JP2008114513A - Automatic mold clamping force correction method of injection molding machine and automatic correction device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、トグル式型締装置を備えた射出成形機の型締力自動補正方法および自動補正装置に関し、さらに具体的には固定金型が取り付けられる固定盤、可動金型が取り付けられる可動盤、型締ハウジング、可動盤を貫通し型締ハウジングと固定盤を連結している複数本例えば4本のタイバー、型締ハウジングと可動盤との間に設けられたトグル機構等からなる、トグル式型締装置を備えた射出成形機の型締力自動補正方法およびこの方法の発明の実施に直接使用される自動補正装置に関するものである。 The present invention relates to an automatic mold clamping force correction method and an automatic correction apparatus for an injection molding machine provided with a toggle type mold clamping device, and more specifically, a fixed platen to which a fixed die is attached, and a movable platen to which a movable die is attached. A toggle type comprising a mold clamping housing, a plurality of, for example, four tie bars penetrating the movable platen and connecting the mold clamping housing and the fixed platen, a toggle mechanism provided between the mold clamping housing and the movable platen, etc. The present invention relates to a method for automatically correcting a mold clamping force of an injection molding machine provided with a mold clamping device, and an automatic correction device directly used for carrying out the invention of this method.
トグル式型締装置を備えた電動射出成形機は、周知のように型締ベット上に固定されている固定盤、型締ベット上に軸方向に移動自在に設けらている型締ハウジング、固定盤と型締ハウジングとの間に設けられている複数本例えば4本のタイバー、これらのタイバーの端部に設けられている型厚調整ナット、タイバーが挿通されている可動盤、型締ハウジングと可動盤との間に設けられているトグル機構、トグル機構を駆動する型開閉モータ、型厚調整ナットを回転駆動する型厚調整モータ等から構成されている。トグル機構も、従来周知で、クロスヘッドと、複数本のトグルリンクとから構成されている。そして、クロスヘッドは、型開閉モータで前進あるいは後進するボールネジの先端部に取り付けられ、そしてトグルリンクの両方の端部は可動盤と型締ハウジングとにそれぞれ回動自在に取り付けられている。 As is well known, an electric injection molding machine equipped with a toggle type mold clamping device includes a stationary platen fixed on the mold clamping bed, a mold clamping housing provided on the mold clamping bed so as to be movable in the axial direction, and fixing. A plurality of, for example, four tie bars provided between the board and the mold clamping housing, mold thickness adjusting nuts provided at the ends of these tie bars, a movable board through which the tie bars are inserted, a mold clamping housing, A toggle mechanism provided between the movable platen, a mold opening / closing motor for driving the toggle mechanism, a mold thickness adjusting motor for rotating the mold thickness adjusting nut, and the like are included. The toggle mechanism is also well known in the art and includes a crosshead and a plurality of toggle links. The crosshead is attached to the tip of a ball screw that moves forward or backward by a mold opening / closing motor, and both ends of the toggle link are rotatably attached to the movable platen and the mold clamping housing, respectively.
上記のようなトグル式型締装置の型締力の調整は、次のようにして行われる。可動盤と固定盤との距離である型厚を、固定金型と可動金型の金型厚より小さく調整して、換言するとトグル機構を縮めた状態で、可動盤と固定盤の間に金型を挟み、そして、型開閉モータによりトグル機構を駆動し可動盤が開かないように保持し、この保持した状態で、型厚調整モータにより型締ハウジングを、トグルリンクが伸びる方向に駆動する。そうすると、クロスヘッドがコントローラ内に記憶されている所定型締力に対するクロスヘッド位置に達する。型厚調整モータおよび型開閉モータを停止して自動型締力の調整を終わる。この調整が終わった時のクロスヘッド位置から型締動作を行うと、所定の型締力が得られる。 Adjustment of the mold clamping force of the toggle type mold clamping apparatus as described above is performed as follows. The mold thickness, which is the distance between the movable platen and the fixed platen, is adjusted to be smaller than the mold thickness of the fixed die and the movable die. In other words, the mold is placed between the movable platen and the fixed platen with the toggle mechanism contracted. The mold is sandwiched, and the toggle mechanism is driven by the mold opening / closing motor to hold the movable plate so that the movable plate is not opened. In this held state, the mold clamping housing is driven by the mold thickness adjusting motor in the direction in which the toggle link extends. Then, the crosshead reaches the crosshead position with respect to a predetermined mold clamping force stored in the controller. Stop the mold thickness adjustment motor and mold opening / closing motor to finish the adjustment of automatic mold clamping force. When the mold clamping operation is performed from the crosshead position when this adjustment is finished, a predetermined mold clamping force can be obtained.
一方、例えば射出成形により成形されるDVDの板厚が均一でない、成形品のある部分にバリが生じる等、得られる成形品の加工精度が落ちているときは、金型に分布する型締力が不均一となっていることが多い。そこで、金型において型締力を均一に分布させるために、型厚調整装置により、型締時に複数本の各タイバーの張力が等しくなるよう、各タイバーの有効長すなわち固定盤と型締ハウジングとの間のタイバーの長さを調整しなくてはならない。しかし、複数本の各タイバーの有効長の調整は、1本1本各々の有効長を調整し直す、即ち型厚調整用ナットを各々別々に調整しなくては、部分的に発生する成形異常をクリアすることはできない。 On the other hand, when the processing accuracy of the resulting molded product is low, such as when the thickness of the DVD molded by injection molding is not uniform or burrs occur in certain parts of the molded product, the clamping force distributed in the mold Is often non-uniform. Therefore, in order to uniformly distribute the mold clamping force in the mold, the mold thickness adjusting device uses an effective length of each tie bar, that is, a fixed platen and a mold clamping housing, so that the tension of each of the plurality of tie bars becomes equal during mold clamping. You must adjust the length of the tie bar between. However, the adjustment of the effective length of each of the tie bars is not possible because the effective length of each of the tie bars must be readjusted, ie, the mold thickness adjusting nut must be adjusted separately. Cannot be cleared.
