DE112008002597T5

DE112008002597T5 - Formklemm- bzw. Formschließsteuervorrichtung und Formschließsteuerverfahren

Info

Publication number: DE112008002597T5
Application number: DE112008002597T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Yokosuka-shi Morita; Atsushi Yokosuka-shi Kato; Taizo Yokosuka-shi Yamamoto; Tatsuya Shibata
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2007-09-28
Filing date: 2008-09-03
Publication date: 2010-07-22
Anticipated expiration: 2028-09-04
Also published as: CN101808797A; WO2009041233A1; JP4949479B2; TWI359733B; DE112008002597B4; TW200927445A; JPWO2009041233A1

Abstract

Eine Formklemm- bzw. Formschließvorrichtung, die eine Formschließkraft mit einem Elektromagnet ausübt, wobei die Formschließvorrichtung Folgendes aufweist:
eine Formschließkraftdetektionseinheit, die die Formschließkraft detektiert;
eine Versorgungsstromberechnungseinheit, die einen Stromwert berechnet, der an den Elektromagnet geliefert wird, und zwar basierend auf einem Fehler zwischen einem detektierten Wert der Formschließkraft, der durch die Formschließkraftdetektionseinheit detektiert wird und einer Zielformschließkraft; und
eine Begrenzungseinheit, die den Stromwert begrenzt, der durch die Versorgungsstromberechnungseinheit berechnet wird, und zwar auf ein vorbestimmtes Muster.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Formklemm- bzw. Formschließsteuervorrichtung und ein Formklemm- bzw. Formschließsteuerverfahren.
Hintergrund der Technik
Herkömmlicher Weise ist eine Spritzgussmaschine konfiguriert, um ein Harz von einer Einspritzdüse der Spritzgussmaschine einzuspritzen, um einen Hohlraum zwischen einer feststehenden Form und einer bewegbaren Form mit dem eingespritzten Harz zu füllen. Durch Aushärten des eingespritzten Harzes kann ein Formprodukt erhalten werden. Ferner ist eine Formklemm- bzw. Formschließvorrichtung vorgesehen, um die bewegbare Form in Bezug auf die feststehende Form zum Ausführen des Formschließens, Formklemmens und Formöffnens zu bewegen.
Es existieren hydraulische Formschließvorrichtungen, die durch Liefern eines Öls an einen hydraulischen Zylinder angetrieben werden, sowie elektrisch betriebene Formschließvorrichtungen, die durch einen Elektromotor angetrieben werden. Insbesondere die elektrisch betriebenen Formschließvorrichtungen finden breite Verwendung. Dies deshalb, da die elektrisch betriebenen Formschließvorrichtungen eine hohe Steuerbarkeit aufweisen, nicht die Umgebung der elektrisch betriebenen Formschließvorrichtung verschmutzen und eine hohe Energieeffizienz aufweisen. In de elektrisch betriebenen Formschließvorrichtung wird eine Kugelumlaufspindel durch einen Elektromotor gedreht, wodurch eine Schubkraft erzeugt wird, und dehnt die Schubkraft mit einem Kniehebel- bzw. Umschaltermechanismus aus, um eine größere Formschließkraft zu erzeugen (beispielsweise Patentdokument 1).
Die Formschließvorrichtung, die durch den Umschaltermechanismus aufgebaut wird, weist eine mechanische Struktur auf. Daher wird eine Beziehung zwischen einem elektrischen Strom, der an den Elektromotor geliefert wird, der die Schraube bzw. Schnecke antreibt, und einer Formklemm- bzw. Formschließkraft, die durch Antreiben der Kugelumlaufspindel erzeugt wird, die dem elektrischen Strom entspricht, mechanisch bestimmt. Daher wird es möglich, eine Formschließkraft durch elektrisches Liefern eines Nennstroms (eines Stroms mit einem Wert, der der Zielformschließkraft entspricht) an den elektrischen Motor stabil zu erhalten.
Andererseits wird eine Formschließvorrichtung vorgeschlagen, die einen Linearmotor zum Öffnen und Schließen einer Form verwendet, und die die Anziehungskraft eines Elektromagnets zum Schließen bzw. Zusammenklemmen der Form verwendet.

[Patentdokument 1] Japanische, offengelegte Veröffentlichung Nr. 2003-25398
[Patentdokument 2] Internationale Veröffentlichungsbroschüre Nr. WO 05/090052

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
Der Elektromagnet besitzt jedoch die Eigenschaft, dass sein Ansprechverhalten schlecht ist. Daher ist es, selbst wenn der Nennstrom geliefert wird, nicht möglich, unmittelbar eine Formschließkraft zu liefern, die dem Stromwert entspricht. Auf diese Weise ist eine bestimmte Menge an Zeit erforderlich bevor die Formschließkraft erhalten wird.
Andererseits besteht im Hinblick auf einer Verkürzung eines Formzyklus und zwar zur Sicherung der Produktivität die Anforderung, eine Zielformschließkraft innerhalb einer vorbestimmten, zulässigen Zeit ab Beginn des Formschließens (dem Beginn des Lieferns eins Stroms an den Elektromagnet) zu erreichen und einen statischen Zustand aufrecht zu erhalten.
Daher gibt es die Möglichkeit, ein Anstiegsansprechverhalten der Formschließkraft durch Liefern eines Stroms (beispielsweise des maximalen Stroms) an den Elektromagnet zu verbessern, der viel größer als der Nennstrom ist, und zwar unmittelbar bei und nach der Initiierung des Formklemmens bzw. Formschließens, und dann Liefern des Nennstroms nachdem die Formschließkraft die Zielformschließkraft erreicht hat.
Wenn jedoch der Strom, der viel größer als der Nennstrom ist, an den Elektromagnet unmittelbar bei und nach der Initiierung des Formschließens geliefert wird, besteht eine Wahrscheinlichkeit, dass ein Phänomen verursacht wird, das in 1 dargestellt ist.
1 stellt Probleme dar, die zu einer Zeit der Verbesserung der Ansprecheigenschaft einer Formschließkraft in einer gewöhnlichen Rückkopplungssteuerung verursacht wird. Bezug nehmend auf 1(A) stellt die Abszissenachse eine Zeit dar, und die Ordinatenachse stellt einen Stromwert dar, der an den Elektromagnet geliefert wird. Die Linie I stellt eine Übertragung des Stromwerts an den Elektromagnet zu jeder abgelaufenen Zeit dar.
Bezug nehmend auf 1(B) stellt die Abszissenachse eine Zeit dar, und zwar synchron bzw. in Übereinstimmung mit der Abszissenachse der 1(A), und die Ordinatenachse stellt einen Wert der Formschließkraft dar. Die Linie F stellt eine Übertragung der Formschließkraft zu jeder abgelaufenen Zeit dar.
Wie durch Linie I in 1A dargestellt, durchläuft ein gelieferter Strom I eine Rückkopplungssteuerung, um eine Zielformschließkraft zu einem Zeitpunkt (t1) der Initiierung des Formklemmens zu erreichen. Daher wird der maximale Strom geliefert. Durch Liefern des maximalen Stroms, steigt die Formschließkraft mit einem Ansprechverhalten an, das besser als in einem Fall ist, wo ein Nennstrom geliefert wird. Nachdem detektiert wird, dass die Zielformschließkraft zu einem Zeitpunkt t2 erhalten wird, wird der Versorgungsstrom I auf den Nennstrom verringert. Der Versorgungsstrom durchläuft jedoch einen Verzögerungseinfluss der Rückkopplungssteuerung. Daher fällt der Versorgungsstrom I nicht unmittelbar, obwohl die Formschließkraft die Zielformschließkraft zum Zeitpunkt t2 wird.
Der Versorgungsstrom beginnt zu einem Zeitpunkt ts durch den Einfluss der Rückkopplungssteuerung zu fallen. Der Grund der Verzögerung der Rückkopplungssteuerung ist als eine Funktion des Integrators bekannt. Daher kann die Formschließkraft überschießen, und zwar durch Überschreiten eines zulässigen Fehlerbereichs der Zielformschließkraft (im Folgenden als eine zulässige Formschließkraft bezeichnet).
Bezug nehmend auf 1 tritt ein Überschießen zum Zeitpunkt t2 und danach auf. Obwohl der Versorgungsstrom I auf den Nennstrom zum Zeitpunkt ts verringert wird, sinkt die Formschließkraft F nicht unmittelbar ab, und zwar durch ein minderwertiges Ansprechverhalten des Elektromagnets. Die Formschließkraft F fährt fort, für eine Zeit lang anzusteigen und beginnt dann zu fallen. Infolgedessen findet weiterhin ein Überschießen bis zu einem Zeitpunkt t4 statt. Wenn das Überschießen verschwindet, ist die zulässige Zeit tp abgelaufen. Auf diese Weise, wenn der große Strom unmittelbar bei Initiierung des Formschließens und danach geliefert wird, wenn der Versorgungsstrom I nicht in geeigneter Weise gesteuert wird, bestehen Probleme, dass nicht nur die Formschließkraft innerhalb des zulässigen Bereichs der Formschließkraft aufrecht erhalten wird, sondern die Formschließkraft ebenfalls überschießt. Wenn die Zielformschließkraft nicht in der zulässige Zeit tp erreichbar ist, wird ein Formzyklus lang und die Produktivität wird verschlechtert. Ferner verursacht das Überschießen der Formschließkraft ein fehlerhaftes Formen und verkürzt die Lebensdauer einer Form.
Unterdessen weisen, anders als die Formschließvorrichtung, die den Umschaltermechanismus verwendet, der in Patentdokument 1 offenbart ist, Formschließvorrichtungen, die Elektromagneten Verwenden, Spalte zwischen den Elektromagneten und den Anziehungsflächen des Elektromagneten auf. Daher sind sie mechanisch diskontinuierliche Teile. Obwohl der Spalt zuvor angepasst wurde, so dass eine geeignete Formschließkraft zu einem Zeitpunkt des Zusammenklemmens einer Form erhalten wird, verändert sich der Spalt empfindlich, ansprechend auf die Erzeugung der Formklemm- bzw. Formschließkraft. Die Veränderung des Spalts beeinflusst einen Wert der Formschließkraft. Beispielsweise wenn der Spalt abnimmt wird die Formschließkraft groß. Ferner, da sich ein Magnetstrom, der durch den Elektromagnet erzeugt wird, verteilt, ist es schwierig, die Wirkung des Magnetstroms zu steuern.
