JP4629747B2 - 型締装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、油圧ポンプにより型締シリンダを駆動して型開制御を行う型締装置の制御方法に関する。

一般に、油圧式の射出成形機は電動式の射出成形機に比べて正確な位置制御や速度制御を行いにくい側面を有している。即ち、油圧式の場合、作動油及び油圧アクチュエータを用いるため、温度により作動油の粘性や体積等が変動したり、油圧アクチュエータに慣性力が生じ、これらの物理的挙動が制御精度や応答性に直接影響する。油圧ポンプに、駆動モータの回転数を可変して吐出流量を制御可能な可変吐出型油圧ポンプを用いた場合には、油圧ポンプから油圧アクチュータに至る油圧回路の長さが長くなり、作動油の粘性や体積の変動等が大きく影響する。例えば、油圧アクチュータとして、型締装置に搭載する型締シリンダを想定した場合、位置に対するフィードバック制御を行ったとしても、型開位置（型開停止位置）のショット毎のバラツキが大きくなり、可動型の無用なオーバランの発生、更には成形品取出装置が金型（三プレート金型）に衝突して破損や損傷を招くトラブルなども発生する。そして、この問題は、生産性を高めるため、型開時間を高速化して成形サイクル時間を短縮しようとする際に、より大きな問題となる。

一方、従来、型締装置における正確な型開位置を得ることを目的とした制御方法も知られており、特許文献１には、型開き工程、ひいては成形サイクルの短縮化を図りつつ、可動盤の型開き完了時における停止位置のバラツキを修正し、そのバラツキ幅を低減せしめて、取出機による製品チャックミスの発生を抑制乃至は阻止することができるようにした直圧式型締装置における型開き完了位置制御方法が開示されている。この型開き完了位置制御方法は、直圧式型締装置において、型開きの速度を、高速型開き区間から低速型開き区間に切り換えて、型開きの工程を完了せしめるに際して、高速型開き区間を長くする一方、低速型開き区間を可及的に短くし、型開き工程の短縮化を図るとともに、型開きの完了時における可動盤の停止位置の基準位置からの距離を、繰り返される型開き作動に伴って連続的に複数サンプリングし、そのサンプリングされた距離のバラツキ幅が、可動盤の目標停止位置精度の許容幅を越えたときに、高速型開き区間から低速型開き区間への切換位置を修正してバラツキ幅が許容幅の範囲になるようにしたものである。
特開平９−２２２９２４号公報

しかし、上述した従来における型締装置の制御方法（直圧式型締装置における型開き完了位置制御方法）は、次のような問題点があった。

第一に、基本的な手法が停止位置の制御精度を積極的に高めることにより停止位置のバラツキを低減するものではないため、常に、許容幅の範囲においてバラツキが発生する。したがって、この許容幅よりも高い位置精度を確保できず、製品チャックミスの発生を抑制するなどの対策として限界がある。

第二に、高速型開き区間から低速型開き区間への切換位置を修正することにより、停止位置のバラツキを低減するため、成形サイクル時間の長さに対するバラツキが発生する。したがって、生産性の低下や変動を来たすことになり、納期遅れなど、生産計画にも無視できない影響を及ぼす虞れがある。

本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した型締装置の制御方法の提供を目的とするものである。

本発明に係る型締装置１ｃの制御方法は、上述した課題を解決するため、油圧ポンプ２により型締シリンダ３を駆動して型開制御を行うに際し、予め、少なくとも、所定の型開速度Ｖｍにより型開きを行う型開区間Ｚｍと、この型開区間Ｚｍの終了点（Ｘｍｃ）から漸次減速させる減速区間Ｚｍｄと、この減速区間Ｚｍｄが終了する停止位置（以下、仮想停止位置Ｘｓｏという）の手前から型開速度Ｖｍよりも低速となる所定の終期移行速度Ｖｃを設定した終期移行区間Ｚｃとを含む所定の速度制御パターンＡを設定し、型開制御時に、型開区間Ｚｍでは、型開速度Ｖｍにより型開制御を行い、かつ検出した現型開速度Ｖｄ及び現型開位置Ｘｄに基づき仮想停止位置Ｘｓｏで現型開速度Ｖｄがゼロになる減速区間Ｚｍｄの減速開始位置Ｘｍｃを所定時間間隔毎に演算により順次予測し、この減速開始位置Ｘｍｃに達したなら減速区間Ｚｍｄを開始するとともに、この減速区間Ｚｍｄでは、検出した現型開位置Ｘｄに基づき速度制御パターンＡに対応する速度指令値Ｄｍを順次演算により求め、この速度指令値Ｄｍにより減速制御を行い、終期移行速度Ｖｃに達したなら所定の停止制御処理を行うことを特徴とする。

