注射成型的制造方法
【專利摘要】提供一種能夠監(jiān)視缸體內(nèi)的樹脂的狀態(tài)的注射成型機。注射成型機(10)包括：缸體(11)，成型材料被供給到該缸體；螺桿(13)，被配設(shè)成在缸體(11)內(nèi)旋轉(zhuǎn)自如且在軸向上移動自如；至少1個加熱源(Hn)，對缸體(11)進行加熱；以及監(jiān)視部(63)，按各加熱源(Hn)分別監(jiān)視成型時的加熱源(Hn)的加熱能量Emn與穩(wěn)定時的加熱源(Hn)的加熱能量Ein之差ΔEn(ΔEn=Emn-Ein)。
【專利說明】注射成型機
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種注射成型機。
【背景技術(shù)】
[0002]注射成型機包括被供給成型材料即樹脂顆粒的缸體、配設(shè)在缸體內(nèi)的螺桿、以及對缸體進行加熱的加熱源(例如加熱器)。供給到螺桿的螺紋槽內(nèi)的樹脂伴隨著螺桿的旋轉(zhuǎn)而在缸體內(nèi)向前方移動，并且逐漸熔融。若在螺桿的前方蓄積一定量的熔融樹脂，則使螺桿前進，從形成在缸體的頂端部的噴嘴射出熔融樹脂，熔融樹脂填充到模具裝置的型腔空間。通過使所填充的熔融樹脂固化，得到成型品(例如參照專利文獻I)。
[0003]專利文獻1:日本特開2005-103875號
[0004]以往，作為決定缸體內(nèi)的樹脂的狀態(tài)的要因，注射成型機的控制器監(jiān)視缸體的溫度、加熱器的發(fā)熱量等，但不知道缸體內(nèi)的樹脂的狀態(tài)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是鑒于上述課題而做出的，其目的在于提供一種能夠監(jiān)視缸體內(nèi)的樹脂的狀態(tài)的注射成型機。
[0006]為了解決上述課題，本發(fā)明的一個方式的注射成型機，包括:缸體，成型材料被供給到該缸體；螺桿，被配設(shè)成在上述缸體內(nèi)旋轉(zhuǎn)自如且在軸向上移動自如；至少I個加熱源，對上述缸體進行加熱；以及監(jiān)視部，按各加熱源分別監(jiān)視成型時的加熱源的加熱能量Em與穩(wěn)定時的加熱源的加熱能量Ei之差AE(AE=Em-Ei)。
[0007]發(fā)明效果
[0008]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種能夠監(jiān)視缸體內(nèi)的樹脂的狀態(tài)的注射成型機。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是表示本發(fā)明的一個實施方式的注射成型機的圖。
[0010]圖2是表示本發(fā)明的一個實施方式的注射成型機的主要部分的圖。
[0011]圖3是表示設(shè)定溫度為低溫時成型時的加熱能量Emn與穩(wěn)定時的加熱能量Ein之差AEn的一例的圖。
[0012]圖4是表示設(shè)定溫度為高溫時成型時的加熱能量Emn與穩(wěn)定時的加熱能量Ein之差AEn的一例的圖。
[0013]符號說明
[0014]10注射成型機
[0015]11 缸體
[0016]12 噴嘴
[0017]13 螺桿
[0018]60控制器[0019]63監(jiān)視部
[0020]H1?H4加熱源
[0021]Z1-Z4 區(qū)段
【具體實施方式】
[0022]以下，參照【專利附圖】

【附圖說明】用于實施本發(fā)明的方式。在各圖中，對相同或?qū)慕Y(jié)構(gòu)標以相同或?qū)姆柌⑹÷哉f明。
[0023]圖1是表示本發(fā)明的一個實施方式的注射成型機的圖。以下，將樹脂的射出方向設(shè)為前方、將與樹脂的射出方向相反的方向設(shè)為后方來進行說明。
