专利名称：注射控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种注射控制装置。
背景技术：
以往，成形机、例如注射成形机具有模具装置、合模装置以及注 射装置，上述模具装置具有固定模和可动模。并且，通过上述合模装 置使上述可动模进退，进行模具装置的闭模、合模和开模，并随着合 模而在上述固定模和可动模之间形成形腔空间。并且，上述注射装置 具备加热缸以及自由旋转且自由进退地设置在该加热缸内的螺杆，为 了使该螺杆旋转或者前进，具备计量用马达、注射用马达等。并且， 在计量工序中，当使上述螺杆旋转时，能够在加热缸内、在螺杆前方 蓄积树脂，而在注射工序中，当使上述螺杆前进时，所蓄积的树脂从 安装在加热缸前端的注射喷嘴注射。上述树脂流过模具装置内的浇道 后，经由浇口进入上述型腔空间内，填充到型腔空间，并通过冷却模 具装置，被冷却、固化，成为成形品。并且，提供一种注射控制装置，在高速且高压地进行注射时，通 过切换速度控制和压力限制控制来进行螺杆的填充(例如，参照专利 文献1)。图1是表示以往注射装置的第1填充方法的时序图，图2是表示 以往的浇道内的压力分布的第1图，图3是表示以往的型腔空间内的 压力分布的第l图，图4是表示以往的浇道内的压力分布的第2图， 图5是表示以往的型腔空间内的压力分布的第2图，图6是表示以往 的注射装置的第2填充方法的时序图。首先，在第1填充方法中，如图1所示，当在时刻tl开始注射时，开始速度控制，树脂以恒定的注射速度VI充满直浇道41和浇 口 43，随之注射压慢慢升高。另外，注射速度以螺杆的速度表示， 注射压以按压螺杆的力表示。然后，当树脂在时刻t2进入浇口薄壁部g、在时刻t3充满上述 浇口薄壁部g，并通过浇口薄壁部g进入型腔空间C内时，注射速度 急剧提高而成为V2(VKV2)，随之，注射压急剧升高。并且，当在时 刻t4树脂结束向型腔空间C填充时，为了防止发生气孔、溢料等， 降低注射速度使其成为V3(V1<V3<V2)，随之，注射压升高的变化率 减小。然后，当在时刻t5结束速度控制并开始压力限制控制时，将 注射压限制为不超过限制值Pm，随之，注射速度慢慢降低。并且， 在时刻t6进行VP切换而开始保压，并且从压力限制控制切换为压力 控制。并且，在上述速度控制中，在进行多级控制注射速度的速度多级 控制的情况下，当如图1中的点划线所示那样，在时刻t2 t3之间使 注射速度提高而成为V4(VKV4〈V3〈V2)时，注射压如点划线所示那 样升高，结果，如图2所示，向型腔空间C慢慢扩张的浇口 112内的 压力变得不稳定，压力变得不均匀，并且，在时刻t3、在充满了浇口 112的状态下， 一部分树脂流入到型腔空间C中。并且，在时刻t3,在树脂进入到上述型腔空间C内之后，如图3 所示，型腔空间C内的压力变得不稳定，压力变得不均匀。结果，成形品产生厚度不等、歪斜、翘曲等不良情况，或者在型 腔空间C中产生气体。因此，可考虑的方法为，如图1的虚线所示那样，使时刻t2 t3 之间的注射速度与到时刻t2为止的注射速度VI相等，但是，时刻 t2 t3之间的注射压慢慢降低，结果，如图4所示，不仅不能顺畅地 充满薄壁部112，并且如图5所示，不能对型腔空间C填充足够量的 树脂。因此，提供如图6所示的第2填充方法。该情况下，在时刻tl t6 之间进行速度控制和压力限制控制，而限制压力以使其在时刻tl t3之间不超过限制值Pml 、在时刻t3 t6之间不超过限制值Pm2。