JP2008290415A - 射出成形機 - Google Patents

Abstract

【課題】成形品突き出し装置の突き出しロッドの取り付け状態および突き出しストロークの設定前進位置が使用金型に適したものに設定するまで、安全な成形品突き出し動作をさせる。
【解決手段】可動盤に金型が取り付けられたときレジスタＲ１はＯＮに設定される。突き出し動作の前進位置の設定値が変更になったときレジスタＲ２はＯＮに設定される。レジスタＲ１又はレジスタＲ２がＯＮのときは、小さい突き出し力ＴＬ、低速の突き出し速度ＶＬとして、突き出し動作を実行する(a4〜a10)。突き出し位置を検出し、検出位置が設定前進位置に達した後は、レジスタＲ１、Ｒ２はＯＦＦにされ、設定された突き出し力、突き出し速度で、突き出し処理(a8、a9、a1〜a3)が実行される。これにより誤設定で金型や突き出し装置を破損させたり、金型の落下を防止する。
【選択図】図２

Description

本発明は、射出成形機に関し、成形品突き出しロッドの前進ストロークを設定できる成形品突き出し装置を有する射出成形機に関する。

射出成形機においては、金型を開いた後、金型内にエジェクタピンを突出させて、金型内に付着している成形品を突き出し、金型から取り出す成形品突き出し装置を備えている。この成形品突き出し装置は、突き出しロッドを前進させ、金型内に設けられたエジェクタプレートを押圧して前進させ、該エジェクタプレートに設けられたエジェクタピンを金型内に突出させて金型内の成形品を突き出すようにしている。

エジェクタプレートを押圧する突き出しロッドは金型の構造によって取り付ける本数が異なるため金型交換のときには必ず突き出しロッドの本数と金型構造が合っているか確認する必要がある。金型の構造と取り付けた突き出しロッドの本数が合わない場合、金型を取り付けた後に突き出しロッドを前進したときに突き出しロッドによって金型を押圧することになり成形品突き出し装置は金型を破損させる恐れがある。

また、金型毎にエジェクタピンの最大前進ストロークがあることなどから、金型毎に成形品突き出しロッドの前進ストロークを設定できるようになっている。このような成形品突き出し装置において、成形品突き出しロッドの前進ストローク設定を誤り、許容範囲以上のストロークを設定した場合、成形品突き出しロッドを前進させると許容ストロークを超えてエジェクタプレートが移動しようとして、エジェクタプレートが金型を押圧することになる。その結果、この成形品突き出し装置や金型を破損させる恐れがある。

特に金型を磁気により可動盤の面に固定する装置を有している射出成形機の場合、機械式に金型を固定していないため、突き出しロッドによる金型の押圧によって金型が落下する危険がある。

従来、突き出しストロークの確認については、例えば、突き出し装置が前進できない状態を検出して、その位置を前進限界位置と設定する方法が知られている（特許文献１参照）。又、初回の前進動作では、設定された移動速度と移動量の前進動作パターンで成形品突き出し装置を駆動し成形品の突き出しを行い、該初回の前進動作で得られた最終移動位置に基づいて、次回以降の前進動作における前進動作パターンを決定するようにした発明も知られている（特許文献２参照）。
また、磁気によって、金型を固定盤、可動盤に取り付け固定する金型固定装置を有する射出成形機においては、型開（離型）あるいは成形品を突き出すときの力が、金型を可動盤に固定するクランプ力を上回らない値に制限することによって、成形品突き出し力によって金型が可動盤から離脱し落下するのを防止した発明も知られている（特許文献３参照）。

