專利名稱：注射成型機(jī)壓力異常檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在注射成型機(jī)上檢測注射壓力的異常的壓力異常檢測裝置。
背景技術(shù)：
注射成型機(jī)在通過使注射螺桿前進(jìn)，將注射缸內(nèi)的熔融樹脂注射到合模的模具內(nèi)的注射工序后，繼續(xù)進(jìn)行保壓、冷卻、計(jì)量、開模、成型品取出、模具關(guān)閉、合模的各工序。在該注射工序中，由于樹脂溫度等的影響熔融樹脂在設(shè)置在模具內(nèi)或注射缸的前端的噴嘴部堵塞，由此，產(chǎn)生注射壓力上升。因?yàn)檫^度的壓力上升關(guān)聯(lián)到模具、注射缸、噴嘴的破損，所以以什么樣的方法檢測該壓力上升的異常、停止注射動(dòng)作的控制一直以來不斷進(jìn)行。
例如，設(shè)置檢測注射壓力的傳感器，用該傳感器檢測、監(jiān)視注射壓力，在檢測注射壓力超過設(shè)定上限值時(shí)，使注射動(dòng)作停止的控制是眾所周知的(參照特開昭62-44416號公報(bào)、實(shí)開平5-58250號公報(bào)、特開2002-254485號公報(bào))。
另外，即使使注射動(dòng)作停止，由于驅(qū)動(dòng)注射螺桿的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的慣性，也不能避免減速中注射螺桿稍稍的前進(jìn)(慣性流動(dòng))，由于該慣性流動(dòng)量樹脂壓力達(dá)到異常壓力，擔(dān)心會(huì)使模具、注射缸、噴嘴破損。因此，事先求出從最大注射速度時(shí)到速度為0的慣性流動(dòng)時(shí)的升壓部分，通過該最大注射速度時(shí)的慣性流動(dòng)時(shí)的升壓部分、注射螺桿的當(dāng)前速度、最大注射速度，求出在當(dāng)前時(shí)刻的慣性流動(dòng)時(shí)升壓部分，此時(shí)的注射壓力和該慣性流動(dòng)時(shí)升壓部分的和達(dá)到設(shè)定臨界壓力以上時(shí)，使注射螺桿的推進(jìn)停止地控制是眾所周知的(參照特開2003-300236號公報(bào))。
另外，不是檢測注射壓力異常的方法，在從注射工序切換到保壓工序時(shí)，考慮注射傳動(dòng)器的應(yīng)答特性(延遲時(shí)間)，預(yù)測注射壓力進(jìn)行從注射工序切換到保壓工序的控制的方法是眾所周知的。該控制方法在由從注射工序切換到保壓工序的最大注射壓力(設(shè)定值)和當(dāng)前壓力求出達(dá)到最大注射壓力的時(shí)間的同時(shí)，從預(yù)先設(shè)定的減速特性和設(shè)定注射速度求出減速時(shí)間，求出的減速時(shí)間達(dá)到上述最大注射壓力的時(shí)間以上時(shí)使產(chǎn)生保壓工序移動(dòng)的減速方式進(jìn)行控制(參照特開平7-1522號公報(bào))。
在上述的特開昭62-44416號公報(bào)、實(shí)開平5-58250號公報(bào)及特開2002-254485號公報(bào)記載的方法中，檢測出注射壓力，檢測注射壓力超過設(shè)定上限值時(shí)，停止注射動(dòng)作?？墒?，用這種方法檢測出注射壓力時(shí)注射壓力已經(jīng)超過設(shè)定上限值。因此，設(shè)定上限值需要設(shè)定為具有余量的值。可是，若取余量過大，盡管是正常的注射動(dòng)作，也作為異常注射而停止動(dòng)作。相反，若余量過于小，即使停止注射動(dòng)作，因慣性等的影響也會(huì)超過設(shè)定上限值，隨之而來會(huì)擔(dān)心注射壓力增大破損模具等。
