JP4588664B2 - Mold clamping force control method and mold clamping device - Google Patents
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Description
本発明は、型締力制御方法及び型締装置に関し、より具体的には、型締装置において電磁石を用いて発生させられる型締力の制御方法及び当該型締装置に関する。 The present invention relates to a mold clamping force control method and a mold clamping device, and more specifically to a method of controlling a mold clamping force generated using an electromagnet in the mold clamping device and the mold clamping device.
従来、成形機、例えば、射出成形機は、射出装置、金型装置及び型締装置を備え、樹脂を射出装置の射出ノズルから射出して金型装置のキャビティ空間に充填し、固化させることによって成形品を得るようになっている。そして、前記金型装置は、固定金型及び可動金型を備え、前記型締装置を作動させ、固定金型に対して可動金型を進退させることによって、型閉じ、型締め及び型開きを行うことができる。 2. Description of the Related Art Conventionally, a molding machine, for example, an injection molding machine, includes an injection device, a mold device, and a mold clamping device. By injecting resin from an injection nozzle of the injection device, filling the cavity space of the mold device, and solidifying the resin. A molded product is obtained. The mold apparatus includes a fixed mold and a movable mold, and operates the mold clamping apparatus to move the movable mold forward and backward with respect to the fixed mold, thereby closing the mold, clamping and opening the mold. It can be carried out.
前記型締装置は、前記固定金型が取り付けられた固定プラテン、前記可動金型が取り付けられた可動プラテン、電動式のモータ、該モータの出力軸に連結されたボールねじ軸、及び該ボールねじ軸と螺合させられるボールナットから成るボールねじ、前記ボールナットと連結されたクロスヘッド、該クロスヘッドと可動プラテンとの間に配設されたトグル機構等を備え、前記モータを駆動することによってクロスヘッドを前進させ、前記トグル機構を伸展させることによって型閉じ及び型締めを行うことができる。 The mold clamping device includes a fixed platen to which the fixed mold is attached, a movable platen to which the movable mold is attached, an electric motor, a ball screw shaft connected to an output shaft of the motor, and the ball screw. A ball screw composed of a ball nut screwed to a shaft, a cross head connected to the ball nut, a toggle mechanism disposed between the cross head and a movable platen, and the like, by driving the motor The mold can be closed and clamped by advancing the crosshead and extending the toggle mechanism.
ところが、前記構成の型締装置においては、型締力を発生させるためにトグル機構を使用するようになっているので、可動プラテンに曲げモーメントが作用し、可動プラテンにおける金型取付面に歪みが発生してしまう。 However, in the mold clamping apparatus having the above-described configuration, a toggle mechanism is used to generate a mold clamping force. Therefore, a bending moment acts on the movable platen, and the mold mounting surface of the movable platen is distorted. Will occur.
また、トグル機構を伸展させることによって型締めが行われるので、型締力を制御するのが困難になってしまう。 Moreover, since the mold clamping is performed by extending the toggle mechanism, it becomes difficult to control the mold clamping force.
そこで、電動式のモータ及び電磁石を備え、型閉じ及び型開きの動作にモータのトルクを、型締めの動作に電磁石の吸引力を利用した型締装置が提供されている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, there is provided a mold clamping device that includes an electric motor and an electromagnet, and uses the torque of the motor for mold closing and mold opening operations, and uses the attraction force of the electromagnet for mold clamping operations (for example, Patent Document 1). reference).
該型締装置においては、固定プラテンと所定の間隔を置いてリヤプラテンが配設され、前記固定プラテンとリヤプラテンとの間に架設されたタイバーに沿って可動プラテンが進退自在に配設される。そして、前記リヤプラテンの後端面に電磁石が固定され、前記リヤプラテンの後方に吸着板が進退自在に配設されるとともに、吸着板と可動プラテンとの間にリンク機構が配設され、該リンク機構をモータによって屈伸させることができるようになっている。 In the mold clamping device, a rear platen is disposed at a predetermined distance from the fixed platen, and a movable platen is disposed so as to be able to advance and retreat along a tie bar provided between the fixed platen and the rear platen. An electromagnet is fixed to the rear end surface of the rear platen, and an adsorption plate is disposed behind the rear platen so as to be movable back and forth. A link mechanism is disposed between the adsorption plate and the movable platen. It can be bent and stretched by a motor.
従って、該モータを駆動してリンク機構を伸展させることによって型閉じを行った後、前記電磁石の周囲に設けられたコイルに電流を供給して前記電磁石を駆動し、当該電流の大きさに従った磁力を発生させて吸着板を吸着することにより、型締めを行うことができる。この場合、型締力を発生させるために電磁石を使用するので、可動プラテンに曲げモーメントが作用せず、前記金型取付面に歪みが発生することがなくなるだけでなく、型締力を容易に制御することができる。
しかしながら、型締め開始時等、型締力を変化させる際に、電磁石の周囲に設けられたコイルに電流を供給しても、磁場を打ち消す方向の渦電流が発生し、電流は供給されているものの所望の磁場が得られない状態が生じ得る。 However, even when a current is supplied to the coil provided around the electromagnet when changing the clamping force, such as at the start of clamping, an eddy current is generated in the direction that cancels the magnetic field, and the current is supplied. However, a state in which a desired magnetic field cannot be obtained may occur.
図1は、かかる状態を説明するためのグラフを示す。当該グラフにおいて、縦軸は、電磁石により発生する型締力[t・f]を示し、横軸は、コイルに電流を供給する時間[秒]を示す。 FIG. 1 shows a graph for explaining such a state. In the graph, the vertical axis indicates the mold clamping force [t · f] generated by the electromagnet, and the horizontal axis indicates the time [second] for supplying the current to the coil.
