注射成型机及注射成型机的设定支援装置制造方法
注射成型机及注射成型机的设定支援装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种能够支援成型条件的设定的注射成型机。该注射成型机（2）具备：缸体（11）；向缸体（11）内供给成型材料的材料供给部（81）；被配置成在缸体（11）内旋转自如且沿轴向进退自如的螺杆（20）；以及支援成型条件的设定的设定支援装置（40）。设定支援装置（40）基于确定沿形成于螺杆（20）的槽（26）输送的成型材料的压力上升位置的多个成型条件中的一部分成型条件，计算压力上升位置成为目标位置的其余的成型条件。
【专利说明】注射成型机及注射成型机的设定支援装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及注射成型机及注射成型机的设定支援装置。
[0002]本申请主张基于2013年3月14日申请的日本专利申请2013-052255号的优先权。该申请的所有内容通过参考援用于本说明书中。
【背景技术】
[0003]注射成型机具备缸体、将成型材料供给到缸体内的材料供给部以及被配设成在缸体内旋转自如且进退自如的螺杆。供给到形成于螺杆的螺旋状的槽内的成型材料伴随着螺杆的旋转而向前方输送。在缸体的外周设置有多个带式加热器，多个带式加热器的热向缸体传递而使在缸体内前进的成型材料逐渐熔融。随着将熔融的成型材料向螺杆的前方输送并蓄积在缸体前部，使螺杆后退。之后，若螺杆前进，则蓄积在螺杆的前方的成型材料从形成在缸体的前端的喷嘴射出，并填充到模具装置的型腔空间。通过使所填充的成型材料固化，得到成型品(例如参照专利文献I)。
[0004]专利文献1:日本特开2004 - 351661号公报
[0005]以往，成型条件依赖于用户的经验以及直觉等通过尝试来设定，在条件设置上花费时间。
【发明内容】
[0006]本发明即是鉴于上述课题而做出的，其目的是提供一种能够支援成型条件的设定的注射成型机。
[0007]为了解决上述课题，根据本发明的一方式提供一种注射成型机，具备:
[0008]缸体；
[0009]材料供给部，将成型材料供给到该缸体内；
[0010]螺杆，被配设成在上述缸体内旋转自如且沿轴向进退自如；以及
[0011]设定支援装置，对成型条件的设定进行支援，
[0012]该设定支援装置，基于确定沿形成于上述螺杆的槽输送的成型材料的压力上升位置的多个成型条件中的一部分成型条件，计算出上述压力上升位置成为上述目标位置的其余的成型条件。
[0013]发明效果:
[0014]根据本发明的一方式，能够得到一种能够支援成型条件的设定的注射成型机。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是表示本发明的一实施方式的注射成型机的图。
[0016]图2是表示图1的驱动装置的图。
[0017]图3是表示沿图1的形成在螺杆上的螺旋状的槽输送的成型材料的压力分布的一例的图。
[0018]图4是表示本发明的一实施方式的设定支援装置的处理的一例的图。
[0019]图5是表示通过设定支援装置测量的注射压力与注射速度之间的关系的一例的图。
[0020]图6是表示通过设定支援装置测量的成型材料的粘度特性(剪切应力与剪切速度之间的关系)的一例的图。
[0021]图7是表示本发明的一实施方式的设定支援装置的处理的另一例的图。
[0022]符号说明
[0023]2注射成型机
[0024]10注射装置
[0025]11 缸体
[0026]20 螺杆
[0027]21螺杆主体
[0028]22射出部
[0029]23螺旋翼片部
[0030]24压力部
[0031]26螺旋状的槽
[0032]40控制器(设定支援装置)
[0033]45输入部
[0034]46显示部
[0035]60驱动装置
[0036]61计量马达
[0037]71注射马达
[0038]81材料供给部
[0039]83送料缸
[0040]85送料螺杆
[0041]86送料马达
【具体实施方式】
[0042]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，将填充工序中的螺杆的移动方向设为前方，将计量工序中的螺杆的移动方向设为后方来进行说明。
[0043]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的成型材料的填充工序、对所流入的成型材料施加压力的保压工序、在保压工序之后在模具装置内使成型材料固化的冷却工序、计量用于下一个成型品的成型材料的计量工序、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。
[0044]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。
[0045]注射装置10包括缸体11、向缸体11内供给成型材料(例如树脂颗粒)的材料供给部81、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。
[0046]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、以及配设在螺旋翼片部23的前端的压力部24。
[0047]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形成有螺旋状的槽26。从螺旋翼片部23的后端到前端，槽26的深度可以为一定，螺杆压缩比可以为一定。
[0048]压力部24可以由外径比棒状的本体部23 a大的圆柱部构成。也可以在本体部23a与圆柱部之间设置从本体部23 a遍及圆柱部外径逐渐变大的未图示的圆锥台状的倾斜部，由倾斜部以及圆柱部构成压力部24。
[0049]另外，也可以不配设压力部24而遍及螺杆主体21的整体形成螺旋翼片部。螺杆主体21也可以从后端到前端划分为被供给成型材料的供给部、压缩并熔融所供给的成型材料的压缩部、以及按一定量分别计量所熔融的成型材料的计量部。此时，螺旋状的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。
[0050]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的后方相邻接地形成的杆部32、配设在该杆部32的周围的止回环33、及安装在压力部24的前端的密封环(锁环:Check Ring) 34 构成。
[0051]在计量工序时，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的后方向前方输送成型材料。此外，在注射工序时，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，成型材料的逆流得到防止。
[0052]材料供给部81以与来自控制器40的指令值对应的供给速度向缸体11内供给成型材料。在缸体11的后部形成有成型材料供给口 14。
[0053]材料供给部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。
