专利名称：模具夹持设备的异常检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电动注模机中模具夹持设备的异常检测装置。
背景技术：
在电动注模机中，注模机的可移动部件由电机驱动。通常，电机的转矩通过带传递机构传递到注模机的可移动部件。即使在使用曲柄杠杆机构的模具夹持机构中，电机转矩由转换机构从滚珠螺杆/螺母机构或类似机构的转动运动转换为直线运动，使曲柄杠杆机构的十字头移动以使可动半模移动来完成半模的关闭、夹持和打开。
当曲柄杠杆型夹持机构由电机通过带和滚珠螺杆/螺母机构或类似机构来驱动时，在可动半模接触固定半模后，在产生夹持力的夹持过程中(从模具接触到获得预定夹持力的间隔)和在将模具打开时(从夹持力产生的位置到模具打开的间隔)在带上施加大载荷，有时发生异常例如带的断裂。结果，尽管发生异常例如断裂的带且模具夹持设备变得不能操作，但连续的注射模塑操作继续进行且注模机发生故障。
因此，已研发了检测异常例如断裂带等以防止注模机故障的技术。
例如，已知方法是，在曲柄杠杆型夹持机构的十字头上安装脉冲产生器，计算与十字头的移动量成比例产生的脉冲数，将该检测到的脉冲数和与由安装于驱动侧电机上的脉冲产生器产生的电机转动检测数成比例的第二脉冲数比较，并在比率超过预定范围时检测异常(JP7-16901A)，作为此类方法，提供检测被驱动轴转动的第一脉冲产生装置(在电机侧)、检测通过功率传输带驱动的驱动轴的转动的第二脉冲产生装置，在第一和第二脉冲产生装置分别产生的脉冲之间的间隔内计算时钟脉冲数，获得并比较驱动轴和被驱动轴的转速，并在两者之间的差异超过阈值时检测异常(JP2003-174786A)。
此外，已知方法是，在电机上通过带来连接被驱动滑轮和驱动滑轮并在被驱动滑轮上提供一个或多个突出部，还提供接近开关，接近开关通过来自其自身的开关信号的出现来检测这些一个或多个突出部并检测带的断裂(JP2003-74649A)，作为此类方法还有通过接近开关所检测的突出部的经过来检测调速带的齿部跳跃数(JP2003-184967A)，通过检测带上的张力来检测带中异常(JP11-262932A)，以及使用驱动带传递机构的电机的转矩在带断裂时倾斜的情况来通过电机转矩检测带断裂(JP6-182845A)。
然而，在JP7-16901A和JP2003-17478A中所描述的方法中，在电机侧和被驱动侧皆提供了测量装置，例如脉冲产生器，并检测带传递机构中的异常，由于必须提供测量装置例如脉冲产生器从而注模机的成本增加。此外，使用JP2003-74649A中描述的方法，通过被驱动侧滑轮是否转动来检测带的异常，即使被驱动侧滑轮转动也不能保证十字头和可移动模具适当移动，因此，有时该方法因传递机构的一些异常而不能检测十字头或可移动模具的移动中的异常。另外，JP2003-184967A和JP11-262932A所描述的方法需要检测转动量的张力检测装置或测量装置，这增加了注模机的成本。而且，在JP6-182845A所描述的方法中，如果模具夹持设备使用曲柄杠杆机构，则在曲柄杠杆机构伸展并产生预定夹持力的状态下，曲柄杠杆机构自身产生夹持力使驱动曲柄杠杆机构十字头的电机的输出转矩急剧减小，使得难以从电机输出转矩检测带传递机构中的任何异常(例如带的断裂)。
发明内容
本发明提供模具夹持设备的异常检测装置，其能够以低成本可靠地检测驱动力传递机构例如带传递机构中的异常。
本发明的异常检测装置用于模具夹持设备，该模具夹持设备使用具有十字头的曲柄杠杆机构在电动注模机中夹持半模。根据本发明的一方面，异常检测装置包括第一感测装置，用于感测十字头到达第一位置；第二感测装置，用于感测十字头到达第二位置；测量装置，用于测量在模具夹持过程中第一感测装置感测到十字头到达第一位置后的经过时间；和输出异常检测信号的装置，当测量装置所测量的经过时间在第二感测装置感测到十字头到达第二位置之前超过参考时间时输出异常检测信号。
