專(zhuān)利名稱(chēng)：注射模塑機(jī)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及帶有液壓驅(qū)動(dòng)源的注射模塑機(jī)，其中包括液壓泵的液壓驅(qū)動(dòng)源可變地控制驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)數(shù)以獲得排放流速的控制，本發(fā)明還涉及控制這樣的注射模塑機(jī)的方法。
背景技術(shù)：
通常，含有注射設(shè)備和模具夾緊設(shè)備的注射模塑機(jī)是廣為公知的，
如在日本JP-A-H04-79289 (專(zhuān)利文獻(xiàn)l)和其它文獻(xiàn)中公開(kāi)的那樣。在這種類(lèi)型的注射模塑機(jī)中， 一般，比如小球形的模塑材料被從注射模塑機(jī)的料斗輸送到加熱缸，在加熱缸內(nèi)在旋轉(zhuǎn)的螺桿的作用下被塑化和熔化，然后被計(jì)量，接著通過(guò)螺桿的前進(jìn)運(yùn)動(dòng)被計(jì)量的熔融樹(shù)脂被注射并填充進(jìn)由模具夾緊設(shè)備夾緊的模具的型腔內(nèi)。在該情況下，為了提高模塑質(zhì)量，經(jīng)由反饋來(lái)控制螺桿的速度，而且經(jīng)由反饋來(lái)控制注射壓力(樹(shù)脂壓力)。因此，填充進(jìn)模具型腔內(nèi)的樹(shù)脂的量保持恒定，從而避免了成型缺陷，比如由于填充不充分導(dǎo)致的注射不足以及由于填充過(guò)量導(dǎo)致的飛邊(flash )。
順便提及，當(dāng)人們關(guān)注模塑材料時(shí)，已經(jīng)出現(xiàn)許多可以使用的模塑材料，特別給予關(guān)注的是設(shè)計(jì)成再循環(huán)利用的那些再生材料。再生材料是通過(guò)將普通的模塑材料(純凈材料)與廢塑料、廢材料等(不同類(lèi)型的材料)進(jìn)行混合得而得到的，因此，當(dāng)更多量的不同類(lèi)型材料與純凈材料混合時(shí)，能夠提高再循環(huán)性能。然而，因?yàn)檫@些不同類(lèi)型的材料可能為固體材料，比如顆粒狀的材料，所以整體上降低了模塑材料的均勻性。因此，當(dāng)通過(guò)反饋傳統(tǒng)地控制注射模塑時(shí)，與通過(guò)控制模塑機(jī)相比，模塑材料的特性(模塑材料的不均勻性)會(huì)更顯著地影響模塑質(zhì)量。因此，傳統(tǒng)的注射模塑機(jī)在令人滿(mǎn)意的模塑再生材料方面遇到了困難，而且這樣的問(wèn)題在包含更大量的不同類(lèi)型材料時(shí)變得尤其明顯。
專(zhuān)門(mén)用于再生材料的注射模塑機(jī)通過(guò)日本JP-A-2004-50427 (專(zhuān)
利文獻(xiàn)2)的公開(kāi)而為人所知。該在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中公開(kāi)的用于再生材料的注射模塑機(jī)由下列部件組成裝有注射活塞的注射設(shè)備，布置在所述注射設(shè)備附近的裝有塑化螺桿的塑化設(shè)備，以及與注射缸連通的
并位于塑化缸前方的分配設(shè)備。該注射模塑機(jī)被這樣構(gòu)造，即通過(guò)其中放有金屬網(wǎng)過(guò)濾器的外來(lái)材料清除設(shè)備將所述分配設(shè)備和塑化缸連接在一起，塑化樹(shù)脂內(nèi)的外來(lái)材料通過(guò)所述過(guò)濾器被清除，并且樹(shù)脂能被輸送到注射設(shè)備。技術(shù)問(wèn)題
然而，上述傳統(tǒng)的注射模塑機(jī)(用于再生材料的注射模塑機(jī))還有以下問(wèn)題待解決。
第 一 ，傳統(tǒng)的注射模塑機(jī)為被制造用于再生材料的注射模塑機(jī)，這導(dǎo)致它具有特殊和復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，由此成本增加。此外，當(dāng)傳統(tǒng)的注射模塑機(jī)被用作模制僅有純凈材料的注射模塑機(jī)時(shí)，為它添加的另外的機(jī)構(gòu)(功能)使其降低了模塑質(zhì)量。因此，當(dāng)模塑既有純凈材料又有再生材料時(shí)，有必要，比如購(gòu)買(mǎi)兩種類(lèi)型的注射模塑機(jī)，結(jié)果，傳統(tǒng)的注射模塑機(jī)具有成本、安裝空間等方面的缺點(diǎn)。
第二，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的注射模塑機(jī)基本上具有清除外來(lái)材料的功能，
不可避免地本身就含有不同類(lèi)型材料的模塑材料，比如再生材料:包括沒(méi)有必要被清除的外來(lái)材料和不能被外來(lái)材料清除設(shè)備清除的各種材料，比如具有不同熔點(diǎn)的材料和由化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氣體的材料。這就為改進(jìn)模塑材料的不均勻性和提高模塑質(zhì)量及模塑材料的均勻性強(qiáng)加了許多限制
發(fā)明內(nèi)容
問(wèn)題的解決為了克服上述問(wèn)題，按照本發(fā)明的一方面，提供一種設(shè)有液壓驅(qū)
動(dòng)源2的注射模塑機(jī)1，其中該液壓驅(qū)動(dòng)源包括可變地控制驅(qū)動(dòng)馬達(dá)3的轉(zhuǎn)數(shù)以獲得排放流速的控制的液壓泵4，所述注射模塑機(jī)1包括能
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H^/ft矛一3:sL市w關(guān)^4丄vii ，矛一^:市y，關(guān)^4 ivi2 〈i曰J^1迅W地W妖四汁吳^a選擇裝置8。在所述注射模塑機(jī)1中，在第一控制模式Ml中，通過(guò)第一控制系統(tǒng)Cf執(zhí)行控制，其中，由速度檢測(cè)值Vd和設(shè)定的速度目標(biāo)值Vfc經(jīng)由反饋來(lái)控制螺桿速度，所述速度檢測(cè)值Vd通過(guò)螺桿速度檢測(cè)裝置5進(jìn)行檢測(cè)并且與螺桿速度有關(guān)，由壓力檢測(cè)值Pid和設(shè)定的壓力目標(biāo)值Pic經(jīng)由反饋來(lái)控制注射壓力，所述壓力檢測(cè)值Pid通過(guò)注射壓力檢測(cè)裝置6進(jìn)行檢測(cè)并與注射壓力相關(guān)，相反，在第二控制模式M2中，通過(guò)第二控制系統(tǒng)Cs執(zhí)行控制，其中，由設(shè)定的速度目標(biāo)值Vsc開(kāi)環(huán)控制螺桿速度，以及由壓力檢測(cè)值Ppd和設(shè)定的壓力目標(biāo)值Ppc經(jīng)由反饋來(lái)控制泵壓，其中所述壓力檢測(cè)值Ppd通過(guò)泵壓傳感器7進(jìn)行檢測(cè)并和泵壓有關(guān)。
