专利名称：用于注射成型机的模具夹紧控制方法
技术领域：
本发明涉及一种用于注射成型机的模具夹紧控制方法，该方法特别适用于在模具夹紧步骤期间检测夹在动模和定模之间的外部物体。
背景技术：
通常，在设计为通过肘杆机构将由包括伺服电机和滚珠丝杠机构的驱动装置产生的往复运动传递给一活动压板上的注射成型机领域里，已知一种外部物体检测方法，用于依据活动压板在模具闭合方向的运动检测夹持在动模和定模之间的外部物体(如模制件)(例如，参见日本专利申请特许公开号(kokai)第2002-172670号)。
该专利披露了一种用于注射成型机的外部物体检测方法，包括以下步骤在模具夹紧阶段监视区域内检测有关模具闭合动作的物理值；以及当检测的物理值和预定的理论值之间的偏差超过阈值时，执行关于外部物体检测的紧急处理。在该外部物体检测方法中，执行模具夹紧操作，由此检测出偏差的最大值；并且将最大值加入到预先设定好的参考值中，由此确定出用作外部物体检测的阈值。
在上述外部物体检测方法(模具夹紧控制方法)中，检测的实际值和预定的理论值之间的最大偏差也加入到参考值中，由此确定出阈值。因此，该方法能够迅速容易地确定一具有高精确度和高可靠性的固定阈值。
但是，监视区域内有关模具闭合操作的物理值的大小变化取决于例如尺寸误差，机械磨损，用于维修的润滑和调整以及伺服电机不均匀的旋转。在自动24小时操作的情况下，物理值的大小变化还取决于当日的时间，这是因为例如白天和夜晚的温度不同。因此，当阈值固定后，由于由干扰引起的物理值变化，所以会出现错误检测。这种传统方法可能会导致不必要的操作中止，因而引起操作者进行不必要的检查，生产进度的推迟以及在模具夹紧控制方面不能实现高度连贯性和高可靠性。
还有，当外部物体夹持在动模和定模之间时，不能正确地检测到有关模具闭合操作的物理值，而且伺服控制系统执行反馈控制以致伺服电机的转矩急剧增加。为了克服伺服电机转矩的这种急剧增加，在执行外部物体的检测的监视区域内，向伺服回路提供一转矩限制信号，从而使得转矩输出不超过预定的转矩极限值，由此避免向模具施加过大的力。当转矩极限值设置得过低时，伺服电机的驱动力受到抑制，从而导致不连贯的操作，例如旋转速度下降，并且导致出现错误检测。通常，用户(操作者)根据例如所要模制的产品和模制条件来适当确定该转矩极限值。
但是，由于必须考虑到多方面的因素，所以使用者难以设定该转矩极限值。尤其是，由于用户高度重视模具，所以他/她趋向于将转矩极限值设置得较低，因而潜在地会导致操作不连贯以及出现错误检测。
发明概述本发明的一个目的是提供一种用于注射成型机的模具夹紧控制方法，该方法即使当干扰导致某一监视项目(例如转矩)的值变化时也能够可靠地防止外部物体的错误检测，由此避免出现不必要的操作中止。
本发明的另一个目的是提供一种用于注射成型机的模具夹紧控制方法，能够以高适应性、灵活的方式设置用于监视项目的阈值，从而在模具夹紧控制方面确保高连贯性和高可靠性。
本发明的另一个目的是提供一种用于注射成型机的模具夹紧控制方法，该方法能够自动设置一精确的转矩极限值，从而提高操作的连贯性，防止出现错误检测，且在模具夹紧控制方面确保高连贯性和高可靠性。
为了实现上述目的，本发明提供了一用于注射成型机的模具夹紧控制方法，包括以下步骤在模具夹紧过程中，在与模具闭合操作相关的预定监视区域内，检测一监视项目值；当检测值超过阈值时执行紧急处理；以及执行自动设置操作。自动设置操作包括以下步骤以预定的取样间隔在监视区域内周期性地检测监视项目的值，从而以取样顺序得到检测值；对预定数量注射中的每一个重复周期性检测的步骤；根据检测值通过利用一预定的数学公式得出取样顺序中每一个位置的阈值；以及存储得到的阈值以在控制中使用。自动设置操作可以包括以下步骤获得至少一个平均值和一个相对于标准偏差的调整值，从属于针对所有注射而言、取样顺序的相同位置的检测值中获得所述平均值和标准偏差；通过利用包括一项平均值和一项调整值的预定数学公式得到取样顺序中每一个位置的阈值；以及存储得到的阈值以在控制中使用。此外，自动设置还可以包括以下步骤以预定的取样间隔在监视区域内周期性地检测转矩，从而在取样顺序中得到转矩检测值；对预定数量注射的每一个都重复进行周期性检测的步骤；根据所获得的转矩检测值通过利用预定数据公式得出在取样顺序中每一个位置的转矩极限值；以及存储得到的转矩极限值以在控制中使用。
图1是一流程图，显示出设定在根据本发明一实施方案的模具夹紧控制方法中所使用的阈值的方法；图2是一流程图，显示出设定在模具夹紧控制方法中的使用的转矩极限值的方法；图3是一流程图，尤其显示出在生产运行期间检测与整体操作相关的模具夹紧控制方法的外部物体检测操作；图4为一流程图，尤其显示出在生产运行期间与整体操作相关的模具夹紧控制方法的转矩限制操作；图5为一流程图，显示出更新在模具夹紧控制方法所使用的临界数据的方法；图6为一流程图，显示出更新在模具夹紧控制方法中所使用的转矩限制数据方法；图7为一示意图，显示出可以应用该模具夹紧控制方法的注射成型机的结构；图8为注射成型机的伺服电路的方框图；图9为一示意图，显示出在执行模具夹紧控制方法期间所使用的显示屏；图10为通过执行模具夹紧控制方法得到的微分检测值的表格；图11为通过执行模具夹紧控制方法得到的转矩检测值的表格；图12为一曲线图，用来说明在执行模具夹紧控制方法中挑选最大值以用作阈值的方法；图13一曲线图，用来说明在执行模具夹紧控制方法中挑选最大转矩以用作转矩极限值的方法；图14为一特征曲线图，显示在执行模具夹紧控制方法期间与标准偏差相关的阈值大小。
