JP4892516B2

JP4892516B2 - 電動射出成形機の型締・エジェクタ装置

Info

Publication number: JP4892516B2
Application number: JP2008116754A
Authority: JP
Inventors: 修本城
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 2008-04-28
Filing date: 2008-04-28
Publication date: 2012-03-07
Anticipated expiration: 2028-04-28
Also published as: JP2009262467A

Description

本発明は、電動射出成形機の金型異常検知に関し、特に、エジェクタプレートの後退工程中のリターンスプリングがバネ力から解放される状態をサーボモータのモータ電流により検出し、次の型閉時の金型破損を防止するように制御するための新規な改良に関する。

従来、用いられていたこの種の電動射出成形機側でのエジェクタプレートの動作不良による金型破損防止の手段として、以下の検出方法を挙げることができる。
（１）、エジェクタプレートにリミットスイッチを配設し、各リミットスイッチからの戻り信号を射出成形機側のシーケンスに取り込み、次の型閉動作にインターロックを取る方法。
（２）、特許文献１に示されるように、エジェクタボールネジを直動させるためのサーボモータに作用する負荷をオブザーバによって推定し、所定周期毎に設定許容値との大小関係を比較し、この負荷が設定許容値をタイマ分越えた時点でエジェクタロッドに衝突が発生したものとして検知する方法。
（３）、特許文献２に示されるように、エジェクタピンの前進のための推進力が、複数個所に設けられた各監視区間において、各々予め設定された上限値に達した時点でアラームを発生させる方法。

特開平１０−１１９１０７号公報特開２００５−１３８５２号公報

従来の電動射出成形機側での金型異常検知は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、前述の従来方法（１）においては、金型内部のエジェクタプレートにリミットスイッチを配設しなければならず、かつ、成形機側にもそのインターフェースをはじめとする制御回路を構成させるため高価となっていた。
また、金型の温調を行うことにより、配設した各リミットスイッチの温度ドリフトによる信号不具合や、メンテナンス及び位置調整が煩雑となっていた。

また、前述の従来構成（２）及び（３）の制御方法においては、前進工程にプレートを押し上げることによる反力を監視することになり、この判断だけでは金型にスライドコアが配設されている場合に、次の型閉動作に移行すると、元の位置に戻りきっていないエジェクタピンとスライドプレートが衝突し、金型を破損しかねないと云う課題も存在していた。

本発明による電動射出成形機の型締・エジェクタ装置は、固定盤に取り付けた固定金型に対し可動盤に取り付けた可動金型を可動させ、射出成形した成形品をエジェクタピンによってエジェクトするように制御装置によって制御する射出成形機の型締・エジェクタ装置において、前記固定金型内に設けられリターンスプリングにより復帰自在で前記エジェクタピンを有するエジェクタプレートと、前記エジェクタピンを出没させるためのエジェクタボールネジ及び回転ナットと、前記回転ナットを回転させると共にエンコーダを有しかつ前記制御装置によって制御されるサーボモータと、を備え、ティーチングモードと監視モードを有する前記制御装置の前記監視モードにおいて、前記エジェクタプレートの後退時に、前記エジェクタプレートの前記リターンスプリングがバネ力から解放される状態を前記サーボモータのモータ電流値により検出し、
前記状態の位置データを前記エンコーダで検出し、前記位置データと、予め前記制御装置による前記ティーチングモードにおいて前記リターンスプリングの反力が零（すなわち、前記リターンスプリングがばね力から解放された状態）になったことを前記モータ電流値Imで検出して、その場で、前記エジェクタプレートの後退動作を停止した状態で前記エジェクタプレートの現在位置を前記エンコーダのカウント値により検出してなる基準データと、を比較する構成であり、また、前記制御装置は、少なくとも前記基準データを記憶するメモリを有すると共に、前記ティーチングモードと監視モードにおける前記基準データと位置データの比較により、前記制御装置は、前記エジェクタプレートのメンテナンス要求を出力し、前記メンテナンス要求により次の型閉動作を防止する構成であり、また、前記制御装置は、前記ティーチングモードと監視モードの切り替えを可能としている構成であり、また、ロータリー成形機のように固定金型が複数個よりなり、前記各金型装置の前記各基準データと位置データは、共通の前記制御装置のメモリに記憶され、前記制御装置では、前記各金型装置毎の前記基準データと位置データとを自動的に前記メモリから切り替えて読み出し比較する構成である。

