JP4717956B2 - 射出成形機の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は成形条件設定方法及び成形機の制御方法に係り、特にトグル機構を用いた型締装置における成形条件設定方法及びトグル機構を用いた型締装置を有する射出成形機の制御方法に関する。

射出成形機等の成形機において、加熱シリンダ内で加熱されて溶融させられた樹脂を高圧で金型装置のキャビティ空間に射出して充填する。キャビティ空間に充填された樹脂は冷却され、固化することにより成形品となる。

金型装置は、一般的に、固定金型と可動金型とよりなり、型締装置によって可動金型を固定金型に対して進退させて、型閉、型締及び型開が行なわれる。型締装置は、固定金型が取り付けられる固定プラテン、可動金型が取り付けられる可動プラテン、及び可動プラテンを進退させるための移動機構であるトグル機構を備える。すなわち、トグル機構を駆動して可動プラテンを固定プラテンに対して接近または離間方向に移動することで金型装置の型閉、型締及び型開を行なう（例えば、特許文献１参照。）
上述の型締装置において、トグル機構は、可動プラテンを移動して固定金型に接触させる（型閉）だけでなく、接触させた後に更に押圧する（型締）ことにより所望の型締力を発生させる。工場出荷前には、金型装置のサンプルとなる規準金型（いわゆるテストブロック）を型締装置に取り付けて、規準金型に対して所定の型締力が加わるようにトグル機構の調整が行なわれる。

特開２００２−３３７１８４号公報

成形機が出荷され、ユーザのもとで実際に稼動する際には、規準金型ではなく実際の金型装置が取り付けられる。実際の金型装置は、その厚みや剛性において規準金型とは異なるため、規準金型により発生する所定の型締力がそのまま実際の金型装置で得られることは少ない。したがって、実際の金型装置を型締装置に取り付けた際には、トグル機構で所望の型締力を得るために、トグル機構を調整する必要がある。

このようなトグル機構の調整は、通常、トグル機構の原点となるトグルサポートの位置を適当な位置に変更することで行なわれる。すなわち、規準金型を取り付けた際に得られる型締力とトグルサポートとの位置関係に基づいて、実際の金型装置の厚みにおいて発生する型締力を算出し、所望の型締力が得られるであろうトグルサポートの位置を決定する。

ここで、実際の金型装置の厚みと規準金型の厚みとが異なる場合、その差分だけトグルサポートの位置を変更することで厚みに関する調整を行なうことはできる。しかし、実際の金型装置は、規準金型とは剛性が異なり、型締の際の圧縮変形量が異なる。型締力は金型装置の圧縮変形量によって変化するため、例えば、規準金型よりはるかに低い剛性の金型装置を用いた場合は（すなわち、規準金型より変形しやすい金型装置を用いた場合は）、規準金型に基づいて算出されたトグルサポート位置では、所望の型締力よりはるかに小さな型締力しか発生しないこととなる。

また、実際の成形工程では金型の温度変化による熱膨張が加わるため、金型装置に実際に加わる型締力は、規準金型に基づいて算出されたトグルサポート位置とした場合に発生する型締力から更に異なる強さとなってしまう。

したがって、実際の金型装置を型締装置に取り付けた際には、まず、規準金型に基づいて算出されたトグルサポート位置から始め、トグルサポート位置を少しずつ変更しながら実際に型締を行ない、所望の型締力になるトグルサポート位置を決定するという作業が必要となる。このように、トグルサポート位置を少しずつ変更しながら実際に型締を行なうという従来の調整作業は時間がかかり面倒な作業である。

また、上述のようにトグル機構の動作を変更した場合、金型の押込量が変更されて金型タッチ位置が変更されるため、規準金型を基に設定された金型保護位置をそのまま採用することができないという問題もある。

本発明は、上述の問題を解決した新規で有用な成形条件設定方法及び射出成形機の制御方法を提供することである。

本発明のより具体的な目的は、型締力の調整を行なう際に金型保護位置等の成形条件位置も補正することができる成形条件設定方法を提供することである。

本発明の他の目的は、金型を取り付けた際の型締力の調整時間を短縮することができる射出成形機の制御方法を提供することである。

上述の目的を達成するために、本発明の一つの面によれば、トグル機構を用いた型締装置に適用される成形条件設定方法であって、該型締装置のトグルサポートの固定位置を移動して目標型締力に近づくように型締力を調整し、該トグルサポートの移動量に応じて成形条件位置を変更することを特徴とする成形条件設定方法が提供される。

上述の成形条件設定方法において、型締力の調整は、規準金型を前記型締装置に取り付けて得られた、押込量と該押込量に対応する型締力との関係から求められた第１の型締力設定値に基づいて行なわれることが好ましい。また、型締力の調整は、前記第１の型締力設定値を用いて型締を行ない、実際の型締力を検出して得られた型締力検出値と前記目標型締力との差に基づいて行なわれることとしてもよい。さらに、前記型締力検出値と前記目標型締力との差を第２の型締力設定値とし、前記第１の型締力設定値の代わりに該第２の型締力設定値を用いて型締力の調整を行なうこととしてもよい。

