JP2006305815A - 射出成形機の制御装置 - Google Patents

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Makoto Nishizawa
誠 西沢
Minoru Yamaguchi
穣 山口
Ryoji Tominaga
亮二 富永
Yasumasa Sugiyama
恭正 杉山
Hiroshi Katsuta
弘 勝田
Kunihiko Noda
邦彦 野田
Kiyoshi Inoue
清 井上
Hirotaka Sekino
裕崇 関野
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Abstract

【課題】表示部に表示させる画面切換えに要する時間を短縮させることができる射出成形機の制御装置を提供すること。
【解決手段】合成樹脂材料を加熱溶融した溶融樹脂を計量しつつ金型に射出して成形品を成形する射出成形機において、汎用オペレーティングシステムを搭載したヒューマンマシンインターフェース部41と、表示部の画面上にタッチパネルを配置したタッチパネル付表示部43と、成形品毎の各種成形条件である設定値を記憶する記憶部56と、この記憶部を内部記憶媒体あるいは外部記憶媒体に形成し、ヒューマンマシンインターフェース部41は、前記成形条件の設定変更を行なうメイン画面Hと、モニタ等を表示するサブ画面Gと、画面を切り換える切換スイッチを前記表示部の固定領域Aに常時表示させるとともに、メイン画面及びサブ画面をそれぞれ構成する画面に画面切換用のタグ72も表示部43に表示させるようにした。
【選択図】図7

Description

本発明は、射出成形機の制御装置に係り、特に、ヒューマンマシンインターフェース部を備えた制御装置に関する。
射出成形機は、ホッパからバレルに投入された合成樹脂材料をヒータによる加熱で溶融し、この溶融樹脂をバレル内に設けた射出スクリュの回転及び前進動作によって前方に押出し、さらに、バレル内で溶融樹脂を計量した後射出ノズルから金型に射出するように動作する。このとき金型は型開閉機構によって閉塞保持されており射出される溶融樹脂が充填されるようになる。その後、金型は射出ノズルから離間され、型開閉機構から開放される、そして、金型から成形品が取出される。
このような射出成形機を制御する制御装置は、ヒューマンマシンインターフェース部を設け、このヒューマンマシンインターフェース部の操作部を操作して射出、型開閉、押出し、計量等の各プロセスに関しての速度、圧力、時間等の数値データを設定し、それをヒューマンマシンインターフェース部の表示部上に設定値として表示するようにしていた。
また、表示部の上部にはモニタ値等が表示されるサブ画面、下部には設定値を設定するためのメイン画面が表示されていた。
そして、ハードウェアのダイレクトキーによりメイン画面に表示する画面グループを選択し、表示部下部に設けられたファンクションボタンにより同一画面グルーブの画面切換えを行なっていた。
表示部に表示されるファンクションボタンの数は最大で8個であるため、同一画面グループの画面数が8個を超える場合には、1個のファンクションボタンに対して複数の画面を割り当てる必要があった。このため、画面の切換が複雑で分かり難く、画面の切換えに無駄な時間を要していた。
また、サブ画面については、メニュー画面に配置した画面選択ボタンにより画面切換えを行なっていたため、画面切換えを行なう場合、一度メニュー画面に戻って画面選択ボタンを押さなければならず、画面の切換えに無駄な時間を要していた。
また、各画面は項目毎に設けられており、設定したい画面を表示する場合には前述したダイレクトキーにより項目を選択し、そこで表示された前述したファンクションボタンの中からユーザが表示したい画面を選択することにより画面切換えを行なっていた。オプション等により画面数が多くなると、目的とする画面がどの項目内にあるのか分からない場合があり、ダイレクトキーにより項目を切換えながら目的とする画面を探す必要があったので、画面切換えに係る手間と時間がかかっていた。特に、10秒以下のハイサイクル成形においては、その手間と時間が弊害となっていた。
