成型機、緊固系統、毛刺檢測方法以及異常檢測方法
2023-05-01 12:28:16 2
專利名稱：成型機、緊固系統、毛刺檢測方法以及異常檢測方法
技術領域：
該本發明涉及一種成型機、緊固系統(clamping system)、毛刺檢測方法以及異常檢測方法。
背景技術：
在成型機(例如壓鑄機)中，有時熔融物會從鑄模的接合面溢出，導致毛刺的產生。已經提供了多種用來檢測這種毛刺的技術。由於例如鑄模的接合面存在異物或由於鑄模的開啟力局部地超過緊固力，導致毛刺的產生，所述開啟力是注入並填充到鑄模型腔的熔融物產生的壓力。
日本專利公開(B2)No.1-55069公開了一種檢測毛刺存在的技術，即通過比較緊固完成時的連杆(tie bar)的延伸量與注入完成時的連杆的延伸量，檢測毛刺的存在情況。
進一步，在成型機(例如壓鑄機)的緊固系統中，各鑄模分部之間存在的異物都會對鑄模造成破壞，並形成毛刺。所以，已經提供了多種用來檢測異物的技術。
日本專利No.3245311可根據對動模板的位置檢測來判斷異物的存在。即，當定模板和動模板之間不存在異物時，動模板可以通過預定驅動力向上移動到預定的鑄模接觸位置，但是當存在異物時，動模板就無法與定模板接觸，因此動模板無法向上移動到鑄模接觸位置。所以，可以利用檢測器檢測動模板的位置是否到達鑄模接觸位置來判斷異物的存在狀況。
在日本專利公開(B2)No.1-55069中，連杆是完全固定在定模板上的。可在固定於定模板上的連杆的末端處檢測連杆延伸量。即，應變儀等可用來檢測連杆部的延伸量。另一方面，連杆可對應動模板和定模板間整體長度上的毛刺厚度改變其延伸量。因此，日本專利公開(B2)No.1-55069隻能檢測對應毛刺厚度的部分。延伸量檢測器必須配置為高精密部件。注意在日本專利公開(B2)No.1-55069中的緊固系統，連杆完全固定在定模板上，所以該系統被認為是曲柄型緊固系統。
日本專利No.3245311在一定位點上測量動模板的位置。另一方面，由於機械誤差等原因，動模板和定模板有時無法保持平行，這樣，動模板接合面的一個邊緣側要比另一個邊緣側提早接觸定模板的接合面。進一步地，甚至在鑄模分部接觸後，有時僅僅有一個邊緣側與接合面相接觸，而另一個邊緣側並沒有和接合面發生接觸。因此，若在接觸邊緣側檢測動模板的位置，則無論在鑄模分部沒有接觸時邊緣側的鑄模分部之間的間隙是否存在有異物，都會作出判斷，即，檢測位置已經到達接觸位置且沒有異物。換句話說，在日本專利No.3245311公開的技術中，有時在較寬的鑄模接合面範圍內都無法檢測到異物。
如上所述，傳統地，無法檢測到多根連杆的位置且有效地利用檢測結果。
發明內容
本發明的一個目的是提供一種成型機、緊固系統、毛刺檢測方法以及異常檢測方法，以便可通過檢測多根連杆的位置高精度地檢測毛刺和異物的存在。
根據本發明的第一方面，提供一種將熔融物注入到由緊固的定模和動模限定的型腔中的成型機，包括保持所述定模的定模板；保持所述動模的動模板，所述動模板可相對於所述定模板沿著鑄模打開和閉合方向移動；多根連杆，每根連杆都具有與所述定模板和所述動模板中的一個聯接的被聯接部以及容納於所述定模板和所述動模板中的另一個內並產生緊固力的連杆驅動活塞；多個聯接部，所述聯接部被設置到所述定模板和所述動模板中的所述一個上，並可與所述多根連杆的被聯接部相聯接或從所述被聯接部上脫離；多個緊固缸，所述緊固缸被設置到所述定模板和所述動模板的所述另一個上，且具有容納所述多個連杆驅動活塞的氣缸內腔以及使產生緊固力的工作液供應到氣缸內腔的至少兩個工作液入口；注入系統，在所述緊固缸完成緊固後，所述注入系統將熔融物注入到型腔中；位置傳感器，所述位置傳感器檢測多個連杆驅動活塞的位置；以及毛刺檢測器，所述毛刺檢測器根據在從注入系統開始注入到完成注入的時間段內由位置傳感器檢測到的多個連杆驅動活塞的位移量是否在預定的允許範圍內來檢測毛刺的存在。
優選地，所述的成型機進一步包括異物檢測器，在緊固完成之前，所述異物檢測器檢測位於所述定模和所述動模之間的異物；以及控制裝置，當所述異物檢測器檢測到異物時，所述控制裝置控制所述注入系統從而使熔融物不會注入到型腔內。
優選地，所述的成型機進一步包括壓力傳感器，所述壓力傳感器檢測所述氣缸內腔的壓力；以及控制裝置，所述控制裝置控制閥門的操作，從而使所述壓力傳感器檢測到的壓力達到預定的緊固完成力，其中所述異物檢測器根據當所述壓力傳感器檢測到的壓力達到預定的緊固完成力時所述位置傳感器檢測到的所述多個連杆驅動活塞的位置與預定的基準位置之間的差值是否在預定的允許範圍內的判斷來檢測存在於各鑄模分部之間的異物。