根据本发明的另一个方面，异常检测装置包括第一感测装置，用于感测十字头到达第一位置；第二感测装置，用于感测十字头到达第二位置；测量装置，用于测量在模具打开过程中第二感测装置感测到十字头到达第二位置后的经过时间；和输出异常检测信号的装置，当测量装置所测量的经过时间在第一感测装置感测到十字头到达第一位置之前超过参考时间时输出异常检测信号。
第一和第二感测装置可包括挡块和用于感测挡块接近的接近开关。在该情况下，可提供一个挡块开关或两个挡块开关。
第一位置可设置成对应于半模互相接触的模具接触位置或半模与模具接触位置相距预定距离的位置。第二位置可设置成对应于半模完成夹持的锁定位置。
根据本发明的又一方面，异常检测装置包括感测装置，用于感测十字头到达一个位置，该位置对应于半模互相接触的模具接触位置或半模与模具接触位置相距预定距离的位置；测量装置，用于测量在模具打开过程中从半模开始打开起算的经过时间；和输出异常检测信号的装置，当所述测量装置所测量的经过时间在所述感测装置感测到十字头到达之前超过参考时间时输出异常检测信号。
参考时间可根据模具接触位置、锁定位置和半模的夹持或打开速度或半模的夹持或打开加速度/减速度来预定。
使用上述结构，通过提供感测十字头位置用的简单感测装置而能够以低成本可靠地检测模具夹持设备中的异常例如带传递机构的带断裂。
图1表示采用本发明模具夹持设备异常检测装置的注模机的模具夹持设备的一个实施例的示意图。
图2表示本发明第一实施例中挡块和接近开关的第一实施例的示意图。
图3表示本发明第一实施例中挡块和接近开关的第二实施例的示意图。
图4是构成本发明第一实施例中注模机异常检测装置的注模机的控制器的示意图。
图5表示本发明第一实施例的模具夹持设备中检测异常过程的流程图。
具体实施例方式
图1是表示采用本发明模具夹持设备异常检测装置的注模机的模具夹持设备的一个实施例的示意图。本发明的模具夹持设备异常检测装置与现有技术不同之处在于包括添加到传统曲柄杠杆型模具夹持设备上的异常检测装置的挡块20和接近开关21。
后压板2连接到通过多个连接杆4而固定地安装于注模机的基部上的固定压板1。可移动压板3由连接杆4导引并可自由移动。曲柄杠杆机构5位于后压板2和可移动压板3之间，且曲柄杠杆机构5的十字头5a安装于与滚珠螺杆6啮合的滚珠螺母上，从而滚珠螺杆6的转动使滚珠螺母和十字头5a在轴向上移动。
滚珠螺杆6安装于后压板2上以在轴向上保持不可移动的同时可自由转动，且具有齿部的滑轮7安装于滚珠螺杆6的一端。驱动曲柄杠杆机构5的模具夹持设备用的伺服电机M1安装于后压板2上。调节带9缠在安装于伺服电机M1的输出轴上的具有齿部的滑轮8和安装于滚珠螺杆6上的具有齿部的滑轮7之间。
固定半模10a安装于固定压板1上且可动半模10b安装于可移动压板3上。将已模铸物品从模具内侧排出的排出机构11位于可移动压板3上。参考标记M2表示驱动排出机构11的伺服电机，且排出销由伺服电机M2通过带传递机构和滚珠螺杆/螺母机构来驱动。使后压板2沿连接杆4前进和缩回的模具厚度调整机构12位于连接杆4的末端。参考标记M3表示驱动模具厚度调整机构12的电机。
在模具厚度调整机构12的电机M3启动后，将使用的模具厚度及后压板2的位置通过移动后压板2来确定以在曲柄杠杆机构5延伸并调整模具厚度的锁定位置处产生规定的模具夹持力，驱动模具夹持设备伺服电机M1，曲柄杠杆机构5的十字头5a前进(就是说，移向图1中右方)，可移动压板3及可动半模10b前进，模具关闭且模具被夹持。这就是模具夹持过程。然后，树脂由注射机构注入到模具内部(未图示)，加压并冷却，而后伺服电机M1启动且模具在模具打开过程的进行中打开。一旦模具打开，排出机构11的伺服电机M2启动且将已铸造物品从模具内部取出。
前面描述了模具夹持设备的结构和操作，这与传统机动曲柄杠杆型模具夹持设备的结构和操作相同。
