JP5203625B2 - Attitude control device for moving mold in injection molding machine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an attitude control device for a movable mold which highly accurately and automatically performs an alignment of the moving mold relative to a fixed mold. <P>SOLUTION: Alignment plates 26, 28 are disposed between a moving mold mounting plate 24 and a moving die plate MVP. A piezoelectric element PE composing a piezoelectric element unit 40 abuts to the upper end surface of the alignment plate, and the piezoelectric element is displaced by applying a predetermined voltage to be able to displace the alignment plate downward. The attitude control device is provided with a light receiving part 34 and a mark 38 for composing an attitude measuring means. The attitude control device is constituted so that a number of CCDs (charge coupled device) used for a digital still camera or the like are disposed in a matrix shape as a unit pixel on the light receiving area of the light receiving part, and the positions of respective CCDs have memories corresponding to the addresses in a control device. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は射出成形機における移動金型の姿勢制御に係り、特に、固定金型に対する移動金型の調芯を高精度且つ自動的に遂行する移動金型の姿勢制御装置に関する。   The present invention relates to attitude control of a movable mold in an injection molding machine, and more particularly to an attitude control apparatus for a movable mold that automatically and accurately performs alignment of the movable mold with respect to a fixed mold.

射出成形機において使用される一対の固定金型および移動金型は、通常その軸芯が一致する状態で成形が行われることを前提にして設計されている。しかしながら、これら一対の固定金型、移動金型は射出成形機上において、それぞれ固定ダイプレート、移動ダイプレート上に取り付けられており、型閉じ状態、あるいは型締め状態では、移動金型取り付け作業の精度、取付面への塵埃の介在、成形時の応力による移動ダイプレートの変形などにより固定金型に対する移動金型の実際の姿勢は射出成形機の設計時に意図された状態と必ずしも一致しない。成形品の成形精度に対する高度化の要求が高まる中で、射出成形機に取り付けられた状態における一対の固定金型、移動金型の軸芯を可能な限り一致することが求められている。   A pair of fixed molds and movable molds used in an injection molding machine are usually designed on the assumption that molding is performed in a state in which their axial centers coincide. However, these pair of fixed molds and movable molds are mounted on the fixed die plate and the movable die plate, respectively, on the injection molding machine. When the mold is closed or clamped, the movable mold is attached. The actual posture of the movable mold with respect to the fixed mold does not necessarily match the state intended at the time of designing the injection molding machine due to accuracy, dust on the mounting surface, deformation of the movable die plate due to stress during molding, and the like. As the demand for sophistication of the molding accuracy of molded products increases, it is required to match the axial centers of a pair of fixed molds and moving molds as much as possible when they are attached to an injection molding machine.

こうした要求に対応する方法として、高精度の金型合わせができるように、型締油圧シリンダのピストンとタイバー、支持プレートとタイバーおよび移動ダイプレートと移動ダイプレート支持体の結合部のうち、型締め時に両金型が調芯されるように少なくとも一箇所以上の接合部に調芯機構を有するものが開示されている。(特許文献1)   In order to meet these requirements, mold clamping is possible among the joints between the piston and tie bar, the support plate and tie bar, and the movable die plate and movable die plate support of the mold clamping hydraulic cylinder so that high-precision mold alignment is possible. There has been disclosed one having an alignment mechanism at at least one joint so that both molds are sometimes aligned. (Patent Document 1)

また、可動金型が金型位置決め装置によって芯ずれが矯正されながら閉じるとき、金型位置決め装置に無理な力がかからない金型取付装置を提供するものとして、特許文献2には、移動ダイプレートに調芯面板を介して可動金型を取り付けた構造であって、可動型に働くねじれが金型位置決め装置に負担されない金型取付装置と、可動金型が自動調心される金型取付装置が開示されている。   Moreover, when a movable mold is closed while the misalignment is corrected by the mold positioning apparatus, a mold mounting apparatus that does not apply excessive force to the mold positioning apparatus is disclosed in Patent Document 2 as a moving die plate. A mold mounting device having a structure in which a movable mold is mounted via an alignment face plate, and a mold mounting device in which a twist acting on the movable mold is not borne by the mold positioning device, and a mold mounting device in which the movable mold is automatically aligned are provided. It is disclosed.

前記特許文献2の段落0002〜0004には、
「射出成形機の型締装置は、固定金型を取り付ける固定プラテンと、可動金型を取り付ける可動プラテンとを少なくとも備え、可動プラテンを固定プラテンに対して進退、すなわち開閉させて金型の型開閉や型締めを行っている。そして、閉じた可動金型と固定金型の間に形成されるキャビティに射出装置から樹脂材料を充填して、成形品を成形する。
成形運転が開始されると、成形サイクル毎に高温に溶融された樹脂材料が金型に注入されて金型温度が上昇する。それで、金型に冷却水を循環させる等(温調)をして金型自身を冷却するとともに、金型とプラテンとの間に断熱板を入れて、金型自身やプラテンの温度の安定化を図ることが通常行われている。しかし、プラテンや金型の温度は、金型取り付け時の状態と運転開始後の状態とで異なり、時間の経過とともに両者の温度が変化するので、お互いの中心がずれてくる。この芯ずれは、プラテンや金型の構造や材料の違いによる熱変位量の差異によるものであるが、周囲の温度が変化するときにも発生する。このようにして、型締装置では、プラテンや金型の中心位置がわずかに芯ずれしてくることが多い。
この金型のわずかな芯ずれを矯正するため、通常、金型位置決め装置が金型に内蔵されている。金型位置決め装置は、例えば、ガイドピンが可動金型側に植設され、ガイドブッシュが固定金型に挿嵌されているものや、テーパ状の案内凸部と凹部とが設けられているものである。このような金型位置決め装置がお互いに挿嵌して位置決めすることによって、金型がその中心を一致させて閉まるようになっている。しかしながら、金型がプラテンに強固に固定されている状態で、芯ずれを上述のように矯正しながら成形運転を続けると、例えばガイドピンとガイドブッシュとの組み合わせでは、ガイドピンがガイドブッシュに常に片当たりして、ガイドピンとガイドブッシュとが早期に摩耗する。その結果、可動金型と固定金型との金型位置決め装置が甘くなって両金型の中心が芯ずれし、成形品の対向する2面の中心が芯ずれする。これは、精密な成形品、例えば、精緻に成形されるべき微細コネクタやレンズの品質を大きく損ねる原因になる。」(引用文1)
と記載されている。
In paragraphs 0002 to 0004 of Patent Document 2,
“A mold clamping device of an injection molding machine includes at least a fixed platen for attaching a fixed mold and a movable platen for attaching a movable mold, and the mold is opened and closed by moving the movable platen back and forth with respect to the fixed platen. Then, the resin material is filled from the injection device into the cavity formed between the closed movable mold and the fixed mold, and the molded product is molded.
When the molding operation is started, the resin material melted at a high temperature is injected into the mold every molding cycle, and the mold temperature rises. Therefore, the mold itself is cooled by circulating cooling water through the mold (temperature control) and a heat insulating plate is inserted between the mold and the platen to stabilize the temperature of the mold itself and the platen. It is usually done. However, the temperature of the platen and the mold is different between the state when the mold is attached and the state after the operation is started, and the temperature of both changes with the passage of time. This misalignment is caused by a difference in the amount of thermal displacement due to a difference in the structure and material of the platen and mold, but also occurs when the ambient temperature changes. In this way, in the mold clamping device, the center position of the platen or the mold is often slightly misaligned.
In order to correct the slight misalignment of the mold, a mold positioning device is usually built in the mold. In the mold positioning device, for example, a guide pin is planted on the movable mold side, a guide bush is inserted into the fixed mold, or a taper-shaped guide convex part and a concave part are provided. It is. When such a mold positioning device is inserted and positioned to each other, the mold is closed with its center aligned. However, if the molding operation is continued while correcting the misalignment as described above with the mold firmly fixed to the platen, for example, in the combination of the guide pin and the guide bush, the guide pin is always separated from the guide bush. The guide pin and the guide bush are worn early. As a result, the mold positioning device between the movable mold and the fixed mold becomes sweet, the centers of both molds are misaligned, and the centers of the two opposing surfaces of the molded product are misaligned. This is a cause of greatly degrading the quality of a precision molded product, for example, a fine connector or a lens to be precisely molded. (Quotation 1)
It is described.