図1を参照するに、かかる渦電流の発生により、電磁石を作動させるために必要な電流である定格電流を供給してから約数秒(図1に示す例では約7秒)経過してから、型締めを行うために前記吸着板を電磁石に吸着させるに必要な定常型締力(図1に示す例では約10[t・f]の型締力)が発生する。 Referring to FIG. 1, due to the generation of the eddy current, about several seconds (about 7 seconds in the example shown in FIG. 1) have passed since the rated current, which is a current necessary for operating the electromagnet, is supplied. A steady mold clamping force (clamping force of about 10 [t · f] in the example shown in FIG. 1) necessary for attracting the suction plate to the electromagnet to perform mold clamping is generated.
このように、型締め開始時等、型締力を変化させるために電磁石の周囲に設けられたコイルに電流を供給しても、所望の型締力の発生には一定の時間を要する。これは、型締工程において定常的なものではなく、型締力を変化させるときの立ち上がり特性固有のものであるが、型締力の発生の遅延を招き、成形品の生産の効率化の観点から望ましくない。特に、成形サイクルが短い場合には、型締力の発生時間を少しでも短縮させて、成形品の生産性を向上させる必要がある。 Thus, even when a current is supplied to the coil provided around the electromagnet in order to change the clamping force, such as when clamping is started, it takes a certain time to generate the desired clamping force. This is not a steady process in the mold clamping process and is unique to the rise characteristics when the mold clamping force is changed. Not desirable. In particular, when the molding cycle is short, it is necessary to improve the productivity of the molded product by reducing the generation time of the mold clamping force as much as possible.
そこで、本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、電磁石を用いて型締力を発生する型締装置において、所望の型締力が発生するまでの時間を短縮して、型締工程における立ち上がり特性の向上を図ることができる型締力制御方法及び当該型締装置を提供することを、本発明の目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above points, and in a mold clamping device that generates a mold clamping force using an electromagnet, the time until a desired mold clamping force is generated is shortened, It is an object of the present invention to provide a mold clamping force control method and a mold clamping apparatus capable of improving the rising characteristics in the mold clamping process.
本発明の一観点によれば、型締装置において電磁石を用いて発生させられる型締力の制御方法であって、前記型締力を変化させる際に、定常型締力を発生するために必要な定格電流の値よりも大きな値を有する電流を、前記電磁石を有する型締用駆動部に通電することを特徴とする型締力制御方法が提供される。 According to one aspect of the present invention, there is provided a method for controlling a mold clamping force generated using an electromagnet in a mold clamping device, which is necessary for generating a steady mold clamping force when changing the mold clamping force. A mold clamping force control method is provided, wherein a current having a value larger than a rated current value is supplied to a mold clamping drive unit having the electromagnet.
前記型締力を変化させる指令が発せられる際に、前記電流を前記型締用駆動部に通電することとしてもよい。また、前記型締用駆動部に通電される前記電流は、電流供給部から供給可能な最大値の電流であってもよい。 The current may be supplied to the mold clamping drive unit when a command to change the mold clamping force is issued. The current supplied to the mold clamping drive unit may be a maximum current that can be supplied from the current supply unit.
更に、前記電流が前記型締用駆動部に通電され所定期間が経過した後に、前記電流を前記定格電流に変えることとしてもよく、前記型締力が前記定常型締力に達すると、前記電流を前記定格電流に変えることとしてもよい。前記型締力は圧力検出手段で検出することができる。 Furthermore, the current may be changed to the rated current after the current is passed through the mold clamping drive unit and a predetermined period of time elapses, and when the mold clamping force reaches the steady mold clamping force, the current May be changed to the rated current. The mold clamping force can be detected by pressure detection means.
また、前記電磁石の磁束が定常磁束に達すると、前記電流を前記定格電流に変えることとしてもよい。前記電磁石の前記磁束は、磁束密度検出手段で検出することができる。 Moreover, when the magnetic flux of the electromagnet reaches a steady magnetic flux, the current may be changed to the rated current. The magnetic flux of the electromagnet can be detected by magnetic flux density detection means.
前記定格電流よりも大きな値を有する前記電流を前記型締用駆動部に一定時間通電し、当該一定時間内での時間経過に対する前記型締力の変化を予めテストし、当該テストの結果に基づき、前記定格電流よりも大きな値を有する前記電流を前記型締用駆動部に通電する時間を定め、前記定格電流よりも大きな値を有する前記電流を、前記テストの結果に基づいて定められる前記時間通電した後に、前記電流を前記定格電流に変えることとしてもよい。 The current having a value larger than the rated current is energized to the mold clamping drive unit for a certain period of time, a change in the mold clamping force over time within the certain period of time is tested in advance, and based on the result of the test The time for energizing the mold clamping drive unit with the current having a value larger than the rated current is determined, and the time having the value larger than the rated current is determined based on the result of the test After energization, the current may be changed to the rated current.
本発明の別の観点によれば、電磁石を用いて型締力を発生する型締装置であって、前記電磁石を有する型締用駆動部に電流を通電する電流供給部と、前記電流供給部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記電流供給部に、定常型締力を発生するために必要な定格電流の値よりも大きな値を有する電流を、前記型締力を変える際に前記型締用駆動部に通電させることを特徴とする型締装置が提供される。 According to another aspect of the present invention, there is provided a mold clamping device that generates a clamping force using an electromagnet, a current supply unit that supplies a current to a mold clamping drive unit having the electromagnet, and the current supply unit. A control unit that controls the current supply unit with a current having a value larger than a rated current required for generating a steady mold clamping force. A mold clamping device is provided, wherein the mold clamping drive unit is energized when changing.
