JP5801641B2 - Toggle injection molding machine setting method and molding method - Google Patents

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本発明は、電動駆動部によりトグルリンク機構を介して金型に対する型締めを行う型締装置を備えるトグル式射出成形機のセッティング方法及び成形方法に関する。   The present invention relates to a setting method and a molding method of a toggle type injection molding machine provided with a mold clamping device that performs mold clamping on a mold via a toggle link mechanism by an electric drive unit.
従来、射出圧縮成形法などの成形原理が基本的に異なる成形法を除く通常の射出成形方法では、金型に高圧の型締力を付加して型締を行うことがいわば常識的な成形法になっているが、一方において、二酸化炭素の排出削減や資源節約等の地球環境保護の観点から、射出成形機等の産業機械には、省エネルギ化が要請されている。   Conventional injection molding methods such as injection compression molding methods, except for molding methods that differ fundamentally, are common-sense molding methods in which clamping is performed by applying high-pressure clamping force to the mold. However, on the other hand, from the viewpoint of global environment protection such as carbon dioxide emission reduction and resource saving, energy saving is required for industrial machines such as injection molding machines.
そこで、このような要請に応えるため、本出願人は、既に、特許文献1により、型開閉装置に支持された固定型と可動型を有する金型に射出装置から溶融樹脂を射出充填して射出成形を行うに際し、予め、射出成形時に溶融樹脂が侵入しない固定型と可動型間の隙間(設定間隔)を設定し、成形時に、設定間隔に基づく隙間を空けた状態で金型を閉じ、この金型に射出装置から溶融樹脂を射出充填するとともに、少なくとも射出充填中は設定間隔が固定されるように可動型に対する位置制御を行うようにした射出成形方法を提案した。この射出成形方法によれば、金型に対する圧力は、必要な時に必要な量だけ付加されるため、二酸化炭素の排出削減や資源節約等の地球環境保護の観点からの省エネルギ化の要請に応えることができるとともに、成形時における金型内のガス抜きを確実かつ安定に行うことができる。   Therefore, in order to meet such a demand, the applicant has already injected molten resin from an injection device into a mold having a fixed mold and a movable mold supported by a mold opening / closing device and injecting it according to Patent Document 1. When performing molding, set a gap (set interval) between the fixed mold and movable mold that does not allow molten resin to enter during injection molding, and close the mold with a gap based on the set interval at the time of molding. An injection molding method was proposed in which molten resin was injected and filled into a mold from an injection device, and position control with respect to the movable mold was performed so that the set interval was fixed at least during injection filling. According to this injection molding method, only the necessary amount of pressure is applied to the mold when necessary, so that the demand for energy saving from the viewpoint of global environment protection such as reduction of carbon dioxide emissions and resource saving is met. In addition, it is possible to reliably and stably vent the gas from the mold during molding.
特開2007−118349号公報JP 2007-118349 A
しかし、上述した特許文献1の射出成形方法をはじめ、従来における射出成形機の成形方法は、次のような解決すべき課題が存在した。   However, the conventional injection molding machine molding method including the above-described injection molding method of Patent Document 1 has the following problems to be solved.
第一に、基本的には、型締装置の型締条件を固定条件として設定し、これに基づいて、射出装置の射出条件を設定するため、射出条件を正確かつ的確に設定した場合であっても、金型に充填された樹脂は、金型や型締機構における温度変動等の影響を受けるとともに、最終的な成形品の品質及び均質性も影響を受ける。特に、温度や圧力等に敏感に影響を受けやすい特性を有する樹脂の場合には、この問題が大きくなり、高度の成形品質を確保する観点からは更なる改善の余地があった。   First, basically, the mold clamping condition of the mold clamping device is set as a fixed condition, and based on this, the injection condition of the injection device is set, so the injection condition is set accurately and accurately. However, the resin filled in the mold is affected by temperature fluctuations in the mold and the mold clamping mechanism, and the quality and homogeneity of the final molded product are also affected. In particular, in the case of a resin having a characteristic that is sensitive to temperature, pressure, and the like, this problem becomes large, and there is room for further improvement from the viewpoint of ensuring a high degree of molding quality.
