注射成形機的推頂裝置及推頂銷突出開始位置檢測方法
2023-06-02 02:42:46
專利名稱：注射成形機的推頂裝置及推頂銷突出開始位置檢測方法
技術領域：
本發明涉及一種在電動式注射成形機中從模具內將成形品推下的推頂裝置。
通過驅動設置於可動臺板10上的伺服電機(未圖示)，藉助於皮帶使前述皮帶輪18迴轉時螺母17迴轉，結果，螺杆16前進或後退。螺杆16前進時推頂杆15也前進，使安裝在可動臺板10上的可動側模具11內設置的推頂板12克服彈簧13的反作用力並推壓，將設置於推頂板12上的推頂銷14從可動側模具中推出。結果，將保持於可動側模具上的成形品由推頂銷14推下。
此外，也使用推頂裝置自身不具備驅動源，利用打開模具時可動臺板的後退使推頂杆向模具內推出，將成形品取出的推頂裝置。
圖9為使用於直壓式的電動合模機構中的推頂裝置的一例。在該圖中，固定臺板20與後臺板21通過多根拉杆23連接。在這些拉杆23上可自由滑動地設置有可動臺板22。在該可動臺板22上固定有與螺杆25螺紋結合的螺母24。螺杆25以不能在軸向移動的狀態可自由迴轉地安裝在後臺板21上。在螺杆25的後端固定有皮帶輪26，而在前端固定有推頂杆27。推頂杆27穿過設置於可動臺板22上的貫通孔29中。
在通過驅動合模用伺服電機(未圖示)，藉助於皮帶使皮帶輪26迴轉時，螺杆25迴轉。通過螺杆25的迴轉，螺紋結合於螺杆25上的螺母24及與螺母24成一體的可動臺板22向螺杆25的軸心方向移動。由於可動臺板22的軸心方向的移動，相對於安裝在固定臺板20上的模具28a，安裝在可動臺板22上的模具28b靠近或遠離。即，進行關模、開模及合模。
可動臺板22後退(向圖9的左方向移動)以進行開模，並且當來到開模結束位置附近時，推頂杆27進入安裝在可動臺板22上的可動側模具28b內，並且克服彈性力，推壓由彈簧等施力的推頂板。結果，推頂銷從模具28b處突出，推下成形品。
圖10為推頂裝置附加到合模機構上的一種類型。該圖10的例子在合模機構為肘節式這一點上與直壓式的圖9的例不同。
在固定臺板30與後臺板31之間，在多個拉杆33上可自由滑動地設置有可動臺板32。可動臺板32通過設置於固定臺板30與後臺板31之間的肘節式合模機構34前進或後退(圖中左右方向)，進行模具的開閉及合模。在肘節機構的十字頭上設置螺母35，該螺母35與不能在軸向移動但可自由迴轉地安裝於後臺板31上的螺杆36螺紋結合。在該螺杆36的後端固定有皮帶輪37，通過由圖中未示出的合模用伺服電機通過皮帶將皮帶輪37迴轉驅動，螺杆36迴轉，其結果，螺紋連接於該螺杆36上的螺母35前進或後退，驅動肘節機構34，使可動臺板32前進或後退。
在螺杆36的前端裝有推頂杆38，通過使可動臺板32及安裝在該可動臺板上的可動側模具後退(圖中左方向)以將模具打開時，推頂杆38穿過形成於可動臺板32上的貫通孔39，克服彈性力以推壓可動側模具內的推頂板。結果，推頂銷從可動側模具處突出，將成形品推下。此外，在圖10中，中心線CL以上表示肘節連杆完全伸出的鎖止狀態，下側表示肘節連杆彎曲的最大開模位置。
在上述的各種推頂裝置中，由於使用的模具在結構上的問題等，必須設定推頂銷的突出開始位置(推頂杆與模具內的推頂板接觸的位置)及突出量。現有技術中該作業靠手工作業來進行。
