JP4545820B2

JP4545820B2 - 型締力あるいは型締機構の異常を検出可能な射出成形機の制御装置

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Publication number: JP4545820B2
Application number: JP2009160181A
Authority: JP
Inventors: 辰宏内山; 修齋藤; 慎吾小宮
Original assignee: FANUC Corp
Current assignee: FANUC Corp
Priority date: 2008-11-17
Filing date: 2009-07-06
Publication date: 2010-09-15
Anticipated expiration: 2029-07-06
Also published as: DE102009053493A1; JP2010137542A

Description

本発明は、型締時または型開時の型締機構を駆動するモータのエネルギーを算出することによって、型締力の異常もしくは型締機構の異常を検出することが可能な射出成形機の制御装置に関する。

射出成形機は金型の開閉および型締力を発生させるための型締装置を備えている。前記型締装置の型締機構はトグル機構、タイバー、型締用サーボモータ、該サーボモータの回転運動を直線運動に変換するためのタイミングベルトやプーリなどから構成される伝動機構、およびボールねじなどから構成される。型締機構には特に型締力を発生させる際に型締機構に大きな負荷がかかる。しかも、連続成形により繰り返し負荷がかかるため、稼働時間が長くなると機械的な疲労により型締機構を構成するトグル機構の軸受が磨耗したり、タイバーが折れたりタイミングベルトが破断するといった問題が発生することがある。

軸受の磨耗やタイバーが折れた場合には、所定の型締力が発生しなくなり、成形品にバリが発生する等の成形不良の問題が発生する。また、型締中にタイミングベルトが破断した場合には、型締めが完全に完了していないのに射出工程が開始したり、さらには、型開き中にタイミングベルトが破断した場合には型開きが行われない状態で成形品取り出し用のロボットが動作を開始してロボットハンドが金型に衝突する問題が発生する。

不良品成形を防止したり、ロボットの故障等の二次的な問題を起こさないようにするためには、型締機構に異常が発生した場合には即座に成形を中止し警告を行う必要がある。
次の文献には、型締機構の異常を検出する技術が開示されている。
特許文献１および特許文献２には、ダイカスト機の型締力制御方法の技術が開示されており、この技術では型締機構に型締力センサを取り付け、ダイカスト機の型締力を該型締力センサでタイバーの伸びを直接測定して求め、型締力が許容範囲外となった場合に警報を出力したり機械を停止する技術が開示されている。
また、特許文献３には、射出成形機の型締制御方法の技術が開示されており、この技術では型締状態に対応するサーボモータに供給される駆動電流の目標値を設定し、型締を開始した後、該駆動電流の電流検出値を検出し、該電流検出値が電流目標値に達したなら、このときの型締状態を維持する制御を行っている。

特許文献４には、金型保護終了位置から型締用サーボモータのトルクリミット指令を変更して型締を行ない、その変更時より一定時間後のクロスヘッド位置を検出し、その位置が設定した型締力の許容範囲に対応した範囲内であるか否かで型締異常を検出する技術が開示されている。

特許文献５には、サーボモータの位置偏差、速度偏差などが設定された基準値以上に達した時のサーボモータの回転位置が許容範囲外となった場合に型締異常を検出する技術が開示されている。

特開平４−５２０６２号公報特開平１−３０６０６１号公報特開２００３−２５１６７０号公報特開平４−８６２０８号公報特開平２−１４７２２２号公報

背景技術で説明した技術の内、特許文献１、２のように型締装置の異常を検出するために型締力センサを使用する場合には、センサおよびアンプを追加するため機械の構造が複雑になるとともに高価になるという課題があった。一方、特許文献３、４、および５では型締力センサを使用しないため、これらの問題は無いが、型締装置の異常を検出するために、電流や位置といった型締力と直接には関連付けが困難な監視値を設定しなければならず、ユーザが簡単に適切な値を設定することは困難であった。
型締力の異常の原因は、型締機構の異常だけではなく、射出成形機のオペレータによるリアプラテン位置の設定誤りの場合もある。トグル機構で所定の型締力を発生するためには、型締力に応じてリアプラテン位置を調整する必要がある。オペレータがリアプラテン位置を固定プラテン位置に近い位置に誤って移動させた場合には、型締工程で金型がタッチしてからトグル機構が伸張するまでに可動プラテンが移動する距離が長くなり、これによって過大な型締力が発生する場合がある。型締力が過大になった場合にはトグル機構やタイバーなどに過大な荷重が作用することになり、型締装置の寿命を短くしてしまう恐れがある。
また、リアプラテン位置を誤って調整した量が微小であり、型締装置の寿命に影響を及ぼすほどの調整量ではなかったとしても、これによって発生する不適切な型締力は成形不良を発生させる恐れがある。型締力が適正値以上であった場合には、閉じた金型からのガス抜けを阻害するため、成形品に焼け等の不良を発生させる。反対に、適正値以下であった場合にはバリを発生させる。したがって、成形品の成形品質を維持するため、型締力が適正範囲内であるかを監視する必要がある。
そこで本発明の目的は、型締時または型開時の型締機構を駆動するモータのエネルギーを算出することによって、型締力の異常もしくは型締機構の異常を検出することが可能な射出成形機の制御装置を提供することである。

本願の請求項１に係る発明は、型締機構を駆動するモータを備えた射出成形機を制御する制御装置において、型閉じ工程において型盤が金型タッチ位置に到達してから型締完了位置に到達するまでに前記モータが発生したエネルギーを前記モータのトルクと回転角度との積を積分して求める手段と、該手段により求められたエネルギーとあらかじめ求められた該型締機構の弾性定数とから算出型締力を算出する型締力算出手段と、前記型締力算出手段により算出される該算出型締力の監視幅を設定する監視幅設定手段と、前記算出型締力が前記監視幅から逸脱した場合に成形サイクルを停止する手段と、を備え、前記型締機構の弾性定数は、前記型締機構が型開き工程において型盤が型開きを開始してから金型がタッチ位置に到達するまでの間において所定距離移動する間に前記モータが発電したエネルギーと前記型締機構に取り付けられた型締力センサで測定された測定型締力とから求める、または、前記型締機構が型閉じ工程において型盤が金型タッチ位置に到達してから型締完了位置に到達するまでの間において所定距離移動する間に前記モータが発生したエネルギーと前記型締機構に取り付けられた型締力センサで測定された測定型締力とから求める、または、前記型締機構が有するタイバの合成弾性定数である、ことを特徴とする型締の異常検出機能を有する射出成形機の制御装置である。
請求項２に係る発明は、型締機構を駆動するモータを備えた射出成形機を制御する制御装置において、型開き工程において型盤が型開きを開始してから金型タッチ位置に到達するまでに前記モータが発電したエネルギーを前記モータのトルクと回転角度との積を積分して求める手段と、該エネルギーを求める手段により求められたエネルギーとあらかじめ求められた該型締機構の弾性定数とから算出型締力を算出する型締力算出手段と、
前記型締力算出手段により算出される該算出型締力の監視幅を設定する監視幅設定手段と、
前記算出型締力が前記監視幅から逸脱した場合に成形サイクルを停止する手段と、
を備え、前記型締機構の弾性定数は、前記型締機構が型開き工程において型盤が型開きを開始してから金型がタッチ位置に到達するまでの間において所定距離移動する間に前記モータが発電したエネルギーと前記型締機構に取り付けられた型締力センサで測定された測定型締力とから求める、または、前記型締機構が型閉じ工程において型盤が金型タッチ位置に到達してから型締完了位置に到達するまでの間において所定距離移動する間に前記モータが発生したエネルギーと前記型締機構に取り付けられた型締力センサで測定された測定型締力とから求める、または、前記型締機構が有するタイバの合成弾性定数である、
ことを特徴とする型締の異常検出機能を有する射出成形機の制御装置である。
請求項３に係る発明は、前記監視幅設定手段にリアプラテン位置の設定誤りによる型締力の異常を判定するための型締力の上限値を設定し、前記算出型締力が前記監視幅の上限側を逸脱した場合に、リアプラテン位置の設定誤りによる型締力の異常であると判定する判定手段を備えたことを特徴とする請求項１または２のいずれか１つに記載の型締の異常検出機能を有する射出成形機の制御装置である。
請求項４に係る発明は、前記監視幅設定手段に型締機構部の異常を判定するための型締力の上限値と下限値とを設定し、前記算出型締力が前記監視幅を逸脱した場合に、型締機構部の異常であると判定する判定手段を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の型締の異常検出機能を有する射出成形機の制御装置である。
請求項５に係る発明は、前記監視幅設定手段に成形品質の維持を判定するための型締力の上限値と下限値とを設定し、前記算出型締力が前記監視幅を逸脱した場合に、型締力を調整し成形サイクルを継続する手段を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の型締の異常検出機能を有する射出成形機の制御装置である。

