專利名稱：模具夾緊單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實施例涉及一用于模具的模具夾緊單元，具體來說，涉及一在注塑模制工藝中執(zhí)行一內(nèi)芯后移(core-back)操作的模具夾緊單元。
背景技術(shù)：
所謂內(nèi)芯后移的操作是在下面情形的模制工藝中實施，其中，混和有發(fā)泡劑的材料使用一注塑模制機等進行模制。內(nèi)芯后移是指這樣一操作，其向后移動一設(shè)置有一可移動模具的可移動壓盤，其在大部分材料處于熔化的狀態(tài)中以低速進行移動。這里，向后移動可移動壓盤是指可移動壓盤沿遠離一靜止壓盤的方向移動。根據(jù)該內(nèi)芯后移，模具中的壓力下降，促進發(fā)泡劑發(fā)泡。執(zhí)行該類型內(nèi)芯后移的一模具夾緊單元，例如在日本專利申請公開出版物No.2004-314492中已有描述。
在內(nèi)芯后移的操作中，可移動壓盤例如通過一伺服電機移動。此時，隨著移動，一慣性力形成在可移動壓盤上。因此，即使伺服電機的驅(qū)動在內(nèi)芯后移的完成位置內(nèi)停止，可移動壓盤由于其自己的慣性通常也會繼續(xù)移動。
還有一模具夾緊單元，其中，一背壓在內(nèi)芯后移過程中施加到一液壓模具夾緊缸上。背壓產(chǎn)生一力，該力產(chǎn)生沿與可移動壓盤的移動方向相反的方向的轉(zhuǎn)動。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一實施例的目的是提供一模具夾緊單元，其能使實施內(nèi)芯后移的伺服電機小型化。
根據(jù)本發(fā)明一實施例，一模具夾緊單元包括一靜止壓盤；一附連到靜止壓盤的系桿；一相對于靜止壓盤沿著系桿前后地移動的可移動壓盤；一在內(nèi)芯后移操作中移動可移動壓盤遠離靜止壓盤的第一伺服電機；一前后地移動可移動壓盤而執(zhí)行模具打開和模具關(guān)閉的第二伺服電機；以及一控制裝置，該控制裝置驅(qū)動第一伺服電機來移動可移動壓盤遠離靜止壓盤，并驅(qū)動第二伺服電機以在內(nèi)芯后移操作中沿著朝向靜止壓盤的方向?qū)梢苿訅罕P施加一力。
這里，內(nèi)芯后移操作是這樣一操作，其遠離靜止壓盤移動設(shè)置有一可移動模具的可移動壓盤，其在大部分材料處于熔化的狀態(tài)中以低速進行移動，并促進發(fā)泡材料發(fā)泡。
根據(jù)本發(fā)明的一實施例，由伺服電機施加一平衡可移動壓盤的慣性力的力。因此，能使實施內(nèi)芯后移操作的伺服電機小型化。
本發(fā)明其它的目的和優(yōu)點將在下面的描述中予以闡述，從描述中將會部分地得到明白，或可通過本發(fā)明的實踐得以領(lǐng)會。借助于各種方法手段和下文中特別指出的各種組合，將可以實現(xiàn)和獲得本發(fā)明的諸目的和優(yōu)點。
附圖的簡要說明諸附圖包括在本說明書內(nèi)并構(gòu)成說明書的一部分，它們圖示本發(fā)明的實施例，并連同以上給出的一般說明和以下對實施例給出的詳細描述，一起用來解釋本發(fā)明的原理。


圖1是一平面圖，示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的一模具夾緊單元一部分的截面圖；圖2是一截面圖，示出一半螺母和一系桿在嚙合操作中的嚙合狀態(tài)，其包括在圖1所示的模具夾緊單元內(nèi)；圖3是一截面圖，示出半螺母和系桿在根據(jù)第一實施例的模具夾緊操作中的嚙合狀態(tài)；圖4是一截面圖，示出半螺母和系桿在根據(jù)第一實施例的內(nèi)芯后移操作中的嚙合狀態(tài)；圖5是一平面圖，示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的一模具夾緊單元一部分的截面圖；圖6是一平面圖，示出根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的一模具夾緊單元一部分的截面圖；圖7是一截面圖，示出一半螺母和一系桿在嚙合操作中的嚙合狀態(tài)，其包括在圖6所示的模具夾緊單元內(nèi)；圖8是一截面圖，示出半螺母和系桿在根據(jù)第三實施例的模具夾緊操作中的嚙合狀態(tài)；圖9是一截面圖，示出半螺母和系桿在根據(jù)第三實施例的內(nèi)芯后移操作中的嚙合狀態(tài)。
具體實施例方式
下文中將描述本發(fā)明一應(yīng)用于一注塑模制機的模具夾緊單元的實施例。
圖1示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的一模具夾緊單元11。如圖1所示，模具夾緊單元11包括一靜止壓盤13、系桿14、系桿滑動伺服電機15、一可移動壓盤16、模具打開/關(guān)閉伺服電機17、半螺母18，以及一控制裝置20。系桿滑動伺服電機15是第一伺服電機的一實例。模具打開/關(guān)閉伺服電機17是第二伺服電機的一實例。半螺母18是一固定機構(gòu)的實例。
