双材料成型用注塑成型机及其控制方法

专利名称：双材料成型用注塑成型机及其控制方法
技术领域：
本发明涉及下述 的双材料成型用注塑成型机从两组注射单元分别向由可动装模 板的模具、固定装模板的模具和设置于两装模板之间的旋转装模板的两侧面的模具形成的 两个型腔注射不同种类的树脂，使旋转装模板旋转180度进行二层注射，将两种材料一体 成型，尤其是涉及设置有容易控制可动装模板和旋转装模板的移动速度的移动单元、和容 易控制旋转装模板的旋转速度的旋转单元的双材料成型用注塑成型机及移动速度、旋转速 度的控制方法。
背景技术：
通过注塑成型机获得不同材质、不同色彩的成型品的成型方法的一例，有下述方 法使一种树脂材料在一次侧模具内注塑成型，将该一次成型品放入二次侧的模具，在该二 次侧的型腔和一次成型品的间隙中使另一种树脂材料注塑成型，而且有各种的双材料成型 用注塑成型装置的提案(参照专利文献1及2)，对于这种成型装置，对专利文献1所示的现有例进行说明其提供一种双材料成 型用注塑成型机，从两组注射单元向由可动盘的模具、固定盘的模具和设置于两盘之间的 旋转盘的两侧面的模具形成的两个型腔的内一次侧注塑成型一种树脂材料，使旋转盘旋转 180度，向二次侧的型腔注射另一种树脂材料，使两种材料一体成型，其中，旋转盘的移动是 通过固有的液压缸进行，可动盘的开闭是通过贯通可动盘、旋转盘、固定盘而设置的系杆的 端部的柱塞(ram)和固定设置于固定盘的气缸构成的液压缸进行，旋转盘的旋转是通过不 特定的旋转驱动单元进行。另外，将可动盘、旋转盘、固定盘闭模后的合模，通过由内置于固 定盘的大径的液压缸和可在该液压缸内滑动的柱塞构成的合模液压缸进行，但该大径的柱 塞具有可与系杆离合的功能。该注塑成型机的成型作用为，用固有的液压缸使旋转盘靠近固定盘侧，通过设于 系杆的端部和固定盘之间的液压缸使可动盘移动到固定盘侧，进行闭模，通过所述合模液 压缸使可动盘、旋转盘一起合模并使液压油升压，从一个注射单元向一次侧的型腔注塑成 型一种树脂材料，使旋转盘反转180度，再次使可动盘、旋转盘一起合模，从另一注射单元 向二次侧的型腔注射另一种树脂材料，使两种材料一体成型。另外，专利文献2所示的现有例的多材质注塑成型机为使用由固定模、可动模、在 固定模和可动模之间转动的转动模构成的模具而制成多材质成型品的成型机，其由如下部 件构成向所述固定模注射熔融材料的第一注射装置、向所述可动模注射熔融材料的第二 注射装置、使所述转动模转动自如且向可动模侧移动自如地将其支承于固定盘的转动模支 承装置、以及隔着所述转动模而使固定模和可动模压缩合模的压缩单元。该注塑成型机的成型作用与专利文献1的注塑成型机几乎相同。专利文献1 日本特公平3-51207号公报(第1图)专利文献2 日本特开2006-168223号公报(图1)但是，专利文献1的现有例中，用液压缸进行可动盘、旋转盘的模开闭，但是模盘重量大，因此难以进行与工作中的液压油的温度变化对应的精度高的速度、位置的控制，高 速进行模开闭时，可能会使模具损坏。另外，用共用液压泵的液压系统使可动盘的模开闭和 旋转盘的模开闭平行动作时，向各模开闭用液压缸供给的液压油的流量不稳定，可能导致 动作不平稳，因此，液压缸进行的模开闭动作的高速化不容易实现。对于旋转盘的旋转驱动 单元未言及，但是，旋转盘也是重量大，旋转力矩也大，因此，使用液压缸或液压电动机时存 在与上述同样的问题。另外，在专利文献2的现有例中，与专利文献1的现有例一样，用于模移动的驱动 单元是使用了液压缸的驱动装置，而且代替液压驱动也可以使用伺服电动机和滚珠丝杠的 直线移动单元、旋转单元，但是在实施方式的说明中为液压驱动。另外，使转动模转动自如 且向可动模侧移动自如地将其支承于从固定盘伸出的部件上，但由于是悬臂部件，不是具 有充分刚性的结构，因此，难以不挠曲、高精度地支承重量大的转动模。由于在原有的成型 机的固定盘和可动盘的行程间追加了旋转盘，因此，相对于横向宽度大的旋转模的旋转动 作，难以得到可动盘及旋转盘的充分的移动行程。另外，支承转动模的从固定盘延伸的部件 为上下分体，必须上下分别安装于固定盘，难以使上下的旋转中心轴同心，在转动模旋转时 可能产生轴承部的粘着、磨损等不良情况。另外，为了减轻旋转模具的重量而将两侧模具和 模具旋转轴制成一体结构，因此不易进行模具的更换。

发明内容
本发明是针对上述课题而开发的，其目的在于提供一种模盘驱动单元，其即使在 使可用标准的模具更换的旋转模盘、可动盘、旋转盘的模开闭高速动作时，也可高精度且稳 定地进行工作运转。为了解决所述课题的本发明第一技术方案，提供一种双材料成型用注塑成型机， 具有在安装有可动侧模具的可动装模板和安装有固定侧模具的固定装模板之间可与可动 装模板向同一方向移动地设置的反转台、可在该反转台上可旋转180度且在两面安装有与 所述可动侧模具和固定侧模具嵌合而形成型腔的模具的旋转装模板、使可动装模板进行模 开闭的可动装模板模开闭单元、使旋转装模板进行模开闭的旋转装模板模开闭单元、在关 闭模具后使所述三组装模板同时合模的合模单元、以及使不同的树脂材料分别可塑化而注 射填充的两组注射单元，其特征在于，合模装置为使三组装模板同时合模的液压合模单元， 可动装模板开闭单元为由电动机驱动的可动装模板开闭单元，旋转装模板开闭单元为由电 动机驱动的旋转装模板开闭单元，旋转装模板的旋转单元为由安装于反转台的电动机驱动 的旋转驱动单元。