上述的設定如果模具的參數已知是簡單的，但參數不明的情況很多。此外，如果是手工設定會造成設定錯誤，這成為了對模具及注射成形機造成不良影響的原因。
此外，在沒有專用的推頂裝置，來與模具打開動作相配合地使推頂杆向模具內突出的形式(圖9、圖10的類型)中，由於突出位置的設定(可動臺板的後退位置與安裝在螺杆前端上的推頂杆的長度的關係)通過視覺來設定，產生設定錯誤的可能性較大。
本發明為一種由電機驅動推頂杆的注射成形機的推頂裝置，具有檢測驅動推頂裝置的推頂杆的電機的驅動電流值的檢測裝置；在模具未設置於可動臺板上的狀態下驅動推頂裝置的電機使推頂杆突出，記憶每個規定突出位置的電機的驅動電流值的記憶裝置；以及將模具設置在可動臺板上，驅動推頂裝置的電機使推頂杆突出，比較檢測出的電機的驅動電流值與記憶在所述記憶裝置中的相對應的突出位置的驅動電流值，將產生規定值以上的差的位置判斷為推頂銷的突出開始位置的判斷裝置，自動地檢測出突出開始位置。
另外一種推頂裝置為，在注射成形機的合模機構的螺杆軸上安裝有推頂杆，該注射成形機由電機驅動螺杆/螺母機構的螺杆，以驅動安裝於螺母上的可動臺板進行合模，具有檢測前述電機的驅動電流值的檢測裝置；在模具未設置於可動臺板上的狀態下將可動臺板從模關閉狀態向模具打開方向移動，記憶每個規定位置的電機的驅動電流的記憶裝置；在模具設置於可動臺板上，使可動臺板從模具關閉的狀態向模具打開方向移動，比較檢測出的電機的驅動電流值與記憶在所述記憶裝置中的相對應的位置的驅動電流值，將產生規定值以上的差的位置判斷為推頂銷的突出開始位置的判斷裝置，自動地檢測出突出開始位置。
圖2表示驅動推頂裝置的推頂杆的推頂用伺服電機的驅動電流的推移的圖，(a)為模具未安裝於可動臺板上測定時的圖，(b)為模具安裝於可動臺板上測定時的圖。
圖3表示使組裝在肘節式合模機構中的推頂機構上的進行推頂動作的伺服電機的驅動電流的推移的圖，(a)為模具未安裝於可動臺板上測定時的圖，(b)為模具安裝於可動臺板上測定時的圖。
圖4為模具未安裝於可動臺板上測定伺服電機的驅動電流，以用於取得推頂杆的突出位置檢測數據的處理流程圖。
圖5為對驅動推頂裝置的推頂用伺服電機的驅動電流加以測定，以用於檢測出推頂杆的突出開始位置的處理流程圖。
圖6為測定出使組裝在合模機構中的推頂機構上的進行推頂動作的伺服電機的驅動電流，以用於檢測出推頂杆的突出開始位置的處理流程圖。
圖7表示記憶由圖4的處理得到的推頂杆的突出位置檢測數據的數據圖表的一例的圖。
圖8為將推頂用的伺服電機作為驅動源的專用推頂裝置的示意圖。
圖9為在直壓式合模機構的螺杆前端安裝推頂杆，以利用直壓式合模機構進行推頂動作的推頂裝置的示意圖。
圖10為在肘節式合模機構的螺杆前端安裝推頂杆，以利用肘節式合模機構進行推頂動作的推頂裝置的示意圖。
控制注射成形機的控制裝置1由處理器、ROM或RAM等存儲器、輸入輸出迴路、顯示裝置以及鍵盤等數據輸入裝置等構成。用控制伺服電機4的位置及速度的伺服控制裝置2發出的指令來驅動和控制伺服電機4。在伺服電機4上裝有脈衝編碼器等的位置·速度檢測器5。由該位置·速度檢測器5將位置及速度的反饋信號fb反饋到伺服控制裝置2。此外，將來自位置·速度檢測器5的位置反饋信號反饋到控制裝置1中。再者，在由PWM控制等轉換器構成的伺服放大器3中設置有電流檢測器(未圖示)。由該電流檢測器將檢測的驅動電流反饋到伺服控制裝置2及控制裝置1中。
