本申請(qǐng)主張基于2015年6月1日申請(qǐng)的日本專(zhuān)利申請(qǐng)第2015-111694號(hào)的優(yōu)先權(quán)。該日本申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)參考援用于本說(shuō)明書(shū)中。

本發(fā)明涉及一種注射成型機(jī)。

背景技術(shù)：

注射成型機(jī)具有向模具裝置的型腔空間填充成型材料的注射裝置。注射裝置具有對(duì)成型材料進(jìn)行加熱的缸體、及旋轉(zhuǎn)自如地配設(shè)于缸體內(nèi)的螺桿。螺桿具有旋轉(zhuǎn)軸及從旋轉(zhuǎn)軸的外周突出的螺旋狀的刮板。通過(guò)刮板而形成螺旋狀的槽，且向槽的上游部供給成型材料。注射裝置通過(guò)使旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，從而沿著槽從上游側(cè)向下游側(cè)輸送成型材料。成型材料被送至下游側(cè)的同時(shí)，通過(guò)來(lái)自缸體的熱而逐漸熔融(例如，參考專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2000-185342號(hào)公報(bào)

以往，成型材料的熔融狀態(tài)不明。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是鑒于上述課題而完成的，其主要目的在于提供一種能夠把握成型材料的熔融狀態(tài)的注射成型機(jī)。

為了解決上述課題，根據(jù)本發(fā)明的一方式，可提供一種注射成型機(jī)，其具備：

注射裝置，具有對(duì)成型材料進(jìn)行加熱的缸體及進(jìn)退自如地配設(shè)于所述缸體內(nèi)的注射部件；及

監(jiān)視裝置，監(jiān)視通過(guò)所述注射部件的前進(jìn)而從所述缸體注射的所述成型材料的注射壓力，

所述監(jiān)視裝置根據(jù)所述注射部件前進(jìn)時(shí)的所述注射壓力的變動(dòng)，判定所述成型材料的熔融狀態(tài)。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明的一方式，可提供能夠把握成型材料的熔融狀態(tài)的注射成型機(jī)。

附圖說(shuō)明

圖1為表示一實(shí)施方式的注射成型機(jī)的圖。

圖2為表示通過(guò)一實(shí)施方式的清除動(dòng)作中的螺桿的前進(jìn)而從缸體注射的注射壓力的變動(dòng)的圖。

圖中：40-注射裝置，41-缸體，43-螺桿，431-旋轉(zhuǎn)軸，432-刮板，433-槽，45-計(jì)量馬達(dá)，46-注射馬達(dá)，47-壓力檢測(cè)器，90-控制器。

具體實(shí)施方式

以下，參考附圖對(duì)用于實(shí)施本發(fā)明的方式進(jìn)行說(shuō)明，但在各附圖中，對(duì)于相同或相應(yīng)的結(jié)構(gòu)標(biāo)注相同或相應(yīng)的符號(hào)并省略說(shuō)明。

圖1為表示一實(shí)施方式的注射成型機(jī)的圖。注射成型機(jī)具有注射裝置40及控制器90。

注射裝置40相對(duì)于模具裝置30進(jìn)退自如。注射裝置40與模具裝置30接觸，并向模具裝置30的型腔空間34填充成型材料。模具裝置30由定模32及動(dòng)模33構(gòu)成。通過(guò)使動(dòng)模33相對(duì)于定模32進(jìn)退來(lái)進(jìn)行模具裝置30的閉模、合模及開(kāi)模。合模狀態(tài)的定模32與動(dòng)模33之間形成有型腔空間34。通過(guò)使填充于型腔空間34內(nèi)的成型材料固化而得到成型品。之后，進(jìn)行模具裝置30的開(kāi)模，并從模具裝置30頂出成型品。

注射裝置40例如具有缸體41、噴嘴42、螺桿43、計(jì)量馬達(dá)45、注射馬達(dá)46、及壓力檢測(cè)器47。以下，將填充時(shí)的螺桿43的移動(dòng)方向(圖1中左方向)設(shè)為前方，將計(jì)量時(shí)的螺桿43的移動(dòng)方向(圖1中右方向)設(shè)為后方來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。

缸體41對(duì)從供給口41a供給的成型材料進(jìn)行加熱。供給口41a形成于缸體41的后部。

在缸體41的外周設(shè)置有加熱器等加熱源H。在缸體41的軸向設(shè)置有多個(gè)加熱源H?？刂破?0獨(dú)立地控制多個(gè)加熱源H，以使缸體41的軸向上的溫度分布成為設(shè)定溫度分布。