[0054]从料斗82内供给到送料缸83内的成型材料随着送料螺杆85的旋转而沿着形成在送料螺杆85上的螺旋状的槽前进。从送料螺杆85的前端输送到引导部84内的成型材料在引导部84内落下，并供给到缸体11内。另外，供给到送料缸83内的成型材料也可以通过未图示的加热器加热(预热)。此时，成型材料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。
[0055]图2是表示图1的驱动装置的图。驱动装置60包括使螺杆20在缸体11内旋转的计量马达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传递给轴部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的槽26内的成型材料被向前方输送。
[0056]驱动装置60包括使螺杆20在缸体11内沿着轴向移动的注射马达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，并检测螺杆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。另外，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。
[0057]另外，驱动装置60只要能够使螺杆20 —边在缸体11内旋转一边进退即可，其结构不限于图2的结构。例如，也可以在驱动注射马达71而使螺杆20进退时，计量马达61与螺杆20以及旋转部件65—起进退。此时，旋转部件65可以与计量马达61的转子63 —体化。
[0058]接着再次参照图1及图2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。
[0059]在计量工序中，驱动计量马达61，使螺杆20以设定转速旋转。此时，可以驱动送料马达86，使送料螺杆85以设定转速旋转，可以同时开始螺杆20的旋转和送料螺杆85的旋转。螺杆20的设定转速、送料螺杆85的设定转速可以独立设定，并根据螺杆20的位置或距计量开始时的经过时间等变更。
[0060]从料斗82供给到送料缸83内的成型材料随着送料螺杆85的旋转而沿着形成于送料螺杆85的螺旋状的槽前进。从送料螺杆85的前端输送到引导部84内的成型材料在引导部84内落下，并供给到缸体11内。
[0061]供给到缸体11内的成型材料可以不在成型材料供给口 14滞留而通过螺杆20立即向前方输送。因此不会向螺杆20的槽26内稠密地填充成型材料，槽26内的成型材料的状态成为稀疏的状态(饥饿状态)。因此，基于材料供给装置81的成型材料的供给速度越快，每单位时间内由螺杆20向前方输送的成型材料的量越增大。
[0062]供给到缸体11内的成型材料随着螺杆20的旋转而沿着形成于螺杆20的螺旋状的槽26前进。在缸体11的外周设置有多个带式加热器hll?hl3、将多个带式加热器hll?hl3的热传递给缸体11并使在缸体11内前进的成型材料逐渐熔融。伴随熔融的成型材料输送到螺杆20的前方，并蓄积在缸体前部，螺杆20后退。
[0063]在计量工序中，为了限制螺杆20的急剧后退，可以驱动注射马达71，以对螺杆20施加预定的背压。螺杆20后退到预定位置，在螺杆20的前方蓄积预定量的成型材料时，停止驱动计量马达61以及注射马达71。可以同时停止螺杆20的旋转和送料螺杆85的旋转。
[0064]这样，螺杆20的旋转与送料螺杆85的旋转可以同时开始同时停止。即，螺杆20与送料螺杆85可以同步旋转。
[0065]在填充工序中，驱动注射马达71，使螺杆20以设定速度前进，并使蓄积在螺杆20前方的成型材料从配设在缸体前端的喷嘴12吐出，而填充到与喷嘴12接触的模具装置内的型腔空间。螺杆20前进到预定位置(所谓V/P切换位置)时，开始保压工序。另外，也可以在距填充工序开始的经过时间达到预定时间时，开始保压工序。螺杆20的设定速度可以为一定，也可以根据螺杆位置或经过时间变更。
[0066]在保压工序中，驱动注射马达71，以设定压力向前方推压螺杆20，补充型腔空间的因成型材料的冷却而引起的体积收缩量的成型材料。型腔空间的入口(所谓浇口)被固化的成型材料密封，且防止成型材料从型腔空间逆流，之后，开始冷却工序。可以在冷却工序期间进行计量用于接下来的成型品的成型材料的计量工序。螺杆20的设定压力可以为一定，也可以根据经过时间等而变更。
[0067]图3是表示在计量工序中沿形成在螺杆上的螺旋状的槽输送的成型材料的压力分布的一例的图。在图3中，SO为压力部24的前端位置、SI为压力部24的后端位置(即压力部24与螺旋翼片部23之间的边界位置)、S2表示螺旋翼片部23中的成型材料的压力上升位置。
[0068]在压力部24的前端位置SO及其前方，对成型材料作用与螺杆20的背压相同的压力PO。如图3所示，作用于成型材料的压力，从压力部24的前端位置SO遍及压力部24的后端位置SI逐渐增加，在压力部24的后端位置SI达到最大压力P1。如图3所示，作用于成型材料的压力从压力部24的后端位置SI朝向后方逐渐减小，在螺旋翼片部23中的成型材料的压力上升位置S2处大致为零。
[0069]压力上升位置S2主要由(I)材料供给部81的供给速度(送料螺杆85的转速)、(2)基于螺杆旋转的成型材料的输送速度(螺杆20的转速)、(3)螺杆20的尺寸、(4)螺杆20的背压PO、(5) I注射容量(I注射量所使用的成型材料的量)、(6)成型材料的粘度特性(剪切应力与剪切速度之间的关系)、(7)缸体11的尺寸以及(8)缸体11的温度等决定。压力上升位置S2虽然相对于缸体11的位置变化，但是相对于螺杆20的位置几乎不变。因此，相对螺杆20的压力上升位置在计量工序期间几乎不变。
[0070](I)材料供给部81的供给速度与送料螺杆85的转速呈比例。送料螺杆85的转速越大，材料供给部81的供给速度越快。其供给速度越快，成型材料的最大压力Pl越高，螺旋翼片部23的压力梯度越缓，压力上升位置S2越向后方移动。
[0071](2)基于螺杆旋转的成型材料的输送速度与螺杆20的转速呈比例。螺杆20的转速越大，基于螺杆旋转的成型材料的输送速度越快。成型材料的输送速度越快，螺旋翼片部23的压力斜度越陡，压力上升位置S2越向前方移动。
[0072]压力上升位置S2位于相比压力部24的后端位置SI还靠后方的预定范围内时，能够稳定地得到品质良好的成型品。
[0073]因此，控制器40具有作为设定支援装置的功能，该设定支援装置支援使压力上升位置S2成为目标位置的成型条件的设定。另外，设定支援装置也可以与控制注射装置10的动作以及材料供给部81的动作的控制器40分开设置，也可以与注射成型机2分开设置并与注射成型机2连接。
[0074]控制器40基于决定压力上升位置S2的多个成型条件中的一部分成型条件计算压力上升位置S2成为目标位置的其余的成型条件。决定压力上升位置S2的多个成型条件例如为上述(I)?(8)。用于计算的成型条件及压力上升位置S2的目标位置可以预先存储在R0M42或存储部44等中，也可以通过输入部45受理。用于计算的成型条件中的至少一个通过用户对输入部45进行输入操作来准备。
[0075]例如，控制器40以式子的形式存储压力上升位置S2和确定压力上升位置S2的多个成型条件之间的关系，并利用存储的式子进行计算。用于计算的式子，读取预先存储于存储部44等记录介质中的式子来使用。
[0076]控制器40可以通过显示部46显示计算结果。另外，本实施方式中分开设置输入部45和显示部46，但输入部45和显示部46 —体也可以，例如可以由触控面板构成。
