JP3270653B2 - 射出成形機の型締制御方法および型締制御装置 - Google Patents

射出成形機の型締制御方法および型締制御装置

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    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C45/7653Measuring, controlling or regulating mould clamping forces

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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
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  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、射出成形機の型締制御
方法と型締制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来用いられていた射出成形機のトグル
式型締装置の構造を示す正面図と制御ブロック図を図3
に示す。301aは固定金型、301bは可動金型、3
02は固定金型301aを保持する固定盤、303は可
動金型301bを保持する可動盤、304は固定盤30
2と型締ハウジング306を連結し固定するとともに可
動盤303を滑動自在にガイドするタイバー、305は
駆動装置307の可動部に固定されたクロスヘッド、3
06は型締ハウジング、307は型締ハウジング306
に保持され可動部の先端がクロスヘッド305に固定さ
れる駆動装置、308は先端部が可動盤303、クロス
ヘッド305、型締ハウジング306のそれぞれと回転
自在に連結されたトグル機構、309は直接、あるいは
クロスヘッド305の位置から、あるいは駆動装置30
7の駆動電動機の回転角度から可動盤303の位置を検
出する位置検出装置である。
【0003】図中308aは型開位置の、308bは金
型タッチ位置の、308cは型締完了位置のそれぞれの
クロスヘッド位置を示す。駆動装置307によってクロ
スヘッド305が前進するとトグル機構の動作によって
可動金型301bを固着した可動盤303が初期段階は
高速で、型締完了が近付くに従って速度が減少するとと
もに型締圧力が増大しながら前進し、固定金型301a
に圧着して型締を行なう。
【0004】従来の型締制御装置は駆動装置307の駆
動を制御する制御装置310、前進速度や切り換え位置
等を設定する設定器311、クロスヘッド305と可動
盤303の幾何学的位置関係を記憶している記憶器31
2と、位置検出装置309により検出されたクロスヘッ
ド305の位置と設定器311の設定値とを比較して切
換え信号を制御装置310に指令する比較器313から
構成される。
【0005】型開位置308aから金型タッチ位置30
8bまでの型閉じ工程中は、比較器313は、位置検出
装置309により検出されたクロスヘッド305の位置
と設定器311に設定された前進速度等の切換え位置と
を比較しながら切換え信号を制御装置310に指令し、
制御装置は比較器313の指令で駆動装置を制御してク
ロスヘッド305を前進させる。
【0006】金型タッチ位置308bから型締完了位置
308cまでの型締工程では、クロスヘッド位置と型締
力の関係は図4のグラフの通り変化する。比較器313
で位置検出装置309により検出されたクロスヘッド3
05の位置から図4の関係を記憶している記憶器312
によって型締力を算出し、設定器311で設定された設
定型締力に対応する型締力に達したクロスヘッド305
の位置で型締完了信号を制御装置310に発信し、制御
装置は型締完了信号に従って駆動装置を停止させるよう
なオープン制御を行なっている。
【0007】また、精度の良い射出成形品を得る方法と
して特開昭63−116820公報に開示されたよう
に、金型を僅かに開いた状態で金型のキャビティ内に溶
融樹脂を注入し、次いで金型を締め付けることによって
金型キャビティの形状通りの成形品を得る方法もある
が、この場合も金型が僅かに開いた状態に対応するクロ
スヘッド205位置で上述の制御方法で停止させ、溶融
樹脂の注入後射出成形機本体の制御装置からの増締指令
信号により予め設定された目標型締力に対応するクロス
ヘッド205の位置まで前進させるオープン制御が行な
われている。
【0008】特開平4−161306公報で開示された
自動型締力補正方法では、目標型締力に対応するクロス
ヘッド目標位置を決定するために型締力測定装置を設け
て、目標型締力が測定されたクロスヘッド位置を目標ク
ロスヘッド位置として決定しているが、目標位置決定後
の駆動制御は上述の制御方法と同様のオープン制御とな
っている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の型締制
御においては、いずれもクロスヘッドの目標位置を設定
して、クロスヘッドを目標位置で停止させるオープン制
御であるために、次のような問題点がある。
【0010】1)型厚が異なると発生型締力が微妙に変
化する。
【0011】2)射出時のキャビティ圧によって金型を
開かせる力が作用すると、それに抗して型保持力が発生
し、設定以上の型締力を生ずる場合がある。一般の成形
では製品ばらつき等に対し良い方向に働くこともある
が、樹脂注入後に金型による圧縮工程を持つ射出圧縮成
形等の精密な型締力制御を必要とする製法では問題とな
ることがある。
【0012】本発明はこれらの課題を解決し、正確かつ
精密な型締力制御を可能とする型締制御方法および型締
制御装置を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明の型締制御方法で