此外，注射用伺服電機等與推頂動作沒有關聯的注射成形機構中的其他機構的伺服電機也設置了如上所述的伺服控制裝置及放大器等，並且這些裝置與該控制裝置1相連接。但是，由於這些構成與本發明沒有直接關係，在此加以省略。此外，該圖1所示的控制系統與現有的注射成形機的控制系統沒有差異。
本發明使用這種控制系統，自動地檢測出推頂銷的突出開始位置。
圖2表示在由圖8所示的專用的(推頂用的)伺服電機驅動的推頂裝置中，驅動該伺服電機(其成為圖1的伺服電機4)，使推頂杆15(圖8)突出時的伺服電機4的驅動電流的檢測值的圖。圖2的(a)表示未將模具安裝在可動臺板上驅動時檢測出的電流值。此時，伺服電機4上施加的負荷為一定，與推頂杆15的行程位置沒有關係，檢測出大致一定的驅動電流值。
另一方面，圖2的(b)表示在可動臺板上安裝模具、驅動伺服電機4時檢測出的電流值。此時，由於推頂杆15從與推頂板12(圖8)接觸的位置開始，克服對推頂板12施力的彈性力而推壓推頂板12，從該位置開始伺服電機4的負荷增大，驅動電流增加。因而，通過檢測出該驅動電流的增加位置，能夠得知推頂銷的突出開始位置。
此外，在圖9所示的、在直壓式的合模機構的螺杆25的前端設置推頂杆27，以從可動側模具28將成形品推出方式構成的推頂裝置中，驅動該直壓式合模機構的合模用伺服電機(由圖1的伺服電機4構成)的驅動電流的推移也如圖2的(a)及(b)所示。此時，推頂杆27的行程位置以可動臺板22與固定臺板20接觸的位置為原點，以可動臺板22後退方向為正方向。
即使在圖1的伺服電機4為上述的合模用伺服電機的情況下，在模具未安裝於可動臺板22上的狀態下驅動合模機構時，合模用伺服電機4的驅動電流的推移如圖2的(a)所示。如該圖所示，由於施加在伺服電機4上的負荷大致為一定，與行程位置無關的驅動電流大致為一定。另一方面，在將模具28b安裝在可動臺板22上和進行開模時，如圖2(b)所示，推頂杆27與模具內的推頂板接觸，從受到負荷時驅動電流開始增加。通過檢測出該驅動電流的值的增加開始位置，能夠得知推頂銷的突出開始位置。
圖3表示在圖10的肘節式合模機構的螺杆36的前端上安裝推頂杆38而構成的推頂裝置中，檢測出的驅動該肘節式合模機構的合模用伺服電機(由圖1的伺服電機4構成)的驅動電流的結果。
圖3的(a)表示未在可動臺板32上安裝模具的狀態下驅動合模用伺服電機時的驅動電流的推移，由於肘節機構的特性，驅動電流根據推頂杆38的行程位置進行變化。另一方面，圖3的(b)表示在可動臺板32上安裝模具，以驅動合模用伺服電機時的驅動電流的推移。此外，在圖3的情況下，推頂杆38的行程位置以肘節機構的連杆完全伸出的鎖止後的可動臺板的最前進位置為原點，以可動臺板後退方向為正方向。
如圖3的(b)所示，可動臺板後退，安裝於螺杆前端的推頂杆與模具內的推頂板接觸，負荷增大時，驅動電流的值開始急劇地增大。因而，從驅動電流開始急劇增大的推頂的行程位置開始，圖3(b)所示的電流的值比圖3的(a)所示的電流的值產生很大的差別。因此，可以檢測出圖3的(b)的驅動電流開始增大的點，並將該點作為推頂銷的突出開始位置。
圖4及圖5是為了檢測出該驅動電流開始增大的位置，以執行控制裝置1的處理器進行處理的流程圖。
