JP2002144383A - 成形品離型力測定方法及び装置 - Google Patents

成形品離型力測定方法及び装置

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    • B29C2045/764Measuring, controlling or regulating the ejection or removal of moulded articles detecting or preventing overload of an ejector

Abstract

(57)【要約】 【課題】 正確な離型力を測定する。 【解決手段】 成形を行わずに、エジェクタ機構を駆動
したときにエジェクタ機構に加わる負荷は、太線L1で
示されるような金型内での内部抵抗によるものである。
この内部抵抗は、エジェクタピン等を成形品突き出し開
始前の位置に復帰させるバネの力(破線L3)や、エジ
ェクタ機構の移動によって生じる摩擦力等が含まれる。
一方、成形を行ってエジェクタ機構を駆動したときは、
上記内部抵抗以外に、成形品を金型から突き出すための
離型力が加わった細線L2で示されたものとなる。よっ
て、細線L2から太線L1を減ずれば、離型力のみが得
られることになり、正確な離型力を測定できる。この測
定離型力によって、成形品の良否、成形動作の良否、エ
ジェクタ機構の異常等を正確に検出できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形機におけ
るエジェクタ装置に関し、エジェクタ動作時に金型から
成形品が離型するために必要な離型力を測定する装置及
び方法に関する。
【0002】
【従来の技術】成形品や金型の状態、設定誤り等を検出
するために、エジェクタ機構部に加わる力、すなわち離
型力を測定し、この離型力の大きさによって成形品の状
態等を検出する方法は、すでにいくつか提案されてい
る。例えば、エジェクタピンの突出量の設定を誤り、エ
ジェクタピンに異常負荷が加わり、エジェクタピンや金
型のコア等が破損するのを防止するため、また、エジェ
クタピンと中子等が干渉しエジェクタピンや中子に異常
負荷が加わり、エジェクタピンや中子、コア等が破損す
るのを防止するため、さらには、成形品が金型内に残留
することを検出することのために、エジェクタピンに加
わる負荷を検出することが知られている(例えば特開平
10−119107号公報参照)。
【0003】そしてこの離型力を検出する手段として、
センサを用いたりエジェクタ機構を駆動するサーボモー
タの制御回路内に外乱推定オブザーバを組み込み、この
オブザーバによって負荷を推定し検出する方法が公知で
ある。
【0004】特開昭56−146713号公報には、離
型力を測定する方法として、エジェクタロッドにひずみ
センサを取り付け、成形しないときにエジェクタ機構を
駆動して、そのときひずみセンサで検出される力のピー
クを求め、かつ成形するときの同様なピーク力を求め、
この成形するときと成形しないときのピーク力の差を離
型力として求めることが記載されている。
【0005】又、特開昭61−182920号公報に
は、充填圧力によって、成形品のキャビティ内への密着
力が異なり離型抵抗が変わるのでエジェクタによる成形
品突出時間に変動が生じることから、この次第手段の移
動時間を測定して、離型力を間接的に検出する方法が記
載されている。
【0006】さらに、特開平10−119107号公報
には、エジェクタ機構をサーボモータで駆動する電動式
エジェクタ機構において、このエジェクタ機構を駆動す
るサーボモータのサーボ回路内に外乱推定オブザーバを
組み込み、該外乱推定オブザーバによって外乱負荷トル
クを推定し、検出した推定外乱負荷トルクが所定時間継
続して設定許容値を越えているときには、エジェクタロ
ッドが他の物と衝突したものとして異常信号を出力する
ようにした発明が記載されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述したように従来技
術において、特開昭56−146713号公報に記載さ
れた、成形するときと成形しないときに、それぞれ検出
されたエジェクタロッドに加わる負荷のピーク値の差に
より求める離型力は、成形しない場合のピーク値すなわ
ち金型内部の抵抗力のピーク値と、成形した場合の金型
内部の抵抗力と離型力の合計のピーク値の差分しか検出
できないものである。金型内部の抵抗力のピーク値が現
れるタイミングと、純粋な離型力(金型内部の抵抗力が
加算されていないもの)のピーク値が現れるタイミング
は異なるものであり、単に成形するときと成形しないと
きに検出されるピーク値の差では正確な離型力は測定で
