专利名称：控制/调节冲压过程的方法及注塑机的驱动和控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及控制/调节借助一台注塑机来生产精确部件且尤其是平面的光学数据载体的冲压过程的方法，该注塑机有两个半模即一个被驱动半模和一个配合半模，其中借助一个电动机械式或液压式冲压驱动装置使被驱动半模运动并在基础调节和整个注塑周期中通过注塑机的连接机构产生被驱动半模与配合半模之间的传力关系。本发明还涉及用于电动机械式和/或液压式驱动的注塑机的合模侧的驱动和控制/调节装置，注塑机具有一个被驱动半模和一个配合半模并可控制/调节其冲压过程以便制造出精确部件且尤其是平面的光学数据载体，其中可通过注塑机连接机构产生被驱动半模与配合半模之间的传力关系。
在典型的注塑过程中，以精确的孔隙度在注塑模中明确确定注塑成品。而在用于冲压出产品最终形状的注塑机中，只有在最初仅部分填充型腔之后通过这两个半模对撞才能实现。在制造平面数据载体时，冲压阶段是闭合阶段。在冲压阶段中，通常后压因使用压缩力而直接作用于半模，为此，使被驱动半模移向配合半模。术语“后压”被理解为通过其中一个半模而平平地施加的力。后压是在典型注塑中通过注塑喷嘴先一点点作用于模具中的并借助熔液传递压力的液压后压的替代物。为了制造平面的数据载体，在注塑前使被驱动半模移向一个预定位置并且在注塑期间内都被保持在该位置上。随后，在使用压缩压力的情况下，使相应的板或被驱动的第一半模施加冲压力地撞击第二配合半模。
在EP0244783中提出了一种在使用注塑机的情况下由塑性化热塑树脂分步形成透镜和平面数据载体的方法·第一步骤是形成一个预扩大的封闭型腔，它适用于容纳塑性化树脂，而没有出现理论背压并且它有一个体积，这个体积大于塑性化注塑用树脂在标准气压下最大可占据的体积。
·随后，在预扩大的型腔中，注入一定量的塑性化树脂，树脂量略小于要形成物体的体积。
·对机器来说，这样的控制力是实用的，即型腔体积被减小，由此重新分布位于其中的树脂，和·随后，保持所用的力，至少直到树脂凝固为止，由此在型腔中压缩树脂。
·但是，在注塑步骤结束前，压缩步骤已开始进行了。
为制造平面精确部件入记录盘，较近的美国专利US-PS4917840提出了以下三个步骤-在一定间隙尺寸的情况下，只有在塑料注塑后速度受控制地使第一半模移动；-与第一半模相对第二半模的先后间隙尺寸有关的速度程序；-和/或与第一半模运动的先后时间间隔有关地进行确定。
因此，先后进行第一，要求或预定精确确定的间隙尺寸，第二，计量注入液态塑料，第三，利用预定的速度程序进行冲压。速度程序过程的分级步骤或是按照某个间隙位置或是按照时间间隔来进行，其中规定了，尤其是在冲压结束时，还要控制压力地确保一些部分。该提案的前提条件就是精确的间隙测量。因而，整个控制/调节的质量取决于瞬间间隙测量的精度或相应的实时计算的精度。测量阴模之间的间隙很费事，因此，实际上采用了一个替代量，例如测量模载板之间间距，如美国专利US-PS4917840所提出的那样。在连续测量两个半模之间间距的基础上建立的冲压调节只包括间隙缩小阶段或材料分布阶段，不包括压印时的力建成阶段。所以，这个解决方案引起了为精确控制/调节冲压过程而还要实时地测量力。所以，根据这篇较近文献的提议，控制速度的运动只能在移到一个精确确定位置或在一个明确的间隙下开始进行。US-PS4917840所提出的解决方案对具有与之相关的误差可能性的传感器技术提出了严格要求。
本发明的方法的特点是，冲压过程的控制/调整是在被驱动半模的位移函数的基础上而程控/程序调节地实现的。
本发明的驱动和控制装置的特点是，设有冲压驱动装置及一个程控装置，可以根据被驱动半模的位移函数而通过这些装置来调节/控制冲压过程。
