JP2000185344A - 型締制御装置 - Google Patents

型締制御装置

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JP2000185344A JP10365002A JP36500298A JP2000185344A JP 2000185344 A JP2000185344 A JP 2000185344A JP 10365002 A JP10365002 A JP 10365002A JP 36500298 A JP36500298 A JP 36500298A JP 2000185344 A JP2000185344 A JP 2000185344A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 型締力を精度よく制御して、成形品、特に、
超精密成形品の外観不良を低減する。 【解決手段】 リニアエンコーダ２２によって可動プラ
テン１２と固定プラテン１１との相対位置を検出し、歪
センサー２０によって型締力を検出する。型締制御部２
３にはプラテン位置目標値及び型締力目標値が与えら
れ、型締制御部はプラテン位置目標値及び型締力目標値
からプラテン位置及び型締力を減算して偏差を求める。
そして、型締制御部は制御対象をプラテン位置あるいは
型締力に切換え、プラテン位置及び型締力の偏差をモー
タの制御指令値に変換してモータ制御部１９に与える。
モータ制御部は制御指令に応じて型締モータ１８を駆動
制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は射出成形機において
型締を制御する制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、トルグ式型締装置（型締機構）
を有する射出成形機では、クロスヘッドの位置を制御す
ることによって、型締力を発生させるようにしている。
さらに、型締力制御手法として、例えば、型締力の応力
を受ける部材（例えば、タイバー）に歪みゲージを取り
付けて、歪みゲージの歪み量を型締力として検出し、こ
の検出型締力に応じて型締力を制御することが知られて
いる（例えば、特開平１０−１１９１００号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】型閉動作を行って、金
型同士を密着させ、充填開始前に型締力を発生させてい
るが、この場合、予め設定された可動プラテンの位置に
実際の可動プラテンが一致するように位置検出器の検出
値に基づいて型締モータを制御する。
【０００４】また、予め設定された型締力に実際の型締
力が一致するように型締力検出器の検出値に基づいて型
締モータを制御する。
【０００５】一方、複雑な形状の成形品や薄肉の成形品
においては、充填開始から保圧・冷却工程において、可
動プラテンの位置を変更したり、型締力を変更すること
で成形品を向上させることが知られている。
【０００６】しかしながら、従来のトグル式型締装置で
は、充填から保圧・冷却工程において、可動プラテンの
位置を変更するのみ、又は、型締力を変更するのみの制
御であった。従って、可動プラテンの位置制御で有効な
成形品の厚みや重量の安定性と、型締力制御で有効な成
形品の外観不良、光学特性の改善の効果を両立させるこ
とは困難であった。つまり、従来の型締力制御では、精
度よく型締力を制御することが難しく、この結果、超精
密成形を行うことが難しいという問題点がある。
【０００７】本発明の目的は精度よく型締力が制御で
き、成形品、特に、超精密成形品の外観不良を低減でき
る型締制御装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、トルグ
式型締機構を介して可動プラテンを駆動する型締モータ
を備え前記可動プラテンと固定プラテンとよって型締を
行って金型内に溶融樹脂を射出して成形品を成形するよ
うにした射出成形機に用いられ、前記可動プラテンと前
記固定プラテンとの相対位置を検出する第１のセンサー
と、型締力を検出する第２のセンサーと、プラテン位置
目標値と型締力目標値を発生させる目標値発生器と、前
記型締モータを制御する制御手段とを有し、前記制御手