さらに、特許文献2の段落0010には、
「上述した目的を達成するため、請求項1に係る射出成形機の金型取付装置は、金型位置決め装置(20)によって固定側金型(11)に位置決めされる可動金型(12)を、可動プラテン(2)に取り付ける射出成形機の金型取付装置において、可動金型(12)を取り付ける調心面板(31)、(32)、(33)を、調心ばね(42)、(142)、(242)、(52)、(152)、(252)、(301)によって水平方向および鉛直方向に平衡状態で予圧して支持することを特徴とするものである。」(引用文2)
と記載されている。
Furthermore, in paragraph 0010 of Patent Document 2,
“To achieve the above-described object, a mold mounting apparatus for an injection molding machine according to claim 1 includes a movable mold (12) positioned on a fixed mold (11) by a mold positioning apparatus (20). In the mold mounting apparatus of the injection molding machine to be mounted on the movable platen (2), aligning face plates (31), (32), (33) for mounting the movable mold (12) are aligned with the aligning springs (42), ( 142), (242), (52), (152), (252), (301) are pre-loaded in a balanced state in the horizontal and vertical directions and are supported. " 2)
It is described.

さらに、特許文献2の段落0030、0032には、ねじれ防止機能を有するメカニズムとして、
「調心面板31は、図6、図8に示すように、水平鉛直案内手段180によって次のように支持される。水平鉛直案内手段180は、鉛直位置決めピン181と水平位置決めピン182と可動ブロック183とからなり、調心面板31の上下に配置される。鉛直位置決めピン181が調心面板31の上下の端面両角に鉛直方向に植設され、水平位置決めピン182がブラケット151に固定されている。そして、鉛直位置決めピン181と水平位置決めピン182とがねじれの位置で直交した状態で挿通される可動ブロック183が、これらのピン181、182の間で移動可能に配置されている。これらによって、調心面板31は、これと可動プラテン2との隙間が0.01mm程度になるように案内される。もちろん、上記ピン181、182の動きが円滑になるように、可動ブロック183に砲金ブッシュやボールブッシュを挿入すると良い。なお、水平鉛直案内手段180は、図示した構成に限定されるものでなく、水平方向と鉛直方向が入れ替わった配置であっても良い。
このような第2実施例の金型取付装置では、可動ブロック183が水平位置決めピン182に水平方向に移動可能であり、鉛直位置決めピン181、すなわち調心面板31が可動ブロック183に鉛直方向に移動可能である。それで、調心面板31は、可動プラテン2の中心位置に拘束されずに可動プラテン2上で水平方向と鉛直方向との両方に同時に移動可能に案内される。また、金型が閉じるときにこれにねじれが働いても、水平鉛直案内手段180がこの負荷を支えることができる。調心面板31が位置決めピン181、182および可動ブロック183によって水平方向と鉛直方向に同時に支持されるからである。そして、水平鉛直案内手段180が調心面板31の中心から離れた位置に配置されているので、この負荷も過大にならない。」(引用文3)
と記載されている。
Furthermore, in paragraphs 0030 and 0032 of Patent Document 2, as a mechanism having a twist preventing function,
As shown in FIGS. 6 and 8, the aligning face plate 31 is supported as follows by the horizontal / vertical guide unit 180. The horizontal / vertical guide unit 180 includes a vertical positioning pin 181, a horizontal positioning pin 182, and a movable block. 183, which are arranged above and below the aligning face plate 31. Vertical positioning pins 181 are implanted vertically at both upper and lower end face angles of the aligning face plate 31, and the horizontal positioning pins 182 are fixed to the bracket 151. A movable block 183 is inserted between the pins 181 and 182 so that the vertical positioning pin 181 and the horizontal positioning pin 182 are inserted at right angles at the torsional position. The aligning face plate 31 is guided so that the gap between the aligning face plate 31 and the movable platen 2 is about 0.01 mm. It is preferable to insert a gun metal bush or a ball bush into the movable block 183 so that the movement of 82 is smooth.The horizontal / vertical guide means 180 is not limited to the illustrated configuration, and the horizontal and vertical directions are The arrangement may be changed.
In such a mold mounting apparatus of the second embodiment, the movable block 183 is movable in the horizontal direction to the horizontal positioning pin 182, and the vertical positioning pin 181, that is, the aligning face plate 31 is moved in the vertical direction to the movable block 183. Is possible. Therefore, the aligning face plate 31 is guided on the movable platen 2 so as to be simultaneously movable in both the horizontal direction and the vertical direction without being constrained by the center position of the movable platen 2. Further, even if the mold is twisted when the mold is closed, the horizontal / vertical guide means 180 can support this load. This is because the aligning face plate 31 is simultaneously supported in the horizontal direction and the vertical direction by the positioning pins 181 and 182 and the movable block 183. Since the horizontal / vertical guide means 180 is disposed at a position away from the center of the aligning face plate 31, this load is not excessive. (Quotation 3)
It is described.

また、可動金型が固定金型に対して僅かに芯ずれしても、可動金型の位置を精密
に調整して、正確、かつ、容易に調芯できる金型取付装置を提供するものとして、特許文献3には、可動金型を取り付ける金型取付装置として、3枚の調芯面板を含むそれぞれ微調整機構を有する構造が開示されている。
Moreover, even if the movable mold is slightly misaligned with respect to the fixed mold, a mold mounting device that can accurately and easily align the position of the movable mold is provided. Patent Document 3 discloses a structure having fine adjustment mechanisms each including three alignment face plates as a mold mounting apparatus for mounting a movable mold.

特許文献3の段落0009には、
「可動金型が固定される可動プラテンの調心面板を中心軸に直交する平面上で直交する2方向にそれぞれ微調整可能に構成して固定金型の中心軸と可動金型の中心軸を一致させ、さらに中心軸を中心にして回転方向にも微調整可能とすることにより、可動金型と固定金型の中心軸の位置決めすなわち調芯を高精度に効率よく行うことのできる射出成形機の金型取付装置を提供することを目的としている。また、中心軸に直交する平面上の2方向と回転方向のそれぞれの微少移動を表示する表示装置を設けることにより、煩雑な位置決め作業を定量的に確認しながら迅速に行うことが可能な射出成形機の金型取付装置を提供することを目的とする。」(引用文4)
と記載されている。
In paragraph 0009 of Patent Document 3,
“The aligning face plate of the movable platen to which the movable mold is fixed can be finely adjusted in two directions orthogonal to each other on a plane orthogonal to the central axis so that the central axis of the fixed mold and the central axis of the movable mold are An injection molding machine that can perform high-precision and efficient positioning of the center axis of the movable mold and the fixed mold, that is, by aligning the center axis and making fine adjustments in the rotational direction. In addition, it is possible to quantify complicated positioning work by providing a display device that displays a minute movement in each of two directions and a rotational direction on a plane orthogonal to the central axis. It is an object to provide a mold mounting apparatus for an injection molding machine that can be performed quickly while confirming the situation. "(Citation 4)
It is described.

