專利名稱：注塑成型機(jī)的注塑控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對從注塑成形機(jī)的園柱形缸體內(nèi)部部位向成形用模具模腔部位進(jìn)行注塑充填的可塑化合成樹脂的注塑重量進(jìn)行控制的注塑控制方法。
對于用注塑成行機(jī)進(jìn)行可塑化合成樹脂的注塑成形這一技術(shù)而言，很困難的課題就是當(dāng)注塑出的被充填的可塑化合成樹脂的注塑重量隨成形時可塑化合成樹脂的熔融樹脂壓力、熔融樹脂的比容積以及熔融樹脂溫度(而且還包括外部干擾對成形系統(tǒng)的影響)等變化時，也能保持成形制品具有一定的質(zhì)量。為解決這一問題，已提出了種種所謂自適應(yīng)控制的適應(yīng)控制方法，特開昭56-84932號公報所記載的技術(shù)就是其中的一例。
一般來說，所謂適應(yīng)控制就是在檢測外部干擾對成形系統(tǒng)的影響結(jié)果或在作為給定條件的熔融樹脂壓力，熔融樹脂溫度或金屬模具溫度變化的情況下，檢測這些影響或變化，并以其作為控制因子去改變可能被控制的、檢測因子之外的成形條件(壓力、時間等)，從而使成形制品保持固定質(zhì)量的方法。
然而這種方法存在以下問題(1)必須予先調(diào)查分析與模具相應(yīng)的檢測因子和成形制品質(zhì)量間的相關(guān)關(guān)系，進(jìn)而得到控制因子與成形制品質(zhì)量之間的相關(guān)關(guān)系。
(2)當(dāng)更換模具時，即使作為使用材料的可塑化合成樹脂完全相同，但由于檢測因子與成形制品質(zhì)量之間的相關(guān)關(guān)系、控制因子與成形制品質(zhì)量之間的相關(guān)關(guān)系完全不同，因而必須對(1)款所述的調(diào)查解析進(jìn)行再次修正。
本發(fā)明的目的在于消除如前所述的問題點，對成形系統(tǒng)即便存在外部干擾的影響、或者作為所施加條件的熔融樹脂壓力等發(fā)生的變化時，也能把成形制品的質(zhì)量保持一定，而且當(dāng)模具也變更時，也不必象適應(yīng)控制那樣從最初開始進(jìn)行調(diào)查解析，從而提供一種具有通用性的注塑成形機(jī)的注塑控制方法。
為實現(xiàn)前述目的，本發(fā)明的注塑成型機(jī)注塑控制方法基本為一種對由注塑成形機(jī)園柱形缸體內(nèi)部部位射充填到成形用模具的模腔部位中的可塑化合成樹脂的注塑重量進(jìn)行控制的注塑成形機(jī)的注塑控制方法，其特征在于按所定的計算式，運算注塑充填了相應(yīng)于成形制品重量值的可塑化合成樹脂時，絲杠的移動距離SD，并進(jìn)行予設(shè)定，在絲杠從即將開始注塑時的絲杠位置移動到SD的時間點上，停止向前述成形用模具的模腔部位注塑充填可塑化合成樹脂，而且，其特征還在于根據(jù)所檢測或所設(shè)定的即將開始注塑時的可塑化合成樹脂的熔融樹脂壓力值PI及連續(xù)注塑保壓時的可塑化合成樹脂的熔融樹脂壓力值PH和所檢測的即將開始注塑時的絲杠的位置值SI以及可塑化合成樹脂的PV特性關(guān)系式，在一定的熔融樹脂溫度值T的條件下，按下述算式，運算注塑充填與前述成形品的重量值G相對應(yīng)的可塑化合成樹脂時的絲杠移動距離SO，SD＝SI-SH＝V(PH)·｛G/A-SI°｝其中SH連續(xù)注塑保壓時的絲杠位置值。
A絲杠的投影斷面積V(PH)連續(xù)注塑保壓時的熔融樹脂比容積值。
V(PI)即將開始注塑時的熔融樹脂比容積值。
另外，其特征在于前述的注塑充填與前述成形品的重量值相對應(yīng)的可塑化合成樹脂時的絲杠移動距離SD是根據(jù)檢測或設(shè)定的可塑化合成樹脂的熔融樹脂溫度值T、即將開始注塑時的可塑化合成樹脂的熔融樹脂壓力值PI以及連續(xù)注塑保壓時的可塑化合成樹脂的熔融樹脂壓力值PH和檢測出的即將開始注塑時的絲杠位置值SI以及可塑化合成樹脂的PVT特性關(guān)系式，按下式來進(jìn)行計算的SD＝SI-SH＝V(PH，T)·｛G/A-SI[1/V(PI，T)-1/V(PH，T)]｝其中SH連續(xù)注塑保壓時的絲杠位置值。
A絲杠的投影斷面積V(PH，T)熔融樹脂溫度T同在該熔融樹脂溫度T下連續(xù)注塑保壓時的熔融樹脂壓力值PH的熔融樹脂比容積值。
V(PI，T)熔融樹脂溫度值T同在該熔融樹脂溫度下的即將開始注塑時的熔融樹脂壓力值的熔融樹脂比容積值。
因此，采用本發(fā)明的注塑成形機(jī)的注塑控制方法，即使存在有外部干擾對成形系統(tǒng)的影響，而且作為給定條件的熔融樹脂壓力等也發(fā)生變化時，通過自動控制使成形制品的重量值G一定的絲杠的移動距離，也可以保持成形制品的重量穩(wěn)定。
而且即使變更模具，也不需要象適應(yīng)控制那樣，從最初開始來進(jìn)行調(diào)查解析。
另外，在確定成形條件的條件給出階段，熔融樹脂壓力值等多變更的情況下，對這種情況，也能按所定的重量值G，自動控制絲杠的移動距離，并且便于給出成形條件。