為了克服上述問(wèn)題，按照本發(fā)明的另一方面，提供一種控制注射模塑機(jī)1的方法，該注射模塑機(jī)1帶有液壓驅(qū)動(dòng)源2，該液壓驅(qū)動(dòng)源2包括可變地控制驅(qū)動(dòng)馬達(dá)3的轉(zhuǎn)數(shù)以獲得排放流速的控制的液壓泵4 。在所述方法中，提供可選擇的第一控制模式M1和第二控制模式M2，如果選擇第一控制模式Ml，則通過(guò)第一控制系統(tǒng)Cf執(zhí)行控制，其中，通過(guò)與被檢測(cè)的螺桿速度有關(guān)的速度檢測(cè)值Vd和設(shè)定的速度目標(biāo)值Vfc經(jīng)由反饋來(lái)控制螺桿速度，通過(guò)與被檢測(cè)的注射壓力相關(guān)的壓力檢測(cè)值Pid和設(shè)定的壓力目標(biāo)值Pic經(jīng)由反饋來(lái)控制注射壓力，相反，如果選擇第二控制模式M2，則通過(guò)第二控制系統(tǒng)Cs執(zhí)行控制，其中，由設(shè)定的速度目標(biāo)值Vsc開(kāi)環(huán)控制螺桿速度，并且通過(guò)被檢測(cè)的液壓泵4的泵壓有關(guān)的壓力檢測(cè)值Ppd和設(shè)定的壓力目標(biāo)值Ppc經(jīng)由反饋來(lái)控制泵壓。
本發(fā)明的有益效果
釆用按照本發(fā)明的注射模塑機(jī)1及其控制方法，可獲得下述明顯的效果。(1) 由于按照模塑材料選擇第一控制模式Ml和第二控制模式M2,即使使用不同類(lèi)型的模塑材料(狀況)，也能夠?qū)Σ煌?lèi)型的模塑材料的模塑操作共用單個(gè)注射模塑機(jī)1。因此，沒(méi)有必要按照不同類(lèi)型的模塑材料購(gòu)買(mǎi)兩種類(lèi)型的注射模塑機(jī)，從而在成本、安裝空間等方面有益，而不同類(lèi)型的模塑材料通過(guò)改變控制方法進(jìn)行處理。由此，能夠防止注射模塑機(jī)本身變得專(zhuān)門(mén)化和復(fù)雜化，這就有助于進(jìn)一步降低成本。
(2) 由于，即使模塑材料包含不同類(lèi)型的材料比如再生材料，根據(jù)不可避免地含有不同類(lèi)型的材料的模塑材料的特性和狀況，也能夠執(zhí)行最適宜的控制，即使模塑材料是不均勻的，不論其不均勻的程度如何，模塑質(zhì)量和模塑材料的均勻度都能夠得到提高。特別地，當(dāng)選擇第二控制模式M2時(shí)，防止了超負(fù)荷現(xiàn)象。這有助于改善注射模塑機(jī)整體的能量節(jié)約。
(3) 按照一個(gè)優(yōu)選的方面，在第二控制系統(tǒng)Cs中關(guān)于泵壓的伺服增益Ks低于第一控制系統(tǒng)Cf中關(guān)于泵壓的伺服增益Kf。因此，能夠使得第二控制系統(tǒng)Cs的優(yōu)點(diǎn)(特性)更明顯，在所述第二控制系統(tǒng)中，螺桿速度進(jìn)行開(kāi)環(huán)控制而且泵壓經(jīng)由反饋進(jìn)行控制。
(4) 按照另一個(gè)優(yōu)選的方面，注射壓力檢測(cè)裝置6包括噴嘴樹(shù)脂壓力傳感器6a、缸內(nèi)壓傳感器6b和模具樹(shù)脂壓力傳感器6c中的至少一個(gè)，所述噴嘴樹(shù)脂壓力傳感器6a用于檢測(cè)在注射設(shè)備li的注射噴嘴ll內(nèi)的樹(shù)脂壓力(Pid)，所述缸內(nèi)壓傳感器6b用于檢測(cè)注射缸12內(nèi)的液壓(Pid)，所述模具樹(shù)脂壓力傳感器6c用于檢測(cè)模具13內(nèi)的樹(shù)脂的壓力(Pid)。因此，能夠?qū)?yīng)操作過(guò)程、模塑狀況等選擇更優(yōu)選的檢測(cè)位置。這使得能夠精確地執(zhí)行適合于操作過(guò)程、模塑狀況等的控制。
(5) 按照另一個(gè)優(yōu)選方面，設(shè)置用于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)3的小回路控制系統(tǒng)Cm，其中驅(qū)動(dòng)馬達(dá)3的轉(zhuǎn)數(shù)由旋轉(zhuǎn)編碼器14檢測(cè)，而且基于該檢測(cè)結(jié)果，所述轉(zhuǎn)數(shù)經(jīng)由反饋進(jìn)行控制。因此，能夠使驅(qū)動(dòng)馬達(dá)3的轉(zhuǎn)數(shù)穩(wěn)定并使液壓泵4的排放流速和泵壓穩(wěn)定。(6) 按照另一優(yōu)選方面，當(dāng)使用能夠手動(dòng)任意地執(zhí)行切換的手動(dòng)選擇裝置8m作為模式選擇裝置8時(shí)，能夠通過(guò)操作員的決斷選擇最適宜的控制模式。
(7) 按照另一優(yōu)選方面，至少按照材料信息選擇第一控制模式Ml或選擇第二控制模式M2。因此，能夠?qū)?yīng)各種模塑材料的不同特性(狀況)執(zhí)行最適宜的控制。
(8 )按照另 一優(yōu)選方面，所述材料信息至少包括再生材料的信息，該再生材料含有純凈材料和預(yù)定比例的或更多比例的廢料，對(duì)于純潔材料選擇第一控制模式，對(duì)于再生材料選擇第二控制模式。因此，能夠針對(duì)純凈材料和再生材料特別地執(zhí)行最適宜的控制。


圖1是如何控制按照本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的注射模塑機(jī)的流程圖。
圖2是表示注射模塑機(jī)的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖3是表示注射模塑機(jī)的主要部分的塊狀系統(tǒng)圖。
圖4是表示注射模塑機(jī)的速度補(bǔ)償部分的塊狀系統(tǒng)圖。
圖5是表示注射模塑機(jī)的壓力補(bǔ)償部分的塊狀系統(tǒng)圖。
圖6是當(dāng)在注射模塑機(jī)內(nèi)選擇第 一控制模式時(shí)的塊狀系統(tǒng)圖。
圖7是當(dāng)在注射模塑機(jī)內(nèi)選擇第二控制模式時(shí)的塊狀系統(tǒng)圖。
圖8是表示當(dāng)使用第一和第二控制模式時(shí)相對(duì)于結(jié)束階段中螺桿
的位置，關(guān)于螺桿速度和注射壓力的數(shù)據(jù)。
圖9表示當(dāng)使用第一和第二控制模式時(shí)，相對(duì)于注射填充過(guò)程的
所有階段中螺桿的位置，關(guān)于螺桿速度和注射壓力的數(shù)據(jù)。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參照附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。所述附圖不限制本發(fā)明的范圍但是有助于對(duì)本發(fā)明的理解。為了防止本發(fā)明被不清楚地描述，公知部分的詳細(xì)描述將予以省略。
首先參照?qǐng)D2至5詳細(xì)地描述該實(shí)施例的注射模塑機(jī)1的結(jié)構(gòu)。在圖2中，參考數(shù)字1代表注射模塑機(jī)；所述注射模塑機(jī)具有注 射設(shè)備li和模具夾緊設(shè)備。模具夾緊設(shè)備沒(méi)有示出，僅示出了由該模 具夾緊設(shè)備支撐的模具13。注射設(shè)備li包括在前端具有注射噴嘴11 和在后端具有料斗21的加熱缸22。螺桿23被插在加熱缸22內(nèi)，螺 桿馬區(qū)動(dòng)部《、24 i更置在力口熱釭22的后端。螺桿馬區(qū)動(dòng)部《、24具有注射釭 (液壓缸)12，注射缸12包括單桿注射活塞25，注射活塞25的向前 突出的活塞桿25r被結(jié)合到螺桿23的后端。與注射缸12相連的液壓 馬達(dá)26的軸被花鍵結(jié)合到注射活塞25的后端。注射設(shè)備li使注射噴 嘴11接觸模具13,這使得熔化樹(shù)脂被注射并填充進(jìn)模具13的型腔內(nèi)。
