JP5059960B2 - Mold clamping force setting method and mold clamping force setting device for injection molding machine - Google Patents
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Description
本発明は、射出成形機において、金型内に樹脂を射出する際に発生する樹脂圧力に応じてバリを発生させることがなく、かつ、金型の変形が生じない適正な型締力を求める型締力設定方法および型締力設定装置に関する。 The present invention seeks an appropriate mold clamping force that does not generate burrs in accordance with a resin pressure generated when a resin is injected into a mold and does not cause deformation of the mold in an injection molding machine. The present invention relates to a mold clamping force setting method and a mold clamping force setting device.
金型内に溶融樹脂を射出する際、溶融樹脂が発生する圧力に対して型締力が不足すると金型が開いてバリを発生させる恐れがある。一方、型締力が過大な場合にはバリの心配はないものの、金型が変形し成形品の寸法が規定外になったり、金型の寿命が短くなるという問題がある。このため、型締力はバリを発生させなく、かつ、金型の変形が生じない適正な型締力とすることが望ましい。
型締力を調整する技術として、特許文献1には、型締力を徐々に変化させ、検出された型締力の変化に基づいて金型に加わるべき最小型締力を求める技術が開示されている。 特許文献2には、射出圧力、投影面積、安全率などの係数から、最小型締力を求める技術が開示されている。
When the molten resin is injected into the mold, if the mold clamping force is insufficient with respect to the pressure generated by the molten resin, the mold may open and cause burrs. On the other hand, when the mold clamping force is excessive, there is no concern about burrs, but there is a problem that the mold is deformed and the dimension of the molded product becomes out of specification or the life of the mold is shortened. For this reason, it is desirable that the mold clamping force is an appropriate mold clamping force that does not generate burrs and does not cause deformation of the mold.
As a technique for adjusting the mold clamping force,
型締力が不足している場合に、金型内に溶融樹脂が射出される際の挙動について詳しく分析すると、図1,図2に示されるようになる。図1は型締力が不足している場合に、金型内に溶融樹脂が射出される際の挙動を説明する図である。図2は、図1の場合の射出中の樹脂圧力と検出型締力の変化を説明するグラフである。 If the behavior when the molten resin is injected into the mold when the clamping force is insufficient is analyzed in detail, the behavior is as shown in FIGS. FIG. 1 is a diagram for explaining the behavior when molten resin is injected into a mold when the mold clamping force is insufficient. FIG. 2 is a graph for explaining changes in the resin pressure during injection and the detection mold clamping force in the case of FIG.
状態(1):金型(40a,40b)を閉じて設定した型締力を発生させた後、溶融樹脂50が金型のキャビティ42内に射出されキャビティ42内に溶融樹脂50が充填される。
状態(2):さらに金型(40a,40b)内に溶融樹脂50が射出され、樹脂圧力が上昇して設定型締力以上の樹脂圧力が金型の壁面に対して作用すると金型(40a,40b)を開こうとする力が作用する。しかしながら金型は型締力が発生している状態では型締力に応じて圧縮された状態にあるので、金型を開く力は金型を圧縮状態から元の厚さに伸ばす方向に作用するので実際には金型は開くことはない。さらに金型が伸びることによりタイバーが延ばされるため設定型締力以上に型締力が上昇し始める。
状態(3):金型(40a,40b)が元の厚さに戻った後もさらに樹脂圧によって金型を開く力が作用すると、金型が開き始め溶融樹脂50がキャビティ42から漏れてバリとなるが、同時に金型から樹脂が漏れ出すことにより樹脂圧力の上昇が抑えられるため型締力も上昇しなくなる。
以上のような挙動を示すため、状態(2)において設定した型締力が小さいほど樹脂圧力に負けて型締力の上昇値も大きくなり、状態(3)における射出中の型締力の最大値も設定型締力に依存する。この射出中の型締力の最大値が設定型締力に依存する関係を図3に示す。図3は、設定型締力を変化させた場合の検出型締力の最大値の変化を説明するグラフである。
State (1): After the molds (40a, 40b) are closed and a set clamping force is generated, the
State (2): When the
State (3): After the molds (40a, 40b) return to their original thickness, when a force to open the mold is further applied by the resin pressure, the mold starts to open, and the
In order to show the above behavior, the smaller the mold clamping force set in the state (2), the greater the increase in the mold clamping force against the resin pressure, and the maximum mold clamping force during the injection in the state (3). The value also depends on the set clamping force. FIG. 3 shows a relationship in which the maximum value of the mold clamping force during injection depends on the set mold clamping force. FIG. 3 is a graph for explaining a change in the maximum value of the detected mold clamping force when the set mold clamping force is changed.
背景技術の欄で説明した特許文献1に開示された技術では、型締力の変化が大きいかどうかの許容値(許容できる型開量から求められた値)になるまで試行錯誤する必要があり、適切な型締力を効率的に求めることができないという問題がある。また、特許文献2に開示された技術では、投影面積、安全率等の係数を求める必要がある。投影面積を金型図面を分析して求めなくてはならない煩雑さがあり、また、安全率は一般に経験値であるから正確な値を求めることは極めて難しい。よって、特許文献2の技術では正確な最小型締力を求めることは困難である。
In the technique disclosed in
そこで本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、金型内に樹脂を射出する際に発生する樹脂圧力に応じてバリを発生させることがなく、かつ、金型の変形が生じない適正な型締力を求めることができる射出成形機の型締力設定方法および型締力設定装置を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to prevent the occurrence of burrs in accordance with the resin pressure generated when the resin is injected into the mold, and to prevent deformation of the mold in view of the above-mentioned problems of the prior art. An object of the present invention is to provide a mold clamping force setting method and a mold clamping force setting device for an injection molding machine that can obtain an appropriate mold clamping force.