この場合、発明の好適な態様により、油圧ポンプ２には、駆動モータ１１の回転数を可変して吐出流量を制御可能な可変吐出型油圧ポンプ２ｓを用いることができる。また、型締シリンダ３にサブタンク１３を付設し、型開区間Ｚｍ及び減速区間Ｚｍｄでは、サブタンク１３と型締シリンダ３の後油室３ｒを接続して後油室３ｒ内の作動油をサブタンク１３に流入させる制御を行うことができる。さらに、減速区間Ｚｍｄでは、この減速区間Ｚｍｄの所要時間Ｔｄを設定し、減速区間Ｚｍｄの減速開始位置Ｘｍｃから仮想停止位置Ｘｓｏに達する時間が所要時間Ｔｄとなる制御を行うことができる。一方、停止制御処理では、停止位置で型締シリンダ３に対する作動油の全ての出入を遮断し、かつ油圧ポンプ２の作動を所定時間遅延させて停止させる制御を行ってもよいし、或いは、型開速度Ｖｍよりも低速に設定した終期速度Ｖｒにより型開きを行う終期型開区間Ｚｒと、終期型開区間Ｚｒの終了点（Ｘｒｃ）から型開停止位置Ｘｅに向けて漸次減速させる終期減速区間Ｚｒｄと、型開停止位置Ｘｅにおける終期速度Ｖｒよりも低速となる所定の最終停止速度Ｖｅを設定した停止制御区間Ｚｅとを含む所定の終期速度制御パターンＡｒを設定し、停止制御処理時に、終期型開区間Ｚｒでは、終期速度Ｖｒにより型開制御を行い、かつ検出した現型開速度Ｖｄ及び現型開位置Ｘｄに基づき型開停止位置Ｘｅで停止する終期減速区間Ｚｒｄの減速開始位置Ｘｒｃを所定時間間隔毎に演算により順次予測し、この減速開始位置Ｘｒｃに達したなら終期減速区間Ｚｒｄを開始するとともに、終期減速区間Ｚｒｄでは、検出した現型開位置Ｘｄに基づき終期速度制御パターンＡｒに対応する速度指令値Ｄｒを順次演算により求め、この速度指令値Ｄｒにより減速制御を行い、最終停止速度Ｖｅに達したなら所定の最終停止処理を行ってもよい。この際、終期減速区間Ｚｒｄでは、この終期減速区間Ｚｒｄの終期所要時間Ｔｒを設定し、終期減速区間Ｚｒｄの減速開始位置Ｘｒｃから型開停止位置Ｘｅに達する時間が終期所要時間Ｔｒとなる制御を行うことができる。また、終期型開区間Ｚｒ及び終期減速区間Ｚｒｄでは、型締シリンダ３をメータアウト回路１４に接続することによりメータアウト制御を行うことができる。さらに、最終停止処理は、停止位置で型締シリンダ３に対する作動油の全ての出入を遮断し、かつ油圧ポンプ２の作動を所定時間Ｔｅ遅延させて停止させる制御を行うことができる。他方、型開区間Ｚｍの前に、型開速度Ｖｍよりも低速となる初期速度Ｖｆにより型開きを行う初期型開区間Ｚｆを設定することができる。この初期型開区間Ｚｆでは、型締シリンダ３をメータアウト回路１４に接続することによりメータアウト制御を行うことができる。

このような手法による本発明に係る型締装置１ｃの制御方法によれば、次のような顕著な効果を奏する。

（１） 温度により油圧回路における作動油の粘性や体積等が変動したり、型締シリンダ３に慣性力が存在しても、型開制御時に、予め設定した速度制御パターンＡに沿った制御を行うようにしたため、型開位置（停止位置Ｘｓｏ，Ｘｅ）に対する制御精度を高め、型開位置のショット毎のバラツキを飛躍的に低減することができる。したがって、型（可動型）の無用なオーバランの発生や成形品取出装置が金型（三プレート金型）に衝突して破損や損傷を招くトラブルなどの発生を確実に回避することができる。

（２） 正確な型開位置（停止位置Ｘｓｏ，Ｘｅ）が得られ、型開位置のショット毎のバラツキが低減されるため、常に一定の成形サイクル時間を確保できるとともに、成形サイクル時間をより高速化することができる。したがって、生産性の低下や変動を回避して生産計画を円滑かつ確実に遂行できるとともに、生産性をより高めることができる。

（３） 好適な態様により、油圧ポンプ２に、駆動モータ１１の回転数を可変して吐出流量を制御可能な可変吐出型油圧ポンプ２ｓを用いれば、油圧ポンプ２ｓに対するインバータ制御により、省エネルギ性の向上及びランニングコストの削減を図れるとともに、特に、本発明に係る制御方法は、このような作動油における温度等の物理的な変動が大きく影響を受ける可変吐出型油圧ポンプ２ｓを搭載した型締装置１ｃに適用して、より大きな効果を得ることができる。

（４） 好適な態様により、型締シリンダ３にサブタンク１３を付設し、型開区間Ｚｍ及び減速区間Ｚｍｄでは、サブタンク１３と型締シリンダ３の後油室３ｒを接続して後油室３ｒ内の作動油をサブタンク１３に流入させる制御を行うようにすれば、型開きの高速化及び高応答化を図れるとともに、特に、本発明に係る制御方法は、このような型開きの高速化及び高応答化を図った型締装置１ｃに適用して、より大きな効果を得ることができる。

（５） 好適な態様により、減速区間Ｚｍｄにおいて、この減速区間Ｚｍｄの所要時間Ｔｄを設定し、減速区間Ｚｍｄの減速開始位置Ｘｍｃから仮想停止位置Ｘｓｏに達する時間が所要時間Ｔｄとなる制御を行うようにすれば、仮想停止位置Ｘｓｏに対する位置制御をより安定化及び高精度化することができる。

