JP2000117768A - ターンテーブル式射出成形機及びそれのターンテーブル位置制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 タイミングベルトの歯跳びやギヤのバックラ
ッシュの影響を受けないターンテーブル位置制御技術を
提供する。 【解決手段】 ターンテーブルの回転及び「仮位置決
め」は、サーボモータ４２を基礎とした電気的制御及び
電気的制動で実行する。仮位置決めに続く「本位置決
め」は、くさび部材３２Ｌ又は３２Ｒを凹部４３に嵌合
させて基台側にターンテーブル側を機械的に結合するこ
とで実行する。この本位置決めを実行するときにサーボ
モータ４２をフリーにして電気的制動を解除すること
で、機械的結合を妨げないようにする。 【効果】 仮にタイミングベルトの歯跳びやギヤのバッ
クラッシュなどで伝動部材に誤差が存在しても何ら差支
えなく、作業を継続することができ、生産性を高めるこ
とができる。加えて、サーボ制御による位置決めはラフ
でよいから、サーボ制御の負担は軽いものとなり、サー
ボ制御のコストを低減することは可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はターンテーブル式射
出成形機のターンテーブル位置制御技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】図８は従来のターンテーブル式射出成形
機の原理図であり、ターンテーブル式射出成形機１００
は、サーボモータ１０１、プーリ１０２、タイミングベ
ルト１０３、プーリ１０４、ピニオン１０５、リングギ
ヤ１０６、ターンテーブル１０７、型締め装置１０８及
び射出装置１０９などからなり、ターンテーブル１０７
に複数個（この例では２個）の下型１１１，１１２を１
８０°ピッチで載せ、射出成形を実行している間に、手
前の下型１１１にインサート金物をセットするなどの射
出作業以外の作業を実行することで、生産性を高めるこ
とのできる装置である。

【０００３】射出後は、サーボモータ１０１でピニオン
１０５を所定角度廻して、ターンテーブル１０７を正確
に１８０°廻す。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】サーボモータ１０１を
制御部１１０で制御すれば、プーリ１０２を所定角だけ
回転させることは容易である。しかし、プーリ１０２，
１０４とタイミングベルト１０３との間には歯跳びの虞
れがあり、ピニオン１０５とリングギヤ１０６との間に
はバックラッシュが存在する。そこで、タイミングベル
ト１０３廻りの歯跳びが起こらぬように、プーリ１０
２，１０４及びタイミングベルト１０３の強度や耐久性
を上げるという対策を講じる。

【０００５】しかし、強度や耐久性を上げると、プーリ
１０２，１０４やタイミングベルト１０３などの伝動部
材が大きく、重く、高価なものとなる。関連してサーボ
モータ１０１の容量を上げなければならず、高価なサー
ボモータが増々高価なものとなる。また、ピニオン１０
５とリングギヤ１０６との間にはバックラッシュを除去
するためにスプリングなどのバックラッシュ除去手段を
設けなければならず、ターンテーブル式射出成形機１０
０は、高価な設備となる。そこで、本発明の目的はタイ
ミングベルトなどの伝動部材を適性サイズに抑えること
ができ且つバックラッシュの影響を受けないターンテー
ブル位置制御技術を提供することになる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１は、複数の型を順次射出装置に臨ませるべく
回転するターンテーブルと、このターンテーブルを回転
するための伝動部材及びサーボモータと、ターンテーブ
ル側に取付けた凹部と、この凹部に嵌合するくさび部材
と、このくさび部材を進退させるために基台側に取付け
たくさび移動手段と、ターンテーブルが所定位置に至っ
たときにサーボモータをフリーにし、代わりにくさび移
動手段を前進させてくさび部材を凹部へ嵌合させる制御
部と、からターンテーブル式射出成形機を構成する。

【０００７】ターンテーブルの回転及び「仮位置決め」
は、サーボモータを基礎とした電気的制御及び電気的制
動で実行する。仮位置決めに続く「本位置決め」は、く
さび部材を凹部に嵌合させて基台側にターンテーブル側
を機械的に結合することで実行する。この本位置決めを
実行するときにサーボモータをフリーにして電気的制動
を解除することで、機械的結合を妨げないようにする。
なお、仮位置決めは、本位置決めを行うことを前提とし
たラフな位置決めを意味する。本位置決めは、仮位置決
めに引き続いて行う高精度の本格的な位置決めを意味す
る。