本发明在模具夹持设备上增加了检测模具夹持设备中异常的异常检测装置。作为该异常检测装置的一个部件，挡块20安装在十字头5a上且检测挡块20的接近开关21位于与挡块20相对的后压板2上。
在从模具接触位置到模具夹持过程中曲柄杠杆机构5的夹持和预设模具夹持力的产生的间隔中，以及从模具开始打开到可动半模10b刚好在模具接触位置缩回且模具在打开过程中打开的间隔中，作用在驱动模具夹持设备伺服电机M1上及作用在调节带9或其它此类带传递机构上的载荷大。因此，在该间隔中，非常可能在带传递机构中出现异常，例如调节带9的断裂。因此，在该实施例中，挡块20和接近开关21在从模具接触位置到曲柄杠杆机构5锁定的间隔内检测十字头5a的移动间隔并从十字头5a的移动时间开始在该间隔中检测带传递机构中的任何异常。
图2是表示挡块20和接近开关21的第一实施例(该第一实施例在图1中表示)的示意图。当挡块21的突出表面(检测表面)靠近接近开关21时接近开关21输出开信号。如图1所示，十字头5a向右移动，在模具夹持过程中关闭并夹持模具，且设置接近开关21以检测在模具接触位置处或当模具从模具接触位置打开预定距离时与十字头5a一起移动的挡块20的突出表面(检测表面)的右边缘。具体地，在夹持模具的过程中，当十字头5a和挡块20已经移动到模具接触位置或移动到从模具接触位置离开预定距离的位置(该位置在后面被称作第一位置P1)时，接近开关21检测挡块20的突出表面(检测表面)的右边缘且开关打开。然后，在曲柄杠杆机构5延伸且锁定并产生预设夹持力的位置(该位置后面被称作第二位置P2)处，挡块20的突出表面(检测表面)的左边缘位于与接近开关21相对处且接近开关21关闭。在该第一实施例中，挡块20和单个接近开关21构成检测第一位置P1和第二位置P的第一和第二装置。
在从模具接触到曲柄杠杆机构5锁定且预设夹持力产生的间隔中，十字头5a的移动量根据预设夹持力的尺寸来改变。然而，由于改变程度小，所以如果挡块20的突出表面(检测表面)的长度被给予了特定的允许误差量，即从模具接触前的位置延伸到锁定位置的长度，就足够了。具体地，预设夹持力的不同产生模具接触位置和第一位置P1之间距离中的微小变化。此外，挡块20的突出表面(检测表面)的长度可制造为能够调整，再有，可容易地提供具有不同突出表面(检测表面)长度的多个挡块20，且最适当地挡块20安装在十字头5a上。
图3是表示本发明第一实施例中挡块和接近开关的第二实施例的示意图。在该实施例中，两个接近开关21a、21b检测挡块20’，第一接近开关21a位于检测上述第一位置P1的位置处且开关打开，第二接近开关21b位于检测第二位置P2的位置处且开关打开。应该注意的是，在十字头5a的移动停止于锁定状态的状态下，第二接近开关21b保持打开状态。
图4是构成本发明第一实施例中注模机异常检测装置的注模机的控制器的示意图。
控制器30的结构与传统控制器的结构相同，其轮廓示意性地在图4中表示。控制器30包括处理器(CPU)31、ROM、RAM或其它此类存储器32、包括由CRT或LCD构成的显示设备和由键盘等构成的输入装置的显示/输入设备33、控制使注模机的可移动部件例如模具夹持设备和注射机构移动的伺服电机驱动的轴向控制电路34、以及输入/输出界面，皆由总线36连接。
虽然上述控制器30的结构与传统注模机30没有不同，但其与传统技术在检测模具夹持设备中检测异常的范围内不同的软件储存在存储器32中以构成本发明的模具夹持设备异常检测装置的控制器30。此外，涉及本发明的上述接近开关21(21a、21b)连接到输入/输出界面35图5是表示夹持模具和打开模具的过程中控制器30的处理器30用作模具夹持设备异常检测装置的步骤的流程图。
图5中所示步骤是图1和图2中所示第一实施例的挡块20和接近开关21联合使用的实例。
