【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、射出成形機とその制御方法に関し、特には、新規な型締装置とその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形機は主に型締装置と射出装置とからなるが、横形射出成形機の場合、型締装置の射出成形機全体に占める容積の割合は射出装置より大きい。そのため、特に型締力が５，０００ｋＮを越えるような大型射出成形機では、設置面積がより広く必要とされるため、型締装置の容積を如何に小さくするかが重要な課題となる。
【０００３】
このような課題を解決する型締装置としては、固定金型を保持する固定ダイプレートと、移動金型を保持する移動ダイプレートと、前記移動ダイプレートを固定ダイプレートに対し進退移動させる手段と、前記移動ダイプレートが固定ダイプレートに接近して固定金型と移動金型が型閉じされる直前に移動ダイプレートと結合されかつ型閉じ後に型締めを行うタイバーと、前記移動ダイプレートに設けられたタイバー挿通孔に挿通されるタイバーを移動ダイプレートに係止するための位置調整自在なストップリングとハーフナットとタイバーに設けたねじ部とからなる係止手段と、この係止手段により係止されたタイバーを介して移動ダイプレートと固定ダイプレートとを締付ける油圧シリンダを固定盤に取付けた型締め手段とから構成されるものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特公平２―９９２４号公報（第１−６頁、第１−８図）
【０００５】
この型締装置の最大の特徴は、タイバーの寸法を比較的短く構成して型締装置の小型化とともに重量の軽減を達成したことである。
【０００６】
また、他の型締装置は、タイロッドをその軸方向の所定位置で固定する固定装置と可動盤を押圧する型締駆動装置とを備えた駆動プレートを有し、前記駆動プレートは可動盤に固定されたガイドバーによってその軸方向にガイドされているとともに、前記ガイドバーの後部がアジャストプレートに固定され、該アジャストプレートには前記駆動プレートと前記可動盤との間隔を調整し固定する位置決め手段が設けられている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００７】
【特許文献２】
特開２００２−１０３４０３号公報（第１−４頁、第１−４図）
【０００８】
この型締装置は型締駆動装置が可動盤と駆動プレートとの間に配設され、特許文献１における型締装置に比較すると型締装置の端部に型締駆動装置と駆動プレートが付加された構成であるため、型締装置の小型化の効果は多少低下するが、従来の他の型締装置のように一の型締シリンダにより可動盤を押圧する型締駆動装置と比較すれば十分小型化が図られている。
【０００９】
しかしながら、前述した両型締装置の固定盤はその四隅にタイバを備えており、金型の圧締時にはタイバは圧締力により引張られ、固定盤の中央部は固定金型により押圧されている。そのため、固定盤は固定金型の取付け面が凹状に撓むのである。しかも固定盤には射出装置のノズルと加熱筒を挿入してノズルを固定金型に押圧させるため、比較的大径のすり鉢状の貫通穴を設けている。その結果、固定盤の前記撓みは固定盤の厚さを比較的大きくしたとしても１０分の数ｍｍ撓むこととなり、金型キャビティに溶融樹脂を充填したとき、金型キャビティは溶融樹脂圧力に対抗できず前記撓みに対応して変形させられるのである。したがって、前記金型キャビティで成形される成形品は金型キャビティの設計寸法とはならず、きわめて精度の低いものとなる。
【００１０】
またさらに、他の型締装置は、固定プラテンまたは可動プラテンをプラテン本体と当該プラテン本体に対して少なくとも型締ストロークの範囲で接離可能に取付けられた加圧プレートとにより構成し、プラテン本体と加圧プレート間に型締用の加圧機構を備える。この加圧機構はシリンダ部に収容され圧油が導入可能とされた袋体の膨張収縮によりピストンを押出し可能に形成するとともに、前記袋体の内部形状と同等な形状を有する入子を当該袋体に内蔵させて固定し、前記入子に油圧通路を形成した構成である（例えば、特許文献３参照。）。
【００１１】
【特許文献３】
特開２００２−８６５２１号公報（第１−９頁、第１−５図）
【００１２】
この型締装置は油圧による加圧機構の作動液の漏出という課題を解決したものであって、特許文献３に記載がないように固定プラテンの撓み抑制効果はなく、前記加圧機構は袋体でありそれを複数固定プラテンに設けた場合であってもこの発明とは構成を異にする。
【００１３】
また、前述したいずれの型締装置においても、金型の型厚に応じて可動盤とタイバとを係合可能にさせるいわゆる型厚調整装置が必要とされる。型厚調整装置は、特許文献１では位置調整可能に設けたストップリングであり、特許文献２では駆動プレートと可動盤との間隔を調整する位置決め手段であり、特許文献３では可動プラテンと割ナットユニットとの間に介在され楔作用により厚さを変更できるようにしたダイハイト調整機構である。これらの型厚調整装置は本来の型締機能を発揮する部材とは別に付加して設けられており、コストの上昇を招くとともに、型厚調整のための操作・作業を必要とするため、生産効率の低下を招くこととなる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上記した従来の技術における問題を解決するために提案されたものであって、射出成形機における型締装置の容積を大きくすることなく、金型の圧締力による金型キャビティの変形を少なくする射出成形機を提供することを目的とする。さらに、型厚調整装置を設けずに型厚調整を実行させるとともに金型を保護することもできる射出成形機の制御方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
すなわち、請求項１の発明は、可動金型を固定金型に対し離間、近接および圧締する型締装置と、前記固定金型に当接させて溶融樹脂を金型キャビティに射出する射出装置とを備えた射出成形機において、前記型締装置の固定盤には中心開口によってシリンダ部が形成されており、前記シリンダ部には中心孔を有し型締軸方向に移動するピストンが嵌挿され、前記ピストンの反射出装置側に固定金型が取付けられることを特徴とする射出成形機に係る。
【００１６】
請求項２の発明は、請求項１において、前記ピストンの反射出装置側端面に固定金型を取り付ける取付板が設けられているとともに、該取付板の外周部がタイバに案内されるように構成されたことを特徴とする射出成形機に係る。
【００１７】
