JP2004284369A - Construction method for injection molding machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、加熱シリンダ内のスクリューを、複数の回転直線運動変換機構によって直線駆動するようにした射出成形機の構築方法に関する。 The present invention relates to a method for constructing an injection molding machine in which a screw in a heating cylinder is linearly driven by a plurality of rotary linear motion conversion mechanisms.
射出駆動源(スクリューの前後進駆動源)をサーボモータとする射出成形機を大型化しようとした場合、マシンの大型化に対応して射出用のサーボモータを単に大型化することで(モータ容量の大きいサーボモータを用いることで)対処しようとすると、サーボモータや回転直線運動変換機構やベアリングの外径が大きくなって、慣性モーメントが増大して過渡応答性が悪くなり、かつ、大容量のサーボモータは高価であるため、大幅なコストアップ要因となる。 When attempting to increase the size of an injection molding machine that uses an injection drive source (a screw forward / reverse drive source) as a servomotor, simply increasing the size of the injection servomotor in response to the increase in machine size (motor capacity) (By using a large servomotor), the outer diameter of the servomotor, the rotary linear motion conversion mechanism and the bearing increases, the moment of inertia increases, the transient response becomes poor, and the large capacity Since the servomotor is expensive, it causes a significant cost increase.
そこで、容量が比較的小さく、コストも安価なサーボモータを、2個以上射出駆動源として用いることにより、複数の射出用のサーボモータの力を合成して大きなパワーを得ると共に、コストアップを比較的に抑え、かつ、慣性モーメントの増大を抑えて、良好な過渡応答性(良好な立上り/立下がり特性)を得るようにした射出成形機が種々提案されている。このように、射出駆動源として2個のサーボモータを用いた射出成形機の従来技術としては、例えば、特公平3−38100号公報,特開昭62−48520号公報,特開平1−247128号公報,特開平4−47917号公報に記載の技術が挙げられる。
ところで、射出成形機は、成形する製品の形状や材質に応じて、種々の射出速度仕様(射出速度能力)のマシンが求められるが、従来は、射出速度能力の異なるマシンはその機種毎に、サーボモータと、回転直線運動変換機構と、回転直線運動変換機構のためのベアリングと、回転直線運動変換機構にサーボモータの回転を伝達する被動プーリとを、その都度変更するようにしていた。このため、射出速度能力の異なる機種毎に、異なる部品を用意しなければならず、射出速度能力の異なるマシンを多品種少量生産する場合には、コストダウンの障害となるという問題があった。 By the way, an injection molding machine is required to have machines of various injection speed specifications (injection speed capability) depending on the shape and material of a product to be molded. Conventionally, machines having different injection speed capabilities are provided for each model. The servomotor, the rotary linear motion conversion mechanism, the bearing for the rotary linear motion conversion mechanism, and the driven pulley that transmits the rotation of the servomotor to the rotary linear motion conversion mechanism are changed each time. For this reason, different parts must be prepared for each model having different injection speed capability, and there is a problem that when a machine with different injection speed capability is produced in a small quantity of many kinds, cost reduction becomes an obstacle.
本発明はこのような実情に鑑みて、射出メカニズムに複数の回転直線運動変換機構をもつ射出成形機において、各回転直線運動変換機構を共用化しつつ、射出速度能力の異なる複数機種のマシンを提供するできるようにし、以って、コストダウンを図ることを目的とする。 In view of such circumstances, the present invention provides, in an injection molding machine having an injection mechanism having a plurality of rotary linear motion conversion mechanisms, a plurality of types of machines having different injection speed capabilities while sharing each rotary linear motion conversion mechanism. The purpose is to reduce costs.