因此，正如上述的特開2003-300236號公報(bào)上記載的方法，設(shè)想預(yù)測注射壓力，基于該預(yù)測停止注射動(dòng)作。可是，在該方法中，需要事先求出最大注射速度時(shí)停止注射動(dòng)作到速度為0的注射壓力上升量(最大注射速度時(shí)的慣性流動(dòng)時(shí)的升壓部分)。在注射螺桿內(nèi)存在樹脂的狀態(tài)下中斷注射動(dòng)作的場合下，壓力上升因到對應(yīng)此時(shí)的注射速度的速度為0的減速距離及樹脂的種類的不同而不同。因此，最大注射速度時(shí)停止注射動(dòng)作到速度變?yōu)?的注射壓力上升量因樹脂的種類而變化，產(chǎn)生對每一樹脂而不同，必須對每一使用的樹脂進(jìn)行設(shè)定的問題。
另外，作為預(yù)測注射壓力的方法，在特開平7-1522號公報(bào)中，記載有預(yù)測達(dá)到從注射工序切換到保壓工序的壓力的時(shí)刻的方法，但該方法是通過預(yù)測求出達(dá)到從注射工序切換到保壓工序的壓力的時(shí)間，控制減速開始時(shí)的方法。模具內(nèi)或噴嘴部上堵塞樹脂時(shí)，壓力的上升不是與時(shí)間成比例而是與注射螺桿的移動(dòng)量成比例的參數(shù)，模具內(nèi)或噴嘴部樹脂堵塞的壓力變化通過時(shí)間難于正確地預(yù)測。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的注射成型機(jī)壓力異常檢測裝置的第1方式，具有檢測注射螺桿位置的位置檢測單元；檢測注射螺桿軸心方向的移動(dòng)速度的速度檢測單元；檢測由上述注射螺桿的移動(dòng)所產(chǎn)生的注射壓力的壓力檢測單元；以及根據(jù)由上述注射螺桿的位置檢測單元和上述壓力檢測單元檢測出的數(shù)據(jù)，逐次求出相對于上述注射螺桿的移動(dòng)距離的上述壓力的變化率的單元。于是，在注射工序中，從上述速度檢測單元求出的當(dāng)前速度和預(yù)先求出的注射螺桿的機(jī)械固有的減速度，逐次求出直到注射螺桿停止的減速距離，從該減速距離和上述壓力變化率逐次求出直到注射螺桿停止所產(chǎn)生的壓力變化量，在該壓力變化量加上由上述壓力檢測單元檢測出的壓力的結(jié)果超過預(yù)先設(shè)定的臨界壓力時(shí)，使注射螺桿停止。
從使注射螺桿在缸內(nèi)沒有樹脂的狀態(tài)下進(jìn)行注射動(dòng)作，再使注射螺桿緊急減速時(shí)的注射螺桿的移動(dòng)量也可以求出上述減速度。
基于通過上述減速度加上與減速開始時(shí)的壓力成比例的修正量而被修正的減速度也可以求出上述減速距離。
取代用上述速度檢測單元檢測注射速度，基于上述位置檢測單元檢測出的螺桿位置也可以求出注射速度。另外，取代上述位置檢測單元檢測螺桿位置，根據(jù)上述速度檢測單元檢測出的注射速度也可以求出位置。
根據(jù)本發(fā)明的注射成型機(jī)壓力異常檢測裝置的第2方式，具有檢測注射螺桿位置的位置檢測單元；檢測注射螺桿速度的速度檢測單元；檢測由上述注射螺桿的移動(dòng)所產(chǎn)生的注射壓力的壓力檢測單元；根據(jù)由上述注射螺桿的位置檢測單元和上述壓力檢測單元檢測出的數(shù)據(jù)逐次求出相對于上述注射螺桿的移動(dòng)距離的上述壓力的變化率的單元；存儲減速開始時(shí)的注射速度和與其對應(yīng)的減速距離的機(jī)械固有的關(guān)系的存儲單元；以及從由上述速度檢測單元檢測出的當(dāng)前速度與上述存儲的注射速度和減速距離的關(guān)系，從當(dāng)前速度直到在使注射動(dòng)作停止的情況下螺桿停止逐次求出減速距離的單元。于是，從上述減速距離和上述壓力變化率逐次求出直到注射螺桿停止所產(chǎn)生的壓力變化量，在該壓力變化量加上由上述壓力檢測單元檢測出的壓力的結(jié)果超過預(yù)先設(shè)定的臨界壓力時(shí)，使注射螺桿停止。
也可以是由求出上述減速距離的單元求出的減速距離乘以作為減速開始時(shí)的壓力的函數(shù)來表示的修正值，求出修正減速距離，通過該修正減速距離求出上述壓力變化量。
