JP3219268B2 - 型締制御装置 - Google Patents

型締制御装置

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JP3219268B2
JP3219268B2 JP08611098A JP8611098A JP3219268B2 JP 3219268 B2 JP3219268 B2 JP 3219268B2 JP 08611098 A JP08611098 A JP 08611098A JP 8611098 A JP8611098 A JP 8611098A JP 3219268 B2 JP3219268 B2 JP 3219268B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、型締制御装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、電動式の型締装置においては、電
動機、例えば、サーボモータの出力軸とトグル機構とが
ボールねじを介して連結され、前記サーボモータを駆動
することによって発生させられた回転を、前記出力軸を
介して前記ボールねじに伝達し、該ボールねじによって
推力に変換し、該推力を前記トグル機構によって拡大し
て型締力を発生させるようにしている。そして、前記ボ
ールねじとトグル機構との間にクロスヘッドが配設さ
れ、前記推力はクロスヘッドを介してトグル機構に伝達
されるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の型締装置においては、設定された型締力を発生させ
るためには、前記クロスヘッドを型締力に対応する位置
に正確に移動させる必要がある。ところが、前記トグル
機構の構造上の制約から、前記クロスヘッドの位置と型
締力との関係は線形にはならないので、演算によってク
ロスヘッドの位置を求めることは困難である。したがっ
て、型締力を精度良く発生させることができない。ま
た、各型締装置においては機械誤差が存在するので、た
とえ、演算によってクロスヘッドの位置を求めることが
できたとしても、各型締装置ごとに演算を行う必要があ
り、型締装置のコストが高くなってしまう。
【０００４】さらに、前記ボールねじのほか、トグル機
構において使用されるピン、ブシュ等の可動部品にガタ
が生じたり、可動部品の摩擦特性が変化したりすると、
それに伴って型締力が変化するので、成形品の品質が低
下してしまう。本発明は、前記従来の型締装置の問題点
を解決して、型締力を精度良く発生させることができ、
型締装置のコストを低くすることができ、成形品の品質
を向上させることができる型締制御装置を提供すること
を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そのために、本発明の型
締制御装置においては、固定金型が取り付けられた固定
プラテンと、該固定プラテンと対向させて進退自在に配
設され、可動金型が取り付けられた可動プラテンと、電
動機と、該電動機を駆動することによって発生させられ
た回転運動を直線運動に変換し、該直線運動を移動部材
に伝達する運動方向変換手段と、前記移動部材と前記可
動プラテンとを連結する伝達機構と、前記移動部材の位
置を検出する検出手段と、前記移動部材を所定の位置パ
ターンで移動させたときの移動部材の位置と、そのとき
発生させられた型締力とが対応させて格納された記憶手
段と、型締力を設定するための型締力設定器と、設定さ
れた型締力に基づいて型締力パターンを発生させる型締
力パターン発生器と、前記型締力パターンに対応する移
動部材の位置を前記記憶手段から読み出して前記電動機
を駆動する位置制御手段とを有する。
【０００６】本発明の他の型締制御装置においては、さ
らに、前記型締力を検出する型締力検出器を有する。本
発明の更に他の型締制御装置においては、さらに、型締
力を検出する型締力検出器と、前記型締力パターン及び
検出された型締力に基づいてフィードバック制御を行う
フィードバック制御手段とを有する。
【０００７】
【発明の実施の形態】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。図２は本発明の
実施の形態における型締装置の概略図である。図におい
て、１１は固定プラテン、１２はベースプレートとして
のトグルサポート、１３は前記固定プラテン１１とトグ
