注射成型机的管理方法及注射成型的制造方法

注射成型机的管理方法及注射成型的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种能够简便地了解缸体内的状况的注射成型机的管理方法。一种注射成型机(2)的管理方法，该注射成型机(2)具备用于对成型材料进行加热的缸体(11)，其中，根据成型品的折射率与基准折射率的比率，监视缸体(11)内的状况。
【专利说明】注射成型机的管理方法及注射成型机
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种注射成型机的管理方法及注射成型机。
【背景技术】
[0002]注射成型机具备对作为成型材料的树脂进行加热的缸体、以及被配设成在缸体内旋转自如且进退自如的螺杆。供给到螺杆的螺纹槽内的树脂伴随着螺杆的旋转而向前方输送，并且通过来自缸体的热等而逐渐熔融。随着熔融的树脂被向螺杆的前方输送，并蓄积在缸体前部，螺杆后退。之后，若螺杆前进，则蓄积在螺杆的前方的熔融树脂从形成在缸体的前端的喷嘴射出，填充到模具装置的型腔空间。通过使所填充的熔融树脂固化，得到成型品(例如参照专利文献I)。
[0003]专利文献1:日本特开2004-351661号公报
[0004]若缸体内的成型材料热劣化，碳化物等异物附着在螺杆上，则有时异物剥落而混入到成型品中。
[0005]然而，若不分解缸体，则无法了解缸体内的状况。

【发明内容】

[0006]本发明是鉴于上述问题而做出的，其目的在于提供一种能够简便地了解缸体内的状况的注射成型机的管理方法。
[0007]为了解决上述问题，本发明的一个方式为注射成型机的管理方法，该注射成型机具备用于对成型材料进行加热的缸体，在上述注射成型机的管理方法中，根据成型品的折射率与基准折射率的比率，监视上述缸体内的状况。
[0008]根据本发明，能够得到能够简便地了解缸体内的状况的注射成型机的管理方法。【专利附图】

【附图说明】
[0009]图1是表示本发明的一个实施方式的注射成型机的图。
[0010]图2是表示图1的驱动装置的图。
[0011]符号说明
[0012]2注射成型机
[0013]10注射装置
[0014]11 缸体
[0015]20 螺杆
[0016]21螺杆主体
[0017]22射出部
[0018]23螺旋翼片部
[0019]24压力部件
[0020]26螺纹槽[0021]40控制器(监视装置)
[0022]45输入部
[0023]46显示部
[0024]60驱动装置
[0025]61计量马达
[0026]71注射马达
[0027]81材料供给装置
[0028]83送料缸
[0029]85送料螺杆
[0030]86送料马达
【具体实施方式】
[0031]以下，参照【专利附图】

【附图说明】用于实施本发明的方式。在各图中，对相同或对应的结构标以相同或对应的符号并省略说明。以下，将树脂的射出方向设为前方，将树脂的射出方向的相反方向设为后方来进行说明。
[0032]注射成型机将关闭由定模及动模构成的模具装置的闭模工序、紧固模具装置的合模工序、向模具装置内流入熔融树脂的填充工序、对所流入的树脂施加压力的保压工序、在保压工序之后在模具装置内使树脂固化的冷却工序、计量用于下一个成型品的熔融树脂的计量工序、打开模具装置的开模工序、以及从开模后的模具装置排出成型品的排出工序作为I个周期，反复制造成型品。为了缩短成型周期，计量工序可以在冷却工序期间进行。
[0033]图1是表示本发明的一个实施方式的注射成型机的图。注射成型机2具有合模装置及注射装置10。合模装置具备安装有定模的固定压板及安装有动模的可动压板，通过使可动压板前进后退，使动模与定模接触分离，进行闭模、合模及开模。合模装置可以是使用电动马达及肘节机构的肘节式、使用流体压缸的直压式、使用线性马达及电磁铁的电磁式中的任一种，其方式没有特别限定。