第二に、成形条件は、主に射出装置側で設定するため、射出速度,速度切換位置,速度圧力切換位置,射出圧力,保圧力等の正確性の要求される射出条件をはじめ、正確な計量が要求される計量値等の計量条件を含む各種成形条件を設定する必要がある。したがって、成形条件に対する設定作業が容易でないとともに、成形時における動作制御も煩雑化する。しかも、通常、射出速度に対する多段の制御や保圧に対する制御などの一連の制御が行われるため、成形サイクル時間が長くなる傾向があり、成形サイクル時間の短縮化、更には量産性を高めるには限界があった。   Secondly, since the molding conditions are mainly set on the injection device side, the injection conditions such as injection speed, speed switching position, speed pressure switching position, injection pressure, holding pressure, etc., which are required to be accurate, are accurate. It is necessary to set various molding conditions including measurement conditions such as measurement values for which measurement is required. Therefore, the setting operation for the molding conditions is not easy, and the operation control during molding is complicated. In addition, since a series of controls such as multistage control on injection speed and control on holding pressure are usually performed, the molding cycle time tends to be longer, and in order to shorten the molding cycle time and further increase mass productivity. There was a limit.
本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決したトグル式射出成形機のセッティング方法及び成形方法の提供を目的とするものである。   An object of the present invention is to provide a setting method and a molding method of a toggle type injection molding machine that solve the problems existing in the background art.
本発明に係るトグル式射出成形機のセッティング方法は、上述した課題を解決するため、金型2の一方の固定型2cを支持する固定盤3と圧受盤4間に架設したタイバー5…に、金型2の他方の可動型2mを支持する可動盤6をスライド自在に装填するとともに、圧受盤4と可動盤6間にトグルリンク機構7を配設し、圧受盤4に設けた電動駆動部8によりトグルリンク機構7を介して金型2に対する型締めを行う型締装置Mcを備えるトグル式射出成形機Mのセッティングを行うに際し、電動駆動部8の負荷トルクTdが定格トルクTs以下となることを条件に、トグルリンク機構7が非ロックアップ状態となる型位置Xcに型厚調整するとともに、金型2への樹脂Rの充填時に、可動型2mと固定型2c間に所定の隙間(パーティング開量)Lmが生じ、かつ金型2内の樹脂Rの固化に伴って樹脂Rの自然圧縮が可能となる型締力(成形型締力)Fcsと射出圧力(成形射出圧力)Pisを設定するようにしたことを特徴とする。   In the setting method of the toggle type injection molding machine according to the present invention, in order to solve the above-described problem, a tie bar 5 laid between the stationary platen 3 supporting the one stationary die 2c of the die 2 and the pressure receiving plate 4 is provided. The movable plate 6 that supports the other movable die 2m of the mold 2 is slidably loaded, and a toggle link mechanism 7 is disposed between the pressure receiving plate 4 and the movable plate 6, and an electric drive unit provided in the pressure receiving plate 4 When setting the toggle type injection molding machine M including the mold clamping device Mc that performs mold clamping on the mold 2 via the toggle link mechanism 7 by 8, the load torque Td of the electric drive unit 8 becomes equal to or less than the rated torque Ts. As a result, the mold thickness is adjusted to the mold position Xc where the toggle link mechanism 7 is in a non-lock-up state, and a predetermined gap (between the movable mold 2m and the fixed mold 2c is filled when the resin R is filled into the mold 2. Parting open ) The mold clamping force (molding clamping force) Fcs and the injection pressure (molding injection pressure) Pis are set so that Lm occurs and the resin R is naturally compressed as the resin R in the mold 2 is solidified. It is characterized by that.