ルサポート１２との間に架設されたタイバー、３４は前
記固定プラテン１１と対向させて配設され、前記タイバ
ー１３に沿って進退（図における左右方向に移動）自在
に配設された可動プラテンであり、前記固定プラテン１
１及び可動プラテン３４に、それぞれ互いに対向させて
固定金型１５及び可動金型１６が取り付けられる。
【０００８】前記トグルサポート１２と可動プラテン３
４との間には、伝達機構としてのトグル機構２１が配設
される。そして、移動部材としてのクロスヘッド２２を
前記トグルサポート１２側と可動プラテン３４側との間
で進退させることによって、前記可動プラテン３４をタ
イバー１３に沿って進退させ、可動金型１６を固定金型
１５に対して接離させて型閉じ、型締め及び型開きを行
うことができるようになっている。
【０００９】そのために、前記トグル機構２１は、前記
クロスヘッド２２に対して揺動自在に支持されたトグル
レバー２３、前記トグルサポート１２に対して揺動自在
に支持されたトグルレバー２４、及び前記可動プラテン
３４に対して揺動自在に支持されたトグルアーム２５か
ら成り、前記トグルレバー２３、２４間、及びトグルレ
バー２４とトグルアーム２５との間がそれぞれリンク結
合される。そのために、前記クロスヘッド２２とトグル
レバー２３との間にピンｐ１が、前記トグルサポート１
２とトグルレバー２４との間にピンｐ２が、前記可動プ
ラテン３４とトグルアーム２５との間にピンｐ３が、前
記トグルレバー２３、２４間にピンｐ４が、トグルレバ
ー２４とトグルアーム２５との間にピンｐ５がそれぞれ
配設され、前記ピンｐ２〜ｐ５をブシュｂ２〜ｂ５が包
囲する。
【００１０】また、ボールねじ軸４１が、前記トグルサ
ポート１２に対して回転自在に支持され、前記ボールね
じ軸４１と前記クロスヘッド２２に配設されたボールナ
ット４３とが螺（ら）合させられ、前記ボールねじ軸４
１及びボールナット４３は、電動機としてのサーボモー
タ１８によって発生させられた回転運動を直線運動に変
換してクロスヘッド２２に伝達する運動方向変換手段と
してのボールねじ４４を構成する。
【００１１】そして、前記ボールねじ軸４１を回転させ
るために、前記トグルサポート１２の側面に前記サーボ
モータ１８が取り付けられ、サーボモータ１８の図示さ
れない出力軸と前記ボールねじ軸４１とが連結される。
なお、１７は型厚調整装置、１９は前記サーボモータ１
８の回転数を検出することによってクロスヘッド２２の
位置を検出する検出手段としてのエンコーダである。
【００１２】この場合、前記サーボモータ１８を駆動し
て前記出力軸を回転させると、該回転は、ボールねじ４
４によって推力に変換され、該推力がクロスヘッド２２
に伝達される。したがって、前記サーボモータ１８を正
方向及び逆方向に駆動すると、ボールねじ軸４１が正方
向及び逆方向に回転させられ、前記クロスヘッド２２は
進退させられる。
【００１３】そして、該クロスヘッド２２を前進 (図に
おける右方に移動）させると、トグル機構２１が伸展し
て可動プラテン３４及び可動金型１６が前進させられ、
型閉じ及び型締めが行われ、可動金型１６と固定金型１
５との間に図示されないキャビティ空間が形成される。
また、前記クロスヘッド２２を後退 (図における左方に
移動）させると、トグル機構２１が屈曲して可動プラテ
ン３４及び可動金型１６が後退させられ、型開きが行わ
れる。なお、型締め時において前記トグル機構２１の伸
展に伴ってタイバー１３が伸び、型締力が発生させられ
る。
【００１４】このとき、前記タイバー１３の伸び量が型
締力検出器３３によって検出されるとともに、前記エン
コーダ１９によってサーボモータ１８の回転角度が検出
され、間接的にクロスヘッド２２の位置が検出される。
なお、型締力による歪（ひず）み量を検出することがで
きれば、型締力検出器３３をタイバー１３以外の型締装
置の他の部材に取り付け、該部材の歪み量を検出するよ
うにしてもよい。
【００１５】ところで、前記型締力は図示されない型締
力設定器によって設定されるが、設定された型締力を発
生させるためには、前記クロスヘッド２２を型締力に対
応する位置に正確に移動させる必要がある。ところが、
前記トグル機構２１の構造上の制約から、前記クロスヘ
ッド２２の位置と型締力との関係は線形にはならないの
で、演算によってクロスヘッド２２の位置を求めること
は困難であり、型締力を精度良く発生させることができ
ない。また、各型締装置においては機械誤差が存在する
