JP2014148171A - 型締制御装置及び型締制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】最適型締力が算出されるまでの時間を短くすることができ、そのための作業を簡素化することができる型締制御装置及び型締制御方法の提供。
【解決手段】固定金型と可動金型との間で発生する型締力を検出する型締力検出手段と、該型締力検出手段によって検出された固定金型と可動金型との間で発生する型締力に基づいて型締力実特性を決定し、該型締力実特性に基づいて最低必要型締力Ｋを算出する制御装置とを有する型締制御装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、型締制御装置及び型締制御方法に関するものである。

従来、成形機、例えば、射出成形機においては、型締装置、金型装置、射出装置、可塑化移動装置及び制御装置を備え、加熱シリンダ内において溶融させられた樹脂が、金型装置のキャビティ空間内に充填され、その後、冷却され固化させられて成形品が成形されるようになっている（例えば、特許文献１参照。）。

そのために、前記型締装置は、固定プラテン及び可動プラテンを備え、型締用モータを駆動し、可動プラテンを進退させることによって、金型装置の型閉じ、型締め及び型開きを行う。

また、前記射出装置は、樹脂を加熱して溶融させる加熱シリンダ、該加熱シリンダ内において進退自在に、かつ、回転自在に配設されたスクリュー、前記加熱シリンダの前端に取り付けられ、溶融させられた樹脂を射出する射出ノズル等を備え、型締装置によって所定の型締力で型締めが行われた状態で、スクリューを前進させると、射出ノズルから溶融させられた樹脂が射出され、キャビティ空間内に充填される。

なお、型締装置、金型装置等の寿命を長くするためには、成形を行うときの型締力を必要最小限の値にするのが好ましい。

ＷＯ２００６／９８３２１号公報

しかしながら、前記従来の射出成形機においては、必要以上に大きい型締力を発生させて型締めを行うと、金型装置のキャビティ空間内の空気、ガス等の逃げが悪くなり、樹脂の充填圧を高くする必要があるので、樹脂（成形品）に焼けが発生したり、成形品に残留応力が発生したりする。成形品に残留応力が発生すると、成形品を金型装置から取り出した後、寸法が経時変化するので、成形品の精度が低くなり、品質が低下してしまう。特に、光学部品（例えば、光ディスク等）を成形した場合は、光学特性（複屈折率）が低下してしまう。

通常、型締力は、成形品の投影面積、及び作業者（操作者）の経験によって想定される平均の樹脂圧に基づいて算出されるが、算出される型締力の値にばらつきが生じるので、成形準備工程において繰り返し成形を行う必要があり、最適型締力が算出されるまでの時間が長くなるだけでなく、そのための作業が煩わしい。

本発明は、前記従来の射出成形機の問題点を解決して、型締装置、金型装置等の寿命を長くすることができ、成形品の品質を向上させる（確保する）ことができ、最適型締力が算出されるまでの時間を短くすることができ、そのための作業を簡素化することができる型締制御装置及び型締制御方法を提供することを目的とする。

そのために、本発明の型締制御装置においては、固定金型と可動金型との間で発生する型締力を検出する型締力検出手段と、該型締力検出手段によって検出された固定金型と可動金型との間で発生する型締力に基づいて型締力実特性を決定し、該型締力実特性に基づいて最低必要型締力を算出する制御装置とを有する。

本発明によれば、型締制御装置においては、固定金型と可動金型との間で発生する型締力を検出する型締力検出手段と、該型締力検出手段によって検出された固定金型と可動金型との間で発生する型締力に基づいて型締力実特性を決定し、該型締力実特性に基づいて最低必要型締力を算出する制御装置とを有する。

この場合、成形準備工程において、型締力実特性に基づいて最低必要型締力が算出されるので、最低必要型締力に基づいて最適型締力を算出することができる。したがって、最適型締力が算出されるまでの時間を短くすることができ、そのための作業を簡素化することができる。

また、最適型締力に基づいて成形を行うことによって、必要以上に大きい型締力を発生させる必要がないので、型締装置、金型装置等の寿命を長くすることができる。

そして、金型装置のキャビティ空間内の空気、ガス等の逃げが悪くならないので、成形材料の充填圧を高くする必要がなくなる。したがって、成形材料に焼けが発生したり、成形品に残留応力が発生するのを防止することができるので、成形品の精度を高くすることができ、成形品の品質を向上させることができる。

