JP2008110557A - Mold clamping device of injection molding machine and mold clamping control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、トグル機構を用いた射出成形機の型締装置および型締制御方法に関するものであり、特には可動盤に油圧シリンダが配設された型締装置および型締制御方法に関するものである。 The present invention relates to a mold clamping device and a mold clamping control method of an injection molding machine using a toggle mechanism, and more particularly to a mold clamping device and a mold clamping control method in which a hydraulic cylinder is disposed on a movable platen. .
一般的なトグル機構を用いた射出成形機としては、特許文献1に記載されるものが公知である。しかし特許文献1では、トグル機構は可動盤の上下端部近傍に軸着されているので、金型の背面から直接型締力を及ぼすことができず、成形品にバリが発生したり、溶融樹脂が均等に加圧ができないという問題があった。 As an injection molding machine using a general toggle mechanism, the one described in Patent Document 1 is known. However, in Patent Document 1, since the toggle mechanism is pivotally mounted in the vicinity of the upper and lower end portions of the movable platen, it is not possible to exert a clamping force directly from the back of the mold, and burrs are generated or melted. There was a problem that the resin could not be evenly pressurized.
上記の問題を解決するものとして、トグル機構とは別に連結プレートと移動プレートの間に密閉液圧シリンダが配設されたものとして特許文献2に記載されたものが公知である。そして特許文献2においては特許文献1における金型の背面から直接型締力を及ぼすことができないという問題を解消し、型締力を金型に均等に伝えることができる。しかしながら特許文献2は、密閉液圧シリンダを使用するが、油の漏洩の問題があり長期にわたり同一条件で使用することが不可能であった。 In order to solve the above-described problem, a device described in Patent Document 2 is known in which a sealed hydraulic cylinder is disposed between a connecting plate and a moving plate separately from a toggle mechanism. And in patent document 2, the problem that the mold clamping force cannot be exerted directly from the back surface of the mold in patent document 1 can be solved, and the mold clamping force can be evenly transmitted to the mold. However, Patent Document 2 uses a hermetic hydraulic cylinder, but has a problem of oil leakage and cannot be used under the same conditions for a long time.
また特許文献1ではタイバに歪センサを取付けて型締力をクローズド制御することが記載されている。しかし高価な歪センサを取付ける必要があり、各タイバの伸び量は、設計誤差や成形時のタイバの昇温により異なるので、1本のタイバのみに歪センサを取付けた場合、正確な型締力が検出できなかった。
そこで本発明では上記の問題を鑑みて、トグル機構を用いた射出成形機の型締装置および型締制御方法において、金型の背面から直接型締力を及ぼしつつ、型締力を歪センサを用いずに制御することが可能な射出成形機の型締装置および型締制御方法を提供することを目的とする。 Therefore, in the present invention, in view of the above problems, in the mold clamping device and the mold clamping control method of an injection molding machine using a toggle mechanism, the mold clamping force is applied directly from the back surface of the mold while the strain sensor is used. It is an object of the present invention to provide a mold clamping device and a mold clamping control method of an injection molding machine that can be controlled without being used.
本発明の請求項1に記載の射出成形機の型締装置は、可動盤と受圧盤との間に配設されたトグル機構により、固定盤に取付けられた固定金型に対して可動盤に取付けられた可動金型が接近・離隔される射出成形機の型締装置において、トグル機構を駆動するアクチュエータと、トグル機構が軸着される第一可動盤と、可動金型が取付けられる第二可動盤と、第一可動盤と第二可動盤との間に配設される油圧シリンダと、油圧シリンダの圧力を検出する油圧センサと、油圧センサの圧力を検出してアクチュエータをフィードバック制御する制御装置が配設されていることを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a mold clamping device for an injection molding machine, wherein a toggle mechanism disposed between a movable platen and a pressure receiving plate is used to move the movable plate relative to a fixed mold attached to the fixed platen. In a mold clamping device of an injection molding machine in which an attached movable mold is approached and separated, an actuator for driving a toggle mechanism, a first movable plate on which the toggle mechanism is pivotally mounted, and a second to which the movable mold is attached A movable platen, a hydraulic cylinder disposed between the first movable platen and the second movable platen, a hydraulic sensor for detecting the pressure of the hydraulic cylinder, and a control for feedback control of the actuator by detecting the pressure of the hydraulic sensor A device is provided.