[0034]注射装置10包括对作为成型材料的树脂进行加热的缸体11、配设在该缸体11的前端的喷嘴12、配设成在缸体11内旋转自如且在轴向上进退自如的螺杆20、作为对缸体11进行加热的加热源的加热器hll?hl3、以及配设在缸体11的后方的驱动装置60。
[0035]螺杆20由螺杆主体21和比该螺杆主体21更靠前方配设的射出部22构成，经由后端的轴部51与驱动装置60连结。螺杆主体21具备螺旋翼片部23、以及相对于螺旋翼片部23的前端装卸自如地配设的压力部件24。螺旋翼片部23具备棒状的主体部23a、以及在该主体部23a的外周面上突出形成的螺旋状的螺旋翼片23b，沿着该螺旋翼片23b形成有螺旋状的螺纹槽26。从螺旋翼片部23的后端到前端，螺纹槽26的深度可以一定，螺杆压缩比可以一定。
[0036]另外，也可以不配设压力部件24而在螺杆主体21的整体上形成螺旋翼片部，螺杆主体21也可以从后端到前端划分为被供给树脂的供给部、压缩并熔融所供给的树脂的压缩部、以及按一定量分别计量所熔融的树脂的计量部。螺纹槽的深度在供给部深，在计量部浅，在压缩部越靠向前方越浅。
[0037]射出部22由在顶端具有圆锥形的部位的头部31、与该头部31的后方相邻地形成的杆部32、配设在该杆部32的周围的止回环33、及安装在压力部件24的前端的密封环(锁环:Check Ring) 34 构成。
[0038]在计量工序时，伴随着螺杆20的后退，止回环33相对于杆部32向前方移动而从密封环34分离时，从射出部22的后方向前方输送树脂。此外，在注射工序时，伴随着螺杆20的前进，止回环33相对于杆部32向后方移动而与密封环34抵接时，树脂的逆流得到防止。
[0039]在缸体11的后端的附近，形成有作为成型材料供给口的树脂供给口 14，该树脂供给口 14形成于在将螺杆20置于缸体11内的前进限定位置的状态下与螺纹槽26的后端部对置的位置。在树脂供给口 14上安装有向缸体11内供给树脂的材料供给装置81。
[0040]材料供给装置81具备容纳成型材料(例如树脂颗粒)的料斗82、从料斗82的下端在水平方向上延伸的送料缸83、从送料缸83的前端向下方延伸的筒状的引导部84、配设成在送料缸83内旋转自如的送料螺杆85、及使送料螺杆85旋转的送料马达86等。另外，送料缸83不需要一定在水平方向上延伸，例如也可以相对于水平方向倾斜地延伸，也可以使出口侧高于入口侧。
[0041 ] 从料斗82内供给到送料缸83内的树脂伴随着送料螺杆85的旋转而沿着送料螺杆85的螺纹槽前进。从送料螺杆85的前端输送到引导部84内的树脂在引导部84内下落，供给到缸体11内。另外，供给到送料缸83内的树脂也可以通过未图示的加热器加热(预热)。此时，树脂可以被预热为不会熔融的温度例如玻璃转移点以下的预定的温度。
[0042]图2是表示图1的驱动装置的图。驱动装置60包括作为使螺杆20在缸体11内旋转的驱动源的计量马达61。计量马达61可以是伺服马达。计量马达61包括固定在支撑框架Fr上的定子62及配设在定子62的内侧的筒状的转子63。固定在转子63的后端的花键螺母64与旋转部件65花键结合。即，旋转部件65被设为和花键螺母64 —起旋转自如，且相对于花键螺母64进退自如。旋转部件65由经由联轴器(Coupling) 52与螺杆20的轴部51的后端连结的连结体66、以及用螺栓等固定于连结体66的支撑体67构成。在支撑体67的外周，形成有用于与花键螺母64结合的花键槽68。计量马达61的旋转经由旋转部件65传递到轴部51，从而螺杆20旋转。于是，螺旋翼片部23的螺旋翼片23b移动，供给到螺旋翼片部23的螺纹槽26内的树脂被向前方输送。