本発明による電動射出成形機の型締・エジェクタ装置は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、型締・エジェクタ装置を形成する固定盤に取付の固定金型に対し可動盤に取付の可動金型を可動させ、射出成形した成形品をエジェクタピンによって取出すように制御装置によって制御する射出成形機の金型装置において、前記固定金型内に設けられリターンスプリングにより復帰自在で前記エジェクタピンを有するエジェクタプレートと、前記エジェクタピンを出没させるためのエジェクタボールネジ及び回転ナットと、前記回転ナットを回転させると共にエンコーダを有しかつ前記制御装置によって制御されるサーボモータと、を備え、ティーチングモードと監視モードを有する前記制御装置の監視モードにおいて、前記エジェクタピンの後退時に、前記エジェクタプレートのリターンスプリングがバネ力から解放される状態を前記サーボモータのモータ電流値により検出し、前記状態の位置データを前記エンコーダで検出し、前記位置データと、予め前記制御装置によるティーチングモードで検出し設定された基準データと、を比較することができるため、金型内のエジェクタプレートに従来のようなリミットスイッチの配設等を配設する必要なしに異常検知できるため安価であり、金型のメンテナンス等が容易となる。
また、前記制御装置は、少なくとも前記基準データを記憶するメモリを有すると共に、前記ティーチングモードと監視モードにおける前記基準データと位置データの比較により、前記制御装置は、前記エジェクタプレートのメンテナンス要求を出力し、前記メンテナンス要求により次の型閉動作を防止することができるため、エジェクタプレート後退工程での異常検知となり、スライドコアを内設した金型であっても次の型閉工程前に正常と異常の判断が可能で、金型の破損防止を確実に行うことができる。
また、前記制御装置は、前記ティーチングモードと監視モードの切り替えを可能としているため、射出成形機の各モードの使い分けが簡単に可能となる。
また、ロータリー成形機のように固定金型が複数個よりなり、前記各金型装置の前記各基準データと位置データは、共通の前記制御装置のメモリに記憶され、前記制御装置では、前記各金型装置毎の前記基準データと位置データとを自動的に前記メモリから切り替えて読み出し比較することができることにより、工場内に設置された多数の金型装置の動作制御を１台の制御装置で行うことが可能となる。

本発明は、エジェクタプレートの後退工程中のリターンスプリングがバネ力から開放されるエジェクタ位置をサーボモータのモータ電流により検出し、次の型閉時の金型破損を防止するように制御する電動射出成形機の型締・エジェクタ装置を提供することを目的とする。

以下、図面と共に本発明による電動射出成形機の型締・エジェクタ装置の好適な実施の形態について説明する。
図１において符号１で示されるものは電動射出成形機の型締・エジェクタ装置であり、この型締・エジェクタ装置１の固定盤４には、４本ないし３本（図１では２本のみ図示）のタイバー３を介して可動盤２が図示しない可動手段によって矢印Ａの方向に移動自在に設けられている。

前記固定盤４の内面側には、固定金型３５が設けられ、この固定金型３５内にはリターンスプリング３６で固定盤４側へ常時付勢されたエジェクタプレート３７が矢印Ｂの方向に沿って移動自在に配設されている。

前記エジェクタプレート３７には、前記可動盤２側へ向けて設けられた複数のリターンピン３４及びエジェクタピン３８が設けられ、前記可動盤２の内面側には前記固定金型３５と対向する可動金型３３が設けられている。

前記固定金型３５の内面と可動金型３３の内面との間には、周知の凹部によって形成された金型キャビティ３１が形成され、図１の場合には、輪状をなす成形品３２が射出成形されるように構成されている。
前記リターンピン３４は、前記可動金型３３内に図示しないガイド孔を介して挿入されるように構成され、前記各エジェクタピン３８は、射出成形後、各金型キャビティ３１内に挿入されて成形品３２がエジェクトされるように構成されている。

前記固定盤４の下面側には、台座６を介してエジェクタボールネジ９が矢印Ｂの方向に沿って上下動自在に設けられ、このエジェクタボールネジ９の先端には、前記固定盤４の貫通孔３９を貫通して前記エジェクタプレート３７を押圧するためのエジェクタロッド５が設けられている。