本発明は上記した目的を達成するため、
射出用サーボモータの回転をそれぞれ直線運動に変換する回転直線運動変換機構を1対備え、この1対の回転直線運動変換機構によって加熱シリンダ内のスクリューを直線駆動するようにした射出成形機を、それぞれ異なる特定の射出速度能力を備えた複数の機種のマシンとして構築するようにした射出成形機の構築方法において、
前記1対の回転直線運動変換機構を、前記した複数の機種にわたって共用する共通化構成要素として用意しておき、
前記回転直線運動変換機構の回転部材に連結される被動プーリは、前記した複数の機種に応じて選択される選択用構成要素として、径の異なる被動プーリを複数種類用意しておき、
前記射出用サーボモータは、前記した複数の機種に応じて選択される選択用構成要素として、容量の異なる射出用サーボモータを複数種類用意しておき、
マシンに要求される射出速度仕様である射出速度能力に応じて、前記複数種類の中から選択した特定の径をもつ1対の前記被動プーリを、前記1対の回転直線運動変換機構の回転部材にそれぞれ連結し、
マシンに要求される射出速度仕様である射出速度能力に応じて、前記1対の被動プーリを単一の前記射出用サーボモータで駆動するのか、前記1対の被動プーリを1対の前記射出用サーボモータでそれぞれ個別に駆動するのかを選択するとともに、前記複数種類の中から選択した特定の容量をもつ前記射出用サーボモータを、1つまたは2つマシンに搭載することで、
射出速度能力の異なる各機種毎のマシンを、前記共通化構成要素に対する前記選択用構成要素の選択・組み合わせによって構築できるようにしたものである。
The present invention achieves the above-mentioned object,
An injection molding machine comprising a pair of rotary linear motion converting mechanisms for converting the rotation of the injection servomotor into linear motions, respectively, wherein the pair of rotary linear motion converting mechanisms linearly drives a screw in a heating cylinder. In a method of constructing an injection molding machine that is constructed as a plurality of types of machines each having a different specific injection speed capability,
The pair of rotary linear motion conversion mechanisms is prepared as a common component shared among a plurality of models described above,
The driven pulley connected to the rotating member of the rotary linear motion conversion mechanism, as a component for selection selected according to the plurality of models, a plurality of types of driven pulleys having different diameters are prepared,
The injection servomotor has a plurality of types of injection servomotors having different capacities prepared as selection components selected according to the plurality of models,
A pair of driven pulleys having a specific diameter selected from among the plurality of types are selected according to an injection speed capability that is an injection speed specification required for a machine. To each other,
The pair of driven pulleys may be driven by a single servomotor for injection, or the pair of driven pulleys may be driven by a pair of By selecting whether to drive individually with the servo motor, by mounting the injection servo motor having a specific capacity selected from the plurality of types in one or two machines,
Machines for each model having different injection speed capability can be constructed by selecting and combining the selecting component with respect to the common component.
本発明によれば、射出メカニズムに複数の回転直線運動変換機構をもつ射出成形機において、各回転直線運動変換機構を共用化しつつ、射出速度能力の異なる複数機種のマシンを提供することができ、以って、コストダウンを図ることができる。 According to the present invention, in an injection molding machine having a plurality of rotary linear motion converting mechanisms in an injection mechanism, it is possible to provide a plurality of types of machines having different injection speed capabilities while sharing each rotary linear motion converting mechanism. Thus, cost can be reduced.
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
図1は、本発明の実施の1形態(以下、本実施形態と称す)に係る射出成形機の射出系メカニズムの要部構成を示す要部断平面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional plan view of a main part showing a main part configuration of an injection system mechanism of an injection molding machine according to an embodiment of the present invention (hereinafter, referred to as the present embodiment).