上述の成形条件設定方法において、前記成形条件位置は金型保護位置であることとしてよい。あるいは、前記成形条件位置は取出機の成形品取出位置であることとしてもよい。さらに、前記成形条件位置はコア設定位置であることとしてもよい。

また、本発明の他の面によれば、トグル機構を用いた型締装置を有する射出成形機の制御方法であって、該型締装置のトグルサポートの固定位置を移動して目標型締力に近づくように型締力を調整し、前記型締装置を駆動して実際の型締力を検出して型締力検出値を求め、該型締力検出値と前記目標型締力との差を求め、該差が所定値を超えている場合は、該差が所定値以下となるまで、該トグルサポート位置を微小に移動して型締を行ない該型締力検出値を求めて前記目標型締力との差を求める動作を繰り返し行なうことを特徴とする射出成形機の制御方法が提供される。

本発明の他の目的、特徴及び利点は、添付の図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むことにより、一層明瞭となるであろう。

本発明によれば、トグル機構を調整して型締力の調整を行なう際に金型保護位置、成形品取出位置あるいはコア設定位置などの成形条件位置も補正することができ、金型の保護を含む適切な成形動作を達成することができる。また、実際に使用する金型と規準金型とで、厚みや剛性が大きく異なっていても、実際の金型に用いるべき締付力設定値に近い設定値を容易に得ることができ、その値から調整を始めるので、型締力の調整時間を短縮することができる。

本発明の実施の形態による金型保護設定方法が実行される射出成形機の型締装置の概略図である。 型締モータの出力トルクと可動プラテンの位置との関係を示すグラフである。 金型保護設定処理のフローチャートである。 図３に示す処理中の型締力補正処理Ａのフローチャートである。 図３に示す処理中の型締力補正処理Ｂのフローチャートである。 規準金型に基づいて設定した型締力設定値による可動プラテンの位置を示す図である。 規準金型に基づいて設定した型締力設定値を実際の型締力と比較して補正する際のトグルサポートと可動プラテンの位置を示す図である。 実際の型締力を所望の型締力に一致させるための補正を行なう際のトグルサポートと可動プラテンとの位置を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明による金型保護設定方法は、押出成形装置、ラミネータ、トランスファー成形装置、ダイキャストマシーン、ＩＪ封止プレス等の各種の成形機に適用することができる。本実施の形態においては、説明の都合上、射出成形機に適用した場合について説明する。

図１は本発明の第１の実施の形態による金型保護設定方法が実行される射出成形機の型締装置の概略図である。図１において、射出成形機の型締装置１０は、フレーム１７と、フレーム１７に固定された固定金型支持装置としての固定プラテン１２と、固定プラテン１２との間に所定の距離を置いてフレーム１７に対して移動可能に配設されたベースプレートとしてのトグルサポート１５とを具備する。トグルサポート１５はトグル式型締装置支持装置として機能する。固定プラテン１２とトグルサポート１５との間には、複数（例えば、四本）のガイド手段としてのタイバー１６が延在している。

可動プラテン１３は、固定プラテン１２に対向して配設され、タイバー１６に沿って進退（図における左右方向に移動）可能に配設された可動金型支持装置として機能する。金型装置１１は、固定金型１１ａと可動金型１１ｂとから成る。固定金型１１ａは、固定プラテン１２における可動プラテン１３と対向する金型取付面に取り付けられる。一方、可動金型１１ｂは、可動プラテン１３における固定プラテン１２と対向する金型取付面に取り付けられる。

なお、可動プラテン１３の後端 （図における左端） には、エジェクタピン（図示せず）を移動させるための駆動装置が取り付けられてもよい。

可動プラテン１３とトグルサポート１５との間には、トグル式型締装置としてのトグル機構２０が取り付けられる。トグルサポート１５の後端にはトグル機構２０を作動させる型締用駆動源としての型締モータ２６が配設される。型締モータ２６は、回転運動を往復運動に変換するボールねじ機構等から成る運動方向変換装置（図示せず）を備え、駆動軸２５を進退（図における左右方向に移動）させることによって、トグル機構２０を作動させることができる。なお、型締モータ２６は、サーボモータであることが好ましく、回転数を検出するエンコーダとしての型開閉位置センサ２７を備える。

上述のトグル機構２０は、駆動軸２５に取り付けられたクロスヘッド２４、クロスヘッド２４に揺動可能に取り付けられた第２トグルレバー２３、トグルサポート１５に揺動可能に取り付けられた第１トグルレバー２１、及び、可動プラテン１３に揺動可能に取り付けられたトグルアーム２２を有する。第１トグルレバー２１と第２トグルレバー２３との間、及び、第１トグルレバー２１とトグルアーム２２との間は、それぞれ、リンク結合される。なお、トグル機構２０は、いわゆる、内巻五節点ダブルトグル機構であり、上下が対称の構成を有する。