【０００８】請求項２は、ターンテーブルの回転及び仮
位置決めはサーボモータを電気的に制御することで実行
し、ターンテーブルの本位置決めはターンテーブル側の
凹部に基台側のくさび部材を嵌合するという機械的操作
で実行するターンテーブル位置制御において、機械的操
作の際に発生するターンテーブルの回転量をモニター
し、この回転量に基づいて修正した基準に基づいて、次
の電気的制御における仮位置決めを実行することを特徴
とする。

【０００９】電気的制御のみでは位置決め精度に不安が
残る。そこで、本位置決めを機械的操作で行うようにし
た。加えて、機械的操作の際にモニターしたターンテー
ブルの回転量に基づいて電気的制御で使用する基準を補
正するようにしたので、電気的制御における仮位置決め
精度が飛躍的に向上し、ターンテーブルの位置決めを能
率よく実行することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見る
ものとする。図１は本発明に係るターンテーブル式射出
成形機の正面図であり、ターンテーブル式射出成形機１
０は、基台１１にターンテーブル１２及び型締め装置１
３を載せ、この型締め装置１３の可動盤１４に射出装置
１５を載せた竪型射出成形機である。射出装置１５はス
クリュー（図示せず）を内蔵した加熱筒１６と、材料供
給ホッパ１７と、スクリュー回転用モータ１８と、スク
リュー移動用モータ１９と、ガイドロッド２１・・・（・・・
は複数を示す。以下同様。）とからなる。

【００１１】図２は本発明に係るターンテーブル式射出
成形機の平面図であり、基台１１の略中央に回転可能に
ターンテーブル１２を配置したこと、及びこのターンテ
ーブル１２の左右にくさび移動手段３０Ｌ，３０Ｒ（Ｌ
は向って左、Ｒは同右を意味する。以下同様。）を配置
したことを示す。その他の部材は図１での符号を流用
し、説明を省略する。

【００１２】図３は本発明に係るターンテーブル廻りの
機器の平面的配置図であり、ターンテーブルを回転する
ための伝動部材４１及びサーボモータ４２と、ターンテ
ーブル１２側に取付けた凹部４３と、この凹部４３に嵌
合する左右のくさび部材３２Ｌ，３２Ｒと、これらのく
さび部材３２Ｌ，３２Ｒを進退させるために基台に直接
又は間接的に取付けたくさび移動手段３０Ｌ，３０Ｒ
と、ターンテーブル１２が所定位置に至ったときにサー
ボモータ４２をフリーにし、代わりにくさび移動手段３
０Ｌ，３０Ｒを前進させてくさび部材３２Ｌ，３２Ｒを
凹部４３へ嵌合させる制御部４４との配置を示す。４５
Ｌ，４５Ｒはクッションシリンダである。

【００１３】前記伝動部材４１は、サーボモータ４２の
トルクをターンテーブルまで伝達する部材であり、本例
では、プーリ４７、タイミングベルト４８、プーリ４
９、ピニオンギヤ５１及びリングギヤ５２からなる。な
お、リングギヤ５２は図示せぬターンテーブル１２の下
面に一体的に取付けた若しくは形成した大径内歯車であ
る。前記くさび移動手段３０Ｌ，３０Ｒは、くさび部材
３２Ｌ，３２Ｒを往復させるシリンダ３３Ｌ，３３Ｒ
と、くさび部材３２Ｌ，３２Ｒの位置を示す指示棒３４
Ｌ，３４Ｒと、これらの指示棒３４Ｌ，３４Ｒの有無を
検知する前進確認センサ３５Ｌ，３５Ｒ及び後退確認セ
ンサ３６Ｌ，３６Ｒとからなる。

【００１４】サーボモータ４２は制御部４４の指令信号
を受けると、指令された回転方向へ、指令された回転角
度だけ正確に回転するモータである。サーボモータ４２
を廻すと、プーリ４７、タイミングベルト４８、プーリ
４９、ピニオンギヤ５１の順でトルクが伝わり、ピニオ
ンギヤ５１でびリングギヤ５２を廻すことができるた
め、図示せぬターンテーブルを正逆転させることができ
る。ターンテーブルの回転及び位置決めに係る制御は制
御部４４で行うが、回転末期における位置決めが特別に
重要なので、その部分については次に詳しく説明する。