本发明人认识到了，冲压开始时刻对最终注塑件的质量不是最重要的。材料最佳分布在型腔和相连的压缩结果中的冲压过程类型对产品性能也是很重要的。在现有技术的上述这两个制造平面精确部件的解决方案中，试图通过给冲压过程的控制/调节装置分步加入所用的力或由此引起的压力来避免与目标值相差太大。此外，EP0244783希望在树脂凝固前尽可能地保持冲压所用的力。
在具体的注塑机中，压缩力通过框架座或柱子来支持并且相应地产生封闭力回路。在冲压所需的力很大时，得到了0.5毫米-1毫米或更大的机器应变。数据载体厚度例如为0.4毫米-0.8毫米。当在冲压步骤中对活动的第一半模或被驱动板使用最大的力时，第二半模和配合板一起避开了机器应变量，它可能大于数据载体厚度。
现在，新发明提出了抑制冲压过程的控制/调节
1、根据板或被驱动半模的位移函数；2、按照程控/调节。
注塑机具有用于机器基本调节的机构。参见DE3631164。在每次更换模具后，在开始第一注塑周期前要预先调节机器。根据最大冲压力，确定基本合模力。例如，通过丝杠螺母传动机构(saeulenmutterantrieb)来确定活动部件的位置，从而在合模状态下在基本调节中作用于模具的压力获得了一个略微大于冲压所需最大力的合模力。在肘杆驱动装置的情况下，其在合模情况下完全伸长。按照实际情况来调节开模位移。因此，可以精确地确定被驱动板运动的起始和结束。
为了控制/调节冲压过程，新发明通过灵巧的方式来对待机器应变或半模之间间隙值的连续测量问题。这两者都取决于本身连续变化的冲压力。新发明还允许在冲压过程阶段中与调节技术有关地也省掉用于冲压力变化过程的相应传感器和分析技术装置。如以下所述，在极端情况下，通过一个中心丝杠螺母调节装置来修正周期之间的最重要的偏差并因而程控/调节装置考虑了这种偏差。这很有利地减小在了冲压过程中被用于昂贵的实时探测技术装置的费用。可以省掉相当复杂的调节技术装置。新解决方案允许周期性地通过程序运行来考虑最重要的、对间距情况有影响的且本身变化的参数且尤其是温度因素。与压缩有关地，上述参数首先是所有可能有的变形，其中包括柱杆应变。位移函数包括了专用的具体驱动装置。根据本发明，冲压程序运行过程的开始和结束已在机器的基本调节中被限定了。因此，对于正常注塑工作来说，可以在冲压的最棘手阶段内省掉专用的“实时”传感器和调节技术装置。这允许通过可选的程序并根据电动机械驱动装置的位移函数来控制整个冲压过程。
本发明允许有非常多的很有利的设计方案，为此参见权利要求2-权利要求12和权利要求14-权利要求21。作为目前的最佳解决方案，新解决方案可以被用在上述类型的注塑机中，如本申请人在WO 00/47389中描述的那样。它可以是带有所谓的长行程或短行程的机器。短行程足以用夹爪从打开的模具中自动取出CD。长行程主要用于模具更换。
市场需要这样的CD，即它具有各种各样不同的基本结构并且其特殊压印的数据不受限制地有很多种。这些产品系列一般少，但也可能成千上万。不适当地快速更换模具组件决定了注塑机的特殊类型。此外，一个模具或相应的阴模只能在机器中用一刻钟或半个小时，就必须更换了。除了完美生产外，经济性主要在于以下两个几乎一样重要的因素1、CD周期，包括为此所需的烘干时间；2、把阴模(冲头)装入底模以改变信息的改装时间。
改装时间因产品系列小而明显记入生产率，这是因为每小时内必须多次更换阴模。阴模从间距角度出发地成CD薄片形式，它作为凹模地具有CD表面组织的图形。因此，只更换阴模板，它可被放入模具中并例如可在半分钟内又被取出。
不仅在缩小冲压间隙或材料分布的第一阶段中，而且在提高冲压力的第二阶段中以位移函数作为截面控制/调节的基础。最好调节速度地进行冲压间隙的缩小和冲压力的提高，其中冲压间隙的缩小和提高力的后续阶段借助一个速度控制装置且最好是彼此融合地进行。通过预选的冲压驱动装置或被驱动半模的位移位置来确定冲压结束，它对应于在冲压结束阶段中的可预调的合模力和最佳力。此外，如此通过中心丝杠螺母调节来选择机器的预调或相应的修正调节，即在生产过程中，不仅在冲压阶段内，而且在随后的后压时，所有力由注塑件材料承担并且避免半模的任何金属接触。