本願の請求項1に係る発明は、設定型締力に基づいて型締機構によって金型を閉じて型締力を発生させ、射出機構によって前記金型内に溶融樹脂を射出し、2つ以上の異なる設定型締力で型締力を発生させて射出を行い、該射出中の型締力を検出し、該異なる型締力での射出の中から該射出中に検出された型締力の最大値が設定型締力より大きくなるような検出型締力の最大値と設定型締力の組み合わせを2組以上抽出し、該抽出された検出型締力の最大値と設定型締力の組み合わせから検出型締力の最大値と設定型締力との関係式を求め、該関係式から検出型締力の最大値と設定型締力とが等しくなるような型締力を求めて、該求められた型締力を設定することを特徴とする射出成形機の型締力設定方法である。
請求項2に係る発明は、前記関係式は線形近似を適用して求めることを特徴とする請求項1に記載の射出成形機の型締力設定方法である。
請求項3に係る発明は、前記抽出された検出型締力の最大値と設定型締力との組み合わせが3組以上の場合には、前記関係式を2次以上の近似式を適用して求めることを特徴とする請求項1に記載の射出成形機の型締力設定方法である。
In the invention according to
The invention according to
According to a third aspect of the present invention, when there are three or more combinations of the extracted maximum value of the detected mold clamping force and the set mold clamping force, the relational expression is applied to a second-order or higher approximation formula. The mold clamping force setting method for an injection molding machine according to
請求項4に係る発明は、設定型締力に基づいて金型を閉じて型締力を発生させる型締部と、前記金型内に溶融樹脂を射出する射出部と、前記射出部による溶融樹脂の射出中の型締力の最大値を検出する検出部と、2つ以上の異なる設定型締力で型締力を発生させて射出を行わせる設定型締力設定部と、前記設定型締力と前記射出中に検出された検出型締力の最大値とを対応させて記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された前記設定型締力と前記検出型締力の中から検出型締力の最大値が前記設定型締力より大きい組み合わせを2組以上抽出する抽出部と、前記抽出された検出型締力の最大値と設定型締力の組み合わせから検出型締力の最大値と設定型締力との関係式を求める関係式算出部と、前記関係式から検出型締力の最大値と設定型締力とが等しくなるような型締力を求める適正型締力算出部と、を備え、適正型締力算出部により求められた型締力を設定することを特徴とする射出成形機の型締力設定装置である。
請求項5に係る発明は、前記関係式は線形近似を適用して求めることを特徴とする請求項4に記載の射出成形機の型締力設定装置である。
請求項6に係るは発明は、前記抽出された検出型締力の最大値と設定型締力との組み合わせが3組以上の場合には、前記関係式を2次以上の近似式を適用して求めることを特徴とする請求項4に記載の射出成形機の型締力設定装置である。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a mold clamping unit that closes a mold based on a set mold clamping force to generate a mold clamping force, an injection unit that injects a molten resin into the mold, and a melting by the injection unit. A detection unit for detecting a maximum value of the mold clamping force during the injection of the resin, a setting mold clamping force setting unit for performing injection by generating a mold clamping force with two or more different setting mold clamping forces, and the setting mold A storage unit that stores the clamping force and the maximum value of the detected mold clamping force detected during the injection in correspondence with each other, and a detection from the set mold clamping force and the detected mold clamping force stored in the storage unit. An extraction unit that extracts two or more combinations having a maximum value of the mold clamping force larger than the set mold clamping force, and a maximum detected mold clamping force from a combination of the extracted maximum value of the detected mold clamping force and the set mold clamping force. A relational expression calculation unit for obtaining a relational expression between the value and the set mold clamping force, and the maximum value of the detected mold clamping force and the set mold clamping A mold clamping force of an injection molding machine, characterized in that a mold clamping force calculated by the appropriate mold clamping force calculation unit is set. It is a setting device.
The invention according to
According to a sixth aspect of the present invention, when there are three or more combinations of the extracted maximum value of the detected mold clamping force and the set mold clamping force, the relational expression is applied with an approximation expression of second order or higher. The mold clamping force setting device for an injection molding machine according to claim 4, wherein the mold clamping force setting device is obtained by:
本発明により、金型内に樹脂を射出する際に発生する樹脂圧力に応じてバリを発生させることがなく、かつ、金型の変形が生じない適正な型締力を求めることができる射出成形機の型締力設定方法および型締力設定装置を提供できる。 According to the present invention, an injection molding capable of obtaining an appropriate mold clamping force without generating a burr according to a resin pressure generated when a resin is injected into a mold and without causing a deformation of the mold. A mold clamping force setting method and a mold clamping force setting device can be provided.
