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1、10申请公布号CN104070650A43申请公布日20141001CN104070650A21申请号201410001262X22申请日20140102201306515920130326JPB29C45/66200601B29C45/7620060171申请人住友重机械工业株式会社地址日本东京都72发明人小木曾太郎74专利代理机构永新专利商标代理有限公司72002代理人胡建新朴勇54发明名称注射成型机57摘要一种注射成型机，能够增大模开闭动作的加速度及减速度，并且能够减少模开闭动作的振动。注射成型机，包括驱动源；驱动部，通过上述驱动源被驱动；被驱动部，通过上述驱动源，经由上述驱动部而被驱动。
2、；修正指令生成部，对所输入的指令值进行修正而生成修正指令；以及反馈控制部，根据上述修正指令、以及来自上述驱动部或上述被驱动部的反馈值，对上述驱动部提供控制输入。30优先权数据51INTCL权利要求书1页说明书10页附图6页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书10页附图6页10申请公布号CN104070650ACN104070650A1/1页21一种注射成型机，包括驱动源；驱动部，通过上述驱动源被驱动；被驱动部，通过上述驱动源，经由上述驱动部而被驱动；修正指令生成部，对所输入的指令值进行修正而生成修正指令；以及反馈控制部，根据上述修正指令、以及来自上述驱动部或上述。
3、被驱动部的反馈值，对上述驱动部提供控制输入。2根据权利要求1所述的注射成型机，其中，上述修正指令包括对上述指令值进行修正而得到的位置指令。3根据权利要求1或2所述的注射成型机，其中，上述修正指令包括对上述指令值进行修正而得到的扭矩指令。4根据权利要求13中任一项所述的注射成型机，其中，包括对所输入的指令值进行滤波的滤波部，上述修正指令生成部对来自上述滤波部的上述指令值进行修正而生成修正指令。5根据权利要求14中任一项所述的注射成型机，其中，上述修正指令是根据动力学模型而生成的。6根据权利要求5所述的注射成型机，其中，上述动力学模型包括考虑到上述驱动部的惯性及上述被驱动部的惯性的2惯性模型。权利。
4、要求书CN104070650A1/10页3注射成型机技术领域0001本发明涉及一种注射成型机。背景技术0002以往，公知有如下肘节杆式合模装置的控制方法在受压板与合模板之间配设肘节杆机构，通过设置在上述受压板上的驱动部使上述肘节杆机构的十字头进行进退移动，从而进行模开闭及合模，其中，将使上述合模板低速移动之后减速或停止为止的负加速度控制为，小于高速移动之后减速或停止为止的负加速度例如参照专利文献1。0003专利文献1日本特开2004155063号公报0004然而，在注射成型机中，合模装置使支撑定模的固定压板与支撑动模的可动压板对置，并且将模开闭用致动器的驱动力直接或经由肘节杆机构等驱动力传递机。
5、构传递到可动压板，使可动压板进行进退移动来进行模开闭动作。模开闭动作是为了取出成型品而在每个成型周期必须进行的动作。因此，增大模开闭动作的加速度、减速度关系到成型周期的缩短。但是，由于可动压板及驱动力传递机构具有相当大的质量，因此急剧加速或减速的动作在合模装置中产生振动及噪音。振动一般情况下会导致装置的耐久性下降。此外，停止时动模与定模接触时产生的残余振动还导致模具的耐久性下降，或导致成型品质的下降。发明内容0005本发明的目的在于，提供一种注射成型机，能够增大模开闭动作的加速度及减速度，并且能够减少模开闭动作的振动。0006根据本发明的一个方案，提供一种注射成型机，包括驱动源；驱动部，通过上。
6、述驱动源被驱动；被驱动部，通过上述驱动源，经由上述驱动部而被驱动；修正指令生成部，对所输入的指令值进行修正而生成修正指令；以及反馈控制部，根据上述修正指令、以及来自上述驱动部或上述被驱动部的反馈值，对上述驱动部提供控制输入。0007发明效果0008根据本发明，能够得到一种注射成型机，能够增大模开闭动作的加速度及减速度，并且能够减少模开闭动作的振动。附图说明0009图1是表示一个实施方式的注射成型机10的闭模完成时的状态的图。0010图2是表示一个实施方式的注射成型机10的开模完成时的状态的图。0011图3是表示另一个实施方式的注射成型机10A的闭模完成时的状态的图。0012图4是表示用于控制注。