また、請求項３の発明は、請求項１において、前記ピストンの射出装置側端面に射出装置を押引する駆動装置を取付けたことを特徴とする射出成形機に係る。
【００１８】
さらに、請求項４の発明は、請求項１における射出成形機を制御する方法であって、前記ピストンを所定位置に位置決め後、可動金型を固定金型に近接移動させ、可動金型を固定金型に密着させ、可動金型と固定金型およびピストンを一体にして射出装置側に移動させ、可動金型を取付ける可動盤が固定盤に固着したタイバと係合可能な位置に到達したとき、可動盤とタイバを係合させ、ピストンを反射出装置側に駆動して可動金型と固定金型を圧締することを特徴とする射出成形機の制御方法に係る。
【００１９】
またさらに、請求項５の発明は、請求項１における射出成形機を制御する方法であって、前記ピストンを所定位置に位置決め後、可動金型を固定金型に近接移動させ、可動金型が固定金型に密着しないとき、固定金型に密着しない可動金型と固定金型およびピストンを一体にして射出装置側に移動させ、ピストンが所定位置まで移動したときに信号を発信することを特徴とする射出成形機の制御方法に係る。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図面に基づいてこの発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１はこの発明を実施する射出成形機の一部断面を含む平面図であり、図２は図１における型締装置の要部を拡大した一部断面図であり、図３は図２における型締装置の作動形態とは異なる作動形態を示す一部断面図であり、図４は制御装置の射出装置や型締装置等に対する制御形態を示すブロック図であり、図５は型締装置の制御方法を示す第１流れ図であり、図６はその第２流れ図である。
【００２１】
図１に示す射出成形機１は、架台１０の上面に配設した型締装置２０と、該型締装置２０に対向して配設した射出装置４０とからなる横形射出成形機である。型締装置２０と射出装置４０は、架台１０内部に収納した制御装置２（図４参照。）により制御される。
【００２２】
固定盤２１は矩形厚肉板状体であり、その四隅にナット３７により端部を固設した四のタイバ２３を有し、架台１０の上面に固設される。可動盤２２は、タイバ２３の他端を挿通し架台１０の上面に支持され摺動して固定盤２１に近接・離間するように移動する。型開閉シリンダ２６は、固定盤２１の両側面に取付座２７を介して固着されるとともに、型開閉シリンダ２６のロッド２８は、取付座２９を介して可動盤２２の両側面に固着され、可動盤２２を移動させる。なお、型開閉シリンダ２６に代えてサーボモータ、ボールネジおよびボールナットにより型開閉を実行するように構成してもよい。前記取付座２７，２９には型開閉シリンダ２６に加え位置センサ５４が取付けられ、可動盤２２の固定盤２１に対する位置を検出してその信号を前記制御装置２へ伝送する（図４参照）。位置センサ５４は、スリットや磁気を光学的または磁気的に検出してその数を計数して変位を検出するものであり、回転式と直線移動式があって、精度やコスト等を考慮して適宜選択される。
【００２３】
図２及び図３に示すように、固定盤２１は四のタイバ２３から等距離の中心点を中心にして同心円の三の内径からなる中心開口である小径部１１、中径部１２および大径部１３を有し、前記中心開口によってシリンダ部１５が形成されている。前記シリンダ部１５には中心孔１６を有し型締軸方向に往復動自在に移動するピストン３３が嵌挿されている。ピストン３３は、大径部１３に嵌入・固着したグランド３４の内径部１４、中径部１２および小径部１１にそれぞれ対向した三の直径を有し、内部が中空となった筒形状体である。中径部１２に対向するピストン３３の最大の直径を有する鍔部５２は、小径部１１と中径部１２との段部により圧縮室５０を形成し、中径部１２と内径部１４との段部により戻り室５１を形成する。圧縮室５０と戻り室５１を液密にするため、鍔部５２の外周面、小径部１１および内径部１４にはＯリング等のパッキングが設けられている。圧縮室５０と戻り室５１には、図示しない管路を介して制御装置２の指令に基づいて制御された圧油が供給される。なお、前記鍔部５２は必須のものではなく、鍔部５２と中径部１２を省略して戻り室５１のない圧縮室５０のみの構成にすることもできる。その場合、ピストン３３の戻しは型開閉シリンダ２７で行われる。
【００２４】
ピストン３３の反射出装置側の端面にはインローで位置決めされて固定金型３１を取り付ける取付板３５が固着されている。取付板３５は中央に前記中心孔１６と連通する貫通孔を有し、該貫通孔に固定金型３１のロケートリングが挿入され、固定金型３１が位置決めして取付けられる。したがって、取付板３５はタイバ２３の張力の影響を受けず圧締力の作用点がタイバ２３の内側にあるので、従来の固定盤のような撓みが発生し難く、この取付板３５に取付けた固定金型３１によれば精密な成形品が得られる。取付板３５の外周部は四のタイバ２３の外周面と全周または一部で摺動可能な形状となっており、前記取付板３５の外周部がタイバ２３に案内されるように構成されている。この取付板３５のタイバ２３との摺動部には、摺動を容易にするためにライナ３８が設けられる。これにより、ピストン３３の固定盤２１に対する回動が防止され、固定金型３１と可動金型３２との型合わせを安定して行うことができる。なお、ピストン３３と取付板３５とをそれぞれ別の部材として説明したが、両者を一体にして構成してもよい。特に、前記した鍔部５２を省略した構成においては効果的に前記両者を一体に構成することができる。
【００２５】
図１に示す可動盤２２は、その固定盤２１と対向する面に可動金型３２を取付け、その反対面である背面には成形され冷却した成形品を突き出して取り出すための突出装置３０を有する。また、可動盤２２の背面でタイバ２３の挿通部分には、各タイバ２３に対して一対のハーフナット２５がタイバ２３の軸方向に直交して移動可能に設けられている。ハーフナット２５は、可動盤２２が型開閉シリンダ２６により固定盤２１に近接して、可動金型３２が固定金型３１に密着したとき、タイバ２３の外周面の一部に刻設された鋸歯状の係合歯２４に係合するように、油圧シリンダ等で駆動される。
【００２６】
