JP2016199018A - 射出成形機 - Google Patents

Abstract

【課題】自動増締運転の実行後にオペレータに確実にノズルタッチ動作を実行させることが可能な射出成形機を提供する。
【解決手段】自動増締運転が終了した後、統括制御部５１は、オペレータからの要求があった場合にも、自動成形運転（全自動成形運転及び半自動成形運転を含む）の実行を禁止する制御を行う。また、例えば「型厚が変化しました。再度ノズルタッチ位置を記憶させて下さい。」というアラームメッセージ７５を表示処理部６０に行わせる（手順Ｓ４）。これにより、オペレータに注意を喚起できるので、金型交換後のノズルタッチ動作のし忘れを防止でき、射出ノズル３１からの樹脂垂れを防止できる。
【選択図】図３

Description

本発明は、射出成形機に係り、特に、金型交換後におけるノズルタッチ位置の再記憶を確実に行うための手段に関する。

射出成形機の金型を交換したときには、その後に行われる自動成形運転に備えるため、自動増締運転とノズルタッチ動作が行われる。自動増締運転は、型開閉・型締ユニットに備えられた型厚調整モータ及び型開閉・型締用電動サーボモータを適宜に駆動して、交換後の金型の型厚に適合するようにテールストックの位置を調整することにより行われる（例えば、特許文献１の段落０００４参照。）。また、ノズルタッチ動作は、金型交換時にノズルバックされていた射出ノズルを前進駆動して、その先端を適度の押圧力で金型にタッチさせ、先端が金型にタッチしたときの射出ノズルの位置、即ち、ノズルタッチ位置を記憶することにより行われる（例えば、特許文献２の図２参照。）。ノズルタッチ位置を記憶すると、ノズルバック状態にある射出ノズルを自動的にノズルタッチ位置に復帰できるので、ノズルタッチ動作を繰り返す際の操作を簡略化できる。また、ノズルタッチ動作を実行することにより、自動的にノズルタッチ位置を適正化できるので、射出ノズルからの樹脂垂れを防止することができる。

特許第５０７９３６２号公報 特許第５３７１４１１号公報

しかしながら、従来知られている一般的な射出成形機は、自動増締運転とノズルタッチ動作とが、オペレータからの個別の指示に応じて実行されるようになっているので、オペレータの不注意により、自動増締運転の実行後にノズルタッチ動作が行われず、直接的に自動成形運転が行われてしまう場合も起こり得る。この場合には、交換前の金型について記憶されたノズルタッチ位置に基づいて、射出ノズルが前進駆動される。

従って、先に記憶されたノズルタッチ位置が、交換後の金型についての適正なノズルタッチ位置よりも後方寄り（金型から離隔する方向）であった場合には、射出ノズルと金型との間に隙間ができ、射出ノズルからの樹脂垂れを生じる。

本発明は、このような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、自動増締運転の実行後にオペレータに確実にノズルタッチ動作を実行させることが可能な射出成形機を提供することにある。

本発明は、前記課題を解決するため、型開閉・型締用電動サーボモータ及び型厚調整用モータを備えた型開閉・型締ユニットと、ノズルタッチ／バック用モータを備えた射出ユニットと、オペレータが前記型開閉・型締ユニット及び前記射出ユニットの駆動に関する指令を入力する入力装置と、オペレータに所要のメッセージを表示する表示装置と、前記型開閉・型締ユニット、前記射出ユニット及び前記表示装置の駆動を制御するコントローラを備えた射出成形機において、前記コントローラは、前記入力装置からの指令に基づいて前記型開閉・型締ユニットの自動増締運転を実行した後に、前記表示装置にノズルタッチ動作の実行を促すメッセージを表示することを特徴とする。

本構成によると、自動増締運転の実行後、表示装置にノズルタッチ動作の実行を促すメッセージを表示してオペレータの注意を喚起するので、交換後の金型に対するノズルタッチ動作を確実に実行できる。よって、射出ノズルからの樹脂垂れを確実に防止できる。

また本発明は、前記構成の射出成形機において、前記コントローラは、前記表示装置への前記メッセージの表示と同時に、前記入力装置からの指令があった場合にも、自動成形運転を禁止することを特徴とする。

本構成によると、ノズルタッチ動作が終了するまでは自動成形運転が自動的に禁止されるので、ノズルタッチ動作をし忘れた状態での自動成形運転を確実に防止でき、射出ノズルからの樹脂垂れを確実に防止できる。

また本発明は、前記構成の射出成形機において、前記コントローラは、前記ノズルタッチ動作が行われ、新たなノズルタッチ位置が記憶部に記憶された後に、自動成形運転を可能とすることを特徴とする。

本構成によると、新たなノズルタッチ位置が記憶された後に自動成形運転が可能となるので、射出成形機の操作性を高めることができる。

また本発明は、前記構成の射出成形機において、前記コントローラは、前記ノズルタッチ動作の実行を促すメッセージを前記表示装置に表示した後に、前記ノズルタッチ動作が実行されたと判定した場合、自動成形運転が可能である旨のメッセージを前記表示装置に表示することを特徴とする。

本構成によると、ノズルタッチ動作が実行されたと判定した場合に、表示装置に自動成形運転が可能である旨のメッセージを表示するので、オペレータによる自動成形運転の開始を遅滞なく行うことができ、トータルでの射出成形機の生産性を高めることができる。

本発明の射出成形機は、自動増締運転の実行後、表示装置にノズルタッチ動作の実行を促すメッセージを表示するので、金型交換後のノズルタッチ動作のし忘れを防止でき、ノズルタッチ動作のし忘れに起因する射出ノズルからの樹脂垂れを確実に防止できる。

実施の形態に係る射出成形機の要部構成図である。 実施の形態に係るコントローラの構成図である。 実施の形態に係る射出成形機の動作手順を示すフローチャートである。 実施の形態に係る型締力設定画面の構成図である。 実施の形態に係る型締力設定画面に表示されるアラームメッセージの説明図である。

以下、本発明に係る射出成形機の実施の形態を、図を用いて説明する。なお、以下に記載する実施の形態は、本発明を具体化する際の一例を示すものであって、本発明の範囲をその記載の範囲内に限定するものではない。従って、本発明は、実施の形態に種々の変更を加えて実施することができる。

図１に示すように、実施の形態に係る射出成形機は、フレーム１上に対向に配置された型開閉・型締ユニット２及び射出ユニット３と、オペレータが型開閉・型締ユニット２及び射出ユニット３等の駆動条件を入力する入力装置４と、型開閉・型締ユニット２及び射出ユニット３の駆動条件や駆動状況を表示する表示装置５と、これらの各装置２〜５を含む射出成形機全体の駆動を制御するコントローラ６を備えている。

型開閉・型締ユニット２は、所定の間隔を隔てて対向に配置され、それぞれフレーム１上に固定されたテールストック１１及び固定ダイプレート１２と、これらテールストック１１及び固定ダイプレート１２の間に配置され、フレーム１上に摺動可能に取り付けられた可動ダイプレート１３と、両端がテールストック１１と可動ダイプレート１３とに連結されたトグルリンク機構１４を備えている。可動ダイプレート１３は、両端がテールストック１１と固定ダイプレート１２とに連結されたタイバー１５に案内されて、フレーム１上を移動する。固定ダイプレート１２には、固定金型１６が搭載され、可動ダイプレート１３には可動金型１７が搭載される。

テールストック１１には、型開閉・型締用電動サーボモータ１８が搭載されると共に、ボールねじ機構１９のナット体１９ａが回転自在に取り付けられる。このナット体１９ａには、ボールねじ機構１９のねじ軸１９ｂが螺合されており、このねじ軸１９ｂの先端はトグルリンク機構１４のクロスヘッド１４ａに連結されている。型開閉・型締用電動サーボモータ１８の主軸は、タイミングベルト等の適宜の回転伝達機構を介して、ボールねじ機構１９のナット体１９ａに連結されている。従って、型開閉・型締用電動サーボモータ１８を正転又は逆転すると、ボールねじ機構１９及びクロスヘッド１４ａを介してトグルリンク機構１４が伸長又は収縮され、金型１６、１７の開閉及び型締が行われる。

また、テールストック１１には、型厚調整用モータ２０が搭載されると共に、タイバー１５の端部に形成されたねじ部（図示省略）に螺合された型厚調整用ナット２１が回転可能に備えられる。型厚調整用モータ２０の主軸は、適宜の回転伝達機構を介して、型厚調整用ナット２１のギア部２１ａに連結されている。従って、フレーム１に対するテールストック１１の固定を解除した状態で型厚調整用モータ２０を正転又は逆転すると、型厚調整用ナット２１がタイバー１５の長さ方向に移動し、フレーム１に対するテールストック１１の設定位置が調整される。これにより、金型１６、１７を交換した後の型厚調整を行うことができる。

射出ユニット３は、先端に射出ノズル３１が取り付けられた加熱シリンダ３２と、加熱シリンダ３２内に回転可能かつ前後進可能に収納されたスクリュ３３と、スクリュ３３の駆動源であるスクリュ駆動部３４と、原料樹脂を貯えるホッパ３５と、ホッパ３５と加熱シリンダ３２を連結するホッパブロック３６と、加熱シリンダ３２の外周に巻装されたバンドヒータ３７と、フレーム１上でホッパブロック３６を前後進駆動するノズルタッチ／バック用モータ３８を備えている。ホッパ３５から加熱シリンダ３２内に原料樹脂を供給しながらスクリュ３３を回転駆動すると、加熱シリンダ３２内に導入された原料樹脂が、スクリュ３３の回転に伴って発生する摩擦熱や剪断熱、及びバンドヒータ３７からの伝熱により溶融されると共に、スクリュ３３の送り作用により順次加熱シリンダ３２の先端側に移送される。また、加熱シリンダ３２の先端部に所定量の溶融樹脂が貯えられた後にスクリュ３３を加熱シリンダ３２の先端側に向けて急速に前進駆動すると、加熱シリンダ３２の先端部に貯えられた溶融樹脂が、射出ノズル３１より射出される。

入力装置４としては、例えばキー入力装置やタッチパネル入力装置等を用いることができる。また、表示装置５としては、例えば液晶表示装置等を用いることができる。なお、入力装置４及び表示装置５は、必ずしも別体に形成されたものを備える必要はなく、例えばタッチパネル付きの液晶表示装置など、入力装置４と表示装置５が一体に形成されたものを用いることもできる。入力装置４及び表示装置５は、射出成形機の前面側（オペレータが射出成形機の操作を行う側）に配置される。

コントローラ６は、図１及び図２に示すように、入力装置４を操作することにより入力された各種の運転条件設定データ、型開閉・型締ユニット２及び射出ユニット３の適宜の箇所に備えられたセンサ群４１の計測データ、及びタイマ４２の経時データを取り込み、表示装置５、型開閉・型締用電動サーボモータ１８、型厚調整用モータ２０及びノズルタッチ／バック用モータ３８の駆動を制御する。型開閉・型締用電動サーボモータ１８、型厚調整用モータ２０及びノズルタッチ／バック用モータ３８は、図２に示すように、コントローラ６から出力される制御信号に応じた駆動信号を出力するモータドライバ１８ａ、２０ａ、３８ａを介してそれぞれ駆動される。

コントローラ６は、図２に示すように、統括制御部５１、型厚調整指令受付部５２、自動増締制御条件格納部５３、型厚調整制御部５４、型開閉制御条件格納部５５、型開閉制御部５６、ノズルタッチ動作指令受付部５７、ノズルタッチ動作条件格納部５８、ノズルタッチ動作制御部５９及び表示処理部６０を含んで構成されている。これらの各機能ブロック５１〜６０は、演算機能素子やメモリなどのハードウェア資源と、予め記憶された各種のアプリケーションプログラム等のソフトウェア資源とによって具現化される。

統括制御部５１は、機能ブロック５１〜６０の制御を統括し、射出成形機全体の駆動制御を司る。実施の形態においては、射出成形機の駆動制御の一部として、型厚調整モードの運転及び自動増締モードの運転を実行した後、ノズルタッチ動作の実行を促すメッセージを表示装置５に表示する。また、統括制御部５１は、表示装置５への当該メッセージの表示と同時に、自動成形運転を自動的に禁止することもできる。さらに、統括制御部５１は、ノズルタッチ動作が行われ、新たなノズルタッチ位置がノズルタッチ動作条件格納部５８に記憶された後に、自動成形運転を可能とすることもできる。加えて、統括制御部５１は、ノズルタッチ動作の実行を促すメッセージを表示装置５に表示した後にノズルタッチ動作が実行されたと判定した場合には、自動成形運転が可能である旨のメッセージを表示装置５に表示することもできる。

型厚調整は、型厚調整用モータ２０を適宜に駆動制御して型厚調整用ナット２１を所定の方向に回転し、これによりテールストック１１を前進又は後進させて、交換後の金型１６，１７の合わせ面どうしを突き合わせることにより行われる。

金型の増締運転は、型厚調整が終了した後に、型開閉・型締用モータ１８を適宜に駆動制御して、ボールねじ機構１９を介してトグルリンク機構１４を伸長駆動又は折り畳み駆動し、これにより可動ダイプレート１３を前進又は後進させることにより行われる。より具体的には、まず第１段階として、金型どうしはタッチしているが型締力が出ていない状態で、トグルリンク機構１４に伸び切った状態をとらせる。次いで、型開閉・型締用モータ１８を駆動制御することで可動ダイプレート１３を後退させた後に、型厚調整用モータ２０を駆動制御することでテールストック１１を所定量だけ前進させる。このようにして、トグルリンク機構１４を伸び切らせたときに所定の型締力が得られるようにテールストック１１の位置を調整し、このときのテールストック１１の位置を成形運転時の固定位置とする。

型厚調整指令受付部５２は、オペレータが入力装置４を操作することにより入力した自動増締指令を受け付け、これに基づいて型厚調整制御部５４に指令を与える。

自動増締制御条件格納部５３は、オペレータが入力装置４を操作することにより入力した最新の型締力値及び金型交換前の型厚値を格納している。また、自動増締のためのテールストック１１の前進／後退手順やその前進／後退量、可動ダイプレート１３の前進／後退手順やその前進／後退量やその前進／後退速度・圧力などを、必要に応じて演算処理をして格納している。

型厚調整制御部５４は、統括制御部５１の制御の下に、型厚調整指令受付部５２からの指令に応じかつ自動増締制御条件格納部５３に格納された各種のデータに基づいて、型厚調整用モータ２０の制御信号を生成し、モータドライバ２０ａに出力する。モータドライバ２０ａは、型厚調整制御部５４から出力される制御信号に応じた駆動信号を型厚調整用モータ２０に出力する。

型開閉制御条件格納部５５は、ストロークに沿った型閉速度及び圧力、型締ストローク及び型締圧力、ストロークに沿った型開速度及び圧力、センサ群４１を構成する各センサの出力信号、タイマ４２の出力信号等の制御条件データを格納している。

型開閉制御部５６は、統括制御部５１の制御の下に、型開閉制御条件格納部５５に格納された制御条件データに基づいて、型開閉・型締用電動サーボモータ１８の制御信号を生成し、モータドライバ１８ａに出力する。モータドライバ１８ａは、型開閉制御部５６から出力される制御信号に応じた駆動信号を型開閉・型締用電動サーボモータ１８に出力する。

ノズルタッチ動作指令受付部５７は、オペレータが入力装置４を操作することにより入力したノズルタッチ動作指令を受け付け、これに基づいてノズルタッチ動作制御部５９に指令を与える。

ノズルタッチ動作条件格納部５８は、ノズルタッチ動作を実行する毎に求められるノズルタッチ位置を格納している。また、ノズルタッチ／バックのためのホッパブロック３６の前進／後退手順やその前進／後退量などを必要に応じて演算処理をして格納している。

ノズルタッチ動作制御部５９は、統括制御部５１の制御の下に、ノズルタッチ動作条件格納部５８に格納された制御条件データに基づいて、ノズルタッチ／バック用モータ３８の制御信号を生成し、モータドライバ３８ａに出力する。モータドライバ３８ａは、ノズルタッチ動作制御部５９から出力される制御信号に応じた駆動信号をノズルタッチ／バック用モータ３８に出力する。なお、ノズルタッチ動作は、手動操作により、射出ノズル３１及び固定金型１６が破損しないような低速度及び低トルクでノズルタッチ／バック用モータ３８を駆動し、ノズル３１の先端部が固定金型１６に圧接して、ノズルタッチ／バック用モータ３８の速度変化がゼロになった場合、或いは、ノズルタッチ／バック用モータ３８のトルクが上昇して所定の値となった場合に、ノズルタッチ／バック用モータ３８の駆動を停止させて、射出装置の位置を保持する。

表示処理部６０は、統括制御部５１の制御の下に、予め用意された画像処理用アプリケーションプログラムと、各種の画像表示用固定データと、各種運転条件設定データや各種運転実測データなどに基づき、各種の表示モードの画像を生成し、これを表示装置５に表示させる。

図３に、実施の形態に係る射出成形機の動作手順を示す。以下に記載する射出成形機の動作手順は、コントローラ６により制御される。

金型１６、１７の交換が終了した後、オペレータが入力装置４を操作してコントローラ６に対して自動増締の実行を指示すると（手順Ｓ１）、コントローラ６は、上述した所定の手順で型厚調整を実行する（手順Ｓ２）。型厚調整が完了した後、コントローラ６は、上述した所要の手順で型開閉・型締用電動サーボモータ１８の駆動と型厚調整用モータ２０の駆動を繰り返し、射出成形機の型締力がオペレータが予め設定した所要の型締力となるように、金型の増締運転を実行する（手順Ｓ３）。

オペレータによる型締力の設定は、図４に示すように、オペレータの適宜の操作によって表示装置５に表示される型締力設定画面７０上で行われる。即ち、型締力設定画面７０には、型締力の数値入力欄７１と、型厚測定値の表示欄７２と、「自動増締」ボタン７３と、動作表示欄７４とが設けられており、オペレータが入力装置４を操作して、型締力の数値入力欄７１に所要の数値の入力することにより、型締力の設定を行うことができる。図４の例では、型締力として４９０ｋＮが入力設定されている。なお、数値入力された型締力値がマシンの能力を超えた数値である場合には、統括制御部５１は、「入力された型締力値はマシンの能力を超えています。再入力してください」という旨のアラームメッセージの表示を、表示処理部６０に行わせることもできる。

型締力の数値入力欄７１に、所要の型締力値を入力した後、型締力設定画面７０の「自動増締」ボタン７３を操作すると、統括制御部５１の指令を受けた型厚調整制御部５４及び型開閉制御部５６の制御の下に、自動増締の動作が実行される。そして、自動増締の動作が完了して型締力が確定されると、自動増締の動作の過程で計測した型厚値が、型厚測定値の表示欄７２に表示される。また、動作表示欄７４に「増締完了」の文字が表示される。

自動増締運転が終了すると、統括制御部５１は、自動成形運転（全自動成形運転及び半自動成形運転を含む）の実行を禁止させると共に、図５に例示するように、「型厚が変化しました。再度ノズルタッチ位置を記憶させて下さい。」というアラームメッセージ７５を表示処理部６０に行わせる（手順Ｓ４）。これにより、オペレータに注意を喚起でき、金型交換後のノズルタッチ動作のし忘れを防止することができる。

次いで、統括制御部５１は、オペレータによるノズルタッチ動作開始指令の入力を待って（手順Ｓ５）、上述した所定の手順でノズルタッチ動作を実行する（手順Ｓ６）。射出ノズル３１の先端を固定金型１６に突き当てたときのノズルタッチ位置は、ノズルタッチ動作条件格納部５８に格納される。ノズルタッチ位置の記憶が行われた後、統括制御部５１は、自動成形運転を可能とする旨のメッセージを例えば型締力設定画面７０に表示させる処理を表示処理部６０に行わせる（手順Ｓ７）。統括制御部５１は、オペレータによる自動成形運転開始指令の入力を待って（手順Ｓ８）、所定の条件のもとで自動成形運転を実行する（手順Ｓ９）。オペレータは、自動成形運転が可能である旨のメッセージを確認することによって、直ちに自動成形運転を実行できるので、トータルとしての射出成形機の稼働効率を高めることができる。

本発明は、射出成形機の金型交換時の操作に利用できる。

１…フレーム、２…型開閉・型締ユニット、３…射出ユニット、４…入力装置、５…表示装置、６…コントローラ、１１…テールストック、１２…固定ダイプレート、１３…可動ダイプレート、１４…トグルリンク機構、１４ａ…クロスヘッド、１５…タイバー、１６…固定金型、１７…可動金型、１８…型開閉・型締用電動サーボモータ、１９…ボールねじ機構、１９ａ…ナット体、１９ｂ…ねじ軸、２０…型厚調整用モータ、２１…型厚調整用ナット、２１ａ…ギア部、３１…射出ノズル、３２…加熱シリンダ、３３…スクリュ、３４…スクリュ駆動部、３５…ホッパ、３６…ホッパブロック、３７…バンドヒータ、３８…ノズルタッチ／バック用モータ、４１…センサ群、４２…タイマ、５１…統括制御部、５２…型厚調整指令受付部、５３…自動増締制御条件格納部、５４…型厚調整制御部、５５…型開閉制御条件格納部、５６…型開閉制御部、５７…ノズルタッチ動作指令受付部、５８…ノズルタッチ動作条件格納部、５９…ノズルタッチ動作制御部、６０…表示処理部、７０…型締力設定画面、７１…型締力の数値入力欄、７２…型厚測定値の表示欄、７３…「自動増締」ボタン、７４…動作表示欄、７５…アラームメッセージ。

Claims (4)

1. 型開閉・型締用電動サーボモータ及び型厚調整用モータを備えた型開閉・型締ユニットと、ノズルタッチ／バック用モータを備えた射出ユニットと、オペレータが前記型開閉・型締ユニット及び前記射出ユニットの駆動に関する指令を入力する入力装置と、オペレータに所要のメッセージを表示する表示装置と、前記型開閉・型締ユニット、前記射出ユニット及び前記表示装置の駆動を制御するコントローラを備えた射出成形機において、
   前記コントローラは、前記入力装置からの指令に基づいて前記型開閉・型締ユニットの自動増締運転を実行した後に、前記表示装置にノズルタッチ動作の実行を促すメッセージを表示することを特徴とする射出成形機。
2. 前記コントローラは、前記表示装置への前記メッセージの表示と同時に、前記入力装置からの指令があった場合にも、自動成形運転を禁止することを特徴とする請求項１に記載の射出成形機。
3. 前記コントローラは、前記ノズルタッチ動作が行われ、新たなノズルタッチ位置が記憶部に記憶された後に、前記自動成形運転を可能とすることを特徴とする請求項１及び請求項２のいずれか１項に記載の射出成形機。
4. 前記コントローラは、前記ノズルタッチ動作の実行を促すメッセージを前記表示装置に表示した後に、前記ノズルタッチ動作が実行されたと判定した場合、自動成形運転が可能である旨のメッセージを前記表示装置に表示することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の射出成形機。