きない。例えば、金型内部の抵抗力のピーク値は突き出
し開始からタイミングとして最後の方にあり、純粋な離
型力のピーク値は最初の方にある場合で、この最初の方
で成形したときのピーク値が検出されたとき、この検出
ピーク値より成形しないときのピーク値(最後の方で検
出した金型内部の抵抗力)を差し引いたとしても、成形
したときのピーク値に包含されている金型内部の抵抗力
を差し引いたものとはならず、正確な離型力を検出した
ものとはならないという欠点がある。
【0008】又、離型力を測定するためにエジェクタピ
ンにセンサを取り付ける方法では、金型内にセンサを組
み込むことになり、金型構造が複雑になり、金型の製造
コストが高くなったり、量産成形時におけるセンサの信
頼性に問題がある。又センサの使用を避けるために、セ
ンサの代わりにエジェクタ機構の移動時間を測定するこ
とにより離型力を検出する方法では、離型力の変化をよ
り正確に検出するには、エジェクタ駆動力を弱め、離型
力の変動によってエジェクタ時間が変動するようにする
必要があり、安定した成形品突き出しができなかった
り、正確な離型力の測定ができない等の、検出した時間
と離型力の関係の対応が難しいなどの問題がある。
【0009】又、金型内にセンサを設けずに、外乱推定
オブザーバによって外乱負荷トルクを推定する上記特開
平10−119107号公報記載の方法では、推定され
た外乱負荷トルクには、金型内部で移動するときの摩擦
やエジェクタプレートを戻すために金型内部に設けられ
ているバネ力も加わっていることから、成形品が金型か
ら離型するときの離型力を正確に、精度よく検出してい
るものではない。
【0010】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、上記
課題を解決するために、射出成形機における成形品の離
型力測定方法及び装置であって、エジェクタ機構に加わ
る負荷を求める手段と、該求めた負荷を記憶する記憶手
段を有し、成形を行わないでエジェクタ機構を駆動し、
所定時間毎又はエジェクタ機構の所定位置毎に、前記エ
ジェクタ機構に加わる負荷を求めて記憶し、又、成形を
実行して前記エジェクタ機構を駆動し、所定時間毎又は
エジェクタ機構の所定位置毎に、前記エジェクタ機構に
加わる負荷を求めて、この成形を行って求めた負荷と記
憶された成形を行わないときの前記負荷との差を成形品
の離型力とし、それぞれの所定時間毎又は所定位置ごと
に求めるようにした。又、この離型力は、エジェクタ動
作の所定区間においてのみ求めるようにする。
【0011】そして、エジェクタ機構に加わる負荷は特
別なセンサを設けこのセンサによって検出してもよい
が、サーボモータでエジェクタ機構を駆動する場合に
は、サーボモータによる駆動力を前記負荷として求めて
もよい。この場合、サーボモータの制御プログラムに基
づいてその駆動力を検出する。
【0012】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の一実施形態を適
用する電動式エジェクタ機構部の説明図である。又、図
2はこの金型内のエジェクタ機構の詳細図である。射出
成形機の可動盤1には、金型2の可動側金型2aが取り
付けられ、固定盤(図示せず)には固定側金型2bが取
り付けられている。可動盤1が移動することにより金型
2は開閉する。可動盤1には、エジェクタ用サーボモー
タMが取り付けられており、該サーボモータMの出力軸
にはプーリ4、ベルト5、プーリ6を介して可動盤1に
回転自在に軸支されたボールネジ7に連結されている。
該ボールネジ7には、エジェクタロッド9が固着された
ボールナット8が螺合している。
【0013】エジェクタロッド9は、可動盤1を貫通
し、可動側金型2a内まで伸び、その先端がエジェクタ
プレート10に当接している。エジェクタプレート10
には複数のエジェクタピン11(図1では2つ示してい
る)が設けられている。
【0014】図2に示すように、エジェクタピン11に
はバネ12が装着されており、このバネ12によりエジ
ェクタピン11は金型内から引き込まれる方向に付勢さ
れている。
【0015】サーボモータMが駆動されると、プーリ
4、ベルト5、プーリ6を介してボールネジ7が回転
し、該ボールネジ7に螺合するボールナット8が前進
(図1で右方向)することにより、エジェクタロッド9
も前進してエジェクタプレート10を押圧してバネ12
の力に抗して該エジェクタプレート10を前進させ、エ
ジェクタピン11を金型内に突出させ成形品3を突き出
す。その後サーボモータMは逆転してもとの位置に戻
り、エジェクタピン11,エジェクタプレート10,エ
ジェクタロッド9ももとの位置に戻る。なお、上記突き