一方、成形前においては、各画面を切換えながら各設定値を設定器を用いてメモリに順次設定していた。ここで、一般的には設定器の数は100を超える。成形開始後は、成形された成形品の品質を確認しながら、必要により各プロセスの設定値の変更を行って最適条件の調整を行なうようにしていた。そのとき通常変更を加える設定器は、その金型或いは成形品によって限定されてくるが、同一画面内に配置されていない場合が多い。従って、その都度画面を切換えながら必要とする設定器を探してから設定を変更していく必要があり、その画面の切換えに時間を要していた。特に、10秒以下のハイサイクル成形においては、その手間と時間が弊害となっていた。
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は、表示部に表示させる画面切換えに要する時間を短縮させることができる射出成形機の制御装置を提供することにある。
請求項1記載の発明は、合成樹脂材料を加熱溶融した溶融樹脂を計量しつつ金型に射出して成形品を成形する射出成形機において、汎用オペレーティングシステムを搭載したヒューマンマシンインターフェース部と、表示部の画面上にタッチパネルを配置したタッチパネル付表示部と、成形品毎の各種成形条件である設定値及び画面の表示データを記憶する記憶部と、この記憶部を内部記憶媒体あるいは外部記憶媒体に形成し、前記ヒューマンマシンインターフェース部は、前記成形条件の設定変更を行なうメイン画面と、モニタ等を表示するサブ画面と、画面を切り換える切換スイッチを前記表示部の固定領域に常時表示させるとともに、前記メイン画面及びサブ画面をそれぞれ構成する画面に画面切換用のタグも前記表示部に表示させるようにしたことを特徴とする。
請求項2記載の発明は、合成樹脂材料を加熱溶融した溶融樹脂を計量しつつ金型に射出して成形品を成形する射出成形機において、汎用オペレーティングシステムを搭載したヒューマンマシンインターフェース部と、表示部の画面上にタッチパネルを配置したタッチパネル付表示部と、成形品毎の各種成形条件である設定値及び画面の表示データを記憶する記憶部と、この記憶部を内部記憶媒体あるいは外部記憶媒体に形成し、前記ヒューマンマシンインターフェース部は、全画面構成を項目毎に纏めて表示し、各項目内のボタンが操作されると、そのボタンに対応した画面に切り換えることを特徴とする。
請求項3記載の発明は、合成樹脂材料を加熱溶融した溶融樹脂を計量しつつ金型に射出して成形品を成形する射出成形機において、汎用オペレーティングシステムを搭載したヒューマンマシンインターフェース部と、表示部の画面上にタッチパネルを配置したタッチパネル付表示部と、成形品毎の各種成形条件である設定値及び画面の表示データを記憶する記憶部と、この記憶部を内部記憶媒体あるいは外部記憶媒体に形成し、前記ヒューマンマシンインターフェース部は、前記成形条件のうち基本的な成形条件を設定する画面を同一画面に表示させるようにしたことを特徴とする。
請求項1記載の発明によれば、表示部に表示される画面を切り換える切換スイッチを表示部の固定領域に設けたので、どんな表示状態のときでも切換スイッチで指定された画面を表示させることができる。
さらに、メイン画面及び画面をそれぞれ構成する画面に画面切換用のタグも表示部に表示させるようにしたので、このタグにより他の画面がどこにあるかが直ちに判断できる。タグをクリックすることにより他の画面への切換えを行なうことができるので、例えば、メイン画面の切換えをしながら設定値を設定する作業を大幅に短縮することができる。
請求項2記載の発明によれば、全画面構成を項目毎に纏めて表示するようにしたので、各項目にどのような画面が存在するかを一目で認識することができる。さらに、各項目内のボタンが操作されるとその画面が表示されるので、目的とする画面をすぐ表示部に表示させることができる。表示部に表示させる画面切換えに要する時間を短縮させることができる。
請求項3記載の発明によれば、基本的な成形条件を設定する画面を同一画面に表示させるようにしたので、画面を切換えることなく成形条件の設定を行なうことができる。従って、表示部に表示させる画面切換えが不要になる。
以下、本発明の一実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、この実施の形態は電動式射出成形機の制御装置に適用したものについて述べる。
図1は電動式射出成形機の構成を示す図で、射出成形機本体1は、ホッパ2を備えた円筒形状のバレル3内に、射出スクリュ4を回転自在にかつ進退可能に挿通配置している。前記バレル3の後部は前記ホッパ2と連通し、このホッパ2から合成樹脂材料が投入されるようになっている。
