JP4528450B2 - 成形機の型締め制御方法及び成形機 - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形機等の金型を用いる成形機の型締め制御方法及び成形機に関し、詳しくは電動駆動されるダブルトグル式の型締め機構を備えてなるものに関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の成形機は、1例として可動側金型を保持する可動盤と固定側金型を保持する固定盤とを、電動駆動して型締めを行う型締め機構と、型締め位置を検出する型締め位置検出装置と、前記固定盤を固定すると共に前記可動盤を移動可能に支持するタイバー(型締め軸)に配される歪みセンサ等からなる型締め力検出装置を備えてなり、可動側金型と固定側金型が接する金型タッチ位置(ゼロ基準)は、種々の方法にて検出される。
【0003】
従来より、前記金型タッチ位置を検出するのに、特開平1−228819号公報に開示されている方法、或いは、可動側金型を固定側金型側に移動して閉じていき、9.8kN(1Ton)の型締め力が発生した位置をタッチ位置としている。
【0004】
例えば特開平1−228819号公報に開示されている方法では、図5に示すように、チェーン21、各スプロケット22を介して各タイバーナット23が均等に回転され、ねじ24との螺合によりリアプラテン(可動盤)25がステイショナリープラテン(固定盤)29に向けて平行に前進し、リアプラテン25とトグル機構33で連結されている可動プラテン32を可動させることによって、固定側金型30と可動側金型31との金型タッチが行われる。金型タッチがあるとスプロケット22の回転に対する抵抗は急激に増加し、スプロケット22の回転は、例えば、これまで18r.p.m.で定常に回転していたものが停止するか、ほとんど停止に近い回転抑止状態となる。そのため、スプロケット22の回転を検出する検出装置26の磁気センサ27の磁気変動検出は時間的に極めて緩慢になるか、或いは磁気変動を検出しなくなる。このようなときに金型タッチがあったものと判断し、検出装置26から信号を発して金型調整用の電動モータ28の駆動を停止する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上記従来の金型タッチ位置の検出方法では、金型タッチがあったものと判断した時点で既に型締め力が発生しているので、前記判断した後に検出装置26が信号を発して電動モータ28の駆動を停止しても、停止までに持っていた型締めの速度により、さらに型締め力が僅かに継続する。その結果、不正確及び不安定な金型タッチ位置を基準として設定される成形の際の型締め力が不正確及び不安定となり、成形品の品質が低下するという問題が生じる。したがって従来の金型タッチ位置検出に基づく型締め制御方法では、近年の高精度な各種成形品の要請に応えることができない。
【0006】
そこで、本発明は、金型タッチ位置を正確に求めることにより高精度かつ安定性のよい型締め制御を行い、成形品の品質を向上させることのできる成形機の型締め制御方法及び成形機を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の成形機の型締め制御方法は上記目的を達成するために、可動側金型を保持する可動盤と固定側金型を保持する固定盤とを、電動駆動して型締めを行う型締め機構と、前記可動盤の前記固定盤への移動距離から型締め位置を検出する型締め位置検出装置と、可動盤と固定盤との型締め力を検出する型締め力検出装置を備えてなる成形機の型締め制御方法において、前記型締め力が所定値に達した際、その所定値での型締め位置から、可動側金型と固定側金型が接する金型タッチ位置を演算し、その金型タッチ位置を基にして型締めを行う基本構成を有している。
【0008】
この型締め制御方法の基本構成によれば、型締め機構によって型締め力が所定値に達した際の型締め位置すなわち可動盤の固定盤への移動距離から、金型タッチ位置を演算により正確に求め、この金型タッチ位置を基準として、可動側金型を保持する可動盤と固定側金型を保持する固定盤との型締め力を正しく設定することができ、その結果、成形精度が向上する。また、各金型或いは成形機の温度変化により金型タッチ位置は変化するものの、それを正確に求めることにより、常に型締め力を等しく設定することができるので、安定した成形が可能となり、成形品の品質が向上する。