本发明第二技术方案在第一技术方案的基础上，提供双材料成型用注塑成型机， 其特征在于，液压合模单元由内置于固定装模板中的多个液压缸装置、与该气缸装置的柱 塞结合且以能够穿通旋转装模板和可动装模板的方式设置的多个前端带槽的系杆、以及设 在可动装模板的外侧且能够与所述系杆的槽卡合的拼合螺母构成，是使三组装模板同时合 模的液压合模单元，可动装模板开闭单元是包括由电动机驱动的滚珠丝杠轴、和安装于可 动装模板上的与所述滚珠丝杠轴螺合的滚珠丝杠螺母的可动装模板开闭单元，旋转装模板 开闭单元是包括由电动机驱动的滚珠丝杠轴、和安装于反转台上的与所述滚珠丝杠轴螺合 的滚珠丝杠螺母的旋转装模板开闭单元，旋转装模板的旋转单元为通过小齿轮驱动水平的大齿轮的旋转驱动单元，所述小齿轮设在设置于反转台上的电动机的输出轴上，所述大齿 轮设置在可绕反转台的纵中心轴正反旋转180度地设置的旋转装模板上。本发明第三技术方案在第一技术方案的基础上，提供双材料成型用注塑成型机， 其特征在于，可动装模板开闭单元包括由固定于固定装模板或基台上的电动机驱动的滚珠 丝杠轴、和安装于可动装模板上的与所述滚珠丝杠轴螺合的滚珠丝杠螺母。本发明第四技术方案在第一技术方案的基础上，提供双材料成型用注塑成型机， 其特征在于，可动装模板开闭单元包括滚珠丝杠轴和固定设置于可动装模板的与所述滚珠 丝杠轴螺合的滚珠丝杠螺母，所述滚珠丝杠轴由固定于反转台上的电动机驱动，且在固定 设置于反转台的支承台上经由滚珠轴承旋转自如地被限制在轴方向而支承。本发明第五技术方案在第一技术方案的基础上，提供双材料成型用注塑成型机， 其特征在于，旋转装模板的旋转单元经由带齿带或链条和小齿轮通过设置于反转台上的电 动机驱动水平的大齿轮，所述大齿轮安装在可绕反转台的纵中心轴旋转180度地设置的旋 转装模板上。本发明第六技术方案在第一技术方案的基础上，提供双材料成型用注塑成型机， 其特征在于，旋转装模板的旋转单元由安装在反转台上且使旋转装模板旋转180度的电动 机直接连结驱动。本发明第七技术方案在第一技术方案的基础上，提供双材料成型用注塑成型机， 其特征在于，两组注射单元中的一组注射单元设置于固定装模板侧并用于向固定模具注射 树脂，另一组注射单元设置于可动装模板侧并用于向可动模具注射树脂，且在工作时伴随 可动装模板的移动而移动。本发明第八技术方案在第一技术方案的基础上，提供双材料成型用注塑成型机， 其特征在于，在反转台上设置定位销，在该反转台上旋转的旋转装模板在其旋转界限处与 所述定位销抵接，使定位销突出至如下的位置在旋转装模板在到达一方的旋转界限的位 置和在其回程的旋转界限的位置上与相对的装模板所正对的位置。本发明第九技术方案在第一技术方案的基础上，提供双材料成型用注塑成型机， 其特征在于，包括使三组装模板同时合模的液压驱动的合模装置、使可动装模板相对于固 定装模板进退的电动机驱动的可动装模板开闭装置、使旋转装模板和反转台与可动装模板 向相同方向动作的电动机驱动的旋转装模板开闭装置、使反转台在水平方向旋转的电动机 驱动的反转台旋转装置、以及可分别对所述各电动机动作控制进行反馈控制的控制装置。本发明第十技术方案在第一技术方案的基础上，提供双材料成型用注塑成型机， 其特征在于，包括使三组装模板同时合模的液压驱动的合模装置、使可动装模板相对于固 定装模板进退的电动机驱动的可动装模板开闭装置、使旋转装模板和反转台与可动装模板 向相同方向动作的电动机驱动的旋转装模板开闭装置、使反转台在水平方向旋转的电动机 驱动的反转台旋转装置、以及可分别对所述各电动机动作控制进行反馈控制的控制装置， 所述各电动机中的至少一个电动机是伺服电动机。本发明第十一技术方案在第一技术方案的基础上，提供双材料成型用注塑成型 机，其特征在于，包括使三组装模板同时合模的液压驱动的合模装置、使可动装模板相对 于固定装模板进退的电动机驱动的可动装模板开闭装置、使旋转装模板和反转台与可动装 模板向相同方向动作的电动机驱动的旋转装模板开闭装置、使反转台在水平方向旋转的电动机驱动的反转台旋转装置、以及可分别对所述各电动机动作控制进行反馈控制的控制装 置，在所述反馈控制中的速度控制时，加速时或减速时的速度控制以一定的斜度值沿一次 直线进行加速或减速，并且，从一定速度开始的加速时或减速时的速度控制，根据一定速度 和加速的一次直线速度、或一定速度和减速的一次直线速度分别成为切线的二次曲线进行 速度控制。本发明第十二技术方案在第一技术方案的基础上，提供双材料成型用注塑成型 机，其特征在于，包括使三组装模板同时合模的液压驱动的合模装置、使可动装模板相对 于固定装模板进退的电动机驱动的可动装模板开闭装置、使旋转装模板和反转台与可动装 模板向相同方向动作的电动机驱动的旋转装模板开闭装置、使反转台在水平方向旋转的电 动机驱动的反转台旋转装置、以及可分别对所述各电动机动作控制进行反馈控制的控制装 置，在反转台上用销进行定位时，能够在与反转台上旋转的所述旋转装模板所对着的装模 板正对的位置向定位销插入孔插入定位销。本发明第十三技术方案在第一技术方案的基础上，提供双材料成型用注塑成型 机，其特征在于，包括使三组装模板同时合模的液压驱动的合模装置、使可动装模板相对 于固定装模板进退的电动机驱动的可动装模板开闭装置、使旋转装模板和反转台与可动装 模板向相同方向动作的电动机驱动的旋转装模板开闭装置、使反转台在水平方向旋转的电 动机驱动的反转台旋转装置、以及可分别对所述各电动机动作控制进行反馈控制的控制装 置，并且具备可进行下述控制的控制装置在反转台上用销定位时，能够在与反转台上旋转 的所述旋转装模板所对着的装模板正对的位置向定位销插入孔插入定位销，并且，在定位 销插入孔中心在与定位销插入装置的定位销中心一致的近前处的、反转台旋转中的反转台 的旋转方向上的规定位置，使定位销的插入动作开始。