段は、前記プラテン位置目標値及び前記型締力目標値か
らプラテン位置及び型締力を減算して偏差を求める減算
器と、制御対象をプラテン位置あるいは型締力に切換え
る切換スイッチと、前記減算器で求められたプラテン位
置及び型締力の偏差をモータの制御指令値に変換する補
償器とを有することを特徴とする型締制御装置が得られ
る。
【０００９】例えば、前記制御手段は、プラテン位置目
標値からプラテン位置を減算して偏差を求める第１の減
算器と、型締力目標値から型締力を減算して偏差を求め
る第２の減算器と、第１の減算器からのプラテン位置の
偏差をモータの制御指令値に変換するプラテン位置補償
器と、第２の減算器からの型締力の偏差をモータの制御
指令値に変換する型締力補償器と、前記それぞれのモー
タの制御指令値を選択して型締モータに与える切換スイ
ッチとを有している。
【００１０】また、例えば、前記制御手段は、プラテン
位置目標値からプラテン位置を減算して偏差を求める第
１の減算器と、型締力目標値から型締力を減算して偏差
を求める第２の減算器と、第１の減算器からのプラテン
位置の偏差と第２の減算器からの型締力の偏差とを選択
する切換スイッチと、選択された偏差をモータの制御指
令値に変換して前記型締モータに与えるプラテン位置・
型締力補償器とを有している。
【００１１】加えて、前記制御手段は、プラテン位置目
標値と型締力目標値とを選択する目標値切換スイッチ
と、プラテン位置と型締力とを選択する検出値切換スイ
ッチと、選択された目標値から選択された検出値を減算
して偏差を求める減算器と、減算器で求められたプラテ
ン位置又は型締力の偏差をモータの制御指令値に変換し
て前記型締モータに与えるプラテン位置・型締力補償器
とを有するようにしてもよい。
【００１２】さらに、前記制御手段は、前記溶融樹脂の
射出が開始されてから所定の時間が経過するまでプラテ
ン位置のモータ制御指令を送出し前記所定の時間が経過
すると型締力のモータ制御指令を送出する型締制御部
と、前記制御指令に応じて前記型締モータを駆動制御す
るモータ制御部とを有するようにしてもよい。
【００１３】また、前記制御手段は、前記溶融樹脂の射
出が開始された後スクリューの位置が予め定められた位
置になるまでプラテン位置のモータ制御指令を送出し前
記スクリューの位置が前記予め定められた位置になると
型締力のモータ制御指令を送出する型締制御部と、前記
制御指令に応じて前記型締モータを駆動制御するモータ
制御部とを有するようにしてもよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下本発明について図面を参照し
て説明する。
【００１５】図１を参照して、射出成形機は、トルグ式
型締装置を備えており、このトルグ式型締装置は、固定
プラテン１１及び可動プラテン１２を備えている。そし
て、固定プラテン１１上に金型（固定金型）１３が配設
され、可動プラテン１２上には金型（可動金型）１４が
配設されている。可動プラテン１２は固定プラテン１１
に対して移動可能にタイバー１５に支持されている。可
動プラテン１２にはトルグ機構１６（クロスヘッド１６
ａ等からなる）の一端が取り付けられ、このトルグ機構
１６の他端にはプラテンサポート１７が取り付けられ、
プラテンサポート１７にはタイバー１５が取り付けられ
ている。
【００１６】プラテンサポート１７には型締モータ１８
が配設されており、この型締モータ１８は後述するよう
にしてモータ制御部１９によって駆動制御される。型締
モータ１８が型締方向に駆動されると、クロスヘッド１
６ａが図中右方向に移動して、トルグ機構１６の作用に
よって可動プラテン１２がタイバー１５に沿って右方向
に移動し、可動金型１４と固定金型１３とが接触する。
型締モータ１８の駆動によってクロスヘッド１６ａがさ
らに前進すると、タイバー１５が伸ばされ型締力が発生
する。
【００１７】図示のように、タイバー１５にはタイバー
１５の歪みを測定する歪センサー２０が取り付けられて
いる。加えて、可動プラテン１２と固定プラテン１１と
の間にはガイド部材２１が配設され、可動プラテン１２
にはリニアエンコーダ２２が取り付けられており、リニ
アエンコーダ２２は可動プラテン１２の移動につれてガ