特許文献1には、タイバーに設けられた歪センサで測定された歪から型締力を演算し、演算した型締力と設定型締力とを比較し、型締力が設定型締力より小さい場合はトグル機構のクロスヘッド位置を型閉方向に前進させ、設定型締力より大きい場合はトグル機構のクロスヘッド位置を型開方向に後退させる、型締力制御方法が示されている。
In
前記従来の型締力調整方法により型締力を調整しようとすると、トグル式型締装置の場合、型締ハウジングと固定盤との間のタイバーの有効長の調整で行うことになる。しかし、金型温度が変化すると熱膨張により金型厚さが変化するので、例えば調整時に比べて金型温度が低い場合、金型厚さが薄くなり、調整したタイバー有効長に弾性変形による歪みを発生させても歪量が不足して必要な型締力が得られないという問題がある。特許文献1に示されている型締力制御方法は、この問題に対処しており、型締力をタイバーに設けられた歪センサで測定し、クロスヘッドの押込み量すなわちトグルリンクの伸び量を制御するので、金型温度が変化しても必要な型締力を得ることができる利点は認められるが、始めに調整した型締力以上、即ちクロスヘッドの最前進位置より更に前進させなくてはならないほど型締力が不足している場合は対応できない。
When the mold clamping force is to be adjusted by the conventional mold clamping force adjusting method, in the case of a toggle type mold clamping apparatus, the adjustment is performed by adjusting the effective length of the tie bar between the mold clamping housing and the fixed platen. However, if the mold temperature changes, the mold thickness changes due to thermal expansion.For example, if the mold temperature is lower than at the time of adjustment, the mold thickness is reduced, and the adjusted tie bar effective length is distorted by elastic deformation. However, there is a problem in that the required mold clamping force cannot be obtained due to insufficient strain even if the is generated. The mold clamping force control method disclosed in
しかしながら、始めに調整した型締力が調整範囲内であれば、必要な型締力は特許文献1記載の制御方法により得ることができても、型締力を金型に均一に分布させる点については問題がある。すなわち、型締力を金型に均一に分布させるには、複数本の各タイバーの有効長を1本1本各々で調整する必要があり調整に時間がかかる。また、射出成形機を停止して行わなければならないので、生産性は低下する。さらには、型締時に各タイバーに発生する張力は実際には正確にわからないため、人間による1本1本各々の調整は、熟練を要しかつ試行錯誤を繰り返す必要がある。このため調整に長時間要している。また、射出成形を中断する度に捨てショットが発生し不経済でもある。このようにして、一旦適切に調整していても、射出成形機の長期の使用により機械部分に摩耗等が生じると、型締力が金型に均一に分布しない状態になり不良品が生じる。これを防ぐため、定期的に人間がタイバーナットを1本1本回してタイバーの有効長を調整する必要がある。特に、高い加工精度が求められる成形品、例えばCDやDVD用のピックアップレンズを1組の金型で複数個同時に射出成形により成形する場合、型締力を高い精度で金型に均一に分布させる必要があり、調整すべき頻度はさらに高くなる。このとき、前述したような問題の影響はさらに大きくなる。
However, if the initially adjusted clamping force is within the adjustment range, even if the required clamping force can be obtained by the control method described in
したがって、本発明は、人間による型厚調整装置の調節作業を格別に必要とせず、型締力を高い精度で金型に均一に分布させ、それ故調整のための射出成形機の停止がなく、型締力の不均一が原因で生じる不良品の発生もない、トグル式型締装置を備えた射出成形機の型締力自動補正方法およびこの方法の発明の実施に直接使用される自動補正装置を提供することを目的としている。 Therefore, the present invention does not require any special adjustment work of the mold thickness adjusting device by humans, and the mold clamping force is evenly distributed in the mold with high accuracy, and therefore there is no stop of the injection molding machine for adjustment. A method for automatically correcting the mold clamping force of an injection molding machine equipped with a toggle type mold clamping device and no automatic correction directly used in the implementation of the invention of the present invention, in which no defective product is generated due to uneven mold clamping force The object is to provide a device.
本発明は、上記目的を達成するために、トグル式型締装置の複数本の各タイバーに、該タイバーの所定部位に歪量測定手段を設けると共に、タイバー上の前記所定部位とは離れた部位に該タイバーの温度を変化させる温度制御手段を設け、型締時に発生する各タイバーの歪量が所定の歪量になるように各タイバーの前記所定部位の温度を制御してタイバーの有効長を変化させるように構成される。 In order to achieve the above object, according to the present invention, a plurality of tie bars of a toggle type mold clamping device are provided with a strain amount measuring means at a predetermined portion of the tie bar, and are separated from the predetermined portion on the tie bar. Is provided with temperature control means for changing the temperature of the tie bar, and the effective length of the tie bar is controlled by controlling the temperature of the predetermined part of each tie bar so that the strain amount of each tie bar generated during mold clamping becomes a predetermined strain amount. Configured to change.