Wie in eindeutiger Weise durch die Eigenschaft des Elektromagnets bekannt, ist die Steuerung der Formschließkraft, die durch den Elektromagnet erhalten wird, grundsätzlich schwierig. Daher ist es äußerst schwierig, das oben beschriebene Überschießen zu vermeiden, während die Aufrechterhaltung der Zielformschließkraft innerhalb der zulässigen Zeit eingehalten wird. Daher kann eine übermäßige Formschließkraft auf die Form für eine lange Zeit angewendet werden. Als eine Folge davon wird die Lebensdauer der Form kurz.
Die vorliegende Erfindung ist unter Berücksichtigung der obigen Punkte gemacht worden. Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Formschließvorrichtung und ein Formschließsteuerverfahren vorzusehen, welche es ermöglichen, eine Formschließkraft in geeigneter Weise zu steuern, die durch einen Elektromagnet erzeugt wird.
MITTEL ZUM LÖSEN DER PROBLEME
Um die obigen Probleme zu lösen, sieht die vorliegende Erfindung daher eine Formklemm- bzw. Formschließvorrichtung vor, die eine Formschließkraft mit einem Elektromagnet ausübt, wobei die Formschließvorrichtung eine Formschließkraftdetektionseinheit umfasst, die die Formschließkraft detektiert, eine Versorgungsstromberechnungseinheit, die einen Versorgungsstrom berechnet, der an den Elektromagnet geliefert wird, und zwar basierend auf einem Fehler zwischen einem detektierten Wert der Formschließkraft, der durch die Formschließkraftdetektionseinheit detektiert wird, und einer Zielformschließkraft, sowie eine Begrenzungseinheit, die den Stromwert, der durch die Versorgungsstromberechnungseinheit berechnet wird, auf ein vorbestimmtes Muster begrenzt.
Ferner ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungseinheit den Versorgungsstrom, der durch die Versorgungsstromberechnungseinheit berechnet wird, auf einen Grenzwert begrenzt, und zwar basierend auf Begrenzungsinformation, die der verstrichenen Zeit entspricht.
Ferner ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungseinheit zwischen der Versorgungsstromberechnungseinheit und dem Elektromagnet angeordnet ist.
Ferner ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungseinheit, den Stromwert auf einen vorbestimmten Wert begrenzt, der einen Nennstrom bei Initiierung des Formklemmens übersteigt, und zwar basierend auf einer Begrenzungsinformation, und den Stromwert von dem vorbestimmten Wert aus verringert, und zwar bevor die Formschließkraft einen zulässigen Fehlerbereich der Zielformschließkraft übersteigt.
Ferner ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungseinheit, den Stromwert des Versorgungsstroms von dem vorbestimmten Wert aus mit einer vorbestimmten Abnahmerate verringert.
Ferner ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungseinheit den Stromwert des Versorgungsstroms von dem vorbestimmten Wert aus verringert, und zwar bevor die Formschließkraft den zulässigen Fehlerbereich der Zielformschließkraft erreicht.
Es ist möglich, dass die Formschließvorrichtung die Formschließkraft, die durch den Elektromagnet erhalten wird, in geeigneter Weise steuert.
WIRKUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung sieht eine Formklemm- bzw. Formschließvorrichtung und ein Formschließsteuerverfahren vor, die eine geeignete Steuerung einer Formschließkraft ermöglichen, die durch den Elektromagnet erhalten wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 stellt Probleme dar, welche zu einem Zeitpunkt der Verbesserung des Ansprechverhaltens einer Formschließkraft in einer gewöhnlichen Rückkopplungssteuerung verursacht werden.
2 stellt einen Formschließzustand einer Formeinheit und einer Formschließvorrichtung in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar.
3 stellt einen Formöffnungszustand der Formeinheit und einer Formschließvorrichtung in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar.
4 stellt ein Aufbaubeispiel einer Steuereinheit dar.
5 stellt die Steuerung einer Formschließkraft, basierend auf einem Begrenzungsmuster eines ersten Ausführungsbeispiels dar.
6 stellt die Steuerung einer Formschließkraft, basierend auf einem Begrenzungsmuster eines zweiten Ausführungsbeispiels dar.
7 stellt die Steuerung einer Formschließkraft, basierend auf einem Begrenzungsmuster eines dritten Ausführungsbeispiels dar.
8 stellt die Steuerung einer Formschließkraft, basierend auf einem Begrenzungsmuster eines vierten Ausführungsbeispiels dar.
9 stellt ein modifiziertes Beispiel der vorliegenden Anwendung unter Verwendung eines Rotationsmotors dar, in dem ein Erzeugungsbereich des Magnetfelds durch einen Motorrahmen eingeschlossen wird.

10: Formklemm- bzw. Formschließvorrichtung
11: feststehende Platte
12: bewegbare Platte
12a: Flanschteil der bewegbaren Platte
13: hintere Platte
14: Führungssäule
15: feststehende Form
16: bewegbare Form
17: Einspritzvorrichtung
18: Einspritzdüse
19: Formeinheit
21: Führungspfosten
22: Anziehungsplatte
23: Führungsloch
24: Teil mit großem Durchmesser
25: Teil mit kleinem Durchmesser
28: Linearmotor
29: Stator
31: Bewegungsglied
37: Elektromagneteinheit
39: Stange
41, 42: Loch
43: Schraube bzw. Schnecke
44: Mutter
45: Spulenbereitstellungseinheit
46: Kern
47: Joch
48: Spule
49: Elektromagnet
51: Anziehungseinheit
55: Formschließkraftdetektor
60: Steuereinheit
61: obere Steuervorrichtung
62: Addierer
63: Proportional-Integral-Steuervorrichtung (PI-Steuervorrichtung)
64: Begrenzer
65: Verstärker
71: Kugelumlaufspindelmutter
72: Kugelumlaufspindelwelle
73: Motorhalterung
74: Formöffnungs-/-schließmotor
75: Positionsdetektor
Br1: Lager
Gd: Führung
Fr: Rahmen
n1, n2: Mutter

BESTER AUSFÜHRUNGSMODUS DER ERFINDUNG
Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In Formschließvorrichtungen der Ausführungsbeispiele sind die Richtungen wie folgt bezeichnet. Eine Bewegungsrichtung einer bewegbaren Platte zum Zeitpunkt des Formschließens ist eine Vorwärtsrichtung. Eine Bewegungsrichtung der bewegbaren Platte zu einem Zeitpunkt des Formöffnens ist eine Rückwärtsrichtung. Eine Bewegungsrichtung der Einspritzvorrichtung zu einem Zeitpunkt des Einspritzens ist die Vorwärtsrichtung. Eine Bewegungsrichtung der Einspritzvorrichtung zu einem Zeitpunkt der Dosierung ist die Rückwärtsrichtung.
2 stellt eine Formeinheit und eine Formschließvorrichtung in einem Formschließzustand des Ausführungsbeispiels dar. 3 stellt die Formeinheit und die Formschließvorrichtung in einem Formöffnungszustand des Ausführungsbeispiels dar.
Bezug nehmend auf 2 bezeichnet das Bezugszeichen 10 eine Formklemm- bzw. Formschließvorrichtung, und das Bezugszeichen Fr bezeichnet einen Rahmen einer Spritzgussmaschine. Das Bezugszeichen Gd bezeichnet zwei Führungen als ein erstes Führungsglied, welches eine Schiene konfiguriert, die auf dem Rahmen Fr installiert ist und die Formschließvorrichtung 10 trägt (nur eine der beiden Schienen ist in der 2 dargestellt). Das Bezugszeichen 11 bezeichnet eine feststehende Platte als ein erstes stationäres Glied, das auf der Führung Gd angebracht und an dem Rahmen Fr und der Führung Gd befestigt ist. Eine hintere Platte 13 als ein zweites stationäres Glied ist so angeordnet, dass sie zu der fest stehenden Platte 11 weist, wobei ein vorbestimmter Zwischenraum zwischen die feststehende Platte 11 und die hintere Platte 13 eingefügt wird. Führungssäulen 14 als vier Verbindungsglieder sind zwischen der feststehenden Platte 11 und der hinteren Platte 13 aufgespannt (nur zwei der vier Führungssäulen 14 sind dargestellt). Die hintere Platte 13 ist auf der Führung Gd angebracht, um leicht auf der Führung Gd gemeinsam mit dem Ausdehnen und Zusammenziehen der Führungssäulen 14 bewegbar zu sein.
In dem Ausführungsbeispiel sind die feststehende Platte 11, die an dem Rahmen Fr und der Führung Gd befestigt ist, und die hintere Platte 13 leicht auf der Führung Gd bewegbar. Es ist jedoch möglich, die hintere Platte 13 an dem Rahmen Fr und der Führung Gd so zu befestigen, dass die feststehende Platte 11 leicht auf der Führung Gd bewegbar ist.
Eine bewegbare Platte 12 als ein erstes bewegbares Glied ist so angeordnet, dass sie zu der feststehenden Platte 11 weist, wobei sie zwischen die Führungssäulen 14 eingefügt ist und in den Formöffnungs-/-schließrichtungen bewegbar ist. Daher besitzt die bewegbare Platte 12 Führungslöcher (nicht dargestellt), um zu veranlassen, dass die Führungssäulen bei Teilen hindurchgehen, die den Führungssäulen 14 der bewegbaren Platte 12 entsprechen.
Eine erste Schraube bzw. Schnecke (nicht dargestellt) ist an den Vorderenden der Führungssäulen 14 gebildet. Die Führungssäulen 14 sind an der feststehenden Platte durch Schraubeneingriff der ersten Schraube mit den Muttern n1 befestigt. Führungspfosten 21 als zweite Führungsglieder mit einem Durchmesser der kleiner als der der Führungssäulen 14 ist, sind an vorbestimmten Teilen der Führungssäulen 14 in rückwärtigen Richtungen der Führungssäulen 14 gebildet. Die Führungspfosten 21 sind integral mit den Führungssäulen 14 gebildet und ragen in der rückwärtigen Richtung von der Rückfläche der hinteren Platte 13 hervor. Zweite Schrauben (nicht dargestellt) sind in der Nähe der hinteren Endfläche der hinteren Platte 13 gebildet. Die feststehende Platte 11 und die hintere Platte 13 sind durch Schraubeneingriff der zweiten Schrauben und der Muttern N2 verbunden. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Führungspfosten 21 integral mit den Füh rungssäulen 14 gebildet. Es ist jedoch möglich, die Führungspfosten 21 von den Führungssäulen 14 zu trennen.