型締モータ２６が駆動して、被駆動部材としてのクロスヘッド２４を進退させることによって、トグル機構２０を作動させることができる。この場合、クロスヘッド２４を前進（図における右方向に移動）させると、可動プラテン１３が前進させられて型閉が行われる。そして、型締モータ２６による推進力にトグル倍率を乗じた型締力が発生させられ、その型締力によって型締が行われる。

また、トグルサポート１５の後端（図における左端）には、固定プラテン１２に対するトグルサポート１５の位置を調整するために、型締位置調整装置３５が配設される。トグルサポート１５には、タイバー挿通孔（図示せず）が複数、例えば、四つ形成され、タイバー１６の図における左端が、それぞれのタイバー挿通孔に挿入される。なお、タイバー１６の右端は、固定ナット１６ａによって固定プラテン１２に固定されている。

タイバー１６は、図における左端の外周にねじが形成されたねじ部３６を有し、調整ナット３７がそれぞれのタイバー１６のねじ部３６に螺合される。なお、調整ナット３７は、トグルサポート１５の後端に回転可能に、かつ、タイバー１６の軸方向に移動不能に取り付けられる。また、調整ナット３７の外周には被駆動用歯車３７ａが取り付けられている。

トグルサポート１５の後端における上方部には、型締位置調整用駆動源としての型厚モータ３１が配設される。型厚モータ３１の回転軸には、駆動用歯車３３が取り付けられている。調整ナット３７の被駆動用歯車３７ａ及び駆動用歯車３３の周囲には、チェーン、歯付きベルト等の駆動用線状体３４が架け回されている。そのため、型厚モータ３１を駆動して、駆動用歯車３３を回転させると、それぞれのタイバー１６のねじ部３６に螺合された調整ナット３７が同期して回転させられる。これにより、型厚モータ３１を所定の方向に所定の回転数だけ回転させて、トグルサポート１５を所定の距離だけ進退させることができる。なお、型厚モータ３１は、サーボモータであることが好ましく、回転数を検出するエンコーダとしての型締位置センサ３２を備える。

型厚モータ３１の回転を調整ナット３７に伝達する手段は、タイバー１６のねじ部３６に螺合された調整ナット３７を同期して回転させられるものであれば、いかなるものであってもよい。例えば、駆動用線状体３４に代えて、駆動用歯車３３及び駆動用歯車３３のすべてに係合する大径の歯車をトグルサポート１５の後端に回転可能に配設することとしてもよい。

本実施の形態では、タイバー１６の一つに型締力センサ１８が配設される。型締力センサ１８は、タイバー１６の歪み（主に、伸び）を検出するセンサである。タイバー１６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。したがって、タイバー１６の伸び量を型締力センサ１８により検出することで、金型装置１１に実際に印加されている型締力を知ることができる。

上述の型締力センサ１８、型開閉位置センサ２７、型締モータ２６及び型厚モータ３１は制御装置１９に接続され、型締力センサ１８及び型開閉位置センサ２７から出力される検出信号は制御装置１９に送られる。制御装置１９は、検出信号に基づいて型締モータ２６及び型厚モータ３１の動作を制御する。

ここで、通常の成形時における動作について説明する。型締モータ２６を正方向に駆動させると、ボールねじ軸２５が正方向に回転させられ、図１に示されるように、ボールねじ軸２５は前進（図１における右方向に移動）させられる。それにより、クロスヘッド２４が前進させられ、トグル機構２０が作動させられると、可動プラテン１３が前進させられる。

可動プラテン１３に取り付けられた可動金型１１ｂが固定金型１１ａに接触すると（型閉状態）、型締工程に移行する。型締工程では、型締モータ２６を更に正方向に駆動することで、トグル機構２０によって金型１１に型締力が発生させられる。

そして、図示されない射出装置に設けられた射出駆動部が駆動されてスクリュが前進することにより、金型１１内に形成されたキャビティ空間に溶融樹脂が充填される。型開きを行なう場合、型締モータ２６を逆方向に駆動すると、ボールねじ軸２５が逆方向に回転させられる。それに伴って、クロスヘッド２４が後退させられ、トグル機構２０が作動されると、可動プラテン１３が後退させられる。

型開工程が完了すると、エジェクタ駆動部（図示せず）が駆動され、可動プラテンに取り付けられたエジェクタ装置が作動する。これにより、エジェクタピンが突き出され、可動金型１１ｂ内の成形品は可動金型１１ｂより突き出される。また、エジェクタ駆動部の駆動と同時に、把持手段としての成形品取出機４０が駆動され、成形品取出機４０のアーム４０ａが固定金型１１ａと可動金型１１ｂとの間に進入し、成形品取出位置で停止する。そして、エジェクタピンの前進により可動金型１１ｂから突き出された成形品は成形品取出機４０のアーム４０ａにより把持されて取り出され、射出成形機の外に設けられた搬送手段としてのコンベア装置まで搬送される。