7、射成型机10或10A的合模装置的动作等的控制器90的一例的图。0013图5是表示与直动式的注射成型机10相关的动力学模型的一例的图。说明书CN104070650A2/10页40014图6是表示与肘节式的注射成型机10A相关的动力学模型的一例的图。0015图7是表示通过控制器90实现的控制块200的一例的框图。0016图8是将图7的框图简化的框图。0017图9是将图8的框图简化的框图。0018图10是比较例的框图。0019符号说明002010、10A注射成型机002115定模002216动模002319模具装置002446电磁铁的磁芯002548电磁铁的线圈002649电磁铁002790控制器0。
8、028112固定压板0029113可动压板0030130模具装置0031132定模0032133动模具体实施方式0033以下，参照附图详细说明各实施例。在各图中，对相同或对应的结构标以相同或对应的符号并省略说明。此外，将进行闭模时的可动压板的移动方向设为前方，将进行开模时的可动压板的移动方向设为后方来进行说明。0034图1是表示一个实施方式的注射成型机10的闭模完成时的状态的图。图2是表示一个实施方式的注射成型机10的开模完成时的状态的图。0035在附图中，10是注射成型机，FR是注射成型机10的框架，GD是铺设在该框架FR上的由2根导轨构成的引导件，11是固定压板。固定压板11可以设置在能够。
9、沿着在模开闭方向图中为左右方向上延伸的引导件GD移动的位置调整基座BA上。另外，固定压板11也可以载置在框架FR上。0036与固定压板11对置地配设有可动压板12。可动压板12固定在可动基座BB上，可动基座BB能够在引导件GD上行走。由此，可动压板12能够相对于固定压板11在模开闭方向上移动。0037与固定压板11隔着预定的间隔且与固定压板11平行地配设有后压板13。后压板13经由腿部13A固定在框架FR上。0038在固定压板11与后压板13之间架设有4根作为连结构件的连接杆14在图中，只表示4根连接杆14中的2根。固定压板11经由连接杆14固定于后压板13。沿着连接杆14进退自如地配设可动压。
10、板12。可动压板12的与连接杆14对应的部位形成用于供连接杆14贯通的未图示的引导孔。另外，也可以代替引导孔而形成缺口部。说明书CN104070650A3/10页50039在连接杆14的前端部在图中为右端部形成未图示的螺纹部，通过在该螺纹部上螺合并紧固螺母N1，连接杆14的前端部固定于固定压板11。连接杆14的后端部固定于后压板13。0040在固定压板11上安装有定模15，在可动压板12上安装有动模16，伴随着可动压板12的进退，定模15和动模16接触分离，进行闭模、合模及开模。另外，伴随着进行合模，在定模15与动模16之间形成未图示的型腔空间，熔融树脂填充到型腔空间中。由定模15及动模16构。
11、成模具装置19。0041吸附板22与可动压板12平行地配设。吸附板22经由安装板27固定于滑动基座SB，滑动基座SB能够在引导件GD上行走。由此，吸附板22在比后压板13靠后方的位置进退自如。吸附板22可以由软磁性材料形成。另外，也可以没有安装板27，在这种情况下，吸附板22直接固定于滑动基座SB。0042杆39在后端部与吸附板22连结，在前端部与可动压板12连结而配设。因此，杆39在闭模时伴随着吸附板22前进而前进，从而使可动压板12前进，且在开模时伴随着吸附板22后退而后退，从而使可动压板12后退。因此，在后压板13的中央部分形成用于供杆39贯通的杆孔41。0043线性马达28是用于使可动。