[0077]接着，参照图4，对基于控制器40的成型条件的条件设定处理的一例进行说明。图4是表示本发明的一实施方式的作为设定支援装置的控制器的处理的一例的图。
[0078]首先，控制器40准备确定压力上升位置S2的多个成型条件中除去(2)螺杆20的转速的其他成型条件(步骤S102)。在其他成型条件中包括(I)材料供给部81的供给速度(送料螺杆85的转速)。材料供给部81的供给速度可以通过用户对输入部45进行输入操作来准备。
[0079]接着，控制器40计算压力上升位置S2成为目标位置的螺杆20的转速(步骤S104)。由此，不依赖于用户的经验以及直觉等就可以在短时间内确定成型条件。
[0080]接着，控制器40在包括螺杆20的转速的计算结果的条件下测量成型材料的粘度特性(步骤S106)。能够确认在步骤S102中准备的(6)成型材料的粘度特性的妥当性。成型材料的粘度特性例如由注射压力与注射速度之间的关系求出。
[0081]图5是表示由设定支援装置测量的注射压力与注射速度之间的关系的一例的图。注射压力与注射速度之间的关系是通过改变注射速度反复进行下述注射压力的测量来进行测定的，即对以步骤S104中算出的转速对蓄积在螺杆20的前方的成型材料以预定的注射速度射出时的注射压力进行测量。由注射压力与注射速度之间的关系能够测量剪切应力与剪切速度之间的关系。剪切应力与注射压力呈比例，剪切速度与注射速度呈比例。
[0082]图6是表示通过设定支援装置测量的成型材料的粘度特性(剪切应力与剪切速度之间的关系)的一例的图。剪切应力与剪切速度之间的关系表示与注射压力和注射速度之间的关系相同的倾向。
[0083]接着，控制器40准备成型条件，该成型条件包括在步骤S106中测量的成型材料的粘度特性(步骤S108)，并再次计算压力上升位置S2成为目标位置的螺杆20的转速(步骤S110)。基于以与实际的注射成型相同的条件测量的粘度特性，计算螺杆20的转速，因此，
信赖性高。
[0084]接着，控制器40调查螺杆20的转速的计算结果是否收敛(步骤S112)。通过上次的计算结果与本次的计算结果之差是否在容许范围内，能够明了计算结果是否收敛。
[0085]在步骤SI 12中计算结果没有收敛时(步骤SI 12中的“NO”)、与步骤S106相同，在包含本次的计算结果的条件下，再次测量成型材料的粘度特性(步骤S114)。之后，控制器40返回到步骤S108，准备包括在步骤S114中测量的粘度特性的成型条件，并再次执行步骤SllO以后的处理，再次进行螺杆20的转速计算。通过进行收敛判定，信赖性进一步提高。
[0086]另一方面，在步骤SI 12中计算结果收敛时(步骤SI 12中的“YES”)，控制器40进入到步骤SI 16。
[0087]控制器40检查螺杆20的转速的计算结果作为实际的成型条件是否适合(步骤S116)。例如控制器40，当螺杆20的转速超过阈值时，由于超过计量马达61的能力因此认为不适合，螺杆20的转速为阈值以下时认为适合。并且，控制器40基于检查结果判断计算中所使用的成型条件是否适合。
[0088]在步骤S116中，当计算结果作为实际的成型条件不适合时(步骤S116的“NO”)，控制器40判断为计算中所使用的成型条件不适合(步骤S118)，在冷却时间内重新设定计量时间(步骤S120)。控制器40伴随计量时间的重新设定，重新设定(I)材料供给部81的供给速度(送料螺杆85的转速)。材料供给部81的供给速度通过用(5) I注射容量除以计量时间来计算。之后，控制器40返回到步骤S102，在步骤S102中准备包括重新设定的材料供给部81的供给速度的成型条件，并继续进行步骤S104以后的处理。能够计算实用的成型条件。
[0089]另一方面，在步骤S116中，当计算结果作为实际成型条件适合时(步骤S116中的“YES”)，控制器40判断为计算中所使用的成型条件适合(步骤S122)，并进入到步骤S124。
[0090]控制器40基于螺杆20的转速的计算结果推测压力上升位置处的成型材料的温度(步骤S124)。成型材料的温度依赖于从缸体11传递的热、因剪切而产生的热等。螺杆20的转速越大、基于螺杆旋转的成型材料的输送速度越快，则从缸体11传递的热越少、成型材料的温度越低。并且，螺杆20的转速越大、因剪切产生的热越多，则成型材料的温度越闻。
[0091]接着，控制器40判断在压力上升位置处的成型材料的推测温度是否在适合的温度范围内(步骤S126)。例如，在压力上升位置S2处的成型材料的温度低于适合的温度范围的下限温度时，成型材料过于凝固而成型材料无法很好地混匀，并且对成型材料施加高的剪切应力并因剪切发热而在成型材料上产生烧伤。对于适合的温度范围可以设定上限温度，也可以不设定。作为适合的温度范围，读取预先存储在控制器40的R0M42或存储部44等中的信息来使用。
[0092]在步骤S126中，当判定为推测温度不在适当的温度范围内时(步骤S126中的“NO”)，为了解决混匀不足以及烧伤等问题，再次设定(8)缸体11的温度(步骤S128)。之后，控制器40返回到步骤S102，准备包括在步骤S128中再次设定的缸体11的温度的成型条件，并继续进行步骤S104以后的处理。能够得到可充分混匀成型材料且可抑制烧伤的成型条件。
[0093]另外，在步骤S126中，当判断为推测温度没有处于适当的温度范围内时，可以再次设定从(I)材料供给部81的供给速度(送料螺杆85的转速)、(4)螺杆20的背压PO、(8)缸体11的温度中所选择的任意的条件。此时，可以再次设定多个条件，其组合没有特别限定。
[0094]另一方面，在步骤S126中，当判断为推测温度在适当的温度范围内时，(步骤S126中的“YES”)，通过计算出的成型条件能够稳定地得到品质良好的成型品，因此控制器40结束处理。
[0095]另外，在图4所示的处理中，各步骤的顺序能够变更。例如，相比检查螺杆20的转速的计算结果是否收敛的步骤S112，可先执行检查螺杆20的转速的计算结果作为实际的成型条件是否适合的步骤S116。
[0096]接着，参照图7，对控制器40的成型条件的条件设置处理的另一例进行说明。图7是表示本发明的一实施方式的作为设定支援装置的控制器的处理的另一例的图。
[0097]首先，控制器40准备决定压力上升位置S2的多个成型条件中除了(I)材料供给部81的供给速度以外的其他成型条件(步骤S202)。在其他成型条件中包括(2)螺杆20的转速。螺杆20的转速可以通过用户对输入部45的输入操作来准备。
[0098]接着，控制器40计算压力上升位置S2成为目标位置的材料供给部81的供给速度(送料螺杆85的转速)(步骤S204)。由此，能够不依赖于用户的经验以及直觉等，在短时间内确定成型条件。
[0099]接着，控制器40在包括材料供给部81的供给速度的计算结果的条件下测量成型材料的粘度特性(步骤S206)。能够确认在步骤S202中准备的(6)成型材料的粘度特性的妥当性。成型材料的粘度特性例如可以由注射压力与注射速度之间的关系求出。注射压力与注射速度之间的关系是通过改变注射速度来反复执行下述测量来测量的，即测量以预定的注射速度射出以在步骤S204中计算出的供给速度供给的缸体内的成型材料时的注射压力。
[0100]接着，控制器40准备包括所测量的成型材料的粘度特性的成型条件(步骤S208)，并再次计算压力上升位置S2成为目标位置的材料供给部81的供给速度(送料螺杆85的转速)(步骤S210)。基于以与实际的注射成型同样的条件测量的粘度特性计算材料供给部81的供给速度，因此信赖性高。