前記バレル3の外周に複数のヒータ(図示せず)を所定の間隔をあけて配置し、バレル外周部を加熱して投入された合成樹脂材料を溶融するようにしている。前記バレル3の先端部には溶融樹脂を射出するための射出ノズル5が形成されている。前記バレル3の温度は溶融樹脂の溶融度合いが先端部に向かって徐々に大きくなるように制御される。
前記射出スクリュ4は射出用サーボモータ6によって回転駆動するとともに進退動作するようになっている。すなわち、前記射出用サーボモータ6の回転駆動力を、プーリ7、タイミングベルト8、タイミングプーリ9からなる伝達機構を介して、サーボブラケット10に回転自在に配置されたボールねじ軸11に伝達するように構成されている。そして、前記ボールねじ軸11にボールナット12を螺合し、このボールナット12がスラストボックス13にボルト結合されている。さらに、このスラストボックス13に前記射出スクリュ4の後端部を、回転自在に設けられたS軸やベアリング(図示せず)を介して回転自在に結合している。
前記スラストボックス13に回転自在に結合されたS軸に対し、タイミングプーリ14を結合配置し、このタイミングプーリ14とタイミングベルト15とプーリ16とからなる伝達機構を介して計量用サーボモータ17を結合し、この計量用サーボモータ17の回転駆動力を、伝達機構を介してS軸に伝達するようになっている。これにより、計量用サーボモータ17の回転は、射出スクリュ4に計量動作を行わせる回転として伝達される。
前記バレル3の前方には、金型18及びこの金型18の開閉及び型締めを行う装置19が配置されている。そして、前記射出スクリュ4の先端部4aは、バレル3の先端部に形成された射出ノズル5を前記金型18のノズル口18aへ押圧当接させた際に、前進動作してバレル3内で生成した溶融樹脂を射出ノズル5から射出して金型キャビティ20内へ充填するように構成されている。
前記金型18の開閉及び型締めを行う装置19は、金型18の一方を支持する固定盤21に対し、タイバー22を介して金型18の他方を支持する可動盤23を移動自在に設けるとともにこの可動盤23をトグル式型締め機構24を介してトグル機構支持盤25に取り付けている。そして、前記トグル機構支持盤25にトグル式型締め機構24を駆動するための型締め用サーボモータ26を取り付けている。27はトグル式型締め機構24による型厚を調整する型厚調整機構である。
この電動式射出成形機は、先ず、型締め用サーボモータ26を駆動して金型18の型閉じを開始するとともにバレル3の射出ノズル5を金型18のノズル口18aへ押圧当接させる。次いで、計量用サーボモータ17を駆動して射出する溶融樹脂の計量を行った後、射出用サーボモータ6を駆動して射出スクリュ4を前進させ金型キャビティ20内に溶融樹脂の射出充填を行う。
この電動式射出成形機本体1の制御装置は、図2に示すように、CPU、ROM、RAMを有し、射出成形機本体の管理、監視を行い、各部を制御する主制御部31を備えている。また、CPU、ROM、RAMを有し、射出成形機本体の動作順序を制御するシーケンス処理部32、CPU、ROM、RAMを有し、前記射出用サーボモータ6及び計量用サーボモータ17を制御するサーボ指令部33を備えている。前記主制御部31、シーケンス処理部32、サーボ指令部33はバスライン34によって互いに電気的に接続している。ここで、RAMには後述する各画面で設定された各プロセスの設定値が記憶される。
前記サーボ指令部33は、サーボアンプ35を制御して射出用サーボモータ6を駆動する。そして、射出用サーボモータ6の回転や電流値を検出部36で検出している。前記サーボ指令部33は、検出部36から検出信号を取り込んで前記射出スクリュ4の移動位置や回転速度やモータの電流値を検出し、それに基づいて射出用サーボモータ6を制御するフィードバック制御を行う。
また、前記サーボ指令部33は、サーボアンプ37を制御して計量用サーボモータ17を駆動する。そして、計量用サーボモータ17の回転や電流値を検出部38で検出している。前記サーボ指令部33は、検出部38から検出信号を取り込んで前記射出スクリュ4の移動位置や回転速度やモータの電流値を検出し、それに基づいて計量用サーボモータ17を制御するフィードバック制御を行う。
前記シーケンス処理部32には、I/Oバス39を介してI/O40等が電気的に接続されている。
前記主制御部31は、通信インターフェース部を備え、この通信インターフェース部に、CPU、ROM、RAM、汎用OS(オペレーティングシステム)を有するHMI(ヒューマンマシンインターフェース)部41をイーサネット(登録商標)等のLAN42によって接続している。前記HMI部41は、例えば、パーソナルコンピュータからなり、液晶ディスプレイの画面上にタッチパネルを配置したタッチパネル付表示部43の表示部に接続し、この表示部を表示制御する。