本発明によれば、電磁石を用いて型締力を発生する型締装置において、所望の型締力が発生するまでの時間を短縮して、型締工程における立ち上がり特性の向上を図ることができる型締力制御方法及び当該型締装置を提供することができる。 According to the present invention, in a mold clamping device that uses an electromagnet to generate a mold clamping force, it is possible to shorten the time until a desired mold clamping force is generated and to improve the rising characteristics in the mold clamping process. A mold clamping force control method and the mold clamping apparatus can be provided.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
なお、以下では、型締装置については、型閉じを行う際の可動プラテンの移動方向を前方とし、型開きを行う際の可動プラテンの移動方向を後方とし、射出装置については、射出を行う際のスクリューの移動方向を前方とし、計量を行う際のスクリューの移動方向を後方として説明する。 In the following, for the mold clamping device, the moving direction of the movable platen when closing the mold is the front, the moving direction of the movable platen when opening the mold is the rear, and the injection device is when performing the injection In the following description, the moving direction of the screw is assumed to be the front, and the moving direction of the screw when measuring is assumed to be the rear.
また、以下の説明では、型締とは、可動金型のパーティング面が固定金型のパーティング面と接触している状態から、可動金型に更に力が作用して、固定金型が可動金型によって押し付けられることをいう。 In the following description, mold clamping refers to a state in which the movable mold is further in force from the state in which the parting surface of the movable mold is in contact with the parting surface of the fixed mold. It is pressed by a movable mold.
[第1の実施の形態]
図2は本発明の第1の実施の形態における金型装置及び型締装置の概略構成図である。
[First Embodiment]
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a mold apparatus and a mold clamping apparatus according to the first embodiment of the present invention.
図2において、10は型締装置であり、Frは射出成形機のフレームである、Gdは、該フレームFr上に敷設されてレールを構成し、型締装置10を支持するとともに、案内する第1の案内部材としての2本のガイドである。図においては、2本のガイドGdのうち1本だけを示している。
In FIG. 2, 10 is a mold clamping device, Fr is a frame of an injection molding machine, Gd is laid on the frame Fr to form a rail, and supports and guides the
11は、前記ガイドGd上に載置され、前記フレームFr及びガイドGdに対して固定された第1の固定部材としての固定プラテンである。固定プラテン11と所定の間隔を置いて、かつ、固定プラテン11と対向させて第2の固定部材としてのリヤプラテン13が配設されている。前記固定プラテン11とリヤプラテン13との間に4本の連結部材としてのタイバー14(図においては、4本のタイバーのうちの2本だけを示す。)が架設される。なお、前記リヤプラテン13は、タイバー14が伸縮するのに伴って、ガイドGdに対して僅かに移動することができるように前記ガイドGd上に載置される。
該タイバー14に沿って固定プラテン11と対向させて第1の可動部材としての可動プラテン12が型開閉方向に進退(図において左右方向に移動)自在に配設される。そのために、前記可動プラテン12のタイバー14と対応する箇所にタイバー14を貫通させる図示されないガイド穴が形成される。
A
前記タイバー14の前端部(図において右端部)には、図示されない第1のねじ部が形成され、前記タイバー14は、前記第1のねじ部とナットn1とを螺合させることによって固定プラテン11に固定される。また、前記各タイバー14の後方(図において左方)の所定の部分には、タイバー14より外径が小さい第2の案内部材としてのガイドポスト21が、リヤプラテン13の後端面(図において左端面)から後方に向けて突出させて、かつ、タイバー14と一体に形成されている。
A first screw portion (not shown) is formed at a front end portion (right end portion in the figure) of the
各ガイドポスト21の、リヤプラテン13の後端面の近傍に、図示されない第2のねじ部が形成され、前記固定プラテン11とリヤプラテン13とは、前記第2のねじ部とナットn2とを螺合させることによって連結される。本実施の形態においては、ガイドポスト21がタイバー14と一体に形成されるようになっているが、ガイドポスト21をタイバー14とを別体に形成することもできる。
A second screw portion (not shown) is formed in the vicinity of the rear end surface of the
また、前記固定プラテン11には第1の金型としての固定金型15が、前記可動プラテン12には第2の金型としての可動金型16がそれぞれ固定され、前記可動プラテン12の進退に伴って固定金型15と可動金型16とが接離させられ、型閉じ、型締め及び型開きが行われる。
A fixed
なお、型締めが行われるのに伴って、固定金型15と可動金型16との間に複数の図示されないキャビティ空間が形成され、射出装置17の射出ノズル18から射出された成形材料としての図示されない樹脂が前記各キャビティ空間に充填される。
As the mold clamping is performed, a plurality of cavity spaces (not shown) are formed between the fixed
固定金型15及び可動金型16によって金型装置19が構成される。
A