并且，当在时刻tl开始注射时，开始速度控制，树脂以恒定的 注射速度V1充满直浇道41和浇口43，随之，注射压慢慢升高。然后，树脂在时刻t2进入浇口 112，但是由于进行压力限制控制， 因此注射压被限制为不超过限制值Pml。因此，在时刻t2使注射速 度仅提高规定的值，以便注射压成为限制值Pml。然后，当在时刻t3，树脂充满浇口薄壁部g，并通过该浇口薄壁 部g进入型腔空间C内时，如上所述，注射速度急剧提高而成为V2， 随之，注射压急剧升高。专利文献1:日本特开平6-55599号公报但是，在上述以往的第2填充方法中，注射压被限制为不超过限 制值Pml，因此注射速度慢慢降低，并在时刻t3，注射速度变得与注 射速度V1几乎相等。因此，如图4所示，不仅不能顺畅地充满薄壁部112，并且如图 5所示，不能对型腔空间C填充足够量的树脂。结果，成形品产生气 孔等不良情况。发明内容本发明解决上述以往的填充方法的问题，其目的在于提供一种注 射控制装置，防止成形品产生不良、或者在型腔空间中产生气体。为此，在本发明的注射控制装置，具备注射部件；注射用驱动 部，用于使该注射部件进退；注射速度检测处理单元，对使上述注射 部件前进而进行注射时的注射速度进行检测；注射压检测处理单元， 对进行注射时的注射压进行检测；以及，驱动控制处理单元，根据上 述注射速度及注射压驱动上述注射用驱动部，并在成形材料开始向型 腔空间填充之前进行压力控制，之后进行速度控制。根据本发明，注射控制装置，具备注射部件；注射用驱动部， 用于使该注射部件进退；注射速度检测处理单元，对使上述注射部件 前进而进行注射时的注射速度进行检测；注射压检测处理单元，对进行注射时的注射压进行检测；以及，驱动控制处理单元，根据上述注 射速度及注射压驱动上述注射用驱动部，并在成形材料开始向型腔空 间填充之前进行压力控制，之后进行速度控制。此时，根据注射速度及注射压驱动上述注射用驱动部，并在成形 材料开始向型腔空间填充之前进行压力控制，之后进行速度控制，因 此，在成形材料进入了型腔空间内之后，型腔空间内的压力稳定，压 力变得均匀。结果，成形品不产生厚度不等、歪斜、翘曲等不良情况，并且在 型腔空间C中不产生气体。并且，能够对型腔空间填充足够量的成形材料，因此能够防止成 形品产生气孔等不良情况。
图1是表示以往注射装置的第1填充方法的时序图。图2是表示以往的浇道内的压力分布的第1图。图3是表示以往的型腔空间内的压力分布的第1图。图4是表示以往的浇道内的压力分布的第2图。图5是表示以往的型腔空间内的压力分布的第2图。图6是表示以往注射装置的第2填充方法的时序图。图7是表示本发明的实施方式的注射成形机的要部的图。图8是表示本发明的实施方式的模具装置内的状态的第1图。图9是表示本发明的实施方式的模具装置内的状态的第2图。图IO是本发明的实施方式的注射控制装置的控制框图。图11是表示本发明的实施方式的填充方法的时序图。图12是表示本发明的实施方式的浇道内的压力分布的图。图13是表示本发明的实施方式的型腔空间内的压力分布的图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。此时，对作为成形机的注射成形机进行说明。图7是表示本发明的实施方式的注射成形机的要部的图，图8是 表示本发明的实施方式的模具装置内的状态的第1图，图9是表示本 发明的实施方式的模具装置内的状态的第2图。