JP2663362B2

JP2663362B2 - クランク式型締装置の原点出し方法

Info

Publication number: JP2663362B2
Application number: JP22660090A
Authority: JP
Inventors: 進伊藤; 菊夫渡辺
Original assignee: FUANATSUKU KK
Current assignee: FUANATSUKU KK
Priority date: 1990-08-30
Filing date: 1990-08-30
Publication date: 1997-10-15
Anticipated expiration: 2012-10-15
Also published as: JPH04110122A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はプレス機や射出成形機等の型締機構に使用す
るクランク式型締機構の原点出し方法に関する。

従来の技術クランプ式型締機構においては、該クランプ機構で駆
動され往復運動する可動部の死点においてクランプ機構
の動作を停止させ、金型を締め付ける作業が行われる。
そのため、一般的にこのクランプ機構の死点をクランプ
機構の原点とし、この原点を設定する必要がある。

このクランプ機構の原点出し方法として、特開昭62−
156919号公報に記載されているような機械的に死点、す
なわち原点を求める方法が公知である。

発明が解決しようとする課題クランク機構をモータで駆動する場合、クランク機構
が死点に達した位置では、型締によって発生する力を全
てクランク機構のリンクが受けてモータには理論上負荷
がかからないことになるが、経験上クランク機構が死点
に達した位置でモータの負荷が大きい場合が検出され、
必ずしも、クランク機構の死点がモータの負荷を最小に
なる点ではない。その理由は、定かではないがクランク
機構の各リンクの軸支点の摩擦等が原因ではないかと想
定される。

通常、型締機構においては、金型を所定時間締め付け
るため、クランク機構の死点にモータの回転位置を位置
決めしその位置を保持して型締めを行うことになるが、
上述したようにクランク機構の死点位置が必ずしも、モ
ータの負荷が最小になる位置ではないので、死点に位置
決めしても、モータには大きな駆動電流が流れ、効率的
ではない。

また、クランク機構を伝動装置を介してモータで駆動
する場合、伝動装置のバックラッシュによってモータの
回転方向によってクランク機構の死点位置として設定さ
れたモータの回転位置と、実際のクランク機構の死点位
置がずれる場合が生じる。上述した特開昭62−156919号
公報に記載された方法では、モータを正転させてクラン
ク機構の死点を検出し、かつモータを逆点させて死点の
検出しその２つの平均をとってバックラッシュ補正を行
って死点を決める方法が取られているが、モータを回転
させ、死点位置に位置決めしたとしても、型締にともな
う力が、クランク機構を介して伝動装置にかかり、しか
も停止位置が死点であることから、型締によって発生す
る力がクランク機構を正転させる方向に作用するのか、
逆転する方向に作用するのが決まらず一定でない、その
ため、モータにはその死点位置に保持しようとして逆回
転若しくは正回転の駆動力が発生しその回転方向は一定
ではない。このことは、伝動装置のバックラッシュの一
方向に移動することを意味し、バックラッシュの平均を
とってモータの回転位置を決めても、その回転位置によ
って正確にクランク機構を死点に位置決め保持すること
にならない。

そこで本発明の目的は、型締期間中モータの駆動電流
が最小になり、かつバックラッシュも考慮して、クラン
プ機構の型締完了位置を原点として設定できるクランク
式型締装置の原点出し方法を提供することにある。

課題を解決するための手段本発明は、上記クランク機構をサーボモータで駆動し
て型締を行い、上記クランク機構によって移動する金型
の死点近傍に順次上記サーボモータの回転位置を位置決
めして上記サーボモータの駆動電流が最小になる位置を
検出し、この最小となる位置を型締機構の原点とするこ
とによって上記課題を解決した。

作用サーボモータを駆動して、クランク機構を駆動し型締
めを行い、クランク機構で往復運動する金型を死点近傍
に位置決めする位置にサーボモータを位置決めし、その
時の駆動電流若しくはこの駆動電流に比例する電流指
令、トルク指令、速度指令を測定することによって、サ
ーボモータに流れる駆動電流を測定する。そして、サー
ボモータを同じ方向に所定量回転させ、位置決めしその
位置におけるサーボモータの駆動電流若しくはこの駆動
電流に比例する電流指令、トルク指令、速度指令を測定
し、順次この作業を行い。サーボモータを同一方向に回
転していけば、上記死点を通過し、サーボモータには逆
方向に負荷がかかることになり、サーボモータは指令位
置決め位置を保持しようとしてその回転方向が逆転する
ことになる。この駆動方向が逆転する前の位置と逆転し
た後の位置間に上記死点が存在することになる。そし
て、駆動方向が逆転すると、サーボモータを逆方向に所
定量移動させ位置決めし（この所定量は逆転するごとに
小さくする）、駆動電流若しくはこの駆動電流に比例す
る電流指令、トルク指令、速度指令を測定する。以下こ
の処理を繰り返すことによって、駆動電流のが最小にな
る位置を検出し、この駆動電流が最小になるサーボモー
タの位置を型締完了位置としての原点とする。