図1において、1および2は支持ブロック、3はその後端部を支持ブロック1に保持された加熱シリンダ、4は加熱シリンダ3内に回転並びに前後進自在であるように配設されたスクリュー、5は両支持ブロック1,2の間に架設された複数本(ここでは、4本)のガイドバーである。
In FIG. 1, 1 and 2 are support blocks, 3 is a heating cylinder whose rear end is held by the
6は、各ガイドバー5に挿通されガイドバー5に沿って前後進可能に配設されたスライド体で、このスライド体6には、スクリュー4を回転駆動するための計量用のサーボモータ7が搭載されている。8はスクリュー4の後端部を固着・支持したスクリュー駆動体で、スライド体6にベアリング(アンギュラーベアリング)9を介して回転可能に保持されている。10はスクリュー回転用の被動プーリで、スクリュー駆動体8に固着されている。11はサーボモータ7の出力軸に固着された駆動プーリで、この駆動プーリ11と被動プーリ10との間にはタイミングベルト12が巻き渡らされており、計量用のサーボモータ7によって、駆動プーリ11,タイミングベルト12,被動プーリ10,スクリュー駆動体8を介して、スクリュー4が回転駆動されるようになっている。
Reference numeral 6 denotes a slide body which is inserted into each
13A,13Bは、支持ブロック2にベアリング(アンギュラーベアリング)14A,14Bを介して回転可能に保持された1対のボールネジ軸で、各ボールネジ軸13A,13Bには、ナット体15A,15Bが螺合されていると共に、スクリュー前後進用の被動プーリ16A,16Bが固着されている。被動プーリ16A,16Bは、後述するように、射出用(スクリュー前後進用)のサーボモータによって回転駆動されるようになっており、これによって、ボールネジ軸13A,13Bが回転駆動されて、ナット体15A,15Bが前後進駆動されるようになっている。すなわち、ボールネジ軸13Aとナット体15A、およびボールネジ軸13Bとナット体15Bによって、回転運動を直線運動に変換してスクリュー4を前後進させるための回転直線運動変換機構が、それぞれ構成されている。
13A and 13B are a pair of ball screw shafts rotatably held on the
上記の被動プーリ16A,16Bは、後述するように、マシンに求められる射出速度仕様(射出速度能力)に応じてその径が異なるものが用意されていて、射出速度仕様に応じた径のもの(ここでは、被動プーリ16A−1,16B−1、または16A−2,16B−2、または16A−3,16B−3、または16A−4,16B−4)が、ボールネジ軸13A,13Bに固着されるようになっている。また、各被動プーリ16A,16Bは、後述するように、両者16A,16Bが単一の射出用サーボモータで回転駆動されるか、もしくは、両者16A,16Bがそれぞれに個別に対応する2つの射出用サーボモータで回転駆動されるようになっており、さらに、射出用のサーボモータとしては、ここでは後述するように容量の異なる2種の射出用サーボモータが用意されている。
The driven
前記各ナット体15A,15Bの前端部は、貫通穴をもつ連結体17,18にそれぞれ固着され、この各連結体17,18はスライド体6の後端面に固着されて、各連結体17,18は、ナット体15A,15Bの端面とスライド体6との間に挾持される形で配設されている。2つの連結体17,18は、外形寸法が同一のものとされているが、そのうちの一方の連結体18は、圧力検出センサたるロードセル(図示せず)をもつ圧力検出体18として構成されている。
The front ends of the
上記した構成をとることにより、ボールネジ軸13A,13Bの回転によって直線駆動されるナット体15A,15Bの直線運動は、連結体17および圧力検出体(連結体)18,スライド体6,ベアリング9を介して、スクリュー駆動体8およびこれと一体のスクリュー4に伝達される。また、スクリュー4にかかる圧力は、スクリュー駆動体8,ベアリング9,スライド体6を介して圧力検出体18に印加され、これによって、射出行程時の射出圧力や、計量行程時にスクリュー4に付与する背圧の検出が行なわれるようになっている。なお、圧力検出体18には、スクリュー4からの圧力が1/2だけかかるので、圧力検出回路系において圧力検出体18の検出値を2倍にすることによって、射出圧力値や背圧値を認知するようにされる。
With the above configuration, the linear motion of the
次に、本実施形態において、射出速度能力の異なる4種のマシンを構築する場合の例を、図2を用いて説明する。図2の(a)〜(d)は、1対のスクリュー前後進用の被動プーリ16A,16Bの各種と、これに対応する射出用のサーボモータとの配置関係を示す図であり、図2の(a)が超低速仕様のマシン、図2の(b)が低速仕様のマシン、図2の(c)が高速仕様のマシン、図2の(d)が超高速仕様のマシンの場合をそれぞれ示している。
Next, in the present embodiment, an example of constructing four types of machines having different injection speed capabilities will be described with reference to FIG. 2 (a) to 2 (d) are diagrams showing the positional relationship between various types of a pair of driven
(1)超低速仕様のマシン
図2の(a)において、19は支持ブロック2に搭載された容量11kWの射出用のサーボモータ、20はサーボモータ19の出力軸に固着された駆動プーリ、16A−1,16B−1はボールネジ軸13A,13Bに固着された最も径の大きい被動プーリであり、駆動プーリ20と1対の被動プーリ16A−1,16B−1との間には、タイミングベルト21が巻き渡らされていて、2つの被動プーリ16A−1,16B−1は、単一の射出用のサーボモータ19によって回転駆動されるようになっている。