本発明により、型締時または型開時の型締機構を駆動するモータのエネルギーを算出することによって、型締力の異常もしくは型締機構の異常を検出することが可能な射出成形機の制御装置を提供できる。
また、本発明により、型締力センサを用いることなく安価で容易に型締装置の型締機構に発生する異常を検出できる射出成形機の制御装置を提供できる。

型締装置の一つの例である射出成形機に用いられる型締装置の概要図である。設定型締力、型締力上限値、および型締力下限値の設定画面の一例である。型閉じ工程において型締力の警告を発するステップを含むフローチャートである。算出型締力、型締力上限値、型締力下限値の表示画面の一例である。型開き工程において型締力の警告を発するステップを含むフローチャートである。図５−１のフローチャートの続きである。図１に示される型締装置に型締力センサを取り付けたことことを説明する図である。型閉じ工程において弾性定数を求めるアルゴリズムを示すフローチャートである。型開き工程において弾性定数を求めるアルゴリズムを示すフローチャートである。型閉じ工程において、型締力の異常を検出する処理を含むアルゴリズムを示すフローチャートである。型閉じ工程において、不適切な型締力の場合に成形品質を維持するため、型締力を調整するアルゴリズムを示すフローチャートである。型開き工程において、型締力の異常を検出する処理を含むアルゴリズムを示すフローチャートである。図１１−１のフローチャートの続きである。型開き工程において、不適切な型締力の場合に成形品質を維持するため、型締力を調整するアルゴリズムを示すフローチャートである。図１２−１のフローチャートの続きである。算出型締力、機械的強度許容型締力、型締力上限値、型締力下限値、品質維持型締力下限値、品質維持型締力上限値の表示画面の一例である。

以下、本発明の実施形態を図面とともに説明する。
図１は、型締装置の一つの例である射出成形機に用いられる型締装置１００の概要図である。型締装置１００は型締機構とエジェクタ駆動機構（図示省略）と型厚調整機構から構成される。型締機構は、金型の開閉を行い、射出中は樹脂の圧力に負けて金型が開かないように、強い力で金型を締め付けることができる。固定プラテン１とリアプラテン２は、型締機構を構成する４本のタイバー４によって連結されている。固定プラテン１とリアプラテン２間には、可動プラテン３がタイバー４に案内されて移動自在に配設されている。また、固定プラテン１には固定側金型５ａが取り付けられ、可動プラテン３には可動側金型５ｂが固定側金型５ａに対面して取り付けられている。

リアプラテン２と可動プラテン３間には型締機構を構成するトグル機構６が配設され、トグル機構６のクロスヘッド６ａに設けられたナットが、リアプラテン２に回動自在で軸方向移動不能に取り付けられたボールネジ７と螺合している。型締用サーボモータ８が伝動機構１０を介してボールネジ７を駆動することにより、可動プラテン３を固定プラテン１の方向に前進、後退させて金型５ａ、５ｂの開閉、型締を行い、これによってトグル式型締装置を形成している。型閉じ動作は、可動プラテン３を固定プラテン１側に前進させる動作である。また、型開き動作は、可動プラテン３を固定プラテン１側から離す動作、つまり、後退させる動作である。型締用サーボモータ８にはパルスコーダ等の該サーボモータの回転位置（回転角度）、速度を検出する位置・速度検出器１１が取り付けられている。位置・速度検出器１１からの出力信号をもとに、クロスヘッド６ａの位置、すなわちトグル機構６の状態、可動プラテン３（可動側金型５ｂ）の位置を検出できる。例えば、トグル機構６のクロスヘッド６ａの位置と可動プラテン３の位置の関係は、トグルリンクの寸法などにより数式で求めることができる。または、近似式で求める方法、クロスヘッド６ａの位置と可動プラテン３の位置の関係をグラフ化して記憶しておく方法など、各種方法がある。

また、タイバーナット９とギヤから構成される伝動機構（図示せず）と型厚調整用モータ１４等によって型締力調整手段を構成している。タイバー４のリアプラテン２側の端部にはネジが切られている。該ネジと螺合するタイバーナット９を、前記伝動機構（図示せず）を介して型厚調整用モータ１４によって回転駆動し、リアプラテン２をタイバー４に沿って前後進できる。

符号２０は、射出成形機を制御する制御装置を示しており、図１にはこの制御装置２０の要部のみを記載している。全体を制御するプロセッサ（ＣＰＵ）２１にバス３０を介してサーボモータの位置、速度、および電流（トルク）を制御する軸制御回路２２、入出力回路２４、メモリ２６、表示装置付入力装置２９のインタフェース回路２８が接続されている。

軸制御回路２２はプロセッサやメモリ、インタフェースなどで構成され、型締用サーボモータ８に取り付けた位置・速度検出器１１からの位置、速度フィードバック信号が帰還され、さらに、型締用サーボモータ８の駆動電流を検出する電流検出器１２からの電流フィードバック信号が帰還されている。また、軸制御回路２２にはサーボアンプ２３を介して型締用サーボモータ８が接続されている。さらに、入出力回路２４にはインバータ２５を介して型厚調整用モータ１４が接続され、インタフェース回路２８には表示装置付入力装置２９が接続されている。表示装置付入力装置２９は、タッチパネル式の液晶ディスプレイとキーボードなどで構成されている。表示装置付入力装置２９によって各種指令、各種パラメータなどの設定などが可能である。表示装置付入力装置２９のタッチパネル式の表示装置の表示画面に各種インタフェース画面を表示することで各種指令、各種パラメータの設定が可能である。

ここで図２に、本発明におけるインタフェース画面の一例を示す。図２は、設定型締力Ｆ_S、型締力上限値Ｆ_H、および型締力下限値Ｆ_Lを入力するインタフェース画面の例である。成形品を生産する際に実際に発生した型締力が設定型締力に対してあらかじめ設定された型締力の監視範囲内にあるか否かを判定するために、図２に示される画面例では型締力上限値Ｆ_H、および型締力下限値Ｆ_Lを入力することにより、型締力の監視幅を設定している。監視幅の設定としては設定型締力Ｆ_Sを基準として監視幅を設定するようにしてもよい。本発明は、図２の設定画面の例に示されるように、射出成形機のオペレータは設定型締力Ｆ_S、型締力上限値Ｆ_H、および型締力下限値Ｆ_Lを入力すればよく、型締用サーボモータの電流値や位置といった監視値を設定するものではない。

メモリ２６には、射出成形機を制御するプログラムが格納されている。後述する型締装置の異常検出を行うための処理のアルゴリズムに示すフローチャートを基に作成したプログラムも、メモリ２６に格納されている。プロセッサ２１はこれらのプログラムに基づいて射出成形機を制御する。型締動作については、プロセッサ２１はプログラムに基づいて、移動指令を軸制御回路２２に出力する。軸制御回路２２に内蔵されるプロセッサ（図示せず）は、この移動指令と位置・速度検出器１１からの位置、速度フィードバック信号および電流検出器１２からの電流フィードバック信号に基づいて、位置、速度、および電流のフィードバック制御を行い、サーボアンプ２３を介して型締用サーボモータ８を駆動制御する。