按照本發明的第二方面，提供一種緊固定模和動模的緊固系統，所述緊固系統包括保持所述定模的定模板；保持所述動模的動模板，所述動模板可相對於所述定模板沿著鑄模打開和閉合方向移動；多根連杆，每根連杆都具有與所述定模板和所述動模板中的一個聯接的被聯接部以及容納於所述定模板和所述動模板中的另一個內並產生緊固力的連杆驅動活塞；多個聯接部，所述聯接部被設置到所述定模板和所述動模板中的所述一個上，並可與所述多根連杆的被聯接部相聯接或從所述被聯接部上脫離；多個緊固缸，所述緊固缸被設置到所述定模板和所述動模板的所述另一個上，且具有容納所述多個連杆驅動活塞的氣缸內腔以及使產生緊固力的工作液供應到所述氣缸內腔的至少兩個工作液入口；多個閥門，所述閥門連接到所述工作液入口並控制將所述工作液供應到第一氣缸內腔和第二氣缸內腔，所述第一氣缸內腔和第二氣缸內腔由位於所述多個緊固缸內的所述連杆驅動活塞分隔而成；壓力傳感器，所述壓力傳感器檢測所述第一氣缸內腔和所述第二氣缸腔中至少一個的壓力；控制裝置，所述控制裝置控制所述閥門的操作，從而使所述壓力傳感器檢測到的壓力達到預定的緊固完成力；位置傳感器，所述位置傳感器檢測所述多個連杆驅動活塞的位置；以及緊固異常檢測器，所述緊固異常檢測器根據當所述壓力傳感器檢測到的壓力達到預定的緊固完成力時所述位置傳感器檢測到的多個連杆驅動活塞的位置與預定的基準位置之間的差值是否在預定的允許範圍內的判斷來檢測鑄模分部之間的異常。
優選地，當沒有檢測到異常時，所述緊固異常檢測器利用所述位置傳感器檢測到的所述連杆驅動活塞的位置來更新所述基準位置。
優選地，所述的緊固系統進一步包括驅動部，所述驅動部在鑄模打開和閉合方向上向所述動模板施加驅動力，以及鑄模閉合異常檢測器，所述鑄模閉合異常檢測器在從鑄模閉合開始到鑄模相接觸的時間段內檢測鑄模分部之間的異常，其中所述控制裝置控制所述驅動部，從而在所述鑄模閉合異常檢測器檢測到異常時停止向所述動模板提供驅動力。
優選地，所述鑄模閉合異常檢測器監視動模板的移動速度或所述驅動部的負載，並且根據所述移動速度或所述負載的波動是否在預定的允許範圍內來檢測鑄模間的異常。
根據本發明的第三方面，提供一種成型機的毛刺檢測方法，所述成型機將熔融物注入到由緊固的定模和動模限定的型腔內，所述成型機具有保持所述定模的定模板；保持所述動模的動模板，所述動模板可相對於所述定模板沿著鑄模打開和閉合方向移動；多根連杆，每根連杆都具有與所述定模板和所述動模板中的一個聯接的被聯接部以及容納於所述定模板和所述動模板中的另一個內並產生緊固力的連杆驅動活塞；多個聯接部，所述聯接部被設置到所述定模板和所述動模板中的所述一個上，並可與所述多根連杆的被聯接部相聯接或從所述被聯接部上脫離；多個緊固缸，所述緊固缸被設置到所述定模板和所述動模板的所述另一個上，且具有容納所述多個連杆驅動活塞的氣缸內腔以及使產生緊固力的工作液供應到所述氣缸內腔的至少兩個工作液入口，所述毛刺檢測方法包括檢測多個連杆驅動活塞的位置，以及根據在從注入開始到注入完成的時間段內所檢測的多個連杆驅動活塞的位移量是否在預定的容許的範圍內來檢測毛刺的存在。
根據本發明的第四方面，提供一種在緊固定模和動模的緊固系統內檢測鑄模分部之間的異常的異常檢測方法，所述緊固系統具有保持所述定模的定模板；保持所述動模的動模板，所述動模板可相對於所述定模板沿著鑄模打開和閉合方向移動；多根連杆，每根連杆都具有與所述定模板和所述動模板中的一個聯接的被聯接部以及容納於所述定模板和所述動模板中的另一個內並產生緊固力的連杆驅動活塞；多個聯接部，所述聯接部被設置到所述定模板和所述動模板中的所述一個上，並可與所述多根連杆的被聯接部相聯接或從所述被聯接部上脫離；多個緊固缸，所述緊固缸被設置到所述定模板和所述動模板的所述另一個上，且具有容納所述多個連杆驅動活塞的氣缸內腔以及使產生緊固力的工作液供應到所述氣缸內腔的至少兩個工作液入口，所述異常檢測方法包括檢測所述氣缸內腔的壓力；控制將工作液供應到所述氣缸內腔，從而使檢測到的壓力達到預定的緊固完成力；當檢測到壓力達到預定的緊固完成力時，檢測所述多個連杆驅動活塞的位置；以及通過判斷被檢測位置與預定的基準位置之間的差值是否在預定的允許範圍內來檢測鑄模分部之間的異常。
根據本發明，通過檢測多根連杆的位置，就可以對毛刺以及異物的存在狀況進行高精度檢測。
下面，將參考附圖對下列優選實施例進行描述，從而使本發明的這些和其它目的以及特點更加清晰，其中圖1是根據本發明的具體實施例所述的、包括了壓鑄機機械部件結構的局部剖面圖的前視圖；圖2為圖1所示的壓鑄機的俯視圖；圖3為圖1所示的壓鑄機處於緊固完成時的狀態圖；圖4為圖1所示的壓鑄機的信號處理系統的結構框圖；圖5為圖1所示的壓鑄機操作的概略流程圖；圖6為圖5所示的鑄模閉合工序的詳細流程圖；圖7為圖5所示的緊固工序的詳細流程圖；以及圖8為圖5所示注入工序的詳細流程圖；具體實施方式
