JP2003231154A - Injection device - Google Patents

Injection device

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JP2003231154A
JP2003231154A JP2002032612A JP2002032612A JP2003231154A JP 2003231154 A JP2003231154 A JP 2003231154A JP 2002032612 A JP2002032612 A JP 2002032612A JP 2002032612 A JP2002032612 A JP 2002032612A JP 2003231154 A JP2003231154 A JP 2003231154A
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JP
Japan
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injection
linear
linear motors
injection screw
control
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Pending
Application number
JP2002032612A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuhito Ogura
勝仁 小椋
Kazuto Tomikawa
和人 富川
Katsuyoshi Kido
克芳 木戸
Harumichi Tokuyama
晴道 徳山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shibaura Machine Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Machine Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Machine Co Ltd filed Critical Toshiba Machine Co Ltd
Priority to JP2002032612A priority Critical patent/JP2003231154A/en
Publication of JP2003231154A publication Critical patent/JP2003231154A/en
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C2045/1784Component parts, details or accessories not otherwise provided for; Auxiliary operations not otherwise provided for
    • B29C2045/1792Machine parts driven by an electric motor, e.g. electric servomotor
    • B29C2045/1793Machine parts driven by an electric motor, e.g. electric servomotor by an electric linear motor

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an injection device with a simplified constitution of a control system for driving a plurality of linear motors, in an injection device which directly drives an injection screw by a plurality of linear motors. <P>SOLUTION: This injection device comprises a heating barrel equipped with a nozzle at the tip, an injection screw to inject a molten molding material accumulated in the heating barrel from the nozzle by moving the injection screw forward, a plurality of electrically independent linear motors LM1 to LM4 to move the injection screw forward/backward, a single linear scale 90 to detect the positions of the injection screw and a plurality of the linear motors, and a control device 100 to drive a plurality of the linear motors, based on information on the positions of the linear motors detected by the linear scale 90. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、射出スクリューの
駆動源にリニアモータを用いた射出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an injection device using a linear motor as a drive source for an injection screw.

【0002】[0002]

【従来の技術】射出成形機の射出装置は、成形材料を溶
融蓄積した加熱バレル内で射出スクリューを前進させ、
加熱バレルの先端のノズルから成形材料を射出する。こ
の射出スクリューの駆動方式としては、たとえば、リニ
アモータにより直接駆動する方式が知られている。射出
スクリューをリニアモータで直接駆動すると、効率、耐
久性、応答性等の点で、他の駆動方式よりも優れてい
る。しかしながら、リニアモータは、出力が比較的小さ
い。このため、複数のリニアモータを用いて大出力を実
現する射出装置が提案されている。
2. Description of the Related Art An injection device of an injection molding machine advances an injection screw in a heating barrel in which a molding material is melted and accumulated,
The molding material is injected from the nozzle at the tip of the heating barrel. As a driving method of this injection screw, for example, a method of directly driving by a linear motor is known. Directly driving the injection screw with a linear motor is superior to other drive systems in terms of efficiency, durability, responsiveness, and the like. However, the output of the linear motor is relatively small. For this reason, an injection device has been proposed that realizes a large output by using a plurality of linear motors.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、複数のリニ
アモータを射出装置に用いた場合、各リニアモータの位
置や速度をリニアスケールにより検出し、当該各リニア
モータを制御する必要があるため、制御系が複雑になる
という不利益が存在した。また、各リニアモータにそれ
ぞれリニアスケールを設けると、射出装置が大型化し、
コストが嵩むという不利益も存在した。一方、成形条件
によっては、複数のリニアモータの全てを使用しなくて
も必要な出力を得られる場合もあり、このような場合
に、全てのリニアモータを使用すると、消費電力が嵩む
という不利益も存在した。
By the way, when a plurality of linear motors are used in an injection device, it is necessary to detect the position and speed of each linear motor by a linear scale and control each linear motor. There was a disadvantage that the system became complicated. In addition, if each linear motor is equipped with a linear scale, the injection device becomes larger,
There was also the disadvantage of increased costs. On the other hand, depending on the molding conditions, the required output may be obtained without using all of the plurality of linear motors. In such a case, using all the linear motors has the disadvantage of increasing power consumption. Also existed.

【0004】本発明は、上述した従来の課題に鑑みてな
されたものであって、その目的は、射出スクリューを複
数のリニアモータで直接駆動する射出装置において、複
数のリニアモータを駆動する制御系の構成が簡素化され
た射出装置を提供することにある。本発明の他の目的
は、省電力化が可能で、射出スクリューの推進力の精密
な制御が可能な射出装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object thereof is to provide a control system for driving a plurality of linear motors in an injection device in which an injection screw is directly driven by a plurality of linear motors. An object of the present invention is to provide an injection device having a simplified structure. Another object of the present invention is to provide an injection device capable of saving power and capable of precisely controlling the propulsive force of an injection screw.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、成形材料を金
型内に射出、充填する射出成形機の射出装置であって、
先端にノズルを備えた加熱バレルと、前記加熱バレルに
挿入され、当該加熱バレル内に溶融蓄積された成形材料
を前進動よって前記ノズルから射出させる射出スクリュ
ーと、前記射出スクリューと共通に連結され、当該射出
スクリューを前後進させる電気的にそれぞれ独立した複
数のリニアモータと、前記スクリューおよび前記複数の
リニアモータの位置を検出する単一のリニアスケール
と、前記リニアスケールの検出する位置情報に基づい
て、前記複数のリニアモータを駆動する制御手段とを有
する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is an injection device of an injection molding machine for injecting and filling a molding material into a mold,
A heating barrel having a nozzle at its tip, an injection screw that is inserted into the heating barrel and injects the molding material melted and accumulated in the heating barrel from the nozzle by forward movement, and is commonly connected to the injection screw, Based on a plurality of electrically independent linear motors that move the injection screw forward and backward, a single linear scale that detects the positions of the screws and the plurality of linear motors, and position information that the linear scale detects. , And control means for driving the plurality of linear motors.

【0006】好適には、前記制御手段は、前記複数のリ
ニアモータのうち、成形材料の前記金型への充填、保圧
に必要な前記射出スクリューの推進力を満足するのに必
要最小限のリニアモータを選択し、選択したリニアモー
タのみを駆動制御する。
[0006] Preferably, the control means is a minimum of the plurality of linear motors required to satisfy the propulsive force of the injection screw required for filling the mold with the molding material and maintaining the pressure. Select a linear motor and drive and control only the selected linear motor.

【0007】本発明では、射出スクリュは、複数のリニ
アモータに共通に連結されており、この射出スクリュー
の推進力は各リニアモータの推進力の和となる。射出ス
クリューと各リニアモータの位置は、単一のリニアスケ
ールで検出され、この単一のリニアスケールで検出され
た位置情報に基づいて各リニアモータが制御手段によっ
て駆動制御される。さらに、上記の単一のリニアスケー
ルによって射出スクリューの位置情報も取得される。
In the present invention, the injection screw is commonly connected to a plurality of linear motors, and the propulsive force of this injection screw is the sum of the propulsive forces of the respective linear motors. The positions of the injection screw and each linear motor are detected by a single linear scale, and each linear motor is drive-controlled by the control means based on the position information detected by this single linear scale. Further, the position information of the injection screw is also acquired by the single linear scale described above.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。第1実施形態 図1は、本発明の射出装置が適用される射出成形機の基
本構成の一例を示す図である。図1に示す射出成形機1
は、ベース2上に設置された型締装置3と、射出装置4
0とを有する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First Embodiment FIG. 1 is a diagram showing an example of a basic configuration of an injection molding machine to which the injection device of the present invention is applied. Injection molding machine 1 shown in FIG.
Is a mold clamping device 3 installed on the base 2 and an injection device 4
Has 0 and.