型締装置２０は上述のように構成されている。一方、射出装置４０は型締装置２０と対向して架台１０の上面に配設される。射出装置４０は、型締装置２０から遠い端部を中心にして旋回可能に架台１０の上面に取付けたスライドベース４１と、スライドベース４１の上面に型締軸方向に摺動自在に係合したハウジング４５と、ハウジング４５の型締装置２０側端面の中心に設けノズル４３を先端に有する加熱筒４２と、加熱筒４２の内孔に供給する樹脂原料を蓄えるホッパ４４と、加熱筒４２の内孔に回転・往復動可能に嵌挿し樹脂原料を溶融樹脂にするスクリュを往復駆動する射出シリンダ４６と、ハウジング４５を型締装置２０に対し近接・離間するように移動させるシフトシリンダ４７とからなる。なお、シフトシリンダ４７はそのロッド４８とともに駆動装置４９を構成し、射出シリンダ４６と同様に油圧式のもので示すが、駆動装置と射出シリンダはサーボモータ、ボールネジおよびボールナット等で構成した電動式であってもよい。
【００２７】
ロッド４８は、アダプタ３６を介してピストン３３の射出装置４０側端面に取付けられる。シフトシリンダ４７は、ハウジング４５を移動させる力の平衡上から、加熱筒４２のハウジング４５への取付け位置を中心としたハウジング４５の型締装置２０側端面上の直線等距離にある二の位置にそれぞれ取付けられる。アダプタ３６は、駆動装置４９が取付けられるハウジング４５側とピストン３３側との軸間隔の相違を調整するためのものである。なお、射出装置４０をスライドベース４１によって架台上面で旋回させるときは、ロッド４８とアダプタ３６との接続個所を取り外して行う。
【００２８】
図４に示す制御装置２は、射出成形機１における型締装置２０と射出装置４０のシーケンス制御や、型開閉シリンダ２６、突出装置３０、射出シリンダ４６等のアクチュエータの速度制御、力制御、流量制御または位置決め制御や、加熱筒４２を加熱するバンドヒータ等の温度制御等を実行する。この制御装置２はマイクロプロセッサに基づいた公知の構成を有し、液晶の表示器からなる表示部、表示部の表面に設けたタッチパネルからなる設定部、ＲＡＭ・ＲＯＭからなり設定値や制御プログラムを格納する記憶部、リミットスイッチ５３，位置センサ５４等の各種センサからの信号を入力する入力部およびアクチュエータへ信号を出力する出力部を含む。
【００２９】
次に、図２ないし図６を用いて射出成形機１の作動について説明する。まず、新規に成形作業する前に金型である固定金型３１と可動金型３２を取付板３５と可動盤２２にそれぞれ取付けた後、手動操作で型閉指令を制御装置２の入力部に入力して圧縮室５０へ圧油を供給しピストン３３を反射出装置側へ移動させる。ピストン３３は、それが鍔部５２を有するものであれば、図３に示すように、鍔部５２の側面がグランド３４に当接して所定位置で位置決めされる。鍔部５２のないピストン３３では、ピストンの射出装置側端部に別途設けたフランジ等の衝止部材により所定位置で位置決めされる。また、ピストン３３をサーボバルブやサーボモータによって移動制御可能に構成し、鍔部５２や衝止部材によらずピストン３３をそのストローク中の任意の位置（所定位置）で位置決めしてもよい（Ｓ１）。
【００３０】
ハーフナット２５が係合歯２４と係合していないとき、型開閉シリンダ２６へ圧油が供給されて、可動盤２２を固定盤２１に近接するように移動させる（Ｓ２）。そして、可動金型３２を固定金型３１に密着させたときに位置センサ５４が検出した値を零にリセットして制御装置２の記憶部に記憶させる。こうして新規に成形を開始する金型の型厚とピストン３３の位置決め位置を含めた基準位置が設定される。
【００３１】
続いて、自動の成形作動に移行すると、前記した手動作動におけるＳ１およびＳ２は自動作動においても同様に処理される。そして、可動金型３２が固定金型３１に密着したか否かが、位置センサ５４の検出値が零となったか否かにより判断される（Ｓ３）。すなわち、可動金型３２が固定金型３１に近接したとき、両者の型合わせ面に異物が存在したり、ガイドピンの抵抗が強くなった等の場合には両者は密着できなくなり、位置センサ５４の検出値は零まで到達できず金型密着信号は発信されないのである。
【００３２】
Ｓ３において、可動金型３２が固定金型３１に密着したか否かに関わらず型閉じ作動は継続され、可動金型３２は固定金型３１、取付板３５およびピストン３３を一体にして射出装置４０側に比較的低速で移動する（Ｓ４）。次に、ピストン３３が所定の位置まで移動したか否かをリミットスイッチ５３により検出する（Ｓ５）。このとき、可動金型３２が固定金型３１に密着していなかった場合、図２に示すように、金型密着信号が出ない状態でアダプタ３６がリミットスイッチ５３をＯＮさせて、ピストン３３が所定位置まで移動したことを検出する。なお、Ｓ５でピストン３３が所定位置まで移動したことを検出できないときは、繰り返しこの検出の判断がなされる。
【００３３】
Ｓ５で、金型密着信号が出ない状態でピストン３３が所定位置まで移動したことが検出されたときは、可動金型３２と固定金型３１の型合わせ面に異物が存在したか、ガイドピンの抵抗が強くなった等の異常状態であるので、前記制御装置２が即座に異常信号を発信して型締装置２０の圧締作動を停止するとともに警報を発して作業者に異常を知らせるのである（Ｓ６）。
【００３４】
一方、Ｓ３で可動金型３２が固定金型３１に密着したと判断されて正常に金型密着信号が発信されたときには、Ｓ４と同様にＳ７において型閉じ作動が継続され、可動金型３２は固定金型３１、取付板３５およびピストン３３を一体にして射出装置４０側に比較的低速で移動する。このとき、位置センサ５４は可動盤２２の位置を常時検出しており、前記位置センサ５４は可動盤２２と一体で移動するハーフナット２５と、固定盤２１に固着したタイバ２３の所定位置に刻設した係合歯２４との関係位置も検出する。係合歯２４の所定位置等は予め前記制御装置２の記憶部に格納してあるので、ハーフナット２５の係合歯２４に対する係合可能な可動盤２２の位置は明確となっている。そして、前記制御装置２が可動盤２２とダイバ２３が所定の位置等で係合可能か否かを判断する（Ｓ８）。ここで、係合可能と判断した場合には、制御装置２が前記ハーフナット２５を係合歯２４に係合させるように駆動し、可動盤２２とダイバ２３を係合させる（Ｓ９）。なお、実施例ではハーフナット２５と係合歯２４の山と山との間隔は１０ｍｍであり、ハーフナット２５の係合歯２４との係合を一山隔てた二山目で係合させるようにし、ピストン３３の圧締作動のための移動距離を５ｍｍと仮定し、さらに数ｍｍの余裕を設けたので、ピストン３３の最大ストロークは２８ｍｍに設定されている。したがって、ピストン３３はその位置決め位置から少なくとも１０ｍｍ以上移動する間に係合可能な位置に到達可能となる。
【００３５】
次に、圧縮室５０に圧油を供給してピストン３３を反射出装置４０側に駆動させて可動金型３２と固定金型３１を圧締する（Ｓ１０）。このとき、ハーフナット２５と係合歯２４との型厚に応じた係合位置によってはピストン３３の圧締に要するストロークが十分に確保できない場合がある。そのため、前記したように係合歯２４の一山を隔てた山で係合させて圧締に要するストロークを確保しているのである。また他の手段としては、ピストン３３の位置決めを鍔部５２や衝止部材によらずピストン３３のストローク中の任意の位置で位置決めすることも効果的である。