根据新解决方案的另一个很有利的设计方案，以程控/程序调节方式并呈随时间的位置或位移、随时间的力或随时间的驱动装置扭矩的截面控制/调节形式地如此进行后压过程，即尽可能最佳地获得表面结构并且在冷却阶段中降低有效的后压力，从而尽可能没有不利地影响到注塑件的内应力状态和进而破裂指数。对于后压过程来说，在时间基础上进行控制/调节，它考虑了冷却时间函数并因而在冷却时确保了成品件所需的内部结构。根据应用场合不同，截面控制可以通过力的方法、驱动马达扭矩的方法或组合方式来进行。
在生产周期内，尤其是在每次换模后，进行机器的基本调节或者在每次注塑周期中监视基本调节并或许进行周期性修正。根据冲压过程中的最大冲压力，在没有产品且模具完全闭合的情况下，以众所周知的方式确定基本合模力及冲压驱动的最佳起始和最终状态。最好在每次生产周期中测量所出现的理论冲压力的峰值并且最好通过将多次测量的平均值与理论冲压力进行比较来确定取决于热影响的连接机构的相应长度变化，并通过丝杠螺母调节装置的修正来补偿。通过丝杠螺母调节而最好是通过电动机械方式或依靠电机驱动地采取最佳最终位置的基本调节和长行程。用于长行程或检测行程的位移测量可通过在伺服马达中的位移测量来进行，其中可在一个后续周期中又精确地移到在合模力调节中求出的生产状态位置并且它可作为控制/调节或协调注塑机各轴的可重复位置的基础。一个要点在于，通过在冲压力方向上压紧而生效的机械或液压式弹性机构来消除与活动部件的间隙且尤其是丝杠螺母传动机构的间隙。在液压驱动装置的情况下，通过相应的位移传感器来确保位移测量。
根据另一个很有利的设计方案，短行程和进而冲压驱动是通过一个伺服马达并在识别伺服马达位置的情况下进行的，在此基础上，可算出电动机械式驱动装置的位移函数。冲压驱动装置的短行程可具有一肘杆传动机构、一齿杆传动机构、一凸轮传动机构或一曲柄传动机构，它与被驱动半模相连。
如果冲压驱动装置成凸轮传动机构或曲柄传动机构的形式，则凸轮传动机构或曲柄传动机构是如此设计的，即冲压行程可被用于在死点附近的最大压缩并且位移函数是由曲柄传动机构或凸轮传动机构的状态(ψ)导出的并且根据位置识别而由伺服马达调节求出。
驱动载板最好与机座牢固连接并且被驱动半模通过冲压驱动装置而可相对驱动载板移动，从而加速的反作用力和模具运动的制动由机座承担并因而没有不利地影响精度且尤其是冲压起始位置。
驱动和控制/调节装置有利地具有一中心丝杠驱动装置，其中一装有配合半模的配合板可相对机座移动地支承着并且机器的基本调节可通过丝杠螺母传动机构来进行。在这里，和一个呈用于测量合模力的实际值传感器形式的测力传感器和一个调节装置一起地形成一个呈用于合模力基础调节和合模力调节的执行机构形式的中心丝杠螺母传动机构。冲压驱动装置和中心丝杠螺母传动机构分别有至少一个可独立控制的驱动马达且最好是伺服马达，其中控制/调节装置可以通过数据总线与可选的接收器或程序所需的存储器相连。
现在，结合几个实施例来更详细地描述新发明，其中
图1表示具有液压驱动装置的且用于制造如CD的现有技术的注塑机；图2放大地示意表示用于根据图1a的短行程及长行程的液压驱动装置，它根据新解决方案地测量冲压阶段的位移；图3表示新解决方案的一个实施例，它具有曲柄传动机构及带有电动机械式驱动装置；图4a表示图3解决方案的丝杠螺母传动机构的间隙消除；图4b作为图4a的截面放大图地示出了柱杆轴承；图5a表示用于短行程的凸轮运动或曲柄运动的位置；图5b表示在形成冲压力时的合模运动结束时理论力图；图6示意地表示三柱杆机器的截面，它具有用于短行程和长行程的驱动装置；图7a、7b表示理论值曲线，图7a表示合模时的理论值曲线，图7b表示冲压时的理论值曲线；图8a-8d作为时间函数地表示模具运动的各过程，图8a表示模具位置，图8b表示冲压力，图8c表示间隙S，图8d表示螺杆运动；图9表示一台用于制造精确部件的电动注塑机的优选设计方案；图10是按照图10的箭头VI的俯视图；图11表示图10的截面IX-IX。