型締用サーボモータ８の駆動により、伝動機構１０を介してボールネジ７が回転し、該ボールネジ７に螺合するナットを有するトグル機構６のクロスヘッド６ａがボールネジ７に沿って移動し、トグル機構６が駆動され、可動プラテン３が前後進する。可動プラテン３を前進させると可動側金型５ｂが前進し、可動プラテン３を前進させ続けると可動側金型５ｂが固定側金型５ａに当接し、さらに可動プラテン３を前進させると、トグル機構６のリンクが伸び、可動プラテン３が所定の型締完了位置に達したとき、この位置に型締用サーボモータ８は位置決めされ、型締力が発生する。

すなわち、固定プラテン１とリアプラテン２はタイバー４によって連結されているから、固定側金型５ａと可動側金型５ｂが当接し、さらに可動プラテン３および可動側金型５ｂが前進したとき、該タイバー４が伸び、このタイバー４の伸びの反力によって型締力が得られる。

このような構造であるために、伝動機構１０を構成するタイミングベルトが破断する、あるいはタイバー４が折れる等の型締機構の異常が発生した場合には、所定の型締力を発生することが不可能となる。

したがって型締力を監視することによりこれらの型締機構の異常検出が可能である。そこで次に、型締装置の歪を蓄積する部分に直接取り付けるセンサを用いることなく型締力を測定する本発明における方法について説明する。

タイバー４には型締の際に型締力に対応して引張力が加わり、型締力に比例してわずかではあるがタイバー４は伸びる。ここで、タイバー４は弾性変形して伸びることによって弾性エネルギーを蓄積した状態にあるとみることができる。図１で説明した型締装置１００の４本のタイバー４全体の合成した合成弾性定数をｋ、型締力をＦ、タイバーの伸び量をｘとする。そして、型締力Ｆの時にタイバーの伸び量がｘであるとすると、数１式の関係がなりたつ。

また、この時の４本のタイバー４に蓄積された弾性エネルギーをｕ_Eとすると、数２式の関係がなりたつ。

ところで、型締力Ｆを生みだす際の型締用サーボモータ８が発生するエネルギーＵ_Mは、理想的にはその全てのエネルギーが４本のタイバー４に蓄積されることが望ましい。しかし、タイバー４以外に型締装置１００のトグル機構６などにも歪による弾性エネルギーとして蓄積される。そのため、上記の合成弾性定数ｋは、トグル機構６を含めた全体の弾性定数に置き換える必要がある。型締装置１００の４本のタイバー４とトグル機構６など歪によるエネルギーを蓄積する型締機構部分全体の弾性定数をＫ（以下、型締機構の弾性定数Ｋという）とみなす。型締装置１００の型締機構全体に蓄積される弾性エネルギーをＵ_Eとし、数２式のｋをＫで置き換えると、数３式が得られる。

ここで、型締装置１００に蓄積される弾性エネルギーＵ_Eは、型締用サーボモータ８が型締力Ｆを生みだすために発生したエネルギーＵ_Mに等しいとみなすことができる。そうすると、数４式の関係がなりたつ。なお、ここでは、摩擦によるエネルギー損失、熱エネルギー損失の部分は少ないとして無視する。

型締用サーボモータ８が発生したエネルギーＵ_Mは、数５式で表すことができる。符号Ｔは型締用サーボモータ８のトルクを表し、符号θは回転角度を表す。符号Δは差分を意味し、Δθは前回の演算時の回転角度と今回の演算時の回転角度の差分の角度を表す。符号Σは積算を表す。つまり、数５式は、エネルギーＵ_Mを、型締用サーボモータ８の回転角度とトルクの積を回転角度により積分して求めることを意味している。図１で説明したように、型締用サーボモータ８の回転角度θは、位置・速度検出器１１によって検出することができる。また、型締用サーボモータ８のトルクＴは、トルク定数と駆動電流の積で求めることができる。駆動電流は電流検出器１２からの電流フィードバック信号から求めることができる。

そして、数３式から数５式により数６式が得られる。数６式から解るように、型締力Ｆを型締用サーボモータ８のトルクＴと回転角度θを測定することにより求めることができる。この式を用いることによって、歪センサなどのセンサをタイバー４に取り付けることなく、型締力を測定可能であることが解る。

ここで、型締機構の弾性定数の求め方について説明する。数６式を変形することにより数７式が得られる。型締力Ｆは、図６に示す型締力センサ１３を用いて実際にタイバー４の歪量を測定することにより求める。エネルギーＵ_Mは、型締機構が型閉じ工程において可動プラテン３が金型タッチ位置から型締完了位置に到達するまでに型締用サーボモータ８が発生したエネルギーである。このように、エネルギーＵ_Mも型締力Ｆも測定可能な物理量であるのでＫを求めることができる。本発明においては型締力センサを用いてあらかじめ型締機構の弾性定数Ｋを算出しておき、工場出荷段階でメモリ２６に格納しておいてもよい。

以上の説明では型閉じ工程、すなわち型締力を発生する工程での型締力を求める方法であったが、型開き工程、すなわち型締力を解放する工程でも同様の手法で型締力を求めることができる。この場合には、型締機構に蓄えられる弾性エネルギーが型開きする際にモータに伝達され、型締用サーボモータ８が回転することを利用する。この際、型締用サーボモータ８は外力によって回転させられるので発電機として働く。そこで、型開き工程では型閉じ工程とは反対に、型開きを開始してから金型タッチ位置に到達するまでにモータが発電したエネルギーを数５式によって求める。さらに求めたエネルギーＵ_Mを用いて数６式によって型締力Ｆを算出できる。

次に、型閉じ工程において型締完了位置における型締力を求め、型締機構の異常により所定の型締力が発生していない場合には成形運転を停止するアルゴリズムを図３に示されるフローチャートを用いて説明する。ここでは、固定プラテン１の固定側金型５ａ取付面の位置を基準としリアプラテン２の方向を可動プラテン３の位置が増加する方向とする。
可動プラテン３の前進とは固定プラテン１に近づく移動を意味する。可動プラテン３の後退とは固定プラテン１から離れる方向の移動を意味する。また、金型タッチ位置、可動プラテン３の型締完了位置、型開き完了位置の位置情報は、あらかじめ設定されているものとする。以下、各ステップに従って説明する。
●［ステップＳＡ１］型締用サーボモータ８が発生するエネルギーＵ_Mの値を０（ゼロ）に初期化する。
●［ステップＳＡ２］弾性定数Ｋ、型締力上限値Ｆ_H、および型締力下限値Ｆ_Lを読み込む。
●［ステップＳＡ３］型締用サーボモータ８を駆動し、可動プラテン３を固定プラテン１側へ前進開始する。

●［ステップＳＡ４］型締用サーボモータ８に取り付けられている位置・速度検出器１１からの位置検出信号を取得する。より具体的には、位置・速度検出器１１からの制御周期毎に得られるパルス数を取得する。
●［ステップＳＡ５］ステップＳＡ４で得られた位置検出信号を元に、可動プラテン３の位置を算出する。なお、型締用サーボモータ８の回転位置を表す位置検出信号から可動プラテン３の位置を変換式により求めることは周知の技術である。
●［ステップＳＡ６］可動プラテン３の位置は金型タッチ位置以下であるか否かを判断し、可動プラテン３の位置が金型タッチ位置以下の場合にはステップＳＡ７に移行し、以下でなければステップＳＡ４に戻る。