本発明の請求項2に記載の射出成形機の型締制御方法は、可動盤と受圧盤との間に配設されたトグル機構により、固定盤に取付けられた固定金型に対して可動盤に取付けられた可動金型が接近・離隔される射出成形機の型締制御方法において、トグル機構を駆動するアクチュエータと、トグル機構が軸着される第一可動盤と、可動金型が取付けられる第二可動盤と、第一可動盤と第二可動盤との間に配設される油圧シリンダと、油圧シリンダの圧力を検出する油圧センサとが配設され、油圧センサの圧力を検出してアクチュエータをフィードバック制御することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a mold clamping control method for an injection molding machine in which a movable plate is moved with respect to a fixed mold attached to the fixed platen by a toggle mechanism disposed between the movable platen and the pressure receiving platen. In a mold clamping control method of an injection molding machine in which a movable mold attached to and away from an actuator is mounted, an actuator for driving a toggle mechanism, a first movable plate on which the toggle mechanism is pivotally mounted, and a movable mold are attached A second movable platen, a hydraulic cylinder disposed between the first movable platen and the second movable platen, and a hydraulic sensor for detecting the pressure of the hydraulic cylinder are arranged to detect the pressure of the hydraulic sensor. The actuator is feedback-controlled.
本発明の請求項3に記載の射出成形機の型締制御方法は、請求項2において、油圧シリンダにはポンプが接続され、型締時にはポンプから油圧シリンダへは送油しないことを特徴とする。
The mold clamping control method for an injection molding machine according to
本発明の射出成形機の型締装置および型締制御方法は、トグル機構を駆動するアクチュエータと、トグル機構が軸着される第一可動盤と、可動金型が取付けられる第二可動盤と、第一可動盤と第二可動盤との間に配設される油圧シリンダと、油圧シリンダの圧力を検出する油圧センサと、油圧センサの圧力を検出してアクチュエータをフィードバック制御することにより、金型の背面から直接型締力を及ぼしつつ、型締力を歪センサを用いずに制御することが可能となった。 A mold clamping device and a mold clamping control method of an injection molding machine according to the present invention include an actuator for driving a toggle mechanism, a first movable plate on which the toggle mechanism is pivotally mounted, a second movable plate on which a movable mold is attached, A mold that includes a hydraulic cylinder disposed between the first movable platen and the second movable platen, a hydraulic sensor that detects the pressure of the hydraulic cylinder, and feedback control of the actuator by detecting the pressure of the hydraulic sensor. The mold clamping force can be controlled without using a strain sensor while exerting the mold clamping force directly from the back of the mold.
本発明の実施形態について図1を参照して説明する。図1は、本発明の射出成形機の型締装置の概略図である。図2は、本発明の射出成形機の型締制御方法を示すフローチャート図である。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic view of a mold clamping device of an injection molding machine according to the present invention. FIG. 2 is a flowchart showing the mold clamping control method of the injection molding machine according to the present invention.
図1に示されるように、射出成形機の型締装置11は、ベッド12の上に射出装置13と対向して配設されている。型締装置11は、固定金型14が取付けられる固定盤15と、該固定盤15に平行に配設された受圧盤16と、両者の間に設けられた4本のタイバ17と、前記タイバ17を介して移動自在に配設され可動金型18が取付けられる可動盤19等から構成されている。そして受圧盤16と可動盤19の間には、トグル機構20が配設されている。トグル機構20には、受圧盤16に取付けられるアクチュエータである型締用サーボモータ21、モータ側のプーリ、ベルト、ボールネジ側のプーリと、ボールネジ22およびボールナット23等からなるボールネジ機構24によって前後進するクロスヘッド27等からなる駆動機構が設けられている。なお本発明においてトグル機構を駆動するアクチュエータは、油圧シリンダであってもよい。