ので、たとえ、演算によってクロスヘッド２２の位置を
求めることができたとしても、各型締装置ごとに演算を
行う必要があり、型締装置のコストが高くなってしま
う。
【００１６】さらに、前記ボールねじ４４、ピンｐ１〜
ｐ５、ブシュｂ２〜ｂ５等の可動部品にガタが生じた
り、可動部品の摩擦特性が変化したりすると、それに伴
って型締力が変化するので、成形品の品質が低下してし
まう。そこで、型締力を精度良く発生させ、型締装置の
コストを低くし、成形品の品質を向上させることができ
るように型締制御装置が配設される。
【００１７】図１は本発明の実施の形態における型締制
御装置の概略図、図３は本発明の実施の形態におけるク
ロスヘッドの特性を示す第１の図、図４は本発明の実施
の形態におけるクロスヘッドの特性を示す第２の図、図
５は本発明の実施の形態におけるクロスヘッドの特性を
示す第３の図、図６は本発明の実施の形態における型締
制御装置の特性を示す第１の図、図７は本発明の実施の
形態における型締制御装置の特性を示す第２の図、図８
は本発明の実施の形態における型締制御装置の特性を示
す第３の図である。なお、図３において、横軸に時間
を、縦軸にクロスヘッドの位置を、図４及び８におい
て、横軸に時間を、縦軸に型締力を、図５において、横
軸にクロスヘッドの位置を、縦軸に型締力を、図６にお
いて、横軸に時間を、縦軸に型締力パターンを、図７に
おいて、横軸に時間を、縦軸にクロスヘッドの位置パタ
ーンを採ってある。
【００１８】図において、４９は型締制御装置、５６は
スイッチであり、該スイッチ５６は、型締力調整モード
時と型締力発生モード時とでオペレータによって又は自
動で切り換えられる。そして、前記型締力調整モード時
において、図１に示されるように端子ａ、ｂ間及び端子
ｄ、ｅ間がそれぞれ接続され、クロスヘッド位置パター
ン発生器５２によってクロスヘッド２２（図２）の位置
パターンが発生させられると、クロスヘッド位置制御部
５４は、エンコーダ１９の検出信号に基づいて速度指令
を発生させ、該速度指令を加算器６１を介してサーボア
ンプ５５に対して出力する。該サーボアンプ５５は、前
記速度指令に対応する電流を発生させ、該電流をサーボ
モータ１８に供給してサーボモータ１８を駆動する。そ
の結果、クロスヘッド２２が前記位置パターンに従って
移動させられる。
【００１９】そして、図３に示されるようにクロスヘッ
ド２２が次第に前進させられ、それに伴って、図４に示
されるように型締力が発生させられる。この間、型締力
検出器３３によって型締力が検出される。したがって、
前記クロスヘッド位置パターン発生器５２によって発生
させられた位置パターン、及び型締力検出器３３によっ
て検出された型締力に基づいて、図５に示されるような
型締力とクロスヘッド２２の位置との関係を示すデータ
を得ることができる。そして、図示されないＣＰＵは、
前記型締力とクロスヘッド２２の位置とを対応させて記
憶手段としてのメモリ５７に格納する。
【００２０】次に、型締力発生モード時において、スイ
ッチ５６が切り換えられ、端子ａ、ｃ間及び端子ｄ、ｆ
間がそれぞれ接続される。そして、型締力設定器５０に
よってあらかじめ設定された型締力が発生させられる。
そのために、前記型締力設定器５０によって設定された
型締力に基づいて、型締力パターン発生器５１は、図６
に示されるような型締力パターンを発生させ、該型締力
パターンを型締力／クロスヘッド位置変換器５３に対し
て出力する。そして、該型締力／クロスヘッド位置変換
器５３は、前記型締力パターンを受けると、型締力パタ
ーンに対応するクロスヘッド２２の位置をメモリ５７か
ら読み出し、図７に示されるような位置パターンを発生
させ、該位置パターンをクロスヘッド位置制御部５４に
対して出力する。
【００２１】その結果、該クロスヘッド位置制御部５４
は、エンコーダ１９の検出信号に基づいて速度指令を発
生させ、該速度指令を加算器６１を介してサーボアンプ
５５に対して出力する。該サーボアンプ５５は、前記速
度指令に対応する電流を発生させ、該電流をサーボモー
タ１８に供給してサーボモータ１８を駆動する。その結
果、クロスヘッド２２が前記位置パターンに従って移動
させられる。なお、前記型締力／クロスヘッド位置変換
器５３、クロスヘッド位置制御部５４及びサーボアンプ
５５によって位置制御手段が構成される。
【００２２】そして、前記位置パターンに基づいて実際
のクロスヘッド２２の位置が制御されると、型締力設定