イド部材２１に沿って移動する。
【００１８】歪センサー２０及びリニアエンコーダ２２
の出力は型締制御部２３に与えられており、後述するよ
うにして、型締制御部２３はモータ制御部１９に制御指
令を送出する。具体的には、歪センサー２０はタイバー
１５の伸び（歪み）を型締力として検出し、検出型締力
として型締制御部２３に与える。リニアエンコーダ２２
は可動プラテン１２の移動量を検出し、可動プラテン１
２と固定プラテン１１との相対位置を型締制御部２３に
与える。
【００１９】なお、可動プラテン１２と固定プラテン１
１との相対位置を検出する手段として、リニアエンコー
ダ２２の代わりに型締モータ１８にエンコーダ２４を取
り付けて、エンコーダ２４によって型締モータ１８の回
転量を検出して型締制御部２３が可動プラテン１２の位
置を検出（推定）するようにしてもよい。また、トグル
のクロスヘッドの位置を検出するようにしてもよい。
【００２０】図２を参照して、型締制御部２３は第１及
び第２の減算器２３ａ及び２３ｂ、プラテン位置補償器
２３ｃ、型締力補償器２３ｄ、及び切換スイッチ（Ｓ
Ｗ）２３ｅを備えており、型締制御部２３には目標値発
生器２５を介して設定器２６が接続されている。
【００２１】設定器２６によってプラテン位置及び型締
力が設定され、その設定された設定値が目標値発生器２
５に与えられ、目標値発生器２５からのプラテン位置目
標値及び型締力目標値はそれぞれ第１及び第２の減算器
２３ａ及び２３ｂに与えられる。第１及び第２の減算器
２３ａ及び２３ｂにはそれぞれ可動プラテン１２と固定
プラテン１１との相対位置（プラテン位置）及び検出型
締力（タイバー歪量）が与えられており、第１の減算器
２３ａはプラテン位置目標値からプラテン位置を減算し
てプラテン位置偏差を求める。そして、このプラテン位
置偏差はプラテン位置補償器２３ｃでモータの制御指令
値に変換された後、切換スイッチ２３ｅに与えられる。
一方、第２の減算器２３ｂは型締力目標値からタイバー
歪量を減算して型締力偏差を求める。そして、型締力偏
差は型締力補償器２３ｄでモータの制御指令値に変換さ
れた後、切換スイッチ２３ｅに与えられる。
【００２２】溶融樹脂射出前においては、つまり、型締
を行う際には、切換スイッチ２３ｅによってプラテン位
置補償器２３ｃとモータ制御部１９とが接続され、プラ
テン位置の制御指令としてモータの制御指令値がモータ
制御部１９に与えられる。モータ制御部１９ではモータ
の制御指令値に応じて型締モータ１８を制御して可動プ
ラテン１２を位置制御する。
【００２３】型締が終了して、金型内への溶融樹脂の射
出（充填）が開始されると、例えば、タイマーからのカ
ウントアップ信号又はスクリュー位置の検出信号のいず
れかを用いて、切換スイッチ２３ｅによって型締力補償
器２３ｄとモータ制御部１９とが接続されて、型締力の
制御指令としてモータの制御指令値がモータ制御部１９
に与えられる。モータ制御部１９ではモータの制御指令
値に応じて型締モータ１８を制御して型締力を調整す
る。つまり、可動プラテン位置制御から型締力制御に切
換える。
【００２４】ところで、溶融樹脂の充填前において、可
動プラテン１２を停止させる位置は、可動金型と固定金
型とが完全に接触しない状態となる位置とする。この状
態で、溶融樹脂を射出（充填）して、可動プラテン位置
制御から型締力制御に切換えると、溶融樹脂の流動性が
よく、成形品に不用な応力がかからず、さらに応力分布
も均一となって、ヒケ及びバリ等の外観不良はもとよ
り、光学品においては、厚みムラや複屈折を改善するこ
とができる。
【００２５】加えて、上述のように、タイバーの歪量を
検出してフィードバック制御を行うことによって、成形
品に常に均一で安定した型締力を印加することができ、
例えば、トルグ機構特有の充填圧力が高くなると反力に
よって型締力が不用に高くなるという現象も改善でき
る。
【００２６】次に、図３を参照して、本発明の第２の実
施形態について説明する。なお、図２で説明した本発明
の実施形態と同一の部材については同一符号を付与して
説明は省略することにする。
【００２７】型締制御部３０は、第１及び第２の減算器
３０ａ及び３０ｂ、切換スイッチ（ＳＷ）３０ｃ、プラ
テン位置・型締力補償器３０ｄを備えている。
