專利名稱:控制注模機(jī)的方法
本發(fā)明涉及到控制注模機(jī)使其注射裝置上的注射噴咀與鑄模裝置上的開口處準(zhǔn)確平滑地接觸，從而將原料樹脂注入而制出成型的產(chǎn)品。
在設(shè)計注模機(jī)的時候，特別是考慮各工作階段的自動操作或控制的時候，應(yīng)當(dāng)重視改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約能量和提高生產(chǎn)率，這些都應(yīng)落實到對原料樹脂準(zhǔn)確測量的過程中。關(guān)于改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量方面，因為質(zhì)量主要地受注射速度、壓力、樹脂溫度、注入量等類的影響，這就需要高精度地測出注入樹脂準(zhǔn)確量。關(guān)于節(jié)能方面，采取將送到注模機(jī)加熱筒中的顆粒狀的原料樹脂在筒里進(jìn)行加熱并受到一個螺旋的剪切和揉搓，從而獲得均勻而熔融的樹脂，而且在測量樹脂過程中 有效地控制螺旋的相應(yīng)旋轉(zhuǎn)速度(下稱轉(zhuǎn)數(shù))、螺旋的背壓、樹脂種類型式和樹脂的熔融溫度而使耗能量降低。進(jìn)一步，對成型產(chǎn)品的生產(chǎn)率則通過減小測量過程所需的時間間隔予以提高。
對于一般的注模機(jī)來講，原料樹脂通過一個料斗而饋到一個加熱筒中，然后用一個旋轉(zhuǎn)的螺旋推動筒中的樹脂前進(jìn)。在這段運行中，樹脂受到加熱器的加熱，例如可在加熱筒外周上設(shè)置加熱線圈來加熱，并在這里受旅轉(zhuǎn)的螺旋的剪切和揉搓，當(dāng)樹脂被送到加熱筒前端部所形成的空間時，通過加熱筒前端上的噴咀射進(jìn)模具中，而螺旋則因射到模具中的樹脂的壓力而緩緩后退，由此而阻止了熔融的樹脂外流。與此同時，一個與螺旋工作相接的驅(qū)動機(jī)對螺旋加上一個背壓力，由此阻止了空氣通過噴咀和料斗而導(dǎo)入到加熱筒中，并能精確地測量樹脂量。因此，該螺旋是在壓力差的作用下緩緩后退的，該壓力差是樹脂壓力和驅(qū)動機(jī)所施加的背壓形成的。螺旋的轉(zhuǎn)數(shù)和背壓根據(jù)所用的樹脂的種類和溫度憑經(jīng)驗予整定，為確定注入的樹脂量，對螺旋在筒內(nèi)的位置整定采用檢測裝置例如設(shè)在驅(qū)動機(jī)械中的極限轉(zhuǎn)換器，以及推動螺旋轉(zhuǎn)動的裝置和對螺旋施加背壓的裝置進(jìn)行。
由于上述常規(guī)型式的注模機(jī)的構(gòu)造，檢測螺旋的位置采用極限轉(zhuǎn)換器因此利用螺旋轉(zhuǎn)數(shù)和所加的背壓之間的相對關(guān)系而間接地控制了螺旋位置。這就涉及到一個問題，即，因此螺旋轉(zhuǎn)動的停止是發(fā)生在極限轉(zhuǎn)換器操作之后，所以螺旋實際上停止的位置會超過所期望的停止位置。為了排除這一先有技術(shù)中的缺陷，當(dāng)螺旋接近于極限轉(zhuǎn)換器的操作點時即逐漸減慢其轉(zhuǎn)速，或?qū)O限轉(zhuǎn)換器的操作點考慮到螺旋的超量退回而整定到理論上的操作點之前，除此以外別無良策。由于上述的緣故，實際上在樹脂測量行程期間為確定螺旋的位置必須反復(fù)地試探和修正。再者，根據(jù)外部因素來確定整定極限轉(zhuǎn)換器的操作點是很困難的，所指的外部因素為例如所用的樹脂的種類、模具的形狀、溫度的改變、樹脂的水份、以及從料斗送到加熱筒中的樹脂量的變化，這些都造成難于取得準(zhǔn)確的注射樹脂量，而且對整定極限轉(zhuǎn)換器的準(zhǔn)確操作點也一樣是困難的。所以這就不可能均勻地將樹脂注射到模具中，也就不可能避免成型產(chǎn)品的質(zhì)量降低。在常規(guī)技術(shù)中甚至于強(qiáng)行對螺旋的轉(zhuǎn)數(shù)作不必要的降低，甚至在正常運行中將螺旋停止在準(zhǔn)確的位置，這樣地在短時間內(nèi)測量樹脂量，因此，需要提高效能和改進(jìn)產(chǎn)品的生產(chǎn)率。