また、本発明に係るトグル式射出成形機の成形方法は、上述した課題を解決するため、金型2の一方の固定型2cを支持する固定盤3と圧受盤4間に架設したタイバー5…に、金型2の他方の可動型2mを支持する可動盤6をスライド自在に装填し、かつ圧受盤4と可動盤6間にトグルリンク機構7を配設するとともに、圧受盤4に設けた電動駆動部8によりトグルリンク機構7を駆動して金型2に対する型締めを行う型締装置Mcを備えるトグル式射出成形機Mにより成形を行うに際し、予め、電動駆動部8の負荷トルクTdが定格トルクTs以下となることを条件に、トグルリンク機構7が非ロックアップ状態となる型位置Xcに型厚調整するとともに、金型2への樹脂Rの充填時に、可動型2mと固定型2c間に所定のパーティング開量Lmが生じ、かつ金型2内の樹脂Rの固化に伴って樹脂Rの自然圧縮が可能となる型締力(成形型締力)Fcsと射出圧力(成形射出圧力)Pisを設定し、生産時に、成形型締力Fcsにより型締装置Mcを型締し、かつ成形射出圧力Pisをリミット圧力Psとして設定し、射出装置Miを駆動して金型2に対する樹脂Rの射出充填を行った後、所定の冷却時間Zcの経過後に成形品Gの取出しを行うようにしたことを特徴とする。   Further, in the molding method of the toggle type injection molding machine according to the present invention, in order to solve the above-mentioned problem, the tie bar 5 laid between the stationary platen 3 supporting the one stationary die 2c of the mold 2 and the pressure receiving platen 4 ... In addition, a movable plate 6 supporting the other movable die 2m of the mold 2 is slidably loaded, and a toggle link mechanism 7 is provided between the pressure receiving plate 4 and the movable plate 6, and the pressure receiving plate 4 is provided. When molding is performed by the toggle injection molding machine M including the mold clamping device Mc that drives the toggle link mechanism 7 by the electric drive unit 8 and performs mold clamping on the mold 2, the load torque Td of the electric drive unit 8 is previously determined. The mold thickness is adjusted to the mold position Xc where the toggle link mechanism 7 is in a non-lock-up state on condition that the torque becomes equal to or less than the rated torque Ts, and the movable mold 2m and the fixed mold 2c are filled when the resin R is filled into the mold 2. In between The mold clamping force (molding clamping force) Fcs and the injection pressure (molding injection pressure) Pis are set so that Lm is generated and the resin R can be naturally compressed as the resin R in the mold 2 is solidified. Sometimes, after the mold clamping device Mc is clamped by the mold clamping force Fcs, the molding injection pressure Pis is set as the limit pressure Ps, and the injection apparatus Mi is driven to inject and fill the mold 2 with the resin R. The molded product G is taken out after the elapse of a predetermined cooling time Zc.
一方、本発明は、好適な実施の態様により、電動駆動部8は、トグルリンク機構7のクロスヘッド7hを進退移動させるボールねじ機構11と、このボールねじ機構11に回転を入力する駆動モータ12を備えて構成できる。なお、型位置Xcは、電動駆動部8の負荷トルクTdが定格トルクTs付近となるように型厚調整することが望ましい。また、型位置Xcは、予め設定した、型締力Fc,定格トルクTs,及び一又は二以上のパラメータK1,K2を含む型位置算出式(100)により算出してもよいし、或いは、電動駆動部8の定格トルクTs又はこの定格トルクTsよりも低い値を目標トルクTtとして設定するとともに、型位置Xcを段階的に変化させ、各型位置Xc…における型厚調整及び所定の型締位置における位置制御を行うことにより、各型位置Xc…毎に試射を順次行い、試射時における負荷トルクTsが目標トルクTtに達したなら、このときの型位置Xcよりも手前の段階における型位置Xcを用いてもよい。   On the other hand, according to a preferred embodiment of the present invention, the electric drive unit 8 includes a ball screw mechanism 11 that moves the cross head 7h of the toggle link mechanism 7 back and forth, and a drive motor 12 that inputs rotation to the ball screw mechanism 11. Can be configured. The mold position Xc is desirably adjusted so that the load torque Td of the electric drive unit 8 is in the vicinity of the rated torque Ts. The mold position Xc may be calculated by a mold position calculation formula (100) including a predetermined mold clamping force Fc, rated torque Ts, and one or more parameters K1, K2, or may be electrically The rated torque Ts of the drive unit 8 or a value lower than the rated torque Ts is set as the target torque Tt, and the mold position Xc is changed stepwise to adjust the mold thickness at each mold position Xc. By performing position control at, trial firing is sequentially performed for each mold position Xc..., And if the load torque Ts during trial firing reaches the target torque Tt, the mold position Xc at a stage before the mold position Xc at this time. May be used.
このような手法による本発明に係るトグル式射出成形機のセッティング方法及び成形方法によれば、次のような顕著な効果を奏する。   According to the setting method and the molding method of the toggle type injection molding machine according to the present invention by such a method, the following remarkable effects can be obtained.