[0043]驱动装置60包括作为使螺杆20在缸体11内沿着轴向移动的驱动源的注射马达71。注射马达71可以是伺服马达。注射马达71具有未图示的筒状的输出轴，在该输出轴上花键结合滚珠丝杠轴72。S卩，滚珠丝杠轴72被设为和注射马达71的输出轴一起旋转自如，且相对于注射马达71的输出轴进退自如。与滚珠丝杠轴72螺合的滚珠丝杠螺母73经由测压元件74固定于支撑框架Fr。测压元件74配设在支撑框架Fr与注射马达71之间，检测螺杆20的背压(向前方推压螺杆20的压力)。从滚珠丝杠轴72的前端同轴延伸的轴75经由轴承Brl、Br2被支撑为，相对于旋转部件65旋转自如且不能进退。若驱动注射马达71，则滚珠丝杠轴72—边旋转一边进退，旋转部件65、螺杆20进退。在填充工序中当螺杆20进退时，可以驱动计量马达61来阻止旋转部件65的旋转，以使螺杆20不旋转。另夕卜，计量马达61也可以是带制动器的马达，也可以在填充工序中通过制动器的制动力阻止旋转部件65的旋转。
[0044]另外，驱动装置60只要能够使螺杆20在缸体11内旋转或进退即可，其结构不限于图2的结构。
[0045]接着，说明注射成型机2的动作。注射成型机2的动作(例如注射装置10的动作及材料供给装置81的动作)由控制器40控制。控制器40由CPU41、保存控制程序等的R0M42、保存运算结果等的可读写的RAM43、硬盘等存储部44、输入接口、输出接口、计时器及计数器等构成。控制器40通过CPU41执行R0M42或存储部44等中所存储的程序，从而实现各种功能。
[0046]在计量工序中，驱动计量马达61，使螺杆20旋转。此时，可以驱动送料马达86，使送料螺杆85旋转，在成型时，螺杆20和送料螺杆85可以同步旋转。以使螺杆20的转速成为设定转速的方式向计量马达61供给电流，此外以使送料螺杆85的转速成为设定转速的方式向送料马达86供给电流。
[0047]螺杆20的设定转速及送料螺杆85的设定转速分别可以一定。即，螺杆20的设定转速与送料螺杆85的设定转速的比率(同步率)可以一定。
[0048]另外，螺杆20的设定转速、送料螺杆85的设定转速也可以分别根据螺杆20的位置、从计量开始时起所经过的时间等来变更。此外，同步率也可以根据螺杆20的位置、从计量开始时起所经过的时间等来变更。
[0049]从料斗82供给到送料缸83内的树脂伴随着送料螺杆85的旋转而沿着送料螺杆85的螺纹槽前进。从送料螺杆的前端输送到引导部84内的树脂在引导部84内下落，供给到缸体11内。
[0050]供给到缸体11内的树脂可以不在树脂供给口 14滞留而通过螺杆20立即向前方输送。不会向螺杆20的螺纹槽26内稠密地填充树脂，螺纹槽26内的树脂的状态成为稀疏的状态(饥饿状态)。因此，材料供给装置81的树脂供给速度越快，由螺杆20每单位时间内向前方输送的树脂的量越增大。
[0051 ] 供给到缸体11内的树脂伴随着螺杆20的旋转而沿着螺杆20的螺纹槽26前进，并且被加热器hll?hl3加热并熔融。此外，树脂从螺杆主体21中的树脂的压力上升开始位置到螺杆主体21的前端被逐渐加压。压力上升开始位置是从压力部件24向后方分离了预定的距离的位置，根据螺杆20的转速与送料螺杆85的转速的比率(同步率)等位置发生变化。若压力上升开始位置位于从压力部件24起预定范围内的距离上，则树脂的熔融状态稳定化，成型品的重量稳定化。
[0052]沿着螺杆20的螺纹槽26前进的树脂通过压力部件24与缸体11之间的树脂流路，并在此期间混均之后，通过缸体11与杆部32之间的树脂流路前进，向螺杆20的前方输送，蓄积在缸体前部。随着熔融树脂蓄积在螺杆20的前方，螺杆20后退。
[0053]在计量工序中，驱动注射马达71，对螺杆20施加背压，抑制螺杆20的急剧后退。由此，树脂的混均性提高，此外树脂中的气体容易向后方逸出。以使螺杆20的背压成为设定背压的方式，向注射马达71供给电流。