靜止模具25附連到靜止壓盤13的前面。一液壓模具夾緊缸26設(shè)置在靜止壓盤13內(nèi)。多個系桿14附連到靜止壓盤13以便前后地可移動。具體來說，各個系桿14包括位于其近端上的活塞部分27。活塞部分27設(shè)置在液壓模具夾緊缸26內(nèi)。因此，在液壓模具夾緊缸26內(nèi)，各個活塞部分27被夾在兩個缸腔室之間，其包括一模具夾緊側(cè)腔室28和一模具打開側(cè)腔室29。
當(dāng)一液壓流體供應(yīng)到各個模具夾緊側(cè)腔室28時，各系桿14向后移動。系桿14的向后移動表明系桿14移到圖1的右側(cè)。當(dāng)液壓流體供應(yīng)到模具打開側(cè)腔室29時，系桿14向前移到。系桿14的外圍面設(shè)置有一嚙合槽14a，包括一鋸齒的和一螺紋的或環(huán)形的槽。
隔壁31附連到靜止壓盤13的背面。各個活塞部分27的近端27a延伸通過隔壁31而從壁突出。一螺母部分32附連到延伸通過隔壁31的活塞部分27的軸向中心部分。螺母部分32構(gòu)成滾珠絲杠33的一部分。滾珠絲杠33是一饋送絲杠的實例。
在各個隔壁31中，一定位箱34附連到與液壓模具夾緊缸26所附連的壁的一個面相對的隔壁的一面。一軸承36與活塞部分27同軸地附連到定位箱34的背面。定位箱34的背面是與附連到隔壁31的面相對的一面。滾珠絲杠33的一螺紋軸37被軸承36可轉(zhuǎn)動地支承。
各個螺紋軸37的遠端設(shè)置有一螺紋部分37a。該螺紋部分37a與螺母部分32螺紋地嚙合。螺紋軸37的近端延伸通過定位箱34的背面。該突出的部分設(shè)置有一從動皮帶輪38。
各系桿滑動伺服電機15附連到定位箱34的外部。在此實施例中，系桿滑動伺服電機15起作一調(diào)整嚙合位置的伺服電機。該系桿滑動伺服電機15設(shè)置有一驅(qū)動皮帶輪39。一調(diào)速皮帶41延伸在驅(qū)動皮帶輪39和從動皮帶輪38之間。
因此，當(dāng)各個系桿滑動伺服電機15被驅(qū)動時，滾珠絲杠33的螺紋軸37轉(zhuǎn)動。螺紋軸37的轉(zhuǎn)動運動通過螺母部分32轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊糠?7的線性運動。即，當(dāng)系桿滑動伺服電機15被驅(qū)動時，系桿14可前后地移動。
可移動壓盤16通過系桿14定位?？梢苿訅罕P16沿著系桿14前后地移動，移動方向靠近于靜止壓盤13或遠離于靜止壓盤13。
一可移動模具42設(shè)置在可移動壓盤16的前面?？梢苿幽＞?2面向靜止模具25附連。靜止模具25的一模具面與可移動模具42的一模具面接觸，由此，在靜止模具25和可移動模具42之間形成一型腔43。
此外，螺母部分45固定到可移動壓盤16的側(cè)面。模具打開/關(guān)閉伺服電機17通過支架(未示出)附連到靜止壓盤13。一螺紋軸47附連到各模具打開/關(guān)閉伺服電機17的一轉(zhuǎn)動軸上。各螺紋軸47具有一螺紋部分47a。各螺紋部分47a與螺母部分45螺紋地嚙合。螺紋軸47和螺母部分45構(gòu)成各滾珠絲杠48。滾珠絲杠48是一饋送絲杠的實例。
因此，當(dāng)模具打開/關(guān)閉伺服電機17被驅(qū)動時，螺紋軸47轉(zhuǎn)動。各螺紋軸47的轉(zhuǎn)動運動通過螺母部分45轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢苿訅罕P16的線性運動。即，當(dāng)模具打開/關(guān)閉伺服電機17被驅(qū)動時，可移動壓盤16可前后地移動。因此，可移動模具42相對于靜止模具25打開和關(guān)閉。
半螺母18附連到可移動壓盤16的背面。半螺母18可釋放地嚙合系桿14的嚙合槽14a。半螺母18分別通過一打開/關(guān)閉缸51沿系桿14的徑向方向被驅(qū)動。
當(dāng)半螺母18沿與嚙合槽14a嚙合的方向被驅(qū)動時，可移動壓盤16固定到系桿14。當(dāng)各半螺母18沿與嚙合槽14a脫開的方向被驅(qū)動時，可移動壓盤16脫開系桿14。當(dāng)可移動壓盤16脫開系桿14時，可移動壓盤16可沿系桿14移動。
控制裝置20分別通過連接導(dǎo)線53電氣地連接到系桿滑動伺服電機15和模具打開/關(guān)閉伺服電機17?？刂蒲b置20通過連接導(dǎo)線53將控制信號傳送到系桿滑動伺服電機15和模具打開/關(guān)閉伺服電機17。因此，控制裝置20可控制系桿滑動伺服電機15和模具打開/關(guān)閉伺服電機17。
在內(nèi)芯后移操作過程中，控制裝置20驅(qū)動系桿滑動伺服電機15以通過系桿14向后移動可移動壓盤16。此外，控制裝置20驅(qū)動模具打開/關(guān)閉伺服電機17，對可移動壓盤16施加一朝向向后移動可移動壓盤16的力?？梢苿訅罕P16向前的運動表明，可移動壓盤16沿著靠近靜止壓盤13的方向移動。