图3示出了新解决方案的一个例子。在图3的左边是喷嘴侧的模具紧固板或装有一配合半模21的长行程载板23，注塑缸7如箭头31所示地移向和离开该配合半模。根据所选方案，长行程载板23可以被牢固地或活动地设置在机座8上，必须相应地牢固或活动地设置驱动载板。在图右边，作为一个优选解决方案地有一个具有一个曲柄传动机构25的结构紧凑的组件17。组件17由一个驱动载板24、一个活动地安置在机座8的导轨上的活动的模具紧固板22以及一个曲柄支承结构28构成。曲柄传动机构25一方面通过一销栓32铰接在活动的模具紧固板22中，另一方面，它如此通过一个曲柄或一个凸轮铰接支承在曲柄支承结构28中，即曲柄连杆26可根据偏心率进行曲柄运动。偏心率(图11的e)等于一半行程。被驱动半模22位于活动的模具紧固板的对置侧上。在这两个半模20、21合模的状态下，形成了加入所需的圆盘形阴模9、9′的空腔35(图2)。通常，CD不是直接被注入空腔35中。在空腔中，分别在一侧或两侧加入一个阴模9、9′，它成凹模形式地具有用于要生产的平面数据载体的型腔。在这两块板之间的固定力或保持力通过连接结构且尤其是通过三个或或许四个柱杆30来确保。每个柱杆30通过一个螺母8被紧固在喷嘴侧的驱动载板或长行程载板23上。一个可转动的轴环39被固定在驱动载板24上，它与齿圈40啮合。固定螺母38通过内螺纹与每个柱杆的螺纹33啮合。齿圈40或小齿轮34的转动通过柱杆40的转动并依靠每个柱杆30的螺母38和螺纹33被转换成喷嘴侧模具紧固板或长行程载板23的直线运动(箭头29)。这种运动就是长行程或维修行程并且在更换阴模以及要进行基础调节和周期性修正时需要这种运动。而短工作行程是通过曲柄传动机构25及活动的模具紧固板22来进行的。图3还局部地示意示出了制造平面数据载体如CD的新解决方案的基本构想，其中示出了从注塑阶段过渡到冲压阶段时的位置。在半模的中心是一个型腔Kav，但它只在冲压阶段结束时才确定数据载体的外形。随着生产过程的进行，遵循各种不同的构想。这样的事实始终通用，即在要求最严格的情况下，将只能部分填充型腔的注塑量计量地注入型腔。在填充过程中，通过使被驱动半模20移向配合半模21，形成预定的压缩间隙。注塑量用Ma表示。在模具填充阶段或注塑阶段结束后，开始进行真正的冲压过程。例如，如图3所示，为此使被驱动半模20继续向型腔Kav方向移动并且在获得最大冲压力的情况下缩小型腔或空腔并且压实注塑材料。在旧方法中，压缩间隙被消除到直到为零。根据新发明，模具不必移到相互碰到，确切地说，即使在冲压结束后，也应留下一个用于精确的最终调节的余隙S。浇口用参考符号19表示，螺杆前室用参考符号18表示。图3示出了具有机器的结构核心件的原理图，该机器具有中心丝杠螺母传动机构16。在这里，K表示柱杆30的弹性常数，或许还包括其它可变形部件，只要在相应受力时的残余变形影响到模具紧固板22或23之间的距离S。一块驱动载板24与机架8或机座牢固地或刚性地连接。一个具有曲柄连杆26以及曲柄盘的曲柄传动机构通过曲柄支承结构28被牢固地安装在驱动载板24上，从而相应的矫顽力或冲击力可被直接传给机架8。曲柄传动机构25是根据短行程设计的并且用于获得冲压力。
在图3中，明显示出了另外两个重要的功能，其一是模具紧固板22、23的可运动性，用滚轮36或37象征性地表示。模具紧固板22、23随被驱动半模20移动短行程，尤其是在整个注塑周期内。被驱动半模20的位移X是曲柄25转角ψ的函数(X＝f[ψ])。运动方向用箭头41表示，用箭头42表示位移测量。第二个重要功能就是模具紧固定板23为了长行程可借助丝杠螺母传动机构16而运动。模具紧固板23为此可以移动并且如图所示地支承在滚轮37上。
