JP2003320569A - 射出成形機の型締力設定方法及び型締方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】最適な型締力を容易に設定可能にすることによ
り、過大な型締力が付加されることに伴う不具合を解消
し、金型の長寿命化，消費エネルギの低減，生産の中断
回避等を確実かつ十分に達成する。 【解決手段】型締力Ｆを、最大となる型締力Ｆｍから順
次段階的に変化させるとともに、各型締力Ｆ１，Ｆ２…
による仮成形を行い、仮成形時における可動型Ｃｍの開
きを検出することにより、可動型Ｃｍの開きが生じない
最小の型締力又はこの型締力に所定の余裕を付加した型
締力を求め、求めた型締力を正規の型締力Ｆｓとして設
定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金型に対する型締
力を設定する射出成形機の型締力設定方法及びこの型締
力を金型に付与して型締を行う射出成形機の型締方法に
関する。

【０００２】

【従来技術及び課題】従来、型締装置に取付けた金型に
所定の型締力を付与して型締を行う射出成形機の型締方
法としては、既に、本出願人が提案した特公平４−２８
５３１号公報で開示される電動式射出成形機の強力型締
方法が知られている。

【０００３】この型締方法は、型締機構の駆動源をサー
ボモータとし、そのサーボモータの回転力を伝動機構を
介して可動盤の推力に変換し、その可動盤の移動による
型閉と低圧型締に引続いて強力型締を行うに当たり、強
力型締工程におけるサーボモータの出力トルクを、所定
の型締力に応じたトルク値に設定してトルク制御を行う
とともに、速度設定値を型閉スローダウン工程の速度設
定値よりも高く設定するようにしたものであり、これに
より、型閉スローダウン工程の最終区間における低圧型
締から、強力型締への移行をスムーズに行うことがで
き、また、トルク制御により型締力の設定も容易で、無
段階に調整できるとともに、必要最小限の力により強力
型締を行うことができ、しかも、型締工程の時間短縮，
金型の長寿命化，消費エネルギの低減等を図ることがで
きる。

【０００４】ところで、必要とする型締力は、金型の種
類のみならず、樹脂温度，射出速度，保圧力等の各種成
形条件により変化するため、的確な型締力を設定するこ
とは容易でない。このため、上述した型締方法をはじ
め、従来の型締方法では、予め、型締装置（金型）に見
合うサーボモータを選定することにより実機に搭載し、
型締（型締力）は、このサーボモータの定格出力（最大
出力）で行うようにしたり或いはオペレータの経験等に
より設定していた。

【０００５】しかし、このような従来の型締方法（型締
力設定方法）では、金型に対する最適な型締力が設定さ
れているとは言えず、結局、金型の長寿命化，消費エネ
ルギの低減などの目的を十分に達成できないとともに、
サーボモータに過大負荷が加わりやすくなるため、過負
荷異常の発生により生産の中断を招きやすいという解決
すべき課題が存在した。

【０００６】本発明は、このような従来技術に存在する
課題を解決したものであり、最適な型締力を容易に設定
可能にして、過大な型締力が付加されることに伴う不具
合を解消、即ち、金型の長寿命化，消費エネルギの低
減，生産の中断回避等を確実かつ十分に達成できるよう
にした射出成形機の型締力設定方法及び型締方法の提供
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段及び実施の形態】本発明に
係る射出成形機Ｍの型締力設定方法は、型締装置Ｍｃに
取付けた金型Ｃに対する型締力Ｆｓを設定するに際し、
型締力Ｆを、最大となる型締力Ｆｍから順次段階的に変
化させるとともに、各型締力Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３…による
仮成形を行い、仮成形時における可動型Ｃｍの開きを検
出することにより、可動型Ｃｍの開きが生じない最小の
型締力又はこの型締力に所定の余裕を付加した型締力を
求め、求めた型締力を正規の型締力Ｆｓとして設定する
ようにしたことを特徴とする。

【０００８】この場合、好適な実施の態様により、可動
型Ｃｍの開きは、当該可動型Ｃｍを加圧する駆動モータ
２の逆回転量により検出することができる。また、型締
力Ｆｓは、最大となる型締力Ｆｍから、順次１／Ｎ（Ｎ
＞１）に変化させ、可動型Ｃｍの開きを検出したなら、
順次Ｍ倍（１＜Ｍ＜Ｎ）に変化させる処理を行い、可動
型Ｃｍが開いた後、最初に開かなくなった型締力を正規
の型締力Ｆｓとして設定することができる。なお、最大
となる型締力Ｆｍによる仮成形時に、可動型Ｃｍの開き
を検出したなら、型締力不足としてエラー処理を行う。