【００２８】第１及び第２の減算器３０ａ及び３０ｂに
は、プラテン位置目標値及び型締力目標値が与えられる
とともに、可動プラテン１２と固定プラテン１１との相
対位置（プラテン位置）及び検出型締力（タイバー歪
量）が与えられており、第１の減算器３０ａはプラテン
位置目標値からプラテン位置を減算してプラテン位置偏
差を求める。そして、このプラテン位置偏差は、切換ス
イッチ３０ｃを介してプラテン位置・型締力補償器３０
ｄに与えられ、プラテン位置・型締力補償器３０ｄによ
りモータの制御指令値に変換されてモータ制御部１９に
与えられる。
【００２９】一方、第２の減算器３０ｂは、型締力目標
値からタイバー歪量を減算して型締力偏差を求める。そ
して、この型締力偏差は、切換スイッチ３０ｃを介して
プラテン位置・型締力補償器３０ｄに与えられ、プラテ
ン位置・型締力補償器３０ｄによりモータの制御指令値
に変換されてモータ制御部１９に与えられる。
【００３０】この実施形態では、プラテン位置偏差と型
締力偏差とを切換スイッチ３０ｃにより切換えて選択で
きるようにし、選択された偏差をプラテン位置・型締力
補償器３０ｄに与えるようにしている。
【００３１】次に、図４を参照して、本発明の第３の実
施形態について説明する。なお、この実施形態でも図２
で説明した本発明の実施形態と同一の部材については同
符号を付与して説明は省略することとする。
【００３２】型締制御部４０は、目標値切換スイッチ
（ＳＷ）４０ａ、検出値切換スイッチ（ＳＷ）４０ｂ、
減算器４０ｃ、及びプラテン位置・型締力補償器４０ｄ
を備えている。
【００３３】減算器４０ｃには、プラテン位置目標値と
型締力目標値とが目標値切換スイッチ４０ａを介して与
えられるとともに、プラテン位置とタイバー歪量とが検
出値切換スイッチ４０ｂを介して与えられる。そして、
減算器４０ｃは、目標値切換スイッチ４０ａで選択され
た目標値から検出値切換スイッチ４０ｂで選択された検
出値を減算して偏差を求め、プラテン位置・型締力補償
器４０ｄに与える。
【００３４】プラテン位置偏差又は型締力偏差は、プラ
テン位置・型締力補償器４０ｄによりモータの制御指令
値に変換されてモータ制御部１９に与えられる。
【００３５】この実施形態では、プラテン位置目標値と
型締力目標値とを目標値切換スイッチ４０ａで選択する
とともに、プラテン位置とタイバー歪量とを検出値切換
スイッチ４０ｂで選択し、選択した目標値から選択した
検出値を減算器４０ｃで減算するようにしている。
【００３６】なお、上述の例では、目標値発生器２５に
設定器２６でプラテン位置及び型締力を設定するように
したが、予め目標値発生器２５に記憶させておいてもよ
い。また、型締力の検出を行う際、タイバーに歪センサ
ーを取り付けるようにしたが、歪センサーを取り付ける
位置はタイバーに限らず、型締力の応力を受ける部分で
あれば他の場所としてもよい。さらに、歪センサーの代
わりにロードセルを用いて型締力を検出するようにして
もよい。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では選択的
にプラテン位置制御と型締力制御とを切換えるようにし
たから、精度よく型締力が制御でき、成形品、特に、超
精密成形品の外観不良を低減できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による型締制御装置を型締機構とともに
示す図である。
【図２】図１に示す型締制御部の一例を示すブロック図
である。
【図３】図１に示す型締制御部の他の例を示すブロック
図である。
【図４】図１に示す型締制御部のさらに他の例を示すブ
ロック図である。
【符号の説明】
１１ 固定プラテン １２ 可動プラテン １３ 金型（固定金型） １４ 金型（可動金型） １５ タイバー １６ トルグ機構 １７ プラテンサポート １８ 型締モータ １９ モータ制御部 ２０ 歪センサー ２１ ガイド部材 ２２ リニアエンコーダ ２３ 型締制御部 ２４ エンコーダ ２５ 目標値発生器 ２６ 設定器

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 トルグ式型締機構を介して可動プラテン