[0101]接着，控制器40调查材料供给部81的供给速度的计算结果是否收敛(步骤S212)。通过上次的计算结果与本次的计算结果之差是否在容许范围内，可以明了计算结果是否收敛。
[0102]在步骤S212中，当计算结果没有收敛时(步骤S212中的“NO”)，与步骤S206同样，在包括本次的计算结果的条件下再次测量成型材料的粘度特性(步骤S214)。之后，控制器40，返回到步骤S208，准备包括在步骤S214中测量的粘度特性的成型条件，并再次执行步骤S210以后的处理，再次进行材料供给部81的供给速度的计算。通过进行收敛判定，进一步提高信赖性。
[0103]另一方面，在步骤S212中，当计算结果收敛时(步骤S212中的“YES”)，控制器40进入到步骤S216。
[0104]控制器40检查材料供给部81的供给速度的计算结果作为实际的成型条件是否适合(步骤S216)。例如控制器40，在材料供给部81的供给速度超过阈值时，计量时间超过冷却时间，在冷却工序中计量工序没有结束，因此认为不适合，材料供给部81的供给速度为阈值以下时认为适合。并且，控制器40基于检查结果判断计算中所使用的成型条件是否适口 ο
[0105]在步骤S216中，当计算结果作为实际的成型条件不适合时(步骤S216中的“NO”)，控制器40判断为计算中所使用的成型条件不适合(步骤S218)，在容许范围内重新设定螺杆20的转速(步骤S220)。之后、控制器40，返回到步骤S202，准备包括在步骤S220中再次设定的螺杆20的转速的成型条件，并继续进行步骤S204以后的处理。能够计算实用的成型条件。
[0106]另一方面，在步骤S216中，当计算结果作为实际的成型条件适合时(步骤S216中的“YES”)，控制器40判断为计算中所使用的成型条件适合(步骤S222)，并进入到步骤S224。
[0107]控制器40基于材料供给部81的供给速度的计算结果，推测压力上升位置处的成型材料的温度(步骤S224)。成型材料的温度依赖于从缸体11传递来的热、因剪切而产生的热等。
[0108]接着，控制器40判断在压力上升位置处的成型材料的推测温度是否在适当的温度范围内(步骤S226)。例如，在压力上升位置S2处的成型材料的温度比适当的温度范围的下限温度低时，成型材料过于凝固而成型材料不能很好地混匀，或对成型材料施加高的剪切应力而因剪切发热而在成型材料中产生烧伤。对于适当的温度范围，可以设定上限温度，也可不设定。适当的温度范围读取预先存储在控制器40的R0M42或存储部44等中的信息来使用。
[0109]在步骤S226中当判断为推测温度不在适当的温度范围内时(步骤S226中的“NO”)，为了解决混匀不足以及烧伤等问题，再次设定(8)缸体11的温度(步骤S228)。之后，控制器40，返回到步骤S202，准备包括在步骤S228中再次设定了的缸体11的温度的成型条件，并继续执行步骤S204以后的处理。能够得到可充分混匀成型材料且能够抑制烧伤的成型条件。
[0110]另外，可以在步骤S226中判断为推测温度不在适当的温度范围内时，再次设定从
(I)材料供给部81的供给速度(送料螺杆85的转速)、(4)螺杆20的背压PO、(8)缸体11的温度中选择的任意的条件。此时，可以再次设定多个条件，其组合没有特别限制。
[0111]另一方面，在步骤S226中判断为推测温度在适当的温度范围内时(步骤S226中的“YES”)，能够通过计算出的成型条件稳定地得到品质良好的成型品，因此，控制器40结束处理。
[0112]另外，在图7所示的处理中，各步骤的顺序可以变更。例如，相比检查材料供给部81的供给速度的计算结果是否收敛的步骤S212，可先进行检查材料供给部81的供给速度的计算结果作为实际的成型条件是否适合的步骤S216。
[0113]以上，说明了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。
[0114]例如，上述实施方式的材料供给部包括送料螺杆，但也可以包括真空装料器，其结构没有特别限制。此外，材料供给部可以为不控制供给速度的部件，也可以由与成型材料供给口 14连接的料斗构成。
[0115]并且，上述实施方式的注射装置可以使螺杆20和送料螺杆85同步旋转，但也可使它们分别旋转。例如，可以仅在计量工序的一部分(例如前半部分)使送料螺杆85旋转。即，上述实施方式中，材料供给部81的供给时间与计量时间相同，但也可以不同。
[0116]并且，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成型材料，并从注射缸向模具装置内射出成型材料。在螺杆预塑方式中，在塑化缸内配设螺杆。
【权利要求】
1.一种注射成型机，其具备: 缸体； 材料供给部，将成型材料供给到该缸体内； 螺杆，被配设成在上述缸体内旋转自如且沿轴向进退自如；以及 设定支援装置，对成型条件的设定进行支援， 该设定支援装置，基于确定沿形成于上述螺杆的槽输送的成型材料的压力上升位置的多个成型条件中的一部分成型条件，计算上述压力上升位置成为上述目标位置的其余的成型条件。
2.如权利要求1所述的注射成型机， 上述材料供给部以与指令值对应的供给速度向上述缸体内供给成型材料， 上述设定支援装置基于上述材料供给部的供给速度计算上述压力上升位置成为目标位置的上述螺杆的转速。
3.如权利要求1所述的注射成型机， 上述材料供给部以与指令值对应的供给速度向上述缸体内供给成型材料， 上述设定支援装置基于上述螺杆的转速计算上述压力上升位置成为目标位置的上述材料供给部的供给速度。
4.如权利要求1-3中任意一项所述的注射成型机， 上述设定支援装置检查上述其余的成型条件的计算结果作为实际的成型条件是否适口 ο
5.如权利要求4所述的注射成型机， 上述设定支援装置基于检查结果判断计算上述其余的成型条件时所使用的上述一部分成型条件是否适合。
6.如权利要求1-5中任意一项所述的注射成型机， 上述设定支援装置基于在包括上述其余的成型条件的计算结果的条件下测量的上述成型材料的粘度特性，再次进行上述其余的成型条件的计算。
7.如权利要求6所述的注射成型机， 上述设定支援装置判断上述其余的成型条件的计算结果是否收敛。
8.如权利要求1-7中任意一项所述的注射成型机， 上述设定支援装置基于上述其余的成型条件的计算结果推测作为目标的压力上升位置处的上述成型材料的温度。
9.如权利要求8所述的注射成型机， 上述设定支援装置检查上述作为目标的压力上升位置处的成型材料的推测温度是否在适当的温度范围内。
10.一种注射成型机的设定支援装置，该注射成型机具备:缸体；材料供给部，将成型材料供给到该缸体内；以及螺杆，被配设成在上述缸体内旋转自如且沿轴向进退自如，上述设定支援装置对上述注射成型机的设定进行支援， 该设定支援装置基于确定沿形成于上述螺杆的槽输送的成型材料的压力上升位置的多个成型条件中的一部分成型条件，计算上述压力上升位置成为上述目标位置的其余的成型条件。
【文档编号】B29C45/76GK104044249SQ201410043073
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年1月29日 优先权日:2013年3月14日
【发明者】清家幸治, 石田浩修 申请人:住友重机械工业株式会社
