JP4842645B2 - 射出成形機及び射出成形機に設けられた圧力検出器の異常を検出する方法 - Google Patents

Description

本発明は、射出成形機及び射出成形機に設けられた圧力検出器の異常を検出する方法に関し、より具体的には、ロードセル等の圧力検出器を備えた射出成形機及び射出成形機に設けられた圧力検出器の異常を検出する方法に関する。

射出装置、金型装置、及び型締装置を備えた射出成形機において、樹脂は射出装置の加熱シリンダ内において加熱され、溶融させられる。溶融樹脂は高圧で射出され、金型装置のキャビティに充填される。金型装置のキャビティ内において樹脂は冷却され、固化されて成形品となる。

金型装置は固定金型及び可動金型からなる。型締装置によって可動金型を固定金型に対してタイバーに沿って進退させることにより、型閉、型締及び型開が行われる。

金型装置の型締が完了して射出装置が前進させられると、加熱シリンダのノズルが固定プラテンに形成されたノズル通過孔を通って、固定金型の背面に設けられたスプルーブッシュに押し付けられる。

続いて、射出装置で溶融された樹脂は、加熱シリンダ内のスクリュにより加圧され、ノズルから射出される。射出された溶融樹脂は、スプルーブッシュ及びスプルーを通って固定金型と可動金型との間に形成されたキャビティ内に充填される。

また、射出装置のスクリュ駆動機構には、スクリュに加えられた溶融樹脂の圧力（溶融樹脂の反力）を検出するための圧力検出器として、ロードセルが設けられている。

更に、型締装置のタイバーには、可動金型と固定金型の型締力を計測するための圧力検出器として、タイバーセンサが設けられている。

このような構成を有する射出成形機において、上述の圧力検出器が故障すると溶融樹脂の圧力又は型締力を正確に検出することができない。圧力検出器の誤作動（異常作動）に因り、当該溶融樹脂の圧力又は当該型締力が所定の圧力を越え、その結果、成形品の品質が損なわれ、更には金型を破損させてしまうおそれがあった。

なお、射出軸の規定移動量当りの圧力変化量を圧力検出器の出力に基づき検出し、この圧力変化量が比較部において所定の範囲を有する基準値と比較され、基準値範囲内でない場合に圧力検出器の故障とみなす態様が提案されている（特許文献１参照）。

また、圧力検出センサにより検知されて出力された出力値と、圧力制御弁の設定値と同一に設定された設定器の設定値と、を比較することにより圧力検出センサの異常を判断する態様も提案されている（特許文献２参照）。
実開平６−９９２４号公報 実開平５−５３９１８号公報

しかしながら、従来の射出成形機においては、上述のロードセル又はタイバーセンサ以外、スクリュに加えられた溶融樹脂の圧力や型締力を検出する検出手段は別途設けられていない。従って、上述のロードセル又はタイバーセンサの出力異常等の異常作動を把握することは困難であった。

そのため、前記圧力検出器を検査のたびに、サービスマンを呼び出して射出成形機を分解して前記圧力検出器を射出成形機から外し、所定の診断装置等により基準となる圧力を印加して圧力検出器が正確に作動しているか否かを判断しており、当該判断のたびに射出成形機を停止させる必要があり不便であった。

本発明は上述の問題に鑑みなされたものであり、圧力検出器を射出成形機から取り外すことなく当該圧力検出器の異常確認を容易に行うことができる射出成形機及び当該射出成形機に設けられた圧力検出器の異常を検出する方法を提供することを目的とする。

本発明の一観点によれば、駆動部と、前記駆動部により軸力が伝達されて前進及び後退する被駆動部と、前記被駆動部の前進又は後退を制限する規制手段と、前記被駆動部に伝達された前記軸力を圧力として検出する圧力検出器と、前記規制手段により前記被駆動部の前進又は後退が制限された状態において、前記駆動部の運動を制御するために前記駆動部に与えられる電流値を基に駆動力を算出する制御装置と、を備えたことを特徴とする射出成形機が提供される。

前記制御装置は、前記駆動部に与えられる前記電流値と、前記規制手段により前記被駆動部の前進又は後退が制限された状態において前記圧力検出器によって検出された検出値と、を比較することとしてもよい。