そして、前記可動プラテン12と平行に配設された第2の可動部材としての吸着板22が、リヤプラテン13より後方において前記各ガイドポスト21に沿って進退自在に配設され、ガイドポスト21によって案内される。なお、前記吸着板22には、各ガイドポスト21と対応する箇所に、ガイドポスト21を貫通させるガイド穴23が形成される。
A
該ガイド穴23は、前端面(図において右端面)に開口させられ、ボールナットn2を収容する大径部24、及び吸着板22の後端面に開口させられ、ガイドポスト21と摺動させられる摺動面を備えた小径部25を備える。本実施の形態において、吸着板22は、ガイドポスト21によって案内されるようになっているが、吸着板22を、ガイドポスト21だけでなく、ガイドGdによって案内することもできる。
The
ところで、前記可動プラテン12を進退させるために、第1の駆動部としての、かつ、型開閉用の駆動部としてのリニアモータ28が、可動プラテン12とフレームFrとの間に配設される。前記リニアモータ28は、前記フレームFr上に、前記ガイドGdと平行に、かつ、可動プラテン12の移動範囲に対応させて形成された第1の駆動要素としての固定子29、及び前記可動プラテン12の下端において、前記固定子29と対向させて、かつ、所定の範囲にわたって形成された第2の駆動要素としての可動子31を備える。
By the way, in order to move the
前記可動子31は、固定子29に向けて突出させて、かつ、所定のピッチで複数の磁極歯33が形成されたコア34、及び各磁極歯33に巻装されたコイル35を備える。なお、前記磁極歯33は可動プラテン12の移動方向に対して直角の方向に、互いに平行に形成される。前記固定子29は、図示されないコア、及び該コア上に延在させて形成された図示されない永久磁石を備え、該永久磁石は、N極及びS極の各磁極を交互に、かつ、前記磁極歯33と同じピッチで着磁させることによって形成される。
The
従って、前記コイル35に所定の電流を供給することによってリニアモータ28を駆動すると、可動子31が進退し、それに伴って、可動プラテン12が進退させられ、型閉じ及び型開きを行うことができる。
Accordingly, when the
なお、本実施の形態においては、固定子29に永久磁石を、可動子31にコイル35を配設するようになっているが、固定子にコイルを、可動子に永久磁石を配設することもできる。その場合、リニアモータ28が駆動されるのに伴って、コイルが移動しないので、コイルに電力を供給するための配線を容易に行うことができる。
In the present embodiment, the permanent magnet is disposed on the
ところで、前記可動プラテン12が前進(図において右方向に移動)させられて可動金型16が固定金型15に当接すると、型閉じが終了し、続いて、型締めを行われる。型締めを行うために、リヤプラテン13と吸着板22との間に、第2の駆動部としての、かつ、型締用駆動部としての電磁石ユニット37が配設される。
By the way, when the
また、型閉じ時及び型開き時に、可動プラテン12の進退に連動させて吸着板22を進退させ、型締め時に、電磁石ユニット37によって発生させられた型締力を可動プラテン12に伝達するために、リヤプラテン13及び吸着板22を貫通して延び、可動プラテン12と吸着板22とを連結する型締力伝達部材としてのロッド39が、進退自在に配設される。
In order to transmit the mold clamping force generated by the
前記ロッド39の前端部と当該可動プラテン12との間には、電磁石ユニット37によって発生させられ、可動プラテン12に伝達される型締力を検出する圧力検出手段(荷重検出器)としてロードセル3が設けられている。
Between the front end portion of the
固定プラテン11、可動プラテン12、リヤプラテン13、吸着板22、リニアモータ28、電磁石ユニット37、ロッド39等によって型締装置10が構成される。
The
前記電磁石ユニット37は、リヤプラテン13側に配設された第1の駆動部材としての電磁石49、及び吸着板22側に配設された第2の駆動部材としての吸着部51から成る。
The
吸着部は、前記吸着板22の前端面の所定の部分、本実施の形態においては、吸着板22において前記ロッド39を包囲し、電磁石49と対向する部分に形成される。また、リヤプラテン13の後端面の所定の部分、本実施の形態においては、前記ロッド39よりわずかに上方及び下方に、水平方向に延在させてコイル配設部としての二つの溝45が互いに平行に形成され、各溝45間に矩形の形状を有するコア46、及び他の部分にヨーク47が形成される。そして、前記コア46にコイル48が巻装される。
The attracting portion is formed at a predetermined portion of the front end surface of the attracting
従って、電磁石ユニット37において、前記溝45に設けられたコイル48に電流を供給すると、電磁石49が駆動され、吸着部51を吸着し、前記型締力を発生させることができる。
Therefore, in the
そして、前記ロッド39は、後端部(図において左端部)において吸着板22と連結させて、前端部において可動プラテン12と連結させて配設される。従って、ロッド39は、型閉じ時に可動プラテン12が前進するのに伴って前進させられて吸着板22を前進させ、型開き時に可動プラテン12が後退(図において左方向に移動)するのに伴って後退させられて吸着板22を後退させる。
The
そのため、前記リヤプラテン13の中央部分に、ロッド39を貫通させるための穴41、及び前記吸着板22の中央部分にロッド39を貫通させるための穴42が形成され、前記穴41の前端部の開口に臨ませて、ロッド39を摺動自在に支持するブッシュ等の軸受部材Br1が配設される。また、前記ロッド39の後端部にねじ43が形成され、該ねじ43と、吸着板22に対して回転自在に支持された型厚調整機構としてのナット44とが螺合させられる。
Therefore, a
本実施の形態では更に、型締装置10は、制御部4及びドライバ5に接続されている。より具体的には、ロッド39の前端部と可動プラテン12との間に設けられているロードセル3は、制御部4に接続し、また、コイル48は、電流供給部たるドライバ5に接続している。制御部4とドライバ5とは接続されており、制御部4は、ロードセル3から送られる検出信号に基づき、ドライバ5の動作を制御し、コイル48に供給される電流を制御する。
In the present embodiment, the
かかる構造の下、本実施の形態では、型締め開始時等、型締力を変化させる際に、制御部4は、当該変化によって得るべき目標となる型締力、即ち、定常状態で目標とする型締力(以下では、かかる型締力を「定常型締力」という)を発生するために必要な定常的な電流(以下では、かかる電流を「定格電流」という)の値よりも大きな値の電流をコイル48に供給するよう、ドライバ5の動作を制御している。
Under this structure, in the present embodiment, when changing the mold clamping force, such as at the start of mold clamping, the
これについて、図2に加え、図3及び図4も参照して説明する。 This will be described with reference to FIGS. 3 and 4 in addition to FIG.
