JP2006231811A

JP2006231811A - 電動射出成形機のロードセルの原点補正方法

Info

Publication number: JP2006231811A
Application number: JP2005052279A
Authority: JP
Inventors: Masashi Nunoshita; 昌司布下
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 2005-02-28
Filing date: 2005-02-28
Publication date: 2006-09-07

Abstract

【課題】製品に影響がなく、また生産を停止することなく、正確な補正ができ、安定した成形が実現できる電動射出成形機のロードセル原点補正方法を提供する。
【解決手段】連続成形中に、所定のショット数分のサックバック終了後のロードセルの出力値を平均し、上記ショット数で割った値を基準値として記憶し、それ以後のショットでは、毎回所定ショット分、サックバック終了後のロードセルの出力値の平均値を算出し、上記基準値との差を計算し、上記差が所定の範囲から外れた場合には、連続成形中に補正を行うようにした。
【選択図】図３

Description

本発明は、電動射出成形機の駆動装置で使用されるロードセル（荷重センサ）の原点（ゼロ点）を連続運転中に自動的に補正する電動射出成形機のロードセルの原点補正方法に関するものである。

電動射出成形機では、スクリュの後端に射出力を検出するロードセルを配置し、射出時の荷重を検出し、設定された射出圧力に相当する荷重となるように圧力の制御が行われている。
この場合、ロードセルの出力値がドリフトすると、実際に発生する射出圧力が変わるため、機械電源投入時や連続運転開始前にロードセルのゼロ点を調整している。
また、連続成形中に機械の監視を行い、基準値よりも数値が外れた場合に原点がドリフトしたとして、機械を停止し修正することも行われる。

次に、従来技術の動作について説明する。数ショット機械を動作させた後、圧力制御を行っていない工程で、射出力を検出するロードセルの出力値を基準値として記憶する。その後のショットでは、同じタイミングでロードセルの出力値を検出し、基準値に対して所定値以上となった場合、警報を出力し、機械を停止させて原点補正を行い、しかる後成形動作を再開する（例えば特許文献１参照）。
特開平２００１−２４６６５６号公報

しかしながら、上記技術においては、以下の問題がある。
（１）基準値が設定ショットの値であるため、機械のバラツキによる影響を受けやすい。
（２）補正する場合に、機械を停止するため、手間がかかる。
（３）自動運転中に補正動作を行うことができない。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、基準値は少なくとも１０ショット以上の平均値を求めて設定することで、機械のバラツキの影響を軽減すると共に、連続成形中も同様に１０ショット以上の平均値を求め、基準値と比較し、補正できるようにする。さらに、射出圧力など各ショットの測定データの変動と合わせて原点の変動を判断するようにする。このようにすることで、製品に影響がなく、また生産を停止することなく、正確な補正ができ、安定した成形が実現できる電動射出成形機のロードセル原点補正方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明は、連続成形中に、所定のショット数分のサックバック終了後のロードセルの出力値を平均し、上記ショット数で割った値を基準値として記憶し、それ以後のショットでは、毎回所定ショット分、サックバック終了後のロードセルの出力値の平均値を算出し、上記基準値との差を計算し、上記差が所定の範囲から外れた場合には、連続成形中に補正を行うようにしたことを特徴とする。ここで、上記サックバックは、製品を充填させる保圧工程後、及びシリンダ内の材料を計量する工程後の少なくともいずれか一方において行われることを特徴とする。また、上記平均値は成形開始から設定ショット分経過した後におけるロードセルの出力値を１０ショット以上平均して得られることを特徴とする。さらに、ロードセルのゼロ点のドリフトと相関を有するデータを測定し、該測定データとロードセルの出力値の相関の有無を判断することで、前記ロードセルのゼロ点のドリフトの有無を判断することを特徴とする。

本発明によれば、連続成形中に発生する不良原因のうち、ロードセルのゼロ点ドリフトが原因で発生する不良を防止することができる。一方、万一不良が生じた場合でも機械を停止し原点調整を再度行う必要がないので、生産性が向上する。

連続成形中の保圧後及び計量後のサックバック終了時は、圧力制御後、スクリュを一定量後退させ、位置を保持している制御状態となっている。ロードセルからの出力はフィードバック制御されていない状態である。成形を開始し、所定ショット数成形後より、設定ショット分のロードセルの出力値を平均化し、その数値を基準値とする。連続成形中も同様に１０ショット以上の平均値を求め、基準値と比較し、補正できるようにする。ロードセル出力の数ショットの平均値を基準値及び実測値として補正動作を行うため、データの信頼性も高くなり、連続運転中でも生産を停止させることなく補正動作が可能となる。また、射出圧力などの他の測定データも同様に平均化処理を行い、ロードセルの原点変動に沿ったデータが得られることを確認後に補正動作を行うことで、より信頼性の高い原点補正を行うことができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。

図１は本発明の実施の形態の電動射出成形機の駆動装置の側断面図である。
射出用サーボモータ１の先端には、小プーリ５が装着されており、小プーリ５はタイミングベルト６により大プーリ７に回転を伝達可能に連結されている。大プーリ７は、第１プレート８にベアリング９を介して回転可能に支持されているボールネジ軸２の一端と一体回転可能に連結されており、ボールネジ軸２の他端には、ボールナット３が蝶合している。

ボールナット３の先端は、ロードセル１０の一方の面に取り付けられ、一体に移動可能に連結されている。ロードセル１０の他方の面は、第２プレート１１に一体に移動可能に連結されている。第２プレート１１は、ガイド軸１２に沿って移動可能に支持されており、ガイド軸１２の一端は第１プレート８に、他端は第３プレート１７にそれぞれ支持されている。