●［ステップＳＡ７］ステップＳＡ４と同様に位置検出信号を取得する。さらに、型締用サーボモータ８の駆動電流を検出する電流検出器１２からの電流検出信号を取得する。
●［ステップＳＡ８］ステップＳＡ５と同様に可動プラテン３の位置を算出する。
●［ステップＳＡ９］型締用サーボモータ８のトルク値Ｔを算出する。トルク値Ｔは、型締用サーボモータ８のトルク定数とステップＳＡ７で取得した電流検出信号とを用いて算出する。なお、トルク定数はモータ固有の値である。
●［ステップＳＡ１０］ステップＳＡ７で取得した位置検出信号と前回の制御周期で取得した位置検出信号の差を元に型締用サーボモータ８の回転角度の差Δθを求める。より具体的には、位置・速度検出器１１からの制御周期毎に得られるパルス数の差である。
●［ステップＳＡ１１］型締用サーボモータ８が発生するエネルギー量を、Ｕ_M＝Ｕ_M＋Ｔ・Δθにより算出する。Ｔ・Δθは１つの制御周期で型締用サーボモータ８が発生するエネルギーである。
●［ステップＳＡ１２］可動プラテン３の位置が型締完了位置に達したか否か判断し、達していない場合にはステップＳＡ７に戻り、達している場合にはステップＳＡ１３へ移行する。

●［ステップＳＡ１３］型締用サーボモータ８の駆動を停止し可動プラテン３の前進を停止する。
●［ステップＳＡ１４］型締機構の弾性定数ＫとステップＳＡ１１で積算して求められた型締用サーボモータ８が発生したエネルギーとから算出型締力Ｆ_Cを求める。
●［ステップＳＡ１５］ステップＳＡ１４で求められた算出型締力Ｆ_Cは型締力下限値Ｆ_Lより大きいか否か判断する。大きい場合にはステップＳＡ１６へ移行し、大きくない場合にはステップＳＡ１７へ移行する。
●［ステップＳＡ１６］ステップＳＡ１４で求められた算出型締力Ｆ_Cは型締力上限値Ｆ_Hより小さいか否か判断する。小さい場合にはステップＳＡ１８へ移行し、小さくない場合にはステップＳＡ１７へ移行する。
●［ステップＳＡ１７］ステップＳＡ１５およびステップＳＡ１６での判断の結果、算出型締力Ｆ_Cは異常であるので、射出成形機の射出成形サイクルを停止させ、警告信号を出力する。型閉じ工程において型締力の異常検出を行うことで射出工程に移行する前に射出成形機を停止させることができる。
●［ステップＳＡ１８］算出型締力Ｆ_Cを表示装置付入力装置２９の表示装置に表示し、終了する。算出型締力Ｆ_Cは、ステップＳＡ１４で算出されたものである。ステップＳＡ１７で警告信号が出力された場合には警告を表示する。

ここで、表示装置付入力装置２９の表示装置に表示される画面の例を図４に示す。
図４（ａ）に示される画面例は、算出型締力Ｆ_Cが型締力下限値Ｆ_Lより大きくかつ型締力上限値Ｆ_Hより小さい範囲である場合に表示される例である。射出成形機のオペレータはこの画面を観察することにより、射出成形サイクルにおける型締が正常になされたことを確認することができる。

一方、図４（ｂ）に示される画面例は、ステップＳＡ１５で算出型締力Ｆ_Cが型締力下限値Ｆ_Lより大きくないと判断された場合、または、ステップＳＡ１６で算出型締力Ｆ_Cが型締力上限値Ｆ_Hより小さくないと判断された場合に表示される例である。ステップＳＡ１７で警告を出力することに基づいて、図４（ｂ）に示されるように算出型締力Ｆ_Cが異常であることを表す警告が表示される。

次に、図５−１および図５−２のフローチャートを説明する。図５のフローチャートは型開き工程に対応するものである。
●［ステップＳＢ１］型締用サーボモータ８が発電するエネルギーＵ_Mの値を０（ゼロ）に初期化する。
●［ステップＳＢ２］弾性定数Ｋ、型締力上限値Ｆ_Hおよび型締力下限値Ｆ_Lを読み込む。
●［ステップＳＢ３］型締用サーボモータ８を駆動し、可動プラテン３をリアプラテン２側へ後退開始する。

●［ステップＳＢ４］型締用サーボモータ８に取り付けられている位置・速度検出器１１からの位置検出信号を取得する。より具体的には、位置・速度検出器１１からの制御周期毎に得られるパルス数を取得する。さらに、発電機として働く型締用サーボモータ８からの発電電流を検出する電流検出器１２からの電流検出信号を取得する。
●［ステップＳＢ５］型締用サーボモータ８のトルク値Ｔを算出する。トルク値Ｔは、型締用サーボモータ８のトルク定数とステップＳＢ４で取得した電流検出信号とを用いて算出する。
●［ステップＳＢ６］ステップＳＢ４で取得した位置検出信号と前回の制御周期で取得した位置検出信号の差を元に型締用サーボモータ８の回転角度の差Δθを求める。より具体的には、位置・速度検出器１１からの制御周期毎に得られるパルス数の差である。

●［ステップＳＢ７］型締用サーボモータ８が発生するエネルギー量を、Ｕ_M＝Ｕ_M＋Ｔ・Δθにより算出する。Ｔ・Δθは１つの制御周期で型締用サーボモータ８が発電するエネルギーである。
●［ステップＳＢ８］ステップＳＢ４で得られた位置検出信号を元に、可動プラテン３の位置を算出する。なお、位置検出信号から可動プラテン３の位置を求めることは周知の技術である。
●［ステップＳＢ９］可動プラテン３の位置が金型タッチ位置以下であるか否かを判断し、可動プラテン３の位置が金型タッチ位置以下の場合にはステップＳＢ４に戻り、以下でなければステップＳＢ１０へ移行する。

●［ステップＳＢ１０］型締機構の弾性定数ＫとステップＳＢ７で積算して求められた型締用サーボモータ８が発電したエネルギーＵ_Mとから算出型締力Ｆ_Cを求める。
●［ステップＳＢ１１］ステップＳＢ１０で求められた算出型締力Ｆ_Cは型締力下限値Ｆ_Lより大きいか否か判断する。大きい場合にはステップＳＢ１２へ移行し、大きくない場合にはステップＳＢ１６へ移行する。
●［ステップＳＢ１２］ステップＳＢ１０で求められた算出型締力Ｆ_Cは型締力上限値Ｆ_Hより小さいか否か判断する。小さい場合にはステップＳＢ１３へ移行し、小さくない場合にはステップＳＢ１６へ移行する。
●［ステップＳＢ１３］型締用サーボモータ８に取り付けられている位置・速度検出器１１からの位置検出信号を取得する。より具体的には、位置・速度検出器１１からの制御周期毎に得られるパルス数を取得する。
●［ステップＳＢ１４］ステップＳＢ１３で得られた位置検出信号を元に、可動プラテン３の位置を算出する。
●［ステップＳＢ１５］可動プラテン３の位置は型開き完了位置に達したか否か判断し、達していない場合にはステップＳＢ１３に戻り、達している場合にはステップＳＢ１７へ移行する。

●［ステップＳＢ１６］ステップＳＢ１１およびステップＳＢ１２での判断の結果、算出型締力Ｆ_Cは異常であるので、射出成形機の射出成形サイクルを停止させ、警告信号を出力する。型開完了前に成形サイクルを停止させるため、金型が閉じた状態で成形品取り出しロボットが動作して金型とロボットが衝突するのを防止することができる。
●［ステップＳＢ１７］算出型締力Ｆ_Cを表示装置付入力装置２９の表示装置に表示する。算出型締力Ｆ_Cは、ステップＳＢ１０で算出されたものである。ステップＳＢ１６で警告信号が出力された場合には警告を表示する。ここで表示装置付入力装置２９の表示装置には上述した図４に示されるように表示される。
なお、１成形サイクルの中で、図３に示される型閉じ工程において型締力の監視を行うことと図５に示される型開き工程において型締力の監視を行うようにしてもよい。
●［ステップＳＢ１８］型締用サーボモータ８の駆動を停止し可動プラテン３の後退を停止する。

次に型締機構の弾性定数Ｋの算出について説明する。図６は図１に示される型締装置１００に型締力センサ１３を取り付けたことを説明する図である。型締力センサ１３は、４本あるタイバー４のうちの少なくとも一つに配設される。型締力センサ１３は、タイバー４の歪み（主に、伸び）を測定するセンサである。型締力センサ１３の検出信号はインタフェースであるＡ／Ｄ変換器２７を介して制御装置２０に入力する。センサとしては例えば、歪ゲージ（ストレインゲージ）を用いることができる。