ここで、図3は、ドライバ5からコイル48に供給される電流と型締力との関係を示すグラフである。図3に示すグラフにおいて、縦軸は、電磁石ユニット37により発生する型締力[t・f]を示し、横軸は、電流を供給する時間[秒]を示す。また、図4は、定常型締力を目標値とした場合の、コイル48に供給される電流の制御を示したグラフである。図4に示すグラフにおいて、縦軸は、電磁石ユニット37により発生する型締力[t・f]及びコイル48に供給する電流の値[A]を示し、横軸は、電流を供給する時間[秒]を示す。
Here, FIG. 3 is a graph showing the relationship between the current supplied from the
図3を参照するに、例えば、所望の定常型締力F0が約10[t・f]であり、ドライバ5からコイル48に定格電流I0を供給する場合、当該定常型締力F0を得るには、型締力を変化させる指令が制御部4から出されてから時間t1(約5.9乃至6.0秒)必要となる。
Referring to FIG. 3, for example, when the desired steady mold clamping force F 0 is about 10 [t · f] and the rated current I 0 is supplied from the
これに対し、ドライバ5からコイル48に供給する電流を定格電流I0の約2倍にすると、図3中、I0×2で示されるように、型締力を変化させる指令が制御部4から出されてから時間t2(約0.5秒)で得ることができる。また、定格電流I0の約3倍にすると、図3中、I0×3で示されるように、前記定常型締力F0を時間t3(約0.3秒)で得ることができ、定格電流I0の約5倍にすると、図3中、I0×5で示されるように、前記定常型締力F0を時間t4(約0.2秒)で得ることができ、定格電流I0の約9倍にすると、図3中、I0×9で示されるように、前記定常型締力F0を時間t5(約0.1秒)で得ることができる。
On the other hand, when the current supplied from the
即ち、定格電流I0の値よりも大きい値の電流をドライバ5からコイル48に供給することにより、型締力の立ち上がり時間を短縮することができ、定常型締力F0を得るための時間を短くすることができる。
That is, by supplying a current having a value larger than the value of the rated current I 0 from the
特に、図3から明らかなように、ドライバ5からコイル48に供給する電流が定格電流I0の5倍以上である場合、この効果は大きい。
In particular, as apparent from FIG. 3, when the current supplied from the
型締力の立ち上がり時間を最大限短縮するという観点からは、コイル48の熱的特性の限界値を超えない限り、ドライバ5により供給可能な最大値の電流をコイル48に供給することが望ましい。
From the viewpoint of shortening the rise time of the mold clamping force to the maximum, it is desirable to supply the
図3に示されるドライバ5からコイル48に供給される電流の大きさと型締力の大きさとの関係に基づき、本実施の形態では、図4に示すように、定常型締力F0を目標値としてコイル48に供給される電流を制御している。
Based on the relationship between the magnitude of the current supplied from the
図4を参照するに、型締力を変化させる際に、制御部4は、定格電流I0の値よりも大きい値の電流をコイル48に供給するようドライバ5を制御する。ここで、型締力を変化させる際とは、例えば、型締動作を開始するため、型締力の大きさを多段階に変化させるため、又は1つの成形品で肉厚が異なる形状を有する成形品を成形する際に、冷却状態に対応して型締力を変化させるため等、の目的で、型締力Fを変化させる指令が制御部4から発せられる際をいう。
Referring to FIG. 4, when changing the mold clamping force, the
図4に示す例では、このような型締力を変化させる際に、制御部4は、定格電流I0の約9倍の値の電流I0×9をコイル48に供給するよう、ドライバ5を制御する。そのため、ドライバ5は、コイル48の熱的特性の限界値を考慮しつつ、定格電流I0の約9倍の値を有する電流I0×9をコイル48に供給することができる容量を有する。なお、コイル48の熱的特性の限界値を超えない限り、当該容量につき特に上限は設けておらず、定格電流I0の約5倍以上の電流をコイル48に供給することができる容量を有していてもよい。
In the example shown in FIG. 4, when changing such a mold clamping force, the
コイル48に電流を供給することにより、電磁石49は駆動され、電磁石49は吸着部51を吸着して、当該電流の大きさに従った型締力Fが発生する。かかる型締力Fは、可動プラテン12に伝達され、ロッド39の前端部と可動プラテン12との間に設けられた圧力検出手段(荷重検出器)たるロードセル3により検出される。
By supplying a current to the
図4に示すように、定格電流I0(約22[A])の約9倍の電流I0×9(約200[A])をコイル48に供給すると、型締力Fは増大し、型締力Fを変化させる指令が制御部4から出されてから約0.13秒後に、型締力Fは定常型締力F0(約10[t・f])と略同一の値に達する。
As shown in FIG. 4, when a current I 0 × 9 (about 200 [A]) that is about nine times the rated current I 0 (about 22 [A]) is supplied to the
上述のように、ロードセル3により検出された型締力Fは、検出信号として制御部4に送られるが、検出された型締力Fが定常型締力F0に達した時点で、制御部4はドライバ5を作動して、コイル48に供給する電流を電流I0×9から定格電流I0に変化させ、以後、型締力Fを再度変化させる必要があるまで、コイル48に定格電流I0が供給され続け、型締力Fは定常型締力F0(約10[t・f])と略同一の値が維持される。
As described above, the clamping force F detected by the
即ち、本実施の形態では、型締力Fを変化させる際に、制御部4は、当該変化によって得るべき目標となる定常型締力F0を発生するために必要な定格電流I0の値よりも大きな値の電流I0×9をコイル48に供給し、型締力Fが定常型締力F0に達した時点で、コイル48に供給する電流を電流I0×9から定格電流I0に変化させるよう、ドライバ5を電流値と型締力の検出値との比較制御で動作させている。
That is, in the present embodiment, when the mold clamping force F is changed, the
従って、型締め開始時等、型締力を変化させる際に、磁場を打ち消す方向の渦電流が発生しても、短時間で定常型締力F0と同じ値の型締力を発生させることができ、渦電流損失を補填することができる。よって、電磁石を用いた型締工程の立ち上がり特性を向上させることができ、成形品の生産性を向上させることができる。 Therefore, when changing the clamping force, such as at the start of clamping, even if an eddy current in the direction to cancel the magnetic field is generated, a clamping force having the same value as the steady clamping force F 0 can be generated in a short time. And eddy current loss can be compensated. Therefore, it is possible to improve the rising characteristics of the clamping process using an electromagnet, and to improve the productivity of the molded product.