用于短行程和长行程的这两个运动最好通过一个靠电机驱动的传动装置来保证。本发明规定了，驱动载板24位置固定地与机座8连接。而两个半模20、21可彼此相对移动并可相对机座8移动。压缩函数(K×F)至少主要根据柱杆应变(K)和有效压缩力(F)来确定。可用系数K涵括如各板的所有其余的变形因素。为了进行基础调节，可以通过各种不同方式来测量压缩力，例如以第一近似法由驱动电机47的扭矩推导出压缩力。在这种情况下，摩擦系数和加速力一样地不利地使结果失真。最好在针对模具区域的适当测力传感器或用于柱杆30应变的传感器的基础上来测量有效的压缩或合模力。在这里，使用传感器是很有利的，因为它是缓慢且几乎是静止的状况。此外，精确测量要比在如冲压过程这样的动态性强的过程中容易得多。程控装置49是如此设计的，即在没有压缩时，控制/调节原则上按照简单的位移函数来进行，因为在这种情况下(K＝0)，对于位移函数来说，柱杆应变系数等于零。
依靠电机驱动的传动装置优选地通过一个伺服电机来实现，机械式驱动装置通过一个曲柄传动机构95或一个凸轮61来实现。在这里，位移函数可以由曲柄或凸轮状态(ψ)导出并且根据位置识别而由伺服电机的调节机构求出。由于通过基础调节确定了运动终点，所以最精确地由活动的模具紧固板22的位移函数[f(ψ)]和压缩函数(K×F)确定了在注塑模型腔中实际情况。驱动装置最好按照一个预定的或可最佳化的速度程序来控制多个冲压阶段。曲柄传动机构或凸轮传动机构不仅有这样的巨大优势，即直到快到死点时，可以通过几何计算由从圆周运动到直线运动的转换最精确地算出运动函数，并且不需要附加传感器从伺服电机转子的位置状态来推导。所以，在电动机械式驱动装置的情况下，可以在位移函数基础上相当精确地进行控制/调节。在控制调节过程中考虑了包括温度参数在内的有效压缩系数。它允许通过预定程序并根据电动机械式驱动装置的位移函数而按照提出的任务地精确控制整个冲压过程。程控过程的开始和结束已经在基础调节中及通过机器的相应调节修正(测力传感器65)而给定了。因此，冲压周期中的生产工作不需要其它传感器。因此，新解决方案允许直接在相应的方案或程序段中考虑对间距情况有影响的最重要的部分参数。对压缩而言，它们就至少是所有可能的变形，其中包括柱杆应变。位移函数可以涵括具体的专用驱动机构。
图4a表示另一个很有利的提高调节精度的设计构想。为此，通过一个预紧弹簧50来消除所有相应工作的且可机械运动的部件的机械间隙。在这种情况下，预紧弹簧50在与冲压合力相同的方向上发挥作用(箭头50′)。
图4b是柱杆轴线56支承位置的截面图。在两个外侧面上，分别安装了密封件52或53。它允许在内部封入润滑油脂以便获得摩擦小的支承，从而在这里，也满足使用寿命长及净室加工的严格要求。
图5a用实线45表示在合模运动结束时的理论力图。线44作为计算例子地表示基于柱杆及板的变形的霍克特性曲线的与两个半模位移有关的实际力图，在CD合模单元的情况下，开启位移为50毫米。
曲柄传动机构的最佳调节目标在约180°内，如图5b所示。在图5b中，示出了三个不同的位置。在转角为ψ1的情况下，模具打开。转角ψ2表示冲压间隙，而转角ψ3表示最佳冲压力时的位置。在最大冲压力的情况下，曲柄可以处于死点位置并最好是接近死点。F(图4a)表示作用于机器的可变形部件上且尤其是柱杆30上的有效力。两个半模20、21相对运动的结果就是马上改变了间距S，这要视两个模具紧固板22、23的局部位置而定。模具紧固板23按照函数K·F运动，模具紧固板22按照函数X＝f(ψ)运动。以下函数适用于间距SS＝X+K·F＝f(ψ)+K·F为了调节合模力，参见DE3631164的全部内容。本申请人的这个解决方案显示出一个很有利的测量并调节注塑机合模力的方法，该住宿机具有中心可调的且用于产生合模力的肘杆机构。作为解决方案地提出了，至少在机器的一段工作时间内，测量用于一个事先由周期数确定的生产周期的每个加工周期的合模力并且根据该测量值算出一平均值。