圖1是根據本發明的具體實施例所述的壓鑄機(成型機)DC1的機械部件結構的局部剖面圖的前視圖，且顯示了鑄模厚度調整前的狀態。進一步，圖2為圖1所示的壓鑄機DC1的俯視圖。圖3為包括壓鑄機DC1的機械部件結構的局部剖面圖的前視圖，並顯示了緊固完成後，注入熔融金屬M1的狀態。
壓鑄機DC1設置有用來執行緊固操作的緊固系統1，和用來將熔融物輸入到緊固系統1內的注入系統59。緊固系統1由所謂的復型緊固系統組成，且設置有主要用來開/閉鑄模的移動機構40以及主要用來實施緊固操作的緊固缸9。進一步地，所述緊固系統1具有定模板3、動模板4、連杆7，以及對開螺母(halfnut)20。注意對開螺母20是本發明聯接部的一個實施例。
定模板3設置於基座2上。所述定模板3的前表面側用來保持定模5。動模板4的前表面(面向定模板3的側面)用來保持動模6。動模板4可在基座2上沿著鑄模打開方向A1和鑄模閉合方向A2進行移動，特別是，可利用設置在基座2上的滑板11和設置於動模板4下的、可相對於滑板11進行滑動的滑板12構成滑動器；動模板4相對於基座2被可移動地支撐。進一步地，動模板4上形成有通孔4h，通過所述通孔4h，連杆7被插入。這些通孔4h形成於例如動模板4的四個角部。通過閉合定模5和動模6，在定模5的凹部5a和動模6的凹部6a之間形成型腔。
定模板3的背面設置有套筒60。衝頭61裝配於套筒60內。所述衝頭61設置在柱塞杆62的前端。柱塞杆62經由聯接部63與壓注缸65的活塞杆64連接。壓注缸65由液壓驅動，且可推進和縮回活塞杆64。向前移動活塞杆64使其處於這樣的狀態，即熔融金屬M1通過進料口60a輸入到套筒60中，並作為成型材料注入並填充在緊固的定模5和動模6之間形成的型腔。注意所述注入系統59由部件60至65組成。
連杆7由定模板3水平支撐。設置有四根連杆7，且所述連杆可以插入到位於動模板4的四個角部位置的通孔4h中。應注意，在下面所述的，標號A至D以及1至4有時會添加到四根連杆7和相應於所述的四根連杆7而設置的四個元件上。位於動模板4側的連杆7的自由端形成有被聯接部7a。例如被聯接部7a上形成有多個凹槽，所述凹槽在連杆7的外周上沿著圓周方向延伸，同時與連杆7的軸向對準。注意所述凹槽部也可以以螺旋的形狀形成，連杆7的另一端設置有活塞8，所述活塞8內置於緊固缸9中。
緊固缸9形成於定模板3內部。定模板3保持活塞8，並使得活塞8可移動。通過將高壓工作液輸入到緊固缸9的氣缸內腔內，力作用於定模板3和連杆7之間，憑藉此力，連杆7相對於定模板3被驅動。連杆7可相對於定模板3在與連杆7連接的活塞8的移動範圍內進行移動，也就是說，在緊固缸9的衝程範圍內進行移動。
各移動機構40都設置於基座2內部，且具有螺杆軸41、支撐件42、伺服電機43以及可動件44。支撐件42相對於基座2固定，並旋轉地支撐螺杆軸41的一端。螺杆軸41的另一個端連接到伺服電機43上，所述伺服電機43相對於基座2固定。所述螺杆軸41螺旋擰入可動件44中。如圖2所示，可動件44固定於動模板4的兩側。
在移動機構40中，控制伺服電機43的旋轉，用來旋轉螺杆軸41。螺杆軸41的旋轉運動可轉換為可動件44的直線運動。由於上述原因，動模板4可沿著鑄模打開方向A1或鑄模閉合方向A2被驅動。可通過伺服電機43的編碼器80檢測可動件44的位置來確認動模板4的位置。
對開螺母20設置於動模板4的通孔4h的後部。這些對開螺母20沒有顯示出與連杆7的被聯接部7a相嚙合的投影邊緣部。換句話說，被聯接部7a和對開螺母20呈鋸齒狀，且相互嚙合。對開螺母20可通過對開螺母開/閉氣缸21進行開/閉動作。當對開螺母20閉合併與連杆7的被聯接部7a相互嚙合(連接)時，連杆7和動模板4連接。當對開螺母20打開時，連杆7和動模板4的連接關係被解除。
圖4顯示的是壓鑄機DC1的信號處理系統的結構框圖，更具體地，顯示的是在緊固系統1內的信號處理系統的結構。壓鑄機DC1設置有控制裝置70，其可根據從多個檢測器等裝置處發出的信號執行多種處理。控制裝置70也可控制壓注缸65的驅動並控制整體的壓鑄機DC1，除了信號處理外。進一步地，當鑄模閉合、推進、以及注入時，它的作用是用來充當異常(異物、毛刺)檢測器。緊固缸9A與液壓迴路110A相連。注意另外三個緊固缸9B-9D連通液壓迴路110B-110D，所述液壓迴路110B-110D具有與液壓迴路110A相同的結構。液壓迴路110A設置有壓力控制閥PCV1和方向控制閥DCV1。
方向控制閥DCV1響應從控制裝置70發出的控制指令，將高壓工作液從油壓源150處供給到緊固缸9A的氣缸內腔9a和9b的其中一個中。方向控制閥DCV1的主要作用是將工作油供給到緊固缸9A的氣缸內腔9a和9b中的一個，並校準活塞8的位置。例如，方向控制閥DCV1確定活塞8處於對開螺母20可以和連杆7的被連接凹槽7a相嚙合的位置處。注意當不驅動活塞8時，方向控制閥DCV1可使工作油從油壓源150流入油箱151中。