也可以是從使注射螺桿在缸內(nèi)沒有樹脂的狀態(tài)下進(jìn)行注射動(dòng)作，使注射螺桿急緊減速時(shí)的注射螺桿的移動(dòng)量求出存儲在上述存儲單元中的減速開始時(shí)的注射速度和與其對應(yīng)的減速距離的關(guān)系。
取代用上述速度檢測單元檢測的注射速度，也可以基于上述位置檢測單元檢測出的螺桿位置求出注射速度。另外，取代用上述位置檢測單元檢測螺桿位置，也可以根據(jù)上述速度檢測單元檢測出的注射速度求出位置。
根據(jù)本發(fā)明，預(yù)測注射壓力，在預(yù)測出超過設(shè)定的臨界壓力的注射壓力時(shí)，使注射螺桿停止，所以注射壓力不會(huì)大大地超過設(shè)定臨界壓力，能防止模具或噴嘴部等的破損。另外，因?yàn)槭腔跈C(jī)械固有的減速度、減速距離預(yù)測注射壓力的裝置，所以不受樹脂種類的影響，能準(zhǔn)確地預(yù)測注射壓力。


本發(fā)明的上述及其它的目的及特征通過參照附圖的以下的實(shí)施例說明將更明確。
圖1是表示將基于本發(fā)明的壓力異常檢測裝置應(yīng)用于電動(dòng)式注射成型機(jī)時(shí)的一實(shí)施方式的主要部位方框圖。
圖2是表示注射壓力及注射速度相對螺桿位置的關(guān)系的圖。
圖3是表示停止注射動(dòng)作時(shí)的注射速度的時(shí)間變化的圖。
圖4是基于本發(fā)明的壓力異常檢測裝置的一實(shí)施方式執(zhí)行的處理的流程圖。
圖5是存儲具有基于本發(fā)明的壓力異常檢測裝置的別的實(shí)施方式的、對應(yīng)減速開始時(shí)的速度的減速距離的表的說明圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是表示將基于本發(fā)明的壓力異常檢測裝置應(yīng)用于電動(dòng)式注射成型機(jī)時(shí)的一實(shí)施方式的主要部位方框圖。
在注射缸1的前端安裝有噴嘴部2。注射缸1內(nèi)插通注射螺桿3。在注射螺桿3上設(shè)置有通過加在注射螺桿3上的壓力檢測樹脂壓力的測力傳感器等的壓力傳感器5。注射螺桿3通過螺桿旋轉(zhuǎn)用伺服電機(jī)M2，介由帶輪、皮帶等構(gòu)成的傳動(dòng)單元6旋轉(zhuǎn)。另外，注射螺桿3通過注射用伺服電機(jī)M1，介由包含將帶輪、皮帶、滾珠螺桿/螺母機(jī)構(gòu)等的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換為直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)單元7驅(qū)動(dòng)，在該注射螺桿3的軸向移動(dòng)。在圖1中符號P1是通過檢測伺服電機(jī)M1的位置、速度，檢測注射螺桿3的軸向位置、速度的位置·速度檢測器，符號P2是通過檢測伺服電機(jī)M2的位置、速度，檢測注射螺桿3的旋轉(zhuǎn)位置(旋轉(zhuǎn)角度)、速度的位置·速度檢測器。另外，符號4是向注塑缸供給樹脂的料斗。
構(gòu)成基于本發(fā)明的壓力異常檢測裝置的注射成型機(jī)的控制裝置10具有作為數(shù)字控制用微處理器的CNCCPU20、作為可編程機(jī)控制器用微處理器的PMCCPU17及作為伺服控制用微處理器的伺服CPU15，介由總線26選擇相互的輸入輸出，從而進(jìn)行在各微處理器之間的信息傳遞。
