JP2014217993A - 射出成形機の型締装置 - Google Patents

Abstract

【課題】オペレータが手動で型厚調整用モータを駆動して型厚調整機構を前進させても、型締用モータが動いて過負荷を吸収することで、型厚調整用モータや型厚調整機構が損傷することを防止することが可能な、射出成形機の型締装置を提供する。
【解決手段】リンク機構が伸張している場合、型締用モータを設定距離後退し（つまり、リンク機構を縮める）、型締用モータのトルクを設定トルク（低トルク）にする（ＳＡ０１〜ＳＡ０３）。型厚調整用モータを前進動作させ、型厚調整用モータのモータ前進駆動の限界であるか否か判断し、ＮＯの場合、型締用モータは後退動作中か否か判断し、ＹＥＳの場合、型締用モータ指令位置を型締用モータが後退動作した分だけ移動する（ＳＡ０４〜ＳＡ０７）。型締用モータ位置は設定位置以上であるか否か判断し、ＹＥＳの場合、型厚調整用モータの前進を停止し、型締用モータのトルクを元に戻す（ＳＡ０８〜ＳＡ１０）。
【選択図】 図６

Description

本発明は、電動モータで型厚調整する際の過負荷防止機能を有する射出成形機の型締装置に関する。

射出成形機は、ベース上に射出装置と型締装置とを備えている。型締装置の型締機構にリンク機構を有する射出成形機においては、金型の厚さと型締力に合わせてリンク機構を含む型締機構全体を移動させる型厚調整機構を備えている。型厚調整とは、型厚調整機構の位置が、固定プラテン側の金型と可動プラテン側の金型がお互いにタッチした状態で、型締機構の位置が所望の型締力に対応する位置になるように、型厚調整機構の位置を調整することである。

以上のような射出成形機の型厚調整において、金型がタッチしている状態で、型厚調整用モータによって型厚調整機構の前進動作を繰返し行うと、型厚調整用モータおよび型厚調整機構に負荷が加わる。型厚調整用モータが過負荷を検出し、過負荷が発生した場合には停止する手段を備えていたとしても、繰り返し負荷が加わると、やがて型厚調整用モータ本体および型厚調整機構が損傷する場合がある。

特許文献１や特許文献２には型厚調整の技術が開示されており、いずれの文献に開示されるものも、型厚調整機構の前進と型締機構内のリンク機構の後退を別々に行って、型厚調整機構に負荷が加わらないようにして、設定型締力に対応する金型タッチ位置を得る発明である。また、特許文献３には、可動盤を駆動するモータに過大な電流が流れたり、過熱するのを防止する技術が開示されている。

特開平１−２２８８１９号公報 特開平４−２４１９１１号公報 特開２００３−３２０５６７号公報

特許文献１や特許文献２に開示される技術では、型厚調整機構の前進とリンク機構の後退が別々に行われるために時間がかかるという問題と、手動操作で型厚調整機構を前進させる場合には適用できないという問題がある。

シーケンスプログラムによって、自動で型厚調整する場合には、型厚調整用モータの動きを制御することで、過負荷となることを防ぐことができる。しかし、オペレータが手動操作で型厚調整用モータを駆動して型厚調整機構を前進させる場合には、オペレータが気をつけるしか過負荷を回避する方策がない。たとえ、型厚調整用モータの過負荷信号を検出していたとしても、繰り返し負荷が加わると型厚調整用モータや型厚調整機構が損傷する場合がある。

そこで、本発明の目的は、金型がタッチした状態で、手動で型厚調整用モータを駆動して型厚調整機構を前進させても、型締用モータが動いて過負荷を吸収することで、型厚調整用モータや型厚調整機構が損傷することを防止することが可能な、射出成形機の型締装置を提供することである。

本願の請求項１に係る発明は、型厚調整用モータによって型厚調整機構を型閉じ方向に前進あるいは型開き方向に後退させる型厚調整手段と、型締用モータによってリンク機構を動作させて金型を型閉じ方向に前進あるいは型開き方向に後退させる金型前後進手段を有する射出成形機の型締装置において、前記型厚調整手段によって型厚調整機構が前進中は、前記型締用モータのトルクを設定されたトルクに変更するとともに位置ループによって位置を保持する手段と、前記型厚調整手段によって型厚調整機構が前進中に前記リンク機構が移動し前記型締用モータが回転した場合には、該回転によって発生した位置偏差を打ち消す方向に前記型締用モータの指令位置を移動させる手段を有することを特徴とする射出成形機の型締装置である。

