JP4883642B2 - ハーフナットを有する型締装置の制御方法 - Google Patents

ハーフナットを有する型締装置の制御方法 Download PDF

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本発明は、ハーフナットを有する型締装置における強力型開きの制御方法に関するものである。
ハーフナットを有する型締装置は、例えば特許文献1及び特許文献2に開示がある。特許文献1は、移動ダイプレートと固定ダイプレートをタイバーとハーフナットを介して結合加圧する型締手段であって、大径シリンダと小径シリンダの2段から成る型締シリンダと、大径ラムと小径ラムの2段に形成されたラムを備え、大径ラムは大径シリンダに嵌挿され、小径ラムは小径シリンダに嵌挿され、小径ラムにはタイバーの基部が直結され、大径ラムの両側には大油室をそれぞれ設け、小径ラムのタイバー結合側には小油室を設け、上記型締シリンダの各大油室と小油室へ適宜油圧を供給してタイバーを適宜移動させる油圧供給手段を設けた構成としている。そして、大油室の型締昇圧前にタイバーが移動するまでのむだ時間と、タイバーのリング溝とハーフナットのリング溝との間の遊隙をなくすためのむだ時間とを解消するため、小油室に油圧を供給して短時間でタイバーをハーフナットと隙間なく結合させるようにしたものである。
また、特許文献2は、固定プラテンに進退自在に設けられたタイバーと、前記タイバーを進退させるハーフナット位置決め用サーボモータと、移動プラテンに設けられ前記タイバーと係合することで移動プラテンと前記タイバーとを固定するハーフナットと、前記ハーフナットを前記タイバーに係合させる係合機構と、前記固定プラテンと前記移動プラテンを押圧する油圧型締シリンダと、前記ハーフナット位置決め用サーボモータと前記油圧型締シリンダを制御する制御装置を備えた型締装置であって、前記制御装置は、前記油圧型締シリンダによる型締工程前に、前記ハーフナット位置決め用サーボモータを駆動して前記ハーフナットと前記タイバーの係合溝との隙間をなくすように制御するものである。
このように、特許文献1,2は、共にハーフナットとタイバーの係合溝との隙間を予めなくしてむだ時間を解消する点で本願発明の課題と共通する。しかしながら、ハーフナットを用いた強力型開きを実施する型締装置において、強力型開きの開始時点ではハーフナットとタイバーの係合溝との隙間は、型締状態から型開き状態まで移動する必要があるため、その構成上の間隙の最大のものとなっている。そのため、間隙を無くすための移動距離は型締工程前のそれより大となり、むだ時間も無視できないほど大きなものとなる。また、成形品の離型を良好にするため強力型開きの速度を比較的低速に設定する場合には、むだ時間はさらに増大するのである。特許文献1,2において課題とし解決しているのは型締工程前のハーフナットとタイバーの係合溝との隙間に関してのみであり、強力型開き前のハーフナットとタイバーの係合溝との隙間に関する記載はない。
特開2002−127216号公報 特開2005−238830号公報
本発明は、上記した問題を解決すべくなされたものであって、ハーフナットと型締ラム(タイバ)の係合溝との間隙に起因する強力型開き開始時のむだ時間を解消する制御方法を提供することを目的とする。
本発明は、可動盤に固着した型締ラムの係合溝又はタイバの係合溝に係合するハーフナットを介して型締ピストンの型締力を、固定盤に取付けた固定型と前記可動盤に取付けた可動型とに付与する型締装置の制御方法であって、前記固定型と前記可動型内で成形された成形品が冷却されて型開き開始するとき、前記ハーフナットと前記係合溝との係合部における型開き方向の間隙が消滅するまでの距離の間、強力型開きの移動速度より速い速度で型締ラム又はタイバを移動させるハーフナットを有する型締装置の制御方法に関する。
本発明のハーフナットを有する型締装置の制御方法によれば、ハーフナットと型締ラム(タイバ)の係合溝との間隙に起因する強力型開き開始時のむだ時間を解消することができる。