【０００９】一方、本発明に係る射出成形機の型締方法
は、型締装置Ｍｃに取付けた金型Ｃに所定の型締力Ｆを
付与して型締を行うに際し、上述した型締力設定方法に
より正規の型締力Ｆｓを設定したなら、正規の成形時
に、設定された型締力Ｆｓを目標値として型締を行うよ
うにしたことを特徴とする。

【００１０】

【実施例】次に、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図
面に基づき詳細に説明する。

【００１１】まず、本実施例に係る型締力設定方法（型
締方法）を実施できる射出成形機Ｍの構成について、図
３を参照して説明する。

【００１２】射出成形機Ｍは、成形機ベッド１１を備
え、この成形機ベッド１１の上面一側に射出装置Ｍｉを
配設するとともに、上面他側に型締装置Ｍｃを配設す
る。型締装置Ｍｃは、成形機ベッド１１の上面に離間し
て固定した固定盤１２と圧受盤１３を備え、固定盤１２
と圧受盤１３間に架設した四本のタイバー１４…には、
可動盤１５をスライド自在に装填する。そして、固定盤
１２には固定型Ｃｃを取付けるとともに、可動盤１５に
は可動型Ｃｍを取付ける。この固定型Ｃｃと可動型Ｃｍ
は金型Ｃを構成する。

【００１３】また、圧受盤１３にはボールねじ機構１６
を取付ける。ボールねじ機構１６は、ボールナット部１
６ｎとこのボールナット部１６ｎに螺合するスクリュ部
１６ｓからなり、ボールナット部１６ｎの外周部を、圧
受盤１３に対して回動自在に取付けるとともに、スクリ
ュ部１６ｓの前端を、規制盤１７を介して可動盤１５の
裏面に結合する。この場合、規制盤１７の一面側にスク
リュ部１６ｓの前端を固定し、かつ規制盤１７の他面側
に可動盤１５を回動自在に結合するとともに、規制盤１
７の下端は、成形機ベッド１１の上面に敷設したガイド
レール１８にスライド自在に装填する。さらに、ボール
ナット部１６ｎの後端には、被動プーリ１９を取付け
る。他方、成形機ベッド１１の内部には、サーボモータ
２ｓ（駆動モータ２）を配設する。このサーボモータ２
ｓは成形機ベッド１１に固定した支持板２０に支持され
る。そして、サーボモータ２ｓの回転シャフトには、駆
動プーリ２１を取付けるとともに、この駆動プーリ２１
と被動プーリ１９間にタイミングベルト２２を架け渡し
て回転伝達機構２３を構成する。なお、サーボモータ２
ｓには、このサーボモータ２ｓの回転を検出するロータ
リエンコーダ２ｅが付設されている。

【００１４】これにより、サーボモータ２ｓの回転は、
回転伝達機構２３を介してボールナット部１６ｎに伝達
され、規制盤１７により回転が規制されたスクリュ部１
６ｓが前進又は後退移動する。この結果、可動盤１５が
一体となって進退移動し、金型Ｃに対する型閉，型締及
び型開を行うことができる。この場合、スクリュ部１６
ｓの回転方向の応力は、規制盤１７により吸収され、可
動盤１５には伝達されない。

【００１５】一方、３０は制御系を示す。制御系３０
は、各種制御及び処理を実行するコントローラ（コンピ
ュータ処理部）３１を備え、内蔵するメモリには、本実
施例に係る型締力設定方法（型締方法）を実行する処理
プログラムＰｓを格納するとともに、各種設定を行う設
定部３２を備える。また、コントローラ３１の出力ポー
トは、モータドライバ（サーボアンプ）３３，負荷電流
を検出する電流検出部３４を介してサーボモータ２ｓに
接続するとともに、コントローラ３１の入力ポートに
は、電流検出部３４及びロータリエンコーダ２ｅを接続
する。

【００１６】次に、本実施例に係る型締力設定方法につ
いて、図２及び図３を参照しつつ図１に示すフローチャ
ートに従って説明する。

【００１７】まず、コントローラ３１は、型締力Ｆとし
て、最大となる型締力Ｆｍを設定する（ステップＳ
１）。この場合の型締力Ｆｍは、搭載したサーボモータ
２ｓの定格出力に基づいて発生する型締力を設定でき
る。そして、この型締力Ｆｍによる仮成形（射出成形処
理）を行う（ステップＳ２）。なお、この際の成形条件
は、型締力Ｆｍを除いて、正規の成形時における成形条
件を用いる。一方、コントローラ３１は、この仮成形時
における可動型Ｃｍの開きの有無を検出する。即ち、ロ
ータリエンコーダ２ｅからサーボモータ２ｓの逆回転量
を検出し、一定量以上の逆回転が発生したなら可動型Ｃ
ｍが開いたとして検出する。