【００１５】図４（ａ）〜（ｄ）は本発明の位置決め作
用説明図である。（ａ）はターンテーブル１２とともに
凹部４３が左回転している状態を示す。このときに、く
さび部材３２Ｌは後退しており、そのことは指示棒３４
Ｌを後退確認センサ３６Ｌで検知することで、確認する
ことができる。何らかの理由で指示棒３４Ｌがその位置
にないときには、ターンテーブル１２の回転を停止する
若しくは開始しない。（ｂ）はサーボ制御により、ほぼ
凹部４３がくさび部材３２Ｌに臨んだ位置で回転を止め
る。これで凹部４３の「仮位置決め」が実施できたこと
になる。なお、仮位置決めでは、タイミングベルトの歯
跳びや弛みなどの誤差を含んでいる可能性がある。

【００１６】（ｃ）において、シリンダ３３Ｌを作動さ
せて、くさび部材３２Ｌを凹部４３に嵌合する。ただ
し、シリンダ３３Ｌを前進させる直前又はシリンダ３３
Ｌが前進している途中にサーボ制御を解除する。この結
果、凹部４３がある程度ずれていても、くさび部材３２
Ｌの先端が凹部４３の入口に嵌りさえすれば、テーパ作
用でくさび部材３２Ｌのセンターに凹部４３のセンター
を強制的に合せることができる。この結果、凹部４３の
「本位置決め」が実施できたことになる。本位置決めが
完了したことは、指示棒３４Ｌが前進確認センサ３５Ｌ
に臨み、前進確認センサ３５Ｌの検知信号を得ること
で、確認できる。そしてこの状態で、所定の射出作業を
行えばよい。なお、図右に記載したサーボフリー、パル
スカウントについては後で説明する。

【００１７】（ｄ）は、不具合例を示し、くさび部材３
２Ｌの先端が凹部４３の入口に嵌り得ないほど大きくず
れているときには、くさび部材３２Ｌの先端が凹部４３
に嵌まらない。このことは、指示棒３４Ｌが前進確認セ
ンサ３５Ｌに至らず、前進確認センサ３５Ｌと後退確認
センサ３６Ｌの間に留る。従って、両方のセンサ３５
Ｌ，３６Ｌから確認信号が発せられなければ、異常であ
るとして、異常警報を発し、対策を促すようにする。

【００１８】図５は本発明に係るターンテーブルの回転
及び停止制御フロー図（第１実施例）である。ＳＴ××
はステップ番号を示す。 ＳＴ０１：制御部から左回転もしくは右回転の指令が出
る。ここでは、左回転指令が出たとする。 ＳＴ０２：ターンテーブルが左回転するようにサーボモ
ータを左回転させる。 ＳＴ０３：サーボモータの回転角度をモニターし、この
回転角度が所定回転角に達するまで、モータの回転を継
続する。

【００１９】ＳＴ０４：所定回転角に到達したサーボモ
ータを止める。本実施例で採用したサーボモータは、停
止時にブレーキが掛る。このブレーキをサーボブレーキ
又はサーボ制動という。 ＳＴ０５：次に、サーボモータをフリー、すなわちサー
ボ制動を解除して、モータ軸が自在に回転し得るように
する。 ＳＴ０６：左くさび部材を前進させる。 ＳＴ０７：くさび部材が凹部に嵌まらなければ、前進確
認センサはオンにならない。そこで、時間ｔ２内に前進
確認センサがオンにならなければ異常と判定する。オン
になれば正常と看做して次に進む。 ＳＴ０８：射出作業を開始する。