すなわち、請求項1に記載の発明は、上記目的を達成するために、固定盤と、可動盤と、型締ハウジングと、前記可動盤を貫通し前記固定盤と前記型締ハウジングを連結している複数本のタイバーと、前記型締ハウジングと前記可動盤との間に設けられているトグル機構とからなり、前記トグル機構を駆動して型締すると、前記各タイバーに型締力の反力による張力が発生し、前記張力により前記各タイバーに弾性変形による歪が生じるようになっている射出成形機の型締力の補正方法であって、前記各タイバー毎の、型締時に測定される前記各タイバーの所定部位の弾性変形による歪量に応じて、前記各タイバーの前記所定部位から所定量離間した部位の温度を変化させて伸縮させ、前記各タイバーの弾性変形による歪量が等しくなるように制御するように構成される。
請求項2に記載の発明は、固定盤と、可動盤と、型締ハウジングと、前記可動盤を貫通し前記固定盤と前記型締ハウジングを連結している複数本のタイバーと、前記型締ハウジングと前記可動盤との間に設けられているトグル機構とからなり、前記トグル機構を駆動して型締すると、前記各タイバーに型締力の反力による張力が発生し、前記張力により前記各タイバーに弾性変形による歪が生じるようになっている射出成形機の型締力の補正方法であって、設定型締力をタイバーの本数で等分し各タイバーの張力とし、前記張力により前記各タイバーの所定部位に生じる歪量を目標歪量として、型締時に測定される前記各タイバーの各歪量が前記目標歪量となるように、前記各タイバーの前記所定部位から所定量離間した部位の温度を変化させて伸縮させ、前記各タイバーの張力による歪量が等しくなるように制御するように構成される。
請求項3に記載の発明は、固定盤と、可動盤と、型締ハウジングと、前記可動盤を貫通し前記固定盤と前記型締ハウジングを連結している複数本のタイバーと、前記型締ハウジングと前記可動盤との間に設けられているトグル機構とからなり、
前記トグル機構を駆動すると、前記各タイバーに型締力の反力による張力が発生し、前記張力により前記各タイバーに弾性変形による歪が生じる射出成形機において、前記各タイバー毎に、その所定部位には前記各タイバーの歪量を測定する歪測定手段が設けられていると共に、前記所定部位から所定量離間した部位には該部位の近傍の温度を変化させる温度制御手段が設けられ、前記各温度制御手段は、前記各歪測定手段で測定される各タイバーの歪量が等しくなるように制御されるように、そして請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の補正装置において、前記各温度制御手段がヒータとウォータジャケットで、前記歪量測定手段が歪センサであるように構成される。
That is, in order to achieve the above-described object, the invention according to
The invention according to
According to a third aspect of the present invention, there is provided a fixed platen, a movable platen, a mold clamping housing, a plurality of tie bars penetrating the movable plate and connecting the fixed platen and the mold clamping housing, and the mold clamping. A toggle mechanism provided between the housing and the movable platen,
When the toggle mechanism is driven, each tie bar generates tension due to a reaction force of a mold clamping force, and the tension causes distortion due to elastic deformation in each tie bar. Is provided with strain measuring means for measuring the strain amount of each tie bar, and a temperature control means for changing the temperature in the vicinity of the part is provided at a part spaced by a predetermined amount from the predetermined part. The temperature control means is controlled so that the strain amount of each tie bar measured by each strain measurement means is equal, and the invention according to claim 4 is the correction apparatus according to
以上のように、本発明によると、各タイバー毎の、型締時に測定される各タイバーの所定部位の弾性変形による歪量に応じて、前記各タイバーの前記所定部位から所定量離間した部位の温度を変化させて伸縮させ、前記各タイバーの弾性変形による歪量が等しくなるように制御するので、あるいは設定型締力をタイバーの本数で等分し各タイバーの張力とし、前記張力により前記各タイバーの所定部位に生じる歪量を目標歪量として、型締時に測定される前記各タイバーの各歪量が前記目標歪量となるように、前記各タイバーの前記所定部位から所定量離間した部位の温度を変化させて伸縮させ、前記各タイバーの張力による歪量が等しくなるように制御するので、エンジニアが射出成形機を停止して型締力を調整しなくても、各タイバーに等しい張力すなわち型締力が得られるという本発明に特有の効果が得られる。また、設定型締力から計算した各タイバーの歪量を目標歪量として各タイバーの歪量を制御するので、型締力を金型に均一に分布させることができると共に、あらかじめ設定された型締力も得られる。さらには、わずかな熱的な伸縮量で制御するので、高い精度でタイバーの歪量すなわち張力を調整できる効果も得られる。したがって、本発明によると、CD、DVDのような成形品も高い精度で成形できる。
また、従来周知の型厚調整装置によると、型締力はネジ機構により調整されるようになっているので、頻繁に調整するとネジ機構等の部品が摩耗する恐れがあるが、本発明によるとタイバーの所定部位の温度を変化させて調整するので、部品の摩耗の問題はない。このことは、高い加工精度が求められる成形品を射出成形する場合に特に有効である。
As described above, according to the present invention, according to the amount of strain due to elastic deformation of a predetermined portion of each tie bar measured at the time of mold clamping for each tie bar, the portion of each tie bar separated from the predetermined portion by a predetermined amount. The temperature is changed to expand and contract, and the amount of strain due to elastic deformation of each tie bar is controlled to be equal, or the set clamping force is equally divided by the number of tie bars to obtain the tension of each tie bar. A portion spaced from the predetermined portion of each tie bar by a predetermined amount so that the strain amount generated at a predetermined portion of the tie bar is a target strain amount, and each strain amount of each tie bar measured at the time of mold clamping becomes the target strain amount. Therefore, even if the engineer does not stop the injection molding machine and adjust the clamping force, the tie bars can be expanded and contracted by changing the temperature of the tie bars. Effect unique to the present invention that Shii tension That clamping force is obtained is obtained. In addition, since the strain amount of each tie bar is controlled using the strain amount of each tie bar calculated from the set mold clamping force as a target strain amount, the mold clamping force can be uniformly distributed in the mold, and a preset die Tightening force can also be obtained. Furthermore, since the control is performed with a slight amount of thermal expansion and contraction, an effect of adjusting the strain amount, that is, the tension of the tie bar with high accuracy can be obtained. Therefore, according to the present invention, molded products such as CD and DVD can be molded with high accuracy.