缸體41的溫度通過(guò)熱電偶等溫度計(jì)T來(lái)測(cè)定。在缸體41的軸向設(shè)置有多個(gè)溫度計(jì)T，并將各自的測(cè)定溫度輸出至控制器90?？刂破?0以測(cè)定溫度和設(shè)定溫度的偏差成為零的方式控制加熱源H。

噴嘴42設(shè)置于缸體41的前端部，且被按壓于模具裝置30。

螺桿43被配設(shè)成在缸體41內(nèi)旋轉(zhuǎn)自如且進(jìn)退自如。螺桿43具有旋轉(zhuǎn)軸431及從旋轉(zhuǎn)軸431的外周突出的螺旋狀的刮板(翼片)432。通過(guò)刮板432形成螺旋狀的槽433，并沿槽433從上游側(cè)(圖中右側(cè))向下游側(cè)(圖中左側(cè))輸送成型材料。螺桿43與權(quán)利要求書(shū)中所記載的注射部件相對(duì)應(yīng)。

另外，螺桿43還可以具有劃分通過(guò)刮板432形成的槽433的副刮板。

螺桿43從上游側(cè)朝向下游側(cè)，以該順序具有第1區(qū)間Z1、第2區(qū)間Z2、第3區(qū)間Z3。第1區(qū)間Z1為存在成型材料的固相的區(qū)間。第2區(qū)間Z2為存在成型材料的固相與液相這兩者的區(qū)間。第3區(qū)間Z3為存在成型材料的液相的區(qū)間。

關(guān)于槽433的深度，在第1區(qū)間Z1中較深，在第3區(qū)間Z3中較淺，在第2區(qū)間Z2中越從上游側(cè)朝向下游側(cè)越淺。此時(shí)，第1區(qū)間Z1也被稱(chēng)作供給部，第2區(qū)間Z2也被稱(chēng)作壓縮部，第3區(qū)間Z3也被稱(chēng)作計(jì)量部。

另外，槽433的深度可以為恒定。

計(jì)量馬達(dá)45通過(guò)使螺桿43旋轉(zhuǎn)，由此沿著螺桿43的螺旋狀的槽將成型材料送到前方。成型材料一邊被送往前方，一邊通過(guò)來(lái)自缸體41的熱量而逐漸熔融。隨著液態(tài)成型材料被送往螺桿43的前方且蓄積在缸體41的前部，使螺桿43進(jìn)行后退。

注射馬達(dá)46使螺桿43進(jìn)退。注射馬達(dá)46通過(guò)使螺桿43前進(jìn)，而將蓄積在螺桿43的前方的液態(tài)成型材料填充到模具裝置30的型腔空間34。之后，注射馬達(dá)46向前方按壓螺桿43，而向型腔空間34內(nèi)的成型材料施加壓力。能夠補(bǔ)充不足部分的成型材料。在注射馬達(dá)46與螺桿43之間設(shè)有將注射馬達(dá)46的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成螺桿43的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)。

壓力檢測(cè)器47例如配設(shè)于注射馬達(dá)46與螺桿43之間，其檢測(cè)螺桿43所受到的來(lái)自成型材料的壓力及對(duì)于螺桿43的背壓等。螺桿43所受到的來(lái)自成型材料的壓力與從螺桿43作用于成型材料的壓力相對(duì)應(yīng)。

控制器90具有CPU(Central Processing Unit)91和存儲(chǔ)器等存儲(chǔ)介質(zhì)92?？刂破?0使CPU91執(zhí)行存儲(chǔ)于存儲(chǔ)介質(zhì)92中的程序，由此控制注射裝置40等?？刂破?0與權(quán)利要求書(shū)中所記載的監(jiān)視裝置相對(duì)應(yīng)。另外，監(jiān)視裝置可以與控制器90分開(kāi)設(shè)置。

控制器90通過(guò)進(jìn)行填充工序、保壓工序、及冷卻工序等一系列的工序，從而進(jìn)行制造成型品的成型動(dòng)作?？刂破?0通過(guò)反復(fù)進(jìn)行這一系列的工序，從而進(jìn)行反復(fù)制造成型品的周期運(yùn)行。由于成型循環(huán)縮短，因此在冷卻工序中可以進(jìn)行計(jì)量工序。

填充工序中，通過(guò)驅(qū)動(dòng)注射馬達(dá)46來(lái)使螺桿43以設(shè)定速度前進(jìn)，并將蓄積在螺桿43的前方的液態(tài)成型材料填充到模具裝置30內(nèi)。螺桿43的位置和速度例如通過(guò)注射馬達(dá)46的編碼器46a來(lái)檢測(cè)。螺桿43的位置到達(dá)規(guī)定位置時(shí)，填充工序切換成保壓工序(所謂、V/P切換)