前述的檢測的即將開始注塑的可塑化合成樹脂的熔融樹脂壓力值PI及連續(xù)注塑保壓時的可塑化合成樹脂的熔融樹脂壓力值PH，再加上所注塑的可塑化合成樹脂的熔融樹脂溫度值T，在短期的連續(xù)成形的過程中，變化幅度都是很微小的，為了排除瞬時誤差以提高精度，也可以用連續(xù)成形中的短期間內(nèi)的多次注塑充填所檢，檢測的各熔融樹脂壓力值PI，PH，以及熔融樹脂溫度T的各個平均值。
另外，按前述的PVT特性關(guān)系式，從熔融樹脂壓力值P及熔融樹脂溫度T得出熔融樹脂樹脂比容積值V時，也可以將這些熔融樹脂壓力值P以及熔融樹脂溫度值T的變動幅度，取在所定的范圍內(nèi)，而按平面近似法來獲得熔融樹脂的容積值。


圖1至圖8是為說明本發(fā)明注塑成形機(jī)的注塑控制方法的最佳實施例的附圖。
圖1(A)、(B)是注塑成形機(jī)整體的半圖解式縱斷面圖和局部放大的縱斷面圖。
圖2和圖3分別是例1和例2絲杠動作狀態(tài)模型的縱斷面圖。
圖4，表示的是用外插法所獲得的殘留在絲杠前端側(cè)的熔融樹脂容積值的曲線圖。
圖5，表示的是為獲得注塑重量值一定的有關(guān)絲杠移動距離計算式時，絲杠動作狀態(tài)模型的縱斷面圖。
圖6和圖7分別表示的是第1實施例和第2實施例的注塑控制方法的具體實施裝置的半圖解式的縱斷面圖。
圖8，是用于說明PVT特性的平面近似法的座標(biāo)圖。
以下將參照附圖，說明本發(fā)明的注塑成形機(jī)注塑控制方法的具體實施例。
在表示整個注塑成形機(jī)的概略圖的圖1(A)中，當(dāng)注塑成形時，注塑成形機(jī)的成形用的模具10與注塑成形機(jī)11的噴嘴部12相吻接。在該注塑成形機(jī)11的園柱形缸體13的內(nèi)部，內(nèi)裝有絲桿19，該絲杠19把由加熱裝置14加熱了的、從料斗供給的可塑化合成樹脂的樹脂顆粒，在園柱形缸體13里連續(xù)地進(jìn)行熔融混煉，并對被熔融的合成樹脂計量，然后由該絲杠19將計量了的熔融樹脂，經(jīng)貫通噴嘴12的流路16、再經(jīng)模具10的注入口17，注塑充填到該模具10的模腔部位18里。
由絲杠驅(qū)動電機(jī)20驅(qū)動絲杠19的轉(zhuǎn)動，以進(jìn)行樹脂顆粒的熔融混煉等操作，而且把絲杠19和絲杠驅(qū)動電機(jī)20安裝在底盤21上。由控制裝置24，操作控制電磁流量閥22和電磁壓力閥23，利用控制操作電磁流量閥22和電磁壓力閥23，可以把從油壓源25來的壓油通過管路向油壓活塞裝置27給入或排放。以驅(qū)動底盤21沿圖中所示的方向左右移動，換句話說，靠向油壓活塞裝置27的供給或排放壓油，使底盤21進(jìn)行的左右移動而帶動絲杠19朝噴嘴12做進(jìn)退移動，就可以實現(xiàn)計量被注塑的熔融樹脂，并將計量了的熔融樹脂，注塑充填到模具10的模腔部位18中，并且對絲杠19施加所定的推壓力，以使園柱形缸體13內(nèi)的熔融樹脂的壓力變成所定的熔融樹脂壓力等操作。
在底盤21上，還結(jié)合有由電位計和編碼器構(gòu)成的絲杠位置檢測器28，其用于檢測絲杠19由園柱形缸體13的左側(cè)端部，即“0”位置，向園柱形缸體13的右側(cè)端部移動時，所增加的位置值。該絲杠位置檢測器28，隨時檢測絲杠19的位置值，并將所檢測的位置值送到控制裝置24和PVT運算裝置29中，然后，PVT運算裝置在檢測樹脂特性時，可運算可塑化合成樹脂的PVT特性關(guān)系式，當(dāng)注塑控制時，PVT運算裝置29，按這個PVT特性關(guān)系式進(jìn)行計算，并將所計算出的絲杠19的移動距離，送到控制裝置24上。
PVT控制裝置29除輸入由28檢測的絲杠位置值之外，還將輸入由樹脂溫度檢測30檢測的園柱形缸體13內(nèi)的熔融樹脂的樹脂溫度，并且還將輸入由油壓檢測器31檢測的油壓活塞裝置27中的油壓值，并以其作為施加在絲杠19上的推壓力的推壓值，即作為園柱形缸體13內(nèi)部的熔融樹脂的熔融樹脂壓力值P。
符號32是外部輸入裝置，在檢測樹脂特性時，其把被注塑的熔融樹脂的計量值關(guān)入PVT運算裝置29，而且在樹脂特性檢測時，其將所設(shè)定的各種熔融樹脂壓力值P、熔融樹脂溫度值T經(jīng)PVT運算裝置29后，送入控制裝置24。而在注塑成形時，該輸入裝置把注塑充填的熔融樹脂的目標(biāo)注塑重量值G，送入PVT運算裝置29。
在噴嘴部12的通路16中，設(shè)置有可阻止已被熔融了的可塑化合成樹脂流通的，作為本發(fā)明開閉機(jī)構(gòu)的閉鎖閥33。由控制裝置24，控制電磁驅(qū)動裝置34去操作桿35，以實現(xiàn)該閉鎖閥33的開、閉。
如圖1(B)所示，在絲杠19的園錐形的前端部36與設(shè)置在螺旋桿部37的端部凸緣突起38之間，嵌裝入一個能軸向方向進(jìn)退移動的環(huán)狀滑動閥體39。當(dāng)位于絲杠19前端側(cè)，即圖的左側(cè)的熔融樹脂的樹脂壓力增高時，該環(huán)狀滑動閥體39將被壓接到凸緣突起部38上，從而阻止熔融樹脂向圖示的右側(cè)倒流。由這些凸緣突起部38和環(huán)狀滑動閥體39構(gòu)成倒流防止閥40。
