JP2006076063A

JP2006076063A - 射出成形機の金型保護方法

Info

Publication number: JP2006076063A
Application number: JP2004260918A
Authority: JP
Inventors: Takashi Nishie; 隆西江
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 2004-09-08
Filing date: 2004-09-08
Publication date: 2006-03-23
Anticipated expiration: 2024-09-08
Also published as: JP4278592B2

Abstract

【課題】本発明は、成形時に金型の温度を検出し、予め設定した金型保護圧力設定値を補正することにより、自動運転をスムーズに行うことを目的とする。
【解決手段】本発明による射出成形機の金型保護方法は、成形時に金型(1,2)の温度を計測し、この金型温度に対応して予め金型保護圧力テーブル(11)に記憶されている金型保護圧力値(AR₁〜AR₄)と作業者により予め設定された金型保護圧力設定値(BR)を比較し、金型保護圧力値(AR₁〜AR₄)が大の場合、前記金型保護圧力設定値(BR)を補正する方法である。
【選択図】図１

Description

本発明は、射出成形機の金型保護方法に関し、特に、成形時に金型温度を計測し、その金型温度に対応した適切な金型保護圧力設定値となるように補正し、自動運転時に金型保護機能の誤動作を避けてスムーズな自動運転を行うことができるようにするための新規な改良に関する。

従来、この種の射出成形機の金型保護方法としては、後述の特許文献１，２，３等で提案されている構成があり、その型締装置は、図示していないが、固定盤に保持された固定金型に対して、可動盤に保持された可動金型を開閉するための直線往復運動を行うと共に、型閉状態で型締を行っている。
この型締装置が型閉動作中に可動金型と固定金型との間に異物を挟んだ場合、このまま型閉を強行すると金型を損傷し、正常な製品を成形できなくなる。したがって、このような異常時において金型を損傷させないための金型保護方法が型締装置には適用されている。

図４は従来の電動式射出成形機の金型保護方法の処理動作を示すフローチャートであり、図３は従来の電動式射出成形機の型閉動作における時間経過とサーボモータの負荷トルクとの関係を示す線図である。

次に、図３の線図及び図４のフローチャートに基づいて従来の電動式射出成形機の金型保護処理動作について説明する。
まず、可動金型が型閉動作を行い、金型保護開始位置ａに到達すると、金型保護の処理動作が開始される。まず、型締装置を駆動するサポータの駆動トルクが金型保護トルクＴＲ_０に制限されて型閉動作を継続する（第１ステップS_１)。次に、金型が金型タッチ位置ｂに到達したか否かを判定する（第２ステップＳ_２）。到達している場合、型閉すなわち金型タッチ完了となり金型保護の処理動作は終了され、型締動作へと移行する。到達していない場合は、次に、駆動トルクが金型保護トルクＴＲ_０に上昇したか否かを判定する（第３ステップＳ_３）。上昇していない場合は第２ステップＳ_２へ戻る。上昇している場合は、次に、タイマーの計時を開始する（図３の位置Ｃで第４ステップＳ_４）、次に、タイマーの計時が金型保護時間Ｔ_１を経過したか否かを判定する（図３の位置ｃ〜ｄで第５ステップＳ_５）。経過していない場合は第２ステップＳ_２へ戻る。経過している場合は、次に、警報を発する（図３の位置ｄで第６ステップＳ_６）。

特許第３０８０６１７号公報特開平９−２６７３７０号公報特開２００２−３６３２７号公報

従来の電動射出成形機の金型保護方法は、以上のように構成されているため、次のような課題が存在していた。
すなわち、成形中の金型温度や圧力条件を変更させる、もしくは金型を交換するなど、成形条件が変わる場合に、同時に金型保護設定値も変更する必要があった。特に、成形を開始し、金型温度が上昇することにより金型自体が熱により膨張し、固定金型のガイドピン摺動部の嵌め合いが微小に狂い、結果わずかに型閉のための負荷トルクが上昇するという現象が生じる。通常、金型保護設定は成形開始前に行うため、金型によっては成形開始後に金型温度の上昇により再度、金型保護圧力の設定をし直さなければ、正常であるにもかかわらず金型保護機能が働き、型閉動作を停止させてしまうといった問題があった。

本発明による射出成形機の金型保護方法は、射出成形機の固定金型に対して可動金型を移動させる型締装置を用い、成形時に前記金型の温度を計測し、前記金型の金型温度に対応し予め金型保護圧力テーブルに記憶されている金型保護圧力値と予め設定された金型保護圧力設定値とを比較し、前記金型保護圧力値が前記金型保護圧力設定値よりも大の場合、前記金型保護圧力設定値を補正する方法であり、また、前記補正に用いる保護圧力補正値は、前記金型温度の温度幅に基づく温度域別に型開閉サーボモータのトルク値として設定されている方法であり、また、前記保護圧力補正値は、前記型開閉サーボモータの少なくとも容量、ピークトルク及び機種の何れか又は全てに基づいて設定されている方法であり、また、前記金型温度の温度域は、変更可能とした方法であり、また、前記型締装置は、トグル式とした方法である。