具体实施例方式
接下来将结合附图详细描述本发明的实施方案。附图是对实施方案进行举例说明而不是对发明范围进行限制。为了清楚地描述本发明，公知部分的详细描述将省略。
首先，首先将参照图7和8对可以应用本实施例中的模具夹紧控制方法的注射成型机1的结构进行说明。
在图7中所示的注射成型机1包括一模具夹紧装置1c和由虚线表示的注射装置1i。该模具夹紧装置1c包括彼此分离的一固定压板3c和一驱动底座3r。固定压板3c和驱动底座3r固定安装在一未示出的机座上。4个连杆4在固定压板3c和驱动底座3r之间延长。一活动压板3m可移动地安装在连杆4上。一动模Cm连在活动压板3m上，一定模Cc连在固定压板3c上。动模Cm和定模Cc组成了模具C。
一驱动机构5布置在驱动底座3r和活动压板3m之间。该驱动机构5包括一驱动装置8和一连接在驱动底座3r和活动压板3m之间的肘杆机构9。驱动装置8包括一连接在驱动底座3r上的伺服电机2；一由可旋转地支撑在驱动底座3r上的滚珠螺杆6s和与滚珠螺杆6s螺旋接合的螺母6n构成的滚珠螺杆机构6；以及一将伺服电机2的旋转传递到滚珠螺杆6s的旋转传送机构7。肘杆机构9包括多个肘杆部件9r；并且螺母6n固定住作为输出部分的滑块9h。基于对构造的上述描述，螺母6n的往复运动经由肘杆机构9传送至活动压板3m。附图标记10表示一排出器机构。
同时，附图标记S表示一控制系统。该控制系统S包括一与伺服电机2和附在伺服电机2上的旋转编码器12相连的伺服电路11。一程序控制器13连接在伺服电路11上；同时存储器14和带有触板的显示器15连接在程序控制器13上。
图8示出了伺服电路11的具体构造。伺服电路11包括一偏差计算单元21和22；一加法器23；一位置环路增益设置单元24；一前馈增益设置单元25；一加速度/减速度——时间设置单元26；一速度转换器27；一速度环路增益设置单元28；一驱动器29；一转矩比较部分30；一转矩微分器31；一转矩微分——比较部分32；一速度微分器33；以及一加速度比较部分34，因而伺服控制系统的构造如图8所示。各部分的功能(操作)将在随后描述的关于模具夹紧装置1c的整体操作中讲述。
其次，模具夹紧装置1c的整体操作采用参考附图1至4描述的根据本发明实施例的模具夹紧控制方法。
首先，将结合图1和2所示的流程图描述利用本实施例的模具夹紧控制方法设置阈值Di和转矩极限值Tu的方法。图1示出了设置阈值Di的方法，图2示出了设置转矩极限值Tu的方法。
当执行根据本实施例的模具夹紧控制方法时，通过显示器15上显示的相关功能键选择自动设置模式。自动设置模式的选择使转矩限制无效(步骤S21)。
将阈值Di和转矩极限值Tu初始化。这一初始化通常通过实验模制完成。这里，我们假设在注射成型机1开始操作之前，活动压板3m处于模具打开位置。实验模制的开始激活了伺服电机2，并且活动压板3m从模具打开位置前进(步骤S1和S22)。在此情况下，起初活动压板3m高速向模具闭合的方向前进，由此高速模具闭合完成。这时，伺服电路11对活动压板3m执行速度控制和位置控制。特别是，程序控制器13向伺服电路11的偏差计算单元21提供一位置指令值。偏差计算单元21将位置指令值与从旋转编码器12输出的检测脉冲中获得的位置检测值进行比较。因此获得一位置偏差，由此执行位置反馈控制。值得注意的是，位置偏差通过位置环路增益设定单元24，前馈增益设定单元25以及加速度/减速度——时间设定单元26来补偿。加速度/减速度——时间设定单元26的输出值提供至偏差计算单元22并且与速度转换器27的输出值进行比较。由此，在执行速度回馈控制的基础上获得一速度偏差。值得注意的是，速度偏差通过速度环路增益设定单元28来补偿。
当活动压板3m在模具闭合方向前进且到达预定取样区域(监测区域)的起始点时，监视项目的检测开始；特别地，作为一监视项目，转矩(负荷转矩(转矩检测值Td))以预定的取样间隔Δts进行周期性检测(步骤S2，S3，S23和S24)。在此情况下，取样区域可以设置在低压模具夹紧(低速模具闭合)起始点和高压模具夹紧起始点之间。这些起始点可以根据位置或时间设置。值得注意的是，例如取样间隔Δts可以设置成2.5毫秒。当取样区域的持续时间假设为8秒时，全部取样计数是3200。
通过从速度环路增益设定单元28提取速度控制信号来检测负荷转矩。换句话说，只要速度控制信号S的大小符合负荷转矩的大小，速度控制信号Sc的电压就可以作为转矩检测值Td使用。以取样间隔Δts周期性检测的转矩检测值Td通过转矩微分器31微分从而转换成微分检测值Dd。微分检测值Dd和转矩检测值Td都经程序控制器13写入存储器14的数据区(步骤S4，S5和S25)。以取样间隔Δts周期性执行获得微分检测值Dd的检测操作，直到取样区域结束(步骤S6，S3等等，以及S26，S24等等)。