在伺服CPU15上連接有存儲進(jìn)行位置環(huán)、速度環(huán)、電流環(huán)的處理的伺服控制專用控制程序的ROM13或用于數(shù)據(jù)臨時(shí)存儲的RAM14。另外，伺服CPU15介由A/D(模擬/數(shù)字)變換器16使能檢測來自檢測設(shè)置在注射成型機(jī)本體側(cè)的注射壓等的各種壓力的壓力傳感器5的壓力信號地進(jìn)行連接。而且，在伺服CPU15上連接有基于來自該伺服CPU15的指令，驅(qū)動(dòng)連接在注射軸、螺桿旋轉(zhuǎn)軸上的注射用、螺桿旋轉(zhuǎn)用的伺服電機(jī)M1、M2的伺服放大器12、11，來自安裝在各伺服電機(jī)M1、M2上的位置·速度檢測器P1、P2的輸出可返回伺服CPU15。各伺服電機(jī)M1、M2的旋轉(zhuǎn)位置基于來自位置·速度檢測器P1、P2的位置反饋信號通過伺服CPU15算出，在各當(dāng)前位置存儲寄存器上更新存儲。
在圖1中只表示了驅(qū)動(dòng)注射軸、螺桿旋轉(zhuǎn)軸的伺服電機(jī)M1、M2、檢測該伺服電機(jī)M1、M2的旋轉(zhuǎn)位置、速度的位置·速度檢測器P1、P2及伺服放大器12、11，進(jìn)行模具合模的合模軸或?qū)⒊尚推窂哪＞呷〕龅捻斖戚S等的各軸的構(gòu)成在圖1中省略。
在PMCCPU17上連接有存儲控制注射成型機(jī)的順序動(dòng)作的順序程序等的ROM18及用于運(yùn)算數(shù)據(jù)的臨時(shí)存儲等的RAM19。在CNCCPU20上連接有存儲整體控制注射成型機(jī)的自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)程序、本發(fā)明涉及的預(yù)測注射壓壓力并在限制壓力以上的場合緊急停止的緊急停止處理程序等的ROM21及用于運(yùn)算數(shù)據(jù)的臨時(shí)存儲等的RAM22。
由非易失存儲器構(gòu)成的成型數(shù)據(jù)保存用RAM23是存儲注射成型作業(yè)相關(guān)的成型條件和各種設(shè)定值、參數(shù)、宏變量等的成型數(shù)據(jù)保存用的存儲器。
附帶CRT的手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入裝置25通過CRT顯示電路24連接在總線26上，進(jìn)行圖表顯示畫面或功能菜單的選擇及各種數(shù)據(jù)的輸入操作等，設(shè)置有數(shù)值數(shù)據(jù)輸入用的數(shù)字鍵及各種功能鍵。再有，作為顯示裝置也可以采用液晶的裝置。
通過以上的構(gòu)成，PMCCPU17控制注射成型機(jī)整體的順序動(dòng)作、CNNCPU20基于ROM21的運(yùn)轉(zhuǎn)程序或存儲在成型數(shù)據(jù)保存用RAM23上的成型條件對各軸伺服電機(jī)進(jìn)行移動(dòng)指令的分配。伺服CPU15基于對各軸分配的移動(dòng)指令和位置·速度檢測器P1、P2檢測出的位置及速度的反饋信號，與原來相同進(jìn)行位置環(huán)控制、速度環(huán)控制更進(jìn)一步進(jìn)行電流環(huán)控制等的伺服控制，執(zhí)行所謂的數(shù)字伺服處理，驅(qū)動(dòng)控制伺服電機(jī)M1、M2。
上述構(gòu)成與現(xiàn)有的電動(dòng)式注射成型機(jī)的控制裝置沒有變化，本發(fā)明的壓力異常檢測裝置通過該控制裝置10構(gòu)成。并且，與原來的電動(dòng)式注射成型機(jī)的控制裝置不同的點(diǎn)是在ROM21上存儲預(yù)測注射壓力并在壓力異常的場合做緊急停止的緊急停止處理程序，CNNCPU20通過執(zhí)行該緊急停止處理程序，構(gòu)成注射成型機(jī)的壓力異常檢測裝置。
圖2及圖3是說明本發(fā)明原理的圖。在圖2中，橫軸表示注射螺桿位置X，縱軸表示注射速度V及注射壓力P。
開始注射，隨著向模具內(nèi)填充樹脂注射壓力P增大。這里，將當(dāng)前抽樣時(shí)的注射螺桿位置(由位置·速度檢測器P1檢測)作為Xa，注射速度(注射螺桿軸向移動(dòng)速度)為Va，注射壓力(由壓力傳感器5檢測)為Pa。另外，將從當(dāng)前抽樣時(shí)在1個(gè)抽樣周期前的抽樣時(shí)的注射螺桿位置作為Xa′，注射速度為Va′，注射壓力為Pa′。
