JP3719501B2

JP3719501B2 - 電動式射出成形機の制御方法

Info

Publication number: JP3719501B2
Application number: JP2001061943A
Authority: JP
Inventors: 聆冨田; 啓二郎岡
Original assignee: 株式会社名機製作所
Priority date: 2001-03-06
Filing date: 2001-03-06
Publication date: 2005-11-24
Anticipated expiration: 2021-03-06
Also published as: JP2002254485A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
サーボモータにより駆動される射出成形機の機構部分を過負荷による損傷から保護するための制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形機の射出装置においては、サーボモータの発生するトルクは、スクリュを前進させて高い射出圧力を発生させるために極めて高く設定してある。しかしながら、スクリュの後退時にそのような高トルクを射出装置に与えると、スクリュのカップリング、スクリュヘッドあるいはボールナットの取付ボルト等の強度上弱い部材が破損する恐れがある。そのため、従来は、スクリュ後退時にはサーボモータへの通電電流を減少させて、発生するトルクを制限することが実施されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、サーボモータの発生トルクを制限しても、スクリュ後退運動の始動・停止時にはスクリュ後退速度に比例し加減速時間に反比例した慣性力が作用するので、前記強度上弱い部材へ加わる力は慣性力だけ大きくなり、破損の危険が増大する。さらに、スクリュの駆動を複数のサーボモータで行うような射出機構においては、サーボモータのトルク制限をした場合にはサーボモータ相互間の回転数が同期しなくなり、ボールネジ等を破損させることがある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、サーボモータの回動を直線往復運動に変換して、スクリュを前後動させる電動式射出成形機の制御方法において、スクリュの受ける力を検出する検出手段を設け、前記サーボモータの駆動によるスクリュ後退力を該検出手段によって検出し、検出値が所定値を越したときサーボモータの回動を停止させるようにしたのである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明を実施する射出装置の部分断面図とその制御ブロック図である。１は加熱筒であり、ハウジング４にナット９によって固着されている。加熱筒１にはスクリュ２が回転往復動可能に嵌挿されており、加熱筒１とスクリュ２は協働して原料樹脂を可塑化溶融し図示しない金型に溶融樹脂を射出充填して成形を行う。スクリュ２の先端に螺着されたスクリュヘッド３は、溶融樹脂の逆流を防止する機能も有する。溶融樹脂の射出充填時の圧力は２００Mpに達する高圧であるが、スクリュ２の直径が小さいこともあってスクリュヘッド３の強度上の余裕は十分ではない。
【０００６】
ハウジング４の加熱筒１の取付方向両側にはサーボモータ５，５が固着され、その回転子にはボールネジ６，６がハウジング４を遊貫して接続されている。ボールネジ６，６にはボールナット７，７が螺合し、サーボモータ５，５の回動により前後動される。ボールナット７，７は、ベアリングボックス１０にボルト８によって固着されている。ベアリングボックス１０の中心開口にはベアリング１７，１８で回動支持された軸１２が内装され、該軸１２の加熱筒１側端面にはカップリング１１を介してスクリュ２の基部が挿入・固定されている。この構成によりサーボモータ５，５は、スクリュ２を前後動駆動可能とし、スクリュ２を加熱筒１に挿入させる方向を前進（射出充填）とし、スクリュ２を加熱筒１から抜出す方向を後退（サックバック、強制後退）とする。
【０００７】
ベアリングボックス１０の反加熱筒１側端面には検出手段としてのロードセル１３が固着されている。ロードセル１３は二の環状体を薄い可動板で接続した形態をしており、可動板表面に配設したブリッジに組んだ歪ゲージにより内側の環状体が受ける力を電気信号に変換するものである。検出手段は、ロードセル以外の検出器であってもよく、例えば、油圧シリンダの密封された油圧を圧力検出器で測定する方法もある。