[0024]注射成型機10從噴嘴12射出在缸體11內(nèi)所熔融的樹脂，并填充到模具裝置內(nèi)的型腔空間。模具裝置由定模及動模構(gòu)成，在合模時在定模與動模之間形成型腔空間。在型腔空間冷卻固化的樹脂在開模后作為成型品而被取出。作為成型材料的樹脂顆粒從料斗16供給到缸體11的后部。
[0025]另外，也可以代替料斗16而設(shè)置向缸體11定量供給樹脂顆粒的材料供給裝置(例如螺旋送料器)。
[0026]注射成型機10包括使配設(shè)在缸體11內(nèi)的螺桿13旋轉(zhuǎn)的計量用馬達41。計量用馬達41可以是伺服馬達。計量用馬達41的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由傳送帶及帶輪等連結(jié)構(gòu)件42傳遞到注射軸43，從而螺桿13旋轉(zhuǎn)。此時，螺桿13的螺旋翼片(螺紋峰)移動，供給到螺桿13的螺紋槽內(nèi)的樹脂向前方傳送。
[0027]注射成型機10包括使螺桿13在軸向上移動的注射用馬達51。注射用馬達51可以是伺服馬達。注射用馬達51的旋轉(zhuǎn)傳遞到滾珠絲杠軸52。通過滾珠絲杠軸52的旋轉(zhuǎn)來前進后退的滾珠絲杠螺母53固定在壓盤54上。壓盤54能夠沿著固定于基架(未圖示)的導向桿55、56移動。壓盤54的前進后退運動經(jīng)由軸承57、樹脂壓力檢測器(例如測壓元件)58、注射軸43傳遞到螺桿13，從而螺桿13前進后退。螺桿13的進退量由安裝在壓盤54上的位置檢測器59檢測。
[0028]注射成型機10的動作由控制器60控制?？刂破?0由CPU及存儲器等構(gòu)成，通過CPU實施存儲器等中所存儲的程序，由此實現(xiàn)各種功能。控制器60例如包括控制計量工序的計量處理部61、控制填充工序的填充處理部62。
[0029]接著，說明注射成型機10的動作。
[0030]在計量工序中，計量處理部61旋轉(zhuǎn)驅(qū)動計量用馬達41,使螺桿13旋轉(zhuǎn)。此時,螺桿13的螺旋翼片(螺紋峰)移動，供給到螺桿13的螺紋槽內(nèi)的樹脂顆粒向前方傳送。樹脂一邊在缸體11內(nèi)向前方移動，一邊通過來自缸體11的熱等而被加熱，在缸體11的頂端部成為完全熔融的狀態(tài)。并且，隨著熔融樹脂蓄積在螺桿13的前方，螺桿13后退。若螺桿13后退預定距離，在螺桿13的前方蓄積預定量的樹脂，則計量處理部61停止計量用馬達41的旋轉(zhuǎn)，停止螺桿13的旋轉(zhuǎn)。
[0031]在填充工序中，填充處理部62旋轉(zhuǎn)驅(qū)動注射用馬達51，使螺桿13前進，向合模狀態(tài)的模具裝置內(nèi)的型腔空間壓入熔融樹脂。螺桿13推壓熔融樹脂的力由樹脂壓力檢測器58作為反力而被檢測出來。即，檢測出施加在螺桿13上的樹脂壓力(樹脂的射出壓)。在型腔空間內(nèi)，樹脂通過冷卻而收縮，因此補充熱收縮量的樹脂，從而在保壓工序中，施加在螺桿13上的樹脂壓力(樹脂的射出壓)保持預定的壓力。
[0032]圖2是表示本發(fā)明的一個實施方式的注射成型機的主要部分的圖。
[0033]注射成型機10包括缸體11、在缸體11內(nèi)傳送樹脂的螺桿13、對缸體11進行加熱的多個加熱源H1~H4、對缸體11的后部進行冷卻的冷卻裝置30。
[0034]螺桿13被配設(shè)成在缸體11內(nèi)旋轉(zhuǎn)自如且在軸向上移動自如。螺桿13 —體地具有螺桿旋轉(zhuǎn)軸14和螺旋狀地設(shè)置于螺桿旋轉(zhuǎn)軸14的周圍的螺旋翼片15。若螺桿13旋轉(zhuǎn)，則螺桿13的螺旋翼片15移動，供給到螺桿13的螺紋槽內(nèi)的樹脂顆粒向前方傳送。
