电注射成型机及其注射速度和注射压力的控制方法技术

本发明专利技术涉及一种电注射成型机及其注射速度和注射压力的控制方法，本发明专利技术的目的在于在使用电注射成型机注模时，即使操作环境改变也能模塑出在质量方面具有极小分散的稳定的树脂产品。当置于注射缸（２２）内的注射螺杆（２３）由电动机（２９Ａ）驱动前后移动使得注射缸内（２２）的树脂原料（３）注入金属型模（１，２）并填充该金属型模（１，２）时，电动机（２９Ａ）先被速度控制以将树脂原料（３）填充入金属型模（１，２），在填充之后，电动机（２９Ａ）被压力控制以便对树脂原料的收缩进行再填充。在速度控制时，根据作用力检测值校正注射螺杆（２３）的速度目标值，使得注射螺杆（２３）的速度目标值随作用力检测值的增大而减小以实现电动机（２９Ａ）的速度反馈控制，从而速度检测装置的速度检测值可以等于速度目标值。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，其中由电动机驱动注射螺杆前后移动，并且以速度控制和压力控制这两种控制模式控制电动机。
技术介绍
如图9(a)至9(c)、10(a)至10(c)中所示，注射成型机使两个金属型模1和2叠置，并将树脂原料(树脂材料)3提供到金属型模1和2形成的空腔内，以模塑具有预期形状的树脂产品。因此，注射成型机包括一型模闭合设备10，用于使两个金属型模1和2叠置，以及一注射设备20，用于将树脂原料3注射和提供到金属型模1和2形成的空腔内。这里需要注意的是，金属型模1形成一凹面形状，金属型模2形成一凸面形状。型模闭合设备10包括一固定模板11，其固定于机座31上，金属型模1安装于该模板上，一可移动模板12，另一金属型模2安装于其上，并且该模板可以朝向和远离固定模板11移动，一连杆14，其一端连接到固定模板11上，另一端连接到连接板13用于引导可移动模板12的移动，以及一增压缸15，用于驱动可移动模板12。因此，如果增压缸15运行，那么金属型模2与可移动模板12一起在连杆14的引导下朝向和远离金属型模1移动。当金属型模1和2叠置时，增压缸15将金属型模2向金属型模1挤压以抵抗金属型模1和2之间空腔内树脂的压力。可移动模板12包括一挤压缸16，用于取出成型后贴合在凸形金属型模2一侧的树脂产品4。同时，注射设备20包括一注射缸22，其内部顶端配有一喷嘴21，一注射螺杆23，其插入在注射缸22中可前后移动和转动，一加热器24，用于加热注射缸22内的树脂原料3，一工作台(驱动设备工作台)25，其固定于机座32上，一固定机架26，其固定于工作台25上并用于支撑注射缸22，一可移动机架27，其安装于工作台25上运动并与注射螺杆23相连，一螺杆旋转电动机28，其安装于可移动机架27上并用于驱动注射螺杆23旋转，一注射螺杆移动机构29，其安装于固定机架26和可移动机架27之间，用于使注射螺杆23和可移动机架27一起沿轴向方向移动，以及一漏斗30，用于将树脂原料提供到注射缸22内。需要注意的是，喷嘴前后移动缸33设置于工作台25和固定模板11之间，用于沿注射缸22的轴向方向上移动工作台25以便向前或者向后调整喷嘴21的位置。因此，利用螺杆旋转电动机28带动注射螺杆23转动，可以使树脂原料3以颗粒状从漏斗30引入注射缸22并向前喂入。接着，利用加热器24加热树脂原料3使其熔化。随后，通过驱动注射螺杆移动机构29使注射螺杆23前进，从而积聚在喷嘴21内部的熔化树脂注入金属型模1和2之间的空腔内。在上述注射成型设备中，以如图9(a)至9(c)、10(a)至10(c)所示的方式完成注射成型。特别地，可移动模板12首先被设置为如图9(a)所示的初始位置(初始位置设置步骤，图11的步骤S1)。然后，如图9(b)所示，可移动模板12被移动到金属型模1和2相叠置的位置以完成型模闭合(型模闭合步骤，图11的步骤S2)。随后，熔化树脂的注料量在喷嘴21内部积聚。接着，如图9(c)所示，通过驱动注射螺杆移动机构29使注射螺杆23前进，从而使熔化树脂在增压的同时被注入金属型模1和2之间的空腔内(增压和注射步骤，图11的步骤S3)。熔化树脂注入金属型模1和2之间的空腔后，利用定时器或诸如此类的东西使增压状态保持预定的一段时间。树脂固化时因收缩使其体积减小，因此如图10(a)所示，注射螺杆23被向前推进为补偿收缩量而再次填充树脂(保压步骤，图11的步骤S4)。之后，成型产品被冷却，启动螺杆旋转电动机28和注射螺杆移动机构29使熔化树脂的压力保持为一定的压力。在这种状态下，以颗粒状投入漏斗30的树脂原料3熔化，并通过旋转注射螺杆23喂入，以使得树脂的注料量在喷嘴内部积聚(冷却和计量步骤，步骤S5)。在冷却和计量步骤完成后(图11的步骤S6)，如图10(b)所示，移动可移动模板12使金属型模1和2互相分离以实现型模打开(型模打开步骤，图11的步骤S7)。然后，如图10(c)所示，驱动挤压缸16用以模压贴合在凸形金属型模2一侧的树脂产品4(产品模压步骤，图11的步骤S8)。