當緊固時，響應從控制裝置70處發出的控制指令，壓力控制閥PCV1調整從油壓源150通過方向控制閥DCV1供給的工作油的壓力至緊固操作所需的壓力，並將所述工作油輸入到氣缸內腔9a內。
緊固缸9A的汽缸室9a設置有壓力傳感器PRS1。注意另外的緊固缸9B-9D的汽缸室9a也都設置有與壓力傳感器PRS 1相同的壓力傳感器PRS2-PRS4。壓力傳感器PRS1檢測氣缸內腔9a內的工作油的壓力，並將檢測到的壓力反饋給控制裝置70。注意緊固力由氣缸內腔9a和氣缸內腔9b之間存在的壓差確定，因此壓力傳感器PRS1也可以檢測緊固力的值。另外，也可提供壓力傳感器同時檢測氣缸內腔9b的壓力。
在緊固缸9A的汽缸室9b側，設置有用來檢測連杆7A的後端位置的位置傳感器POS1。注意同時也設置有與位置傳感器POS1相同的位置傳感器POS2-POS4用來對另外的連杆7B-7D進行檢測。位置傳感器POS1-POS4設置為例如可利用磁力工作的線性傳感器。通過利用位置傳感器POS1檢測連杆7A的後端的位置，可檢測到活塞8的位置。即，在緊固操作時，連杆7A的活塞8和被連接凹槽7a之間的部分可發生彈性變形，但是連杆7A的後端在緊固時是不會發生變形的，因此可以通過檢測連杆7A後端的位置確認活塞8的位置。位置傳感器POS1檢測到的活塞8的位置信息將反饋給控制裝置70。
控制裝置70設有主控單元71、鑄模信息設置單元72、連杆位移檢測器73、異常判斷單元74，以及顯示單元(報警單元)75。控制裝置70的功能可通過所需要的硬體(例如處理器)以及軟體來配置。
主控單元71輸出控制指令，用來單獨控制壓力控制閥PCV1-PCV4，這樣，緊固缸9A-9D的氣缸內腔9a內的工作油的壓力可變為所需要的壓力。另外，主控單元71輸出控制指令，用來單獨控制方向控制閥DCV1-DCV4，並控制連杆7A-7D的活塞8的位置。
鑄模信息設置單元72可以設置鑄模的信息，例如定模5和動模6的形狀信息，以及相應於這些定模板3和動模板4的聯接位置。所述信息可用來計算作用於定模5和動模6上的力的分配情況並顯示大小。注意主控部71利用由鑄模信息設置單元72設定的鑄模的信息，並確定施加到連杆7A-7D上的連杆負載的分布。
位移檢測器73從由位置傳感器POS1-POS4檢測到的活塞8的位置信息來檢測連杆7A-7D的活塞8的位移量D1-D4。
異常判斷單元74根據從伺服電機43輸出的負載信息以及從編碼器80輸出的位置信息來判斷在鑄模閉合工序中存在的異常。另外，可根據從連杆位移檢測器73輸出的位移量D1-D4來判斷緊固工序和注入工序中的異常。異常判斷單元74輸出表明存在異常的判斷信號AN給主控部71。
顯示單元75設置為例如CRT或液晶顯示器或燈，根據從異常判斷單元74輸出的信號，所述顯示裝置75可以閃爍並顯示存在的異常。
圖5是壓鑄機DC1的成型周期的概略流程圖。在工序S1中，執行利用移動機構40將動模板4從圖1和圖2所示的鑄模打開位置處移到圖3所示的鑄模閉合位置處的鑄模閉合工序。在工序S2中，執行利用緊固缸9延伸連杆7並產生緊固力的緊固工序。在工序S3中，執行利用壓注缸65將熔融物注入到由定模5和動模6形成的型腔中的注入工序。在工序S4中，執行利用移動機構40將動模板移動到鑄模打開位置的鑄模打開工序。
圖6顯示的是在鑄模閉合工序(圖5的工序S1)中的緊固系統1的操作過程。
在工序S11，緊固系統1開始進行鑄模閉合操作。尤其是，控制裝置70將控制信號輸出給移動機構40的伺服電機43，並驅動伺服電機43進行旋轉以便於沿著鑄模閉合方向A1移動動模板4。此時，根據從編碼器80輸出的檢測值，控制裝置70執行反饋控制，使得動模板4以設定的速度移動。例如控制裝置70根據編碼器80的檢測值來確定動模板4的位置，並控制伺服電機43，從而使得當動模板4從鑄模打開位置移動到預定的中間位置時，動模板4以相對較高的速度移動，而當動模板從中間位置移動到鑄模接觸位置時，能以相對較低的速度移動。
在工序S12中，利用控制裝置70來判斷存在的異常。控制裝置70執行如下的一個或多個判斷。
控制裝置70根據編碼器80的檢測值來監測動模板4的速度並檢測動模板4的停止。然後，它判斷停止時的位置，是否已經到達定模5和動模6彼此接觸的鑄模接觸部。例如當鑄模分部之間存在異物時，停止時的位置沒有到達鑄模接觸的位置，因此可以檢測到有異常。
控制裝置70也可根據編碼器80的檢測值來監視動模板4的速度，並判斷是否速度的變化已經超過了預定的臨界值。例如當由於非正常操作使得核狀微粒或附著物進入到鑄模中時，則動模板4的速度會在動模板4到達鑄模接觸位置之前發生突然上升或突然下降，因此可以檢測到異常。