【专利摘要】本发明提供一种能够支援成型条件的设定的注射成型机。该注射成型机（2）具备：缸体（11）；向缸体（11）内供给成型材料的材料供给部（81）；被配置成在缸体（11）内旋转自如且沿轴向进退自如的螺杆（20）；以及支援成型条件的设定的设定支援装置（40）。设定支援装置（40）基于确定沿形成于螺杆（20）的槽（26）输送的成型材料的压力上升位置的多个成型条件中的一部分成型条件，计算压力上升位置成为目标位置的其余的成型条件。
【专利说明】注射成型机及注射成型机的设定支援装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及注射成型机及注射成型机的设定支援装置。
[0002]本申请主张基于2013年3月14日申请的日本专利申请2013-052255号的优先权。该申请的所有内容通过参考援用于本说明书中。
【背景技术】
[0003]注射成型机具备缸体、将成型材料供给到缸体内的材料供给部以及被配设成在缸体内旋转自如且进退自如的螺杆。供给到形成于螺杆的螺旋状的槽内的成型材料伴随着螺杆的旋转而向前方输送。在缸体的外周设置有多个带式加热器，多个带式加热器的热向缸体传递而使在缸体内前进的成型材料逐渐熔融。随着将熔融的成型材料向螺杆的前方输送并蓄积在缸体前部，使螺杆后退。之后，若螺杆前进，则蓄积在螺杆的前方的成型材料从形成在缸体的前端的喷嘴射出，并填充到模具装置的型腔空间。通过使所填充的成型材料固化，得到成型品(例如参照专利文献I)。
[0004]专利文献1:日本特开2004 - 351661号公报
[0005]以往，成型条件依赖于用户的经验以及直觉等通过尝试来设定，在条件设置上花费时间。
【发明内容】
[0006]本发明即是鉴于上述课题而做出的，其目的是提供一种能够支援成型条件的设定的注射成型机。
[0007]为了解决上述课题，根据本发明的一方式提供一种注射成型机，具备:
[0008]缸体；
[0009]材料供给部，将成型材料供给到该缸体内；
[0010]螺杆，被配设成在上述缸体内旋转自如且沿轴向进退自如；以及
[0011]设定支援装置，对成型条件的设定进行支援，
[0012]该设定支援装置，基于确定沿形成于上述螺杆的槽输送的成型材料的压力上升位置的多个成型条件中的一部分成型条件，计算出上述压力上升位置成为上述目标位置的其余的成型条件。
[0013]发明效果:
[0014]根据本发明的一方式，能够得到一种能够支援成型条件的设定的注射成型机。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是表示本发明的一实施方式的注射成型机的图。
[0016]图2是表示图1的驱动装置的图。
[0017]图3是表示沿图1的形成在螺杆上的螺旋状的槽输送的成型材料的压力分布的一例的图。
[0018]图4是表示本发明的一实施方式的设定支援装置的处理的一例的图。
[0019]图5是表示通过设定支援装置测量的注射压力与注射速度之间的关系的一例的图。
[0020]图6是表示通过设定支援装置测量的成型材料的粘度特性(剪切应力与剪切速度之间的关系)的一例的图。
[0021]图7是表示本发明的一实施方式的设定支援装置的处理的另一例的图。
[0022]符号说明
[0023]2注射成型机
[0024]10注射装置
[0025]11 缸体
[0026]20 螺杆
[0027]21螺杆主体
[0028]22射出部
[0029]23螺旋翼片部
[0030]24压力部
[0031]26螺旋状的槽
[0032]40控制器(设定支援装置)
[0033]45输入部
[0034]46显示部
[0035]60驱动装置
[0036]61计量马达
[0037]71注射马达
[0038]81材料供给部
[0039]83送料缸
[0040]85送料螺杆
[0041]86送料马达
【具体实施方式】
[0042]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，将填充工序中的螺杆的移动方向设为前方，将计量工序中的螺杆的移动方向设为后方来进行说明。
[0043]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的成型材料的填充工序、对所流入的成型材料施加压力的保压工序、在保压工序之后在模具装置内使成型材料固化的冷却工序、计量用于下一个成型品的成型材料的计量工序、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。
[0044]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。
[0045]注射装置10包括缸体11、向缸体11内供给成型材料(例如树脂颗粒)的材料供给部81、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。
[0046]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、以及配设在螺旋翼片部23的前端的压力部24。
[0047]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形成有螺旋状的槽26。从螺旋翼片部23的后端到前端，槽26的深度可以为一定，螺杆压缩比可以为一定。
[0048]压力部24可以由外径比棒状的本体部23 a大的圆柱部构成。也可以在本体部23a与圆柱部之间设置从本体部23 a遍及圆柱部外径逐渐变大的未图示的圆锥台状的倾斜部，由倾斜部以及圆柱部构成压力部24。
[0049]另外，也可以不配设压力部24而遍及螺杆主体21的整体形成螺旋翼片部。螺杆主体21也可以从后端到前端划分为被供给成型材料的供给部、压缩并熔融所供给的成型材料的压缩部、以及按一定量分别计量所熔融的成型材料的计量部。此时，螺旋状的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。
[0050]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的后方相邻接地形成的杆部32、配设在该杆部32的周围的止回环33、及安装在压力部24的前端的密封环(锁环:Check Ring) 34 构成。
[0051]在计量工序时，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的后方向前方输送成型材料。此外，在注射工序时，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，成型材料的逆流得到防止。
[0052]材料供给部81以与来自控制器40的指令值对应的供给速度向缸体11内供给成型材料。在缸体11的后部形成有成型材料供给口 14。
[0053]材料供给部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。
[0054]从料斗82内供给到送料缸83内的成型材料随着送料螺杆85的旋转而沿着形成在送料螺杆85上的螺旋状的槽前进。从送料螺杆85的前端输送到引导部84内的成型材料在引导部84内落下，并供给到缸体11内。另外，供给到送料缸83内的成型材料也可以通过未图示的加热器加热(预热)。此时，成型材料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。