タイバー４には型締の際に型締力に対応して引張力が加わり、型締力に比例してわずかではあるがタイバー４は弾性変形して伸びる。したがって、タイバー４の伸び量を型締力センサ１３により測定することで、金型５ａ，５ｂに実際に印加されている型締力Ｆを知ることができる。そして、数７式に基づいて弾性定数Ｋを算出することができる。

図７は型閉め工程において弾性定数Ｋを求めるアルゴリズムを示すフローチャートである。求められた弾性定数ＫはステップＳＣ１５で制御装置２０のメモリ２６に記憶する。
以下、各ステップに従って説明する。
●［ステップＳＣ１］型締用サーボモータ８が発生するエネルギーＵ_Mの値を０（ゼロ）に初期化する。
●［ステップＳＣ２］型締用サーボモータ８を駆動し、可動プラテン３を固定プラテン１側へ前進開始する。
●［ステップＳＣ３］型締用サーボモータ８に取り付けられている位置・速度検出器１１からの位置検出信号を取得する。より具体的には、位置・速度検出器１１からの制御周期毎に得られるパルス数を取得する。
●［ステップＳＣ４］ステップＳＣ３で得られた位置検出信号を元に、可動プラテン３の位置を算出する。なお、位置検出信号から可動プラテン３の位置を求めることは周知の技術である。
●［ステップＳＣ５］可動プラテン３の位置は金型タッチ位置以下であるか否かを判断し、可動プラテン３の位置が金型タッチ位置以下の場合にはステップＳＣ６に移行し、以下でなければステップＳＣ３に戻る。

●［ステップＳＣ６］ステップＳＣ３と同様に位置検出信号を取得する。さらに、型締用サーボモータ８の駆動電流を検出する電流検出器１２からの電流検出信号を取得する。
●［ステップＳＣ７］型締用サーボモータ８のトルク値Ｔを算出する。トルク値Ｔは、型締用サーボモータ８のトルク定数とステップＳＣ６で取得した電流検出信号とを用いて算出する。なお、トルク定数はモータ固有の値である。
●［ステップＳＣ８］ステップＳＣ６で取得した位置検出信号と前回の制御周期で取得した位置検出信号の差を元に型締用サーボモータ８の回転角度の差Δθを求める。より具体的には、位置・速度検出器１１からの制御周期毎に得られるパルス数の差である。
●［ステップＳＣ９］型締用サーボモータ８が発生するエネルギー量を、Ｕ_M＝Ｕ_M＋Ｔ・Δθにより算出する。Ｔ・Δθは１つの制御周期で型締用サーボモータ８が発生するエネルギーである。

●［ステップＳＣ１０］ステップＳＣ４と同様に可動プラテン３の位置を算出する。
●［ステップＳＣ１１］可動プラテン３の位置が型締完了位置に達したか否か判断し、達していない場合にはステップＳＣ６に戻り、達している場合にはステップＳＣ１２へ移行する。
●［ステップＳＣ１２］型締用サーボモータ８の駆動を停止し可動プラテン３の前進を停止する。
●［ステップＳＣ１３］型締力センサ１３により型締力Ｆを検出する。
●［ステップＳＣ１４］ステップＳＣ９で算出されるＵ_MおよびステップＳＣ１３で検出した型締力Ｆにより数７式を用いて弾性定数Ｋを算出する。
●［ステップＳＣ１５］求められた弾性定数Ｋを制御装置２０のメモリ２６に記憶する。

図８は型開き工程において弾性定数Ｋを求めるアルゴリズムを示すフローチャートである。
●［ステップＳＤ１］型締力センサ１３により型締力Ｆを検出する。
●［ステップＳＤ２］型締用サーボモータ８が発電するエネルギーＵ_Mの値を０（ゼロ）に初期化する。
●［ステップＳＤ３］型締用サーボモータ８を駆動し、可動プラテン３をリアプラテン２側へ後退開始する。

●［ステップＳＤ４］型締用サーボモータ８に取り付けられている位置・速度検出器１１からの位置検出信号を取得する。より具体的には、位置・速度検出器１１からの制御周期毎に得られるパルス数を取得する。さらに、発電機として働く型締用サーボモータ８からの発電電流を検出する電流検出器１２からの電流検出信号を取得する。
●［ステップＳＤ５］型締用サーボモータ８のトルク値Ｔを算出する。トルク値Ｔは、型締用サーボモータ８のトルク定数とステップＳＤ４で取得した電流検出信号とを用いて算出する。
●［ステップＳＤ６］ステップＳＤ４で取得した位置検出信号と前回の制御周期で取得した位置検出信号の差を元に型締用サーボモータ８の回転角度の差Δθを求める。より具体的には、位置・速度検出器１１からの制御周期毎に得られるパルス数の差である。
●［ステップＳＤ７］型締用サーボモータ８が発生するエネルギー量を、Ｕ_M＝Ｕ_M＋Ｔ・Δθにより算出する。Ｔ・Δθは１つの制御周期で型締用サーボモータ８が発電するエネルギーである。
●［ステップＳＤ８］ステップＳＤ４で得られた位置検出信号を元に、可動プラテン３の位置を関数式や換算テーブルを用いて算出する。なお、位置検出信号から可動プラテン３の位置を求めることは周知の技術である。

●［ステップＳＤ９］可動プラテン３の位置は金型タッチ位置以下であるか否かを判断し、可動プラテン３の位置が金型タッチ位置以下の場合にはステップＳＤ４に戻り、以下でなければステップＳＤ１０へ移行する。
●［ステップＳＤ１０］ステップＳＤ７で算出されるＵ_MおよびステップＳＤ１で検出した型締力Ｆにより数７式を用いて弾性定数Ｋを算出する。
●［ステップＳＤ１１］ステップＳＤ１０で求められた弾性定数Ｋを制御装置２０のメモリ２６に記憶する。

●［ステップＳＤ１２］型締用サーボモータ８に取り付けられている位置・速度検出器１１からの位置検出信号を取得する。より具体的には、位置・速度検出器１１からの制御周期毎に得られるパルス数を取得する。
●［ステップＳＤ１３］ステップＳＤ１２で得られた位置検出信号を元に、可動プラテン３の位置を算出する。
●［ステップＳＤ１４］可動プラテン３の位置が型開完了位置に達したか否か判断し、達していない場合にはステップＳＤ１２に戻り、達している場合にはステップＳＤ１５へ移行する。
●［ステップＳＤ１５］型締用サーボモータ８の駆動を停止し可動プラテン３の後退を停止する。
なお、型締用サーボモータに上述した回転式のサーボモータではなくリニアモータを使用した場合には、数５式のトルクＴをリニアモータの推力、回転角度の差分Δθをリニアモータの移動距離の差分ΔＸに置き換えた式（数８式）によってＵ_Mを求め、以下回転式と同様の方法により型締機構部の異常検出することができる。

次に、図９を用いて、型閉じ工程において型締完了位置における型締力を求め、過大な型締力が発生したか否かを判断する処理を含むアルゴリズムのフローチャートを説明する。以下、各ステップに従って説明する。
●［ステップＳＥ１］型締用サーボモータ８が発生するエネルギーＵ_Mの値を０（ゼロ）に初期化する。
●［ステップＳＥ２］弾性定数Ｋ、機械的強度許容型締力上限値Ｆ_D、および型締力下限値Ｆ_Lを読み込む。機械的強度許容型締力上限値Ｆ_Dは、型締機構の機械的強度を参考に設定する。
●［ステップＳＥ３］型締用サーボモータ８を駆動し、可動プラテン３を固定プラテン１側へ前進開始する。