Eine feststehende Form 15 als eine erste Form ist an der feststehenden Platte 11 befestigt. Eine bewegbare Form 16 als eine zweite Form 16 ist an der bewegbaren Platte 12 befestigt. Die feststehende Form 15 und die bewegbare Form 16 werden gemeinsam mit der Bewegung der bewegbaren Form geschlossen und geöffnet, wodurch ein Formschließen, Formklemmen und Formöffnen ausgeführt wird. Mehrere Hohlräume (nicht dargestellt) werden zwischen der feststehenden Form 15 und der bewegbaren Form 16 beim Formklemmen gebildet. Ein Harz (nicht dargestellt) als ein Formmaterial, welches von einer Einspritzdüse 18 der Einspritzvorrichtung 17 eingespritzt wird, füllt die Hohlräume. Eine Formeinheit 19 wird durch die feststehende Form 15 und die bewegbare Form 16 gebildet.
Eine Anziehungsplatte 22 als ein zweites bewegbares Glied, die parallel zu der bewegbaren Platte 12 angeordnet ist, ist angeordnet, um entlang der Führungspfosten 21 in der rückwärtigen Richtung der hinteren Platte 13 bewegbar zu sein. Die Anziehungsplatte 22 wird durch die Führungspfosten 21 geführt. Führungslöcher sind in der Anziehungsplatte 22 gebildet, um zu bewirken, dass die Führungspfosten durch die Anziehungsplatte 22 an Teilen hindurchgehen, die den Führungspfosten 21 entsprechen. Die Führungslöcher 23 umfassen einen Teil 24 mit großem Durchmesser, welcher zu einer vorderen Endoberfläche der Anziehungsplatte 22 hin geöffnet ist, und die Kugelmutter n2 unterbringt, und einen Teil 25 mit kleinem Durchmesser, der zu einer hinteren Endoberfläche der Anziehungsplatte 22 hin geöffnet ist, und eine Gleitoberfläche besitzt, die auf den Führungspfosten 21 gleitet. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Anziehungsplatte 22 durch die Führungspfosten 21 geführt. Es ist jedoch möglich, die Anziehungsplatte 22 zu führen, wobei nicht nur die Führungspfosten 21, sondern auch die Führung Gd führen.
Ein Linearmotor 28 als ein erster Antriebsabschnitt und ein Formöffnungs-/-schließantriebsabschnitt sind zwischen der bewegbaren Platte 12 und dem Rahmen Fr angeordnet, um die bewegbare Platte 12 vorwärts und rückwärts zu be wegen. Der Linearmotor 28 umfasst einen Stator 29 als ein erstes Antriebselement und ein Bewegungsglied 31 als ein zweites Antriebselement. Der Stator 29 ist parallel zu der Führung Gd innerhalb eines Bewegungsbereichs der bewegbaren Platte 12 gebildet. Das Bewegungsglied 31 ist auf einem unteren Ende der bewegbaren Platte 12 innerhalb eines vorbestimmten Bereichs gebildet, um zu dem Stator 29 zu weisen.
Das Bewegungsglied 31 umfasst einen Kern 34 und eine Spule 35. Der Kern 34 ragt zu dem Stator 29 hin hervor. Der Kern 34 umfasst mehrere Magnetpolzähne 33 an vorbestimmten Abständen. Die Spulen 35 sind um die Magnetpolzähne 33 herum gewickelt. Die Magnetpolzähne 33 sind senkrecht zu den Bewegungsrichtungen der bewegbaren Platte 12 angeordnet. Die Magnetpolzähne 33 sind parallel zueinander angeordnet. Der Stator 29 umfasst einen Kern (nicht dargestellt) und einen Permanentmagnet (nicht dargestellt), der durch Ausdehnen des Kerns gebildet wird. Der Permanentmagnet wird durch abwechselndes Magnetisieren der Magnetpole in Nord-(N-)Pole und Süd-(S-)Pole an Abständen gebildet, die denen der Magnetpolzähne 33 entsprechen.
Wenn der Linearmotor 28 durch Liefern eines vorbestimmten Stroms an die Spule 35 angetrieben wird, bewegt sich das Bewegungsglied 31 vorwärts und rückwärts. Daher bewegt sich die bewegbare Platte 12 vorwärts und rückwärts, und zwar gemeinsam mit dem Bewegungsglied 31, wodurch das Schließen und Öffnen der Form ausgeführt wird.
Obwohl der Permanentmagnet an dem Stator 29 vorgesehen ist und die Spule 35 an dem Bewegungsglied in dem Ausführungsbeispiel vorgesehen ist, ist es ebenfalls möglich, den Stator mit einer Spule und das Bewegungsglied mit einem Permanentmagnet vorzusehen. In diesem Fall, da sich die Spule nicht bewegt, wenn sich der Linearmotor 28 bewegt, ist es möglich, eine einfache Verkabelung für das Liefern der elektrischen Leistung an die Spule vorzusehen.
Wenn die bewegbare Platte 12 vorwärts bewegt wird und die bewegbare Form 16 in Kontakt mit der feststehenden Form 15 kommt, wird die Form geschlossen und danach zusammengeklemmt. Die Elektromagneteinheit 37 als ein zweiter Antriebsabschnitt und ein Formklemm- bzw. Formschließantriebsabschnitt sind zwischen der hinteren Platte 13 und der Anziehungsplatte 22 angeordnet, um die Form zusammenzuklemmen. Eine Stange 39 als ein Formschließkraftübertragungsglied ist in der Formschließvorrichtung 10 installiert, um vorwärts und rückwärts bewegbar zu sein. Die Stange 39 erstreckt sich durch die hintere Platte 13 und die Anziehungsplatte 22 und verbindet die bewegbare Platte 12 mit der Anziehungsplatte 22. Die Stange 39 bewegt die die Anziehungsplatte 22 gemeinsam mit der Vorwärts- und Rückwärtsbewegung der bewegbaren Platte 12 vorwärts und rückwärts, wenn die Form geschlossen oder geöffnet wird, und überträgt eine Formschließkraft, die durch die Elektromagneteinheit 37 erzeugt wird, auf die bewegbare Platte 12, wenn die Form zusammengeklemmt wird.
Die Formschließvorrichtung 10 wird durch die feststehende Platte 11, die bewegbare Platte 12, die hintere Platte 13, die Anziehungsplatte 22, den Linearmotor 28, die Elektromagneteinheit 37, die Stange 39 usw. gebildet.
In der Formschließvorrichtung 10 steuert eine Steuereinheit 60 die Betriebe des Linearmotors 28 als dem Formschließantriebsabschnitt und dem Formöffnungs-/-schließantriebsabschnitt, und die Betriebe der Elektromagneteinheit 37 als dem Formschließantriebsabschnitt. Eine detaillierte Erläuterung der Steuereinheit 60 wird später erfolgen.
Die Elektromagneteinheit 37 umfasst den Elektromagnet 49 als dem ersten Antriebsabschnitt, der auf der Seite der hinteren Platte gebildet ist, und eine Anziehungseinheit 51 als zweiter Antriebsabschnitt, die auf einer Seite der Anziehungsplatte 22 gebildet ist. Die Anziehungseinheit 51 umgibt die Stange 39 an einem vorbestimmten Teil der vorderen Endoberfläche der Anziehungsplatte 22, z. B. der Anziehungsplatte 22 des Ausführungsbeispiels. Die Anziehungseinheit 51 ist an einem Teil gebildet, der zu dem Elektromagnet 49 weist. Zwei Nuten 45 als eine Spulenbereitstellungseinheit mit einer rechteckigen Querschnittsform sind an vorbestimmten Teilen einer hinteren Endoberfläche der hinteren Platte 13 gebildet, z. B. einer Position leicht oberhalb oder unterhalb der Stange 39 in dem Ausfüh rungsbeispiel. Die beiden Nuten 45 sind parallel angeordnet. Die Kerne 46 mit einer rechteckigen Form werden in die Nuten 45 eingeführt. Ferner werden die Jochs 47 in die Räume der Nuten 45 eingeführt. Eine Spule 48 ist um den Kern 46 herum gewickelt.
Der Kern 46 und das Joch 47 können aus einem Gussmetall in einer einstückigen Konstruktion bestehen. Der Kern 46 und das Joch 47 können ebenfalls durch Laminieren dünner Metallbleche gebildet werden, die aus einem ferromagnetischen Material bestehen, um ein elektromagnetisch laminiertes Stahlblech herzustellen.
In dem Ausführungsbeispiel kann der Elektromagnet 49 separat von der hinteren Platte 13 gebildet sein und die Anziehungseinheit 51 kann separat von der Anziehungsplatte 22 gebildet sein. Unterdessen kann der Elektromagnet als ein Teil der hinteren Platte 13 gebildet sein und die Anziehungseinheit kann als ein Teil der Anziehungsplatt 22 gebildet sein.
Wenn ein Strom (ein Gleichstrom) an die Spule 48 der Elektromagneteinheit 37 geliefert wird, wird daher der Elektromagnet 49 angetrieben, um die Anziehungseinheit 51 anzuziehen und die Formschließkraft zu erzeugen.
Die Stange 39 ist mit der Anziehungsplatte 22 an dem hinteren Endteil der Stange 39 und mit der bewegbaren Platte 12 an dem vorderen Endteil der bewegbaren Platte 12 verbunden. Daher bewegt die Stange 39 die Anziehungsplatte 22 gemeinsam mit der Vorwärtsbewegung der bewegbaren Platte 12 vorwärts, wenn die Form geschlossen wird, und bewegt die Anziehungsplatte 22 gemeinsam mit der Rückwärtsbewegung der bewegbaren Platte 12 rückwärts, wenn die Form geöffnet wird.
Daher ist ein Loch 41, durch welches die Stange 39 hindurchgeht, an einem Mittelteil der hinteren Platte 13 gebildet, und ein Loch 42, durch welches die Stange 39 hindurchgeht, ist an einem Mittelteil der Anziehungsplatte 22 gebildet. Ein Lager Br1 ist zu einer Öffnung des vorderen Endteils des Lochs 41 weisend, wie ein Buchse zum Tragen der Stange 39, so dass diese frei gleitbar ist, angeordnet.
Eine Schnecke bzw. Schraube 43 ist an dem hinteren Endteil der Stange 39 gebildet. Die Schraube 43 und eine Mutter 44 als ein Formdickenanpassungsmechanismus, der durch die Anziehungsplatte 22 getragen wird, um frei drehbar zu sein, werden zusammengeschraubt, um in Eingriff miteinander zu stehen.