出し動作を複数回実行する場合もある。
【0016】このようなエジェクタ機構において、金型
2aの成形品3が離型するときの離型力は、エジェクタ
ピン11、エジェクタプレート10、エジェクタロッド
10等のエジェクタ機構に負荷となって作用する。この
エジェクタ機構を駆動するサーボモータMに加わる負荷
は、上述した離型力とエジェクタ機構に加わる摩擦力、
バネ12の反発力等の金型内部の機構によってエジェク
タ機構に加わる負荷を加算したものである。
【0017】そこで、成形せずに金型2a、2bを開き
成形品3がない状態で、エジェクタ機構を駆動したとき
サーボモータMに加わる負荷は、エジェクタ機構に加わ
る摩擦力やバネ12の反発力等の金型内の内部抵抗であ
る。一方、成形を行い成形品3が金型2aのキャビティ
内にある状態で金型を開き、エジェクタ機構を駆動した
ときサーボモータMに加わる負荷は上記内部抵抗に成形
品3が金型2aから離脱するときの離型力が加算された
ものとなる。
【0018】図3は、エジェクタ機構を駆動したとき、
このエジェクタ機構を駆動するサーボモータMに加わる
負荷を、エジェクタストローク(エジェクタピン11の
突出量)に対応して測定したときの図である。この図3
で、破線で示す直線L3は、バネ12のバネ定数によっ
て求められるバネ12を圧縮する力を示している。太線
で示す曲線L1は、成形品がない状態でエジェクタ機構
を駆動したときのサーボモータMに加わる負荷を示して
いる。又、細線で示される曲線L2は成形品3がある状
態でエジェクタ機構を駆動し成形品3を突き出すときの
サーボモータMに加わる負荷を示している。
【0019】曲線L2で示される負荷は、上述したよう
に離型力と金型内部の内部抵抗を含むものであり、曲線
L1の負荷は金型内部の内部抵抗による負荷である。よ
って、各ストローク位置ごとの曲線L2と曲線L1との
差が離型力をあらわすことになる。曲線L2のピーク値
が離型力の最大値を示すものではなく、又、曲線L2の
ピーク値と曲線L1のピーク値との差が離型力を表すも
のでもない。各ストローク位置における曲線L2と曲線
L1との差が離型力を表し、この差の最大値が離型力の
最大値を意味する。そこで、本発明は、上記曲線L2と
曲線L1との差を求めて離型力を測定するようにしたも
のである。
【0020】図4は、この実施形態における射出成形機
を制御する制御装置の要部ブロック図である。制御装置
100は、数値制御用のマイクロプロセッサであるCN
C用CPU35、プログラマブルマシンコントローラ用
のマイクロプロセッサであるPMC用CPU31、サー
ボ制御用のマイクロプロセッサであるサーボ用CPU3
2、および、A/D変換器22を介して射出成形機本体
側に設けられた射出圧等の各種圧力を検出するセンサか
らの信号をサンプリング処理を行ってRAM24に格納
する圧力モニタ用CPU30を有し、バス40を介して
相互の入出力を選択することにより各マイクロプロセッ
サ間での情報伝達が行えるようになっている。
【0021】PMC用CPU31には射出成形機のシー
ケンス動作を制御するシーケンスプログラム等を記憶し
たROM25および演算データの一時記憶等に用いられ
るRAM26が接続され、CNC用CPU35には、射
出成形機を全体的に制御する自動運転プログラム等を記
憶したROM37および演算データの一時記憶等に用い
られるRAM38が接続されている。
【0022】また、サーボ用CPU32には、位置ルー
プ、速度ループ、電流ループの処理を行うサーボ制御専
用の制御プログラムを格納したROM27やデータの一
時記憶に用いられるRAM28が接続されている。圧力
モニタ用CPU30には、該圧力モニタ用CPU30が
行う制御の制御プログラムを記憶したROM23およ
び、前述した、各種センサが検出した圧力等を記憶する
RAM24が接続されている。更に、サーボ用CPU3
2には、該CPU32からの指令に基いて型締用,射出
用,スクリュー回転用,エジェクタ用等の各軸のサーボ
モータを駆動するサーボアンプ29が接続され、各軸の
サーボモータに取付けられた位置・速度検出器21から
の出力がサーボCPU32に帰還されるようになってい
る。各軸の現在位置は位置・速度検出器21からの位置
のフィードバック信号に基いてサーボCPU32により
算出され、各軸の現在位置記憶レジスタに更新記憶され
る。図1においてはエジェクタ軸(エジェクタ機構)を
駆動するサーボモータMと該サーボモータMに取り付け
られ、該サーボモータの回転位置によって、エジェクタ
ピンの位置等を検出する位置・速度検出器21について
のみ示しているが、クランプ用,射出用等の各軸の構成
は皆これと同様である。