接下來，將描述利用模具夾緊單元11的模具夾緊的方法。
首先，附連靜止模具25和可移動模具42，進行一模具厚度調(diào)整操作。具體來說，首先驅(qū)動模具打開/關(guān)閉伺服電機17，將可移動壓盤16移動到模具關(guān)閉的極限。該模具關(guān)閉的極限是就在可移動模具42的模具面接觸靜止模具25的模具面之前的一位置。
接下來，半螺母18分別利用打開/關(guān)閉缸51與系桿14的嚙合槽14a嚙合。這將可移動壓盤16固定到系桿14。此時，如圖2所示，間隙形成在各半螺母18和各系桿14之間的齒前和齒后。
這里，如圖2所示，半螺母18可合適地與系桿14的嚙合槽14a嚙合。然而，在某些情形中，由于突脊和槽等之間的偏差，半螺母18不能合適地與嚙合槽14a嚙合。在此情形中，系桿滑動伺服電機15被驅(qū)動，細微地向前移動系桿14。這調(diào)整可移動壓盤16和系桿14之間的固定位置，且半螺母18合適地嚙合對應(yīng)的嚙合槽14a。
此時，各系桿14的一位置被一設(shè)置在系桿滑動伺服電機15內(nèi)的位置傳感器(未示出)讀取，并將該位置儲存起來。在模制過程中的其后的模具關(guān)閉操作中，系桿滑動伺服電機15的驅(qū)動受到控制，使系桿14一致地移動到該儲存的位置。這樣，一模具厚度調(diào)整操作完成。此前或此后，一內(nèi)芯后移量設(shè)定到控制裝置20。具體來說，根據(jù)設(shè)計和產(chǎn)品的材料計算所需要的內(nèi)芯后移量，該計算值輸入到控制裝置20內(nèi)。
此后，過程進入到一注塑模制循環(huán)，其包括模具關(guān)閉操作和內(nèi)芯后移操作。
首先，實施模具關(guān)閉操作。具體來說，通過模具打開/關(guān)閉伺服電機17將可移動壓盤16移動到儲存位置。而且，通過系桿滑動伺服電機15將系桿14移動到儲存位置。半螺母18與系桿14的嚙合槽14a嚙合，而可移動壓盤16固定到系桿14。
模具關(guān)閉操作之后，過程進入到注塑操作。在注塑操作中，液壓流體供應(yīng)到液壓模具夾緊缸26的模具夾緊側(cè)腔室28內(nèi)，系桿14向后移動。此外，如圖3所示，當(dāng)系桿14的各嚙合槽14a接觸半螺母18齒的背面時，可移動壓盤16跟從系桿14移動。因此，可移動模具42和靜止模具25夾緊。在可移動模具42和靜止模具25夾緊的狀態(tài)中，一材料從一注塑噴嘴中噴射出，用此材料填充型腔43。該材料的一實例是熔化的樹脂。
這里，在一發(fā)泡劑與該材料混和的情形中，可執(zhí)行內(nèi)芯后移操作。在內(nèi)芯后移操作中，可移動壓盤16向后移動，以促進發(fā)泡劑在型腔43內(nèi)發(fā)泡。
通過控制裝置20驅(qū)動系桿滑動伺服電機15，執(zhí)行內(nèi)芯后移操作。分別通過滾珠絲杠33和系桿14，系桿滑動伺服電機15以低速向后移動可移動壓盤16。
具體來說，系桿滑動伺服電機15首先被驅(qū)動而向前移動系桿14。當(dāng)系桿14的各嚙合槽14a接觸如圖4所示的半螺母18齒的前面時，可移動壓盤16跟從系桿14移動。
此時，間隙g形成在半螺母18齒背面和系桿14的嚙合槽14a之間。即，如果系桿滑動伺服電機15在此狀態(tài)中停止，則可移動壓盤16跟從一慣性力并額外地至少移動間隙的寬度g。
因此，除了驅(qū)動系桿滑動伺服電機15之外，控制裝置20還驅(qū)動模具打開/關(guān)閉伺服電機17。各模具打開/關(guān)閉伺服電機17的驅(qū)動方向是這樣的一方向，其中，可移動壓盤16通過滾珠絲杠48向前移動。因此，一沿朝向靜止壓盤13的方向的力F1施加到可移動壓盤16。即，力F1是沿與可移動壓盤16移動方向相反的方向。
力F1的大小小于為了實施內(nèi)芯后移系桿滑動伺服電機15施加到可移動壓盤16的力F2，且該力的大小具有的值基本上不小于可移動壓盤16的慣性力F3的值。即，滿足這樣的關(guān)系式F2＞F1F3。
具體來說，根據(jù)各電機的轉(zhuǎn)速S和扭矩T的大小，控制裝置20給予模具打開/關(guān)閉伺服電機17一控制指令。這里，扭矩T需要具有產(chǎn)生力F1的足夠的大小。
各種數(shù)值可以設(shè)定到電機的轉(zhuǎn)速S。在本實施例中，作為一舉例，可設(shè)定為零rpm。即，一保持可移動壓盤16位置的控制信號供應(yīng)到各模具打開/關(guān)閉伺服電機17。然而，該控制信號傳輸?shù)侥＞叽蜷_/關(guān)閉伺服電機17，實際上，可移動壓盤16向后移動，因為F1＜F2。
此后，通過一壓力保持和冷卻操作，模制成一模制件。此外，執(zhí)行一模具打開操作，取出模制件，由此，完成注塑模制的一個循環(huán)。模具打開操作是這樣一操作，其中，通過模具打開/關(guān)閉伺服電機17使可移動壓盤16移離靜止壓盤13，以取出模制件。
根據(jù)具有這樣結(jié)構(gòu)的模具夾緊單元11，可使執(zhí)行內(nèi)芯后移操作的伺服電機小型化。