実施例第１図は本発明のクランク式型締装置の原点出し方法
を適用する一実施例の射出成形機のクランク式型締装置
の要部構成を示す図である。

図中１は固定プラテン、２はリアプラテン、３は可動
プラテンであり、固定プラテン１には４本のタイバー９
の一端が固着され、該タイバー９の他端はリアプラテン
２が型厚調整のために移動可能に固定され、可動プラテ
ン３は該タイバー９に沿って往復動できるように支持さ
れている。また、固定プラテン１、可動プラテン３には
金型4a,4bが取り付けられている。リアプラテン２に
は、モータ取り付け板６が設けられており、該取り付け
板６にはサーボモータ５が取り付けられ、該サーボモー
タ５の回転を伝動する伝動装置（図示せず）の回転軸5a
にはクランク機構の第１のリンク７の一端が固着され、
該リンク７の他端は第２のリンク８の一端とピンP1で回
動自在に枢着されている。また、第２のリンク８の他端
は可動プラテン３にピンP2で回動自在に枢着されてい
る。

上記構成において、サーボモータを駆動しクランク機
構が伸びきった位置、すなわち、クランク機構で駆動さ
れる可動プラテン３及び該可動プラテン３に固定されて
いる金型4aが第１図において、一番右側に移動する死点
に達した位置を型締完了位置にすれば、型締にともなう
力はクランク機構のリンク7,8,ピンP1,P2及び回転軸5a
等が受けて、サーボモータ５にはほとんど負荷がかから
なくサーボモータに流す電流はわずかなものとなり、型
締め期間中のエネルギーは僅かでよくなり効率のよいも
のとなる。そこで、従来は、この死点位置を機械の原点
として設定し、サーボモータ５をこの死点位置、すなわ
ち、原点まで回転させ位置決めし、その時設定型締力を
発生するようにリアプラテンの位置を調整している。

しかし、理論上は、上述したように、死点位置まで、
サーボモータを回転させその位置で型締めを行えばサー
ボモータの駆動電流は最小となり効率的であるはずであ
るが、現実においては、金型4aが第１図中最も右側に達
した死点位置で型締を完了しても、サーボモータの駆動
電流が小さなものとはならず、大きな電流を必要とする
場合がある。この理由は定かではないが、クランク機構
の各リンクの結合点の摩擦やリンクの撓み等が影響して
このような現象が生じるものと思われる。通常一般に、
サーボモータを一方向に回転させ、金型4aを第１図中右
方向に移動させ型締を行い、死点を僅か通過した点が一
番サーボモータの駆動電流が最小の状態になることが経
験的に分かっている。

第２図は、サーボモータを駆動するサーボ回路のブロ
ック図で、NC装置等の制御装置から出力される移動指令
Mcをエラーレジスタ10に加算し、サーボモータ５のロー
タ軸の回転位置を検出するパルスコーダ16からのフィー
ドバックパルスを該エラーレジスタ10減算入力し位置偏
差を求め、この位置偏差をD/A変換器11でアナログ電圧
に変換し速度指令Vcとしての電圧を求め、この電圧から
パルスコーダ16の出力をF/V変換器13で電圧に変換した
サーボモータの実際の速度に対応する電圧を減算しその
差を誤差増幅器12で増幅してトルク指令（電圧）Tcを求
め、このトルク指令Tcからサーボモータの駆動電流を減
じて電流偏差を求めこの電流偏差を誤差増幅器14で増幅
し、電流指令Icを求め、この電流指令Icに基づいてイン
バータ等で構成される電力増幅器15でサーボモータの各
相に流す電流を制御して、サーボモータ５を駆動するも
のである。