【0023】インターフェイス33は射出成形機本体の
各部に配備したリミットスイッチや操作盤からの信号を
受信したり射出成形機の周辺機器等に各種の指令を伝達
したりするための入出力インターフェイスである。ディ
スプレイ付手動データ入力装置39はCRT表示回路3
6を介してバス40に接続され、グラフ表示画面や機能
メニューの選択および各種データの入力操作等が行える
ようになっており、数値データ入力用のテンキーおよび
各種のファンクションキー等が設けられている。なお、
表示装置としては液晶を用いたものでもよい。
【0024】不揮発性メモリで構成されるデータ保存用
RAM34は射出成形作業に関する成形条件と各種設定
値,パラメータ,マクロ変数等を記憶する成形データ保
存用のメモリである。又、本発明と関係して、後述する
推定外乱負荷トルク値のデータを記憶するテーブルT
A、TBがこのデータ保存用RAM34に設けられてい
る。
【0025】以上の構成により、PMC用CPU31が
射出成形機全体のシーケンス動作を制御し、CNC用C
PU35がROM37の運転プログラムやデータ保存用
RAM34に格納された成形条件等に基いて各軸のサー
ボモータに対して移動指令の分配を行い、サーボCPU
32は各軸に対して分配された移動指令と位置・速度検
出器21で検出された位置および速度のフィードバック
信号等に基いて、従来と同様に位置ループ制御,速度ル
ープ制御さらには電流ループ制御等のサーボ制御を行
い、いわゆるディジタルサーボ処理を実行する。
【0026】上述した構成は従来の電動式射出成形機の
制御装置と変わりはなく、本発明の成形品離型力測定装
置はこの制御装置100によって構成され、本発明の成
形品離型力測定方法の一実施形態を実施するものであ
る。そして、従来の電動式射出成形機の制御装置と異な
る点は、不揮発性メモリで構成されたデータ保存用RA
M34に、所定サンプリング周期毎、外乱推定オブザー
バで推定された外乱負荷トルクの値のデータ等を記憶す
るテーブルTA、TBが設けられていること、サーボ用
CPU22に接続されたROM27に、速度ループに対
して組み込み、エジェクタ機構を駆動するサーボモータ
Mに加わる外乱トルクを推定する外乱推定オブザーバの
プログラム、及びこの外乱推定オブザーバの処理によっ
て求められた推定外乱負荷トルクに基づいて、離型力及
び、異常負荷を検出する処理のプログラムが格納されて
いる点において、従来の制御装置とは異なるものであ
る。
【0027】次に、この制御装置100によって構成さ
れる離型力測定装置によるサーボCPU22が実行する
離型力測定処理について、図5、図6に示すフローチャ
ートと共に説明する。図5は、成形品3がない状態でエ
ジェクタ機構を駆動し、金型の内部負荷のみがサーボモ
ータMに加わるときの基本データを得るときのサーボC
PU32が所定周期毎行う処理のフローチャートであ
る。
【0028】まず、ディスプレイ付手動データ入力装置
39の設定画面等より基本データ収集モードに設定し、
射出成形機を成形しない状態で作動させ成形品3がない
状態でエジェクタ機構をサーボモータMで駆動して、そ
のときのサーボモータのサーボ制御手段中(この実施形
態では、サーボ制御手段をサーボCPU32と位置、速
度、電流(トルク)のループ制御を行うプログラムで構
成している)に組み込まれた外乱推定オブザーバにより
負荷を推定し、記憶するようにしている。
【0029】サーボCPU32は図5に示す処理を所定
周期毎実行し、まず基本データ収集モードに設定された
とき立てられるフラグF1が「1」か判断する(ステッ
プS1)。基本データ収集モードでなければ、このフラ
グF1は「0」であり、このときはこの処理を終了す
る。一方、基本データ収集モードに設定されフラグF1
が「1」のときは、射出成形機をシーケンス制御するP
MC CPU31の指令より、エジェクタ開始又は動作
中か判断し(ステップS2)、エジェクタ開始又は動作
中でなければ、このままこの処理を終了する。エジェク
タ開始又は動作中であれば、エジェクタ位置pを検出す
る(ステップS3)。このエジェクタ位置pは、エジェ
クタ機構を駆動するサーボモータMに取り付けられた位
置・速度検出器21からのフィードバック信号に基づい
て得られる現在位置記憶レジスタに記憶する位置(又は
サーボモータMへの指令値を累積した現在位置レジスタ
より得られる位置)によって求められる。そして、検出
したエジェクタ位置pを不揮発性メモリで構成されるデ
ータ保存用RAM34に設けられた図7に示すようにテ
ーブルTAの指標iの値に対応する位置記憶メモリ部に
位置P(i)として記憶する(ステップS4)。なお、
この指標iは基本データ収集モードに設定されたとき