于是，抽樣周期間的注射螺桿3的移動(dòng)量ΔX為ΔX＝Xa-Xa′，抽樣周期間的注射壓力的變化量ΔP為ΔP＝Pa-Pa′。
因此，注射壓力相對注射螺桿3的移動(dòng)量的變化率ΔP/ΔX以下式(1)表示。
ΔP/ΔX＝(Pa-Pa′)/(Xa-Xa′) ……(1)
這里，在位置Xa中斷注射動(dòng)作使注射螺桿3緊急減速時(shí)，將從減速開始時(shí)的速度Va到注射螺桿3停止的注射螺桿3的減速距離設(shè)為D。于是，如果假定注射壓力以該位置的注射壓力變化率變化，該減速距離D的移動(dòng)引起的注射壓力的增加部分就能作為D·ΔP/ΔX求出。
因而，減速距離D移動(dòng)時(shí)的預(yù)測注射壓力Pa*就以下式Pa*＝Pa+(ΔP/ΔX)·D ……(2)求出。因此，如果比較該預(yù)測注射壓力Pa*和設(shè)定臨界壓力Pmax，預(yù)測注射壓力Pa*超過設(shè)定臨界壓力Pmax，就中斷注射動(dòng)作，如果使注射螺桿3的驅(qū)動(dòng)停止，則即使由于慣性等注射螺桿3移動(dòng)了減速距離D，壓力也能抑制在設(shè)定臨界壓力Pmax左右。
上述的減速距離D如下求出。圖3是求出該減速距離D的方法的說明圖，橫軸表示時(shí)間T，縱軸表示注射速度V。另外，符號A是減速度，作為注射成型機(jī)的固有值是事先求出的量。這里，若將從注射速度Va開始緊急減速，到注射速度為0的時(shí)間設(shè)為Td，就通過下式D＝Td·Va/2 ……(3)A＝Va/Td……(4)作為D＝Va2/2A ……(5)求出減速距離D。
求出該減速距離D時(shí)，預(yù)先設(shè)定減速度A，但該減速度A是設(shè)備固有的值，如果確定了注射成型機(jī)的注射機(jī)構(gòu)的構(gòu)成，則在理論上就可以算出、設(shè)定。可是，為了簡單地求出，在注射缸1內(nèi)沒有樹脂的狀態(tài)進(jìn)行注射動(dòng)作，在中途中斷注射動(dòng)作，通過測定該中斷時(shí)的注射速度Va、到速度為0時(shí)的時(shí)間Td，由該注射速度Va、時(shí)間Td，通過上述(4)式的運(yùn)算，能求出減速度A。
設(shè)定的減速度A是機(jī)械固有的值，是在注射缸1內(nèi)沒有樹脂的狀態(tài)的加速度。是如果確定了設(shè)備構(gòu)成，就能求出的值?？墒?，實(shí)際在注射缸1內(nèi)有樹脂。該樹脂的影響不特別地大也可以忽略，但由于該樹脂的阻力注射螺桿3容易停止。因此，將減速度A只修正修正量α，將修正減速距離D′通過以下的(6)式求出。
D′＝Va2/2(A+α) ……(6)而且，該修正量α因?yàn)榕c減速開始時(shí)的注射壓力Pa成比例，所以也可以作為α＝k·Pa(k為比例常數(shù))由檢測注射壓力Pa求出。這種場合下，修正減速距離D′以下式求出。
D′＝Va2/2(A+k·Pa) ……(7)圖4是預(yù)測本實(shí)施方式的CNCCPU20在每一規(guī)定周期實(shí)施的注射壓力，基于該注射壓力緊急停止注射動(dòng)作的緊急停止處理程序的流程圖。
CNCCPU20判斷是否在注射中(若注射開始通過別的注射處理程序設(shè)定表示注射中的標(biāo)志，若注射工序完成去掉標(biāo)志，所以通過該標(biāo)志判斷是否是在注射中)(步驟S1)，如果不是注射中，當(dāng)前周期的處理結(jié)束。
若是注射中，就讀取位置·速度檢測器P1檢測的注射螺桿位置Xa、注射速度Va及用壓力傳感器5檢測并通過A/D變換器16輸入的注射壓力Pa(步驟S2)。接著，從存儲在寄存器R(X)上的前一周期的檢測注射螺桿位置、存儲在寄存器R(P)上的前一周期的注射壓力分別減去當(dāng)前周期讀取的注射螺桿位置Xa、注射壓力Pa，求出該抽樣周期間的注射螺桿3的移動(dòng)量ΔX、注射壓力變化量ΔP(步驟S3、S4)。再有，在寄存器上，在注射開始時(shí)作為初期設(shè)定設(shè)定注射開始時(shí)的位置X、注射壓力P。之后，在寄存器R(X)、寄存器R(P)上存儲分別在步驟S2求出的當(dāng)前周期的檢測注射螺桿位置Xa、檢測注射壓力Pa。