控制裝置70可以監視從每個伺服電機43輸出的負載信息並判斷是否負載或負載波動超出了預定的臨界值。例如當由於非正常操作使得核狀微粒或附著物進入鑄模時，則動模板4的負載會減小或增大，因此也可以檢測出異常。注意伺服電機43的負載可根據例如輸出到伺服電機43上的電流、此時由編碼器80檢測到的轉速以及伺服電機43的T-n特性曲線(以扭矩-轉速特性)來計算。另外，也可判斷從鑄模閉合開始到動模板4停止期間負載的累積值是否超出了預定的臨界值。
控制裝置70對從鑄模閉合開始到動模板4停止之間的時間進行計數，並判斷是否所述計算值超出預定的臨界值。例如當異物存在於鑄模分部之間時，從動模板4執行鑄模閉合操作開始到動模板4停止所用的時間變長，因此也可以檢測到異常。
在工序S12中，如果判斷沒有異常，則動模板4到達鑄模接觸位置(工序S13)。其後，對開螺母20和連杆7的被聯接部7a相互連接，伺服電機43處於無扭矩狀態(工序S14)，鑄模閉合工序正常結束。
注意在對開螺母20和被聯接部7a連接時，控制裝置70向方向控制閥DCV1-DCV4等輸出控制信號，並相對於對開螺母20和被聯接部7a相嚙合的位置精密校準連杆7。另外，通過與動模板4同步地移動連杆7，對開螺母20和被聯接部7a在動模板4移動期間(在鑄模接觸之前)也可以產生連接。
當在工序S12中判斷出異常時，執行處理警告用戶有異常(工序S15)。例如可在顯示單元75上顯示用來通知發現異常的圖像。也可以發出報警聲。
其後，在緊固系統1(工序S16)中執行停止處理，鑄模閉合工序非正常結束。停止處理是例如在所述位置處停止移動的處理。例如控制裝置70可以停止伺服電機43並將它們設置為無扭矩狀態。另外，在緊固工序和注入工序中，控制裝置70不會輸出執行操作的控制信號。注意非正常結束後，可執行鑄模打開操作，且可再次執行鑄模閉合工序。
圖7顯示的是在緊固工序(圖5的工序S2)中緊固系統1的操作流程圖。注意當圖6所示的鑄模閉合工序正常結束時，開始執行緊固工序，但當鑄模閉合工序非正常結束時，就不會執行緊固工序。
在工序S21中，緊固系統1開始進行緊固操作。特別地，控制裝置70向控制閥PCV1-PCV4等輸出控制信號，並沿著連杆7A-7D的延伸方向驅動活塞8A-8D。
注意如上所述，可以利用由鑄模信息設置單元72設定的鑄模信息確定施加於連杆7A-7D的連杆負載。可根據連杆負載來分別設置緊固缸9A-9D內的目標壓力(緊固完成力)。然後，緊固缸9A-9D的控制操作可由控制裝置70分別並獨立地執行。由於鑄模的型腔形狀的不對稱等原因引起鑄模聯接面壓力分布會由於上述設置而變得均勻，且可以有效地抑制毛刺的產生。
在工序S22中，控制裝置70判斷壓力傳感器PRS1-PRS4檢測到的壓力是否達到了緊固完成力。執行推進操作直到其判定所述壓力值已經達到緊固完成力。當它判定壓力達到緊固完成力時，緊固推進操作結束(工序S24)。注意控制裝置70控制壓力控制閥PCV1-PCV4等，使得被檢測的壓力保持在緊固完成力的水平，直到隨後提及的注入完成。
在工序S25中，判斷位置傳感器POS1-POS4檢測到的活塞8的位置與預先設定的基準位置之間的位置差是否在預定的允許範圍內。所述基準位置是鑄模分部之間不存在異物的位置處。所述允許範圍是用來判斷異物存在的標準，且設置所述允許範圍是為了防止甚至是在鑄模之間不存在異物時也可能會產生的微小誤差，例如測量誤差。該基準位置和該允許範圍是基於例如利用緊固系統1進行鑄模操作試驗獲得的測量結果而設置的。注意基準位置和允許範圍是為每個連杆7設置的，而且判斷是否維持該允許範圍也是對每個連杆7執行。
圖6所示的緊固工序中，有時，由於定模板3和動模板4無法保持平行等，因此當鑄模分部發生接觸時，鑄模聯接面之間會存在間隙。如果異物進入所述間隙，則工序S13中的異常判斷會無法檢測到異物。但是，通過在工序S25中進行判斷，也可以檢測到進入到間隙裡的異物。
即，當不存在異物時，鑄模分部之間的間隙由於活塞8沿著鑄模閉合方向A2移動並伴隨著緊固的推進而減小，使得活塞8可以到達基準位置，但是，當異物存在於所述間隙中時，由於異物具有一定的厚度，活塞8無法到達所述基準位置。另外，對於四根連杆7A-7D的每個活塞8A-8D，判斷每個活塞8的被檢測位置與基準位置之間存在的差異是否在所允許範圍內，因此無論異物存在於任何位置都可以被檢測到。
在工序S24中，當判斷所有的活塞8A-8D中的被檢測位置和基準位置之間的位置差在所允許範圍內，根據被檢測位置(工序S25)進行更新所述基準位置，緊固工序正常結束。
即使當成型周期已經進行了預先設定，仍可更新基準位置，以保持異物檢測的精確度。即，當重複進行成型周期時，即使不存在異物時，活塞8的位置也會由於例如鑄模熱膨脹等多種因素而發生變化。因此，如果基準位置為常量時，則存在這樣的困擾，即雖然沒有異物卻作出存在異物的判斷，或雖然有異物卻作出不存在異物的判斷。所以，緊固完成時，在判斷為沒有異物存在的情況下，基於檢測到的活塞8的位置來更新基準位置，則可以克服在不存在異物的情況下因鑄模熱膨脹等而引起的活塞8的位置變化。