当第一次注射(模制周期)完成时，执行下一次注射。同样地，通过检测获得微分检测值Dd和转矩检测值Td。针对预定数量(N)注射的每一次都执行获得微分检测值Dd和转矩检测值Td的检测(步骤S7，S3等等；以及S27，S24等等)。图10是一包含在存储器14的数据区中的微分检测值Dd的表格。图11是一包含在存储器14的数据区中的转矩检测值Td的表格。在本实施例中，注射计数N设置为“10”，并且针对一次单独注射，以t0，t1，......tn的取样顺序执行取样。
当全部N次注射的检测完成时，在获得微分检测值Dd的基础上设置阈值Di。首先，由微分检测值Dd计算得到平均值Xi，该微分检测值Dd属于对于全部注射而言的取样顺序的相同位置(步骤S8)。例如，在图10中，属于取样顺序t1(对于10个注射)位置的微分检测值Dd的平均值Xi是“11.7”。
从属于对于全部注射而言、取样顺序相同位置的微分检测值Dd中挑选出的最大值Xw(步骤S8)。例如，在图10中，取样顺序t1位置的最大值Xw是“12.5”。在此情况下，最大值Xw就是从以下微分检测值Dd中挑选出的最大值，所述微分检测值Dd属于取样顺序中多个位置，包括相关位置以及该位置前后已预定数量的几个位置。这样设置的原因将结合附图12进行叙述。在从属于与取样顺序相同位置的值中挑选最大值的情况下，阈值数据随图12中描绘的Dir的变化而变化，其中阈值Di以时间连续的方式绘制成曲线图。在图12中，阈值数据Dir随与检测值数据Ddd相似的变化趋势而变化，只是阈值数据Dir相对于检测值数据Ddd向上偏移。检测值数据Ddd以时间连续的方式通过绘制微分检测值Dd来表示。此外，检测值数据Ddd不必与阈值数据Dir同时出现，但是在时间轴方向Ft上是分散的。举例来说，检测值数据Ddd包括时间滞后。因此，在一些情况下，在时间轴方向Ft上的某些点处检测值数据Ddd会超过阈值数据Dir，从而导致错误的检测发生。
上述问题可以按如下所述避免。最大值Xw是从属于取样顺序的多个位置，包括相关位置以及在该取样顺序中该位置前后已预定数量的位置的值中挑选出的最大值，由此沿着预定时间间隔在时间轴Ft方向延伸阈值数据Dir的峰值，如图12中阈值数据Dis所绘。在此情况下，通过选择数值如1，2，3，4......可以任意设置延伸区域(预定区域)。例如，当选择“1”时，取样顺序中它之前和之后的一个位置被加入到相关位置中。因此，当选择“1”时，预定区域就是指取样顺序中3个连续的位置。特别地，当针对取样顺序中的t1位置选定最大值Xw时，就从属于取样顺序t0，t1和t2位置的值中选取最大值作为最大值Xw。同样，当选择2时，取样顺序中它之前和之后的两个位置被加入到相关位置中。因此，预定区域就是指取样顺序中5个连续的位置。值得注意的是，图10所示例子中针对取样顺序t1位置的最大值Xw是出现在取样顺序中t2位置处的最大值(未示出)。
利用如此获得的平均值Xi和最大值Xw，通过下面的算数表达式得到取样顺序中每一个位置的阈值Di(步骤S9)Di＝Pi+kb＝[{(Xw-Xi)×ka}+Xi]+kb(其中ka和kb是常数)这种情况下，Pi是一个参考值；并且常数kb被设置为参考值Pi的预定误差(偏差)。常数ka通常设置为1到2之间的任意值。
中间值Xj可以被用作代替平均值Xi。特别地，都从微分检测值Dd获得最小值Xs和最大值Xw，所述微分检测值Dd属于针对所有注射而言、取样顺序中的相同位置；基于最小值Xs和最大值Xw，通过使用算数表达式Xj＝(Xw-Xs)/2获得中间值Xj；并且基于中间值Xj和最大值Xw，利用如下算数表达式得到取样顺序中每一个位置的阈值DiDi＝[{(Xw-Xj)×ka}+Xj]+kb(其中ka和kb是常数)上面算数表达式中，常数ka和kb可以与前述提到的常数ka和kb相同，或者当需要时也可不同。
或者通过统计方式从属于对于所有注射的取样顺序中相同位置的微分检测值Dd中得到标准偏差σ；并且基于标准偏差σ得到阈值Di。标准偏差可以利用下面算数表达式获得σ={Σ(Dd-Xi)2/N}]]>=[{(Dd0-Xi)2+(Dd1-Xi)2+(D2-Xi)2+...+(Ddn-Xi)2}/N]]]>这种情况中，Dd0，Dd1，Dd2......Ddn是分别属于取样顺序中t0，t1，t2......tn位置的微分检测值。获得标准偏差σ的上述算数表达式是通常公知的统计方式。但是，获得标准偏差σ(分散程度)的算数表达式并不仅限于上述算数表达式，只要能够以数值的形式表示分散程度即可。
在得到平均值Xi、最大值Xw和标准偏差σ的基础上，通过利用下面算数表达式可以得到取样顺序中每一个位置的阈值DiDi＝Pi+ks＝[{(Xw-Xi)×(σ×kr)}+Xi]+ks(其中kr和ks是常数)这种情况中，Pi是一参考值；并且常数kb被设置为参考值Pi的预定公差(偏移量)。常数kr通常设置为等于或大于“1”的任意值。