【0009】型締装置3は、支持盤4と、移動盤5と、
移動盤5に固定された移動金型80と、固定盤6と、固
定盤6に固定された固定金型81と、支持盤4と移動盤
5とを連結するトグル機構8とを有する。
The mold clamping device 3 includes a support plate 4, a moving plate 5,
It has a movable die 80 fixed to the movable platen 5, a fixed platen 6, a fixed die 81 fixed to the fixed platen 6, and a toggle mechanism 8 connecting the support platen 4 and the movable platen 5.

【0010】支持盤4は、ベース2上に位置調整可能に
設けられており、移動金型5を介して固定盤6と水平方
向に配置された4本のタイバー7によって連結されてい
る。タイバー7は移動盤5に形成された図示しない貫通
孔に挿入されている。支持盤4は、トグル機構8によっ
て移動盤5と連結されている。トグル機構8は、複数の
リンク8a,8b,8cおよびクロスヘッド8dを有す
る。リンク8aの一端は支持盤4に回転可能に連結さ
れ、他端はリンク8bおよびリンク8cの一端に回転可
能に連結されている。リンク8bの他端は移動盤5に回
転可能に連結されている。リンク8cの他端はクロスヘ
ッド8dに回転可能に連結されている。
The support board 4 is provided on the base 2 so that its position can be adjusted, and is connected to the fixed board 6 via a movable die 5 by four tie bars 7 arranged in the horizontal direction. The tie bar 7 is inserted into a through hole (not shown) formed in the moving platen 5. The support board 4 is connected to the moving board 5 by a toggle mechanism 8. The toggle mechanism 8 has a plurality of links 8a, 8b, 8c and a crosshead 8d. One end of the link 8a is rotatably connected to the support board 4, and the other end is rotatably connected to one ends of the links 8b and 8c. The other end of the link 8b is rotatably connected to the movable platen 5. The other end of the link 8c is rotatably connected to the crosshead 8d.

【0011】クロスヘッド8dは、直動軸16と連結さ
れている。この直動軸16は、支持盤4の背面側に設け
られたリニアモータ15に連結されており、リニアモー
タ15によって矢印A1およびA2で示す型開閉方向に
直動する。直動軸16が矢印A1で示す型開方向に移動
すると、リンク8a,8b,8cが連動し、移動盤5が
タイバー7に沿って型開方向A1に移動する。直動軸1
6が矢印A2で示す型閉方向に移動すると、リンク8
a,8b,8cが連動し、移動盤5が型閉方向A2に移
動し、移動金型80と固定金型81との型閉が行われ
る。移動金型80と固定金型81とが型閉された状態か
らさらに直動軸16が型閉方向A2に移動すると、トグ
ル機構8は自己ロックし、移動金型80と固定金型81
との型締が行われる。
The crosshead 8d is connected to the linear drive shaft 16. The linear drive shaft 16 is connected to a linear motor 15 provided on the back side of the support board 4, and is linearly moved by the linear motor 15 in the mold opening / closing directions indicated by arrows A1 and A2. When the linear motion shaft 16 moves in the mold opening direction indicated by the arrow A1, the links 8a, 8b, 8c are interlocked, and the movable platen 5 moves along the tie bar 7 in the mold opening direction A1. Linear axis 1
When 6 moves in the mold closing direction indicated by arrow A2, link 8
The a, 8b, and 8c are interlocked, the movable platen 5 moves in the mold closing direction A2, and the movable mold 80 and the fixed mold 81 are closed. When the linear motion shaft 16 further moves in the mold closing direction A2 from the state where the movable mold 80 and the fixed mold 81 are closed, the toggle mechanism 8 self-locks, and the movable mold 80 and the fixed mold 81.
The mold is clamped.

【0012】4本のタイバー7の支持盤4側の端部に
は、図示しないねじが形成されており、支持盤4にはこ
のタイバー7のねじが螺合する図示しないナットが回転
可能に設けられている。これらのナットは、支持盤4の
背面側に設けられた歯車列19を介して支持盤4に固定
された型厚調整用モータ18によって同期して回転可能
になっている。この型厚調整用モータ18の回転量を制
御することにより、支持盤4の型開閉方向A1およびA
2の位置調整が可能となっている。支持盤4の位置は、
移動金型80と固定金型81の型開閉方向A1およびA
2の厚さに応じて、トグル機構8が自己ロックしたとき
に所望の型締力が得られるように調整される。
Screws (not shown) are formed at the ends of the four tie bars 7 on the side of the support board 4, and a nut (not shown) with which the screws of the tie bars 7 are screwed is rotatably provided on the support board 4. Has been. These nuts can be rotated synchronously by a mold thickness adjusting motor 18 fixed to the support board 4 via a gear train 19 provided on the back surface side of the support board 4. By controlling the amount of rotation of the die thickness adjusting motor 18, the die opening / closing directions A1 and A of the support board 4 are controlled.
2 position adjustment is possible. The position of the support board 4 is
Mold opening / closing directions A1 and A of the movable mold 80 and the fixed mold 81
According to the thickness of 2, the toggle mechanism 8 is adjusted so as to obtain a desired mold clamping force when the toggle mechanism 8 self-locks.

【0013】移動盤5は、タイバー7に沿って移動自在
に設けられており、移動金型80を保持している。この
移動盤5の背面側には、移動金型80の型面に突出可能
に設けられた押出ピン11を駆動するリニアモータ10
が設けられている。押出ピン11は、移動金型80と固
定金型81との間に形成されるキャビティC内で成形さ
れた成形品を移動金型80から押し出すために設けられ
ている。
The movable platen 5 is provided so as to be movable along the tie bar 7 and holds a movable mold 80. On the back side of the movable platen 5, a linear motor 10 for driving an extrusion pin 11 provided so as to project on the mold surface of the movable mold 80.
Is provided. The push-out pin 11 is provided to push out the molded product molded in the cavity C formed between the movable mold 80 and the fixed mold 81 from the movable mold 80.

【0014】固定盤6は、ベース2上に固定されてお
り、固定金型81を移動金型80に対向するように保持
している。この固定盤6の背面側に射出装置40が配置
されている。
The fixed platen 6 is fixed on the base 2 and holds a fixed mold 81 so as to face the movable mold 80. An injection device 40 is arranged on the back side of the stationary platen 6.

【0015】射出装置40は、先端に成形材料を射出す
るノズル51を備えた加熱バレル50と、この加熱バレ
ル50内に挿入された射出スクリュー53と、この射出
スクリュー53を回転させる計量用モータ46と、射出
スクリュー53を矢印B1およびB2で示す方向に直動
させる駆動部60とを有する。
The injection device 40 has a heating barrel 50 having a nozzle 51 for injecting a molding material at its tip, an injection screw 53 inserted in the heating barrel 50, and a measuring motor 46 for rotating the injection screw 53. And a drive unit 60 for directly moving the injection screw 53 in the directions indicated by arrows B1 and B2.

【0016】加熱バレル50は、可動台41上に固定さ
れており、可動台41とともに矢印C1およびC2で示
す水平方向に移動する。この加熱バレル50の外周部に
は、ヒータ52が設けられており、このヒータ52によ
って加熱バレル50は所定温度に加熱される。加熱バレ
ル50には、成形材料を収容するためのホッパ56が固
定されており、このホッパ56に収容された樹脂材料か
らなる成形材料が加熱バレル50内に供給される。
The heating barrel 50 is fixed on the movable table 41 and moves together with the movable table 41 in the horizontal direction indicated by arrows C1 and C2. A heater 52 is provided on the outer peripheral portion of the heating barrel 50, and the heating barrel 50 heats the heating barrel 50 to a predetermined temperature. A hopper 56 for containing a molding material is fixed to the heating barrel 50, and the molding material made of a resin material housed in the hopper 56 is supplied into the heating barrel 50.