參考數(shù)字31代表液壓驅(qū)動(dòng)部分；它具有充當(dāng)液壓驅(qū)動(dòng)源2的液壓 泵(可變排放液壓泵)4和切換閥回路32。液壓泵4具有泵部分33 和用來(lái)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)泵部分33的伺服馬達(dá)(驅(qū)動(dòng)馬達(dá))3。連接到模塑機(jī) 控制器51的輸出口的交流伺服馬達(dá)被用作伺服馬達(dá)3，另外設(shè)置了用 來(lái)檢測(cè)伺服馬達(dá)3的轉(zhuǎn)數(shù)的旋轉(zhuǎn)編碼器14。該旋轉(zhuǎn)編碼器14被連接 到模塑機(jī)控制器51的輸入口。
泵部分33結(jié)合構(gòu)造有斜板活塞泵的泵體34。因此，泵部分33具 有斜板35。當(dāng)斜板35的傾斜角(斜板角)增加時(shí)，在泵體34內(nèi)的泵 活塞的沖程增加，而且排放流速增加；當(dāng)傾斜角降低時(shí)，泵活塞的沖 程降低而且排放流速降低。因此，通過(guò)設(shè)定斜板角處于預(yù)定角度，能 夠設(shè)定固定的排放流速，這時(shí)排放流速被固定在預(yù)定的水平。斜板35 另外設(shè)有控制缸36和復(fù)位彈簧37，控制缸36通過(guò)切換閥(電磁閥) 38被連接到泵部分33 (泵體34)的排放口。因此，能夠通過(guò)控制控 制缸36來(lái)改變斜板35的角度(斜板角)。
泵部分33的入口連接油罐39，泵部分33的排放口被連接到切換 閥回路32的初級(jí)側(cè)，切換閥回路32的次級(jí)側(cè)被連接到致動(dòng)器，構(gòu)成 致動(dòng)器的部件包括注射模塑機(jī)i中的注射缸12和液壓馬達(dá)26、模具 夾緊缸、伸出缸和注射設(shè)備傳遞缸。因此，切換閥回路32具有多個(gè)切 換閥(電磁閥)，每個(gè)切換閥至少連接到注射缸12、液壓馬達(dá)26及其 它的致動(dòng)器上。每個(gè)切換閥由一個(gè)、兩個(gè)或更多個(gè)閥部件、必須的附加液壓部件和其它部件組成，并且具有在工作油的供應(yīng)、停止和排放
之間至少切換注射缸12、液壓馬達(dá)26等致動(dòng)器的功能。
因此，當(dāng)可變地控制伺服馬達(dá)3的轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)，能夠改變液壓泵4的 排放流速和泵壓。基于此，能夠控制注射缸12、液壓馬達(dá)26等致動(dòng)
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可靠地并更有效地實(shí)現(xiàn)該實(shí)施例的控制，特別是實(shí)現(xiàn)后面所述的第二
控制模式M2 (第二控制系統(tǒng)Cs )。
另外在注射設(shè)備li中設(shè)置各種傳感器。具體地，注射設(shè)備li具 有檢測(cè)螺桿23的位置并結(jié)合線(xiàn)性編碼器等的螺桿位置傳感器5x，用 來(lái)檢測(cè)關(guān)于注射壓力的壓力檢測(cè)值Pid的注射壓力檢測(cè)裝置6，和用 來(lái)檢測(cè)關(guān)于液壓泵4的泵壓(排放壓力)的壓力檢測(cè)值Ppd的泵壓傳 感器(泵壓檢測(cè)裝置)7。在該情況下，注射壓力檢測(cè)裝置6具有用來(lái) 檢測(cè)注射設(shè)備li的注射噴嘴ll內(nèi)樹(shù)脂壓力(Pid)的噴嘴樹(shù)脂壓力傳 感器6a，和用來(lái)檢測(cè)注射缸12的后油室12r內(nèi)液壓(Pid )的缸內(nèi)壓 傳感器6b。替代通過(guò)噴嘴樹(shù)脂壓力傳感器6a檢測(cè)注射噴嘴11內(nèi)樹(shù)脂 的壓力，可以檢測(cè)加熱缸22內(nèi)樹(shù)脂的壓力或者可通過(guò)模具樹(shù)脂壓力傳 感器6c檢測(cè)模具13內(nèi)的樹(shù)脂壓力。傳感器5x、 6a(6c)、 6b和7被 連接到模塑機(jī)控制器51的輸入口。如上所述，當(dāng)注射壓力檢測(cè)裝置6 包括用來(lái)檢測(cè)注射設(shè)備li的注射噴嘴11內(nèi)樹(shù)脂壓力的噴嘴樹(shù)脂壓力 傳感器6a、用來(lái)檢測(cè)注射缸12內(nèi)液壓的缸內(nèi)壓傳感器6b和用來(lái)檢測(cè) 模具13內(nèi)樹(shù)脂壓力的模具樹(shù)脂壓力傳感器6c中的至少一個(gè)時(shí)，能夠 選擇相應(yīng)于操作過(guò)程、模塑狀況等的更優(yōu)選的檢測(cè)位置。因此，能夠 適應(yīng)操作過(guò)程、模塑狀況等精確地執(zhí)行控制。
圖3是表示模塑機(jī)控制器51的主要部分的塊狀系統(tǒng)圖。在圖3 中，參考數(shù)字52代表速度轉(zhuǎn)換器；參考數(shù)字53v代表速度補(bǔ)償部分； 參考數(shù)字53p代表壓力補(bǔ)償部分；參考數(shù)字54代表速度限制器；參考 數(shù)字55代表轉(zhuǎn)速補(bǔ)償部分；參考數(shù)字56代表速度轉(zhuǎn)換器；參考數(shù)字 57代表扭矩補(bǔ)償部分；參考數(shù)字58代表電流檢測(cè)器；參考數(shù)字59代 表開(kāi)關(guān)。參考數(shù)字8代表模式選擇裝置；所述模式選擇裝置使用能夠手動(dòng) 切換的手動(dòng)選擇裝置8m。因此，手動(dòng)選擇裝置8m具有在圖3中示出 的速度選擇開(kāi)關(guān)SWv和壓力選擇開(kāi)關(guān)SWp，以及在圖2中示出的模 式切換部分8ms，該模式切換部分以相互配合的方式在速度選擇切換 功能部分SWv和壓力選擇切換功能部分SWp之間進(jìn)行切換。該模式 切換部分8ms是手動(dòng)操作部分；能夠使用在模塑機(jī)控制器51等的顯 示屏上顯示的觸摸面板選擇鍵。因此，操作員手動(dòng)操作模式切換部分 8ms以允許速度選擇切換功能部分SWv和壓力選擇切換功能部分 SWp同時(shí)被切換，并允許任意選擇后面要描述的第一和第二控制模式 M1和M2。即，能夠通過(guò)操作員的決定來(lái)選擇最適宜的控制模式。