図面に基づいて、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は、本発明を実施する型締装置とその制御系の概要を示す説明図である。図2は、ハーフナットと型締ラムとの係合状態を示す係合部の断面図である。図3は、本発明を実施する他の型締装置を示す部分断面図である。
図1に示すように、型締装置1は、固定盤2に取付けた固定型3に対し可動盤5に取付けた可動型4を、固定盤2に固着したサーボモータ7で駆動するボール螺子8と可動盤5に取付けたボールナット10とによって近接させ型合わせするように型閉じ移動させる。そして、可動盤5の可動型4を取付けた面の裏面に連結箱25を介して固着した型締ラム13は、型閉じ前進に伴って型締ピストン12の中心貫通孔を遊貫して移動する。固定型3と可動型4が密着する位置又はその所定距離手前の位置において、型締ラム13の後部に刻設した係合溝26にハーフナット15,15の係合溝34が容易に進入して係合するように、型締ピストン12の可動盤5側端面にハウジング21を介して固着したロックシリンダ14,14がハーフナット15,15を前進駆動させる。このときの係合溝26と係合溝34との係合部の係合状態は、図2の(a)に示す。すなわち、係合溝26と係合溝34とは互いにその壁面が当接しないような間隙G1をもって係合する。ここで、係合溝26と係合溝34は、多条のものとして例示したが、一条のものであってもよい。その場合、一方の係合溝は存在せず突出部のみとなる。また、係合溝の断面形状は型締側が垂直で型開き側が傾斜した台形状で例示したが、矩形状、鋸刃状、三角形状等いかなる形状であってもよい。なお、固定盤2と型締シリンダ11の四隅の間には可動盤5の四隅を貫通して摺動させるタイバ6が張設されている。また、ボール螺子支持部16は、型締シリンダ11の両側面に固着されボール螺子8の端部を回転自在に支持する。さらに、蛇腹9は、ボール螺子8を保護するため、ボール螺子8のサーボモータ7とボールナット10間に設けたものである。
ハーフナット15が係合溝26に係合した後、制御装置32は、可変ポンプ30が制御装置32の指令信号に応じてタンク31から吸引して吐出した圧油を、ソレノイド29が励磁されて切換えられた方向切換弁27を経由して、型締シリンダ11の中心貫通穴と型締ピストン12の反可動盤5側の後部とパッキン押え35とで形成される型締室20へ供給する。その結果、型締ピストン12は前進し、ハーフナット15を介して型締ラム13を前進させ、連結箱25と可動盤5を介して可動型4を型閉じさせる。そして、可動型4が固定型3に密着してさらに可変ポンプ30の吐出が継続するので、型締室20内の油圧は上昇し、図示しないリリーフ弁等で規定された型締油圧まで到達して型締が実行される。このときの係合溝26と係合溝34との係合部の係合状態は、図2の(b)に示す。すなわち、係合溝26と係合溝34とは型締方向で当接し型開き方向に間隙G2を有するように係合する。
続いて、固定型3に当接する図示しない射出装置から溶融原料が、型合わせした固定型3と可動型4で形成されるキャビティに射出される。キャビティに充填された溶融原料は冷却・固化して成形品となる。成形品は、冷却に伴う収縮に基づいてキャビティ表面に締着又は密着するので、成形品をキャビティ面から離型させるための型開き開始時には、比較的大きな力が必要になる。すなわち、サーボモータ7、ボール螺子8及びボールナット10による型開きでは力不足となるため、型締シリンダ11の中心貫通穴と型締ピストン12の可動盤5側の前部とパッキン押え22とで形成される型開室19へ、可変ポンプ30が制御装置32の指令信号に応じてタンク31から吸引して吐出した圧油を、ソレノイド28が励磁されて切換えられた方向切換弁27を経由して供給するようにして作動する強力型開きを実行するのである。このときの係合溝26と係合溝34との係合部の係合状態は、図2の(c)に示す。すなわち、係合溝26と係合溝34とは型開き方向で当接し型締方向に間隙G3を有するように係合する。