[0055]图2是表示图1的驱动装置的图。驱动装置60包括使螺杆20在缸体11内旋转的计量马达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传递给轴部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的槽26内的成型材料被向前方输送。
[0056]驱动装置60包括使螺杆20在缸体11内沿着轴向移动的注射马达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，并检测螺杆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。另外，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。
[0057]另外，驱动装置60只要能够使螺杆20 —边在缸体11内旋转一边进退即可，其结构不限于图2的结构。例如，也可以在驱动注射马达71而使螺杆20进退时，计量马达61与螺杆20以及旋转部件65—起进退。此时，旋转部件65可以与计量马达61的转子63 —体化。
[0058]接着再次参照图1及图2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。
[0059]在计量工序中，驱动计量马达61，使螺杆20以设定转速旋转。此时，可以驱动送料马达86，使送料螺杆85以设定转速旋转，可以同时开始螺杆20的旋转和送料螺杆85的旋转。螺杆20的设定转速、送料螺杆85的设定转速可以独立设定，并根据螺杆20的位置或距计量开始时的经过时间等变更。
[0060]从料斗82供给到送料缸83内的成型材料随着送料螺杆85的旋转而沿着形成于送料螺杆85的螺旋状的槽前进。从送料螺杆85的前端输送到引导部84内的成型材料在引导部84内落下，并供给到缸体11内。
[0061]供给到缸体11内的成型材料可以不在成型材料供给口 14滞留而通过螺杆20立即向前方输送。因此不会向螺杆20的槽26内稠密地填充成型材料，槽26内的成型材料的状态成为稀疏的状态(饥饿状态)。因此，基于材料供给装置81的成型材料的供给速度越快，每单位时间内由螺杆20向前方输送的成型材料的量越增大。
[0062]供给到缸体11内的成型材料随着螺杆20的旋转而沿着形成于螺杆20的螺旋状的槽26前进。在缸体11的外周设置有多个带式加热器hll?hl3、将多个带式加热器hll?hl3的热传递给缸体11并使在缸体11内前进的成型材料逐渐熔融。伴随熔融的成型材料输送到螺杆20的前方，并蓄积在缸体前部，螺杆20后退。
[0063]在计量工序中，为了限制螺杆20的急剧后退，可以驱动注射马达71，以对螺杆20施加预定的背压。螺杆20后退到预定位置，在螺杆20的前方蓄积预定量的成型材料时，停止驱动计量马达61以及注射马达71。可以同时停止螺杆20的旋转和送料螺杆85的旋转。
[0064]这样，螺杆20的旋转与送料螺杆85的旋转可以同时开始同时停止。即，螺杆20与送料螺杆85可以同步旋转。
[0065]在填充工序中，驱动注射马达71，使螺杆20以设定速度前进，并使蓄积在螺杆20前方的成型材料从配设在缸体前端的喷嘴12吐出，而填充到与喷嘴12接触的模具装置内的型腔空间。螺杆20前进到预定位置(所谓V/P切换位置)时，开始保压工序。另外，也可以在距填充工序开始的经过时间达到预定时间时，开始保压工序。螺杆20的设定速度可以为一定，也可以根据螺杆位置或经过时间变更。
[0066]在保压工序中，驱动注射马达71，以设定压力向前方推压螺杆20，补充型腔空间的因成型材料的冷却而引起的体积收缩量的成型材料。型腔空间的入口(所谓浇口)被固化的成型材料密封，且防止成型材料从型腔空间逆流，之后，开始冷却工序。可以在冷却工序期间进行计量用于接下来的成型品的成型材料的计量工序。螺杆20的设定压力可以为一定，也可以根据经过时间等而变更。
[0067]图3是表示在计量工序中沿形成在螺杆上的螺旋状的槽输送的成型材料的压力分布的一例的图。在图3中，SO为压力部24的前端位置、SI为压力部24的后端位置(即压力部24与螺旋翼片部23之间的边界位置)、S2表示螺旋翼片部23中的成型材料的压力上升位置。
[0068]在压力部24的前端位置SO及其前方，对成型材料作用与螺杆20的背压相同的压力PO。如图3所示，作用于成型材料的压力，从压力部24的前端位置SO遍及压力部24的后端位置SI逐渐增加，在压力部24的后端位置SI达到最大压力P1。如图3所示，作用于成型材料的压力从压力部24的后端位置SI朝向后方逐渐减小，在螺旋翼片部23中的成型材料的压力上升位置S2处大致为零。
[0069]压力上升位置S2主要由(I)材料供给部81的供给速度(送料螺杆85的转速)、(2)基于螺杆旋转的成型材料的输送速度(螺杆20的转速)、(3)螺杆20的尺寸、(4)螺杆20的背压PO、(5) I注射容量(I注射量所使用的成型材料的量)、(6)成型材料的粘度特性(剪切应力与剪切速度之间的关系)、(7)缸体11的尺寸以及(8)缸体11的温度等决定。压力上升位置S2虽然相对于缸体11的位置变化，但是相对于螺杆20的位置几乎不变。因此，相对螺杆20的压力上升位置在计量工序期间几乎不变。
[0070](I)材料供给部81的供给速度与送料螺杆85的转速呈比例。送料螺杆85的转速越大，材料供给部81的供给速度越快。其供给速度越快，成型材料的最大压力Pl越高，螺旋翼片部23的压力梯度越缓，压力上升位置S2越向后方移动。
[0071](2)基于螺杆旋转的成型材料的输送速度与螺杆20的转速呈比例。螺杆20的转速越大，基于螺杆旋转的成型材料的输送速度越快。成型材料的输送速度越快，螺旋翼片部23的压力斜度越陡，压力上升位置S2越向前方移动。
[0072]压力上升位置S2位于相比压力部24的后端位置SI还靠后方的预定范围内时，能够稳定地得到品质良好的成型品。
[0073]因此，控制器40具有作为设定支援装置的功能，该设定支援装置支援使压力上升位置S2成为目标位置的成型条件的设定。另外，设定支援装置也可以与控制注射装置10的动作以及材料供给部81的动作的控制器40分开设置，也可以与注射成型机2分开设置并与注射成型机2连接。
[0074]控制器40基于决定压力上升位置S2的多个成型条件中的一部分成型条件计算压力上升位置S2成为目标位置的其余的成型条件。决定压力上升位置S2的多个成型条件例如为上述(I)?(8)。用于计算的成型条件及压力上升位置S2的目标位置可以预先存储在R0M42或存储部44等中，也可以通过输入部45受理。用于计算的成型条件中的至少一个通过用户对输入部45进行输入操作来准备。
[0075]例如，控制器40以式子的形式存储压力上升位置S2和确定压力上升位置S2的多个成型条件之间的关系，并利用存储的式子进行计算。用于计算的式子，读取预先存储于存储部44等记录介质中的式子来使用。
[0076]控制器40可以通过显示部46显示计算结果。另外，本实施方式中分开设置输入部45和显示部46，但输入部45和显示部46 —体也可以，例如可以由触控面板构成。
[0077]接着，参照图4，对基于控制器40的成型条件的条件设定处理的一例进行说明。图4是表示本发明的一实施方式的作为设定支援装置的控制器的处理的一例的图。