除了上述問題以外，在需要將噴咀部分接觸到模具的開口處時，在先有技術(shù)中，該噴咀部分，也即加熱筒是在速度控制下向模具移動，然后在噴咀部分接近到達(dá)模具時轉(zhuǎn)換成壓力控制，但是很難判斷在哪一位置和在什么時候速度控制應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)換成壓力控制，而且甚至在轉(zhuǎn)換的時候，最不利的注射速度或壓力變成間斷地變換。在先有技術(shù)中，對模具的夾緊操作和樹脂的注射操作也都被發(fā)現(xiàn)有類似上面的問題。
本發(fā)明的一個目的便是消除在先有技術(shù)中所遇到的問題和缺陷，以及提供一種控制注模機(jī)的方法，其中，注射裝置中加熱筒的噴嘴部分能夠準(zhǔn)確而迅速地與鑄模裝置的模具接觸。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種控制注模機(jī)的方法，其中，在噴嘴的加壓和接觸、模具的夾緊、注射樹脂等類的注模工作過程中，速度控制和壓力控制能夠平滑地進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
根據(jù)本發(fā)明，從總的方面來說，提供的一種控制注模機(jī)的方法中包括有一個注射裝置和一個鑄模裝置，其中熔融的樹脂是從注射裝置上加熱筒的前端裝設(shè)的噴嘴部分射入到鑄模裝置的模具中的模腔中，此一控制方法的特征在于有以下幾個步驟，即，在噴咀加壓和接觸過程中，模具夾緊過程、注射過程以及諸如此類的過程中，是在速度控制下將注模機(jī)的可動側(cè)驅(qū)向于其固定側(cè)，由此而與注模機(jī)的固定側(cè)接合;然后測量可動側(cè)作用到固定側(cè)的壓力;將所測的壓力與予定值比較;以及在檢測出測量壓力達(dá)到了予定的壓力值時，速度控制轉(zhuǎn)換成壓力控制。
還有，本發(fā)明特有的方法是，提供了一種控制注模機(jī)的方法，在噴咀的加壓和接觸過程中有以下幾步，其特征為，用將噴咀部分在速度控制條件下向模具移動;測量噴咀部分接合到模具上的壓力;當(dāng)檢出了所測量的壓力達(dá)到予整定值時，速度控制轉(zhuǎn)換成壓力控制;以及將噴咀部分以予整定的壓力值與模具接觸。
圖1是一臺一般注模機(jī)的縱斷面示意圖;
圖2是本發(fā)明注模機(jī)的縱斷面和系統(tǒng)圖;
圖3是一個實施例的方框圖，說明本發(fā)明注模機(jī)的控制系統(tǒng)。
圖4是的曲線說明與圖3相關(guān)的注模機(jī)的螺旋轉(zhuǎn)數(shù)和背壓間的特征;
圖5為用于實現(xiàn)本發(fā)明方法的一臺注模機(jī)的部分縱斷面圖;
圖6的曲線圖說明圖3中位置控制元件所產(chǎn)生的作用之例;
圖7說明該位置控制元件工作的流程圖;
圖8，圖9和11的曲線圖說明圖3中速度控制元件所產(chǎn)生的作用之例;
圖10和12是說明該速度控制元件工作的流程圖;
圖13的曲線圖說明圖3中背壓控制元件所產(chǎn)生的作用之例;
圖14為背壓控制元件工作的流程圖;
圖15的曲線說明圖3中轉(zhuǎn)速控制元件產(chǎn)生的作用之例;
圖16為轉(zhuǎn)速控制元件工作的流程圖;
圖17說明注模機(jī)速度控制系統(tǒng)的方框圖;
圖18A和18B的曲線說明當(dāng)速度控制轉(zhuǎn)換到壓力控制時在某時間上的間斷特征。
圖19A、19B和圖20A、20B的曲線說明當(dāng)速度控制轉(zhuǎn)換到壓力控制時采用本發(fā)明的方法取得在某時間上的連續(xù)特征;以及圖21為按本發(fā)明所構(gòu)成的控制電路的一個實例。