また、型締力Fの実際の変化をロードセル3により検出して、検出された型締力Fが定常型締力F0に達しているか否かが判断されており、制御部4は精度良くドライバ5を作動させることができる。
Moreover, the actual change in the clamping force F is detected by the
更に、ロードセル3により検出した型締力の検出値を電流指令値にフィードバック制御すれば、より精度良くドライバ5を作動させることができる。
Furthermore, if the detected value of the clamping force detected by the
ところで、上述の例では、電磁石ユニット37によって発生させられる型締力を検出する圧力検出手段(荷重検出器)として、ロードセル3が、ロッド39の前端部と当該可動プラテン12との間に設けられている。しかしながら、本発明はかかる例に限られず、図5に示す例にも適用することができる。
By the way, in the above-described example, the
ここで、図5は、図2に示す例の第1の変形例に係る型締装置等の概略構成図である。なお、図5中、図2において示す箇所と同一の箇所については同じ符号を付し、その説明を省略する。 Here, FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a mold clamping device and the like according to a first modification of the example shown in FIG. In FIG. 5, the same portions as those shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図5を参照するに、型締力を検出する圧力検出手段(荷重検出器)として、タイバーセンサ7を用いてもよい。
Referring to FIG. 5, a
タイバーセンサ7は、タイバー14に配設され、タイバー14の歪み(主に、伸び)を検出するセンサである。タイバー14には、型締の際に型締力に対応して引張力が加わり、型締力に比例して僅かではあるが伸長する。
The
従って、タイバー14の伸び量をタイバーセンサ7により検出することで、実際に印加されている型締力を知ることができる。即ち、固定金型15と可動金型16とが接触することにより、電磁石ユニット37によって与えられた全軸力の反力が圧力検出手段(荷重検出器)であるタイバーセンサ7によって検出される。
Therefore, by detecting the extension amount of the
タイバーセンサ7から出力される検出信号は制御部4に送られる。図2等を参照して説明したように、制御部4は、かかる検出信号に基づき、ドライバ5の動作を制御し、コイル48に供給される電流を制御する。本例においても、図2等を参照して説明した例と同様に、型締力Fの実際の変化をタイバーセンサ7により検出して、検出された型締力Fが定常型締力F0に達しているか否かが判断され、制御部4は精度良くドライバ5を作動させることができる。
A detection signal output from the
ところで、図2及び図5に示す例では、電磁石ユニット37によって発生させられる型締力Fを検出し、検出された型締力Fが定常型締力F0に達しているか否かを判断し、制御部4はドライバ5を作動させている。しかしながら、本発明はかかる例に限られず、図6に示す例にも適用することができる。
In the example shown in FIGS. 2 and 5, and detects the clamping force F which is generated by the
ここで、図6は、図2に示す例の第2の変形例に係る型締装置等の概略構成図である。なお、図6中、図2において示す箇所と同一の箇所については同じ符号を付し、その説明を省略する。 Here, FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a mold clamping device and the like according to a second modification of the example shown in FIG. In FIG. 6, the same portions as those shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図6を参照するに、この例では、リヤプラテン13が吸着板22に面している面に、磁束密度検出手段であるホール素子9が設けられている。ホール素子9は、ホール効果を利用した磁電変換素子であり、電磁石に発生する磁束密度を検出する。
Referring to FIG. 6, in this example, the
ホール素子9は、制御部4に接続し、また、コイル48は、電流供給部たるドライバ5に接続している。制御部4とドライバ5とは接続されており、制御部4は、ホール素子9から送られる検出信号に基づき、ドライバ5の動作を制御し、コイル48に供給される電流を制御する。
The
上述の図2又は図5に示す例では、定常型締力F0を目標値とし、型締力Fの変化をロードセル3又はタイバーセンサ7により検出して、検出された型締力Fが定常型締力F0に達しているか否かを判断して、コイル48に供給する電流を変化させている。
In the example shown in FIG. 2 or FIG. 5 described above, the steady mold clamping force F 0 is set as a target value, the change in the mold clamping force F is detected by the
図6に示す本例では、前記定常型締力F0を発生させるために必要な磁束(以下では、かかる磁束を「定常磁束」という)の値を目標値とし、電磁石49の磁束Bの変化をホール素子9により検出する。
In this example shown in FIG. 6, the stationary mold clamping force F 0 flux required to generate a (hereinafter, such a magnetic flux "constant flux") and the target value the value of the change in the magnetic flux B of the
ホール素子9から出力される検出信号は制御部4に送られ、図2等を参照して説明したように、制御部4は、かかる検出信号に基づき、検出された磁束Bの値が定常磁束B0に達しているか否かを判断し、磁束Bの値が定常磁束B0に達した時点で、コイル48に供給する電流を定格電流I0に変えるようドライバ5の動作を制御する。
The detection signal output from the
本例においても、磁束Bの実際の変化をホール素子9により検出して、検出された磁束Bが定常磁束B0に達しているか否かが判断され、制御部4は精度良くドライバ5を作動させることができる。
In this example, the actual change in the magnetic flux B is detected by the
更に、ホール素子9により検出した磁束Bの検出値を電流指令値へフィードバック制御すれば、より精度良くドライバ5を作動させることができる。
Furthermore, if the detected value of the magnetic flux B detected by the
次に、本発明の圧力検出手段(荷重検出器)を用いた型締装置の動作について説明する。 Next, the operation of the mold clamping apparatus using the pressure detection means (load detector) of the present invention will be described.