は、トグル式型締装置を有する射出成形機の可動盤位置
を、クロスヘッド位置と前記可動盤位置の幾何学的関係
に基づいて、クロスヘッドの位置を制御することによっ
て制御する型締制御方法において、金型タッチから型締
完了までの型締工程が予め連続する複数の段階で構成さ
れ、各段階毎に設定された設定型締力が、設定される時
間保持されるように予め設定されており、金型タッチか
ら型締完了までの型締工程中の各段階は、型締装置に取
り付けられた型締力検出手段により検出して演算された
検出型締力と、予め設定された設定型締力とを比較し
て、検出型締力が設定型締力より小さい場合は両者が一
致するまでクロスヘッドを型閉じ方向に前進させ、検出
型締力が設定型締力より大きい場合は両者が一致するま
でクロスヘッドを型開方向に後退させるように、クロー
ズド制御を行なう。
【0014】
【0015】本発明の型締制御装置では、トグル式型締
装置を有する射出成形機の型締制御装置において、型締
装置に取り付けられた型締力検出手段と、型締力検出手
段で検出された検出値から型締力を演算する演算手段
と、設定型締力を設定するための設定手段と、演算手段
で演算された検出型締力と設定手段で設定された設定型
締力とを比較して両者を一致させるためのクローズド制
御の信号を型締装置のクロスヘッド駆動用の駆動装置の
制御手段に出力する比較手段とを有し、設定手段が型締
工程を連続する複数の段階で構成し、各段階毎に予め設
定される設定型締力を予め設定される時間保持されるよ
うに設定可能な機能を有する。
【0016】
【0017】型締検出手段は、型締力が付加されたとき
に歪みを生ずる前記型締装置の構成部材に取り付けられ
た歪センサであってもよい。
【0018】
【作用】このような型締制御方法と型締制御装置では、
金型タッチから型締完了までの型締工程において、従来
技術のクロスヘッドの位置による型締力の間接オープン
制御ではなく、型締力検出手段によって直接現在の型締
力を演算し、目標の設定型締力と比較して検出型締力が
設定型締力と一致するようにクロスヘッド位置をクロー
ズド制御するので正確かつ精密な型締力の制御が行なわ
れる。
【0019】また従来例では対応できなかったクロスヘ
ッドが同一位置で外部からの力が変化したことによって
生ずる型締力の変化にも対応できる。
【0020】金型タッチから型締完了までの型締工程が
連続する複数の段階で構成され、各段階毎に予め設定さ
れる設定型締力が予め設定される時間保持されるように
設定した場合には、各段階で正確かつ精密な型締力の制
御が行なわれる。
【0021】
【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。図1は本発明の実施例の射出成形機のトグル
式型締装置の構造を示す正面図と制御ブロック図、図2
は本発明の実施例の型閉じ工程と型締工程のフローチャ
ートである。
【0022】図1で、101aは固定金型、101bは
可動金型、102は固定金型101aを保持する固定
盤、103は可動金型101bを保持する可動盤、10
4は固定盤102と型締ハウジング106を連結し固定
するとともに可動盤103を滑動自在にガイドするタイ
バー、105は駆動装置107の可動部に固定されたク
ロスヘッド、106は型締ハウジング、107は型締ハ
ウジング106に保持され可動部の先端がクロスヘッド
に固定される駆動装置、108は先端部が可動盤10
3、クロスヘッド105、型締ハウジング106のそれ
ぞれと回転自在に連結されたトグル機構、109は駆動
装置107の駆動電動機の回転角度から可動盤103の
位置を検出する位置検出装置である。位置検出装置10
9は直線エンコーダ等のクロスヘッドの位置を直接検出
する装置でも差し支えない。
【0023】図中108aは型開位置の、108bは金
型タッチ位置の、108cは型締完了位置のそれぞれの
クロスヘッド位置を示す。駆動装置107によってクロ
スヘッド105が前進するとトグル機構の動作によって
可動金型101bを固着した可動盤103が初期段階は
高速で、型締完了が近付くに従って速度が減少するとと
もに型締圧力が増大しながら前進し、固定金型101a
に圧着して型締を行なう。
【0024】本実施例の型締制御装置は駆動装置107
の駆動を制御する制御装置110、前進速度や切換え位
置、設定型締圧力とその保持時間等を設定する設定器1
11、クロスヘッド105と可動盤103の幾何学的位
置関係を記憶している記憶器112と、タイバー104
に型締力によって発生する歪みを測定する歪センサ11
4と、歪センサ114によって検出されたタイバ104
の歪み量から型締力を演算する演算器115と、型閉じ
工程では位置検出装置109により検出されたクロスヘ
ッド105の位置と設定器111の設定値とを比較して
切換え信号を制御装置110に指令し、型締工程では演
算器115の演算した型締力と設定器111で設定され
た設定型締力とを比較して切換え信号を制御装置110
に指令する比較器113とから構成される。
【0025】次に本実施例の制御方法を図1、図2によ
って説明する。型開位置108a(S201)から金型
タッチ位置108b(S209)までの型閉じ工程中
は、比較器113は、位置検出装置109により検出さ
れた(S202)クロスヘッド105の位置と設定器1
11に設定された前進速度等の切換え位置とを比較しな
がら(S203)切換え信号を制御装置110に指令し
(S204、S205)、制御装置は比較器113の指
令で駆動装置を制御してクロスヘッド105と可動盤1
03を前進させる(S204、S205)。現在の設定
位置に到達しなお型閉じ工程の終了していない場合は予
め設定器111に設定した次のステップの速度(S20
7)と設定位置(S208)とを目標値として型閉じ工