【００３６】
ところで、ピストン３３が位置決めされた後、シフトシリンダ４７に圧油を供給して射出装置４０を型締装置２０に近接させ、前記シリンダ部１５に加熱筒４２を挿入させ、ノズル４３を固定金型３１に当接・押圧させる。その後、ピストン３３は前記加熱筒４２との係合および圧締のために往復移動するが、射出装置４０はピストン３３と一体となっているので、ノズル４３の固定金型３１への押圧状態を維持させるためにシフトシリンダ４７へ追加して圧油を供給する必要はなく、ノズル４３は固定金型３１への押圧を安定的に実行・継続させることができる。
【００３７】
そして、射出装置４０の加熱筒４２内に蓄積された溶融樹脂を、射出シリンダ４６で前進駆動されるスクリュによって、固定金型３１と可動金型３２で形成される金型キャビティへ、ノズル４３から射出充填する。金型キャビティに充填された溶融樹脂は金型により冷却されて成形品となる。成形品を金型キャビティから離型させるため、ハーフナット２５と係合歯２４との係合を解いて、型開閉シリンダ２６の型開き側に圧油を供給して可動金型３２を固定金型３１から離間させる。このとき成形品が型締軸方向の寸法が大きいものである等のときには、型開きの最初の距離において比較的大きな力が必要となり、型開閉シリンダ２６では力不足となる場合がある。そのようなとき、ハーフナット２５を係合歯２４に係合させたまま戻り室５１に圧油を供給して固定金型３１を射出装置４０側に移動させると効果的に離型可能である。
【００３８】
なお、この発明は以上説明した実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を付加して実施することができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上図示し説明したように、請求項１の発明によれば、固定金型を撓みの少ないピストンに取付けるので、金型キャビティの変形を少なくして寸法精度の高い成形品を得ることができる。また、この発明におけるピストンは固定盤の中心開口に嵌挿されるものであるため、射出成形機全体における容積の増加はほとんどないか又は少なく、型締装置の容積を大きくすることなく前記効果を享有することができる。
【００４０】
請求項２の発明によれば、前記ピストンの反射出装置側端面に固定金型を取り付ける取付板が設けられているとともに、該取付板の外周部がタイバに案内されるように構成されており、ピストンの固定盤に対する回動が防止され、固定金型と可動金型との型合わせを安定して行うことができる。
【００４１】
請求項３の発明によれば、前記ピストンの射出装置側端面に射出装置を押引する駆動装置を取付けており、ピストンが加熱筒との係合および圧締のために往復移動するにも拘わらず、ノズルの固定金型への押圧状態を維持させるためにシフトシリンダへ追加して圧油を供給する必要がなく、ノズルの固定金型への押圧を安定的に実行・継続させることができる。
【００４２】
請求項４の発明によれば、可動金型と固定金型およびピストンを一体にして射出装置側に移動させ、可動金型を取付ける可動盤が固定盤に固着したタイバと係合可能な位置に到達したとき、可動盤とタイバを係合させ、ピストンを反射出装置側に駆動して可動金型と固定金型を圧締する。そこで、型厚調整装置のような特別な装置が不要となり、低コストの射出成形機を提供するとともに、型厚調整の時間が削減でき成形時間の短縮が図れ生産性を向上させることができる。
【００４３】
請求項５の発明の発明によれば、可動金型が固定金型に密着しないとき、固定金型に密着しない可動金型と固定金型およびピストンを一体にして射出装置側に移動させ、ピストンが所定位置まで移動したときに信号を発信する。そこで、前記信号によって型締装置２０の圧締作動を停止し、両金型が密着しない状態での成形を防止して金型を保護することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明を実施する射出成形機の一部断面を含む平面図である。
【図２】図１における型締装置の要部を拡大した一部断面図である。
【図３】図２における型締装置の作動形態とは異なる作動形態を示す一部断面図である。
【図４】制御装置の射出装置や型締装置等に対する制御形態を示すブロック図である。
【図５】型締装置の制御方法を示す第１流れ図である。
【図６】その第２流れ図である。
【符号の説明】
１ 射出成形機
２ 制御装置
１５ シリンダ部
１６ 中心孔
２０ 型締装置
２１ 固定盤
２２ 可動盤
２３ タイバ
３１ 固定金型
３２ 可動金型
３３ ピストン
３５ 取付板
４０ 射出装置
４７ シフトシリンダ
４８ ロッド
４９ 駆動装置
５３ リミットスイッチ
５４ 位置センサ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an injection molding machine and a control method thereof, and more particularly, to a novel mold clamping device and a control method thereof.
[0002]
[Prior art]
An injection molding machine mainly includes a mold clamping device and an injection device. In the case of a horizontal injection molding machine, the ratio of the volume of the mold clamping device to the entire injection molding machine is larger than that of the injection device. For this reason, especially in a large injection molding machine having a mold clamping force exceeding 5,000 kN, a larger installation area is required, and how to reduce the volume of the mold clamping device is an important issue.