如圖3所示，上述泵壓力傳感器7被連接到壓力選擇切換功能部 分SWp，上述樹(shù)脂壓力傳感器6a (6c)和缸內(nèi)壓傳感器6b通過(guò)開(kāi)關(guān) 59被連接到壓力選擇切換功能部分SWp。因此，從缸內(nèi)壓傳感器6b (樹(shù)脂壓力傳感器6a (6c))和泵壓傳感器7獲得的壓力檢測(cè)值Pid和 Ppd通過(guò)壓力選擇切換功能部分SWp進(jìn)行選擇，并被輸送給壓力補(bǔ)償 部分53p。上述螺桿位置傳感器5x被連接到速度轉(zhuǎn)換器52。因此，從 螺桿位置傳感器5x獲得的位置檢測(cè)值Xd由速度轉(zhuǎn)換器52轉(zhuǎn)換為速 度檢測(cè)值Vd，并被輸送給速度補(bǔ)償部分53v。因此，螺桿位置傳感器 5x和速度轉(zhuǎn)換器52組成檢測(cè)關(guān)于螺桿速度的位置檢測(cè)值Vd的螺桿速 度檢測(cè)裝置5。從旋轉(zhuǎn)編碼器14獲得的轉(zhuǎn)數(shù)檢測(cè)值Xe由速度轉(zhuǎn)換器 56轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)數(shù)檢測(cè)值Ve，并被輸送給轉(zhuǎn)速補(bǔ)償部分55。由此，形成 伺服馬達(dá)3用的小回路控制系統(tǒng)，而且經(jīng)由反饋控制伺服馬達(dá)3的轉(zhuǎn) 數(shù)(轉(zhuǎn)速)。因此，能夠使伺服馬達(dá)3的轉(zhuǎn)數(shù)穩(wěn)定，以及使液壓泵4 的排放流速和泵壓穩(wěn)定。
預(yù)定的速度目標(biāo)值(速度設(shè)定值)Vfc和Vsc被輸送給速度補(bǔ)償 部分53v，預(yù)定的壓力目標(biāo)值(壓力設(shè)定值)Pic和Ppc被輸送給壓力 補(bǔ)償部分53p。該壓力補(bǔ)償部分53p具有后面要描述的VP切換控制 功能部分Fc和積分項(xiàng)控制功能部分Fk。速度目標(biāo)值Vfc和Vsc也被 輸送給速度選擇切換功能部分SWv和壓力補(bǔ)償部分53p。從速度補(bǔ)償部分53v輸出的速度指令值Vco或速度目標(biāo)值Vs由速度選擇切換功 能部分SWv進(jìn)行選擇，被輸送給速度限制器54并設(shè)定成速度限制值。 從壓力補(bǔ)償部分53p輸出并且被壓力補(bǔ)償?shù)乃俣戎噶钪礦po也被輸送 給速度限制器54。從速度限制器54輸出的速度指令值Vca被輸送給 轉(zhuǎn)速補(bǔ)償部分55。從轉(zhuǎn)速補(bǔ)償部分55輸出的扭矩指令值被輸送給扭 矩補(bǔ)償部分57。從扭矩補(bǔ)償部分57輸出的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電流被輸送給伺 服馬達(dá)3以驅(qū)動(dòng)伺服馬達(dá)3。馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電流的大小由電流檢測(cè)器58檢 測(cè)，并且被輸送給扭矩補(bǔ)償部分57。因此，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電流通過(guò)小回路 上的反饋進(jìn)行控制。
在圖4中，特別示出了上述速度補(bǔ)償部分53v的塊狀系統(tǒng)圖；在 圖5中，特別示出了上述壓力補(bǔ)償部分53p的塊狀系統(tǒng)圖。
圖4所示的速度補(bǔ)償部分53v主要地由偏移運(yùn)算單元65和PID 控制系統(tǒng)53vc組成。該P(yáng)ID控制系統(tǒng)53vc包^"加法器66、積分器 67、輸出1/積分值(積分值的倒數(shù))的運(yùn)算單元68、積分限制器69、 減法器70、加減器71、加法器72、延遲單元73、微分器74、比例增 益設(shè)定單元75和前饋回路76。因此，在速度補(bǔ)償部分53v中，在速 度目標(biāo)值Vfc和速度檢測(cè)值Vd之間的偏差，即速度偏差值Ev是從偏 差運(yùn)算單元65獲得的，該速度偏差值Ev通過(guò)PID控制系統(tǒng)53vc進(jìn) 行速度補(bǔ)償，因此獲得速度指令值Vco，而且該速度指令值Vco作為 速度補(bǔ)償部分53v的輸出被輸送給速度選擇切換功能部分SWv。在 PID控制系統(tǒng)53vc中，執(zhí)行I-PD控制。因?yàn)樵搶?shí)施例的注射模塑機(jī) 1包括具有對(duì)速度反饋控制系統(tǒng)相對(duì)較慢反應(yīng)的液壓回路，因此這種 I-PD控制是適當(dāng)?shù)?。這有利地允許控制系統(tǒng)的輕松調(diào)整和成本降低。
在圖5所示的壓力補(bǔ)償部分53p中，基礎(chǔ)電路53px主要地由偏 差運(yùn)算單元81和PID控制系統(tǒng)53pc組成。該P(yáng)ID控制系統(tǒng)53pc包 括加法器82、積分器83、輸出1/積分值(積分值的倒數(shù))的運(yùn)算單元 84、積分限制器85、減法器86、加減器87、延遲單元88、微分器89 和比例增益設(shè)定單元卯。因此，在基礎(chǔ)電路53px中，壓力目標(biāo)值Pic 和壓力檢測(cè)值Pid之間的偏差，或者壓力目標(biāo)值Ppc和壓力檢測(cè)值Ppd之間的偏差，即壓力偏差值Ep是由偏差運(yùn)算單元81獲得的，而且該 壓力偏差值Ep是通過(guò)PID控制系統(tǒng)53pc進(jìn)行壓力補(bǔ)償?shù)?，由此獲得 速度指令值Vcg。該速度指令值Vcg從基礎(chǔ)電路53px輸出。在PID 控制系統(tǒng)53pc中，執(zhí)行PI-D控制。因?yàn)樵搶?shí)施例的注射模塑機(jī)1包 括對(duì)壓力反饋控制系統(tǒng)的響應(yīng)相對(duì)較慢的液壓回路，所以這樣的PI-D 控制是適當(dāng)?shù)?。這有利地實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的輕松調(diào)整(編碼)和成本降 低。
壓力補(bǔ)償部分53p不但具有基礎(chǔ)電路53px，而且還有VP切換控 制功能部分Fc和積分項(xiàng)控制功能部分Fk。作為VP切換控制功能部 分Fc，使用在比例增益設(shè)定單元90和速度限制器54之間連接的速度 設(shè)定單元91和加法器92。從偏差運(yùn)算單元81輸出的壓力偏差值Ep 和上述速度目標(biāo)值Vfc ( Vsc )被輸入速度設(shè)定單元91。在速度設(shè)定單 元91中，設(shè)定預(yù)定的控制模式，該模式輸出對(duì)應(yīng)于該壓力偏差值Ep 的補(bǔ)償指令值Va。因此，作為速度設(shè)定單元91的輸出，獲得相應(yīng)于 壓力偏差值Ep的補(bǔ)償指令值Va，即，利用通過(guò)預(yù)定控制模式被輸入 的速度目標(biāo)值Vfc (Vsc)的轉(zhuǎn)換而獲得的補(bǔ)償指令值Va。該補(bǔ)償指 令值Va被輸送給加法器92，在加法器處它被加上從比例增益設(shè)定單 元90獲得的速度指令值Vcg，并且從加法器92獲得的補(bǔ)償后速度指 令值Vpo被輸送給速度限制器54。當(dāng)壓力偏差值Ep到達(dá)預(yù)定切換確 定值或更低時(shí)，該VP切換控制功能部分Fc從速度控制區(qū)轉(zhuǎn)為壓力控 制區(qū)，并且在這樣的轉(zhuǎn)換時(shí)通過(guò)預(yù)定模式控制處于速度控制區(qū)的速度 目標(biāo)值Vfc (Vsc),然后將其轉(zhuǎn)為壓力控制區(qū)，結(jié)果，它能夠穩(wěn)定地 和更理想地執(zhí)行控制。特別的，當(dāng)在遠(yuǎn)離實(shí)際控制目標(biāo)的位置檢測(cè)壓 力和速度時(shí)，被檢測(cè)的壓力和速度檢測(cè)值就是所謂的假定值。因此， 當(dāng)速度控制區(qū)被切換為壓力控制區(qū)時(shí)，預(yù)定的切換確定值必然被設(shè)定 在大值。