以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図4は、本発明による型締力設定方法を用いて型締力を設定することのできる射出成形機の側面図である。射出成形機Mは、機台上(図示省略)に型締部Mc、および射出部Miを備える。射出部Miは樹脂材料(ペレット)を加熱溶融し、当該溶融樹脂を金型40のキャビティ内に射出するものである。型締部Mcは主に金型40(40a,40b)の開閉を行うものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 4 is a side view of an injection molding machine capable of setting a mold clamping force using the mold clamping force setting method according to the present invention. The injection molding machine M includes a mold clamping part Mc and an injection part Mi on a machine base (not shown). The injection part Mi heats and melts a resin material (pellet), and injects the molten resin into the cavity of the
まず、射出部Miを説明する。射出シリンダ1の先端にはノズル2が取り付けられ、射出シリンダ1内には、スクリュ3が挿通されている。スクリュ3には、スクリュ3に掛る圧力により樹脂圧力を検出するロードセル等を用いた樹脂圧力センサ5が設けられている。樹脂圧力センサ出力信号は、A/D変換器16によりデジタル信号に変換されサーボCPU15に入力する。
First, the injection part Mi will be described. A
スクリュ3は、スクリュ回転用サーボモータM2により、プーリ,ベルト等で構成された伝動機構6を介して回転させられる。また、スクリュ3は、スクリュ前後進用サーボモータM1によって、プーリ,ベルト,ボールねじ/ナット機構などの回転運動を直線運動に変換する機構を含む伝動機構7を介して駆動され、スクリュ3の軸方向に移動させられる。なお、符号P1はスクリュ前後進用サーボモータM1の位置,速度を検出することによって、スクリュ3の軸方向の位置,速度を検出する位置・速度検出器であり、符号P2はサーボモータM2の位置,速度を検出することによって、スクリュ3の軸周り回転位置,速度を検出する位置・速度検出器である。符号4は射出シリンダ1に樹脂を供給するホッパである。
The
次に、型締部Mcを説明する。型締部Mcは、可動プラテン30を前後進させる可動プラテン前後進モータM3、リアプラテン31、成形品を金型から押し出すエジェクタピンを突き出すためのエジェクタ前後進モータM4、可動プラテン30、タイバー32、固定プラテン33、クロスヘッド34、エジェクタ機構35、トグル機構36を備える。リアプラテン31と固定プラテン33とは複数本のタイバー32で連結されており、可動プラテン30はタイバー32にガイドされるように配置されている。可動プラテン30に可動側金型40a,固定プラテン33に固定側金型40bが取り付けられている。トグル機構36は、可動プラテン前後進モータM3によって駆動されるボールねじ軸38に取り付けられたクロスヘッド34を進退させることによって、トグル機構36を作動させることができる。この場合、クロスヘッド34を前進(図における右方向に移動)させると、可動プラテン30が前進させられて型閉じが行われる。そして、可動プラテン前後進モータM3による推進力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。
Next, the mold clamping part Mc will be described. The mold clamping portion Mc includes a movable platen forward / reverse motor M3 for moving the
タイバー32の一つに型締力センサ41が配設されている。型締力センサ41は、タイバー32の歪み(主に、伸び)を検出するセンサである。タイバー32には、型締めの際に型締力に対応して引張力が加わり、型締力に比例してわずかであるが伸長する。したがって、タイバー32の伸び量を型締力センサ41によって検出することで、金型40に実際に印加されている型締力を知ることができる。型締力センサ41としては例えば歪センサを用いることができる。
A mold
リアプラテン31には型締位置調整用モータM5が配設されている。型締位置調整用モータM5の回転軸には、図示しない駆動用歯車が取り付けられている。図示しないタイバーナットの歯車および前記駆動用歯車には歯付きベルトなどの動力伝達部材が架け回されている。そのため、型締位置調整用モータM5を駆動して、前記駆動用歯車を回転させると、それぞれのタイバー32のねじ部37に螺合されたタイバーナットが同期して回転させられる。これにより、型締位置調整用モータM5を所定の方向に所定の回転数だけ回転させて、リアプラテン31を所定の距離だけ進退させることができる。型締位置調整用モータM5は図示されるようにサーボモータが好ましく、回転位置検出用の位置検出器P5を備えている。位置検出器P5によって検出された型締位置調整用モータM5の回転位置の検出信号はサーボCPU15に入力する。
The
射出成形機Mの制御装置100は、数値制御用のマイクロプロセッサであるCNCCPU20、プログラマブルマシンコントローラ用のマイクロプロセッサであるPMCCPU17、及びサーボ制御用のマイクロプロセッサであるサーボCPU15を有し、バス26を介して相互の入出力を選択することにより各マイクロプロセッサ間で情報伝達が行えるように構成されている。
The
サーボCPU15には、位置ループ,速度ループ,電流ループの処理を行うサーボ制御専用の制御プログラムを格納したROM13とデータの一時記憶に用いられるRAM14が接続されている。また、サーボCPU15は、A/D(アナログ/デジタル)変換器16を介して射出成形機本体側に設けられた射出圧などの各種圧力を検出する樹脂圧力センサ5からの圧力信号を検出できるように接続されている。サーボCPU15には、サーボCPU15からの指令に基づいて、射出軸に接続された射出用サーボモータM1,スクリュ回転軸に接続されたスクリュ回転用サーボモータM2を駆動するサーボアンプ11,12が接続され、各サーボモータM1,M2に取り付けられた位置・速度検出器P1,P2からの出力がサーボCPU15に帰還されるようになっている。各サーボモータM1,M2の回転位置は、位置・速度検出器P1,P2からの位置のフィードバック信号に基づいてサーボCPU15により算出され、各現在位置記憶レジスタに更新記憶される。