請求項２に係る発明は、前記型締装置で発生させる型締力を設定する手段と、該型締力に対応する前記型締用モータの位置を検出する手段と、前記型厚調整手段によって型厚調整機構が前進中に前記検出された型締用モータの位置が前記型締力に対応する位置に到達したら前記型厚調整機構の前進を停止させることを特徴とする請求項１記載の射出成形機の型締装置である。

請求項３に係る発明は、前記型厚調整手段によって型厚調整機構が前進を開始した際に、前記リンク機構が伸長して機械的にロックした状態の場合には、前記型締用モータを駆動して、設定距離だけ前記リンク機構を後退させる手段を有することを特徴とする請求項１または２の何れか１つに記載の射出成形機の型締装置である。

本発明により、金型がタッチした状態で、手動で型厚調整用モータを駆動して型厚調整機構を前進させても、型締用モータが動いて過負荷を吸収するため、型厚調整用モータや型厚調整機構が損傷することがなくなる。また、型厚調整用モータの過負荷検出機能が不要となる。

本発明に係る射出成形機の型締装置を説明する概略ブロック図である。 リンク機構が伸長している状態を説明する図である。 金型がタッチする前の状態を説明する図である。 金型がタッチした時の状態を説明する図である。 リンク機構が縮みはじめる時の状態を説明する図である。 本発明の射出成形機の型締装置で実行される処理を説明するフロー図である。

以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１は本発明に係る射出成形機の型締装置を説明する概略ブロック図である。射出成形機における型締装置１は、固定プラテン２、リアプラテン３、可動プラテン４を備え、固定プラテン２とリアプラテン３は４本のタイバー５で連結されている。可動プラテン４はタイバー５に摺動可能に嵌挿されており、リアプラテン３とトグル式のリンク機構６で連結されている。リンク機構６は、型締用モータ（サーボモータ）７でボールねじ８、これに螺合して前後に移動するクロスヘッド９を介して駆動される。

固定プラテン２は射出成形機のベース１０に固定されており、リアプラテン３はベース１０上を、固定プラテン２方向に前進または後退して位置の調整が可能である。各タイバー５は一端が固定プラテン２に固定され、他端がリアプラテン３を貫通して後方に突出し、この端部に送りねじ１１（図２参照）が形成されている。

一方、リアプラテン３の後面には上記のタイバー５が貫通する位置に合わせてそれタイバーナット１２が軸支されており、タイバー５の送りねじ１１に螺合させると共に、リアプラテン３に対して定位置で回転するようにされている。さらに、タイバーナット１２はそれぞれのスプロケット１３に一連のチェーン（伝動手段）１４が一巡して掛け回されると共に、このチェーンを型厚調整用モータ１５で駆動することにより、同期して駆動回転されるようになっている（図２参照）。型厚調整用モータ１５の回転位置は図示省略した位置検出器を型厚調整用モータ１５に設けることによって検出できる。

数値制御装置２０は、数値制御用のマイクロプロセッサであるＣＮＣＣＰＵ２５、プログラマブルマシンコントローラ用のマイクロプロセッサであるＰＭＣＣＰＵ２２、およびサーボ制御用のプロセッサであるサーボＣＰＵ３１を有し、バス２１を介して相互の入出力を選択することにより、各マイクロプロセッサ間で情報伝達が行えるように構成されている。

サーボＣＰＵ３１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専用の制御プログラムを格納したＲＯＭ３２とデータの一時記憶に用いられるＲＡＭ３３が接続されている。また、サーボＣＰＵ３１は、型締用モータ７に内蔵される位置検出器から出力される型締用モータ７の位置検出信号（位置ＦＢ）を受信するように構成されている。型締用モータ７の回転位置は、位置検出器から出力される位置ＦＢに基づいてサーボＣＰＵ３１により算出され、図示しない現在位置レジスタ（ＲＡＭ３３の所定の記憶領域）に更新記憶される。

ＰＭＣＣＰＵ２２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などを記憶したＲＯＭ２３、および、演算データの一時記憶などに用いられるＲＡＭ２４が接続されている。ＣＮＣＣＰＵ２５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、本発明に関連した型厚調整を行う制御プログラムなどの各種プログラムを記憶したＲＯＭ２６、および、演算データなどの一時記憶に用いられるＲＡＭ２７が接続されている。成形データ保存用ＲＡＭ２８は、不揮発性のメモリであって、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、マクロ変数などを記憶する成形データ保存用のメモリである。