Ein Zahnrad mit großem Durchmesser (nicht dargestellt) ist auf dem Außenumfang der Mutter 44 gebildet. Ein Formdickenanpassungsmotor (nicht dargestellt) als ein Antriebsabschnitt zum Anpassen der Formdicke ist auf der Anziehungsplatte 22 angeordnet. Ein Zahnrad mit kleinem Durchmesser, das an der Abtriebswelle des Formdickenanpassungsmotors angebracht ist, befindet sich in Zahneingriff mit dem Zahnrad mit großem Durchmesser, das auf dem Außenumfang der Mutter 44 gebildet ist.
Wenn der Formdickenanpassungsmotor in Übereinstimmung mit der Dicke der Formeinheit 19 angetrieben wird, wird die Mutter 44 um einen vorbestimmten Winkel gedreht bzw. angetrieben. Dann wird die Position der Stange 39 in Bezug auf die Anziehungsplatte 22 angepasst, um dadurch die Position der Anziehungsplatte 22 in Bezug auf die feststehende Platte 11 und die bewegbare Platte 12 anzupassen. Infolgedessen kann der Spalt δ den optimalen Wert annehmen. Anders ausgedrückt wird durch Verändern der relativen Position zwischen der bewegbaren Plate 12 und der Anziehungsplatte 22 die Formdicke verändert.
Der Kern 46, die Jochs 47 und die Anziehungsplatte 22 können in ihrer Gesamtheit aus elektromagnetisch laminierten Stahlblechen bestehen. Unterdessen kann ein Teil der hinteren Platte 13 in der Nähe des Kerns 46 und der Anziehungsplatte 51 aus elektromagnetisch laminierten Stahlblechen bestehen. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Elektromagnet 49 auf der hinteren Endoberfläche der hinteren Platte 13 gebildet, und die Anziehungseinheit 51 wird auf der vorderen Endoberfläche der Anziehungsplatte 22 angeordnet, um zu dem Elektromagnet 49 zu weisen. Ferner kann sich die Anziehungseinheit 51 frei vorwärts und rückwärts bewegen. Es ist ebenfalls möglich, die Anziehungseinheit auf der hinteren Endoberfläche der hinteren Platte 13 anzuordnen und den Elektromagnet auf der vorderen Endoberfläche der Anziehungsplatte 22 anzuordnen, so dass er zu der An ziehungseinheit weist. Auf diese Weise kann der Elektromagnet angeordnet werden, so dass er frei vorwärts und rückwärts bewegbar ist.
Als nächstes wird die Steuereinheit 60 im Detail beschrieben. 4 stellt ein Aufbaubeispiel der Steuereinheit dar. Bezug nehmend auf 4 umfasst die Steuereinheit 60 eine obere Steuervorrichtung 61, einen Addierer 62, eine Proportional-Integral-Steuervorrichtung (PI-Steuervorrichtung) 63 als eine Versorgungstromberechnungseinheit, eine Begrenzungsvorrichtung 64 als eine Begrenzungseinheit und einen Verstärker 65. Die Steuereinheit 60 steuert den Antrieb des Linearmotors 28. Ein Antriebssystem des Linearmotors ist jedoch in der 4 weggelassen.
Die obere Steuervorrichtung 61 umfasst eine CPU und einen Speicher oder Ähnliches. Durch Ausführen eines Steuerprogramms durch die CPU, das in einem Speicher gespeichert ist, werden die Betriebe des Linearmotors 28 und des Elektromagnets 49 gesteuert. Die obere Steuervorrichtung 61 gibt einen Befehl (einen Formschließkraftbefehl) aus, der eine Anzeige für den Betrag der Formschließkraft bildet, und einen Befehl (einen Positionsbefehl), der eine Anzeige für eine Position des Linearmotors 28 bildet, zu der sich der Linearmotor geplanter Weise bewegen soll. Der Positionsbefehl wird durch ein Antriebssystem des Linearmotors 28 verarbeitet. Daher wird eine Erläuterung des Befehls hier weggelassen, der eine Anzeige für die Position bildet.
Ein Formklemm- bzw. Formschließkraftbefehl von der oberen Steuervorrichtung 61 wird in den Addierer 62 einer Linearmotorantriebseinheit eingegeben. Ein Wert (ein Formschließkraftdetektionswert), der durch einen Formschließkraftdetektor 55 detektiert wird, der in der Formschließvorrichtung 10 installiert ist, wird in den Addierer 62 eingegeben. Der Addierer 62 berechnet einen Fehler (einen Formschließkraftfehler) des Detektionswerts der Formschließkraft in Bezug auf den Formschließkraftbefehl, und zwar basierend auf einem Wert (einem Formschließkraftbefehlswert) der Formschließkraft, der durch den Formschließkraftbefehl angezeigt wird, und dem Formschließkraftdetektionswert. Der berechnete Formschließkraftfehler wird in die PI-Steuervorrichtung 63 eingegeben. Der Form schließkraftdetektor 55 kann durch einen Sensor zum Detektieren des Betrags, mit dem die Führungssäule 14 gedehnt ist, einen Lastdetektor, wie beispielsweise einer Kraftmesszelle, die in der Stange 39 installiert ist, oder einem Sensor zum Detektieren eines Magnetflusses zwischen dem Elektromagnet 49 und der Anziehungseinheit 51 gebildet sein.
Die PI-Steuervorrichtung 63 wird beispielsweise durch eine Servokarte gebildet. Ein Stromwert, zum schnellen Lösen (Korrigieren) des Formschließkraftfehlers wird durch die PI-Steuerung (eine Proportional-Integral-Steuerung) basierend auf dem Formschließkraftfehler berechnet, wobei ein Signal (ein Elektromagnetstrombefehl) an die Begrenzungsvorrichtung 4 ausgegeben wird, welches eine Anzeige für den Stromwert bildet. Der Ausdruck des „Stromwerts zum schnellen Lösen (Korrigieren) des Formschließkraftfehlers” bezeichnet einen Stromwert, der es ermöglicht, den Formschließkraftfehler unter Berücksichtigung der unterlegenen Ansprecheigenschaft des Elektromagnets 49 zu lösen. Daher ist der Stromwert, der durch die Steuereinheit 63 berechnet wird, nicht immer ein Stromwert, der in eindeutiger Weise für den Formschließfehler bestimmt wird und kann größer als der Stromwert werden.
Die Begrenzungsvorrichtung 64 begrenzt den Stromwert (Eingabestromwert), der durch den Elektromagnetstrombefehl angezeigt wird, welcher von der PI-Steuervorrichtung 63, basierend auf einem Strombegrenzungsmuster, eingegeben wird, welches zuvor eingegeben wurde. Das Strombegrenzungsmuster ist Information (d. h. Information, die eine Anzeige für einen Begrenzungswert eines Versorgungsstroms bildet, der der abgelaufenen Zeit entspricht), die eine Anzeige für die Beziehung zwischen einer Zeit und dem Begrenzungswert des Versorgungsstroms bildet. Daher bestimmt die Begrenzungsvorrichtung 64 den Strombegrenzungswert, der der Zeit entspricht, wenn der Elektromagnetstrombefehl basierend auf dem Begrenzungsmuster eingegeben wird, und gibt den Elektromagnetstrombefehl (einen begrenzten Strombefehl), der eine Anzeige für einen Stromwert bildet, der durch Begrenzen des Eingabewerts erhalten wird, und zwar basierend auf dem Begrenzungswert, an den Verstärker 65 aus. Der Ausdruck des „Begrenzens des Eingabewerts basierend auf dem Begrenzungswert” bezeichnet, dass der Stromwert auf den Begrenzungswert begrenzt ist, wenn der Eingabestromwert den Begrenzungswert übersteigt und der Stromwert wird ausgegeben wie er ist, wenn der Eingabestromwert dem Begrenzungswert entspricht oder niedriger ist.
Der Verstärker 65 wird beispielsweise durch eine Steuerplatine gebildet. Der Verstärker 65 liefert einen Strom in Übereinstimmung mit dem Begrenzungsstrombefehl, der von der Begrenzungsvorrichtung 64 an die Spule 48 des Elektromagnets 49 eingegeben wird. Der Elektromagnet 49 wird ansprechend auf das Liefern des Stroms angetrieben.
Als nächstes wird eine Beschreibung der Betriebe der Formschließvorrichtung 10 mit dem obigen Aufbau erfolgen.
Die Steuereinheit 60 öffnet und schließt die Form. Wenn die Form geschlossen ist, liefert die Steuereinheit 60 einen Strom an die Spule 35. Nachfolgend wird der Linearmotor 28 angetrieben, um die bewegbare Platte 12 vorwärts zu bewegen. Dann befindet sich die bewegbare Form 16 in Kontakt mit der feststehenden Form 15, wie in 2 dargestellt. Zu diesem Zeitpunkt kann ein optimaler Spalt δ zwischen der hinteren Platte 13 und der Anziehungsplatte 22 gebildet werden, und zwar simultan zwischen dem Elektromagnet 49 und der Anziehungseinheit 51. Die Kraft, die zum Schließen der Form notwendig ist, kann im Vergleich zu der Formschließkraft ausreichend klein werden.
Wenn die bewegbare Platte 12 eine vorbestimmte Position erreicht (wo sich die bewegbare Form 16 in Kontakt mit der feststehenden Form 15 befindet oder leicht vor dem Kontakt mit der feststehenden Form 15 positioniert ist), wird ein Formklemmprozess begonnen. Anders ausgedrückt gibt die obere Steuervorrichtung 61 einen Formschließkraftbefehl, der eine Anzeige eines zuvor eingestellten Zielwerts (im Folgenden als eine Zielformschließkraft bezeichnet) der Formschließkraft bildet, an den Addierer 62 aus. Der Addierer 62 berechnet den Formschließkraftfehler basierend auf dem Formschließkraftbefehlswert und dem Formschließkraftdetektionswert, der nachfolgend von dem Formschließkraftdetektor eingegeben wird, und gibt den Formschließkraftfehler an die PI-Steuervorrichtung 63 aus. Die PI- Steuervorrichtung 63 korrigiert den Formschließkraftfehler durch eine PI-Steuerung. Die PI-Steuervorrichtung 63 berechnet einen Stromwert, der an den Elektromagnet 49 geliefert wird, um den Formschließkraftfehler zu vermeiden, und gibt den Elektromagnetstrombefehl an die Begrenzungsvorrichtung 64 aus. Die Begrenzungsvorrichtung 64 begrenzt den Elektromagnetstrombefehl unter Verwendung eines Stromwerts der der abgelaufenen Zeit entspricht, und gibt den begrenzten Strombefehl an den Verstärker 65 aus. Der Verstärker 65 liefert den Strom in Übereinstimmung mit dem begrenzten Strombefehl an die Spule 48 des Elektromagnets 49 aus.