ところで、一般のトグル機構を利用した型締装置と同様に、トグル機構２０が発生する型締力は、固定プラテン１２、トグルサポート１５及びタイバー１６を含む型締装置１０全体のばね定数、すなわち、型締剛性を比例定数として変化する。なお、型締装置１０においては、タイバー１６以外の部材は圧縮されるのに対して、タイバー１６には引張荷重が加わる。さらに、圧縮力が加わる他の部材は、剛性が異なる複数の部材で構成されているのに対して、タイバー１６は単一の部材で構成されている。したがって、トグル機構２０が発生する型締力は、タイバー１６の剛性としてのばね定数を比例定数として、金型装置１０の型閉から型締完了までにトグルサポート１５が固定プラテン１２に対して移動する量に比例して変化すると言える。すなわち、固定プラテン１２、トグルサポート１５等の部材の剛性が十分に高いので、型締装置１０が発生する型締力は、実質的に、四本のタイバー１６が弾性変形して伸びることによって発生し、該タイバー１６の伸び量に比例すると言える。

次に、型締装置を駆動する型締モータ２６が発生するモータトルクと、可動プラテン１３（すなわち、金型装置１１の可動金型１１ｂ）の位置との関係について、図２を参照しながら説明する。図２は型締モータ２６のモータトルクと可動プラテン１３の位置との関係を示すグラフである。

図２において、型締モータ２６が作動してトグル機構２０に接続された可動プラテン１３がトグルサポート１５側に最も引き寄せられた位置が「型開限位置」であり、この位置で可動金型１１ｂは固定金型１１ｂから最も離れた状態で停止する。

「型開限位置」から型締モータ２６を駆動して可動プラテンの前進（固定プラテンに接近する方向に移動）を開始させると、型締モータ２６のモータトルクは、起動時のトルク上昇によるピーク状態Ａを経て安定した移動速度に移行してほぼ一定の状態Ｂになる。

このトルクが一定の状態Ｂにおいて可動プラテン１３が前進し、可動プラテン１３がある程度固定プラテン１２に接近した時点（すなわち、可動金型１１ｂが固定金型１１ａにある程度接近した位置）において、型締モータ２６の出力制限が開始され、型締モータ２６のトルクが所定の低トルクの状態Ｃとなるように制御される。このモータトルクの制限開始位置が「低圧型締開始位置」に相当する。モータトルクの制限は、可動金型１１ｂがある程度固定金型１１ａに近づいた時点で、低トルク・低速で前進するように設けられる制限である。すなわち、モータトルクの制限は、例えば異物が可動金型１１ｂと固定金型１１ａとの間に挟まっていても、金型が損傷しない程度の小さな力で可動金型１１ｂを前進させるために設けられる制限である。

可動プラテン１３が「低圧型締開始位置」から更に前進して、可動金型１１ｂが固定金型に接触（型タッチ）する寸前の位置（例えば「型タッチ位置」から０．１ｍｍ手前の位置）が「昇圧開始位置」となる。「昇圧開始位置」において、型締モータ２６の出力制限が解除され、可動プラテン１３は固定プラテン１２に向かって全速で前進する。すなわち、可動プラテン１３は最大推力で前進することが可能となる。したがって、「昇圧開始位置」を過ぎるとトルクが急激に上昇しながら（状態Ｄ）可動プラテン１３は「型タッチ位置」に到達する。「昇圧開始位置」は、型締力を発生させるためのいわば助走開始位置に相当し、「型タッチ位置」で出力制限を解除すると型締モータ２６のトルクを迅速に上昇させることができないため、「型タッチ位置」の僅かに手前からトルク上昇を開始するための位置である。ただし、「昇圧開始位置」から「型タッチ位置」までの距離が大き過ぎると、可動金型１１ｂが必要以上に加速された状態で固定金型１１ａに接触（衝突）することとなり、金型装置１１が損傷するおそれがある。そこで、僅かな助走距離だけを設けることで金型装置を保護している。この意味で、「昇圧開始位置」は「金型保護位置」とも称される。

「型タッチ位置」において可動金型１１ｂは固定金型１１ａに当接して可動プラテン１３は前進できなくなるが、型締モータ２６のトルク制限が解除されているので、トルクはそのまま上昇を続ける。これにより、型締モータ２６のトルクに応じた型締力が金型装置１１に印加されることとなる。したがって、型締力は「型タッチ位置」から急激に上昇し、予め設定された設定型締力に到達したところで、型締モータ２６は停止され、設定型締力が保持される。型締力が設定型締力に到達した位置が「設定型締力の位置」であり、固定プラテン１３の原点として設定される。