「0」に設定されている。
【0030】次に、負荷eを検出する(ステップS
5)。この負荷は、本実施形態では、サーボ制御手段中
に組み込まれたプログラムによる外乱推定オブザーバに
よってサーボモータMに加わる負荷トルクを推定し、こ
の推定された負荷トルクをエジェクタ機構に加わる負荷
として求める。この外乱推定オブザーバによって負荷を
推定する処理はすでに周知であるので省略する(特開平
10−119107号公報等参照)。この検出した負荷
eはテーブルTAの指標iの値に対応する負荷記憶メモ
リ部に基本負荷Es(i)として記憶する(ステップS
6)。
【0031】次に、突き出しが完了したか、すなわち設
定された突出位置までエジェクタ機構が駆動されたか判
断し(ステップS7)、突き出しが完了してなければ、
指標iを「1」インクリメントし(ステップS10)、
当該周期の処理を終了する。次の周期からは、エジェク
タ機構が動作中であるから、突き出し完了が検出される
まで、ステップS1〜S7、S10の処理を繰り返し実
行し、エジェクタ位置P(i)、負荷Es(i)を指標i
に対応してテーブルTAに記憶して行く。
【0032】そして、ステップS7で、突き出し完了が
検出されると、指標i、フラグF1を「0」にセットし
(ステップS8、S9)、当該周期の処理を終了する。
次の周期からは、フラグF1が「0」となっていること
から、ステップS1の処理を行って、この周期の処理を
終了することになる。
【0033】以上の処理によって、不揮発性メモリで構
成されるデータ保存用RAM34には図7に示されるよ
うな指標iに対応するエジェクタの位置P(i)、検出
基本負荷Es(i)を記憶するテーブルTAが得られる。
このテーブルTAにおいて、指標iは、エジェクト開始
から所定周期毎に「1」インクリメントされるものであ
るから、上記所定周期を1単位で示されるエジェクト開
始からの経過時間を意味する。その結果、指標iで示さ
れるエジェクト開始からの経過時間に対するエジェクト
位置P(i)、検出基本負荷Es(i)がこのテーブルT
Aに記憶されることになる。
【0034】次に、離型力の測定及びこの測定した離型
力に基づいて成形動作、エジェクト動作の異常、成形品
の良否判別等を行うを処理について説明する。まず、図
9に示すような離型力表示・設定画面をディスプレイ付
手動データ入力装置39に表示して、成形品等の良否判
別するためのエジェクタ位置の監視上限値PU、監視下
限値PLを設定する。又、成形品の良否等を判別する基
準値としての離型力(偏差)の上限値Dlmtを設定す
る。この設定に基づいて、表示画面には図9に示すよう
に、監視上限値PU、監視下限値PL、偏差(離型力)
の上限値Dlmtの設定値が表示されると共にグラフ表示
される。なお、この監視上限値PU、監視下限値PL、
上限値Dlmtの設定のための目安については後述する。
【0035】射出成形機を判定モードにして射出成形動
作を開始させると、サーボCPU32は図6に示す処理
を判定処理を所定周期毎実行する。まず、判定モードか
否か判断し(ステップT1)、判定モードが設定されて
いなければ、このままこの処理を終了し、判定モードに
設定されていれば、データ収集中を記憶するフラグF2
が「1」にセットされているか判別し(ステップT
2)、「1」にセットされていなければ、PMC CP
U31からエジェクタ開始の指令が出されたか判別し
(ステップT3)、エジェクタ開始指令が出力されてい
なければ、この処理を終了する。一方、エジェクタ開始
指令が出力されていれば、フラグF2を「1」にセット
しデータ収集中を記憶し(ステップT4)、外乱推定オ
ブザーバで求められる負荷eを読み取り、データ保存用
RAM34に設けられた図8に示すようにテーブルTB
の指標i(なおこの指標iは電源投入時に「0」にセッ
トされている)の値に対応する負荷データのメモリ部に
負荷E(i)として記憶する(ステップT5、T6)。
【0036】次にこの指標iの値に対応する基本データ
を記憶するテーブルTAの指標iの値の位置に記憶する
基本負荷データEs(i)を読みだし、ステップT5で求
めた負荷eから読み出した基本負荷データEs(i)を減
じて偏差D(i)を求め、テーブルTBの指標iで偏差
を記憶するメモリ位置に記憶する(ステップT7)。
又、ディスプレイ付手動データ入力装置39の表示画面
に、エジェクタ位置P(i)に対応して求めた偏差D
(i)を図9に示すようにグラフ表示する(ステップT
8)。なお、負荷e(=E(i))でステップT5で求
めたものは成形品が金型にあるときの負荷で、基本負荷
データEs(i)は成形品がないときの負荷であるから、
この偏差D(i)は、前述したように金型から成形品が