特開平５−２８６００１号公報 特開平９−２５４２２２号公報 特開２００５−６６８５６号公報

前述したように、金型の構造に合わない突き出しロッド本数を取り付けたり、成形品突き出し装置による前進ストロークの移動量の設定値を誤ると、金型や成形品突き出し装置を破損させたり、磁気によって金型を取り付け固定する金型固定装置を用いる場合では、成形品突き出し装置より磁気によるクランプ力以上の力が金型に加えられ、金型が可動盤から離脱し落下する恐れがある。そのため、特許文献１、２に記載された発明のように、成形品突き出し装置を駆動して、前進ストロークの移動限界位置を検出し、該移動限界位置に基づいて、成形品突き出しロッド（エジェクタピン）の前進位置を決定する場合、移動限界位置が前進位置として設定されるため、この決定された前進位置が最適であるとは限らない。本来はさらに後退した位置を前進位置として設定し成形動作を行う必要がある場合でも移動限界位置を前進位置として成形動作が行われることになる。又、金型交換等が行われたとき、前進ストロークの移動限界位置の検出操作を忘れ実行せず、成形品突き出し装置を駆動したときには、金型や成形品突き出し装置を破損させたり、金型を落下させる恐れがある。又、磁気により金型を固定する金型固定装置を用いる場合において、この金型を可動盤にクランプするクランプ力以下の突き出し力に設定する方法では、クランプ力を予め計算しておく必要があり、計算を誤ると同じく金型落下の危険がある。さらに磁気によるクランプ力が何らかの原因で変動した場合は設定された力を見直す必要がある等の問題がある。

そこで、本発明は、金型交換が行われたとき、および前進ストロークの設定値が変更になったとき、設定された前進位置まで成形品突き出し動作が行なえることが確認できるまで、安全な成形品突き出し動作状態を保持する射出成形機を提供することにある。

本発明は、設定された成形品突き出しストロークの前進位置および突き出し力に基づいて動作し、金型から成形品を突き出す成形品突き出し装置を備える射出成形機において、
金型が交換されたことを判別する判別手段と、前記成形品突き出し装置による成形品突き出しストロークの前進位置の設定が変更されたことを判別する判別手段と、
前記各判別手段により、金型の交換あるいは成形品突き出しストロークの前進位置の設定の変更が判別された後、突き出し力を通常時の突き出し力よりも低い保護突き出し力に設定する第一の設定手段と、前記成形品突き出し装置による突き出しストロークの前進位置を検出する突き出し位置検出手段と、成形品突き出し動作工程において、前記突き出し位置検出手段で突き出しストロークの前進位置が設定値に達したことが検出されたとき、前記突き出し力を通常の突き出し力に設定する第二の設定手段と、を備えることを特徴とするものであり、成形品突き出しストロークの前進位置の適正な設定値が設定されるまでは、突き出し力を設定突き出し力よりも小さい保護突き出し力で突き出し動作をさせるようにして、安全を図ったものである。又、突き出し力を小さい保護突き出し力にするとき、突き出し速度も通常時の突き出し速度よりも低い速度に設定し、突き出し力を通常の突き出し力に設定するときは、突き出し速度も通常時の突き出し速度に設定するようにして、さらに安全を図った。

金型が交換されたとき、又は突き出しストロークの前進位置の設定値が変更されたときには、成形品突き出し動作時の前進ストロークの前進位置が設定位置に達したことが検出判定されるまでは、各突き出し動作工程では、通常の突き出し力よりも小さい保護突き出し力で突き出し動作が実行され、前進ストロークの前進位置の設定値が使用金型に適した値が設定されて、初めて、突き出し力は通常の突き出し力に設定されるので、金型や成形品突き出し装置を破損させたり、磁気で固定した金型の落下を防止することができる。

以下、本発明の一実施形態を図面と共に説明する。
図１は、本発明の一実施形態の射出成形機の要部ブロック図である。
成形品突き出し装置は、可動側金型１が取り付けられる可動盤１０に取り付けられており、成形品突き出しロッド２を有するプッシャプレート３と、該プッシャプレート３に設けられたボールナットに螺合するボールネジ４、該ボールネジ４と成形品突き出し用サーボモータ６の出力軸間に設けられたプーリ・ベルト機構５等によって構成されている。成形品突き出しロッド２は可動盤１０を貫通し、金型１内に設けられたエジェクタプレート８に当接し、該エジェクタプレート８に設けられたエジェクタピン９をリターンスプリング１１の弾性力に抗して金型１のキャビティ内に突出させ、金型１に吸着している成形品を突き出し離型させて取り出すように構成されている。又、可動盤１０には、該可動盤１０に取り付けられた金型（可動側金型）１の存在を検出する近接スイッチ１２が設けられている。