另外，在填充工序中，螺桿43的位置到達(dá)規(guī)定位置之后，也可以在該規(guī)定位置使螺桿43暫時(shí)停止，之后進(jìn)行V/P切換。也可以在將要進(jìn)行V/P切換之前，進(jìn)行螺桿43的微速前進(jìn)或微速后退，來(lái)代替螺桿43的停止。

保壓工序中，通過(guò)驅(qū)動(dòng)注射馬達(dá)46而以設(shè)定壓力向前方按壓螺桿43，并向模具裝置30內(nèi)的成型材料施加壓力。能夠補(bǔ)充不足部分的成型材料。成型材料的壓力例如通過(guò)壓力檢測(cè)器47來(lái)檢測(cè)。保壓工序之后，開(kāi)始進(jìn)行冷卻工序。冷卻工序中，型腔空間34內(nèi)的成型材料被固化。也可以在進(jìn)行冷卻工序的過(guò)程中進(jìn)行計(jì)量工序。

計(jì)量工序中，通過(guò)驅(qū)動(dòng)計(jì)量馬達(dá)45來(lái)使螺桿43以設(shè)定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，并沿著螺桿43的螺旋狀的槽將成型材料送至前方。隨此，成型材料逐漸熔融。螺桿43隨著液態(tài)成型材料被送至螺桿43的前方并蓄積在缸體41的前部而后退。螺桿43的轉(zhuǎn)速例如通過(guò)計(jì)量馬達(dá)45的編碼器45a來(lái)檢測(cè)。

計(jì)量工序中，為了限制螺桿43急速后退，可以通過(guò)驅(qū)動(dòng)注射馬達(dá)46來(lái)對(duì)螺桿43施加設(shè)定背壓。對(duì)螺桿43施加的背壓例如通過(guò)壓力檢測(cè)器47來(lái)檢測(cè)。螺桿43后退至規(guī)定位置，且規(guī)定量的成型材料蓄積在螺桿43的前方時(shí)，結(jié)束計(jì)量工序。

另外，本實(shí)施方式的注射裝置40為同軸螺桿方式，但也可以為螺桿預(yù)塑方式。螺桿預(yù)塑方式的注射裝置中，將在塑化缸體內(nèi)熔融的成型材料供給到注射缸體，從注射缸體向模具裝置內(nèi)注射成型材料。螺桿以旋轉(zhuǎn)自如或旋轉(zhuǎn)自如且進(jìn)退自如的方式配設(shè)于塑化缸體內(nèi)，柱塞進(jìn)退自如地配設(shè)于注射缸體內(nèi)。此時(shí)，注射缸體與權(quán)利要求書(shū)中所記載的缸體相對(duì)應(yīng)，且柱塞與權(quán)利要求書(shū)中所記載的注射部件相對(duì)應(yīng)。

然而，在暖機(jī)時(shí)及交換成型材料時(shí)等，進(jìn)行清除動(dòng)作。清除動(dòng)作在從模具裝置30遠(yuǎn)離注射裝置40的狀態(tài)下進(jìn)行，包含與計(jì)量工序?qū)?yīng)的動(dòng)作和與填充工序?qū)?yīng)的動(dòng)作。與計(jì)量工序?qū)?yīng)的動(dòng)作中，通過(guò)使螺桿43以設(shè)定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，從而將成型材料蓄積到螺桿43的前方。隨此，螺桿43進(jìn)行后退。此時(shí)，未圖示的開(kāi)閉機(jī)構(gòu)可以堵塞噴嘴42。另一方面，與填充工序?qū)?yīng)的動(dòng)作中，通過(guò)使螺桿43以設(shè)定速度前進(jìn)，從而從缸體41注射蓄積到螺桿43的前方的液態(tài)的成型材料。此時(shí)，開(kāi)閉機(jī)構(gòu)開(kāi)放噴嘴42。

圖2為表示通過(guò)一實(shí)施方式的清除動(dòng)作中的螺桿的前進(jìn)而從缸體注射的注射壓力的變動(dòng)的圖。在圖2中，夸張表示注射壓力的變動(dòng)。如圖2所示，注射壓力一旦上升之后，幾乎穩(wěn)定。

在從缸體41注射的成形材料中包含未熔融的顆粒時(shí)，由于成型材料存在疏密，因此注射壓力瞬間地上下。另一方面，從缸體41注射的成形材料充分熔融且均勻時(shí)，幾乎不會(huì)產(chǎn)生注射壓力的瞬間的變動(dòng)。