（６） 好適な態様により、停止制御処理において、停止位置で型締シリンダ３に対する作動油の全ての出入を遮断し、かつ油圧ポンプ２の作動を所定時間遅延させて停止させる制御を行うようにすれば、油圧回路内が負圧になることにより型（可動型）が閉方向に移動してしまう不具合を回避し、型開位置（Ｘｓｏ）に安定かつ確実に停止させることができる。

（７） 好適な態様により、停止制御処理として、予め設定した終期速度制御パターンＡｒに沿った制御を行い、最終停止速度Ｖｅに達したなら所定の最終停止処理を行うようにすれば、型開停止位置Ｘｅに、より安定かつ正確に停止させることができる。

（８） 好適な態様により、終期減速区間Ｚｒｄにおいて、この終期減速区間Ｚｒｄの終期所要時間Ｔｒを設定し、終期減速区間Ｚｒｄの減速開始位置Ｘｒｃから型開停止位置Ｘｅに達する時間が終期所要時間Ｔｒとなる制御を行うようにすれば、型開停止位置Ｘｅに対する位置制御をより安定化及び高精度化することができる。

（９） 好適な態様により、終期型開区間Ｚｒ及び終期減速区間Ｚｒｄにおいて、型締シリンダ３をメータアウト回路１４に接続してメータアウト制御を行うようにすれば、比較的低速区間となる終期型開区間Ｚｒ及び終期減速区間Ｚｒｄの速度制御を安定かつ正確に行うことができる。

（１０） 好適な態様により、最終停止処理として、停止位置で型締シリンダ３に対する作動油の全ての出入を遮断し、かつ油圧ポンプ２の作動を所定時間Ｔｅ遅延させて停止させる制御を行うようにすれば、油圧回路内が負圧になることにより型（可動型）が閉方向に移動してしまう不具合を回避し、型開停止位置Ｘｅに安定かつ確実に停止させることができる。

（１１） 好適な態様により、型開区間Ｚｍの前に、型開速度Ｖｍよりも低速となる初期速度Ｖｆにより型開きを行う初期型開区間Ｚｆを設定すれば、型開初期に固定型から可動型を離す離型処理を円滑かつ良好に行うことができる。

（１２） 好適な態様により、初期型開区間Ｚｆにおいて、型締シリンダ３をメータアウト回路１４に接続してメータアウト制御を行うようにすれば、比較的低速区間となる初期型開区間Ｚｆの速度制御を安定かつ正確に行うことができる。

次に、本発明に係る最良の実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。

まず、本実施形態に係る制御方法を実施できる射出成形機１に備える型締装置１ｃの構成について、図３を参照して説明する。

図３中、１は射出成形機であり、射出装置１ｉと型締装置１ｃを備える。型締装置１ｃは、不図示の成形機ベッドに固定した固定盤２１と、この固定盤２１から不図示の受圧盤に架設した複数のタイバー２２…と、このタイバー２２…にスライド自在に装填した可動盤２３を備える。また、受圧盤には、型締シリンダ３を固定するとともに、型締シリンダ３に内蔵するピストン２４は可動盤２３に結合する。そして、固定型Ｃｃを固定盤２１に取付けるとともに、可動型Ｃｍを可動盤２３に取付ける。この固定型Ｃｃと可動型Ｃｍは金型Ｃを構成する。これにより、型締シリンダ３を駆動制御し、可動盤２３（可動型Ｃｍ）を前進又は後退させれば、金型Ｃに対する型閉（型締）又は型開を行うことができる。なお、射出装置１ｉは、射出ノズル１ｉｎを金型Ｃ（固定型Ｃｃ）にノズルタッチさせることにより金型Ｃのキャビティ内に溶融樹脂を射出充填することができる。

さらに、型締装置１ｃは、型締シリンダ３を含む油圧駆動部３１を備え、この油圧駆動部３１は成形機コントローラ７１により制御される。油圧駆動部３１は、油圧駆動源となる可変吐出型油圧ポンプ２ｓ（油圧ポンプ２）及び油圧回路３２を備える。油圧ポンプ２ｓは、ポンプ本体３３とこのポンプ本体３３を回転駆動するサーボモータ１１ｓ（駆動モータ１１）を備える。サーボモータ１１ｓは、成形機コントローラ７１の出力ポートに接続した交流サーボモータを用いる。サーボモータ１１ｓには、このサーボモータ１１ｓの回転数を検出するロータリエンコーダ１１ｅが付設され、このロータリエンコーダ１１ｅは成形機コントローラ７１の入力ポートに接続する。

また、ポンプ本体３３は、斜板型ピストンポンプにより構成する。したがって、ポンプ本体３３は、斜板３５を備え、斜板３５の傾斜角（斜板角）を大きくすれば、ポンプ本体３３におけるポンプピストンのストロークが大きくなり、吐出流量が増加するとともに、斜板角を小さくすれば、同ポンプピストンのストロークが小さくなり、吐出流量が減少する。よって、斜板角を所定の角度に設定することにより、吐出流量が所定の大きさに固定される固定吐出流量を設定することができる。さらに、斜板３５には、コントロールシリンダ３６及び戻しスプリング３７を付設するとともに、コントロールシリンダ３６は、切換弁（電磁弁）Ｍｃ，絞り３８，逆止弁３９を介してポンプ本体３３の吐出口に接続する。これにより、斜板３５の角度（斜板角）は、コントロールシリンダ３６を制御することにより変更することができる。なお、４０はポンプ圧センサを示す。