在上面算数表达式中，(σ×kr)项是对应于标准偏差σ的调整值。因此，如图14所示，当标准偏差σ较大时，也就是说在一个区域内，微分检测值Dd大范围地分散在其中时，则相对于微分检测值Dd，阈值Di也设置得很大。因此，在外部物体检测方面的灵敏度降低(监视变松)，从而更可靠地避免检测错误。相反，当标准偏差σ较小，也就是说在一个区域内，微分检测值Dd小范围地分散在其中时，则相对于微分检测值Dd，阈值Di也设置得很小。因此，在外部物体检测方面的灵敏度提高(监视变紧)，从而使外部物体检测更可靠。在检测时段，通过利用对应于检测时微分检测值Dd分散程度的调整值(σ×kr)，阈值Di能够相对于微分检测值Dd，以高度适应、灵活的方式设置，从而在模具夹紧控制方面确保高连贯性和高可靠性。
如前所述，同样在这种情况下，中间值Xj可以被用来代替平均值Xi。特别地，由微分检测值Dd获得最小值Xs和最大值Xw，所述微分检测值Dd属于针对所有注射而言、取样顺序中的相同位置；基于最小值Xs和最大值Xw，通过使用算数表达式Xj＝(Xw-Xs)/2获得中间值Xj；并且基于中间值Xj和最大值Xw，利用下面算数表达式得到取样顺序中每一个位置的阈值DiDi＝[{Xw-Xj)×(σ×kr)}+Xj]+ks(其中kr和ks是常数)上面算数表达式中的常数kr和ks可以与前述提到的常数kr和ks相同，或者当需要时也可不同。
取样顺序中单独位置的微分值Di也可以通过下面不涉及最大值Xw项的数学公式来获得。
Di＝Pi+kj＝{Xi+(σ×ki)}+kj(其中ki和kj是常数)在这种情况下，Pi是一参考值，并且常数kj被设置为参考值Pi的预定公差(偏移量)。常数ki通常设置为等于或大于“1”的任意值。(σ×kr)项是对应于标准偏差σ的调整值。
当使用中间值Xj时，可以通过下面的数学公式得到阈值DiDi＝[{Xj+(σ×ki)}]+Kj上面算数表达式中的常数ki和kj可以与前述提到的常数ki和kj相同，或者当需要时也可不同。
同时，在得到转矩检测值Td的基础上设置转矩极限值Tu。首先，从转矩检测值Td计算出平均值Ai，所述转矩检测值Td属于相对所有注射而言、取样顺序的相同位置(步骤S28)。在图11中，例如，针对取样顺序(相对于10次注射)t1位置的转矩检测值Td的平均值Ai是“1.17”。最大值Aw是从属于相对所有注射而言、取样顺序的相同位置的转矩检测值Td中挑选出来的(步骤S28)。在图11中，例如，取样顺序t1位置处的最大值Aw是“1.28”。
在这种情况下，最大值是从转矩检测值Td中挑选出来的最大值，所述转矩检测值Td属于取样顺序中的多个位置，包括相关位置和它前后预定数目的位置。这样设置的原因将结合附图13进行描述。其中从属于取样顺序相同位置的值中挑选最大值，转矩极限值数据如图13中描绘的Tur曲线变化，它以时间连续的方式将转矩极限值Tu绘制成一曲线。转矩极限值数据随与图13所示转矩检测值数据Tdd相似的变化趋势而变化，只是转矩极限值数据Tur从转矩检测值数据Tdd处向上偏移。转矩检测值数据Tdd以时间连续的方式通过绘制转矩检测值Td而成。不过，转矩检测值数据Tdd不必与转矩极限值数据Tur同时出现，但是在时间轴方向Ft上是分散的；举例来说，转矩检测值数据Tdd包括时间滞后。结果在一些情况下，在时间轴方向Ft上的某一点处，转矩检测值数据Tdd可能达到转矩极限值数据Tur，从而响应于检测到转矩的大小未大到要求执行转矩极限操作时，产生执行转矩极限操作的错误控制。
如下所述可以避免上述问题。最大值Aw是从以下值中挑选出的最大值，这些值属于取样顺序中的多个位置，其中包括相关位置和它前后预定数目的位置，从而在时间轴方向Ft上沿着预定的时间间隔延伸转矩极限值数据Tur的峰值，如图13中转矩极限值数据Tus所描绘的。在这种情况下，通过选择数值如1，2，3，4......可任意地设置延伸区域(预定区域)。例如，当选择“1”时，取样顺序中相关位置前面的一个位置和它后面的一个位置加入到该相关位置中。因此，当选择“1”时，预定区域就是指取样顺序中3个连续的位置。特别地，当针对取样顺序中t1位置选取最大值Aw时，将从属于取样顺序t0，t1和t2位置的值中挑选最大值作为最大值Aw。同样地，当选择“2”时，取样顺序中它前面的两个位置和它后面的两个位置加入到相关的位置中。因此，预定区域指取样顺序中5个连续的位置。值得注意的是，图11所示的例子中，针对取样顺序中t1位置的最大值Aw是出现在取样顺序中t2位置处的最大值(未示出)。
利用由此获得的平均值Ai和最大值Aw，通过使用下面的数学公式得到取样顺序中每一个位置的转矩极限值Tu(步骤S29)Tu＝Qi+kq＝[{(Aw-Ai)×kp}+Ai]+kq(其中kp和kq是常数)在这一情况下，Qi是一参考值；并且常数kq被设置为参考值Qi的预定公差(偏移量)。常数kp通常设置为1到2之间的任意值。