[0035]例如如圖2所示，螺桿13沿著軸向從后方(料斗16側(cè))到前方(噴嘴12側(cè))區(qū)分為供給部13a、壓縮部13b及計量部13c。供給部13a是接收樹脂并向前方傳送的部分。壓縮部13b是壓縮并熔融所供給的樹脂的部分。計量部13c是按一定量分別計量熔融的樹脂的部分。螺桿13的螺紋槽的深度設(shè)置成，在供給部13a深，在計量部13c淺，在壓縮部13b越靠向前方越淺。另外，螺桿13的結(jié)構(gòu)沒有特別限定。例如螺桿13的螺紋槽的深度也可以是一定的。此外，也可以將螺桿壓縮比設(shè)為一定。螺桿壓縮比是指螺紋槽的容積比，由螺紋槽的深度、螺旋翼片間距、螺旋翼片寬度等決定。
[0036]作為加熱源H1~H4,例如使用從外側(cè)對缸體11加熱的加熱器。加熱器設(shè)置成包圍缸體11的外周。
[0037]多個加熱源H1~H4沿著缸體11的軸向排列，將缸體11在軸向上分為多個區(qū)段(在圖3中為4個區(qū)段Z1~Z4)來分別進行加熱。多個加熱源H1~H4被控制器60反饋控制，以使各區(qū)段Z1~Z4的溫度成為設(shè)定溫度。各區(qū)段Z1~Z4的溫度由溫度傳感器S1~S4來測定。另外，在噴嘴12上也可以設(shè)置加熱源。
[0038]冷卻裝置30與多個加熱源H1~H4相比設(shè)置于后方。冷卻裝置30對缸體11的后部進行冷卻，將缸體后部的溫度保持在樹脂顆粒的表面不熔融的溫度，以防止在缸體11的后部及料斗16內(nèi)產(chǎn)生樹脂顆粒的`橋接(塊化)。冷卻裝置30具有水、空氣等制冷劑的流路31。
[0039]圖3是表示設(shè)定溫度為低溫時成型時的加熱能量Emn與穩(wěn)定時的加熱能量Ein之差AEn(AEn=Emn-Ein)的一例的圖。在圖3中，斜線表示將區(qū)段Z3的設(shè)定溫度提高10°C、將區(qū)段Z4的設(shè)定溫度提高20°C時的變化。Emn、Ein、Λ En的號碼η表示設(shè)置加熱源Hn的區(qū)段Zn的號碼η。區(qū)段Zn的號碼η (在圖3中η=1、2、3、4)越大，區(qū)段Zn的位置越遠離冷卻裝置30。在此，“穩(wěn)定時”是指，在螺桿停止狀態(tài)下將缸體11的溫度維持在設(shè)定溫度時。
[0040]成型時的加熱能量Emn是指，在預定時間(例如I次成型或I次計量工序等)的期間，加熱源Hn向區(qū)段Zn供給的能量(J)。成型時的加熱能量Emn在加熱源Hn為加熱器的情況下等價于加熱器在上述預定時間的期間所消耗的電力量。電力量由與加熱源Hn連接的電力量計Pn測定。
[0041]在成型時，通過螺桿13的動作，在樹脂上產(chǎn)生剪切熱。樹脂的剪切熱主要在螺桿13 一邊旋轉(zhuǎn)一邊后退的計量工序中產(chǎn)生。若樹脂的剪切熱量多到某一程度，則熱從樹脂移動到缸體11。此外，在成型時，從料斗16向缸體11依次供給新的樹脂顆粒，在缸體11與樹脂之間進行熱交換。
[0042]穩(wěn)定時的加熱能量Ein是指，在與上述預定時間相同時間的期間，加熱源Hn向區(qū)段Zn供給的熱能(J)。穩(wěn)定時的加熱能量Ein可以在剛要開始成型之前由電力量計？?來測定。在剛要開始成型之前，缸體11的溫度在設(shè)定溫度下穩(wěn)定化。另外，穩(wěn)定時的加熱能量Ein&可以通過模擬等計算出來。
[0043]在穩(wěn)定時，由于螺桿13停止，因此在樹脂上不產(chǎn)生剪切熱。此外，在穩(wěn)定時，由于不從料斗16向缸體11供給新的樹脂顆粒，因此即使在缸體11內(nèi)殘留有樹脂，也幾乎沒有在成型時所進行的缸體11與樹脂之間的熱交換。