Durch Liefern des Stroms an die Spule 48 wird der Elektromagnet 49 angetrieben, um die Anziehungseinheit 51 durch die Anziehungskraft des Elektromagnets 49 anzuziehen. Simultan wird die Formklemm- bzw. Formschließkraft auf die bewegbare Platte 12 über die Anziehungsplatte 22 und die Stangen 39 übertragen. Auf diese Weise wird die Form zusammengeklemmt.
Die Steuereinheit 60 liefern einen Strom (im Folgenden als ein Nennstrom bezeichnet), der einen Stromwert übersteigt, der der Zielformschließkraft entspricht, nachdem der Formschließkraftbefehl ausgegeben wird, um ein Anstiegsansprechverhalten der Formschließkraft zu verbessern. Genau gesagt zeigt unmittelbar bei und nach Initiierung des Formklemmens, wenn der Formschließkraftfehler groß ist, ein von der PI-Steuervorrichtun 63 ausgegebener Strombefehl einen Stromwert an, der den Nennstrom übersteigt. Wenn jedoch der Strom, der den Nennstrom übersteigt, kontinuierlich an die Spule geliefert wird, wird eine Formschließkraft erzeugt, die einen zulässigen Fehlerbereich für die Zielformschließkraft (Überschießen der Formschließkraft) übersteigt. Daher steuert die Steuereinheit 60 dieses Ausführungsbeispiels die Formschließvorrichtung, um das Überschießen der Formschließkraft zu verhindern. Diese Steuerung wird realisiert, wenn die Begrenzungsvorrichtung den Versorgungsstrom begrenzt, und zwar basierend auf einem Begrenzungsmuster. Die detaillierte Beschreibung des Begrenzungsmusters wird später erfolgen.
Nachdem die Zielformschließkraft während des Formklemmprozesses erhalten wird, wird nachfolgend der Formschließkraftdetektionswert, der durch den Formschließkraftdetektor 55 detektiert wird, in den Addierer 62 eingegeben. Der Strom, der an die Spule 48 geliefert wird, wird angepasst, um die Formschließkraft durch den Addierer 62, die PI-Steuervorrichtung 63, die Begrenzungsvorrichtung 64 und den Verstärker 65 innerhalb des zulässigen Fehlerbereichs der Zielformschließkraft zu halten, um dadurch eine Rückkopplungssteuerung auszuführen. Bei dieser Gelegenheit wird ein Harz, das durch die Einspritzvorrichtung 17 geschmolzen wurde, von der Einspritzdüse 18 eingespritzt und in Hohlräume der Formeinheit 19 gefüllt.
Wenn das Harz in den Hohlräumen gekühlt und ausgehärtet wird, hält die Steuereinheit 60 das Liefern des Stroms zu einem Zeitpunkt des Öffnens der Form in einem Zustand an, der in 2 dargestellt ist. Zur gleichen Zeit wird der Linearmotor 28 angetrieben, um die bewegbare Platte 12 rückwärts zu bewegen. 3 stellt einen Formöffnungszustand dar, in dem die bewegbare Form 16 an der hintersten Position angeordnet wird.
Als nächstes wird eine Steuerung der Formschließkraft basierend auf dem Begrenzungsmuster beschrieben. 5 stellt eine Steuerung der Formschließkraft basierend auf dem Begrenzungsmuster eines ersten Ausführungsbeispiels dar.
Bezug nehmend auf 5A stellt die Abszissenachse die abgelaufene Zeit und die Ordinatenachse einen Stromwert dar, der an einen Elektromagnet angelegt wird. Die durchgezogene Linie stellt ein Begrenzungsmuster dar, welches durch die Begrenzungsvorrichtung 64 eingestellt wird. Die gestrichelte Linie I stellt einen Stromwert dar, der tatsächlich von dem Verstärker 65 an die Spule 48 des Elektromagnets 49 geliefert wird.
Bezug nehmend auf 5B stellt die Abszissenachse die abgelaufene Zeit synchronisiert mit der Abszissenachse der 5A dar, und die Ordinatenachse stellt den Wert der Formschließkraft (den Formschließkraftdetektionswert) dar. Die Linie F stellt eine Übertragung der Formschließkraft mit der jeweils abgelaufenen Zeit dar.
Wie in 5(A) dargestellt, ist das Begrenzungsmuster L1 in dem ersten Ausführungsbeispiel so definiert, dass der Begrenzungswert unmittelbar auf den Nennstrom zu einem Zeitpunkt t2 abfällt. Der Zeitpunkt t2 liegt hinter dem Erreichen der Formschließkraft F des zulässigen Fehlerbereichs (im Folgenden als eine zulässige Formschließkraft bezeichnet) der Zielformschließkraft und bevor die Formschließkraft F die zulässige Formschließkraft übersteigt, so dass ein Überschießen verursacht wird.
Wie beschrieben wird das Begrenzungsmuster zuvor eingestellt, so dass der Versorgungsstrom zu einem Zeitpunkt verringert wird, wenn die Formschließkraft die Zielformschließkraft erreicht. Daher kann der Strom in Übereinstimmung mit dem Begrenzungsmuster geliefert werden, obwohl der Elektromagnet, der ein langsames Ansprechverhalten aufweist, eine Rückkopplungssteuerung durchläuft. Infolgedessen kann das Überschießen der Formschließkraft verhindert werden.
Unten beschrieben wird die Steuerung der Formschließkraft F, die durch die Steuereinheit 60 ausgeführt wird, und zwar in einem Fall wo das Begrenzungsmuster in der Begrenzungsvorrichtung 64 eingestellt wird.
Für eine Zeit lang wird nach der Initiierung (t1) des Formklemmens zur Verbesserung eines Anstiegsansprechverhaltens der Formschließkraft, ein Strombefehl, der eine Anzeige eines Stromwerts des maximalen Stroms (des maximalen Stroms, der von dem Verstärker 65 an den Elektromagnet 49 innerhalb eines Bereichs geliefert werden kann, in dem die Betriebe einer Vorrichtung in geeigneter Weise sichergestellt werden) bildet, oder mehr von der PI-Steuervorrichtung 63 ausgegeben. Daher wird ein begrenzter Strombefehl in Übereinstimmung mit dem Begrenzungsmuster L1 durch die Begrenzungsvorrichtung 64 an den Verstärker 65 ausgegeben und ein Strom wird ansprechend auf den begrenzten Strombefehl an die Spule 48 des Elektromagnets 49 geliefert. Die durchgezogene Linie L1 und die gestrichelte Linie I überlappen sich zwischen dem Zeitpunkt t1 und einem Zeitpunkt ts.
Durch Liefern des Stroms in Übereinstimmung mit dem Begrenzungsmuster, wird der maximale Strom an die Spule 48 für eine Zeit lang nach der Initiierung (t1) des Formklemmens geliefert. Durch Liefern des maximalen Stroms erhöht sich die Formklemm- bzw. Formschließkraft F mit einem guten Ansprechverhalten im Vergleich zu einem Fall, wo der Nennstrom geliefert wird. Zu dem Zeitpunkt t2 nähert sich die Formschließkraft dem oberen Grenzwert der zulässigen Formschließkraft an oder erreicht diesen.
Im Fall einer gewöhnlichen Rückkopplungssteuerung ohne Vorsehen der Begrenzungsvorrichtung 64 kann der Strom nicht unmittelbar abfallen, selbst nachdem die Formschließkraft die Zielformschließkraft zum Zeitpunkt t2 annimmt. Dies geschieht aufgrund einer Verzögerung der Rückkopplungssteuerung. Infolgedessen überschießt die Formschließkraft in dem Fall der Verwendung von lediglich der gewöhnlichen Rückkopplungssteuerung. Das Begrenzungsmuster wird jedoch verwendet, um das Überschießen in dem Ausführungsbeispiel zu verhindern. Daher wird der Strom so geliefert, dass er nicht den Grenzwert des Begrenzungsmusters nach dem Zeitpunkt t2 übersteigt, und zwar bis die Formschließkraft F nicht den zulässigen Fehlerbereich übersteigt. Daher wird der Nennstrom ab dem Zeitpunkt t2 und danach geliefert. Als eine Folge davon nimmt die Formschließkraft F ab und wird innerhalb der zulässigen Formschließkraft gehalten um einen statischen Zustand einzunehmen.
Die Formschließkraft F wird nachfolgend durch den Formschließkraftdetektor 55 detektiert und wird in den Addierer 62 eingegeben. Der Addierer 62 berechnet nachfolgend einen Fehler (Formschließkraftfehler) der Formschließkraft in Bezug auf die Zielformschließkraft und gibt den Formschließkraftfehler an die PI-Steuervorrichtung 63 aus. Wenn der Formschließkraftfehler verringert wird, kann daher ein Fall auftreten, wo der Stromwert, der durch den Strombefehl angezeigt wird, der durch die PI-Steuervorrichtung 63 ausgegeben wird, die rückkopplungsgesteuert ist, kleiner als der durch das Begrenzungsmuster I wird. In diesem Fall läuft der Strombefehl von der PI-Steuervorrichtung 63 durch die Begrenzungsvorrichtung 64 hindurch, und zwar ohne begrenzt zu werden, und wird in den Verstärker 65 eingegeben. Der Strom wird von dem Verstärker 65 an die Spule 48 in Übereinstimmung mit dem Strombefehl ausgegeben.
Der obige Zustand tritt zum Zeitpunkt ts und danach auf. Nach dem Zeitpunkt ts wird der Versorgungsstrom I von dem Begrenzungsmuster L1 getrennt und wird ein Wert der kleiner als der Begrenzungs- bzw. Grenzwert ist. Nach dem Zeitpunkt ts wird die Rückkopplungssteuerung wirksam ohne durch die Begrenzungsvorrichtung 64 begrenzt zu werden. Dann wird die Formschließkraft F aufrechterhalten, um eine zulässige Formschließkraft zu sein.
Wie beschrieben, liefert die Formschließvorrichtung 10 des ersten Ausführungsbeispiels den Versorgungsstrom (den maximalen Strom), der größer als der Nennstrom ist, unmittelbar bei und nach der Initiierung des Formklemmens, um dadurch den Strom an den Elektromagnet 49 zu liefern, und zwar basierend auf dem Begrenzungsmuster, durch welches der Versorgungsstrom auf den Nennstrom abnimmt, bevor ein Überschießen der Formschließkraft stattfindet. Daher ist es möglich, die Wahrscheinlichkeit des Hervorrufens des Überschießens zu verringern, während das Anstiegsansprechverhalten verbessert wird.