(1) トグル式射出成形機Mのセッティングを行うに際し、電動駆動部8の負荷トルクTdが定格トルクTs以下となることを条件に、トグルリンク機構7が非ロックアップ状態となる型位置Xcに型厚調整するとともに、金型2への樹脂Rの充填時に、可動型2mと固定型2c間に所定のパーティング開量Lmが生じ、かつ金型2内の樹脂Rの固化に伴って樹脂Rの自然圧縮が可能となる成形型締力Fcsと成形射出圧力Pisを設定するようにしたため、トグル式射出成形機Mであっても油圧式射出成形機と同様の作用、即ち、成形型締力Fcsと成形射出圧力Pisとの相対的な力関係により、金型2への樹脂Rの充填時に可動型2mと固定型2c間に所定の隙間Lmを生じさせる作用、及び金型2内の樹脂Rの固化に伴って樹脂Rの自然圧縮を可能にする作用、の双方を実現できるとともに、トグル式の型締装置Mcの能力にマッチングした最適なセッティングを行うことができる。これにより、特に、ヒケの発生しない良好な平坦性(平面性)、更には、成形品の高度の品質及び均質性を確保できる。   (1) When setting the toggle type injection molding machine M, on the condition that the load torque Td of the electric drive unit 8 is equal to or less than the rated torque Ts, the toggle link mechanism 7 is moved to the mold position Xc where the lockup mechanism 7 is in the unlocked state. While the mold thickness is adjusted, a predetermined parting opening Lm is generated between the movable mold 2m and the fixed mold 2c when the resin R is filled in the mold 2, and the resin R is solidified as the resin R in the mold 2 is solidified. Since the mold clamping force Fcs and the molding injection pressure Pis that enable natural compression of R are set, even the toggle type injection molding machine M has the same action as the hydraulic injection molding machine, that is, the mold clamping. Due to the relative force relationship between the force Fcs and the molding injection pressure Pis, when the resin R is filled in the mold 2, the predetermined gap Lm is generated between the movable mold 2 m and the fixed mold 2 c, and Resin R as resin R solidifies Action to enable natural compression, both with a possible realization of, it is possible to perform optimal settings that match the mold clamping apparatus Mc ability of the toggle type. Thereby, in particular, good flatness (flatness) in which sink marks do not occur, and further, high quality and homogeneity of the molded product can be ensured.
(2) 成形に際しては、成形射出圧力Pisと成形型締力Fcsを設定すれば足りるため、相互に影響し合う、射出速度,速度切換位置,速度圧力切換位置,射出圧力,保圧力等の正確性の要求される射出条件をはじめ、正確な計量が要求される計量値等の計量条件を含む各種成形条件の設定は不要となる。したがって、成形条件のシンプル化及び設定容易化、更には品質管理の容易化を図ることができるとともに、生産時における動作制御も容易に行うことができる。しかも、射出速度に対する多段の制御や保圧に対する制御などの一連の制御が不要となるなど、成形サイクル時間の短縮を図れるとともに、量産性及び経済性を高めることができるという成形に伴う基本的な効果を得ることができる。このため、この成形方法は、特に、温度や圧力等に敏感に影響を受けやすい特性を有する低粘性の樹脂Rの成形に最適となる。   (2) Since it is sufficient to set the molding injection pressure Pis and the mold clamping force Fcs at the time of molding, the injection speed, the speed switching position, the speed pressure switching position, the injection pressure, the holding pressure, etc. that affect each other can be accurately determined. It is not necessary to set various molding conditions including measurement conditions such as measurement values that require accurate measurement, including injection conditions that require high performance. Therefore, the molding conditions can be simplified and set easily, quality management can be facilitated, and operation control during production can be easily performed. In addition, it is possible to shorten the molding cycle time and eliminate the need for a series of controls such as multistage control over injection speed and control over holding pressure, and it is possible to improve the mass productivity and economy. An effect can be obtained. For this reason, this molding method is particularly suitable for molding a low-viscosity resin R having characteristics that are sensitive to temperature, pressure, and the like.
