JP3936650B2

JP3936650B2 - 縦型射出成形機の制御方法および縦型射出成形機

Info

Publication number: JP3936650B2
Application number: JP2002297850A
Authority: JP
Inventors: 達夫木戸
Original assignee: 株式会社名機製作所
Priority date: 2002-10-10
Filing date: 2002-10-10
Publication date: 2007-06-27
Anticipated expiration: 2022-10-10
Also published as: JP2004130676A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下型に対して上可動盤が油圧シリンダによって昇降される縦型射出成形機の制御方法および縦型射出成形機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、下型に対して上可動盤が油圧シリンダによって昇降される縦型射出成形機としては、特開平８−１９７５７２号公報（特許文献１）に記載されたものが公知である。特許文献１によれば、回転テーブルに固定された固定側金型上に可動側金型を載置した状態で回転テーブルを回転移動させ、可動盤の下方の型締・射出ステーションに前記金型を移動させる。そして前記金型に対して可動盤を下降させて型締がなされ、射出充填が行われる。射出充填が完了すると、可動盤のみが型締・射出ステーションにおいて上昇される。一方、前記金型は回転テーブルの回転により型開閉ステーションに移動される。そして前記金型は、型開閉ステーションにおいて、可動側金型のみが型開閉装置によって保持上昇され、固定側金型に対して成形品の取出しや、次回のインサート物のセット等が行われる。
【０００３】
また特開平１１−９３１号公報（特許文献２）によれば、可動盤には一の上金型が固着され、回転可能なロータリテーブルに一対の下金型が固着されている。そして可動盤および上金型を下金型に向けて下降させて型締がなされ、射出充填が行われる。射出充填が完了すると、可動盤および上金型は型締位置において上昇される。一方、下金型と下金型に残された成形品は、ロータリテーブルの回転により１８０°回転される。なお特許文献２では可動盤を昇降および型締させる型締装置は、油圧シリンダからなり、固定盤の下方に設けられている。
【０００４】
更に特開平１０−６４６号公報（特許文献３）によれば、可動盤に回転可能に設けられたロータリテーブルに複数の上型が固着され、固定盤にも複数の下型が固着されている。そして可動盤および可動盤のロータリテーブルに固着された複数の上型を複数の下型に向けて下降させ型締がなされ、射出充填が行われる。射出充填が完了すると、可動盤および可動盤のロータリテーブルに固着された複数の上型は上昇される。その後ロータリテーブルが回転され、再度可動盤と複数の上型が前回とは異なる下型に対して下降され、次の型締および射出充填が行われる。
【０００５】
これらの公報に記載された縦型射出成形機は、すべて油圧シリンダによって可動盤が昇降される。前記成形機において油圧シリンダによる可動盤の上昇は、型締装置の小型化、成形サイクルの短縮、および省エネルキーの点からも必要以上に高い位置まで上昇させることは望ましくなく、許容される範囲内で低い位置に停止させることが望ましい。ところが前記成形機においては、可動盤を上昇し停止中に、可動盤や金型の自重により、可動盤が僅かではあるが下降する場合がある。この可動盤の下降は、前記成形機の経年使用により油圧シリンダを含む油圧回路から油漏れが発生しやすくなっている場合に特に発生しやすい。そこで従来は可動盤が下降した場合には、回転移動される下型と下降した上型が衝突するのを防止する等の目的のために、前記成形機の作動を停止させていた。そのため次に前記成形機を起動させるまでの成形時間をロスするとともに、作業員による前記成形機の再起動作業の手間や、計量され加熱筒内に滞留した溶融樹脂が劣化する等の問題が発生していた。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−１９７５７２号公報（（００１０）、（００１１）、（図１））