12、压板12进退的模开闭驱动部，例如被配设在和可动压板12连结的吸附板22与框架FR之间。另外，线性马达28也可以配设在可动压板12与框架FR之间。0044线性马达28具备固定件29及可动件31。固定件29在框架FR上与引导件GD平行且与滑动基座SB的移动范围对应地形成。可动件31在滑动基座SB的下端与固定件29对置且横跨预定的范围地形成。0045可动件31具备磁芯34及线圈35。磁芯34具备朝向固定件29突出的多个磁极齿33。多个磁极齿33在与模开闭方向平行的方向上以预定的齿距排列。线圈35卷绕在各磁极齿33上。0046固定件29具备未图示的磁芯及设置在该磁芯上的未图示的多个永久磁铁。多个永久磁。
13、铁在与模开闭方向平行的方向上以预定的间距排列，可动件31侧的磁极被交替地磁化为N极和S极。0047若向可动件31的线圈35供给预定的电流，则通过由在线圈35中流动的电流形成的磁场和由永久磁铁形成的磁场的相互作用，可动件31进退。伴随于此，吸附板22及可动压板12进退，进行闭模及开模。线性马达28根据对可动件31的位置进行检测的位置传感器53的检测结果被反馈控制，以使可动件31的位置成为目标值。在后文详细说明该反馈控制的方式。位置传感器53通过检测可动件31的位置，能够检测动模16与定模15之间的距离模开闭位置。0048另外，在本实施方式中，在固定件29上配设永久磁铁，在可动件31上配设线圈35。
14、，但也可以在固定件上配设线圈，在可动件上配设永久磁铁。在这种情况下，线圈不会伴随着线性马达28被驱动而移动，因此能够容易进行用于向线圈供给电力的布线。0049另外，作为模开闭驱动部，也可以代替线性马达28而使用旋转马达及将旋转马达的旋转运动转换为直线运动的滚珠丝杠机构、或者液压缸或空气压缸等流体压缸等。0050电磁铁单元37在后压板13与吸附板22之间产生吸附力。该吸附力经由杆39传说明书CN104070650A4/10页6递到可动压板12，在可动压板12与固定压板11之间产生合模力。0051电磁铁单元37由形成在后压板13侧的电磁铁49及形成在吸附板22侧的吸附部51构成。吸附部51形成在吸。
15、附板22的吸附面前端面的预定的部分，例如在吸附板22上形成于包围杆39且与电磁铁49对置的部分。此外，在后压板13的吸附面后端面的预定的部分，例如在杆39的周围，形成有收容电磁铁49的线圈48的槽45。比槽45靠内侧形成有磁芯46。在磁芯46的周围卷绕有线圈48。在后压板13的磁芯46以外的部分形成有磁轭47。0052另外，在本实施方式中，与后压板13分开形成有电磁铁49，与吸附板22分开形成有吸附部51，但也可以将电磁铁形成为后压板13的一部分，将吸附部形成为吸附板22的一部分。此外，电磁铁和吸附部的配置也可以相反。例如，也可以在吸附板22侧设置电磁铁49，在后压板13侧设置吸附部51。此外。
16、，电磁铁49的线圈48的数量也可以是多个。0053在电磁铁单元37中，若向线圈48供给电流，则电磁铁49被驱动，对吸附部51进行吸附，能够产生合模力。0054图3是表示另一个实施方式的注射成型机10A的闭模完成时的状态的图。如图3所示，注射成型机10A具备框架111、固定在框架111上的固定压板112、以及与固定压板112隔着间隔配设的后压板115。固定压板112和后压板115通过多根例如4根连接杆116连结。连接杆116的轴向为前后方向。为了容许合模时的连接杆116的伸展，后压板115相对于框架111能够进退地被载置。0055注射成型机10A还具备配设在固定压板112与后压板115之间的可动。
17、压板113。可动压板113固定在左右一对滑块114上，滑块114沿着铺设在框架111上的引导件117在前后方向上移动自如。由此，可动压板113相对于固定压板112自如地接近分离。可动压板113在与连接杆116对应的位置具有缺口。0056另外，本实施方式的可动压板113在与各连接杆116对应的位置具有缺口，但也可以代替缺口而具有贯通孔。0057在可动压板113的与固定压板112对置的面上安装有动模133，在固定压板112的与可动压板113对置的面上安装有定模132。由定模132和动模133构成模具装置130。若可动压板113前进，则动模133与定模132接触，进行闭模。此外，若可动压板113后退。