當(dāng)絲杠位置檢測器28所檢測的絲杠19的位置值為如圖所示的“0”時，則由絲杠19的前端到閉鎖閥33之間，更具體地說，是在從倒流防止閥40到閉鎖閥33之間，將殘留有可塑化合成樹脂的殘存熔融樹脂。
以下說明在利用本發(fā)明的注塑成形機(jī)的控制方法確定PV(T)特性時的樹脂特性檢測方法的各種例子。
例1、首先，在第一階段中，依次改變?nèi)廴跇渲瑴囟戎礣1，T2，T3…，同時反復(fù)進(jìn)行下述3個工序，以得到在一定的熔融樹脂壓力值P條件下的，對應(yīng)于各熔融樹脂溫度T1，T2，T3…的各熔融樹脂比容積值V01，V02，V03…(參見附圖2)(1)第1工序在第1工序中，由于閉鎖閥33呈關(guān)閉狀態(tài)，靠絲杠19的轉(zhuǎn)動使熔融的可塑化合成樹脂被送到絲杠19的前方側(cè)，因而利用絲杠19前端側(cè)的熔融樹脂的壓力，使絲杠19向后方側(cè)退行移動，在計量注塑熔融樹脂量的同時，在預(yù)先設(shè)定的絲杠初始位置上，絲杠停止轉(zhuǎn)動。
控制裝置24根據(jù)來自絲杠位置檢測器28的絲桿19的位置值，來探查絲杠19是否到達(dá)該初始位置，當(dāng)檢測到絲杠19已到達(dá)該初始位置，控置裝置24
對供給油壓活塞裝置27的油壓進(jìn)行控制，以使施在到絲杠19上的推壓力為所定推壓值P0的推壓力。絲杠19在這個推壓力的作用下，靠平衡移動而前進(jìn)，而且與倒流防止閥40的作用相結(jié)合，壓縮絲杠19前端側(cè)的熔融樹脂，使熔融樹脂的壓力增高。在所施加的推壓力與被壓縮了的熔融樹脂的樹脂壓力相平衡時的位置上，絲杠19停止前進(jìn)。由絲杠位置檢測器28檢測這樣停止了的絲杠19的第1停止位置的位置值，并將這個位置值送入PVT運算裝置29。
另外，絲杠19的前端側(cè)的熔融樹脂的樹脂壓力值應(yīng)與在停止時間點上的絲杠19上所付與的推壓力的推壓值P0相對應(yīng)。
(2)第2工序打開閉鎖閥33，靠絲杠19上所施加的推壓力，使絲杠19移動所定的距離，并且僅將所定距離部分的適宜量熔融樹脂注塑出去，再由外部計量器計量被注塑的適宜量的熔融樹脂的重量值G，將該計量值G送入外部輸入裝置32后再被加到PVT運算裝置29上。
(3)第3工序再次關(guān)閉閉鎖閥33，由控制裝置24，按照該閉鎖閥33呈閉鎖狀態(tài)的第1工序同樣地去控制油壓，使其對絲杠19施加預(yù)設(shè)定的推壓值為P0的推壓力，靠平衡移動使絲杠19前進(jìn)、后退，同時利用該推壓力壓縮絲杠19前端側(cè)的熔融樹脂，同樣，當(dāng)在所付與的推壓力與熔融樹脂的樹脂壓力相平衡的位置上，絲杠停止轉(zhuǎn)動，把這樣停止的絲杠19的第2停止位置的位置值，由絲杠位置檢測器28檢測，并送到PVT運算裝置29上。
然后，由PVT運算裝置29計算第1停止位置的位置值和第2停止位置的位置值之間的差ST，換句話說，計算與所注塑的熔融樹脂的重量值G相對應(yīng)的熔融樹脂的容積值，進(jìn)而把該熔融樹脂的容積值除前述的重量值，而計算出熔融樹脂的比容積值V。
隨后，把施加在絲杠19上的推壓力保持在一定的推壓值P0(熔融樹脂壓力值P0)的情況下，改變?nèi)廴跇渲瑴囟戎礣1，T2，T3……，反復(fù)進(jìn)行一連串的工序，以獲得相應(yīng)的各熔融樹脂比容積值V01，V02，V03…。
而后，在第二階段中，依次改變?nèi)廴跇渲瑴囟戎礣1，T2，T3…，并反復(fù)進(jìn)行下述2個工序，從而得到各熔融樹脂溫度值T1，T2，T3…的相對應(yīng)各個熔融樹脂壓力值P1，P2，P3…的各個熔融樹脂容積值V11，V21，V31，…;V12，V22，V32，…;V V13，V23，V33…。(參見附圖3)(1)第1工序和第一階段中的第1工序同樣地在閉鎖閥33呈關(guān)閉的狀態(tài)下，驅(qū)動絲杠19轉(zhuǎn)動去計量熔融樹脂量，并使絲杠19向后方后退移動，在到達(dá)預(yù)定設(shè)定的初始位置時，停止絲杠19的轉(zhuǎn)動。隨后，在絲杠19上施加該推壓值為預(yù)設(shè)定值P0的推壓力，使絲杠19向前移動而壓縮熔融樹脂，當(dāng)該被壓縮的熔融樹脂的熔融樹脂壓力和施加在絲杠19上的推壓力相均衡時，絲杠19停止，由絲杠位置檢測器28，檢測絲杠19的第1停止位置的位置值，并將其輸入到PVT運算裝置29中，其它的均與第一階段的第1工序相同。
(2)第2工序保持閉鎖閥33的關(guān)閉狀態(tài)，把施加在絲杠19上的推壓力的推壓值P，以第1工序中的推壓值P0為基準(zhǔn)，選擇為順序變大的P1，P2，P3…使熔融樹脂被壓縮。施加這些推壓值P1，P2，P3推壓力的絲杠19，靠平衡而停止，把絲杠19的第2，第3，第4等的各停止位置的位置值，同樣由絲杠位置檢測器28進(jìn)行檢測，并將其輸入到PVT運算裝置29。