●［ステップＳＥ４］型締用サーボモータ８に取り付けられている位置・速度検出器１１からの位置検出信号を取得する。より具体的には、位置・速度検出器１１からの制御周期毎に得られるパルス数を取得する。
●［ステップＳＥ５］ステップＳＥ４で得られた位置検出信号を元に、可動プラテン３の位置を算出する。なお、型締用サーボモータ８の回転位置を表す位置検出信号から可動プラテン３の位置を変換式により求めることは周知の技術である。
●［ステップＳＥ６］可動プラテン３の位置は金型タッチ位置以下であるか否かを判断し、可動プラテン３の位置が金型タッチ位置以下の場合にはステップＳＥ７に移行し、以下でなければステップＳＥ４に戻る。

●［ステップＳＥ７］ステップＳＥ４と同様に位置検出信号を取得する。さらに、型締用サーボモータ８の駆動電流を検出する電流検出器１２からの電流検出信号を取得する。
●［ステップＳＥ８］ステップＳＥ５と同様に可動プラテン３の位置を算出する。
●［ステップＳＥ９］型締用サーボモータ８のトルク値Ｔを算出する。トルク値Ｔは、型締用サーボモータ８のトルク定数とステップＳＥ７で取得した電流検出信号とを用いて算出する。なお、トルク定数はモータ固有の値である。
●［ステップＳＥ１０］ステップＳＥ７で取得した位置検出信号と前回の制御周期で取得した位置検出信号の差を元に型締用サーボモータ８の回転角度の差Δθを求める。より具体的には、位置・速度検出器１１からの制御周期毎に得られるパルス数の差である。
●［ステップＳＥ１１］型締用サーボモータ８が発生するエネルギー量を、Ｕ_M＝Ｕ_M＋Ｔ・Δθにより算出する。Ｔ・Δθは１つの制御周期で型締用サーボモータ８が発生するエネルギーである。
●［ステップＳＥ１２］可動プラテン３の位置が型締完了位置に達したか否か判断し、達していない場合にはステップＳＥ７に戻り、達している場合にはステップＳＥ１３へ移行する。

●［ステップＳＥ１３］型締用サーボモータ８の駆動を停止し可動プラテン３の前進を停止する。
●［ステップＳＥ１４］型締機構の弾性定数ＫとステップＳＥ１１で積算して求められた型締用サーボモータ８が発生したエネルギーとから算出型締力Ｆ_Cを求める。
●［ステップＳＥ１５］ステップＳＥ１４で求められた算出型締力Ｆ_Cは型締力下限値Ｆ_Lより大きいか否か判断する。大きい場合にはステップＳＥ１７へ移行し、大きくない場合にはステップＳＥ１６へ移行する。
●［ステップＳＥ１６］型締機構の異常と判断し、成形サイクルを停止し、型締機構の異常であることを示す警告信号を出力する。
●［ステップＳＥ１７］ステップＳＥ１４で求められた算出型締力Ｆ_Cは、機械的強度許容型締力上限値Ｆ_Dより小さいか否か判断する。小さい場合にはステップＳＥ１９へ移行し、小さくない場合にはステップＳＥ１８へ移行する。
●［ステップＳＥ１８］オペレータが誤った操作で過大な型締力を発生させたとして、成形サイクルを停止し、過大型締力信号を出力する。
●［ステップＳＥ１９］算出型締力Ｆ_Cを表示装置付入力装置２９の表示装置に表示し、終了する。算出型締力Ｆ_Cは、ステップＳＥ１４で算出されたものである。ステップＳＥ１６から移行した場合には、ステップＳＥ１６で警告信号が出力された場合には警告を表示する。また、ステップＳＥ１８から移行した場合には、過大な型締力が発生したことを表す異常型締力を表示し、型締機構の寿命に重大な影響を及ぼすことをオペレータに報知する。
この実施形態では、型閉じ工程において型締力の異常検出を行うことで射出工程に移行する前に射出成形機を停止させることができる。

次に図１０を用いて、１成形サイクルの型閉じ工程において型締完了位置における型締力を求め、１成形サイクルの終了時に型締力が適正範囲内であるか否かを判別し、適正範囲内でない場合には型締力の調整を行う処理のアルゴリズムを説明する。
ここでは、固定プラテン１の固定側金型５ａ取付面の位置を基準としリアプラテン２の方向を可動プラテン３の位置が増加する方向とする。可動プラテン３の前進とは固定プラテン１に近づく移動を意味する。可動プラテン３の後退とは固定プラテン１から離れる方向の移動を意味する。また、金型タッチ位置、可動プラテン３の型締完了位置、型開き完了位置の位置情報は、あらかじめ設定されているものとする。以下、各ステップに従って説明する。
●［ステップＳＦ１］型締用サーボモータ８が発生するエネルギーＵ_Mの値を０（ゼロ）に初期化する。
●［ステップＳＦ２］弾性定数Ｋ、品質維持型締力上限値Ｆ_QH、および品質維持型締力下限値Ｆ_QLを読み込む。
●［ステップＳＦ３］型締用サーボモータ８を駆動し、可動プラテン３を固定プラテン１側へ前進開始する。

●［ステップＳＦ４］型締用サーボモータ８に取り付けられている位置・速度検出器１１からの位置検出信号を取得する。より具体的には、位置・速度検出器１１からの制御周期毎に得られるパルス数を取得する。
●［ステップＳＦ５］ステップＳＦ４で得られた位置検出信号を元に、可動プラテン３の位置を算出する。なお、型締用サーボモータ８の回転位置を表す位置検出信号から可動プラテン３の位置を変換式により求めることは周知の技術である。
●［ステップＳＦ６］可動プラテン３の位置は金型タッチ位置以下であるか否かを判断し、可動プラテン３の位置が金型タッチ位置以下の場合にはステップＳＦ７に移行し、以下でなければステップＳＦ４に戻る。

●［ステップＳＦ７］ステップＳＦ４と同様に位置検出信号を取得する。さらに、型締用サーボモータ８の駆動電流を検出する電流検出器１２からの電流検出信号を取得する。
●［ステップＳＦ８］ステップＳＦ５と同様に可動プラテン３の位置を算出する。
●［ステップＳＦ９］型締用サーボモータ８のトルク値Ｔを算出する。トルク値Ｔは、型締用サーボモータ８のトルク定数とステップＳＦ７で取得した電流検出信号とを用いて算出する。なお、トルク定数はモータ固有の値である。
●［ステップＳＦ１０］ステップＳＦ７で取得した位置検出信号と前回の制御周期で取得した位置検出信号の差を元に型締用サーボモータ８の回転角度の差Δθを求める。より具体的には、位置・速度検出器１１からの制御周期毎に得られるパルス数の差である。
●［ステップＳＦ１１］型締用サーボモータ８が発生するエネルギー量を、Ｕ_M＝Ｕ_M＋Ｔ・Δθにより算出する。Ｔ・Δθは１つの制御周期で型締用サーボモータ８が発生するエネルギーである。
●［ステップＳＦ１２］可動プラテン３の位置が型締完了位置に達したか否か判断し、達していない場合にはステップＳＦ７に戻り、達している場合にはステップＳＦ１３へ移行する。