中间值Aj可以被用作代替平均值Ai。特别地，由转矩检测值Td获得最小值As和最大值Aw，所述转矩检测值Td属于对于所有注射的取样顺序中相同的位置；基于最小值As和最大值Aw，通过使用算数表达式Aj＝(Aw-As)/2获得中间值Aj；并且基于中间值Aj和最大值Aw，利用下面算数表达式得到取样顺序中每一个位置的转矩极限值TuTu＝[{(Aw-Aj)×kp}+Aj]+kq(其中kp和kq是常数)上面算数表达式中的常数kp和kq可以与前述提到的常数kp和kq相同，或者当需要时也可不同。
在存储器14中设定(自动设定)由此获得的阈值Di和转矩极限值Tu并且由图9所示的显示器15的显示部分15s显示数据(步骤S10和S30)。图9中，Dis表示由所设定阈值Di绘制而成的阈值数据，Tus表示由设定转矩极限值Tu绘制而成的临界极限值数据。通过顺序操作全自动执行为获得阈值Di(阈值数据Dis)和转矩极限值Tu(转矩极限值数据Tus)的上述一系列操作。当转矩极限值Tu的设定(自动设定)完成时，作为自动设定模式选择的结果而被无效的转矩限制又被激活(步骤S31)。
其次，将结合图3和4所示的流程图描述生产运行中注射成型机的全部操作。图3特别示出了针对全部操作的外部物体检测操作，图4特别示出了针对全部操作的转矩极限操作。
这里，我们假设在注射成型机1的操作开始之前，模具夹紧装置1c的活动压板3m位于模具打开位置。在模具夹紧阶段，伺服电机2被激活，活动压板3m从模具打开位置前进(步骤S41和S51)。开始，活动压板3m以高速度在模具闭合方向前进，借此高速模具闭合完成。在前述阈值Di初始化的情况下，伺服电路11对活动压板3m执行速度控制和位置控制。在沿模具闭合方向运动过程中，当活动压板到达一预定监视区域时，以前述提到的取样间隔Δts周期性检测转矩(负荷转矩(转矩检测值Td))(步骤S42，S43，S52和S53)。监视区域与前述取样区域相同。在阈值Di初始化的情况下，通过从速度环路增益设定单元28提取速度控制信号Sc，检测转矩。由此将以取样间隔Δts周期性获得的转矩检测值Td提供给转矩微分器31并且通过微分器31微分进而转换成微分检测值Dd(步骤S44)。将微分检测值Dd提供给转矩微分比较部分32。同时，与微分检测值Dd的取样顺序相同位置的阈值Di也从程序控制器13处提供给转矩微分比较部分32。因此，转矩微分比较部分32将属于取样顺序的相同位置的阈值Di和微分检测值Dd进行比较(步骤S45)。
这里，我们假设将外部物体夹持在动模Cm和定模Cc之间。在此情况下，由于夹持外部物体时负荷转矩急剧增加，速度控制信号Ss的大小也急剧增加。因此，从转矩微分器31获得的微分检测值Dd突然增加，并且超过如图12中Dde表示的阈值数据Dis。转矩微分-比较部分32根据这种突然的增加判断出外部物体已经被夹持，同时伺服电路11向程序控制器13提供一外部物体检测信号Se。此外，程序控制器13还执行预定的紧急情况处理，例如伺服电机2的后退操作和报警的产生(步骤S46和S47)。
同时，在不存在外部物体的情况下持续正常操作时，因为检测值数据Ddd不超过阈值数据Dis，就以预先设置好的取样间隔Δts重复检测微分检测值Dd的操作(步骤S48，S43等等)。
同时，以取样间隔Δts通过周期性的检测获得转矩检测值Td，并将由此获得的转矩检测值Td提供给转矩比较部分30。与微分检测值Td的取样顺序相同位置的转矩极限值Tu也从程序控制器13处提供给转矩比较部分30。因此，转矩比较部分30将属于取样顺序中相同位置的转矩极限值Tu和转矩检测值Td进行比较(步骤S54)。当转矩检测值Td增加且达到转矩极限值Tu时，程序控制器13和伺服电路11执行转矩控制(转矩极限操作)以便于阻止转矩检测值Td超过转矩极限值Tu(步骤S55和S56)。值得注意的是，图9中的Tdd表示由转矩检测值Td绘制而成的转矩检测值数据。
当到达监视区域的末端时，接着活动压板3m到达低压端位置，在那里结束了低压模具夹紧；也就是说，在高压模具夹紧开始的位置，通过高压控制执行高压模具夹紧；并且当预定的模具操作完成时，执行模具打开操作(步骤S48，S49，S57和S58)。
其次，将结合附图5和6所示的流程图描述更新阈值Di(阈值数据Dis)和转矩极限值数据Tus的方法。图5示出了更新阈值数据Dis的方法，图6示出了更新转矩极限值数据Tus的方法。
在注射成型机1以24小时运行模式自动操作的情况下，转矩的大小依据当时的每一小时而变化，举例来说这是由于白天和晚上的温度不同。因此，即使合理地设置临界数据Dis和转矩极限值数据Tus，在生产运行中的某一时段也可能发生错误的操作。为了克服这一问题，在本实施例中，每次注射的数目达到预先设定的值M时，就完成了前述提到的自动设定模式；特别地，执行根据图1和2所示流程图中的处理，以便于周期性更新(自动更新)临界数据Dis和转矩极限值数据Tus。例如，数值M可以被设定为“100”。