The
金型の型締めを行う型締め軸を駆動するサーボモータM3,成形品を金型から取り出すエジェクタ軸用サーボモータM4には、それぞれサーボアンプ8,9が接続されている。
各サーボモータM3,M4に取り付けられた位置・速度検出器P3,P4からの出力がサーボCPU15に帰還されるようになっている。各サーボモータM3,M4の回転位置は位置・速度検出器P3,P4からの位置のフィードバック信号に基づいてサーボCPU15により算出され、各現在位置記憶レジスタに更新記憶される。
Outputs from position / speed detectors P3 and P4 attached to the servo motors M3 and M4 are fed back to the
PMCCPU17には射出成形機のシーケンス動作を制御するシーケンスプログラム等を記憶したROM18および演算データの一時記憶等に用いられるRAM19が接続され、CNCCPU20には、射出成形機を全体的に制御する自動運転プログラム、本発明に関連した型締力設定方法を実現する制御プログラムなどの各種プログラムを記憶したROM21および演算データの一時記憶に用いられるRAM22が接続されている。成形データ保存用RAM23は、不揮発性のメモリであって、射出成形作業に関する成形条件と各種設定値,パラメータ,マクロ変数等を記憶する成形データ保存用のメモリである。表示装置/MDI(手動データ入力装置)25はインタフェース(I/F)24を介してバス26に接続され、機能メニューの選択および各種データの入力操作等が行えるようになっている。数値データ入力用のテンキーおよび各種のファンクションキー等が設けられている。
なお、表示装置としては、LCD(液晶表示装置)、CRT、その他の表示装置を用いたものでもよい。
A
The display device may be an LCD (liquid crystal display device), CRT, or other display device.
以上の射出成形機の構成により、PMCCPU17が射出成形機全体のシーケンスを制御し、CNCCPU20がROM21の運転プログラムや成形データ保存用RAM23に格納された成形条件等に基づいて各軸のサーボモータに対して移動指令の分配を行い、サーボCPU15は各軸に対して分配された移動指令と位置・速度検出器P1,P2,P3,P4,53,54で検出された位置および速度のフィードバック信号等に基づいて、デジタルサーボ処理を実行し、サーボモータM1,M2,M3,M4,M5を駆動制御する。
With the above-described configuration of the injection molding machine, the
上記射出成形機Mを用いた成形動作を説明する。可動プラテン前後進モータM3を正方向に回転させると、ボールねじ軸38が正方向に回転させられ、ボールねじ軸38に螺合したクロスヘッド34は前進(図4における右方向)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30が前進させられる。
A molding operation using the injection molding machine M will be described. When the movable platen forward / reverse motor M3 is rotated in the forward direction, the
可動プラテン30に取り付けられた可動側金型40aが固定側金型40bと接触すると(型閉状態)、型締工程に移行する。型締工程では、可動プラテン前後進モータM3を更に正方向に駆動することで、トグル機構36によって金型40に型締力が発生する。そして、射出部Miに設けられたスクリュ前後進用サーボモータM1が駆動されてスクリュ3の軸方向に前進することにより、金型40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。型開きを行う場合、可動プラテン前後進モータM3を逆方向に駆動すると、ボールねじ軸38が逆方向に回転させられる。それに伴って、クロスヘッド34が後退し、トグル機構36が屈曲する方向に作動し、可動プラテン30がリアプラテン31の方向に後退する。型開工程が完了すると、成形品を可動側金型40aから押し出すエジェクタピンを突き出すためのエジェクタ前後進モータM4が作動する。これによって、エジェクタピン(図示せず)が可動側金型40aの内面から突きだされ、可動側金型40a内の成形品は可動側金型40aより突き出される。
When the
次に、本発明の実施形態による型締力設定方法および型締力設定装置について説明する。本発明の実施形態では、射出成形機の適切な型締力を設定するために、タイバー32に取り付けられた型締力センサ41を用いる。型締力センサ41は成形中の型締力を検出するために設けられたセンサである。本発明の実施形態は、元来備わっている型締力センサ41の検出値に基づいて適切な型締力を求める方法および装置である。
Next, a mold clamping force setting method and a mold clamping force setting device according to an embodiment of the present invention will be described. In the embodiment of the present invention, a mold
本発明の課題に述べたように、適正な型締力は、金型内に樹脂を射出する際に発生する樹脂圧力に応じてバリを発生させることがなく、かつ、金型の変形が生じない値である。
このような適正な型締力の値を求めることは、型締力を必要最小限の大きさに押さえて金型の寿命を不必要に短くしないために重要である。
As described in the subject of the present invention, the proper clamping force does not generate burrs according to the resin pressure generated when the resin is injected into the mold, and the mold is deformed. There is no value.
Obtaining such an appropriate value of the mold clamping force is important in order to keep the mold clamping force to the minimum necessary level and not to shorten the mold life unnecessarily.