因此，通過(guò)設(shè)定在高值的壓力偏差值Ep，執(zhí)行在反饋系統(tǒng)上 的切換，這導(dǎo)致執(zhí)行切換時(shí)不穩(wěn)定的操作和操作中的顯著變動(dòng)。相應(yīng) 地，速度迅速減小。然而，通過(guò)VP切換控制功能部分Fc,能夠消除 這些問(wèn)題。積分預(yù)置單元92被用作積分項(xiàng)控制功能部分Fk。在速度控制區(qū) 被切換為壓力控制區(qū)時(shí)，該積分預(yù)置單元92執(zhí)行這樣的操作，即將包 含在壓力補(bǔ)償部分53p的PID控制系統(tǒng)53pc的積分項(xiàng)預(yù)置在新的積 分項(xiàng)，該新的積分項(xiàng)被確定成使得切換后的速度指令值Vcg與切換之 前的速度指令值Vcg相一致。因此，從比例增益設(shè)定單元90輸出的 舊的速度指令值Vcgr、比例增益i殳定單元90的舊的比例增益Gpr、 微分器89的舊的微分輸出Dr、新的壓力偏差值Ep和從運(yùn)算單元84 獲得的新的積分增益Gi都被輸送到積分預(yù)置單元92，通過(guò)用下面的 等式(100)執(zhí)行運(yùn)算處理，獲得新的積分項(xiàng)。
新積分項(xiàng)={ ( Vcr/Gpr ) +Dr-Ep}'Gi ( 100 )
如上所述，通過(guò)在切換之前用等式(100)執(zhí)行關(guān)于舊速度指令值 Vcgr的反向計(jì)算來(lái)確定新積分項(xiàng)，而且新積分項(xiàng)，即運(yùn)算結(jié)果(解答) 被預(yù)置在積分器83內(nèi)。結(jié)果，當(dāng)速度控制區(qū)被切換為壓力控制區(qū)時(shí)， 切換后的速度指令值Vcg與切換前的速度指令值Vcg —致。在該情況 下，舊速度指令值Vcgr、舊的比例增益Gpr和舊的微分輸出Dr被臨 時(shí)儲(chǔ)存在積分預(yù)置單元92內(nèi)。通過(guò)提供如上操作的積分項(xiàng)控制功能部 分Fk，能夠防止不穩(wěn)定的變化，比如超過(guò)目標(biāo)或者未達(dá)目標(biāo)，這些變 化是在速度控制區(qū)被切換為壓力控制區(qū)時(shí)由震動(dòng)引起的。
現(xiàn)在參照?qǐng)D1至7，對(duì)根據(jù)該實(shí)施例的控制方法作出說(shuō)明，該控 制方法包括具有這樣的結(jié)構(gòu)的注射模塑機(jī)1的操作，特別是注射過(guò)程 的操作。
在注射模塑機(jī)1中，設(shè)定兩種控制模式，即第一控制模式Ml和 第二控制模式M2。此處，第一控制模式Ml是使用第一控制系統(tǒng)Cf 的模式，其中如圖6所示，螺桿速度由速度檢測(cè)值Vd和設(shè)定的速度 目標(biāo)值Vfc經(jīng)由反饋進(jìn)行控制，所述速度檢測(cè)值Vd是通過(guò)螺桿速度 檢測(cè)裝置5檢測(cè)并且與螺桿速度有關(guān)，其中，注射壓力由壓力檢測(cè)值 Pid和設(shè)定的壓力目標(biāo)值Pic經(jīng)由反饋進(jìn)行控制，所述壓力檢測(cè)值Pid 通過(guò)注射壓力檢測(cè)裝置6檢測(cè)并與注射壓力相關(guān)。因此，當(dāng)使用第一 控制模式Ml時(shí)，模式選擇裝置8的速度選擇開(kāi)關(guān)SWv和壓力選擇開(kāi)關(guān)SWp如圖6所示被切換到選擇第一控制模式Ml的位置。
相反，第二控制模式M2是使用第二控制系統(tǒng)Cs的模式，其中如 圖7所示，螺桿速度是由設(shè)定的速度目標(biāo)值Vsc開(kāi)環(huán)控制的，并且其 中泵壓是由液壓泵4的壓力檢測(cè)值Ppd和設(shè)定的壓力目標(biāo)值Ppc經(jīng)由 反饋控制的，所述壓力檢測(cè)值Ppd是通過(guò)泵壓傳感器7檢測(cè)并和泵壓 有關(guān)。因此，當(dāng)使用第二控制模式M2時(shí)，模式選擇裝置8的速度選 擇開(kāi)關(guān)SWv和壓力選擇開(kāi)關(guān)SWp被切換到如圖7所示的選擇第二控 制模式M2的位置。在第二控制模式M2中，關(guān)于第二控制系統(tǒng)Cs 的泵壓的伺服增益Ks被設(shè)定成低于關(guān)于第 一控制系統(tǒng)Cf的泵壓的伺 服增益Kf。該伺服增益Kf能夠設(shè)定在標(biāo)準(zhǔn)水平。當(dāng)以這種方式將第 二控制系統(tǒng)Cs的伺服增益Ks設(shè)定成低于第一控制系統(tǒng)Cf的伺服增 益Kf時(shí)，能夠使得其中螺桿速度是開(kāi)環(huán)控制且泵壓經(jīng)由反饋控制的 第二控制系統(tǒng)Cs的優(yōu)點(diǎn)(特性)變得更明顯。
現(xiàn)在按照?qǐng)D1所示的流程圖說(shuō)明使用第一控制模式Ml和第二控 制模式M2的注射過(guò)程(注射填充過(guò)程和壓力保持過(guò)程)的操作。
在開(kāi)始生產(chǎn)之前，操作員首先在第一控制模式Ml和第二控制模 式M2之間選擇。此處，能夠根據(jù)至少材料信息選擇第一控制模式 M1和第二控制模式M2 (步驟S1)。更優(yōu)選地，當(dāng)模塑材料為通常的 模塑材料(純凈材料)時(shí)，能夠選擇第一控制模式Ml,當(dāng)模塑材料 是含有預(yù)定比例的廢料或更多時(shí)，'能夠選擇第二控制模式M2。因此， 通過(guò)在第一控制模式Ml和第二控制模式M2之間進(jìn)行選擇，能夠執(zhí) 行適合各種模塑材料的不同特性(狀況)的最適宜的控制。特別地， 能夠執(zhí)行關(guān)于純凈材料和再生材料的最適宜的控制。操作員能夠手動(dòng) 操作模式切換部分8ms以在第一控制模式Ml和第二控制模式M2之 間進(jìn)行選擇。
現(xiàn)在假設(shè)操作員選擇了第一控制模式Ml來(lái)模塑純凈材料(步驟 S2和S3)。因此，在注射過(guò)程中，執(zhí)行完整的閉環(huán)控制(步驟S4)。 該完整的閉環(huán)控制是通過(guò)上述第 一控制系統(tǒng)Cf執(zhí)行的，在該第 一控制 系統(tǒng)Cf中，如圖6所示，螺桿速度由速度檢測(cè)值Vd和預(yù)置的速度目標(biāo)值Vfc經(jīng)由反饋進(jìn)行控制(步驟S41)，所述速度檢測(cè)值Vd通過(guò)螺 桿速度檢測(cè)裝置5檢測(cè)并和螺桿速度相關(guān)，并且其中，注射壓力由壓 力檢測(cè)值Pid和預(yù)置的壓力目標(biāo)值Pic經(jīng)由反饋進(jìn)行控制(步驟S42 )， 所述壓力檢測(cè)值Pid通過(guò)缸內(nèi)壓傳感器6b檢測(cè)并和注射壓力相關(guān)。與 泵壓相關(guān)的伺服增益Kf被設(shè)定成相對(duì)高于與第二控制系統(tǒng)Cs中的泵 壓相關(guān)的伺服增益Ks (步驟S43)。因?yàn)榈诙刂葡到y(tǒng)Cs的伺服增益 Ks被設(shè)定為低于標(biāo)準(zhǔn)值，所以伺服增益Kf能夠設(shè)定為標(biāo)準(zhǔn)值。