【００１８】この際、最大となる型締力Ｆｍを設定した
にも拘わらず、可動型Ｃｍの開きを検出したなら、型締
力不足として設定処理を中止し、アラーム表示などのエ
ラー処理を行う（ステップＳ３）。これに対して、可動
型Ｃｍの開きを検出しないときは、型締力Ｆｍを、Ｆｍ
／Ｎ＝Ｆ１（Ｆｎ）に設定する（ステップＳ３，Ｓ
４）。この場合、Ｎは、Ｎ＞１を満たすことを条件とす
る。実施例ではＮ＝２を用いた。なお、サーボモータ２
ｓの回転トルクは、負荷電流に比例するとともに、型締
力Ｆは、回転トルクにより設定できる。したがって、電
流検出部３４から検出される負荷電流の大きさに基づい
て型締力Ｆを設定することができ、具体的には、型締力
Ｆを、Ｆｍ／Ｎに設定する際は、型締力Ｆｍを設定した
際における負荷電流の１／Ｎに制御する。

【００１９】そして、この型締力Ｆ１による仮成形（射
出成形処理）を行い、この際における可動型Ｃｍの開き
の有無を検出する（ステップＳ５，Ｓ６）。この際、可
動型Ｃｍの開きを検出したなら、型締力Ｆ１を、Ｆ１×
Ｍ＝Ｆ２（Ｆｎ）に設定する（ステップＳ６，Ｓ７）。
この場合、Ｍは、１＜Ｍ＜Ｎを満たすことを条件とす
る。実施例では、Ｍ＝１．２を用いた。次いで、この型
締力Ｆ２による仮成形（射出成形処理）を行い、この際
における可動型Ｃｍの開きの有無を検出する（ステップ
Ｓ５，Ｓ６）。

【００２０】図２に示す実施例では、可動型Ｃｍが開く
最小の型締力（臨界型締力）をＦｏで示している。した
がって、実施例の場合には、型締力Ｆ２でも可動型Ｃｍ
が開くため、さらに、型締力Ｆ２を、Ｆ２×Ｍ＝Ｆ３
（Ｆｎ）に設定する（ステップＳ６，Ｓ７）。そして、
この型締力Ｆ３による仮成形（射出成形処理）を行い、
この際における可動型Ｃｍの開きの有無を検出する（ス
テップＳ５，Ｓ６）。これにより、実施例の場合には、
Ｆ３＞Ｆｏとなり、型締力Ｆ３では可動型Ｃｍの開きを
検出しない。

【００２１】よって、この時点で、前回における可動型
Ｃｍの開きの有無を判断する（ステップＳ８）。実施例
の場合には、前回、可動型Ｃｍの開きがあったため、こ
の型締力Ｆ３を正規の型締力Ｆｓ（設定値）としてコン
トローラ３１に設定する（ステップＳ９）。この場合、
Ｆ３−Ｆｏ＝ｆが余裕（余裕値）となる。

【００２２】これに対し、ステップＳ４，Ｓ５におい
て、型締力Ｆｍ／Ｎ＝Ｆ１（Ｆｎ）により仮成形を行っ
た際に、可動型Ｃｍに開きがない場合（ステップＳ６，
Ｓ７）は、この時点で、前回における可動型Ｃｍの開き
の有無を判断する（ステップＳ８）。この場合、前回、
可動型Ｃｍの開きはないため、さらに、Ｆ１／Ｎを設定
する（ステップＳ１０）。そして、この型締力Ｆ１／Ｎ
による仮成形（射出成形処理）を行い、この際における
可動型Ｃｍの開きの有無を検出する（ステップＳ５，Ｓ
６）。

【００２３】このように、型締力Ｆを、最大となる型締
力Ｆｍから順次段階的に変化、即ち、最大となる型締力
Ｆｍから、順次１／Ｎ＝１／２に変化させ、可動型Ｃｍ
の開きを検出したなら、順次Ｍ＝１．２倍に変化させる
とともに、各型締力Ｆ１，Ｆ２…による仮成形を行い、
仮成形時における可動型Ｃｍの開きを検出することによ
り、可動型Ｃｍが開いた後、最初に開かなくなった型締
力Ｆを求めれば、求めれた型締力Ｆが、可動型Ｃｍの開
きが生じない最小の型締力又はこの型締力に所定の余裕
を付加した型締力となる。よって、コントローラ３１
は、この型締力Ｆを正規の型締力Ｆｓとして設定する。
なお、実施例は、収束しやすい係数値として、Ｎ＝２，
Ｍ＝１．２を選定したが、この係数値は、設定部３２に
より任意に設定することができる。また、正規の型締力
Ｆｓを求める上述した一連の処理は、コントローラ３１
により自動で実行される。