    を駆動する型締モータを備え前記可動プラテンと固定プ
    ラテンとよって型締を行って金型内に溶融樹脂を射出し
    て成形品を成形するようにした射出成形機に用いられ、
    前記可動プラテンと前記固定プラテンとの相対位置を検
    出する第１のセンサーと、型締力を検出する第２のセン
    サーと、プラテン位置目標値と型締力目標値を発生させ
    る目標値発生器と、前記型締モータを制御する制御手段
    とを有し、前記制御手段は、前記プラテン位置目標値及
    び前記型締力目標値からプラテン位置及び型締力を減算
    して偏差を求める減算器と、制御対象をプラテン位置あ
    るいは型締力に切換える切換スイッチと、前記減算器で
    求められたプラテン位置及び型締力の偏差をモータの制
    御指令値に変換する補償器とを有することを特徴とする
    型締制御装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載された型締制御装置にお
    いて、前記制御手段は、プラテン位置目標値からプラテ
    ン位置を減算して偏差を求める第１の減算器と、型締力
    目標値から型締力を減算して偏差を求める第２の減算器
    と、第１の減算器からのプラテン位置の偏差をモータの
    制御指令値に変換するプラテン位置補償器と、第２の減
    算器からの型締力の偏差をモータの制御指令値に変換す
    る型締力補償器と、前記それぞれのモータの制御指令値
    を選択して型締モータに与える切換スイッチとを有する
    ことを特徴とする型締制御装置。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載された型締制御装置にお
    いて、前記制御手段は、プラテン位置目標値からプラテ
    ン位置を減算して偏差を求める第１の減算器と、型締力
    目標値から型締力を減算して偏差を求める第２の減算器
    と、第１の減算器からのプラテン位置の偏差と第２の減
    算器からの型締力の偏差とを選択する切換スイッチと、
    選択された偏差をモータの制御指令値に変換して前記型
    締モータに与えるプラテン位置・型締力補償器とを有す
    ることを特徴とする型締制御装置。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載された型締制御装置にお
    いて、前記制御手段は、プラテン位置目標値と型締力目
    標値とを選択する目標値切換スイッチと、プラテン位置
    と型締力とを選択する検出値切換スイッチと、選択され
    た目標値から選択された検出値を減算して偏差を求める
    減算器と、減算器で求められたプラテン位置又は型締力
    の偏差をモータの制御指令値に変換して前記型締モータ
    に与えるプラテン位置・型締力補償器とを有することを
    特徴とする型締制御装置。
  5. 【請求項５】 請求項２乃至４のいずれかに記載された
    型締制御装置において、前記制御手段は、前記溶融樹脂
    の射出が開始されてから所定の時間が経過するまでプラ
    テン位置のモータ制御指令を送出し前記所定の時間が経
    過すると型締力のモータ制御指令を送出する型締制御部
    と、前記制御指令に応じて前記型締モータを駆動制御す
    るモータ制御部とを有することを特徴とする型締制御装
    置。
  6. 【請求項６】 請求項２乃至４のいずれかに記載された
    型締制御装置において、前記射出成形機には前記溶融樹
    脂を射出するためのスクリューが備えられており、前記
    制御手段は、前記溶融樹脂の射出が開始された後前記ス
    クリューの位置が予め定められた位置になるまでプラテ
    ン位置のモータ制御指令を送出し前記スクリューの位置
    が前記予め定められた位置になると型締力のモータ制御
    指令を送出する型締制御部と、前記制御指令に応じて前
    記型締モータを駆動制御するモータ制御部とを有するこ
    とを特徴とする型締制御装置。
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