さらに、特許文献3の段落0035〜0038には、
「第1ないし第3調心面板310,320,330の微調整量は、図1,図2,図6および図7に示すような位置表示装置60を設けておくことにより、定量的に、かつより高精度に調整することが可能となる。この位置表示装置60は、図9に示すように、各調心面板の微調整する方向に平行に、それぞれ設けられる同一構成のものであり、図9でその代表例として第1微調整機構31に設けられた位置表示装置60を示している。
この位置表示装置60は、例えばダイヤルゲージ61等の測長器が好適である。可動プラテン2側に固定するブラケットとして用いられる横方向保持部材312に、ダイヤルゲージ61の測定子63が調心面板31の端面に当接するように配置され、第1調心面板310の可動プラテン2に対する位置が表示部に表示されるようになっている。
ダイヤルゲージ61は、最小目盛りが1または2μm程度、最大目盛りが±0.5mm程度のものが好適である。そして、上記調心面板310,320と各保持部材312,322との隙間、あるいは第3調心面板330の突出部334と調整部材72との隙間が例示のように0.5mmに調整されるときに、ダイヤルゲージ61はその目盛りが0を示すように調整され、セットボルト64によって固定される。したがって、微調整代は±0.5mmとなる。この範囲を超える隙間の位置に上記調心面板がある場合には、当然その位置が計測されないが、本発明の目的とするところは、精密な金型位置の調整にあるから±0.5mmの測定ができれば充分である。なお、上記調心面板を保持部材の間に最初にセットするときに組み立てが容易になるように、上記の隙間0.5mmを最大1mm程度の隙間にすることもできるが、このときには、上記隙間1mmとなる位置で目盛りが0を示すように調整され、その位置を基準に±0.5mm程度の範囲の位置が計測されればよい。また、位置表示装置60が本型締装置に備えられていない場合には、手持ちのダイヤルゲージを可動プラテン2に取り付けて、第1ないし第3の調心面板310,320,330あるいは可動金型12の位置を確認する。
次に、上述した構成の金型取付装置の取り付け調整手順について説明する。第1調心面板310は、最初に可動プラテン2に固定された横方向保持部材312,313とキー314,315とによって可動プラテン2上で支持される。第2調心面板320は、先に第1調心面板310に固定されている縦方向ガイド部材322,323とキー324,325とによって第1調心面板310上で支持される。さらに、第3調心面板330は、その突出部334が予め第2調心面板320に固定されている調整部材72または73の間に位置した状態で、筒状軸部材326に中心位置に挿入され、第2調心面板320上に支持され、仮止めボルト4によってこれらの面板が固定プラテン2に仮止めされる。次に、3枚の調心面板310〜330は、それぞれの位置表示装置60の指示目盛りが0を示した状態になるように、すなわち各調心面板がガイド部材や調整部材との隙間が0.5mmになるように、各調心装置の押しボルト51によってそれらの位置が微調整されて調芯がなされ、この状態でロックボルト6によって固定される。
このようにして、3枚の調心面板がそれぞれの方向に芯出しされて可動プラテン2に組み込まれたときに、これらの中心がプラテン中心と一致するように、金型取付装置の各構成部材の形状や寸法は、あらかじめ所定の公差内に収まるように形成されている。」(引用文5)
と記載されている。
Furthermore, paragraphs 0035 to 0038 of Patent Document 3 include
“The fine adjustment amount of the first to third aligning face plates 310, 320, and 330 is quantitatively determined by providing a position display device 60 as shown in FIGS. 1, 2, 6, and 7. As shown in Fig. 9, the position display device 60 has the same configuration provided in parallel with the direction of fine adjustment of each alignment face plate, as shown in Fig. 9. FIG. 9 shows a position display device 60 provided in the first fine adjustment mechanism 31 as a representative example.
The position display device 60 is preferably a length measuring device such as a dial gauge 61, for example. A measuring member 63 of the dial gauge 61 is disposed on a lateral holding member 312 used as a bracket to be fixed to the movable platen 2 side so as to contact the end surface of the aligning face plate 31, and the movable platen 2 of the first aligning face plate 310 is arranged. The position relative to is displayed on the display unit.
The dial gauge 61 preferably has a minimum scale of about 1 or 2 μm and a maximum scale of about ± 0.5 mm. Then, the gap between the aligning face plates 310 and 320 and the holding members 312 and 322 or the gap between the projecting portion 334 of the third aligning face plate 330 and the adjusting member 72 is adjusted to 0.5 mm as illustrated. Sometimes, the dial gauge 61 is adjusted so that the scale indicates 0 and is fixed by the set bolt 64. Therefore, the fine adjustment allowance is ± 0.5 mm. When the aligning face plate is located at a gap exceeding this range, the position is naturally not measured. However, the object of the present invention is to precisely adjust the mold position so that it is ± 0.5 mm. It is sufficient if measurement is possible. The gap 0.5 mm can be set to a maximum of about 1 mm so that the assembly is facilitated when the alignment face plate is first set between the holding members. The scale may be adjusted to show 0 at a position of 1 mm, and a position in a range of about ± 0.5 mm may be measured based on the position. When the position display device 60 is not provided in the mold clamping device, a hand-held dial gauge is attached to the movable platen 2, and the first to third aligning face plates 310, 320, 330 or the movable mold are attached. Check 12 position.
Next, a procedure for adjusting the mounting of the mold mounting apparatus having the above-described configuration will be described. The first aligning face plate 310 is supported on the movable platen 2 by the lateral holding members 312 and 313 and the keys 314 and 315 fixed to the movable platen 2 first. The second aligning face plate 320 is supported on the first aligning face plate 310 by the longitudinal guide members 322 and 323 and the keys 324 and 325 previously fixed to the first aligning face plate 310. Further, the third aligning face plate 330 is inserted into the cylindrical shaft member 326 at the center position with the protruding portion 334 positioned between the adjusting members 72 or 73 fixed to the second aligning face plate 320 in advance. Then, it is supported on the second alignment face plate 320, and these face plates are temporarily fixed to the fixed platen 2 by temporary fixing bolts 4. Next, the three aligning face plates 310 to 330 are in a state where the indication scales of the respective position display devices 60 indicate 0, that is, each aligning face plate has no gap between the guide member and the adjusting member. These positions are finely adjusted by the push bolts 51 of the respective aligning devices so as to be 5 mm, and the centering is performed. In this state, the lock bolts 6 are fixed.
In this way, when the three aligning face plates are centered in the respective directions and incorporated in the movable platen 2, each component member of the mold mounting device is aligned with the center of the platen. The shape and dimensions are preliminarily formed within predetermined tolerances. (Quotation 5)
It is described.

特開平4−348916JP-A-4-348916 特開2000−309037JP2000-309037 特開2001−47477JP2001-47777

特許文献1では、移動金型と固定金型の軸心を一致させることに関係するものであり、そのなかでもタイバーの構造に起因する問題点を抽出し、タイバーと移動ダイプレート支持体との隙間を少なくするようにし、移動ダイプレートの傾きが小さくなり、結果として高精度の型合わせを可能にするものであり、移動金型自体の固定金型に対する姿勢を直接検出して修正するというものではない。   In patent document 1, it is related to making the axial center of a movable metal mold | die and a fixed metal mold | die agree | coinciding, The problem resulting from the structure of a tie bar is extracted among them, and a tie bar and a movable die plate support body are extracted. The gap is reduced, the inclination of the moving die plate is reduced, and as a result, high-precision mold alignment is possible, and the attitude of the moving mold itself relative to the fixed mold is directly detected and corrected. is not.