As shown in FIG. 1, a
またトグル機構20には、可動盤19の背面(反固定盤側)の上下両端近傍に対してピン26aおよびブッシュを介して一端が接続される第1リンク25a、該第1リンク25aの他端に対してピン26bおよびブッシュを介して一端が接続されるとともにピン26cおよびブッシュを介して他端が受圧盤16に接続される第2リンク25b、第2リンク25bの一端寄りの内側に、ピン26dおよびブッシュを介して一端が接続される第3リンク25c、該第3リンク25cに対して他端がピン26eおよびブッシュを介して接続され前記ボールナット23が固着されたクロスヘッド27等からなるリンク機構が設けられている。そして前記リンク機構を介してクロスヘッド27の前後進作動を可動盤19および可動金型18の型開閉作動および型締作動に変換する。
The
本実施形態において可動盤19は、トグル機構20が背面側に軸着される第一可動盤28と可動金型18が金型取付面29aに取付けられる第二可動盤29とからなっている。そして第一可動盤28の内部には油圧シリンダ30のシリンダが配設されている。油圧シリンダ30は、ピストン31を境にしてトグル機構20側に封入油用の油室32が設けられ、固定盤15側にロッド部33と漏出油用の油室34が設けられる。そして前記ロッド部33の端面には、第二可動盤29が接続されている。本実施形態ではロッド部33と第二可動盤29の接続は固着によるが、軸着等によるものでもよい。なお油圧シリンダは、第一可動盤と第二可動盤の間に設けられるものであればよく、第二可動盤に油圧シリンダのシリンダが設けられ、ロッド部が第一可動盤に接続されるものであってもよい。
In this embodiment, the
また前記油圧シリンダ30の封入油用の油室32へは、ポンプ35(モータを含む)から管路36が接続されている。本実施形態ではポンプ35は吐出量が少ない定容量型の廉価なものでよい。そして管路36の途中には、ポンプ35側への油の逆流を防止する逆止弁37が設けられ、逆止弁37の油圧シリンダ30側には、封入油用の油室32の油圧を検出することができる油圧センサ38が設けられている。油圧センサ38は制御装置39に接続されている。そして制御装置39は、ポンプ35のモータや、型締用サーボモータ21、型締用サーボモータ21のロータリエンコーダ21aとも接続されている。また漏出油用の油室34からタンク40へも管路41が接続されており、前記管路41にはパイロット型の逆止弁42が配設されている。そして前記管路36から逆止弁42にパイロット管43が接続されている。ただしパイロット型の逆止弁42については本発明に必須のものではない。
Further, a
次に本発明の射出成形機の型締制御方法について、図2により説明する。まず固定金型14に対して可動金型18が型開きされ、前回の成形品が取出された状態から説明を開始する。まず型開時にポンプ35を作動させ、油圧シリンダ30の封入油用の油室32へ油を供給しピストン31を前進限まで移動させる(S1)。この際にパイロット型の逆止弁42は管路36およびパイロット管43の圧力が所定以上となったことにより開かれ、漏出油用の油室34の油がタンク40に回収される。なおこの動作は、前回の成形時までに封入油用の油室32から漏出油用の油室34へ油が漏れた分を補給するために行うのであるが、型開時に毎回行わず、所定回数毎に行うようにしてもよい。そして型開時の設定圧力となったら(S2)、すぐにポンプ35を停止する(S3)。この際タイマによる時間経過やポンプ35のモータへ送られる電流値によりポンプ35を停止するようにしてもよい。
Next, the mold clamping control method of the injection molding machine of the present invention will be described with reference to FIG. First, the
次に型締用サーボモータ21を駆動し(S4)、可動盤19を固定盤15に対して前進させる。型締用サーボモータ21が駆動されると公知のように、ボールネジ22とボールナット23を介してクロスヘッド27が前進される。そしてクロスヘッド27の前進とともに第一リンク25a、第二リンク25bが伸長して可動盤19を移動させ、やがて固定金型14に対して可動金型18が当接して両金型の間に図示しないキャビティが形成され型閉完了状態となる。そしてその後も型締用サーボモータ21が駆動され、前記油圧シリンダ30の封入油用の油室32の油を介して可動金型18が固定金型14に向けて型締される。そして同時に更に第一リンク25a、第二リンク25bの更なる伸長とともにタイバ17が伸長して受圧盤16が僅かに後退し、型締力が発生する。本実施形態では、この際に油圧シリンダ30のロッド部33を介してトグル機構20の型締力が可動金型18の背面に直接伝えられるから、可動盤19が湾曲するといった問題はほとんど発生しない。
Next, the
この際に、上記のようにポンプ35は停止しており送油は停止されている。また逆止弁37により油圧シリンダ30における封入油用の油室32の油の逆流も防止されている。そして油圧シリンダ30の前記油室32の油圧は、油圧センサ38によって検出され、その値は制御装置39へ送られる。そして制御装置39から型締用サーボモータ21へ信号が送られ、前記油圧センサ38の圧力が型締時の設定圧力となるよう、圧力によるクローズドループ制御がなされる(S5)。従来のトグル式型締装置では型締力が容易に検出できなく、必要以上の型締力を金型に及ぼす必要があったのが本発明では最適の型締力で型締することが可能となった。また歪センサをタイバやリンク機構に取付けるものは、タイバ等の昇温によりすべてのタイバやリンク機構にまったく等しく歪が発生しないという問題があったが、本発明ではそういった問題が発生しないという利点がある。しかし型締時には封入油用の油室32に型締力が及ぼされることからピストン31のパッキンを通ってごく僅かの作動油が、漏出油用の油室34の側へ漏れる。
At this time, the