【特許文献２】
特開平１１−９３１号公報（（００１３）、（００１４）、（００１５）、（図１））
【特許文献３】
特開平１０−６４６号公報（（００１０）、（００１１）、（００１２）、（図１））
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであって、下型に対して可動盤が油圧シリンダによって昇降される縦型射出成形機において、可動盤等を上昇目標位置にむけて上昇させて停止中に、その自重によって下降した際に前記成形機の作動が停止し、次に前記成形機を作動させるまでの時間をロスするという問題を解決することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の縦型射出成形機の制御方法は、下盤に対して上可動盤を油圧シリンダによって昇降されるよう設けられ下盤または上可動盤の何れか一方に回転テーブルが回転されるよう設けられた縦型射出成形機の制御方法において、上可動盤を油圧シリンダによって上昇目標位置または前記上昇目標位置より僅かに上方に向けて上昇させ停止後に、上可動盤が上昇目標位置から下降側となったときに、上可動盤を上昇目標位置より所定距離上方に設定された再上昇目標位置に向けて前記油圧シリンダによって再上昇させるとともに、前記上可動盤が上昇目標位置よりも下降したことが検出されない状態で、前記回転テーブルの回転を開始させることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の縦型射出成形機の制御方法は、請求項１において、上昇目標位置から所定距離下方に作動停止位置が設定されており、上可動盤が作動停止位置より上昇側の油圧シリンダにおけるストローク限界との間の位置にあるときは上可動盤が上昇完了状態にあると認識して、前記回転テーブルの回転を継続することを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の縦型射出成形機の制御方法は、請求項２において、前記上昇目標位置を設定部から設定入力したとき、前記再上昇目標位置および前記作動停止位置は、所定値に基づいて設定されることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の縦型射出成形機は、下盤に対して上可動盤を油圧シリンダによって昇降されるよう設けられ下盤または上可動盤の何れか一方に回転テーブルが回転されるよう設けられた縦型射出成形機において、上可動盤の位置を検出する位置検出部と、
上可動盤の上昇目標位置を設定入力する設定部と、上昇目標位置の設定入力とともに該上昇目標位置より所定距離上方に再上昇目標位置を設定し、上可動盤が上昇目標位置または上昇目標位置より僅かに上方に停止後に位置検出部によって検出された上可動盤の検出位置が上昇目標位置より下降側となったときに油圧シリンダを作動させ再上昇目標位置に再上昇させ、上可動盤が上昇目標位置よりも下降したことが検出されない状態で、回転テーブルの回転を開始させる制御部と、が備えられたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図１および図３を参照して説明する。図１は、本発明の縦型射出成形機の概略を示す側面図である。図２は、本発明の縦型射出成形機における上可動盤の上昇時の制御に用いられる設定位置の位置関係を示す説明図である。図３は、本発明の縦型射出成形機の制御方法を示すフローチャートである。
【００１３】
図１に示す縦型射出成形機１は、連続して樹脂成形品を成形するためのものであって、大別して射出装置２と、型締装置３とからなっている。型締装置３には、機台４の外側に二のタイバー５，５が立設されるとともに、機台４の略中央に一のタイバー５ａが立設されており、前記二のタイバー５，５と一のタイバー５ａの上方には上盤６が固定されている。そして前記上盤６には上可動盤７の昇降手段と型締手段の両方の働きをする油圧シリンダ８が固定され、油圧シリンダ８から下方に向けて昇降自在に設けられたラム９には上可動盤７が固定されている。