図1,図2,図3を用いて説明したように、型締力が不足している場合、図3に示されるように、設定型締力の変化に応じて検出型締力の最大値も変化する。
本発明では、型締力検出装置を備えた射出成形機において、2つ以上の異なる設定型締力で射出を試行し、射出中の型締力の最大値を検出する。そして、設定型締力と検出された射出中の型締力の最大値の中から、射出中の型締力の最大値が設定型締力より大きくなるような組み合わせを2組以上抽出する。そして、抽出された組み合わせの中から、設定型締力と射出中の型締力の最大値が等しくなるような型締力を求めて設定型締力とする(図5参照)。また、抽出された組み合わせが3組以上の場合には、2次以上の近似式を適用して、同様にして設定型締力と射出中の型締力の最大値が等しくなるような型締力を計算によって求めて設定型締力としてもよい(図6参照)。
なお、上記の射出とは、スクリュ3を動作させて金型40内のキャビティ空間に溶融樹脂を充填させる全ての工程を指しており、金型40内のキャビティ空間に溶融樹脂を射出する工程だけでなく、保圧工程と呼ばれ溶融樹脂に圧力を加えて金型40内のキャビティ空間に溶融樹脂を完全に充填する工程も含む。
以上のように、本発明によれば、最少限の試行回数でバリを発生させることがなく、かつ、金型の変形が少ない適正な型締力を正確に求めることができる。
As described with reference to FIGS. 1, 2, and 3, when the mold clamping force is insufficient, as shown in FIG. 3, the maximum value of the detected mold clamping force according to the change in the set mold clamping force. Also changes.
In the present invention, in an injection molding machine equipped with a mold clamping force detection device, injection is attempted with two or more different set mold clamping forces, and the maximum value of the mold clamping force during injection is detected. Then, two or more combinations are extracted from the set mold clamping force and the detected maximum mold clamping force value such that the maximum mold clamping force value during injection is greater than the set mold clamping force. Then, from among the extracted combinations, a mold clamping force that makes the set mold clamping force equal to the maximum value of the mold clamping force during injection is obtained and set as the set mold clamping force (see FIG. 5). In addition, when there are three or more extracted combinations, a quadratic or higher approximation formula is applied, and the mold clamping force is set so that the set clamping force is equal to the maximum value of the clamping force during injection. The force may be obtained by calculation to obtain a set clamping force (see FIG. 6).
The above injection refers to all processes in which the
As described above, according to the present invention, it is possible to accurately obtain an appropriate clamping force without generating burrs with the minimum number of trials and with less deformation of the mold.
図5は、線形近似式により、検出型締力の最大値と設定型締力とが等しくなるような型締力を求めることを説明するグラフである。横軸は設定型締力(Fs),縦軸は射出中の検出型締力の最大値(Fmax)である。
図3と対応して説明すると、第1の設定型締力(A)を設定して射出した場合に検出された型締力の最大値(Amax)となり、第2の設定型締力(B)を設定して射出した場合に検出された型締力の最大値(Bmax)となる。Amax,Bmaxの値とも、Fmax=Fsとなる直線より上の側の値であるので、射出中の型締力の最大値が設定型締力より大きくなるような2組の組み合わせである。よって、第1の設定型締力(A),検出された型締力の最大値(Amax)と、第2の設定型締力(B),検出された型締力の最大値(Bmax)の2つの組み合わせにより、線形近似式(Fmax=a*Fs+b)の2つの係数a,bを求めることができる。そして、Fmax=Fsと線形近似式(Fmax=a*Fs+b)との交点を求めることにより、バリを発生させることがなく、かつ、金型の変形が生じない適正な設定型締力Fs(good)の値を得ることができる。
なお、図5では、2つの測定点のデータを用いているが、より、多数の測定点のデータを用い、最小二乗法などの手法により線形近似式を求めるようにしてもよい。
FIG. 5 is a graph for explaining obtaining a mold clamping force such that the maximum value of the detected mold clamping force is equal to the set mold clamping force by a linear approximation formula. The horizontal axis represents the set mold clamping force (Fs), and the vertical axis represents the maximum value (Fmax) of the detected mold clamping force during injection.
Explaining in correspondence with FIG. 3, the maximum value (Amax) of the mold clamping force detected when the first set mold clamping force (A) is set and injection is performed, and the second set mold clamping force (B ) Is the maximum value (Bmax) of the clamping force detected when the injection is performed. Since both the values of Amax and Bmax are values above the straight line where Fmax = Fs, there are two sets of combinations in which the maximum value of the mold clamping force during injection is greater than the set mold clamping force. Therefore, the first set mold clamping force (A), the maximum value (Amax) of the detected mold clamping force, the second set mold clamping force (B), and the maximum value of the detected mold clamping force (Bmax). Thus, the two coefficients a and b of the linear approximation formula (Fmax = a * Fs + b) can be obtained. Then, by obtaining the intersection of Fmax = Fs and the linear approximation formula (Fmax = a * Fs + b), an appropriate set mold clamping force Fs that does not cause burrs and does not cause deformation of the mold (good ) Value.
In FIG. 5, data of two measurement points are used. However, a linear approximation expression may be obtained by a method such as a least square method using data of a larger number of measurement points.