特許文献2では、その図1、2に示されるように、移動ダイプレートすなわち、可動プラテン2と可動金型取付板14の間に調心面板31が設けられ、同調心面板31は可動プラテン2の移動方向と垂直な面内の所定範囲で水平および鉛直方向に調整移動できるようになっており、そのために水平平衡案内手段40と鉛直平衡案内手段50と位置表示手段70が設けられている。また調整移動のため、図4に示されるように、押しボルト61が設けられ対向側には与圧を与えるばね52が設けられている。さらに、図6に示されるように、水平鉛直案内手段180が設けられ、上記の引用文1、3に記載のように、ねじれを防止するようにし、金型位置決装置20による可動金型と固定金型の芯合わせが正常に行われるようにするものである。   In Patent Document 2, as shown in FIGS. 1 and 2, a centering face plate 31 is provided between the movable die plate, that is, the movable platen 2 and the movable mold mounting plate 14. For this purpose, a horizontal balance guide means 40, a vertical balance guide means 50, and a position display means 70 are provided. For adjustment movement, as shown in FIG. 4, a push bolt 61 is provided, and a spring 52 for applying pressure is provided on the opposite side. Furthermore, as shown in FIG. 6, horizontal and vertical guide means 180 are provided to prevent twisting as described in the above cited references 1 and 3, and the movable mold by the mold positioning device 20 and The centering of the fixed mold is performed normally.

しかしながら、この特許文献2では、可動金型の水平、鉛直方向の変位を位置表示手段で常時表示しその値がゼロから変位しているとき押しボルトを調整するものであって、作業者により調整を行う必要があり、調整に際しては射出成形機の運転動作を中断しなければならない。   However, in this patent document 2, the horizontal and vertical displacements of the movable mold are always displayed on the position display means, and the push bolt is adjusted when the value is displaced from zero. In the adjustment, the operation of the injection molding machine must be interrupted.

また、特許文献3では、可動プラテン2と可動金型12との間に3枚の調心面板310、320、330が設けられ、調心面板310、320はそれぞれ水平、鉛直方向用、調心面板330は回転用であり、その各調心面板の微調整機構31、32、33は、特許文献2とほぼ同様な押しボルトと予圧用のばねとからなるものであり、引用文5に記載されるように、位置表示装置としてのダイヤルゲージを有する構成であって、調整作業は作業者が表示装置を見ながらおこなうようになっており、調整時にはやはり、射出成形機の運転を中断しなければならない。   In Patent Document 3, three alignment face plates 310, 320, and 330 are provided between the movable platen 2 and the movable mold 12, and the alignment face plates 310 and 320 are for horizontal and vertical directions, respectively. The face plate 330 is for rotation, and the fine adjustment mechanisms 31, 32, and 33 of the aligning face plates are composed of a push bolt and a preload spring that are substantially the same as in Patent Document 2, and are described in Citation 5. As shown in the figure, it has a dial gauge as a position display device, and the adjustment work is performed while the operator looks at the display device, and the operation of the injection molding machine must be interrupted at the time of adjustment. I must.

また、特許文献2、3のいずれも金型位置決め手段20を構成するガイドピン21とガイドブッシュ22とにより芯出しを行うものとして説明されているが、本発明者等の知見によれば、こうしたガイドブッシュおよびガイドピンによる金型位置決め手段を備えない一対の金型を使用する場合もある。またこうしたガイドブッシュおよびガイドピンを備えていてもそれは型閉じ動作時の一応のガイド機能を遂行するものであり、両者は数十ミクロン程度の緩い嵌合状態であり、したがって、この金型位置決め手段のガイドブッシュおよびガイドピンが正常に嵌合しているからといって、可動金型と固定金型との軸芯が高精度に一致しているというわけではない。   Further, both Patent Documents 2 and 3 are described as centering by the guide pins 21 and the guide bushes 22 constituting the mold positioning means 20, but according to the knowledge of the present inventors, such In some cases, a pair of molds that do not include mold positioning means using guide bushes and guide pins is used. Even if such a guide bush and guide pin are provided, they perform a temporary guide function during the mold closing operation, and both are loosely engaged with each other in the order of several tens of microns. Even if the guide bush and the guide pin are normally fitted, the axes of the movable mold and the fixed mold do not coincide with each other with high accuracy.

本発明者等は上述した種々の問題点を鋭意検討した結果、射出成形機に搭載されている固定金型に対する移動金型の姿勢を自動的に測定しその検出信号を利用することによって、圧電素子を備えた微調整機構を介して移動金型の姿勢を自動的に調整することで前記問題点は基本的に解決できることを見出した。   As a result of diligent examination of the various problems described above, the present inventors have automatically measured the attitude of the moving mold with respect to the fixed mold mounted on the injection molding machine, and used the detected signal to It has been found that the above problems can be basically solved by automatically adjusting the attitude of the moving mold through a fine adjustment mechanism equipped with elements.

従って、本発明の目的は、固定金型に対する移動金型の調芯を高精度且つ自動的に遂行する移動金型の姿勢制御装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an attitude control device for a moving mold that automatically and accurately performs the alignment of the moving mold with respect to the fixed mold.

上記の目的を達成するため、本発明による射出成形機における移動金型の姿勢制御装置は、
射出成形機の固定ダイプレートに搭載固定された固定金型に対し移動ダイプレートに搭載固定された移動金型を所望の姿勢に制御する姿勢制御装置であって、同姿勢制御装置は、
前記移動金型を固定保持する金型取付盤と前記移動ダイプレートの間に介在させた複数の調芯プレートと、
前記固定金型に対する移動金型の姿勢を測定する測定手段と、
前記移動ダイプレートに対し前記各調芯プレートを所定軸方向へ相対的に変位させる複数の圧電素子ユニットと、
前記測定手段により得られた検出信号に基づいて前記各圧電素子ユニットを駆動するための電気信号を生成する制御手段と、
を備えて構成することを特徴とする。
In order to achieve the above object, an attitude control device for a movable mold in an injection molding machine according to the present invention comprises:
An attitude control device that controls a movable mold mounted and fixed on a moving die plate to a fixed mold mounted and fixed on a fixed die plate of an injection molding machine.
A plurality of alignment plates interposed between the mold mounting plate for fixing and holding the movable mold and the movable die plate;
Measuring means for measuring the attitude of the moving mold with respect to the fixed mold;
A plurality of piezoelectric element units for displacing each alignment plate relative to the movable die plate in a predetermined axial direction;
Control means for generating an electrical signal for driving each piezoelectric element unit based on the detection signal obtained by the measurement means;
It is characterized by comprising.

