JP3833140B2

JP3833140B2 - 射出成形機の型締力設定方法及び型締方法

Info

Publication number: JP3833140B2
Application number: JP2002129888A
Authority: JP
Inventors: 雅資菅沼
Original assignee: Nissei Plastic Industrial Co Ltd
Current assignee: Nissei Plastic Industrial Co Ltd
Priority date: 2002-05-01
Filing date: 2002-05-01
Publication date: 2006-10-11
Anticipated expiration: 2022-05-01
Also published as: JP2003320569A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金型に対する型締力を設定する射出成形機の型締力設定方法及びこの型締力を金型に付与して型締を行う射出成形機の型締方法に関する。
【０００２】
【従来技術及び課題】
従来、型締装置に取付けた金型に所定の型締力を付与して型締を行う射出成形機の型締方法としては、既に、本出願人が提案した特公平４−２８５３１号公報で開示される電動式射出成形機の強力型締方法が知られている。
【０００３】
この型締方法は、型締機構の駆動源をサーボモータとし、そのサーボモータの回転力を伝動機構を介して可動盤の推力に変換し、その可動盤の移動による型閉と低圧型締に引続いて強力型締を行うに当たり、強力型締工程におけるサーボモータの出力トルクを、所定の型締力に応じたトルク値に設定してトルク制御を行うとともに、速度設定値を型閉スローダウン工程の速度設定値よりも高く設定するようにしたものであり、これにより、型閉スローダウン工程の最終区間における低圧型締から、強力型締への移行をスムーズに行うことができ、また、トルク制御により型締力の設定も容易で、無段階に調整できるとともに、必要最小限の力により強力型締を行うことができ、しかも、型締工程の時間短縮，金型の長寿命化，消費エネルギの低減等を図ることができる。
【０００４】
ところで、必要とする型締力は、金型の種類のみならず、樹脂温度，射出速度，保圧力等の各種成形条件により変化するため、的確な型締力を設定することは容易でない。このため、上述した型締方法をはじめ、従来の型締方法では、予め、型締装置（金型）に見合うサーボモータを選定することにより実機に搭載し、型締（型締力）は、このサーボモータの定格出力（最大出力）で行うようにしたり或いはオペレータの経験等により設定していた。
【０００５】
しかし、このような従来の型締方法（型締力設定方法）では、金型に対する最適な型締力が設定されているとは言えず、結局、金型の長寿命化，消費エネルギの低減などの目的を十分に達成できないとともに、サーボモータに過大負荷が加わりやすくなるため、過負荷異常の発生により生産の中断を招きやすいという解決すべき課題が存在した。
【０００６】
本発明は、このような従来技術に存在する課題を解決したものであり、最適な型締力を容易に設定可能にして、過大な型締力が付加されることに伴う不具合を解消、即ち、金型の長寿命化，消費エネルギの低減，生産の中断回避等を確実かつ十分に達成できるようにした射出成形機の型締力設定方法及び型締方法の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び実施の形態】
本発明に係る射出成形機Ｍの型締力設定方法は、型締装置Ｍｃに取付けた金型Ｃに対する型締力Ｆｓを設定するに際し、型締力Ｆを、最大となる型締力Ｆｍから順次１／Ｎ（Ｎ＞１）に変化させるとともに、各型締力Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３…による仮成形を行い、仮成形時における可動型Ｃｍの開きを、当該可動型Ｃｍを加圧する駆動モータ２の逆回転量により検出し、可動型Ｃｍの開きを検出したなら、順次Ｍ倍（１＜Ｍ＜Ｎ）に変化させる処理を行い、可動型Ｃｍが開いた後、最初に開かなくなった型締力又はこの型締力に所定の余裕を付加した型締力を求め、求めた型締力を正規の型締力Ｆｓとして設定するようにしたことを特徴とする。