In addition, according to the conventionally known mold thickness adjusting device, the mold clamping force is adjusted by the screw mechanism, so there is a risk that parts such as the screw mechanism may be worn if adjusted frequently. Since the temperature of a predetermined portion of the tie bar is changed and adjusted, there is no problem of wear of parts. This is particularly effective when molding a molded product that requires high processing accuracy.
以下、本発明に係る実施の形態について説明する。図1は、本実施の形態に係るトグル式型締装置を備えた射出成形機を模式的に示す正面図である。同図に示されているように、本実施の形態に係わる射出成形機も、外形あるいは本体は、従来の射出成形機と略同様に構成されている。すなわち、射出成形機はベッド上に固定されている固定盤1、固定盤1と所定の間隔をおいてベッド上に軸方向に移動自在に設けられている型締ハウジング5、固定盤1と型締ハウジング5との間に設けられている複数本例えば4本のタイバ6a、6b、…、4本のタイバ6a、6b、…によって軸方向に案内移動される可動盤2、可動盤2を型閉じ方向および型開き方向に駆動するトグル機構7等から構成されている。
Embodiments according to the present invention will be described below. FIG. 1 is a front view schematically showing an injection molding machine provided with a toggle type mold clamping apparatus according to the present embodiment. As shown in the figure, the external shape or the main body of the injection molding machine according to the present embodiment is configured in substantially the same manner as a conventional injection molding machine. That is, the injection molding machine has a fixed
このように構成されている射出成形機に、詳しくは後述する型厚調整用の電動機、型開閉用の電動機、制御装置等が設けられている。なお、固定盤1には固定金型4が、そして可動盤3には可動金型5がそれぞれ取り付けられるようになっている。
The injection molding machine configured in this manner is provided with a motor for adjusting the mold thickness, a motor for opening and closing the mold, a control device, and the like, which will be described in detail later. A fixed mold 4 is attached to the fixed
タイバ6a、6b、…の一方の端部は、固定盤1の4隅の透孔にそれぞれ通され、そして固定盤1に固定されている。タイバ6a、6b、…の他方の端部は、型締ハウジング5のそれぞれの4隅を貫通し、その外方まで延びている。そして、型締ハウジング5の外側において、タイバ6a、6b、…にはネジが形成され、このネジに型厚調整用のタイバーナット8a、8b、…がそれぞれ螺合されている。これらのタイバーナット8a、8b、…には、図1には示されていないが、従来周知のように従動ギヤがそれぞれ固定されている。一方、型締ハウジング5には、型厚調整用の電動機が搭載され、この電動機の出力軸に設けられている駆動ギヤは、従来周知の態様で前記従動ギヤと噛み合っている。したがって、型厚調整用の電動機が正方向あるいは逆方向に回転すると、型厚調整用のタイバーナット8a、8b、…は正方向あるいは逆方向に駆動され、型締ハウジング5は、固定盤1と可動盤2との間の型厚が増加する方向あるいは型厚が減少する方向に移動することになる。
One end of each of the tie bars 6 a, 6 b,... Is passed through the four corners of the fixed
トグル機構7も従来周知の構造をしている。すなわち、図1に示されている実施の形態では、概略的には1個のクロスヘッド14と、一対のクロスリンク13、13と、同様に一対の短リンク11、11と、一対の長リンク12、12とから構成されている。クロスヘッド14には、クロスリンク13、13の端部がピンにより回動自在に結合されている。クロスリンク13、13の他の端部には、短リンク11、11の端部がピンにより、また短リンク11、11の端部分には、一対の長リンク12、12の端部がピンにより回動自在に結合されている。そして、長リンク12、12の他の端部はピンにより可動盤2のブラケットに結合され、短リンク11、11の他の端部は、型締ハウジング5のブラケットに同様にピンにより回動自在に結合されている。
The
型締ハウジング5の略中央部には透孔が形成され、この透孔にその先端がクロスヘッド14に結合されている雄ネジ15が挿通されている。雄ネジ15と螺合しボールネジ機構を構成している雌ネジは、図1には示されていないが、型締ハウジング5に対して回転は可能であるが、軸方向の移動が規制された状態で型締ハウジング5内に設けられている。したがって、雌ネジが回転駆動されると、雄ネジ15の方が軸方向に駆動され、クロスヘッド14が型閉じ方向あるいは型開き方向に駆動されることになる。上記雌ネジは、型締ハウジング5に設けられている図示されない型開閉用の電動機により所定方向に回転駆動される。
A through hole is formed in a substantially central portion of the
上記のように構成されている射出成形機の各タイバー6a、6b、…の所定部位、図1に示されている実施の形態では固定盤1と可動盤2との間に、歪みセンサ21a、21b、…がそれぞれ設けられている。これらの歪みセンサ21a、21b、…と歪量測定器51とは信号ラインa、a、…で接続されている。歪量測定器51で得られる歪量は、信号ラインbにより演算器54に入力されるようになっている。各タイバー6a、6b、…の、前記歪みセンサ21a、21b、…から所定量だけ離間した部位、図1に示されている実施の形態では可動盤2と型締ハウジング5との間の部位には、温度センサ23a、23b、…がそれぞれ設けられている。温度センサ23a、23b、…と温度測定器53とは信号ラインc、c、…で接続され、この温度測定器53で得られるタイバー6a、6b、…の温度は信号ラインdにより演算器54に入力されるようになっている。
.. Of the tie bars 6a, 6b,... Of the injection molding machine configured as described above, between the fixed