【０００８】
ベアリングボックス１０にはフランジ１４を介してサーボモータ１９が固着され、その回転子には軸１２が接続されている。サーボモータ１９は軸１２を介してスクリュ２を回転させ、原料樹脂を可塑化溶融する。
【０００９】
軸１２には、軸１２の回転を許容しつつ軸方向の力を伝達するように構成したスリーブ１５が外装され、スリーブ１５の軸方向の力はロードセル１３に伝達されるので、スクリュ２の後退力が検出される。また、スクリュ２の前進力は、軸１２、ベアリング１７及びリング１６を介してロードセル１３に伝達されて検出される。
【００１０】
スクリュ前進時のサーボモータ５，５のトルクはボールナット７，７で前進力に変換され、ボールナット７，７の鍔、ベアリングボックス１０、ロードセル１３、リング１６、ベアリング１７、軸１２を通じてスクリュ２に伝達される。一方、スクリュ後退時のサーボモータ５，５のトルクはボールナット７，７で後退力に変換され、ボールナット７，７の鍔、ボルト８、ベアリングボックス１０、ロードセル１３、スリーブ１５、軸１２、カップリング１１を通じてスクリュ２に伝達される。このように、スクリュ後退時には、スクリュ前進時とは異なり、ボルト８やカップリング１１のように強度上弱い部材に力が加わる。また、強度上弱い部材は前記の他、スクリュヘッド３のスクリュへの螺着部分がある。
【００１１】
次に、制御について説明する。制御装置２０は射出成形機の作動全般に関わり、サーボモータ５，５，１９はもとより、加熱筒１の温度や、図示しない型締装置のサーボモータ等も制御する。ロードセル１３で受けたスクリュの前進力・後退力の電気信号は制御装置２０に入力される。制御装置２０は、それに設定器２１を備え、設定器２１に設定した前進及び／又は後退の工程に応じた力の上限値である許容値と前記電気信号を比較演算し、電気信号が許容値を越したときにそれに対応したサーボモータを停止させる。前進力と後退力とではロードセル１３の電気信号の極性は逆になるが、制御装置２０は極性を考慮して演算処理してもよいし、絶対値で演算処理してもよい。また、スクリュ２の受ける力が零であるときにロードセル１３の零点を前進側に故意にずらせて前進側の極性でのみ演算処理することもできる。
【００１２】
ロードセル１３の検出した電気信号が許容値を越したとき、サーボモータの回動を停止させるだけでは、スクリュ２には過大な力が掛かったままであるので、サーボモータの回動を停止後、ロードセル１３がスクリュ２の受ける力を検出しなくなるまで、サーボモータをその停止前の回転方向とは逆方向に回動させるように制御することが好ましい。
【００１３】
【発明の効果】
本発明は上記のように制御するので、スクリュ２の前後進の慣性力等による過大な力の影響を受けることがなく、強度上弱い部材の損傷を未然に防止できる。また、複数のサーボモータで駆動する場合でも同期運転を確実に実行できるので、ボールネジ等を損傷させることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する射出装置の部分断面図とその制御ブロック図である。
【符号の説明】
１ ……… 加熱筒
２ ……… スクリュ
３ ……… スクリュヘッド
４ ……… ハウジング
５，１９ ……… サーボモータ
６ ……… ボールネジ
７ ……… ボールナット
８ ……… ボルト
９ ……… ナット
１０ …… ベアリングボックス
１１ …… カップリング
１２ …… 軸
１３ …… ロードセル
１４ …… フランジ
１５ …… スリーブ
１６ …… リング
１７，１８ …… ベアリング
２０ …… 制御装置
２１ …… 設定器

Claims

サーボモータの回動を直線往復運動に変換して、スクリュを前後動させる電動式射出成形機の制御方法において、スクリュの受ける力を検出する検出手段を設け、前記サーボモータの駆動によるスクリュ後退力を該検出手段によって検出し、検出値が所定値を越したときサーボモータの回動を停止させることを特徴とする電動式射出成形機の制御方法。
サーボモータの回動を直線往復運動に変換して、スクリュを前後動させる電動式射出成形機の制御方法において、スクリュの受ける力を検出する検出手段を設け、該検出手段の検出値が所定値を越したときサーボモータの回動を停止させ、サーボモータの回動を停止後、検出器がスクリュの受ける力を検出しなくなるまで、サーボモータをその停止前の回転方向とは逆方向に回動させることを特徴とする電動式射出成形機の制御方法。