本发明第十四技术方案在第一技术方案的基础上，提供双材料成型用注塑成型 机，其特征在于，所述旋转装模板的加强筋厚度从旋转装模板的中央向外侧逐渐减少。本发明第十五技术方案在第一技术方案的基础上，提供双材料成型用注塑成型 机，其特征在于，在旋转装模板内，具备进行模具内的成型品脱模动作、可动镶块动作、闸阀 动作等模具内可动部件动作的驱动装置。本发明第十六技术方案在第一技术方案的基础上，提供双材料成型用注塑成型 机，其特征在于，在旋转装模板内，具备进行模具内的成型品脱模动作、可动镶块动作、闸阀 动作等模具内可动部件动作的驱动装置，并且具备在成型品脱模装置的动作控制时可通过 无线电收发控制信号的通信装置。本发明第十七技术方案在第一技术方案的基础上，提供双材料成型用注塑成型 机，其特征在于，两组注射单元中的一组注射单元在固定装模板侧设置成可相对于固定装 模板进退，另一组注射单元在固定于可动装模板侧的滑动基台上设置成可相对于可动装模 板进退，并且，在进行所述可动装模板的模开闭时，所述另一组注射单元可一边与安装于所 述可动装模板上的模具抵接一边移动。本发明第十八技术方案提供一种双材料成型用注塑成型机的控制方法，其特征在 于，使用第一至十七技术方案中任一技术方案所述的双材料成型用注塑成型机，在可动装 模板和装载旋转装模板的反转台的闭模、合模、熔融树脂的注射填充、冷却、可动装模板和 装载旋转装模板的反转台的开模移动、旋转装模板的180度旋转、可动装模板和装载旋转装模板的反转台的再闭模、合模的成型工序中，通过电动机控制加速、速度维持、减速以使 可动装模板和装载旋转装模板的反转台的模开闭移动时间最短。本发明第十九技术方案提供一种双材料成型用注塑成型机的控制方法，其特征在 于，使用第一至十七技术方案中任一技术方案所述的双材料成型用注塑成型机，在使反转 台上的旋转装模板旋转180度时，通过电动机控制旋转加速、旋转速度维持、旋转减速以花 费最短的旋转时间。本发明第二十技术方案在第十八技术方案的基础上，提供双材料成型用注塑成型 机的控制方法，其特征在于，将移动中的可动装模板或旋转装模板停止所需的距离作为防 止碰撞距离，监视可动装模板及模具和旋转装模板及模具的各自的移动前端位置，在两装 模板或各模具的移动前端的相对位置进入防止碰撞距离时，自动地使移动中的接近一方的 装模板减速或停止，从而防止可动装模板和旋转装模板的开闭移动时的碰撞。本发明第二十一技术方案在第十八技术方案的基础上，提供双材料成型用注塑成 型机的控制方法，其特征在于，将移动中的可动装模板或旋转装模板停止所需的距离作为 防止碰撞距离，监视可动装模板及模具和旋转装模板及模具的各自的移动前端位置，在两 装模板或各模具的移动前端的相对位置进入防止碰撞距离时，自动地使移动中的接近一方 的装模板减速或停止，从而防止可动装模板和旋转装模板的开闭移动时的碰撞，并且，在使 可动装模板和旋转装模板的开闭移动、旋转装模板的旋转重迭进行时，通过可动装模板位 置及旋转装模板的位置、旋转角度和各模具的形状尺寸值，算出旋转装模板旋转中的旋转 装模板或其模具和固定装模板或其模具、旋转装模板或其模具和可动装模板或其模具间的 相对距离，进入防止碰撞距离时自动地使接近一方的装模板的移动或旋转装模板的旋转减 速或停止。根据本发明，通过使模开闭电动化，能够提高可动装模板、旋转装模板的速度精 度、位置精度，即使高速运转也能够避免碰撞，能够防止碰撞造成的模具破损。另外，设置有可动装模板和旋转装模板的开闭用的各专用的移动单元(滚珠丝杠 轴、滚珠丝杠螺母、伺服电动机等)，因此，可动装模板和旋转装模板可同时移动，考虑可动 装模板和旋转装模板的相对位置，能够一边与成型品取出装置联接一边高精度地对其控制 模开闭，因此，有利于成型周期的缩短化，模具的位置再现性良好，因此，能够避免成型品取 出时的装夹错误。另外，通过对旋转装模板的反转进行电动驱动，能够平滑地进行旋转的加速减速， 容易进行反转驱动时的旋转的开始、抑制旋转停止时的振动的控制和高速旋转的控制，因 此，即使并行进行可动装模板、旋转装模板的开闭动作和旋转装模板的旋转动作，也能够通 过进行避免接触、碰撞的位置控制来实现成型的高周期化。另外，通过形成通过伺服电动机进行直接连结驱动的旋转驱动单元，不经由齿轮、 带，因此，在旋转装模板的动作中不产生松动(喀哒声)，能够更好地进行位置控制。另外，反转的高速化和用于反转的模开闭时间的缩短能够缩短成型品在大气中暴 露的时间，能够抑制伴随成型品的温度降低造成的不良情况。成型品在大气中暴露时，成型 品的表面温度降低，用于双材料一体化成型的双材料的密接性降低，因此，成型品在大气中 暴露的实用上为40秒至50秒程度，优选30秒以下。更优选为20秒以下。另外，旋转停止 位置的高精度控制有利于容易且可靠地进行与定位销的嵌合，通过对大部分的装模板的动作进行电动驱动，可使成型装置的清洁性良好。