再者，注射螺桿3的移動(dòng)量ΔX也能通過注射速度Va和抽樣周期(執(zhí)行圖4表示的處理的處理周期)t，作為ΔX＝Va·t求出。另外，也可以通過檢測抽樣周期間的位置·速度檢測器P1檢測的移動(dòng)量(反饋脈沖量)求出。而且，不設(shè)置速度檢測器基于來自位置檢測器的信號也能求出注射速度Va。即，通過求出當(dāng)前周期和比當(dāng)前周期前1個(gè)周期的注射螺桿3的位置，將其差用抽樣周期相除，也可以求出注射速度Va。這樣，只設(shè)置位置檢測器或速度檢測器的任意一方的檢測器即可。
接下來，基于預(yù)先設(shè)定的減速度A及修正量α(在將修正量α作為與減速開始時(shí)的注射壓力Pa成比例的量而設(shè)定的場合(α＝k·Pa)為減速度A及k)和在步驟S2求出的注射速度Va，通過上述的(6)式或(7)式的計(jì)算求出減速距離D(步驟S6)。
根據(jù)在步驟S6求出的減速距離D、在步驟S3、S4求出的抽樣周期t(該圖4所示的處理的處理周期)內(nèi)的注射螺桿3的移動(dòng)量ΔX及注射壓力變化量ΔP、進(jìn)一步在步驟S2求出的注射壓力Pa，通過進(jìn)行上述(2)式的運(yùn)算，求出由在當(dāng)前時(shí)刻若是中斷了注射動(dòng)作則注射螺桿3就只移動(dòng)減速距離D所產(chǎn)生的注射壓力(預(yù)測注射壓力Pa*)(步驟7)。
比較這樣求出的預(yù)測注射壓力Pa*和預(yù)先設(shè)定的臨界壓力Pmax(步驟S8)，如果預(yù)測注射壓力Pa*沒超過臨界壓力Pmax，就原樣結(jié)束當(dāng)前周期的處理。另外，如果預(yù)測注射壓力Pa*超過臨界壓力Pmax，注射動(dòng)作就停止，使注射螺桿3緊急減速并停止(步驟S9)。其結(jié)果，注射螺桿3由于慣性等即使移動(dòng)減速距離D，也只產(chǎn)生設(shè)定的臨界壓力Pmax左右的注射壓力，從而不會(huì)產(chǎn)生大大地超過臨界壓力Pmax的壓力，由此能防止模具或噴嘴部的破損。
在上述實(shí)施方式中，進(jìn)行(6)式或(7)式的運(yùn)算并求出減速距離D，但也可以是如圖5所示的、將存儲對應(yīng)減速開始時(shí)的注射速度Va的減速距離D的表事先設(shè)定存儲在ROM21或非易失性存儲器構(gòu)成的數(shù)據(jù)保存用RAM23內(nèi)，采用該表求出減速距離D。在這種場合下，檢測的當(dāng)前速度Va沒設(shè)定在表中進(jìn)，根據(jù)以存儲在該表中的減速開始時(shí)的速度接近當(dāng)前速度Va的數(shù)據(jù)(減速開始時(shí)的速度及減速距離)，以一次函數(shù)插值求出減速距離。或者，也可以根據(jù)存儲在表中的數(shù)據(jù)求出對應(yīng)減速開始速度的減速距離的近似公式，根據(jù)當(dāng)前速度求出減速距離。
對應(yīng)存儲在表中的減速開始時(shí)的注射速度Va的減速距離D是設(shè)備固有的值，也可以通過運(yùn)算求出并設(shè)定，但為了簡單地求出，也可以是將在注射缸1內(nèi)沒有樹脂的狀態(tài)下通過在各注射速度Va減速停止而到速度為0的注射螺桿3的移動(dòng)距離作為減速距離求出并設(shè)定。
可是，實(shí)際上因?yàn)樽⑸涓?內(nèi)存在樹脂，所以由于該樹脂的阻力注射螺桿3容易停止。該樹脂的影響不是特別大時(shí)也可以忽略，考慮這種情況，也可以對由表求出或算出的減速距離D進(jìn)行修正。