本実施の形態によると、タイバー6a、6b、…には、温度センサ23a、23b、…に関連して温度制御手段としてのバンドヒータ24a、24b、…と、ウォージャケット27a、27b、…とが設けられている。このように本実施の形態によると、温度センサ23a、23b、…と温度制御手段は関連して設けられているので、温度制御手段により上昇あるいは下降するタイバー6a、6b、…の温度は、直ちに測定されることになる。バンドヒータ24a、24b、…には動力線25a、25b、…を介してヒータ電源装置26a、26b、…から電力が供給され、ウォータジャケット27a、27b、…には通水管28a、28b、…を介して冷水供給装置29a、29b、…から冷水が供給されるようになっている。ヒータ電源装置26a、26b、…および冷水供給装置29a、29b、…には、信号ラインf、f、…により温度調節器55からの制御信号が入力される。
According to the present embodiment, the tie bars 6a, 6b,... Have
次に、本実施の形態の作用について説明する。固定盤1には固定金型3を、可動盤2には可動金型4をそれぞれ取り付ける。そして、前述したようにして型締力を調整する。すなわち、固定盤1と可動盤2との距離である型厚を、固定金型3と可動金型4の金型厚より小さく調整して、換言するとトグル機構7を縮めた状態で、固定盤1と可動盤2の間に金型3、4を挟み、そして、型開閉モータによりトグル機構7を駆動し可動盤2が開かないように保持し、この保持した状態で、型厚調整モータにより型締ハウジング5を、トグルリンク11、12、…が伸びる方向あるいはクロスヘッド14を押し込む方向に駆動する。そうすると、クロスヘッド14が制御装置内に記憶されている所定型締力に対するクロスヘッド位置に達する。型厚調整モータおよび型開閉モータを停止して自動型締力の調整を終わる。これにより所定の型締力が得られる。以下、従来周知のようにして成形する。
Next, the operation of the present embodiment will be described. A fixed
射出・充填するために、トグル機構7を駆動し型締力を発生させると、各タイバー6a、6b、…には張力による弾性歪が生じる。歪センサ21a、21b、…により各タイバー6a、6b、…に生じた歪みが測定され、歪量測定器51に入力される。また、これと平行して、温度センサ23a、23b、…で測定された各タイバー6a、6b、…の温度が、温度測定器53に入力される。そして詳しくは後述するが、歪量測定器51に入力された各タイバー6a、6b、…の歪量と、あらかじめ設定された設定型締力と、温度測定器53に入力された各タイバー6a、6b、…の温度とから、演算器54で行われる演算により、各タイバー6a、6b、…の設定温度が計算され、温度調節器55に設定温度が入力される。温度調節器55は、各タイバー6a、6b、…の設定温度に応じて、各タイバー6a、6b、…を加熱するか冷却するか判断し、指令を出力する。すなわち、加熱する場合は、ヒータ電源装置26a、26b、…に指令を出力し、所定のバンドヒータ24a、24b、…に通電する。冷却する場合は、水供給装置29a、29b、…に指令を出力し、所定のウォータジャケット27a、27b、…に冷水を供給する。
When the
なお、各タイバー6a、6b、…の設定温度とは、各タイバー6a、6b、…を熱的に伸縮させて、各タイバー6a、6b、…の有効長を調節するための温度である。各タイバー6a、6b、…の有効長が調節されると、各タイバー6a、6b、…の張力による弾性変形の歪の歪量が等しくかつ適切な量に調節される。そうすると、型締力が各タイバー6a、6b、…に均等に分配され、且つあらかじめ設定された設定型締力が得られる。
The set temperature of each
次に、図2のフローチャートにより、図1に示されている歪量測定器51、型締力設定器52,温度測定器53および温度調節器55により行われる処理について詳しく説明する。上記のように型締力を調整した後に射出成形するとき、型締力が発生する度、すなわち射出成形により型締を行う度に下記の処理を行う。まず、4本のタイバー6a、6b、…のうち最初の一本のタイバー6aについて処理を開始する。
Next, processing performed by the strain amount measuring device 51, the mold clamping force setting device 52, the temperature measuring device 53, and the
ステップS1:型締力が発生しているときのタイバー6aの歪を歪センサ21aにより測定し、歪量を演算器54に入力する。なお、この歪量は、型締力の反力としてタイバー6aにかかる張力により生じる弾性変形による歪量である。例えば、歪量εとして243×10−6が測定される。
Step S1: The strain of the
ステップS2:ステップS1で入力された歪量により、タイバー6aの有効長に生じた、張力にる弾性変形の伸び量を計算する。タイバー6aの有効長をL(1.245m)、とすると、伸び量λは下記となる。
λ=ε・L=243×10−6×1.245=3.03×10−4m=0.303mm。
Step S2: The amount of elastic deformation caused by the tension generated in the effective length of the
λ = ε · L = 243 × 10 −6 × 1.245 = 3.03 × 10 −4 m = 0.303 mm.
ステップS3:型締力設定器52にはあらかじめ型締力が設定されている。この設定型締力から1本あたりのタイバーにかかる平均の張力を計算し、その張力により生じる弾性変形の伸び量の理論値を計算する。すべてのタイバー6a、6b、…の弾性変形の伸び量が理論値と等しくなったときに、各タイバーに均等に張力がかかり、必要な型締力が得られることになる。
例えば、設定型締力として40重量ton(40×103×9.81N)が設定され、ヤング率E(2.05×1011Pa)、各タイバー6a、6b、…の断面積をS(20.0cm2=2.00×10−3m2)とすると、タイバー1本の伸び量の理論値λ0は下記となる。
λ0=(1/E)(W・L/S)={1/(2.05×1011)}{(40×103×9.81/4)×1.245/2.00×10−3}=2.98×10−4m=0.298mm
Step S3: The mold clamping force is set in the mold clamping force setting device 52 in advance. The average tension applied to each tie bar is calculated from the set clamping force, and the theoretical value of the amount of elastic deformation caused by the tension is calculated. When the amount of elastic deformation of all the tie bars 6a, 6b,... Becomes equal to the theoretical value, each tie bar is evenly tensioned and the necessary clamping force is obtained.