图1是本发明第一实施方式的双材料成型用注塑成型机的俯视示意图；图2是表示图1的双材料成型用注塑成型机的旋转装模板的旋转动作的图；图3是图1的双材料成型用注塑成型机的侧视图；图4是表示图1的旋转装模板的概略构成的X-X向侧视图；图5是本发明的双材料成型用注塑成型机的双材料成型工序图；图6是说明本发明第一实施方式的双材料成型用注塑成型机的装模板开闭时的 防止碰撞方法的图；图7是本发明第二实施方式的双材料成型用注塑成型机的俯视示意图；图8是表示本发明第三实施方式的旋转装模板的概略构成的侧视图；图9是表示本发明第四实施方式的旋转装模板的概略构成的侧视图；图10是注射单元B的说明图；图11是旋转装模板的立体图；图12是图11的A-A剖面图。标号说明2固定装模板3可动装模板4固定侧模具5可动侧模具6A旋转模具A6B旋转模具B7反转台9旋转装模板10、30双材料成型用注塑成型机11注射单元A12注射单元B14、46可动装模板开闭单元15旋转装模板开闭单元16、50、60旋转装模板旋转单元17拼合螺母18 系杆21伺服电动机A22a、32a、47a 滚珠丝杠24、33滚珠丝杠螺母31伺服电动机B41伺服电动机C56伺服电动机D
具体实施例方式下面，参照附图详细地说明本发明。本发明不受本实施例限定。另外，下述实施例 中的构成要素包括本领域技术人员可容易想到的要素或实质上相同的要素。(第一实施方式)该实施方式的双材料成型用注塑成型机，为向由可动装模板的模具、固定装模板 的模具和设置于两装模板之间的旋转装模板的两侧面的模具形成的两个型腔分别注射不 同种类的树脂，使旋转装模板旋转180度而进行双重注射，将两种材料一体成型，其中，设 置对可动装模板和旋转装模板的移动、以及旋转装模板的旋转的驱动容易进行控制的电动 驱动单元。下面，根据

第一实施方式。图1是本发明的双材料成型用注塑成型机的俯视示意图。图2是表示图1的双材 料成型用注塑成型机的旋转装模板的旋转动作的图。图3是图1的双材料成型用注塑成型 机的侧视图。图4是表示图1的旋转装模板的概略构成的X-X向侧视图。图5是本发明的 双材料成型用注塑成型机的双材料成型工序图。图6是说明图1的双材料成型用注塑成型 机的装模板开闭时的防止碰撞方法的图。说明双材料成型用注塑成型机10的构成。在这些图中，标号1是基台，在该基台 1的一端固定设置有安装有固定侧模具4的固定装模板2。在基台1上，与固定装模板2相 对，可移动地载置有安装了旋转模具A (6A)、旋转模具B(6B)的旋转装模板9、和安装了可动 侧模具5的可动装模板3。而且，如图4所示，旋转装模板9装载于反转台7上，从已确定的角度位置正反旋 转180度，通过定位装置44的定位销44a和液压缸48定位在与固定装模板2、可动装模板 3正对的角度位置。可动装模板3和旋转装模板9所载置的反转台7在基台1上经由未图示的直线轴 承被固定设置于基台1上的导轨19引导而移动。另外，引导可动装模板3和反转台7移动的部件优选是导轨19，但在本发明中，即 使是例如滑动板等，也不会有任何实际应用上的障碍。在旋转装模板9的两面安装有与可动侧模具5和固定侧模具4嵌合而形成型腔的 相同形状的旋转模具A (6A)、旋转模具B (6B)。从两组注射单元A (11)、注射单元B使彼此不 同的树脂材料塑化而(12)分别向通过合模装置将固定装模板2、旋转装模板9、可动装模板 3同时合模时形成的两个型腔注射填充。注射单元A (11)设置于固定装模板2侧，用于向由固定侧模具4和旋转模具A (6A) (或旋转模具B(6B))形成的型腔注射树脂，另一个注射单元B(12)设置于可动装模板3侧， 用于向由可动侧模具5和旋转模具B(6B)(或旋转模具A(6A))形成的型腔注射树脂，在其 工作时随着可动装模板3的开闭移动而移动。这时，注射单元B (12)与可动装模板3—起进行大行程移动，而注射单元B (12)载 置于滑动式基台64上，该滑动式基台64经由连结固定部件63连结固定于可动装模板3，因 此，通过滑动式基台64被导轨19引导移动，注射单元B(12)不会比可动装模板3的动作迟 缓，而能够追随之移动。
另外，图3中标号62是注射单元B (12)用的喷嘴接触气缸，可使注射单元B (12) 在滑动式基台64上滑动。另一方面，图3中标号61是注射单元A(Il)用的喷嘴接触气缸。图10表示喷嘴接触的形态。如图10所示，注射单元B(12)用的喷嘴12a与可动侧模具5相接，在模开闭时为 喷嘴接触的状态，因此，在闭模、升压结束的同时，能够从喷嘴注射树脂，能够高周期化。另外，在开模时，喷嘴12a不从可动侧模具5离开，因此，能够防止树脂从喷嘴12a 的前端垂落。另外，由于能够使注射单元B (12)与可动盘一体动作，因此，能够实现动作开始时 及动作停止时的冲击的降低，并防止冲击导致的注射单元B (12)和模具的碰撞。下面，说明可动装模板3、旋转装模板9的开闭单元、旋转装模板9的旋转单元。在双材料成型用注塑成型机10的两侧对称地设置的一对可动装模板开闭单元 14由如下部件构成固定设置于基台1或固定装模板2上的伺服电动机A(21)、滚珠丝杠 轴A(22)、固定设置于基台1或固定装模板2上且使滚珠丝杠轴A(22)旋转自如地将其约 束在轴方向而支承的支承台26、与滚珠丝杠轴A(22)的滚珠丝杠22a螺合的滚珠丝杠螺母 A (24)、安装滚珠丝杠螺母A (24)且固定设置于可动装模板3上的螺母支承台25、以及将伺 服电动机A(21)的旋转力向滚珠丝杠轴A(22)传递的动力传递机构23 (例如，齿轮带轮和 带齿带、齿轮减速器等)，一对伺服电动机A(21)同步运转，使可动装模板3能够与固定装模 板2平行地进行开闭移动。