前記エジェクタボールネジ９には、回転ナット８が回転自在に螺合し、この回転ナット８の外周のプーリ７には、ベルト１０を介して、図示しない固定部を介して固定されたサーボモータ１２の回転軸１２ａの駆動プーリ１１が接続されており、このサーボモータ１２はエンコーダ１３を有するモータエンコーダで構成されている。

前記サーボモータ１２には、サーボアンプ２２、ＣＰＵ２３及びメモリ２４からなる制御装置２１が接続され、前記メモリ２４には、前記制御装置２１のティーチングモード２５における基準データ２６及び監視モード２７における位置データ２８が記憶できるように構成されると共に、制御装置２１からは可動金型３３及び固定金型３５に関するメンテナンス要求２９が発生できるように構成されている。

次に、動作について説明する。まず、図示しない電動射出成形機の操作盤の図４におけるコントローラの画面スイッチｆ６で前記ティーチングモード２５を選択すると、図２のフローチャートに従って、成形品３２のエジェクタ動作を行う。
図２の第１ステップＳＴ１では、サーボモータ１２が回転し、エジェクタボールネジ９の上昇によってエジェクタロッド５がリターンスプリング３６のバネ力に抗してエジェクタプレート３７を突き出し、この突き出し出限到達後、第２ステップＳＴ２に遷移し、エジェクタボールネジ９を低速で逆回転させ、エジェクタプレート３７を後退、または、降下させる。

前述の第２ステップＳＴ２の工程中に、図１のサーボモータ１２は固定金型３５内のエジェクタプレート３７のリターンスプリング３６のバネ力による反力を受け続ける（第３ステップ：ＳＴ３）。
前述の動作中に、前記リターンスプリング３６の反力が零（すなわち、リターンスプリング３６がばね力から解放される）になったことをサーボモータ１２のモータ電流値Ｉｍで検出して、その場で、エジェクタプレート３７の後退動作を停止する（第４ステップ：ＳＴ４）。

前述の第４ステップＳＴ４の状態で、前記エジェクタプレート３７の現在位置を前記エンコーダ１３のカウント値により検出して基準データ２６とし、この基準データ２６をサーボアンプ２２、ＣＰＵ２３を介してメモリ２４に記憶する。その後、サーボモータ１２の継続回転によって、エジェクタプレート３７は後退限位置まで動作が続けられる。

前述のティーチングモード２５による基準データ２６のメモリ２４への記憶完了後、前記コントローラの画面スイッチにてティーチングスイッチｆ６をＯＦＦにすると監視モード２７となり、図３のフローチャートに従って、射出成形完了後のエジェクタプレート３７による成形品３２の金型からのエジェクト動作が開始される。

前記エジェクタプレートを前進（第１ステップＳ１）させて後退（第２ステップＳ２）、監視モード２７にてエジェクタプレート３７の反力解放された（すなわち、リターンスプリング３６がバネ力から解放される状態）か（第３ステップＳ３）を確認し、エジェクタ位置到達時のリターンスプリング３６のバネ力解放位置を監視モード２７の位置データ２８を前述ティーチングモード２５と同様にエンコーダ１３のカウント値に基づいて検出し、前記基準データ２６と比較する（第４ステップＳ４）。

前記位置データ２８が前記基準データ２６より大きい場合、第４ａステップＡＬＳに移り、金型内の前記エジェクタプレート３７が所定位置（前記基準データ２６の位置）に戻っていないと判断し、アラーム信号である金型メンテナンス要求２９を出力すると共に、次の型閉及び次サイクルへの遷移を禁止する。

また、前記第４ステップＳ４において前記位置データ２８が前記基準データ２６と同じ場合、すなわち、前記リターンスプリング３６のスプリング反力零地点が同じ場合には、前述の第４ａステップＡＬＳには進まず、次の型閉及び次サイクルへの遷移が許可される。

また、異常発生により、前述の第４ａステップＡＬＳに移行した場合は、金型のメンテナンスを施した後に、再度、低速−低トルクでエジェクタを前進させた後、前述と同様のエジェクタプレート３７の後退動作をし、リターンスプリング３６の反力解放位置がティーチングモード２５の基準データ２６と同一となった場合に解除され、エジェクタプレート３７の後退となる（第５ステップＳ５）。

従って、周知の成形品３２をエジェクタピン３８でエジェクトした後に、スライドコア（図示せず）で成形品３２を取り出す方式の金型において、型閉工程前に異常を検出することが可能となり、スライドコアとエジェクタプレート３７とが衝突することによる金型破損を防止することができる。

