JP4874565B2 - 中子を有する金型を取付けたダイカストマシンの電動式型締方法 - Google Patents

Description

本発明は、ダイカストマシンの電動式型締方法に係り、より一層詳細には、中子を有する金型を取付けたダイカストマシンの型締方法に関する。

従来から中子を有する金型を取付けた射出成形機やダイカストマシンの型締方法については、型締工程の前後に中子の入り工程を行う方法、或いは型締工程中に中子の入りを並行して行なう方法等が知られている。前者は、型締にとって安全で確実である反面、型締工程と中子の入り工程が直列になり、サイクルタイムが長くなる。また後者は、型締工程と中子の入り工程が並列に行なわれるためサイクルタイムが短く、生産性に有利であるとされている。しかしながら、後者においては、中子の入り工程が複雑な場合、この工程が型締工程の終了内に終わらないと中子を構成する機構や金型等を破損するおそれがある。このようなダイカストマシンにおける型締工程の効率化のために、あるいはタイカストマシンの機構、使用されている金型や中子機構等の破損防止のため、様々な工夫が求められた。特に型締に電動式のサーボモータを使用した電動式型締装置を有するダイカストマシンでは、高速化、即ち能率向上のための工夫がより一層求められている。このような工夫のため、従来からダイカストマシンにおいては、種々の検出器を使用して上述の破損を防止する例が知られており、例えば特開平７−８８６１６号公報には、圧力センサーを使用した押出ピンのかじり防止機構の例が記載されている。
特開平７−０８８６１６号公報

前述のように、ダイカストマシンにおける電動式型締工程の効率化のために、さらには、ダイカストマシンの機構、金型、あるいは中子機構の破損防止のために、一層工夫が求められて、それが課題となっていた。このような課題を解決するため、本発明は、型締工程と中子の入り工程を並行して行い、成形サイクルを短縮するとともに、型締工程の終了内に金型を破損させることなく、安全に中子の入り工程が完了する中子を有する金型を取付けたダイカストマシンの型締方法を提供することにある。

前述の目的を達成するため、本発明においては、
中子入り工程と型締工程とを並列に行なう中子を有する金型を取付けたダイカストマシンの電動式型締方法において、前記ダイカストマシンを制御する制御装置を使用し、前記ダイカストマシンの金型の移動の際の移動速度の特性または移動に必要な移動時間の特性を基に、前記制御装置により制御される移動金型の移動ストローク中に有る中子入り工程完了点の手前の位置に、予め中子入りの完了を判定するための判定点を設定し、前記判定点で、中子入りの完了か否か、を判定するとともに、前記中子入りの完了が否の場合、前記判定点での移動金型の型締工程完了に達するまでの型締用のサーボモータを駆動時間をＴ、中子入り工程完了までの余り時間をｔとしたとき（Ｔ−ｔ≧０）の判定を行い、そのＹＥＳ、ＮＯによりそれぞれ移動金型の前進あるいは停止を制御する、ことを特徴とする中子を有する金型を取付けたダイカストマシンの型締方法とした。

また（Ｔ−ｔ≧０）がＮＯのとき、移動金型の停止に換えて、中子入り工程の完了まで移動金型の移動速度を減速する、ことを特徴とする請求項１記載の中子を有する金型を取付けたダイカストマシンの型締方法とした。
さらにまた、前記判定点は、型締用に使用されるサーボモータを御するため使用されるエンコーダを用いて測定される位置を基にダイカストマシンの制御装置内の記憶装置に予め設定された位置データであり、この位置データを基に判定を行ない、前記サーボモータを制御する、ことを特徴とする中子を有する金型を取付けたダイカストマシンの型締方法とした。
またさらに、前記判定点は、型締工程に必要な型締め開始から終了までの時間において、その途中の到達時間として設定される判定点である、ことを特徴とする中子を有する金型を取付けたダイカストマシンの型締方法とした。