之后，再次进行型模闭合步骤(图11的步骤S2)到产品模压步骤(图11的步骤S8)直到完成模塑成型(图11的步骤S9)。需要注意的是，以上述方式进行注射成型时，作为注射成型机，除了使用液压缸例如水压缸作为注射螺杆移动机构29的水压注射成型机之外，还有使用电动机作为注射螺杆移动机构29的电注射成型机。与水压注射成型机相比，电注射成型机能以高精度及多种形式控制注射螺杆的前后移动。这样，利用电注射成型机以上述方式进行注射成型时，在树脂填充到金属型模内的增压和注射步骤(图11的步骤S3)中，如果填充时树脂温度下降则树脂会发生固化，因而在这种树脂填充时要控制注射螺杆的速度以阻止树脂固化。更进一步地，在树脂填充后的保压步骤以及冷却和计量步骤(图11的步骤S4和S5)中，为了补偿树脂冷却造成的收缩要控制保压时注射螺杆的压力。在树脂填充步骤(增压和注射步骤)中，对驱动注射螺杆前后移动的电动机进行控制，从而使注射螺杆前进和后退的速度可以等于目标速度。更进一步地，树脂填充步骤之后的保压等步骤中，对驱动注射螺杆前后移动的电动机进行控制，通过注射螺杆使树脂压力可以等于目标压力。因此，在模塑成型步骤中需要将注射螺杆的驱动控制在速度控制和压力控制这两种控制模式之间转换。通常，根据注射螺杆的位置进行速度控制和压力控制之间的转换(称为V/P转换)。那么，当熟练工作者以手工操作的方式几次完成注射成型直到成功地实现高质量模塑成型时，根据该操作步骤进行设置上述情况中用作转换参考的注射螺杆的位置。例如，图12是显示注射成型时用于控制注射螺杆前进和后退的一种常规控制设备的方框图。如图12所示，在当前控制设备中，以下述方式进行速度控制。特别地，(加法器71)计算位置指令值Xr与位置检测值X之间的偏差(Xr-X)，其中Xr为电动机位置(转角)的目标值，X为电动机位置(转角)的检测值，通过增益处理单元72，偏差(Xr-X)与位置比例增益Kp相乘以将其转换为相应于速度的指令值。然后，(加法器73)计算速度指令值Vr与速度检测值V之间的偏差(Vr-V)，其中V为电动机速度(转速)的检测值，然后由速度控制单元74根据偏差(Vr-V)设置并输出电动机指令值(当前指令值)。更进一步地，在控制设备中，以下述方式进行压力控制。特别地，设置压力指令值P1和P2，它们为金属型模间空腔内的压力(树脂压力)目标值。压力指令值P1被用于控制，从而在速度控制时金属型模间空腔内的压力不会过分地增加，P1还被用于实现从速度控制到压力控制的转换。另一个压力指令值P2在压力控制时使用。这样，在转换单元75中，以V/P转换信号为基础，在速度控制时(V控制时)选择压力指令值P1，而在压力控制时(P控制时)选择压力指令值P2。(加法器76)计算选定的压力指令值P1或者P2(下文中称为Pr)与压力检测值P之间的偏差(Pr-P)，其中P为金属型模间空腔内的压力检测值，然后由压力控制单元77根据偏差(Pr-P)设置并输出电动机指令值(当前指令值)。来自速度控制单元74的电动机指令值和来自压力控制单元77的电动机指令值之间的选择转换由转换单元78完成，转换单元78从本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电注射成型机，其中配置在注射缸（２２）内的注射螺杆（２３）由电动机（２９Ａ）驱动前后运动，并注射所述注射缸（２２）中的树脂原料（３）到金属型模（１，２）中并填充所述金属型模（１，２），其特征在于它包括 控制装置（５０Ａ到５０Ｃ），其在树脂原料（３）填充入所述金属型模（１，２）时速度控制所述电动机（２９Ａ），而在树脂原料（３）填充后因树脂收缩再次填充时用压力控制所述电动机（２９Ａ）， 位置检测装置，用来检测或估计注射螺杆（２３）在前后方向上的位置， 速度检测装置，用来检测或估计注射螺杆（２３）在前后方向上的速度， 作用力检测装置（６３ａ到６３ｄ），用来检测或估计施加于所述金属型模（１，２）中的树脂原料（３）的作用力，并且所述控制装置（５０Ａ到５０Ｃ） 在来自所述位置检测装置的位置检测值达到了预先设定的预定值之后进行从速度控制到压力控制的转换，以及 至少在速度控制向压力控制转换前的速度控制时，响应所述作用力检测装置（６３ａ到６３ｄ）的作用力检测值校正所述注射螺杆（２３）的速度目标值，使得用于所述注射螺杆（２３）的速度目标值可随作用力检测值的增大而减小以实现所述电动机（２９Ａ）的速度反馈控制，从而所述速度检测装置的速度检测值可以等于速度目标值，但是 在压力控制时，响应施加于树脂原料（３）的作用力检测值和作用力目标值之间的差值确定速度目标值，速度反馈控制所述电动机（２９Ａ）使得速度检测值可以等于预定的速度目标值，以便用来进行控制以使作用力检测值和作用力目标值相符。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：筒井健司，前川明宽，村田直史，村濑淳治，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]