[0003]
As a mold clamping device that solves such a problem, a fixed die plate that holds a fixed die, a movable die plate that holds a movable die, and a unit that moves the movable die plate forward and backward with respect to the fixed die plate. A tie bar coupled to the movable die plate immediately before the movable die plate approaches the fixed die plate and the fixed mold and the movable mold are closed, and performing mold clamping after the mold is closed; and a tie bar provided on the movable die plate. Locking means comprising a position-adjustable stop ring for locking the tie bar inserted into the tie bar insertion hole provided to the movable die plate, a half nut, and a screw portion provided on the tie bar. A mold clamping means in which a hydraulic cylinder for clamping the moving die plate and the fixed die plate via the stopped tie bar is attached to the fixed platen. There is (for example, see Patent Document 1.).
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 2-9924 (Pages 1-6, Fig. 1-8)
[0005]
The most significant feature of this mold clamping device is that the size of the tie bar is made relatively short so that the size of the mold clamping device is reduced and the weight is reduced.
[0006]
Further, another mold clamping device has a driving plate provided with a fixing device for fixing the tie rod at a predetermined position in the axial direction and a mold clamping drive device for pressing the movable plate, and the drive plate is fixed to the movable plate. The guide bar is guided in the axial direction by the guide bar, and the rear portion of the guide bar is fixed to an adjustment plate, and the adjustment plate has positioning means for adjusting and fixing the distance between the drive plate and the movable platen. (For example, see Patent Document 2).
[0007]
[Patent Document 2]
JP-A-2002-103403 (pages 1-4, FIG. 1-4)
[0008]
In this mold clamping device, a mold clamping drive device is disposed between a movable plate and a drive plate, and a mold clamping drive device and a drive plate are added to an end of the mold clamping device as compared with the mold clamping device in Patent Document 1. Although the effect of miniaturization of the mold clamping device is slightly reduced due to this configuration, it is sufficient compared with a mold clamping drive device that presses the movable plate with one mold clamping cylinder like other conventional mold clamping devices. The miniaturization is achieved.
[0009]
However, the fixing plate of both the mold clamping devices described above is provided with tie bars at the four corners, and when the mold is clamped, the tie bar is pulled by the clamping force, and the central portion of the fixing plate is pressed by the fixed mold. . For this reason, the fixing plate has a concave mounting surface of the fixing die. In addition, a relatively large mortar-shaped through-hole is provided in the fixed platen for inserting the nozzle of the injection device and the heating tube and pressing the nozzle against the fixed mold. As a result, the bending of the fixed plate will bend by several tenths of mm even when the thickness of the fixed plate is made relatively large, and when the mold cavity is filled with the molten resin, the mold cavity is subjected to the molten resin pressure. It cannot be opposed and is deformed corresponding to the bending. Therefore, the molded product molded in the mold cavity does not have the design dimensions of the mold cavity, and has extremely low accuracy.
[0010]
Still further, another mold clamping device includes a fixed platen or a movable platen configured by a platen body and a pressure plate attached to and detachable from the platen body at least within a range of a mold clamping stroke. A pressing mechanism for mold clamping is provided between the pressing plates. This pressurizing mechanism is formed so that the piston can be pushed out by expansion and contraction of the bag body which is accommodated in the cylinder portion and into which pressure oil can be introduced, and inserts a nest having the same shape as the internal shape of the bag body into the bag. In this configuration, a hydraulic passage is formed in the insert so as to be fixed inside the body (for example, see Patent Document 3).
[0011]
[Patent Document 3]
JP-A-2002-86521 (page 1-9, FIG. 1-5)
[0012]
This mold clamping device solves the problem of leakage of hydraulic fluid of a pressurizing mechanism by hydraulic pressure, and has no effect of suppressing deflection of a fixed platen as described in Patent Document 3, and the pressurizing mechanism is a bag body. However, even when a plurality of fixed platens are provided, the configuration is different from that of the present invention.
[0013]
Further, in any of the above-described mold clamping devices, a so-called mold thickness adjusting device that enables the movable platen to engage with the tie bar in accordance with the mold thickness of the mold is required. The mold thickness adjusting device is a stop ring provided so as to be capable of position adjustment in Patent Document 1, a positioning means for adjusting a distance between a driving plate and a movable plate in Patent Document 2, and a movable platen and a split nut in Patent Document 3. This is a die height adjustment mechanism that is interposed between the unit and a unit that can change the thickness by a wedge action. These mold thickness adjustment devices are provided separately from the members that exhibit the original mold clamping function, which increases the cost and requires operations and work for mold thickness adjustment. This leads to a decrease in efficiency.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been proposed in order to solve the above-described problems in the related art, and without increasing the volume of a mold clamping device in an injection molding machine, a mold cavity is formed by a mold clamping force. An object is to provide an injection molding machine that reduces deformation. Still another object of the present invention is to provide a control method of an injection molding machine that can perform mold thickness adjustment without providing a mold thickness adjusting device and can protect a mold.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In other words, the invention of claim 1 is a mold clamping device for separating, approaching and clamping the movable mold with respect to the fixed mold, and an injection device for injecting the molten resin into the mold cavity by bringing the movable mold into contact with the fixed mold. In the injection molding machine provided with the above, a cylinder portion is formed by a center opening in a fixing plate of the mold clamping device, and a piston having a center hole in the cylinder portion and moving in a mold clamping axis direction is inserted. In addition, the present invention relates to an injection molding machine, wherein a fixed mold is attached to the piston on the side of the reflecting device.
[0016]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, a mounting plate for mounting a fixed mold is provided on an end face of the piston on the side of the reflection output device, and an outer peripheral portion of the mounting plate is guided by a tie bar. The present invention relates to an injection molding machine characterized in that:
[0017]
Further, the invention of claim 3 relates to an injection molding machine according to claim 1, wherein a drive device for pushing and pulling the injection device is attached to an end surface of the piston on the injection device side.
[0018]
Further, the invention of claim 4 is a method for controlling an injection molding machine according to claim 1, wherein after positioning the piston at a predetermined position, the movable mold is moved close to a fixed mold to fix the movable mold. When the movable platen to which the movable mold is attached can reach the position where the movable platen for attaching the movable mold can engage with the tie bar fixed to the fixed platen. The present invention also relates to a control method for an injection molding machine, wherein a movable platen and a tie bar are engaged with each other, and a piston is driven toward a reflection output device to clamp a movable mold and a fixed mold.