在双材料成型用注塑成型机10的两侧对称地设置的一对旋转装模板开闭单元 15由如下部件构成固定设置于基台1或固定装模板2上的伺服电动机B(31)、滚珠丝杠 轴B (32)、固定设置于基台1或固定装模板2上且使滚珠丝杠轴B (32)旋转自如地将其约 束在轴方向而支承的支承台34、与滚珠丝杠轴B(32)的滚珠丝杠32a螺合的滚珠丝杠螺母 B(33)、安装滚珠丝杠螺母B(33)且固定设置于反转台7上的螺母支承台35、以及将伺服电 动机B (31)的旋转力向滚珠丝杠轴B (32)传递的动力传递机构36 (例如，齿轮带轮和带齿 带、齿轮减速器等)，一对伺服电动机B (31)同步运转，使反转台7可与固定装模板2平行地 进行开闭移动。旋转装模板旋转单元16如图4所示，是使旋转装模板9向正反方向旋转半周的旋 转驱动单元，其由如下部件构成安装于反转台7的伺服电动机C(41)、安装于伺服电动机 C(41)的小齿轮42、与小齿轮42啮合的与旋转装模板9 一体地设置的大齿轮43、旋转装模 板9在固定装模板2 (或可动装模板3)的位置和在从该位置旋转180度的位置上定位的定 位销44。另外，标号8为与旋转装模板9 一体的下轴，可经由轴承相对于反转台7旋转。由此，能够实现高精度的定位。在该定位时，也可以在与所述反转台7上旋转的上述旋转装模板9对着的装模板 正对的位置上，通过上述液压缸48，向未图示的定位销插入孔插入定位销44a。另外，也可以具备可进行下述控制的控制装置在定位销插入孔中心与定位销插 入装置的上述定位销中心一致的跟前的位置的、反转台旋转中的反转台的旋转方向的规定 位置上，使定位销44a的插入动作开始。由此，能够实现成型的高周期化。另外，在驱动反转台7的旋转动作的伺服电动机C(41)的控制中，插入定位销44a时，如果停止伺服电动机C(41)的位置控制的一部分的控制，不由伺服电动机进行反转台7 的定位，而通过定位销的机械的仿形来进行，则能够忽视由小齿轮42和大齿轮43的齿隙引 起的反转台7的旋转位置失效区域，能够防止微低速旋转控制时的波动。该情况下，定位销 44a的插入孔优选为销侧大的略微的锥形状。液压合模单元如图1所示，为使三组装模板2、9、3同时合模的液压合模单元，其由 如下部件构成内置于固定装模板2中的四个液压缸2a、与该气缸2a的柱塞18b结合且以 穿通可动装模板3的方式设置的四个在前端带环形槽18a的系杆18、设在可动装模板3的 外侧且能够与系杆18的环形槽18a卡合的四组拼合螺母17。下面，参照图5说明双材料成型用注塑成型机10的双材料注塑成型的工序。如图5所示，在使旋转装模板9和可动装模板3向固定装模板2闭模的最初的闭 模后，利用液压缸2a进行合模，从注射单元A(ll)向由旋转模具A(6A)和固定侧模具4形 成的型腔注射填充熔融的树脂A，将该状态保持一定时间并冷却，估计树脂A固化的时间， 使可动装模板3和装载旋转装模板9的反转台7开模移动而使各装模板2、9、3隔开充分的 间隔，使旋转装模板9旋转180度后，再次使可动装模板3和旋转装模板9闭模。该再次闭模后的成型工序在进行液压缸2a导致的合模后，从注射单元A(ll)向 由旋转模具B(6B)和固定侧模具4形成的型腔注射填充熔融的树脂A，同时，从注射单元 B(12)向由贴在旋转模具A(6A)上的成型品和可动侧模具5形成的型腔注射填充熔融的树 脂B，制成双材料重叠的双材料成型品，将该状态保持一定时间并冷却，估计树脂A和B双方 固化的时间，使可动装模板3和装载有旋转装模板9的反转台7开模移动而使各装模板2、 9、3隔开充分的间隔，将贴在可动侧模具5上的双材料成型品取出机器之外后，使旋转装模 板9旋转180度。该时刻以后的可动装模板3、旋转装模板9和固定装模板2的闭模、成型工序重复 上述再次闭模后的成型工序。图5中同时进行注射单元A(ll)和注射单元B(12)的注射填充动作，但是在模具4 和模具5中分别进行不同的成型、例如注射压缩成型或发泡成型、气体辅助成型、插入成型 等的情况下，注射单元A(ll)和注射单元B(12)的注射填充动作也可以按顺序进行。安装有模具的装模板重量大，移动速度及加速度的选择必须慎重。例如作为制成成型品(尺寸1550mmX 1200mm的双材料成型品)的模具，旋转模具 的重量为18吨(9吨/I台X2台)，用于使该模具旋转的旋转装模板9的重量为20吨，因 此，选择较高的移动速度时需要的加速动力变大，或加速时耗费时间，对驱动单元带来较大 的负担。另外，急剧的加速、减速成为振动的主要原因。液压驱动单元适于大的驱动力，但是，该单元在移动重物时，难以正确地控制位置 且耗费时间。最近，作为精密驱动单元的滚珠丝杠的大容量化得到发展，对于相当重的重物 的移动单元也可使用该滚珠丝杠装置。由伺服电动机驱动的滚珠丝杠装置对伺服电动机的 转速进行程序控制，由此可容易地进行被驱动物的移动速度和停止位置的控制。在双材料成型用注塑成型机10的可动装模板3及旋转装模板9的移动单元中，也 可以使用伺服电动机和滚珠丝杠驱动单元，在未图示的控制装置中，将加速(减速)编程为 平滑地动作的加速曲线(例如Sin曲线)，编制速度和位置控制的程序，控制伺服电动机，以 能够以下述方式可调整地进行设定输入以使可动装模板3和装载有旋转装模板9的反转台7的模开闭移动时间为最短的速度移动。通过设定伺服电动机能够实现高精度的动作。另外，也可以设置可分别对各电动机动作控制进行反馈控制的控制装置，进行反 馈控制。由此，能够实现双材料成型的周期的高速化，另外，能够实现高精度的动作。而且，在反馈控制下的速度控制中，在加速时或减速时的速度控制中，以一定的斜 度值沿一次直线进行加速或减速，且，从一定速度加速时或减速时的速度控制，按照一定速 度和加速的一次直线速度、或一定速度和减速的一次直线速度分别成为切线的二次曲线进 行速度控制，从而能够实现平滑的控制。