当模具夹持过程开始时，处理器31开始图5中所示的模具夹持设备异常检测过程。首先，确定接近开关21是否为开。由于十字头5a前进并到达模具接触位置或从模具打开到第一位置P1的模具接触位置远离预定距离的位置，所以接近开关21为开。来自接近开关21的开信号被检测到(步骤S1)且处理器31复位并打开计时器T(步骤S2)。接着，处理器31确定计时器T测量的时间是否超过预设参考时间Ts，且确定接近开关21是否已关闭(步骤S3、S4)。如果在计时器T测量的时间到达参考时间前接近开关21关闭，则模具夹持设备异常检测过程结束。如果接近开关21没有关闭且计时器T测量的时间超过预设参考时间Ts，则输出警告信号且注模机的操作停止(步骤S5)。
设置预设参考时间Ts以在模具夹持操作正常进行时稍长于从接近开关21检测挡块20的突出表面(检测表面)并输出开信号到接近开关21输出关信号的时间。该时间获自当模具夹持设备夹持模具时的预设锁定速度及挡块20的突出表面(检测表面)的长度，换言之从第一位置P1到第二位置P2的距离，就是说，该时间从预设模具接触位置、锁定位置和锁定速度得到。
此外，在模具打开过程中，模具夹持设备异常检测过程如图5所示般被完成。当模具的打开开始时，处理器31开始图5中所示的过程。然而，该过程和在模具夹持过程中实行的过程之间的差异是设置为参考时间Ts的值不同。在模具打开过程中，在十字头5a以该模具打开速度缩回(在模具打开的方向上)后，十字头5a从停止状态加速直到其达到预设的模具打开速度。参考时间Ts根据加速度和模具打开速度、模具接触位置和锁定位置来设置。该模具打开过程的异常检测过程和模具夹持过程的异常检测过程的唯一差别是该参考时间Ts的值。
此外，在图3中所示的异常检测装置包括两个接近开关21和挡块20’的情况下，在模具夹持过程中实施的异常检测过程中，图5中所示的步骤S1改变为确定检测第一位置P1的第一接近开关21a是否为开，且步骤S4改变为确定检测第二位置P2的第二接近开关21b是否为开。过程的其它部分与图2中所示的第一实施例的接近开关21和挡块20的情况相同。
此外，在模具打开过程中的异常检测过程中，由于第二接近开关21b为开处于锁定状态，所以图5中所示的步骤S1改变为确定第二接近开关21b是否为关。或者，步骤S1的确定可以取消且在模具开始打开后立刻开始步骤S2。另外，步骤S4改变为确定第一接近开关21是否为开。其它与图5中所示过程相同。
当模具的打开开始时，确定第二接近开关21b是否为关(步骤S1)。如果第二接近开关21b为关，则过程前进到步骤S2。或者，步骤S2可在模具开始打开后立刻执行而不进行步骤S1中关于第二接近开关21b是否为关的确定且计时器T可复位并开始计数(步骤S2)。然后，确定计时器T是否超过预设参考时间Ts(步骤S2)以及第一接近开关21a是否为开(步骤S4)。如果在计时器T到达参考时间前第一接近开关21a为开，则异常检测过程结束。如果计时器T测量的时间超过参考时间Ts，则输出警报且注模机的操作停止(步骤S5)。
在上述实施例中，挡块20和接近开关21(21a、21b)用作检测装置以检测十字头5a通过第一位置P1和第二位置P2。然而，本发明并不限于此，可选择地，检测装置可构成为限位开关、光传感器等。
应该注意的是，由于可移动压板3和可动半模10b与十字头5a一同移动，所以可检测可移动压板3或可动半模10b从模具接触到曲柄杠杆机构与检测装置锁定的移动。然而，可移动压板3或可动半模10b从模具接触到曲柄杠杆机构锁定的移动量相对于十字头5a的移动量较小，因此通过检测十字头5a的位置可实现更精确的检测。
权利要求
1.一种模具夹持设备的异常检测装置，该模具夹持设备使用具有十字头的曲柄杠杆机构在电动注模机中夹持半模，所述装置包括第一感测装置，用于感测十字头到达第一位置；第二感测装置，用于感测十字头到达第二位置；测量装置，用于测量在模具夹持过程中所述第一感测装置感测到十字头到达第一位置后的经过时间；和输出异常检测信号的装置，当所述测量装置所测量的经过时间在所述第二感测装置感测到十字头到达第二位置之前超过参考时间时输出异常检测信号。