【０００８】
この場合、好適な実施の態様により、最大となる型締力Ｆｍによる仮成形時に、可動型Ｃｍの開きを検出したなら、型締力不足としてエラー処理を行う。
【０００９】
一方、本発明に係る射出成形機の型締方法は、型締装置Ｍｃに取付けた金型Ｃに所定の型締力Ｆを付与して型締を行うに際し、上述した型締力設定方法により正規の型締力Ｆｓを設定したなら、正規の成形時に、設定された型締力Ｆｓを目標値として型締を行うようにしたことを特徴とする。
【００１０】
【実施例】
次に、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。
【００１１】
まず、本実施例に係る型締力設定方法（型締方法）を実施できる射出成形機Ｍの構成について、図３を参照して説明する。
【００１２】
射出成形機Ｍは、成形機ベッド１１を備え、この成形機ベッド１１の上面一側に射出装置Ｍｉを配設するとともに、上面他側に型締装置Ｍｃを配設する。型締装置Ｍｃは、成形機ベッド１１の上面に離間して固定した固定盤１２と圧受盤１３を備え、固定盤１２と圧受盤１３間に架設した四本のタイバー１４…には、可動盤１５をスライド自在に装填する。そして、固定盤１２には固定型Ｃｃを取付けるとともに、可動盤１５には可動型Ｃｍを取付ける。この固定型Ｃｃと可動型Ｃｍは金型Ｃを構成する。
【００１３】
また、圧受盤１３にはボールねじ機構１６を取付ける。ボールねじ機構１６は、ボールナット部１６ｎとこのボールナット部１６ｎに螺合するスクリュ部１６ｓからなり、ボールナット部１６ｎの外周部を、圧受盤１３に対して回動自在に取付けるとともに、スクリュ部１６ｓの前端を、規制盤１７を介して可動盤１５の裏面に結合する。この場合、規制盤１７の一面側にスクリュ部１６ｓの前端を固定し、かつ規制盤１７の他面側に可動盤１５を回動自在に結合するとともに、規制盤１７の下端は、成形機ベッド１１の上面に敷設したガイドレール１８にスライド自在に装填する。さらに、ボールナット部１６ｎの後端には、被動プーリ１９を取付ける。他方、成形機ベッド１１の内部には、サーボモータ２ｓ（駆動モータ２）を配設する。このサーボモータ２ｓは成形機ベッド１１に固定した支持板２０に支持される。そして、サーボモータ２ｓの回転シャフトには、駆動プーリ２１を取付けるとともに、この駆動プーリ２１と被動プーリ１９間にタイミングベルト２２を架け渡して回転伝達機構２３を構成する。なお、サーボモータ２ｓには、このサーボモータ２ｓの回転を検出するロータリエンコーダ２ｅが付設されている。
【００１４】
これにより、サーボモータ２ｓの回転は、回転伝達機構２３を介してボールナット部１６ｎに伝達され、規制盤１７により回転が規制されたスクリュ部１６ｓが前進又は後退移動する。この結果、可動盤１５が一体となって進退移動し、金型Ｃに対する型閉，型締及び型開を行うことができる。この場合、スクリュ部１６ｓの回転方向の応力は、規制盤１７により吸収され、可動盤１５には伝達されない。
【００１５】
一方、３０は制御系を示す。制御系３０は、各種制御及び処理を実行するコントローラ（コンピュータ処理部）３１を備え、内蔵するメモリには、本実施例に係る型締力設定方法（型締方法）を実行する処理プログラムＰｓを格納するとともに、各種設定を行う設定部３２を備える。また、コントローラ３１の出力ポートは、モータドライバ（サーボアンプ）３３，負荷電流を検出する電流検出部３４を介してサーボモータ２ｓに接続するとともに、コントローラ３１の入力ポートには、電流検出部３４及びロータリエンコーダ２ｅを接続する。
【００１６】
次に、本実施例に係る型締力設定方法について、図２及び図３を参照しつつ図１に示すフローチャートに従って説明する。