【００１４】
この実施の形態における油圧シリンダ８は、一般にブースタ式と呼ばれるタイプのものであって、図示は省略するが、高速に上可動盤７を昇降させる第一のシリンダと型締を行う第二のシリンダとが内装されている。油圧シリンダ８は、制御部１０からの制御信号によって油圧回路１１の電磁弁等が制御されることによりラム９が昇降される。なおこの実施の形態においては、電磁弁としてサーボバルブは使用されていないが、更に精度を高めるためにサーボバルブを用いてもよい。上可動盤７の端部近傍は、前記二のタイバー５，５と一のタイバー５ａにそれぞれ挿通されている。そして上可動盤７の下面には、一の上型１２が固着されている。よって上可動盤７は、前記ラム９の昇降とともに上盤６の下面に平行な状態を保って昇降移動可能に設けられている。また上可動盤７の一側には上可動盤７の昇降位置を検出する位置検出部であるロータリエンコーダ１３が配設されている。そして前記ロータリエンコーダ１３は制御部１０に接続され、検出信号が制御部１０に送信可能に設けられている。制御部１０のハードの構成については詳しい説明を省略するが、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭとそれらを接続するバス回路等から構成される。
【００１５】
一方機台４の上面には前記タイバー５ａを中心軸として、下盤である回転テーブル１４が回転可能に配設されている。この実施の形態では回転テーブル１４の上面には、二の下型１５，１５がタイバー５ａを中心にして両側に固着されている。そして回転テーブル１４は機台４内に配設された図示しないモータによって、型締位置１６と成形品取出位置１７との間を間欠回転移動可能に設けられている。また機台４の側方には入力キーと設定値表示画面からなる設定部１８が設けられている。そして前記設定部１８は制御部１０に接続され、設定部１８において設定入力されたデータは制御部１０に送信可能に設けられている。
【００１６】
なお本発明の制御方法が適用可能な縦型射出成形機の構造は、上記のものに限定されず、特許文献１ないし特許文献３に示されるような縦型射出成形機であってもよい。またそれ以外に一方の盤が回転する所謂ロータリ式のものではなく、常に同じ下型と上型とが型締される縦型射出成形機であってもよい。更に油圧シリンダ８については、上可動盤７の昇降を油圧シリンダ８で行うものであれば、型締手段は例えば電動モータや電磁石等の作動手段により行うものでもよい。また昇降用と型締用の油圧シリンダ８は別個に設けられたものであってもよく、昇降用の油圧シリンダ８のみが下盤または機台４側に設けられ、ロッドにより直接上可動盤７を押上げることにより、上可動盤７を上昇させるものでもよい。また型開閉および型締する機構に油圧シリンダによって駆動されるトグルリンク機構を用いたものでもよい。
【００１７】
更に位置検出部については前記したロータリエンコーダ１３に限定されず、他のリニアスケールやポテンショメータ等の検出手段を用いてもよい。更にリミットスイッチ等の検出手段を各検出位置に取付けたものでもよく、その場合は前記リミットスイッチ等の位置は可変に設けられることが望ましい。
【００１８】
次に本発明の縦型射出成形機１において、型締完了後に上可動盤７の上昇時のシーケンス制御に用いられる設定位置について図２により説明する。本発明における縦型射出成形機１は、前記設定位置として、上昇目標位置ＬＳ−Ｏと、上昇目標位置ＬＳ−Ｏから所定距離Ａ上方に設定された再上昇目標位置ＬＳ−ＯＰと、上昇目標位置ＬＳ−Ｏから所定距離Ｂ下方に設定された作動停止位置ＬＳ−ＯＭとが設定される。そのうち上昇目標位置ＬＳ−Ｏは、設定部１８の入力キーから設定入力される設定位置であって、シーケンス制御において型締終了後に油圧シリンダ８によって上可動盤７を上昇させ上可動盤７を停止させる際の制御目標位置である。