若將減速轉(zhuǎn)矩設(shè)為F、注射螺桿等的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的慣性質(zhì)量為m、減速度為A，則F＝m·A ……(8)若(8)式的減速轉(zhuǎn)矩根據(jù)樹脂壓而有變化，則F+β＝m·A′ ……(9)減速距離D′為D′＝Va2/2A′＝m·Va2/2(F+β)＝Va2/2((F/m)+(β/m))＝Va2/2(A+(β/m)) ……(10)比較(6)式和(10)式，就有(β/m)＝α。
另外，進(jìn)行由于樹脂存在的修正前的減速距離D為D＝m·Va2/2F ……(11)因此，修正前后的修正比率為D′/D＝(m·Va2/2(F+β))/(m·Va2/2F)＝F/(F+β)＝1/(1+(β/F))＝1/(1+(A·β/m))＝1/(1+(A·α)) ……(12)α如前所述與注射壓力Pa成比例，因?yàn)棣粒絢·Pa，所以D′/D＝1/(1+A·k·Pa) ……(13)因?yàn)锳、k是常數(shù)，所以若設(shè)為A·k＝K，則D′＝D·(1/(1+K·Pa)) ……(14)因此，如(14)式所示，將作為減速開始時(shí)的注射壓力Pa的函數(shù)(1/(1+K·Pa))表示的修正值乘以由運(yùn)算或表求出的減速距離D，也可以求出考慮樹脂影響的修正減速距離。
再有，采用該表求出減速距離時(shí)的處理只是在圖4中步驟S6的處理采用表取代由在步驟S2檢測出的注射壓力Pa求出減速距離D(或修正減速距離)的處理。其它的處理與圖4所示的處理相同。
這里，求出減速距離D移動(dòng)時(shí)的預(yù)測注射壓力Pa*的(2)式采用(5)式可以如下地表示。
Pa*＝Pa+(ΔP/ΔX)·D＝Pa+(ΔP/ΔX)·[Va2/2A′](其中A′＝A+α或A+k·Pa)這里，因?yàn)棣＝Va·t(t，抽樣周期)，所以能表示為下式。
Pa*＝Pa+(ΔP/ΔX)·[(ΔX/t)2/2A′]＝Pa+(ΔP·ΔX)/(2A′·t2) ……(15)而且，如前所述，因?yàn)棣＝Va·t，所以上面的(15)式能如下地表示。
Pa*＝Pa+(ΔP·Va)/(2A′·t) ……(16)根據(jù)上(15)式，因?yàn)镻a*的變量為Pa、ΔP、ΔX，為求出Pa*，只要有壓力檢測器、位置檢測器、進(jìn)一步保持1個(gè)抽樣周期前的壓力檢測器及位置檢測器的各自的輸出的單元(寄存器等)和保存上面的A′的數(shù)據(jù)的單元和計(jì)算(15)式的單元即可。
另外，根據(jù)上面的(16)式，因?yàn)镻a*的變量為Pa、ΔP、Va，為求出Pa*，只要有壓力檢測器、速度檢測器、進(jìn)一步保持1個(gè)抽樣周期前的壓力檢測器的輸出的單元(寄存器等)和保存上面的A′的數(shù)據(jù)的裝置、計(jì)算(16)式的單元即可。
權(quán)利要求
1.一種注射成型機(jī)的壓力異常檢測裝置，其特征在于，具有檢測注射螺桿位置的位置檢測單元；檢測注射螺桿軸心方向的移動(dòng)速度的速度檢測單元；檢測由上述注射螺桿的移動(dòng)所產(chǎn)生的注射壓力的壓力檢測單元；以及根據(jù)由上述注射螺桿的位置檢測單元和上述壓力檢測單元檢測出的數(shù)據(jù)，逐次求出相對于上述注射螺桿的移動(dòng)距離的上述壓力的變化率的單元，在注射工序中，從上述速度檢測單元求出的當(dāng)前速度和預(yù)先求出的注射螺桿的機(jī)械固有的減速度，逐次求出直到注射螺桿停止的減速距離，從該減速距離和上述壓力變化率逐次求出直到注射螺桿停止所產(chǎn)生的壓力變化量，在該壓力變化量加上由上述壓力檢測單元檢測出的壓力的結(jié)果超過預(yù)先設(shè)定的臨界壓力時(shí)，使注射螺桿停止。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注射成型機(jī)的壓力異常檢測裝置，其特征在于，從使注射螺桿在缸內(nèi)沒有樹脂的狀態(tài)下進(jìn)行注射動(dòng)作、再使注射螺桿緊急減速時(shí)的注射螺桿的移動(dòng)量，求出上述減速度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注射成型機(jī)的壓力異常檢測裝置，其特征在于，基于通過上述減速度加上與減速開始時(shí)的壓力成比例的修正量而被修正的減速度求出上述減速距離。