In dem ersten Ausführungsbeispiel fällt die Formschließkraft (unterschwingt) aus dem zulässigen Fehlerbereich nachdem die Formschließkraft einmal in den zulässigen Fehlerbereich kommt, und zwar ansprechend auf den Abfall des Versorgungsstroms. Infolgedessen erfordert es Zeit bis die Formschließkraft in den zulässigen Fehlerbereich fällt. Daher besteht ein Problem, dass eine Zeitdauer von der Initiierung des Formklemmens zu einem Zeitpunkt, an dem der statische Zustand realisiert wird, lang wird. Ein zweites Ausführungsbeispiel wird als nächstes als ein Beispiel zur Lösung des Problems beschrieben.
6 stellt eine Steuerung einer Formklemm- bzw. Formschließkraft dar, und zwar basierend auf einem Begrenzungsmuster des zweiten Ausführungsbeispiels.
In 6 sind die gleichen Bezugszeichen Teilen zugeordnet, die die gleichen wie die in 5 sind, und die Beschreibung dieser Teile wird weggelassen.
Bezug nehmend auf 6(A) ist das Begrenzungsmuster L1 des zweiten Ausführungsbeispiels so definiert, dass ein Begrenzungswert zu einem Zeitpunkt t2 beginnt abzunehmen. Der Zeitpunkt t2 liegt hinter dem Zeitpunkt an dem die Formschließkraft F eine zulässige Formschließkraft erreicht und bevor die Formschließkraft F die zulässige Formschließkraft übersteigt, also überschießt. Der Grenzwert nimmt jedoch nicht unmittelbar auf einen Nennstrom ab. Und zwar ist der Grenzwert definiert, um graduell abzunehmen und sanft den Nennstrom zu erreichen. Wenn der Versorgungsstrom unmittelbar verringert wird, wird die Formschließkraft eine zulässige Formschließkraft oder weniger, ebenfalls wie in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. Daher erfordert es mehr Zeit letztlich einen statischen Zustand zu erreichen (einen Zustand, in dem die Formschließkraft stabil aufrecht erhalten wird, um eine zulässige Formschließkraft zu sein).
Wie beschrieben, wird das Begrenzungsmuster zuvor so bestimmt, dass der Versorgungsstrom zu einer Zeit verringert wird, wenn die Formschließkraft den zulässigen Fehlerbereich erreicht. Daher kann der Strom in Übereinstimmung mit dem Begrenzungsmuster geliefert werden, obwohl der Elektromagnet, der ein langsames Ansprechverhalten aufweist, eine Rückkopplungssteuerung durchläuft. Infolgedessen kann das Überschießen der Formschließkraft verhindert werden.
Unten beschrieben ist die Steuerung der Formschließkraft F, die durch eine Steuereinheit 60 in einem Fall ausgeführt wird, wo das Begrenzungsmuster L1 in einer Begrenzungsvorrichtung 64 eingestellt wird.
Für eine Zeit lang nach der Initiierung (t1) des Formklemmens, wird ein Strombefehl, der eine Anzeige für einen Stromwert des maximalen Stroms oder mehr bildet, durch eine PI-Steuervorrichtung 63 an die Begrenzungsvorrichtung 64 ausgegeben, wodurch ein Anstiegsansprechverhalten der Formschließkraft verbessert wird.
Daher wird der begrenzte Strombefehl in Übereinstimmung mit dem Begrenzungsmuster L1 durch die Begrenzungsvorrichtung 64 an den Verstärker 65 ausgegeben, und ein Strom wird ansprechend auf den begrenzten Strombefehl an eine Spule 48 des Elektromagnets 49 geliefert. Eine durchgezogene Linie L1 und eine gestrichelte Linie I überlappen einander zwischen dem Zeitpunkt t1 und einem Zeitpunkt ts.
Durch Liefern des Stroms in Übereinstimmung mit dem Begrenzungsmuster L1 wird der maximale Strom an die Spule 48 für eine Zeit nach der Iniitierung (t1) des Formklemmens geliefert. Durch Liefern des maximalen Stroms steigt die Formschließkraft F mit einem guten Ansprechverhalten im Vergleich zu einem Fall an, wo der Nennstrom geliefert wird. Zu dem Zeitpunkt t2 nähert sich die Formschließkraft dem oberen Begrenzungswert der zulässigen Formschließkraft an oder erreicht diesen.
Im Fall einer gewöhnlichen Rückkopplungssteuerung ohne Vorsehen der Begrenzungsvorrichtung 64 kann der Strom nicht unmittelbar abfallen, selbst nachdem die Formschließkraft die Zielformschließkraft zum Zeitpunkt t2 erreicht. Dies geschieht aufgrund einer Verzögerung einer Rückkopplungssteuerung. Das Begrenzungsmuster ist jedoch in dem Ausführungsbeispiel vorgesehen. Daher wird der Strom so geliefert, dass er nicht einen Grenzwert des Begrenzungsmusters übersteigt. Daher beginnt nach dem Zeitpunkt t2 der Versorgungsstrom in Übereinstimmung mit dem Begrenzungsmuster abzunehmen. Anders ausgedrückt nimmt der Versorgungsstrom nicht unmittelbar auf den Nennstrom ab und nimmt mit einer graduell mit einer Abnahmerate (einer abnehmenden Rate) ab. Infolgedessen nimmt die Formschließkraft F nicht mehr als notwendig ab und wird innerhalb der zulässigen Formschließkraft gehalten, um einen statischen Zustand innerhalb einer zulässigen Zeit tp einzunehmen.
Die Formschließkraft F wird sukzessive durch den Formschließkraftdetektor 55 detektiert und wird in einen Addierer 62 eingegeben. Der Addierer 62 berechnet sukzessive einen Fehler (den Formschließkraftfehler) der Formschließkraft F in Bezug auf die Zielformschließkraft und gibt den Formschließkraftfehler an die PI- Steuervorrichtung 63 aus. Wenn der Formschließkraftfehler verringert wird, kann daher ein Fall auftreten, wo der Stromwert, der durch den Strombefehl angezeigt wird, durch die PI-Steuervorrichtung 63 ausgegeben wird, welche rückkopplungsgesteuert ist, kleiner als der durch das Begrenzungsmuster I wird. In diesem Fall geht der Strombefehl von der PI-Steuervorrichtung 63 durch die Begrenzungsvorrichtung 63 hindurch ohne begrenzt und in den Verstärker 65 eingegeben zu werden. Der Strom wird durch den Verstärker 65 an die Spule 48 in Übereinstimmung mit dem Strombefehl ausgegeben.
Ein derartiger Zustand tritt zum Zeitpunkt ts und danach auf. Nach dem Zeitpunkt ts wird der Versorgungsstrom I von dem Begrenzungsmuster L1 getrennt und nimmt einen Wert an, der kleiner als der Begrenzungswert ist. Nach dem Zeitpunkt ts wird die Rückkopplungssteuerung wirksam, ohne durch die Begrenzungsvorrichtung 64 begrenzt zu werden. Dann wird die Formschließkraft F aufrecht erhalten, um eine zulässige Formschließkraft zu sein.
Wie beschrieben, liefert die Formschließvorrichtung 10 des zweiten Ausführungsbeispiels den Versorgungsstrom (den maximalen Strom), der größer als der Nennstrom ist, unmittelbar bei und nach der Initiierung des Formklemmens, um dadurch Strom an den Elektromagnet 49 zu liefern, und zwar basierend auf dem Begrenzungsmuster nach dem der Versorgungsstrom mit einer vorbestimmten Verringerungsrate abnimmt, bevor die Formschließkraft überschießt. Daher ist es möglich, eine Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass das Überschießen auftritt, während das Anstiegsansprechverhalten verbessert wird. Ferner ist es möglich, das Unterschießen der Formschließkraft zu verhindern, um dadurch den statischen Zustand der Formschließkraft innerhalb der zulässigen Zeit zu realisieren.
Obwohl das Begrenzungsmuster L1 für die Initialisierung t1 des Formklemmens oder später vorgesehen ist, ist es ebenfalls möglich, dieses nicht für eine Zeitdauer von dem Zeitpunkt t1 bis t2 vorzusehen, und das Begrenzungsmuster für den Zeitpunkt t2 oder später vorzusehen. Dies deshalb, da der maximale Strom als der Grenzwert des Begrenzungsmusters für den Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t2 eingestellt ist, was nicht in ausreichender Weise als der Grenzwert fungiert.
Das Begrenzungsmuster L1 des zweiten Ausführungsbeispiels ist dahingehend kompliziert, dass es viele Knoten von einer Zeit des Erzeugens des maximalen Stroms zu einer Zeit der Verringerung des Nennstroms besitzt. Infolgedessen besteht eine Wahrscheinlichkeit, dass die Formschließkraft instabil wird. Bezug nehmend auf 6(B) steigt die Formschließkraft innerhalb des zulässigen Fehlerbereichs nach dem Zeitpunkt t2 an und fällt ab. 6(B) zeigt, dass die Formschließkraft instabil ist. Ferner besteht ein Problem, dass die Knoten nicht in einfacher Weise bestimmt werden können. Ein drittes Ausführungsbeispiel wird als nächstes als ein Beispiel zum Lösen dieses Problems beschrieben.
7 stellt eine Steuerung einer Formschließkraft basierend auf einem Begrenzungsmuster des dritten Ausführungsbeispiels dar. In 7 sind die gleichen Bezugszeichen den gleichen Teilen wie denen zugewiesen, die in 6 dargestellt sind und eine Beschreibung dieser Teile wird weggelassen.
Bezug nehmend auf 7(A) wird ein Begrenzungsmuster L1 des dritten Ausführungsbeispiels so definiert, dass ein Grenzwert graduell von dem maximalen Strom abnimmt, bevor eine Formschließkraft F eine zulässige Formschließkraft erreicht. Infolgedessen wird die Anzahl der Knoten während der Grenzwert graduell abnimmt kleiner als in dem Begrenzungsmuster des zweiten Ausführungsbeispiels. Insbesondere gibt es keinen Knoten bis zu einem zulässigen Zeitpunkt tp.
Im Folgenden wird eine Steuerung der Formschließkraft F beschrieben, die durch die Steuereinheit 60 in einem Fall ausgeführt wird, wo das Begrenzungsmuster L1 in der Begrenzungsvorrichtung 64 eingestellt wird.