本発明の第１の実施の形態における制御盤の画面の表示例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態における型締装置及び金型装置の概略図である。 本発明の第１の実施の形態における型締力実特性を示す図である。 本発明の第１の実施の形態における最適型締力を決定するための金型装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態における型締力実特性を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、成形機としての電動式の射出成形機について説明する。

図２は本発明の第１の実施の形態における型締装置及び金型装置の概略図である。この場合、型締装置の構成、成形準備工程における型厚調整及び型締力設定について説明する。

図において、１０は型締装置、１１は金型装置である。前記型締装置１０は、フレーム１７、該フレーム１７に固定された固定プラテン１２、及び該固定プラテン１２との間に所定の距離をおいてフレーム１７に対して移動自在（移動可能）に配設されたトグルサポート１５、前記固定プラテン１２とトグルサポート１５との間に架設され、延在させて配設された複数（４本）のタイバー１６、該タイバー１６に沿って進退自在（進退可能）に、かつ、固定プラテン１２と対向させて配設された可動プラテン１３、該可動プラテン１３とトグルサポート１５との間に、伸縮自在（伸展・屈曲自在）に配設されたトグル機構
２０、前記トグルサポート１５の後端に配設され、トグル機構２０を作動させるための型締用の駆動部としての型締モータ２６等を備える。なお、前記可動プラテン１３の背面（後端）には、成形品を突き出すため図示されないエジェクタ装置が配設される。

また、前記金型装置１１は、第１の金型としての固定金型１１ａ及び第２の金型としての可動金型１１ｂを備え、固定金型１１ａは、前記固定プラテン１２における可動プラテン１３と対向する金型取付面に、可動金型１１ｂは、前記可動プラテン１３における固定プラテン１２と対向する金型取付面にそれぞれ取り付けられる。

前記トグル機構２０と型締モータ２６との間に、運動方向変換機構としてのボールねじ機構ｍ１が配設され、該ボールねじ機構ｍ１は、ボールねじ軸から成る駆動軸２５及び該駆動軸２５と螺合させられる図示されないボールナットを備える。

前記型締モータ２６を駆動すると、ボールねじ機構ｍ１は、発生させられた回転を受け、回転運動を往復運動（直進運動）に変換し、駆動軸２５を進退（図においては左右方向に移動）させ、トグル機構２０を作動させる。その結果、型締モータ２６の駆動力によって、可動プラテン１３及び可動金型１１ｂが進退させられる。

本実施の形態においては、型締モータ２６としてサーボモータが使用され、型締モータ２６の回転数を検出する回転数検出部としてのエンコーダ２７が配設される。該エンコーダ２７は、型開閉位置検出部としての型開閉位置センサとしても機能し、可動プラテン１３の位置を表すプラテン位置（型開閉位置）を検出する。なお、プラテン位置は、型開限位置から可動金型１１ｂの前端の位置までの距離を表す。

前記トグル機構２０は、トグルサポート１５に揺動自在（揺動可能）に取り付けられた第１のトグルレバー２１、駆動軸２５に取り付けられたクロスヘッド２４、該クロスヘッド２４に対して揺動自在（揺動可能）に取り付けられた第２のトグルレバー２３、及び可動プラテン１３に揺動自在（揺動可能）に取り付けられたトグルアーム２２を備え、前記第１のトグルレバー２１と第２のトグルレバー２３とが、第１のトグルレバー２１とトグルアーム２２とが、それぞれ連結要素としての図示されているピンによってリンク結合される。

したがって、型締モータ２６が駆動され、クロスヘッド２４が前進（図においては右方向に移動）させられると、可動プラテン１３が前進させられて型閉じが行われ、そのときの可動プラテン１３の位置がエンコーダ２７によって検出され、制御装置１９によって制御される。

また、トグルサポート１５の後端（図においては左端）には、固定プラテン１２に対するトグルサポート１５の位置を調整するための型厚調整装置３５が配設される。

固定プラテン１２及びトグルサポート１５には、タイバー１６を貫通させるための図示されないタイバー挿通孔が形成される。そして、タイバー１６は、一端（図においては右端）において固定ナット１６ａによって固定プラテン１２に固定され、他端（図においては左端）において、調整ナット３７とねじ部３６とを螺合させることによってトグルサポート１５に取り付けられる。