表示装置付ＭＤＩ（手動データ入力装置）３０は、表示制御回路２９を介してバス２１に接続され、機能メニューの選択および各種データの入力装置等が行えるようになっている。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。表示装置としては、ＬＣＤ（液晶表示装置）などを用いることができる。オペレータが、表示装置付きＭＤＩ３０から手動による型厚調整の作業を指令すると、図６に示されるフローチャートの処理が実行される。

次に、本発明に係る型厚調整方法を図２，図３，図４，図５を用いて説明する。
図２はリンク機構が伸長している状態を説明する図である。図２のようにリンク機構６が伸びきった状態では、リンク機構６は機械的にロックしていて、金型１６（固定側金型１６ａ，可動側金型１６ｂ）間で負荷が発生してもリンク機構６は折りたたまれない。その場合、最初に微小距離だけリンク機構を開く必要がある。なお、リンク機構６が機械的にロックする位置とは、リンク機構６によって移動する可動プラテン４が対抗する固定プラテン２に最も近づいた位置である。

本発明は、金型１６（１６ａ，１６ｂ）がタッチした状態で、オペレータが手動操作で型厚調整用モータ１５を駆動して型厚調整機構（リアプラテン３）を前進させた場合には、型締用モータ７のトルクを予め設定された低いトルク（ゼロでもよい）に下げるとともに、位置をフォローアップ（位置偏差をゼロにするため、モータが動いた分だけ位置を移動する）する。これによって、型厚調整用モータ１５や型厚調整機構に加わる過負荷を防止することができ、型厚調整用モータ１５の過負荷検出機能が不要となる。

図３は、オペレータが手動操作で型厚調整用モータ１５を駆動して型厚調整機構（リアプラテン３）を前進させたとき、金型１６（１６ａ，１６ｂ）がタッチする前の状態を説明する図である。図４は金型１６（１６ａ，１６ｂ）がタッチした時の状態を説明する図である。そして、図５はリンク機構６が縮みはじめる時の状態を説明する図である。

本発明に係る型厚調整方法では、図３に示されるように金型１６（１６ａ，１６ｂ）が開いた状態から、型厚調整用モータ１５を駆動して型厚調整機構（リアプラテン３）を前進させ、図４に示されるように金型１６（固定側金型１６ａ，可動側金型１６ｂ）をタッチした状態となる。

そして、金型１６がタッチした状態でさらに前進させた場合、型厚調整機構（リアプラテン３）の前進により金型１６（１６ａ，１５ｂ）間で負荷が発生すると、型締用モータ７のトルクは低トルクに制御されているため、図５のように発生した負荷に負けて型締機構内のリンク機構６が折りたたまれる方向に型締用モータ７が回転し、型厚調整用モータ１５や型厚調整機構（リアプラテン３）に過負荷がかることを防ぐことができる。
このとき型締用モータ７は回転によって生じた位置偏差をフォローアップすることで、低トルク状態から元のトルク状態に復帰しても回転しないようにしている。

なお、型締用モータの回転位置は、サーボＣＰＵ３１にフィードバックされる位置ＦＢを用いて現在位置レジスタに更新記憶されている。後述する図６のフローチャートのステップＳＡ０８では、現在位置レジスタに記憶される型締用モータの回転位置の情報を用いる。

図６は、本発明のフローチャートである。型厚調整機構を前進させる場合、まずリンク機構６が機械的にロックした状態、すなわち伸長しているかどうかを型締用モータ７の回転位置で確認し、伸長していれば設定距離だけ型締用モータを駆動してリンク機構６を型開き方向に移動、すなわち後退させて、金型１６（１６ａ，１６ｂ）間で負荷が発生すると、負荷によりリンク機構６が移動可能な状態にする。

次に、型締用モータ７のトルクを設定トルク（低いトルク）にしてから、型厚調整用モータ１５を駆動して型厚調整機構（リアプラテン３）を型閉じ方向に移動、すなわち前進方向に移動を開始する。ここで型締用モータ７の設定トルクは、型厚調整用モータ１５の前進することによって金型間で生じる負荷に負けて、リンク機構６が後退方向に移動するトルクでなければならない。

型締用モータ７の前進動作中は、型厚調整機構（リアプラテン３）の前進限界を確認しながら、リンク機構６が後退するかどうかを型締用モータ７に取り付けられた位置センサ１７によって常時監視する。リンク機構６が後退し型締用モータ７が回転した場合には、回転によって発生した位置偏差の分だけ型締用モータ７の指令位置を移動する（つまり、現在位置レジスタの位置を更新するとともに位置偏差量をキャンセルする）。そして、その位置があらかじめ設定された所定型締力を発生する位置に到達した場合には、型厚調整用モータ１５を停止させ、型締用モータ７のトルクを元に戻し終了する。