18、，则动模133与定模132分离，进行开模。0058注射成型机10A还具备配设在可动压板113与后压板115之间的肘节机构120、以及使肘节机构120工作的合模用马达126。合模用马达126具备将旋转运动转换为直线运动的运动转换部即滚珠丝杠机构，通过使驱动轴125进退，使肘节机构120工作。0059肘节机构120例如具有在与模开闭方向平行的方向上进退自如的十字头124、摆动自如地安装在十字头124上的第2肘节杆123、摆动自如地安装在后压板115上的第1肘节杆121、以及摆动自如地安装在可动压板113上的肘节臂122。第1肘节杆121与第2肘节杆123、以及第1肘节杆121与肘节臂122分别销结。
19、合。该肘节机构120是所谓的内卷5节点双肘节机构，是上下对称的结构。0060由固定压板112、可动压板113、后压板115、肘节机构120及合模用马达126等构成合模装置。0061接着，说明注射成型机10A的动作。在开模完成的状态下，向正方向驱动合模用马说明书CN104070650A5/10页7达126，使作为驱动构件的十字头124前进，从而使肘节机构120工作。此时，作为被驱动构件的可动压板113前进，如图3所示动模133与定模132接触，完成闭模。0062接着，若进一步向正方向驱动合模用马达126，则肘节机构120产生合模用马达126的推进力乘以肘节倍率而得到的合模力。在合模状态的定模13。
20、2与动模133之间形成未图示的型腔空间。注射装置向型腔空间填充熔融树脂，所填充的熔融树脂固化而成为成型品。0063接着，若向反方向驱动合模用马达126，使十字头124后退，从而使肘节机构120工作，则可动压板113后退，进行开模。之后，顶出装置150从动模133排出成型品。另外，顶出装置150可以是任意的结构，例如可以是使用滚珠丝杠机构的结构。0064另外，本实施方式的合模装置使用肘节机构120产生合模力，但也可以不使用肘节机构120，而是将由合模用马达126产生的推进力直接作为合模力而传递给可动压板113。此外，也可以将由合模用缸产生的推进力直接作为合模力而传递给可动压板113。0065图4。
21、是表示用于对注射成型机10或10A的合模装置的动作等进行控制的控制器90的一例的图。以下，作为一例，主要说明适用在直动式的注射成型机10中的情况，但对于肘节式的注射成型机10A也可以是同样的。0066控制器90由CPU91、ROM92、RAM93、硬盘等存储部94、输入接口、输出接口、计时器及计数器等构成。控制器90通过由CPU91执行ROM92或存储部94等中所存储的程序，来实现各种功能。0067在控制器90上连接位置传感器53。位置传感器53检测可动件31的位置。另外，位置传感器53也可以检测与可动件31一体地移动的构件例如滑动基座SB的位置。另外，在适用于注射成型机10A的情况下，位置传。
22、感器53可以检测注射成型机10A的十字头124的位置。0068图5是表示与直动式的注射成型机10相关的动力学模型的一例的图。图6是表示与肘节式的注射成型机10A相关的动力学模型的一例的图。0069一般情况下，合模装置具有多个共振特性，但在此考虑将最具支配性的特性即1次共振特性采用于动力学模型中的2惯性模型INERTIAMODEL。若用框图来表示2惯性模型，则如图5所示。以下关于直动式的情况来说明实施例，但在肘节式的情况下，若设计出考虑了根据驱动部位置而变化的减速比GY1的图6所示的动力学模型和基于此的抑制振动控制系统，则也能够获得同样的效果。0070在图5中，驱动部对应于由线性马达28直接驱动。
23、的滑动基座SB，被驱动部对应于吸附板22和可动压板12。因此，例如驱动部惯性M1对应于由线性马达28直接驱动的滑动基座SB的质量。此外，驱动部和被驱动部的结合刚性KT对应于吸附板22和可动压板12的机械刚性。此外，被驱动部M2对应于吸附板22和可动压板12的质量。此外，BT是驱动部和被驱动部的摩擦系数。其中，也可以将线性马达28的可动件31包含在驱动部中。在这种情况下，可动件31的惯性也被考虑进去，模型的精度提高。此外，在图5中，记号的含义如下所示。0071S拉普拉斯算子0072Y1驱动部位置0073V1驱动部速度说明书CN104070650A6/10页80074Y2被驱动部位置0075V2被。