そして、ポンプ本体３３の吸入口は、オイルタンク５１に接続するとともに、ポンプ本体３３の吐出口は油圧回路３２に接続する。このように、油圧ポンプ２に、サーボモータ１１ｓの回転数を可変して吐出流量を制御可能な可変吐出型油圧ポンプ２ｓを用いれば、油圧ポンプ２ｓに対するインバータ制御により、省エネルギ性の向上及びランニングコストの削減を図れるとともに、特に、本発明に係る制御方法は、このような作動油における温度等の物理的な変動が大きく影響を受ける可変吐出型油圧ポンプ２ｓを搭載した型締装置１ｃに適用して、より大きな効果を得ることができる。

油圧回路３２は、図３に示すように、主要動作を切換えるパイロット切換弁（電磁弁）Ｍ１，方向切換弁Ｍ２，絞りを内蔵する方向切換弁（電磁弁）Ｍ３，後述するサブタンク１３に備えるプレフィルバルブＭｐを切換える切換弁（電磁弁）Ｍ４，型締動作を切換える切換弁（電磁弁）Ｍ５，安全回路を構成する切換弁Ｍ６を備え、図３に示すように接続して油圧系回路を構成する。なお、５２，５３，５４は逆止弁、５５，５６は絞り、５７はシリンダ圧センサを示す。また、型締シリンダ３は、シリンダ本体６１と、シリンダ本体６１に内蔵したピストン２４を備える。ピストン２４は高速用シリンダ部６２を兼ねており、この高速用シリンダ部６２の油室にはシリンダ本体６１の後端から前方に突出したブースタラム６３を挿通させる。さらに、シリンダ本体６１にはサブタンク１３を付設し、このサブタンク１３と後油室３ｒ間に、サブタンク１３と後油室３ｒを接続又は遮断するプレフィルバルブＭｐを設けるとともに、サブタンク１３は、オイルクーラ６４を介してオイルタンク５１に接続する。したがって、本実施形態に係る型締装置１ｃは、ブースタラム式型締機構を構成する。

この油圧回路３２には、差動回路１２及びメータアウト回路１４が含まれており、主に、方向切換弁Ｍ３がメータアウト回路１４を構成するとともに、主に、方向切換弁Ｍ２，Ｍ３が差動回路１２を構成する。そして、各切換弁Ｍ１，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５…は成形機コントローラ７１の出力ポートに接続する。これにより、各切換弁Ｍ１…は、成形機コントローラ７１によりシーケンス制御される。また、６６は可動型Ｃｍの位置（型位置）を検出する位置センサであり、この位置センサ６６は成形機コントローラ７１の入力ポートに接続する。

次に、このような構成を有する型締装置１ｃの型開動作を含む本実施形態に係る制御方法について、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。

まず、予め、図２に示す速度制御パターンＡを設定する（ステップＳｏ）。この速度制御パターンＡには、少なくとも、所定の型開速度Ｖｍにより型開きを行う型開区間Ｚｍと、この型開区間Ｚｍの終了点（Ｘｍｃ）から仮想停止位置Ｘｓｏに向けて漸次減速させる減速区間Ｚｍｄと、仮想停止位置Ｘｓｏの手前から所定の終期移行速度Ｖｃを設定した終期移行区間Ｚｃとを含ませる。例示の速度制御パターンＡは、これらに加え、更に、型開速度Ｖｍよりも低速となる初期速度Ｖｆにより型開きを行う初期型開区間Ｚｆを含ませるとともに、所定の終期速度制御パターンＡｒを含ませている。この場合、終期速度制御パターンＡｒには、型開速度Ｖｍよりも低速に設定した終期速度Ｖｒにより型開きを行う終期型開区間Ｚｒと、終期型開区間Ｚｒの終了点（Ｘｒｃ）から型開停止位置Ｘｅに向けて漸次減速させる終期減速区間Ｚｒｄと、型開停止位置Ｘｅにおける終期速度Ｖｒよりも低速となる所定の最終停止速度Ｖｅを設定した停止制御区間Ｚｅとを含ませる。