この発明によれば、ダイカストマシンの電動式型締における成形サイクルを短縮するとともに、型締工程の終了内に金型を破損させることなく安全に中子の入り工程が完了する。

本発明の一実施形態を電動機駆動のダイカストマシンの型締方法を例にして、図１ないし図４により説明する。図１において、ダイカストマシンにおける電動式の型締装置１は、固定金型２を取付けた固定プレート３に対し移動金型４を取付けた移動プレート５がボールねじ軸６を介してモータ７によりストロークＳだけ進退するようになっている。中子装置８は、移動金型４に取付けられている。また、図２に示すように、この中子装置８は、油圧シリンダ９により中子１０が金型キャビティ１１の中に出入りするようにしてある。油圧シリンダ９には、この出入りのセンサーとしてスイッチ１２ａ、１２ｂが設けてあり、中子１０の金型キャビティ１１内への出入りが検出されるようにしてある。

図１に示すように、スイッチ１３は、移動台プレートの位置を、中子との関係により判定し、判断するための位置設定するため、例えばリミットスイッチなどを使用して構成され、型締ストロークＳ中に設けられる。制御装置１４が、この判定し判断する位置は、中子入り工程完了点の少し手前の位置であって、移動ダイプレート５を駆動するモータ７の回転数などの機械的または電気的構成要素を基にしたダイカストマシンの特性を基に、予め設定された「みる点」として設定される。この「みる点」の位置は、機械の型式、機械の大きさ、使用される金型などにより異なるので定量的な数値は、種々異なった位置となる。
このような電動式型締装置の型締めストロークＳの間において、「中子工程の中子入りの完了した位置（中子工程完了点）」および「みる点」を、図３に示すような配置として、このスイッチ１３の設置位置で検出されるとともに、スイッチの設置位置を変更することにより判定する位置、即ち判断点を種々設定できるようにしている。

この実施形態例の型締装置１は、図１において示されるように、制御装置１４により型締制御が行なわれる。この型締制御において電動式サーボモータ７は、同制御装置１４内にあるサーボモータＭのためのモータドライバー１５を介してサーボモータＭのモータ制御部１６に接続され、サーボモータＭに付されたエンコーダＥを使用して回転制御される。前記スイッチ１３および測長器１００により前述の図３に示した各位置が検出されることになる。まず移動ダイプレート５、あるいはこの移動ダイプレート５にセットされた移動金型４（以下移動ダイプレート５として説明する）の位置のデータは、制御装置１４内にある位置入力モジュール１７内へ伝達されされ、バス１８を介して鎖線で囲われた位置検出部１９内のデータ変換手段２０へ取込まれる。さらにデータ変換手段２０は、検出された位置を時系列のデータへ変換して、一定周期で更新し、記憶部２１に記憶される。

比較演算部２２は、記憶部２１との間でデータの転送が可能となっている。記憶部２１には、例えば型締制御を始めとするダイカストマシンの制御用のタイマーデータ、および位置検出用のスイッチ１３を検出したときの位置データ、および予め設定してあるストロークＳのスタート時点からの経過時間Ｔｎのデータ群、その経過時間における移動ダイプレートの移動距離Ｓｎのデータ群、中子の入り工程の完了時間ｔｎ、中子入り工程の経過時間ｔｎ、モータの指令速度や回転数、等種々のデータを記憶している。比較演算部２２は、記憶部２１に記憶されている各種のデータを選択し、各種の比較が可能である。即ち、
まず、「みる点」の位置検出装置１３のスイッチが入った時、比較に必要なモータ停止時間Ｔ、即ち移動ダイプレーとが移動してしまうに必要なこの時間Ｔや中子工程に必要な時間ｔｎを記憶部２１に予め設定していて、残時間ｔを算出し比較しすることができる。また、型締め工程において、「みる点」の位置検出装置１３のスイッチが入った時の移動ダイプレート駆動用モータの回転数、およびダイカストマシンの駆動機構等の機構的な値、等に基づき、モータ停止までの距離、即ち移動ダイプレートの停止までの距離は、推定し計算され、したがって停止までの時間Ｔを算出することができる。あるいは、実測により明確にさせてある停止に要する時間Ｔを予め記憶させておいて使用し、中子の入り工程の完了時間ｔｎとを比較し、残時間ｔを算出して比較しても良い。さらに、この「みる点」において、位置検出器１３のリミットスイッチが発した信号により、測長器１００の検出したそのときの移動ダイプレートの移動距離からｔを、あるいは型締スタート時からの経過時間から、中子の入工程が完了するか否かを判断し、工程の残時間を算出し、比較しても良い。要するに時間比較の方法は、種々考えられる。