程終了まで繰返し(S206)、金型タッチで型閉じ工
程を終了する(S209)。
【0026】金型タッチ位置108bから型締完了位置
108cまでの型締工程では、タイバー104に取り付
けられた歪センサ114の検出歪み量(S210)から
現在の型締力を計算し(S211)設定器111に予め
設定された現在の設定型締力と比較し(S212)、設
定型締力より検出型締力が少ない場合は制御装置110
に指令してクロスヘッド105を前進させ(S21
3)、設定型締力より検出型締力が大きい場合は制御装
置110に指令してクロスヘッド105を後退させ(S
214)クローズド制御によって設定型締力と検出型締
力とを一致させ設定時間維持する(S215)。設定時
間が経過すると多段設定が未完了の場合は(S216)
次のステップの時間(S217)と型締力(S218)
とを目標値として型締完了(S219)まで繰り返す。
【0027】上記実施例において、駆動装置107は電
動式でも油圧式でもよく、設定される型締力は一段であ
ってもよいし、射出圧縮成形のように多段であってもよ
い。また、歪センサ114はタイバー104以外の箇
所、例えばトグル機構108のレバーに設置してもよ
く、型締力を検出する方法は歪センサ以外の方法であっ
てもよい。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように本発明の射出成形機
の型締制御方法および装置は、型締工程で、検出した型
締力と設定した型締力を比較してその差をフィードバッ
クさせるクローズド制御を行ない、そのための歪セン
サ、型締力演算器、比較器を有するので次に記載する効
果を得ることができる。
【0029】1)実際に発生している型締力をフィード
バックするクローズド制御であるため、精密な型締力制
御が可能となる。
【0030】2)型厚が異なる場合でも、発生型締力は
全く変化しない。
【0031】3)射出時のキャビティ圧により金型を開
かせる方向の力が作用しても、設定以上の型締力となる
ことがなく設定通りの発生型締力が得られる。
【0032】4)射出圧縮成形のように型締力を多段に
変化させる必要がある場合にも、各段階で精密な型締力
の制御ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の射出成形機のトグル式型締装
置の構造を示す正面図と制御ブロック図である。
【図2】本発明の実施例の型閉じ工程と型締工程のフロ
ーチャートである。
【図3】従来用いられていた射出成形機のトグル式型締
装置の構造を示す正面図と制御ブロック図である。
【図4】クロスヘッド位置と型締力の関係を示すグラフ
である。
【符号の説明】
101a、301a 固定金型 101b、301b 可動金型 102、302 固定盤 103、303 可動盤 104、304 タイバー 105、305 クロスヘッド 106、306 型締ハウジング 107、307 駆動装置 108、308 トグル機構 108a、308a 型開位置 108b、308b 金型タッチ位置 108c、308c 型締完了位置 109、309 位置検出装置 110、310 制御装置 111、311 設定器 112、312 記憶器 113、313 比較器 114 歪センサ 115 演算器 S1〜S19 ステップ
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29C 45/00 - 45/76 B22D 17/26 B29C 33/22

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トグル式型締装置を有する射出成形機の
    可動盤位置を、クロスヘッド位置と前記可動盤位置の幾
    何学的関係に基づいて、前記クロスヘッドの位置を制御
    することによって制御する型締制御方法において、金型タッチから型締完了までの型締工程が予め連続する
    複数の段階で構成され、各段階毎に設定された設定型締
    力が、設定される時間保持されるように予め設定されて
    おり、 金型タッチから型締完了までの型締工程の各段階中は、
    前記型締装置に取り付けられた型締力検出手段により検
    出して演算された検出型締力と予め設定された設定型締
    力とを比較して、前記検出型締力が前記設定型締力より
    小さい場合は両者が一致するまで前記クロスヘッドを型
    閉じ方向に前進させ、前記検出型締力が前記設定型締力
    より大きい場合は両者が一致するまで前記クロスヘッド
    を型開方向に後退させるように、クローズド制御を行な
    うことを特徴とする型締制御方法。
  2. 【請求項2】 トグル式型締装置を有する射出成形機の
    型締制御装置において、 前記型締装置に取り付けられた型締力検出手段と、 前記型締力検出手段で検出された検出値から型締力を演
    算する演算手段と、 設定型締力を設定するための設定手段と、 前記演算手段で演算された検出型締力と前記設定手段で
    設定された設定型締力とを比較して両者を一致させるた
    めのクローズド制御の信号を前記型締装置の前記クロス
    ヘッド駆動用の駆動装置の制御手段に出力する比較手段
    と、を有し、 前記設定手段が型締工程を連続する複数の段階で構成
    し、各段階毎に予め設定される設定型締力を予め設定さ
    れる時間保持されるように設定可能な機能を有 すること
    を特徴とする型締制御装置。
  3. 【請求項3】 請求項記載の型締制御装置において、 前記型締検出手段が、型締力が付加されたときに歪みを
    生ずる前記型締装置の構成部材に取り付けられた歪セン
    サであることを特徴とする請求項記載の型締制御装
    置。
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