由此，可缓和速度切换时的冲击，能够防止电动机的过电流，可防止由冲击带来的 动作部件的损伤并延长部件寿命。旋转装模板9的旋转速度控制方法为，在未图示的控制装置中，以可调整地设定 输入旋转加速度、旋转速度的方式编制旋转速度控制的程序，控制伺服电动机，以使反转台 7上的旋转装模板9旋转180度时成为最短的旋转时间。另外，上述旋转装模板9的加强筋9a的厚度如图11、12所示，也可以从旋转装模 板的中央向外侧逐渐减少以减轻其重量。由此，能够伴随从旋转中心向远方侧的重量的减少实现旋转惯性的降低，其结果 能够实现节省能量、高响应性、高精度的控制。另外，也可以在旋转装模板9内，具备模具内的成型品脱模动作、可动镶块动作、 闸阀动作等模具内可动部件动作的驱动装置，进行成型品的起模。由此，在模具侧可以不需要成型品脱模用的成型品脱模装置，能够简化模具结构。 其结果，可在不同模具中通用上述模具内可动部件动作的驱动装置，因此，能够降低在每种 成型品中不同、每种成型品都需要的模具的制造成本。这时，在成型品的脱模装置的动作控制中，也可以具备可通过无线电发送接受控 制信号的通信装置，通过配线的简化及配线部件的减少实现重量的减轻。由此，不需要将通信配线设定为有线情况下的滑动形态，能够简化配线。其结果， 能够使旋转装模板轻量化。装模板彼此的防止碰撞方法为，设使可动装模板3或载置旋转装模板9的反转台 7停止所需的距离为防止碰撞距离e(在图中未记入)，监视可动装模板2、可动装模板3和 旋转装模板9的各自的位置，相互的相对位置进入防止碰撞距离e后自动地使接近一方减 速或停止，防止可动装模板3和旋转装模板9的开闭移动时的碰撞。说明可动装模板3、旋转装模板9移动时和旋转装模板9旋转时的可动装模板3 及旋转装模板9的动作和防止碰撞控制的一例，在图6中，设以从旋转装模板9的旋转轴起 在与旋转轴垂直的方向上向固定装模板2侧离开最远的距离r2所描画旋转轨道的旋转装 模板9的角部、或旋转模具A(6A)的角部为c2 ；设以从旋转轴起在与旋转轴垂直的方向上 向可动装模板3侧离开最远的距离rl所描画旋转轨道的旋转装模板9的角部、或旋转模具 B(6B)的角部为cl，设从旋转装模板9的旋转轴到c2的距离为L2，设从旋转装模板9的旋 转轴到cl的距离为Li。图6表示旋转模具A(6A)的角部c2和旋转模具B(6B)的角部cl的情况。Ll及 L2为由旋转装模板9的旋转角度和上述rl、r2的值唯一地求取的变量。
在此，若旋转模具A(6A)和旋转模具B(6B)为相同形状，则LI = L2。设固定侧模具4的厚度为a，设从固定装模板2的模具安装面到旋转装模板9的 旋转轴的距离为b2，设从固定装模板2的模具安装面到可动侧模具5的端面的距离为bl。 bl、b2是变量。旋转模具A(6A)在旋转中朝向固定侧模具4闭模移动时，b2-a_L2 = e时，使旋转 装模板9减速或停止。可动侧模具5朝向旋转中的旋转模具B(6B)闭模移动时，bl-b2-Ll = e时，使可 动装模板3减速或停止。旋转模具A(6A)向离开固定侧模具4的方向移动时，及可动侧模具5向离开旋转 模具B(6B)的方向开模移动时，首先，可动装模板3开模移动，从可动侧模具5和旋转模具 B(6B)的间隔超过e的时刻，旋转装模板9开模移动，或开始旋转动作。在上述装模板速度控制方法中，也可以在重迭进行可动装模板3和旋转装模板9 的开闭移动和旋转装模板9的旋转时，由可动装模板位置及旋转装模板的位置和旋转角度 算出旋转装模板旋转9旋转时的旋转装模板9和固定装模板2、旋转装模板9和可动装模板 3之间的距离，进入防止碰撞距离e时自动地使接近一方减速或停止，防止可动装模板3和 旋转装模板9的开闭移动、旋转装模板9的旋转时的碰撞。在实际机械中，一边进行工作运转一边检查各装模板的相对间隔，由此，能够缩小 间隔而进一步缩短各装模板的移动时间。(第二实施方式)下面，对本发明第二实施方式进行说明。该第二实施方式与第一实施方式的不同 之处为，如图7所示的双材料成型用注塑成型机30的俯视示意图所示，在反转台7上设置 有驱动可动装模板3的可动装模板开闭单元46的伺服电动机A(21)和滚珠丝杠轴47的支 承台26，除此之外与第一实施方式相同，因此省略其它结构的说明。该第二实施方式的优点为能够缩短滚珠丝杠轴47，因此，滚珠丝杠轴4的临界速 度提高，能够提高可动装模板3的开闭速度。另外，由于直接用滚珠丝杠连结旋转装模板9 和可动装模板3之间，因此，在检测、控制模开闭时等的旋转装模板9和可动装模板3的相 当距离时，不需要旋转装模板9和可动装模板3的相对位置的运算，能够容易地进行控制。(第三实施方式)下面，对本发明第三实施方式进行说明。该第二实施方式与第一实施方式的不同 之处为，如图8的旋转装模板的概略侧视图所示，旋转装模板旋转单元50由安装于反转台7 的伺服电动机C(41)、安装于伺服电动机C(41)的小齿轮53、与和小齿轮53啮合的旋转装 模板9 一体地设置的大齿轮52、以及卷绕于小齿轮53和大齿轮52的环状的带齿带54构 成，是使旋转装模板9向正反方向旋转半周的旋转驱动单元，除此之外与第一实施方式相 同，因此省略其它结构的说明。根据本实施方式，其优点为，不需要直接使大齿轮52和小齿轮53抵接，能够任意 设定大齿轮52的旋转轴和小齿轮53的旋转轴的距离，因此，在大齿轮52的附近不能设置 小齿轮53的情况及产生变更减速比的需要的情况下，不会被轴间距离制约而能够选定齿 轮形状。代替小齿轮53、大齿轮52和环状的带齿带54，也可以为如下的构成在伺服电动