[0054]在使螺杆20后退的期间，控制器40通过未图示的位置传感器监视螺杆20的位置。若螺杆20后退到计量完成位置，在螺杆20的前方蓄积预定量的树脂，则停止计量马达
61的驱动，停止螺杆20的旋转，计量工序完成。与计量工序完成同时，可以停止送料马达86的驱动，停止送料螺杆85的旋转。
[0055]在填充工序中，驱动注射马达71，使螺杆20前进，向合模状态的模具装置内的型腔空间推入树脂。螺杆20向前方推压树脂的压力(树脂的填充压)由测压元件74作为反作用力而检测出来。填充到型腔空间的树脂通过冷却而收缩，因此为了补充收缩量的树脂，在保压工序中，以使树脂的填充压成为设定压的方式，向注射马达71供给电流。
[0056]但是，若缸体11内的树脂热劣化，从而碳化物等异物附着在螺杆20上，则有时异物剥落而混入成型品中。在树脂热劣化而生成碳化物等异物时，生成树脂的分解气体。虽然分解气体的大部分被向后方输送而从树脂供给口 14等排出，但分解气体的一部分和熔融树脂一起从喷嘴12填充到模具装置内。于是，在成型品的表面形成由分解气体引起的气泡，成型品的表面粗糙度变得粗糙，成型品的折射率下降。这样，在成型品的折射率与缸体11内的树脂的劣化状况之间存在相关关系。
[0057]因此，本实施方式的控制器40作为根据成型品的折射率η与基准折射率n0的比率(n/n0X100)来监视缸体11内的状况的监视装置发挥作用。由于成型品的折射率与缸体11内的树脂的劣化状况之间存在相关关系，因此能够简便地了解缸体11内的状况，此外还能够简便地了解成型品中的异物的混入状况。
[0058]另外，在本实施方式中，控制器40兼用作监视装置，但监视装置也可以与控制注射装置10的动作及材料供给装置81的动作的控制器40分别设置。
[0059]成型品的折射率η的测定方法可以是一般的方法，例如使用阿贝法等。在成型品具有双折射性的情况下，成型品的折射率η表示平均折射率。在成型品的折射率η的测定中，使用与基准折射率η0的测定相同波长的光在相同温度下进行即可，没有特别限定，例如使用夫琅和费的d线(波长587.6nm)在室温(25°C )下进行。成型品的折射率η是不研磨从模具装置取出的成型品的表面而测定的。
[0060]成型品的折射率η的测定结果也可以经由网络等从折射率测定器输入到控制器40，也可以经由接受看到了测定结果的用户的输入操作的输入部45输入到控制器40。折射率的测定对成型品的全部或一部分进行，始终或定期地监视缸体11内的状况。
[0061 ] 基准折射率η0读出R0M44或存储部44等中所存储的数据来使用。基准折射率η0也可以是缸体11内的状况为最佳状况时的成型品的测定值，也可以是树脂制造商的目录值。基准折射率no可以根据树脂的种类、成型品的种类等设定。
[0062]若成型品的折射率η的测定结果输入到控制器40，则控制器40计算上述比率(n/nOX 100)，并根据计算结果，推定缸体11内的状况。例如，若比率(n/nOX 100)小于预定值，则推定为树脂的热劣化有进展，缸体11内的状况差。而若比率(n/nOX 100)为上述预定值以上，则推定为树脂的热劣化没有进展，缸体11内的状况良好。预定值可以根据树脂的种类、成型品的种类等来设定。另外，由于比率(n/nOX 100)表示为数值，因此还能够实现缸体11内的状况的数值化。
[0063]控制器40也可以根据监视结果(缸体11内的状况)来评价成型条件。作为成型条件，例如可列举缸体11的设定温度、螺杆20的设定转速等。缸体11的设定温度越低，在缸体11内树脂越不易热劣化，缸体11内的状况越良好。此外，若螺杆20的转速越大，则计量时间越短，成型周期越快，树脂的缸体滞留时间越短，在缸体11内树脂越不易热劣化，缸体11内的状况越良好。这样，成型条件对缸体11内的状况带来影响，因此能够根据缸体11内的状况来评价成型条件。例如，若比率(n/n0X100)小于预定值，则树脂的热劣化有进展，缸体11内的状况差，因此评价为成型条件差。而若比率(n/n0X100)为上述预定值以上，则树脂的热劣化没有进展，缸体11内的状况良好，因此评价为成型条件良好。另外，由于比率(n/nOX 100)表示为数值，因此还能够实现成型条件的评价的数值化。