For example, 40 weight ton (40 × 10 3 × 9.81 N) is set as the set clamping force, and the sectional area of Young's modulus E (2.05 × 10 11 Pa), each
λ 0 = (1 / E) (W · L / S) = {1 / (2.05 × 10 11 )} {(40 × 10 3 × 9.81 / 4) × 1.245 / 2.00 × 10 −3 } = 2.98 × 10 −4 m = 0.298 mm
ステップS4:ステップS2で計算されたタイバー6aの伸び量λと、ステップS3で計算された伸び量の理論値λ0とを比較する。λがλ0に等しいとき、タイバー6aにかかる張力は適切であるので、1番目のタイバー6aに関しては以降の処理を行わず、次のタイバー6bについてステップ1の処理を開始する。λがλ0に等しくないとき、ステップS5以降の処理を行う。ここではλ(0.303mm)はλ0(0.298mm)に等しくないので、ステップS5の処理に移行する。
Step S4: Compare and elongation amount lambda of the tie bars 6a calculated in step S2, the theoretical value lambda 0 of the calculated amount of elongation in step S3. When lambda is equal to lambda 0, the tension applied to the
ステップS5:温度センサ23aで計測された、現在のタイバー6aの温度を温度設定器53に入力する。計測される温度はタイバー6a全体の温度ではなく、バンドヒータ24a、ウォータ・ジャケット27aの近傍(以下タイバーの温度制御部分と呼ぶ)の温度である。なお、本実施例では温度センサは各タイバー6a、…のそれぞれ1カ所にのみ設けられているが、タイバー6a、6b、…の温度制御部分の温度をより正確に測定するために、複数箇所に設けても良い。
Step S5: The current temperature of the
ステップS6:タイバー6aの温度制御部分の温度を変化させ、熱膨張による伸縮を行わせるための目標温度Tを計算する。目標温度Tは、タイバー6aの温度制御部分について加熱あるいは冷却により伸縮をさせた後、伸び量λが伸び量の理論値λ0に等しくなるような温度である。
目標温度Tは、次のように計算する。まず、伸び量λと伸び量の理論値λ0の差である、伸び量の差Δλを求める。次いで得られた伸び量の差Δλを、タイバー6aの温度制御部分の熱の変化による伸縮Λで相殺するように、図3の表と現在の温度とから目標温度Tを計算する。すなわち、図3の表1は、タイバーの温度制御部分の温度変化量Δtと、タイバーの温度制御部分の熱膨張の伸縮Λの対応表であり、伸び量の差Δλと等しい熱膨張の伸縮Λを表から探し、対応する温度変化量を読み取る。そして、現在のタイバー6aの温度tに温度変化量Δtを加えて目標温度Tとする。なお、図3の表から伸び量の差Δλと等しい熱膨張の伸縮Λを探せない場合は、ここでは説明しないが周知の線形補完法等による計算で、温度変化量Δtを求める。
以下、目標温度Tを求める。まず伸び量の差Δλは下記となる。
Δλ=λ−λ0=0.303−0.298=0.005mm
図3の表1から熱的変化による伸縮ΛとしてΔλ=+0.005を読みとると、対応する温度変化量Δtは+4.0℃が得られる。
そして現在のタイバー6aの温度制御部分の温度tを40.0℃とすると、目標温度Tは下記となる。
T=t+Δt=40.0+4.0=44.0℃
Step S6: The temperature of the temperature control portion of the
The target temperature T is calculated as follows. First, an elongation difference Δλ, which is the difference between the elongation amount λ and the theoretical value λ 0 of the elongation amount, is obtained. Next, the target temperature T is calculated from the table of FIG. 3 and the current temperature so that the obtained elongation difference Δλ is offset by the expansion / contraction Λ due to the change in heat of the temperature control portion of the
Hereinafter, the target temperature T is obtained. First, the elongation difference Δλ is as follows.
Δλ = λ−λ 0 = 0.303−0.298 = 0.005 mm
When Δλ = + 0.005 is read as expansion / contraction Λ due to thermal change from Table 1 in FIG. 3, the corresponding temperature change amount Δt is + 4.0 ° C.
If the temperature t of the temperature control portion of the
T = t + Δt = 40.0 + 4.0 = 44.0 ° C.
本実施例では、図3の表により温度変化量Δtを求めたが、タイバー6a、6b、…の線膨張係数から直接計算してもよい。この場合、計算上タイバー6aの温度制御部分の長さを必要とするが、タイバー6aの温度制御部分は、温度が一様ではなく、またバンドヒータ24aおよびウォータ・ジャケット27aで巻かれた範囲より外側の部分も、熱伝導により温度が変化する。従ってタイバー6aの温度制御部分を正確に特定することは難しいが、例えば、バンドヒータ24aとウォータ・ジャケット27aで巻かれた範囲およびその外側15mmの部分のみ温度が一様に変更されると仮定し、この部分をタイバー6aの温度制御部分とすることができる。
例えば、線膨張係数αを11×10−6/℃、タイバー6aの温度制御部分の長さhを114mmとすると、先ほど計算した伸び量の差Δλ(0.005mm)を相殺する熱膨張による伸縮Λ(=Δλ)は、Λ=h・α・Δtで与えられるので、温度変化量Δtは下記となる。
Δt=Λ/h/α=Δλ/h/α=0.005/114/(11×10−6)=4.0℃。
In this embodiment, the temperature change Δt is obtained from the table of FIG. 3, but it may be directly calculated from the linear expansion coefficients of the tie bars 6a, 6b,. In this case, the length of the temperature control portion of the
For example, if the linear expansion coefficient α is 11 × 10 −6 / ° C. and the length h of the temperature control portion of the
Δt = Λ / h / α = Δλ / h / α = 0.005 / 114 / (11 × 10 −6 ) = 4.0 ° C.