一般的に、上述の各位置は、この「設定型締力の位置」を原点とし、原点からの距離（例えば、ミリメートル）で表わされる。例えば、原点から「型タッチ位置」まで距離が３ｍｍであれば、原点から「金型保護位置」までの距離は、例えば３．１ｍｍに設定される。

次に、上述の型締装置１０で行なわれる金型保護設定方法について説明する。図３は本実施の形態による金型保護設定処理のフローチャートである。図４は図３に示す処理中の型締力補正処理Ａのフローチャートであり、図５は図３に示す処理中の型締力補正処理Ｂのフローチャートである。図６は規準金型に基づいて設定した型締力設定値による可動プラテンの位置を示す図である。図７は規準金型に基づいて設定した型締力設定値を実際の型締力と比較して補正する際のトグルサポートと可動プラテンの位置を示す図である。図８は実際の型締力を所望の型締力に一致させるための補正を行なう際のトグルサポートと可動プラテンとの位置を示す図である。

型締装置１０に新たに金型装置１１を取り付けた場合、設定型締力の位置（原点）において所望の型締力（目標型締力Ｚ）が得られるように、図３に示す金型保護設定処理を行なって型締装置１０を調整する必要がある。型締装置１０の調整は、取り付けられた金型装置１１の厚み及び剛性（圧縮変形量）に基づいて、トグルサポート１５の位置を変更して行なう。上述のように、トグルサポート１５の固定位置調整は、型厚モータ３１を駆動してトグルサポート１５を前後に移動させることで行なう。

図３に示す金型保護設定処理において、まず、型締モータ２６を駆動してトグル機構２０のトグルを伸ばし、可動プラテン１３を型全閉位置まで移動させる（ステップＳ１）。この際、トグルサポート１５は、可動金型１１ｂが固定金型１１ａに接触しないような位置、すなわち型タッチしない位置まで後退させられている。

次に、規準金型を用いた場合に所定の型締力（第１の型締力設定値Ｚ１：例えば、５０Ｔ）が印加される距離ｄ１だけ型開を行なう（ステップＳ２）。すなわち、型締モータ２６を駆動して型締力設定値Ｚ１が印加される距離だけ可動プラテン１３を後退させる。そして、トグル機構２０の状態をステップ２の状態に保ったまま、可動金型１１ｂが固定金型１１ａに接触するまで、すなわち型タッチするまで、型厚モータ３１を駆動してトグルサポート１５を前進させる（ステップＳ３）。このときの型締装置１０の各部の位置関係を図６（Ａ）に示す。図６（Ａ）に示す状態は、取り付けられた金型装置１１が規準金型と同じ厚みと剛性を有する場合において５０Ｔの締付力を発生させることのできる状態である（設定が５０Ｔで補正なしの場合に相当）。

続いて、金型装置１１と規準金型との相違に起因してトグルのたたみ込み量を変化させたことにより生じる型締力の変化を補正するために、図４に示す型締力補正処理Ａが行なわれる。

まず、ステップＳ３における図６（Ａ）に示す状態から、型締モータ２６を駆動して可動プラテン１３を型開限位置まで後退させる（ステップＳ１１）。続いて、型締モータ２６を駆動して可動プラテン１３を設定型締力位置（原点）まで前進させ（型全閉）、型締力の昇圧を完了させる。このときの状態を図６（Ｂ）に示す。図６（Ｂ）に示す状態では、図６（Ａ）に示す状態から、可動プラテン１３が距離ｄ１だけ前方に移動していることがわかる。金型装置１１が規準金型と同じ厚みで同じ剛性を有している場合、型締力は５０Ｔになるはずである。

続いて、制御装置１９は、タイバー１６に設けられた締付力センサ１８から供給される検出信号により、実際に金型装置１１に印加されている締付力を検出する（ステップＳ１３）。そして、制御装置１９は、実際の締付力である型締力検出値（実績値と称する）が第１の設定型締力Ｚ１（設定値と称する）以上か否かを判定する（ステップＳ１４）。

実績値が設定値以上である場合、制御装置１９は、実績値と設定値との差Ａを取得し（ステップＳ１５）、補正後の型締力設定値ＢをＢ＝Ｚ−Ａにより算出する（ステップＳ１６）。例えば、設定値が５０Ｔであるのに実際に締付力センサ１８により検出した実績値が７０Ｔであった場合、差Ａは７０Ｔ−５０Ｔ＝２０Ｔとなる。そこで、補正後の型締力設定値Ｂは５０Ｔ−２０Ｔ＝３０Ｔに設定される。

一方、実績値が設定値より小さい場合、制御装置１９は、設定値と実績値との差Ａを取得し（ステップＳ１７）、補正後の型締力設定値ＢをＢ＝Ｚ＋Ａにより算出する（ステップＳ１８）。例えば、設定値が５０Ｔであるのに実際に締付力センサ１８により検出した実績値が３０Ｔであった場合、差Ａは５０Ｔ−３０Ｔ＝２０Ｔとなる。そこで、補正後の型締力設定値Ｂは５０Ｔ＋２０Ｔ＝７０Ｔに設定される。