以下、図６を各ステップに従って説明する。
●［ステップＳＡ０１］リンク機構６が伸張しているか否か判断し、伸張している場合（ＹＥＳ）ステップＳＡ０２へ移行し、伸張していない場合（ＮＯ）ステップＳＡ０３へ移行する。
●［ステップＳＡ０２］型締用モータ７を設定距離後退する（つまり、リンク機構６を縮める）。
●［ステップＳＡ０３］型締用モータ７のトルクを設定トルク（低トルク）にする。
●［ステップＳＡ０４］型厚調整用モータ１５を前進動作させる。つまり、リアプラテン３を固定プラテン２に向かって前進させるように型厚調整用モータ１５を回転駆動する。
●［ステップＳＡ０５］型厚調整用モータ１５の位置がモータ前進駆動の限界であるか否か判断し、前進限界の場合（ＹＥＳ）ステップＳＡ０９へ移行し、前進限界ではない場合（ＮＯ）ステップＳＡ０６に移行する。なお、機械構成上、リアプラテン３の前進が許容される位置に制限がある。また、型厚調整モータ１５の回転位置は図示省略した位置検出器で検出されている。
●［ステップＳＡ０６］型締用モータ５は後退動作中か否か判断し、後退動作中の場合（ＹＥＳ）ステップＳＡ０７へ移行し、後退動作中ではない場合（ＮＯ）ステップＳＡ０４へ戻る。
●［ステップＳＡ０７］型締用モータ指令位置を型締用モータ５が後退動作した分だけ移動する。
●［ステップＳＡ０８］型締用モータ位置は設定位置以上であるか否か判断し、設定位置以上の場合（ＹＥＳ）ステップＳＡ０９へ移行し、設定位置に達していない場合（ＮＯ）ステップＳＡ０４へ戻る。
●［ステップＳＡ０９］型厚調整用モータ１５の前進を停止する。
●［ステップＳＡ１０］型締用モータ５のトルクを元に戻し、処理を終了する。

１ 型締装置
２ 固定プラテン
３ リアプラテン
４ 可動プラテン
５ タイバー
６ リンク機構
７ 型締用モータ
８ ボールねじ
９ クロスヘッド
１０ ベース
１１ 送りねじ
１２ タイバーナット
１３ スプロケット
１４ チェーン
１５ 型厚調整用モータ
１６ 金型
１６ａ 固定側金型
１６ｂ 可動側金型
１７ 位置センサ

２０ 数値制御装置
２１ バス
２２ ＰＭＣＣＰＵ
２３ ＲＯＭ
２４ ＲＡＭ
２５ ＣＮＣＣＰＵ
２６ ＲＯＭ
２７ ＲＡＭ
２８ 成形データ保存用ＲＡＭ
２９ 表示制御回路
３０ 表示装置付きＭＤＩ

Claims (3)

1. 型厚調整用モータによって型厚調整機構を型閉じ方向に前進あるいは型開き方向に後退させる型厚調整手段と、型締用モータによってリンク機構を動作させて金型を型閉じ方向に前進あるいは型開き方向に後退させる金型前後進手段を有する射出成形機の型締装置において、
   前記型厚調整手段によって型厚調整機構が前進中は、前記型締用モータのトルクを設定されたトルクに変更するとともに位置ループによって位置を保持する手段と、
   前記型厚調整手段によって型厚調整機構が前進中に前記リンク機構が移動し前記型締用モータが回転した場合には、該回転によって発生した位置偏差を打ち消す方向に前記型締用モータの指令位置を移動させる手段を有することを特徴とする射出成形機の型締装置。
2. 前記型締装置で発生させる型締力を設定する手段と、
   該型締力に対応する前記型締用モータの位置を検出する手段と、
   前記型厚調整手段によって型厚調整機構が前進中に前記検出された型締用モータの位置が前記型締力に対応する位置に到達したら前記型厚調整機構の前進を停止させることを特徴とする請求項１記載の射出成形機の型締装置。
3. 前記型厚調整手段によって型厚調整機構が前進を開始した際に、前記リンク機構が伸長して機械的にロックした状態の場合には、前記型締用モータを駆動して、設定距離だけ前記リンク機構を後退させる手段を有することを特徴とする請求項１または２の何れか１つに記載の射出成形機の型締装置。