前記調整ナット３７は、トグルサポート１５の後端において回転自在（回転可能）に、かつ、タイバー１６の軸方向において移動自在（移動可能）に取り付けられ、調整ナット３７の外周には、被駆動回転体としての被駆動用歯車３７ａが取り付けられる。また、トグルサポート１５の後端における上方には、型厚調整用の駆動部としての型厚調整モータ３１が配設され、該型厚調整モータ３１の回転軸には、駆動回転体としての駆動用歯車３３が取り付けられる。

そして、調整ナット３７の被駆動用歯車３７ａと駆動用歯車３３との間に、チェーン、歯付ベルト等の伝導部材３４が張設され（取り付けられ）る。

したがって、型厚調整モータ３１を駆動し、駆動用歯車３３を回転させると、各タイバー１６のねじ部３６に螺合された調整ナット３７が型厚調整モータ３１と同期して回転させられ、型厚調整モータ３１を所定の方向に所定の回転数だけ回転させることによって、トグルサポート１５がタイバー１６に対して所定の距離だけ進退させられる。

本実施の形態においては、型厚調整モータ３１としてサーボモータが使用され、型厚調整モータ３１の回転数を検出する回転数検出部としてのエンコーダ３２が配設される。該エンコーダ３２は、型締位置検出部としての型締位置センサとしても機能し、トグルサポート１５の位置を表す型締位置を検出する。

また、本実施の形態においては、前記タイバー１６のうちの一つに型締力検出手段（型締力検出部）としての型締力センサ１８が配設され、該型締力センサ１８は、タイバー１６の伸び量を検出することによって、金型装置１１に印加され、固定金型１１ａと可動金型１１ｂとの間で発生する型締力を検出する。

前記型締力センサ１８、エンコーダ２７、３２、型締モータ２６及び型厚調整モータ３１が制御装置１９と接続され、該制御装置１９は、エンコーダ２７、３２から出力された検出信号に基づいて型締モータ２６及び型厚調整モータ３１の動作を制御する。なお、前記制御装置１９は、設定部、演算部、記憶部、表示部、制御部、操作部等によって構成される。また、前記型締装置１０、金型装置１１、型締力センサ１８、制御装置１９等によって型締制御装置が構成される。

ところで、成形工程時における最適な型締力、すなわち、最適型締力は、成形準備工程において決定される。

ここで、従来の型締装置における最適型締力の決定方法について説明する。

まず、成形準備工程において、成形品の投影面積、及び作業者（操作者）の経験に基づいて想定される平均の樹脂圧、すなわち、平均樹脂圧を算出し、前記投影面積に平均樹脂圧を乗算することによって必要型締力を算出する。

続いて、金型装置１１を型締装置１０に取り付けた後、型締装置１０の運転モードを型厚調整モードにし、型締モータ２６を駆動し、駆動軸２５、クロスヘッド２４及びトグル機構２０によって可動プラテン１３を型開限まで後退させ、型開きを行う。

次に、型厚調整モータ３１を駆動し、駆動用歯車３３、伝導部材３４及び調整ナット３７によってトグルサポート１５を所定の距離だけ後退させて型厚の移動を行い、トグル機構２０を完全に伸展させる。

そして、図示されない制御盤（表示部）の設定画面に表示された所定の型締力設定箇所に、算出された必要型締力を入力する。その後、トグル機構２０が完全に伸展させられた（伸びきった）状態で型厚調整モータ３１を駆動してトグルサポート１５及び可動プラテン１３を前進させ、固定金型１１ａと可動金型１１ｂとを密着させる。

このときの可動プラテン１３の位置を金型厚さの零（０）点として制御装置１９に記憶させた後、型開限まで型開きを行い、設定された必要型締力に相当する距離分だけトグルサポート１５を移動させ、型締力を調整する。

型締力の調整が完了した後、運転モードを充填モードに切り替えて、成形品にバリ、ヒケ等が発生したかどうかを確認する。

そして、成形品にバリが発生している場合、型締力を大きくするか、又は樹脂の充填圧力を低くするかし、成形品にヒケが発生している場合、型締力を小さくするか、又は樹脂の充填圧力を高くするかし、良品の成形品が成形されるまで型締力の調整を繰り返す。

良品の成形品が成形されると、そのときの（設定数値での）型締力を最適型締力とし、その後、成形工程を開始し、成形品を生産する。

ところが、従来の最適型締力の決定方法においては、投影面積及び平均樹脂圧に基づいて算出される型締力の値にばらつきが生じるので、成形準備工程において成形を繰り返し行う必要があり、最適型締力が算出されるまでの時間が長くなるだけでなく、そのための作業が煩わしい。