この図2の(a)に示した構成においては、容量11KWの、すなわち比較的小容量の射出用のサーボモータ19を1個のみ用いるようにしているので、射出圧力を必要充分に確保するため、最も径の大きい被動プーリ16A−1,16B−1を用いて減速比を充分に確保するようにしている。したがって、射出速度は最も低速となり、例えば100mm/sec程度の速度能力をもつものとなっており、例えばレンズ成形等に使用することができる。
(1) Ultra-low-speed machine In FIG. 2A,
In the configuration shown in FIG. 2A, only one
(2)低速仕様のマシン
図2の(b)において、22は支持ブロック2に搭載された容量15kWの射出用のサーボモータ、23はサーボモータ22の出力軸に固着された駆動プーリ、16A−2,16B−2はボールネジ軸13A,13Bに固着された2番目に径の大きい被動プーリであり、駆動プーリ23と1対の被動プーリ16A−2,16B−2との間には、タイミングベルト24が巻き渡らされていて、2つの被動プーリ16A−2,16B−2は、単一の射出用のサーボモータ22によって回転駆動されるようになっている。
この図2の(b)に示した構成においては、容量15kWの、すなわち容量11KWに較べると容量の大きい射出用のサーボモータ22を用いるようにしているので、図2の(a)の場合よりも径の小さい被動プーリ16A−2,16B−2を用いても射出圧力を必要充分に確保できる。したがって、図2の(a)の場合よりも減速比が小さくなって、図2の(a)の構成よりも射出速度は速くなり、例えば150mm/sec程度の速度能力をもつものとすることができる。
(2) Machine of low-speed specification In FIG. 2B,
In the configuration shown in FIG. 2B, an
(3)高速仕様のマシン
図2の(c)において、19,19は支持ブロック2に搭載された容量11kWの1対の射出用のサーボモータ、20,20は各サーボモータ19,19の出力軸に固着された駆動プーリ、16A−3,16B−3はボールネジ軸13A,13Bに固着された被動プーリであり、この被動プーリ16A−3,16B−3は、図2の(b)の被動プーリ16A−2,16B−2よりも径が小さいものとなっている。一方の駆動プーリ20と被動プーリ16A−3との間、および、他方の駆動プーリ20と被動プーリ16B−3との間には、タイミングベルト25,25がそれぞれ巻き渡らされていて、2つの被動プーリ16A−3,16B−3は、それぞれに対応する1対の射出用のサーボモータ19,19によってそれぞれ回転駆動されるようになっている。
この図2の(c)に示した構成においては、各被動プーリ16A−3,16B−3を駆動するために、それぞれに個別に射出用のサーボモータ19,19を割り当てているので、各サーボモータが比較的小容量(容量11kW)のものであっても、図2の(b)の場合よりも径の小さい被動プーリ16A−3,16B−3を用いても、射出圧力を必要充分に確保できる。したがって、図2の(b)の場合よりも減速比が小さくなって、図2の(b)の構成よりも射出速度は速くなり、例えば200mm/sec程度の速度能力をもつものとすることができ、例えば薄物成形に使用することができる。
(3) High-speed specification machine In FIG. 2C,
In the configuration shown in FIG. 2C, the
(4)超高速仕様のマシン
図2の(d)において、22,22は支持ブロック2に搭載された容量15kWの1対の射出用のサーボモータ、23,23は各サーボモータ22,22の出力軸に固着された駆動プーリ、16A−4,16B−4はボールネジ軸13A,13Bに固着された被動プーリであり、この被動プーリ16A−4,16B−4は、最も径が小さいものとなっている。一方の駆動プーリ23と被動プーリ16A−4との間、および、他方の駆動プーリ23と被動プーリ16B−4との間には、タイミングベルト26,26がそれぞれ巻き渡らされていて、2つの被動プーリ16A−4,16B−4は、それぞれに対応する1対の射出用のサーボモータ22,22によってそれぞれ回転駆動されるようになっている。
この図2の(d)に示した構成においては、容量15kWの、すなわち容量11KWに較べると容量の大きい射出用のサーボモータ22を1対用いるようにしているので、図2の(c)の場合よりもさらに径の小さい被動プーリ16A−4,16B−4を用いても射出圧力を必要充分に確保できる。したがって、図2の(c)の場合よりも減速比が小さくなって、図2の(c)の構成よりも射出速度は速くなり、例えば300mm/sec程度の速度能力をもつものとすることができ、例えば超薄物成形に使用することができる。
(4) Ultra-high-speed specification machine In FIG. 2D, 22 and 22 are a pair of injection servomotors with a capacity of 15 kW mounted on the
In the configuration shown in FIG. 2D, a pair of
かように本実施形態においては、各回転直線運動機構を共通化して、射出速度能力の異なる4種のマシンを構築することができるで、射出速度能力の異なるマシンを生産する際に、部品を共用化することによるコストダウンを図ることができる。 As described above, in the present embodiment, it is possible to construct four types of machines having different injection speed capacities by sharing each rotary linear motion mechanism, and to produce parts having different injection speed capacities, Cost reduction can be achieved by sharing.