例如當在工序S24中判斷沒有異物時，在該周期中檢測到的活塞8的位置被設置為下次周期的基準位置。換句話說，基準位置是根據幾個周期中檢測到的活塞8的位置來設置的。例如可對最近的沒有檢測到有異物存在的幾個周期中檢測到的活塞8的位置進行平均，並將所述平均數值作為基準位置。注意該基準位置可以每幾個周期進行一次更新。
當在工序S24中，判斷檢測到的活塞8的位置與基準位置之間的位置差超出了允許範圍時，則執行警告用戶異常情況的處理(工序S26)。例如可在顯示單元75上顯示用來通知用戶發現異常的圖像。也可以發出報警聲。
其後，緊固系統1執行停止處理(工序S27)，因此，緊固工序異常結束。停止處理是用來停止在所述位置處進行的操作的處理。控制裝置70停止向壓力控制閥PCV1-PCV4發出控制信號。另外，在注入工序中，控制裝置70不會輸出執行操作的控制信號。注意異常結束後，可執行鑄模打開操作，且可再次執行鑄模閉合工序和緊固工序。
圖8顯示的是在注入工序(圖5的工序S3)中壓鑄機DC1(緊固系統1)的操作流程圖。注意當圖7所示的緊固工序正常結束時，開始執行注入工序，但當緊固工序異常結束時，就不會執行注入工序。
在工序S31中，控制裝置70存儲由位置傳感器POS1-POS4檢測到的活塞8A-8D的當前位置。
在工序S32中，熔融物注入到套筒60中，衝頭61通過壓注缸65向前移動，藉此，開始將熔融物注入到由定模5和動模6形成的型腔內。
低速地驅動衝頭61至例如預定位置處，並且以高速從預定位置處驅動衝頭61而將熔融物注入並填充到型腔內。另外，經由衝頭61將壓注缸65的壓力傳輸到熔融物，所述熔融物壓力增加。這時，當通過熔融物的壓力使得鑄模打開力局部或全部地超過緊固力時，活塞8沿著鑄模打開方向A1移動，定模5和動模6之間產生間隙，從而產生毛刺。因此，可以根據活塞8的位置，檢測到毛刺的存在。
在工序S33中，基於在工序S31中存儲的注入開始之前活塞8A-8D的位置S0以及當前由位置傳感器POS1-POS4檢測到的活塞8A-8D的位置，通過控制裝置70來計算從位置S0開始的活塞8A-8D的位移量dsf。
在工序S34中，控制裝置70判斷位移量dsf是否小於預先設定的允許值Nf。基於試驗或被試驗的鑄模操作設置允許值Nf，該允許值Nf包括即使沒有產生毛刺的情況下(如產生測量誤差的情況下)發生的位移量。注意可在注入開始到推進結束的適當的時間間隔內重複執行工序S33和工序S34。
當在工序S34中判斷到位移量dsf小於允許值Nf時，熔融物的注入(推進)會很快結束(工序S35)，操作正常結束。
另一方面，當在工序S34中判斷到位移量dsf不小於允許值Nf，則執行通知用戶產生毛刺的處理(工序S36)。例如可在顯示單元75上顯示用來通知發現異常的圖像。也可以發出報警聲。
隨後，緊固系統1執行停止處理(工序S37)，注入工序非正常結束。停止處理是用來停止例如重複進行成型周期的處理。控制裝置70可設置標記用來指示毛刺的存在。隨後，當熔融物凝固並執行鑄模打開操作時，控制裝置70判斷是否設定了標記。當設定標記時，就不會發出執行下次成型周期的控制信號。
根據上述實施例，可根據從注入開始到注入完成的時間段內位置傳感器POS1-POS4檢測到的多根連杆7A-7D的活塞8A-8D的位移量是否在允許範圍(圖8所示的工序S34)內，檢測毛刺的存在情況，因此，可根據相應於毛刺的厚度所檢測的位移量來執行對毛刺存在的判斷，可以改進檢測精度，允許範圍的設置也變得容易和便利。
當從注入開始到注入完成活塞移動(延伸所述連杆)並產生了毛刺時，毛刺的產生是由於某種原因使得熔融物的壓力所產生的鑄模打開力超過緊固力。鑄模打開力超過緊固力的原因可包括鑄模的聯接面之間存在著異物。即，當異物存在於鑄模接合面之間時，熔融物流入到由異物形成的間隙內，藉此，鑄模改變了接收熔融物壓力的部位和形狀。然後，由熔融物產生的壓力的總量構成的鑄模打開力背離預期值，並局部地超過了緊固力。
在上述的實施例中，在緊固完成之前(圖6所示的工序S12以及圖7所示的工序S24)，可以檢測存在於定模和動模之間的異物。當檢測到異物時，阻止熔融物注入入型腔內。換句話說，圖8所示的工序S34中的毛刺的檢測是基於不存在異物的前提的，因此，可以排除異物的存在是導致毛刺產生的原因。從而可以容易的識別毛刺存在的原因。
緊固完成之前的異物的檢測是通過判斷緊固完成時由位置傳感器POS1-POS4檢測到的多根連杆7A-7D的活塞8A-8D的位置與基準位置之間的位置差是否在預定的允許範圍內(圖7所示的工序S24)來執行的，因此在整個鑄模的聯接面上都可以檢測異物的存在情況。