そこで、本実施の形態においては、成形準備工程で型締めの試行を行い、試行結果に基づいて最適型締力を算出し、決定するようにしている。

図１は本発明の第１の実施の形態における制御盤の画面の表示例を示す図、図３は本発明の第１の実施の形態における型締力実特性を示す図、図４は本発明の第１の実施の形態における最適型締力を決定するための金型装置の動作を示すフローチャートである。

この場合、金型装置１１が型締装置１０に取り付けられ（搭載され）、作業者の制御装置１９の操作部の操作によって、成形準備工程で試行モードが設定される。

試行モードが設定されると、前記制御装置１９の図示されない事前処理手段（事前処理部）は、事前処理を行い、型締モータ２６を駆動し、駆動軸２５、クロスヘッド２４及びトグル機構２０によって可動プラテン１３を型開限位置まで後退させ、型開きを行う。

次に、前記事前処理手段は、型厚調整モータ３１を駆動し、駆動用歯車３３、伝導部材３４及び調整ナット３７によって、トグルサポート１５を後退させ、トグル機構２０を完全に伸展させる。このとき、固定金型１１ａと可動金型１１ｂとの間には隙間が形成される。

続いて、作業者の操作部の操作によって、型締めの試行を行う条件を表す試行条件値、及び充填を行う条件を表す充填条件値が入力されると、前記事前処理手段は、トグル機構２０が伸展させられた状態で型厚調整モータ３１を駆動し、トグルサポート１５及び可動プラテン１３を前進させ、固定金型１１ａと可動金型１１ｂとを密着させる。

そして、前記事前処理手段は、固定金型１１ａと可動金型１１ｂとが密着する可動プラテン１３の位置を金型厚さの零点として記憶すると、型締モータ２６を駆動し、可動プラテン１３を型開限位置まで後退させ、型開きを行った後、試行用としてあらかじめ設定された型締力、すなわち、試行型締力に相当する距離分だけトグルサポート１５を移動させ、型締力を調整する。

次に、前記制御装置１９の図示されない試行処理手段（試行処理部）は、試行処理を行い、型締装置１０を作動させ、型締モータ２６を駆動して型締めの試行を行う。

そのために、前記試行処理手段は、可動プラテン１３を型開限位置から前進させて型閉じ及び型締めを行うことによって、試行型締力を発生させる。

このとき、前記制御装置１９の図示されない試行情報取得処理手段（試行情報取得処理部）は、試行情報取得処理を行い、実測によって、第１の試行情報として、エンコーダ２７によって検出されたプラテン位置を読み込むことにより取得し、第２の試行情報として、プラテン位置に対応して変化し、型締力センサ１８によって検出された型締力を読み込むことにより取得する。

なお、型締力を発生させるに当たり、型締モータ２６を駆動すると、駆動軸２５及びクロスヘッド２４が前進させられて、トグル機構２０が作動させられ、可動プラテン１３及び可動金型１１ｂが前進させられる。また、可動プラテン１３及び可動金型１１ｂの前進に伴って、タイバー１６が伸展させられる。したがって、型締モータ２６、駆動軸２５、クロスヘッド２４、トグル機構２０、可動プラテン１３、可動金型１１ｂ、タイバー１６等は、いずれも、型締力を発生させるための要素、すなわち、型締力発生要素として機能する。また、型締モータ２６を駆動したときの、型締モータ２６に供給される電流、型締モータ２６の回転数（回転速度）、駆動軸２５の位置、クロスヘッド２４の位置、トグルアーム２２の伸展状態、可動プラテン１３の位置（プラテン位置）、可動金型１１ｂの位置、固定プラテン１２と可動プラテン１３との間のプラテン間距離、固定金型１１ａと可動金型１１ｂとの間の金型間距離、タイバー１６の伸び量等が、前記型締力発生要素の変量とされ、前記第１の試行情報として取得される。

そして、前記制御装置１９の図示されない試行結果表示画面形成処理手段（試行結果表示画面形成処理部）は、試行結果表示画面形成処理を行い、制御盤に試行結果表示画面（表示画面）Ｄ１を形成し、該試行結果表示画面Ｄ１に試行モードによる型締めの試行結果を表示する。