離脱するときの離型力を示すものとなる。
【0037】次に、この指標iに対してテーブルTAに
記憶にするエジェクタ位置P(i)が設定された監視下
限値PLと監視上限値PUの間にあるか判断し(ステッ
プT9)、この監視幅内にない場合には、エジェクタに
よる突き出しが完了したか(エジェクタ機構が設定され
ているストロークの前進位置まで移動したか)を判断し
(ステップT16)、前進していなければ、指標iを1
インクリメントして(ステップT15)、当該周期の処
理を終了する。
【0038】なお、ステップT9では、指標iに対して
テーブルTAに記憶にするエジェクタ位置P(i)を読
み出して、この位置が設定監視幅内かの判断を行った
が、この図6で示すデータ判定処理においても、各周期
毎エジェクタ位置P(i)を検出し、この検出位置P
(i)に基づいて設定監視幅内にあるかの判断を行って
もよい。又、この検出したエジェクタ位置P(i)をテ
ーブルTBに記憶するようにしてもよい。エジェクタ開
始から所定周期毎のエジェクタ位置P(i)は、基本デ
ータを得るときの成形品がない状態でのエジェクト動作
のときも(図5の処理とき)、成形品があるときのエジ
ェクタ動作のときも(図6の処理とき)、実質的差はな
いとして、どちらか一方のエジェクタ位置P(i)を用
いればよいものであり、この実施形態では基本データを
得たときに同時に得られたエジェクタ位置P(i)を用
いている。
【0039】次の周期からは、フラグF2が「1」にセ
ットされているから、エジェクタ位置P(i)が監視幅
内に達するまでは(なお、エジェクタの突き出し完了は
監視幅領域を超えてからしか検出されない)、ステップ
T1,T2、T5〜T9、T16、T15の処理を各周
期毎実行する。そして、ステップT9でエジェクタ位置
P(i)が監視下限値PL以上となり監視幅内に入る
と、ステップT7で求めた偏差D(i)(=離型力)が
レジスタに記憶する最大偏差Dmaxを超えているか判断
する(ステップT10)。なお、この最大偏差Dmaxを
記憶するレジスタは、電源投入時の初期化処理で最初は
「0」にセットされている。
【0040】偏差D(i)(=離型力)がレジスタに記
憶する最大偏差Dmaxより大きいと、この検出偏差D
(i)を最大偏差Dmaxとしてレジスタに記憶する(ス
テップT11)。そして、この最大偏差Dmaxは図9に
示すようにディスプレイ付手動データ入力装置39の表
示画面に数値で表示する(ステップT12)。又、ステ
ップT10で、偏差D(i)がレジスタに記憶する最大
偏差Dmax以下のときには、ステップT11,T12の
処理を行わず、次のステップT13へ移行する。
【0041】次のステップT13では、レジスタに記憶
する最大偏差Dmaxが設定されている偏差の上限値Dlmt
を超えていないか判断し、超えていなければ、指標iを
1インクリメントして(ステップT15)、当該周期の
処理を終了する。又、ステップT13で最大偏差Dmax
が上限値Dlmtを超えていることが検出されると、成形
異常、成形品不良、エジェクト動作異常等を意味するの
で異常信号(アラーム)ALMをセットする(ステップ
T14)。
【0042】以下、エジェクタ位置P(i)が監視上限
PUを超えるまで、ステップT1、T2、T5〜T15
の処理を各周期毎実行する。その後、エジェクタ位置P
(i)が監視上限PUを超えたことが検出されると、ス
テップT9からステップT16に移行し、突き出し完了
かを判断し、完了していなければ、ステップT15に移
行して指標iを1インクリメントして当該処理周期の処
理を終了する。以下、突き出し完了が検出されるまで、
ステップT1、T2、T5〜T9、T16、T15の処
理を各周期毎実行する。
【0043】そして、突き出し完了が検出されると、指
標iを「0」にセットし(ステップT17)、レジスタ
に記憶する最大偏差Dmaxを「0」にセットする(ステ
ップT18)。なお、この最大偏差Dmaxを記憶するレ
ジスタは「0」にセットされても、ディスプレイ付手動
データ入力装置39の画面への書き換え処理はこのステ
ップT18では行われない。又、異常信号(アラーム)
ALMを「0」にセットし(ステップT19)、フラグ
F2を「0」にセットし(ステップT20)、当該周期
の処理を終了する。
【0044】次の周期からは、フラグF2を「0」にセ
ットされているからステップT1、T2、T3と移行
し、エジェクト開始指令がPMC CPU31から出力
されていなければ、当該周期の処理を終了する。そし
て、次のエジェクト指令がPMC CPU31から出力
されると前述した処理を開始することになる。
【0045】このようにして、ディスプレイ付手動デー