即，所述連杆通常位於對鑄模平行度敏感的位置處，因此鑄模的平行度可以從熔融物注入型腔內一直保持到熔融物凝固結束。換句話說，提供上述部件以便於可以靈敏地感覺到在整個鑄模聯接面上沿著鑄模開/閉方向上的位置的變化。例如在上述實施例中，在鑄模的外圍的四個角部提供了連杆7A-7D。隨後，可根據相關的連杆7A-7D(活塞)的端部位置，來檢測位於鑄模接合面位置處導致異常的異物。因此也可以在鑄模接合面的很寬的範圍內檢測到異物。例如甚至在定模板3和動模板4的平行度無法保持，鑄模相接觸時鑄模分部之間產生間隙且異物存在於間隙內的情況下，仍可檢測到異物。
可根據沒有檢測到異常時(圖7所示的工序S25)位置傳感器POS1-POS4檢測到的活塞8A-8D的位置來進行更新用來判斷異常的基準位置。因此可以消除由於鑄模熱膨脹等引起的活塞8A-8D位置的變化，還可以保持對異物的精確檢測。
當從動模板4進行鑄模閉合操作開始到鑄模接觸之間檢測到鑄模分部之間的異常(圖6所示的工序S12)，檢測到異常時，就不會執行緊固操作(圖6所示的工序S16)，因此，在緊固完成時對異常檢測的先決條件是鑄模接觸時沒有檢測到異常。因此，當緊固完成時檢測到異常時，對於異常產生的原因的分析就變得很容易。
此時，如果監視動模板4的移動速度或負載並根據動模板4的移動速度或負載的波動是否在預定允許範圍內來檢測鑄模之間是否存在異常，則可以在鑄模接觸之前甚至是在鑄模閉合操作過程當中檢測到異常並克服之。例如可以檢測到恰好在鑄模閉合操作開始後，由於非正常操作使得核狀微粒或附著物進入間隙。因此，相對於例如通過鑄模接觸而無法檢測到異常的情況而言，對鑄模損壞的可能性得到了降低。
本發明並不局限於上述實施例，並可以多方位地執行本發明。
對於本發明中的成型機也並不局限於壓鑄機。成型機包括金屬成型機、注塑成型機、鋸屑成型機等。所述鋸屑成型機等包括例如一種通過在鋸屑內混合熱塑性樹脂而獲得的材料的成型方式。
在上述實施例中，給出下列說明，定模板3上設置有緊固缸9，動模板4上設置有對開螺母20，但是也可採用這樣的結構，即在動模板4上設置有緊固缸9，在定模板3上設置有對開螺母20。
連杆的數量並不局限於四根，只要是多根就可以。注意為了保持鑄模在上/下方向以及左/右方向上的平行度，優選為設置三根或三根以上的連杆。通過設置三根或以上的連杆，對異常檢測的精確度可以得到改進。
聯接部和被聯接部可採用僅限制連杆相對於定模板或動模板沿著軸向進行移動的彼此連接的部件。它們並不局限於對開螺母以及設置在連杆上的凹槽。例如可以在連杆上設置垂直於連杆軸向的孔，以及可以插入到孔中的螺釘，以便於相對於模板來固定連杆。
工作液也不局限於油，而且可以是例如水。
對於本領域普通技術人員來說，應當理解多種依據設計要求以及其它因素而產生的修改、組合、再組合以及變更，同樣在所附的權利要求書或等同技術方案的範圍內。
權利要求
1.一種將熔融物注入到由緊固的定模和動模限定的型腔中的成型機，包括保持所述定模的定模板；保持所述動模的動模板，所述動模板可相對於所述定模板沿著鑄模打開和閉合方向移動；多根連杆，每根連杆都具有與所述定模板和所述動模板中的一個聯接的被聯接部以及容納於所述定模板和所述動模板中的另一個內並產生緊固力的連杆驅動活塞；多個聯接部，所述聯接部被設置到所述定模板和所述動模板中的所述一個上，並可與所述多根連杆的被聯接部相聯接或從所述被聯接部上脫離；多個緊固缸，所述緊固缸被設置到所述定模板和所述動模板的所述另一個上，且具有容納所述多個連杆驅動活塞的氣缸內腔以及使產生緊固力的工作液供應到氣缸內腔的至少兩個工作液入口；注入系統，在所述緊固缸完成緊固後，所述注入系統將熔融物注入到型腔中；位置傳感器，所述位置傳感器檢測多個連杆驅動活塞的位置；以及毛刺檢測器，所述毛刺檢測器根據在從注入系統開始注入到完成注入的時間段內由位置傳感器檢測到的多個連杆驅動活塞的位移量是否在預定的允許範圍內來檢測毛刺的存在。
2.如權利要求1所述的成型機，其中，進一步包括異物檢測器，在緊固完成之前，所述異物檢測器檢測位於所述定模和所述動模之間的異物；以及控制裝置，當所述異物檢測器檢測到異物時，所述控制裝置控制所述注入系統從而使熔融物不會注入到型腔內。
3.如權利要求2所述的成型機，其中，進一步包括壓力傳感器，所述壓力傳感器檢測所述氣缸內腔的壓力；以及控制裝置，所述控制裝置控制閥門的操作，從而使所述壓力傳感器檢測到的壓力達到預定的緊固完成力，其中所述異物檢測器根據當所述壓力傳感器檢測到的壓力達到預定的緊固完成力時所述位置傳感器檢測到的所述多個連杆驅動活塞的位置與預定的基準位置之間的差值是否在預定的允許範圍內的判斷來檢測存在於各鑄模分部之間的異物。