器５０によって設定された型締力が、図８に示されるよ
うに正確に再現される。なお、必要に応じてスイッチ５
６を切り換え、型締力検出器３３によって型締力を検出
し、メモリ５７内に格納された型締力及びクロスヘッド
２２の位置のデータを補正することもできる。
【００２３】このように、型締力調整モード時におい
て、所定の位置パターンで移動させたときのクロスヘッ
ド２２の位置と、そのとき発生させられた型締力とが対
応させられてメモリ５７に格納され、型締力発生モード
時において、型締力パターンに対応するクロスヘッド２
２の位置が前記メモリ５７から読み出され、前記クロス
ヘッド２２の位置に基づいてサーボモータ１８が駆動さ
れるので、前記クロスヘッド２２を型締力に対応する位
置に正確に移動させることができ、型締力を精度良く発
生させることができる。
【００２４】また、各型締装置において機械誤差が存在
しても、各型締装置ごとに前記型締力をクロスヘッド２
２の位置と対応させてメモリ５７に格納することができ
るので、型締力を精度良く発生させることができる。し
たがって、型締装置のコストを低くすることができる。
さらに、前記ボールねじ４４、ピンｐ１〜ｐ５、ブシュ
ｂ２〜ｂ５等の可動部品にガタが生じたり、可動部品の
摩擦特性が変化したりしても、それに伴って型締力をク
ロスヘッド２２の位置と対応させてメモリ５７に格納す
ることができるので、型締力を精度良く発生させること
ができる。したがって、成形品の品質を向上させること
ができる。
【００２５】なお、型締力パターン発生器５１によって
発生させられた型締力パターン、及び型締力検出器３３
によって検出された型締力をフィードバック制御手段と
しての減算器６２に送り、該減算器６２において型締力
パターンと型締力との偏差を算出することもできる。そ
の場合、該偏差は、型締力補償器３８を介して加算器６
１に送られ、該加算器６１において速度指令に加算され
る。このように、型締力のフィードバック制御を行うこ
とによって、型締力を更に精度良く発生させることがで
きる。
【００２６】なお、本発明は前記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。
【００２７】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、型締制御装置においては、固定金型が取り付けら
れた固定プラテンと、該固定プラテンと対向させて進退
自在に配設され、可動金型が取り付けられた可動プラテ
ンと、電動機と、該電動機を駆動することによって発生
させられた回転運動を直線運動に変換し、該直線運動を
移動部材に伝達する運動方向変換手段と、前記移動部材
と前記可動プラテンとを連結する伝達機構と、前記移動
部材の位置を検出する検出手段と、前記移動部材を所定
の位置パターンで移動させたときの移動部材の位置と、
そのとき発生させられた型締力とが対応させて格納され
た記憶手段と、型締力を設定するための型締力設定器
と、設定された型締力に基づいて型締力パターンを発生
させる型締力パターン発生器と、前記型締力パターンに
対応する移動部材の位置を前記記憶手段から読み出して
前記電動機を駆動する位置制御手段とを有する。
【００２８】この場合、型締力調整モード時において、
所定の位置パターンで移動させたときの移動部材の位置
と、そのとき発生させられた型締力とが対応させて記憶
手段に格納され、型締力発生モード時において、型締力
パターンに対応する移動部材の位置が前記記憶手段から
読み出され、前記移動部材の位置に基づいて電動機が駆
動されるので、前記移動部材を型締力に対応する位置に
正確に移動させることができ、型締力を精度良く発生さ
せることができる。
【００２９】また、各型締装置において機械誤差が存在
しても、各型締装置ごとに前記型締力を移動部材の位置
と対応させて記憶手段に格納することができるので、型
締力を精度良く発生させることができる。したがって、
型締装置のコストを低くすることができる。さらに、前
記運動方向変換手段、及び伝達機構において使用される
ピン、ブシュ等の可動部品にガタが生じたり、可動部品
の摩擦特性が変化したりしても、それに伴って型締力を
移動部材の位置と対応させて記憶手段に格納することが
できるので、型締力を精度良く発生させることができ
る。したがって、成形品の品質を向上させることができ
る。
【００３０】本発明の他の型締制御装置においては、さ