然后，在第一控制模式Ml中，在生產(chǎn)中控制注射過(guò)程(步驟S7 )。 在此情況下，在注射填充過(guò)程中，通過(guò)模塑機(jī)控制器51控制伺服馬達(dá) 3被驅(qū)動(dòng)，而且通過(guò)液壓泵4的操作使加壓油輸送進(jìn)注射缸12的后油 室12r。結(jié)果，加熱缸22內(nèi)被計(jì)量的熔融樹(shù)脂(純凈材料)通過(guò)注射 活塞25和螺桿23的向前運(yùn)動(dòng)經(jīng)由注射噴嘴11被注射并填充進(jìn)模具 13的型腔。此處，從螺桿位置傳感器5x獲得的位置檢測(cè)值Xd通過(guò)速 度轉(zhuǎn)換器52被轉(zhuǎn)換成速度檢測(cè)值Vd，而且被輸送給偏差運(yùn)算單元65。 在偏差運(yùn)算單元65內(nèi)，獲得速度目標(biāo)值Vfc和速度檢測(cè)值Vd之間的 偏差，即速度偏差值Ev，而且還獲得由速度偏差值Ev通過(guò)PID控制 系統(tǒng)53vc進(jìn)行速度補(bǔ)償后作為結(jié)果獲得的速度指令值Vco。該速度指 令值Vco經(jīng)過(guò)速度選擇切換功能部分SWv被輸送給速度限制器54。
從缸內(nèi)壓傳感器6b獲得的壓力檢測(cè)值Pid經(jīng)過(guò)壓力選擇切換功能 部分SWp被輸送到偏差運(yùn)算單元81。在偏差運(yùn)算單元81內(nèi)，獲得壓 力目標(biāo)值Pic和壓力檢測(cè)值Pid之間的偏差，即壓力偏差值Ep，而且 還獲得由壓力偏差值Ep通過(guò)PID控制系統(tǒng)53pc進(jìn)行壓力補(bǔ)償后作為 結(jié)果獲得的速度指令值Vcg，作為比例增益設(shè)定單元90的輸出。在加 法器92內(nèi)，速度指令值Vcg和來(lái)自速度設(shè)定單元91的補(bǔ)償指令值Va 被加在一起，得到的值輸送給速度限制器54。在速度限制器54內(nèi)， 從速度補(bǔ)償部分53v輸出的速度指令值Vco被設(shè)定為速度限制器值。 在注射填充過(guò)程中，因?yàn)樽⑸鋲毫?壓力檢測(cè)值Pid)低，壓力偏差 值Ep高。因此，速度指令值Vco即速度限制器值作為速度指令值Vca 從速度限制器54輸出，而且經(jīng)由反饋控制螺桿速度，使得注射速度成為速度目標(biāo)值Vfc。
當(dāng)注射填充過(guò)程繼續(xù)時(shí)，注射壓力逐漸增加，即，壓力檢測(cè)值Pid
逐漸增加。因此，壓力目標(biāo)值Pic和壓力檢測(cè)值Pid之間的壓力偏差
值Ep(速度指令值Vcg)降低。當(dāng)速度指令值Vcg變?yōu)樾∮谒俣戎噶?/f古Vp 加；去；t昭在'l哭/吉. 氣太卜iir J+"tr7i& " 7T, *沐后，當(dāng)從
螺桿位置傳感器5x獲得的位置檢測(cè)值Xd達(dá)到預(yù)定位置(VP切換位 置)或者壓力目標(biāo)值Pic (VP切換壓力)時(shí)，該過(guò)程被轉(zhuǎn)換為壓力保 持過(guò)程。在壓力保持過(guò)程(壓力控制區(qū))中，壓力偏差值Ep(速度指 令值Vcg)低于速度指令值Vco,從壓力補(bǔ)償部分53p獲得的速度指 令值Vcg作為速度指令值Vca從速度限制器54輸出，而且壓力經(jīng)由 反饋進(jìn)行控制，使得壓力檢測(cè)值Pid等于壓力目標(biāo)值Pic。
當(dāng)在如上所述的第一控制模式Ml中執(zhí)行控制時(shí)，螺桿速度經(jīng)由 反饋進(jìn)行控制，使得更精確地控制該速度，而且注射壓力(樹(shù)脂壓力) 也經(jīng)由反饋進(jìn)行控制，使得更精確地控制該壓力。因此，對(duì)模塑機(jī)高 度精確的控制就反應(yīng)在高度均勾的純凈材料上。這使得對(duì)純凈材料能 夠執(zhí)行最適宜的控制。在完成注射過(guò)程后，執(zhí)行除注射過(guò)程外的模塑 過(guò)程(步驟S8和S9)。在除了注射過(guò)程外的模塑過(guò)程中，取消第一控 制模式M1。
現(xiàn)在假設(shè)操作員選擇第二控制模式M2來(lái)模塑再生材料(步驟 S5)。從而，在注射過(guò)程中，執(zhí)行半閉環(huán)控制(步驟S6)。所述半閉環(huán) 控制通過(guò)上述第二控制系統(tǒng)Cs執(zhí)行，而且如圖7所示，螺桿速度用 設(shè)定的速度目標(biāo)值Vsc進(jìn)行開(kāi)環(huán)控制(步驟S61 )，泵壓通過(guò)壓力檢測(cè) 值Ppd和預(yù)置壓力目標(biāo)值Ppc經(jīng)由反饋進(jìn)行控制(步驟S62)，其中 所述壓力檢測(cè)值Ppd通過(guò)泵壓傳感器7檢測(cè)并和液壓泵4的泵壓有關(guān)。 關(guān)于在第二控制系統(tǒng)Cs中泵壓的伺服增益Ks被設(shè)定為低于關(guān)于第一 控制系統(tǒng)Cf中泵壓的伺服增益Kf (步驟S63)。
然后，在第二控制模式M2中，在生產(chǎn)中控制注射過(guò)程(步驟S7 )。 在該情況下，在注射填充過(guò)程中，伺服馬達(dá)3通過(guò)模塑機(jī)控制器51 被控制成被驅(qū)動(dòng)，并且通過(guò)液壓泵4的操作將加壓油被輸送進(jìn)注射缸12的后油室12r內(nèi)。然后，加熱缸22內(nèi)^皮計(jì)量的熔融樹(shù)脂(再生材 料)通過(guò)注射活塞25和螺桿23的向前運(yùn)動(dòng)經(jīng)由注射噴嘴11被注射并 填充進(jìn)模具13的型腔。在該情況下，速度目標(biāo)值Vsc繞過(guò)速度補(bǔ)償部 分53v，并被直接輸送給速度限制器54,對(duì)螺桿速度進(jìn)行開(kāi)環(huán)控制。
從泵壓傳感器7獲得的而且與泵壓有關(guān)的壓力檢測(cè)值Ppd經(jīng)過(guò)壓 力選擇切換功能部分SWp被輸送給偏差運(yùn)算單元81。因此，在壓力 目標(biāo)值Ppc和壓力檢測(cè)值Ppd之間的壓力偏差值Ep從偏差運(yùn)算單元 81獲得，接著執(zhí)行反饋控制，使得液壓泵4的泵壓(排放壓力)等于 壓力目標(biāo)值Ppc。因此，高度精確和穩(wěn)定的油壓從液壓驅(qū)動(dòng)源2輸送 到注射缸12的后油室12r?？紤]到是再生材料，將壓力目標(biāo)值Ppc設(shè) 定為不會(huì)由于飛邊等引起缺陷。
當(dāng)在如上所述的第二控制模式M2中執(zhí)行控制時(shí)，螺桿速度進(jìn)行 開(kāi)環(huán)控制，而且液壓泵4的泵壓經(jīng)由反饋進(jìn)行控制，從而更精確地控 制泵壓。因此，即使再生材料非常不均勾，也能夠按照再生材料的特 性和狀況在模塑機(jī)上執(zhí)行控制。具體地，因?yàn)槁輻U速度進(jìn)行開(kāi)環(huán)控制， 而且高度精確和穩(wěn)定的油壓從液壓泵4輸出，即使由于再生材料的特 性，再生材料存在沒(méi)有充分地填充模具13的型腔內(nèi)的可能性，也能夠 防止這種不充分的填充(注射不足的缺陷等)，而且即使由于再生材料 的特性，存在再生材料過(guò)量填充進(jìn)模具13的型腔內(nèi)的可能性，也能夠 防止過(guò)量填充(由于飛邊的缺陷等)。因此，在第二控制模式M2中， 即使包含30。/?；蛞陨系牟煌?lèi)型材料，也能夠特別針對(duì)再生材料執(zhí)行 適宜的控制并且令人滿(mǎn)意地執(zhí)行模塑。在完成注射過(guò)程后，執(zhí)行除了 注射過(guò)程外的模塑過(guò)程(步驟S8和S9 )。在除了注射過(guò)程之外的模塑 過(guò)程中，取消第二控制模式M2。