Für eine Zeit lang nach der Initiierung (t1) des Formklemmens wird ein Strombefehl, der eine Anzeige für einen Stromwert des maximalen Stroms bildet, oder mehr durch eine PI-Steuervorrichtung 63 an die Begrenzungsvorrichtung 64 ausgegeben, wodurch ein Anstiegsansprechverhalten der Formschließkraft verbessert wird. Daher wird ein begrenzter Strombefehl in Übereinstimmung mit dem Begrenzungsmuster L1 durch die Begrenzungsvorrichtung 64 an den Verstärker 65 aus gegeben und ein Strom wird ansprechend auf den begrenzten Strombefehl an eine Spule 48 eines Elektromagnets 49 geliefert. Eine durchgezogene Linie L1 und eine gestrichelte Linie I überlappen einander zwischen dem Zeitpunkt t1 und einem Zeitpunkt ts.
Durch Liefern des Stroms in Übereinstimmung mit dem Begrenzungsmuster L1, wird der maximale Strom an die Spule 48 für eine Zeit lang nach der Initiierung (t1) des Formklemmens geliefert. Durch Liefern des Spitzenstroms steigt die Formschließkraft F mit einem Ansprechverhalten an, welches besser als in einem Fall ist, wo ein Nennstrom geliefert wird. Danach beginnt der Versorgungsstrom I mit einer vorbestimmten Verringerungsrate in Übereinstimmung mit dem Begrenzungsmuster L1 beim Zeitpunkt t2 abzunehmen, bevor die Formschließkraft F die zulässige Formschließkraft erreicht. Der Zeitpunkt t2, wenn der Strom beginnt abzunehmen, ist unterschiedlich von der in dem zweiten Ausführungsbeispiel. Der Zeitpunkt t2 wird als eine Zeit bestimmt, bevor die Formschließkraft den zulässigen Fehlerbereich der Zielformschließkraft erreicht. Als eine Folge davon wird eine Neigung (ein Zunahmegrad) der Formschließkraft durch leichtes Verzögern von der Abnahme des Versorgungsstroms klein. Die Formschließkraft F erreicht die zulässige Formschließkraft vor der zulässigen Zeit tp während die Neigung klein ist. Ein lokaler Maximalpunkt der zulässigen Formschließkraft liegt bei dem zulässigen Zeitpunkt tp. Danach verläuft der Versorgungsstrom I getrennt von dem Begrenzungsmuster L1 beim Zeitpunkt ts und danach, und zwar in einer gleichartigen Art und Weise wie die, die in dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, wodurch eine Rückkopplungssteuerung ermöglicht wird. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass die Formschließkraft F durch die Rückkopplungssteuerung der zulässigen Formschließkraft entspricht.
Wie beschrieben, liefert die Formschließvorrichtung 10 des dritten Ausführungsbeispiels den Versorgungsstrom (den maximalen Strom), der größer als der Nennstrom ist, unmittelbar bei und nach der Initiierung des Formklemmens, um dadurch den Strom an den Elektromagnet 49 basierend auf dem Begrenzungsmuster zu liefern, durch welches der Versorgungsstrom graduell abnimmt bevor die Formschließkraft die zulässige Formschließkraft erreicht. Daher ist es möglich, das Anstiegsansprechverhalten zu verbessern, während eine Wahrscheinlichkeit des Erzeugens des Überschießens verringert wird. Auf diese Weise ist es möglich, einen statischen Zustand der Formschließkraft innerhalb einer zulässigen Zeit zu realisieren.
Da der Versorgungsstrom graduell abnimmt bevor die Formschließkraft die zulässige Formschließkraft erreicht, ist es möglich, die Neigung der Formschließkraft zu verringern. Auf diese Weise ist es möglich zu bewirken, dass die Formschließkraft die zulässige Formschließkraft erreicht. Infolgedessen wird die die Steuerung der Formschließkraft einfacher als die in dem zweiten Ausführungsbeispiel und das Begrenzungsmuster kann vereinfacht werden. In dem Ausführungsbeispiel wurde beschrieben, dass die Formschließkraft den lokalen Maximalpunkt innerhalb der zulässigen Formschließkraft zu dem Zeitpunkt tp erreicht. Anders ausgedrückt ist es möglich, eine Form des Begrenzungsmusters zu bestimmen (einen Abstand zwischen dem Zeitpunkt t1 und dem Zeitpunkt t2, und die Neigung zum und nach dem Zeitpunkt t2 (die Abnahmerate)), so dass der lokale Maximalpunkt der Formschließkraft innerhalb der zulässigen Formschließkraft gebildet wird. Dadurch ist es möglich, die Form des Begrenzungsmusters L1 zu vereinfachen.
Als nächstes wird ein viertes Ausführungsbeispiel beschrieben. 8 stellt eine Steuerung einer Formschließkraft basierend auf einem Begrenzungsmuster eines vierten Ausführungsbeispiels dar. In 8 sind die gleichen Bezugszeichen den Teilen zugewiesen, die denen entsprechen, die in 6 und 7 dargestellt sind und eine Beschreibung dieser wird weggelassen.
Bezug nehmend auf 8(A) ist ein Begrenzungsmuster L1 des vierten Ausführungsbeispiels so definiert, dass ein Grenzwert von dem maximalen Strom von einem Zeitpunkt aus fällt, und zwar noch früher als der in dem dritten Ausführungsbeispiel. 8 stellt ein Beispiel dar, dass die Formschließkraft von der Initiierung (t1) des Formklemmens aus beginnt abzunehmen.
Unten beschrieben ist die Steuerung der Formschließkraft F, die durch eine Steuereinheit 60 in einem Fall ausgeführt wird, wo das Begrenzungsmuster L1 in einer Begrenzungsvorrichtung 64 eingestellt ist.
Für eine Zeit lang nach der Initiierung (t1) des Formklemmens, wird ein Strombefehl durch eine PI-Steuerung 63 an die Begrenzungsvorrichtung 64 ausgegeben, das eine Anzeige für einen Stromwert des maximalen Stroms oder mehr bildet, wodurch ein Anstiegsansprechverhalten der Formschließkraft verbessert wird. Daher wird ein begrenzter Strombefehl in Übereinstimmung mit dem Begrenzungsmuster L1 durch die Begrenzungsvorrichtung 64 an den Verstärker 65 während einer Zeitdauer von dem Zeitpunkt t1 bis zum Zeitpunkt t2 ausgegeben, und ein Strom wird ansprechend auf den begrenzten Strombefehl an eine Spule 48 eines Elektromagnets 49 geliefert. Eine durchgezogene Linie L1 und ein gestrichelte Linie I überlappen sich zwischen dem Zeitpunkt t1 und dem Zeitpunkt ts.
Durch Liefern des Stroms in Übereinstimmung mit dem Begrenzungsmuster L1 wird der maximale Strom an die Spule 48 bei der Initiierung (t1) des Formklemmens geliefert, und die Formschließkraft nimmt mit einer vorbestimmten Abnahmerate unmittelbar nach der Initiierung (t1) ab. Indem zunächst der maximale Strom geliefert wird, steigt die Formschließkraft F mit einem guten Ansprechverhalten im Vergleich zu einem Fall an, wo ein Nennstrom geliefert wird. Die Formschließkraft F erreicht eine zulässige Formschließkraft vor der zulässigen Zeit tp. Wenn der Versorgungsstrom abnimmt, erreicht die Formschließkraft F ferner die zulässige Formschließkraft und wird aufrechterhalten, um einer zulässigen Formschließkraft ohne Verursachen eines Überschießens zu entsprechen. Daher unterscheidet sich der Versorgungsstrom I von dem Begrenzungsmuster L1 bei und nach dem Zeitpunkt ts, und zwar in einer Art und Weise die der ähnlich ist, die in dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben ist. Auf diese Weise wird eine Rückkopplungssteuerung wirksam. Auf diese Weise wird die Formschließkraft F aufrechterhalten, um der zulässige Formschließkraft durch die Rückkopplungssteuerung zu entsprechen. Dann wird die Formschließkraft F aufrechterhalten, um durch die Rückkopplungssteuerung der zulässigen Formschließkraft zu entsprechen.
Wie beschrieben, liefert die Formschließvorrichtung 100 des vierten Ausführungsbeispiels einen Strom (den maximalen Strom), der größer als der Nennstrom ist, zum Zeitpunkt der Initiierung des Formklemmens. Der Strom wird weiter an den Elektromagnet 49 geliefert, und zwar basierend auf dem Begrenzungsmuster der graduellen Verringerung des Grenzwerts. Daher ist es möglich, das Anstiegsansprechverhalten zu verbessern, während eine Wahrscheinlichkeit des Erzeugens des Überschießens verringert wird. Ferner ist es möglich einen statischen Zustand der Formschließkraft innerhalb einer zulässigen Zeit zu realisieren.
In dem vierten Ausführungsbeispiel ist jedoch, da der Versorgungsstrom unmittelbar nach der Initiierung des Formklemmens beginnt abzunehmen, das Anstiegsansprechverhalten der Formschließkraft F dem des dritten Ausführungsbeispiels unterlegen (die ursprüngliche Neigung der Formschließkraft F ist kleiner als die des dritten Ausführungsbeispiels).
Die Neigung der Formschließkraft F zu einem Zeitpunkt des Erreichens der zulässigen Formschließkraft in dem vierten Ausführungsbeispiel ist größer als die Neigung zu einem Zeitpunkt des Erreichens der zulässigen Formschließkraft in dem dritten Ausführungsbeispiel. Dies deshalb, da die Abnahmerate (ein absoluter Wert der Neigung) des Versorgungsstroms L1 zu dem Zeitpunkt, an dem die Formschließkraft F die zulässige Formschließkraft erreicht, im vierten Ausführungsbeispiel kleiner als in dem dritten Ausführungsbeispiel ist. Anders ausgedrückt ist in dem vierten Ausführungsbeispiel die Zeitdauer des Liefern des maximalen Stroms kürzer als in dem dritten Ausführungsbeispiel. Daher, wenn der Versorgungsstrom bei der Abnahmerate der gleiche wie der des dritten Ausführungsbeispiels ist, besteht eine Wahrscheinlichkeit, dass die Formschließkraft nicht die zulässige Formschließkraft in der zulässigen Zeit tp erreicht. Daher ist es notwendig, die Abnahmerate zu verringern.