このように比較、判定されて、移動ダイプレートの移動する時間Ｔが、中子の入り完了工程の残りの時間ｔを越えると判定された場合、すなわち中子の入り完了工程が早く終了するときは、出力手段２３よりバス１８を介してサーボモータのモータ制御部１６に作用し、サーボモータ７の回転を続行、即ち移動ダイプレート５の移動を続行する。また、移動時間Ｔが中子の入り工程の残時間ｔを越えない場合は、即ち中子入り工程が移動ダイプレートの移動中に完了しないと判定された場合は、サーボモータ７の回転を低速に減速したり、或いはサーボモータ７の回転を停止する。減速の速度、モータの減速する回転数等は、記憶部２１に記憶しておいて使用する。このサーボモータ７の回転を低速に減速し、あるいは回転停止することは、表示手段２５よりバス１８を介して表示・操作パネル２４上の表示画像に表示することが出来る。

さらに、中子の入り工程の完了時間ｔｎについては、油圧シリンダ９に設置された検出用のスイッチ１２ａ、１２ｂにより検出された信号（図１の記号Ｆ）により、制御装置１４内にある入出力モジュール１７へ伝達され、バス１８を介して鎖線で囲われた位置検出部１９に取込まれる。そして、中子工程のスタート時点からの経過時間ｔ１、ｔ２、ｔ３……ｔｘが、制御装置により計数され記憶部２１に設定した時間tｎに達したか否かを比較演算部２２が比較演算し、残りの時間ｔを算出ても良い。

次に図４により制御装置１４および比較演算部２２において各種の判断をするフローチャートを説明する。ステップ１ｓｔの判定する位置、即ち「みる点」において移動ダイプレート５が判定すべき位置となったか否かを判定する。これには、スイッチ１３の信号のオン／オフを検出すれば良い。ＹすなわちＹＥＳの場合、ステップ２ｓｔへ行き中子工程完了か否かの判定を行う。ＮすなわちＮＯの場合、まだ移動ダイプレート５は、その位置を通過してないので、移動ダイプレート５の到着を待つ。ステップ２ｓｔでＹＥＳならば中子入り工程の完了であり、ステップ４ｓｔヘ進み型締をそのまま実行する。２ｓｔでＮＯならば３ｓｔへ行き、その時点の移動ダイプレート５の中子入り工程完了時に達するまでのモータの駆動時間Ｔ、中子入り工程完了時までの余り時間ｔとしたとき（Ｔ−ｔ≧０）の判定を行い、ＹＥＳならば安全のためステップ５ｓｔのもう一度「みる点」での比較を行ない、「中子工程完了」を経て、安全が確かめられたので、４ｓｔヘ進み型締を実行する。
３ＳＴでＮＯならばステップ６ｓｔへ行き、モータの回転は金型等の機械の機構を破損させる危険が有るため停止或いは回転の減速を行う。

前述のように、この実施形態例のように構成すれば、中子を使用する電動式のサーボモータを使用した型締工程において、型締めの動作と中子の入り工程とを並行して行わせることができるため、成形サイクルを短縮するとともに、機械の機構を破損させることなく、安全に中子の入り工程を終わらせることが可能となった。

この実施形態例の他、変形した実施形態として、測長器１００を使用して移動ダイプレートあるいは金型の位置を測定することに替えて、型締用のサーボモータＭの制御に使用されるエンコーダＥの信号を使って、位置を検出しても良い。またこのエンコーダにより検出された移動ダイプレート５あるいは金型４の位置を基に、予め記憶部２１に判断する位置、即ち「みる点」を、スイッチ１３の代わりに位置データとして記憶装置設定し制御しても良い。このようなエンコーダには、絶対値式のエンコーダを使用すると、制御装置１４による簡単なデータ変換で、移動ダイプレーとトの位置が直接的に検出される。したがってインクリメンタル方式のエンコーダに比較し位置データの値を得やすいものと思われる。また前述の実施形態例においては、判定する点を型締ストロークＳのある位置としたが、型締開始から終了までの時間において、その途中のある到達時間として記憶部に設定されて、制御されてもよい。この場合、予め型締に必要な時間や、中子入り完了時間などと直接的に比較でき、型締工程、中子入り工程の残時間算出は、より一層容易となるようになる。