24、驱动部速度0076YT驱动部与被驱动部的相对位移0077VT驱动部与被驱动部的相对速度0078FT驱动部与被驱动部的相互作用0079FIN驱动力控制输入0080同样，驱动部对应于十字头124包括滚珠丝杠机构，被驱动部对应于可动压板113。其中，也可以将合模用马达126伺服马达的转子包含在驱动部中。在这种情况下，转子的惯性也被考虑进去，模型的精度提高。在图6中，记号的含义如下所示。0081Y12以驱动部为基准的换算后的被驱动部位置Y12Y2/GY10082V12以驱动部为基准的换算后的被驱动部速度V12V2/GY10083YT驱动部与被驱动部的相对位移Y1Y120084VT驱动部与被驱动部的相对。
25、速度V1V120085FT驱动部与被驱动部的相互作用0086FIN驱动力控制输入0087GY1肘节机构的减速比Y1的函数0088求出驱动部与被驱动部的摩擦系数BT时存在很多困难的情况，因此作为以下所示的传递函数中的共振及反共振的减衰系数A、R，根据实际的合模装置的响应波形进行确定。0089根据图5所示的动力学模型框线图的表现将输入输出关系通过传递函数来表现时，如式1、2所示。0090数10091式10092数20093式20094在此，A是反共振频率，A是反共振的减衰系数，R是共振频率，R是共振的减衰系数。0095另外，图5与式1、2的对应关系通过以下式来表示。0096数300970098在此。
26、，A及R是与摩擦系数BT相关的参数，但由于如上所述在求出摩擦系数BT时存在很多困难的情况，因此根据实际的合模装置的响应波形即反共振的减衰性直接确定A，根据共振的减衰性直接确定R是实用的。说明书CN104070650A7/10页90099图7是表示通过控制器90实现的控制块200的一例的框图。另外，在图7中，为了方便，合模装置的模型不是控制器90的结构，而是作为控制对象的合模装置的模型表示在由虚线包围的框300内。0100在图7中，记号的含义如下所示。0101M追随特性模型0102PU1从FIN向Y1的开环传递特性0103P12从Y1向Y2的开环传递特性0104P21从Y2向Y1的开环传递特性0。
27、105P2U从Y2向FIN的开环传递特性0106CP驱动部的位置控制器PORPI0107CV驱动部的速度控制器PORPI0108YR位置指令0109ZR被驱动部位置指令0110YIN驱动部位置指令0111YFB反馈值0112YFF扭矩前馈值0113另外，位置指令YR是对被驱动部位置的目标值位置控制的目标值，可以通过任意方式来决定。反馈值YFB可以是来自位置传感器53的输出值。0114图7所示的例子在用于进行定位的标准的伺服控制机构将位置的比例反馈控制器PPROPORTIONAL和速度的比例积分反馈控制器PIPROPORTIONALINTEGRAL级联CASCADE连接而成的控制器中附加前馈控制。
28、而构成模型追随控制。具体地说，P21是修正位置指令以防止激发被驱动部的振动的预滤波器PREFILTER，P2U是用于获得用于抑制被驱动部的振动的扭矩前馈的扭矩前馈滤波器FEEDFORWARDFILTER。在动力学模型由式1、2提供的情况下，P21及P2U如以下式3、4所示。0115数40116式30117数50118式40119在模型追随控制中，能够将对最终想控制的被驱动部等提供的运动特性设定为模型特性M。该模型特性M既可以是一阶滞后、高阶滞后，也可以是对滞后特性进行过积分补偿的特性。另外，模型特性M不是必须的。但是，为了抑制因动力学模型与实际的装置之间的特性的差异引起的控制性能的劣化，或稳定。
29、地安装通过非正确NONPROPER的传递函数表现的预滤波器及扭矩前馈，优选使用模型特性M。另外，一般情况下，将分子的阶数比分母的阶数高的传递函数称为“非正确的传递函数”。分子的阶数比分母的阶数高的滤波器在内部进行微分，因此在安装时存在成为不稳定的滤波器的趋势。说明书CN104070650A8/10页100120模型特性M例如可以如下所示。0121数601220123在此，是指定被驱动部相对于指令的响应速度的设计参数，是指定被驱动部的振动减衰性的设计参数。例如也可以从071之间的范围进行设定。0124根据图7所示的例子，位置指令YR通过预滤波器P21修正，生成驱动部位置指令YIN，根据驱动部位置。