そのために、前記制御装置１９の図示されない表示処理手段（表示処理部）は、表示処理を行い、試行結果表示画面Ｄ１に表示領域Ａｒ１、Ａｒ２を設定し、表示領域Ａｒ１に型締力実特性図Ｃｈ１を、表示領域Ａｒ２に金型装置１１の試行条件値・実績値表Ｃｈ２を表示する。なお、前記型締力実特性図Ｃｈ１においては、横軸にプラテン位置を、縦軸に型締力を採ってある。また、本実施の形態において、プラテン位置の値は、型開限位置から離れるほど大きくなるように定義されているが、型開限位置から離れるほど小さくなるように定義することができる。

そして、前記表示処理手段は、前記試行情報取得処理において取得されたプラテン位置及び型締力に基づいて、型締力実特性を表す特性曲線を算出（決定）し、前記型締力実特性図Ｃｈ１において特性曲線を表示する。この場合、該特性曲線は、演算値直線Ａ、Ｂ、Ｃから成り、該演算値直線Ａ、Ｂ、Ｃは、試行型締力Ｐ、最低必要型締力Ｋ、型開限位置、金型接触開始点Ｌ１、金型密着点Ｌ２及び型締完了点Ｌ３によって表される。なお、演算値直線Ｂの傾き（プラテン位置に対する型締力の変化率）は、演算値直線Ｃの傾きより大きく、演算値直線Ｂ、Ｃの交点が変曲点となる。

ここで、金型接触開始点Ｌ１は、可動プラテン１３を型開限位置から前進させたときに、固定金型１１ａと可動金型１１ｂとの接触が開始される位置であり、金型密着点Ｌ２は、固定金型１１ａと可動金型１１ｂとが密着する位置であり、型締完了点Ｌ３は試行型締力Ｐが金型装置１１に加わる（作用する）位置である。

型開限位置から接触開始点Ｌ１までの区間は、第１のゾーンとしての非接触ゾーンＺ１であり、該非接触ゾーンＺ１において、固定金型１１ａと可動金型１１ｂとは接触していない。したがって、プラテン位置が大きくなっても（型開限位置から離れても）型締力は大きくならず、零である。

なお、本実施の形態においては、トグル方式の型締装置１０が搭載されるようになっていて、型締力が加わらないときの固定金型１１ａ及び可動金型１１ｂは、可動金型１１ｂ及び可動プラテン１３の重みによって発生する倒れ、トグル機構２０の摺動部のガタ、並びにタイバー１６の自重によって発生する撓み等により傾き、上下方向において互いに平行にならない。すなわち、非接触ゾーンＺ１における固定金型１１ａと可動金型１１ｂとの間隔が、上方において狭く、下方において広くなる。

また、金型接触開始点Ｌ１から金型密着点Ｌ２までの区間は、第２のゾーンとしての矯正ゾーンＺ２であり、該矯正ゾーンＺ２において、接触を開始した固定金型１１ａ及び可動金型１１ｂが圧縮されるのに伴って、可動金型１１ｂ及び可動プラテン１３の傾きが徐々に矯正される。この場合、プラテン位置が大きくなると、プラテン位置の変化量に比例して型締力は大きくなる。

すなわち、固定金型１１ａ及び可動金型１１ｂは、いずれも、複数の部材を重ねることによって形成されるので、型締力が加わらないときには、各部材間に微小な隙間が存在する。したがって、矯正ゾーンＺ２において、型締力が徐々に大きくなるに従って、前記隙間がなくなり、可動金型１１ｂ及び可動プラテン１３の傾きが矯正されるが、固定金型１１ａと可動金型１１ｂとは上下方向において互いに平行にならない。

なお、矯正ゾーンＺ２においては、固定金型１１ａと可動金型１１ｂとが当接面である金型接触面で全面密着させられていないので、金型装置１１には、上下方向及び左右方向において均等な型締力が加わらない。

また、金型密着点Ｌ２から型締完了点Ｌ３までの区間は、第３のゾーンとしての金型圧縮ゾーンＺ３であり、該金型圧縮ゾーンＺ３において、固定金型１１ａと可動金型１１ｂとが金型接触面で全面密着させられ、上下方向及び左右方向において均等な型締力が金型装置１１に加わる。この場合、プラテン位置が大きくなると、プラテン位置の変化量に比例して型締力は大きくなる。

そして、該型締力に比例して固定金型１１ａ及び可動金型１１ｂが圧縮され、タイバー１６は伸展させられ、トグル機構２０が圧縮変形させられる。前記型締完了点Ｌ３においては、金型装置１１に試行型締力Ｐが加わる。