当該射出成形機において、前記駆動部に与えられる電流値と前記規制手段により前記被駆動部の前進又は後退が制限された状態において前記圧力検出器によって検出された検出値との差が予め定められた値よりも大きい場合には、前記制御装置の表示部に前記圧力検出器が異常であることが表示されてもよい。

当該射出成形機において、前記駆動部は射出モータであってもよく、前記被駆動部はスクリュであってもよい。また、前記駆動部は型締モータであってもよく、前記被駆動部は可動プラテンであってもよい。

本発明の他の観点によれば、射出成形機に設けられた圧力検出器の異常を検出する方法であって、前記射出成形機は、駆動部により軸力が伝達されて前進及び後退する被駆動部と、前記被駆動部の前進又は後退を制限する規制手段と、備え、前記被駆動部に伝達された軸力を圧力として圧力検出器により検出し、前記規制手段により前記被駆動部の前進又は後退が制限された状態において、前記駆動部の運動を制御するために前記駆動部に与えられる電流値を基に駆動力を算出することを特徴とする当該方法が提供される。

当該方法において、前記駆動部に与えられる前記電流値と、前記規制手段により前記被駆動部の前進又は後退が制限された状態において前記圧力検出器によって検出された検出値と、を比較することとしてもよい。

当該方法において、前記駆動部に与えられる電流値と前記規制手段により前記被駆動部の前進又は後退が制限された状態において前記圧力検出器によって検出された検出値との差が予め定められた値よりも大きい場合には、前記制御装置の表示部に前記圧力検出器が異常であることを表示することとしてもよい。

本発明によれば、圧力検出器を射出成形機から取り外すことなく当該圧力検出器の異常確認を容易に行うことができる射出成形機及び当該射出成形機に設けられた圧力検出器の異常を検出する方法を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

まず、図１を参照して、本発明が適用される射出成形機の概要を説明する。

ここで、図１は本発明が適用される射出成形機の一例としてのスクリュ式電動射出成形機の概略構成を示す図である。

図１に示す電動射出成形機１は、フレーム１０と、フレーム１０上に配置された射出装置２０及び型締装置５０等から構成される。

射出装置２０は、加熱シリンダ２１を備え、加熱シリンダ２１にはホッパ２２が設けられる。加熱シリンダ２１の外周には、加熱シリンダ２１を加熱するためのヒータ２１ａが設けられている。加熱シリンダ２１内にはスクリュ２３が進退自在かつ回転自在に設けられる。スクリュ２３の後端は可動支持部２４によって回転自在に支持される。

可動支持部２４にはサーボモータ等の計量モータ２５が駆動部として取り付けられる。計量モータ２５の回転は出力軸３１に取り付けられたタイミングベルト２６を介して被駆動部のスクリュ２３に伝達される。

出力軸３１の後端には回転検出器３２が接続されている。回転検出器３２は、計量モータ２５の回転数又は回転量を検出することで、スクリュ２３の回転速度を検出する。

射出装置２０は、スクリュ２３に平行なボールねじ軸２７を有する。ボールねじ軸２７はボールねじナット９０と螺合し、回転運動を直線運動へ変換する運動方向変換機構を構成する。

駆動部である射出モータ２９を駆動し、タイミングベルト２８を介してボールねじ軸２７を回転させると、ボールねじナット９０に固定された可動支持部２４及びサポート３０は前後進する。その結果、被駆動部であるスクリュ２３を前後移動させることができる。

射出モータ２９の出力軸３３の後端に接続された位置検出器３４は、射出モータ２９の回転数又は回転量を検出することで、スクリュ２３の駆動状態を示すスクリュ２３の位置を検出する。

また、可動支持部２４とサポート３０との間には、スクリュ２３に加えられた樹脂の圧力を検出するための圧力検出装置としてのロードセル３５が備えられている。

射出装置２０は、射出装置２０を駆動してノズルタッチ圧を印加する駆動機構として可塑化移動装置４０を備えている。可塑化移動装置４０は、可塑化移動駆動部９１と射出装置ガイド部９２とから構成されている。射出装置ガイド部９２は、射出装置２０を構成する可動支持部２４、サポート３０及び前部フランジ９３と係合している。