[0064]控制器40也可以根据监视结果(缸体11内的状况)来调整成型条件。例如，若比率(n/n0X100)小于预定值，则树脂的热劣化有进展，缸体11内的状况差，因此变更成型条件。所变更的成型条件可以是缸体11的设定温度、螺杆20的设定转速中的至少一个。若缸体11的设定温度变更为低温，则在缸体11内树脂不易热劣化，缸体11内的状况得到改善。此外，若螺杆20的设定转速变更为大的值，则树脂的缸体滞留时间短，在缸体11内树脂不易热劣化，缸体11内的状况得到改善。变更缸体11的设定温度、螺杆20的设定转速中的哪一个，是根据其他成型条件(包括树脂的种类)来决定的。此外，将成型条件变更什么程度，是根据比率(n/n0X100)与预定值之差来决定的，差越大，越大幅变更成型条件。而若比率(n/n0X100)为上述预定值以上，则树脂的热劣化没有进展，缸体11内的状况良好，因此不变更成型条件。通过反复进行成型条件的调整，成型条件能够最佳化。
[0065]另外，控制器40也可以在变更成型条件之前，通过显示部46显示确认是否变更成型条件的确认图像。若看到确认图像的用户通过输入部45进行预定的输入，则以变更后的成型条件进行成型动作。
[0066]控制器40也可以通过显示部46显示监视结果(缸体11内的状况)。看到显示部46的用户能够了解缸体11内的状况。
[0067]控制器40在缸体11内的状况不良的情况下也可以使输出警告的装置动作。作为输出警告的装置，例如使用显示部46、警告蜂鸣器、警告灯等。能够唤起用户的注意。
[0068]以上，说明了注射成型机的管理方法及注射成型机的实施方式，但本发明不限于上述实施方式，能够在技术方案所记载的范围内进行各种变形、改良。
[0069]例如，上述实施方式的注射装置为同轴螺杆方式，但也可以是螺杆预塑方式。在螺杆预塑方式中，向注射缸供给在塑化缸内熔融的树脂，并从注射缸向模具装置内射出熔融树脂。在螺杆预塑方式中，技术方案I中所记载的缸体可以是塑化缸、注射缸中的任意个。
[0070]此外，上述实施方式的注射装置具有材料供给装置81，但也可以代替材料供给装置81而具有容纳成型材料的料斗，也可以从料斗的下端向树脂供给口供给树脂。
【权利要求】
1.一种注射成型机的管理方法，该注射成型机具备用于对成型材料进行加热的缸体，在上述注射成型机的管理方法中， 根据成型品的折射率与基准折射率的比率，监视上述缸体内的状况。
2.一种注射成型机,其中，具备: 缸体，用于对成型材料进行加热；和 监视装置，根据成型品的折射率与基准折射率的比率，监视上述缸体内的状况。
3.根据权利要求2所述的注射成型机，其中， 上述监视装置根据监视结果，评价成型条件。
4.根据权利要求2或3所述的注射成型机，其中， 上述监视装置根据监视结果，调整成型条件。
5.根据权利要求2?4中任一项所述的注射成型机，其中， 上述监视装置通过显示部显示监视结果。
6.根据权利要求2?5中任一项所述的注射成型机，其中， 在上述缸体内的状况不良的情况下，上述监视装置使输出警告的装置动作。
【文档编号】B29C45/03GK103770301SQ201310378569
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年8月27日 优先权日:2012年10月22日
【发明者】佐藤雄司 申请人:住友重机械工业株式会社