らに、型締力を検出する型締力検出器と、前記型締力パ
ターン及び検出された型締力に基づいてフィードバック
制御を行うフィードバック制御手段とを有する。この場
合、フィードバック制御が行われるので、型締力を更に
精度良く発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における型締制御装置の概
略図である。
【図２】本発明の実施の形態における型締装置の概略図
である。
【図３】本発明の実施の形態におけるクロスヘッドの特
性を示す第１の図である。
【図４】本発明の実施の形態におけるクロスヘッドの特
性を示す第２の図である。
【図５】本発明の実施の形態におけるクロスヘッドの特
性を示す第３の図である。
【図６】本発明の実施の形態における型締制御装置の特
性を示す第１の図である。
【図７】本発明の実施の形態における型締制御装置の特
性を示す第２の図である。
【図８】本発明の実施の形態における型締制御装置の特
性を示す第３の図である。
【符号の説明】
１１ 固定プラテン １５ 固定金型 １６ 可動金型 １８ サーボモータ １９ エンコーダ ２１ トグル機構 ２２ クロスヘッド ３４ 可動プラテン ４４ ボールねじ ４９ 型締制御装置 ５０ 型締力設定器 ５１ 型締力パターン発生器 ５３ 型締力／クロスヘッド位置変換器 ５４ クロスヘッド位置パターン発生器 ５５ サーボアンプ ５７ メモリ ６２ 減算器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−86210（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−161306（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−214316（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−164570（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−220747（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−187853（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−80759（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−119099（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B29C 45/64 - 45/68 B29C 45/77

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （ａ）固定金型が取り付けられた固定プ
    ラテンと、（ｂ）該固定プラテンと対向させて進退自在
    に配設され、可動金型が取り付けられた可動プラテン
    と、（ｃ）電動機と、（ｄ）該電動機を駆動することに
    よって発生させられた回転運動を直線運動に変換し、該
    直線運動を移動部材に伝達する運動方向変換手段と、
    （ｅ）前記移動部材と前記可動プラテンとを連結する伝
    達機構と、（ｆ）前記移動部材の位置を検出する検出手
    段と、（ｇ）前記移動部材を所定の位置パターンで移動
    させたときの移動部材の位置と、そのとき発生させられ
    た型締力とが対応させて格納された記憶手段と、（ｈ）
    型締力を設定するための型締力設定器と、（ｉ）設定さ
    れた型締力に基づいて型締力パターンを発生させる型締
    力パターン発生器と、（ｊ）前記型締力パターンに対応
    する移動部材の位置を前記記憶手段から読み出して前記
    電動機を駆動する位置制御手段とを有することを特徴と
    する型締制御装置。
  2. 【請求項２】 前記型締力を検出する型締力検出器を有
    する請求項１に記載の型締制御装置。
  3. 【請求項３】 （ａ）型締力を検出する型締力検出器
    と、（ｂ）前記型締力パターン及び検出された型締力に
    基づいてフィードバック制御を行うフィードバック制御
    手段とを有する請求項１に記載の型締制御装置。
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