本發(fā)明還考慮到，例如，一背壓施加到液壓模具夾緊缸26以平衡可移動壓盤16的慣性力，阻止可移動壓盤16移動超過一設(shè)定的內(nèi)芯后移量。這里，可移動壓盤16的慣性力不是很大。因此，施加到液壓模具夾緊缸26的背壓值也很小。
然而，液壓模具夾緊缸26最初是一產(chǎn)生模具夾緊力的液壓缸。因此，液壓模具夾緊缸26具有一大的缸面積。因此，在背壓施加到液壓模具夾緊缸26的情形中，即使壓力值顯示一小的數(shù)量，整體上也可產(chǎn)生一大的力。
另一方面，執(zhí)行內(nèi)芯后移操作的各個伺服電機15需要克服該大的力，并向后移動可移動壓盤16。因此，該伺服電機15，連接到伺服電機15等的滾珠絲杠48需要有足夠的大小來克服液壓模具夾緊缸26的力。即，包括伺服電機15、滾珠絲杠48等的機構(gòu)需放大。
另一方面，在本發(fā)明實施例的模具夾緊單元11中，在內(nèi)芯后移操作中，利用模具打開/關(guān)閉伺服電機17，將朝向靜止壓盤13的力F1施加到可移動壓盤16。該力F1平衡由可移動壓盤16的慣性產(chǎn)生的一力(即，慣性力F3)。因此，通過可移動壓盤16自己的慣性力，阻止可移動壓盤16移動超過一設(shè)定的內(nèi)芯后移量。
在本實施例中，驅(qū)動模具打開/關(guān)閉伺服電機17來抵消可移動壓盤16的慣性力。由于該模具打開/關(guān)閉伺服電機17起初僅抵抗一滑動阻力移動可移動壓盤16，所以，伺服電機的輸出不大。
因此，在使用模具打開/關(guān)閉伺服電機17來產(chǎn)生抵消可移動壓盤16慣性力的力F1的情形中，力的大小可設(shè)定為抵消可移動壓盤16慣性力所需的最小值。由于該力F1可減小，所以，克服該平衡力而向后移動可移動壓盤16的內(nèi)芯后移的力F2也可減小。因此，能使產(chǎn)生力F2的系桿滑動伺服電機15和連接到伺服電機的滾珠絲杠33實現(xiàn)小型化。因此，可獲得能減小成本的模具夾緊單元。
此外，由于模具打開/關(guān)閉伺服電機17的輸出不大，所以，與液壓模具夾緊缸26進行比較，力F1的值可細微地設(shè)定。換句話說，當(dāng)使用模具打開/關(guān)閉伺服電機17時，可提高施加到可移動壓盤16的力的分解力。當(dāng)力F1值細微地設(shè)定時1可在內(nèi)芯后移操作中提高控制可移動壓盤16位置的精度。即，可獲得可移動壓盤16完成內(nèi)芯后移位置的精度提高的模具夾緊單元。
此外，由于模具打開/關(guān)閉伺服電機17的輸出細微地設(shè)定，所以，可在每一模制循環(huán)中減小可移動壓盤16完成位置的波動。
應(yīng)該指出的是，在本實施例中，一保持可移動壓盤16位置的值，即，零rpm，設(shè)定為在內(nèi)芯后移過程中供應(yīng)到模具打開/關(guān)閉伺服電機17的轉(zhuǎn)速S的控制信號。然而，傳輸?shù)侥＞叽蜷_/關(guān)閉伺服電機17的控制信號不局限于該種信號。例如，一正值，即，向前移動可移動壓盤16的一值可輸入到模具打開/關(guān)閉伺服電機17內(nèi)，或者一負值，即向后移動可移動壓盤16的一值可輸入到伺服電機內(nèi)。然而，轉(zhuǎn)速S的該控制信號只是傳輸?shù)侥＞叽蜷_/關(guān)閉伺服電機17，即，由于F1＜F2，所以，事實上可移動壓盤16向后移動。
接下來，將參照圖5和2至4，描述本發(fā)明第二實施例中的模具夾緊單元61。應(yīng)該指出的是，具有與第一實施例的模具夾緊單元11相同功能的結(jié)構(gòu)將用相同的標(biāo)號表示，并略去對其的描述。本實施例的模具夾緊單元61包括一內(nèi)芯后移伺服電機，其專門用于內(nèi)芯后移操作中，代替系桿滑動伺服電機。
如圖5所示，模具夾緊單元61包括一靜止壓盤13、一系桿75、一作為第一伺服電機的內(nèi)芯后移伺服電機62、一可移動壓盤16、作為第二伺服電機的模具打開/關(guān)閉伺服電機17、作為一固定機構(gòu)的半螺母18，以及一控制裝置63。
一液壓模具夾緊缸26設(shè)置在靜止壓盤13內(nèi)。一系桿14附連到靜止壓盤13以便前后地移動。具體來說，系桿14的一活塞部分27設(shè)置在液壓模具夾緊缸26內(nèi)。
此外，一活塞65設(shè)置在液壓模具夾緊缸26內(nèi)。一桿66附連到活塞65。一內(nèi)芯后移箱67設(shè)置在靜止壓盤13的前面上。一軸承71與活塞65同軸地附連到內(nèi)芯后移箱67的背面。內(nèi)芯后移箱67的背面是一附連到靜止壓盤13的面。
軸承71可轉(zhuǎn)動地支承滾珠絲杠72的一螺紋軸73。滾珠絲杠72是饋送絲杠的一實例。螺紋軸73的一近端可轉(zhuǎn)動地固定到桿66。一從動皮帶輪74附連到螺紋軸73。