また上昇目標位置ＬＳ−Ｏは、前記上可動盤７が上昇目標位置ＬＳ−Ｏ、または上昇目標位置ＬＳ−Ｏよりわずかに上方に停止後に、上可動盤７が下降したことを検出する役割も有する。ただしこの実施の形態において実際の上可動盤７は、慣性力によって上昇目標位置ＬＳ−Ｏより僅かに上方の位置に停止する。なおサーボバルブを用いて上可動盤７を上昇目標位置ＬＳ−Ｏにほぼ完全に停止させるときは、上昇目標位置ＬＳ−Ｏに所定幅のヒステリシスを有するようにして、上可動盤７が所定幅下降して上昇目標位置ＬＳ−Ｏを外れたことにより、下降が検出されるようにしてもよい。また前記ヒステリシスや、再上昇目標位置ＬＳ−ＯＰから上昇目標位置ＬＳ−Ｏまでの距離や、上昇目標位置ＬＳ−Ｏから作動停止位置ＬＳ−ＯＭまでの距離は、縦型射出成形機１の大きさ、上可動盤７等の重量等によって決定される。
【００１９】
再上昇目標位置ＬＳ−ＯＰは、前記上昇目標位置ＬＳ−Ｏが入力されると、所定値、または所定の関係式によるシステムパラメータに基づいて設定される設定位置である。この実施の形態において再上昇目標位置ＬＳ−ＯＰは、上昇目標位置ＬＳ−Ｏから３ｍｍ上方の位置に設定される。そして再上昇目標位置ＬＳ−ＯＰは、上可動盤７がその自重によって上昇目標位置ＬＳ−Ｏから下降したことが検出されたときに、油圧シリンダ８の作動によって上可動盤７を再上昇させる際の制御目標位置である。再上昇目標位置ＬＳ−ＯＰは、油圧シリンダ８の上可動盤上昇方向のストローク限界ＳＬに到達するまでの範囲内において余裕しろを見込んで設定される。
【００２０】
作動停止位置ＬＳ−ＯＭについても、前記上昇目標位置ＬＳ−Ｏが入力されると、所定値、または所定の関係式によるシステムパラメータに基づいて設定される設定位置である。この実施の形態において作動停止位置ＬＳ−ＯＭは上昇目標位置ＬＳ−Ｏから１ｍｍ下方の位置に設定される。この作動停止位置ＬＳ−ＯＭは、油圧シリンダ８への送油異常や、ロータリエンコーダ１３による上可動盤７の位置の検出異常等により、上可動盤７の位置が作動停止位置ＬＳ−ＯＭの位置またはそれより下降したことが検出されたときに、下盤である回転テーブル１４の回転作動等を停止させることを目的とした設定位置である。そして本発明の縦型射出成形機１においては、上可動盤７が作動停止位置ＬＳ−ＯＭより上昇側の油圧シリンダ８におけるストローク限界ＳＬとの間の位置のときは、上可動盤７が上昇完了状態にあるとして回転テーブル１４の回転作動等が実行可能に設定されている。
【００２１】
次に本発明の縦型射出成形機１の上可動盤７上昇時におけるシーケンス制御の方法について、図３のフローチャートを用いて説明する。この実施の形態においては、成形は半自動で行われる。よって回転テーブルの回転は、成形品取出位置の側で、作業者がインサートを終わった時点でスイッチボタンを押すことによって回転される。まず成形を開始する前に、設定部１８から上可動盤７の上昇目標位置ＬＳ−Ｏを入力する。すると前記したように制御部１０において、再上昇目標位置ＬＳ−ＯＰと作動停止位置ＬＳ−ＯＭの設定位置がシステムパラメータにより設定される。
【００２２】
次に成形を開始する。射出装置２から下型１５と上型１２との間に形成されたキャビティ内に溶融樹脂の射出充填が終了し、所定時間が経過すると、油圧シリンダ８による型締が終了される（ステップ１）。次に油圧シリンダ８によって上可動盤７を上昇させる（ステップ２）。この際に上可動盤７の位置は位置検出部であるロータリエンコーダ１３によって連続して検出され、検出値は信号として制御部１０に送られる。そして制御部１０において記憶された上昇目標位置ＬＳ−Ｏの位置データと、前記ロータリエンコーダ１３によって検出された検出値を比較し（ステップ３）、前記ロータリエンコーダ１３によって上昇目標位置ＬＳ−Ｏが検出されていないときは（Ｎ）は、上可動盤７の上昇を継続する。またロータリエンコーダ１３によって上昇目標位置ＬＳ−Ｏが検出されたら（Ｙ）、上可動盤７が設定入力された所定の上昇目標位置ＬＳ−Ｏに到達したとして、油圧シリンダ８による上可動盤７の上昇を停止させる（ステップ４）。ただしこの実施の形態において実際の上可動盤７は、慣性力によって上昇目標位置ＬＳ−Ｏより僅かに上方の位置に停止する。