タ入力装置39の表示画面には図9に示すように、成形
したときと、成形しないときのエジェクタ機構を駆動す
るサーボモータMに加わる負荷(外乱推定オブザーバに
よる推定負荷トルク)の偏差D(i)をエジェクタ開始
から所定周期毎求め、グラフ表示し、かつ設定されてい
る監視幅内で、設定されているこの偏差の上限値Dlmt
を検出偏差D(i)が超えていないかを判別することに
なる。又、離型力である偏差D(i)の検出は、上記実
施形態では、エジェクト開始から、突き出し完了まで行
うようにしたが、少なくとも、上記異常を監視するため
の監視下限PLと監視上限PUの監視領域のみ、この離
型力である偏差D(i)を測定検出するようにしてもよ
い。
【0046】なお、この実施形態では、エジェクト開始
からの所定周期毎のエジェクタ機構の位置P(i)は、
成形したとき及び成形しないときではずれがないとし
て、エジェクタ開始から計数して同一周期数の位置はほ
ぼ同一で位置ずれはないとしている。すなわち、周期数
を示す指標iが同じであれば、エジェクタ位置P(i)
は同一として、その時検出された負荷E(i)の差を偏
差D(i)として、エジェクタ位置P(i)に対応させ
てこの偏差D(i)をグラフ表示している。
【0047】上述した位置ずれは問題とならないもので
あるが、CPUの処理能力が大きいとき等の場合では、
図6で示す処理中も各周期毎エジェクタ位置P(i)を
求め記憶し、この求めた位置P(i)より内挿又は外挿
処理を行いテーブルTAに記憶された位置に対応する負
荷を求め、これにより偏差を求めて、この偏差を表示、
及び異常判別に使用するようにしてもよい。
【0048】又、上述したように、エジェクト開始から
経過時間が同一であれば、エジェクタ位置もほぼ同一で
あるから、エジェクタ位置ではなく経過時間に応じた上
記偏差(離型力)を求めるようにしてもよい。すなわ
ち、エジェクト開始からの処理周期単位での経過時間を
示す指標i毎に上記偏差(離型力)を求めてもよいもの
である。しかし、異常を監視するための監視上限PU、
監視下限PLは、時間(指標の値等)よりも、エジェク
タ位置で設定する方がわかりやすいことから、本実施形
態ではエジェクタ位置に対応させて、各負荷を求め、成
形品があるときと無いときの偏差を離型力として求める
ようにしたものである。
【0049】さらに又、監視下限PL、監視上限PU、
離型力(偏差)の上限値Dlmtを設定するには、例え
ば、最初適当に設定し、図9に示すような偏差(離型
力)D(i)を表示し、この表示データ等に基づいて、
異常を監視するための監視下限PL、監視上限PU、離
型力(偏差)の上限値Dlmtを設定するようにすればよ
い。
【0050】なお、上記実施形態では、離型力を求める
ために、エジェクタ機構に加わる負荷を該エジェクタ機
構を駆動するサーボモータMに加わる負荷として、該サ
ーボモータのサーボ制御手段内に外乱推定オブザーバを
組み込み、プログラムのみでこの負荷を推定して求める
ようにした。そのため特別なハードウエアセンサを必要
としないというメリットがある。当然、ひずみゲージ等
のセンサを使用してエジェクタ機構に加わる負荷を直接
検出するようにしてもよいことはもちろんである。特
に、エジェクタ機構をモータでは無く、油圧機構等の他
の駆動手段で駆動するときには、このようにセンサでエ
ジェクタ機構に加わる負荷を、上記実施形態の外乱推定
オブザーバによる検出負荷に代えて検出し、離型力を検
出するようにしてもよい。又、サーボモータMに加わる
負荷はその出力トルクに比例し、駆動電流に比例する。
又、サーボモータを制御するために、駆動電流は検出器
で検出されているものであるから、この駆動電流をエジ
ェクタ機構に加わる負荷に比例するデータとして検出
し、この駆動電流によって、離型力を測定するようにし
てもよい。この場合、サーボモータを下限速するときの
駆動電流を考慮する必要があるが、加速、減速はエジェ
クタ機構の突き出し開始時と突き出し完了時の近傍で発
生するものであるから、上記監視下限PL、監視上限P
U、を適切に選択すれば、この加減速の影響を排除する
ことができる。
【0051】
【発明の効果】本発明は、離型力以外の力を極力排除し
て、より正確な離型力を測定することができる。その結
果、離型力で成形品の良否判別、成形状態の判別、エジ
ェクト機構動作の異常状態の判別等をより正確に行うこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を適用する電動式エジェク
タ機構部の説明図である。
【図2】同実施形態における金型内のエジェクタ機構の
詳細図である。
【図3】同実施形態におけるエジェクタ機構を駆動した
とき、このエジェクタ機構を駆動するサーボモータに加