この速度制御パターンＡにおいて、特に、減速区間Ｚｍｄでは、この減速区間Ｚｍｄの所要時間Ｔｄを設定し、減速区間Ｚｍｄの減速開始位置Ｘｍｃから仮想停止位置Ｘｓｏに達する時間が所要時間Ｔｄとなる制御を行う。したがって、実際の型開速度（現型開速度Ｖｄ）の大きさに応じて終了点の位置Ｘｍｃが変わることになり、現型開速度Ｖｄが、設定した型開速度Ｖｍよりも速い場合は、型開速度Ｖｍにより終了点に到達する位置よりも手前の位置Ｘｍｃになり、型開速度Ｖｍよりも遅い場合は、型開速度Ｖｍにより終了点に到達した位置よりも後方の位置Ｘｍｃになる。このように、減速区間Ｚｍｄの減速開始位置Ｘｍｃから仮想停止位置Ｘｓｏに達する時間が一定の所要時間Ｔｄとなる制御を行えば、仮想停止位置Ｘｓｏに対する位置制御をより安定化及び高精度化することができる。同様に、終期減速区間Ｚｒｄでは、この終期減速区間Ｚｒｄの終期所要時間Ｔｒを設定し、終期減速区間Ｚｒｄの減速開始位置Ｘｒｃから型開停止位置Ｘｅに達する時間が終期所要時間Ｔｒとなる制御を行う。したがって、実際の終期速度（現型開速度Ｖｄ）の大きさに応じて終了点の位置Ｘｒｃが変わることになり、現型開速度Ｖｄが、設定した終期速度Ｖｒよりも速い場合は、終期速度Ｖｒにより終了点に到達した位置よりも手前の位置Ｘｒｃになり、終期速度Ｖｒよりも遅い場合は、終期速度Ｖｒにより終了点に到達した位置よりも後方の位置Ｘｒｃになる。このように、終期減速区間Ｚｒｄの減速開始位置Ｘｒｃから型開停止位置Ｘｅに達する時間が一定の終期所要時間Ｔｒとなる制御を行えば、型開停止位置Ｘｅに対する位置制御をより安定化及び高精度化することができる。

一方、実際の型開工程では、次のような型開制御を行う。まず、型開工程の開始により、可動型Ｃｍの現在の位置を判断する。即ち、現型開位置Ｘｄが１０〔ｍｍ〕以下であるか否かを判断する（ステップＳ１）。なお、型開工程の開始位置が０〔ｍｍ〕である。この際、現型開位置Ｘｄが１０〔ｍｍ〕以下であれば、金型Ｃが完全に閉じた状態、又はそれに近い状態のため、正規型開モードにより型開制御を行う。正規型開モードでは、最初に初期型開処理を行う（ステップＳ２）。初期型開処理では、速度指令値として、後述する型開速度Ｖｍよりも低速の初期速度Ｖｆを使用し、図２に示す初期型開区間Ｚｆにおける型開制御を行う。このように、後述する型開区間Ｚｍの前に、型開速度Ｖｍよりも低速となる初期速度Ｖｆにより型開きを行うようにすれば、型開初期に固定型Ｃｃから可動型Ｃｍを離す離型処理を円滑かつ良好に行うことができる。

この初期型開処理では、図３に示す油圧回路３２において、切換弁Ｍ１とＭ４は共にシンボルｂに切換えられる。切換弁Ｍ１がシンボルｂに切換えられることにより切換弁Ｍ２がシンボルｂに切換えられる。なお、他の切換弁Ｍ３，Ｍ５，Ｍ６，Ｍｃは図３に示す切換ポジションを維持する。これにより、油圧ポンプ２の作動油は、切換弁Ｍ２を経由して型締シリンダ３の前油室３ｆに供給され、ピストン２４が後退して型開きが行われる。この際、油圧ポンプ２の作動油は、切換弁Ｍ４を経由してプレフィルバルブＭｐに付与されるため、プレフィルバルブＭｐが開き、型締シリンダ３の後油室３ｒの作動油はサブタンク１３に流入する。また、高速用シリンダ部６２から流出する作動油は、切換弁Ｍ２を経由して切換弁Ｍ３に流入し、切換弁Ｍ３の内部の絞りを通ってオイルタンク５１に戻される。即ち、メータアウト回路１４によるメータアウト制御が行われる。このようなメータアウト制御を行うことにより、比較的低速区間となる初期型開区間Ｚｆの速度制御を安定かつ正確に行うことができる。

そして、初期型開区間Ｚｆが終了し、型開区間Ｚｍの開始位置Ｘｍｓに達したなら、型開区間Ｚｍにおいて高速型開処理を行う（ステップＳ３，Ｓ４）。即ち、速度指令値として、高速の型開速度Ｖｍを使用し、図２に示す型開区間Ｚｍにおける型開制御を行う。この型開区間Ｚｍでは、図３に示す切換弁Ｍ３はシンボルａに切換えられる。これにより、メータアウト制御は解除され、高速用シリンダ部６２から流出する作動油は、切換弁Ｍ２，Ｍ３を経由して油圧ポンプ２から供給される作動油に合流する。即ち、差動回路１２の機能により合流した作動油が前油室３ｆに供給される。また、プレフィルバルブＭｐは開いた状態にあるため、ピストン２４が高速で後退した際には、型締シリンダ３の後油室３ｒの作動油がサブタンク１３に速やかに逃がされ、ピストン２４の高速移動が実現される。このように、型開区間Ｚｍ及び後述する減速区間Ｚｍｄでは、後油室３ｒ内の作動油をサブタンク１３に流入させることができるため、型開きの高速化及び高応答化を図れるとともに、特に、本発明に係る制御方法は、このような型開きの高速化及び高応答化を図った型締装置１ｃに適用して、より大きな効果を得ることができる。