【0009】
本発明の型締め制御方法は上記基本構成において、特に、型締め力の所定値を複数求め、それら複数の型締め力と型締め位置との相関から、型締め力が0となる金型タッチ位置を演算するので、金型タッチ位置をより精度良く求めることができる。
【0010】
また型締め力検出装置として、固定盤を固定すると共に可動盤を移動可能に支持する型締め軸に配され、型締め軸の歪みから型締め力を検出する歪みセンサを用いると好適である。
【0011】
本発明の成形機は上記目的を達成するために、可動側金型を保持する可動盤と固定側金型を保持する固定盤とを、電動駆動して型締めを行う型締め機構と、前記可動盤の前記固定盤への移動距離から型締め位置を検出する型締め位置検出装置と、可動盤と固定盤との型締め力を検出する型締め力検出装置を備えてなる成形機において、前記型締め力が複数の所定値に達した際、それぞれの所定値での型締め位置が検出され、複数の型締め力と型締め位置との相関から、型締め力が0となる金型タッチ位置が演算され、その金型タッチ位置が成形工程の型締め開始点とされるように構成されたことを特徴とする。
【0012】
この成形機によれば、金型タッチ位置が正確に求められ、この正確な金型タッチ位置を開始点とし且つ各金型或いは成形機の温度変化により変化する金型タッチ位置にも対応した型締め力により、成形精度が良く、安定した高品質の成形品を製作することができる。
【0013】
また上記成形機において、型締め力検出装置は、固定盤を固定すると共に可動盤を移動可能に支持する型締め軸に配され、型締め軸の歪みから型締め力を検出する歪みセンサであると好適である。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明の成形機の型締め制御方法及び成形機について、図1〜図5を参照しながら具体的に説明する。
【0015】
図1は本発明の実施形態に基づく、成形機とその型締め機構の構成を示している。成形材料として溶融樹脂を射出する上金型(固定側金型)1を保持する上プラテン(固定盤)3をタイバー(型締め軸)5上に固定し、下金型(可動側金型)2を保持する下プラテン(可動盤)4をタイバー5に沿って、ダブルトグル機構(型締め機構)8によりスライド自在なように取付けて型締めが行われるように構成されている。ダブルトグル機構8は、駆動系としてサーボモータ7からベルト10を介して伝達された回転運動を横往復運動に変えるクランク機構11とこの横往復運動を上下運動に変えるトグル機構12とからなる。前記ダブルトグル機構8は、制御装置9からの速度指令及びトルク指令に基づいて動作するサーボモータ7により駆動される。このサーボモータ7に設けられたエンコーダからフィードバックされるパルス信号から、制御装置9は下プラテン4の上プラテン3への移動距離から型締め位置を検出する(型締め位置検出装置)。
【0016】
タイバー5には歪みセンサ6が配設され、型締め力により引き伸ばされる方向に歪みを受けるタイバー5から型締め力を歪みセンサ6によって検出する型締め力検出装置をなし、この検出信号は制御装置9に入力される。
【0017】
そして制御装置9は、歪みセンサ6から入力される型締め力およびサーボモータ7に設けられたエンコーダから入力される位置信号(エンコーダパルス入力)により型締め力と型締め位置の制御を行う。
【0018】
図2は、本実施形態における金型タッチ位置の検出方法の工程を示すチャート図、図3は縦軸に下金型2の停止位置をとり、横軸に型締め工程の時間をとり、各型締め力に達した際の型締め位置をそれぞれ示すグラフ、図4は型締め位置と型締め力との相関を示すグラフである。
【0019】
まず、下金型2を、一定の速度指令とトルク指令により一定の型締め力が維持される状態(従来の金型タッチ位置c)まで移動させる。この際の下金型2の位置すなわち型締め位置は下プラテン4の上プラテン3への移動距離(この場合はaによって示される。)から求められる。従来のその金型タッチ位置c(例えば1ton)を越えてさらに所定の型締め力d、eが発生した位置で下プラテン4を停止させ、その型締め位置を検出する。
【0020】