30、指令YIN和反馈值YFB，决定驱动力控制输入FIN。在此，预滤波器P21如上所述根据2惯性模型来修正位置指令，以防止激发被驱动部的振动。因此，根据图7所示的例子，能够适当地防止激发被驱动部的振动。0125此外，根据图7所示的例子，位置指令YR通过扭矩前馈滤波器P2U生成扭矩前馈值YFF，根据扭矩前馈值YFF，决定驱动力控制输入FIN。在此，扭矩前馈滤波器P2U被设定为生成抑制被驱动部的振动的扭矩前馈值YFF。因此，根据图7所示的例子，能够适当地抑制被驱动部的振动。0126图8是将图7的框图简化了的框图。在图8中，反馈特性C为，CCVCPS。0127在此，从图8所示的YD向Y1的传递特性如下所示。
31、。0128数701290130此外，从图8所示的ZR向YD的传递特性如下所示0131数80132YDP21P2NC1ZR0133若在数8的式的右边乘以CPU2/CPU21而变形，则如下所示。0134数901350136根据数7和数9的式子，图8所示的框图能够进一步如图9所示进行简化。根据图9可知从YR到Y2的传递函数与M一致。成为Y2MYR。即，可知框302内的模型特性控制对象的特性和反馈特性C通过扭矩前馈滤波器P2U、预滤波器P21、反馈特性C的逆特性C1而被抵消，能够减少控制对象驱动部及被驱动部的振动。0137另外，在图7所示的例子中，关于扭矩前馈滤波器P2U，扭矩前馈的2阶微分分数之前的。
32、S2，也可以根据位置指令的2阶伪微分导出加速度指令，将加速度指令作为扭矩前馈的输入。在将这样得到的加速度作为扭矩前馈的输入的情况下，扭矩前馈滤波器P2U如下所示。0138数10说明书CN104070650A109/10页110139式4A0140此时，若模型特性M的分母与分子的阶数之差为2以上，则通过式3、式4A，MP21及MP2U均成为严格地正确PROPER的传递函数。另外，严格地正确的传递函数是指，分子的阶数分母的阶数的传递函数分子的阶数分母的阶数的传递函数称为正确的传递函数。0141图10表示比较例的框图。图10所示的比较例与图7所示的例子相比，主要不同点在于，没有M、P2U、P21。即。
33、，在比较例中，只适用了在通常的伺服控制机构中广泛使用的速度前馈。根据该比较例，在定位时产生明显的残余振动。在实际进行闭模的情况下，超调量OVERSHOOT成为与模具的接触动作。0142而根据图7等所示的本实施例，通过适用M、P2U、P21，在指令分配完成时，位置偏差大致成为0，还能够减少残余振动。这样，根据本实施例，通过采用基于动力学模型的抑制振动控制，能够有效地减少因模开闭的加减速而产生的被驱动部的振动。0143以上，详细说明了各实施例，但不限定于特定的实施例，在权利要求书所记载的范围内，能够实施各种变形及变更。此外，还可以组合上述实施例的构成要素中的全部或多个。0144例如，在上述实施例中。
34、，使用了模型特性M、扭矩前馈滤波器P2U及预滤波器P21全部，但也可以省略这3个中的某1个或2个。例如，在省略了扭矩前馈滤波器P2U的情况下，从ZR向YD的传递特性如下所示。0145数1101460147因此，从YR向Y2的传递特性如下所示，可知能够仅抵消PU2的特性。0148数1201490150此外，在省略了预滤波器P21的情况下，从ZR向YD的传递特性如下所示。0151数1301520153因此，从YR向Y2的传递特性如下所示，可知能够消去控制对象的共振。0154数1401550156此外，在上述实施例中，反馈值YFB为驱动部位置Y1，但也可以是被驱动部位置Y2说明书CN104070650A1110/10页12被反馈。在被驱动部位置Y2被反馈的情况下，通过省略预滤波器P21，成为Y2MYR，能够与上述实施例同样减少控制对象的振动。说明书CN104070650A121/6页13图1说明书附图CN104070650A132/6页14图2说明书附图CN104070650A143/6页15图3说明书附图CN104070650A154/6页16图4图5图6说明书附图CN104070650A165/6页17图7图8说明书附图CN104070650A176/6页18图9图10说明书附图CN104070650A18。