(3) 好適な態様により、電動駆動部8を、トグルリンク機構7のクロスヘッド7hを進退移動させるボールねじ機構11と、このボールねじ機構11に回転を入力する駆動モータ12を備えて構成すれば、基本的かつ汎用的な形態を有する電動駆動部8故に、本発明に係るセッティング方法及び成形方法を容易かつ確実に適用できる   (3) According to a preferred embodiment, the electric drive unit 8 includes a ball screw mechanism 11 that moves the cross head 7h of the toggle link mechanism 7 forward and backward, and a drive motor 12 that inputs rotation to the ball screw mechanism 11. For example, because of the electric drive unit 8 having a basic and general form, the setting method and the molding method according to the present invention can be applied easily and reliably.
(4) 好適な態様により、型位置Xcを、電動駆動部8の負荷トルクTdが定格トルクTs付近となるように型厚調整すれば、過負荷を回避しつつトグルリンク機構7の屈曲量を最大にできるため、成形時において、可動型2mと固定型2c間に所定の隙間Lmを生じさせる作用及び金型2内の樹脂Rの固化に伴って樹脂Rの自然圧縮を可能にする作用を良好に実現する観点から最も大きなパフォーマンスを得ることができる。   (4) If the mold position is adjusted so that the load torque Td of the electric drive unit 8 is in the vicinity of the rated torque Ts, the bending amount of the toggle link mechanism 7 can be reduced while avoiding overload. Since it can be maximized, at the time of molding, there is an action of generating a predetermined gap Lm between the movable mold 2m and the fixed mold 2c and an action of enabling the natural compression of the resin R along with the solidification of the resin R in the mold 2. The greatest performance can be obtained from the viewpoint of realizing it well.
(5) 好適な態様により、型位置Xcを、予め設定した、型締力Fc,定格トルクTs,及び一又は二以上のパラメータK1,K2を含む型位置算出式(100)により算出するようにすれば、定格トルクTs及び係数(パラメータK1,K2)は既知となるため、必要とする望ましい型位置Xcは、オペレータが目標の型締力Fcを入力するのみで、容易かつ速やかに得れるとともに、型厚調整機構の利用により自動で設定可能となる。   (5) According to a preferred embodiment, the mold position Xc is calculated by a mold position calculation formula (100) including a predetermined mold clamping force Fc, rated torque Ts, and one or more parameters K1, K2. Then, since the rated torque Ts and the coefficients (parameters K1, K2) are known, the desired mold position Xc required can be obtained easily and quickly only by the operator inputting the target mold clamping force Fc. It can be automatically set by using the mold thickness adjusting mechanism.
(6) 好適な態様により、型位置Xcとして、電動駆動部8の定格トルクTs又はこの定格トルクTsよりも低い値を目標トルクTtとして設定するとともに、型位置Xcを段階的に変化させ、各型位置Xc…における型厚調整及び所定の型締位置における位置制御を行うことにより、各型位置Xc…毎に試射を順次行い、試射時における負荷トルクTsが目標トルクTtに達したなら、このときの型位置Xcよりも手前の段階における型位置Xcを用いるようにすれば、使用するトグル式射出成形機Mにとっての最適な型位置Xcをその都度得れるため、的確な型位置Xcを用いることができる。   (6) According to a preferred embodiment, as the mold position Xc, the rated torque Ts of the electric drive unit 8 or a value lower than the rated torque Ts is set as the target torque Tt, and the mold position Xc is changed stepwise. By performing mold thickness adjustment at a mold position Xc and position control at a predetermined mold clamping position, trial firing is performed sequentially for each mold position Xc, and if the load torque Ts during trial firing reaches the target torque Tt, If the mold position Xc at a stage before the mold position Xc at that time is used, the optimum mold position Xc for the toggle type injection molding machine M to be used can be obtained each time. Therefore, the accurate mold position Xc is used. be able to.