次に、本発明の原点出し方法についてこの実施例で説
明する。

まず、上記クランク機構が死点になる少し手前の位置
にまで、ジョグ送り等でサーボモータ５を正回転させて
位置決めする。なお、第１図において、リンク７が時計
方向に回転する方向を正回転とする。金型が接触するま
では、負荷が僅かしかサーボモータ５にかからないた
め、サーボモータ５は応答が早くエラーレジスタ10の位
置偏差は増大することなく速度指令Vc,トルク指令Tcは
小さく、電流指令Icも第３図に示すように、小さな値で
ある。しかし金型が接触し金型が締め付けられると、サ
ーボモータの正方向の回転に対する負荷は増大し、エラ
ーレジスタ10に溜まる位置偏差も増大し速度指令Vc,ト
ルク指令Tc及び電流指令Icも増大し、サーボモータ５は
大きなトルクを発生し、指令位置までサーボモータは回
転し位置決めされる。この時、サーボモータにかかる負
荷は型締力により、サーボモータ５を逆転させる方向で
あり、正転方向の速度指令Vc,トルク指令Tc,電流指令Ic
が出されサーボモータ５は正方向のトルクを発生してい
る。この正回転方向を以下正の方向という。サーボモー
タが位置決めされた時点で、電流指令Icの値を測定し、
次にサーボモータを僅か所定量正回転させ、位置決めし
その時の電流指令Icを測定する。以下この処理を順次繰
り返していくと、クランク機構は死点を越えて電流指令
が負になる点が生じる。すなわち、クランク機構が死点
を越えると、型締に伴って発生するサーボモータ５に対
してかかる負荷は正転方向となり、サーボモータ５は位
置決めされた位置を越えて移動しエラーレジスタ10には
負の位置偏差が生じることになり、速度指令Vc,トルク
指令Tcは負となり、電流指令Icも負となる。サーボモー
タ５は位置決め位置を保持しようとして第３図に示すよ
うに負の値となる。このようにして、測定電流指令Icが
負になると、サーボモータを僅か前回とは逆方向に回転
逆転させ（この時の移動量は前回の移動量より少なめに
する）位置決めし電流指令を測定する。以下測定した電
流指令の極性が逆転するごとサーボモータを前回とは逆
方向に回転させて位置決めし電流指令Icを測定しこの電
流指令の絶対値が最小となる位置を求める。そして、そ
の位置を機械の原点、すなわちクランク機構の原点とし
て設定する。

こうして原点が検出され設定されると、以後型締時に
はこの原点までサーボモータを回転させ位置決めして型
締を行えば型締期間中はサーボモータ５に流れる電流は
最小となり、エネルギーロスが少なくなる。

通常、第３図に示すように、サーボモータ５を正回転
させ、型締を行った場合、クランク機構の死点よりも僅
か正回転した位置が電流指令Icが最小で駆動電流が最小
になる。

また、上述のようにして原点が設定されることになる
から、原点位置においてはサーボモータにかかる負荷は
一定方向になり、伝動装置のバックラッシュがあっても
そのバックラッシュをも含めてサーボモータの駆動電流
が最小になる位置に原点が設定されていることになり、
バックラッシュを考慮する必要はない。

なお、上記実施例では、電流指令Icを測定し原点を検
出するようにしたが、トルク指令Tc,速度指令Vcを測定
し、この速度指令Vc若しくはトルク指令Tcが最小となる
位置を検出しその位置を原点としてもよい。さらには、
サーボモータの回転方向に応じて駆動電流の向きが反転
するような直流サーボモータであれば、駆動電流を検出
するようにしてもよい。

発明の効果本発明においては、クランク式型締機構を駆動するサ
ーボモータの駆動電流が最小となる位置をクランク機構
の原点とするから、クランク機構を駆動して原点位置を
型締完了位置とすれば、型締期間中サーボモータに流す
電流は小さくてすみ、エネルギーロスは少なくなる。ま
た、実際に型締を行ってサーボモータの駆動電流が最小
となる点を原点としているから、サーボモータで伝動装
置を介してクランク機構を駆動してもこの伝動装置のバ
ックラッシュをも含めてサーボモータの駆動電流が最小
となる位置が原点として設定されることになるから、バ
ックラッシュを考慮せず原点出しができ原点出し方法が
簡単となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を実施する射出成形機のクラ
ンク式型締機構の構成図、第２図はサーボモータを駆動
制御するサーボ回路のブロック図、第３図は同実施例に
おける電流指令とクランク機構の死点及び原点との関係
を説明する説明図である。１……固定プラテン、２……リアプラテン、３可動プラ
テン、4a,4b……金型、５……サーボモータ、7,8……ク
ランク機構のリンク、９……タイバー、16……パルスコ
ーダ。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】クランク機構で金型を締め付けるクランク
式型締装置における原点出し方法において、上記クラン
ク機構をサーボモータで駆動して型締を行い、上記クラ
ンク機構によって移動する金型の死点近傍に順次上記サ
ーボモータの回転位置を位置決めして上記サーボモータ
の駆動電流が最小になる位置を検出し、この最小となる
位置を型締機構の原点とするクランク式型締装置の原点
出し方法。