在此情况下，除非发生反常的事件(外部物体的检测)，自动设定模式在生产维持中完成，从而更新阈值数据Dis和转矩极限值数据Tus。在图5中，步骤61指根据图1的流程图阈值数据Dis的初始化操作。在图6中，步骤71指根据图2的流程图转矩极限值数据Tus的初始化操作。
当阈值Di(阈值数据Dis)和转矩极限值Tu(转矩极限值数据Tus)经过初始化，通过利用阈值Di(阈值数据Dis)和转矩极限值Tu(转矩极限值数据Tus)的初始化执行模具操作(步骤S62和S72)。当注射的次数达到预先设定的值M时，执行为了获得微分检测值Dd(检测值数据Ddd)的检测操作；同时也执行为了获得转矩检测值Td(转矩检测值数据Tdd)的检测操作(步骤S63，S64，S73和S74)。在此情况下，根据图1和2的流程图提取N次注射中每一次的微分检测值Dd和转矩检测值Td。当全部N次注射的提取操作完成时，得到新的阈值数据Dis和新的转矩极限值数据Tus以用来更新(步骤S65，S66，S75和S76)。
当阈值Di(阈值数据Dis)和转矩极限值Tu(转矩极限值数据Tus)经过更新，利用更新后的阈值Di(阈值数据Dis)和转矩极限值Tu(转矩极限值数据Tus)同样继续模具操作(步骤S67和S77)。随后，重复同样地更新操作直到生产计划下的生产完成。特别地，在初始化的情况下，当注射数次数达到预先设定的值M时，执行为了获得微分检测值Dd和转矩检测值Td的检测操作。根据图1和2的流程图提取N次注射的每一次的微分检测值Dd和转矩检测值Td。随后，得到新的阈值数据Dis和新的转矩极限值数据Tus以用来更新(步骤S68，S69，S64等等；以及步骤78，S79，S74等等)。
如上所述，根据本实施例执行的模具夹紧控制方法操作是包括以下步骤，在自动设定模式下，在监视区域内以预先设定的取样间隔Δts周期性检测监视项(例如负荷转矩)从而在取样顺序中得到检测值Dd；重复预先设定的N次注射的每一次的周期性检测步骤；基于得到的检测值Dd，通过利用预定的数学公式，获得取样顺序中单独位置的阈值Di；存储获得的阈值Di以用来控制。因此，即使当转矩变化导致干扰，也能够安全地防止外部物体的错误检测，从而在模具控制方面避免不必要的操作中止，确保高度连贯性和高度可靠性。
同样，由检测值Dd得到平均值Xi和最大值Xw，所述检测值Dd属于对所有注射而言、取样顺序中的相同位置；利用由此获得的平均值Xi和最大值Xw，通过使用数学公式Di＝[{(Xw-Xi)×ka}+Xi]+kb得到取样顺序中单独位置的阈值Di。或者用得到的中间值Xj代替平均值Xi；基于中间值Xj和最大值Xw，通过使用数学公式Di＝[{(Xw-Xj)×ka}+Xj]+kb得到阈值Di。因此，能够可靠连续地获得精确的阈值Di。此外，由于最大值Xw是从以下值中挑选出的最大值，这些值属于取样顺序中的多个位置，其中包括相关位置和它前后预定数目的位置，可避免错误的检测；尤其是可以避免另外由于时间轴方向上分散产生的错误检测。同时，设置阈值Di后，每一次注射的数目达到设定的值M时，就会更新阈值Di。因此，即使当转矩的大小变化取决于当时的时间，例如由于白天和晚上的温度不同，也能够安全避免错误的检测。同样，利用检测值Dd，通过微分相对于检测转矩的转矩检测值Td得到微分检测值，或者通过微分相对于检测速度的速度检测值Vd得到微分检测值，本实施例中的控制方法可以不受由于漂移而使转矩检测值Td或速度检测值Vd整体偏移这一事故的任何影响，从而避免错误检测。
另外，通过使用数学公式Di＝[{(Xw-Xi)×(σ×kr)}+Xi]+ks，Di＝[{(Xw-Xj)×(σ×kr)}+Xj]+ks，Di＝{Xi+(σ×ki)}+kj，或者Di＝[{Xj+(σ×ki)}+kj，能够可靠连续地获得精确的阈值Di。同样，在标准偏差σ大的情况下，相对于微分检测值Dd，阈值Di也设置得很大。因此，在外部物体检测方面的灵敏度变低(监视变松)，从而更可靠地避免错误检测。相反，当标准偏差σ较小，相对于微分检测值Dd，阈值Di也设定得很小。因此，在外部物体检测方面的灵敏度提高(监视变紧)，从而使外部物体检测更可靠。
同样，在监视区域内以预定取样间隔Δts通过周期性检测周期性获得转矩检测值Td，并且N次注射中的每一次都执行这样的检测。在由此获得转矩检测值Td的基础上，通过使用预定的数学公式获得取样顺序中单独位置的转矩极限值Tu，并且自动设定如此获得的转矩极限值Tu。因此，自动设定精确的转矩极限值Tu从而提高操作的连贯性，防止错误检测的发生，借此在模具夹紧控制方面能够确保高度连贯和高度可靠性。
此外，由转矩检测值Td获得平均值Ai和最大值Aw，所述转矩检测值Td属于对于所有注射的取样顺序中的相同位置；并且基于平均值Ai和最大值Aw的、通过利用数学公式Tu＝[{(Aw-Ai)×kp}+Ai]+kq得到取样顺序中每一个位置的转矩极限值Tu。或者，得到中间值Aj以代替平均值Ai，基于中间值Aj和最大值Aw、通过利用Tu＝[{(Aw-Aj)×kp}+Aj]+kq获得取样顺序中每一个位置的转矩极限值。因此，能够可靠、连贯地获得精确的转矩极限值Tu。同时，由于最大值Aw是从一些值中挑选出的最大值，这些值属于取样顺序中的多个位置，包括相关位置和它前后预定数目的位置，另外可以避免由于时间轴方向上分散产生的错误检测。此外，设定转矩极限值Tu后，每一次注射的数目达到设定的值M时，就会更新转矩极限值Tu。因此，即使当负荷转矩的大小变化取决于当时的时间，例如由于白天和晚上的温度不同，也能够可靠避免错误的检测。