只有当该平均值在合模力调节区中位于一个包括一合模力的预定理论值的公差范围外时，才进行调节。这种调节在合模力改变步骤中进行，其中为了每个跟在改变步骤后的生产周期进行测量，并且只有当在一个合模力改变步骤后的测量给出一个在公差范围内的值时，才重新开始用于确定平均值的下个生产周期。另外，该方法还可以有利地被用在整个工作期间内，或者只被用在起始阶段内或随后的正常工作阶段中(在这个阶段中，在机器中达到了热平衡)。另外，以下措施被证明是有利的，即单位生产周期的加工周期数被选择得小于正常工作阶段的生产周期的加工周期数。因此，在计算起始阶段内大多获得相当大的且在时间上紧密衔接的与理论值的合模力偏差。
·调节误差ΔF＝温度影响一方面，消除温度影响或意外波动并作为中心调节地进行检修行程修正。
图6示意地表示用于长行程的且具有一台带驱动小齿轮46的电机43的中心丝杠螺母传动机构16以及用于短行程的驱动装置，它借助了一台驱动马达47、一传动装置48和凸轮61。带增塑缸的注塑单元是喷嘴侧模具紧固板23，给两个靠电机驱动的驱动装置配备了另一个固定的载板24。维修行程通过本身已知的“模具高度调节方式”并借助在丝杠螺母38上的齿圈40和齿轮34来进行。或者，可以用同步齿形带来实现柱杆30的转动。在用滚动轴承将柱杆30支承在模板上并且润滑轴承和调节螺纹的情况下，可以获得更高的调节速度并进而在更换模具(冲头)9、9′时获得小于30秒的装备时间。因此，也可以为这种驱动装置使用带可精确定位的轴的马达并最好是带有小间隙齿轮传动装置的伺服马达。在曲柄传动机构25和驱动电机47之间是一个传动装置89且最好是正齿轮传动装置。用C表示一个带存储器的控制/调节人工智能装置，它把相应的马达控制/调节交付或递给各自所需的程序运行过程或接收器。在框C中，用R1、R2、R3等表示可就地建立任何计算电路并可以直接进行相应的协调。可以有意义地设置控制连接线路St1、St2、St3并确保所有控制调节运行过程的相应最佳化。
图7a、7b示意地表示全面的速度控制/调节的可能性，其中图7a表示合模，图7b表示冲压。术语“控制/调节”对应于英语的“控制”，它包含了上述两层含义。在这两个阶段中，采用了与位移有关的速度截面，Spo、SP1、SP2等是预选的不同冲压间隙。在冲压结束时，留有如0.02毫米的间隙。
图8a-8d与时间有关地定量示出了重要参数随时间的变化过程。图8a表示模具位置，图8b表示冲压力，图8c表示模具间隙S，图8d表示螺杆位移S。
以下，参见图9-11，它们从侧面或上面及以截面图示出了合模装置54。在图左侧，分别是一个驱动载板24，一个用于工作行程或短行程的组件直接通过螺栓66被牢固连接在起左侧上。在图右侧，设置了一个喷嘴侧模具紧固板23。喷嘴侧模具紧固板23一方面通过四个柱杆30相对驱动载板24被保持住，并且在导轨55上被向下引导。每个柱杆30通过一个丝杠螺母38如此支承在喷嘴侧模具紧固板23中，即柱杆轴线56的转动造成半模21纵向移动。为了不让具有非常精确的且为了尽可能少摩擦而得到良好润滑的螺纹的柱杆轴56被弄脏，用一个保护套57包住柱杆轴56。通过一个同步齿形带传动机构58及一个驱动马达或电机43在中心产生柱杆轴56的转动。喷嘴侧模具紧固板23在两侧通过滑块59几乎无间隙地受到引导，以便进行大致平行于柱杆轴56的轴线60的直线运动。在这种意义上，为了精确的平行导向，用滑块62来支承活动的模具紧固板22。凸轮61是自由支承的，因而曲柄传动机构25的曲柄运动可不受阻碍地被转换成直线运动。通过借助在电机43上的相应旋转脉冲来控制喷嘴侧模具紧固板23，模具被打开到如300毫米自由开口度。用箭头63表示相应的运动。所有取决于温度的公差通过合模力调节来修正。由此所需的修正由控制装置自动识别(合模力改变)并且通过电机43进行位置修正。只是通过借助曲柄传动机构的偏心运动和活动模具紧固板22的被迫进行的水平直线运动来保证原来的短行程KH。生产中的另一个重要功能就是取出CD。在图10中，示出了一个具有机械手71的卸料机器人70、真空吸头72及一个被吸附的CD73。卸料机器人70具有一个自身的电机74并且作为卸料单元75地与机架牢固连接。此外，彻底协调机械手71和短行程运动(KH)对打开模具很重要。在毫秒级的时间内进行这种协调并且通过适当的传感器来确定，以便决不会出现活动部件的碰撞。