首先，在可動臺板上未安裝模具的狀態下將推頂杆定位在原點位置。即，在將專用的(推頂用的)伺服電機作為驅動源的圖8的推頂裝置中，將推頂杆15置於離開模具11的最後退的位置。在組裝到圖9的直壓式合模機構中的推頂裝置中，將可動臺板定位在最前進位置(固定臺板側)。此外，在組裝到圖10的肘節式合模機構中的推頂裝置中，將肘節機構定位在鎖止並且可動臺板到達最前進位置的位置上。
然後，向控制裝置1輸入突出位置檢測數據取得指令時，控制裝置1的處理器向伺服控制裝置2輸出移動指令，驅動伺服電機4。在該伺服電機4為驅動圖8的推頂裝置的推頂用伺服電機的場合，將推頂杆的最大突出位置作為目標位置Pe，發出移動到該位置Pe的移動指令並驅動該伺服電機。此外，在組裝到圖9及圖10的合模機構中的推頂裝置中，將最大後退位置作為目標位置Pe，發出到達該位置Pe的移動指令並在可動臺板後退的方向上(開模方向)驅動合模用伺服電機。
然後，開始進行圖4的取得突出位置檢測數據的處理。首先，將指標i設置為「0」(步驟S1)，從現在位置寄存器讀出根據來自位置和速度檢測器5的反饋信號求得的現在位置P，將該位置P作為電流檢出位置P』收納於寄存器中(步驟S2)。在該位置P』上加上設定的規定單位量ΔP，更新電流檢測位置P』(步驟S3)。
此後，從現在位置寄存器中讀取現在位置P，判斷該位置P是否達到電流檢出位置P』，直到到達為止(步驟S4、S5)。一旦現在位置P到達電流檢出位置，讀出從電流檢測器反饋來的檢測驅動電流I(步驟S6)，對應於設置在控制裝置內的非易失性RAM等的存儲器中的圖7所示的圖表10的指標i，將檢出的位置與電流值作為Pi、Ii記憶(步驟S7)。並且將指標I增加1個增量(步驟S8)，判斷現在檢出位置是否達到設定的目標位置(步驟S9)，如沒到達則返回到步驟S3，在電流檢出位置P』上加上規定單位量ΔP並後退。
以下，重複進行步驟S4到步驟S9的處理，直到到達目標位置，得到相對於圖7所示的位置Pi的檢出電流值Ii的數據圖表10。
由該數據圖表10而得到的位置與驅動電流的關係，在具有圖8的推頂裝置的推頂用伺服電機的推頂裝置或組裝到圖9的直壓式合模機構內的推頂裝置的場合，成為如圖2(a)的圖所示的推移。此外，在組裝在圖10的肘節式合模機構中的推頂裝置的場合成為如圖3(a)所示的推移。
另外，該圖4所示的突出位置檢測數據取得處理也可在每次模具更換時進行，但由於考慮伺服電機4(圖8所示的推頂裝置的場合為推頂專用的伺服電機、圖9、圖10的推頂裝置的場合為合模機構的伺服電機)的位置坐標系只要不變化就不會變化，可在設定坐標系時1次測定，並在存儲器中作成圖6的圖表。
此後，在模具安裝於可動臺板上的狀態下將推頂杆定位在行程的原點。並且，將突出位置檢測數據取得指令輸入到控制裝置1中。這樣，控制裝置1向伺服控制裝置2輸出移動指令，向使推頂杆突出的方向驅動伺服電機4，同時控制裝置1的處理器開始進行圖5所示的突出開始位置取得處理。
首先，將指標i設置為「0」(步驟A1)，由圖表10讀出對應於指標I的被記憶的位置Pi、電流值Ii(步驟A2)。並且從現在位置寄存器讀出現在位置P，並判斷該現在位置P是否達到從圖表中讀出的位置Pi，直到達到(步驟A3、A4)。達到由圖表讀出的位置Pi時，讀出反饋的檢測電流值I，判斷是否在該檢測電流值Ii上加上了規定允許容量ΔI的值以上(步驟6)。由於在推頂杆沒有與推頂板接觸的狀態下，施加到伺服電機4上的負荷與未安裝模具時相同，不會增加到在圖表10中記憶的電流值Ii上加上允許範圍ΔI的值。因此，在檢測電流值I未到(Ii+ΔI)以上時，進入步驟A7，將指標i增加1個增量並回到步驟A2，以下，反覆進行從步驟A2到步驟A7的處理，直到檢測電流值I達到在圖表10讀出的電流值Ii加上所定允許量ΔI的值以上。