【0017】可動台41はベース2上に矢印C1および
C2で示す水平方向に移動可能に設けられている。この
可動台41に固定された連結部材41aにベース2上に
回転自在に支持されたねじ軸49が螺合されている。ね
じ軸49の一端には、ノズルタッチ用ギヤードモータ4
8が接続されている。ノズルタッチ用ギヤードモータ4
8を駆動制御することにより、可動台41が移動し、加
熱バレル50が水平方向C1およびC2に移動位置決め
される。これにより、加熱バレル50のノズル51の固
定金型6の背面への接触およびノズル51の固定金型6
の背面からの後退が行われる。
The movable base 41 is provided on the base 2 so as to be movable in the horizontal direction indicated by arrows C1 and C2. A screw shaft 49 rotatably supported on the base 2 is screwed to a connecting member 41 a fixed to the movable base 41. Nozzle touch geared motor 4 is provided at one end of screw shaft 49.
8 is connected. Geared motor 4 for nozzle touch
By driving and controlling 8, the movable table 41 is moved, and the heating barrel 50 is moved and positioned in the horizontal directions C1 and C2. Thereby, the nozzle 51 of the heating barrel 50 comes into contact with the back surface of the fixed mold 6 and the fixed mold 6 of the nozzle 51.
Retreat from the back of the.

【0018】射出スクリュー53は加熱バレル50内に
挿入され、後端部が駆動部60の出力軸61に回転継ぎ
手48を介して接続されている。出力軸61は、後述す
るように、直動方向B1およびB2に直動する。また、
射出スクリュー53の後端部側にはスプライン47が形
成されており、このスプライン47にプーリ44が嵌合
している。さらに、回転継ぎ手48と出力軸61との間
にはロードセル120が設けられている。このロードセ
ル120は、出力軸61の推進力を検出し、検出信号1
20sを後述する制御装置に出力する。
The injection screw 53 is inserted into the heating barrel 50, and its rear end is connected to the output shaft 61 of the drive unit 60 via the rotary joint 48. The output shaft 61 linearly moves in the linear movement directions B1 and B2 as described later. Also,
A spline 47 is formed on the rear end side of the injection screw 53, and the pulley 44 is fitted to the spline 47. Further, a load cell 120 is provided between the rotary joint 48 and the output shaft 61. The load cell 120 detects the propulsive force of the output shaft 61 and outputs the detection signal 1
20s is output to the control device mentioned later.

【0019】一方、駆動部60側には、計量用モータ4
6が固定されており、この計量用モータ46の出力軸に
プーリ45が固定されている。プーリ45とプーリ44
との間には、タイミングベルト43が巻回されている。
計量用モータ46を駆動制御することにより、計量用モ
ータ46の回転がプーリ45,44を介して射出スクリ
ュー53に伝達され、射出スクリュー53が回転する。
この射出スクリュー53の回転によってホッパ56から
供給される成形材料が加熱バレル50のノズル51側に
向けて搬送されつつ溶融され、射出スクリュー53の回
転量に応じた量の成形材料が加熱バレル50の先端部に
蓄積にされる。
On the other hand, the measuring motor 4 is provided on the drive unit 60 side.
6 is fixed, and the pulley 45 is fixed to the output shaft of the measuring motor 46. Pulley 45 and pulley 44
A timing belt 43 is wound between and.
By driving and controlling the measuring motor 46, the rotation of the measuring motor 46 is transmitted to the injection screw 53 via the pulleys 45 and 44, and the injection screw 53 rotates.
By the rotation of the injection screw 53, the molding material supplied from the hopper 56 is melted while being conveyed toward the nozzle 51 side of the heating barrel 50, and the molding material of an amount corresponding to the rotation amount of the injection screw 53 is heated. Accumulated at the tip.

【0020】駆動部60は、可動台41上に固定されて
おり、出力軸61を直動させるためのリニアモータを複
数備えている。また、駆動部60の出力軸61には、リ
ニアスケール90のスケール91が固定されており、可
動台41上にはリニアスケール90のスケールヘッド9
2がスケール91に対向して固定されている。
The drive unit 60 is fixed on the movable base 41 and is provided with a plurality of linear motors for linearly moving the output shaft 61. Further, the scale 91 of the linear scale 90 is fixed to the output shaft 61 of the drive unit 60, and the scale head 9 of the linear scale 90 is mounted on the movable base 41.
2 is fixed to face the scale 91.

【0021】リニアスケール90は、出力軸61ととも
に移動するリニアスケール90の移動量をスケールヘッ
ド92が検出する。検出信号90sは後述各ドライバに
出力される。
In the linear scale 90, the scale head 92 detects the amount of movement of the linear scale 90 which moves together with the output shaft 61. The detection signal 90s is output to each driver described later.

【0022】ここで、図2は駆動部60の構造を示す断
面図であり、図3は図2に示すA−A線方向の断面図で
ある。図2および図3に示す駆動部60は、板状の可動
部材68と、この可動部材68の上下面に固定された複
数(2個)の磁石67と、各磁石67に対向するように
ケース63の上下に設けられた複数(4個)のコイル6
6とを有する。複数の磁石67とこれらに対向する複数
のコイル66とによって、電気的にそれぞれ独立した複
数(4台)のリニアモータLM1〜LM4が構成されて
いる。
2 is a sectional view showing the structure of the drive unit 60, and FIG. 3 is a sectional view taken along the line AA shown in FIG. The drive unit 60 shown in FIGS. 2 and 3 includes a plate-shaped movable member 68, a plurality (two) of magnets 67 fixed to the upper and lower surfaces of the movable member 68, and a case facing each magnet 67. Multiple (4) coils 6 provided above and below 63
6 and. A plurality (four) of linear motors LM1 to LM4 that are electrically independent of each other are configured by the plurality of magnets 67 and the plurality of coils 66 facing them.

【0023】可動部材68は、一端部に出力軸61が連
結されており、図3に示すように、ケース63の両側に
固定された支持部材71に支持されたリニアガイド70
によって出力軸61の軸方向に沿って移動自在に保持さ
れている。この可動部材68は、たとえば、アルミニウ
ム合金等の軽量で非磁性の材料で形成されている。
The output shaft 61 is connected to one end of the movable member 68, and as shown in FIG. 3, a linear guide 70 supported by support members 71 fixed to both sides of the case 63.
It is movably held along the axial direction of the output shaft 61. The movable member 68 is formed of a lightweight non-magnetic material such as an aluminum alloy.

【0024】複数のコイル66は、ケース63の上面お
よび下面に固定された複数のコイルホルダ65にそれぞ
れ保持されている。これらのコイル66は、三相巻線で
構成され、後述するドライバから独立に三相交流電力が
供給される。また、ケース63の上面および下面に固定
されたコイル66は、可動部材68を間にして対称な位
置に配置されており、可動部材68の直動方向B1およ
びB2に沿って配置されている。
The plurality of coils 66 are held by a plurality of coil holders 65 fixed to the upper surface and the lower surface of the case 63, respectively. These coils 66 are composed of three-phase windings, and three-phase AC power is independently supplied from a driver described later. Further, the coils 66 fixed to the upper surface and the lower surface of the case 63 are arranged at symmetrical positions with the movable member 68 in between, and are arranged along the linear movement directions B1 and B2 of the movable member 68.