為了能充分地理解本發(fā)明的確切性質(zhì)，首先對常規(guī)型式注模機(jī)的總的方面及其所遇到的種種問題結(jié)合圖1加以說明。
圖1為一般型注模機(jī)的縱斷面示意圖，其中，原料樹脂4通過料斗3饋送到加熱筒2，然后再前行，也即如圖1所示在加熱筒中受螺旋1的推進(jìn)向左側(cè)前行。樹脂4在加熱筒中受到加熱器的加熱，加熱器可為繞在加熱筒2的外周上的加熱線圈(圖中未示出)，樹脂在筒中經(jīng)剪切和揉搓而受到增塑。由此取得的熔融樹脂6被存儲在加熱筒2的前端部所形成的空間中，然后通過加熱筒2的一個噴咀部分5而注入到模具30的模腔中。在這一運行中，因為噴咀5的前端對著模具30的開口加壓，一挨該模腔中注滿熔融的樹脂6，則螺旋1即因樹脂6的反壓而向后(即y方向)移動，為了阻止熔融樹脂6流出來，阻止空氣從噴咀5和料斗3進(jìn)到筒2中，以及為了在測量樹脂過程中獲得精確測量的緣故，采用了驅(qū)動機(jī)械7運行時連接到螺旋1上以便給它加上背壓力。這樣一來螺旋1就能因為有了由螺旋旋轉(zhuǎn)給予樹脂的壓力與由驅(qū)動機(jī)7所施加的背壓之間形成的壓差而緩慢地向y方向后移。對于上述類型的注模機(jī)，起決定樹脂注入量的螺旋的位置是由一個檢測裝置來整定的，例如利用裝在驅(qū)動機(jī)7上的極限轉(zhuǎn)換器來實現(xiàn)，這要根據(jù)所采用的樹脂種類、溫度及諸如此類特征而定。
但是，在裝有極限轉(zhuǎn)換器以為測量行程檢測和確定螺旋位置的系統(tǒng)或機(jī)械中將牽涉到種種問題，例如前述的需精確地檢出螺旋在樹脂測量過程中的位置，因此需提出一種改進(jìn)的機(jī)械或裝置和方法以便清除上述那些問題。
圖2為一臺注模機(jī)的系統(tǒng)方框圖，其中與圖1中相同的標(biāo)號代表相同的元件。在圖2中有一個電動機(jī)21通過一個驅(qū)動軸與設(shè)于加熱筒2中的螺旋1工作相接，電動機(jī)被置放在驅(qū)動臺24上，驅(qū)動臺連接到園螺母23上，該螺母則與一個園螺旋22相嚙合。園螺旋22通過一個驅(qū)動軸與電動機(jī)20工作相接?？刂茊卧?0通過敏感器26和25分別與電動機(jī)20和21工作相接。反應(yīng)螺旋1的位置的指令信號Si輸入到控制單元10并在其中工作;反應(yīng)螺旋1的工作背壓信號Pi傳送到電動機(jī)20，以使螺旋1移位;反應(yīng)螺旋1的工作轉(zhuǎn)速信號Ri也傳送到電動機(jī)21，以使螺旋1旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)電動機(jī)21響應(yīng)信號Ri起動時，螺旋1旋轉(zhuǎn)，原料樹脂4通過料斗3被裝入到加熱筒2。然后，樹脂受到螺旋前行作用的剪切、揉搓而增塑，及至此增塑或熔融的樹脂6充滿加熱筒2之后，螺旋1便因存儲的熔融樹脂的壓力而朝N方向移退。在這一段工作期間，給螺旋1加上背壓以便精確地測量樹脂量而不致將空氣引到加熱筒2中。在臺24上的電動機(jī)21朝N方向后退的力與園螺旋22嚙合的園螺母23上產(chǎn)生的與上述力相關(guān)的朝N方向的背壓力相互作用而產(chǎn)生一個扭力矩，園螺母23上所產(chǎn)生的力是與其相接的電動機(jī)20響應(yīng)控制單元10傳來的信號Pi而起動所產(chǎn)生的。連接在電動機(jī)21上的敏感器25檢測出螺旋1的轉(zhuǎn)數(shù)n并發(fā)送一個螺旋轉(zhuǎn)數(shù)反饋信號Rf到控制單元10，以及接在電動機(jī)20上的敏感器26檢測出代表螺旋1位置的園螺旋23的位置并發(fā)出一個代表背壓P的螺母位置反饋信號Sf到控制單元10。