因此，控制器90監(jiān)視螺桿43前進(jìn)時(shí)的注射壓力，并根據(jù)該注射壓力的變動(dòng)，判定成型材料的熔融狀態(tài)。注射壓力例如通過(guò)壓力檢測(cè)器47來(lái) 測(cè)量。由于注射壓力的變動(dòng)表示成型材料的疏密，因此能夠判定成型材料的熔融狀態(tài)。

注射壓力的測(cè)量可以從螺桿43前進(jìn)開(kāi)始到前進(jìn)結(jié)束為止進(jìn)行?？梢詫⒃摐y(cè)定數(shù)據(jù)的全部用于判定，但也可以將該測(cè)定數(shù)據(jù)的僅一部分用于判定。用于判定的注射壓力可以為預(yù)先確定的時(shí)點(diǎn)以后的數(shù)據(jù)。例如，用于判定的注射壓力可以為從螺桿43前進(jìn)開(kāi)始經(jīng)過(guò)規(guī)定的時(shí)間的時(shí)點(diǎn)以后的數(shù)據(jù)、螺桿43到達(dá)規(guī)定位置的時(shí)點(diǎn)以后的數(shù)據(jù)、或者注射壓力一旦上升且?guī)缀醴€(wěn)定的時(shí)點(diǎn)以后的數(shù)據(jù)等。這些時(shí)候，由于成型材料的疏密對(duì)注射壓力的變動(dòng)顯著地顯現(xiàn)，因此能夠提高判定精度。

作為判定基準(zhǔn)，例如能夠舉出下述(1)～(2)的判定基準(zhǔn)。這些判定基準(zhǔn)可以單獨(dú)使用，也可以組合使用。

(1)的判定基準(zhǔn)是注射壓力的加速度是否落在規(guī)定范圍內(nèi)。注射壓力的加速度未落在規(guī)定范圍內(nèi)時(shí)，注射壓力的瞬間的變動(dòng)較大，且成型材料的疏密顯著地顯現(xiàn)。因此，成型材料的一部分有可能在未熔融的狀態(tài)下從注射裝置40注射。因而，注射壓力的加速度未落在規(guī)定范圍內(nèi)時(shí)，判定為成型材料的熔融狀態(tài)不良。另一方面，注射壓力的加速度落在規(guī)定范圍內(nèi)時(shí)，注射壓力的瞬間的變動(dòng)較小，判定為成型材料的熔融狀態(tài)良好。

(2)的判定基準(zhǔn)是來(lái)自注射壓力的基準(zhǔn)值的變動(dòng)幅度是否為閾值以下。變動(dòng)幅度超過(guò)閾值時(shí)，注射壓力的瞬間的變動(dòng)較大，且成型材料的疏密顯著顯現(xiàn)。因此，成型材料的一部分有可能在未熔融的狀態(tài)下從注射裝置40注射。因而，變動(dòng)幅度超過(guò)閾值時(shí)，判定為成型材料的熔融狀態(tài)不良。另一方面，變動(dòng)幅度為閾值以下時(shí)，注射壓力的瞬間的變動(dòng)較小，判定為成型材料的熔融狀態(tài)良好。在此，基準(zhǔn)值例如可以為用于判定的所有數(shù)據(jù)的平均值、或者用于判定的所有數(shù)據(jù)中的最近的數(shù)據(jù)的移動(dòng)平均值等。移動(dòng)平均可以為單純移動(dòng)平均、荷載移動(dòng)平均、指數(shù)移動(dòng)平均等中的任一個(gè)。

如此，控制器90可以根據(jù)基于清除動(dòng)作的螺桿43前進(jìn)時(shí)的注射壓力的變動(dòng)，判定所述成型材料的熔融狀態(tài)。通過(guò)在清除動(dòng)作時(shí)進(jìn)行判定，在開(kāi)始成型動(dòng)作之前，能夠設(shè)置成型條件。

另外，控制器90可以根據(jù)基于成型動(dòng)作的螺桿43前進(jìn)時(shí)的注射壓力的變動(dòng)，判定成型材料的熔融狀態(tài)。通過(guò)在成型動(dòng)作時(shí)進(jìn)行判定，能夠提高成型品的成品率。