本発明の好適実施形態に係るセッティング方法に用いる型位置算出式の設定方法を説明するためのフローチャート、The flowchart for demonstrating the setting method of the mold position calculation formula used for the setting method which concerns on suitable embodiment of this invention, 同セッティング方法の実施に用いるトグル式射出成形機の構成図、Configuration diagram of a toggle type injection molding machine used for carrying out the setting method, 同セッティング方法に用いる型位置算出式を設定する際に利用する型位置に対する保持トルクの個別特性図、Individual characteristics diagram of holding torque with respect to mold position used when setting mold position calculation formula used in the setting method, 同セッティング方法に用いる型位置算出式を設定する際に利用する型位置に対する保持トルクの全体特性図、Overall characteristic diagram of holding torque with respect to the mold position used when setting the mold position calculation formula used in the setting method, 同セッティング方法に用いる型位置算出式を設定する際に利用する型位置に対する保持トルクの全体特性を一次関数化した特性図、A characteristic diagram showing a linear function of the overall characteristics of the holding torque with respect to the mold position used when setting the mold position calculation formula used in the setting method, 同セッティング方法に用いる型位置算出式を設定する際に利用する型締力に対する傾き度合及びY軸切片値の特性図、A characteristic diagram of the inclination degree and the Y-axis intercept value with respect to the mold clamping force used when setting the mold position calculation formula used in the setting method; 本発明の好適実施形態に係る成形方法を用いた場合の時間に対するパーティング開量の変化特性図、FIG. 5 is a graph showing a change characteristic of parting opening amount with respect to time when using the molding method according to a preferred embodiment of the present invention; 同成形方法の設定時の処理手順を説明するためのフローチャート、A flowchart for explaining a processing procedure at the time of setting the molding method, 同成形方法の生産時の処理手順を説明するためのフローチャート、A flowchart for explaining a processing procedure during production of the molding method, 同成形方法の金型の状態を示す模式図、Schematic diagram showing the state of the mold of the molding method, 本発明の変更実施形態に係るセッティング方法を説明するためのフローチャート、A flowchart for explaining a setting method according to a modified embodiment of the present invention,
次に、本発明に係る好適実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。   Next, preferred embodiments according to the present invention will be given and described in detail with reference to the drawings.
まず、本実施形態に係るセッティング方法を含む成形方法の実施に用いるトグル式射出成形機Mの構成について、図2を参照して説明する。   First, the structure of the toggle type injection molding machine M used for implementation of the molding method including the setting method according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
図2中、Mで示すトグル式射出成形機は、トグル式の型締装置Mcと射出装置Miを備える。型締装置Mcは、離間して配した固定盤3と圧受盤4を備え、固定盤3は不図示の機台上に固定されるとともに、圧受盤4は当該機台上に進退変位可能に支持される。また、固定盤3と圧受盤4間には、四本のタイバー5…を架設する。この場合、各タイバー5…の前端は、固定盤3に固定するとともに、各タイバー5…の後端は、圧受盤4に対して挿通させる。さらに、タイバー5…には、可動盤6をスライド自在に装填する。この可動盤6は可動型2mを支持するとともに、固定盤3は固定型2cを支持し、可動型2mと固定型2cは金型2を構成する。圧受盤4と可動盤6間にはトグルリンク機構7を配設する。トグルリンク機構7は、圧受盤4に軸支した一対の第一リンク7a,7aと、可動盤6に軸支した一対の出力リンク7c,7cと、第一リンク7a,7aと出力リンク7c,7cの支軸に結合した一対の第二リンク7b,7bを有し、この第二リンク7b,7bはクロスヘッド7hに軸支する。   In FIG. 2, a toggle type injection molding machine denoted by M includes a toggle type mold clamping device Mc and an injection device Mi. The mold clamping device Mc includes a stationary platen 3 and a pressure receiving plate 4 that are spaced apart from each other. The stationary platen 3 is fixed on a machine base (not shown), and the pressure receiving plate 4 can be displaced forward and backward on the machine base. Supported. Further, four tie bars 5 are installed between the fixed platen 3 and the pressure platen 4. In this case, the front ends of the tie bars 5 are fixed to the stationary platen 3 and the rear ends of the tie bars 5 are inserted through the pressure receiving plate 4. Further, the movable platen 6 is slidably loaded on the tie bars 5. The movable platen 6 supports the movable die 2m, the fixed platen 3 supports the fixed die 2c, and the movable die 2m and the fixed die 2c constitute the mold 2. A toggle link mechanism 7 is arranged between the pressure receiving plate 4 and the movable platen 6. The toggle link mechanism 7 includes a pair of first links 7a and 7a pivotally supported on the pressure receiving plate 4, a pair of output links 7c and 7c pivotally supported on the movable plate 6, and the first links 7a and 7a and the output links 7c, A pair of second links 7b and 7b are coupled to the support shaft of 7c, and the second links 7b and 7b are pivotally supported on the cross head 7h.