當推頂杆與推頂板接觸，施加在伺服電機4上的負荷增大，如圖2(b)所示驅動電流值I增大，檢測出達到由步驟A6從圖表10讀出的電流值Ii加上規定允許容量ΔI的值以上時，輸出伺服電機4的驅動停止指令，同時將現在位置P作為推頂杆的突出開始位置記憶，並在控制裝置1的顯示裝置上顯示(步驟A8、A9)，結束該處理。
這樣，一旦得知推頂杆的突出開始位置，根據該突出開始位置能夠容易地設定推頂杆的最大突出位置。
此外，在圖9、圖10所示的組裝在合模機構中的推頂裝置的場合，在將模具定位於安裝的模具關閉的狀態後，將突出開始位置取得指令輸入到控制裝置1中時，控制裝置1向伺服控制裝置2輸出移動指令，向開模方向驅動伺服電機4，同時控制裝置1的處理器開始如圖6所示的突出開始位置取得處理。
首先，從現在位置寄存器讀出現在位置P(步驟B1)，判斷現在位置P記憶在圖表10中的位置的哪個領域。即檢測出符合Pj-1＜P≤Pj的指標j(步驟B2)。將這樣檢測出的指標j設定為指標i(步驟B3)。即，在記憶於圖表10中的位置Pi中，求出比開始進行該突出開始位置取得處理的位置更大並最靠近的位置Pj，將與該位置對應的指標j的值設置為指標i。由於此後的處理步驟B4～B11與圖5所示的步驟A2～A9相同，在此省略對其說明。
在上述的實施例中，將相對於電機的迴轉位置的電流值進行比較來檢測出突出開始位置，但在圖8所示的在推頂裝置自身上備有專用的伺服電機的注射成形機的場合，也可在未安裝模具的狀態和安裝模具的狀態下，以一定速度驅動伺服電機，檢測出每個規定周期中伺服電機的驅動電流並加以比較，以檢測出突出開始位置。
即，在圖8中，到推頂杆15接觸推頂板12為止，無論模具11安裝或未安裝在可動臺板10上，施加在伺服電機上的負荷都大致相同。因此，在模具11未安裝在可動臺板10上的狀態下，將推頂杆15定位在規定後退位置上，以一定速度驅動伺服電機，在每個規定周期中檢測出電機的驅動電流並對應於周期進行記憶。此時，在圖7所示的圖表10中，i表示周期數並只記憶檢測出的驅動電流值I，不記憶位置P。
接著，在模具11安裝在可動臺板10上的狀態下，將推頂杆15定位在以前規定的後退位置上，以一定速度驅動伺服電機，在每個規定周期時間內檢測出驅動電流，與記憶在圖表10中對應的周期的記憶驅動電流值比較，其差達到規定值以上時，判斷為突出開始位置。例如，在每個規定的周期進行圖5的處理中的步驟A5～步驟A7的處理，驅動電流值在記憶電流值的規定值以上的情況下，讀出此時的現在位置P，進行步驟A8、A9，以檢測出突出開始位置。
在以上的本發明中，由於能夠自動地求出推頂銷的突出開始位置，能夠根據求出的突出開始位置容易地進行最大突出位置等推頂動作的各種位置的設定，能夠減少錯誤的設定。
權利要求
1.一種注射成形機的推頂裝置，其特徵為，具有檢測驅動推頂裝置的推頂杆的電機的驅動電流值的檢測裝置；在模具未設置於可動臺板上的狀態下驅動推頂裝置的電機使推頂杆突出，記憶每個規定突出位置的電機的驅動電流值的記憶裝置；以及將模具設置在可動臺板上，驅動推頂裝置的電機使推頂杆突出，比較檢測出的電機的驅動電流值與記憶在所述記憶裝置中的相對應的突出位置的驅動電流值，將產生規定值以上的差的位置判斷為推頂銷的突出開始位置的判斷裝置。