在图中，IO为注射装置；ll为作为缸部件的加热缸；12为自由 旋转且自由进退地设置在该加热缸11内的作为注射部件的螺杆；13 为安装在上述加热缸11前端的注射喷嘴；14为形成在该注射喷嘴13 上的喷嘴口； 15为供给口，该供给口形成在上述加热缸ll后端附近 的规定位置上，用于供给作为成形材料的未图示的树脂；16为作为成形材料供给部件的料斗，用于收容上述树脂，并经由上述供给口15向加热缸11内供给。在上述螺杆12的后端设置有用于使该螺杆12旋转或者进退的驱动装置部21。该驱动装置部21具备固定在未图示的框架上的作为导向部件的导杆24、 25;由该导杆24、 25导向、并相对于框架自由 进退地设置的作为支承部件的滑动基座26;固定在该滑动基座26上 的作为计量用驱动部的未图示的计量用马达；将通过驱动该计量用马 达而产生的旋转传递给螺杆12的未图示的旋转传递系统；固定在上 述框架上的作为注射用的驱动部的注射用马达28;作为运动方向转 换部的滚珠丝杠31，该滚柱丝杠31将通过驱动该注射用马达28而 产生旋转的旋转运动转换为直线运动，并将直进运动经由上述滑动基 座传递到螺杆12;和将上述螺杆12自由旋转地支承在滑动基座26 上的轴承32等。上述滚珠丝杠31具备与注射用马达28的输出轴连接的作为第 1转换要件的滚珠丝杠轴33;和与该滚珠丝杠33啮合，且安装在滑 动基座26上的作为第2转换要件的滚珠螺母34。模具装置35设置在上述注射装置10的前方，该模具装置35由 作为第1模具的固定模36、和相对于该固定模36自由进退地配置的 作为第2模具的可动模37构成。并且，通过使未图示的合模装置工 作来进行上述模具装置35的开模、合模和闭模，并在合模时在上述7固定模36和可动模37之间形成形腔空间C。由此，上述合模装置具备用于安装上述固定纟莫36的未图示的固定盘；用于安装上述可动 模37的未图示的可动盘；以及，使该可动盘进退、并且作为产生合模力的合模用驱动部的未图示的合模用马达等。在计量工序中，当通过驱动上述计量用马达而使上述螺杆12向 正方向旋转时，料斗16内的树脂经由供给口 15供给到加热缸11内， 并在螺杆12的槽内前进。随之，使螺杆12后退，树脂被蓄积在螺杆 12前端的未图示的螺杆头的前方。在注射工序中，当通过驱动上述注射用马达28而使上述螺杆12 前进时，蓄积在螺杆头前方的树脂，被从注射喷嘴13注射，并在流 过模具装置35内的浇道41之后，流过浇口43，并经由浇口薄壁部g 进入型腔空间C内，填充到该型腔空间C中。在上述构成的注射装置10中，可控制注射速度和注射压。为此， 在导杆25和滑动基座26之间配置有位置检测器48，在螺杆12和滑 动基座26之间设置有作为负载检测器的负载传感器49。上述位置检测器48，具有安装在导杆25上的作为第1检测要件 的固定件51、以及安装在滑动基座26上的作为第2检测要件的可动 件52，表示上述螺杆12的位置的可动件52的传感器输出，经由放 大器54传送到控制部55。并且，表示注射用马达28被驱动时传递 到滑动基座26的负载的负载传感器49的传感器输出，经由负载传感 器放大器57传送到控制部55。并且，该控制部55经由伺服放大器58驱动上述注射用马达28。 另外，由放大器54、控制部55、负载传感器放大器57和伺服放大器 58等构成注射控制装置。下面，说明注射控制装置。图IO是本发明的实施方式的注射控制装置的控制框图。图中，55为控制部，该控制部55具备未图示的CPU和未图示的存储装置等，并根据记录在该存储装置中的程序、数据等进行各种运算，并作为计算机起作用。