【００１７】
まず、コントローラ３１は、型締力Ｆとして、最大となる型締力Ｆｍを設定する（ステップＳ１）。この場合の型締力Ｆｍは、搭載したサーボモータ２ｓの定格出力に基づいて発生する型締力を設定できる。そして、この型締力Ｆｍによる仮成形（射出成形処理）を行う（ステップＳ２）。なお、この際の成形条件は、型締力Ｆｍを除いて、正規の成形時における成形条件を用いる。一方、コントローラ３１は、この仮成形時における可動型Ｃｍの開きの有無を検出する。即ち、ロータリエンコーダ２ｅからサーボモータ２ｓの逆回転量を検出し、一定量以上の逆回転が発生したなら可動型Ｃｍが開いたとして検出する。
【００１８】
この際、最大となる型締力Ｆｍを設定したにも拘わらず、可動型Ｃｍの開きを検出したなら、型締力不足として設定処理を中止し、アラーム表示などのエラー処理を行う（ステップＳ３）。これに対して、可動型Ｃｍの開きを検出しないときは、型締力Ｆｍを、Ｆｍ／Ｎ＝Ｆ１（Ｆｎ）に設定する（ステップＳ３，Ｓ４）。この場合、Ｎは、Ｎ＞１を満たすことを条件とする。実施例ではＮ＝２を用いた。なお、サーボモータ２ｓの回転トルクは、負荷電流に比例するとともに、型締力Ｆは、回転トルクにより設定できる。したがって、電流検出部３４から検出される負荷電流の大きさに基づいて型締力Ｆを設定することができ、具体的には、型締力Ｆを、Ｆｍ／Ｎに設定する際は、型締力Ｆｍを設定した際における負荷電流の１／Ｎに制御する。
【００１９】
そして、この型締力Ｆ１による仮成形（射出成形処理）を行い、この際における可動型Ｃｍの開きの有無を検出する（ステップＳ５，Ｓ６）。この際、可動型Ｃｍの開きを検出したなら、型締力Ｆ１を、Ｆ１×Ｍ＝Ｆ２（Ｆｎ）に設定する（ステップＳ６，Ｓ７）。この場合、Ｍは、１＜Ｍ＜Ｎを満たすことを条件とする。実施例では、Ｍ＝１．２を用いた。次いで、この型締力Ｆ２による仮成形（射出成形処理）を行い、この際における可動型Ｃｍの開きの有無を検出する（ステップＳ５，Ｓ６）。
【００２０】
図２に示す実施例では、可動型Ｃｍが開く最小の型締力（臨界型締力）をＦｏで示している。したがって、実施例の場合には、型締力Ｆ２でも可動型Ｃｍが開くため、さらに、型締力Ｆ２を、Ｆ２×Ｍ＝Ｆ３（Ｆｎ）に設定する（ステップＳ６，Ｓ７）。そして、この型締力Ｆ３による仮成形（射出成形処理）を行い、この際における可動型Ｃｍの開きの有無を検出する（ステップＳ５，Ｓ６）。これにより、実施例の場合には、Ｆ３＞Ｆｏとなり、型締力Ｆ３では可動型Ｃｍの開きを検出しない。
【００２１】
よって、この時点で、前回における可動型Ｃｍの開きの有無を判断する（ステップＳ８）。実施例の場合には、前回、可動型Ｃｍの開きがあったため、この型締力Ｆ３を正規の型締力Ｆｓ（設定値）としてコントローラ３１に設定する（ステップＳ９）。この場合、Ｆ３−Ｆｏ＝ｆが余裕（余裕値）となる。
【００２２】
これに対し、ステップＳ４，Ｓ５において、型締力Ｆｍ／Ｎ＝Ｆ１（Ｆｎ）により仮成形を行った際に、可動型Ｃｍに開きがない場合（ステップＳ６，Ｓ７）は、この時点で、前回における可動型Ｃｍの開きの有無を判断する（ステップＳ８）。この場合、前回、可動型Ｃｍの開きはないため、さらに、Ｆ１／Ｎを設定する（ステップＳ１０）。そして、この型締力Ｆ１／Ｎによる仮成形（射出成形処理）を行い、この際における可動型Ｃｍの開きの有無を検出する（ステップＳ５，Ｓ６）。
【００２３】
このように、型締力Ｆを、最大となる型締力Ｆｍから順次段階的に変化、即ち、最大となる型締力Ｆｍから、順次１／Ｎ＝１／２に変化させ、可動型Ｃｍの開きを検出したなら、順次Ｍ＝１．２倍に変化させるとともに、各型締力Ｆ１，Ｆ２…による仮成形を行い、仮成形時における可動型Ｃｍの開きを検出することにより、可動型Ｃｍが開いた後、最初に開かなくなった型締力Ｆを求めれば、求めれた型締力Ｆが、可動型Ｃｍの開きが生じない最小の型締力又はこの型締力に所定の余裕を付加した型締力となる。よって、コントローラ３１は、この型締力Ｆを正規の型締力Ｆｓとして設定する。なお、実施例は、収束しやすい係数値として、Ｎ＝２，Ｍ＝１．２を選定したが、この係数値は、設定部３２により任意に設定することができる。また、正規の型締力Ｆｓを求める上述した一連の処理は、コントローラ３１により自動で実行される。