[0019]
Still further, the invention of claim 5 is a method for controlling an injection molding machine according to claim 1, wherein after positioning the piston at a predetermined position, the movable mold is moved close to a fixed mold, and the movable mold is moved. When not in close contact with the fixed mold, the movable mold that does not adhere to the fixed mold, the fixed mold and the piston are integrally moved to the injection device side, and a signal is transmitted when the piston moves to a predetermined position. And a method of controlling an injection molding machine.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a plan view including a partial cross section of an injection molding machine embodying the present invention, FIG. 2 is a partial cross sectional view in which main parts of a mold clamping device in FIG. 1 are enlarged, and FIG. FIG. 4 is a partial cross-sectional view illustrating an operation mode different from the operation mode of the mold clamping device, FIG. 4 is a block diagram illustrating a control mode of an injection device, a mold clamping device, and the like of a control device, and FIG. FIG. 6 is a first flowchart illustrating a control method, and FIG. 6 is a second flowchart thereof.
[0021]
The injection molding machine 1 shown in FIG. 1 is a horizontal injection molding machine including a mold clamping device 20 disposed on the upper surface of a gantry 10 and an injection device 40 disposed opposite to the mold clamping device 20. The mold clamping device 20 and the injection device 40 are controlled by the control device 2 (see FIG. 4) housed inside the gantry 10.
[0022]
The fixed board 21 is a rectangular thick plate-shaped body, has four tie bars 23 whose ends are fixed by nuts 37 at four corners thereof, and is fixed to the upper surface of the gantry 10. The movable platen 22 is inserted into the other end of the tie bar 23, is supported on the upper surface of the gantry 10, and slides to move toward and away from the fixed platen 21. The mold opening / closing cylinder 26 is fixed to both sides of the fixed platen 21 via mounting seats 27, and the rod 28 of the mold opening / closing cylinder 26 is fixed to both sides of the movable platen 22 via the mounting seat 29, and is movable. The board 22 is moved. It should be noted that the opening and closing of the mold may be performed by a servomotor, a ball screw and a ball nut instead of the mold opening and closing cylinder 26. A position sensor 54 is attached to the mounting seats 27 and 29 in addition to the mold opening / closing cylinder 26. The position sensor 54 detects the position of the movable platen 22 with respect to the fixed platen 21 and transmits a signal to the control device 2 (see FIG. 4). The position sensor 54 detects a slit or magnetism optically or magnetically and counts the number to detect displacement. There are a rotary type and a linear moving type, and the accuracy and cost are taken into consideration. It is appropriately selected.
[0023]
As shown in FIGS. 2 and 3, the fixed platen 21 has a small-diameter portion 11, a middle-diameter portion 12, and a large-diameter central opening having three inner diameters of concentric circles centered on a center point equidistant from the four tie bars 23. The central opening forms a cylinder portion 15. A piston 33 having a center hole 16 and reciprocally movable in the direction of the mold clamping shaft is fitted into the cylinder portion 15. The piston 33 is a cylindrical body having three diameters facing the inner diameter portion 14, the middle diameter portion 12, and the small diameter portion 11 of the gland 34 fitted and fixed to the large diameter portion 13, and having a hollow inside. . The flange portion 52 having the largest diameter of the piston 33 facing the middle diameter portion 12 forms a compression chamber 50 by a step portion of the small diameter portion 11 and the middle diameter portion 12, and forms a compression chamber 50 between the middle diameter portion 12 and the inside diameter portion 14. The return chamber 51 is formed by the step. In order to make the compression chamber 50 and the return chamber 51 liquid-tight, packing such as an O-ring is provided on the outer peripheral surface of the flange portion 52, the small diameter portion 11 and the inner diameter portion 14. Pressure oil controlled based on a command from the control device 2 is supplied to the compression chamber 50 and the return chamber 51 via a pipe (not shown). The flange 52 is not indispensable, and the flange 52 and the middle diameter portion 12 may be omitted, and only the compression chamber 50 without the return chamber 51 may be provided. In this case, the return of the piston 33 is performed by the mold opening / closing cylinder 27.
[0024]
A mounting plate 35 to which the stationary mold 31 is attached and positioned by a spigot is fixed to the end surface of the piston 33 on the side of the reflection output device. The mounting plate 35 has a through hole at the center thereof communicating with the center hole 16, and a locate ring of the fixed mold 31 is inserted into the through hole, and the fixed mold 31 is positioned and attached. Therefore, since the mounting plate 35 is not affected by the tension of the tie bar 23 and the point of application of the pressing force is inside the tie bar 23, the mounting plate 35 is unlikely to be bent like a conventional fixed plate. According to the fixed mold 31, a precise molded product can be obtained. The outer peripheral portion of the mounting plate 35 is slidable on the entire outer periphery or a part of the outer peripheral surface of the four tie bars 23, and is configured such that the outer peripheral portion of the mounting plate 35 is guided by the tie bar 23. I have. A liner 38 is provided at a sliding portion of the mounting plate 35 with the tie bar 23 to facilitate sliding. Thereby, the rotation of the piston 33 with respect to the fixed platen 21 is prevented, and the fixed mold 31 and the movable mold 32 can be stably matched. Although the piston 33 and the mounting plate 35 have been described as separate members, they may be integrally configured. In particular, in a configuration in which the flange 52 is omitted, the two can be effectively integrated.
[0025]
The movable platen 22 shown in FIG. 1 has a movable mold 32 attached to a surface facing the fixed platen 21, and has a projecting device 30 for projecting and taking out a molded and cooled molded product on the opposite back surface. . A pair of half nuts 25 are provided on the rear surface of the movable platen 22 at portions where the tie bars 23 are inserted so as to be movable with respect to the tie bars 23 in a direction perpendicular to the axial direction of the tie bars 23. When the movable platen 22 comes close to the fixed platen 21 by the mold opening / closing cylinder 26 and the movable die 32 comes into close contact with the fixed die 31, the half nut 25 is a saw tooth carved on a part of the outer peripheral surface of the tie bar 23. It is driven by a hydraulic cylinder or the like so as to engage with the engagement teeth 24 in a shape.