[0078]首先，控制器40准备确定压力上升位置S2的多个成型条件中除去(2)螺杆20的转速的其他成型条件(步骤S102)。在其他成型条件中包括(I)材料供给部81的供给速度(送料螺杆85的转速)。材料供给部81的供给速度可以通过用户对输入部45进行输入操作来准备。
[0079]接着，控制器40计算压力上升位置S2成为目标位置的螺杆20的转速(步骤S104)。由此，不依赖于用户的经验以及直觉等就可以在短时间内确定成型条件。
[0080]接着，控制器40在包括螺杆20的转速的计算结果的条件下测量成型材料的粘度特性(步骤S106)。能够确认在步骤S102中准备的(6)成型材料的粘度特性的妥当性。成型材料的粘度特性例如由注射压力与注射速度之间的关系求出。
[0081]图5是表示由设定支援装置测量的注射压力与注射速度之间的关系的一例的图。注射压力与注射速度之间的关系是通过改变注射速度反复进行下述注射压力的测量来进行测定的，即对以步骤S104中算出的转速对蓄积在螺杆20的前方的成型材料以预定的注射速度射出时的注射压力进行测量。由注射压力与注射速度之间的关系能够测量剪切应力与剪切速度之间的关系。剪切应力与注射压力呈比例，剪切速度与注射速度呈比例。
[0082]图6是表示通过设定支援装置测量的成型材料的粘度特性(剪切应力与剪切速度之间的关系)的一例的图。剪切应力与剪切速度之间的关系表示与注射压力和注射速度之间的关系相同的倾向。
[0083]接着，控制器40准备成型条件，该成型条件包括在步骤S106中测量的成型材料的粘度特性(步骤S108)，并再次计算压力上升位置S2成为目标位置的螺杆20的转速(步骤S110)。基于以与实际的注射成型相同的条件测量的粘度特性，计算螺杆20的转速，因此，
信赖性高。
[0084]接着，控制器40调查螺杆20的转速的计算结果是否收敛(步骤S112)。通过上次的计算结果与本次的计算结果之差是否在容许范围内，能够明了计算结果是否收敛。
[0085]在步骤SI 12中计算结果没有收敛时(步骤SI 12中的“NO”)、与步骤S106相同，在包含本次的计算结果的条件下，再次测量成型材料的粘度特性(步骤S114)。之后，控制器40返回到步骤S108，准备包括在步骤S114中测量的粘度特性的成型条件，并再次执行步骤SllO以后的处理，再次进行螺杆20的转速计算。通过进行收敛判定，信赖性进一步提高。
[0086]另一方面，在步骤SI 12中计算结果收敛时(步骤SI 12中的“YES”)，控制器40进入到步骤SI 16。
[0087]控制器40检查螺杆20的转速的计算结果作为实际的成型条件是否适合(步骤S116)。例如控制器40，当螺杆20的转速超过阈值时，由于超过计量马达61的能力因此认为不适合，螺杆20的转速为阈值以下时认为适合。并且，控制器40基于检查结果判断计算中所使用的成型条件是否适合。
[0088]在步骤S116中，当计算结果作为实际的成型条件不适合时(步骤S116的“NO”)，控制器40判断为计算中所使用的成型条件不适合(步骤S118)，在冷却时间内重新设定计量时间(步骤S120)。控制器40伴随计量时间的重新设定，重新设定(I)材料供给部81的供给速度(送料螺杆85的转速)。材料供给部81的供给速度通过用(5) I注射容量除以计量时间来计算。之后，控制器40返回到步骤S102，在步骤S102中准备包括重新设定的材料供给部81的供给速度的成型条件，并继续进行步骤S104以后的处理。能够计算实用的成型条件。
[0089]另一方面，在步骤S116中，当计算结果作为实际成型条件适合时(步骤S116中的“YES”)，控制器40判断为计算中所使用的成型条件适合(步骤S122)，并进入到步骤S124。
[0090]控制器40基于螺杆20的转速的计算结果推测压力上升位置处的成型材料的温度(步骤S124)。成型材料的温度依赖于从缸体11传递的热、因剪切而产生的热等。螺杆20的转速越大、基于螺杆旋转的成型材料的输送速度越快，则从缸体11传递的热越少、成型材料的温度越低。并且，螺杆20的转速越大、因剪切产生的热越多，则成型材料的温度越闻。
[0091]接着，控制器40判断在压力上升位置处的成型材料的推测温度是否在适合的温度范围内(步骤S126)。例如，在压力上升位置S2处的成型材料的温度低于适合的温度范围的下限温度时，成型材料过于凝固而成型材料无法很好地混匀，并且对成型材料施加高的剪切应力并因剪切发热而在成型材料上产生烧伤。对于适合的温度范围可以设定上限温度，也可以不设定。作为适合的温度范围，读取预先存储在控制器40的R0M42或存储部44等中的信息来使用。
[0092]在步骤S126中，当判定为推测温度不在适当的温度范围内时(步骤S126中的“NO”)，为了解决混匀不足以及烧伤等问题，再次设定(8)缸体11的温度(步骤S128)。之后，控制器40返回到步骤S102，准备包括在步骤S128中再次设定的缸体11的温度的成型条件，并继续进行步骤S104以后的处理。能够得到可充分混匀成型材料且可抑制烧伤的成型条件。
[0093]另外，在步骤S126中，当判断为推测温度没有处于适当的温度范围内时，可以再次设定从(I)材料供给部81的供给速度(送料螺杆85的转速)、(4)螺杆20的背压PO、(8)缸体11的温度中所选择的任意的条件。此时，可以再次设定多个条件，其组合没有特别限定。
[0094]另一方面，在步骤S126中，当判断为推测温度在适当的温度范围内时，(步骤S126中的“YES”)，通过计算出的成型条件能够稳定地得到品质良好的成型品，因此控制器40结束处理。
[0095]另外，在图4所示的处理中，各步骤的顺序能够变更。例如，相比检查螺杆20的转速的计算结果是否收敛的步骤S112，可先执行检查螺杆20的转速的计算结果作为实际的成型条件是否适合的步骤S116。
[0096]接着，参照图7，对控制器40的成型条件的条件设置处理的另一例进行说明。图7是表示本发明的一实施方式的作为设定支援装置的控制器的处理的另一例的图。
[0097]首先，控制器40准备决定压力上升位置S2的多个成型条件中除了(I)材料供给部81的供给速度以外的其他成型条件(步骤S202)。在其他成型条件中包括(2)螺杆20的转速。螺杆20的转速可以通过用户对输入部45的输入操作来准备。
[0098]接着，控制器40计算压力上升位置S2成为目标位置的材料供给部81的供给速度(送料螺杆85的转速)(步骤S204)。由此，能够不依赖于用户的经验以及直觉等，在短时间内确定成型条件。
[0099]接着，控制器40在包括材料供给部81的供给速度的计算结果的条件下测量成型材料的粘度特性(步骤S206)。能够确认在步骤S202中准备的(6)成型材料的粘度特性的妥当性。成型材料的粘度特性例如可以由注射压力与注射速度之间的关系求出。注射压力与注射速度之间的关系是通过改变注射速度来反复执行下述测量来测量的，即测量以预定的注射速度射出以在步骤S204中计算出的供给速度供给的缸体内的成型材料时的注射压力。
[0100]接着，控制器40准备包括所测量的成型材料的粘度特性的成型条件(步骤S208)，并再次计算压力上升位置S2成为目标位置的材料供给部81的供给速度(送料螺杆85的转速)(步骤S210)。基于以与实际的注射成型同样的条件测量的粘度特性计算材料供给部81的供给速度，因此信赖性高。