●［ステップＳＦ１３］型締用サーボモータ８の駆動を停止し可動プラテン３の前進を停止する。
●［ステップＳＦ１４］型締機構の弾性定数ＫとステップＳＦ１１で積算して求められた型締用サーボモータ８が発生したエネルギーとから算出型締力Ｆ_Cを求める。
●［ステップＳＦ１５］射出・計量・冷却・型開き工程を行い、１成形サイクルを終了する。
●［ステップＳＦ１６］ステップＳＦ１４で求められた算出型締力Ｆ_Cは、品質維持型締力下限値Ｆ_QLより大きいか否か判断する。大きい場合にはステップＳＦ１８へ移行し、大きくない場合にはステップＳＦ１７へ移行する。
●［ステップＳＦ１７］型締力を高める修正処理を実行する。具体的には、設定型締力Ｆ_Sと算出型締力Ｆ_Cとの差分だけ型締力を調整するように、型厚調整用モータを回転駆動しリアプラテンを前進させる。設定型締力Ｆ_SはステップＳＦ２で読み込む。型締力を調整する方法は従来周知の方法である。なお、算出型締力Ｆ_Cや調整する型締力の大きさ、品質維持型締力上限値Ｆ_QHより大きい、などの表示を表示装置に行うようにしてもよい。
●［ステップＳＦ１８］ステップＳＦ１４で求められた算出型締力Ｆ_Cは、品質維持型締力上限値Ｆ_QHより小さいか否か判断する。小さい場合にはステップＳＦ２０へ移行し、小さくない場合にはステップＳＦ１９へ移行する。
●［ステップＳＦ１９］型締力を低める修正処理を実行する。具体的には、算出型締力Ｆ_Cと設定型締力Ｆ_Sの差分だけ型締力を調整するように、型厚調整用モータを回転駆動しリアプラテンを後退させる。設定型締力Ｆ_SはステップＳＦ２で読み込む。なお、算出型締力Ｆ_Cや調整する型締力の大きさ、品質維持型締力上限値Ｆ_QHより大きい、などの表示を表示装置に行うようにしてもよい。
●［ステップＳＦ２０］算出型締力Ｆ_Cを表示装置付入力装置２９の表示装置に表示する。算出型締力Ｆ_Cは、ステップＳＦ１４で算出されたものである。
●［ステップＳＦ２１］設定された成形サイクル回数実行したか否か判断し、設定された成形サイクル回数未満の場合にはステップＳＦ１に戻り、設定された成形サイクル回数に達した場合には、終了する。
このフローチャートによる処理は、型締力が所定の範囲に維持されることから、型締力異常によって成形不良品が繰り返し生産されることをなくすことができる。
次に、図１１−１および図１１−２のフローチャートを説明する。図１１のフローチャートは型開き工程に対応するものである。以下、各ステップに従って説明する。
●［ステップＳＧ１］型締用サーボモータ８が発電するエネルギーＵ_Mの値を０（ゼロ）に初期化する。
●［ステップＳＧ２］弾性定数Ｋ、機械的強度許容型締力上限値Ｆ_Dおよび型締力下限値Ｆ_Lを読み込む。
●［ステップＳＧ３］型締用サーボモータ８を駆動し、可動プラテン３をリアプラテン２側へ後退開始する。

●［ステップＳＧ４］型締用サーボモータ８に取り付けられている位置・速度検出器１１からの位置検出信号を取得する。より具体的には、位置・速度検出器１１からの制御周期毎に得られるパルス数を取得する。さらに、発電機として働く型締用サーボモータ８からの発電電流を検出する電流検出器１２からの電流検出信号を取得する。
●［ステップＳＧ５］型締用サーボモータ８のトルク値Ｔを算出する。トルク値Ｔは、型締用サーボモータ８のトルク定数とステップＳＧ４で取得した電流検出信号とを用いて算出する。
●［ステップＳＧ６］ステップＳＧ４で取得した位置検出信号と前回の制御周期で取得した位置検出信号の差を元に型締用サーボモータ８の回転角度の差Δθを求める。より具体的には、位置・速度検出器１１からの制御周期毎に得られるパルス数の差である。

●［ステップＳＧ７］型締用サーボモータ８が発生するエネルギー量を、Ｕ_M＝Ｕ_M＋Ｔ・Δθにより算出する。Ｔ・Δθは１つの制御周期で型締用サーボモータ８が発電するエネルギーである。
●［ステップＳＧ８］ステップＳＧ４で得られた位置検出信号を元に、可動プラテン３の位置を算出する。なお、位置検出信号から可動プラテン３の位置を求めることは周知の技術である。
●［ステップＳＧ９］可動プラテン３の位置が金型タッチ位置以下であるか否かを判断し、可動プラテン３の位置が金型タッチ位置以下の場合にはステップＳＧ４に戻り、以下でなければステップＳＧ１０へ移行する。

●［ステップＳＧ１０］型締機構の弾性定数ＫとステップＳＧ７で積算して求められた型締用サーボモータ８が発電したエネルギーＵ_Mとから算出型締力Ｆ_Cを求める。
●［ステップＳＧ１１］ステップＳＧ１０で求められた算出型締力Ｆ_Cは型締力下限値Ｆ_Lより大きいか否か判断する。大きい場合にはステップＳＧ１２へ移行し、大きくない場合にはステップＳＧ１６へ移行する。
●［ステップＳＧ１２］ステップＳＧ１０で求められた算出型締力Ｆ_Cは機械的強度許容型締力上限値Ｆ_Dより小さいか否か判断する。小さい場合にはステップＳＧ１３へ移行し、小さくない場合にはステップＳＧ１７へ移行する。
●［ステップＳＧ１３］型締用サーボモータ８に取り付けられている位置・速度検出器１１からの位置検出信号を取得する。より具体的には、位置・速度検出器１１からの制御周期毎に得られるパルス数を取得する。
●［ステップＳＧ１４］ステップＳＧ１３で得られた位置検出信号を元に、可動プラテン３の位置を算出する。
●［ステップＳＧ１５］可動プラテン３の位置は型開き完了位置に達したか否か判断し、達していない場合にはステップＳＧ１３に戻り、達している場合にはステップＳＧ１８へ移行する。

●［ステップＳＧ１６］ステップＳＧ１１での判断の結果、算出型締力Ｆ_Cは異常であるので、射出成形機の射出成形サイクルを停止させ、警告信号を出力しステップＳＧ１８へ移行する。型開完了前に成形サイクルを停止させるため、金型が閉じた状態で成形品取り出しロボットが動作して金型とロボットが衝突するのを防止することができる。
●［ステップＳＧ１７］ステップＳＧ１２の判断の結果、算出型締力Ｆ_Cは過大であるので、過大型締力信号を出力しステップＳＧ１８へ移行する。
●［ステップＳＧ１８］算出型締力Ｆ_Cを表示装置付入力装置２９の表示装置に表示する。算出型締力Ｆ_Cは、ステップＳＧ１０で算出されたものである。ステップＳＧ１６で警告信号が出力された場合には警告を表示する。ここで表示装置付入力装置２９の表示装置には上述した図４に示されるように表示される。
なお、１成形サイクルの中で、図３に示される型閉じ工程において型締力の監視を行うことと図５に示される型開き工程において型締力の監視を行うようにしてもよい。
●［ステップＳＧ１９］型締用サーボモータ８の駆動を停止し可動プラテン３の後退を停止する。
次に、図１２−１および図１２−２のフローチャートを説明する。図１２のフローチャートは型開き工程に対応するものである。
●［ステップＳＨ１］型締用サーボモータ８が発電するエネルギーＵ_Mの値を０（ゼロ）に初期化する。
●［ステップＳＨ２］弾性定数Ｋ、品質維持型締力上限値Ｆ_QHおよび品質維持型締力下限値Ｆ_QLを読み込む。
●［ステップＳＨ３］型締用サーボモータ８を駆動し、可動プラテン３をリアプラテン２側へ後退開始する。

●［ステップＳＨ４］型締用サーボモータ８に取り付けられている位置・速度検出器１１からの位置検出信号を取得する。より具体的には、位置・速度検出器１１からの制御周期毎に得られるパルス数を取得する。さらに、発電機として働く型締用サーボモータ８からの発電電流を検出する電流検出器１２からの電流検出信号を取得する。
●［ステップＳＨ５］型締用サーボモータ８のトルク値Ｔを算出する。トルク値Ｔは、型締用サーボモータ８のトルク定数とステップＳＨ４で取得した電流検出信号とを用いて算出する。
●［ステップＳＨ６］ステップＳＨ４で取得した位置検出信号と前回の制御周期で取得した位置検出信号の差を元に型締用サーボモータ８の回転角度の差Δθを求める。より具体的には、位置・速度検出器１１からの制御周期毎に得られるパルス数の差である。