わる負荷の説明図である。
【図4】同実施形態における射出成形機を制御する制御
装置の要部ブロック図である。
【図5】同実施形態における成形をせずにエジェクタ機
構を駆動して取得する基本データ収集処理のフローチャ
ートである。
【図6】同実施形態において成形を行いエジェクタ機構
を駆動して取得する離型力及び異常判定の処理のフロー
チャートである。
【図7】同実施形態における基本データを記憶するテー
ブルの説明図である。
【図8】同実施形態における成形したときのエジェクタ
機構に加わる負荷データ及び離型力を示す偏差データを
記憶するテーブルの説明図である。
【図9】同実施形態における離型力表示・設定画面の説
明図である。
【符号の説明】
1 可動盤 2 金型 3 成形品 4、6 プーリ 5 ベルト 7 ボールネジ 8 ボールナット 9 エジェクタロッド 10 エジェクタプレート 11 エジェクタピン 12 バネ 100 射出成形機の制御装置 M エジェクタ機構を駆動するサーボモータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡邊 広 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580番 地 ファナック株式会社内 Fターム(参考) 4F202 AP01 CA11 CM02 CM90 4F206 AP01 JA07 JL01 JL02 JN41 JP12 JT06 JT33

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 射出成形機における成形品の離型力測定
    方法であって、成形を行わないでエジェクタ機構を駆動
    し、所定時間毎又はエジェクタ機構の所定位置毎に、前
    記エジェクタ機構に加わる負荷を求めて記憶し、成形を
    実行して前記エジェクタ機構を駆動し、所定時間毎又は
    エジェクタ機構の所定位置毎に、前記エジェクタ機構に
    加わる負荷を求め、記憶された成形を行わないときの前
    記負荷と成形を行ったときの前記負荷との差を成形品の
    離型力とし、該離型力を所定時間毎又は所定位置毎に求
    めるようにした成形品離型力測定方法。
  2. 【請求項2】 エジェクタ動作の所定区間において前記
    離型力を求める請求項1記載の成形品離型力測定方法。
  3. 【請求項3】 上記負荷は、エジェクタ機構に加わる負
    荷を検出するセンサによって求める請求項1又は請求項
    2記載の成形品離型力測定方法。
  4. 【請求項4】 サーボモータでエジェクタ機構を駆動
    し、サーボモータによる駆動力を前記負荷として求める
    請求項1又は請求項2記載の成形品離型力測定方法。
  5. 【請求項5】 サーボモータによる駆動力はサーボモー
    タの制御プログラムに基づいて求める請求項4記載の成
    形品離型力測定方法。
  6. 【請求項6】 射出成形機における成形品の離型力測定
    装置であって、前記エジェクタ機構に加わる負荷を求め
    る手段と、該求めた負荷を記憶する記憶手段と、成形を
    行わないでエジェクタ機構を駆動し、所定時間毎又はエ
    ジェクタ機構の所定位置毎に、求められた前記エジェク
    タ機構に加わる負荷を前記記憶手段に記憶させる手段
    と、成形を実行して前記エジェクタ機構を駆動し、所定
    時間毎又はエジェクタ機構の所定位置毎に、前記エジェ
    クタ機構に加わる負荷を求め、この負荷と前記記憶され
    た成形を行わないときの前記負荷との差を成形品の離型
    力とし、該離型力を所定時間毎又は所定位置毎に求める
    手段を備えた成形品離型力測定装置。
  7. 【請求項7】 前記離型力を求めるエジェクタ動作の区
    間を設定する手段を備えた請求項6記載の成形品離型力
    測定装置。
  8. 【請求項8】 前記エジェクタ機構に加わる負荷を求め
    る手段は、エジェクタ機構に設けられた力センサである
    請求項6又は請求項7記載の成形品離型力測定装置。
  9. 【請求項9】 サーボモータでエジェクタ機構を駆動
    し、サーボモータによる駆動力を前記負荷として求める
    サーボモータの駆動力検出手段を備えた請求項6又は請
    求項7記載の成形品離型力測定装置。
  10. 【請求項10】 サーボモータの駆動力検出手段は、サ
    ーボモータの制御プログラムに基づく検出手段である請
    求項9記載の成形品離型力測定装置。
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