当结合优选实施例描述本发明时，本发明并不局限于此。关于结构细节，技术，连同改进，增加以及任何由于需要而可以省略的内容都不排除在本发明的范围内。
例如，利用上述实施例，作为一项监视项，使用伺服电机的转矩执行模具闭合操作。但是，本发明也能够应用于从图8所示的速度转换器27获得的速度被用作一项监视项的情况。在此情况下，由于从速度转换器27获得速度检测值Vd，依靠速度微分器33微分速度检测值Vd，从而产生一加速度值，如此获得的加速度值作为微分检测值Dd被使用。同样，令加速度比较部分34执行与通过转矩微分比较部分32所执行的处理相似的处理。同样，利用数学公式也并非是一种限制。当需要时可以使用那些不同于实施例中的数学公式。此外，实施例中的传动装置5包括肘杆机构9。但是，本发明还可应用在不使用肘杆机构的直压式应用类型的传动装置的情况中。
权利要求
1.一种用于注射成型机的模具夹紧控制方法，包括在模具夹紧步骤期间，在与模具闭合操作相关的预定监视区域内检测一监视项目的值；当检测值超过阈值时，执行紧急处理；以及执行自动设定操作，它包括以预定的取样间隔在监视区域内周期性地检测监视项目的值，从而以取样顺序中得到检测值；对预定数量注射中的每一个都重复周期性检测的步骤；根据检测值，利用一预定的数学公式得出取样顺序中每一个位置的阈值；以及存储得到的阈值以在控制中使用。
2.如权利要求1所述的用于注射成型机的模具夹紧控制方法，其中从属于相对所有注射而言、取样顺序的相同位置的检测值中获得平均值Xi和最大值Xw；并且基于平均值Xi和最大值Xw，通过利用Di＝[{(Xw-Xi)×ka}+Xi]+kb，其中ka和kb是常数，得到取样顺序中每一个位置的阈值Di。
3.如权利要求2所述的用于注射成型机的模具夹紧控制方法，其中最大值Xw是检测值中的最大值，所述检测值属于取样顺序中包括相关位置及其前后预定数目的位置的多个位置。
4.如权利要求1所述的用于注射成型机的模具夹紧控制方法，其中从检测值获得最小值Xs和最大值Xw，所述检测值属于对于所有注射而言、取样顺序的相同位置；基于最小值Xs和最大值Xw，通过利用Xj＝(Xw-Xs)/2获得中间值Xj；以及基于中间值Xj和最大值Xw，通过利用Di＝[{(Xw-Xj)×ka}+Xj]+kb得到取样顺序中每一个位置的阈值Di，其中ka和kb是常数。
5.如权利要求4所述的用于注射成型机的模具夹紧控制方法，其中最大值Xw是检测值中的最大值，所述检测值属于取样顺序中包括相关位置及其前后预定数目的位置的多个位置。
6.如权利要求1所述的用于注射成型机的模具夹紧控制方法，其中设定阈值后，每一次注射数目达到预定的数值(包括0)，就执行自动设定操作以便于更新阈值。
7.如权利要求1所述的用于注射成型机的模具夹紧控制方法，其中监视项目是用来执行模具闭合操作的伺服电机的转矩。
8.如权利要求7所述的用于注射成型机的模具夹紧控制方法，其中检测值是通过微分对应于转矩的转矩检测值而得到的微分检测值。
9.如权利要求1所述的用于注射成型机的模具夹紧控制方法，其中监视项目是用来执行模具闭合操作的伺服电机的速度。
10.如权利要求9所述的用于注射成型机的模具夹紧控制方法，其中检测值是通过微分对应于速度的速度检测值而得到的微分检测值。
11.一种用于注射成型机的模具夹紧控制方法，包括在模具夹紧步骤期间，在与模具闭合操作相关的预定监视区域内检测一监视项目的值；当检则值超过阈值时，执行紧急处理；以及执行自动设定操作，包括以下步骤以预定的取样间隔在监视区域内周期性检测监视项目的值，从而以取样顺序得到检测值；对预定数量注射中的每一个都重复周期性检测；获得至少一个平均值和一个对应于标准偏差的调整值，所述平均值和标准偏差是从属于相对所有注射而言、取样顺序中的相同位置的检测值获得的；通过利用包括一项平均值和一项调整值的预定数学公式，得到取样顺序中每一个位置的阈值；以及存储得到的阈值以在控制中使用。
12.如权利要求11所述的用于注射成型机的模具夹紧控制方法，其中通过利用Di＝{Xi+(σ×ki}+kj得到取样顺序中每一个位置的阈值Di，其中Xi是平均值；σ是标准偏差；(σ×ki)是调整值；ki和kj是常数。
13.如权利要求11所述的用于注射成型机的模具夹紧控制方法，其中通过利用Di＝{Xj+(σ×ki}+kj得到取样顺序中每一个位置的阈值Di，其中Xj是通过下面步骤得到的中间值，所述步骤包括从属于相对所有注射而言、取样顺序中相同位置的检则值而得到最小值Xs和最大值Xw，以及基于最小值Xs和最大值Xw通过利用(Xw-Xs)/2得到该中间值；σ是标准偏差；(σ×ki)是调整值；ki和kj是常数。