当上述可动件52的传感器输出作为位置Sz，经由放大器54传 送到控制部55时，作为注射速度检测处理单元(注射速度检测处理部) 的微分器61，进行注射速度检测处理，接收位置Sz而进行微分，产 生注射速度Sd，并传送到作为速度偏差计算处理单元(速度偏差计算 处理部)的减法器62。该减法器62进行速度偏差计算处理，根据从作 为控制切换处理单元(控制切换处理部)的、且作为指令值产生处理单 元(指令值产生处理部)的指令值产生器63传送来的速度指令Sv，减 去(反馈)上述注射速度Sd而计算速度偏差ASd，并传送到作为速度 控制补偿处理单元(速度控制补偿部)的、且作为指令值产生处理单元 (指令值产生处理部)的速度控制补偿器64。该速度控制补偿器64进行速度控制补偿处理以及指令值产生处 理，并对速度偏差ASd进行补偿运算而产生电流(转矩)指令值Sg， 并将该电流指令值Sg经由伺服放大器58供给到注射用马达28，并 驱动该注射用马达28。另外，在上述速度控制补偿器64中，进行比 例控制、比例/积分控制等运算。该情况下，位置检测器48—放大器54—微分器61—减法器62 一速度控制补偿器64—伺服放大器58—注射用马达28，在后述的速 度控制和压力控制中形成通用的速度局部反馈系统。并且，微分器 61、减法器62、指令值产生器63以及速度控制补偿器64构成速度 控制处理单元(速度控制处理部)，该速度控制处理单元进行速度控制 处理，并控制注射速度Sd。并且，作为位置设定处理单元(位置设定处理部)的位置图形产生 器67，进行位置设定处理，并将相对于时间的位置Sx传送到作为位 置偏差计算处理单元(位置偏差计算处理部)的减法器65，以便上述螺 杆12的移动速度成为注射速度。该减法器65进行位置偏差计算处理，从上述位置Sx减去(反馈) 经由上述放大器54来传送的位置Sz，而计算位置偏差ASz，并传送 到作为位置控制补偿处理单元(位置控制补偿处理部)的位置控制补 偿器66。该位置控制补偿器66进行位置控制补偿处理，对位置偏差△Sz进行补偿减法而产生位置控制系统的操作量Sy，并将该操作量 Sy传送到指令值产生器63。另外，在上述位置控制补偿器66中，进 行比例控制、比例/积分控制等运算。并且，由位置图形产生器67、 减法器65、位置控制补偿器66和指令值产生器63构成位置控制处 理单元(位置控制处理部)，该位置控制处理单元进行位置控制处理， 并控制位置Sz。然而，在这种注射成形机中，为了防止在注射工序中对模具装置 35施加过大的压力、为了减小从注射工序切换为保压工序时的压力 变化、或者为了在高速注射时不根据载荷压力来进行从注射工序切换 为保压工序的判断，在填充树脂的期间以规定的限制压Sr限制注射 压Sp。为此，配置作为限制值产生处理单元(限制值产生处理部)的未 图示的限制值产生器，由该限制值产生器产生限制值Sr。并且，负载传感器49的传感器输出，作为注射压Sp经由负载传 感器放大器57输入到控制部55，并传送到作为该控制部55的未图 示的注射压检测处理单元(注射压检测处理部)的、且作为压力偏差计 算处理单元(压力偏差计算处理部)的减法器68。该减法器68进行注 射压检测处理以及压力偏差计算处理，检测注射压Sp，并计算从限 制值Sr减去(反馈)注射压Sp的压力偏差ASr，并传送到作为压力控 制补偿处理单元(压力控制补偿处理部)的压力限制补偿器69中。该 压力限制补偿器69进行压力控制补偿处理，补偿运算上述压力偏差 ASr而产生压力控制系统的操作量Sq，并将该操作量Sq传送到指令 值产生器63。另外，在上述压力限制补偿器69中，进行比例控制、 比例/积分控制等运算。