【００２３】
そしてこの状態において、作業者によって回転テーブル１４の回転作動ボタンが押され、回転テーブル回転指令があったかを確認する（ステップ５）。そして前記回転テーブル回転指令がないとき（Ｎ）は、ロータリエンコーダ１３により上可動盤７の位置を連続して検出し、制御部１０において上昇目標位置ＬＳ−Ｏと比較する（ステップ６）。そして上可動盤７が上昇目標位置ＬＳ−Ｏの位置から下降したことが検出されたときは（Ｙ）、油圧シリンダ８を作動させて、上可動盤７を再上昇させる（ステップ７）。この際上可動盤７を再上昇させる目標位置は、上昇目標位置ＬＳ−Ｏより所定距離Ａ上方に設定された再上昇目標位置ＬＳ−ＯＰである。なおこの実施の形態では、当初に上可動盤７が停止した位置である上昇目標位置ＬＳ−Ｏより僅かに上方の位置より、再上昇目標位置ＬＳ−ＯＰの方が上方である。そして上可動盤７が再上昇目標位置ＬＳ−ＯＰまで上昇したかをロータリエンコーダ１３によって検出し（ステップ８）、再上昇目標位置ＬＳ−ＯＰが検出されないとき（Ｎ）は、上可動盤７の上昇を継続させる。また再上昇目標位置ＬＳ−ＯＰが検出されたとき（Ｙ）は、上可動盤７の上昇を停止する（ステップ９）。その結果、上可動盤７は再上昇目標位置ＬＳ−ＯＰと同位置か、それより僅かに上方に停止される。
【００２４】
そして前記再上昇目標位置ＬＳ−ＯＰに上可動盤７が再上昇されたときと、上可動盤７が上昇目標位置ＬＳ−Ｏから下降したことが検出されないとき（Ｎ）の両方の場合ともに、再度ステップ５に戻り、回転テーブル回転指令があったか確認される。そして回転テーブル回転指令があったとき（Ｙ）は、回転テーブル１４の回転を実行させる（ステップ１０）。そして次に上可動盤７の位置が作動停止位置ＬＳ−ＯＭより上昇側にあるかが確認される（ステップ１１）。そして上可動盤７の位置が作動停止位置ＬＳ−ＯＭより上昇側であったとき（Ｙ）は、回転テーブル１４の回転を継続する。そして次に回転テーブル１４が回転終了位置となったかを確認し（ステップ１２）、回転終了位置となっていないとき（Ｎ）は、前記のステップ１０に戻り、回転テーブル１４の回転を継続しながら、上可動盤７が作動停止位置ＬＳ−ＯＭより上昇側にあるかを確認する。そして回転テーブル１４が回転終了位置に到達する（Ｙ）と、上可動盤７を下降させて型閉し（ステップ１３）、型閉終了が確認されると型締を開始する（ステップ１４）。またステップ１１において、上可動盤７の位置が作動停止位置ＬＳ−ＯＭを検出、または作動停止位置ＬＳ−ＯＭより下方を検出したとき（Ｎ）には、成形機の作動を停止する（ステップ１５）。
【００２５】
よってこの実施の形態では回転テーブル１４が回転開始された後については、上記の上可動盤７が上昇目標位置ＬＳ−Ｏから下降したことが検出されたとしても、上可動盤７が作動停止位置ＬＳ−ＯＭより上昇側にある限りは、上昇完了状態にあると認識して、回転テーブル１４の回転作動を継続させる。そしてその際には、上可動盤７が上昇目標位置ＬＳ−Ｏから下降していても、再上昇目標位置ＬＳ−ＯＰへ油圧シリンダ８によって再上昇させる制御は行わない。その理由は、上昇目標位置ＬＳ−Ｏと、作動停止位置ＬＳ−ＯＭとの間に所定距離Ｂが設定されているため、例えば１分間に０．１ｍｍ程度の上可動盤７の下降があったとしても、回転テーブル１４の回転速度（５秒程度）内で上可動盤７が作動停止位置ＬＳ−ＯＭより下方まで下降してしまうことが発生しないためである。なお回転テーブル１４の回転中に、上可動盤７が上昇目標位置ＬＳ−Ｏから下降したことが検出された場合についても、再上昇目標位置ＬＳ−ＯＰへ向けて上可動盤７を油圧シリンダ８によって再上昇させる制御を行うようにしてもよい。
【００２６】
また本発明は、縦型射出成形機１により全自動成形を行う場合にも適用でき、その場合は、上可動盤７の上昇とほぼ同時に回転テーブル１４を回転させるようにしてもよく、制御部１０のタイマー機能により、上可動盤７の上昇から所定時間経過してから回転テーブル１４を回転させるようにしてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