系桿75附連到內(nèi)芯后移箱67，以使系桿前后地可移動。具體來說，系桿75的近端延伸通過內(nèi)芯后移箱67的前面而突出到內(nèi)芯后移箱67內(nèi)。一螺母部分76附連到該系桿75的近端的軸向中心。螺母部分76構(gòu)成滾珠絲杠72的一部分。螺紋軸73的一遠端設(shè)置有一螺紋部分73a。該螺紋部分73a與螺母部分76螺紋地嚙合。
內(nèi)芯后移伺服電機62附連在內(nèi)芯后移箱67的外面。內(nèi)芯后移伺服電機62設(shè)置有一驅(qū)動皮帶輪77。一調(diào)速皮帶78延伸在驅(qū)動皮帶輪77和從動皮帶輪74之間。
因此，當(dāng)內(nèi)芯后移伺服電機62被驅(qū)動時，滾珠絲杠72的螺紋軸73轉(zhuǎn)動。螺紋軸73的轉(zhuǎn)動運動通過螺母部分76轉(zhuǎn)變?yōu)橄禇U75的線性運動。即，可驅(qū)動內(nèi)芯后移伺服電機62而前后地移動系桿75。
可移動壓盤16通過系桿14和系桿75定位。可移動壓盤16沿著系桿14和系桿75移動，移動方向靠近于靜止壓盤13或遠離于靜止壓盤13。系桿14和系桿75的外圍面設(shè)置有嚙合槽14a、75a，各包括鋸齒形、螺紋或環(huán)形的槽。
半螺母18設(shè)置在可移動壓盤16的背面上。半螺母18可釋放地嚙合系桿14的嚙合槽14a或系桿75的嚙合槽75a。半螺母18分別通過一打開/關(guān)閉缸51沿一徑向方向被驅(qū)動。
當(dāng)半螺母18沿與嚙合槽14a、75a嚙合的方向被驅(qū)動時，可移動壓盤16固定到系桿14和系桿75。當(dāng)半螺母18沿與嚙合槽14a、75a脫開的方向被驅(qū)動時，可移動壓盤16脫開系桿14、75。當(dāng)可移動壓盤16脫開系桿14、75時，可移動壓盤16可沿系桿14、75移動。
控制裝置63分別通過連接導(dǎo)線53連接到內(nèi)芯后移伺服電機62和模具打開/關(guān)閉伺服電機17?？刂蒲b置63通過連接導(dǎo)線53將控制信號傳送到內(nèi)芯后移伺服電機62和模具打開/關(guān)閉伺服電機17。因此，控制裝置63可控制內(nèi)芯后移伺服電機62和模具打開/關(guān)閉伺服電機17。
在內(nèi)芯后移操作過程中，控制裝置63驅(qū)動內(nèi)芯后移伺服電機62而通過系桿75向后移動可移動壓盤16。此外，控制裝置63驅(qū)動模具打開/關(guān)閉伺服電機17，對可移動壓盤16施加一向前移動可移動壓盤16的力。
接下來，將描述利用模具夾緊單元61的模具夾緊方法。
這里，由于模具厚度調(diào)整操作、模具關(guān)閉操作、注塑操作、壓力保持和冷卻操作，以及模具打開操作，基本上類似于第一實施例，所以，略去對它們的描述。
控制裝置63驅(qū)動內(nèi)芯后移伺服電機62，由此，執(zhí)行內(nèi)芯后移操作。內(nèi)芯后移伺服電機62通過滾珠絲杠72和系桿75以低速向后移動可移動壓盤16。
此外，除了驅(qū)動內(nèi)芯后移伺服電機62之外，控制裝置63還驅(qū)動模具打開/關(guān)閉伺服電機17。各模具打開/關(guān)閉伺服電機17的驅(qū)動方向是這樣的一方向，其中，可移動壓盤16通過滾珠絲杠48向前移動。因此，可移動壓盤16經(jīng)受一沿朝向靜止壓盤13的方向的力F1。即，力F1是沿與可移動壓盤16移動方向相反的方向。
力F1的值小于由內(nèi)芯后移伺服電機62施加到可移動壓盤16的力F2，以便實施內(nèi)芯后移，且該力的值基本上不小于可移動壓盤16的慣性力F3的值。即，滿足這樣的關(guān)系式F4＞F1F3。應(yīng)該指出的是，從控制裝置63到模具打開/關(guān)閉伺服電機17的特定的控制指令與第一實施例相同。
根據(jù)包括這樣結(jié)構(gòu)的模具夾緊單元61，在內(nèi)芯后移操作中，利用模具打開/關(guān)閉伺服電機17，將朝向靜止壓盤13的力F1施加到可移動壓盤16。該力F1平衡由可移動壓盤16的慣性產(chǎn)生的一力(即，慣性力F3)。因此，通過可移動壓盤16自己的慣性力，阻止可移動壓盤16移動超過一設(shè)定的內(nèi)芯后移量。
此外，出于與第一實施例相同的原因，模具打開/關(guān)閉伺服電機17的輸出不大。即，力F1的大小可設(shè)定為抵消可移動壓盤16慣性力所需的最小值。即，可減小抵抗力F1執(zhí)行可移動壓盤16的內(nèi)芯后移的力F4。因此，能使產(chǎn)生力F4的內(nèi)芯后移伺服電機62和連接到伺服電機62的滾珠絲杠72實現(xiàn)小型化。
至于內(nèi)芯后移操作中的位置控制，出于與第一實施例相同的原因，可獲得這樣一模具夾緊單元，其中，內(nèi)芯后移完成位置的精度得到提高，且其中，各模制循環(huán)中的波動得到減小。
接下來，將參照圖6至9，描述本發(fā)明第三實施例中的模具夾緊單元81。應(yīng)該指出的是，具有與第一實施例的模具夾緊單元11相同功能的結(jié)構(gòu)將用相同的標(biāo)號表示，并略去對其的描述。本實施例的模具夾緊單元81包括一移動滑塊的伺服電機，其前后地移動模具夾緊滑塊，代替系桿滑動伺服電機。