[0026]
The mold clamping device 20 is configured as described above. On the other hand, the injection device 40 is disposed on the upper surface of the gantry 10 so as to face the mold clamping device 20. The injection device 40 is slidably engaged with the slide base 41 mounted on the upper surface of the gantry 10 so as to be pivotable about an end remote from the mold clamping device 20 in the mold clamping axis direction. A housing 45, a heating cylinder 42 provided at the center of the end surface of the housing 45 on the mold clamping device 20 side and having a nozzle 43 at the tip, a hopper 44 for storing a resin raw material to be supplied to an inner hole of the heating cylinder 42, It comprises an injection cylinder 46 that is rotatably and reciprocally fitted into the hole and reciprocates a screw that converts the resin material into a molten resin, and a shift cylinder 47 that moves the housing 45 toward and away from the mold clamping device 20. . The shift cylinder 47 constitutes a driving device 49 together with the rod 48, and is shown as a hydraulic type similarly to the injection cylinder 46. However, the driving device and the injection cylinder are electrically driven types constituted by a servomotor, a ball screw, a ball nut and the like. It may be.
[0027]
The rod 48 is attached to the end face of the piston 33 on the injection device 40 side via the adapter 36. The shift cylinder 47 is positioned at two equidistant straight lines on the end surface of the housing 45 on the mold clamping device 20 side centering on the mounting position of the heating cylinder 42 to the housing 45 from the balance of the force for moving the housing 45. Mounted individually. The adapter 36 is for adjusting the difference in the shaft interval between the housing 45 on which the driving device 49 is mounted and the piston 33 side. When the injection device 40 is turned on the upper surface of the gantry by the slide base 41, the connection between the rod 48 and the adapter 36 is removed.
[0028]
The control device 2 shown in FIG. 4 controls the sequence of the mold clamping device 20 and the injection device 40 in the injection molding machine 1 and the speed control, force control, and flow rate of the actuators such as the mold opening / closing cylinder 26, the protruding device 30, and the injection cylinder 46. Control or positioning control, temperature control of a band heater for heating the heating cylinder 42, and the like are executed. The control device 2 has a well-known configuration based on a microprocessor, and includes a display unit including a liquid crystal display, a setting unit including a touch panel provided on the surface of the display unit, and a setting unit and a control program including a RAM and a ROM. It includes a storage unit for storing, an input unit for inputting signals from various sensors such as the limit switch 53 and the position sensor 54, and an output unit for outputting signals to the actuator.
[0029]
Next, the operation of the injection molding machine 1 will be described with reference to FIGS. First, before a new molding operation, the fixed mold 31 and the movable mold 32, which are molds, are respectively attached to the mounting plate 35 and the movable platen 22, and a mold closing command is manually input to the input unit of the control device 2. The pressure is supplied to the compression chamber 50 and the piston 33 is moved to the reflection output device side. If the piston 33 has the flange portion 52, as shown in FIG. 3, the side surface of the flange portion 52 contacts the ground 34 and is positioned at a predetermined position. In the piston 33 without the flange 52, the piston 33 is positioned at a predetermined position by an impact member such as a flange provided separately at an end of the piston on the injection device side. Further, the movement of the piston 33 may be controlled by a servo valve or a servomotor, and the piston 33 may be positioned at an arbitrary position (predetermined position) during the stroke irrespective of the flange 52 or the stop member (S1). ).
[0030]
When the half nut 25 is not engaged with the engagement teeth 24, pressure oil is supplied to the mold opening / closing cylinder 26 to move the movable platen 22 close to the fixed platen 21 (S2). Then, the value detected by the position sensor 54 when the movable mold 32 is brought into close contact with the fixed mold 31 is reset to zero and stored in the storage unit of the control device 2. In this way, the reference position including the mold thickness of the mold to be newly started and the positioning position of the piston 33 is set.
[0031]
Subsequently, when shifting to the automatic molding operation, S1 and S2 in the manual operation described above are processed similarly in the automatic operation. Then, it is determined whether or not the movable mold 32 is in close contact with the fixed mold 31 based on whether or not the detection value of the position sensor 54 has become zero (S3). That is, when the movable mold 32 comes close to the fixed mold 31 and there is a foreign substance on the mating surface of the two or when the resistance of the guide pin becomes strong, the two cannot be in close contact with each other. Cannot reach zero, and no mold contact signal is transmitted.
[0032]
In S3, the mold closing operation is continued regardless of whether or not the movable mold 32 is in close contact with the fixed mold 31, and the movable mold 32 integrates the fixed mold 31, the mounting plate 35 and the piston 33 into an injection device. It moves to the 40 side at a relatively low speed (S4). Next, the limit switch 53 detects whether the piston 33 has moved to a predetermined position (S5). At this time, if the movable mold 32 is not in close contact with the fixed mold 31, as shown in FIG. 2, the adapter 36 turns on the limit switch 53 in a state where no mold contact signal is output, and the piston 33 It detects that it has moved to a predetermined position. If it is not detected in S5 that the piston 33 has moved to the predetermined position, the detection is repeatedly determined.
[0033]
In S5, when it is detected that the piston 33 has moved to the predetermined position in a state where the mold contact signal is not output, it is checked whether a foreign object exists on the mold mating surface between the movable mold 32 and the fixed mold 31, and whether a guide pin is present. Since the control device 2 immediately sends an abnormal signal to stop the pressing operation of the mold clamping device 20 and issues an alarm to notify the operator of the abnormality since the control device 2 immediately transmits an abnormality signal. There is (S6).