然后在PVT運算裝置29中，根據(jù)相對于第1停止位置的位置值的第2、第3、第4等各個停止位置的差值ST，計算出各個熔融樹脂容積值。
然后，根據(jù)所算出的各熔融樹脂容積值，在第一階段得到的熔融樹脂比容積值V01(V02，V03，…)，經(jīng)比運算，而得到熔融樹脂比容積值V11，V21，V31，…(V12，V22，V32，…;V13，V23，V33…)。該比運算是在同一熔融樹脂溫度T和同一重量G的被壓縮熔融樹脂的基礎(chǔ)上，將熔融樹脂壓力值P0(推壓值P0)，變化成熔融樹脂壓力值P1，P2，P3…(推壓力值P1，P2，P3…)的情況，從熔融樹脂容積值的比，而得到各個熔融樹脂比容積值V。
由此，對各熔融樹脂溫度值T1，T2，T3，…反復(fù)實施一系列工序，并在各一系列工序中，通過改變施加在絲杠19上的推壓力的推壓值P1，P2，P3…，(熔融樹脂壓力值P1，P2，P3…)而得到各個熔融樹脂比容積值V11，V21，V31，…;V12，V22，V32…;V13，V23，V33，…。
另，通過控制裝置24對加熱裝置14進(jìn)行控制，實現(xiàn)該熔融樹脂溫度值T的變更。
即便在絲杠19的位置值為“0”的情況下，從絲杠19的前端側(cè)到閉鎖閥33之間，也還會有殘存的熔融樹脂，因此各停止位置的位置值也是由施加推壓力的絲杠19壓縮該殘存的熔融樹脂的結(jié)果。因此，如果把所得到的PVT特性關(guān)系式，轉(zhuǎn)用到該注塑成形機(jī)以外的、殘存熔融樹脂容積值有差別的其它機(jī)型的注塑成形機(jī)，并作為它的PVT特性關(guān)系式的話，將會產(chǎn)生不可忽略大小的誤差。
下面將描述附加了殘存熔融樹脂容積修正的熔融樹脂比容積值的獲得方法;
ⅰ)首先，當(dāng)殘存的熔融樹脂容積值，作為機(jī)械設(shè)計值是已知值時，可以將該殘存熔融樹脂容積值，換算成絲杠19的移動距離，并將其付與移動距離S0的情況下，在同一熔融樹脂溫度T、同一重量值G的熔融樹脂在計量后在絲杠19上付與Px、Py推壓值的推壓力，在絲杠19停止后的熔融樹脂壓力值Px、Py時的絲杠19的各停止位置的位置值Sx，Sy上，再加上移動距離S0，如把各補正位置取作Sx(＝Sx+S0)，Sy(Sy+S0)，則熔融樹脂比容積值Vx、Vy可以用下式表示Vx＝(π/4·D2·Sx)/G (1)Vy＝(π/4·D2·Sy)/G (2)D絲杠19的直徑。
然后，取(1)式與(2)式之比而得到下式Vx/Vy＝Sx/Sy＝S0+Sx/S0+Sy(3)如果把熔融樹脂比容積值Vy取為在第一階段里所得到的熔融樹脂比容積值V01，V02，V03…，則根據(jù)式(3)，就可以簡單地得到熔融樹脂比容積值Vx。
因此靠同樣的比運算而得出熔融樹脂比容積值V的本例的情況，可立即照般這種方法。
(ⅱ)對殘存的熔融樹脂容積值是未知值時，如附圖4所示，熔融樹脂被壓縮的量，即按要求壓縮的絲杠19所需移動的距離△S，是與壓縮前熔融樹脂的容積、按要求壓縮之前的絲杠19的位置值Sm成比例。因此在保持熔融樹脂壓力值P以及熔融樹脂溫度值T為一定的同時，把絲杠19的位置值Sm按數(shù)段進(jìn)行變更，則可描繪出一次函數(shù)曲線，在曲線上如進(jìn)行外插，則可以很簡單地得到移動距離S0，其它和前述的情況相同隨后，在第三階段中，將由第1際段和第2階段所獲得的各熔融樹脂壓力值P0，P1，P2…，各熔融樹脂比容積值V01，V02，V03…;V11，V12，V13…;V21，V22，V23，…;以各熔融樹脂溫度值T1，T2，T3…代入PVT特性的一般表達(dá)式中，以確定PVT特性關(guān)系式。
根據(jù)(3)式，可以得到以下的一般化的函數(shù)式V/V0＝f(P/P0) (4)其中P，V任意熔融樹脂壓力值和在該熔融樹脂壓力值下的熔融樹脂比容積值。
P0，V0作為基準(zhǔn)的熔融樹壓力值和在該熔融樹脂壓力值下的熔融樹脂比容積值。
這些熔融樹脂壓力值P，P0和熔融樹脂比容積值V，V0，是在同一熔融樹脂溫度值T的值。
根據(jù)(4)式，本發(fā)明人在實驗式中得到以下的PV特性的近似公式f(P/P0)＝exP｛a(P/P0-1)｝ (5)其中a為常數(shù)因此，如果把任意的熔融樹脂壓力值P，變成各種各樣的值，而可以得到常數(shù)a，則，就可以把握PV(T＝一定)的特性關(guān)系式。
本發(fā)明還得出用下式近似表示的，是熔融樹脂溫度T函數(shù)的常數(shù)a的計算公式a(T)＝b·T+C (6)其中b、c為常數(shù)。
而且由式(4)、(5)、(6)可以得出以下一般式V＝V0·exP｛(b·T+c)·(P/P0-1)｝ (7)如果把由第一階段以及第二階段所得到的各個熔融樹脂壓力值P0，P1，P2…，各熔融樹脂比容積值V01，V02，V03…;V11，V12，V13，…;V21，V22，V23，…以及各熔融樹脂溫度值T1，T2，T3…，代入式(7)并確定常數(shù)b，c，則就可以確定PVT特性關(guān)系式。