[0101]接着，控制器40调查材料供给部81的供给速度的计算结果是否收敛(步骤S212)。通过上次的计算结果与本次的计算结果之差是否在容许范围内，可以明了计算结果是否收敛。
[0102]在步骤S212中，当计算结果没有收敛时(步骤S212中的“NO”)，与步骤S206同样，在包括本次的计算结果的条件下再次测量成型材料的粘度特性(步骤S214)。之后，控制器40，返回到步骤S208，准备包括在步骤S214中测量的粘度特性的成型条件，并再次执行步骤S210以后的处理，再次进行材料供给部81的供给速度的计算。通过进行收敛判定，进一步提高信赖性。
[0103]另一方面，在步骤S212中，当计算结果收敛时(步骤S212中的“YES”)，控制器40进入到步骤S216。
[0104]控制器40检查材料供给部81的供给速度的计算结果作为实际的成型条件是否适合(步骤S216)。例如控制器40，在材料供给部81的供给速度超过阈值时，计量时间超过冷却时间，在冷却工序中计量工序没有结束，因此认为不适合，材料供给部81的供给速度为阈值以下时认为适合。并且，控制器40基于检查结果判断计算中所使用的成型条件是否适口 ο
[0105]在步骤S216中，当计算结果作为实际的成型条件不适合时(步骤S216中的“NO”)，控制器40判断为计算中所使用的成型条件不适合(步骤S218)，在容许范围内重新设定螺杆20的转速(步骤S220)。之后、控制器40，返回到步骤S202，准备包括在步骤S220中再次设定的螺杆20的转速的成型条件，并继续进行步骤S204以后的处理。能够计算实用的成型条件。
[0106]另一方面，在步骤S216中，当计算结果作为实际的成型条件适合时(步骤S216中的“YES”)，控制器40判断为计算中所使用的成型条件适合(步骤S222)，并进入到步骤S224。
[0107]控制器40基于材料供给部81的供给速度的计算结果，推测压力上升位置处的成型材料的温度(步骤S224)。成型材料的温度依赖于从缸体11传递来的热、因剪切而产生的热等。
[0108]接着，控制器40判断在压力上升位置处的成型材料的推测温度是否在适当的温度范围内(步骤S226)。例如，在压力上升位置S2处的成型材料的温度比适当的温度范围的下限温度低时，成型材料过于凝固而成型材料不能很好地混匀，或对成型材料施加高的剪切应力而因剪切发热而在成型材料中产生烧伤。对于适当的温度范围，可以设定上限温度，也可不设定。适当的温度范围读取预先存储在控制器40的R0M42或存储部44等中的信息来使用。
[0109]在步骤S226中当判断为推测温度不在适当的温度范围内时(步骤S226中的“NO”)，为了解决混匀不足以及烧伤等问题，再次设定(8)缸体11的温度(步骤S228)。之后，控制器40，返回到步骤S202，准备包括在步骤S228中再次设定了的缸体11的温度的成型条件，并继续执行步骤S204以后的处理。能够得到可充分混匀成型材料且能够抑制烧伤的成型条件。
[0110]另外，可以在步骤S226中判断为推测温度不在适当的温度范围内时，再次设定从
(I)材料供给部81的供给速度(送料螺杆85的转速)、(4)螺杆20的背压PO、(8)缸体11的温度中选择的任意的条件。此时，可以再次设定多个条件，其组合没有特别限制。
[0111]另一方面，在步骤S226中判断为推测温度在适当的温度范围内时(步骤S226中的“YES”)，能够通过计算出的成型条件稳定地得到品质良好的成型品，因此，控制器40结束处理。
[0112]另外，在图7所示的处理中，各步骤的顺序可以变更。例如，相比检查材料供给部81的供给速度的计算结果是否收敛的步骤S212，可先进行检查材料供给部81的供给速度的计算结果作为实际的成型条件是否适合的步骤S216。
[0113]以上，说明了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。
[0114]例如，上述实施方式的材料供给部包括送料螺杆，但也可以包括真空装料器，其结构没有特别限制。此外，材料供给部可以为不控制供给速度的部件，也可以由与成型材料供给口 14连接的料斗构成。
[0115]并且，上述实施方式的注射装置可以使螺杆20和送料螺杆85同步旋转，但也可使它们分别旋转。例如，可以仅在计量工序的一部分(例如前半部分)使送料螺杆85旋转。即，上述实施方式中，材料供给部81的供给时间与计量时间相同，但也可以不同。
[0116]并且，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成型材料，并从注射缸向模具装置内射出成型材料。在螺杆预塑方式中，在塑化缸内配设螺杆。
【权利要求】
1.一种注射成型机，其具备: 缸体； 材料供给部，将成型材料供给到该缸体内； 螺杆，被配设成在上述缸体内旋转自如且沿轴向进退自如；以及 设定支援装置，对成型条件的设定进行支援， 该设定支援装置，基于确定沿形成于上述螺杆的槽输送的成型材料的压力上升位置的多个成型条件中的一部分成型条件，计算上述压力上升位置成为上述目标位置的其余的成型条件。
2.如权利要求1所述的注射成型机， 上述材料供给部以与指令值对应的供给速度向上述缸体内供给成型材料， 上述设定支援装置基于上述材料供给部的供给速度计算上述压力上升位置成为目标位置的上述螺杆的转速。
3.如权利要求1所述的注射成型机， 上述材料供给部以与指令值对应的供给速度向上述缸体内供给成型材料， 上述设定支援装置基于上述螺杆的转速计算上述压力上升位置成为目标位置的上述材料供给部的供给速度。
4.如权利要求1-3中任意一项所述的注射成型机， 上述设定支援装置检查上述其余的成型条件的计算结果作为实际的成型条件是否适口 ο
5.如权利要求4所述的注射成型机， 上述设定支援装置基于检查结果判断计算上述其余的成型条件时所使用的上述一部分成型条件是否适合。
6.如权利要求1-5中任意一项所述的注射成型机， 上述设定支援装置基于在包括上述其余的成型条件的计算结果的条件下测量的上述成型材料的粘度特性，再次进行上述其余的成型条件的计算。
7.如权利要求6所述的注射成型机， 上述设定支援装置判断上述其余的成型条件的计算结果是否收敛。
8.如权利要求1-7中任意一项所述的注射成型机， 上述设定支援装置基于上述其余的成型条件的计算结果推测作为目标的压力上升位置处的上述成型材料的温度。
9.如权利要求8所述的注射成型机， 上述设定支援装置检查上述作为目标的压力上升位置处的成型材料的推测温度是否在适当的温度范围内。
10.一种注射成型机的设定支援装置，该注射成型机具备:缸体；材料供给部，将成型材料供给到该缸体内；以及螺杆，被配设成在上述缸体内旋转自如且沿轴向进退自如，上述设定支援装置对上述注射成型机的设定进行支援， 该设定支援装置基于确定沿形成于上述螺杆的槽输送的成型材料的压力上升位置的多个成型条件中的一部分成型条件，计算上述压力上升位置成为上述目标位置的其余的成型条件。
【文档编号】B29C45/76GK104044249SQ201410043073
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年1月29日 优先权日:2013年3月14日
【发明者】清家幸治, 石田浩修 申请人:住友重机械工业株式会社
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