2.根据权利要求1所述的模具夹持设备的异常检测装置，其中所述第一和第二感测装置包括挡块和用于感测接近挡块的接近开关。
3.根据权利要求2所述的模具夹持设备的异常检测装置，其中，提供一个接近开关。
4.根据权利要求2所述的模具夹持设备的异常检测装置，其中，提供两个接近开关。
5.根据权利要求1所述的模具夹持设备的异常检测装置，其中，第一位置对应于半模互相接触的模具接触位置或半模与模具接触位置相距预定距离的位置。
6.根据权利要求1所述的模具夹持设备的异常检测装置，其中，第二位置对应于半模完成夹持的锁定位置。
7.根据权利要求1所述的模具夹持设备的异常检测装置，其中参考时间根据半模相互接触的模具接触位置、半模完成夹持的锁定位置和半模的夹持速度或半模的夹持加速度/减速度来预定。
8.一种模具夹持设备的异常检测装置，该模具夹持设备使用具有十字头的曲柄杠杆机构在电动注模机中夹持半模，所述装置包括第一感测装置，用于感测十字头到达第一位置；第二感测装置，用于感测十字头到达第二位置；测量装置，用于测量在模具打开过程中所述第二感测装置感测到十字头到达第二位置后的经过时间；和输出异常检测信号的装置，当所述测量装置所测量的经过时间在所述第一感测装置感测到十字头到达第一位置之前超过参考时间时输出异常检测信号。
9.根据权利要求8所述的模具夹持设备的异常检测装置，其中所述第一和第二感测装置包括挡块和用于感测接近挡块的接近开关。
10.根据权利要求9所述的模具夹持设备的异常检测装置，其中，提供一个接近开关。
11.根据权利要求9所述的模具夹持设备的异常检测装置，其中，提供两个接近开关。
12.根据权利要求8所述的模具夹持设备的异常检测装置，其中，第一位置对应于半模互相接触的模具接触位置或半模与模具接触位置相距预定距离的位置。
13.根据权利要求8所述的模具夹持设备的异常检测装置，其中，第二位置对应于半模完成夹持的锁定位置。
14.根据权利要求8所述的模具夹持设备的异常检测装置，其中参考时间根据半模相互接触的模具接触位置、半模完成夹持的锁定位置和半模的夹持速度或半模的夹持加速度/减速度来预定。
15.一种模具夹持设备的异常检测装置，该模具夹持设备使用具有十字头的曲柄杠杆机构在电动注模机中夹持半模，所述装置包括感测装置，用于感测十字头到达一个位置，该位置对应于半模互相接触的模具接触位置或半模与模具接触位置相距预定距离的位置；测量装置，用于测量在模具打开过程中从半模开始打开起算的经过时间；和输出异常检测信号的装置，当所述测量装置所测量的经过时间在所述感测装置感测到十字头到达之前超过参考时间时输出异常检测信号。
16.根据权利要求15所述的模具夹持设备的异常检测装置，其中参考时间根据模具接触位置、锁定位置和半模的打开速度或半模的打开加速度/减速度来预定。
全文摘要
一种模具夹持设备的异常检测装置，具有成本低的简单构造。挡块安装在模具夹持设备的曲柄杠杆机构的十字头上且接近开关安装在后压板上。调整挡块的形状和接近开关的安装位置，从而接近开关在模具接触的模具接触位置处为开且在产生预定夹持力的曲柄杠杆机构锁定时为关。如果接近开关在夹持模具或打开模具的过程中为开的时间长度超过预定参考值，则输出警告。如果在从模具接触到锁定间隔中较大载荷作用于伺服电机和驱动十字头的带上且在该间隔中发生异常例如带的断裂等，则可立刻检测。通过简单地添加挡块和接近开关能容易地检测带的断裂。
文档编号B29C45/76GK1974181SQ20061016278
公开日2007年6月6日 申请日期2006年11月28日 优先权日2005年11月28日
发明者西村浩一, 桥本展明 申请人:发那科株式会社