その場合、前記測定手段は、前記固定金型近傍部位または前記移動金型近傍部位に設けられたマークと、同マークに対向して前記前記移動金型近傍部位または前記固定金型近傍部位に配置された受光部と、を備え、前記測定手段は少なくとも前記移動金型平面上の直交する2軸の変位量を測定可能である。
またその場合、前記受光部の受光領域はCCD素子群で形成され、各CCD素子の受光、非受光の状態は、該CCD素子の受光領域位置に対応したアドレスを有する第1メモリに保持されるよう構成することができる。
さらにまた、前記制御手段には前記移動金型の姿勢を定義する複数の座標軸の各軸方向における前記固定金型に対する移動金型の基準状態に対応する第1データを予め設定する第2メモリと、測定された前記検出信号から前記各座標軸方向の成分データを生成し、さらに前記各圧電素子ユニットに指令する修正変位量を形成するため前記各成分データと前記各座標軸方向の第1データとの差を算出する演算部と、前記各圧電素子ユニットの圧電素子へ供給する入力電圧とその変位量との関係を定義する圧電素子特性部と、同特性部を介して前記修正変位量に対応する入力電圧を特定し前記電気信号を生成する変位−電圧変換部と、からなるよう構成することができる。
さらにその場合、前記複数の調芯プレートには前記移動ダイプレートの移動方向と垂直な面内で互いに直交方向への移動が許容されるよう構成した一対のX−Yテーブルを含むよう構成することができる。
さらに、その場合、前記複数の調芯プレートには前記移動ダイプレートの移動方向と垂直な面内で所定範囲の回転が許容されるよう構成した回転テーブルを含むよう構成することができる。
In that case, the measuring means is arranged in the vicinity of the fixed mold or in the vicinity of the movable mold, and in the vicinity of the movable mold or in the vicinity of the fixed mold facing the mark. And the measuring means is capable of measuring at least two orthogonal displacement amounts on the movable mold plane.
In this case, the light receiving area of the light receiving unit is formed of a CCD element group, and the light receiving and non-light receiving states of each CCD element are held in a first memory having an address corresponding to the position of the light receiving area of the CCD element. It can be configured as follows.
Furthermore, the control means has a second memory for presetting first data corresponding to a reference state of the movable mold with respect to the fixed mold in each axial direction of a plurality of coordinate axes defining the attitude of the movable mold; Generating the component data in each coordinate axis direction from the measured detection signal, and further forming the corrected displacement amount commanded to each piezoelectric element unit between the component data and the first data in each coordinate axis direction. An arithmetic unit that calculates a difference, a piezoelectric element characteristic unit that defines a relationship between an input voltage supplied to the piezoelectric element of each of the piezoelectric element units and a displacement amount thereof, and the correction displacement amount is accommodated through the characteristic unit. A displacement-voltage conversion unit that specifies an input voltage and generates the electrical signal can be configured.
Further, in this case, the plurality of alignment plates include a pair of XY tables configured to be allowed to move in directions orthogonal to each other in a plane perpendicular to the moving direction of the moving die plate. Can do.
Further, in this case, the plurality of alignment plates may include a rotary table configured to allow a predetermined range of rotation within a plane perpendicular to the moving direction of the movable die plate.

本発明によれば、射出成形機の運転動作中の適宜タイミングで移動金型の姿勢を自動測定すると共にその検出信号から生成した電気信号により圧電素子を備えた微調整機構を介して移動金型の固定金型に対する姿勢を自動調整することが可能となる。   According to the present invention, the moving mold is automatically measured at an appropriate timing during the operation of the injection molding machine, and the moving mold is provided via the fine adjustment mechanism provided with the piezoelectric element by the electric signal generated from the detection signal. It is possible to automatically adjust the posture of the fixed mold.

以下、本発明の実施の形態に基づく1実施例について図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明による移動金型の姿勢制御装置10の主な機能を説明するブロック図である。同図において、参照符号10aは、移動金型の所望の姿勢すなわち、移動金型の軸芯が固定金型の軸芯と一致した状態(以下本発明では基準状態と称する)における移動金型の姿勢を定義する座標軸の各軸方向の成分データ、例えば値ゼロを設定する設定部、参照符号10bは、射出成形機の稼動中における移動金型の姿勢を測定し検出信号を生成する測定部、参照符号10cは、その検出信号から各軸方向の成分を生成し、設定部10aからの、移動金型の基準状態の姿勢に対応した成分データとの差分を演算する演算部、参照符号10dは、各軸方向に対応した圧電素子駆動部10eを有する微調整機構である。
Hereinafter, an example based on an embodiment of the invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram for explaining the main functions of the attitude control apparatus 10 for a movable mold according to the present invention. In the figure, reference numeral 10a indicates a desired posture of the moving mold, that is, the moving mold in a state where the axis of the moving mold coincides with the axis of the fixed mold (hereinafter referred to as a reference state in the present invention). Component data in each axial direction of coordinate axes that define the posture, for example, a setting unit that sets a value of zero, reference numeral 10b is a measuring unit that measures the posture of the moving mold during operation of the injection molding machine and generates a detection signal, Reference numeral 10c generates a component in each axial direction from the detection signal, and calculates a difference from the component data corresponding to the attitude of the moving mold in the reference state from the setting unit 10a. Reference numeral 10d is This is a fine adjustment mechanism having a piezoelectric element driving unit 10e corresponding to each axial direction.

図2は、本発明が適用される横型射出成形機の型締装置部分の側面図である。同図2において、ベースフレーム20の右端部には固定ダイプレートFXPが立設して固定されている。一方、ベースフレーム20の左端部側には移動ダイプレートMVPがリニアガイド22を介して図の左右方向(以下ではZ方向という)に移動可能に設けられている。移動ダイプレートMVPおよび固定ダイプレートFXPのコーナー部にはタイバーTBが貫通しており、移動ダイプレートMVPはタイバーTBにガイドされて図示しない移動手段によりZ方向に移動するとともに、所定の型閉じ位置で公知のクランプ機構50によりクランプされるようになっている。参照符号24は移動金型MVDをその所定位置に取付固定する移動金型取付板であって、移動ダイプレートMVPとの間には調芯プレート26、28が配設されている。   FIG. 2 is a side view of a mold clamping device portion of a horizontal injection molding machine to which the present invention is applied. In FIG. 2, a fixed die plate FXP is erected and fixed to the right end portion of the base frame 20. On the other hand, a movable die plate MVP is provided on the left end side of the base frame 20 so as to be movable in the left-right direction (hereinafter referred to as Z direction) in the figure via a linear guide 22. A tie bar TB passes through the corners of the movable die plate MVP and the fixed die plate FXP. The movable die plate MVP is guided by the tie bar TB and moved in the Z direction by a moving means (not shown), and a predetermined mold closing position. And is clamped by a known clamping mechanism 50. Reference numeral 24 denotes a moving mold mounting plate for mounting and fixing the moving mold MVD at a predetermined position, and alignment plates 26 and 28 are arranged between the moving die plate MVP.

固定ダイプレートFXPには取付板32を介して固定金型FXDが取付固定されている。参照符号CLはZ方向における移動金型MVDと固定金型FXDの中心軸線を示す。射出成形機の運転動作中においては両者の軸芯が一致していることが良品成形のため必要である。
前記調芯プレート26は、移動ダイプレートMVPの右端面上において上下方向であるY方向の所定範囲で移動可能に取り付けられている。参照符号26aは移動ダイプレートMVPのY方向に形成されたV字状の案内溝であり、同案内溝26aには調芯プレート26の摺動部26bが対向して摺動可能に設けられている。参照符号30は移動ダイプレートMVDに取り付けられた駒であって、図示のように、調芯プレート26の鍔26cと所定間隙をもって対向している。この所定間隔は数十ミクロン程度である。この駒30は調芯プレート26が移動ダイプレートMVDから離脱するのを防止するものである。また、参照符号sprは調芯プレート26に対し上方へ予圧を与えるばねである。なお、図示しないが、前記駒30は調芯プレート26の上部または側部の適宜箇所にも設けられている。
A fixed die FXD is attached and fixed to the fixed die plate FXP via an attachment plate 32. Reference sign CL indicates the central axis of the moving mold MVD and the fixed mold FXD in the Z direction. During the operation of the injection molding machine, it is necessary for the non-defective molding that the axes of the two coincide.
The alignment plate 26 is attached to be movable within a predetermined range in the Y direction that is the vertical direction on the right end surface of the movable die plate MVP. Reference numeral 26a is a V-shaped guide groove formed in the Y direction of the movable die plate MVP, and a sliding portion 26b of the alignment plate 26 is slidably provided in the guide groove 26a. Yes. Reference numeral 30 is a frame attached to the movable die plate MVD, and faces the flange 26c of the alignment plate 26 with a predetermined gap as shown in the figure. This predetermined interval is about several tens of microns. This piece 30 prevents the alignment plate 26 from being detached from the movable die plate MVD. Reference numeral spr is a spring that applies a preload upward to the alignment plate 26. Although not shown, the piece 30 is also provided at an appropriate position on the upper part or the side part of the alignment plate 26.