前のサイクルで成形された成形品は、可動金型16が型開限まで後退した位置において取り出される。この位置からリニアモータ28に電流を供給すると、可動プラテン12が前進されると共に、可動金型16が固定金型15に接近する。この工程を型閉工程という。
The molded product molded in the previous cycle is taken out at a position where the
型閉工程においてリニアモータ28は位置制御されるので、再現性良く正確に位置を確保することができる。その後、可動金型16が固定金型15に予め定められた距離まで接近すると、リニアモータ28は減速動作を行い始める。
Since the position of the
その後、可動プラテン12が更に前進し、可動金型16と固定金型15との距離が予め定められた距離以下になると、可動プラテン12が型締力発生区間に入り、コイル48へ定格電流I0以上の電流(例えば、I0×9)が供給され、急激に吸着力を増加させる。この際、可動金型16と固定金型15とが接触した状態、即ち、型タッチ状態になっていると、吸着力の増加に対応して金型に型締力が発生する。
Thereafter, when the
その後、圧力検出手段(荷重検出器)の検出値が設定型締力に到達すると、制御部4は電流値を定格電流値I0に変化させ、金型へ設定型締力を印加させ続ける。
Thereafter, when the detected value of the pressure detection means (load detector) reaches the set mold clamping force, the
その後、予め定められた時間(例えば、金型に充填された樹脂の冷却時間)が経過すると、リニアモータ28に再び電流が供給され、可動プラテン12が型開限まで後退する。
Thereafter, when a predetermined time (for example, the cooling time of the resin filled in the mold) elapses, current is supplied again to the
[第2の実施の形態]
上述の本発明の第1の実施の形態では、型締力F又は磁束密度Bを検出手段3、7、又は9により検出し、検出手段3、7、又は9からから出力される検出信号に基づき、検出された型締力F又は磁束Bの値が定常型締力F0又は定常磁束B0に達しているか否かを判断し、検出された型締力F又は磁束Bの値が定常型締力F0又は定常磁束B0に達した時点でコイル48に供給する電流を定格電流I0に変えるよう、制御部4はドライバ5の動作を制御する。
[Second Embodiment]
In the above-described first embodiment of the present invention, the mold clamping force F or the magnetic flux density B is detected by the detection means 3, 7, or 9, and the detection signal output from the detection means 3, 7, or 9 is detected. Based on this, it is determined whether or not the value of the detected mold clamping force F or magnetic flux B has reached the steady mold clamping force F 0 or steady magnetic flux B 0 , and the detected value of the mold clamping force F or magnetic flux B is steady. The
しかしながら、本発明はかかる態様に限定されず、図7に示す例にも本発明を適用することができる。ここで、図7は、本発明の第2の実施の形態に係る型締装置において用いられる待ち時間テーブルを示したグラフである。なお、以下の説明において、本発明の第1の実施の形態において説明した箇所と同一の箇所についてはその説明を省略する。 However, the present invention is not limited to such an embodiment, and the present invention can be applied to the example shown in FIG. Here, FIG. 7 is a graph showing a waiting time table used in the mold clamping apparatus according to the second embodiment of the present invention. In the following description, the description of the same portions as those described in the first embodiment of the present invention is omitted.
図7に示すグラフでは、電流I0×9(約200[A])をコイル48に供給した場合の型締力Fの時間変化が示されている。図7に示すグラフにおいて、縦軸は、電磁石ユニット37により発生する型締力[t・f]及びコイル48に供給する電流の値[A]を示し、横軸は、電流を供給する時間[秒]を示す。
In the graph shown in FIG. 7, a change with time of the mold clamping force F when the current I 0 × 9 (about 200 [A]) is supplied to the
本実施形態では、図7に示されるグラフを待ち時間テーブルとよぶ。待ち時間テーブルは、所定の電流(本例では、電流I0×9)を一定時間コイル48に供給し、当該一定時間内における型締力Fの時間経過に対する変化を予めテストし、その結果をグラフに示したものである。
In the present embodiment, the graph shown in FIG. 7 is called a waiting time table. The waiting time table supplies a predetermined current (current I 0 × 9 in this example) to the
かかる待ち時間テーブルにより、前記所定の電流をコイル48に供給する場合、型締力Fを変化させる指令が制御部4からドライバ5に出されてから何秒経過すれば所望の目標の型締力を得ることができるのか、即ち、待ち時間を把握することができる。
With this waiting time table, when supplying the predetermined current to the
例えば、図7に示す例では、電流I0×9をコイル48に供給し、得たい型締力が型締力F1(約5[t・f])である場合は、型締力Fを変化させる指令が制御部4からドライバ5に出されてから時間t1(約0.085秒)待てばよく、また、電流I0×9をコイル48に供給し、得たい型締力F2(約10[t・f])である場合は、型締力Fを変化させる指令が制御部4からドライバ5に出されてから時間t2(約0.125秒)待てばよい。
For example, in the example shown in FIG. 7, when the current I 0 × 9 is supplied to the
所望の目標の型締力を得た後は、本発明の第1の実施の形態の場合と同様に、コイル48に供給する電流は、定格電流I0に変えられる。
After obtaining the clamping force of a desired target, as in the first embodiment of the present invention, the current supplied to the
このように、本実施の形態では、テスト結果に基づき、目標の型締力に対する待ち時間を設定することができる。従って、本発明の第1の実施の形態のように型締力又は磁束密度を検出手段により実際に検出しなくとも、本発明の型締力制御方法を実行することができ、型締装置の構成を簡易にすることができる。なお、本実施の形態においても、本発明の第1の実施の形態により奏される効果と同様の効果を得ることができることは言うまでもない。 Thus, in this embodiment, the waiting time for the target mold clamping force can be set based on the test result. Therefore, the mold clamping force control method of the present invention can be executed without actually detecting the mold clamping force or the magnetic flux density by the detecting means as in the first embodiment of the present invention. The configuration can be simplified. Needless to say, the present embodiment can provide the same effects as those achieved by the first embodiment of the present invention.