一方、圧受盤4には電動駆動部8を配設する。電動駆動部8は、トグルリンク機構7のクロスヘッド7hを進退移動させるボールねじ機構11と、このボールねじ機構11に回転を入力する回転駆動部21を備える。ボールねじ機構11は、圧受盤4に回動自在に支持されたボールねじ部11sと、このボールねじ部11sに螺合し、かつクロスヘッド7hに一体に設けたボールナット部11nを備えるとともに、回転駆動部21は、駆動モータ12を構成するサーボモータ12sと、このサーボモータ12sに付設して当該サーボモータ12sの回転数を検出するロータリエンコーダ12eと、サーボモータ12sのシャフトに取付けた駆動ギア22と、ボールねじ部11sに取付けた被動ギア23と、この駆動ギア22と被動ギア23間に架け渡したタイミングベルト24を備える。   On the other hand, the pressure receiving platen 4 is provided with an electric drive unit 8. The electric drive unit 8 includes a ball screw mechanism 11 that moves the crosshead 7 h of the toggle link mechanism 7 forward and backward, and a rotation drive unit 21 that inputs rotation to the ball screw mechanism 11. The ball screw mechanism 11 includes a ball screw portion 11s that is rotatably supported by the pressure receiving platen 4, and a ball nut portion 11n that is screwed into the ball screw portion 11s and provided integrally with the cross head 7h. The rotation drive unit 21 includes a servo motor 12s that constitutes the drive motor 12, a rotary encoder 12e that is attached to the servo motor 12s and detects the rotation speed of the servo motor 12s, and a drive gear attached to the shaft of the servo motor 12s. 22, a driven gear 23 attached to the ball screw portion 11 s, and a timing belt 24 spanned between the drive gear 22 and the driven gear 23.
これにより、サーボモータ12sを作動させれば、駆動ギア22が回転し、駆動ギア22の回転は、タイミングベルト24を介して被動ギア23に伝達され、ボールねじ部11sが回転することによりボールナット部11nが進退移動する。この結果、ボールナット部11nと一体のクロスヘッド7hが進退移動し、トグルリンク機構7が屈曲又は伸長し、可動盤6が型開方向(後退方向)又は型閉方向(前進方向)へ進退移動する。このように、電動駆動部8を、トグルリンク機構7のクロスヘッド7hを進退移動させるボールねじ機構11と、このボールねじ機構11に回転を入力する駆動モータ12を備えて構成すれば、基本的かつ汎用的な形態を有する電動駆動部8故に、後述する本発明に係るセッティング方法及び成形方法を容易かつ確実に適用できる利点がある。   As a result, when the servo motor 12s is operated, the drive gear 22 rotates, and the rotation of the drive gear 22 is transmitted to the driven gear 23 via the timing belt 24, and the ball screw portion 11s rotates to thereby rotate the ball nut. Part 11n moves forward and backward. As a result, the cross head 7h integrated with the ball nut portion 11n moves forward and backward, the toggle link mechanism 7 bends or extends, and the movable platen 6 moves forward and backward in the mold opening direction (retracting direction) or the mold closing direction (forward movement direction). To do. As described above, if the electric drive unit 8 includes the ball screw mechanism 11 that moves the crosshead 7h of the toggle link mechanism 7 back and forth and the drive motor 12 that inputs rotation to the ball screw mechanism 11, the electric drive unit 8 is basically configured. Moreover, because of the electric drive unit 8 having a general-purpose form, there is an advantage that a setting method and a molding method according to the present invention described later can be applied easily and reliably.