第２プレート１１には、ベアリング１３を介して出力軸１４が支持されており、出力軸１４は可塑化用プーリ１５と連結されている。また、出力軸１４には、スクリュ４の一端が支持されており、スクリュ４の他端は加熱シリンダ１６内に軸方向に移動可能に配置されている。加熱シリンダ１６の一端は、第３プレート１７に支持されている。

射出用サーボモータ１を駆動させることにより小プーリ５が回転し、これによりタイミングベルト６を介して大プーリ７が回転する。大プーリ７の回転によりボールネジ軸２が回転し、ボールナット３、ロードセル１０、第２プレート１１及びスクリュ４が図中左方向に移動して図示していない金型内に溶融樹脂が充填される。スクリュ４の先端部には、溶融樹脂があり、金型内に溶融樹脂を充填するために必要なスクリュ４押力は、ロードセル１０により検出され、コントローラ２０に出力される。

以上のように構成された装置において、本発明の動作を図１、図２、図３により説明する。

成形工程中、図示しない金型内へ溶融樹脂の充填が行われる場合、型閉・型締が行われ（ステップＳ１）、スクリュ４は図１の左方向へ移動する射出工程が行われる（ステップＳ２）。その後、製品の収縮を補う目的で保圧工程に移行する（ステップＳ３）。所定時間経過後に次の工程である樹脂の計量動作が行われる（ステップＳ４）。スクリュ４は図１の右方向へ、ロードセル１０の受ける荷重が設定通りになるように制御された状態で移動する。設定した位置まで計量動作が行われた後に、シリンダ内の圧力を減少させるために、設定したストローク分スクリュ４を後退させ、停止する（ステップＳ５）。このときは、圧力制御状態ではないため、ロードセルに原点ずれが発生した場合、出力値の大きなずれが発生する。従来はこの後、型を開き（ステップＳ６）、製品を突き出す（ステップＳ７）。

本発明では、計量工程後のシリンダ内の圧力を減少させ位置決めをしている工程の後であるサックバック後に、原点補正工程（ステップＳ５Ａ）を追加し、その後に型開と製品突き出しを行う。

次に、図３により、原点補正工程について説明する。連続運転開始後、所定のショット数が満了した後より、少なくとも１０ショット以上の設定ショットの間、コントローラに入力されたロードセルの歪アンプ出力値の平均値を算出し、補正を行うための基準値とする。

基準値が決定された後の、連続運転中には、遅延タイマの出力に基づき（成形開始から設定ショット分経過後：ステップＳ２１）、原点補正工程時にロードセルの歪アンプ出力値がコントローラに継続して入力され、新しく検出された歪アンプ出力値からの値により、検出平均値が更新される。こうしてロードセル実測値が計測される（ステップＳ２２）。

次に、この検出平均値と基準値を比較し（ステップＳ２３）、予め設定された基準の範囲を外れていた場合（ステップＳ２４）、他の測定データとの比較を行う（ステップＳ２５）。比較結果で相関がある場合は（ステップＳ２６）、次の射出動作が行われるまでに、ロードセルの出力値の原点位置を、基準値との差分だけ補正動作を行う（ステップＳ２７）。そして、常に基準の範囲内になるように調整を行いながら連続成形（生産）を継続する（ステップＳ２８）。

なお、ステップＳ２３において、データ測定値が基準値との所定範囲内にある場合は（ステップＳ２９）、生産を継続（ステップＳ３０）する。また、ステップＳ２５において、相関無しと判断された場合（ステップＳ３１）は、生産をそのまま継続する（ステップＳ３２）。

ここで、ステップＳ２５における、他の測定データとは、ロードセル以外のセンサで検出することができるデータであり、例えば、可塑化した樹脂の密度、射出圧力、残量などの測定データがある。これらデータは、機械内部の図示しない荷重センサ、モータのエンコーダなどで検出されコントローラ２０により測定値とされる。そして、これらのデータとの相関とは、例えば、ロードセル出力の原点がマイナス側に変化した場合は、可塑化した樹脂の密度が高い方向に偏り、射出圧力が高くなるような関係を言う。これらの相関係数を求めておいてステップＳ２５，２６，３１を実行する。

図４に示すように、成形工程の中で、製品の収縮を補う目的で保圧工程が行われ、この後に金型内の樹脂圧力を抜く目的で、設定したストローク分スクリュ４を後退させる動作を行う場合があるが（ステップＳ３Ａ）、このときも同様に原点補正工程を設けるようにしても良い（ステップＳ３Ｂ）。

本発明の実施の形態の電動射出成形機の駆動装置の側断面図である。成形工程の動作を示すフローチャートである。原点補正動作を示すフローチャートである。成形工程の他の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１射出用サーボモータ、４スクリュ、１０ロードセル、２０コントローラ。

Claims

連続成形中に、所定のショット数分のサックバック終了後のロードセルの出力値を平均し、上記ショット数で割った値を基準値として記憶し、それ以後のショットでは、毎回所定ショット分、サックバック終了後のロードセルの出力値の平均値を算出し、上記基準値との差を計算し、上記差が所定の範囲から外れた場合には、連続成形中に補正を行うようにしたことを特徴とする電動射出成形機のロードセルの原点補正方法。
上記サックバックは、製品を充填させる保圧工程後、及びシリンダ内の材料を計量する工程後の少なくともいずれか一方において行われることを特徴とする電動射出成形機のロードセルの原点補正方法。
上記平均値は成形開始から設定ショット分経過した後におけるロードセルの出力値を１０ショット以上平均して得られることを特徴とする電動射出成形機のロードセルの原点補正方法。
ロードセルのゼロ点のドリフトと相関を有するデータを測定し、該測定データとロードセルの出力値の相関の有無を判断することで、前記ロードセルのゼロ点のドリフトの有無を判断することを特徴とする電動射出成形機のロードセルの原点補正方法。