圖3為實施本發(fā)明結(jié)構(gòu)的控制單元10的方框圖。參照圖3，信號Se代表從指令發(fā)生裝置70產(chǎn)生的位置指令信號Si與螺旋位置反饋信號Sf之間的偏差，它被輸入到位置控制元件11A構(gòu)成操作元件11的指令值，和為補償閉環(huán)控制特性而工作的信號So被輸入到速度控制元件11B也構(gòu)成操作元件11的指令值。為控制螺旋1所需的背壓指令信號Hi和轉(zhuǎn)速指令信號Ki從速度控制元件11B發(fā)出。背壓指令信號Hi輸入到背壓控制元件12之后，從這里產(chǎn)生一個為補償閉環(huán)控制特性的信號Ho被送到功率放大器13中。功率經(jīng)放大器13放大后向電動機(jī)20輸出一個螺旋背壓信號Pi以驅(qū)動該電動機(jī)。與此同時轉(zhuǎn)速指令信號Ki被送到減法器14，減法器14將此信號與轉(zhuǎn)速反饋信號Rf比較后產(chǎn)生的有關(guān)偏斜信號Ke送到轉(zhuǎn)速控制元件15。工作于為補償閉環(huán)控制特性的輸出KO被送到功率放大器16以便放大功率，然后由此將螺旋旋轉(zhuǎn)信號Ri傳送到電動機(jī)21。
圖4的曲線用來闡明具有上述結(jié)構(gòu)的注模機(jī)的運行情況，圖中第一象限橫坐標(biāo)指示螺旋1的轉(zhuǎn)速n，其縱坐標(biāo)指示螺旋1的背壓P，以及特性曲線V0到V4代表螺旋1的移動速度(V0為低速;V4為高速)。
現(xiàn)將與模具或模機(jī)30有關(guān)的樹脂測量過程的工作參照圖2說明于后。
因為被測的熔融樹脂6的量是根據(jù)螺旋1停下來的位置確定的，所以輸入到控制單元10上的位置指令Si即代表了樹脂6的量。當(dāng)螺旋1移動到位置敏感器26產(chǎn)生與位置指令Si相應(yīng)的螺旋位置反饋信號Sf時，測量行程完畢。完成測量行程的過程將結(jié)合圖3描述如下。當(dāng)偏斜信號Se輸入到位置控制元件11A時，偏斜信號Se受到操作以致閉環(huán)特性補償?shù)接瓒ǖ念l率特性，并由此產(chǎn)生信號SO，然后該SO被送到速度控制元件11B。速度控制元件11B產(chǎn)生背壓指令Hi和轉(zhuǎn)數(shù)指令Ki復(fù)合地控制螺旋使其速度降到零值，并完成測量行程。下面再結(jié)合圖4曲線加以解釋。在樹脂測量開始階段，指令Hi和Ki指示背壓p4和轉(zhuǎn)數(shù)n4使螺旋1盡量取得較高轉(zhuǎn)速以促進(jìn)測量效率。換言之，螺旋1的速度V4，如圖2所示是由朝N方向移動的力和朝M方向背壓力兩者之差值所決定的，速度V4此時處于相對高速。圖4中虛線L1表示轉(zhuǎn)速n與背壓p之間的結(jié)合關(guān)系，兩者在進(jìn)行測量過程中都是變化的，而且L1線的斜率可任意選擇和整定。樹脂測量過程以螺旋1的轉(zhuǎn)數(shù)為n4的結(jié)合點開始，以后即相應(yīng)地變?yōu)閚3，p3;n2，p2;n1，p1;并最后達(dá)于nS，PS，此時螺旋1的速度變?yōu)閂0，此后螺旋1停止并借此完成樹脂測量行程。即轉(zhuǎn)數(shù)nS和背壓PS基本上在螺旋速度趨近V0時變?yōu)?值，而且在測量行程完成時螺旋1按照位置指令Si所予定的正確位置緩緩?fù)Ｏ露粫竭^該正確位置。因此準(zhǔn)確測出樹脂量，并且此時背壓P能被選定到準(zhǔn)備下次測量行程所期望的數(shù)值。此外，利用在測量過程中將轉(zhuǎn)數(shù)n整定在較高數(shù)值，則在樹脂與螺旋之間的摩擦熱增大，從而減少了需從加熱筒供給的熱能。
圖5表示以上述控制原理為基礎(chǔ)來控制的注模機(jī)的詳細(xì)構(gòu)造。