ステップＳ１６又はステップＳ１８において補正後の型締力設定値Ｂが算出された後、制御装置１９は補正後の型締力設定値Ｂが０以上か否かを判定する（ステップＳ１９）。補正後の型締力設定値Ｂが０以上の場合は、補正後の型締力設定値Ｂにより所望の型締力が得られるかそれに近づくと判断して、補正後の型締力設定値Ｂを第２の型締力設定値Ｚ２として設定する（ステップＳ２０）。一方、補正後の型締力設定値Ｂが０より小さい場合は、補正後の型締力設定値Ｂでは適切な補正ができないと判断して、補正後の型締力設定値Ｂは採用せずに、最初の第１の型締力設定値Ｚ１を第２の型締力設定値Ｚ２として設定する（ステップＳ２１）。補正後の型締力設定値Ｂが０より小さい場合の例としては、型締力０Ｔと設定した場合が該当する。通常、型締力設定値が０Ｔの場合でも、金型同士が型タッチした際に、型締装置の慣性力によってタッチ圧が発生してしまう。この場合には、補正後の型締力設定値Ｂが０より小さくなり、補正後の型締力設定値Ｂでは適切な補正ができないと判断して、補正後の型締め力設定値Ｂは採用しない。

次に、型締モータ２６を駆動して可動プラテン１３を「型開限位置」まで移動する（ステップＳ２２）。その後、型厚モータ３１を駆動して、トグルを型全閉位置（すなわち、「設定締付力の位置」）まで伸ばしても型タッチしない位置まで、トグルサポート１５を後退させる（ステップＳ２３）。

以上により型締力補正処理Ａが完了し、金型装置１１の剛性の違いによる型締力設定値が補正される。

次に、処理は図３のステップＳ５に進み、型締モータ２６を駆動してトグルを伸ばし、可動プラテン１３を型全閉位置（すなわち、「設定締付力の位置」）まで移動する。このとき、ステップＳ２３においてトグルサポート１５を後退させているので、型タッチする手前で可動プラテン１３は停止する。

続いて、ステップＳ２０又はＳ２１にて設定した第２の型締力設定値Ｚ２に基づいて、型締モータ２６を駆動して可動プラテン１３を後退させる（ステップＳ６）。そして、このときの可動プラテン１３の位置を「型タッチ位置」として、「金型保護位置」を補正する（ステップＳ７）。具体的には、ステップＳ７における「型タッチ位置」が４ｍｍであった場合、「金型保護位置」は４ｍｍ＋０．１ｍｍ＝４．１ｍｍとなるように補正する。以上により本発明による金型保護設定方法による金型保護設定処理が達成される。

以上のように、トグル機構を調整して型締力の調整を行なう際に金型保護位置も補正することで、適切に金型の保護を達成することができる。

次に、型厚モータ３１を駆動して、可動金型１１ｂが固定金型に接触するまでトグルサポート１５を前進させる（ステップＳ８）。このときの状態が図７（Ｂ）に示された状態である。図７（Ａ）は、規準金型に基づいて得られた第１の型締力設定値Ｚ１による金型タッチ状態を示す図であり、図７（Ｂ）に示す状態では、トグルサポートの位置が、第２の型締力設定値Ｚ２に補正された結果、トグルサポート１５の位置がΔｘだけ変更されていることがわかる。

例えば、金型装置１１で型締力５０Ｔを得るために、規準金型に基づく設定値に２０Ｔを加えた型締力設定値の補正を行なった場合、型タッチ位置から設定型締力の位置までの距離を、追加した型締力２０Ｔに相当する距離Δｘだけ増やす必要がある。これを達成するために、トグルサポート１５の位置はΔｘだけ前進した位置に設定される。この状態が図７（Ｂ）に示された状態である。図７（Ｃ）は、図７（Ｂ）に示す状態から補正後の型締力設定値Ｚ２に基づいて型締を行ない、可動プラテン１３が「設定型締力の位置」まで押し込まれた状態を示している。

また、成形品取出機４０を用いて成形品を取り出す場合には、固定金型１１ａと可動金型１１ｂとの設定距離が変更されているため、成形品取出位置についても補正を行なう必要がある。この場合にも、金型保護位置と同様に、型締力補正処理Ａにより型締力補正を行なった後、ステップＳ７において、成形品取出位置の補正を行なうことができる。