【0025】複数の磁石67は、可動部材68の上面お
よび下面にコイル66に対向して固定されており、可動
部材68の直動方向B1およびB2に沿ってN極とS極
とが交互となるように配置されている。また、複数の磁
石67は、可動部材68を間に挟んで対称に配置されて
いる。
The plurality of magnets 67 are fixed to the upper surface and the lower surface of the movable member 68 so as to face the coil 66, and the N pole and the S pole are alternately arranged along the linear movement directions B1 and B2 of the movable member 68. It is arranged to be. Further, the plurality of magnets 67 are arranged symmetrically with the movable member 68 interposed therebetween.

【0026】上記構成の駆動部60では、各リニアモー
タLM1〜LM4のコイル66に適宜電力を供給するこ
とにより、コイル66と磁石67との間に、可動部材6
8を直動方向B1およびB2に移動させる推進力が発生
する。この可動部材68に作用する推進力は、各リニア
モータLM1〜LM4の発生する推進力の合計からな
る。各リニアモータLM1〜LM4を駆動することによ
り、出力軸61が直動し、この出力軸61に連結された
射出スクリュー53が駆動される。
In the drive unit 60 having the above structure, the movable member 6 is provided between the coil 66 and the magnet 67 by appropriately supplying electric power to the coils 66 of the linear motors LM1 to LM4.
Propulsive force is generated to move 8 in the linear movement directions B1 and B2. The propulsive force acting on the movable member 68 is the total of the propulsive forces generated by the linear motors LM1 to LM4. By driving each of the linear motors LM1 to LM4, the output shaft 61 moves linearly, and the injection screw 53 connected to the output shaft 61 is driven.

【0027】図4は、上記構成の射出装置40のリニア
モータLM1〜LM4を駆動する制御系のハードウエア
の構成を示す図である。図4に示すように、リニアモー
タLM1〜LM4の制御系は、複数のリニアモータLM
1〜LM4にそれぞれ接続された複数(4台)のドライ
バ105〜108と、ドライバ105〜108に接続さ
れた制御装置100とを有する。
FIG. 4 is a diagram showing a hardware configuration of a control system for driving the linear motors LM1 to LM4 of the injection device 40 having the above configuration. As shown in FIG. 4, the control system of the linear motors LM1 to LM4 includes a plurality of linear motors LM.
A plurality of (four) drivers 105 to 108 respectively connected to 1 to LM4 and a control device 100 connected to the drivers 105 to 108 are included.

【0028】制御装置100は、プロセッサ101と、
ROM102と、RAM103と、入出力部104とを
有する。ROM102は、プロセッサ101にバスによ
って接続されており、制御装置100を全体的に制御す
るためのシステムプログラムを記憶している。これらの
プログラムをプロセッサ101が実行する。
The control device 100 includes a processor 101,
It has a ROM 102, a RAM 103, and an input / output unit 104. The ROM 102 is connected to the processor 101 by a bus and stores a system program for controlling the control device 100 as a whole. The processor 101 executes these programs.

【0029】RAM103は、プロセッサ101にバス
によって接続されており、制御装置100の制御に必要
な各種データや、射出装置40を制御するためのプログ
ラム等を記憶している。プロセッサ101は、各種デー
タをRAM103から読み出し、各種データをRAM1
03へ書き込みする。また、プロセッサ101は射出装
置40を制御するためのプログラムを実行する。
The RAM 103 is connected to the processor 101 by a bus and stores various data necessary for controlling the control device 100, a program for controlling the injection device 40, and the like. The processor 101 reads various kinds of data from the RAM 103 and sends various kinds of data to the RAM 1
Write to 03. Further, the processor 101 executes a program for controlling the injection device 40.

【0030】入出力部104は、プロセッサ101、各
ドライバ105〜108および上記のロードセル120
に接続される。この入出力部104は、プロセッサ10
1から送出されたリニアモータLM1〜LM4の位置、
速度または推進力を制御するための制御指令を各ドライ
バ105〜108に出力する。入出力部104は、ロー
ドセル120の検出信号120sが入力され、これをプ
ロセッサ101に出力する。これにより、制御装置10
0は、射出装置40の出力軸61に作用する推進力を取
得することができる。入出力部104は、リニアスケー
ル90の検出信号90sやリニアモータLM1〜LM4
の駆動電流等のリニアモータLM1〜LM4の各種状態
量が各ドライバ105〜108から入力され、これらの
状態量をプロセッサ101に出力する。これにより、制
御装置100は、各リニアモータLM1〜LM4の位
置、速度、推進力等の各種情報を取得することができ
る。
The input / output unit 104 includes the processor 101, the drivers 105 to 108, and the load cell 120 described above.
Connected to. The input / output unit 104 is the processor 10
The positions of the linear motors LM1 to LM4 sent from
A control command for controlling the speed or the propulsive force is output to each driver 105-108. The input / output unit 104 receives the detection signal 120s of the load cell 120 and outputs it to the processor 101. Thereby, the control device 10
0 can acquire the propulsive force acting on the output shaft 61 of the injection device 40. The input / output unit 104 includes the detection signal 90s of the linear scale 90 and the linear motors LM1 to LM4.
Various state quantities of the linear motors LM1 to LM4, such as the drive current of the above, are input from the drivers 105 to 108, and these state quantities are output to the processor 101. Thereby, the control device 100 can acquire various information such as the position, speed, and propulsive force of each of the linear motors LM1 to LM4.

【0031】ドライバ105〜108は、それぞれリニ
アモータLM1〜LM4に接続されている。各ドライバ
105〜108には、分配器110を介して上記したリ
ニアスケール90の検出信号90sがそれぞれ入力され
る。また、各ドライバ105〜108には、それぞれリ
ニアモータLM1〜LM4の位置、速度または推進力を
制御するための制御指令が制御装置100の入出力部1
04からそれぞれ入力される。
The drivers 105 to 108 are connected to the linear motors LM1 to LM4, respectively. The detection signal 90s of the linear scale 90 described above is input to each of the drivers 105 to 108 via the distributor 110. Further, control commands for controlling the positions, speeds, or propulsive forces of the linear motors LM1 to LM4 are input to the drivers 105 to 108, respectively, and the input / output unit 1 of the control device 100.
It is input from 04 respectively.

【0032】ここで、図5は各ドライバ105〜108
の制御系の構成の一例を示す図である。図5に示すよう
に、各ドライバ105〜108の制御系は、電流ルー
プ、速度ループ、位置ループから構成されており、位置
制御部201、速度制御部202、電流制御部203、
電力変換部204および速度変換部205を有してい
る。
Here, FIG. 5 shows the drivers 105 to 108.
It is a figure which shows an example of a structure of the control system of FIG. As shown in FIG. 5, the control system of each of the drivers 105 to 108 includes a current loop, a speed loop, and a position loop. The position control unit 201, the speed control unit 202, the current control unit 203,
It has a power conversion unit 204 and a speed conversion unit 205.

【0033】位置制御部201は、制御装置100から
入力される制御指令としての位置指令Pref とリニアス
ケール90の検出した射出スクリュー53(可動部材6
8)の位置情報Pとの偏差を算出し、この偏差に、たと
えば、比例動作を施して速度指令Vref とし速度制御部
202に出力する。
The position controller 201 includes a position command Pref as a control command input from the controller 100 and the injection screw 53 (movable member 6) detected by the linear scale 90.
8) A deviation from the position information P is calculated, and the deviation is subjected to, for example, a proportional operation to output the speed command Vref to the speed control unit 202.