作為用于制作成型材料的熔融狀態(tài)的判定基準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，控制器90可以獲取基于清除動(dòng)作的螺桿43前進(jìn)時(shí)的注射壓力的變動(dòng)?？刂破?0將所獲得的變動(dòng)與成型材料的熔融狀態(tài)建立對(duì)應(yīng)關(guān)系，并存儲(chǔ)于存儲(chǔ)介質(zhì)92。在成型材料固化之后，能夠通過(guò)外觀檢查或質(zhì)量檢查等判斷成型材料的熔融狀態(tài)。其結(jié)果，可以經(jīng)由接收由用戶(hù)進(jìn)行的輸入操作的操作裝置等而存儲(chǔ)于控制器90。控制器90可以通過(guò)改變螺桿43的設(shè)定轉(zhuǎn)速或缸體41的設(shè)定溫度等成型條件，獲取多數(shù)數(shù)據(jù)?？刂破?0根據(jù)這些存儲(chǔ)內(nèi)容，求出例如上述(1)的判定基準(zhǔn)的規(guī)定范圍及上述(2)的判定基準(zhǔn)的閾值等。因此，能夠在清除動(dòng)作中制作判定基準(zhǔn)，并能夠在成型動(dòng)作之前制作判定基準(zhǔn)?？刂破?0使用制作了的判定基準(zhǔn)，可以判定另一清除動(dòng)作中的成型材料的熔融狀態(tài)，也可以判定成型動(dòng)作中的成型材料的熔融狀態(tài)。另外，控制器90通過(guò)進(jìn)行清除動(dòng)作而得到上述數(shù)據(jù)，但也可以通過(guò)試驗(yàn)性地進(jìn)行成型動(dòng)作而得到上述數(shù)據(jù)。

控制器90可以根據(jù)成型材料的熔融狀態(tài)的判定結(jié)果輸出警報(bào)。成型材料的熔融狀態(tài)不良的情況下輸出警報(bào)，成型材料的熔融狀態(tài)良好的情況下未能輸出警報(bào)。警報(bào)的輸出可以通過(guò)圖像顯示，聲音輸出等進(jìn)行。

控制器90可以根據(jù)成型材料的熔融狀態(tài)的判定結(jié)果改變成型條件的設(shè)定。例如，控制器90可以根據(jù)成型材料的熔融狀態(tài)的判定結(jié)果改變螺桿43的設(shè)定轉(zhuǎn)速及缸體41的設(shè)定溫度中的至少一個(gè)。

成型材料的熔融狀態(tài)不良的情況下，可以變更為螺桿43的設(shè)定轉(zhuǎn)速變小的方向。由于將成型材料送往前方的速度變小，且成型材料的加熱時(shí)間變長(zhǎng)，因此改善成型材料的熔融狀態(tài)。并且，成型材料的熔融狀態(tài)不良的情況下，可以變更為缸體41的設(shè)定溫度變大的方向。此時(shí)，也理所當(dāng)然地改善成型材料的熔融狀態(tài)。

另一方面，成型材料的熔融狀態(tài)良好的情況下，可以不改變成型條件的設(shè)定，但也可以改變成型條件的設(shè)定。成型材料的熔融狀態(tài)良好的情況 下，在良好的范圍內(nèi)可以改變?yōu)槁輻U43的設(shè)定轉(zhuǎn)速變大的方向。能夠縮短成型周期。并且，成型材料的熔融狀態(tài)良好的情況下，在良好的范圍內(nèi)可以變更為缸體41的設(shè)定溫度變小的方向。能夠減輕加熱源H的負(fù)載。

在成型材料的熔融狀態(tài)良好的范圍內(nèi)，螺桿43的設(shè)定轉(zhuǎn)速可以盡可能地較大設(shè)定。螺桿43的設(shè)定轉(zhuǎn)速還可以考慮冷卻工序的時(shí)間等來(lái)確定。

并且，在成型材料的熔融狀態(tài)良好的范圍內(nèi)，缸體41的設(shè)定溫度可以盡可能地較小設(shè)定。缸體41的設(shè)定溫度還可以考慮螺桿43的設(shè)定轉(zhuǎn)速等來(lái)確定。

以上，對(duì)注射裝置的實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式等，在權(quán)利要求書(shū)中所記載的本發(fā)明的宗旨范圍內(nèi)可加以各種變形、改良。

例如，上述實(shí)施方式的控制器90將成型材料的熔融狀態(tài)以好壞的兩個(gè)階段進(jìn)行判定，但也可以在三個(gè)階段以上的多個(gè)階段進(jìn)行判定。此時(shí)，判定基準(zhǔn)也可以在多個(gè)階段制作。并且，此時(shí)，控制器90也可以與階段對(duì)應(yīng)的改變幅度來(lái)改變成型條件的設(shè)定。