次にタイマにより所定の遅延時間が経過したことが検出される(S6)と、次に制御装置からの信号により射出モータが駆動され、図示しないスクリュが前進されて溶融樹脂が前記キャビティに射出充填される(S7)。その際に射出装置の射出圧力により油圧シリンダ30の封入油用の油室32の圧力もピークを迎えるが、必要以上の圧力上昇に対して型締用サーボモータ21を制御することにより可動盤19の位置を後退させることも可能である。また時定数に応じてスロープにより型締力を上昇または減少させる制御を行うことも可能である。そして射出充填後も油圧シリンダ30が前記の設定された圧力となるように型締用サーボモータ21の制御が行われる(S8,S9)。そしてタイマにより所定の冷却時間が経過する(S10)と、再度型開閉用サーボモータが駆動され(S11)、トグル機構が屈曲されて型開が行われる。その際漏出油用の油室34に通じるパイロット型の逆止弁42は閉鎖されており、前記油室34の作動油がタンクに向けて急速に排出され型開動作に衝撃が加わることがない。そしてクロスヘッド27が所定の位置まで後退すると型開完了位置であるとして(S12)、型締用サーボモータの駆動を停止する(S13)。そして成形品の取出しが行われる。そして成形作業を終了させない場合は次のサイクルへ移行する(S14)。
Next, when it is detected by the timer that a predetermined delay time has elapsed (S6), the injection motor is driven by a signal from the control device, the screw (not shown) is advanced, and molten resin is injected and filled into the cavity. (S7). At this time, the pressure of the
なお本発明は、次のような実施例も想定される。実施例1としては、固定盤を2枚として固定盤側に配設した油圧シリンダの油圧を検出してクローズドループ制御を行う。
特に中段に固定盤が配設され、該固定盤に対して、上段に可動盤、下段に受圧盤が配設され、前記固定盤と受圧盤の間にトグル機構が設けられ、固定盤の側方に射出装置を設けた竪型射出成形機では、固定盤に油圧シリンダを配設することが有効である。
In addition, the following examples are also assumed for the present invention. In the first embodiment, closed loop control is performed by detecting the hydraulic pressure of a hydraulic cylinder disposed on the stationary platen side with two fixed platens.
In particular, a fixed platen is provided in the middle stage, a movable platen is provided in the upper stage with respect to the fixed platen, and a pressure receiving plate is provided in the lower stage, and a toggle mechanism is provided between the fixed platen and the pressure receiving plate. In a vertical injection molding machine provided with an injection device on the side, it is effective to dispose a hydraulic cylinder on the stationary platen.
実施例2としては、第一可動盤と第二可動盤との間に配設される油圧シリンダとして、第一可動盤自体の中央にロッド部が設けられ、第二可動盤の凹部内に前記ロッド部が挿入されるタイプである。そして第二可動盤の凹部に油室が形成される。或いは第一可動盤に凹部が設けられ、第二可動盤のロッド部が前記凹部内に挿入されるものも同様である。このような構造とする場合、型開時の第一可動盤と第二可動盤とが所定以上開かないようにするストッパが必要となることは当然である。また実施例2の構造において漏出油は、ロッド部の周囲からベッド上に滴下してそれを回収するようにしてもよい。 As Example 2, as a hydraulic cylinder disposed between the first movable platen and the second movable platen, a rod portion is provided at the center of the first movable platen itself, This is a type in which the rod part is inserted. An oil chamber is formed in the recess of the second movable platen. Alternatively, the first movable platen is provided with a recess, and the rod portion of the second movable plate is inserted into the recess. In the case of such a structure, it is natural that a stopper is required to prevent the first movable plate and the second movable plate from opening more than a predetermined amount when the mold is opened. In the structure of the second embodiment, the leaked oil may be recovered by dropping onto the bed from the periphery of the rod portion.