本発明による射出成形機の金型保護方法は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、成形開始後、金型温度に対応した適切な金型保護圧力を検知し、作業者が設定を行った金型保護圧力設定値との比較を行い、その時点で不適切であれば自動で金型保護圧力設定値を変更する機能が設けられているため、自動運転が開始された後に、正常であるにもかかわらず金型保護機能が作用し、型閉動作が停止することによって、作業者が再度金型保護設定を修正するような必要がなくなると共に段取りから自動運転までの一連の動作がスムーズに行えることから生産性の向上が得られる。また、金型保護圧力の初期設定値を金型保護圧力テーブルに設けてある為、作業者の誤入力を防げるといった効果もある。

本発明は、成形時の金型温度に対応した適切な金型保護圧力値を記憶した金型保護圧力テーブルをコントローラ内に設け、成形ショット毎に金型温度を計測することにより、前記金型保護圧力値と作業者により予め設定された金型保護圧力値とを比較し、保護圧力補正値を用いて金型保護圧力設定値を自動補正し、スムーズな自動運転を行うことを目的とする。

以下、図面と共に本発明による射出成形機の金型保護方法の好適な実施の形態について説明する。
図１は本発明による射出成形機の金型保護方法を適用した射出成形機の型締装置１０を示しており、図２は、射出成形機の作業者により予めコントローラ５内に設定された金型保護圧力設定値ＢＲを自動補正するために図１のコントローラ５内に設けられた金型保護圧力テーブル１１であり、予め型閉に必要な図１の型開閉サーボモータ６のモータトルクを金型の温度幅に基づく温度域別に最も適切な値の金型保護圧力値ＡＲ_１〜ＡＲ_４をデータベースとして整理し、さらに、前記各金型保護圧力設定値ＢＲを補正するための前記型開閉サーボモータ６のトルク値として設定された保護圧力補正値ＴＲ_１〜ＴＲ_４が前記温度域別に設定されている。

ここで成形時の金型保護圧力は型開閉サーボモータ６により制御されるものであり、従って、前記保護圧力補正値ＴＲ_１〜ＴＲ_４はサーボモータ６のトルク値として管理されるものである。尚、各機種によってサーボモータ６の容量や型閉の必要なモータトルク（ピークトルク）も異なる為、金型保護圧力テーブル１１内の値はそれぞれの機種により異なる。また金型温度が０〜４０℃の間は、熱による膨張の影響が極めて小さいと考えられる為、この間のテーブルデータは金型保護圧力設定値ＢＲの初期設定値とする。尚、前記保護圧力補正値ＴＲ_１〜ＴＲ_４は、サーボモータ６の容量、ピークトルク及び機種の何れか又は全てに基づいて設定することができる。

図１は電動式射出成形機のトグル式型締機構を備えた射出成形機において、本発明の金型保護方法を適用する場合の型締装置１０の構成図を示す。図１において、１は基台１Ａ上の固定盤３に取り付けられた固定金型を示し、また、２は基台１Ａ上の可動盤４に取り付けられた可動金型を示す。この固定金型１、可動金型２にはそれぞれ金型温度を計測するための温度センサ１ａ，２ａが取り付けられている。５は射出成形機のコントローラであり、金型１，２の温度幅に基づく温度域の金型温度に対応した適切な金型保護圧力値ＡＲ_１〜ＡＲ_４との関係を示す金型保護圧力テーブル１１や、温度センサ１ａ，２ａにより計測した金型１，２の温度を検知する為の検知器(図示せず)、その検知した金型温度と金型保護圧力テーブル１１内の保護圧力補正値ＴＲ_１〜ＴＲ_４を比較検証するための比較器(図示せず)がこのコントローラ５内に設けられている。

次に、前述の構成において、金型保護圧力補正時のコントローラ５の動作を説明すると、金型１，２に取り付けられた温度センサ１ａ，２ａが成形開始後の金型１，２の温度を成形ショット毎に計測し、前記検知器によりその計測した温度を読み取る。その計測した金型温度に対応し前記金型保護圧力テーブル１１から読み出した適切な金型保護圧力値ＡＲ_１〜ＡＲ_４を作業者が予め設定した金型保護圧力設定値ＢＲと比較器により比較し、補正が必要な場合は、このテーブル１１内の予め設定された保護圧力補正値ＴＲ_１〜ＴＲ_４の値がそのまま圧力値となるように型開閉用サーボモータ６へ指令を出す。ここで補正が必要な場合とは、温度センサ１ａ，２ａにより計測した金型温度に対応した金型保護圧力値ＡＲ_１〜ＡＲ_４のデータが作業者が予め設定した金型保護圧力設定値よりも大きい場合、すなわち型閉において前記が保護圧力設定値ＢＲ以上のモータトルクが必要である場合であり、逆にテーブルデータが作業者の設定値よりも小さい場合、自動補正は働かないものとする。