ここで、成形品取出位置は、可動プラテン１３の位置ではなく、型開が完了したときの可動プラテン１３に対する成形品取出機４０のアーム４０ａの位置に相当する。すなわち、型締力調整により図７（Ｂ）に示すようにトグルサポート１５の位置をΔｘだけ前に移動した場合、金型装置１１を開いた状態、すなわちトグルを畳み込んで可動プラテン１３を後退させた状態において、可動金型１１ｂもΔｘだけ前に移動した状態となる。可動金型１１ｂがこの位置になったときに、成形品取出機４０のアーム４０ａが可動金型１１ｂに向かって移動し、可動金型１１ｂに保持されている成形品を把持する。したがって、図７（Ｄ）に示すように、成形品取出機４０のアーム４０ａが成形品を把持するためのアーム４０ａの位置も、Δｘだけ前に移動しておく。

さらに、可動金型内において、キャビティ空間を形成するコアを前後進駆動することにより、成形品を圧縮させるコア圧縮成形を行なう場合にも、固定金型１１ａと可動金型１１ｂとの設定距離が変更されているため、コアの設定条件を補正することが必要となる。この場合にも、金型保護位置補正と同様に、型締力補正処理Ａにより型締力補正を行なった後、ステップＳ７において、コア設定位置の補正を行なうことができる。

以上の処理による型締力の補正は、規準金型に基づいて計算した、あるいは規準金型に基づいて予め作成されたプラテン位置と型締力との関係を記録したテーブルを参照して、型締力設定値を補正したものである。したがって、実際に金型装置１１で発生する型締力が、設定したい所望の型締力である目標型締力に正確に一致するとは限らない。そこで、本実施の形態では、図３のスッテプＳ９に示す型締力補正処理Ｂを行ない、実際の型締力がより一層目標型締力に近づくように補正する。図４は型締力補正処理Ｂのフローチャートである。

型締力補正処理Ｂでは、まず、型締モータ２６を駆動して可動プラテン１３を「型開限位置」まで後退させる（ステップＳ３１）。次に、型締モータ２６を駆動して可動プラテン１３を「設定型締めの位置」まで前進させて型全閉を行ない、締付力の昇圧を完了させる(ステップＳ３２）。このときの状態を図７（Ｃ）に示す。

昇圧が完了したら、型締力センサ１８の出力信号により実際の型締力を検出する（ステップＳ３３）。そして、型締力設定値（すなわち、目標型締力）と実際の型締力の検出値との差を確認する（ステップＳ３４）。

設定値から検出値を引いた値（設定値−検出値）が所定の閾値Ｃ（Ｃ＞０）以上であると判定されると（ステップＳ３５）、型厚モータ３１を駆動してトグルサポート１５を、所定の設定時間あるいは所定の設定距離だけ前進させる（ステップＳ３６）。例えば、設定値が５０Ｔであった場合で実際に検出された型締力の検出値が４９Ｔであったような場合には、５０Ｔ−４９Ｔ＝１Ｔが閾値Ｃ以上であるかを判定する。例えば閾値Ｃが０．２Ｔに設定されている場合は、（設定値−検出値）＝１Ｔが閾値Ｃ＝０．２Ｔ以上であり、型締力が不足していると判断して、ステップＳ３６においてトグルサポート１５を、所定の設定時間（例えば、１秒）あるいは所定の設定距離（例えば、０．１ｍｍ）だけ前進させる。この際、可動プラテン１３は後退させて金型装置１１が開いている状態でトグルサポート１５を移動する。すなわち、トグルサポートを少しづつ前進させることで、型締力を少しずつ増大させて、（設定値−検出値）を閾値Ｃより小さくする。

また、検出値から設定値を引いた値（検出値−設定値）が所定の閾値Ｃ（Ｃ＞０）以上であると判定されると（ステップＳ３７）、型厚モータ３１を駆動して可動プラテン１５を、所定の設定時間あるいは所定の設定距離だけ後退させる（ステップＳ３８）。例えば、設定値が５０Ｔであった場合で実際に検出された型締力の検出値が５１Ｔであったような場合には、５１Ｔ−５０Ｔ＝１Ｔが閾値Ｃ以上であるかを判定する。例えば閾値Ｃが０．２Ｔに設定されている場合は、（検出値−設定値）＝１Ｔが閾値Ｃ＝０．２Ｔ以上であり、型締力が大きすぎると判断して、ステップＳ３８においてトグルサポート１５を、所定の設定時間（例えば、１秒）あるいは所定の設定距離Δｙ（例えば、０．１ｍｍ）だけ後退させる。このときの状態を図８（Ｂ）に示す。この際、可動プラテン１３は後退させて金型装置１１が開いている状態でトグルサポート１５を移動する。すなわち、トグルサポートを少しづつ後退させることで、型締力を少しずつ減少させて、（検出値−設定値）を閾値Ｃより小さくする。

一方、検出値から設定値を引いた値（検出値−設定値）又は設定値から検出値を引いた値（設定値−検出値）が所定の閾値Ｃより小さいと判定された場合は（ステップＳ３９）、実際の締付力は設定値に十分に近い値である。したがてって、それ以上の型締力の補正は必要ないと判断して、トグルサポート１５の移動は行なわない。