【0034】速度制御部202は、位置制御部201か
らの速度指令Vref と速度変換部205からの速度情報
Vとが入力され、速度指令Vref と速度情報Vとの偏差
を算出し、これに、たとえば比例、積分動作を施して電
流指令Iref とし、電流制御部203に出力する。な
お、速度変換部205は、リニアスケール90から逐次
出力されるパルス信号の単位時間当たりの差分値を算出
して速度Vに変換する。
The speed control unit 202 receives the speed command Vref from the position control unit 201 and the speed information V from the speed conversion unit 205, calculates the deviation between the speed command Vref and the speed information V, and For example, proportional and integral operations are performed to obtain a current command Iref, which is output to the current control unit 203. The speed conversion unit 205 calculates the difference value per unit time of the pulse signals sequentially output from the linear scale 90 and converts the difference value into the speed V.

【0035】電流制御部203は、速度制御部202か
らの電流指令Iref およびリニアスケール90からの位
置情報Pが入力される。また、電流制御部203は接続
されたリニアモータLMのコイル66の3相巻線のうち
の2相(U相およびV相)に設けられた電流センサCt
の検出した電流値Iu ,Iv が入力される。この電流制
御部203は、これら電流指令Iref 、電流値Iu ,I
v およびリニアスケール90からの位置情報Pに基づい
て、リニアモータLMの力率が1となるように、電力変
換部204のスイッチング素子を駆動する駆動信号20
3sを生成し、これを電力変換部204に出力する。
The current control unit 203 receives the current command Iref from the speed control unit 202 and the position information P from the linear scale 90. Further, the current control unit 203 is provided with the current sensor Ct provided in two phases (U phase and V phase) of the three phase windings of the coil 66 of the connected linear motor LM.
The current values Iu and Iv detected by are input. The current control unit 203 uses the current command Iref and the current values Iu, Iu.
Based on the position information P from v and the linear scale 90, the drive signal 20 that drives the switching element of the power conversion unit 204 so that the power factor of the linear motor LM becomes 1.
3s is generated and output to the power conversion unit 204.

【0036】電力変換部204は、たとえば、コンバー
タ部とインバータ部から構成される。コンバータ部は電
源から供給された交流を整流し平滑化して直流に変換す
る。インバータ部は、トランジスタ等の複数のスイッチ
ング素子を有しており、駆動信号203sによってこれ
らのスイッチング素子が駆動され、コンバータ部から供
給される直流を三相交流に変換し、リニアモータLMの
三相巻線からなるコイル66に供給する。これにより、
リニアモータLMは推進力を発生する。
The power conversion section 204 is composed of, for example, a converter section and an inverter section. The converter section rectifies and smoothes the alternating current supplied from the power source and converts it into direct current. The inverter section has a plurality of switching elements such as transistors, and these switching elements are driven by the drive signal 203s to convert the direct current supplied from the converter section into a three-phase alternating current, and the three-phase of the linear motor LM. It is supplied to the coil 66 composed of a winding. This allows
The linear motor LM generates propulsive force.

【0037】制御装置100は、上記構成の各ドライバ
105〜108へ位置指令Pref を適切に与えることに
より、リニアモータLMの位置および速度制御を行う。
また、制御装置100は、位置指令Pref 、速度指令V
ref あるいは電流指令Irefに力指令を適宜換算して加
えることにより、リニアモータLMの力制御を行う。
The control device 100 controls the position and speed of the linear motor LM by appropriately giving the position command Pref to each of the drivers 105 to 108 having the above-mentioned configuration.
Further, the control device 100 controls the position command Pref and the speed command V
The force control of the linear motor LM is performed by appropriately converting and adding the force command to the ref or the current command Iref.

【0038】次に、上記構成の射出装置40の制御装置
100による射出制御の一例について説明する。一般的
に、射出成形機における射出制御は、樹脂をキャビティ
Cに充填する充填工程と、キャビティCに充填された樹
脂の冷却による収縮を補う役目をする保圧工程から構成
される。充填工程に先立ち、まず、射出スクリュー53
の回転により、ホッパ56に収容された成形材料が加熱
バレル50内に供給され、この成形材料がヒータ52の
加熱によって溶融されながら加熱バレル50の先端部側
に蓄積され、この蓄積量の増加に従って射出スクリュー
53が所定の位置まで後退する。
Next, an example of injection control by the control device 100 of the injection device 40 having the above structure will be described. In general, injection control in an injection molding machine includes a filling step of filling the resin in the cavity C and a pressure holding step of compensating for shrinkage of the resin filled in the cavity C due to cooling. Prior to the filling process, first, the injection screw 53
By the rotation of, the molding material accommodated in the hopper 56 is supplied into the heating barrel 50, and the molding material is melted by the heating of the heater 52 and is accumulated on the front end side of the heating barrel 50. As the accumulated amount increases, The injection screw 53 retracts to a predetermined position.

【0039】この状態から充填工程に移り、制御装置1
00から射出スクリュー53を図1に示した矢印B1の
向きに前進させる制御指令が各ドライバ105〜108
にそれぞれ出力される。なお、各ドライバ105〜10
8への制御指令は同一の制御指令である。また、この制
御指令は、射出スクリュー53の位置に応じて射出スク
リュー53の速度が予め設定された速度となるようにリ
ニアモータLM1〜LM4を制御する指令である。各ド
ライバ105〜108には、制御指令が入力されるとと
もに、分配器110によって分配されたリニアスケール
90の検出信号90sが入力される。
From this state, the process proceeds to the filling process, and the control device 1
00, the control command for advancing the injection screw 53 in the direction of the arrow B1 shown in FIG.
Are output respectively. Each driver 105-10
The control command to 8 is the same control command. The control command is a command for controlling the linear motors LM1 to LM4 so that the speed of the injection screw 53 becomes a preset speed according to the position of the injection screw 53. A control command is input to each of the drivers 105 to 108, and a detection signal 90s of the linear scale 90 distributed by the distributor 110 is input.

【0040】各ドライバ105〜108は、上記の制御
指令およびリニアスケール90の検出信号90sに基づ
いて、対応するリニアモータLM1〜LM4を駆動する
3相交流を発生する。このとき、各ドライバ105〜1
08には、同一の制御指令および同一の検出信号90s
が入力されるため、各リニアモータLM1〜LM4の発
生する推進力は互いに同期しかつ略同じとなる。このた
め、これらのリニアモータLM1〜LM4に共通に連結
された射出スクリュー53は、各リニアモータLM1〜
LM4に発生する推進力を合わせた力により前進する。
この射出スクリュー53の前進により、加熱バレル50
に充填された溶融した成形材料がキャビティCに射出、
充填される。
Based on the control command and the detection signal 90s of the linear scale 90, each of the drivers 105 to 108 generates a three-phase AC for driving the corresponding linear motor LM1 to LM4. At this time, each driver 105-1
08 has the same control command and the same detection signal 90s.
Is input, the propulsive forces generated by the linear motors LM1 to LM4 are synchronized with each other and are substantially the same. Therefore, the injection screw 53 commonly connected to these linear motors LM1 to LM4 is
It moves forward with the combined force of the propulsive forces generated in LM4.
By moving the injection screw 53 forward, the heating barrel 50
The molten molding material filled in is injected into the cavity C,
Is filled.