強力型開きは、制御装置32で設定された射出充填に続く射出保持圧力制御が終了したとき計時開始する冷却時間タイマの計時が終了した時点から開始する。すなわち、図2(b)の状態から図2(c)の状態に至るためには、型締ピストン12とハーフナット15は間隙G2に相当する距離を移動しなければならない。G2(G3)は、例えば型締力6374kNの型締装置において2mmである。ところで、強力型開きは、成形品の形状や樹脂原料の種類によっては極めて低速にしないと良好な離型が行われないことがある。そのような低速で2mm移動させるときには数秒の時間を要することがあり、成形サイクル時間の延滞を招くことになる。そこで、制御装置32は、位置センサ18で検出したハーフナット15の係合溝34の位置とサーボモータ7のエンコーダで検出した型締ラム13の係合溝26の位置とに基づいて間隙G2を演算して求める。そして、制御装置32は、可変ポンプ30の吐出量がその最大吐出量又はそれに近くかつ、強力型開きに必要な小吐出量よりも多い吐出量となるような信号を出力する。そのようにして、比較的高速で型開き方向に移動する型締ラム13にハウジング21を介して駆動されたハーフナット15は、間隙G2の距離の中間に予め設定した減速位置で減速制御され所定の強力型開き速度になって図2(c)の状態となる。そして、その状態においてハーフナット15は一旦停止するかまたはさらに継続して型開き方向へ移動することにより、強力型開きが実行される。
前記した間隙G2の距離の中間に予め設定した減速位置は、例えば、間隙G2が2mmの場合1.5mmのように設定される。すなわち、間隙G2が消滅する目標位置ではハーフナット15の移動速度は強力型開きの速度以下に減速されていないと離型に悪影響を及ぼすので、減速位置は、減速制御が十分に行われ、さらに減速制御の制御ばらつきのための余裕をも含めたものとして設定されるのである。この減速制御の制御ばらつきを解消するために、位置センサ18で検出する位置信号に応じてソレノイド28とソレノイド29を交互に適宜切換えて方向切換弁27を切換え制御することが効果的である。また、方向切換弁27をサーボ弁に置き換え、位置センサ18で検出する型締ピストン12の位置が目標位置と一致するように制御装置32がサーボ弁をクローズドループで位置決め制御するようにしてもよい。
係合溝26と係合溝34とが型開き方向に当接した位置から所定距離の間強力型開きした後、ロックシリンダ14を後退駆動してハーフナット15の型締ラム13との係合を解除する。次に、サーボモータ7でボール螺子8を型閉じとは逆方向に回転駆動して可動盤5を型締ラム13とともに型開き後退させる。所定の型開き停止位置でサーボモータ7の回転を停止させて型開きを完了させる。そして、その前後に、型締ラム13の可動盤5側端部に埋設したエジェクタシリンダ17を前進させ、エジェクタシリンダ17のロッドに固着されエジェクタピン24を立設するエジェクタバー23を前進させ、可動型4に付着した成形品をエジェクタピン24で突き出して取出す。
次に、型締装置1の他の態様である型締装置101について説明する。型締装置101は、固定型103を取付ける固定盤102と、固定盤102の四隅に設けた型締シリンダ111と、型締シリンダ111に往復移動可能に嵌挿した型締ピストン112を固定盤102側の端部に備え他端部近傍に係合溝126を備えるタイバ106と、可動型104を取付けタイバ106を四隅で貫通して摺動させる可動盤105と、可動盤105の可動型104取付け面の裏面にハウジング121を介して固着されたロックシリンダ114と、ロックシリンダ114のロッドに取付けられハウジング121内を前進して係合溝126と係合するハーフナット115と、固定盤102と可動盤105間に架設され可動盤105を開閉駆動する型開閉シリンダ33とからなる。型締ピストン112の可動盤105側と型締シリンダ111とで型締室120が、型締ピストン112の固定盤102側と型締シリンダ111とで型開室119がそれぞれ形成される。ロックシリンダ114が前進しハーフナット115の係合溝134がタイバ106の係合溝126に進入して係合し、型締室120に圧油が供給されると、型締ピストン112は可動盤105を固定盤102側に牽引して固定型103と可動型104が型締される。