さらに、この型開区間Ｚｍでは、検出される現型開速度Ｖｄ及び現型開位置Ｘｄに基づいて、仮想停止位置Ｘｓｏで現型開速度Ｖｄがゼロになる減速区間Ｚｍｄの減速開始位置Ｘｍｃを所定時間間隔毎に演算により順次予測し、この減速開始位置Ｘｍｃに達したか否かを判断する。即ち、減速区間Ｚｍｄの距離Ｌｍｄは、Ｌｍｄ＝（Ｖｄ・Ｔｄ）／２と推定されるため、Ｘｓｏ−Ｌｍｄ≦Ｘｄの条件に達したなら、減速開始位置Ｘｍｃに達したものと判断して減速区間Ｚｍｄを開始する（ステップＳ５）。減速区間Ｚｍｄでは、検出した現型開位置Ｘｄに基づいて、速度制御パターンＡの減速区間Ｚｍｄに対応する速度指令値Ｄｍを順次演算により求め、この速度指令値Ｄｍにより減速型開処理を行う（ステップＳ６）。これにより、型開速度は漸次減速する。なお、速度指令値Ｄｍは、次の〔数１〕式により求めることができる。〔数１〕中、Ｖｄｓは減速区間Ｚｍｄの開始時における現型開速度である。

そして、減速区間Ｚｍｄにおける減速制御を行い、現型開速度Ｖｄが終期移行速度Ｖｃに達したなら所定の停止制御処理を行う（ステップＳ７）。この終期移行速度Ｖｃは、後述する終期型開区間Ｚｒにおける終期速度Ｖｒよりも低速（例えば、０．５〜０．８倍程度）に設定する。また、終期移行速度Ｖｃにより型開きを行い、設定した終期型開区間Ｚｒの開始位置Ｘｒｓに達することにより終期移行区間Ｚｃが終了したなら終期型開区間Ｚｒを開始する。終期型開区間Ｚｒでは、油圧回路３２における切換弁Ｍ３をニュートラルポジションに戻し、前述した初期型開区間Ｚｆと同様の制御を行う。したがって、メータアウト回路１４によるメータアウト制御が行われ、比較的低速区間となる終期型開区間Ｚｒ及び後述する終期減速区間Ｚｒｄの速度制御を安定かつ正確に行うことができる。

ところで、終期移行速度Ｖｃにより型開きを行い、仮想停止位置Ｘｓｏに達したなら最終停止処理を行うことも可能である。したがって、仮想停止位置Ｘｓｏには、実際の型開停止位置Ｘｅを設定すればよい。この場合、最終停止処理としては、停止位置で型締シリンダ３に対する作動油の全ての出入を遮断し、かつ油圧ポンプ２ｓの作動を所定時間遅延させて停止させる停止制御処理を行うことができる。このような停止制御処理を行えば、油圧回路内が負圧になることにより型（可動型Ｃｍ）が閉方向に移動してしまう不具合を回避し、型開位置（Ｘｓｏ）に安定かつ確実に停止させることができる。

一方、終期型開区間Ｚｒでは、速度指令値として、型開速度Ｖｍよりも低速となる終期速度Ｖｒを使用し、図２に示す終期型開区間Ｚｒにおける型開制御を行う（ステップＳ８）。終期型開区間Ｚｒでは、検出される現型開速度Ｖｄ及び現型開位置Ｘｄに基づいて、型開停止位置Ｘｅで停止させる終期減速区間Ｚｒｄの減速開始位置Ｘｒｃを所定時間間隔毎に演算により順次予測し、この減速開始位置Ｘｒｃに達したか否かを判断する。即ち、終期減速区間Ｚｒｄの距離Ｌｒｄは、Ｌｒｄ＝Ｖｄ・Ｔｒ・（Ｖｒ−Ｖｅ）／２と推定されるため、Ｘｅ−Ｌｒｄ≦Ｘｄの条件に達したなら、減速開始位置Ｘｒｃに達したものと判断して終期減速区間Ｚｒｄを開始する（ステップＳ９）。終期減速区間Ｚｒｄでは、検出した現型開位置Ｘｄに基づいて、終期速度制御パターンＡｒにおける終期減速区間Ｚｒｄに対応する速度指令値Ｄｒを順次演算により求め、この速度指令値Ｄｒにより減速型開処理を行う（ステップＳ１０）。これにより、型開速度は漸次減速する。なお、速度指令値Ｄｒは、次の〔数２〕式により求めることができる。〔数２〕中、Ｖｒｓは減速区間Ｚｒｄの開始時における現型開速度である。

そして、減速区間Ｚｒｄにおける減速制御を行い、型開停止位置Ｘｅに達したなら所定の最終停止処理を開始する（ステップＳ１１）。最終停止処理は、停止位置で型締シリンダ３に対する作動油の全ての出入を遮断し、かつ油圧ポンプ２の作動を所定時間Ｔｅ遅延させて停止させる制御を行う。この場合、型開停止位置Ｘｅに達したなら、遅延タイマにより所定時間Ｔｅを計時し、タイムアップにより油圧ポンプ２の作動を停止させる（ステップＳ１２，Ｓ１３，Ｓ１４）。これにより、停止制御区間Ｚｅが終了する。なお、遅延タイマによる計時中は、速度指令値として設定した停止遅延用速度を出力するとともに、圧力指令値として設定した停止遅延用圧力を出力する。このような最終停止処理を行えば、油圧回路内が負圧になることにより型（可動型）が閉方向に移動してしまう不具合を回避し、型開停止位置Ｘｅに安定かつ確実に停止させることができる。また、停止制御処理として、予め設定した終期速度制御パターンＡｒに沿った制御を行い、最終停止速度Ｖｅに達したなら所定の最終停止処理を行うようにすれば、型開停止位置Ｘｅに、より安定かつ正確に停止させることができる。