【0041】キャビティCへの成形材料の充填が完了し
た時点で、保圧工程に切り換えられる。保圧工程では、
リニアモータLM1〜LM4の推進力が予め設定された
推進力となるように制御装置100から各ドライバ10
5〜108へ同一の制御指令が与えられる。これによ
り、キャビテイC内に充填された成形材料は、リニアモ
ータLM1〜LM4の推進力を合わせた力によって発生
する圧力で所定時間の間保持される。その後、型締状態
にある金型を開き、押出ピン11により成形品を金型か
ら押し出すことにより成形が完了する。
When the filling of the molding material into the cavity C is completed, the pressure holding process is switched to. In the pressure holding process,
From the control device 100 to each driver 10 so that the propulsive force of the linear motors LM1 to LM4 becomes a preset propulsive force.
The same control command is given to 5 to 108. As a result, the molding material filled in the cavity C is held for a predetermined time by the pressure generated by the combined force of the propulsive forces of the linear motors LM1 to LM4. After that, the mold in the mold clamped state is opened, and the molded product is pushed out of the mold by the extrusion pin 11 to complete the molding.

【0042】以上のように、本実施形態によれば、射出
装置40の射出スクリュー53に共通に連結された複数
台のリニアモータLM1〜LM4を共通のリニアスケー
ル90の検出信号90sを用いて制御するので、射出装
置40の制御系を簡素化することができるとともに、射
出スクリュー53の確実な動作が可能となる。また、本
実施形態によれば、単一のリニアスケール90により、
複数のリニアモータLM1〜LM4を同時に制御できる
とともに、射出制御に必要な射出スクリュー53の位置
情報および速度情報をリニアスケール90から得ること
ができる。
As described above, according to this embodiment, the plurality of linear motors LM1 to LM4 commonly connected to the injection screw 53 of the injection device 40 are controlled by using the detection signal 90s of the common linear scale 90. Therefore, the control system of the injection device 40 can be simplified and the injection screw 53 can be reliably operated. Further, according to the present embodiment, by the single linear scale 90,
It is possible to simultaneously control a plurality of linear motors LM1 to LM4 and obtain position information and speed information of the injection screw 53 necessary for injection control from the linear scale 90.

【0043】第2実施形態 上述した第1の実施形態では、制御装置100が各ドラ
イバ105〜108に同一の制御指令を与えて、複数台
のリニアモータLM1〜LM4を同時に駆動し、複数台
のリニアモータLM1〜LM4の発生する各推進力を合
わせた推進力で射出スクリュー53を駆動する場合につ
いて説明した。ところで、充填工程や保圧工程において
必要な射出スクリュー53の推進力は、成形品に応じて
決定された射出速度や射出圧力等の成形条件から決ま
る。このため、必要な射出スクリュー53の推進力が全
てのリニアモータLM1〜LM4を使用しなくても得ら
れる場合もある。
Second Embodiment In the above-described first embodiment, the control device 100 gives the same control command to each driver 105 to 108 to simultaneously drive a plurality of linear motors LM1 to LM4, and a plurality of the linear motors LM1 to LM4 are simultaneously driven. The case where the injection screw 53 is driven by a propulsive force that is a combination of the propulsive forces generated by the linear motors LM1 to LM4 has been described. By the way, the propulsive force of the injection screw 53 required in the filling step and the pressure holding step is determined by the molding conditions such as the injection speed and the injection pressure determined according to the molded product. Therefore, the necessary propulsive force of the injection screw 53 may be obtained without using all the linear motors LM1 to LM4.

【0044】全てのリニアモータLM1〜LM4を使用
しなくても必要な射出スクリュー53の推進力が得られ
る場合に、全てのリニアモータLM1〜LM4を使用す
ると、電力の消費が嵩むという不利益が存在する。
When all the linear motors LM1 to LM4 are used and the required propulsive force of the injection screw 53 is obtained, the disadvantage of using all the linear motors LM1 to LM4 is that power consumption increases. Exists.

【0045】また、リニアモータLM1〜LM4の発生
する各推進力の分解能は、主に、上述した第1の実施形
態において説明した電流センサCtの分解能等によって
決まる。たとえば、各リニアモータLM1〜LM4の発
生可能な最大推進力を100Nとし、制御分解能を1%
とすると、各リニアモータLM1〜LM4の推進力の分
解能は1Nである。一方、射出スクリュー53に作用す
る推進力の分解能は4Nとなる。このため、使用するリ
ニアモータの台数が多いほど、分解能は粗くなり、推進
力の精密な制御が難しくなる。また、推進力の精密な制
御が出来ないと、射出速度を滑らかに制御することも難
しい。
The resolution of each propulsive force generated by the linear motors LM1 to LM4 is mainly determined by the resolution of the current sensor Ct described in the above-described first embodiment. For example, the maximum propulsive force that can be generated by each linear motor LM1 to LM4 is 100 N, and the control resolution is 1%.
Then, the resolution of the propulsive force of each linear motor LM1 to LM4 is 1N. On the other hand, the resolution of the propulsive force acting on the injection screw 53 is 4N. Therefore, the larger the number of linear motors used, the coarser the resolution becomes, and the more difficult the precise control of the propulsion force becomes. Further, it is difficult to control the injection speed smoothly unless the propulsion force is precisely controlled.

【0046】本実施形態では、省電力化が可能で、射出
スクリュー53の推進力の精密な制御が可能な射出装置
の構成について説明する。なお、本実施形態に係る射出
装置の基本構成は、上述した第1の実施形態に係る射出
装置と同一であり、制御装置100のRAM103に記
憶された射出制御用のプログラムのみ異なる。
In the present embodiment, the structure of an injection device which can save power and can precisely control the propulsive force of the injection screw 53 will be described. The basic configuration of the injection device according to the present embodiment is the same as the injection device according to the first embodiment described above, and only the injection control program stored in the RAM 103 of the control device 100 is different.

【0047】以下、本実施形態に係る射出装置における
射出制御について説明する。上述した実施形態において
説明したように、射出成形機における射出制御は、樹脂
をキャビティCに充填する充填工程と、キャビティCに
充填された樹脂の冷却による収縮を補う役目をする保圧
工程から構成される。具体的には、たとえば、図6に示
すように、充填工程は射出装置40による樹脂の射出速
度が予め設定された設定速度波形SVとなるように制御
する。この充填工程では、射出スクリュー53の位置に
よって射出スクリュー53の速度を切り換える速度制御
が行われる。一方、保圧工程は、射出圧力が予め設定さ
れた設定圧力波形SPになるように圧力制御する。この
保圧工程では、射出スクリュー53(リニアモータ)の
力制御が必要である。なお、設定速度波形SVや設定圧
力波形SPはあくまでも例示であり、これらは成形品の
成形条件に応じて様々に決められる。
The injection control in the injection device according to this embodiment will be described below. As described in the above-described embodiment, the injection control in the injection molding machine includes a filling step of filling the resin in the cavity C and a pressure holding step that serves to compensate the shrinkage of the resin filled in the cavity C due to cooling. To be done. Specifically, for example, as shown in FIG. 6, in the filling step, the injection speed of the resin by the injection device 40 is controlled so as to have a preset speed waveform SV. In this filling step, speed control is performed to switch the speed of the injection screw 53 depending on the position of the injection screw 53. On the other hand, in the pressure-holding process, pressure control is performed so that the injection pressure has a preset pressure waveform SP. In this pressure holding step, force control of the injection screw 53 (linear motor) is required. The set speed waveform SV and the set pressure waveform SP are merely examples, and these are variously determined according to the molding conditions of the molded product.

【0048】図6に示したような設定速度波形SVや設
定圧力波形SPが与えられると、この設定速度波形SV
や設定圧力波形SPから必要な射出スクリュー53の推
進力は略推定可能である。本実施形態では、成形条件に
応じて予め与えられた設定速度波形SVや設定圧力波形
SPから必要な射出スクリュー53の推進力を算出し、
算出された推進力を発生するのに必要なリニアモータの
数および使用するリニアモータを選択する。
When the set speed waveform SV and the set pressure waveform SP as shown in FIG. 6 are given, the set speed waveform SV
The required propulsive force of the injection screw 53 can be roughly estimated from the set pressure waveform SP. In the present embodiment, the necessary propulsive force of the injection screw 53 is calculated from the preset speed waveform SV and the preset pressure waveform SP given in advance according to the molding conditions,
Select the number of linear motors required to generate the calculated propulsive force and the linear motors to use.