【００２４】
他方、このような最適な型締力Ｆｓが設定されることにより、正規の成形時には、設定された型締力Ｆｓを目標値として金型Ｃに対する型締を行う。この際、サーボモータ２ｓの負荷電流を監視し、設定した型締力Ｆｓに対応する負荷電流となるように制御できる。
【００２５】
以上、実施例について詳細に説明したが、本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、細部の手法，数値等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更，追加，削除することができる。例えば、実施例は、型締力Ｆとして負荷電流を検出した場合を示したが、タイバー１４…の伸縮度合等から直接型締力Ｆを検出してもよい。また、実施例の型締装置Ｍｉは、直圧式型締装置を例示したが、トグル式型締装置にも同様に適用できる。この場合、型締力Ｆは、クロスヘッド位置から検出することもできる。
【００２６】
【発明の効果】
このように、本発明に係る射出成形機の型締力設定方法（型締方法）は、型締力を、最大となる型締力から順次１／Ｎ（Ｎ＞１）に変化させるとともに、各型締力による仮成形を行い、仮成形時における可動型の開きを、当該可動型を加圧する駆動モータの逆回転量により検出し、可動型の開きを検出したなら、順次Ｍ倍（１＜Ｍ＜Ｎ）に変化させる処理を行い、可動型が開いた後、最初に開かなくなった型締力又はこの型締力に所定の余裕を付加した型締力を求め、求めた型締力を正規の型締力として設定するようにしたため、最適な型締力を容易に設定でき、もって、過大な型締力が付加されることに伴う不具合を解消し、金型の長寿命化，消費エネルギの低減，生産の中断回避等を確実かつ十分に達成できるという顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施例に係る型締力設定方法（型締方法）の処理手順を示すフローチャート、
【図２】同型締力設定方法（型締方法）を実施した際における仮成形回数に対する型締力の変化特性図、
【図３】同型締力設定方法（型締方法）を実施できる射出成形機の構成図、
【符号の説明】
Ｍ射出成形機
Ｍｃ型締装置
Ｃ金型
Ｃｍ可動型
Ｆ型締力
Ｆｍ最大となる型締力
Ｆ１… 段階的に変化させた際の型締力
Ｆｓ正規の型締力
２駆動モータ

Claims

型締装置に取付けた金型に対する型締力を設定する射出成形機の型締力設定方法において、型締力を、最大となる型締力から順次１／Ｎ（Ｎ＞１）に変化させるとともに、各型締力による仮成形を行い、仮成形時における可動型の開きを、当該可動型を加圧する駆動モータの逆回転量により検出し、可動型の開きを検出したなら、順次Ｍ倍（１＜Ｍ＜Ｎ）に変化させる処理を行い、可動型が開いた後、最初に開かなくなった型締力又はこの型締力に所定の余裕を付加した型締力を求め、求めた型締力を正規の型締力として設定することを特徴とする射出成形機の型締力設定方法。
最大となる型締力による仮成形時に、可動型の開きを検出したなら、型締力不足としてエラー処理を行うことを特徴とする請求項１記載の射出成形機の型締力設定方法。
型締装置に取付けた金型に所定の型締力を付与して型締を行う射出成形機の型締方法において、予め、型締力を、最大となる型締力から順次１／Ｎ（Ｎ＞１）に変化させるとともに、各型締力による仮成形を行い、仮成形時における可動型の開きを、当該可動型を加圧する駆動モータの逆回転量により検出し、可動型の開きを検出したなら、順次Ｍ倍（１＜Ｍ＜Ｎ）に変化させる処理を行い、可動型が開いた後、最初に開かなくなった型締力又はこの型締力に所定の余裕を付加した型締力を正規の型締力として設定し、正規の成形時に、設定された型締力を目標値として型締を行うことを特徴とする射出成形機の型締方法。