【００２４】他方、このような最適な型締力Ｆｓが設定
されることにより、正規の成形時には、設定された型締
力Ｆｓを目標値として金型Ｃに対する型締を行う。この
際、サーボモータ２ｓの負荷電流を監視し、設定した型
締力Ｆｓに対応する負荷電流となるように制御できる。

【００２５】以上、実施例について詳細に説明したが、
本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、
細部の手法，数値等において、本発明の要旨を逸脱しな
い範囲で任意に変更，追加，削除することができる。例
えば、実施例は、型締力Ｆとして負荷電流を検出した場
合を示したが、タイバー１４…の伸縮度合等から直接型
締力Ｆを検出してもよい。また、可動型Ｃｍの開きも位
置センサ等により直接検出してもよい。さらに、実施例
の型締装置Ｍｉは、直圧式型締装置を例示したが、トグ
ル式型締装置にも同様に適用できる。この場合、型締力
Ｆは、クロスヘッド位置から検出することもできる。

【００２６】

【発明の効果】このように、本発明に係る射出成形機の
型締力設定方法（型締方法）は、型締力を、最大となる
型締力から順次段階的に変化させるとともに、各型締力
による仮成形を行い、仮成形時における可動型の開きを
検出することにより、可動型の開きが生じない最小の型
締力又はこの型締力に所定の余裕を付加した型締力を求
め、求めた型締力を正規の型締力として設定するように
したため、最適な型締力を容易に設定でき、もって、過
大な型締力が付加されることに伴う不具合を解消し、金
型の長寿命化，消費エネルギの低減，生産の中断回避等
を確実かつ十分に達成できるという顕著な効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適な実施例に係る型締力設定方法
（型締方法）の処理手順を示すフローチャート、

【図２】同型締力設定方法（型締方法）を実施した際に
おける仮成形回数に対する型締力の変化特性図、

【図３】同型締力設定方法（型締方法）を実施できる射
出成形機の構成図、

【符号の説明】

Ｍ 射出成形機 Ｍｃ 型締装置 Ｃ 金型 Ｃｍ 可動型 Ｆ 型締力 Ｆｍ 最大となる型締力 Ｆ１… 段階的に変化させた際の型締力 Ｆｓ 正規の型締力 ２ 駆動モータ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 型締装置に取付けた金型に対する型締力
   を設定する射出成形機の型締力設定方法において、型締
   力を、最大となる型締力から順次段階的に変化させると
   ともに、各型締力による仮成形を行い、仮成形時におけ
   る可動型の開きを検出することにより、可動型の開きが
   生じない最小の型締力又はこの型締力に所定の余裕を付
   加した型締力を求め、求めた型締力を正規の型締力とし
   て設定することを特徴とする射出成形機の型締力設定方
   法。
2. 【請求項２】 前記可動型の開きは、当該可動型を加圧
   する駆動モータの逆回転量により検出することを特徴と
   する請求項１記載の射出成形機の型締力設定方法。
3. 【請求項３】 型締力は、最大となる型締力から順次１
   ／Ｎ（Ｎ＞１）に変化させ、可動型の開きを検出したな
   ら、順次Ｍ倍（１＜Ｍ＜Ｎ）に変化させる処理を行い、
   可動型が開いた後、最初に開かなくなった型締力を正規
   の型締力として設定することを特徴とする請求項１記載
   の射出成形機の型締力設定方法。
4. 【請求項４】 最大となる型締力による仮成形時に、可
   動型の開きを検出したなら、型締力不足としてエラー処
   理を行うことを特徴とする請求項１記載の射出成形機の
   型締力設定方法。
5. 【請求項５】 型締装置に取付けた金型に所定の型締力
   を付与して型締を行う射出成形機の型締方法において、
   予め、型締力を、最大となる型締力から順次段階的に変
   化させるとともに、各型締力による仮成形を行い、仮成
   形時における可動型の開きを検出することにより、可動
   型の開きが生じない最小の型締力又はこの型締力に所定
   の余裕を付加した型締力を求めて設定し、正規の成形時
   に、設定された型締力を目標値として型締を行うことを
   特徴とする射出成形機の型締方法。
6. 【請求項６】 型締力は、最大となる型締力から順次１
   ／Ｎ（Ｎ＞１）に変化させ、可動型の開きを検出したな
   ら、順次Ｍ倍（１＜Ｍ＜Ｎ）に変化させる処理を行い、
   可動型が開いた後、最初に開かなくなった型締力を正規
   の型締力として設定することを特徴とする請求項５記載
   の射出成形機の型締方法。