【００２０】ＳＴ０９：前記ＳＴ０６，０７の工程で、
くさび部材が凹部に嵌合するときにくさび部材のセンタ
に凹部のセンタが倣うようにターンテーブルが僅かでは
あるが回転する。この回転をサーボモータの回転角度を
モニターするターンテーブルエンコーダで調べ、僅かな
回転角度を制御部へ伝え、制御部にてＳＴ０３で使用す
る「所定回転角」を補正する。そうすれば、くさび部材
に対する凹部のずれがごく小さなものとなり、次回に異
常（くさび部材が凹部に嵌合しない）が発生すること
を、防止することができる。図の右半分は左右を逆にし
ただけで、それ以外は上記説明と同じであるから説明を
省略する。

【００２１】以上の制御フローから明らかな如く、本発
明はＳＴ０６で機械的な位置決めを実施するに際し、直
前のＳＴ０５でサーボ制動を解除することを特徴とす
る。すなわちターンテーブルの回転及び仮位置決めまで
を電気的制御で実行し、本位置決めを機械的制御で実行
するものである。

【００２２】図６は本発明に係るターンテーブルの回転
及び停止制御フロー図（第２実施例）であり、ＳＴ１５
〜ＳＴ１７が図５と異なる。記載が一部重複するが全ス
テップを説明する。 ＳＴ１１：制御部から左回転もしくは右回転の指令が出
る。ここでは、左回転指令が出たとする。 ＳＴ１２：ターンテーブルが左回転するようにサーボモ
ータを左回転させる。 ＳＴ１３：サーボモータの回転角度をモニターし、この
回転角度が所定回転角に達するまで、モータの回転を継
続する。 ＳＴ１４：所定回転角に到達したサーボモータを止め
る。

【００２３】図７（ａ）〜（ｃ）は図６の補足説明図で
ある。（ａ）において、サーボ制動が掛っているとき
に、くさび部材３２Ｌの前進を開始する。（ｂ）におい
て、くさび部材３２Ｌの先端がαだけ凹部４３に進入し
たときに、サーボモータをフリーに切換える。シリンダ
の速度と時間とで距離を算出することができるから、想
像線で示したくさび部材３２Ｌが実線の位置まで移動し
たときの距離をＤ、速度をｖとすれば、移動に必要な時
間ｔ１はＤ÷ｖで定まる。従って、くさび部材３２Ｌの
前進開始からｔ１時間経過したらサーボモータをフリー
にすればよい。くさび部材３２Ｌの先端が凹部４３にα
だけ進入してからフリーにすれば、フリーにした瞬間に
何らかの理由で凹部４３が図上又は下へ移動しても、凹
部４３がくさび部材３２Ｌから外れる心配はない。

【００２４】（ｃ）において、くさび部材３２Ｌによっ
て本位置決めが実行できたので、このときの回転修正に
ともなうパルス数をモニターし、制御部へ送ればよい。
以上の動作を簡潔に記載したのが次のＳＴ１５〜ＳＴ２
０である。

【００２５】図６に戻って、ＳＴ１５：左くさび部材を
前進させる。 ＳＴ１６：時間ｔ１が経過したら次のステップへ進む。 ＳＴ１７：時間ｔ１が経過したので、サーボモータをフ
リー、すなわちサーボ制動を解除して、モータ軸が自在
に回転し得るようにする。 ＳＴ１８：くさび部材が凹部に嵌まらなければ、前進確
認センサはオンにならない。そこで、時間ｔ２内に前進
確認センサがオンにならなければ異常と判定する。オン
になれば正常と看做して次に進む。 ＳＴ１９：射出作業を開始する。

【００２６】ＳＴ２０：くさび部材が凹部に嵌合すると
きにくさび部材のセンタに凹部のセンタが倣うようにタ
ーンテーブルが僅かではあるが回転する。この回転をサ
ーボモータの回転角度をモニターするターンテーブルエ
ンコーダで調べ、僅かな回転角度を制御部へ伝え、制御
部にてＳＴ１３で使用する「所定回転角」を補正する。
そうすれば、くさび部材に対する凹部のずれがごく小さ
なものとなり、次回に異常（くさび部材が凹部に嵌合し
ないこと）が発生することを、防止することができる。

【００２７】尚、請求項１，２に記載したくさび部材及
び凹部は、一方が他方に進入することで機械的に結合す
ると共にセンタリング作用を発揮するものであって、同
等の作用を発揮するものであれば形状や構成は任意であ
る。従って、ターンテーブル側にくさび部材、基台側に
凹部を設けること、凹部を往復させてくさび部材を非往
復部材とするものも、本発明に含むものである。