ステップS7:タイバー6aの現在温度tとステップ6で求めた目標温度Tとを比較し、目標温度Tの方が高ければステップS8に処理を移行し、目標温度Tの方が低ければステップS9に処理を移行する。上記の例ではタイバー6aの現在温度tは40.0℃、目標温度Tは44.0℃であり、目標温度Tのほうが高いのでステップS8に処理を移行する。
Step S7: The current temperature t of the
ステップS8:温度調節器55によりヒータ電源装置26aに指令を出し、タイバー6aの温度制御部分が目標温度Tとなるようにバンドヒータ24aで加熱する。上記の例では目標温度Tとして24.0℃になるまでバンドヒータ24aで加熱する。
Step S8: The
ステップS9:目標温度Tの方が低いとき、温度調節器55により水供給装置29aに指令を出力し、タイバー6aの温度制御部分が目標温度Tとなるようにウォータジャケット27aで冷却する。
Step S9: When the target temperature T is lower, the
タイバー6aについて処理が完了したら、引き続き次のタイバー6bについてタイバー6aと同様にステップ1から処理を行う。順次タイバー6c、6dと処理し、すべてのタイバーについて処理が完了したら、今回の型締時の一連の処理は終了とする。次回の型締時には、タイバー6aについてステップS1から処理を開始する。
When the process for the
上記の処理を行えば、常に設定した型締力が得られ、かつ各タイバーに均等に張力がかかるため、所定の型締力が金型に均一に分布させることができる。
上記のように、タイバー温度制御部分の温度を変化させると、そのタイバーに張力により生じている弾性ひずみを補正できる。弾性ひずみの補正をすることはそのタイバーの張力の補正をすることである。すなわち、タイバー温度制御部分の温度を変化させると、タイバーに生じている張力を変化させることができる。参考として図4に、タイバーの温度制御部分の温度を変化させたとき、そのタイバーに生じる張力の変化を表すグラフを示す。
グラフは、タイバー長さL=1.245m、タイバーの温度制御部分長さh=114mm、タイバーの温度制御部分温度t=40.0℃のときに、そのタイバーにかかっている張力WがW=98100N(10.0重量Ton)として作図したグラフである。なお、ヤング率E=2.05×1011Pa、線膨張係数α=11×10−6/℃とした。
グラフから、タイバーの温度制御部分の温度を上げると、タイバーにかかる張力を減じることができ、温度を下げると張力を増すことができる様子がわかる。
If the above processing is performed, a set clamping force can be obtained at all times, and tension is applied evenly to each tie bar, so that a predetermined clamping force can be evenly distributed in the mold.
As described above, when the temperature of the tie bar temperature control portion is changed, the elastic strain generated by the tension in the tie bar can be corrected. To correct the elastic strain is to correct the tension of the tie bar. That is, if the temperature of the tie bar temperature control part is changed, the tension generated in the tie bar can be changed. For reference, FIG. 4 is a graph showing a change in tension generated in a tie bar when the temperature of the temperature control portion of the tie bar is changed.
The graph shows that when the tie bar length L = 1.245 m, the tie bar temperature control part length h = 114 mm, and the tie bar temperature control part temperature t = 40.0 ° C., the tension W applied to the tie bar is W = It is the graph drawn as 98100N (10.0 weight Ton). The Young's modulus E = 2.05 × 10 11 Pa and the linear expansion coefficient α = 11 × 10 −6 / ° C.
From the graph, it can be seen that when the temperature of the temperature control portion of the tie bar is increased, the tension applied to the tie bar can be decreased, and when the temperature is decreased, the tension can be increased.
ところで、タイバーの温度制御部分についての温度制御の時定数は、1回の射出成形工程の型締の時間と比較して長い場合が多い。このため1回の型締時に温度制御が収束することはなく、各タイバーの温度制御部分が目標温度に到達するのは、2回目またはそれ以降の型締時となる。2回目またはそれ以降の型締時にも、前回とは異なる新たな目標温度が計算され温度制御されるため、時定数が長いことによる時間遅れの影響を見積もる必要があるが、毎回計算される目標温度はほとんど変動しないため、問題となることはない。
また、本実施の形態では、タイバー6a、6b、…の歪量は歪センサ21a、21b、…で計測されるようになっている。歪センサは電気抵抗を検出し、そのわずかな電気抵抗の差から歪量を測定するもので、歪センサ21a、21b、…の取り付け部分の温度変化によっても電気抵抗に変化が生じるので、正しく歪量が測定できない可能性もある。このため、タイバー6a、6b、…の温度制御部分の温度の熱伝導による影響を考慮することも考えられるが、歪センサ21a、21b、…は、タイバー6a、6b、…の温度制御部分から離間して設けられているので、熱伝導の影響はほとんど無く問題とはならない。もっとも、より正確に歪量を測定するために歪センサ21a、21b、…の近傍に新たに温度センサを設け、温度による影響を補正することは可能である。
By the way, the temperature control time constant for the temperature control portion of the tie bar is often longer than the mold clamping time of one injection molding process. For this reason, the temperature control does not converge at the time of one mold clamping, and the temperature control part of each tie bar reaches the target temperature at the second or subsequent mold clamping. Even during the second or subsequent mold clamping, a new target temperature different from the previous one is calculated and temperature controlled, so it is necessary to estimate the effect of time delay due to the long time constant, but the target calculated every time Since the temperature hardly fluctuates, there is no problem.