尚、前述の構成は、固定金型１が１個、すなわち、１面のみ設置されている場合について述べたが、例えば、図示しないロータリーテーブルに多面的に複数個配設するか、又は、リニア状に多数の固定金型３５が配設され、射出シリンダ（図示せず）が回転又は直線移動させて大量の成形品３２を射出成形する場合においても、１個の前記制御装置２１を全ての固定金型３５に対して共通とし、全ての基準データ２６と位置データ２８がメモリ２４に記憶され、各固定金型３５の各データ２６、２８が自動的にメモリ２４から切り替えて読み出されて比較され、前述のように、各金型の金型破損防止等を行うことができるように構成されている。

本発明による電動射出成形機の金型装置を示す構成図である。図１の金型装置のエジェクタのティーチングモード動作を示すフロー図である。図１の金型装置のエジェクタの監視モード動作を示すフロー図である。図１の金型装置を有する射出成形機のコントローラ画面を示す構成図である。

１型締・エジェクタ装置
２可動盤
３タイバー
４固定盤
５エジェクタロッド
６台座
７プーリ
８回転ナット
９エジェクタボールネジ
１０ベルト
１１駆動プーリ
１２サーボモータ
１２ａ回転軸
１３エンコーダ
２１制御装置
２２サーボアンプ
２３ＣＰＵ
２４メモリ
２５ティーチングモード
２６基準データ
２７監視モード
２８位置データ
２９メンテナンス要求
３１金型キャビティ
３２成形品
３３可動金型
３４リターンピン
３５固定金型
３６リターンスプリング
３７エジェクタプレート
３８エジェクタピン
３９貫通孔
Ｉｍモータ電流値

Claims

固定盤(4)に取付けた固定金型(35)に対し可動盤(2)に取付けた可動金型(33)を可動させ、射出成形した成形品(32)をエジェクタピン(38)によってエジェクトするように制御装置(21)によって制御する射出成形機の型締・エジェクタ装置において、
前記固定金型(35)内に設けられリターンスプリング(36)により復帰自在で前記エジェクタピン(38)を有するエジェクタプレート(37)と、前記エジェクタピン(38)を出没させるためのエジェクタボールネジ(9)及び回転ナット(8)と、前記回転ナット(8)を回転させると共にエンコーダ(13)を有しかつ前記制御装置(21)によって制御されるサーボモータ(12)と、を備え、
ティーチングモード(25)と監視モード(27)を有する前記制御装置(21)の前記監視モード(27)において、前記エジェクタプレート(37)の後退時に、前記エジェクタプレート(37)の前記リターンスプリング(36)がバネ力から解放される状態を前記サーボモータ(12)のモータ電流値(Ｉm)により検出し、前記状態の位置データ(28)を前記エンコーダ(13)で検出し、前記位置データ(28)と、予め前記制御装置(21)による前記ティーチングモード(25)において前記リターンスプリング(36)の反力が零（すなわち、前記リターンスプリング(36)がばね力から解放された状態）になったことを前記モータ電流値(Im)で検出して、その場で、前記エジェクタプレート(37)の後退動作を停止した状態で前記エジェクタプレート(37)の現在位置を前記エンコーダ(13)のカウンタ値により検出してなる基準データ(26)と、を比較することを特徴とする電動射出成形機の型締・エジェクタ装置。
前記制御装置(21)は、少なくとも前記基準データ(26)を記憶するメモリ(24)を有すると共に、前記ティーチングモード(25)と監視モード(27)における前記基準データ(26)と位置データ(28)の比較により、前記制御装置(21)は、前記エジェクタプレート(37)のメンテナンス要求(29)を出力し、前記メンテナンス要求(29)により次の型閉動作を防止することを特徴とする請求項１記載の電動射出成形機の型締・エジェクタ装置。
前記制御装置(21)は、前記ティーチングモード(25)と監視モード(27)の切り替えを可能としていることを特徴とする請求項１又は２記載の電動射出成形機の型締・エジェクタ装置。
ロータリー成形機のように固定金型(35)は、複数個よりなり、前記各固定金型(35)の前記各基準データ(26)と位置データ(28)は、共通の前記制御装置(21)のメモリに記憶され、前記制御装置(21)では、前記各固定金型(35)毎の前記基準データ(26)と位置データ(28)とを自動的に前記メモリ(24)から切り替えて読み出し比較することを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の電動射出成形機の型締・エジェクタ装置。