另外，在作為基準(zhǔn)值的熔融樹脂壓力值P0的情況下，改變?nèi)廴跇渲瑴囟戎礣，而得到熔融樹脂比容積V0時，熔融樹脂溫度值T和熔融樹脂比容積值V，可以用下式的一次式來近似V0＝α·T+β (8)其中α、β為常數(shù)將(8)式代入(7)式中，而得到下式V＝(α·T+β)·exP｛(b·T+c)·(P/P0-1)｝對前述情況，常量a是用一次式來近似的，但當(dāng)熔融樹脂溫度T變化時，常數(shù)a則以熔融樹脂溫度值T為變量而變化，因此用下述熔融樹脂溫度值的多項式來近似，就可以進(jìn)行隨機(jī)的適宜的修正。
a(T)＝b′·Tm+b″·Tm-1+…+bm′·T+c′其中b′，b″…bm′，c′為常數(shù)。
同樣，即使在固定的熔融樹脂壓力值的條件下，當(dāng)熔融樹脂溫度值T變化時，熔融樹脂比容積值V0也將以熔融樹脂溫度值T為變數(shù)而變化，因此最好采用下述的T的多項式來近似。
V0＝α′·Tn+α″·Tn-1+…+αn′·T+β′其中α′，α″…αn′，β′為常數(shù)。
例2下面將說明例2，而且特別僅就與例1不同的部分進(jìn)行說明，而對相同的部分則省略說明。
按每個熔融樹脂溫度值T1，T2，T3…，反復(fù)進(jìn)行下述3個工序，以確定PVT特性關(guān)系式。
(1)第1工序與例1的第一階段的第1工序一樣，使閉鎖閥33處于關(guān)閉狀態(tài)，轉(zhuǎn)動絲杠19，并使其退到予先設(shè)定的初始位置上，在絲杠19到達(dá)這個位置時，停止絲杠19的轉(zhuǎn)動。然后在絲杠19上順序施加推壓值為Ps0，Ps1，Ps2…Psn的推壓力，使熔融樹脂壓縮。在各推壓值Ps0，Ps1，Ps2…Psn時，由絲杠位置檢測裝置28，順序檢測絲杠19停止移動的第1停止位置的各位置值Ss0，Ss1，Ss2…Ssn，并把這些位置值送到PVT運算裝置29。其余的，同例1的第一階段的第1工序。
(2)第2工序在絲杠19上施加推壓力，在其恢復(fù)到正規(guī)生產(chǎn)過程的即將開始注塑時的推壓值P時，打開閉鎖閥33，向模具10的模腔部位18注塑充填一次注塑重量的熔融樹脂，而完成實際成形。然后按正規(guī)生產(chǎn)過程的連續(xù)注塑保壓時的推壓力來向絲杠19施加推壓力，并關(guān)閉閉鎖閥33?？客獠坑嬃科?，計量所注塑充填的熔融樹脂的重量值G，并通過外部輸入裝置32，將該計量值G送入PVT運算裝置29。
(3)第3工序在絲杠19上順序施加和第1工序同樣的推壓值Ps0，Ps1，Ps2…Ps的推壓力之后，由絲杠位置檢測器28，順序檢測在各推壓值Ps0，Ps1，Ps2…Psn時絲杠19停止的絲杠19的第2停止位置的各位置值SF0，SF1，SF2…SFn，并將這些位置值送入PVT運算裝置29。
在這些一連串的工序中，所有的n次都可以做成注塑充填重量值G的熔融樹脂，因此，在一定的熔融樹脂溫度值T時，下式可成立G/A＝S0+Ss0/V(Ps0，T)-S0+SF0/V(Ps0，T)＝S0+Ss1/V(Ps1，T)-S0+SF1/V(Ps1，T)＝……＝S0+Ssn/V(Psn，T)-S0+SFn/V(Ssn，T)G/A＝Ssn-SFn/V(Psn，T)＝△Sn/V(Psn，T) (9)其中，A絲杠19的投影斷面積。
S0將殘存熔融樹脂容積值換算成絲杠19的移動距離的移動距離將(5)式代入(4)式，而得到下式V(Psn，T)/V(Ps0，T)＝exP｛a·(Psn/Ps0-1)｝＝△Sn/△S0(＝Ssn-SFn/Ss0-SF0) (10)按(10)式進(jìn)行運算處理，可以獲得對實際成品不會帶來不良影響時，在一次注塑期間內(nèi)的熔融樹脂壓力(P)對所注塑的熔融樹脂的注塑重量G所帶來的影響的關(guān)系式。
將這個(10)式代入(9)式中，則變?yōu)橄率紾/A＝[1/△S0]·V(Pn，T)/exP｛a·(Psn/Ps0-1)｝ (11)
該式(11)是在一定熔融樹脂溫度值T下的PV特性關(guān)系式，通過在PVT運算裝置29中按(11)式的運算，可以確定一熔融樹脂溫度值T的PV特性關(guān)系式。同樣，通過對各熔融樹脂溫度值T1，T2，T3…所進(jìn)行的運算，可確定PVT特性關(guān)系式。
在例1及例2確定PVT特性關(guān)系式時，使用了本發(fā)明者觀察得到的下式V＝V0exP｛a(T)·(P/P0-1)｝還可以使用，對該式進(jìn)行變換的下述的斯潘塞-吉爾摩(Spencer-Gilmore)式V＝(R′·T/P+πi)+ω (12)其中T熔融樹脂溫度值πi，ω，R′按可塑化合成樹脂的種類而定的常數(shù)。
另外，常數(shù)πi，ω，R′值，也可以按下述來得到。
按和例1中第1階段中的同樣方法，得出在一定的熔融樹脂壓力值P0的熔融樹脂溫度值T0的熔融樹脂比容積值V0。
然后，使同一熔融樹脂壓力值下的熔融樹脂溫度值T改變，而得到常數(shù)ω的值。
隨后，和一定熔融樹脂溫度T0的例1的第2階段同樣，得到熔融樹脂壓力值P為熔融樹脂壓力值P1時的熔融樹脂容積值，并且根據(jù)前述的熔融樹脂比容積值V0，通過比例運算而得到熔融樹脂壓力P1的熔融樹脂比容積值V1。