参照符号40は圧電素子PEを有する圧電素子ユニットであって、圧電素子PEの下端部は調芯プレート26の上端面に当接している。この圧電素子PEに対し所定の電圧を与えることにより圧電素子PEは変位し調芯プレート26を下方へ変位させることができる。
この圧電素子PEは、ピエゾ圧電効果を利用するもので、応答性のよさ、大きな耐荷重、高いエネルギー効率を有しており、例えばサブミクロンの精度で位置決めする場合、数トンの荷重に耐え、数百ミクロンの変位を瞬時に遂行させることが可能である。一般的に多用されるダイレクトアクチュエータとしては積層されたピエゾスタックがケースに収められているものがある。
Reference numeral 40 denotes a piezoelectric element unit having a piezoelectric element PE, and the lower end portion of the piezoelectric element PE is in contact with the upper end surface of the alignment plate 26. By applying a predetermined voltage to the piezoelectric element PE, the piezoelectric element PE is displaced, and the alignment plate 26 can be displaced downward.
This piezoelectric element PE utilizes the piezoelectric effect, has good responsiveness, large load resistance, and high energy efficiency.For example, when positioning with submicron accuracy, it withstands a load of several tons, Displacement of several hundred microns can be performed instantaneously. As a direct actuator that is generally used, there is one in which stacked piezo stacks are housed in a case.

参照符号28は調芯プレート26の右端面上でY方向と直角のX方向に移動可能に取り付けられているもう1つの調芯プレートである。参照符号28aは調芯プレート26の取付面のX方向に形成されたV字状の案内溝であり、同案内溝28aには調芯プレート28のV字状の摺動部28bが対向して摺動可能に設けられている。参照符号42は、調芯プレート28の離脱防止用駒であって前記駒40と同様に、調芯プレート28に設けられた鍔28cに対向している。参照符号40aは前記圧電素子ユニット40と同様な圧電素子ユニットであって、図示では、圧電素子PEは調芯プレート28の手前側の面を紙面に垂直な方向へ押すように取り付けられている。   Reference numeral 28 denotes another alignment plate which is mounted on the right end surface of the alignment plate 26 so as to be movable in the X direction perpendicular to the Y direction. Reference numeral 28a is a V-shaped guide groove formed in the X direction on the mounting surface of the alignment plate 26, and the V-shaped sliding portion 28b of the alignment plate 28 faces the guide groove 28a. It is slidably provided. Reference numeral 42 denotes a detachment prevention piece for the alignment plate 28, and is opposed to the flange 28 c provided on the alignment plate 28, similarly to the piece 40. Reference numeral 40a denotes a piezoelectric element unit similar to the piezoelectric element unit 40, and in the drawing, the piezoelectric element PE is attached so as to push the front surface of the alignment plate 28 in a direction perpendicular to the paper surface.

参照符号34は移動金型取付板24に取り付けられた姿勢測定手段を構成する受光部であり、参照符号38は固定ダイプレートFXD側の取付板32上に設けられたマークである。同受光部34の受光領域には、デジタルスチールカメラ等で使用されているCCD(電化結合素子)が単位画素としてマトリックス状に多数配置され、その各CCDの位置がアドレスに対応したメモリを備えるよう構成されている。なお、受光部34とマーク38の取り付け位置を逆にしてもよい。   Reference numeral 34 is a light receiving portion constituting the posture measuring means attached to the movable mold attachment plate 24, and reference numeral 38 is a mark provided on the attachment plate 32 on the fixed die plate FXD side. In the light receiving area of the light receiving unit 34, a large number of CCDs (electrical coupling elements) used in a digital still camera or the like are arranged as a unit pixel in a matrix, and each CCD has a memory corresponding to an address. It is configured. The attachment positions of the light receiving unit 34 and the mark 38 may be reversed.

図2では調芯プレート28と移動金型取付板24は一体的に固定結合されており、移動金型MVDの姿勢として回転を測定するメカニズムはなかった。
図3は、移動金型MVDの姿勢のうち基準中心軸CLに対する回転を扱う場合の例を示す図である。同図において、調芯プレート28の中心部にはステム28fが一体的に形成され移動金型取付板24はステム28fの周りを回転可能に取り付けられている。参照符号44は鍔28eと対向する離脱防止用の駒である。
In FIG. 2, the alignment plate 28 and the moving mold mounting plate 24 are fixedly coupled together, and there is no mechanism for measuring rotation as the attitude of the moving mold MVD.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example in the case of handling rotation with respect to the reference central axis CL in the posture of the moving mold MVD. In the figure, a stem 28f is integrally formed at the center of the alignment plate 28, and the movable mold mounting plate 24 is attached to be rotatable around the stem 28f. Reference numeral 44 is a separation preventing piece facing the flange 28e.

図4は、図3の矢視イから見た圧電素子ユニットの配置を示す図である。同図において、調芯プレート28上部側に形成された側面SF1には、移動金型取付板24上に固定されている圧電素子ユニット40bの圧電素子PEの一端部が当接されている。また、調芯プレート28下部側に形成された側面SF2には、移動金型取付板24上に固定されている支持体46に設けられたばねsprの一端部が当接し予圧が与えられている。   FIG. 4 is a diagram showing the arrangement of the piezoelectric element units as viewed from the direction of the arrow in FIG. In the drawing, one end of the piezoelectric element PE of the piezoelectric element unit 40b fixed on the movable mold mounting plate 24 is in contact with the side surface SF1 formed on the upper side of the alignment plate 28. Further, one end of a spring spr provided on the support 46 fixed on the movable mold mounting plate 24 is brought into contact with the side surface SF2 formed on the lower side of the alignment plate 28, and preload is applied.

図5は、前記受光領域を説明する模式図である。同図において、参照符号Aは受光部34の受光領域を示す。この受光領域Aには、前述した射出成形機の軸芯CLとそれぞれ直角方向の座標軸x、yが定義されている。座標軸x、yの原点近傍にある画素の黒い部分Bはマーク38が円形のマークの場合であって、同円形マークを受光したときの受光像である。参照符号Cは受光領域Aのうち非受光状態の画素の部分を示す。なお、図5では、説明用の模式図として、各CCD素子に対応する升目を表示した関係上、円形マークに対応する受光像Bの外形は完全な円に記載してないが、実際の受光領域は数百万〜1000万画素以上となる精細なCCD素子を配置することが可能であり、受光像Bの外形もほぼ完全な円とみなすことができる。同図5の場合、x、y方向の変位量は、黒い画素の部分Bすなわち、受光状態にある領域の重心位置を求めることにより定めることができる。重心位置の算出方法としては、例えば図の黒い画素部分を1の重みがあるとして、x座標、y座標それぞれ黒い画素のある座標値の総和を、黒い画素数の総和で除した値となる。   FIG. 5 is a schematic diagram illustrating the light receiving region. In the figure, reference numeral A indicates a light receiving region of the light receiving unit 34. In this light receiving area A, coordinate axes x and y in the direction perpendicular to the axis CL of the injection molding machine are defined. A black portion B of the pixel in the vicinity of the origin of the coordinate axes x and y is a case where the mark 38 is a circular mark, and is a light reception image when the circular mark is received. Reference symbol C indicates a portion of the light receiving region A that is not receiving light. In FIG. 5, as a schematic diagram for explanation, the outline of the received light image B corresponding to the circular mark is not shown in a complete circle because the grid corresponding to each CCD element is displayed. It is possible to arrange a fine CCD element having several million to 10 million pixels or more in the area, and the outer shape of the received light image B can be regarded as a substantially perfect circle. In the case of FIG. 5, the amount of displacement in the x and y directions can be determined by obtaining the black pixel portion B, that is, the barycentric position of the region in the light receiving state. As a method of calculating the center of gravity position, for example, assuming that the black pixel portion in the figure has a weight of 1, the sum of the coordinate values of the black pixels in both the x coordinate and the y coordinate is divided by the total number of black pixels.