图11表示图10的截面VII-VII。如上所述，中心丝杠螺母传动机构16最好成合模调节执行机构的形式并且它和一个作为测量合模力的实际值传感器的测立传感器66和一个调节装置一起使用。在这里，在伺服马达中自动进行行程运动的位移测量。可重现的位置是在控制/调节或协调不同轴线的基础上获得的。为了能够保证在调节维修行程后的所需精度，通过在每个被驱动柱杆30中的预紧装置80来消除机器结构所需的轴承间隙和螺纹间隙。消除间隙所需的压紧通过弹簧实现或以气动方式实现并且借助一个在驱动载板24和长行程载板23之间的预紧力造成在传力侧面上的间隙消失。例如，凸轮61的偏心半径为25毫米，这允许50毫米的总的短行程。没有进一步讨论起模装置81。它例如可以被设计成利用气压来操作并且对应于现有技术方案。
权利要求
1.一种控制/调节用注塑机制造精确部件且尤其是平面的光学数据载体的冲压过程的方法，所述注塑机具有两个半模，即一个被驱动半模(20)及一个配合半模(21)，其中借助一个电动机械式或液压式冲压驱动装置使被驱动半模(20)运动，在基础调节和整个注塑周期中通过该注塑机的连接机构形成被驱动半模(20)与配合半模(21)之间的传力关系，其特征在于，该冲压过程的控制/调节是在被驱动半模(20)的位移函数的基础上程控/程序调节地进行的。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，不仅在减小冲压间隙或材料分布的第一阶段，而且在增大冲压力的第二阶段中，该位移函数同样作为截面控制/调节的基础。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，冲压间隙的减小及冲压力的增大是调节速度地进行的。
4.如权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，减小冲压间隙的阶段和增大力的后续阶段是借助速度控制而融合地进行的。
5.如权利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，通过冲压驱动装置或被驱动半模(20)的一个可预选的位移位置来确定冲压结束，该位移位置对应地基于一个可预调的合模力和在冲压结束阶段中的一个最佳力。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，选择合模力的预调量和计量量，不仅在冲压阶段内，而且在随后的后压时，所有力都由注塑件材料承担并且避免了半模(20，21)的任何金属接触。
7.如权利要求1-6之一所述的方法，其特征在于，以程控/程序调节方式并呈随时间的位置或位移、随时间的力或随时间的驱动装置扭矩的截面控制/调节形式地如此进行后压过程，即尽可能最佳地获得表面结构并且在冷却阶段中降低有效的后压力，从而尽可能没有不利地影响到注塑件的内应力状态和进而破裂指数。
8.如权利要求1-7之一所述的方法，其特征在于，通过本身已知的方式确定根据冲压过程的最大冲压力的机器基础调节并且基本合模力及冲压驱动装置的最佳最终位置和起始位置是在没有产品且模具完全闭合的状态下确定的。
9.如权利要求1-8之一所述的方法，其特征在于，在每个生产周期中掌握所出现的实际冲压力的峰值，最好通过把多次测量的平均值与理论冲压力进行比较来确定尤其是连接机构的取决于热影响的相应纵向变化并且通过修正丝杠螺母调节来补偿这个变化。