前記演算値直線Ａは非接触ゾーンＺ１の、演算値直線Ｂは矯正ゾーンＺ２の、演算値直線Ｃは金型圧縮ゾーンＺ３のそれぞれの特性図を構成する。

なお、実際には、演算値直線Ｂ及び演算値直線Ｃの区間において、型締力は曲線で表されるが、制御装置１９において演算によって直線に変換され、型締力実特性図Ｃｈ１上では直線で表示される。そのために、前記制御装置１９の図示されない直線演算処理手段（直線演算処理部）は、直線演算処理を行い、検出された型締力をプラテン位置で２回微分する等して、プラテン位置に対する型締力の変化率の変化量を算出する。そして、該変化量が大きく変わるプラテン位置を算出し、該プラテン位置における型締力を前記最低必要型締力Ｋとして算出する。

続いて、最低必要型締力Ｋが発生させられる点をｑ１とし、金型接触開始点Ｌ１における型締力が発生させられる点をｑ２とし、試行型締力Ｐが発生させられる点をｑ３としたとき、前記直線演算処理手段は、点ｑ１、ｑ２を結ぶ線を演算値直線Ｂとし、点ｑ１、ｑ３を結ぶ線を演算値直線Ｃとする。この場合、前記最低必要型締力Ｋは、演算値直線Ｂ、Ｃの交点（点ｑ１）のＹ座標で表される。

また、前記表示処理手段は、前記試行条件値・実績値表Ｃｈ２に、試行条件値として、金型番号ａ１、試行型締力Ｐ、型締条件値である型閉速度ａ２（例えば、金型装置搭載型の型締装置１０の最大速度の３０〔％〕程度）、開閉ストロークａ３、充填条件値である計量ストロークａ４、充填圧力ａ５及び充填速度ａ６を数値で表示し、実績値として、金型接触開始点Ｌ１、金型密着点Ｌ２、型締完了点Ｌ３、最低必要型締力Ｋ及び最適型締力Ｒを数値で表示する。

前記金型番号ａ１は金型装置１１を特定するための番号であり、型閉速度ａ２は型閉じが行われるときの可動プラテン１３の移動速度であり、開閉ストロークａ３は型開閉を行ったときの可動プラテン１３の移動距離であり、計量ストロークａ４は計量工程時のスクリューの移動距離であり、充填圧力ａ５はキャビティ空間に樹脂を充填するときの樹脂の圧力であり、充填速度ａ６はキャビティ空間に樹脂を充填するときのスクリュー速度である。

また、前記最低必要型締力Ｋは、固定金型１１ａと可動金型１１ｂとが密着するときの型締力であり、前記最適型締力Ｒは、溶融させられた樹脂を金型装置１１のキャビティ空間内に充填したときに、成形品にバリを発生させないために、すなわち、良品の成形品を成形するために必要となる最低の型締力である。

なお、前記試行条件値・実績値表Ｃｈ２の項目については、必要に応じて増減することができるが、少なくとも最低必要型締力Ｋは、試行条件値・実績値表Ｃｈ２への数値による表示が必須の項目である。

型締力実特性図Ｃｈ１の画像及び試行条件値・実績値表Ｃｈ２の各項目の値は、制御装置１９の図示されない記憶部に記録され、メンテナンス上の重要な情報とされる。次回、金型装置１１を型締装置１０に取り付けたときに、新たに検出された値と、前記記憶部に記録された各項目の値とを比較することによって、作業者は、トグル機構２０及び金型装置１１が摩耗しているかどうかを認識することができる。

ところで、通常、型締装置１０においては、所定の型締力で型締めが行われると、キャビティ空間に充填された樹脂の圧力が可動金型１１ｂに加わっても、伸展させられたトグル機構２０が、トグルアーム２２、第１、第２のトグルレバー２１、２３及びクロスヘッド２４間の各ピンの摺動摩擦力によって屈曲することはない。したがって、最も低い充填圧力でキャビティ空間に樹脂を充填するときに必要となる型締力の最小値を最低必要型締力Ｋとすることができる。

そこで、本実施の形態において、前記制御装置１９の図示されない最低必要型締力算出処理手段（最低必要型締力算出処理部）は、最低必要型締力算出処理を行い、最も低い充填圧力でキャビティ空間に樹脂を充填するときに必要となる型締力の最小値を最低必要型締力Ｋとして算出し、前記試行条件値・実績値表Ｃｈ２の最低必要型締力Ｋの欄及び最適型締力Ｒの欄に最低必要型締力Ｋを表示（入力）する。