ここで、適正な設定型締力Fs(good)に射出成形機の型締装置を設定することを説明する。現在、設定型締力がBであるとすると、交点として求められた適正な設定型締力Fs(good)との差分の型締力を調整すればよい。型締力の大きさとタイバー32の伸びの関係は前述したように比例関係にあることから、調整する必要がある型締力の大きさに対応した移動量分,リアプラテン31の位置を型締位置調整用モータM5を駆動することにより調整すればよい。
Here, setting the mold clamping device of the injection molding machine to an appropriate set mold clamping force Fs (good) will be described. If the set mold clamping force is currently B, the difference in mold clamping force from the appropriate set mold clamping force Fs (good) obtained as the intersection may be adjusted. Since the relationship between the magnitude of the mold clamping force and the extension of the
図6は、2次近似式により、検出型締力の最大値と設定型締力とが等しくなるような型締力を求めることを説明するグラフである。横軸は設定型締力(Fs),縦軸は射出中の検出型締力の最大値(Fmax)である。 FIG. 6 is a graph for explaining how to obtain a mold clamping force such that the maximum value of the detected mold clamping force is equal to the set mold clamping force by a quadratic approximate expression. The horizontal axis represents the set mold clamping force (Fs), and the vertical axis represents the maximum value (Fmax) of the detected mold clamping force during injection.
図3と対応して説明すると、第1の設定型締力(A)を設定して射出した場合に検出された型締力の最大値(Amax)となり、第2の設定型締力(B)を設定して射出した場合に検出された型締力の最大値(Bmax)となり、第3の設定型締力(C)を設定した射出した場合に検出された型締力の最大値(Cmax)となる。Amax,Bmax,Cmaxの値とも、Fmax=Fsとなる直線より上の側の値であるので、射出中の型締力の最大値が設定型締力より大きくなるような3組の組み合わせである。よって、第1の設定型締力(A),検出された型締力の最大値(Amax)、第2の設定型締力(B),検出された型締力の最大値(Bmax),第3の設定型締力(C),検出された型締力の最大値(Cmax)の3つの組み合わせにより、2次近似式(Fmax=a*Fs2+b*Fs+c)の3つの係数a,b,cを求めることができる。そして、Fmax=Fsと2次近似式(Fmax=a*Fs2+b*Fs+c)との交点を求めることにより、バリを発生させることがなく、かつ、金型の変形が生じない適正な設定型締力Fs(good)の値を得ることができる。 Explaining in correspondence with FIG. 3, the maximum value (Amax) of the mold clamping force detected when the first set mold clamping force (A) is set and injection is performed, and the second set mold clamping force (B ) Is set to the maximum value (Bmax) of the mold clamping force detected when the injection is performed, and the maximum value of the mold clamping force detected when the third set mold clamping force (C) is set (Bmax). Cmax). Since the values of Amax, Bmax, and Cmax are values above the straight line where Fmax = Fs, there are three sets of combinations in which the maximum value of the mold clamping force during injection is greater than the set mold clamping force. . Therefore, the first set clamping force (A), the detected maximum value (Amax) of the clamping force, the second set clamping force (B), the detected maximum value of clamping force (Bmax), Three coefficients a of a quadratic approximate expression (Fmax = a * Fs 2 + b * Fs + c) are obtained by three combinations of the third set clamping force (C) and the maximum value (Cmax) of the detected clamping force. b and c can be obtained. Then, by obtaining the intersection of Fmax = Fs and the quadratic approximation (Fmax = a * Fs 2 + b * Fs + c), an appropriate setting die that does not generate burrs and does not cause deformation of the mold. The value of the fastening force Fs (good) can be obtained.
図7は、メモリに記憶する設定型締力と射出中の検出型締力の最大値を説明する図である。図3,図5,図6に示される(設定型締力Fs,射出中の検出型締力の最大値Fmax)に対応する射出成型機のメモリに記憶する具体的な数値の例である。射出試行回数1回目の設定型締力Fs(A),射出中の検出型締力の最大値Fmax(Amax)はそれぞれ、25トン,27トン、射出試行回数2回目の設定型締力Fs(B),射出中の検出型締力の最大値Fmax(Bmax)はそれぞれ、15トン,20トンである。射出試行回数3回目の設定型締力Fs(C),射出中の検出型締力の最大値Fmax(Cmax)はそれぞれ、10トン,17トンである。例えば、1回目と2回目のデータを用いて線形近似式を求めることができる。また、1回目〜3回面のデータを用いて2次近似式を求めることができる。 FIG. 7 is a diagram for explaining the maximum value of the set clamping force and the detected clamping force during injection stored in the memory. It is an example of the concrete numerical value memorize | stored in the memory of the injection molding machine corresponding to (setting die clamping force Fs, the maximum value Fmax of the detection die clamping force during injection) shown by FIG.3, FIG.5, FIG.6. The set mold clamping force Fs (A) for the first injection trial frequency and the maximum value Fmax (Amax) of the detected mold clamping force during injection are 25 tons and 27 tons, respectively, and the set mold clamping force Fs (second injection trial frequency for the second time). B) The maximum value Fmax (Bmax) of the detected clamping force during injection is 15 tons and 20 tons, respectively. The set mold clamping force Fs (C) for the third injection trial and the maximum value Fmax (Cmax) of the detected mold clamping force during injection are 10 tons and 17 tons, respectively. For example, a linear approximation expression can be obtained using the first and second data. Further, a quadratic approximate expression can be obtained using the data of the first to third times.