この発明による中子入り工程と型締工程を並列に行う中子を有する金型を取付けたダイカストマシンの型締方法が適用される概要を示す説明面図である。 この発明による中子入り工程と型締工程を並列に行う中子を有する金型を取付けたダイカストマシンの型締方法が適用される概要を示す説明面図で、中子を有する金型の詳細を示す図１の拡大図である。 この発明による型締ストロークＳ中に設けられた判断するための位置である「みる点」の位置と「中子入り完了」位置との配置を説明した図である。 この発明による中子入り工程と型締工程を並列に行う中子を有する金型を取付けたダイカストマシンの型締方法が適用される概要を示す説明面図で、制御装置内で行うフローチャートの説明である。

符号の説明

１ 型締装置
２ 固定金型
３ 固定ダイプレート
４ 移動金型
５ 移動ダイプレート
６ ボールネジ軸
７ サーボモータ
８ 中子装置
９ 油圧シリンダ
１０ 中子
１１ 金型キャビティ
１２ａ、１２ｂ 無接点スイッチ
１３ 位置検出装置
１４ 制御装置
１５ モータドライバー
１６ モータ制御部
１７ 位置入力モジュール
１８ バス
１９ 位置検出部
２０ データ変換手段
２１ 記憶部
２２ 比較演算手段
２３ 出力手段
２４ 表示・操作パネル
２５ 表示手段

Claims (3)

1. 中子入り工程と型締工程とを並列に行なう中子を有する金型を取り付けたダイカストマシンの電動式型締方法において、
   前記ダイカストマシンを制御する制御装置、前記制御装置により制御される移動金型の位置を検出する位置検出器及び前記中子の出入りを検出する出入りセンサーを使用し、
   前記移動金型の移動ストローク中に有る中子入り工程完了点の手前の位置に判定点を設定し、
   前記判定点に前進中の前記移動金型が到達したことを前記位置検出器が検出したときに、前記出入りセンサーの検出結果に基づいて中子入りの完了か否か、を判定するとともに、
   前記中子入りの完了が否の場合、前記判定点での前記移動金型の型締工程完了に達するまでの型締用のサーボモータの駆動時間Ｔを算出するとともに、中子入り工程の開始からの経過時間と予め設定されている中子入り工程に必要な時間との比較に基づいて中子入り工程完了までの残時間ｔを算出し、前記駆動時間Ｔが前記残時間ｔよりも短いときは、前記移動金型を停止させる若しくは減速させる
   中子を有する金型を取り付けたダイカストマシンの型締方法。
2. 前記位置検出器は、前記サーボモータを制御するため使用されるエンコーダである
   請求項１に記載の中子を有する金型を取り付けたダイカストマシンの型締方法。
3. 中子入り工程と型締工程とを並列に行なう中子を有する金型を取り付けたダイカストマシンの電動式型締方法において、
   前記ダイカストマシンを制御する制御装置及び前記中子の出入りを検出する出入りセンサーを使用し、
   型締工程に必要な型締め開始から終了までの時間において、前記移動金型の移動ストローク中に有る中子入り工程完了点の手前の位置へ前記移動金型が到達するまでの到達時間として設定される判定点を設定し、
   型締め開始からの経過時間が前記判定点に到達したときに、前記出入りセンサーの検出結果に基づいて中子入りの完了か否か、を判定するとともに、
   前記中子入りの完了が否の場合、前記判定点での前記移動金型の型締工程完了に達するまでの型締用のサーボモータの駆動時間Ｔを算出するとともに、中子入り工程の開始からの経過時間と予め設定されている中子入り工程に必要な時間との比較に基づいて中子入り工程完了までの残時間ｔを算出し、前記駆動時間Ｔが前記残時間ｔよりも短いときは、前記移動金型を停止させる若しくは減速させる
   中子を有する金型を取り付けたダイカストマシンの型締方法。

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