并且，由减法器68、压力限制补偿器69构成 压力控制处理单元(压力控制处理部)，该压力控制处理单元进行压力 控制处理、控制注射压Sp。如此，上述操作量Sy、 Sq被送入指令值产生器63。此时，操作 量Sy、 Sq成为相对于上述速度局部反馈系统的速度设定。指令值产 生器63进行控制切换处理以及指令值产生处理，从操作量Sy、 Sq 中选择一个，作为速度指令Sv传送到上述速度局部反馈系统中。但是，为了简化说明，当将位置控制补偿器66作为由增益K0 构成的比例补偿器、将压力限制补偿器69作为由增益Kl构成的比 例补偿器，并且其任意一个进行比例控制时，操作量Sy、 Sq分别成 为Sy=K0 ASz二K0 (Sx—Sz) Sq二Kl ASr=K1 (Sr—Sp)另外，由减法器62、 65、 68、指令值产生器63、位置控制补偿 器66、位置图形产生器67、压力限制补偿器69构成驱动控制处理单 元，该驱动控制处理单元进行驱动控制处理，根据注射速度Sd和注 射压Sp驱动注射用马达28,并进行速度控制、压力控制和压力限制 控制等。下面，说明上述构成的注射装置10的填充方法。图11是表示本发明的实施方式的填充方法的时序图，图12是表 示本发明的实施方式的浇道内的压力分布的图，图13是表示本发明 的实施方式的型腔空间内的压力分布的图。该情况下，在时刻tl t2、 t3 t6的期间，进行速度控制和压力限 制控制，限制注射压Sp，以便使其在时刻tl t2的期间不超过在图中 用点划线表示的限制值Srl、在时刻t3 t6的期间不超过限制Sr2。并 且，在时刻t2 t3的期间将限制值Srl作为目标值进行压力控制。首先，当在时刻tl开始注射时，开始速度控制，树脂以恒定的 注射速度Sdl充满直浇道41和浇口 43，随之，注射压Sp慢慢升高。在时刻tl附近开始了填充的初期状态下，注射压Sp为几乎接近 零的值，因此压力偏差ASr较大，操作量Sq比操作量Sy大。因此， 指令值产生器63的最小值选择处理单元(最小值选择处理器)，进行 最小值选择处理，选择位置控制系统的操作量Sy，并作为速度指令 Sv输出，结果，进行将位置Sx作为目标值的位置控制。并且，当随着使螺杆12前进，注射压Sp变大、压力偏差ASr变小时，操作量 Sq接近于操作量Sy的大小。之后，注射压Sp进一步变大、压力偏 差ASr进一步变小，并在时刻t2满足作为指令值产生器63的切换条 件的下面的式子， Sy=Sq。另外，当随着使螺杆12前进，注射压Sp变大、操作量Sq变得 比操作量Sy小时，指令值产生器63选择操作量Sq，并进行将限制 值Sr作为目标值的压力限制控制。然后，树脂在时刻t2进入到浇口 43，但是指令值产生器63的操 作量固定处理单元(操作量固定处理部)，进行操作量固定处理，选择 压力控制系统的操作量Sq，并作为速度指令Sv输出，结果，将限制 值Srl作为规定的目标值而进行压力控制，以使注射压Sp成为目标 值。此时，设定限制值Srl以使注射速度Sd慢慢提高。另外，在从 时刻t2到时刻t3的期间，通过设定如图11的虚线所示那样的限制值 Sr3，也可使注射速度Sd慢慢提高。然后，当在时刻t3，树脂充满浇口薄壁部g、并通过浇口薄壁部 g进入到型腔空间C内时，注射速度Sd急剧提高而成为 Sd2(SdKSd2)，随之，注射压Sp急剧升高。然后，当在时刻t4、树 脂向型腔空间C的填充结束时，为了防止产生气孔、溢料等，降低 注射速度Sd而成为Sd3(Sdl<Sd3<Sd2)，随之，注射压Sp升高的变 化率变小。