また、前記主制御部31は、複数の機械的な操作スイッチを設けた操作パネル部44をケーブル45によって接続し、また、前記タッチパネル付表示部43のタッチパネルをケーブル46によって接続し、さらに、前記バレル3の外周部に配置したヒータによるバレルの温度を制御する温度制御部47をケーブル48によって接続している。
前記HMI部41は、図3に示すように、制御部本体を構成するCPU51、プログラムデータを格納したROM52、データ処理に使用するメモリ等を設けたRAM53、LAN42を介して主制御部31と通信を行う通信インターフェース(I/F)54、前記タッチパネル付表示部43の表示部を表示制御する表示コントローラ55、汎用OS等を格納したコンパクトフラッシュ(登録商標)カードやハードディスクなどの不揮発性記憶媒体を使用した記憶装置56、光ディスク等の外部記憶媒体57と接続し、この外部記憶媒体57とデータの通信を行う記憶媒体インターフェース(I/F)58を設け、互いにバスライン59によって電気的に接続している。
前記タッチパネル付表示部43は、前記HMI部41によって表示コントローラ55を介して表示部が表示制御される。そして、前記タッチパネル付表示部43からのキー信号が前記主制御部31に入力される構成になっており、主制御部31では入力したキー信号のうち、HMI部41で必要な信号を、LAN42を介してHMI部41に送信するようにしている。
前記記憶装置56の記憶媒体は、図5〜図8に示す画面の表示データや他の画面の表示データを記憶する表示データ記憶手段561を備えている。
このような構成においては、1つの成形品を成形する時には、タッチパネル付表示部43の表示部に成形条件の設定を選択する画面が表示されている状態でタッチパネルをタッチして成形条件の設定を選択すると、表示部には図5に示すように成形条件を設定する画面が表示される。
図5に示すように、表示部43の固定領域Aには、画面を切り換える切換スイッチが常時表示されている。この切換スイッチとして、「一覧」、「温度」、「型締」、「射出」、「生産」、「モニタ」、「オプション」、「記録」が表示される。
このように、表示部43に表示される画面を切り換える切換スイッチを表示部の固定領域Aに常時表示されるように設けたので、どんな表示状態のときでも切換スイッチで指定された画面を表示させることができる。従って、表示部43に表示させる画面切換えに要する時間を短縮させることができる
図5は「一覧」ボタン61がタッチされた状態を示している。仮に、この画面を一覧画面と呼ぶことにすると、この一覧画面には、同一画面に基本的な成形条件を設定する画面が表示されている。つまり、この一覧画面には、温度設定(HEATROL)B、射出計量設定(INJECTROL)C、型締設定(CLAMPTROL)D、押出設定(EJECTROL)E、タイマ設定(TIMER)Fが表示されている。
このように基本的な成形条件を設定する画面を同一画面に表示させるようにしたので、画面を切換えることなく成形条件の設定を行なうことができる。従って、表示部43に表示させる画面切換えを不要にすることができる。
次に、図5の画面から「メニュー」ボタン62をタッチすると、図6に示すメニュー画面が表示される。このメニュー画面には、「温度」、「型締」、「射出」、「生産」、「モニタ」、「オプション」、「記録」のような項目毎に全画面構成が纏めて表示される。
このように全画面構成を項目毎に纏めて表示するようにしたので、各項目にどのような画面が存在するかを一目で認識することができる。さらに、各項目内のボタンが操作されるとその画面が表示されるので、目的とする画面をすぐ表示部に表示させることができる。
目的とする画面をすぐに表示部43に表示させることができるので、画面切換を短縮させることができる。
例えば、図6の「温度」項目より「バレル温度」ボタン71をタッチすると、図7に示すような温度設定画面が表示される。
図7に示すように、表示部43の上部はモニタ等を表示するサブ画面G、下部は成形条件の設定変更を行なうメイン画面Hとに分割表示されている。そして、メイン画面H及びサブ画面Gをそれぞれ構成する画面にタグ72が表示される。