以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明は特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。 Although the embodiment of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the specific embodiment, and various modifications and changes are within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.
3 ロードセル
4 制御部
5 ドライバ
7 タイバーセンサ
9 ホール素子
10 型締装置
37 電磁石ユニット
49 電磁石
B 磁束
B0 定常磁束
F 型締力
F0 定常型締力
I0 定格電流
3
Claims (10)
前記型締力を変化させる際に、定常型締力を発生するために必要な定格電流の値よりも大きな値を有する電流を、前記電磁石を有する型締用駆動部に通電することを特徴とする型締力制御方法。 A method of controlling a clamping force generated using an electromagnet in a clamping device,
When the mold clamping force is changed, a current having a value larger than a rated current value necessary for generating a steady mold clamping force is supplied to the mold clamping drive unit having the electromagnet. Mold clamping force control method.
前記型締力を変化させる指令が発せられる際に、前記電流を前記型締用駆動部に通電することを特徴とする型締力制御方法。 The mold clamping force control method according to claim 1,
A mold clamping force control method, wherein when the command to change the mold clamping force is issued, the current is supplied to the mold clamping drive unit.
前記型締用駆動部に通電される前記電流は、電流供給部から供給可能な最大値の電流であることを特徴とする型締力制御方法。 The mold clamping force control method according to claim 1 or 2,
The mold clamping force control method, wherein the current supplied to the mold clamping drive unit is a maximum current that can be supplied from a current supply unit.
前記電流が前記型締用駆動部に通電され所定期間が経過した後に、前記電流を前記定格電流に変えることを特徴とする型締力制御方法。 A mold clamping force control method according to any one of claims 1 to 3,
A mold clamping force control method, wherein the current is changed to the rated current after a predetermined period has elapsed after the current is passed through the mold clamping drive unit.
前記型締力が前記定常型締力に達すると、前記電流を前記定格電流に変えることを特徴とする型締力制御方法。 The mold clamping force control method according to claim 4,
A mold clamping force control method, wherein when the mold clamping force reaches the steady mold clamping force, the current is changed to the rated current.
前記型締力を、圧力検出手段で検出することを特徴とする型締力制御方法。 The mold clamping force control method according to claim 5,
A mold clamping force control method, wherein the mold clamping force is detected by pressure detection means.
前記電磁石の磁束が定常磁束に達すると、前記電流を前記定格電流に変えることを特徴とする型締力制御方法。 The mold clamping force control method according to claim 4,
A mold clamping force control method, wherein when the magnetic flux of the electromagnet reaches a steady magnetic flux, the current is changed to the rated current.
前記電磁石の前記磁束を、磁束密度検出手段で検出することを特徴とする型締力制御方法。 The mold clamping force control method according to claim 7,
A mold clamping force control method, wherein the magnetic flux of the electromagnet is detected by a magnetic flux density detector.
前記定格電流よりも大きな値を有する前記電流を前記型締用駆動部に一定時間通電し、当該一定時間内での時間経過に対する前記型締力の変化を予めテストし、
当該テストの結果に基づき、前記定格電流よりも大きな値を有する前記電流を前記型締用駆動部に通電する時間を定め、
前記定格電流よりも大きな値を有する前記電流を、前記テストの結果に基づいて定められる前記時間通電した後に、前記電流を前記定格電流に変えることを特徴とする型締力制御方法。 A mold clamping force control method according to any one of claims 1 to 3,
The current having a value larger than the rated current is energized to the mold clamping drive unit for a certain period of time, and the change of the mold clamping force with respect to the passage of time within the certain period is tested in advance.
Based on the result of the test, a time for energizing the mold clamping drive unit with the current having a value larger than the rated current is determined,
A mold clamping force control method characterized by changing the current to the rated current after energizing the current having a value larger than the rated current for the time determined based on the result of the test.
前記電磁石を有する型締用駆動部に電流を通電する電流供給部と、
前記電流供給部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記電流供給部に、定常型締力を発生するために必要な定格電流の値よりも大きな値を有する電流を、前記型締力を変える際に前記型締用駆動部に通電させることを特徴とする型締装置。 A mold clamping device that generates a clamping force using an electromagnet,
A current supply unit for energizing a mold clamping drive unit having the electromagnet;
A control unit for controlling the current supply unit,
The control unit applies a current having a value larger than a rated current value necessary for generating a steady mold clamping force to the current supply unit when changing the mold clamping force. A mold clamping device characterized by energizing.
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