射出成形機の制御装置２０は、サーボ制御用のプロセッサであるサーボ用ＣＰＵ２２、プログラマブルマシンコントローラ（ＰＭＣ）用のプロセッサであるＰＭＣ用ＣＰＵ２５、数値制御用のプロセッサであるＣＮＣ用ＣＰＵ２６を有し、バス３４を介して相互の入出力を選択することにより各プロセッサ間での情報伝達が行えるようになっている。

ＰＭＣ用ＣＰＵ２５には射出成形機のシーケンス動作を制御するシーケンスプログラム等を記憶したＲＯＭ２９および演算データの一時記憶等に用いられるＲＡＭ３０が接続されている。又、近接スイッチ１２からの信号、すなわち、金型在席信号がインタフェース（図示せず）を介して該ＰＭＣ用ＣＰＵ２５に入力されている。ＣＮＣ用ＣＰＵ２６には、射出成形機を全体的に制御する自動運転プログラム等を記憶したＲＯＭ３１および演算データの一時記憶等に用いられるＲＡＭ３２が接続されている。

また、サーボ用ＣＰＵ２２には、位置ループ、速度ループ、電流ループの処理を行うサーボ制御専用の制御プログラムを格納したＲＯＭ２３やデータの一時記憶に用いられるＲＡＭ２４が接続されている。さらに、サーボ用ＣＰＵ２２には、該ＣＰＵ２２からの指令に基いて型締用，射出用，スクリュー回転用，成形品突き出し用等の各軸のサーボモータを駆動するサーボアンプが接続されているが、図１では、成形品突き出し用サーボモータ６を駆動するサーボアンプ２１のみを図示している。又、サーボ用ＣＰＵ２２には、各サーボモータに取り付けられた位置・速度検出器からの出力が帰還されるようになっているが、図１においては成形品突き出し用サーボモータ６に取り付けられ、該サーボモータ６の回転位置によって成形品突き出しロッド２の位置等を検出する位置・速度検出器７が該サーボ用ＣＰＵ２２に接続された状態のみを示している。

ディスプレイ付手動データ入力装置３３はＣＲＴ表示回路２８を介してバス３４に接続され、成形品突き出し動作の各種設定値や成形条件等を設定するための各種設定画面をＣＲＴ画面に表示し各種設定データを設定できるようになっており、数値データ入力用のテンキーおよび各種のファンクションキー等が設けられている。なお、表示装置としてはＣＲＴ以外の液晶等の他の表示装置を用いたものでもよい。
不揮発性メモリで構成されるデータ保存用ＲＡＭ２７は射出成形作業に関する成形条件と各種設定値，パラメータ等を記憶する成形データ保存用のメモリである。
以上の構成により、ＰＭＣ用ＣＰＵ２５が射出成形機全体のシーケンス動作を制御し、ＣＮＣ用ＣＰＵ２６がＲＯＭ３１の運転プログラムや成形データ保存用ＲＡＭ２７に格納された成形条件等に基いて各軸のサーボモータに対して移動指令の分配を行う。サーボ用ＣＰＵ２２は各軸に対して分配された移動指令と位置・速度検出器で検出された位置および速度のフィードバック信号等に基いて、従来と同様に位置ループ制御，速度ループ制御さらには電流ループ制御等のサーボ制御を行い、いわゆるディジタルサーボ処理を実行する。又、位置・速度検出器からの位置のフィードバック信号に基づいて、各軸のサーボモータの現在位置を現在位置記憶レジスタに記憶されるようになっている。本発明に関係し、成形品突き出し用サーボモータ６に取り付けられた位置・速度検出器７からの位置、速度のフィードバック信号に基づいて、成形品突き出し用サーボモータ６の位置、速度のフィードバック制御がなされる。又、該位置のフィードバック信号に基づいて該成形品突き出し用サーボモータ６の回転位置が現在位置記憶レジスタに記憶されることによって成形品突き出しロッド２の位置（エジェクタピン９）の位置が検出できるようにされている。

上述した構成は従来の射出成形機の構成とほぼ同じであるが、従来の射出成形機とは、可動盤１０に金型の在席を検出するための近接スイッチ１２が設けられている点で相違することと、ＣＮＣ用ＣＰＵ２６のＲＯＭ３１に予め記憶されている、成形品突き出し動作処理のソフトウェアが従来のものと相違する。