図8−1,図8−2は、本発明に係る適正な型締力を算出する処理のアルゴリズムを示すフローチャートである。以下、各ステップに従って説明する。
●[ステップSA01]設定型締力Fs1で1成形サイクル実行し、射出中の検出型締力を取得しその最大値Fmax1を特定し、前記最大値Fmax1と前記設定型締力Fs1との差すなわち型締力の最大増加量Finc1を前記設定型締力Fs1に対応付けて記憶する。
●[ステップSA02]設定型締力Fs2を(Fs1+ΔFs)とする。ΔFsは正の値である。
●[ステップSA03]設定型締力Fs2で1成形サイクル実行し、射出中の検出型締力を取得しその最大値Fmax2を特定し、前記最大値Fmax2と前記設定型締力Fs2との差すなわち型締力の最大増加量Finc2を前記設定型締力Fs2に対応付けて記憶する。なお、検出型締力の最大値を特定することは従来周知の技術を用いて行うことができる。
●[ステップSA04]ステップSA01で得られたFinc1とステップSA03で得られたFinc2とが等しいか否か判断し、等しい場合にはステップSA09へ移行し、等しくない場合にはステップSA05へ移行する。
●[ステップSA05]設定型締力Fs3を(Fs1−ΔFs)とする。
●[ステップSA06]設定型締力Fs3で1成形サイクル実行し、射出中の検出型締力を取得しその最大値Fmax3を特定し、前記設定型締力Fs3と前記最大値Fmax3とを対応付けて記憶する。
●[ステップSA07](設定型締力Fs1,Fmax1)と(設定型締力Fs3,Fmax3)により、線形近似式を求める。
●[ステップSA08]ステップSA07で求めた線形近似式とFmax=Fsの2つの式によりそれらの交点の座標を求め、適正な型締力Fs(good)を算出し、処理を終了する。
●[ステップSA09]設定型締力Fs3を(Fs1−ΔFs)とする。
●[ステップSA10]設定型締力Fs3で1成形サイクル実行し、射出中の検出型締力を取得しその最大値Fmax3を特定し、前記設定型締力Fs3との差すなわち型締力の最大増加量Finc3を前記設定型締力Fs3に対応付けて記憶する。
●[ステップSA11]ステップSA01で得られたFinc1とステップSA10で得られたFinc3とが等しいか否か判断し、等しい場合にはステップSA12へ移行し、等しくない場合にはステップSA13へ移行する。
●[ステップSA12](Fs3−ΔFs)を新たに設定型締力Fs3とし、ステップSA09へ戻り、処理を継続する。
●[ステップSA13]Fs4を(Fs3−ΔFs)とする。
●[ステップSA14]設定型締力Fs4で1成形サイクル実行し、射出中の検出型締力を取得しその最大値Fmax4を特定し、前記設定型締力Fs4と前記最大値Fmax4とを対応付けて記憶する。
●[ステップSA15](設定型締力Fs3,Fmax3)と(設定型締力Fs4,Fmax4)により、線形近似式を求める。
●[ステップSA16]ステップSA15で求めた線形近似式とFmax=Fsの2つの式によりそれらの交点の座標を求め、適正な設定型締力Fs(good)を算出し、処理を終了する。
FIGS. 8A and 8B are flowcharts showing an algorithm of processing for calculating an appropriate mold clamping force according to the present invention. Hereinafter, it demonstrates according to each step.
[Step SA01] One molding cycle is executed with the set mold clamping force Fs1, the detected mold clamping force during injection is acquired, the maximum value Fmax1 is specified, and the difference between the maximum value Fmax1 and the set mold clamping force Fs1 The maximum increase amount Finc1 of the mold clamping force is stored in association with the set mold clamping force Fs1.
[Step SA02] Set mold clamping force Fs2 is (Fs1 + ΔFs). ΔFs is a positive value.
[Step SA03] One molding cycle is executed with the set mold clamping force Fs2, the detected mold clamping force during injection is acquired, the maximum value Fmax2 is specified, and the difference between the maximum value Fmax2 and the set mold clamping force Fs2 is The maximum increase amount Finc2 of the mold clamping force is stored in association with the set mold clamping force Fs2. The maximum value of the detection mold clamping force can be specified using a conventionally known technique.
[Step SA04] It is determined whether Finc1 obtained in Step SA01 is equal to Finc2 obtained in Step SA03. If they are equal, the process proceeds to Step SA09, and if they are not equal, the process proceeds to Step SA05.
[Step SA05] The set mold clamping force Fs3 is set to (Fs1-ΔFs).
[Step SA06] One molding cycle is executed with the set mold clamping force Fs3, the detected mold clamping force during injection is acquired, the maximum value Fmax3 is specified, and the set mold clamping force Fs3 and the maximum value Fmax3 are associated with each other. Remember.
[Step SA07] A linear approximate expression is obtained from (set mold clamping forces Fs1, Fmax1) and (set mold clamping forces Fs3, Fmax3).
[Step SA08] The coordinates of the intersection point are obtained by the linear approximation formula obtained in Step SA07 and the two formulas Fmax = Fs, an appropriate mold clamping force Fs (good) is calculated, and the process is terminated.
[Step SA09] Set mold clamping force Fs3 is (Fs1-ΔFs).