如圖6所示，模具夾緊單元81包括一靜止壓盤13、系桿82、一可移動壓盤16、一液壓模具夾緊缸83、一模具夾緊滑塊84、一作為第一伺服電機的滑塊滑動伺服電機85、作為第二伺服電機的模具打開/關(guān)閉伺服電機17、作為一固定機構(gòu)的半螺母18，以及一控制裝置86。
多個系桿82固定到靜止壓盤13。液壓模具夾緊缸83設(shè)置在與靜止壓盤13相對的一側(cè)上，可移動壓盤16被夾在缸83和壓盤13之間。液壓模具夾緊缸83可相對于靜止壓盤13前后地移動。液壓模具夾緊缸83具有一在前面打開的液壓腔室87，即，該前面是與可移動壓盤16相對的缸的一面。模具夾緊滑塊84附連到液壓腔室87，以便相對于靜止壓盤13前后地移動。
模具夾緊滑塊84的一遠端連接到可移動壓盤16。即，當(dāng)模具夾緊滑塊84前后地移動時，可移動壓盤16跟從模具夾緊滑塊84前后地移動。
一臺階形的通孔88串聯(lián)地設(shè)置在液壓模具夾緊缸83的背面的液壓腔室87內(nèi)。滾珠絲杠91的螺紋軸92插入到臺階形通孔88內(nèi)，以使?jié)L珠絲杠91可前后地移動。滾珠絲杠91是饋送絲杠的一實例。
滾珠絲杠91的一遠端設(shè)置有一突緣部分93。該突緣部分93連接到模具夾緊滑塊84。滾珠絲杠91的一近端從液壓模具夾緊缸83向后突出，即，突出到圖6的左邊。一螺紋部分92a形成在滾珠絲杠91的突出部分上。
一螺母部分94與螺紋部分92a螺紋地嚙合。螺母部分94是滾珠絲杠91的一部分。一從動皮帶輪95附連到螺母部分94。
滑塊滑動伺服電機85通過一支架96附連到液壓模具夾緊缸83?；瑝K滑動伺服電機85設(shè)置有一驅(qū)動皮帶輪97。一調(diào)速皮帶98延伸在驅(qū)動皮帶輪97和從動皮帶輪95之間。
因此，滑塊滑動伺服電機85被驅(qū)動，由此，轉(zhuǎn)動滾珠絲杠91的螺母部分94。螺母部分94的轉(zhuǎn)動通過滾珠絲杠91轉(zhuǎn)化為螺紋軸92的線性運動。根據(jù)該線性運動，固定在滾珠絲杠91的模具夾緊滑塊84沿軸向方向前后地移動。
半螺母18設(shè)置在液壓模具夾緊缸83的背面上。半螺母18可釋放地嚙合系桿82的嚙合槽82a。半螺母18分別通過一打開/關(guān)閉缸51沿一徑向方向被驅(qū)動。
當(dāng)半螺母18沿與嚙合槽82a嚙合的方向被驅(qū)動時，液壓模具夾緊缸83固定到系桿82。在半螺母18沿與嚙合槽82a脫開的方向被驅(qū)動的情形中，液壓模具夾緊缸83脫開系桿82。當(dāng)液壓模具夾緊缸83脫開系桿82時，可移動壓盤16可沿系桿82移動。
控制裝置86通過連接導(dǎo)線53分別連接到滑塊滑動伺服電機85和模具打開/關(guān)閉伺服電機17。控制裝置86通過連接導(dǎo)線53將控制信號傳送到滑塊滑動伺服電機85和模具打開/關(guān)閉伺服電機17。因此，控制裝置86可控制滑塊滑動伺服電機85和模具打開/關(guān)閉伺服電機17。
在內(nèi)芯后移操作過程中，控制裝置86驅(qū)動滑塊滑動伺服電機85而通過模具夾緊滑塊84向后移動可移動壓盤16。此外，控制裝置86驅(qū)動模具打開/關(guān)閉伺服電機17，對可移動壓盤16施加一向前移動可移動壓盤16的力。
接下來，將描述利用模具夾緊單元81的模具夾緊方法。
由于在模制過程中模具關(guān)閉操作、壓力保持和冷卻操作，以及模具打開操作，基本上類似于第一實施例，所以，略去對它們的描述。
首先，附連靜止模具25和可移動模具42，進行一模具厚度調(diào)整操作。具體來說，首先驅(qū)動模具打開/關(guān)閉伺服電機17，將可移動壓盤16移動到模具關(guān)閉的極限。這里，液壓模具夾緊缸83通過模具夾緊滑塊84連接到可移動壓盤16。因此，液壓模具夾緊缸83也跟從可移動壓盤16移動。
接下來，半螺母18分別利用打開/關(guān)閉缸51與系桿82的嚙合槽82a嚙合。這將液壓模具夾緊缸83固定到系桿82。此時，如圖7所示，間隙形成在各半螺母18和各系桿82之間的齒前和齒后。
這里，當(dāng)半螺母18不合適地與系桿82的嚙合槽82a嚙合時，滑塊滑動伺服電機85被驅(qū)動而執(zhí)行調(diào)整。具體來說，滑塊滑動伺服電機85被驅(qū)動而對模具夾緊滑塊84施加一力以通過螺母部分94向前移動可移動壓盤16。然而，由于可移動壓盤16處于模制關(guān)閉極限，所以，可移動壓盤16不能向前移動。
其結(jié)果，通過從模具夾緊滑塊84受到的反力，液壓模具夾緊缸83向后移動。
液壓模具夾緊缸83的向后移動表明缸沿著遠離靜止壓盤13移動的方向在移動。因此，可調(diào)整液壓模具夾緊缸83和系桿82的固定位置，而半螺母18合適地與嚙合槽82a嚙合。此外，系桿82的位置由設(shè)置在滑塊滑動伺服電機85內(nèi)的一位置傳感器(未示出)讀取，并將位置儲存起來。