14.如权利要求13所述的用于注射成型机的模具夹紧控制方法，其中最大值Xw是检测值中的最大值，所述检测值属于取样顺序中包括相关位置及其前后预定数目的位置的多个位置。
15.如权利要求11所述的用于注射成型机的模具夹紧控制方法，其中通过利用Di＝[{(Xw-Xi)×(σ×kr)}+ki]+ks得到取样顺序中每一个位置的阈值Di，其中Xi是平均值；σ是标准偏差；(σ×kr)是调整值；Xw是从检测值中得到的最大值，所述检测值属于相对所有注射而言、取样顺序中相同的位置；kr和ks是常数。
16.如权利要求15所述的用于注射成型机的模具夹紧控制方法，其中最大值Xw是检测值中的最大值，所述检测值属于取样顺序中包括相关位置及其前后预定数目的位置的多个位置。
17.如权利要求11所述的用于注射成型机的模具夹紧控制方法，其中通过利用Di＝[{(Xw-Xj)×(σ×kr)}+kj]+ks得到取样顺序中每一个位置的阈值Di，其中Xj是通过下面步骤得到的中间值，所述步骤包括从属于相对所有注射而言、取样顺序中相同位置的检测值而得到最小值Xs和最大值Xw，以及基于最小值Xs和最大值Xw通过利用(Xw-Xs)/2得到中间值；σ是标准偏差；(σ×kr)是调整值；kr和ks是常数。
18.如权利要求17所述的用于注射成型机的模具夹紧控制方法，其中最大值Xw是检测值中的最大值，所述检测值属于取样顺序中包括相关位置及其前后预定数目的位置的多个位置。
19.如权利要求11所述的用于注射成型机的模具夹紧控制方法，其中设定阈值后，每一次注射的数目达到预定的数值(包括0)，就执行自动设定操作以便于更新阈值。
20.如权利要求11所述的用于注射成型机的模具夹紧控制方法，其中监视项目是用来执行模具闭合操作的伺服电机的转矩。
21.如权利要求7所述的用于注射成型机的模具夹紧控制方法，其中检测值是通过微分对应于转矩的转矩检测值而得到的微分检测值。
22.如权利要求11所述的用于注射成型机的模具夹紧控制方法，其中监视项目是用来执行模具闭合操作的伺服电机的速度。
23.如权利要求22所述的用于注射成型机的模具夹紧控制方法，其中检测值是通过微分对应于速度的速度检测值而得到的微分检测值。
24.一种用于注射成型机的模具夹紧控制方法，包括在模具夹紧步骤的过程中，在与模具闭合操作相关的预先设定的一监视区域内检测负荷转矩；当通过检测负荷转矩而得到的转矩检测值达到预定的转矩极限值时，执行转矩控制，以便于防止负荷转矩超过转矩极限值；以及执行自动设定操作，包括以下步骤以预定的取样间隔在监视区域内周期性检测负荷转矩，从而以取样顺序得到转矩检测值；对预定数量注射的每一个都重复周期性检测；基于所得到的转矩值通过利用一预定的数学公式，得到取样顺序中每一个位置的转矩极限值；以及存储得到的转矩极限值以在控制中使用。
25.如权利要求24所述的用于注射成型机的模具夹紧控制方法，其中从转矩检测值获得平均值Ai和最大值Aw，所述转矩检测值属于相对所有注射而言、取样顺序的相同位置；并且基于平均值Ai和最大值Aw，通过利用Tu＝[{(Aw-Ai)×kp}+Ai]+kq得到取样顺序中每一个位置的转矩极限值Tu，其中kp和kq是常数。
26.如权利要求25所述的用于注射成型机的模具夹紧控制方法，其中最大值Aw是转矩检测值中的最大值，所述转矩检测值属于取样顺序中包括相关位置及其前后预定数目的位置的多个位置。
27.如权利要求24所述的用于注射成型机的模具夹紧控制方法，其中从转矩检测值获得最小值As和最大值Aw，所述转矩检测值属于对于所有注射而言、取样顺序的相同位置；基于最小值As和最大值Aw，通过利用Aj＝(Aw-As)/2获得中间值Aj；以及基于中间值Aj和最大值Aw，通过利用Tu＝[{(Aw-Aj)×kp}+Aj]+kq得到取样顺序中每一个位置的转矩极限值Tu，其中kp和kq是常数。
28.如权利要求27所述的用于注射成型机的模具夹紧控制方法，其中最大值Aw是转矩检测值中的最大值，所述转矩检测值属于取样顺序中包括相关位置及其前后预定数目的位置的多个位置。
29.如权利要求24所述的用于注射成型机的模具夹紧控制方法，其中设定转矩极限值后，每一次注射的数目达到预定的数值(包括0)，就执行自动设定操作以便于更新转矩极限值。
全文摘要
一种用于注射成型机的模具夹紧控制方法，包括在模具夹紧过程中，在针对模具闭合操作的一预定监视区域内，检测一监视项目值的步骤；当检测值超过阈值时执行紧急处理；以及执行自动设定操作。自动设定操作包括以预定的取样间隔在监视区域内周期性检测监视项目的值，从而在取样顺序中得到检测值的步骤；对预定数量注射的每一次重复周期性检测；基于检测值，通过利用一预定的数学公式，得到取样顺序中每一个位置的阈值和转矩极限值；以及存储得到的阈值和转矩极限值以在控制中使用。
文档编号B29C45/76GK1550314SQ20041005955
公开日2004年12月1日 申请日期2004年4月29日 优先权日2003年5月2日
发明者箱田隆 申请人:日精树脂工业株式会社