2.一種注射成形機的推頂裝置，其特徵為，具有檢測驅動推頂裝置的推頂杆的電機的驅動電流值的檢測裝置；在模具未設置於可動臺板上的狀態下從規定位置以一定速度驅動電機使推頂杆突出，記憶每個規定周期的電機的驅動電流值的記憶裝置；以及將模具設置在可動臺板上，從規定位置驅動電機使推頂杆突出，比較每個規定周期檢測出的電機的驅動電流值與記憶在所述記憶裝置中的相對應周期的驅動電流值，將產生規定值以上的差的周期的位置判斷為推頂銷的突出開始位置的判斷裝置。
3.一種注射成形機的推頂裝置的推頂銷突出開始位置檢測方法，其特徵為，含有在模具未設置於可動臺板上的狀態下驅動推頂裝置的電機使推頂杆突出，記憶每個規定突出位置的電機的驅動電流值的記憶步驟；以及將模具設置在可動臺板上，驅動推頂裝置的電機使推頂杆突出，比較檢測出的電機的驅動電流值與記憶在所述記憶裝置中的相對應的突出位置的驅動電流值，將產生規定值以上的差的位置判斷為推頂銷的突出開始位置的判斷步驟。
4.一種注射成形機的推頂裝置的推頂銷突出開始位置檢測方法，其特徵為，含有在模具未設置於可動臺板上的狀態下從規定位置以一定速度驅動電機使推頂杆突出，記憶每個規定周期的電機的驅動電流值的記憶步驟；以及將模具設置在可動臺板上，從規定位置驅動電機使推頂杆突出，比較每個規定周期檢測出的電機的驅動電流值與記憶在所述記憶裝置中的相對應周期的驅動電流值，將產生規定值以上的差的周期的位置判斷為推頂銷的突出開始位置的判斷步驟。
5.一種在注射成形機的合模機構的螺杆軸上安裝有推頂杆的推頂裝置，該注射成形機由電機驅動螺杆/螺母機構的螺杆，以驅動安裝於螺母上的可動臺板進行合模，其特徵為，具有檢測所述電機的驅動電流值的檢測裝置；在模具未設置於可動臺板上的狀態下將可動臺板從模關閉狀態向模具打開方向移動，記憶每個規定位置的電機的驅動電流的記憶裝置；在模具設置於可動臺板上，使可動臺板從模具關閉的狀態向模具打開方向移動，比較檢測出的電機的驅動電流值與記憶在所述記憶裝置中的相對應的位置的驅動電流值，將產生規定值以上的差的位置判斷為推頂銷的突出開始位置的判斷裝置。
6.一種在注射成形機的合模機構的螺杆軸上安裝有推頂杆的推頂裝置的推頂銷突出開始位置檢測方法，該注射成形機由電機驅動螺杆/螺母機構的螺杆，以驅動安裝於螺母上的可動臺板進行合模，其特徵為，含有在模具未設置於可動臺板上的狀態下驅動推頂裝置的電機使推頂杆突出，記憶每個規定突出位置的電機的驅動電流值的記憶步驟；將模具設置在可動臺板上，驅動推頂裝置的電機使推頂杆突出，比較檢測出的電機的驅動電流值與已記憶相對應的突出位置的驅動電流值，將產生規定值以上的差的位置判斷為推頂銷的突出開始位置的判斷步驟。
全文摘要
本發明涉及一種電動式注射成形機的推頂裝置。在模具未設置於注射成形機的可動臺板上的狀態下驅動電機使推頂杆突出，求出每個規定突出位置的電機的驅動電流的數據圖表，並且將模具設置在可動臺板上，測定驅動電機使推頂杆突出的驅動電流值。將該測定的電流值與記憶在數據圖表中的電流值的差變大的推頂杆的突出位置判斷為推頂銷的突出開始位置。
文檔編號B29C45/76GK1472056SQ0314630
公開日2004年2月4日 申請日期2003年7月8日 優先權日2002年7月17日
發明者吉岡光志 申請人:發那科株式會社