JP2011005870A

JP2011005870A - 射出成形機の制御装置

Info

Publication number: JP2011005870A
Application number: JP2010195951A
Authority: JP
Inventors: 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
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 2010-09-01
Filing date: 2010-09-01
Publication date: 2011-01-13

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１８に射出して成形品を成形する射出成形機１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、を備え、前記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。
【選択図】図２

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、を備え、前記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、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。

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。

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。

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

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、を備え、
前記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。