參照圖5，電動機(jī)20和21系裝在一臺注模機(jī)上的箱體40上，齒輪41和42安裝在電動機(jī)20的轉(zhuǎn)軸20A上，而齒輪43和44則裝在電動機(jī)21的轉(zhuǎn)軸21A上，齒輪41到44通過相關(guān)的轉(zhuǎn)軸20A和20A上附著的離合器來傳送驅(qū)動力。箱體40支撐著能轉(zhuǎn)動的傳動軸47A和48A，它們藉機(jī)械離合器47和48來傳輸驅(qū)動力，齒輪49和50以及齒輪51和52分別裝在傳動軸47A和48A上。齒輪49和50與裝在驅(qū)動軸30A上的齒輪61、62和63憑藉附在軸30A端部的機(jī)械離合器60進(jìn)行嚙合或分離，該30A則能夠轉(zhuǎn)地被箱體40支撐住其一端，并借此傳輸驅(qū)動力到一臺模機(jī)上(即圖5中的模具30)以推動模夾具39。驅(qū)動軸30A的另端則能轉(zhuǎn)地被模具30的一個箱體35支撐著。在座于箱體35上的驅(qū)動軸30A上裝有一個齒輪36，它與齒輪37嚙合用于將驅(qū)動力傳到驅(qū)動軸38以使模夾具39在軸38A和38B上滑動。在筒體40內(nèi)裝有一個驅(qū)動軸1A，其一端與裝在注模機(jī)加熱筒內(nèi)的螺旋1相接。驅(qū)動軸1A上并裝有齒輪53，在齒輪53的內(nèi)面通過一個軸承而與驅(qū)動軸54相接。根據(jù)上述構(gòu)造，注模機(jī)即能完成各項工作，例如將模夾具39前移則可使兩個半模夾緊;增加夾具壓力;將熔融的樹脂注入到模具30中，處理和冷卻樹脂成增塑樹脂;將加熱筒2的噴咀部分5后撤;降低模夾具的壓力;將模夾具后移以打開半模，以及從模腔中推出鑄成的產(chǎn)品。重復(fù)進(jìn)行樹脂的注入和模塑的操作即能連續(xù)地取得模塑產(chǎn)品。
圖5所示為注模機(jī)準(zhǔn)備投入注模工作前的條件，當(dāng)需夾住半模和增加壓力時，電動機(jī)20起動將驅(qū)動力通過轉(zhuǎn)軸20A、齒輪41、齒輪51、軸48A、齒輪52、齒輪50和62順序傳到驅(qū)動軸30A，驅(qū)動軸30A的旋轉(zhuǎn)通過齒輪36和37而傳送到驅(qū)動軸38使其旋轉(zhuǎn)，且借此使模夾具39向前移動，也即面對圖5向右移動。當(dāng)夾具39停到予定的停止位置且夾緊力達(dá)到予定值時，機(jī)械離合器64被轉(zhuǎn)換到使通過齒輪62傳送到齒輪36的動力切除，同時離合器45和47轉(zhuǎn)換成只轉(zhuǎn)動軸47A，并由此而驅(qū)動箱體40前行，即在圖5中向左走，致使加熱筒2上的噴咀5朝向或觸及模具30的開口處。噴咀5或說是箱體40可以借電動機(jī)的反向驅(qū)動而撤回。
當(dāng)需向模具中注入熔融的樹脂時，電動機(jī)20和21起動，使齒輪41和42旋轉(zhuǎn)，分別通過離合器45和46的轉(zhuǎn)換(圖中未表示)帶動齒輪62和63旋轉(zhuǎn)，它們的旋轉(zhuǎn)借助離合器60的作用而傳動齒輪55。電動機(jī)20和21的旋轉(zhuǎn)通過齒輪55而傳到驅(qū)動軸54和1A從而造成螺旋1向前移動，這樣一來在加熱筒2中的熔融樹脂便通過噴咀5而注入到模具30中，當(dāng)需實現(xiàn)測量樹脂時，只起動電動機(jī)21，21的轉(zhuǎn)動通過齒輪43，另一齒輪(未示出)、齒輪52、軸48A齒輪51、49、61和53而傳動到螺旋1。在電動機(jī)21運行的同時，電動機(jī)20也起動，所以電動機(jī)20的轉(zhuǎn)動通過齒輪42，另一齒輪(未示出)、齒輪62、離合器60、齒輪55、軸54和1A也傳動到螺旋1，由此給螺旋1加上了背壓，進(jìn)行測量樹脂量。
將電動機(jī)20按與上述模夾具運行相反的方向起動，于是模夾具39即被撤回，從而使模具裝置30的兩半模打開。
圖3中控制單元10的詳細(xì)構(gòu)造和運行將結(jié)合圖6到圖16描述于后。