他方、型開工程の開始により可動型Ｃｍの現在の位置を判断した際に、現型開位置Ｘｄが１０〔ｍｍ〕を越えている場合には、上述した終期型開区間Ｚｒから開始する非高速型開モードにより型開制御を行う（ステップＳ１，Ｓ８…）。即ち、型開工程を開始する際に、既に、可動型Ｃｍの位置が１０〔ｍｍ〕を越えている状態は、メンテナンスや試験等において手動で可動型Ｃｍを任意位置に停止させた場合や安全ドアを開いた際に型開途中で緊急停止した場合等が考えられるため、この場合には、ステップＳ８にジャンプし、比較的低速となる終期型開区間Ｚｒから型開制御を行う。

図４には、本実施形態に係る制御方法を使用し、型締装置１ｃ（射出成形機１）の連続運転中に、作動油の温度Ｅｏ〔℃〕を意図的に２０〔℃〕変化させたときのショット毎の型開停止位置Ｘｅの測定データを示す。この場合、バラツキ幅は概ね０．７〔ｍｍ〕となる。比較のため、図５に、本実施形態に係る制御方法を使用せず、予め設定した速度指令値に基づき通常のフィードバック制御を行い、連続運転中に、作動油の温度Ｅｏｒ〔℃〕を意図的に２０〔℃〕変化させたときのショット毎の型開停止位置Ｘｅｒの測定データを示す。この場合には、バラツキ幅は概ね１．４１〔ｍｍ〕となる。したがって、本実施形態に係る制御方法を使用すれば、型開停止位置Ｘｅのバラツキは、従来手法に比べて概ね半分程度まで低減できる。

また、図６には、本実施形態に係る制御方法を使用し、型締装置１ｃ（射出成形機１）の連続運転中に、型開速度Ｖｍを最大速度に対して、１０〔％〕刻みにより１０〜１００〔％〕の範囲で変化させたときのショット毎の型開停止位置Ｘｅの測定データを示す。この場合、バラツキ幅は概ね０．８９〔ｍｍ〕である。比較のため、図７に、本実施形態に係る制御方法を使用せず、予め設定した速度指令値に基づき通常のフィードバック制御を行い、連続運転中に、型開速度Ｖｍを最大速度に対して、１０〔％〕刻みにより１０〜１００〔％〕の範囲で変化させたときのショット毎の型開停止位置Ｘｅｒの測定データを示す。この場合には、バラツキ幅は概ね２１．４６〔ｍｍ〕となる。したがって、本実施形態に係る制御方法を使用すれば、型開停止位置Ｘｅのバラツキは、従来手法に比べて概ね１／２５程度まで大幅に低減できる。

このように、本実施形態に係る制御方法により型開制御を行えば、温度により油圧回路における作動油の粘性や体積等が変動したり、型締シリンダ３に慣性力が存在しても、型開制御時に、予め設定した速度制御パターンＡに沿った制御を行うようにしたため、型開位置（停止位置Ｘｓｏ，Ｘｅ）に対する制御精度を高め、型開位置のショット毎のバラツキを飛躍的に低減することができる。したがって、型（可動型）の無用なオーバランの発生や成形品取出装置が金型（三プレート金型）に衝突して破損や損傷を招くトラブルなどの発生を確実に回避することができる。また、正確な型開位置（停止位置Ｘｓｏ，Ｘｅ）が得られ、型開位置のショット毎のバラツキが低減されるため、常に一定の成形サイクル時間を確保できるとともに、成形サイクル時間をより高速化することができる。したがって、生産性の低下や変動を回避して生産計画を円滑かつ確実に遂行できるとともに、生産性をより高めることができる。

以上、最良の実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の油圧回路構成，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、油圧ポンプ２として可変吐出型油圧ポンプ２ｓを例示したが、他型式の油圧ポンプ２を排除するものではない。また、終期速度制御パターンＡｒを含む速度制御パターンＡも、例示のパターンに限定されるものではなく、各種形態のパターンを適用できる。なお、射出成形機１の型締装置１ｃを例示したが、本発明に係る制御方法は、押出成形機等をはじめ金型（一般的には型）を用いる各種産業機械における型締装置にも同様に利用できる。

本発明の最良の実施形態に係る制御方法の処理手順を説明するためのフローチャート、 同制御方法に用いる速度制御パターン図 同制御方法を実施できる型締装置の構成図、 本実施形態に係る制御方法を使用した際のショット毎の作動油の温度と型開停止位置の測定データ図、 従来手法に係る制御方法を使用した際のショット毎の作動油の温度と型開停止位置の測定データ図、 本実施形態に係る制御方法を使用した際の型開速度の変化に対する型開停止位置の測定データ図、 従来手法に係る制御方法を使用した際の型開速度の変化に対する型開停止位置の測定データ図、