[0034]
On the other hand, when it is determined that the movable mold 32 has adhered to the fixed mold 31 in S3 and a mold close signal is normally transmitted, the mold closing operation is continued in S7 as in S4, and the movable mold 32 is The stationary mold 31, the mounting plate 35, and the piston 33 are integrally moved to the injection device 40 at a relatively low speed. At this time, the position sensor 54 constantly detects the position of the movable platen 22, and the position sensor 54 is engraved at a predetermined position of the half nut 25 moving integrally with the movable platen 22 and the tie bar 23 fixed to the fixed platen 21. The relative position with the provided engaging teeth 24 is also detected. Since the predetermined position of the engaging teeth 24 and the like are stored in advance in the storage unit of the control device 2, the position of the movable platen 22 that can be engaged with the engaging teeth 24 of the half nut 25 is clear. Then, the control device 2 determines whether or not the movable platen 22 and the diver 23 can be engaged at a predetermined position or the like (S8). Here, when it is determined that the engagement is possible, the control device 2 drives the half nut 25 to engage the engagement teeth 24, thereby engaging the movable platen 22 and the diver 23 (S9). In the embodiment, the interval between the peaks of the half nut 25 and the engaging teeth 24 is 10 mm, and the engagement of the half nut 25 with the engaging teeth 24 is performed at the second peak separated by one peak. Assuming that the moving distance for the pressing operation of the piston 33 is 5 mm and a margin of several mm is provided, the maximum stroke of the piston 33 is set to 28 mm. Therefore, the piston 33 can reach a position where it can be engaged while moving at least 10 mm or more from the positioning position.
[0035]
Next, pressure oil is supplied to the compression chamber 50 to drive the piston 33 toward the reflection output device 40, thereby clamping the movable mold 32 and the fixed mold 31 (S10). At this time, depending on the engagement position according to the mold thickness between the half nut 25 and the engagement teeth 24, the stroke required for pressing the piston 33 may not be sufficiently secured. Therefore, as described above, the engagement teeth 24 are engaged at the peaks separated by one peak, thereby securing the stroke required for the pressing. As another means, it is also effective to position the piston 33 at an arbitrary position during the stroke of the piston 33 without using the flange 52 or the stop member.
[0036]
By the way, after the piston 33 is positioned, pressurized oil is supplied to the shift cylinder 47 to bring the injection device 40 close to the mold clamping device 20, the heating cylinder 42 is inserted into the cylinder portion 15, and the nozzle 43 is fixed to the fixed mold. 31. After that, the piston 33 reciprocates for engagement with the heating cylinder 42 and clamping, but since the injection device 40 is integral with the piston 33, the pressing state of the nozzle 43 against the fixed mold 31 is reduced. It is not necessary to supply additional pressure oil to the shift cylinder 47 in order to maintain the pressure, and the nozzle 43 can stably execute and continue pressing on the fixed mold 31.
[0037]
Then, the molten resin accumulated in the heating cylinder 42 of the injection device 40 is transferred from the nozzle 43 to a mold cavity formed by the fixed mold 31 and the movable mold 32 by a screw driven forward by the injection cylinder 46. Injection filling. The molten resin filled in the mold cavity is cooled by the mold to become a molded product. In order to release the molded product from the mold cavity, the half nut 25 is disengaged from the engagement teeth 24 and pressure oil is supplied to the mold opening side of the mold opening / closing cylinder 26 to fix the movable mold 32 to the fixed mold. Separate from the mold 31. At this time, if the molded product has a large dimension in the direction of the mold clamping axis, a relatively large force is required at the initial distance of the mold opening, and the mold opening / closing cylinder 26 may be insufficient in force. In such a case, when the fixed mold 31 is moved toward the injection device 40 by supplying the pressure oil to the return chamber 51 while the half nut 25 is engaged with the engagement teeth 24, the mold can be effectively released. .
[0038]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented with various modifications without departing from the spirit of the invention.
[0039]
【The invention's effect】
As shown and described above, according to the first aspect of the present invention, since the fixed mold is attached to the piston with little deflection, the molded article with high dimensional accuracy can be obtained with less deformation of the mold cavity. Further, since the piston according to the present invention is inserted into the center opening of the fixed plate, the volume of the entire injection molding machine hardly increases or is small, and the above effects can be obtained without increasing the volume of the mold clamping device. can do.
[0040]
According to the invention of claim 2, a mounting plate for mounting a fixed mold is provided on the end surface of the piston on the side of the reflection output device, and the outer peripheral portion of the mounting plate is configured to be guided by the tie bar. In addition, the rotation of the piston with respect to the fixed plate is prevented, so that the fixed mold and the movable mold can be stably matched.
[0041]
According to the third aspect of the present invention, a driving device for pushing and pulling the injection device is attached to the end surface of the piston on the injection device side, and the piston is reciprocated for engaging with the heating cylinder and for pressing. Therefore, it is not necessary to supply pressure oil additionally to the shift cylinder in order to maintain the state where the nozzle is pressed against the fixed mold, and it is possible to stably execute and continue pressing the nozzle against the fixed mold. .
[0042]
According to the invention of claim 4, the movable die, the fixed die and the piston are integrally moved to the injection device side, and the movable plate on which the movable die is mounted can be engaged with the tie bar fixed to the fixed plate. When it reaches, the movable platen and the tie bar are engaged, and the piston is driven toward the reflection output device side to clamp the movable die and the fixed die. Therefore, a special device such as a mold thickness adjusting device is not required, so that a low-cost injection molding machine can be provided, and the time for mold thickness adjustment can be reduced, the molding time can be shortened, and productivity can be improved.
[0043]
According to the invention of claim 5, when the movable mold does not adhere to the fixed mold, the movable mold that does not adhere to the fixed mold, the fixed mold and the piston are integrally moved to the injection device side, Sends a signal when has moved to a predetermined position. Therefore, the clamping operation of the mold clamping device 20 can be stopped by the signal to prevent molding in a state where the two dies do not adhere to each other to protect the dies.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view including a partial cross section of an injection molding machine embodying the present invention.
FIG. 2 is an enlarged partial sectional view of a main part of the mold clamping device in FIG.
FIG. 3 is a partial sectional view showing an operation mode different from the operation mode of the mold clamping device in FIG. 2;
FIG. 4 is a block diagram showing a control mode of an injection device, a mold clamping device, and the like of the control device.
FIG. 5 is a first flowchart showing a method of controlling the mold clamping device.
FIG. 6 is a second flowchart thereof.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 injection molding machine 2 control device 15 cylinder portion 16 center hole 20 mold clamping device 21 fixed plate 22 movable plate 23 tie bar 31 fixed die 32 movable die 33 piston 35 mounting plate 40 injection device 47 shift cylinder 48 rod 49 drive device 53 Limit switch 54 Position sensor