16机C(41)的输出轴上卷绕小径的链轮，在旋转装模板9上一体卷挂大径的链轮；在两链轮上 卷挂循环链。(第四实施方式)下面，对本发明第四实施方式进行说明。该第四实施方式与第一及第二实施方式 的不同之处为，如图9的旋转装模板的概略侧视图所示，旋转装模板旋转单元60为了传递 动力不使用齿轮、带齿带等，而是成为安装于反转台7的伺服电动机D(56)与和旋转装模板 9 一体的台55的旋转轴57直接连结的直接传动方式。除此之外与第一实施方式相同，因此 省略其它结构的说明。由于该伺服电动机D(56)的直接传动方式不经由齿轮、带，因此其优点为，旋转装 模板9按照程序的指示旋转，在动作中不产生喀哒声。如上述说明，根据本发明，能够提供一种双材料成型用注塑成型机，其设置有使可 动装模板和旋转装模板的移动速度容易控制的移动单元、和使旋转装模板的旋转速度容易 控制的旋转单元。
权利要求
一种双材料成型用注塑成型机，具有在安装有可动侧模具的可动装模板和安装有固定侧模具的固定装模板之间可与可动装模板向同一方向移动地设置的反转台；可在该反转台上旋转180度且在两面安装有与所述可动侧模具和固定侧模具嵌合而形成型腔的模具的旋转装模板；使可动装模板进行模开闭的可动装模板模开闭单元；使旋转装模板进行模开闭的旋转装模板模开闭单元；在关闭模具后使所述三组装模板同时合模的合模单元；以及使不同的树脂材料分别可塑化而注射填充的两组注射单元，其特征在于，合模装置为使三组装模板同时合模的液压合模单元，可动装模板开闭单元为由电动机驱动的可动装模板开闭单元，旋转装模板开闭单元为由电动机驱动的旋转装模板开闭单元，旋转装模板的旋转单元为由安装于反转台的电动机驱动的旋转驱动单元。
2.如权利要求1所述的双材料成型用注塑成型机，其特征在于，液压合模单元由内置于固定装模板中的多个液压缸装置、与该气缸装置的柱塞结合且 以能够穿通旋转装模板和可动装模板的方式设置的多个前端带槽的系杆、以及设在可动装 模板的外侧且能够与所述系杆的槽卡合的拼合螺母构成，是使三组装模板同时合模的液压 合模单元，可动装模板开闭单元是包括由电动机驱动的滚珠丝杠轴、和安装于可动装模板上的与 所述滚珠丝杠轴螺合的滚珠丝杠螺母的可动装模板开闭单元，旋转装模板开闭单元是包括由电动机驱动的滚珠丝杠轴、和安装于反转台上的与所述 滚珠丝杠轴螺合的滚珠丝杠螺母的旋转装模板开闭单元，旋转装模板的旋转单元为通过小齿轮驱动水平的大齿轮的旋转驱动单元，所述小齿轮 设在设置于反转台上的电动机的输出轴上，所述大齿轮设置在可绕反转台的纵中心轴正反 旋转180度地设置的旋转装模板上。
3.如权利要求1所述的双材料成型用注塑成型机，其特征在于，可动装模板开闭单元包括由固定于固定装模板或基台上的电动机驱动的滚珠丝杠轴、 和安装于可动装模板上的与所述滚珠丝杠轴螺合的滚珠丝杠螺母。
4.如权利要求1所述的双材料成型用注塑成型机，其特征在于，可动装模板开闭单元包括滚珠丝杠轴和固定设置于可动装模板的与所述滚珠丝杠轴 螺合的滚珠丝杠螺母，所述滚珠丝杠轴由固定于反转台上的电动机驱动，且在固定设置于 反转台的支承台上经由滚珠轴承旋转自如地被限制轴方向而支承。
5.如权利要求1所述的双材料成型用注塑成型机，其特征在于，旋转装模板的旋转单元经由带齿带或链条和小齿轮通过设置于反转台上的电动机驱 动水平的大齿轮，所述大齿轮安装在可绕反转台的纵中心轴旋转180度地设置的旋转装模 板上。
6.如权利要求1所述的双材料成型用注塑成型机，其特征在于，旋转装模板的旋转单元由安装在反转台上且使旋转装模板旋转180度的电动机直接2连结驱动。
7.如权利要求1所述的双材料成型用注塑成型机，其特征在于，两组注射单元中的一组注射单元设置于固定装模板侧并用于向固定模具注射树脂，另 一组注射单元设置于可动装模板侧并用于向可动模具注射树脂，且在工作时伴随可动装模 板的移动而移动。
8.如权利要求1所述的双材料成型用注塑成型机，其特征在于，在反转台上设置定位销，在该反转台上旋转的旋转装模板在其旋转界限处与所述定位 销抵接，使定位销突出至如下的位置在旋转装模板在到达一方的旋转界限的位置和在其 回程的旋转界限的位置上与相对的装模板所正对的位置。
9.如权利要求1所述的双材料成型用注塑成型机，其特征在于，包括 使三组装模板同时合模的液压驱动的合模装置；使可动装模板相对于固定装模板进退的电动机驱动的可动装模板开闭装置； 使旋转装模板和反转台与可动装模板向相同方向动作的电动机驱动的旋转装模板开 闭装置；使反转台在水平方向旋转的电动机驱动的反转台旋转装置；以及 可分别对所述各电动机动作控制进行反馈控制的控制装置。
10.如权利要求1所述的双材料成型用注塑成型机，其特征在于，包括 使三组装模板同时合模的液压驱动的合模装置；使可动装模板相对于固定装模板进退的电动机驱动的可动装模板开闭装置； 使旋转装模板和反转台与可动装模板向相同方向动作的电动机驱动的旋转装模板开 闭装置；使反转台在水平方向旋转的电动机驱动的反转台旋转装置；以及 可分别对所述各电动机动作控制进行反馈控制的控制装置， 所述各电动机中的至少一个电动机是伺服电动机。
11.如权利要求1所述的双材料成型用注塑成型机，其特征在于，包括 使三组装模板同时合模的液压驱动的合模装置；使可动装模板相对于固定装模板进退的电动机驱动的可动装模板开闭装置； 使旋转装模板和反转台与可动装模板向相同方向动作的电动机驱动的旋转装模板开 闭装置；使反转台在水平方向旋转的电动机驱动的反转台旋转装置；以及 可分别对所述各电动机动作控制进行反馈控制的控制装置， 在所述反馈控制中的速度控制时，加速时或减速时的速度控制以一定的斜度值沿一次直线进行加速或减速，并且， 从一定速度开始的加速时或减速时的速度控制，根据一定速度和加速的一次直线速 度、或一定速度和减速的一次直线速度分别成为切线的二次曲线进行速度控制。