圖8和圖9表示第一控制模式Ml和第二控制模式M2之間的對(duì) 比數(shù)據(jù)，特別是當(dāng)再生材料在第一控制模式Ml和第二控制模式M2 中被模塑時(shí)獲得的對(duì)比數(shù)據(jù)。圖8表示在注射填充過(guò)程的結(jié)束階段時(shí) 對(duì)應(yīng)于螺桿位置X的螺桿速度V和注射壓力Pi。由于執(zhí)行注射填充 過(guò)程的結(jié)束階段，模具13的型腔幾乎被樹(shù)脂完全填滿(mǎn)。在第一控制模式Ml中，優(yōu)先考慮速度控制，從而連續(xù)執(zhí)行速度控制(圖8中的V (Ml))，直到在注射填充過(guò)程的結(jié)束階段完成速度控制區(qū)為止(當(dāng)達(dá) 到VP切換位置時(shí))。由此，注射壓力Pi (圖8中的Pi (Ml))根據(jù)速 度控制而增加。因此，可夠發(fā)生由于飛邊的缺陷等。與此相反，在第 二控制模式M2中，在注射填充過(guò)程的結(jié)束時(shí)，注射壓力Pi(圖8中 的Pi (M2))根據(jù)樹(shù)脂的狀況降低，而且當(dāng)注射壓力Pi降低時(shí)，螺桿 速度V (圖8中的V (M2))降低。因此，根據(jù)樹(shù)脂的狀況以及穩(wěn)定 的泵壓的大小調(diào)整填充樹(shù)脂的量，結(jié)果防止出現(xiàn)由于飛邊的缺陷等。
圖9表示在注射填充過(guò)程的所有階段相應(yīng)于螺桿位置X的螺桿速 度V和注射壓力Pi。在第二控制模式M2中，注射壓力Pi (圖9中的 Pi (M2))根據(jù)樹(shù)脂的狀況減小，相應(yīng)地，螺桿速度V (圖9中的V (M2))逐漸降低。特別的，在圖9中，期間Vna指的是螺桿速度V 根據(jù)注射壓力Pi (填充壓力)逐漸降低的期間，并且在該期間內(nèi)，根 據(jù)樹(shù)脂的狀況執(zhí)行模塑。在圖9中，V (Ml)代表第一控制模式Ml 中的螺桿速度V， Pi (Ml)代表第一控制模式M1中的注射壓力Pi。
如上所述，通過(guò)根據(jù)該實(shí)施例的注射模塑機(jī)1及控制它的方法， 因?yàn)榈谝豢刂颇Ｊ組l和第二控制模式M2能夠按照模塑材料進(jìn)行選 擇，即使使用不同類(lèi)型的模塑材料(狀況)，也能夠?yàn)椴煌?lèi)型的模塑 材料的模塑操作共享單個(gè)注射模塑機(jī)1。因此，沒(méi)有必要根據(jù)不同類(lèi) 型的模塑材料購(gòu)買(mǎi)兩種類(lèi)型的注射模塑機(jī)，這在成本、安裝空間等方 面有益，而且不同類(lèi)型的模塑材料通過(guò)改變控制方法來(lái)處理。由此， 能夠防止注射模塑機(jī)本身變得專(zhuān)門(mén)化和復(fù)雜化，這有助于進(jìn)一步降低 成本。即使模塑材料包含不同類(lèi)型的材料如再生材料，根據(jù)不可避免 含有不同類(lèi)型材料的模塑材料的特性和狀況，也能夠執(zhí)行最適宜的控 制，所以即使模塑材料是不均勻的，不論不均勻的程度如何，都能夠 提高模塑材料的模塑質(zhì)量和均勻度。特別地，當(dāng)選擇第二控制模式 M2時(shí)，防止了超負(fù)荷。這有助于改進(jìn)注射模塑機(jī)整體的能量節(jié)約。
盡管以上已經(jīng)詳細(xì)地描述了優(yōu)選實(shí)施例，但是本發(fā)明不限于這些 實(shí)施例。在不脫離本發(fā)明的精神的情況下，對(duì)回路結(jié)構(gòu)、方法、數(shù)值等方面能夠做出修改、添加和刪除。
例如，盡管上述說(shuō)明涉及這樣的情況，即其中被手動(dòng)切換的手動(dòng)
選擇裝置8ms用作模式選擇裝置8，但是相反可以使用自動(dòng)選擇裝置， 該自動(dòng)選擇裝置至少基于設(shè)定模塑狀況時(shí)輸入的材料代碼自動(dòng)地做出 選擇。盡管上述說(shuō)明涉及這樣的情況，即按照材料信息，特別是含有 純凈材料和預(yù)定比例或更多比例的廢料的再生材料，選擇第一控制模 式Ml或第二控制模式M2,但是本發(fā)明不限于這樣的選擇要素。特 別地，由操作員用模式選擇裝置8任意地做出選擇，這允許按照各種 模塑材料、模塑材料的組合和模塑產(chǎn)品的形狀等、或者除了模塑材料 之外的因素做出選擇，而且當(dāng)使用未知的模塑材料時(shí)，能夠先試用控 制模式Ml和M2中的一個(gè)，然后如果沒(méi)有令人滿(mǎn)意地執(zhí)行模塑，則 試用另一個(gè)控制模式M2或Ml。盡管通過(guò)舉例的方式將伺服馬達(dá)3 用作驅(qū)動(dòng)馬達(dá)3,但也可以使用具有和伺服馬達(dá)3 —樣功能的任何其 它驅(qū)動(dòng)馬達(dá)3。 工業(yè)應(yīng)用性
本發(fā)明可適用于帶有液壓驅(qū)動(dòng)源的注射模塑機(jī)，其中包括液壓泵 的液壓驅(qū)動(dòng)源可變地控制驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)數(shù)，以獲得排放流速的控制。
參照標(biāo)記列表
1:注射模塑機(jī)，li:注射單元，2:液壓驅(qū)動(dòng)源，3:驅(qū)動(dòng)馬達(dá)， 4:液壓泵，5:螺桿速度檢測(cè)裝置，6:注射壓力檢測(cè)裝置，6a:噴嘴 樹(shù)脂壓力傳感器，6b:缸內(nèi)壓傳感器，6c:模具樹(shù)脂壓力傳感器，7: 泵壓傳感器，8:模式選擇裝置，8m:手動(dòng)選擇裝置，11:注射噴嘴， 12:注射缸，13:模具，14:旋轉(zhuǎn)編碼器，Vd:位置檢測(cè)值，Vfc: 速度目標(biāo)值，Vsc:速度目標(biāo)值，Pic:壓力目標(biāo)值，Ppc:壓力目標(biāo)值， Pid:壓力檢測(cè)值，Ppd:壓力檢測(cè)值，Ml:第一控制模式，M2:第 二控制模式，Cf:第一控制系統(tǒng)，Cs:第二控制系統(tǒng)，Cm:小回路 控制系統(tǒng)
21引文列表 專(zhuān)利文獻(xiàn)1
日本JP-A-H04-79289 專(zhuān)利文獻(xiàn)2
日本JP畫(huà)A畫(huà)2004-50427 。
權(quán)利要求
1. 一種設(shè)有液壓驅(qū)動(dòng)源的注射模塑機(jī)，該液壓驅(qū)動(dòng)源包括可變地控制驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)數(shù)以獲得排放流速的控制的液壓泵，所述注射模塑機(jī)包括能夠在第一控制模式和第二控制模式之間有選擇地切換的模式選擇裝置，其中，在第一控制模式中，通過(guò)第一控制系統(tǒng)執(zhí)行控制，其中，通過(guò)速度檢測(cè)值和設(shè)定的速度目標(biāo)值經(jīng)由反饋來(lái)控制螺桿速度，所述速度檢測(cè)值通過(guò)螺桿速度檢測(cè)裝置進(jìn)行檢測(cè)并且與螺桿速度有關(guān)，并且通過(guò)壓力檢測(cè)值和設(shè)定的壓力目標(biāo)值經(jīng)由反饋來(lái)控制注射壓力，所述壓力檢測(cè)值通過(guò)注射壓力檢測(cè)裝置進(jìn)行檢測(cè)并與注射壓力相關(guān)，相反，在第二控制模式中，通過(guò)第二控制系統(tǒng)執(zhí)行控制，其中，由設(shè)定的速度目標(biāo)值開(kāi)環(huán)控制螺桿速度，并且通過(guò)壓力檢測(cè)值和設(shè)定的壓力目標(biāo)值經(jīng)由反饋來(lái)控制泵壓，所述壓力檢測(cè)值通過(guò)泵壓檢測(cè)裝置進(jìn)行檢測(cè)并和液壓泵的泵壓有關(guān)。