4.一種緊固定模和動模的緊固系統，所述緊固系統包括保持所述定模的定模板；保持所述動模的動模板，所述動模板可相對於所述定模板沿著鑄模打開和閉合方向移動；多根連杆，每根連杆都具有與所述定模板和所述動模板中的一個聯接的被聯接部以及容納於所述定模板和所述動模板中的另一個內並產生緊固力的連杆驅動活塞；多個聯接部，所述聯接部被設置到所述定模板和所述動模板中的所述一個上，並可與所述多根連杆的被聯接部相聯接或從所述被聯接部上脫離；多個緊固缸，所述緊固缸被設置到所述定模板和所述動模板的所述另一個上，且具有容納所述多個連杆驅動活塞的氣缸內腔以及使產生緊固力的工作液供應到所述氣缸內腔的至少兩個工作液入口；多個閥門，所述閥門連接到所述工作液入口並控制將所述工作液供應到第一氣缸內腔和第二氣缸內腔，所述第一氣缸內腔和第二氣缸內腔由位於所述多個緊固缸內的所述連杆驅動活塞分隔而成；壓力傳感器，所述壓力傳感器檢測所述第一氣缸內腔和所述第二氣缸腔中至少一個的壓力；控制裝置，所述控制裝置控制所述閥門的操作，從而使所述壓力傳感器檢測到的壓力達到預定的緊固完成力；位置傳感器，所述位置傳感器檢測所述多個連杆驅動活塞的位置；以及緊固異常檢測器，所述緊固異常檢測器根據當所述壓力傳感器檢測到的壓力達到預定的緊固完成力時所述位置傳感器檢測到的多個連杆驅動活塞的位置與預定的基準位置之間的差值是否在預定的允許範圍內的判斷來檢測鑄模分部之間的異常。
5.如權利要求4所述的緊固系統，其中，當沒有檢測到異常時，所述緊固異常檢測器利用所述位置傳感器檢測到的所述連杆驅動活塞的位置來更新所述基準位置。
6.如權利要求4所述的緊固系統，其中，進一步包括驅動部，所述驅動部在鑄模打開和閉合方向上向所述動模板施加驅動力，以及鑄模閉合異常檢測器，所述鑄模閉合異常檢測器在從鑄模閉合開始到鑄模相接觸的時間段內檢測鑄模分部之間的異常，其中所述控制裝置控制所述驅動部，從而在所述鑄模閉合異常檢測器檢測到異常時停止向所述動模板提供驅動力。
7.如權利要求4所述的緊固系統，其中，所述鑄模閉合異常檢測器監視動模板的移動速度或所述驅動部的負載，並且根據所述移動速度或所述負載的波動是否在預定的允許範圍內來檢測鑄模間的異常。
8.一種成型機的毛刺檢測方法，所述成型機將熔融物注入到由緊固的定模和動模限定的型腔內，所述成型機具有保持所述定模的定模板；保持所述動模的動模板，所述動模板可相對於所述定模板沿著鑄模打開和閉合方向移動；多根連杆，每根連杆都具有與所述定模板和所述動模板中的一個聯接的被聯接部以及容納於所述定模板和所述動模板中的另一個內並產生緊固力的連杆驅動活塞；多個聯接部，所述聯接部被設置到所述定模板和所述動模板中的所述一個上，並可與所述多根連杆的被聯接部相聯接或從所述被聯接部上脫離；多個緊固缸，所述緊固缸被設置到所述定模板和所述動模板的所述另一個上，且具有容納所述多個連杆驅動活塞的氣缸內腔以及使產生緊固力的工作液供應到所述氣缸內腔的至少兩個工作液入口，所述毛刺檢測方法包括檢測多個連杆驅動活塞的位置，以及根據在從注入開始到注入完成的時間段內所檢測的多個連杆驅動活塞的位移量是否在預定的容許的範圍內來檢測毛刺的存在。
9.一種在緊固定模和動模的緊固系統內檢測鑄模分部之間的異常的異常檢測方法，所述緊固系統具有保持所述定模的定模板；保持所述動模的動模板，所述動模板可相對於所述定模板沿著鑄模打開和閉合方向移動；多根連杆，每根連杆都具有與所述定模板和所述動模板中的一個聯接的被聯接部以及容納於所述定模板和所述動模板中的另一個內並產生緊固力的連杆驅動活塞；多個聯接部，所述聯接部被設置到所述定模板和所述動模板中的所述一個上，並可與所述多根連杆的被聯接部相聯接或從所述被聯接部上脫離；多個緊固缸，所述緊固缸被設置到所述定模板和所述動模板的所述另一個上，且具有容納所述多個連杆驅動活塞的氣缸內腔以及使產生緊固力的工作液供應到所述氣缸內腔的至少兩個工作液入口，所述異常檢測方法包括檢測所述氣缸內腔的壓力；控制將工作液供應到所述氣缸內腔，從而使檢測到的壓力達到預定的緊固完成力；當檢測到壓力達到預定的緊固完成力時，檢測所述多個連杆驅動活塞的位置；以及通過判斷被檢測位置與預定的基準位置之間的差值是否在預定的允許範圍內來檢測鑄模分部之間的異常。
全文摘要
本發明涉及一種可通過對多根連杆的位置檢測高精度地檢測毛刺或異常的成型機，特別涉及一種壓鑄機，該壓鑄機具有定模板；動模板；多根連杆；能夠與多根連杆的被聯接部相連並可以從所述被聯接部脫離的對開螺母；容納多個連杆活塞的緊固缸；連接到多個緊固缸上的多個方向控制閥；在多個緊固缸完成緊固操作後將熔融物注入到型腔中的注入系統；檢測活塞位置的位置傳感器；以及根據從注入系統開始注入到完成注入的時間段內位置傳感器所檢測的多個連杆的活塞的位移量是否在預定允許的範圍內來檢測毛刺的存在的控制裝置。
文檔編號B29C37/00GK1974067SQ20061006390
公開日2007年6月6日 申請日期2006年11月17日 優先權日2005年11月17日
發明者橫山宏司, 野田三郎 申請人:東芝機械株式會社