如圖6所示的信號So是由位置控制元件11A產(chǎn)生的，GP1、GP2和GP3指示位置控制環(huán)的增益，及位置控制元件11A按照圖7的流程工作。信號SO輸入到速度控制元件11B然后按圖8所示關(guān)系被轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)數(shù)指令信號Ki;和按圖9所示的關(guān)系轉(zhuǎn)換成與背壓指令信號Hi;在這種情況下，速度控制元件11B是按照圖10的流程工作的。圖11說明在轉(zhuǎn)數(shù)指令信號Ki和背壓指令信號Hi之間的另外一種關(guān)系，并且速度控制元件11B是按圖12所示工作的。圖13的曲線說明信號Ho的作用的一例，它是由背壓控制元件12所產(chǎn)生的并按圖14所示的流程工作，在圖13和14中，GB指示背壓控制增益，HOMaX和HOMin分別代表背壓的最大和最小值。再者，轉(zhuǎn)速控制元件15反應(yīng)示于圖15，且其工作是按照圖16的流程進(jìn)行的。在圖15和圖16中，A，B，C和D都是參數(shù)，其中參數(shù)D給定為D＝｛A(B+C)｝/(A+C)，C1和C2為變數(shù)，KOMax和KOMin為相應(yīng)于最大和最小轉(zhuǎn)數(shù)的指令信號。
由于這些工作而必須在模夾具響應(yīng)速度控制運行之后在電動機(jī)20的驅(qū)動下使噴咀前移，以及必須在噴咀觸及模具的開口處后以予定的壓力將噴咀壓到模具的開口處。因此，在這項工作中，問題歸之于如何將驅(qū)動電動機(jī)20的方法從與速度指令Vi(見圖17)相關(guān)的速度控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到壓力控制系統(tǒng)。在圖17的速度控制系統(tǒng)中，速度偏移Ve在環(huán)路80(CS)中轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)矩指令Ti，利用此轉(zhuǎn)矩指令Ti通過功率放大器81來控制電動機(jī)20。當(dāng)電動機(jī)20是按照下述電動機(jī)控制系統(tǒng)來控制時，即按照如圖18A和18B所示的在時間t0到t1瞬時指定速度V1，而在時間t1瞬時后指定壓力為P2，則明顯見到在控制方式被轉(zhuǎn)換的點上，速度V和壓力P二者在t1瞬間都變?yōu)閿嗬m(xù)，以致各種運行例如注射操作等就不能平滑地實現(xiàn)。
為了消除先有技術(shù)中的這些問題或缺點，根據(jù)本發(fā)明，噴咀5是在速度控制下前行移動，以及通過檢測噴咀移動的距離X變?yōu)楹愣ú⑶覈娋椎乃俣萔變?yōu)?值時噴咀5與模具30相觸。而且在檢測到噴咀5與模具30相觸后實際壓力P達(dá)到規(guī)定的壓力Pi值時速度控制才能換成壓力控制。
圖19A和19B的曲線說明移動距離X和速度V分別與時間的關(guān)系，是為了解釋噴咀5與模具30相碰的條件。參照圖19A和19B，在時間t2以前，噴咀5以指定的恒速Vi移動，而其移動的距離X則為直線上升;當(dāng)噴咀5與模具30的開口處相觸時，移動速度V變?yōu)?，而移動距離X不再增加并在t2時間以后保持固定距離X0。因此在噴咀5與模具相碰的瞬間t2處，能靠檢測移動距離X和速度V變?yōu)?的情況而查到。
在噴咀5與模具相觸以后，注射壓力P由于移動速度V的遞減而逐增，當(dāng)壓力P達(dá)到如圖20A和20B所示的規(guī)定壓力Pi(即瞬時t3處)時，速度控制方式轉(zhuǎn)換成壓力控制方式。根據(jù)前述情況，噴咀的運動能由在時間t2之前的速度指令Vi進(jìn)行恒定速度控制，待時間從t2經(jīng)過短時過渡到t3的期間中壓力P趨至規(guī)定的壓力Pi時，噴咀5與模具30相觸。當(dāng)壓力達(dá)到規(guī)定的壓力Pi(時間t3處)，速度控制就平滑地轉(zhuǎn)換成壓力控制。理所當(dāng)然，噴咀5與模具30將以不會給模具30招致?lián)p傷的合適速度相觸。