係合溝126と係合溝134が係合した状態で型開室119に圧油が供給されると、強力型開きが実行される。このとき、型締ピストン112はタイバ106を押圧し、その力は係合溝126、係合溝134、ハーフナット115、ハウジング121を経由して可動盤105に伝達され、可動型104を固定型103から強力に離隔させる。このように、型締装置101は、型締シリンダ、型締ピストン及び係合溝の配設位置が型締装置1と相違するが、ハーフナットの係合溝と他の係合溝との係合部における間隙は両者で同様に存在する。したがって、型締装置1における発明は型締装置101にも有効に適用できるのである。
ところで、成形品の形状、成形原料の種類、成形条件等に依存して、射出保持圧力制御後の成形品冷却時間中に型締力を解除しても成形品に何ら悪影響を及ぼさない成形状態がある。そのようなときには、射出保持圧力制御の終了時点から冷却時間タイマの計時完了時点までの任意の時点で型締力を解除するとともに、係合溝26とハーフナット15の係合溝34又は、係合溝126とハーフナット115の係合溝134との係合部において型締時に形成された型開き方向の間隙G2が消滅し強力型開き開始の状態となるように、強力型開きに先立ってハーフナット15又はタイバ106を予め移動させておく。このように制御することにより、冷却時間後に係合溝の間隙を消滅させるようなむだ時間を回避でき、成形サイクル時間の短縮を図ることができる。
この発明は以上説明した実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を付加して実施することができる。例えば、型締装置は上記実施の形態で説明したもの以外に多くの形態のものがあるが、ハーフナットを有するものであればそれは全て本発明の範囲に含まれる。
本発明を実施する型締装置とその制御系の概要を示す説明図である。 ハーフナットと型締ラムとの係合状態を示す係合部の断面図である。 本発明を実施する他の型締装置を示す部分断面図である。
符号の説明
1,101 型締装置
2,102 固定盤
3,103 固定型
4,104 可動型
5,105 可動盤
6,106 タイバ
7 サーボモータ
8 ボール螺子
9 蛇腹
10 ボールナット
11,111 型締シリンダ
12,112 型締ピストン
13 型締ラム
14,114 ロックシリンダ
15,115 ハーフナット
16 ボール螺子支持部
17 エジェクタシリンダ
18 位置センサ
19,119 型開室
20,120 型締室
21,121 ハウジング
22,35 パッキン押え
23 エジェクタバー
24 エジェクタピン
25 連結箱
26,34,126,134 係合溝
27 方向切換弁
28,29 ソレノイド
30 可変ポンプ
31 タンク
32 制御装置
33 型開閉シリンダ
G1,G2,G3 間隙

Claims (2)

  1. 可動盤に固着した型締ラムの係合溝又はタイバの係合溝に係合するハーフナットを介して型締ピストンの型締力を、固定盤に取付けた固定型と前記可動盤に取付けた可動型とに付与する型締装置の制御方法であって、
    前記固定型と前記可動型内で成形された成形品が冷却されて型開き開始するとき、前記ハーフナットと前記係合溝との係合部における型開き方向の間隙が消滅するまでの距離の間、強力型開きの移動速度より速い速度で型締ラム又はタイバを移動させることを特徴とするハーフナットを有する型締装置の制御方法。
  2. 可動盤に固着した型締ラムの係合溝又はタイバの係合溝に係合するハーフナットを介して型締ピストンの型締力を、固定盤に取付けた固定型と前記可動盤に取付けた可動型とに付与する型締装置の制御方法であって、
    射出保持圧力制御の終了時点から計時開始する冷却時間タイマの計時中に型締力を解除し、前記係合溝と前記ハーフナットとの係合部において型締時に形成された型開き方向の間隙が消滅し強力型開き開始の状態となるように強力型開きに先立ってハーフナット又はタイバを移動させることを特徴とするハーフナットを有する型締装置の制御方法。
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