[0044]控制器60包括監(jiān)視部63，該監(jiān)視部63按各加熱源Hn分別監(jiān)視成型時的加熱能量Emn與穩(wěn)定時的加熱能量Ein之差AEn(AEn=Emn-Ein)。在差Λ En為正的情況下，用于將區(qū)段Zn的溫度保持為設(shè)定溫度的加熱源Hn的熱量增加，加熱源Hn的熱經(jīng)由缸體11向樹脂移動。因此，差AEn為正表示在區(qū)段Zn缸體11的熱向樹脂移動。而在差AEnS負的情況下，用于將區(qū)段Zn的溫度保持為設(shè)定溫度的加熱源Hn的熱量減少，樹脂的熱向區(qū)段Zn流入。因此，差AEnS負表示在區(qū)段Zn樹脂的熱向缸體11移動。樹脂的剪切熱量越大，差ΛEn越小。這樣，根據(jù)差AEn得知成型時在樹脂中產(chǎn)生的定性的剪切熱量、成型時缸體11與樹脂之間的熱的移動方向及移動量，并得知缸體11內(nèi)的樹脂的狀態(tài)。
[0045]如圖3所示，若各區(qū)段Zn的設(shè)定溫度均為低的溫度，則螺桿動作時樹脂被強有力地剪斷，樹脂中產(chǎn)生的剪切熱量增加。樹脂中產(chǎn)生的剪切熱量與加熱源的加熱量不同，是難以控制的。
[0046]因此，監(jiān)視部63可以根據(jù)監(jiān)視結(jié)果，調(diào)整通過加熱源Hn加熱的區(qū)段Zn的設(shè)定溫度。監(jiān)視部63在至少I個加熱源扎處的差AEn低于下限值A(chǔ)Emin1J^情況下(Λ Εη〈 Λ Eminn),提高至少I個區(qū)段Hn的設(shè)定溫度。將設(shè)定溫度提高什么程度，可以根據(jù)差ΔΕη比下限值A(chǔ)Eminn低什么程度來決定。
[0047]例如，如圖3中用斜線所表示的那樣，監(jiān)視部63提高差AEn低于下限值A(chǔ)Eminn的區(qū)段(圖3的情況下為區(qū)段Ζ3、Ζ4)的設(shè)定溫度。加熱源Η3、Η4的輸出提高，區(qū)段Ζ3、Ζ4處的樹脂的溫度提高，熔融的樹脂的粘度下降，因此能夠降低樹脂中所產(chǎn)生的剪切熱，能夠提高缸體溫度的穩(wěn)定性。
[0048]另外，監(jiān)視部63也可以提高與差AEn低于下限值ΛEminn的區(qū)段Z3、Z4相比更接近冷卻裝置30的區(qū)段ZpZ2的設(shè)定溫度。在缸體11內(nèi)向前方移動的樹脂在到達區(qū)段Z3之前被充分加熱，能夠減少樹脂中產(chǎn)生的剪切熱量。在難以變更區(qū)段2324的設(shè)定溫度的情況下，特別有效。
[0049]另外,下限值A(chǔ)Eminn在圖3中對多個加熱源Hn設(shè)定為相同的值,但也可以按各加熱源Hn設(shè)定為不同的值。
[0050]圖4是表示設(shè)定溫度為高溫時成型時的加熱能量Emn與穩(wěn)定時的加熱能量Ein之差ΔΕη的一例的圖。在圖4中，斜線表示將區(qū)段設(shè)定溫度降低20°C、將區(qū)段Z2的設(shè)定溫度降低10 °C時的狀態(tài)。
[0051]如圖4所示，若各區(qū)段Zn的設(shè)定溫度均為高的溫度，加熱源Hn的加熱量多，樹脂的剪切熱量少，則在所有區(qū)段，熱從缸體11向樹脂移動。越是接近冷卻裝置30的區(qū)段，其移動量越多。若從缸體11到樹脂的熱的移動量過多，則存在加熱源Hn的輸出達到額定輸出或接近額定輸出的情況。
[0052]因此，監(jiān)視部63在至少I個加熱源Hn處的差Λ En超過上限值Λ Emaxn的情況下(Λ Εη> Λ Emaxn),調(diào)整至少I個區(qū)段Hn的設(shè)定溫度。調(diào)整量可以根據(jù)差AEn超過上限值Λ Emaxn什么程度來決定。