●［ステップＳＨ７］型締用サーボモータ８が発生するエネルギー量を、Ｕ_M＝Ｕ_M＋Ｔ・Δθにより算出する。Ｔ・Δθは１つの制御周期で型締用サーボモータ８が発電するエネルギーである。
●［ステップＳＨ８］ステップＳＨ４で得られた位置検出信号を元に、可動プラテン３の位置を算出する。なお、位置検出信号から可動プラテン３の位置を求めることは周知の技術である。
●［ステップＳＨ９］可動プラテン３の位置が金型タッチ位置以下であるか否かを判断し、可動プラテン３の位置が金型タッチ位置以下の場合にはステップＳＨ４に戻り、以下でなければステップＳＨ１０へ移行する。

●［ステップＳＨ１０］型締機構の弾性定数ＫとステップＳＨ７で積算して求められた型締用サーボモータ８が発電したエネルギーＵ_Mとから算出型締力Ｆ_Cを求める。
●［ステップＳＨ１１］ステップＳＨ１０で求められた算出型締力Ｆ_Cは品質維持型締力下限値Ｆ_QLより大きいか否か判断する。大きい場合にはステップＳＨ１３へ移行し、大きくない場合にはステップＳＨ１２へ移行する。
●［ステップＳＨ１２］型締力を高める量を算出し記憶する。具体的には、設定型締力Ｆ_Sと算出型締力Ｆ_Cとの差分が型締力を高める量である。
●［ステップＳＨ１３］ステップＳＨ１０で求められた算出型締力Ｆ_Cは品質維持型締力上限値Ｆ_QHより小さいか否か判断する。小さい場合にはステップＳＨ１５へ移行し、小さくない場合にはステップＳＨ１４へ移行する。
●［ステップＳＨ１４］型締力を低める量を算出し記憶する。具体的には、算出型締力Ｆ_Cと設定型締力Ｆ_Sとの差分が型締力を低める量である。
●［ステップＳＨ１５］算出型締力Ｆ_Cを表示装置に表示する。
●［ステップＳＨ１６］型締用サーボモータ８に取り付けられている位置・速度検出器１１からの位置検出信号を取得する。より具体的には、位置・速度検出器１１からの制御周期毎に得られるパルス数を取得する。
●［ステップＳＨ１７］ステップＳＨ１６で得られた位置検出信号を元に、可動プラテン３の位置を算出する。
●［ステップＳＨ１８］可動プラテン３の位置は型開き完了位置に達したか否か判断し、達していない場合にはステップＳＨ１６に戻り、達している場合にはステップＳＨ１９へ移行する。
●［ステップＳＨ１９］可動プラテン３の後退を停止する。

●［ステップＳＨ２０］型締力を高める量、低める量のデータはあるか否かを判断し、ある場合には、ステップＳＨ２１へ移行し、ない場合には終了する。
●［ステップＳＨ２１］型締力の修正処理を行い、終了する。修正する型締力の量は、ステップＳＨ１２またはステップＳＨ１４で算出し記憶した量である。具体的には、設定型締力Ｆ_Sと算出型締力Ｆ_Cとの差分だけ型締力を調整するように、型厚調整用モータを回転駆動しリアプラテンを前進または後退させることによって、型締力の調整をおこなう。なお、連続成形サイクルが指令されている場合には、型締力調整完了後、引き続いて次の成形サイクルを実行する。
図１３は、算出型締力、機械的強度許容型締力型締力上限値、型締力下限値、品質維持型締力下限値、品質維持型締力上限値の表示画面の一例である。図１３（ａ）に示される画面例Ｖ４は、算出型締力Ｆ_Cが機械的強度許容型締力上限値Ｆ_Dより大きい場合に表示される例である。図１３（ｂ）に示される画面例Ｖ５は、品質維持型締力上限値および品質維持型締力下限値で、算出型締力Ｆ_Cが管理される場合に表示される画面の例である。
なお、監視幅設定手段に設定される「下限値Ｆ_L」、「品質維持型締力下限値Ｆ_QL」、「品質維持型締力上限値Ｆ_QH」、「上限値Ｆ_H」、「機械的強度許容型締力上限値Ｆ_D」は、この順に大きくなる数値である。

ｋ４本のタイバーの合成弾性定数
Ｋ型締機構の弾性定数
Ｕ_M 型締用サーボモータが発生するエネルギー
Ｆ_B 型締力監視幅
Ｆ_C 算出型締力
Ｆ_D 機械的強度許容型締力上限値
Ｆ_H 型締力上限値
Ｆ_L 型締力下限値
Ｆ_QL 品質維持型締力下限値
Ｆ_QH 品質維持型締力上限値
Ｆ_S 設定型締力
１００型締装置

Claims

型締機構を駆動するモータを備えた射出成形機を制御する制御装置において、
型閉じ工程において型盤が金型タッチ位置に到達してから型締完了位置に到達するまでに前記モータが発生したエネルギーを前記モータのトルクと回転角度との積を積分して求める手段と、
該手段により求められたエネルギーとあらかじめ求められた該型締機構の弾性定数とから算出型締力を算出する型締力算出手段と、
前記型締力算出手段により算出される該算出型締力の監視幅を設定する監視幅設定手段と、
前記算出型締力が前記監視幅から逸脱した場合に成形サイクルを停止する手段と、
を備え、
前記型締機構の弾性定数は、前記型締機構が型開き工程において型盤が型開きを開始してから金型がタッチ位置に到達するまでの間において所定距離移動する間に前記モータが発電したエネルギーと前記型締機構に取り付けられた型締力センサで測定された測定型締力とから求める、または、前記型締機構が型閉じ工程において型盤が金型タッチ位置に到達してから型締完了位置に到達するまでの間において所定距離移動する間に前記モータが発生したエネルギーと前記型締機構に取り付けられた型締力センサで測定された測定型締力とから求める、または、前記型締機構が有するタイバーの合成弾性定数である、
ことを特徴とする型締の異常検出機能を有する射出成形機の制御装置。
型締機構を駆動するモータを備えた射出成形機を制御する制御装置において、
型開き工程において型盤が型開きを開始してから金型タッチ位置に到達するまでに前記モータが発電したエネルギーを前記モータのトルクと回転角度との積を積分して求める手段と、
該エネルギーを求める手段により求められたエネルギーとあらかじめ求められた該型締機構の弾性定数とから算出型締力を算出する型締力算出手段と、
前記型締力算出手段により算出される該算出型締力の監視幅を設定する監視幅設定手段と、
前記算出型締力が前記監視幅から逸脱した場合に成形サイクルを停止する手段と、
を備え、
前記型締機構の弾性定数は、前記型締機構が型開き工程において型盤が型開きを開始してから金型がタッチ位置に到達するまでの間において所定距離移動する間に前記モータが発電したエネルギーと前記型締機構に取り付けられた型締力センサで測定された測定型締力とから求める、または、前記型締機構が型閉じ工程において型盤が金型タッチ位置に到達してから型締完了位置に到達するまでの間において所定距離移動する間に前記モータが発生したエネルギーと前記型締機構に取り付けられた型締力センサで測定された測定型締力とから求める、または、前記型締機構が有するタイバーの合成弾性定数である、
ことを特徴とする型締の異常検出機能を有する射出成形機の制御装置。
前記監視幅設定手段にリアプラテン位置の設定誤りによる型締力の異常を判定するための型締力の上限値を設定し、前記算出型締力が前記監視幅の上限側を逸脱した場合に、リアプラテン位置の設定誤りによる型締力の異常であると判定する判定手段を備えたことを特徴とする請求項１または２のいずれか１つに記載の型締の異常検出機能を有する射出成形機の制御装置。
前記監視幅設定手段に型締機構部の異常を判定するための型締力の上限値と下限値とを設定し、前記算出型締力が前記監視幅を逸脱した場合に、型締機構部の異常であると判定する判定手段を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の型締の異常検出機能を有する射出成形機の制御装置。
前記監視幅設定手段に成形品質の維持を判定するための型締力の上限値と下限値とを設定し、前記算出型締力が前記監視幅を逸脱した場合に、型締力を調整し成形サイクルを継続する手段を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の型締の異常検出機能を有する射出成形機の制御装置。