10.如权利要求1-8之一所述的方法，其特征在于，在识别位置的情况下，通过一台伺服马达而以电动机械方式进行冲压驱动，在此基础上，计算出电动机械式驱动装置的位移函数。
11.如权利要求1-10之一所述的方法，其特征在于，通过丝杠螺母调节装置并按照电动机械方式或靠电机驱动地进行所述的用于最佳最终位置的基础调节。
12.如权利要求1-11之一所述的方法，其特征在于，所述的用于长行程或检测行程的位移测量最好通过在一伺服电机中的位移测量来进行，其中可以在一个在一检修行程后的后续周期中精确地移到在合模力调节中求出的生产状态位置并且以其作为该注塑机各轴的控制/调节或协调的可重现位置。
13.一种用于一靠电机驱动的和/或液压驱动的注塑机的合模装置(54)的驱动和控制/调节装置，其中该注塑机具有一被驱动半模(20)和一配合半模(21)并利用可控制/调节的冲压过程来制造精确部件且尤其是平面数据载体，其中可以通过该注塑机的连接机构产生被驱动半模(20)与配合半模(21)之间的传力关系，其特征在于，设置一个冲压驱动装置和一个程控装置(49)，可通过它们并基于被驱动半模(20)的位移函数来调节/控制该冲压过程。
14.如权利要求13所述的驱动和控制/调节装置，其特征在于，该冲压行程具有一个肘杆传动机构、一个齿杆传动机构、一个凸轮传动机构或一个曲柄传动机构(25)，它与被驱动半模(20)相连。
15.如权利要求14所述的驱动和控制/调节装置，其特征在于，驱动载板(24)与机座或机架(8)牢固连接并且被驱动半模(20)可通过冲压行程相对驱动载板(24)如此移动，即加速的反作用力和模具运动的制动没有不利地影响到冲压开始位置的精度。
16.如权利要求13-15之一所述的驱动和控制/调节装置，其特征在于，该冲压驱动装置成凸轮传动机构或曲柄传动机构(25)形式，其中如此设计凸轮传动机构或曲柄传动机构(25)，即该冲压行程可被用于死点附近的最大压缩。
17.如权利要求13-16之一所述的驱动和控制/调节装置，其特征在于，该冲压驱动装置呈曲柄或凸轮形式，位移函数是由曲柄位置或凸轮位置(ψ)导出的并且可根据位置识别由伺服马达的调节来求出。
18.如权利要求14-17之一所述的驱动和控制/调节装置，其特征在于，它具有一个丝杠螺母传动机构(16)，一块装有配合半模(21)的对接板可相对机座(8)移动地支承着，其中机器的基础调节可通过丝杠螺母传动机构(16)来进行。
19.如权利要求18所述的驱动和控制/调节装置，其特征在于，和一个呈用于测量合模力的实际值传感器形式的测力传感器和一个调节装置一起地形成一个呈用于合模力基础调节和合模力调节的执行机构形式的中心丝杠螺母传动机构(16)。
20.如权利要求13-19之一所述的驱动和控制/调节装置，其特征在于，与活动部件的间隙且尤其是丝杠螺母传动机构(16)的间隙最好通过机械或气动的弹性机构在冲压力方向上有效压紧而被消除。
21.如权利要求14-20之一所述的驱动和控制/调节装置，其特征在于，它为冲压驱动装置和丝杠螺母传动机构而具有至少一个可独立控制的驱动马达且最好是成伺服电机形式的驱动马达，其中该控制/调节装置配备有可选的接收器或程序所需的存储器。
全文摘要
本发明涉及制造精确部件且尤其是平面的光学数据载体的新方法。根据本发明，在被驱动半模的电动机械式或液压式驱动装置的位移函数的基础上来程控冲压过程。当使用伺服马达时，其内位移信号被直接用于计算位移函数或操作程控。新方法允许对冲压阶段进行完整的速度控制。在冲压阶段前或冲压过程中，更具体地测定所以可能受到外界机械影响的因素，由此允许获得最佳精度和可重现性。
文档编号B29C45/76GK1398218SQ01804710
公开日2003年2月19日 申请日期2001年2月9日 优先权日2000年2月9日
发明者R·魏恩曼 申请人:内兹塔尔机械公司