続いて、前記制御装置１９の図示されない成形処理手段（成形処理部）は、成形処理を行い、成形を開始し、最低必要型締力Ｋに基づいて決定された最適型締力Ｒで型締めを行い、成形を行う。

そして、作業者は、成形品におけるバリ、ヒケ等の発生状態を確認することによって、成形品が良品であるかどうかを判断する。なお、この場合、最適型締力Ｒは十分に低くされるので、キャビティ空間内の空気、ガス等の逃げが悪くならず、成形品にヒケが発生することはない。

成形品が良品である場合、前記制御装置１９の図示されない最適型締力算出処理手段（最適型締力算出処理部）は、最適型締力算出処理を行い、前記最低必要型締力Ｋを最適型締力Ｒとして決定する。

成形品が良品ではない、すなわち、不良品である場合、前記最適型締力算出処理手段は、最低必要型締力Ｋに補正値としての微小増加分を加算することによって、最低必要型締力Ｋを補正し、良品の成形品が成形されるまで、最低必要型締力Ｋを補正する。

その後、作業者の操作部の操作によって試行モードから通常モードに切り替えられると、前記制御装置１９の図示されない生産処理手段（生産処理部）は、生産処理を行い、成形工程に移行し、成形品を生産する。

この場合、必要以上に大きい型締力を発生させる必要がないので、型締装置１０、金型装置１１等の寿命を長くすることができる。また、金型装置１１のキャビティ空間内の空気、ガス等の逃げが悪くならないので、樹脂の充填圧を高くする必要がなくなる。したがって、樹脂に焼けが発生したり、成形品に残留応力が発生するのを防止することができるので、成形品の精度を高くすることができ、成形品の品質を向上させることができる。特に、光学部品を成形する場合は、光学特性を向上させることができる。

このように、本実施の形態においては、型締めの試行を行い、試行に伴って取得されたプラテン位置及び型締力に基づいて最低必要型締力Ｋが算出され、該最低必要型締力Ｋに基づいて最適型締力Ｒが決定されるので、成形準備工程において成形を繰り返す必要がない。したがって、最適型締力Ｒが決定されるまでの時間を短くすることができるだけでなく、そのための作業を簡素化することができる。

次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１ トグル機構２０を伸展させた状態で金型装置１１に隙間を形成する。
ステップＳ２ 試行条件値及び充填条件値を入力する。
ステップＳ３ 型締力を調整する。
ステップＳ４ 型締めの試行を行い、最低必要型締力Ｋを算出する。
ステップＳ５ 最低必要型締力Ｋの欄及び最適型締力Ｒの欄に最低必要型締力Ｋを表示する。
ステップＳ６ 最適型締力Ｒで型締めを行い、成形を行う。
ステップＳ７ 成形品が良品であるかどうかを判断する。成形品が良品である場合はステップＳ８に、成形品が良品でない場合はステップＳ９に進む。
ステップＳ８ 最適型締力Ｋを決定し、処理を終了する。
ステップＳ９ 最低必要型締力Ｋに微小増加分を加算し、ステップＳ６に戻る。

なお、本実施の形態において、前記直線演算処理手段は、プラテン位置に対する型締力の変化率の変化量を算出し、該変化量が大きく変わるプラテン位置における型締力を最低必要型締力Ｋとするようになっているが、金型接触開始点Ｌ１において型締力が発生させられる点ｑ２における型締力の特性曲線の接線と、試行型締力Ｐが発生させられる点ｑ３における型締力の特性曲線の接線との交点のプラテン位置における型締力を最低必要型締力Ｋとすることができる。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。

図５は本発明の第２の実施の形態における型締力実特性を示す図である。

この場合、型締力実特性を表す特性曲線は、実績値直線Ｄ及び実績値曲線Ｅから成り、該実績値直線Ｄ及び実績値曲線Ｅは、試行型締力Ｐ、型開限位置、金型接触開始点Ｌ１、金型密着点Ｌ２及び型締完了点Ｌ３によって表される。

型開限位置から接触開始点Ｌ１までの区間は、第１のゾーンとしての非接触ゾーンＺ１であり、該非接触ゾーンＺ１において、第１の金型としての固定金型１１ａと第２の金型としての可動金型１１ｂとは接触していない。したがって、プラテン位置が大きくなっても型締力は大きくならず、零である。