実施例3としては、第一可動盤と第二可動盤との間に配設される油圧シリンダの封入油用の油室にブラダ(ゴム袋)を入れ、ブラダの中に油を封入する。ブラダ内に油を完全に封入する場合、型開時には常圧付近であり、型締により増圧されるようにする。そして前記ブラダ内の油圧またはブラダ表面の圧力を検出する。そのような構成を取ることにより油の漏洩量を無くすか、ごく僅かに減らすことができる。また前記プラダに対してポンプから作動油を供給するようにしてもよい。 In the third embodiment, a bladder (rubber bag) is placed in an oil chamber for oil contained in a hydraulic cylinder disposed between the first movable platen and the second movable platen, and oil is enclosed in the bladder. When oil is completely enclosed in the bladder, the pressure is close to normal pressure when the mold is opened, and the pressure is increased by clamping. Then, the hydraulic pressure in the bladder or the pressure on the bladder surface is detected. By adopting such a configuration, the amount of oil leakage can be eliminated or reduced slightly. Further, hydraulic oil may be supplied from the pump to the prada.
また上記の図1に示される実施形態や実施例1ないし実施例3においては、異物の挟み込みを検出する金型保護工程に油圧センサ38の圧力検出値を活用することができる。すなわちその金型保護制御は、可動盤19等が前進したかどうかはクロスヘッド27の位置により検出し、型締力の上昇は油圧センサ38の圧力上昇により検出して異常を検出する。またその応用として前記油圧センサ38からの圧力検出により金型の摺動部やバネの異常等も検出することが可能である。
Further, in the embodiment shown in FIG. 1 and Examples 1 to 3, the pressure detection value of the
なお本発明は、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ことは言うまでもない。 Needless to say, the present invention can be implemented with various modifications without departing from the spirit of the invention.
11 型締装置
14 固定金型
15 固定盤
18 可動金型
19 可動盤
20 トグル機構
21 型締用サーボモータ
28 第一可動盤
29 第二可動盤
30 油圧シリンダ
31 ピストン
35 ポンプ
38 油圧センサ
39 制御装置
DESCRIPTION OF
Claims (3)
トグル機構を駆動するアクチュエータと、トグル機構が軸着される第一可動盤と、可動金型が取付けられる第二可動盤と、前記第一可動盤と前記第二可動盤との間に配設される油圧シリンダと、前記油圧シリンダの圧力を検出する油圧センサと、前記油圧センサの圧力を検出して前記アクチュエータをフィードバック制御する制御装置が配設されていることを特徴とする射出成形機の型締装置。 Clamping of an injection molding machine in which the movable mold attached to the movable plate is moved closer to or away from the fixed mold attached to the fixed platen by a toggle mechanism disposed between the movable platen and the pressure receiving plate. In the device
An actuator for driving a toggle mechanism, a first movable plate on which the toggle mechanism is pivotally mounted, a second movable plate to which a movable mold is attached, and disposed between the first movable plate and the second movable plate An injection molding machine comprising: a hydraulic cylinder that is operated; a hydraulic sensor that detects a pressure of the hydraulic cylinder; and a control device that detects the pressure of the hydraulic sensor and feedback-controls the actuator. Clamping device.
トグル機構を駆動するアクチュエータと、トグル機構が軸着される第一可動盤と、可動金型が取付けられる第二可動盤と、前記第一可動盤と前記第二可動盤との間に配設される油圧シリンダと、前記油圧シリンダの圧力を検出する油圧センサとが配設され、前記油圧センサの圧力を検出して前記アクチュエータをフィードバック制御することを特徴とする射出成形機の型締制御方法。 Clamping of an injection molding machine in which the movable mold attached to the movable plate approaches and is separated from the fixed mold attached to the fixed platen by a toggle mechanism disposed between the movable platen and the pressure receiving plate. In the control method,
An actuator for driving a toggle mechanism, a first movable plate on which the toggle mechanism is pivotally mounted, a second movable plate to which a movable mold is attached, and disposed between the first movable plate and the second movable plate A mold clamping control method for an injection molding machine, comprising: a hydraulic cylinder to be detected; and a hydraulic sensor for detecting a pressure of the hydraulic cylinder, wherein the actuator is feedback-controlled by detecting the pressure of the hydraulic sensor .
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