圖21為按本發(fā)明的方法實施的裝置的方框圖。參照該圖，噴咀5與模具30的相觸系由一個碰觸檢測回路70來檢測，該回路產(chǎn)生一個碰觸信號CL，該信號反應(yīng)于測到的電動機(jī)20的驅(qū)動電流和從位置敏感器26來的脈沖數(shù)，CL被送到轉(zhuǎn)矩檢測回路71，從環(huán)系統(tǒng)80來的轉(zhuǎn)矩T到這里與從整定回路72來的規(guī)定壓力Pi進(jìn)行比較，然后回路71根據(jù)比較的結(jié)果輸出一個轉(zhuǎn)換信號SW。在環(huán)系統(tǒng)80和功率放大器81之間設(shè)有一個轉(zhuǎn)換回路73，該回路響應(yīng)轉(zhuǎn)換信號SW而將轉(zhuǎn)矩T(觸頭a)轉(zhuǎn)換到壓力Pi(觸頭b)。
按照上述結(jié)構(gòu)，碰觸檢測回路時時檢測噴咀5與模具30的碰觸和當(dāng)碰觸被檢測到的時候就將碰觸信號CL輸送到轉(zhuǎn)矩檢測回路71，在71中，該實際轉(zhuǎn)矩T(壓力P)與整定回路72整定的規(guī)定壓力Pi作比較。在這一比較中，當(dāng)規(guī)定的壓力Pi低于碰觸前的壓力P時，此時規(guī)定速度Vi置0進(jìn)行碰觸控制，而當(dāng)轉(zhuǎn)矩T變得等于整定的壓力Pi時，輸出轉(zhuǎn)換信號SW將轉(zhuǎn)換電路73中的觸頭a轉(zhuǎn)換成觸頭b，由此而實現(xiàn)按規(guī)定壓力Pi進(jìn)行壓力控制。
盡管前述皆為噴咀在壓力作用下進(jìn)行的壓觸過程的控制方法，但也可看出，在模夾具、注射等類的操作中速度控制能夠平滑地轉(zhuǎn)換成壓力控制，也基本上和上述噴咀接觸操作所涉及的情況相同。因此，本發(fā)明歸納如下在控制一臺注模機(jī)的方法中，設(shè)置了一個可動側(cè)和固定側(cè)，可動側(cè)在可控速度下移動，然后測量由此而發(fā)生的與固定側(cè)的壓力，當(dāng)測出的壓力變得等于予整定的壓力時，速度控制就能轉(zhuǎn)換成壓力控制。
在一臺實際的注模機(jī)運行中，如前所述，在噴咀接觸過程中，噴咀就構(gòu)成了注模機(jī)的可動側(cè)，而模具則構(gòu)成其固定側(cè);在模具夾緊過程中，可動側(cè)即是可動的半模，而固定側(cè)即固定不動的半模;而在注模操作或樹脂測量過程中，螺旋器構(gòu)成可動側(cè)，而模具，即模鑄設(shè)備構(gòu)成固定側(cè)。在這些處理過程中，壓力測量是靠檢測可動側(cè)與固定側(cè)的觸碰實現(xiàn)的。
如前所述，螺旋1的轉(zhuǎn)數(shù)n藉連接到電動機(jī)21上的敏感器25檢測，但轉(zhuǎn)數(shù)n的檢測也可通過檢測各齒輪或電動機(jī)的電流來實現(xiàn)。還有，螺旋的位置可以檢測驅(qū)動臺24和螺母23的位置確定，而且螺旋是與園螺旋和園螺母一起移動或靠電動機(jī)的驅(qū)動在導(dǎo)向元件上移動，該電動機(jī)可采用交流或直流交替應(yīng)用的電動機(jī)。
如上所述，按照本發(fā)明的控制方法，對注模機(jī)噴咀的速度控制，僅用檢測噴咀與模具碰觸的情況或其它方法即能平滑地轉(zhuǎn)換到壓力控制，故比較容易用較低的投資來實現(xiàn)注模機(jī)的控制。此外，因為實現(xiàn)從速度控制轉(zhuǎn)換成壓力控制的操作，可以在檢測出實際壓力達(dá)到整定壓力的時候進(jìn)行，而不必對噴咀部分進(jìn)行檢測，所以就有條件采用結(jié)構(gòu)上比較簡單的控制裝置來實現(xiàn)平滑的轉(zhuǎn)換操作。
權(quán)利要求