図２は、本実施形態におけるＣＮＣ用ＣＰＵ２６が実施する成形品突き出し動作工程の処理のアルゴリズムを示すフローチャートである。
ディスプレイ付手動データ入力装置３３から手動で入力される成形品突き出し指令又は運転プログラムによる自動運転時における成形品突き出し指令に基づいて、図２に示す成形品突き出し動作処理が開始される。
作業員は、金型の交換作業において、これから搭載する金型の構造にあった成形品突き出しロッド２、および可動側金型１を可動盤に、固定側金型を固定盤に取り付ける。本形態では、金型の構造により３本取り付けることができる成形品突き出しロッドのうち中心の１本を取り付けている。他の上下２本の突き出しロッドは取り外されている。次にディスプレイ付手動データ入力装置３３を成形品突き出し動作の設定画面にして、該設定画面を介して、取り付けた金型に適した成形品突き出し力、突き出し速度、前進ストロークの前進位置等の成形品突き出し工程における突き出し条件の各種設定値を設定する。この成形品突き出し力は、成形品突き出し用サーボモータ６の出力トルクを設定するものであり、突き出し速度は、成形品突き出し用サーボモータ６の成形品突き出し時の回転速度を設定するものである。又、前進ストロークの前進位置は、エジェクタピン９を金型１内に突出させるときの最前進位置を設定するものであり、このときの成形品突き出し用サーボモータ６の回転位置（成形品突き出しロッド２の最前進位置）を設定するものである。

図３は金型の取り付け及び取り外しを監視する金型検出処理のアルゴリズムを示すフローチャートである。レジスタＲ１は金型が成形機に取り付けられてから突き出し前進位置が確認されるまで「ＯＮ」となる保持型のレジスタである。金型の在席を確認する近接スイッチ１２からの金型在席信号の立上りを検出すると（ステップｂ１）、レジスタＲ１を「ＯＮ」に設定し（ステップｂ２）、この金型検出処理を終了する。又、近接スイッチ１２からの金型在席信号の立上りを検出しない場合は、ステップｂ１からステップｂ３に移行し、近接スイッチ１２の状態を判断する。近接スイッチ１２からの金型在席信号がＯＦＦで金型が在席していない場合には、レジスタＲ１を「ＯＦＦ」に設定し（ステップｂ４）、又、金型在席信号がＯＮで、ステップｂ３で金型が在席していると判断された場合は、レジスタＲ１の状態を変更せずこの金型検出処理を終了する。

図４は突き出し前進位置設定の変更を監視する設定値変更検出処理のアルゴリズムを示すフローチャートである。レジスタＲ２は突き出し設定前進位置が変更されてから突き出し前進位置が確認されるまで「ＯＮ」となる保持型のレジスタである。現在設定されている突き出し前進位置とレジスタに記憶されている前回の突き出し前進位置ＥＪを比較し（ステップｃ１）、同じであれば設定値変更検出処理を終了する。又、異なる場合にはレジスタＲ２に「ＯＮ」を設定する（ステップｃ２）。その後、前回の突き出し前進位置ＥＪを記憶するレジスタに現在の突き出し前進位置設定を保存して（ステップｃ３）、この設定値変更検出処理を終了する。

図３及び図４に示す処理は、図２に示す処理とは非同期に実行されているが、図２の突き出し前進動作の途中では図３及び図４のフローチャートは実行されないものとする。
成形品突き出し指令が出されると、ＣＮＣ用ＣＰＵ２６は、図２に示す処理を開始し、レジスタＲ１が「ＯＮ」を記憶しているか判別する（ステップａ１）。金型交換が実行されてレジスタＲ１が「ＯＮ」となっている場合には、ステップａ４に移行する。そして、成形品突き出し装置の突き出し力を保護突き出し力に、すなわち、成形品突き出し用サーボモータ６の出力トルクの実行設定値を予め決められている低トルクＴＬに変更すると共に、突き出し速度（成形品突き出し用サーボモータ６の回転速度）の実行設定値を通常時の突き出し速度より低い保護突き出し速度ＶＬに設定し（ステップａ４）、突き出し処理を開始すると共にタイマをリセットしてスタートさせる（ステップａ５）。サーボ用ＣＰＵ２２はこの突き出し指令を受けて、成形品突き出し用サーボモータ６の出力トルクを設定された低トルクＴＬに制限し（トルクリミットをかけ）、設定された低速度ＶＬで成形品突き出し用サーボモータ６を駆動し、成形品突き出しロッド２を前進させる。なお、小さい保護突き出し力ＴＬと低速の保護突き出し速度ＶＬは突き出し機構を前後進することが可能な最低限の値に設定しているものである。