【００２８】又、本発明の技術は竪型射出成形機に好適
であるが、横型射出成形機に適用することは差支えな
い。

【００２９】

【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１のターンテーブル式射出成形機は、サー
ボモータを基礎とした電気的位置決めと、くさび部材並
びに凹部を基礎とした機械的位置決めとの双方の機能を
備えているので、電気的に仮位置決めを行い、機械的に
本位置決めを行うことができ、仮にタイミングベルトの
歯跳びやギヤのバックラッシュなどで伝動部材に誤差が
存在しても何ら差支えなく、作業を継続することがで
き、生産性を高めることができる。加えて、サーボ制御
による位置決めはラフでよいから、サーボ制御の負担は
軽いものとなり、サーボ制御のコストを低減することは
可能である。

【００３０】請求項２の制御方法では、ターンテーブル
の回転及び仮位置決めはサーボモータを電気的に制御す
ることで実行し、ターンテーブルの本位置決めはターン
テーブル側の凹部に基台側のくさび部材を嵌合するとい
う機械的操作で実行するターンテーブル位置制御におい
て、機械的操作の際に発生するターンテーブルの回転量
をモニターし、この回転量に基づいて修正した基準に基
づいて、次の電気的制御における仮位置決めを実行する
ようにしたので、電気的制御における仮位置決め精度が
飛躍的に向上し、ターンテーブルの位置決めを能率よく
実行することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るターンテーブル式射出成形機の正
面図

【図２】本発明に係るターンテーブル式射出成形機の平
面図

【図３】本発明に係るターンテーブル廻りの機器の平面
的配置図

【図４】本発明の位置決め作用説明図

【図５】本発明に係るターンテーブルの回転及び停止制
御フロー図（第１実施例）

【図６】本発明に係るターンテーブルの回転及び停止制
御フロー図（第２実施例）

【図７】図６の補足説明図

【図８】従来のターンテーブル式射出成形機の原理図

【符号の説明】

１０…ターンテーブル式射出成形機、１１…基台、１２
…ターンテーブル、１５…射出装置、３０Ｌ，３０Ｒ…
くさび移動手段、３２Ｌ，３２Ｒ…くさび部材、４１…
伝動部材、４２…サーボモータ、４３…凹部、４４…制
御部。

フロントページの続き (72)発明者 山本 裕司 長野県埴科郡坂城町大字南条2110番地 日 精樹脂工業株式会社内 (72)発明者 荻原 博文 長野県埴科郡坂城町大字南条2110番地 日 精樹脂工業株式会社内 (72)発明者 八町 義和 長野県埴科郡坂城町大字南条2110番地 日 精樹脂工業株式会社内 (72)発明者 平出 則昭 長野県埴科郡坂城町大字南条2110番地 日 精樹脂工業株式会社内 Ｆターム(参考） 4F206 AP084 AQ03 AR074 JA07 JC02 JL02 JT04 JT11 JT33 JT40

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の型を順次射出装置に臨ませるべく
   回転するターンテーブルと、このターンテーブルを回転
   するための伝動部材及びサーボモータと、ターンテーブ
   ル側に取付けた凹部と、この凹部に嵌合するくさび部材
   と、このくさび部材を進退させるために基台側に取付け
   たくさび移動手段と、ターンテーブルが所定位置に至っ
   たときに前記サーボモータをフリーにし、代わりにくさ
   び移動手段を前進させて前記くさび部材を凹部へ嵌合さ
   せる制御部と、からなることを特徴としたターンテーブ
   ル式射出成形機。
2. 【請求項２】 ターンテーブルの回転及び仮位置決めは
   サーボモータを電気的に制御することで実行し、ターン
   テーブルの本位置決めはターンテーブル側の凹部に基台
   側のくさび部材を嵌合するという機械的操作で実行する
   ターンテーブル位置制御において、前記機械的操作の際
   に発生するターンテーブルの回転量をモニターし、この
   回転量に基づいて修正した基準に基づいて、次の電気的
   制御における仮位置決めを実行することを特徴としたタ
   ーンテーブル式射出成形機のターンテーブル位置制御方
   法。