2. 如權(quán)利要求l所述的注射模塑機(jī)，其中，在第二控制模式中關(guān) 于泵壓的伺服增益設(shè)定為低于第一控制模式中關(guān)于泵壓的伺服增益。
3. 如權(quán)利要求1所述的注射模塑機(jī)，其中，所述注射壓力檢測(cè)裝 置包括噴嘴樹(shù)脂壓力傳感器、缸內(nèi)壓傳感器和模具樹(shù)脂壓力傳感器中 的至少一個(gè)，所述噴嘴樹(shù)脂壓力傳感器用于檢測(cè)在注射設(shè)備的注射噴 嘴內(nèi)的樹(shù)脂壓力，所述缸內(nèi)壓傳感器用于檢測(cè)注射缸內(nèi)的液壓，所述 模具樹(shù)脂壓力傳感器用于檢測(cè)模具內(nèi)的樹(shù)脂的壓力。
4. 如權(quán)利要求1所述的注射模塑機(jī)，還包括 用于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的小回路控制系統(tǒng)，其通過(guò)旋轉(zhuǎn)編碼器檢測(cè)所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)數(shù)并且基于檢測(cè)結(jié)果經(jīng)由反饋控制所述轉(zhuǎn)數(shù)。
5. 如權(quán)利要求4所述的注射模塑機(jī)，其中伺服馬達(dá)被用作驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。
6. 如權(quán)利要求1所述的注射模塑機(jī)，其中，能夠手動(dòng)和任意地執(zhí)行切換的手動(dòng)選擇裝置被用作模式選擇裝置。
7. 如權(quán)利要求1所述的注射模塑機(jī)，其中，至少基于在設(shè)定模塑 狀況時(shí)輸入的材料編碼自動(dòng)做出選擇的自動(dòng)選擇裝置被用作模式選擇 裝置。
8. 如權(quán)利要求7所述的注射模塑機(jī)，其中至少根據(jù)材料信息選擇 第一控制模式或第二控制模式。
9. 如權(quán)利要求8所述的注射模塑機(jī)，其中，所述材料信息至少包 括再生材料的信息，該再生材料含有普通的模塑材料(純凈材料)和 預(yù)定比例的或更多比例的廢料，對(duì)純凈材料選擇所述第一控制模式， 對(duì)于再生材料選擇第二控制模式。
10. —種控制注射模塑機(jī)的方法，該注射模塑機(jī)包括液壓泵作為 液壓驅(qū)動(dòng)源，該液壓泵可變地控制驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)數(shù)以獲得排放流速的 控制，其中，提供可選擇的第一控制模式和第二控制模式，如果選擇第 一控制模式，則通過(guò)第一控制系統(tǒng)執(zhí)行控制，其中，通過(guò)與被檢測(cè)的 螺桿速度有關(guān)的速度檢測(cè)值和設(shè)定的速度目標(biāo)值經(jīng)由反饋來(lái)控制螺桿 速度，通過(guò)與被檢測(cè)的注射壓力相關(guān)的壓力檢測(cè)值和設(shè)定的壓力目標(biāo) 值經(jīng)由反饋來(lái)控制注射壓力，相反，如果選擇第二控制模式，則通過(guò) 第二控制系統(tǒng)執(zhí)行控制，其中，通過(guò)設(shè)定的速度目標(biāo)值開(kāi)環(huán)控制螺桿 速度，并且通過(guò)與液壓泵的被檢測(cè)的泵壓有關(guān)的壓力檢測(cè)值和設(shè)定的 壓力目標(biāo)值經(jīng)由反饋來(lái)控制泵壓。
11. 如權(quán)利要求IO所述的控制注射模塑機(jī)的方法，其中，至少根 據(jù)材料信息選擇第一控制模式或第二控制模式。
12. 如權(quán)利要求11所述的控制注射模塑機(jī)的方法，其中，所述材 料信息至少包括再生材料的信息，該再生材料含有普通的模塑材料(純 凈材料)和預(yù)定比例的或更多比例的廢料，對(duì)純凈材料選擇第一控制 模式，對(duì)于再生材料選擇第二控制模式。
13. 如權(quán)利要求IO所述的控制注射模塑機(jī)的方法，其中在注射過(guò) 程中使用第 一 控制模式和第二控制模式。
14. 如權(quán)利要求IO所述的控制注射模塑機(jī)的方法，其中，在驅(qū)動(dòng) 馬達(dá)用的小回路控制系統(tǒng)中，通過(guò)旋轉(zhuǎn)編碼器檢測(cè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)數(shù)， 并且基于檢測(cè)結(jié)果經(jīng)由反饋控制所述轉(zhuǎn)數(shù)。
15. 如權(quán)利要求14所述的控制注射模塑機(jī)的方法，其中伺服馬達(dá) 被用作驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。
16. 如權(quán)利要求10所述的控制注射模塑機(jī)的方法，其中，在第二控制模式中關(guān)于泵壓的伺服增益被設(shè)定為低于在第一控制模式中關(guān)于 泵壓的伺服增益。
全文摘要
注射模塑機(jī)(1)包括能夠在第一控制模式M1和第二控制模式M2之間有選擇地切換的模式選擇裝置(8)。在第一控制模式M1中，通過(guò)第一控制系統(tǒng)(Cf)執(zhí)行控制，其中，通過(guò)由螺桿速度檢測(cè)裝置(5)檢測(cè)的速度檢測(cè)值Vd和速度目標(biāo)值Vfc經(jīng)由反饋來(lái)控制螺桿速度，通過(guò)由注射壓力檢測(cè)裝置(6)檢測(cè)的壓力檢測(cè)值Pid和壓力目標(biāo)值Pic經(jīng)由反饋控制注射壓力，相反，在第二控制模式M2中，通過(guò)第二控制系統(tǒng)(Cs)執(zhí)行控制，其中，通過(guò)速度目標(biāo)值Vsc開(kāi)環(huán)控制螺桿速度，并且通過(guò)壓力檢測(cè)值Ppd和壓力目標(biāo)值Ppc經(jīng)由反饋控制泵壓，其中所述壓力檢測(cè)值Ppd通過(guò)泵壓檢測(cè)裝置(7)進(jìn)行檢測(cè)并和液壓泵(4)的泵壓有關(guān)。
文檔編號(hào)B29C45/76GK101518938SQ20091000834
公開(kāi)日2009年9月2日 申請(qǐng)日期2009年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月29日
發(fā)明者中村清, 加藤利美, 村田博文, 海野義元, 箱田隆 申請(qǐng)人:日精樹(shù)脂工業(yè)株式會(huì)社