ステップＳ３６又はステップＳ３８又はステップＳ３９の後、型締モータ２６を駆動して可動プラテン１３を「設定型締力の位置」まで前進させて型全閉を行なって型締力の昇圧を完了させる（ステップＳ４１）。昇圧が完了した状態で、（設定値−検出値）又は（検出値−設定値）が所定の閾値Ｃより小さいか否かが判定される。（設定値−検出値）又は（検出値−設定値）が所定の閾値Ｃより小さい場合は処理を終了する。一方、（設定値−検出値）又は（検出値−設定値）が所定の閾値Ｃ以上であった場合は、ステップＳ３１に戻って再びＳ３１〜Ｓ４１までの処理を繰り返す。型締力処理補正Ｂの工程にて金型保護位置補正を行なう場合には、ステップＳ３６若しくはステップＳ３８の処理が終了した後に行なうこともできる。さらに、成形品取出位置の補正やコア設定位置の補正についても、金型保護位置補正と同様に、ステップＳ３６若しくはステップＳ３８の処理が終了した後に行なうこともできる。

以上のように、トグル機構を調整して型締力の調整を行なう際に金型保護位置も補正することで、適切に金型の保護を達成することができる。さらに、成形品取出位置、コア設定位置等についても、型締力補正値に対応した補正を行なうことで、適切な成形条件を設定することができる。また、実際に使用する金型と規準金型とで、厚みや剛性が大きく異なっていても、実際の金型に用いるべき締付力設定値に近い設定値を迅速且つ容易に得ることができ、その値から調整を始めるので、型締力の調整時間を短縮することができる。

本発明は上述の具体的に開示された実施例に限られず、本発明の範囲から逸脱することなく様々な変形例及び改良例がなされるであろう。

本出願は、２００５年３月１６日出願の日本特許出願第２００５−０７５９２３号に基づくものであり、その全内容はここに援用される。

本発明は、トグル機構を用いた型締装置及びそのような型締装置を用いた射出成形機に適用可能である。

１０ 型締装置
１１ 金型装置
１２ 固定プラテン
１３ 可動プラテン
１５ トグルサポート
１６ タイバー
１８ 型締力センサ
１９ 制御装置
２０ トグル機構
２６ 型締モータ
２７ 型開閉位置センサ
３１ 型厚モータ
３２ 型締位置センサ
４０ 成形品取出機

Claims (7)

1. トグル機構を用いた型締装置を有する射出成形機であって、
   前記型締装置を駆動した際の型締力を検出する型締力センサと、
   前記型締装置のトグルサポートの固定位置を移動させる型締位置調整駆動部と、
   前記型締力センサの検出値に基づいて前記型締位置調整駆動部を制御する制御装置と、を有し、
   該制御装置は、
   前記型締位置調整駆動部を駆動させて目標型締力に対応する位置に前記トグルサポートの固定位置を移動させると共に、前記型締装置を駆動させて前記型締力センサで実際の型締力を検出させ、
   該型締力センサで検出した実際の型締力検出値と前記目標型締力との差を求め、
   該差が所定値を超えている場合は、該差が所定値以下となるまで、前記トグルサポートの固定位置を所定の設定距離だけ移動させて前記型締装置を駆動させる動作を繰り返す、
   ことを特徴とする射出成形機。
2. 請求項１記載の射出成形機であって、
   前記制御装置は、規準金型を前記型締装置に取り付けて得られた、押込量と該押込量に対応する型締力との関係から求められる距離だけ前記トグルサポートの固定位置を移動させる、
   ことを特徴とする射出成形機。
3. 請求項１又は２記載の射出成形機であって、
   前記制御装置は、規準金型を前記型締装置に取り付けて得られた、押込量と該押込量に対応する型締力との関係から求められる第１の型締力設定値に基づいて前記トグルサポートの固定位置を移動させる、
   ことを特徴とする射出成形機。
4. 請求項３記載の射出成形機であって、
   前記制御装置は、前記第１の型締力設定値を用いて前記型締装置を駆動させ、前記型締力センサで検出された実際の型締力検出値と前記目標型締力との差を求める、
   ことを特徴とする射出成形機。
5. 請求項４記載の射出成形機であって、
   前記制御装置は、前記型締力センサで検出された実際の型締力検出値と前記目標型締力との差を第２の型締力設定値とし、該第２の型締力設定値に基づいて前記トグルサポートの固定位置を移動させる、
   ことを特徴とする射出成形機。
6. 請求項１乃至５の何れか一項記載の射出成形機であって、
   前記制御装置は、前記トグルサポートの移動量に基づいて成形条件位置を変更させる、
   ことを特徴とする射出成形機。
7. 請求項６記載の射出成形機であって、
   前記成形条件位置は、金型保護位置、取出機の成形品取出位置、又はコア設定位置の少なくとも一つである、
   ことを特徴とする射出成形機。

Images