下盤に対して上可動盤を油圧シリンダによって昇降されるよう設けられ下盤または上可動盤の何れか一方に回転テーブルが回転されるよう設けられた縦型射出成形機の制御において、前記上可動盤を油圧シリンダにより上昇目標位置に上昇させて停止後に、上可動盤が上昇目標位置から下降したことが検出されたときに、上可動盤を上昇目標位置より所定距離上方に設定された再上昇目標位置まで前記油圧シリンダにより再上昇させるとともに、前記上可動盤が上昇目標位置よりも下降したことが検出されない状態で、前記回転テーブルの回転を開始させるようにしたので、回転テーブルの回転による上型と下型の衝突等を防止しつつ、なおかつ回転テーブルの回転等の作動を停止させなくすることができる。そしてその結果前記したような成形時間のロス等の問題が発生しなくなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の縦型射出成形機の概略を示す側面図である。
【図２】本発明の縦型射出成形機における上可動盤の上昇時の制御に用いられる設定位置の位置関係を示す図である。
【図３】本発明の縦型射出成形機の制御方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ ……… 縦型射出成形機
２ ……… 射出装置
３ ……… 型締装置
４ ……… 機台
５，５ａ …… タイバー
６ ……… 上盤
７ ……… 上可動盤
８ ……… 油圧シリンダ
９ ……… ラム
１０ …… 制御部
１１ …… 油圧回路
１２ …… 上型
１３ …… ロータリエンコーダ
１４ …… 回転テーブル
１５ …… 下型
１６ …… 型締位置
１７ …… 成形品取出位置
１８ …… 設定部
ＬＳ−Ｏ …… 上昇目標位置
ＬＳ−ＯＰ…… 再上昇目標位置
ＬＳ−ＯＭ…… 作動停止位置
ＳＬ…… ストローク限界

Claims

下盤に対して上可動盤を油圧シリンダによって昇降されるよう設けられ下盤または上可動盤の何れか一方に回転テーブルが回転されるよう設けられた縦型射出成形機の制御方法において、
前記上可動盤を前記油圧シリンダにより上昇目標位置に向けて上昇させ、
前記上可動盤が前記上昇目標位置または前記上昇目標位置より僅かに上方に停止後に前記上昇目標位置から下降側となったことが検出されたときに、
前記上可動盤を上昇目標位置より所定距離上方に設定された再上昇目標位置に向けて前記油圧シリンダにより再上昇させるとともに、
前記上可動盤が上昇目標位置よりも下降したことが検出されない状態で、前記回転テーブルの回転を開始させることを特徴とする縦型射出成形機の制御方法。
前記上昇目標位置から所定距離下方に作動停止位置が設定され、
前記上可動盤が前記作動停止位置より上昇側の前記油圧シリンダにおけるストローク限界との間の位置にあるときは前記上可動盤が上昇完了状態にあると認識して、
前記回転テーブルの回転を継続することを特徴とする請求項１に記載の縦型射出成形機の制御方法。
前記上昇目標位置を設定部から設定入力したとき、
前記再上昇目標位置および前記作動停止位置は、所定値に基づいて設定されることを特徴とする請求項２に記載の縦型射出成形機の制御方法。
下盤に対して上可動盤を油圧シリンダによって昇降されるよう設けられ下盤または上可動盤の何れか一方に回転テーブルが回転されるよう設けられた縦型射出成形機において、
前記上可動盤の位置を検出する位置検出部と、
前記上可動盤の上昇目標位置を設定入力する設定部と、
前記上昇目標位置の設定入力とともに該上昇目標位置より所定距離上方に再上昇目標位置を設定し、前記上可動盤が上昇目標位置または前記上昇目標位置より僅かに上方に停止後に前記位置検出部によって検出された上可動盤の検出位置が前記上昇目標位置より下降側となったときに前記油圧シリンダを作動させ前記再上昇目標位置に再上昇させ、前記上可動盤が上昇目標位置よりも下降したことが検出されない状態で、前記回転テーブルの回転を開始させる制御部と、が備えられたことを特徴とする縦型射出成形機。