従って、加熱シリンダ２１を含む射出装置２０は、可塑化移動駆動部９１が駆動すると共に射出装置ガイド部９２に沿って、射出成形機のフレーム１０上で水平に移動することができる。上述の可塑化移動装置４０を駆動することにより、所定のタイミングで射出装置２０を前進させて加熱シリンダ２１のノズルを固定金型５３に当接させ、ノズルタッチを行う。

加熱シリンダ２１は前部フランジ９３に支持されている。前部フランジ９３の後端には、スクリュ２３の前進又は後退を制限する規制手段として機能する接触部５が設けられている。接触部５は、スクリュ２３が最も前進した状態にあるときに、スクリュ２３の先端部が加熱シリンダ２１の前方に備えられる図示しないノズル部に接触して破損しないように、装置側で前進運動を規制するためのストッパでもある。そのため、スクリュ２３のストローク前進限において、接触部５は可動支持部２４と接触する。

このとき、射出モータ２９によって与えられた全軸力の反力がロードセル３５によって検出される。この場合、射出装置の機構部単体の特性を、接触部５と可動支持部２４とが接触することにより把握することができる。また、必ずしも接触部５は前部フランジ９３の後端に設ける必要はなく、加熱シリンダ２１の後端を接触部５としてもよい。

また、別の規制手段の形態として、加熱シリンダ２１の先端を塞ぐことにより、スクリュ２３の前進を制限し、規制手段として機能する負荷プレート１１を備えた状態で反力を検出するようにしてもよい。加熱シリンダ２１内に樹脂が満たされた状態で、スクリュ２１の前進が規制される。従って、射出モータ２９によって加熱シリンダ２１内の樹脂に与えられた樹脂圧、即ち、全軸力の反力が上述の圧力検出器であるロードセル３５によって検出される。

この場合、射出装置２０の機構部担体の特性のみならず、スクリュ２３の破損等、スクリュ２３や加熱シリンダ２１等の可塑化部の影響を含めて射出装置２０全体の特性を把握することができる。更に、接触部５で検出された機構部担体の特性と、負荷プレート１１によって検出された射出装置２０全体の特性と、を用いることにより、可塑化部担体の特性を算出することができる。

計量モータ２５と、回転検出器３２と、射出モータ２９と、位置検出器３４、ロードセル３５とは、制御装置４５に接続されている。回転検出器３２と、位置検出器３４、及びロードセル３５から出力される検出信号は、制御装置４５に送られる。制御装置４５は、検出信号に基づいて計量モータ２５及び射出モータ２９の動作を制御する。

なお、制御装置４５は単独で設けられてもよいし、射出成形機全体の制御を司る制御部の一部として設けられてもよい。

型締装置５０は、フレーム１０に固定された固定金型支持装置としての固定プラテン５４と、固定プラテン５４との間に所定の距離を置いてフレーム１０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５６とを具備する。トグルサポート５６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５４とトグルサポート５６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５５が延在している。

可動プラテン５２は、固定プラテン５４に対向して配設され、タイバー５５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し、トグル機構５７の作動により、可動プラテン５２はタイバー５５に沿って移動し、型閉じ、型締め及び型開きが行なわれる。

金型装置７０は、固定金型５３と可動金型５１とから成る。

固定金型５３は、固定プラテン５４における可動プラテン５２と対向する金型取付面に取り付けられる。一方、可動金型５１は、可動プラテン５２における固定プラテン５４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５２の後端 （図における左端）には図示されないエジェクタピン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５２とトグルサポート５６との間には、トグル式型締装置としてのトグル機構５７が取り付けられる。トグルサポート５６の後端にはトグル機構５７を作動させる型締用駆動源としての型締モータ４６が配設される。

型締モータ４６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図示されない運動方向変換装置を備え、ボールねじ軸５９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５７を作動させることができる。

なお、型締モータ４６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４７を備える。

駆動部である型締モータ４６が駆動してクロスヘッド６０を進退させることによって、トグル機構５７を作動させることができる。この場合、クロスヘッド６０を前進（図における右方向に移動）させると、被駆動部である可動プラテン５２が前進させられて型閉が行われる。そして、型締モータ４６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。

トグルサポート５６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４１が配設される。

なお、型厚モータ４１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４２を備える。

また、本実施の形態では、タイバー５５の一つに、圧力検出器としてタイバーセンサ４８が配設される。タイバーセンサ４８は、タイバー５５の歪み（主に、伸び）を検出するセンサである。タイバー５５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。