12.如权利要求1所述的双材料成型用注塑成型机，其特征在于，包括 使三组装模板同时合模的液压驱动的合模装置；使可动装模板相对于固定装模板进退的电动机驱动的可动装模板开闭装置； 使旋转装模板和反转台与可动装模板向相同方向动作的电动机驱动的旋转装模板开闭装置；使反转台在水平方向旋转的电动机驱动的反转台旋转装置；以及 可分别对所述各电动机动作控制进行反馈控制的控制装置， 在反转台上用销进行定位时，能够在与反转台上旋转的所述旋转装模板所对着的装模板正对的位置向定位销插入 孔插入定位销。
13.如权利要求1所述的双材料成型用注塑成型机，其特征在于，包括 使三组装模板同时合模的液压驱动的合模装置；使可动装模板相对于固定装模板进退的电动机驱动的可动装模板开闭装置； 使旋转装模板和反转台与可动装模板向相同方向动作的电动机驱动的旋转装模板开 闭装置；使反转台在水平方向旋转的电动机驱动的反转台旋转装置；以及 可分别对所述各电动机动作控制进行反馈控制的控制装置， 并且具备可进行下述控制的控制装置在反转台上用销定位时，能够在与反转台上旋转的所述旋转装模板所对着的装模板正 对的位置向定位销插入孔插入定位销，并且，在定位销插入孔中心与定位销插入装置的定位销中心一致的近前处的、反转台旋转中 的反转台的旋转方向上的规定位置，使定位销的插入动作开始。
14.如权利要求1所述的双材料成型用注塑成型机，其特征在于， 所述旋转装模板的加强筋厚度从旋转装模板的中央向外侧逐渐减少。
15.如权利要求1所述的双材料成型用注塑成型机，其特征在于，在旋转装模板内，具备进行模具内的成型品脱模动作、可动镶块动作、间阀动作等模具 内可动部件动作的驱动装置。
16.如权利要求1所述的双材料成型用注塑成型机，其特征在于，在旋转装模板内，具备进行模具内的成型品脱模动作、可动镶块动作、间阀动作等模具 内可动部件动作的驱动装置，并且，具备在成型品脱模装置的动作控制时可通过无线电收发控制信号的通信装置。
17.如权利要求1所述的双材料成型用注塑成型机，其特征在于，两组注射单元中的一组注射单元在固定装模板侧设置成可相对于固定装模板进退， 另一组注射单元在固定于可动装模板侧的滑动基台上设置成可相对于可动装模板进 退，并且，在进行所述可动装模板的模开闭时，所述另一组注射单元可一边与安装于所述可动装 模板上的模具抵接一边移动。
18.—种双材料成型用注塑成型机的控制方法，其特征在于， 使用权利要求1 17中任一项所述的双材料成型用注塑成型机，在可动装模板和装载旋转装模板的反转台的闭模、合模、熔融树脂的注射填充、冷却、 可动装模板和装载旋转装模板的反转台的开模移动、旋转装模板的180度旋转、可动装模 板和装载旋转装模板的反转台的再闭模、合模的成型工序中，通过电动机控制加速、速度维持、减速以使可动装模板和装载旋转装模板的反转台的模开闭移动时间最短。
19.一种双材料成型用注塑成型机的控制方法，其特征在于，使用权利要求1 17中任一项所述的双材料成型用注塑成型机，在使反转台上的旋转装模板旋转180度时，通过电动机控制旋转加速、旋转速度维持、 旋转减速以花费最短的旋转时间。
20.如权利要求18所述的双材料成型用注塑成型机的控制方法，其特征在于，将移动中的可动装模板或旋转装模板停止所需的距离作为防止碰撞距离，监视可动装模板及模具和旋转装模板及模具的各自的移动前端位置，在两装模板或各 模具的移动前端的相对位置进入防止碰撞距离时，自动地使移动中的接近一方的装模板减 速或停止，从而防止可动装模板和旋转装模板的开闭移动时的碰撞。
21.如权利要求18所述的双材料成型用注塑成型机的控制方法，其特征在于，将移动中的可动装模板或旋转装模板停止所需的距离作为防止碰撞距离，监视可动装模板及模具和旋转装模板及模具的各自的移动前端位置，在两装模板或各 模具的移动前端的相对位置进入防止碰撞距离时，自动地使移动中的接近一方的装模板减 速或停止，从而防止可动装模板和旋转装模板的开闭移动时的碰撞，并且，在使可动装模板和旋转装模板的开闭移动、旋转装模板的旋转重迭进行时，通过可动装模板位置及旋转装模板的位置、旋转角度和各模具的形状尺寸值，算出旋 转装模板旋转中的旋转装模板或其模具和固定装模板或其模具、旋转装模板或其模具和可 动装模板或其模具间的相对距离，进入防止碰撞距离时自动地使接近一方的装模板的移动 或旋转装模板的旋转减速或停止。
全文摘要
一种双材料成型用注塑成型机，具有分别使不同的树脂材料塑化并注射填充的两组注射单元(11、12)，其中，合模装置为使三组装模板(2、3、9)同时合模的液压合模单元，可动装模板开闭单元(14)为由电动机驱动的可动装模板开闭单元，旋转装模板开闭单元(15)为由电动机驱动的旋转装模板开闭单元(14)，旋转装模板(9)的旋转单元为由安装于反转台(7)的电动机驱动的旋转驱动装置。
文档编号B29C45/76GK101888921SQ200880119168
公开日2010年11月17日 申请日期2008年3月25日 优先权日2008年3月25日
发明者佐治政光, 加藤直纪, 大关泰明, 大河内康夫, 松下博乙, 苅谷俊彦 申请人:三菱重工塑胶科技股份有限公司