図6は、マーク38として十字状のクロスマークを用いた場合の受光領域の模式図であって、黒い部分はクロスマークの受光像である。この図では、移動金型MVDが固定金型FXDに対しθ0だけ回転変位し、且つ、重心の位置がX方向へxg、Y方向へyg変位した場合を例示している。
図6の回転変位の求め方としては、重心(xg、yg)を原点として、極座標展開((x、y)→(r、θ))をおこない、傾き角度ゼロの基準状態における十字画像データとθを変化させたときの十字画像データとの相関を計算し、それらが最も一致したときのθを傾き角度とするものである。図7が図6を極座標展開したときのグラフである。横軸がθ、縦軸がrである。なお、図7、図8は図6と比べ画素数が多い時を想定したグラフで、量子化の影響は少なくしている。
図8の波形Wは、図7のグラフと傾き角度ゼロの基準状態における十字画像の極座標展開のグラフとを回転角度を変化させて相関を計算したもので、横軸が回転角度θ、縦軸が相関の値Fである。θの角度で相関の値F1がほぼ最大となっており、クロスマークの十字画像が水平に対しθだけ左回りに傾斜していることを示している。
FIG. 6 is a schematic diagram of a light receiving region when a cross-shaped cross mark is used as the mark 38, and a black portion is a light reception image of the cross mark. This figure illustrates the case where the moving mold MVD is rotationally displaced by θ 0 with respect to the fixed mold FXD, and the position of the center of gravity is xg in the X direction and yg in the Y direction.
The rotational displacement shown in FIG. 6 is obtained by performing polar coordinate development ((x, y) → (r, θ)) with the center of gravity (xg, yg) as the origin, and the cross image data in the reference state with zero tilt angle. The correlation with the cross image data when θ is changed is calculated, and θ when they are the best match is used as the inclination angle. FIG. 7 is a graph when FIG. 6 is expanded in polar coordinates. The horizontal axis is θ, and the vertical axis is r. 7 and 8 are graphs assuming that the number of pixels is larger than that in FIG. 6, and the influence of quantization is reduced.
The waveform W in FIG. 8 is obtained by calculating the correlation by changing the rotation angle between the graph in FIG. 7 and the polar image development graph of the cross image in the reference state with the zero tilt angle. Is the correlation value F. The correlation value F1 is almost the maximum at the angle of θ 0 , indicating that the cross image of the cross mark is tilted counterclockwise by θ 0 with respect to the horizontal.

以上の説明では、移動金型の姿勢測定手段として、マークの像を光学的に測定する例を説明したが、図3の右下方に示すような、Z方向移動部100b、X方向移動部100c、Y方向移動部100dからなる3次元座標測定装置100を利用してその先端部に設けられた触針部100aを移動金型MVD側面の適宜位置に設けられ基準面S1、S2と接触させその接触信号を発生したときの3次元座標測定装置100のX、Y、Z方向の座標値を上記各移動部の移動量として読み出すようにし、変位量を検出することも可能である。例えば、移動金型MVDの手前側の側面SF上の基準面S1、S2に接触したときのX方向の座標値に差があれば、移動金型MVDは回転変位していることがわかる。また、差がなくても基準状態における座標値と比較して差があれば、移動金型MVDはX方向に変位していることがわかる。同様な関係で、移動金型MVDの上面UFに設けられた基準面(図示略)を利用して遂行することも可能である。さらに、もう1つの基準面S3での測定をすることにより、側面SFの傾斜の向き、傾斜量を簡単な演算を行うことにより算出することができる。なお、図2、図3では、圧電素子ユニットはX、Yおよび回転に対する修正駆動用として設けられ、傾斜に対する修正駆動用の圧電素子ユニットの配置は例示していない。   In the above description, an example in which the image of the mark is optically measured as the posture measuring unit of the moving mold has been described. However, as shown in the lower right part of FIG. 3, the Z direction moving unit 100b and the X direction moving unit 100c are used. The stylus part 100a provided at the tip of the three-dimensional coordinate measuring apparatus 100 including the Y-direction moving part 100d is provided at an appropriate position on the side surface of the moving mold MVD and brought into contact with the reference surfaces S1 and S2. It is also possible to read the coordinate values in the X, Y, and Z directions of the three-dimensional coordinate measuring apparatus 100 when the contact signal is generated as the movement amount of each moving unit, and detect the displacement amount. For example, if there is a difference in the coordinate values in the X direction when contacting the reference surfaces S1 and S2 on the side surface SF on the near side of the moving mold MVD, it can be seen that the moving mold MVD is rotationally displaced. Moreover, even if there is no difference, if there is a difference compared with the coordinate value in the reference state, it can be seen that the moving mold MVD is displaced in the X direction. In a similar relationship, it is also possible to perform using a reference surface (not shown) provided on the upper surface UF of the moving mold MVD. Furthermore, by measuring on the other reference surface S3, the direction and amount of inclination of the side surface SF can be calculated by performing simple calculations. 2 and 3, the piezoelectric element unit is provided for correction driving with respect to X, Y and rotation, and the arrangement of the piezoelectric element unit for correction driving with respect to the inclination is not illustrated.

本発明による移動金型の姿勢制御装置は上述した構成、好適にはマークの像を測定する測定手段を備えているので、測定は瞬時に行われ、続いて電気的な演算処理により圧電素子に対する駆動指令が瞬時に生成されその指令に基づいて各調芯プレートの修正が遂行されるようになっており、作業者が修正操作に介在する必要がなく、射出成形機の運転を中断することも要しない。また、測定は一対の移動金型、固定金型が型開き中、型閉じ中、型締め中のいずれの状態においても、瞬時且つ任意の時刻に遂行することができるので、特に型締め状態で実際に成形が行われている場合の測定値を、型開き、型閉じ時の測定値と対比することにより、移動金型の固定金型に対する相対的変位の傾向や原因を分析するのに有用である。   Since the attitude control device for a movable mold according to the present invention includes the above-described configuration, preferably a measuring means for measuring the image of the mark, the measurement is performed instantaneously, and then the piezoelectric element is subjected to electrical calculation processing. A drive command is generated instantaneously, and each alignment plate is corrected based on the command, so that the operator does not need to intervene in the correction operation and the operation of the injection molding machine may be interrupted. I don't need it. In addition, the measurement can be performed instantaneously and at any time in any state when the pair of moving molds and fixed molds are open, closed, and clamped. Useful for analyzing trends and causes of relative displacement of a moving mold with respect to a fixed mold by comparing measured values when molding is actually performed with measured values when the mold is opened and closed. It is.

以上本発明の好適な実施例について図面を参照して説明したが、当業者であれば、上記各請求項に記載された技術的思想の範囲内で、種々の変形を実施することができる。例えば、図2で案内溝26a、28aはV字状として説明したが、逆V字状の溝にすることにより離脱防止が可能となり、駒30、42は不要である。また、マークは円形、十字形状のものに限定されない。例えば、回転変位とX、Y方向の変位が同時に存在する場合、四角形状のものや、多角形など円以外の形状であっても、基準状態との相関が周期的に最大になる角度を特定することができればその角度を回転変位として定めることができる。   Although the preferred embodiments of the present invention have been described with reference to the drawings, those skilled in the art can implement various modifications within the scope of the technical ideas described in the claims. For example, although the guide grooves 26a and 28a have been described as being V-shaped in FIG. 2, the reverse V-shaped grooves can prevent separation, and the pieces 30 and 42 are unnecessary. Further, the mark is not limited to a circular shape or a cross shape. For example, if rotational displacement and displacement in the X and Y directions exist at the same time, specify the angle at which the correlation with the reference state is periodically maximized even if it is a square shape or a shape other than a circle, such as a polygon. If possible, the angle can be determined as rotational displacement.