なお、上述した実施形態では、1対の回転−直線運動変換機構によってスクリューを前後進させるようにしているが、3つ以上の回転−直線運動変換機構によってスクリューを前後進させる構成にも、本発明が適用可能であることは言うまでもない。 In the above-described embodiment, the screw is moved forward and backward by a pair of rotation-linear motion converting mechanisms. It goes without saying that the invention is applicable.
1,2 支持ブロック
3 加熱シリンダ
4 スクリュー
5 ガイドバー
6 スライド体
7 計量用のサーボモータ
8 スクリュー駆動体
9 ベアリング
10 スクリュー回転用の被動プーリ
11 駆動プーリ
12 タイミングベルト
13A,13B ボールネジ軸
14A,14B ベアリング
15A,15B ナット体
16A,16B(16A−1,16B−1,16A−2,16B−2,16A−3,16B−3,16A−4,16B−4) スクリュー前後進用の被動プーリ
17 連結体
18 圧力検出体(連結体)
19,22 射出用のサーボモータ
20,23 駆動プーリ
21,24,25,26 タイミングベルト
19,22 Servo motor for
Claims (1)
前記1対の回転直線運動変換機構を、前記した複数の機種にわたって共用する共通化構成要素として用意しておき、
前記回転直線運動変換機構の回転部材に連結される被動プーリは、前記した複数の機種に応じて選択される選択用構成要素として、径の異なる被動プーリを複数種類用意しておき、
前記射出用サーボモータは、前記した複数の機種に応じて選択される選択用構成要素として、容量の異なる射出用サーボモータを複数種類用意しておき、
マシンに要求される射出速度仕様である射出速度能力に応じて、前記複数種類の中から選択した特定の径をもつ1対の前記被動プーリを、前記1対の回転直線運動変換機構の回転部材にそれぞれ連結し、
マシンに要求される射出速度仕様である射出速度能力に応じて、前記1対の被動プーリを単一の前記射出用サーボモータで駆動するのか、前記1対の被動プーリを1対の前記射出用サーボモータでそれぞれ個別に駆動するのかを選択するとともに、前記複数種類の中から選択した特定の容量をもつ前記射出用サーボモータを、1つまたは2つマシンに搭載することで、
射出速度能力の異なる各機種毎のマシンを、前記共通化構成要素に対する前記選択用構成要素の選択・組み合わせによって構築できるようにしたことを特徴とする射出成形機の構築方法。 An injection molding machine comprising a pair of rotary linear motion converting mechanisms for converting the rotation of the injection servomotor into linear motions, respectively, wherein the pair of rotary linear motion converting mechanisms linearly drives a screw in a heating cylinder. In a method of constructing an injection molding machine that is constructed as a plurality of types of machines each having a different specific injection speed capability,
The pair of rotary linear motion conversion mechanisms is prepared as a common component shared among a plurality of models described above,
The driven pulley connected to the rotating member of the rotary linear motion conversion mechanism, as a component for selection selected according to the plurality of models, a plurality of types of driven pulleys having different diameters are prepared,
The injection servomotor has a plurality of types of injection servomotors having different capacities prepared as selection components selected according to the plurality of models,
A pair of driven pulleys having a specific diameter selected from among the plurality of types are selected according to an injection speed capability that is an injection speed specification required for a machine. To each other,
The pair of driven pulleys may be driven by a single servomotor for injection, or the pair of driven pulleys may be driven by a pair of By selecting whether to drive individually with the servo motor, by mounting the injection servo motor having a specific capacity selected from the plurality of types in one or two machines,
A method for constructing an injection molding machine, wherein machines for each model having different injection speed capability can be constructed by selecting and combining the selecting component with respect to the common component.
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