そして、タイマによる計時時間が設定されている時間を経過したかを判断すると共に（ステップａ６）、成形品突き出し用サーボモータ６に取り付けられた位置・速度検出器７からの位置フィードバック信号に基づいて求められ現在位置記憶レジスタに記憶されている成形品突き出し用サーボモータ６の現在位置（成形品突き出しロッド２、エジェクタピン９の位置を示す）である突き出し現在位置を読み出し、成形品突き出しストロークの前進位置として現在設定されている設定前進位置に達しているか判別する（ステップａ７）。現在位置記憶レジスタから読み出した成形品突き出し用サーボモータ６の位置である突き出し現在位置が設定前進位置に達したことが判別されると、レジスタＲ１及びレジスタＲ２を「ＯＦＦ」に設定する（ステップａ８）、突き出し力の実行設定値を成形品の突き出し条件として設定された通常の突き出し力（設定トルク値）Ｔｐに設定し、突き出し速度（成形品突き出し用サーボモータ６の回転速度）の実行設定値を突出条件として設定された通常時の速度Ｖｐに設定し（ステップａ９）、この成形品突き出し処理を終了する。これで設定された低トルクで設定された前進位置まで前進することが確認できたので、以降の突き出し動作は、通常のトルク及び速度で突き出しを行うことができる。

一方、前進ストロークの前進位置の設定が誤っており、取り付けた金型１に適していない前進ストロークの前進位置の設定値が設定されている場合には、設定前進位置に達する前に、エジェクタプレート８が金型１の内面に当接してその移動が阻止され、成形品突き出し用サーボモータ６の回転が停止し、設定位置まで成形品突き出し用サーボモータ６は回転できない。その結果、タイマの計時時間が設定時間に達することになるので、ステップａ６からステップａ１０に移行し、警告表示をディスプレイ付手動データ入力装置３３の表示画面に表示し、この成形品突き出し処理を終了する。この場合、レジスタＲ１、Ｒ２は「ＯＮ」のままなので次のエジェクタ突き出し動作の場合も、低トルクによる保護動作となる。

なお、金型の構造に合わない突き出しロッド本数を取り付けたり、前進ストロークの前進位置の設定を誤ると、前述したように金型１は、エジェクタプレート８が金型１の内面を押圧するが、該エジェクタプレート８を成形品突き出しロッド２等を介して駆動する成形品突き出し用サーボモータ６は、小さな保護突き出し力に対応する低トルクで駆動されているものであることから、金型１やこの成形品突き出し装置を破損させるようなことはない。又、金型を磁気で可動盤１０に固定する場合においても、保護突き出し力が小さいことから、小さい保護突き出し力でエジェクタプレート８が金型１を押圧しても金型１を磁気による吸着力に抗して可動盤１０から離脱させ落下させるようなことはない。さらに、この実施形態では、ステップａ４で、突き出し力を保護突き出し力の低トルクＴＬにしたとき、突き出し速度も保護突き出し速度の低速ＶＬとすることによって、エジェクタプレート８が金型１に当接したときの衝撃を小さなものとし、より安全性を保持するようにしている。なお、この突き出し速度を低速とすることは必ず必要とするものではない。

金型交換後の突き出し操作によって設定された突き出し前進位置まで前進することが確認できるとレジスタＲ１、Ｒ２は「ＯＦＦ」となる。次に突き出し前進位置が変更されるとレジスタＲ２が図４のフローチャートに示す処理で「ＯＮ」となり、この状態で突き出し動作を行なうとステップａ２からステップａ４に移行し、前述したステップａ４以降の処理を実行する。

一旦金型交換が行われたり、突き出し前進位置の設定が変更された後の突き出し動作では必ずステップａ４以降の処理が実行される。ステップａ７で突き出し位置が設定前進位置に達したことが確認できるまではレジスタＲ１、Ｒ２は「ＯＦＦ」とならないために、以後、突き出し前進位置の変更が行われない場合でもステップａ２の判断でステップａ４以降の処理が実行される。