另外，在时刻t3使限制值从Srl成为Sr2(SrKSr2)，因此压力偏 差ASr变大，操作量Sq比操作量Sy大。因此，上述最小值选择处理 单元，选择位置控制系统的操作量Sy,并作为速度指令Sv输出，结 果，进行将位置Sx作为目标值的位置控制。并且，在时刻t4 t5的期 间，也同样，上述最小值选择处理单元，选择位置控制系统的操作量 Sy，并作为速度指令Sv输出，结果，进行将位置Sx作为目标值的 位置控制。之后，当注射压Sp变大、压力偏差ASr变小时，操作量Sq接 近于操作量Sy的大小。然后，注射压Sp进一步变大、压力偏差ASr 进一步变小，并在时刻t5满足作为指令值产生器63的切换条件的下 面的式子，Sy=Sqc随之，上述最小值选择处理单元，选择压力控制系统的操作量 Sq，并作为速度指令Sv输出，结果，进行压力限制控制，以便不超 过限制值Srl。当开始该压力限制控制时，注射压Sp被限制为不超过限制值 Pr2，随之，注射速度Sd慢慢降低。然后，在时刻t6进行VP切换而 开始保压，并且，从压力限制控制切换为压力控制。如此，在本实施方式中，树脂在从进入浇口 43到到达浇口薄壁 部g为止的时刻t2 t3的期间，进行压力控制以使注射压Sp成为作为 恒定值的限制值Srl。因此，浇口薄壁部g内的压力稳定，压力变得 均匀，并且，在时刻t3充满了浇口薄壁部g的状态下， 一部分树脂 不会流入型腔空间C。并且，在树脂进入上述型腔空间C内之后，型腔空间C内的压 力也稳定，压力变得均匀。结果，成形品不会产生厚度不等、歪斜、翘曲等不良，或者在型 腔空间C中产生气体。并且，在时刻t2 t3的期间，可将注射压Sp保持为限制值Srl， 因此不仅可使树脂顺畅地充满浇口薄壁部g，而且可对型腔空间C填 充足够量的树脂。结果，可防止成形品产生气孔等不良。另外，本发明不限于上述实施方式，可根据本发明的主旨进行多 种变形，这些变形也包括在本发明的范围内。
权利要求
1、一种注射控制装置，其特征在于，具备注射部件；注射用驱动部，用于使该注射部件进退；注射速度检测处理单元，对使上述注射部件前进而进行注射时的注射速度进行检测；注射压检测处理单元，对进行注射时的注射压进行检测；以及，驱动控制处理单元，根据上述注射速度及注射压驱动上述注射用驱动部，并在成形材料开始向型腔空间填充之前进行压力控制，之后进行速度控制。
2、 如权利要求1所述的注射控制装置，其特征在于， 在模具装置中、在浇道与型腔空间之间形成有薄壁部的情况下，上述压力控制在成形材料流过薄壁部的期间进行。
3、 如权利要求1所述的注射控制装置，其特征在于， 以使注射压成为规定的目标值的方式进行上述压力控制。
全文摘要
一种注射控制装置，防止成形品产生不良、或者在型腔空间中产生气体。具备注射部件；注射用驱动部；注射速度检测处理单元，检测注射速度(Sd)；注射压检测处理单元，检测注射压(Sp)；以及，驱动控制处理单元，根据注射速度(Sd)及注射压(Sp)驱动上述注射用驱动部，并在成形材料开始向型腔空间填充之前进行压力控制，之后进行速度控制。根据注射速度(Sd)及注射压(Sp)驱动上述注射用驱动部，并在成形材料开始向型腔空间填充之前进行压力控制，之后进行速度控制，因此，在成形材料进入到型腔空间内之后的型腔空间内的压力稳定，压力变得均匀。
文档编号B29C45/77GK101259746SQ200810082468
公开日2008年9月10日 申请日期2008年3月6日 优先权日2007年3月6日
发明者天野光昭, 柴田达也, 鸿丸几久夫 申请人:住友重机械工业株式会社;索尼株式会社