此后，過程進入到一注塑模制循環(huán)，其包括模具關(guān)閉操作和內(nèi)芯后移操作。
首先，實施模具關(guān)閉操作。具體來說，通過模具打開/關(guān)閉伺服電機17將可移動壓盤16移動到儲存位置。而且，通過滑塊滑動伺服電機85將系桿82移動到儲存位置。半螺母18與系桿82的嚙合槽82a嚙合，而液壓模具夾緊缸83固定到系桿82。
模具關(guān)閉操作之后，過程進入到注塑操作。在注塑操作中，液壓流體供應(yīng)到液壓模具夾緊缸83的液壓腔室87內(nèi)，可移動壓盤16通過模具夾緊滑塊84向前移動。這里，當(dāng)可移動模具42與靜止模具25接觸時，可移動壓盤16不再向前移動。當(dāng)液壓流體在此狀態(tài)下繼續(xù)供應(yīng)到液壓腔室87內(nèi)時，首先，液壓模具夾緊缸83通過一反力向后移動。
此外，如圖8所示，當(dāng)半螺母18齒的一背面接觸系桿82的嚙合槽82a時，液壓模具夾緊缸83不再向后移動。當(dāng)液壓流體在此狀態(tài)下繼續(xù)供應(yīng)到液壓腔室87內(nèi)時，可移動模具42和靜止模具25被夾緊。在可移動模具42和靜止模具25被夾緊的狀態(tài)中，從一注射噴口中注射一材料，用該材料填充型腔43。該材料的一實例是熔化的樹脂。
這里，在一發(fā)泡劑與該材料混和的情形中，可執(zhí)行內(nèi)芯后移操作以將可移動壓盤16向后移動，以便促進發(fā)泡劑在型腔43內(nèi)發(fā)泡。
通過控制裝置86驅(qū)動滑塊滑動伺服電機85，執(zhí)行內(nèi)芯后移操作?；瑝K滑動伺服電機85分別通過滾珠絲杠91和模具夾緊滑塊84以低速向后移動可移動壓盤16。
此時，一模制件形成在可移動模具42和靜止模具25之間。因此，當(dāng)可移動壓盤16欲向后移動時，粘結(jié)在可移動模具42上的模制件和靜止模具25之間產(chǎn)生一摩擦力。因此，當(dāng)滑塊滑動伺服電機85被驅(qū)動時，首先，液壓模具夾緊缸83向前移動，其上沒有外力作用。
此外，液壓模具夾緊缸83向前移動。當(dāng)半螺母18齒的一前面接觸系桿82的嚙合槽82a時(如圖9所示)，液壓模具夾緊缸83不再向前移動。此后，當(dāng)滑塊滑動伺服電機85進一步驅(qū)動時，可移動壓盤16克服摩擦力而向后移動。
如圖9所示，此時，間隙g形成在半螺母18和系桿82的嚙合槽82a之間。即，如果滑塊滑動伺服電機85在此狀態(tài)中停止，則可移動壓盤16根據(jù)一慣性力而額外地移動間隙的寬度g。
根據(jù)模具夾緊單元81，控制裝置86驅(qū)動滑塊滑動伺服電機85，并還驅(qū)動模具打開/關(guān)閉伺服電機17。模具打開/關(guān)閉伺服電機17的驅(qū)動方向是這樣的一方向，其中，可移動壓盤16通過滾珠絲杠48向前移動。因此，一沿朝向靜止壓盤13的方向的力F1施加到可移動壓盤16。即，力F1是沿與可移動壓盤16移動方向相反的方向。
該力F1的值小于為了執(zhí)行內(nèi)芯后移操作滑塊滑動伺服電機85施加到可移動壓盤16的力F5，且該力的大小具有的值基本上不小于可移動壓盤16的慣性力F3的值。即，滿足這樣的關(guān)系式F5＞F1F3。從控制裝置86到模具打開/關(guān)閉伺服電機17的特定的控制指令與第一實施例的相同。
根據(jù)包括這樣結(jié)構(gòu)的模具夾緊單元81，在內(nèi)芯后移操作中，利用模具打開/關(guān)閉伺服電機17，將朝向靜止壓盤13的力F1施加到可移動壓盤16。該力F1平衡由可移動壓盤16的慣性產(chǎn)生的一力(即，慣性力F3)。因此，通過可移動壓盤16自己的慣性力，阻止可移動壓盤16移動超過一設(shè)定的內(nèi)芯后移量。
此外，出于與第一實施例相同的原因，模具打開/關(guān)閉伺服電機17的輸出不大。即，力F1的大小可設(shè)定為抵消可移動壓盤16慣性力所需的最小值。即，可減小抵抗力F1執(zhí)行可移動壓盤16的內(nèi)芯后移的力F5。因此，能使產(chǎn)生力F5的滑塊滑動伺服電機85和連接到伺服電機85的滾珠絲杠91實現(xiàn)小型化。
至于內(nèi)芯后移操作中的位置控制，出于與第一實施例相同的原因，可獲得這樣一模具夾緊單元，其中，內(nèi)芯后移完成位置的精度得到提高，且其中，各模制循環(huán)中的波動得到減小。
在第一至第三實施例中，使用一皮帶輪和一皮帶來傳遞系桿滑動伺服電機、內(nèi)芯后移伺服電機，或滑塊滑動伺服電機和滾珠絲杠之間的動力，但動力也可通過齒輪傳遞。絲杠不局限于滾珠絲杠，而饋送絲杠機構(gòu)可采用諸如一螺紋的或行星的滾輪絲杠，只要能將轉(zhuǎn)動運動轉(zhuǎn)變?yōu)榫€性運動就行。
應(yīng)該指出的是，本發(fā)明不局限于以上所述的實施例，在不脫離本發(fā)明范圍的前提下，實施階段中的構(gòu)件可以進行修改后實施本發(fā)明。上述實施例中揭示的多個構(gòu)件可以合適地組合而形成各種的發(fā)明。例如，可從所述實施例中的所有構(gòu)件中去除若干個構(gòu)件。此外，不同實施例的構(gòu)件可以合適地組合。