また、金型接触開始点Ｌ１から金型密着点Ｌ２までの区間は、第２のゾーンとしての矯正ゾーンＺ２であり、該矯正ゾーンＺ２において、接触を開始した固定金型１１ａ及び可動金型１１ｂが圧縮されるのに伴って、可動金型１１ｂ及び可動プラテン１３の傾きが徐々に矯正される。この場合、プラテン位置が大きくなると、型締力は曲線を描いて大きくなる。

そして、金型密着点Ｌ２から型締完了点Ｌ３までの区間は、第３のゾーンとしての金型圧縮ゾーンＺ３であり、該金型圧縮ゾーンＺ３において、固定金型１１ａと可動金型１１ｂとが金型接触面で全面密着させられ、上下方向及び左右方向において均等な型締力が金型装置１１に加わる。この場合、プラテン位置が大きくなると、型締力は曲線を描いて矯正ゾーンＺ２より大きい傾きで大きくなる。

この場合、矯正ゾーンＺ２から金型圧縮ゾーンＺ３に移行しても変曲点が現れないので、型締力理論特性（型締理論特性）としての理論直線Ｇを使用することによって、最低必要型締力Ｋを算出する。

そのために、前記制御装置１９の図示されない理論直線算出処理手段（理論直線算出処理部）は、理論直線算出処理を行い、型締装置１０及び金型装置１１が剛性であるとして、可動プラテン１３を金型密着点Ｌ２から型締完了位置Ｌ３まで移動させたときの、プラテン位置と型締力との理論上の関係を表す理論直線Ｇを算出する。

この場合、金型装置１１の圧縮量をＭｄとし、タイバー１６の伸び量をＴｂとし、トグル機構２０の変形量をＴｇとしたとき、押込み量の理論値である理論押込み量εは、
ε＝Ｍｄ＋Ｔｂ＋Ｔｇ
で表される。

そこで、前記理論直線算出処理手段は、試行型締力Ｐが発生させられる点ｑ３を通り、理論押込み量εを表す直線を理論直線Ｇとして算出する。

そして、前記制御装置１９の前記表示処理手段は、試行結果表示画面Ｄ１（図１）の型締力実特性図Ｃｈ１に理論直線Ｇを表示する。なお、該理論直線Ｇは、前記点ｑ３を始点とし、Ｘ軸と交差する点ｑ４を終点として表示される。

続いて、前記制御装置１９の前記最適型締力算出処理手段は、前記点ｑ４におけるプラテン位置で検出される型締力、すなわち、実績値曲線Ｅ上の点ｑ５の型締力を最低必要型締力Ｋとして算出する。

前記各実施の形態においては、トグル方式の型締装置について説明したが、本発明を、直圧方式の型締装置に適用することもできる。

なお、本発明は前記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

１０ 型締装置
１１ａ 固定金型
１１ｂ 可動金型
１８ 型締力センサ
１９ 制御装置
２６ 型締モータ
Ｋ 最低必要型締力

Claims (9)

1. 固定金型と可動金型との間で発生する型締力を検出する型締力検出手段と、
   該型締力検出手段によって検出された固定金型と可動金型との間で発生する型締力に基づいて型締力実特性を決定し、該型締力実特性に基づいて最低必要型締力を算出する制御装置とを有することを特徴とする型締制御装置。
2. 前記制御装置は、金型密着点を検出し、前記型締力実特性における前記金型密着点に対応する型締力に基づいて前記最低必要型締力を算出する請求項１に記載の型締制御装置。
3. 前記制御装置は、前記最低必要型締力を補正して最適型締力を算出する請求項１又は２に記載の型締制御装置。
4. 前記型締力実特性が表示画面に表示される請求項１〜３のいずれか１項に記載の型締制御装置。
5. 前記最低必要型締力が表示画面に数値で表示される請求項１〜４のいずれか１項に記載の型締制御装置。
6. 前記制御装置は、前記型締力実特性及び型締理論特性に基づいて前記最低必要型締力を算出する請求項１〜５のいずれか１項に記載の型締制御装置。
7. 前記制御装置は、前記型締力実特性の変曲点に基づいて前記最低必要型締力を算出する請求項１〜５のいずれか１項に記載の型締制御装置。
8. 前記型締制御装置はトグル方式の型締制御装置である請求項１に記載の型締制御装置。
9. 固定金型と可動金型との間で発生する型締力を検出し、
   前記固定金型と可動金型との間で発生する型締力に基づいて型締力実特性を決定し、
   該型締力実特性に基づいて最低必要型締力を算出することを特徴とする型締制御方法。
   

Images