以上のように、金型が交換され、新たな金型が可動盤１０に取り付けられた後の最初の成形品突き出し指令と、前進ストロークにおける前進位置の設定値が変更された後の最初の成形品突き出し指令においては、必ず、ステップａ４以降の処理がなされ、保護突き出し力の小さい突き出し力ＴＬ、保護突き出し速度の遅い突き出し速度ＶＬで突き出し動作が実行され、設定されている設定値まで突き出し位置の前進位置が達しなければ、レジスタＲ１、Ｒ２は「ＯＮ」にセットされたままであるので、突き出し前進位置が設定値に達するように、前進ストロークの前進位置の設定値が変更されるまで、突き出し動作は、小さい突き出し力ＴＬ、遅い突き出し速度ＶＬで実施されることになる。
そして、前進ストロークの前進位置の設定値が変更され、ステップａ７で、突き出し位置の現在位置が設定前進位置に達していることが判別されると、レジスタＲ１、Ｒ２は「ＯＦＦ」にセットされ（ステップａ８）、突き出し力と突き出し速度は、それぞれ通常の突き出し力Ｔｐ、通常時の突き出し速度Ｖｐに設定され（ステップａ９）、以後の成形品突き出し指令では、ステップａ１〜ａ３の処理が実行されて、設定通りの突き出し動作（通常の突き出し力Ｔｐ、通常時の突き出し速度Ｖｐ、設定前進ストロークの前進位置による動作）を実行することになる。

以上の通り、作業員が使用金型に適した突き出しロッド本数の取り付けと成形品突き出し動作の前進ストロークの前進位置の設定値を設定しない限り、小さい保護突き出し力ＴＬ、遅い保護突き出し速度ＶＬで成形品突き出し動作が実施され、金型や成形品突き出し装置の破損や金型の落下を防止し、適正な成形品突き出し動作の設定値が設定され、成形品突き出し動作で金型が押圧されることがなくなった状態で、初めて通常の突き出し力Ｔｐ、通常時の突き出し速度Ｖｐで突き出し動作を実行するようにして、安全が図られているものである。

本発明の一実施形態の要部ブロック図である。 同実施形態における成形品突き出し動作処理のアルゴリズムを示すフローチャートである。 同実施形態における金型検出処理のアルゴリズムを示すフローチャートである。 同実施形態における突き出し前進位置の設定値変更検出処理のアルゴリズムを示すフローチャートである。

符号の説明

１ 金型
２ 成形品突き出しロッド
３ プッシャプレート
４ ボールネジ
５ プーリ・ベルト機構
６ 成形品突き出し用サーボモータ
７ 位置・速度検出器
８ エジェクタプレート
９ エジェクタピン
１０ 可動盤
１１ リターンスプリング
２０ 制御装置

Claims (2)

1. 設定された成形品突き出しストロークの前進位置および突き出し力に基づいて動作し、金型から成形品を突き出す成形品突き出し装置を備える射出成形機において、
   金型が交換されたことを判別する判別手段と、
   前記成形品突き出し装置による成形品突き出しストロークの前進位置の設定が変更されたことを判別する判別手段と、
   前記各判別手段により、金型の交換あるいは成形品突き出しストロークの前進位置の設定の変更が判別された後、突き出し力を通常時の突き出し力よりも低い保護突き出し力に設定する第一の設定手段と、
   前記成形品突き出し装置による突き出しストロークの前進位置を検出する突き出し位置検出手段と、
   成形品突き出し動作工程において、前記突き出し位置検出手段で突き出しストロークの前進位置が設定値に達したことが検出されたとき、前記突き出し力を通常の突き出し力に設定する第二の設定手段と、
   を備えることを特徴とする射出成形機。
2. 前記成形品突き出し装置は、設定された突き出し速度で動作するものであって、前記第一の設定手段は、突き出し力を前記保護突き出し力に設定すると共に、突き出し速度を通常時の突き出し速度よりも低い保護突き出し速度に設定し、前記第二の設定手段は、突き出し力を通常の突き出し力に設定すると共に、突き出し速度を通常時の突き出し速度に設定する請求項１に記載の射出成形機。

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