根據(jù)這些熔融樹脂壓力值P0，P1、熔融樹脂比容積值V0，V1以及常數(shù)ω，按下式就可以得到常數(shù)πi的值
V0-ω/V1-ω＝(R′·T0/P0+πi)/(R′·T0/P1+πi)＝P1+πi/P0+πi＝P0+πi+△P/P0+πi(∵△P＝P1-P0)＝1+△P/P0+πi得到常數(shù)ω，πi之后，根據(jù)(12)式也可以得到常數(shù)R′。
對其它的可塑化合成樹脂，根據(jù)需要，也可以按上述方法得到常數(shù)ω，πi，R′的值。
以上，就根據(jù)斯潘塞-吉爾摩式來確定PVT特性關(guān)系式的情況進(jìn)行了說明，然而根據(jù)其它的方法，例如實驗設(shè)計法中的實驗解析手段(多變量逐次近似法)，也可以確定PVT特性關(guān)系式。
以下，在根據(jù)前述所確定的并得出的PVT特性關(guān)系式說明本發(fā)明的注塑成形機(jī)的注塑控制方法的各實施例之前，將參照附圖5，說明為了使注塑控制的注塑重量值一定所得到的有關(guān)絲杠19的移動距離的計算公式。
首先，把在一定熔融樹脂溫度值T1條件下的即將開始注塑時以及連續(xù)注塑保壓時的各熔融樹脂的壓力值P、絲杠19的位置值S以及熔融樹脂比容積值V，按下式來取即將開始注塑時熔融樹脂壓力值PI1絲杠19的位置值SI1熔融樹脂比容積值V(PI1，T1)連續(xù)注塑保壓時熔融樹脂壓力值PH1絲杠19的位置值SH1
熔融樹脂比容積值V(PH1，T1)另，絲杠19的位置值SI1，SH1，是從絲杠19的“0”位置算起的距離。而且絲杠19的這些位置值SI1，SH1，是在需要對殘存的熔融樹脂進(jìn)行補正時，已經(jīng)補正了的補正位置值。
用下述的通式表示對模具10的模腔部位18進(jìn)行一次注塑充填時，所充填的熔融樹脂的注塑重量G其中A為絲杠19的投影斷面積。
G＝A｛SI1/V(PI1，T1)-SH1/V(PH1，T1)｝ (13)將(13)式變成G＝ASI1[1/V(PI1，T1)-1/V(PH1，T1)]+A·1/V(PH1，T1)·(SI1-SH1) (14)另，注塑充填時，絲杠19所移動的距離SD可用下式表示SD＝SI1-SH1(15)將(15)式代入(14)式經(jīng)整理而得到下式SD＝SI1-SH1＝V(PH1，T1)·｛G/A-SI1·[1/V(PI1，T1)-1/V(PH1，T1)]｝ (16)另外，式(16)中絲杠19的投影斷面積A是已知的，由絲杠位置檢測器28可檢測即將開始注塑時的絲杠19的位置值SI1，而熔融樹脂比容積值V(PI1，T1)，V(PH1，T1)，則可以根據(jù)由樹脂溫度檢測器30及油壓檢測器31中所檢測的熔融樹脂溫度值T1，和熔融樹脂壓力值PI1，PH1，或者根據(jù)所設(shè)定的熔融樹脂溫度值T1以及熔融樹脂壓力值PI1，PH1，由前述所得到的PVT特性關(guān)系式來得到該熔融樹脂比容積值V(PI1，T1)，V(PH1，T1)
從而，利用(16)式，就能得到使注塑重量值G一定時，絲杠19所移動的距離S0。
第1實施例本實施例如圖6所示，首先用位置檢測器28檢測即將開始注塑時絲杠19的位置值SI1;樹脂溫度檢測器30檢測熔融樹脂溫度值T1;油壓檢測器31檢測即將開始注塑前以及連續(xù)注塑保壓時的熔融樹脂壓力值PI1，PH1，并將它們加到PVT運算裝置29上的情況下，來進(jìn)行說明首先，通過外部輸入裝置32，將是成形制品目標(biāo)重量值的注塑重量值G，加到PVT運算裝置29上。然后利用絲杠19的后退移動，計量所注塑熔融樹脂量，在熔融樹脂的計量和絲杠19轉(zhuǎn)動停止之后，在絲杠19上施加推壓力，并且在即將開始注塑時，而且閉鎖閥33處于關(guān)閉的狀態(tài)下，用絲杠位置檢測器28以及油壓檢測器31，檢測絲杠19的位置值SI1以及熔融樹脂壓力值PI1(推壓值PI1)，并且由樹脂溫度檢測器30，檢測熔融樹脂溫度值T1之后，把這些值加到PVT運算裝置29上。
然后，開始打開閉鎖閥33，隨絲杠19的前進(jìn)移動，而向模具10的模腔部位18，充填熔融樹脂，在幾乎就要填充完了的時間點上，進(jìn)入保壓。也用油壓檢測器31檢測該連續(xù)注塑保壓時的熔融樹脂壓力值PH1(推壓值PH1)，并把它加到PVT運算裝置29上。
該PVT運算裝置29，根據(jù)這些位置值SI1、熔融樹脂壓力值PI1，PH1，以及熔融樹脂溫度值T1，進(jìn)而再由PVT特性關(guān)系式運算出移動距離SD，并將該移動距離SD加到控制裝置24上，在控制裝置24中，將該移動距離SD和由絲杠位置檢測器28所檢測的位置相比較，在兩者相一致的時間點上，關(guān)閉閉鎖閥33，從而結(jié)束向金屬模具10的模腔部位18的一次熔融樹脂的注塑充填。
因此，本實施例中，即使溶融樹脂壓力值PI1，PH1，以及熔融樹脂溫度值T1變化，也能得到使注塑重量值G一定的移動距離SD。