【0049】以下、本実施形態の具体的な射出制御の手
順の一例について図7および図8に示すフローチャート
を参照して説明する。なお、図7は射出制御を行う前の
制御装置100の処理手順の一例を示すフローチャート
であり、図8は射出制御時の処理手順の一例を示すフロ
ーチャートである。図7に示すように、まず、制御装置
100に入力された充填工程における設定速度データに
基づいて、充填工程において射出スクリュー53に必要
な推進力NFAを決定する(ステップS1)。この推進
力NFAは、たとえば、設定速度データから得られる最
大加速度等の情報から決定することができる。
Hereinafter, an example of a specific injection control procedure of this embodiment will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. 7 and 8. 7 is a flowchart showing an example of a processing procedure of the control device 100 before performing the injection control, and FIG. 8 is a flowchart showing an example of a processing procedure at the time of injection control. As shown in FIG. 7, first, the propulsive force NFA required for the injection screw 53 in the filling process is determined based on the set speed data in the filling process input to the control device 100 (step S1). This propulsive force NFA can be determined, for example, from information such as maximum acceleration obtained from set speed data.

【0050】次いで、制御装置100に入力された保圧
工程における設定圧力データに基づいて、保圧工程にお
いて射出スクリュー53に必要な推進力NFBを決定す
る(ステップS2)。この推進力NFBは、たとえば、
設定圧力データから得られる最大圧力等の情報から決定
することができる。
Next, the propulsive force NFB required for the injection screw 53 in the pressure maintaining process is determined based on the set pressure data in the pressure maintaining process input to the control device 100 (step S2). This propulsion force NFB is, for example,
It can be determined from information such as the maximum pressure obtained from the set pressure data.

【0051】次いで、決定された推進力NFAに基づい
て、充填工程において必要なリニアモータの台数Naを
決定する(ステップS3)。必要なリニアモータの台数
Naは、たとえば、各リニアモータLM1〜LM4の最
大推進力をFmとすると、次式(1)を満たす整数xが
必要なリニアモータの台数Naとなる。
Then, the number Na of linear motors required in the filling process is determined based on the determined propulsive force NFA (step S3). The required number Na of linear motors is the required number Na of linear motors satisfying the following equation (1), where Fm is the maximum propulsive force of each linear motor LM1 to LM4.

【0052】 NFA/Fm< x <NFA/Fm+1 …(1)[0052] NFA / Fm <x <NFA / Fm + 1 (1)

【0053】次いで、決定された推進力NFBに基づい
て、保圧工程において必要なリニアモータの台数Nbを
決定する(ステップS4)。必要なリニアモータの台数
Nbは、次式(2)を満たす整数xが必要なリニアモー
タの台数Nbとなる。
Next, based on the determined propulsive force NFB, the number Nb of linear motors required in the pressure holding step is determined (step S4). The required number Nb of linear motors is the required number Nb of linear motors that is an integer x that satisfies the following equation (2).

【0054】 NFB/Fm< x <NFB/Fm+1 …(2)[0054] NFB / Fm <x <NFB / Fm + 1 (2)

【0055】充填工程および保圧工程において必要なリ
ニアモータの台数Na,Nbの決定後、充填工程および
保圧工程において実際に駆動するリニアモータをリニア
モータLM1〜LM4の中から選択する(ステップS
5)。射出スクリュー53を駆動した際に、射出スクリ
ュー53に作用する力にできるだけ偏りの発生しない配
置関係にあるリニアモータを選択することが好ましい。
たとえば、できるだけ対称な位置に配置されたリニアモ
ータを選択する。以上の手順により、充填工程および保
圧工程において使用するリニアモータが決定される。
After determining the numbers Na and Nb of the linear motors required in the filling process and the pressure maintaining process, the linear motors actually driven in the filling process and the pressure maintaining process are selected from the linear motors LM1 to LM4 (step S).
5). It is preferable to select a linear motor having a positional relationship in which the force acting on the injection screw 53 is as biased as possible when the injection screw 53 is driven.
For example, select linear motors that are arranged as symmetrically as possible. By the above procedure, the linear motor used in the filling process and the pressure holding process is determined.

【0056】次に、射出制御時の処理手順について説明
する。制御装置100は、射出制御を開始すると、上記
の処理によって充填工程において選択されたリニアモー
タを駆動し(ステップS10)、射出スクリュー53の
速度制御を行う(ステップS11)。
Next, a processing procedure at the time of injection control will be described. When the injection control is started, the control device 100 drives the linear motor selected in the filling process by the above process (step S10) and controls the speed of the injection screw 53 (step S11).

【0057】制御装置100は、射出スクリュー53の
速度制御を開始したのち、充填工程から保圧工程の切り
換えのタイミングを判断する(ステップS12)。切り
換えのタイミングは、たとえば、射出スクリュー53の
位置、射出開始からの時間あるいは射出圧力やキャビテ
ィC内の圧力に基づいて判断する。
After starting the speed control of the injection screw 53, the control device 100 determines the timing of switching from the filling process to the pressure holding process (step S12). The switching timing is determined, for example, based on the position of the injection screw 53, the time from the start of injection, the injection pressure, or the pressure in the cavity C.

【0058】制御装置100は、保圧工程への切り換え
のタイミングを検出すると、上記の処理によって保圧工
程において選択されたリニアモータを駆動し(ステップ
S13)、射出スクリュー53の力制御を行う(ステッ
プS14)。このとき、たとえば、保圧工程に必要なリ
ニアモータの台数が充填工程において必要なリニアモー
タの台数よりも多い場合には、充填工程において駆動さ
れていたリニアモータに加えてさらに新たなリニアモー
タが駆動される。また、充填工程および保圧工程に必要
なリニアモータの台数が同じであれば、充填工程におい
て駆動されていたリニアモータが保圧工程においても継
続して駆動される。さらに、保圧工程に必要なリニアモ
ータの台数が充填工程において必要なリニアモータの台
数よりも少ない場合には、充填工程において駆動されて
いたリニアモータのいずれかの駆動が停止される。
When the control device 100 detects the timing of switching to the pressure-holding process, it drives the linear motor selected in the pressure-holding process by the above process (step S13) and controls the force of the injection screw 53 (step S13). Step S14). At this time, for example, when the number of linear motors required for the pressure holding process is larger than the number of linear motors required for the filling process, a new linear motor is added in addition to the linear motor that was driven in the filling process. Driven. Further, if the number of linear motors required for the filling process and the pressure holding process is the same, the linear motors that were driven in the filling process are continuously driven in the pressure holding process. Further, when the number of linear motors required for the pressure maintaining process is smaller than the number of linear motors required for the filling process, the driving of one of the linear motors driven in the filling process is stopped.

【0059】保圧工程が完了すると(ステップS1
5)、リニアモータの駆動を停止し射出工程を完了させ
る。
When the pressure holding process is completed (step S1
5) Stop driving the linear motor to complete the injection process.