本発明による姿勢制御装置の主な機能を説明する機能ブロック図である。It is a functional block diagram explaining the main functions of the attitude | position control apparatus by this invention. 本発明が適用される横型射出成形機の型締装置部分の側面図である。It is a side view of the mold clamping apparatus part of the horizontal type injection molding machine to which this invention is applied. 移動金型の姿勢のうち基準中心軸に対する回転を扱う場合の受光領域を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the light reception area | region in the case of handling rotation with respect to a reference | standard center axis | shaft among the attitude | positions of a moving mold. 図3の矢視イから見た圧電素子ユニットの配置を示す図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of the piezoelectric element unit seen from the arrow A of FIG. 円形のマークを用いた場合の受光領域を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the light reception area | region at the time of using a circular mark. 十字状のクロスマークを用いた場合で、回転変位とX、Y方向変位の両方が存在する受光領域の模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram of a light receiving region where both a rotational displacement and a displacement in the X and Y directions exist when a cross-shaped cross mark is used. 図6を極座標展開したときのグラフである。FIG. 7 is a graph when FIG. 6 is expanded in polar coordinates. 横軸を回転変位θ、縦軸を相関の値Fとしたときの相関関数を示すグラフである。It is a graph which shows a correlation function when a horizontal axis is rotational displacement (theta) and a vertical axis | shaft is made into the correlation value F. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10 姿勢制御装置
20 ベースフレーム
22 リニアガイド
24 移動金型取付板
26、28 調芯プレート
30、42、44 駒
32 取付板
34 受光部
38 マーク
40 圧電素子ユニット
46 ばね支持体
50 クランプ機構
100 3次元座標測定装置
FXD 固定金型
FXP 固定ダイプレート
MVD 移動金型
MVP 移動ダイプレート
PE 圧電素子
spr ばね
TB タイバー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Posture control apparatus 20 Base frame 22 Linear guide 24 Moving mold attachment plate 26, 28 Alignment plates 30, 42, 44 Frame 32 Attachment plate 34 Light receiving part 38 Mark 40 Piezoelectric element unit 46 Spring support body 50 Clamp mechanism 100 Three-dimensional Coordinate measuring device FXD Fixed mold FXP Fixed die plate MVD Moving mold MVP Moving die plate PE Piezoelectric element spr Spring TB Tie bar

Claims (5)

射出成形機の固定ダイプレートに搭載固定された固定金型に対し移動ダイプレートに搭載固定された移動金型を所望の姿勢に制御する姿勢制御装置であって、同姿勢制御装置は、
前記移動金型を固定保持する金型取付盤と前記移動ダイプレートの間に介在させた複数の調芯プレートと、
前記固定金型に対する移動金型の姿勢を測定する測定手段と、
前記移動ダイプレートに対し前記各調芯プレートを所定軸方向へ相対的に変位させる複数の圧電素子ユニットと、
前記測定手段により得られた検出信号に基づいて前記各圧電素子ユニットを駆動するための電気信号を生成する制御手段と、
を備え
前記測定手段は、前記固定金型近傍部位または前記移動金型近傍部位に設けられたマークと、同マークに対向して前記前記移動金型近傍部位または前記固定金型近傍部位に配置された受光部と、
を備え、
前記測定手段は少なくとも前記移動金型平面上の直交する2軸の変位量を測定可能であることを特徴とする射出成形機における移動金型の姿勢制御装置。
An attitude control device that controls a movable mold mounted and fixed on a moving die plate to a fixed mold mounted and fixed on a fixed die plate of an injection molding machine.
A plurality of alignment plates interposed between the mold mounting plate for fixing and holding the movable mold and the movable die plate;
Measuring means for measuring the attitude of the moving mold with respect to the fixed mold;
A plurality of piezoelectric element units for displacing each alignment plate relative to the movable die plate in a predetermined axial direction;
Control means for generating an electrical signal for driving each piezoelectric element unit based on the detection signal obtained by the measurement means;
Equipped with a,
The measuring means includes a mark provided in the vicinity of the fixed mold or the vicinity of the movable mold, and a light reception disposed in the vicinity of the movable mold or the vicinity of the fixed mold so as to face the mark. And
With
The movable mold attitude control apparatus in an injection molding machine, wherein the measuring means is capable of measuring at least two orthogonal displacement amounts on the movable mold plane .
前記受光部の受光領域はCCD素子群で形成され、各CCD素子の受光、非受光の状態は、該CCD素子の受光領域の位置に対応したアドレスを有する第1メモリに記憶保持されるようにしたことを特徴とする請求項に記載された射出成形機における移動金型の姿勢制御装置。 The light receiving area of the light receiving section is formed of a CCD element group, and the light receiving and non-light receiving states of each CCD element are stored and held in a first memory having an address corresponding to the position of the light receiving area of the CCD element. The apparatus for controlling the attitude of a moving mold in an injection molding machine according to claim 1 , wherein: 前記制御手段は、前記移動金型の姿勢を定義する複数の座標軸の各軸方向における前記固定金型に対する移動金型の基準状態に対応する第1データを予め設定する第2メモリと、測定された前記検出信号から前記各座標軸方向の成分データを生成し、さらに前記各圧電素子ユニットに指令する修正変位量を形成するため前記各成分データと前記各座標軸方向の第1データとの差を算出する演算部と、前記各圧電素子ユニットの圧電素子へ供給する入力電圧とその変位量との関係を定義する圧電素子特性部と、同特性部を介して前記修正変位量に対応する入力電圧を特定し前記電気信号を生成する変位−電圧変換部と、からなることを特徴とする請求項1乃至2のいずれか1つに記載された射出成形機における移動金型の姿勢制御装置。 The control means is measured with a second memory that presets first data corresponding to a reference state of the movable mold with respect to the fixed mold in each axial direction of a plurality of coordinate axes defining the attitude of the movable mold. Further, component data in each coordinate axis direction is generated from the detection signal, and a difference between each component data and the first data in each coordinate axis direction is calculated in order to form a corrected displacement amount commanded to each piezoelectric element unit. An operation unit that performs the operation, a piezoelectric element characteristic unit that defines a relationship between an input voltage supplied to the piezoelectric element of each piezoelectric element unit and a displacement amount thereof, and an input voltage corresponding to the corrected displacement amount via the characteristic unit. The apparatus for controlling a posture of a moving mold in an injection molding machine according to any one of claims 1 to 2, further comprising: a displacement-voltage conversion unit that identifies and generates the electric signal. 前記複数の調芯プレートには、前記移動ダイプレートの移動方向と垂直な面内で互いに直交方向への移動が許容されるよう構成した一対のX−Yテーブルを含むことを特徴とする請求項1乃至のいずれか1つに記載された射出成形機における移動金型の姿勢制御装置。 The plurality of alignment plates include a pair of XY tables configured to be allowed to move in directions orthogonal to each other in a plane perpendicular to the moving direction of the moving die plate. 4. An attitude control device for a moving mold in an injection molding machine according to any one of 1 to 3 . 前記複数の調芯プレートには、前記移動ダイプレートの移動方向と垂直な面内で所定範囲の回転が許容されるよう構成した回転テーブルを含むことを特徴とする請求項1乃至のいずれかに記載された射出成形機における移動金型の姿勢制御装置。 The plurality of alignment plate, any one of claims 1 to 4, characterized in that it comprises a rotary table that rotates in a predetermined range in the direction of movement perpendicular to the plane of the movable die plate is configured to be allowed The posture control apparatus of the moving mold in the injection molding machine described in 1.
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