第2實施例本實施例如圖7所示，在PVT運算裝置29上，輸入即將開始注塑時所檢測的絲杠19的位置值SI1，并且在控制裝置24上已預(yù)定了其余的熔融樹脂壓力值PI1，PH1，以及熔融樹脂溫度值T1，而且把這予設(shè)定值PI1，PH1，T1，從控制裝置24加到PVT運算裝置29上的情況下，下面將僅對與第1實施例不同的部分進(jìn)行說明，而省略重復(fù)部分的說明。
控制裝置24，按照能得到所設(shè)定的熔融樹脂壓力值PH1，PI1來控制電磁流量閥22及電磁壓力閥23，同時，按照能得到設(shè)定的熔融樹脂溫度T1去控制加熱裝置14。
PVT運算裝置29，根據(jù)由絲杠位置檢測器28所檢測的即將開始注塑時的絲杠位置值SI1，在控制裝置24上所設(shè)定的熔融樹脂壓力值PI1，PH1，以及熔融樹脂溫度值T1，進(jìn)而根據(jù)PVT特性關(guān)系式，算出移動距離SD，并把該運算的移動距離SD，加到控制裝置24上。其余的同第1實施例。
在第1實施例中，使用的是本次所檢測的熔融樹脂壓力值PI1，PH1，以及熔融樹脂溫度值T1，來運算移動距離SD的。但在短期間的連續(xù)成形中，每次注塑充填時這些各個PI1，PH1，T1的變動幅度是微小的，換句話說，即使每次注塑充填時，都檢測這些各個PI1，PH1，T1值，所檢測的這些PI1，PH1，T1值大多都是在檢測誤差之內(nèi)的值。但用有誤差的各值PI1，PH1，T1進(jìn)行運算，反而使實際成形的偏差變大。而且，在長時間的成形過程中，熔融樹脂壓力和熔融樹脂溫度是隨外界氣溫、水溫等變化而緩慢變化的量，其不是在經(jīng)歷了5次或10次注塑充填的變化量，而是要經(jīng)歷數(shù)百次，數(shù)千次的注塑充填之后的積累的結(jié)果，因此以熔融樹脂壓力以及熔融樹脂溫的檢測誤差為前題，為了提高檢測精度，也可以使用2-10次短時間的檢測值PI1，PH1，T1的平均值。而且不用本次所檢測的PI1，PH1，T1值，而用前次所檢測的PI1，PH1，T1也行，另外用到前回之前的2-10次的各值PI1，PH1，T1的平均值也可以。
第1實施例和第2實施例中，都是直接利用由前述的例1和例2所得出的PVT特性關(guān)系式，也就是說，都是直接用如附圖8所示的，在熔融樹脂壓力軸P，熔融樹脂比容積軸V和熔融樹脂溫度軸T的三次座標(biāo)系中所形成的PVT曲面的PVT特性關(guān)系式，來運算出絲杠19的移動距離SD的。然而，在實際的連續(xù)注塑成形過程中，熔融樹脂壓力值和熔融樹脂溫度值T變化范圍都很小，而可以將熔融樹脂溫度值T和熔融樹脂壓力值P的變化范圍取成完全近似成平面的區(qū)域內(nèi)的值來處理。所以可不用前述那樣得到的PVT特性關(guān)系式，而利用平面近似式將熔融樹脂比容積V(P，T)取作為V(P±△P，T±△T)也能運算出熔融樹脂比容積值V(P，T1)。其中，△P和△T是P、T在允許范圍內(nèi)的預(yù)期的變化幅度。另外，作為得到的熔融樹脂比容積值V(PI，T)和熔融樹脂比容積值V(PH1，T)的方法，還可以把PI→PI±△PI，PH→PH±△PH，T→T±△T的強制變化的結(jié)果;和根據(jù)這些變化結(jié)果所得到的成形品的重量值，直接代入平面近似式。
在第1實施例和第2實施例中，是用PVT特性關(guān)系式運算出絲杠19的移動距離SD的，但如果熔融樹脂溫度值T的變化幅度小到幾乎是可以看成為是固定不變的值時，也可以按照式(5)、(11)，用PV特性關(guān)系式運算出絲杠19的移動距離SD。而且在使用PV特性關(guān)系式時，把穩(wěn)定成形過程中使注塑重量值G固定的即將開始注塑時和連續(xù)注塑保壓時絲杠19的位置值SI0，SH0，作為基準(zhǔn)值，而且如果即將開始注塑時和連續(xù)注塑保壓時的熔融樹脂的壓力值PZ0，PH0為已知時，則可以用下式得出絲杠19的移動距離SD。
SD[＝V(PH1)·｛G/a-SI1·[1/V(PI1)-1/V(PH1)]｝＝SI0·[V(PI1)/V(PH0)-V(PH1)/V(PH0)]+(SI0-SH0)·V(PHI)/V(PH0)-SI0·[PH1/PI0-1][∵(14)式→G＝A·SI0·[1/V(PI0)-1/V(PH0)]+A·SI0-SH0/V(PH0)]也就是說，除了絲杠19的位置值SI0，SH0，SI1，之外，還用熔融樹脂比容積值V的比來表示，該熔融樹脂比容積值V的比，在一定的熔融樹脂溫度值T的條件下，也可用熔融樹脂容積值的比，而可以得到絲杠19的移動距離SD。所以在熔融樹脂溫度值T的變化小到幾乎可以被忽略，而只有熔融樹脂壓力值PI，PH變動的情況下，關(guān)閉閉鎖閥33之后，用僅得到的由絲杠19計量的被注塑熔融樹脂的壓縮特性，就可以把成形制品的重量值G保持一定。
另外，作為另外的實施例，在噴嘴部12的流路里沒有閉鎖閥33的情況下，也可以把設(shè)置在模具10的注入口17里的關(guān)閉閥，作為閉鎖閥33來使用。