従って、タイバー５５の伸び量をタイバーセンサ４８により検出することで、金型装置７０に実際に印加されている型締力を知ることができる。固定金型５３と可動金型５１とが接触することにより、駆動部である型締モータ４６によって与えられた全軸力の反力が圧力検出器であるタイバーセンサ４８によって検出される。即ち、可動プラテン５２の前進運動が固定金型５３によって規制されるため、固定金型５３が規制手段として機能している。

上述のタイバーセンサ４８、型開閉位置センサ４２、型締モータ４６及び型厚モータ４１は制御装置４５に接続され、タイバーセンサ４８及び型開閉位置センサ４２から出力される検出信号は制御装置４５に送られる。制御装置４５は、検出信号に基づいて型締モータ４６及び型厚モータ４１の動作を制御する。

次に、かかる構成を備えた射出成形機の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４６を正方向に駆動させると、ボールねじ軸５９は正方向に回転し前進（図１における右方向に移動）する。これに伴って、クロスヘッド６０が前進し、トグル機構５７が作動させられると、可動プラテン５２が前進する。

かかる可動プラテン５２に取り付けられた可動金型５１が固定金型５３と接触すると、型締工程に移行する。型締工程では、型締モータ４６を更に正方向に駆動させることで、トグル機構５７によって金型装置７０に型締力が発生する。

加熱シリンダ２１内でスクリュ２３を回転させると、ホッパ２２から供給される成形材料である樹脂ペレットは、加熱シリンダ２１に設けられたヒータ２１ａにより溶融する。溶融した樹脂はスクリュ２３の先端に蓄えられ、加熱シリンダ２１の先端のノズルから射出され、金型装置７０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は、型締モータ４６を逆方向に駆動させ、ボールねじ軸５９が逆方向に回転する。これに伴って、クロスヘッド６０が後退し、トグル機構５７が作動させられると、可動プラテン５２が後退する。

型開工程が完了すると、図示を省略するエジェクタ駆動部が駆動され、可動プラテン５２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５１内の成形品は可動金型５１から突き出される。

次に、本発明による、射出成形機に設けられた圧力検出器の異常を検出する方法の実施の形態の基本概念について図２及び図３を参照して説明する。

ここで、図２は、本発明による、射出成形機に設けられた圧力検出器の異常を検出する方法の実施の形態の基本概念を示したフローチャートである。また、図３は、図２に示すフローチャート中に記載ある駆動部の入力軸力と圧力検出器の検出値との相関関係を示すグラフである。

図２を参照するに、ロードセル３５やタイバーセンサ４８（図１参照）等の圧力検出器の出力異常等の異常作動を把握するために当該圧力検出器の検査を開始する場合、先ず、当該圧力検出器に、射出モータ２９や型締モータ４６等の駆動部の軸力が全てかかるように、スクリュ２３や可動プラテン５２等、前記駆動部により進退する被駆動部を停止する（ステップＳ１）。なお、どのようにスクリュ２３やクロスヘッド６０等の被駆動部を停止させるのか、その詳細については後述する。

かかる状態の下、前記駆動部の運動を制御するために前記駆動部に供給される所定の電流の値（電流値）を基に、制御装置４５は前記駆動部の入力軸力Ｆ_ＩＮを算出する（ステップＳ２）。

次に、制御装置４５の比較手段は、実際に駆動部により被駆動部に伝達され圧力検出器により検出された検出値Ｆ_ＬＣと、前記算出された入力軸力Ｆ_ＩＮの値と、を比較する（ステップＳ３）。

そして、検出された圧力検出器の検出値Ｆ_ＬＣと算出された駆動部の入力軸力Ｆ_ＩＮとの差を算出する。当該差が、図３に示す所定の許容範囲Ｘ以内であれば圧力検出器は正常であると判断され、また、当該差が所定の許容範囲Ｘを越えていれば圧力検出器は異常であると判断され、その旨が制御装置４５（図１参照）の表示部に表示される。ここで、前記許容範囲は、例えば、理論値、即ち、算出された入力軸力Ｆ_ＩＮの値の±約５％と設定してもよい。