[0053]例如，如圖4中用斜線所表示的那樣，監(jiān)視部63降低差AEn超過上限值A(chǔ)Emaxn的區(qū)段Zn(圖4的情況下為區(qū)段ZpZ2)的設(shè)定溫度。加熱源氏、!12應向缸體11提供的熱量減少，加熱源HpH2的輸出充分低于額定輸出，缸體11的溫度在設(shè)定溫度下安定化。
[0054]另外，監(jiān)視部63也可以提高差AEnS上限值ΛEmaxn以下的區(qū)段Zn(圖4的情況下為區(qū)段2324)的設(shè)定溫度，提高加熱源Η3、Η4的輸出。在相鄰的區(qū)段之間存在熱的交換，因此能夠通過提高有富余的加熱源Η3、Η4的輸出，來降低沒有富余的加熱源HpH2的輸出。
[0055]另外，上限值A(chǔ)Emaxn在圖4中對多個加熱源Hn設(shè)定為相同的值,但也可以按各加熱源Hn設(shè)定為不同的值。
[0056]以上，通過實施方式說明了注射成型機，但本發(fā)明不限制于上述實施方式，可以在技術(shù)方案中所記載的范圍內(nèi)進行各種變形、改良。
[0057]例如，上述實施方式的加熱源H1~H4是從外側(cè)對缸體11加熱的加熱器，但也可以是例如感應加熱缸體11的感應加熱線圈，加熱源的種類沒有特別限定。
[0058]此外,上述實施方式的注射成型機是螺桿同軸(Screw in-line)方式,但也可以是螺桿預塑方式。在螺桿預塑方式中，向注射用缸體供給在增塑化用缸體內(nèi)熔融的樹脂，從注射用缸體向模具裝置內(nèi)射出熔融樹脂。在螺桿預塑方式中，通過加熱源加熱的缸體是增塑化用缸體，在增塑化用缸體內(nèi)配設(shè)螺桿。
【權(quán)利要求】
1.一種注射成型機，包括: 缸體，成型材料被供給到該缸體； 螺桿，被配設(shè)成在上述缸體內(nèi)旋轉(zhuǎn)自如且在軸向上移動自如； 至少I個加熱源，對上述缸體進行加熱；以及 監(jiān)視部，按各加熱源分別監(jiān)視成型時的加熱源的加熱能量Em與穩(wěn)定時的加熱源的加熱能量Ei之差ΔΕ, AE=Em-Ei0
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注射成型機,其中， 上述監(jiān)視部根據(jù)監(jiān)視結(jié)果，調(diào)整上述缸體的通過各加熱源加熱的區(qū)段的設(shè)定溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的注射成型機，其中， 沿著上述缸體的軸向，排列有多個對上述缸體進行加熱的加熱源， 上述監(jiān)視部根據(jù)一個加熱源處的差ΛΕ，調(diào)整通過其他加熱源加熱的區(qū)段的設(shè)定溫度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的注射成型機，其中， 在至少I個加熱源處的差Λ E低于下限值A(chǔ)Emin的情況下，即在Λ Ε〈 Λ Emin的情況下，上述監(jiān)視部提高至少I個區(qū)段的設(shè)定溫度。
5.根據(jù)權(quán)利要求2?4中任一項所述的注射成型機，其中， 在至少I個加熱源處的差δε超過上限值A(chǔ)Emax的情況下，即在ΔΕ> AEmax的情況下，上述監(jiān)視部調(diào)整至少I個區(qū)段的設(shè)定溫度。
【文檔編號】B29C45/78GK103624947SQ201310258278
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月24日
【發(fā)明者】天野光昭 申請人:住友重機械工業(yè)株式會社