4.一種注射成型機(jī)的壓力異常檢測裝置，其特征在于，具有檢測注射螺桿位置的位置檢測單元；檢測注射螺桿速度的速度檢測單元；檢測由上述注射螺桿的移動(dòng)所產(chǎn)生的注射壓力的壓力檢測單元；根據(jù)由上述注射螺桿的位置檢測單元和上述壓力檢測單元檢測出的數(shù)據(jù)逐次求出相對于上述注射螺桿的移動(dòng)距離的上述壓力的變化率的單元；存儲減速開始時(shí)的注射速度和與其對應(yīng)的減速距離的機(jī)械固有的關(guān)系的存儲單元；以及從由上述速度檢測單元檢測出的當(dāng)前速度與上述存儲的注射速度和減速距離的關(guān)系，從當(dāng)前速度直到在使注射動(dòng)作停止的情況下螺桿停止逐次求出減速距離的單元，從上述減速距離和上述壓力變化率逐次求出直到注射螺桿停止所產(chǎn)生的壓力變化量，在該壓力變化量加上由上述壓力檢測單元檢測出的壓力的結(jié)果超過預(yù)先設(shè)定的臨界壓力時(shí)，使注射螺桿停止。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的注射成型機(jī)的壓力異常檢測裝置，其特征在于，由求出上述減速距離的單元求出的減速距離乘以作為減速開始時(shí)的壓力的函數(shù)而表示的修正值，求出修正減速距離，通過該修正減速距離求出上述壓力變化量。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的注射成型機(jī)的壓力異常檢測裝置，其特征在于，從使注射螺桿在缸內(nèi)沒有樹脂的狀態(tài)下進(jìn)行注射動(dòng)作、再使注射螺桿緊急減速時(shí)的注射螺桿的移動(dòng)量，求出存儲在上述存儲單元中的減速開始時(shí)的注射速度和與其對應(yīng)的減速距離的關(guān)系。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的注射成型機(jī)的壓力異常檢測裝置，其特征在于，取代由上述速度檢測單元檢測注射速度，基于由上述位置檢測單元檢測出的螺桿位置求出注射速度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的注射成型機(jī)的壓力異常檢測裝置，其特征在于，取代由上述位置檢測單元檢測螺桿位置，從上述速度檢測單元檢測出的注射速度求出位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種注射成型機(jī)壓力異常檢測裝置，能讀取注射螺桿位置(Xa)、注射速度(Va)、注射壓力(Pa)。根據(jù)在設(shè)定的設(shè)備固有的減速度A上加上修正量α的修正減速度和已讀取的注射速度(Va)，求出在當(dāng)前時(shí)刻停止注射動(dòng)作緊急減速時(shí)的速度成為0的減速距離(D)，求出的減速距離(D)乘以注射壓力的變化量相對注射螺桿位置的變化量，求出預(yù)測壓力上升量(D·ΔP/ΔX)，該預(yù)測壓力上升量加上當(dāng)前注射壓力(Pa)，求出當(dāng)前時(shí)刻緊急減速時(shí)的預(yù)測注射壓力(Pa
文檔編號B29C45/77GK1824491SQ20061000802
公開日2006年8月30日 申請日期2006年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月25日
發(fā)明者內(nèi)山辰宏, 小林稔, 小宮慎吾 申請人:發(fā)那科株式會(huì)社