次に、図１に示す電動射出成形機１の射出装置２０における、圧力検出器に駆動部の軸力が全てかかるように被駆動部を停止する工程（図２におけるステップＳ１）及び駆動部に供給される所定の電流の値（電流値）を基に駆動部の入力軸力Ｆ_ＩＮを算出する工程（図２におけるステップＳ２）について、図１及び図４を参照して説明する。

ここで、図４は、図１に示す射出装置２０における図２に示すステップＳ２を説明するための図である。

図１を参照して説明したように、前部フランジ９３の後端には、被駆動部であるスクリュ２３の前進又は後退を制限する規制手段として機能する接触部５が設けられている。射出装置２０を最も前進させた状態とし、接触部５を可動支持部２４の前端面と接触させて、スクリュ２３が前進できない状態を形成する（図２におけるステップＳ１）。

かかる状態の下、射出する方向にスクリュ２３を略一定の速度で前進駆動させるために、射出モータ２９により一定のトルクを与える。このときの充填された溶融樹脂の樹脂圧、即ち、射出モータ２９によって与えられた全軸力の反力がロードセル３５によってステップＳ４に示す検出値Ｆ_ＬＣとして検出される。

或いは、上述したように、固定プラテン５４に、加熱シリンダ２１の先端を塞いで被駆動部であるスクリュ２３の前進又は後退を制限する規制手段として機能する負荷プレート１１を設けてもよい。金型５３及び５４内に形成されたキャビティに溶融樹脂を充填して、負荷プレート１１を用いて加熱シリンダ２１の先端を塞ぐことにより溶融樹脂の運動を阻害し、スクリュ２３の前進又は後退が制限される（図２におけるステップＳ１）。

かかる状態の下、射出する方向にスクリュ２３を一定速度で前進駆動させるために、射出モータ２９により一定のトルクを与える。このときの充填された溶融樹脂の樹脂圧、即ち、射出モータ２９によって与えられた全軸力の反力がロードセル３５によってステップＳ４に示す検出値Ｆ_ＬＣとして検出される。

図２に示すステップＳ３においてかかる検出値Ｆ_ＬＣと比較される、射出モータ２９の入力軸力Ｆ_ＩＮは以下のように算出される（図２におけるステップＳ２）。

図４を参照するに、制御装置４５において入力される信号に基づいて、電流制御部１００から所定の値の電流を流す指令である電流指令値Ｔ_ｃｍｄがパワーモジュール（ＰＭ）１０１に与えられる。パワーモジュール（ＰＭ）１０１において電流指令値Ｔ_ｃｍｄに相当する電圧値が設定されて、射出モータ２９が作動させられる。また、射出モータ２９に入力された電流の実測値Ｉ_ｍを図示を省略する電流センサで最適なセンサゲインＣＴにより検出し、偏差がゼロになるようにフィードバック制御している。

なお、特許請求の範囲に記載の「電流値」とは、上述の電流指令値Ｔ_ｃｍｄ及び電流センサで検出されフィードバック制御された電流値の何れをも意味する。

前記電圧値と、射出モータ２９における電気エネルギを機械エネルギに変換する変換特性を表すモータ物理モデル１１０と、によりモータ出力トルクＴ_ＩＪが算出される。更に、モータ出力トルクＴ_ＩＪと、ベルト２８や運動方向変換機構等の機械の伝達特性を表す機械伝達関数１２０と、により射出モータ２９の入力軸力Ｆ_ＩＮが算出される。

制御装置４５の比較手段は、このようにして算出された入力軸力Ｆ_ＩＮの値と、実際に射出モータ２９によりスクリュ２３に伝達されロードセル３５により検出された検出値Ｆ_ＬＣと、を比較して（図２におけるステップＳ３）、ロードセル３５の検出値Ｆ_ＬＣと算出された射出モータ２９の入力軸力Ｆ_ＩＮとの差を算出する。

当該差が、所定の許容範囲、例えば、算出された入力軸力Ｆ_ＩＮの値の±約５％以内であればロードセル３５は正常であると判断され、また、当該許容範囲を越えていればロードセル３５は異常であると判断される。