すなわち、成形条件を作業者が設定し金型温度は上昇を始めるが、設定温度までの昇温にわずかであるが時間を要し、また設定温度に昇温後も金型温度はわずかばかり変動する。そこで、金型の温度域とそれに適切な金型保護圧力値ＡＲ_１〜ＡＲ_４及び保護圧力補正値ＴＲ_１〜ＴＲ_４との関係を示す金型保護圧力テーブル１１及び前記金型保護圧力設定値ＢＲを予め成形機のコントローラ５内に設けておく。図２に示す金型保護圧力テーブルについて説明する。まず始めに成形時の金型保護圧力は型開閉サーボモータ６により制御されるものであり、従って補正値ＴＲ_１〜ＴＲ_４はサーボモータ６のトルク値として管理されるものである。前述したように金型の温度の変化により型閉に要するモータトルクも若干異なってくる為、予め型閉に必要なモータトルクを金型の温度域別にデータベースとして整理し、これを金型保護圧力テーブル１１とする。なお各機種によって型開閉サーボモータの容量やそのピークトルク、また型閉に必要なモータトルクも異なる為、金型保護圧力テーブル１１内の補正値（モータトルク値）はそれぞれの機種により異なる。

従って、成形条件の設定後に自動成形が開始された時、コントローラ５内の金型保護圧力テーブル１１を基に成形ショット毎に計測した金型温度に対応した適切な金型保護圧力値ＡＲ_１〜ＡＲ_４を選定し、作業者が予め設定を行った金型保護圧力設定値ＢＲとの比較を行う。計測した金型温度に対応するテーブル１１内の金型保護圧力値ＡＲ_１〜ＡＲ_４が、作業者の金型保護圧力設定値ＢＲよりも大きい場合、すなわち型閉において金型保護設定圧力以上のモータトルクを要するような場合には、コントローラ５がテーブルデータに基づいて設定値を変更する。逆にテーブルデータが作業者の設定値よりも小さい場合、自動補正は働かないものとする。ただし金型温度が０〜４０℃の間においては熱による膨張等の影響が極めて小さいと考えられる為、この間におけるテーブルデータは、作業者の誤入力を補正する目的として設けられたものであり、すなわち初期設定値とする。また金型１，２の構造は様様であり、熱により金型の膨張などの影響が少ない金型に関してはこの自動補正という機能は不要であるため、それぞれの金型において金型保護の自動補正機能が必要か否かの判断は作業者側に委ねることとし、ユーザー設定画面において自動補正の有効、無効の切換ができるようにされている。
そのため、自動成形が開始された後に、正常であるにもかかわらず金型保護機能が作用し、型閉動作が停止することによって、作業者が再度金型保護設定を修正するようなことは必要がなくなるため、段取りから自動運転までの一連の動作がスムーズに行えると共に、作業が中断しないことから生産性の向上につなげることもできる。

本発明は、射出成形機に限ることなく、押出成形機の金型にも適用可能である。

本発明による射出成形機の金型保護方法を適用した型締装置を示す構成図である。図１のコントローラ内に内蔵されている金型保護圧力テーブルの構成図である。従来の電動式射出成形機の型閉動作における時間経過とサーボモータの負荷トルクとの関係を示す線図である。従来の電動式射出成形機の金型保護方法の処理動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１固定金型
２可動金型
５コントローラ
６型開閉サーボモータ
１０型締装置
１１金型保護圧力テーブル
ＡＲ_１〜ＡＲ_４金型保護圧力値
ＴＲ_１〜ＴＲ_４保護圧力補正値
ＢＲ金型保護圧力設定値

Claims

射出成形機の固定金型(1)に対して可動金型(2)を移動させる型締装置(10)を用い、成形時に前記金型(1,2)の温度を計測し、前記金型(1,2)の金型温度に対応し予め金型保護圧力テーブル(11)に記憶されている金型保護圧力値(AR₁〜AR₄)と予め設定された金型保護圧力設定値(BR)とを比較し、前記金型保護圧力値(AR₁〜AR₄)が前記金型保護圧力設定値(BR)よりも大の場合、前記金型保護圧力設定値(BR)を補正することを特徴とする射出成形機の金型保護方法。
前記補正に用いる保護圧力補正値(TR₁〜TR₄)は、前記金型温度の温度幅に基づく温度域別に型開閉サーボモータ(6)のトルク値として設定されていることを特徴とする請求項１記載の射出成形機の金型保護方法。
前記保護圧力補正値(TR₁〜TR₄)は、前記型開閉サーボモータ(6)の少なくとも容量、ピークトルク及び機種の何れか又は全てに基づいて設定されていることを特徴とする請求項１又は２記載の射出成形機の金型保護方法。
前記金型温度の温度域は、変更可能であることを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の射出成形機の金型保護方法。
前記型締装置(10)は、トグル式であることを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載の射出成形機の金型保護方法。