按照本發(fā)明，根據(jù)樹脂特性和計算公式就能計算出絲杠的洽當(dāng)?shù)囊苿泳嚯x，因此根據(jù)本發(fā)明的成形機(jī)的注塑控制方法，特別適用于模具可能變更的場合。
權(quán)利要求
1.一種控制由注塑成形機(jī)園柱形缸體內(nèi)部部位向成形用模具模腔部位注塑充填可塑化合成樹脂的注塑重量的注塑成形機(jī)的注塑控制方法，其特征在于利用所定的計算公式計算當(dāng)注塑充填相應(yīng)于成型制品重量G的可塑化合成樹脂時，絲杠所移動的距離S0并且進(jìn)行予設(shè)定，當(dāng)該絲杠從即將開始注塑時的絲杠位置移動到該予設(shè)定的絲杠移動距離S0的時間點上，停止向上述成形用模具的模腔部位注塑充填可塑化合成樹脂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注塑成形機(jī)的注塑控制方法，其特征是在一定的熔融樹脂溫度值的條件，根據(jù)檢測或設(shè)定的即將開始注塑時的可塑化合成樹脂的熔融樹脂壓力值PI及連續(xù)注塑保壓時的可塑化合成樹脂的熔融樹脂壓力值PH和所檢測的即將開始注塑時的絲杠的位置值SI，所說的注塑充填相應(yīng)于成形制品的重量值時，絲杠的移動的距離SD的運算是按下述運算式來進(jìn)行的SD＝SI-SH＝V(PH)·｛G/A-SI·[1/V(PI)-1/V(PH)]｝其中SH連續(xù)注塑保壓時的絲杠位置值A(chǔ)絲杠的投影斷面積V(PH)連續(xù)注塑保壓時的熔融樹脂比容積值V(PI)即將開始注塑時的熔融樹脂比容積值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的注塑成形機(jī)的注塑控制方法，其特征是所述的即將開始注塑時的可塑化合成樹脂的熔融樹脂壓力值PI和連續(xù)注塑保壓時的可塑化合成樹脂的熔融樹脂壓力值PH，是在連續(xù)成形的短時間內(nèi)、數(shù)次注塑充填時所檢測的各個熔融樹脂壓力值PI、PH的平均值。
4.根據(jù)權(quán)利要求2、3所述的注塑成形機(jī)的注塑控制方法，其特征是當(dāng)上述的即將開始注塑時的可塑化合成樹脂的熔融樹脂壓力值PI與上述的連續(xù)注塑保壓時的可塑化合成樹脂的熔融樹脂壓力值PH相等時，上述成形制品的重量值G可以用使用了差值△SO的下述關(guān)系式計算G＝A·△SO/V(PI＝PH)A絲杠投影的斷面積?！鱏絲杠即將開始注塑時、在熔融樹脂壓力值PI時的位置值與在連續(xù)注塑保壓時的熔融樹脂壓力值PH(＝PI)時的位置值的差。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注塑成形機(jī)的注塑控制方法，其特征是，根據(jù)檢測或設(shè)定的注塑可塑化合成樹脂的熔融樹脂溫度值T、即將開始注塑時的可塑化合成樹脂的熔融樹脂壓力值PI和連續(xù)注塑保壓時的熔融樹脂壓力值PH、所檢測的即將開始注塑時的絲杠位置值SI以及可塑化合成樹脂的PVT特性關(guān)系式，所說的注塑充填相應(yīng)于成形制品重量值G的可塑化合成樹脂時的絲杠移動距離SD，可以按下式計算SD＝SI-SH＝V(PH，T)·｛G/A-SI·[1/V(PI，T)-1/V(PH，T)]｝其中SH連續(xù)注塑保壓時的絲杠位置值A(chǔ)絲杠投影斷面積V(PH，T)熔融樹脂溫度值T和該熔融樹脂溫度值T下的在連續(xù)注塑保壓時的熔融樹脂壓力值的熔融樹脂比容積V(PI，T)熔融樹脂溫度值T和在該熔融樹脂溫度值T下的即將開始注塑時熔融樹脂壓力值PI的熔融樹脂比容積值。
6.根據(jù)權(quán)利5所述的注塑成形機(jī)的注塑控制方法，其特征是上述的檢測的注塑可塑化合成樹脂的熔融溫度值T、即將開始注塑時的可塑化合成樹脂的熔融樹脂壓力值PI和連續(xù)注塑保壓時的可塑化合成樹脂的熔融樹脂壓力值PH，是在連續(xù)成形過程中的短時間內(nèi)的數(shù)次注塑充填時所檢測的各熔融樹脂溫度值T以及熔融樹脂壓力值PI，PH的各個平均值。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6的任一項的注塑成形機(jī)的注塑控制方法，其特征是按照上述的PVT特性關(guān)系式，由熔融樹脂壓力值P以及熔融樹脂溫度值T去獲得熔融樹脂比容積值V時，將熔融樹脂壓力值P和熔融樹脂溫度值P的變動幅度取為在所定的范圍內(nèi)，再由平面近似法得出熔融樹脂比容積值V。
全文摘要
本發(fā)明涉及對由注塑成型機(jī)的圓柱形缸體內(nèi)部注塑充填到成型金屬模具的模腔部位的可塑化合成樹脂的注塑重量值進(jìn)行控制的注塑成型機(jī)的注塑控制方法，該方法按所定的計算公式計算出相應(yīng)于成型制品重量值G的、注塑充填可塑化合成樹脂時絲杠的移動距離S
文檔編號B29C45/23GK1055504SQ9110196
公開日1991年10月23日 申請日期1991年3月5日 優(yōu)先權(quán)日1990年3月5日
發(fā)明者橫田明 申請人:株式會社小松制作所