メイン画面Hに表示可能なタグ72は8個であるため、「型温度6」、「型温度7」に対するタグは次の頁に表示される。この次頁を表示させる次頁キー73が図7のメイン画面に表示される。この次頁キー73をタッチすると、図8に示すように次頁がメイン画面Hに表示される。この次頁のメイン画面Hには、前頁に戻す戻しキー74が表示される。
このように、メイン画面H及びサブ画面Gをそれぞれ構成する画面にタグ72も表示部43に表示させるようにしたので、タグ72により他の画面がどこにあるかが直ちに判断できる。タグ72をタッチすることにより他の画面への切換えを行なうことができるので、例えば、メイン画面Hを構成する「バレル温度」「バレルPID」…等を切換えながら設定値を設定する作業を大幅に短縮することができる。
そして、射出成形においては、主制御部31は温度制御部47を制御してホッパ2からバレル3内に投入された合成樹脂材料をヒータによる加熱によって溶融し、シーケンス処理部32及びサーボ指令部33を制御する。これにより、先ず、計量サーボモータ17が駆動して射出スクリュ4を移動させて射出する溶融樹脂量を計量する。次に、射出用サーボモータ6が駆動して射出スクリュ4を前進させ、先端部4aで溶融樹脂を射出ノズル5へ押出す。これにより、射出ノズル5から金型18のノズル口18aに溶融樹脂が射出され、金型キャビティ20内に充填される。充填が終了すると、金型18の開閉及び型締めを行う装置19が動作して、金型18をバレル3から離間させるとともに金型18を開放し、成形された製品が取出される。
本発明の一実施の形態に係る電動式射出成形機の構成を示す図。 同実施の形態に係る射出成形機本体の制御装置のブロック図。 図2の制御装置のHMI部の構成を示すブロック図。 図3の記憶装置に形成された要部のメモリ構成を示す図。 図2のタッチパネル付表示部における成形条件設定時の表示画面例を示す図。 図2のタッチパネル付表示部における成形条件設定時の表示画面例を示す図。 図2のタッチパネル付表示部における成形条件設定時の表示画面例を示す図。 図2のタッチパネル付表示部における成形条件設定時の表示画面例を示す図。
符号の説明
1…射出成形機本体、18…金型、31…主制御部、41…ヒューマンマシンインターフェース(HMI)部、43…タッチパネル付表示部、51…CPU、56…記憶装置、57…外部記憶媒体。

Claims (3)

  1. 合成樹脂材料を加熱溶融した溶融樹脂を計量しつつ金型に射出して成形品を成形する射出成形機において、
    汎用オペレーティングシステムを搭載したヒューマンマシンインターフェース部と、表示部の画面上にタッチパネルを配置したタッチパネル付表示部と、成形品毎の各種成形条件である設定値及び画面の表示データを記憶する記憶部と、
    この記憶部を内部記憶媒体あるいは外部記憶媒体に形成し、
    前記ヒューマンマシンインターフェース部は、前記成形条件の設定変更を行なうメイン画面と、モニタ等を表示するサブ画面と、画面を切り換える切換スイッチを前記表示部の固定領域に常時表示させるとともに、前記メイン画面及びサブ画面をそれぞれ構成する画面に画面切換用のタグも前記表示部に表示させるようにしたことを特徴とする射出成形機の制御装置。
  2. 合成樹脂材料を加熱溶融した溶融樹脂を計量しつつ金型に射出して成形品を成形する射出成形機において、
    汎用オペレーティングシステムを搭載したヒューマンマシンインターフェース部と、表示部の画面上にタッチパネルを配置したタッチパネル付表示部と、成形品毎の各種成形条件である設定値及び画面の表示データを記憶する記憶部と、
    この記憶部を内部記憶媒体あるいは外部記憶媒体に形成し、
    前記ヒューマンマシンインターフェース部は、全画面構成を項目毎に纏めて表示し、各項目内のボタンが操作されると、そのボタンに対応した画面に切り換えることを特徴とする射出成形機の制御装置。
  3. 合成樹脂材料を加熱溶融した溶融樹脂を計量しつつ金型に射出して成形品を成形する射出成形機において、
    汎用オペレーティングシステムを搭載したヒューマンマシンインターフェース部と、表示部の画面上にタッチパネルを配置したタッチパネル付表示部と、成形品毎の各種成形条件である設定値及び画面の表示データを記憶する記憶部と、
    この記憶部を内部記憶媒体あるいは外部記憶媒体に形成し、
    前記ヒューマンマシンインターフェース部は、前記成形条件のうち基本的な成形条件を設定する画面を同一画面に表示させるようにしたことを特徴とする射出成形機の制御装置。
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