In the present embodiment, the strain amount of the tie bars 6a, 6b,... Is measured by the
本実施の形態では、タイバー6a、6b、…の温度制御部分の加熱にバンドヒータ24a、24b、…を、冷却にウォータジャケット27a、27b、…が採用されているが、供給水の温度を制御することで加熱および冷却をすべてウォータジャケットによって行うことも可能であり、また冷却に冷風装置を採用することも可能である。タイバー6a、6b、…の温度制御部分を熱的に伸縮をさせることができればよく、加熱方法および冷却方法は上記実施の形態に限定されない。
In this embodiment,
本実施の形態によると、副次的な効果も得られる。例えばタイバー6a、6b、…の劣化を検出することも可能である。常時型締時の歪量は計測されており、特定のタイバーが劣化した場合、そのタイバーの歪量が異常な値を示すので、それを検出して異常を知ることができる。また、本実施の形態によると、各タイバー6a、6b、…に均等に張力がかかるよう制御されるので、型厚調整用のタイバーナット8a、8b、…すなわち人間による調整を格別に実施しなくてもよい。しかしながら、ある程度定期的に人間がタイバー1本1本の有効長さを調整するのが望ましい。
According to the present embodiment, a secondary effect can also be obtained. For example, it is possible to detect deterioration of the tie bars 6a, 6b,. The strain amount at the time of mold clamping is always measured, and when a specific tie bar deteriorates, the strain amount of the tie bar shows an abnormal value, so that it can be detected to know the abnormality. Further, according to the present embodiment, the tension is controlled so that the tie bars 6a, 6b,... Are evenly tensioned. Therefore,
1 固定盤 2 可動盤
5 型締ハウジング 6a、6b、… タイバー
7 トグル機構 14 クロスヘッド
21a、21b、… 歪センサ
23a、23b、… バンドヒータ
27a、27b、… ウォータ・ジャケット
DESCRIPTION OF
21a, 21b, ...
Claims (4)
前記各タイバー毎の、型締時に測定される前記各タイバーの所定部位の弾性変形による歪量に応じて、前記各タイバーの前記所定部位から所定量離間した部位の温度を変化させて伸縮させ、前記各タイバーの弾性変形による歪量が等しくなるように制御する、ことを特徴とするトグル式型締装置を備えた射出成形機の型締力自動補正方法。 A fixed platen, a movable platen, a mold clamping housing, a plurality of tie bars that pass through the movable platen and connect the fixed platen and the mold clamping housing, and between the mold clamping housing and the movable platen When the mold is clamped by driving the toggle mechanism, tension is generated in each tie bar due to the reaction force of the mold clamping force, and the tension causes distortion due to elastic deformation in each tie bar. A method for correcting the mold clamping force of an injection molding machine,
For each tie bar, according to the amount of strain due to elastic deformation of the predetermined part of each tie bar measured at the time of mold clamping, the temperature of the part of each tie bar separated from the predetermined part by changing the temperature is expanded and contracted, An automatic mold clamping force correction method for an injection molding machine equipped with a toggle type mold clamping device, wherein the amount of strain due to elastic deformation of each tie bar is controlled to be equal.
設定型締力をタイバーの本数で等分し各タイバーの張力とし、前記張力により前記各タイバーの所定部位に生じる歪量を目標歪量として、型締時に測定される前記各タイバーの各歪量が前記目標歪量となるように、前記各タイバーの前記所定部位から所定量離間した部位の温度を変化させて伸縮させ、前記各タイバーの張力による歪量が等しくなるように制御する、ことを特徴とするトグル式型締装置を備えた射出成形機の型締力自動補正方法。 A fixed platen, a movable platen, a mold clamping housing, a plurality of tie bars that pass through the movable platen and connect the fixed platen and the mold clamping housing, and between the mold clamping housing and the movable platen When the mold is clamped by driving the toggle mechanism, tension is generated in each tie bar due to the reaction force of the mold clamping force, and the tension causes distortion due to elastic deformation in each tie bar. A method for correcting the mold clamping force of an injection molding machine,
The set mold clamping force is equally divided by the number of tie bars to obtain the tension of each tie bar, and the strain amount generated at a predetermined portion of each tie bar by the tension is set as the target strain amount. Is controlled so that the amount of strain due to the tension of each tie bar is equalized by changing the temperature of the portion of each tie bar that is separated from the predetermined portion by a predetermined amount so as to be equal to the target strain amount. A method for automatically correcting a mold clamping force of an injection molding machine having a toggle type mold clamping device.
前記トグル機構を駆動すると、前記各タイバーに型締力の反力による張力が発生し、前記張力により前記各タイバーに弾性変形による歪が生じる射出成形機において、
前記各タイバー毎に、その所定部位には前記各タイバーの歪量を測定する歪測定手段が設けられていると共に、前記所定部位から所定量離間した部位には該部位の近傍の温度を変化させる温度制御手段が設けられ、
前記各温度制御手段は、前記各歪測定手段で測定される各タイバーの歪量が等しくなるように制御されることを特徴とする、トグル式型締装置を備えた射出成形機の型締力自動補正装置。 A fixed platen, a movable platen, a mold clamping housing, a plurality of tie bars that pass through the movable platen and connect the fixed platen and the mold clamping housing, and between the mold clamping housing and the movable platen It consists of a toggle mechanism provided,
In the injection molding machine, when the toggle mechanism is driven, each tie bar generates tension due to a reaction force of a clamping force, and the tension causes distortion due to elastic deformation in each tie bar.
For each of the tie bars, a strain measuring means for measuring the strain amount of each tie bar is provided at a predetermined portion of the tie bar, and a temperature in the vicinity of the portion is changed at a portion spaced from the predetermined portion by a predetermined amount. Temperature control means are provided,
Each temperature control means is controlled so that the strain amount of each tie bar measured by each strain measurement means is equal, The mold clamping force of an injection molding machine equipped with a toggle type mold clamping device Automatic correction device.
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Legal Events
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A02 | Decision of refusal |
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