【0060】以上のように、本実施形態によれば、複数
のリニアモータLM1〜LM4のうち充填工程および保
圧工程に必要なリニアモータを推進力に基づいて選択す
ることにより、必要最小限の台数のリニアモータのみを
使用することができる。この結果、常に全てのリニアモ
ータを駆動する必要がなくなり省電力化を図ることが可
能となる。また、本実施形態によれば、充填工程および
保圧工程に必要最小限の台数のリニアモータのみを使用
するため、射出スクリュー53に比較的小さい推進力し
か必要のない場合に、射出スクリュー53の推進力の分
解能が粗くなることがなく、推進力を精密にコントロー
ルすることが可能となる。さらに、本実施形態によれ
ば、充填工程から保圧工程への切り換え時に新たなリニ
アモータが追加される場合、あるいは、余分なリニアモ
ータの駆動が停止される場合に、各リニアモータLM1
〜LM4は同一のリニアスケール90に基づいて制御さ
れるので、充填工程から保圧工程への切り換えに伴うリ
ニアモータの追加あるいは削除を比較的スムーズに行う
ことができる。
As described above, according to the present embodiment, by selecting the linear motor required for the filling step and the pressure holding step among the plurality of linear motors LM1 to LM4 based on the propulsive force, the minimum required Only a number of linear motors can be used. As a result, it is not necessary to drive all the linear motors at all times, and it is possible to save power. Further, according to the present embodiment, since only the minimum number of linear motors required for the filling process and the pressure holding process are used, when the injection screw 53 requires only a relatively small propulsive force, It is possible to precisely control the propulsive force without the resolution of the propulsive force becoming coarse. Further, according to this embodiment, when a new linear motor is added at the time of switching from the filling process to the pressure holding process, or when the driving of the extra linear motor is stopped, each linear motor LM1 is
Since ~ LM4 is controlled based on the same linear scale 90, addition or deletion of a linear motor accompanying switching from the filling process to the pressure holding process can be performed relatively smoothly.

【0061】本発明は上述した実施形態に限定されな
い。上述した第2の実施形態では、充填工程および保圧
工程に必要な最大推進力を自動的に決定する構成とした
が、たとえば、射出前にオペレータが入力する構成とす
ることも可能である。
The present invention is not limited to the above embodiments. In the above-described second embodiment, the maximum propulsive force required for the filling process and the pressure holding process is automatically determined, but it may be configured to be input by the operator before injection, for example.

【0062】[0062]

【発明の効果】本発明によれば、射出スクリューを複数
のリニアモータで直接駆動する射出装置において、複数
のリニアモータを駆動する制御系の構成を簡素化するこ
とができる。また、本発明によれば、射出スクリューを
複数のリニアモータで直接駆動する射出装置において、
省電力化が可能となるとともに、射出スクリューの推進
力の精密な制御が可能となる。
According to the present invention, it is possible to simplify the structure of a control system for driving a plurality of linear motors in an injection device in which an injection screw is directly driven by a plurality of linear motors. Further, according to the present invention, in an injection device in which the injection screw is directly driven by a plurality of linear motors,
It enables power saving and precise control of the propulsion force of the injection screw.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の射出装置が適用される射出成形機の基
本構成の一例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a basic configuration of an injection molding machine to which an injection device of the present invention is applied.

【図2】駆動部60の構造を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of a drive unit 60.

【図3】図2に示す駆動部60のA−A線方向の断面図
である。
3 is a cross-sectional view of the drive unit 60 shown in FIG. 2 taken along the line AA.

【図4】射出装置40のリニアモータLM1〜LM4を
駆動する制御系のハードウエアの構成を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a hardware configuration of a control system that drives linear motors LM1 to LM4 of an injection device 40.

【図5】ドライバ105〜108の制御系の構成の一例
を示す機能ブロック図である。
FIG. 5 is a functional block diagram showing an example of a configuration of a control system of drivers 105 to 108.

【図6】充填工程と保圧工程を説明するためのグラフで
ある。
FIG. 6 is a graph for explaining a filling step and a pressure holding step.

【図7】射出制御を行う前の制御装置100の処理手順
の一例を示すフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart showing an example of a processing procedure of the control device 100 before performing injection control.

【図8】射出制御時の処理手順の一例を示すフローチャ
ートである。
FIG. 8 is a flowchart showing an example of a processing procedure at the time of injection control.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…射出成形機 2…ベース 3…型締装置 4…支持盤 5…移動盤 6…固定盤 7…タイバー 8…トグル機構 80…移動金型 81…固定金型 40…射出装置 51…ノズル 50…加熱バレル 53…射出スクリュー 46…計量用モータ 56…ホッパ 60…駆動部 LM1〜LM4…リニアモータ 90…リニアスケール 100…制御装置 120…ロードセル 1 ... Injection molding machine 2 ... Base 3 ... Mold clamping device 4 ... Support board 5 ... Moving board 6 ... Fixed board 7 ... Tie bar 8 ... Toggle mechanism 80 ... Moving mold 81 ... Fixed mold 40 ... Injection device 51 ... Nozzle 50 ... Heating barrel 53 ... Injection screw 46 ... Metering motor 56 ... Hopper 60 ... Drive unit LM1 to LM4 ... Linear motor 90 ... Linear scale 100 ... Control device 120 ... Load cell

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木戸 克芳 静岡県沼津市大岡2068の3 東芝機械株式 会社内 (72)発明者 徳山 晴道 静岡県沼津市大岡2068の3 東芝機械株式 会社内 Fターム(参考) 4F206 AP062 AR012 AR024 AR092 JA07 JL02 JM04 JT02 JT03 JT21 JT32 JT37 JT40    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Katsuyoshi Kido             2068 Ooka, Numazu City, Shizuoka Prefecture Toshiba Machine Co., Ltd.             In the company (72) Inventor Harumichi Tokuyama             2068 Ooka, Numazu City, Shizuoka Prefecture Toshiba Machine Co., Ltd.             In the company F-term (reference) 4F206 AP062 AR012 AR024 AR092                       JA07 JL02 JM04 JT02 JT03                       JT21 JT32 JT37 JT40

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】成形材料を金型内に射出、充填する射出成
形機の射出装置であって、 先端にノズルを備えた加熱バレルと、 前記加熱バレルに挿入され、当該加熱バレル内に溶融蓄
積された成形材料を前進動よって前記ノズルから射出さ
せる射出スクリューと、 前記射出スクリューと共通に連結され、当該射出スクリ
ューを前後進させる電気的にそれぞれ独立した複数のリ
ニアモータと、 前記射出スクリューおよび前記複数のリニアモータの位
置を検出する単一のリニアスケールと、 前記リニアスケールの検出する位置情報に基づいて、前
記複数のリニアモータを駆動する制御手段とを有する射
出装置。
1. An injection device of an injection molding machine for injecting and filling a molding material into a mold, comprising: a heating barrel having a nozzle at its tip; and a heating accumulation inserted in the heating barrel and accumulated in the heating barrel. An injection screw for ejecting the formed molding material from the nozzle by moving forward, a plurality of electrically independent linear motors connected in common with the injection screw and moving the injection screw forward and backward, the injection screw and the An injection device comprising: a single linear scale that detects the positions of a plurality of linear motors; and control means that drives the plurality of linear motors based on position information detected by the linear scales.
【請求項2】前記制御手段は、前記複数のリニアモータ
のうち、成形材料の前記金型への充填、保圧に必要な前
記射出スクリューの推進力を満足するのに必要最小限の
リニアモータを選択し、選択したリニアモータのみを駆
動制御する請求項1に記載の射出装置。
2. The minimum linear motor required to satisfy the propulsive force of the injection screw, which is necessary for filling the mold with the molding material and maintaining the pressure, among the plurality of linear motors. 2. The injection apparatus according to claim 1, wherein is selected to drive and control only the selected linear motor.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008094034A (en) * 2006-10-13 2008-04-24 Nissei Plastics Ind Co Injection molding machine and drive control method thereof

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