本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將會容易地想到其它的優(yōu)點和改型。因此，本發(fā)明在其廣義方面上講不局限于本文中所示和所描述的具體細節(jié)和代表性的實施例。由此，在不脫離如附后權(quán)利要求書和其等價物所定義的本發(fā)明一般概念的精神或范圍的前提下，可以作出各種修改。
權(quán)利要求
1.一模具夾緊單元(11、61、81)，其特征在于，包括一靜止壓盤(13)；一附連到靜止壓盤(13)的系桿(14、75、82)；一相對于靜止壓盤(13)沿著系桿(14、75、82)可前后地移動的可移動壓盤(16)；一在內(nèi)芯后移操作中移動可移動壓盤(16)遠離靜止壓盤(13)的第一伺服電機(15、62、85)；一前后地移動可移動壓盤(16)而執(zhí)行模具打開和模具關(guān)閉的第二伺服電機(17)；以及一控制裝置(20、63、86)，該控制裝置驅(qū)動第一伺服電機(15、62、85)來移動可移動壓盤(16)遠離靜止壓盤(13)，并驅(qū)動第二伺服電機(17)以在內(nèi)芯后移操作中沿著朝向靜止壓盤(13)的方向?qū)梢苿訅罕P(16)施加一力。
2.如權(quán)利要求1所述的模具夾緊單元(11、61)，其特征在于，還包括一固定機構(gòu)(18)，可拆卸地將可移動壓盤(16)固定到系桿(14、75)，所述系桿(14、75)附連到靜止壓盤(13)，以便可前后地移動；所述第一伺服電機(15、62)前后地移動所述系桿(14、75)，以及所述控制裝置(20、63)用固定機構(gòu)(18)將可移動壓盤(16)固定到系桿(14、75)，并驅(qū)動第一伺服電機(15、62)而移動系桿(14、75)，以在內(nèi)芯后移操作中移動可移動壓盤(16)遠離靜止壓盤(13)。
3.如權(quán)利要求1所述的模具夾緊單元(81)，其特征在于，還包括一液壓模具夾緊缸(83)，設(shè)置在與靜止壓盤(13)相對的一側(cè)上，可移動壓盤(16)夾在缸(83)和靜止壓盤(13)之間，缸(83)相對于靜止壓盤(13)可前后地移動；一附連到液壓模具夾緊缸(83)的模具夾緊滑塊(84)，可前后地移動，以及連接到可移動壓盤(16)；以及一固定機構(gòu)(18)，可拆卸地將液壓模具夾緊缸(83)固定到系桿(82)，第一伺服電機(85)前后地移動模具夾緊滑塊(84)，以及所述控制裝置(86)用固定機構(gòu)(18)將液壓模具夾緊缸(83)固定到系桿(82)，并驅(qū)動第一伺服電機(85)而移動模具夾緊滑塊(84)，以在內(nèi)芯后移操作中移動可移動壓盤(16)遠離靜止壓盤(13)。
4.如權(quán)利要求2或3所述的模具夾緊單元(11、61、81)，其特征在于，還包括一饋送絲杠(48)，包括一固定在可移動壓盤(16)的螺母部分(45)以及一螺紋軸(47)，螺紋軸(47)與螺母部分(45)螺紋地嚙合，第二伺服電機(17)轉(zhuǎn)動螺紋軸(47)，以便前后地移動可移動壓盤(16)。
5.如權(quán)利要求2或3所述的模具夾緊單元(11、61、81)，其特征在于，在內(nèi)芯后移操作中，由第二伺服電機(17)施加到可移動壓盤(16)的力等于或大于可移動壓盤(16)的慣性力，且該力小于由第一伺服電機(15、62、85)施加到可移動壓盤(16)的力。
6.如權(quán)利要求1所述的模具夾緊單元(11、81)，其特征在于，第一伺服電機(15、85)起作這樣一伺服電機的功能，其在模具關(guān)閉過程中調(diào)整可移動壓盤(16)和系桿(14、82)的固定位置。
全文摘要
一模具夾緊單元(11、61、81)包括一靜止壓盤(13)，一附連到靜止壓盤(13)的系桿(14、75、82)，一相對于靜止壓盤(13)沿著系桿(14、75、82)可前后地移動的可移動壓盤(16)，一在內(nèi)芯后移操作中移動可移動壓盤(16)遠離靜止壓盤(13)的第一伺服電機(15、62、85)，一前后地移動可移動壓盤(16)而執(zhí)行模具打開和模具關(guān)閉的第二伺服電機(17)，以及一控制裝置(20、63、86)，該控制裝置驅(qū)動第一伺服電機(15、62、85)來移動可移動壓盤(16)遠離靜止壓盤(13)，并驅(qū)動第二伺服電機(17)以在內(nèi)芯后移操作中沿著朝向靜止壓盤(13)的方向?qū)梢苿訅罕P(16)施加一力。
文檔編號B29C45/76GK1853894SQ200610074700
公開日2006年11月1日 申請日期2006年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月13日
發(fā)明者小池純, 宮內(nèi)隆紀, 西沢誠, 室井伸之 申請人:東芝機械株式會社