具体的には、制御装置４５の表示部に、上述の電流指令値Ｔ_ｃｍｄとロードセル３５により検出された検出値Ｆ_ＬＣとの双方が表示され、又は、図３に示すような射出モータ２９の入力軸力Ｆ_ＩＮ又は電流指令値Ｔ_ｃｍｄとロードセル３５により検出された検出値Ｆ_ＬＣとの相関関係が表示される。

このようにして、射出成形機１のオペレータは、サービスマン等を呼び出して射出成形機１を分解してロードセル３５を射出成形機１から外すことなく、ロードセル３５の出力異常等の異常作動を容易に把握することができる。

更に、このような相関関係のデータを蓄積することにより、射出装置２０の機構部と可塑化部の夫々の特性を把握することができ、ロードセル３５のみならず、他の構成部品の不具合も容易に把握することができる。

また、本実施の形態では、スクリュ２３を前進させる例を示したが、本発明はこれに限られず、スクリュ２３を後退させてもよい。この場合、サポート３０の後退を規制するように、サポート３０と射出装置ガイド部９２とが当接する箇所（図１に示す射出装置ガイド部９２において斜線で示す箇所）が、接触部５として機能する。

また、算出される入力軸力Ｆ_ＩＮとロードセル３５により検出された検出値Ｆ_ＬＣとを表示装置の画面上に表示させるようにしても良い。この場合、制御装置４５内で入力軸力Ｆ_ＩＮと検出値Ｆ_ＬＣとの差を演算しなくても、オペレータが画面を見ることにより、異常か否かの判断を行うことができる。

次に、図１に示す電動射出成形機１の型締装置５０における、圧力検出器に駆動部の軸力が全てかかるように被駆動部を停止する工程（図２におけるステップＳ１）及び駆動部に供給される所定の電流の値（電流値）を基に駆動部の入力軸力Ｆ_ＩＮを算出する工程（図２におけるステップＳ２）について、図１、図５及び図６を参照して説明する。

ここで、図５は、図１に示す型締装置５０における図２に示すステップＳ２を説明するための図である。また、図６は、図１に示すトグル機構５７の減速比と、可動プラテン５２の位置との関係を示したグラフである。

図１を参照して説明したように、固定金型５３と可動金型５１とが接触することにより被駆動部であるクロスヘッド６０の前進又は後退が制限される状態を形成する（図２におけるステップＳ１）。

かかる状態の下、駆動部である型締モータ４６によって与えられ、可動プラテン５２を略一定の速度で前進駆動させる方向（図１において左から右への方向）の全軸力の反力が圧力検出器であるタイバーセンサ４８によってステップＳ４に示す検出値Ｆ_ＬＣとして検出される。

図２に示すステップＳ３においてかかる検出値Ｆ_ＬＣと比較される、型締モータ４６の入力軸力Ｆ_ＩＮは以下のように算出される（図２におけるステップＳ２）。

図５を参照するに、制御装置４５において入力される信号に基づいて、電流制御部２００から所定の値を有する電流を流す指令である電流指令値Ｔ_ｃｍｄがパワーモジュール（ＰＭ）２０１に与えられる。パワーモジュール（ＰＭ）２０１において電流指令値Ｔ_ｃｍｄに相当する電圧値が設定されて型締モータ４６が作動させられる。また、型締モータ４６に入力された電流の実測値Ｉ_ｍを図示を省略する電流センサで最適なセンサゲインＣＴにより検出し、偏差がゼロになるようにフィードバック制御している。

なお、特許請求の範囲に記載の「電流値」とは、上述の電流指令値Ｔ_ｃｍｄ及び電流センサで検出されフィードバック制御された電流値の何れをも意味する。

図４に示す射出モータ２９の場合と同様に、前記電圧値と、型締モータ４６における電気エネルギを機械エネルギに変換する変換特性を表すモータ物理モデル２１０と、によりモータ出力トルクＴ_ＭＯが算出される。

型締モータ４６の場合は、トグル機構５７（図１参照）により減速され、更に、図６に示されるようにトグル機構５７の減速比Ｋ_Ｂが可動プラテン５２の位置Ｐ_ＯＳにより変化する。即ち、可動プラテン５２が前進（図１において左から右への方向に移動）すればするほどトグル機構５７の減速比Ｋ_Ｂは上昇し、型締モータ４６は減速する。即ち、モータ出力トルクＴ_ＭＯから入力軸力Ｆ_ＩＮを算出する際には、図５に示すように、ベルト２８や運動方向変換機構等の機械の伝達特性を表す機械伝達関数２２０のみならず、減速比Ｋ_Ｂも考慮する必要がある。