[Step SA10] One molding cycle is executed with the set mold clamping force Fs3, the detected mold clamping force during injection is acquired, its maximum value Fmax3 is specified, and the difference from the set mold clamping force Fs3, that is, the maximum mold clamping force The increase amount Finc3 is stored in association with the set mold clamping force Fs3.
[Step SA11] It is determined whether Finc1 obtained in Step SA01 and Finc3 obtained in Step SA10 are equal. If they are equal, the process proceeds to Step SA12, and if not, the process proceeds to Step SA13.
[Step SA12] (Fs3−ΔFs) is newly set as the set clamping force Fs3, and the process returns to Step SA09 to continue the process.
[Step SA13] Set Fs4 to (Fs3-ΔFs).
[Step SA14] One molding cycle is executed with the set mold clamping force Fs4, the detected mold clamping force during injection is acquired, the maximum value Fmax4 is specified, and the set mold clamping force Fs4 and the maximum value Fmax4 are associated with each other. Remember.
[Step SA15] A linear approximate expression is obtained from (set mold clamping forces Fs3, Fmax3) and (set mold clamping forces Fs4, Fmax4).
[Step SA16] The coordinates of the intersection point are obtained by the linear approximation formula obtained in Step SA15 and the two formulas Fmax = Fs, an appropriate set clamping force Fs (good) is calculated, and the process is terminated.
図8は線形近似により適正な型締力を求めるフローチャートである。2次以上の近似式を用いて適正な型締力を求める際には、次数に対応してより多くの測定点のデータを収集する必要がある。この場合、例えば、図8のフローチャートにおいて、ステップSA06に継続して設定型締力を小さくしその際の検出型締力の最大値を特定し、設定型締力と対応付けて検出型締力の最大値を記憶するようにし、ステップSA07の線形近似式を求めることに替えて、得られた多数の測定点のデータを用いてより次数の高い近似式を求める。同様に、ステップSA14に継続して設定型締力を小さくしその際の検出型締力の最大値を特定し、設定型締力と対応付けて検出型締力の最大値を記憶するようにし、ステップ15の線形近似式を求めることに替えて、得られた多数の測定点のデータを用いてより次数の高い近似式を求める。
FIG. 8 is a flowchart for obtaining an appropriate clamping force by linear approximation. When obtaining an appropriate clamping force using an approximate expression of second or higher order, it is necessary to collect data of more measurement points corresponding to the order. In this case, for example, in the flowchart of FIG. 8, the set mold clamping force is decreased continuously after step SA06, the maximum value of the detected mold clamping force is specified, and the detected mold clamping force is associated with the set mold clamping force. Is stored, and instead of obtaining the linear approximate expression in step SA07, an approximate expression having a higher order is obtained using the data of the obtained many measurement points. Similarly, continuing to step SA14, the set mold clamping force is reduced, the maximum value of the detected mold clamping force at that time is specified, and the maximum value of the detected mold clamping force is stored in association with the set mold clamping force. Instead of obtaining the linear approximate expression in
5 樹脂圧力センサ
41 型締力センサ
Fs 設定型締力
Fs(good) 適正な設定型締力
Fmax 射出中の検出型締力の最大値
5
Fs Setting mold clamping force Fs (good) Appropriate setting mold clamping force Fmax Maximum value of detected mold clamping force during injection
Claims (6)
前記金型内に溶融樹脂を射出する射出部と、
前記射出部による溶融樹脂の射出中の型締力の最大値を検出する検出部と、
2つ以上の異なる設定型締力で型締力を発生させて射出を行わせる設定型締力設定部と、前記設定型締力と前記射出中に検出された検出型締力の最大値とを対応させて記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された前記設定型締力と前記検出型締力の中から検出型締力の最大値が前記設定型締力より大きい組み合わせを2組以上抽出する抽出部と、
前記抽出された検出型締力の最大値と設定型締力の組み合わせから検出型締力の最大値と設定型締力との関係式を求める関係式算出部と、
前記関係式から検出型締力の最大値と設定型締力とが等しくなるような型締力を求める適正型締力算出部と、
を備え、
適正型締力算出部により求められた型締力を設定することを特徴とする射出成形機の型締力設定装置。 A mold clamping unit that generates a mold clamping force by closing the mold based on the set mold clamping force;
An injection part for injecting molten resin into the mold,
A detection unit for detecting a maximum value of mold clamping force during injection of the molten resin by the injection unit;
A setting mold clamping force setting unit that generates a mold clamping force with two or more different setting mold clamping forces to perform injection, the set mold clamping force, and a maximum value of the detected mold clamping force detected during the injection; A storage unit for storing
An extracting unit for extracting two or more combinations of the set mold clamping force stored in the storage unit and the detected mold clamping force, wherein the maximum value of the detected mold clamping force is greater than the set mold clamping force;
A relational expression calculation unit for obtaining a relational expression between the maximum value of the detected mold clamping force and the set mold clamping force from the combination of the extracted maximum value of the detected mold clamping force and the set mold clamping force;
An appropriate mold clamping force calculation unit for obtaining a mold clamping force such that the maximum value of the detected mold clamping force and the set mold clamping force are equal from the relational expression;
With
A mold clamping force setting device for an injection molding machine, which sets a mold clamping force obtained by an appropriate mold clamping force calculation unit.
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