1.一種控制一臺注模機(jī)的方法包括有一個注射裝置和一個模鑄裝置，其中，熔融樹脂是從注射裝置的加熱筒上的噴嘴而注射到由模鑄裝置的兩個半模所限定的模腔中；實現(xiàn)對噴嘴加壓和碰觸的方法；夾緊模具的方法和注射等方法；其特征在于包括以下步驟將注模機(jī)的一個可動側(cè)在速度控制下朝固定側(cè)移動，由此而與固定側(cè)接合；測量該可動側(cè)作用在固定側(cè)的壓力；在檢測出上述實測的壓力達(dá)到予整定的壓力情況下，速度控制轉(zhuǎn)換成壓力控制。
2.按照權(quán)利要求
1的方法，其中所述的速度控制轉(zhuǎn)換成壓力控制的時間能被有選擇地改變。
3.按照權(quán)利要求
1的方法，其中對作用在固定側(cè)上所述的壓力的測量是靠檢測該可動側(cè)與固定側(cè)碰觸的情況實現(xiàn)的。
4.按照權(quán)利要求
1所述的方法，其中所述的可動側(cè)是該注射裝置的加熱筒上的噴嘴部分，以及固定側(cè)是在對噴嘴加壓和碰觸過程中的模鑄設(shè)備上的模具。
5.按照權(quán)利要求
4的方法包括下述步驟所述的噴嘴部分在速度控制下朝所述的模具移動。測量該噴嘴部分與該模具接合的壓力;當(dāng)測出的上述壓力達(dá)到予整定的壓力時，對該噴嘴部分的速度控制轉(zhuǎn)換為壓力控制;以及將所述的噴嘴部分在上述整定的壓力條件下接觸到模具上。
6.按照權(quán)利要求
5的方法，其中測量作用在該模具上的上述壓力是靠檢測噴嘴部分與該模具的碰觸情況實現(xiàn)的。
7.按照權(quán)利要求
4的方法，其中從速度控制轉(zhuǎn)換成壓力控制的上述轉(zhuǎn)換操作包括的步驟有檢測該噴嘴部分與該模具的碰觸;產(chǎn)生一個反應(yīng)該碰觸的信號;比較由所述噴嘴部分以規(guī)定壓力向前運動而在注模機(jī)中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩;以及根據(jù)上述比較結(jié)果產(chǎn)生的由速度控制轉(zhuǎn)換成壓力控制的轉(zhuǎn)換信號。
8.按照權(quán)利要求
7中所述的方法，其中所述的轉(zhuǎn)矩和規(guī)定壓力響應(yīng)所述的轉(zhuǎn)換信號而互相轉(zhuǎn)換，而將轉(zhuǎn)換的結(jié)果加到注模機(jī)的驅(qū)動源上。
9.按照權(quán)利要求
1的方法，其中所述的可動側(cè)是在模具夾緊過程中鑄模裝置中模具的一個可動半模，而所述的固定側(cè)則是其中的一個固定半模。
10.按照權(quán)利要求
9的方法，其中作用在該固定半模上的壓力的測量是靠檢測該可動半模與該固定半模碰觸情況來實現(xiàn)。
11.按照權(quán)利要求
1的方法，其中所述的可動側(cè)是注射裝置的一個注射螺旋， 所述的固定側(cè)是在注射過程中的鑄模設(shè)備。
專利摘要
關(guān)于注模機(jī)的一種控制方法，在對注模機(jī)操作過程中的諸如噴嘴壓觸、模具夾緊、注射樹脂等過程，設(shè)有一個可動側(cè)(例如噴嘴部分或注射裝置的螺旋或鑄模設(shè)備的可動模具)，在速度控制條件下它被移動到與一個固定側(cè)(例如構(gòu)成的一個模具或鑄模機(jī)或固定模具)接觸。當(dāng)可動側(cè)趨達(dá)固定側(cè)時，測出作用在固定側(cè)的壓力，當(dāng)測出的壓力達(dá)到預(yù)整定值時，速度控制轉(zhuǎn)換成壓力控制，由此而使可動側(cè)準(zhǔn)確平滑地接觸到固定側(cè)。
文檔編號B29C45/76GK85105533SQ85105533
公開日1987年1月21日 申請日期1985年7月19日
發(fā)明者佐佐木能成, 小田悅司, 栗田直樹, 永田博澄, 前原弘之 申請人:東芝機(jī)械株式會社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan