JP2023155538A - マグネットクランプの操作画面および射出成形機ならびに射出成形機システム - Google Patents

Abstract

【課題】操作性に優れたマグネットクランプの操作画面を提供する。【解決手段】射出成形機（１）のコントローラ（５）に表示される画面を対象とする。対象の射出成形機（１）の型締装置（２）には、マグネットクランプ（７）が設けられている。射出成形機（１）のコントローラ（５）には、このマグネットクランプ（７）を制御して金型（３１、３２）のクランプ／アンクランプを操作する、マグネットクランプの操作画面（５０）を設ける。【選択図】図３Ａ

Description

本発明は、マグネットクランプを備えた射出成形機のコントローラに表示される操作画面、およびマグネットクランプを備えた射出成形機、ならびに射出成形機システムに関するものである。

マグネットクランプは、例えば特許文献１に記載されているように型締装置の固定盤と可動盤とに設けられている。マグネットクランプは、金型が接するマグネットクランププレートを備え、このマグネットクランププレートには永久磁石と永電磁磁石とコイルとからなるマグネットコアが複数個埋め込まれている。コイルに電力を供給すると永電磁磁石の磁極が反転して永久磁石と互いの磁力が相殺される。これにより磁力線はマグネットクランププレートの表面から出ることはできない。金型はマグネットクランププレートから着磁力を受けないので自由に移動することができる。一方、コイルへの電力の供給を停止すると永久磁石の磁力と永電磁磁石の磁力の向きが一致し、磁力が強化されてマグネットクランププレートの表面から磁力線が出る。これにより金型を強い着磁力でクランプすることができる。

特開２０１９－７２９３３号公報

マグネットクランプは、コイルへの電力供給により金型をアンクランプし、電力供給を停止することによって金型をクランプするようになっており、クランプ／アンクランプが容易に実施でき優れている。しかしながら、マグネットクランプの操作は専用のコントローラによって実施し、射出成形機から実施することはできない。そうすると作業者は、射出成形機を停止させ、安全が確保されたことを確認した上で専用のコントローラを操作してマグネットクランプを操作しなければならない。マグネットクランプ操作時に誤って射出成形機が動作すると危険であるからである。同様に、作業者が射出成形機を制御する場合には、マグネットクランプの操作が完了していることを予め確認する必要がある。このように作業者は、安全を考慮しながら射出成形機のコントローラと、マグネットクランプの専用コントローラとを交互に操作しなければならず煩雑である、という問題がある。

本開示において、操作性に優れたマグネットクランプの操作画面、射出成形機および射出成形機システムを提供する。

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。

本開示は、射出成形機のコントローラに表示される画面を対象とする。対象の射出成形機の型締装置には、マグネットクランプが設けられている。射出成形機のコントローラには、このマグネットクランプを制御して金型のクランプ／アンクランプを操作する、マグネットクランプの操作画面を設ける。

本開示は、射出成形機を制御しているコントローラにおいてマグネットクランプを操作でき操作が容易になる。

本実施の形態に係る射出成形機を示す正面図である。 本実施の形態に係る型締装置の一部と固定側マグネットクランプを示す正面図である。 本実施の形態に係るマグネットクランプの操作画面である。 本実施の形態に係るマグネットクランプの操作画面である。 本実施の形態に係るマグネットクランプの操作画面のポップアップ画面である。 本実施の形態に係るマグネットクランプの操作画面のポップアップ画面である。 本実施の第１の形態に係る射出成形機システムを示す上面図である。 本実施の第２の形態に係る射出成形機システムを示す上面図である。 本実施の形態に係る竪型射出成形機を示す正面図である。 竪型射出成形機に設けられている本実施の形態に係るマグネットクランプの操作画面である。

以下、具体的な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。ただし、以下の実施の形態に限定される訳ではない。説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜簡略化されている。各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。また、図面が煩雑にならないように、ハッチングが省略されている部分がある。

本実施の形態を説明する。
＜射出成形機＞
本実施の形態に係る射出成形機１は、図１に示されているように、ベッドＢに設けられている型締装置２と、同様にベッドＢに設けられている射出装置３と、これらを制御するコントローラ５と、を備えている。

＜型締装置＞
型締装置２は、ベッドＢに固定されている固定盤１０と、このベッドＢにスライド自在に設けられている型締ハウジング１１と、固定盤１０と型締ハウジング１１の間でベッドＢ上にスライド自在に設けられている可動盤１２と、を備えている。固定盤１０と型締ハウジング１１は複数本、例えば４本のタイバー１４、１４、…によって接続され、可動盤１２はタイバー１４、１４、…に貫通されている。型締ハウジング１１と可動盤１２の間には型締機構が設けられている。本実施の形態において型締機構はトグル機構１６になっている。したがって、トグル機構１６を駆動すると可動盤１２が固定盤１０に対して近接方向と離間方向とに駆動される。本実施の形態に係る型締装置２は、次に説明するマグネットクランプ７が設けられている。

＜マグネットクランプ＞
本実施の形態においてマグネットクランプ７は、固定盤１０に設けられている固定側マグネットクランプ１８と、可動盤１２に設けられている可動側マグネットクランプ１９と、から構成されている。固定側マグネットクランプ１８も可動側マグネットクランプ１９も同様に構成されているので、図２によって固定側マグネットクランプ１８についてのみ説明する。

固定側マグネットクランプ１８は、固定盤１０と同等の大きさからなるマグネットクランププレート２１を備えている。マグネットクランププレート２１には複数個のボルト穴２３、２３、…が開けられており、マグネットクランププレート２１は固定盤１０に対してボルトにより固定されている。マグネットクランププレート２１には中央にくり抜き穴２２が開けられており、後で説明する射出装置３（図１参照）の射出ノズル３９が挿入されるようになっている。

マグネットクランププレート２１には、その裏面側、つまり固定盤１０に接する面に複数個の有底の穴、つまりコア穴２５、２５、…が開けられている。これらコア穴２５、２５、…のそれぞれには、図には示されていないが、永久磁石と永電磁磁石とコイルとからなるマグネットコアが入れられている。マグネットクランププレート２１の裏面側には電力供給部２７が設けられ、この電力供給部２７から電力供給配線２８が伸びている。そして電力供給配線２８からは複数本の分岐配線２９、２９が分岐して、それぞれのコア穴２５、２５、…に入れられているマグネットコアに接続されている。

電力供給部２７から短時間電流を供給すると、マグネットコアのコイルに通電されて永電磁磁石の磁極が反転する。そうするとマグネットコアの中で永久磁石と永電磁磁石の磁力線が相殺されて、マグネットクランププレート２１の表面から磁力線は出ない。着磁力が発生しないので金型をアンクランプできるようになっている。一方、電力供給部２７からの電力供給を停止すると、永電磁磁石の磁極が元に戻る。マグネットコアの中で永久磁石と永電磁磁石の磁力線が合わさって強化され、マグネットクランププレート２１の表面から磁力線が出る。金型に強い着磁力が作用して金型をクランプすることができる。

マグネットクランププレート２１にはその温度を測定する温度センサ３０が設けられている。またマグネットクランププレート２１にはその表面から出ている磁力線による磁場の強さを検出するための磁場検出センサ設けられている。磁場検出センサは図に示されていないがコア穴２５、２５のそれぞれに設けられており、それぞれのマグネットコアからの磁場の強度を検出するようになっている。温度センサ３０によって検出される温度と、磁場検出センサによって検出される磁場の強さはコントローラ５（図１参照）に送られるようになっている。コントローラ５は磁場の強さにより、金型をクランプする際の着磁力を計算するようになっている。

このように構成されているマグネットクランプ７には、図１に示されているように固定側マグネットクランプ１８に固定側金型３１が、そして可動側マグネットクランプ１９には可動側金型３２が、それぞれクランプされている。

＜射出装置＞
射出装置３は、加熱シリンダ３４と、加熱シリンダ３４内に設けられているスクリュ３５と、スクリュ３５を駆動するスクリュ駆動装置３７と、を備えている。加熱シリンダ３４の後方寄りには射出材料を投入するホッパ３８が設けられている。そして、加熱シリンダ３４の前方には射出ノズル３９が設けられている。

＜コントローラ＞
本実施の形態においてコントローラ５は、型締装置２と射出装置３だけでなく、マグネットクランプ７も制御するようになっている。つまりマグネットクランプ７を含めた射出成形機１を統合的に制御するようになっている。コントローラ５にはモニタ４１が設けられ、次に説明するマグネットクランプ操作画面等、色々な画面が表示されるようになっている。本実施の形態においてモニタ４１はタッチパネルになっており、画面に表示されるボタン、タブ等のアイコンを選択することができるようになっている。

＜マグネットクランプ操作画面＞
本実施の形態に係るマグネットクランプ操作画面５０は、図３Ａに示されているように構成されている。まず、この画面にはマグネットクランプ７（図１参照）の操作を行うための「クランパ設定」表示と、マグネットクランプ７の正常／異常等の状態を表示する「通信データ」表示とを切り換える、クランパ設定表示タブ５１と通信データ表示タブ５２とが設けられている。図３Ａには、クランパ設定表示タブ５１が選択されて「クランパ設定」表示に切り換えられた状態が示されている。一方、通信データ表示タブ５２が選択されると、図３Ｂに示されているように「通信データ」表示に切り換えられる。

「クランパ設定」表示されているとき、図３Ａに示されているように、マグネットクランプ操作画面５０は３段の欄から構成されている。すなわち上段がインターロック欄５４に、中段がモニタ欄５５に、そして下段が手動操作欄５６になっている。

本実施の形態に係る射出成形機１は、射出成形機１が運転中にマグネットクランプ７が操作されないように、そしてマグネットクランプ７が操作されているときに射出成形機１が運転されないように、互いにインターロックが設けられている。インターロック欄５４には、マグネットクランプ７と射出成形機１の相互のインターロックの状態が表示される。

クランパインターロック解除キー欄５８は、マグネットクランプ７の操作に対するインターロックが解除されているか否かが表示されている。クランパ操作インターロック欄５９は、射出成形機１の運転状態、例えばサーボが起動中であるか否か、エジェクタが後退しているか否か等が、それぞれの項目の右に設けられているインジケータアイコン５７、５７、…の色により運転状態が表示される。いずれか１個でも運転状態になっているとマグネットクランプ７に対してインターロックが掛かって操作はできない。

可動盤クランプインターロック欄６０、可動盤リリースインターロック欄６１は、それぞれ可動側マグネットクランプ１９（図１参照）におけるクランプ／アンクランプ操作に対するインターロックの情報が表示されている。同様に固定盤クランプインターロック欄６３、固定盤リリースインターロック欄６４は、それぞれ固定側マグネットクランプ１８（図１、図２参照）におけるクランプ／アンクランプ操作に対すインターロックの情報が表示されている。

モニタ欄５５は、マグネットクランプ７においてクランプ／アンクランプの操作を行うとき、射出成形機１のコントローラ５（図１参照）と、マグネットクランプ７とで相互に通信される信号の内容が表示されるようになっている。成形機＞＞クランパ装置欄６６には、コントローラ５からマグネットクランプ７側に送信する信号の情報が表示される。クランパ装置＞＞成形機欄６７には、マグネットクランプ７からコントローラ５に送信される信号の情報が表示される。このモニタ欄５５には、スクリュ位置、型締位置等の情報も表示されている。

手動操作欄５６は、マグネットクランプ７を操作するための欄になっている。可動盤クランパ欄６９は、可動側マグネットクランプ１９（図１参照）を操作するための欄であり、金型３２をアンクランプするときに選択するリリースボタン７０と、クランプするときに選択するクランプボタン７１とが設けられている。固定盤クランパ欄７３は固定側マグネットクランプ１８（図１、図２参照）を操作するための欄であり、金型３１をアンクランプするときに選択するリリースボタン７４と、クランプするときに選択するクランプボタン７５とが設けられている。

マグネットクランプ操作画面５０において、通信データ表示タブ５２を選択すると、図３Ｂに示されているように「通信データ」表示に切り換えられる。このときマグネットクランプ操作画面５０は３段の欄から構成される。すなわち上段が通信状態欄８０に、中段が固定側欄８１に、そして下段が可動側欄８２になっている。通信状態欄８０はコントローラ５とマグネットクランプ７の通信の状態が表示されている。固定側欄８１には固定側マグネットクランプ１８（図１、図２参照）におけるクランプ状態を表示するクランプ状態欄８４と、エラーの発生状況を示すエラー状態欄８５とが表示される。固定側欄８１には、固定側マグネットクランプ１８における着磁力と温度とが表示されるようになっている。

可動側欄８２には、可動側マグネットクランプ１９（図１参照）におけるクランプ状態を表示するクランプ状態欄８７と、エラーの発生状況を示すエラー状態欄８８とが表示される。可動側欄８２にも、可動側マグネットクランプ１９における着磁力と温度とが表示されるようになっている。

マグネットクランプ７（図１参照）において、温度の管理、着磁力の管理は重要である。マグネットクランプ７において使用されている永久磁石は温度により磁力が減少するからであり、着磁力が減少すると金型３１、３２のクランプに問題が生じるからである。したがって、前記したように、固定側欄８１と可動側欄８２とには、それぞれ温度と着磁力とが表示されている。

固定側欄８１と可動側欄８２のそれぞれのエラー状態欄８５、８８には色々な種類のエラー、すなわちエラー種別が表示される。エラーが発生しているとき、エラー種別を示す項目を選択すると、図４Ａ、図４Ｂに示されているようなポップアップウィンドウ９０、９１が表示される。ポップアップウィンドウ９０、９１には、エラー種別の内容と、このエラー種別に対してオペレータが対処すべき対処方法とが表示される。

なお、射出成形機１の運転中においてマグネットクランプ７（図１参照）についてのエラーが発生する場合もある。このときモニタ４１において他の画面が表示されていても、図４Ａ、図４Ｂに示されているような画面、つまりエラー種別の内容と対処方法とを示すポップアップウィンドウ９０、９１が表示されるようになっている。

＜射出成形機システム＞
図５Ａには、本実施の形態に係る射出成形機１を備えた、本実施の第１の形態に係る射出成形機システム１００Ａが示されている。射出成形機システム１００Ａは、射出成形機１と金型交換装置システム１０１Ａとから構成されている。第１の形態において金型交換装置システム１０１Ａは、型締装置２の左右に設けられている第１、第２の金型交換装置１０３、１０４と、第２の金型交換装置１０４に接続されている金型搬送装置１０６と、から構成されている。

第１、第２の金型交換装置１０３、１０４は金型１１０ａ、１１０ｂ、…を乗せてこれらを射出成形機１の型締装置２に搬送し、あるいは型締装置２から金型１１０ｃを搬出するようになっている。金型搬送装置１０６は金型１１０ｄ、…を搬送するようになっており、第２の金型交換装置１０４から金型１１０ｂを図示されない外部の金型自動倉庫等に搬送したり、金型搬送装置１０６に乗せられている金型１１０ｄを第２の金型交換装置１０４に移動させたりすることができるようになっている。このように、金型交換装置システム１０１Ａは第１、２の金型交換装置１０３、１０４と、金型搬送装置１０６とから構成されているので、比較的多数の金型１０１ａ、１０１ｂ、…を扱うことができ、交換することができるようになっている。

この射出成形機システム１００Ａにおいて、射出成形機１に設けられているマグネットクランプ７は、図示されていないコントローラ５によって自動的に制御されるようになっている。したがって、金型１１０ａ、１１０ｂ、…の交換においてこれらを自動的にクランプ／アンクランプするようになっている。

図５Ｂには、本実施の第２の形態に係る射出成形機システム１００Ｂが示されている。射出成形機システム１００Ｂに設けられている金型交換装置システム１０１Ｂは、水平方向にスライドする移動テーブル１１２と、この移動テーブル１１２に載せられている第１、第２の金型交換装置１１３、１１４とから構成されている。したがって、第１の実施の形態に係る射出成形機システム１００Ａと同様に金型１１０ａ、１１０ｂ、…を自動的に交換することができるようになっている。なお、図５Ｂには成形品を搬送する成形品搬送装置１１６と、搬送用ベルトコンベヤ１１７も示されている。

＜竪型射出成形機＞
本実施の形態は色々な変形が可能である。例えば、射出成形機１は横置き型になっているが、図６に示されている竪型射出成形機１２１でも実施できる。竪型射出成形機１２１は、型締装置１２２と、この型締装置１２２の上部に設けられている射出装置１２３と、これらを制御するコントローラ１２５と、を備えている。

＜型締装置＞
型締装置１２２は、ベッド１２７に固定されている固定盤１２９と、この固定盤１２９の上方に設けられている上可動盤１３０と、図示されていないがベッド１２７内に設けられている下可動盤とを備えている。上可動盤１３０と下可動盤は本実施の形態では３本のタイバー１３２、１３２、…で連結されており、下可動盤と固定盤１２９の間に設けられている図示されない型締機構を駆動すると上可動盤１３０が上下に駆動されるようになっている。本実施の形態に係る型締装置１２２は、固定盤１２９の上にターンテーブル１３４が設けられている。ターンテーブル１３４は中央の１本のタイバー１３２を中心に１８０度回転、つまり反転するようになっている。

＜マグネットクランプ＞
このような型締装置１２２にマグネットクランプ１３５が設けられている。すなわち、上可動盤１３０に設けられている上側マグネットクランプ１３６と、ターンテーブル１３４に設けられている下側マグネットクランプ１３７Ａ、１３７Ｂである。図６において、下側マグネットクランプ１３７Ｂは手前の下側マグネットクランプ１３７Ａと重なっていて隠れている。ターンテーブル１３４が反転すると、下側マグネットクランプ１３７Ｂが手前に来ることになる。このような上側マグネットクランプ１３６には上側金型１４０がクランプされている。そして下側マグネットクランプ１３７Ａ、１３７Ｂにはそれぞれ下側金型１４１Ａ、下側金型１４１Ｂがクランプされている。

＜射出装置＞
射出装置１２３は、型締装置１２２の上可動盤１３０の上に設けられているが、説明は省略する。

＜マグネットクランプ操作画面＞
本実施の形態に係る竪型射出成形機１２１のコントローラ１２５に表示される、マグネットクランプ操作画面１５０が、図７に示されている。横置き型の射出成形機１（図１参照）のコントローラ５に表示されるマグネットクランプ操作画面５０（図３Ａ、図３Ｂ参照）と概ね同様に構成されているので詳しい説明は省略し、異なる一部の点についてのみ補足的に説明する。すなわち、竪型射出成形機１２１においては、前記したようにマグネットクランプ１３５は上側マグネットクランプ１３６と、下側マグネットクランプ１３７Ａ、１３７Ｂとから構成されている。これらはそれぞれ符号１５１、１５２、１５３で示されているように「上側クランパ」「下側クランパＡ」、「下側クランパＢ」として表示されている。この実施の形態に係るマグネットクランプ操作画面１５０も、安全に金型１４０、１４１Ａ、１４１Ｂ（図６参照）のクランプ／アンクランプができるようになっている。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。以上で説明した複数の例は、適宜組み合わせて実施されることもできる。

１ 射出成形機 ２ 型締装置
３ 射出装置 ５ コントローラ
７ マグネットクランプ １０ 固定盤
１１ 型締ハウジング １２ 可動盤
１４ タイバー １６ トグル機構
１８ 固定側マグネットクランプ １９ 可動側マグネットクランプ
２１ マグネットクランププレート ２２ くり抜き穴
２３ ボルト穴 ２５ コア穴
２８ 電力供給配線 ２９ 分岐配線
３１ 固定側金型 ３２ 可動側金型
３４ 加熱シリンダ ３５ スクリュ
３７ スクリュ駆動装置 ３８ ホッパ
３９ 射出ノズル ４１ モニタ
５０ マグネットクランプ操作画面 ９０ ポップアップウィンドウ
９１ ポップアップウィンドウ
１００ 射出成形機システム １０１ 金型交換装置システム
１０３ 第１の金型交換装置 １０４ 第２の金型交換装置
１０６ 金型搬送装置 １１０ 金型
１１２ 移動テーブル １１３ 第１の金型交換装置
１１４ 第２の金型交換装置 １１６ 成形品搬送装置
１１７ 搬送用ベルトコンベヤ
１２１ 竪型射出成形機 １２２ 型締装置
１２３ 射出装置 １２５ コントローラ
１２７ ベッド １２９ 固定盤
１３０ 上可動盤 １３２ タイバー
１３４ ターンテーブル １３５ マグネットクランプ
１３６ 上側マグネットクランプ １３７ 下側マグネットクランプ
１４０ 上側金型 １４１ 下側金型
１５０ マグネットクランプ操作画面

Claims (14)

1. 射出成形機のコントローラに表示される画面であって、
   前記射出成形機の型締装置にはマグネットクランプが設けられ、
   前記マグネットクランプを制御して金型のクランプ／アンクランプを操作するようになっている、マグネットクランプの操作画面。
2. 前記マグネットクランプと前記射出成形機は前者の操作時に後者の制御が制限されると共に後者の制御時に前者の操作が制限されるインターロックが設けられており、
   前記操作画面は前記インターロックに関する項目が表示されるようになっている、請求項１に記載のマグネットクランプの操作画面。
3. 前記操作画面は前記マグネットクランプの温度が表示されるようになっている、請求項１または２に記載のマグネットクランプの操作画面。
4. 前記操作画面は前記マグネットクランプの着磁力が表示されるようになっている、請求項１または２に記載のマグネットクランプの操作画面。
5. 前記マグネットクランプにおいてエラーが発生すると前記操作画面に前記エラーの種類であるエラー種別が表示されるようになっている、請求項１または２に記載のマグネットクランプの操作画面。
6. 前記操作画面には前記エラー種別と共に前記エラー種別に対して対応すべき対処方法の説明が表示されるようになっている、請求項５に記載のマグネットクランプの操作画面。
7. 金型を型締する型締装置と、
   射出材料を射出する射出装置と、
   前記型締装置と前記射出装置とを制御するコントローラと、から構成され、
   前記型締装置はマグネットクランプを備え、
   前記マグネットクランプは前記コントローラによって制御されて前記金型をクランプ／アンクランプするようになっており、
   前記コントローラは前記マグネットクランプを操作する操作画面を備えている、射出成形機。
8. 前記マグネットクランプと前記射出成形機は前者の操作時に後者の制御が制限されると共に後者の制御時に前者の操作が制限されるインターロックが設けられており、
   前記操作画面は前記インターロックに関する項目が表示されるようになっている、請求項７に記載の射出成形機。
9. 前記マグネットクランプには温度センサが設けられ、前記操作画面は前記温度センサで検出される温度が表示されるようになっている、請求項７または８に記載の射出成形機。
10. 前記マグネットクランプには磁場検出センサが設けられ、前記操作画面は前記磁場検出センサで検出される着磁力が表示されるようになっている、請求項７または８に記載の射出成形機。
11. 前記マグネットクランプにおいてエラーが発生すると前記操作画面に前記エラーの種類であるエラー種別が表示されるようになっている、請求項７または８に記載の射出成形機。
12. 前記操作画面には前記エラー種別と共に前記エラー種別に対して対応すべき対処方法の説明が表示されるようになっている、請求項１１に記載の射出成形機。
13. 請求項７または８に記載の射出成形機と、
    金型を交換する金型交換装置と、を備え、
    前記金型交換装置は前記型締装置に隣接して設けられ前記型締装置に設けられている金型を交換するようになっている、射出成形機システム。
14. 請求項１３に記載の射出成形機システムは、金型を搬送する搬送装置を備え、
    前記搬送装置は前記金型交換装置に金型を搬送し、前記金型交換装置から金型を搬出するようになっている、射出成形機システム。
    

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