そこで、可動プラテン５２の位置Ｐ_ＯＳを型締モータ４６の回転角度から算出し、これをも用いて入力軸力Ｆ_ＩＮが算出される。

即ち、電流指令値Ｔ_ｃｍｄに比例してモータ出力トルクＴ_ＭＯが発生し、かかるモータ出力トルクＴ_ＭＯ可動プラテン５２の位置Ｐ_ＯＳから型締モータ４６の入力軸力Ｆ_ＩＮが算出される。

制御装置４５の比較手段は、このようにして算出された入力軸力Ｆ_ＩＮの値と、実際に型締モータ４６によりクロスヘッド６０に伝達されタイバーセンサ４８により検出された検出値Ｆ_ＬＣと、を比較し（図２におけるステップＳ３）、タイバーセンサ４８の検出値Ｆ_ＬＣと算出された型締モータ４６の入力軸力Ｆ_ＩＮとの差を算出する。

当該差が、所定の許容範囲、例えば、算出された入力軸力Ｆ_ＩＮの値の±約５％以内であればタイバーセンサ４８は正常であると判断され、また、当該許容範囲を越えていればタイバーセンサ４８は異常であると判断される。

具体的には、制御装置４５の表示部に、上述の電流指令値Ｔ_ｃｍｄとタイバーセンサ４８により検出された検出値Ｆ_ＬＣとの双方を表示され、又は、図３に示すような型締モータ４６の入力軸力Ｆ_ＩＮ又は電流指令値Ｔ_ｃｍｄとタイバーセンサ４８により検出された検出値Ｆ_ＬＣとの相関関係が表示される。

これにより、射出成形機１のオペレータは、サービスマン等を呼び出して射出成形機１を分解してタイバーセンサ４８を射出成形機１から外すことなく、タイバーセンサ４８の出力異常等の異常作動を容易に把握することができる。

ところで、上述のロードセル３５及びタイバーセンサ４８の異常を検出する処理は、当該ロードセル３５及びタイバーセンサ４８の原点調整後に、また原点調整を行う度に、実行することが望ましい。原点調整が行われた度にロードセル３５及びタイバーセンサ４８の異常を検出する処理を行い、その結果を履歴として保存することにより、射出成形機の定期診断の際の材料とすることができる。

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。

上述の実施の形態では、金型装置７０の型締力はタイバーセンサ４８によって検出される構造を例に説明したが、本発明はこの構造に限られない。例えば、図７に示す構造に本発明を適用することができる。

ここで、図７は、本発明が適用される射出成形機の型締装置の他の例の概略構成を示す図である。なお、図１で示した箇所と同じ箇所には同じ符号を付してその説明を省略する。

図７を参照するに、この例では、可動金型５１は可動金型取付板１５０に取り付けられている。かかる可動金型取付板１５０と可動プラテン５２との間にロードセル１５１が設けられている。ロードセル１５１は、図１に示すタイバーセンサ４８と同様に、金型装置７０に実際に印加されている型締力を検出する。

ロードセル１５１により検出された検出値Ｆ_ＬＣと、算出された入力軸力Ｆ_ＩＮの値と、を比較し、両者の差が、所定の許容範囲以内であればロードセル１５１は正常であると判断され、また、当該差が前記所定の許容範囲を越えていればロードセル１５１は異常であると判断され、その旨が制御装置４５の表示部に表示される。

従って、この例の場合も、射出成形機１のオペレータは、サービスマン等を呼び出して射出成形機１を分解してロードセル１５１を射出成形機１から外すことなく、ロードセル１５１の出力異常等の異常作動を容易に把握することができる。

本発明が適用される射出成形機の一例としてのスクリュ式電動射出成形機の概略構成を示す図である。 本発明による、射出成形機に設けられた圧力検出器の異常を検出する方法の実施の形態の基本概念を示したフローチャートである。 図２に示すフローチャート中に記載ある駆動部の入力軸力Ｆ_ＩＮと圧力検出器の検出値Ｆ_ＬＣとの相関関係を示すグラフである。 図１における射出装置における図２に示すステップＳ２を説明するための図である。 図１に示す型締装置における図２に示すステップＳ２を説明するための図である。 図１に示すトグル機構の減速比と、可動プラテンの位置との関係を示したグラフである。 本発明が適用される射出成形機の型締装置の他の例の概略構成を示す図である。