符号の説明

１ｃ：型締装置，２：油圧ポンプ，２ｓ：可変吐出型油圧ポンプ，３：型締シリンダ，３ｒ：型締シリンダの後油室，１１：駆動モータ，１３：サブタンク，１４：メータアウト回路，Ａ：速度制御パターン，Ａｒ：終期速度制御パターン，Ｚｆ：初期型開区間，Ｚｍ：型開区間，Ｚｍｄ：減速区間，Ｚｃ：終期移行区間，Ｚｒ：終期型開区間，Ｚｒｄ：終期減速区間，Ｚｅ：停止制御区間，Ｖｆ：初期速度，Ｖｍ：型開速度，Ｖｃ：終期移行速度，Ｖｒ：終期速度，Ｖｅ：最終停止速度，Ｘｍｃ：減速開始位置，Ｘｓｏ：仮想停止位置，Ｘｒｃ：減速開始位置，Ｘｅ：型開停止位置，Ｄｍ：速度指令値，Ｄｒ：速度指令値，Ｔｄ：減速区間の所要時間，Ｔｒ：終期減速区間の終期所要時間，Ｔｅ：所定時間

Claims (11)

1. 油圧ポンプにより型締シリンダを駆動して型開制御を行う型締装置の制御方法において、予め、少なくとも、所定の型開速度により型開きを行う型開区間と、この型開区間の終了点から漸次減速させる減速区間と、この減速区間が終了する停止位置（以下、仮想停止位置という）の手前から前記型開速度よりも低速となる所定の終期移行速度を設定した終期移行区間とを含む所定の速度制御パターンを設定し、型開制御時に、前記型開区間では、前記型開速度により型開制御を行い、かつ検出した現型開速度及び現型開位置に基づき前記仮想停止位置で現型開速度がゼロになる前記減速区間の減速開始位置を所定時間間隔毎に演算により順次予測し、この減速開始位置に達したなら前記減速区間を開始するとともに、この減速区間では、検出した現型開位置に基づき前記速度制御パターンに対応する速度指令値を順次演算により求め、この速度指令値により減速制御を行い、前記終期移行速度に達したなら所定の停止制御処理を行うことを特徴とする型締装置の制御方法。
2. 前記油圧ポンプは、駆動モータの回転数を可変して吐出流量を制御可能な可変吐出型油圧ポンプを用いることを特徴とする請求項１記載の型締装置の制御方法。
3. 前記型締シリンダにサブタンクを付設し、前記型開区間及び前記減速区間では、前記サブタンクと前記型締シリンダの後油室を接続して前記後油室内の作動油を前記サブタンクに流入させる制御を行うことを特徴とする請求項１記載の型締装置の制御方法。
4. 前記減速区間では、この減速区間の所要時間を設定し、前記減速区間の減速開始位置から前記仮想停止位置に達する時間が前記所要時間となる制御を行うことを特徴とする請求項１記載の型締装置の制御方法。
5. 前記停止制御処理では、停止位置で前記型締シリンダに対する作動油の全ての出入を遮断し、かつ油圧ポンプの作動を所定時間遅延させて停止させる制御を行うことを特徴とする請求項１記載の型締装置の制御方法。
6. 前記停止制御処理では、前記型開速度よりも低速に設定した終期速度により型開きを行う終期型開区間と、前記終期型開区間の終了点から型開停止位置に向けて漸次減速させる終期減速区間と、前記型開停止位置における前記終期速度よりも低速となる所定の最終停止速度を設定した停止制御区間とを含む所定の終期速度制御パターンを設定し、停止制御処理時に、前記終期型開区間では、前記終期速度により型開制御を行い、かつ検出した現型開速度及び現型開位置に基づき前記型開停止位置で停止する前記終期減速区間の減速開始位置を所定時間間隔毎に演算により順次予測し、この減速開始位置に達したなら前記終期減速区間を開始するとともに、前記終期減速区間では、検出した現型開位置に基づき前記終期速度制御パターンに対応する速度指令値を順次演算により求め、この速度指令値により減速制御を行い、前記最終停止速度に達したなら所定の最終停止処理を行うことを特徴とする請求項１又は２記載の型締装置の制御方法。
7. 前記終期減速区間では、この終期減速区間の終期所要時間を設定し、前記終期減速区間の減速開始位置から前記型開停止位置に達する時間が前記終期所要時間となる制御を行うことを特徴とする請求項６記載の型締装置の制御方法。
8. 前記終期型開区間及び前記終期減速区間では、前記型締シリンダをメータアウト回路に接続することによりメータアウト制御を行うことを特徴とする請求項６記載の型締装置の制御方法。
9. 前記最終停止処理は、停止位置で前記型締シリンダに対する作動油の全ての出入を遮断し、かつ油圧ポンプの作動を所定時間遅延させて停止させる制御を行うことを特徴とする請求項６記載の型締装置の制御方法。
10. 前記型開区間の前に前記型開速度よりも低速となる初期速度により型開きを行う初期型開区間を設定することを特徴とする請求項１又は２記載の型締装置の制御方法。
11. 前記初期型開区間では、前記型締シリンダをメータアウト回路に接続することによりメータアウト制御を行うことを特徴とする請求項１０記載の型締装置の制御方法。

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