Wenn die Neigung (eine Anstiegsrate) der Formschließkraft F zu einem Zeitpunkt, wenn die Formschließkraft die zulässige Formschließkraft erreicht, ansteigt, wird eine Steuerung der Formschließkraft F nach der Erhöhung relativ schwierig. Dann umfasst das Begrenzungsmuster I des vierten Ausführungsbeispiels mehr Knoten als das Begrenzungsmuster I des dritten Ausführungsbeispiels nach der zulässigen Zeit tp. Daher neigt das Begrenzungsmuster I des vierten Ausführungsbeispiels dazu komplizierter als das des dritten Ausführungsbeispiels zu sein.
Aus diesem Gesichtspunkt ist das Begrenzungsmuster L1 des dritten Ausführungsbeispiels bevorzugter als das des vierten Ausführungsbeispiels. Unter Berücksichtigung des Lösens des Problems des zweiten Ausführungsbeispiels ist das Begrenzungsmuster L1 des dritten Ausführungsbeispiels das bevorzugteste unter den ersten, zweiten, dritten und vierten Ausführungsbeispielen.
Wenn das dritte Ausführungsbeispiel mit dem zweiten Ausführungsbeispiel verglichen wird, ist es möglich, das Begrenzungsmuster zu vereinfachen, und die Formschließkraft in einfacher Weise durch Verringerung der Zeit zum Liefern des maximalen Stroms zu steuern. Wie in dem vierten Ausführungsbeispiel jedoch beschrieben, wird, obwohl die Zeit zum Liefern des maximalen Stroms übermäßig verkürzt wird, das Begrenzungsmuster kompliziert und die Steuerung der Formschließkraft neigt dazu, schwierig zu werden.
Wenn das Begrenzungsmuster erstellt wird, ist es daher notwendig, die Zeit für das Liefern des maximalen Stroms und die Verringerungs- bzw. Abnahmerate (die Neigung) des Grenzwerts nach dem Zeitpunkt des Lieferns des maximalen Stroms in geeigneter Weise einzustellen. Das Begrenzungsmuster kann basierend auf einer Simulation erstellt werden, wobei experimentelle Werte durch tatsächliches Verwenden einer Formschließvorrichtung oder Ähnliches erhalten werden.
Die Begrenzungsmuster der Ausführungsbeispiele werden durch Verbinden der Knoten mit geraden Liniensegmenten in einem Bereich gebildet, wo die Grenzwerte abnehmen. Beispielsweise können die Grenzwerte in einem Mehrstufigen Treppenmuster abnehmen.
Ferner ist es bevorzugt, den Formschließkraftdetektor 55 als eine Formschließkraftdetektionseinheit in den Ausführungsbeispielen zu verwenden. Daher wurde das Beispiel unter Verwendung des Formschließkraftdetektors 55 beschrieben. Es können jedoch ein Magnetflussdichtedetektor zum Detektieren einer Magnetflussdichte, ein Abstandsdetektor zum Messen eines Spalts δ zwischen der hinteren Platte 13 und der Anziehungsplatte 22 oder Ähnliches als Formschließkraftdetektionseinheit verwendet werden.
Ein Steuerverfahren der Formschließvorrichtung der Ausführungsbeispiele kann nicht durch Antreiben des Linearmotors 28 zum Öffnen und Schließen der Form ausgeführt werden. Insbesondere da der Linearmotor 28 einen Magnet besitzt, der zu seiner Rahmenoberfläche hin exponiert ist, kann Staub an dem Magnet anhaften. Ein modifiziertes Beispiel der vorliegenden Anwendung ohne Verwendung des Linearmotors 28 ist in 9 dargestellt. Bezug nehmend auf 9 wird ein Rotationsmotor, in dem ein Bereich des Erzeugens eines Magnetfelds durch einen Motorrahmen eingeschlossen ist, als ein Antriebsabschnitt verwendet.
Die Erläuterung einer Elektromagneteinheit als einem zweiten Antriebsabschnitt ist die Gleich wie in den 1 und 2 und wird hier weggelassen. Ein Formöffnungs-/-schließmotor 74 als ein erster Antriebsabschnitt und ein Formöffnungs- und -schließantriebsabschnitt sind nicht bewegbar an einer Motorhalterung 73 angebracht, die an einem Rahmen befestigt ist. Der Formöffnungs-/-schließmotor 74 ist der Rotationsmotor, in dem der Bereich des Erzeugens des Magnetfelds durch den Motorrahmen eingeschlossen wird. Eine Motorwelle (nicht dargestellt) ragt von dem Rotationsmotor hervor. Die Motorwelle ist mit einer Kugelumlaufspindelwelle 72 verbunden. Die Kugelumlaufspindelwelle 72 steht in Eingriff mit einer Kugelumlaufspindelmutter 71 über eine Schraube. Auf diese Weise wird eine Bewegungsrichtungsumwandlungsvorrichtung zum Umwandeln einer Drehbewegung des Rotationsmotors in eine geradlinige Bewegung gebildet. Die Kugelumlaufspindelmutter 71 ist so installiert, dass sie nicht in einem Flanschteil 12a der bewegbaren Platte drehbar ist, welcher von einem unteren Teil einer bewegbaren Platte 12 hervorragt. Wenn sich der Formöffnungs-/-schließmotor 7 dreht, bewegt sich dann die bewegbare Platte 12 vorwärts, um eine bewegbare Form 16 dadurch zu öffnen und zu schließen.
Ferner ist ein Positionsdetektor 75 an einem hinteren Ende des Formöffnungs-/-schließmotors 74 angebracht. Der Positionsdetektor 75 liest einen Drehwinkel des Formöffnungs-/-schließmotors 74 ab, um eine Position der bewegbaren Platte 12 zu bestimmen. Auf diese Weise steuert eine Formöffnungs- und -schließeinheit 61 den Formöffnungs-/-schließmotor 74.
In diesem Beispiel steuert die Formöffnungs- und -schließeinheit 61 variabel einen elektrischen Strom an den Formöffnungs-/-schließmotor 74, wenn keine Wahrscheinlichkeit des Verursachens eines Positionsversatzes einer Form besteht, während eine Formschließkraft auf eine Formeinheit 19 durch einen Elektromagnet ausgeübt wird. Beispielsweise wird der Versorgungsstrom angehalten, nachdem der Druck erhöht ist. Dann besteht kein Einfluss auf die Formschließkraft, der durch das Steuern einer Position des Formöffnungs-/-schließmotors 74 verursacht wird.
Obwohl die vorliegend Erfindung anhand des Ausführungsbeispiels beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die obigen, spezifischen Ausführungsbeispiele beschränkt und verschiede Modifikationen und Veränderungen sind innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung möglich, der in den Ansprüchen beschrieben wird.
Die internationale Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2007-255821 , eingereicht am 28. September 2007, deren gesamten Inhalte in der vorliegenden, internationalen Anmeldung durch Bezugnahme enthalten sind.
ZUSAMMENFASSUNG
Eine Formklemm- bzw. Formschließvorrichtung, die eine Formschließkraft durch einen Elektromagnet hervorruft, umfasst eine Formschließkraftdetektionseinheit, welche eine Formschließkraft detektiert, eine Versorgungsstromberechnungseinheit, welche einen Stromwert eines Versorgungsstroms berechnet, der an den Elektromagnet basierend auf einem Fehler zwischen einem Formschließkraftdetektionswert, der durch die Formschließkraftdetektionseinheit detektiert wird und einer Zielformschließkraft, geliefert wird, und eine Begrenzungseinheit, welche den Stromwert, der durch die Versorgungsstromberechnungseinheit berechnet wird, auf ein vorbestimmtes Muster begrenzt.
Es ist eine Formschließvorrichtung vorgesehen, welche die Formschließkraft, die durch den Elektromagnet erhalten wird, in geeigneter Weise steuern kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 2003-25398 [0005]
- WO 05/090052 [0005]
- JP 2007-255821 [0126]

Claims

Eine Formklemm- bzw. Formschließvorrichtung, die eine Formschließkraft mit einem Elektromagnet ausübt, wobei die Formschließvorrichtung Folgendes aufweist: eine Formschließkraftdetektionseinheit, die die Formschließkraft detektiert; eine Versorgungsstromberechnungseinheit, die einen Stromwert berechnet, der an den Elektromagnet geliefert wird, und zwar basierend auf einem Fehler zwischen einem detektierten Wert der Formschließkraft, der durch die Formschließkraftdetektionseinheit detektiert wird und einer Zielformschließkraft; und eine Begrenzungseinheit, die den Stromwert begrenzt, der durch die Versorgungsstromberechnungseinheit berechnet wird, und zwar auf ein vorbestimmtes Muster.
Formschließvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Begrenzungseinheit den Stromwert begrenzt, der durch die Versorgungsstromberechnungseinheit berechnet wird, und zwar auf einen Grenzwert, basierend auf der Begrenzungsinformation, die der abgelaufenen Zeit entspricht.
Formschließvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Begrenzungseinheit zwischen der Versorgungsstromberechnungseinheit und dem Elektromagnet angeordnet ist.
Formschließvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Begrenzungseinheit den Stromwert auf einen vorbestimmten Wert basierend auf der Begrenzungsinformation begrenzt, der einen Nennstrom bei der Initiierung des Formklemmens übersteigt, und den Stromwert von dem vorbestimmten Wert aus verringert bevor die Formschließkraft einen zulässigen Fehlerbereich der Zielformschließkraft übersteigt.
Formschließvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Begrenzungseinheit den Stromwert des Versorgungsstroms von dem vorbestimmten Wert mit einer vorbestimmten Abnahmerate verringert.
Formschließvorrichtung gemäß Anspruch 4 oder 5, wobei die Begrenzungseinheit den Stromwert des Versorgungsstroms von dem vorbestimmten Wert verringert, bevor die Formschließkraft den zulässigen Fehlerbereich der Zielformschließkraft erreicht.
Ein Formklemm- bzw. Formschließsteuerverfahren, welches eine Formschließkraft mit einem Elektromagnet ausübt, wobei das Formschließsteuerverfahren Folgendes aufweist: Detektieren der Formschließkraft, die durch den Elektromagnet ausgeübt wird; Erhalten eines Fehlers zwischen einem detektierten Wert der Formschließkraft und einer Zielformschließkraft; Berechnen eines Stromwerts, der an den Elektromagnet basierend auf dem Fehler geliefert wird; und Begrenzen des berechneten Stromwerts auf ein vorbestimmtes Muster.
Formschließsteuerverfahren gemäß Anspruch 7, wobei der Stromwert in Übereinstimmung mit der abgelaufenen Zeit basierend auf einer voreingestellten Begrenzungsinformation begrenzt ist, welche eine Anzeige für einen Grenzwert des Versorgungsstroms entsprechend der abgelaufenen Zeit bildet.