符号の説明

５ 接触部
１１ 負荷プレート
２０ 射出装置
２３ スクリュ
２９ 射出モータ
３５ ロードセル
４５ 制御装置
４６ 型締モータ
４８ タイバーセンサ
５０ 型締装置
５１ 可動金型
５２ 可動プラテン
５３ 固定金型

Claims (12)

1. 駆動部と、
   前記駆動部により軸力が伝達されて前進及び後退する被駆動部と、
   前記被駆動部の前進又は後退を制限する規制手段と、
   前記被駆動部に伝達された前記軸力を圧力として検出する圧力検出器と、
   前記規制手段により前記被駆動部の前進又は後退が制限された状態において、前記駆動部の運動を制御するために前記駆動部に与えられる電流値と、前記圧力検出器によって検出された検出値とを比較し、前記圧力検出器の異常の有無を判断する制御装置と、を備えた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、
   前記駆動部に与えられる電流値と前記規制手段により前記被駆動部の前進又は後退が制限された状態において前記圧力検出器によって検出された検出値との比較により前記圧力検出器が異常であると判断された場合には、前記制御装置の表示部に前記圧力検出器が異常であることが表示され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、
   前記制御装置の表示部に、前記駆動部に与えられる電流値と、前記規制手段により前記被駆動部の前進又は後退が制限された状態において前記圧力検出器によって検出された検出値と、が表示されることを特徴とする射出成形機。
4. 請求項１乃至３いずれか一項記載の射出成形機であって、
   前記制御装置の表示部に、前記駆動部に与えられる電流値と、前記規制手段により前記被駆動部の前進又は後退が制限された状態において前記圧力検出器によって検出された検出値と、の相関関係が表示されることを特徴とする射出成形機。
5. 請求項１乃至４いずれか一項記載の射出成形機であって、
   前記圧力検出器によって前記圧力として検出される前記軸力は、前記被駆動部を前進させる方向の軸力であることを特徴とする射出成形機。
6. 請求項５記載の射出成形機であって、
   前記被駆動部が前進する速度は略一定であることを特徴とする射出成形機。
7. 請求項１乃至６いずれか一項記載の射出成形機であって、
   前記電流値は、電流制御部から前記駆動部に供給される電流の値、又は、前記駆動部に供給された前記電流の実測値に基づきフィードバック制御された電流の値であることを特徴とする射出成形機。
8. 請求項１乃至７いずれか一項記載の射出成形機であって、
   前記駆動部は射出モータであり、前記被駆動部はスクリュであることを特徴とする射出成形機。
9. 請求項１乃至７いずれか一項記載の射出成形機であって、
   前記駆動部は型締モータであり、前記被駆動部は可動プラテンであることを特徴とする射出成形機。
10. 射出成形機に設けられた圧力検出器の異常を検出する方法であって、
    前記射出成形機は、駆動部により軸力が伝達されて前進及び後退する被駆動部と、前記被駆動部の前進又は後退を制限する規制手段と、備え、
    前記被駆動部に伝達された軸力を圧力として圧力検出器により検出し、
    前記規制手段により前記被駆動部の前進又は後退が制限された状態において、前記駆動部の運動を制御するために前記駆動部に与えられる電流値と、前記圧力検出器によって検出された検出値とを比較して、前記圧力検出器の異常の有無を判断する、
    ことを特徴とする当該方法。
11. 請求項１０記載の射出成形機に設けられた圧力検出器の異常を検出する方法であって、
    前記電流値と前記圧力検出器によって検出された検出値との比較により前記圧力検出器が異常であると判断された場合には、前記制御装置の表示部に前記圧力検出器が異常であることを表示することを特徴とする当該方法。
12. 請求項１０又は１１に記載の射出成形機に設けられた圧力検出器の異常を検出する方法であって、
    当該方法は、前記圧力検出器の原点調整後に行われることを特徴する当該方法。

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