これを図3に示すグラフで見ると、金型タッチ位置bから上側で型締め力が発生(d,e)し、下金型2が上金型1に近づくほど型締め力が大きくなる。複数の型締め力でこの動作を繰り返し、それぞれの型締め位置と型締め力との相関(図4に示すグラフ)から型締め力0kN、すなわち下金型2と上金型1が接する位置=金型タッチ位置bを演算により求めることができる。従来の金型タッチ位置cでは型締め力が僅かに発生しているが、図2に示した金型タッチ位置の検出方法により、型締め力が0kNとなる金型タッチ位置bを正確に求めることができ、この金型タッチ位置bを基準にして型締め力を設定する。
【0021】
また、本実施形態の型締め力検出装置は、上記のようにタイバー5に配設された歪みセンサ6からなり、タイバー5の歪みにより型締め力を検出するものであるが、その他の検出装置を採用しても良い。
【0022】
本実施形態の成形機における型締め制御方法によれば、歪みセンサ6による型締め力が複数の所定値に達した際、それぞれの所定値における型締め位置すなわち下プラテン4の上プラテン3への移動距離から、金型タッチ位置(図3に示すb)を演算により正確に求め、この金型タッチ位置bを基準として、下金型2を保持する下プラテン4と上金型1を保持する上プラテン3との型締め力を正しく設定することができ、その結果、成形精度が向上する。また、各金型1、2或いは成形機の温度変化により金型タッチ位置bは変化するものの、それを正確に求めることにより、常に型締め力を等しく設定することができるので、安定した成形が可能となり、成形品の品質が向上する。
【0023】
【発明の効果】
上述した説明から明らかなように本発明によれば、型締め力が所定値に達した際、その所定値での型締め位置から、可動側金型と固定側金型が接する金型タッチ位置を、型締め力の所定値を複数求め、それら複数の型締め力と型締め位置との相関から、型締め力が0となるように演算により求めることで、それを基準にした型締め力を安定して正確に設定することができ、高精度かつ安定性のよい型締め制御ができ、その結果、成形品の品質向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る成形機とその型締め機構の全体構成を示す正面図。
【図2】同実施形態に係る金型タッチ位置の検出方法を示すチャート図。
【図3】同実施形態に係る型締め位置及び型締め力と金型タッチ位置との相関を示すグラフ。
【図4】同実施形態に係る型締め位置と型締め位置との相関を示すグラフ。
【図5】従来の金型タッチ位置の検出機構を有する成形機の正面図。
【符号の説明】
1 上金型(固定側金型)
2 下金型(可動側金型)
3 上プラテン(固定盤)
4 下プラテン(可動盤)
5 型締め軸(タイバー)
6 歪みセンサ(型締め力検出装置)
7 サーボモータ
8 型締め機構(ダブルトグル機構)
9 制御装置

Claims (4)

  1. 可動側金型を保持する可動盤と固定側金型を保持する固定盤とを、電動駆動して型締めを行う型締め機構と、前記可動盤の前記固定盤への移動距離から型締め位置を検出する型締め位置検出装置と、可動盤と固定盤との型締め力を検出する型締め力検出装置を備えてなる成形機の型締め制御方法において、前記型締め力が所定値に達した際、その所定値での型締め位置から、可動側金型と固定側金型が接する金型タッチ位置を、型締め力の所定値を複数求め、それら複数の型締め力と型締め位置との相関から、型締め力が0となるように演算し、その金型タッチ位置を基にして型締めを行うように制御することを特徴とする成形機の型締め制御方法。
  2. 型締め力検出装置として、固定盤を固定すると共に可動盤を移動可能に支持する型締め軸に配され、型締め軸の歪みから型締め力を検出する歪みセンサを用いる請求項1に記載の成形機の型締め制御方法。
  3. 可動側金型を保持する可動盤と固定側金型を保持する固定盤とを、電動駆動して型締めを行う型締め機構と、前記可動盤の前記固定盤への移動距離から型締め位置を検出する型締め位置検出装置と、可動盤と固定盤との型締め力を検出する型締め力検出装置を備えてなる成形機において、前記型締め力が複数の所定値に達した際、それぞれの所定値での型締め位置が検出され、複数の型締め力と型締め位置との相関から、型締め力が0となる金型タッチ位置が演算され、その金型タッチ位置が成形工程の型締め開始点とされるように構成されたことを特徴とする成形機。
  4. 型締め力検出装置は、固定盤を固定すると共に可動盤を移動可能に支持する型締め軸に配され、型締め軸の歪みから型締め力を検出する歪みセンサである請求項3に記載の成形機。
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