さらに、圧受盤4には型厚調整機構25を付設する。型厚調整機構25は、四本のタイバー5…の後端側にねじ部26…を形成し、各ねじ部26…にそれぞれ調整ナット27…を螺合して構成したねじ機構28…を備える。この場合、調整ナット27…は圧受盤4に対するストッパを兼ねている。また、圧受盤4の側面には、圧受盤4を移動させる駆動源となるギアードモータ29を取付ける。このギアードモータ29は、型厚調整用の駆動モータとなる。ギアードモータ29は、モータ本体部30を備え、このモータ本体部30は、後半部に設けた誘導モータによるモータ部と前半部に設けることにより当該モータ部の回転が入力する減速ギア機構とを内蔵し、モータ本体部30の前端面には、減速ギア機構の回転が出力する出力シャフトが突出する。さらに、モータ本体部30の後端面からはモータ部におけるモータシャフトが突出し、このモータシャフトに対して位置をロックし又はロック解除するモータブレーキ部32及びモータシャフトの回転数を検出するロータリエンコーダ33を付設する。このロータリエンコーダ33は、インクリメンタルエンコーダを利用し、基準位置に対するエンコーダパルスの発生数により絶対位置の検出を行うことができる。   Further, the pressure receiving platen 4 is provided with a mold thickness adjusting mechanism 25. The mold thickness adjusting mechanism 25 includes screw mechanisms 28 formed by forming screw portions 26 on the rear end sides of the four tie bars 5 and screwing adjustment nuts 27 to the respective screw portions 26. . In this case, the adjusting nuts 27 also serve as stoppers for the pressure receiving plate 4. Further, a geared motor 29 serving as a drive source for moving the pressure receiving plate 4 is attached to the side surface of the pressure receiving plate 4. The geared motor 29 is a drive motor for adjusting the mold thickness. The geared motor 29 includes a motor main body 30, and the motor main body 30 includes a motor portion by an induction motor provided in the second half and a reduction gear mechanism that inputs rotation of the motor portion by being provided in the first half. Then, an output shaft that outputs the rotation of the reduction gear mechanism protrudes from the front end surface of the motor main body 30. Furthermore, a motor shaft in the motor unit protrudes from the rear end surface of the motor main body unit 30, a motor brake unit 32 that locks or unlocks the position of the motor shaft, and a rotary encoder 33 that detects the rotational speed of the motor shaft. Attached. The rotary encoder 33 can detect an absolute position based on the number of encoder pulses generated with respect to a reference position using an incremental encoder.
一方、モータ本体部30から突出する出力シャフトの前端側には、駆動ギア34を取付けるとともに、各調整ナット27…には、それぞれスモールギア35…を一体に取付ける。この場合、各調整ナット27…とスモールギア35…はそれぞれ同軸上に位置する。また、各スモールギア35…及び駆動ギア34に噛合するラージギア36を配設する。ラージギア36は、リング形に形成し、内周面に沿って設けたレール部が圧受盤5に取付けた複数の支持ローラにより支持されている。これにより、ギアードモータ29を作動させれば、駆動ギア34の回転によりラージギア36が回転するとともに、このラージギア36の回転により各スモールギア35…が同時に同一方向に回転する。そして、各スモールギア35…と一体に回転する各調整ナット27…がタイバー5…のねじ部26…に沿って進退変位するため、圧受盤4も進退変位し、その前後方向位置が調整される。なお、モータ本体部30の回転を調整ナット27…に伝達する回転伝達機構としてギア伝達機構を例示したがベルト伝達機構であっても勿論よい。   On the other hand, a drive gear 34 is attached to the front end side of the output shaft protruding from the motor main body 30, and small gears 35 are integrally attached to the adjustment nuts 27, respectively. In this case, the adjustment nuts 27 and the small gears 35 are positioned coaxially. Further, large gears 36 that mesh with the small gears 35 and the drive gear 34 are arranged. The large gear 36 is formed in a ring shape, and a rail portion provided along the inner peripheral surface is supported by a plurality of support rollers attached to the pressure receiving platen 5. Thus, when the geared motor 29 is operated, the large gear 36 is rotated by the rotation of the drive gear 34, and the small gears 35 are simultaneously rotated in the same direction by the rotation of the large gear 36. Since the adjustment nuts 27 that rotate integrally with the small gears 35 advance and retract along the screw portions 26 of the tie bars 5, the pressure receiving platen 4 also moves forward and backward, and its front-rear direction position is adjusted. . Note that the gear transmission mechanism is exemplified as the rotation transmission mechanism that transmits the rotation of the motor main body 30 to the adjustment nuts 27.
他方、射出装置Miは、先端に射出ノズル41nを有する加熱筒41を備えるとともに、この加熱筒41の内部に挿通するスクリュ42を備え、このスクリュ42の後端は不図示のスクリュ駆動部に接続する。これにより、射出装置Miでは、加熱筒41の後部に備える不図示のホッパーから加熱筒41の内部に成形材料が供給される。そして、スクリュ42の回転により成形材料が可塑化溶融されるとともに、溶融された樹脂Rは、スクリュ42の前進により金型2に射出充填される。   On the other hand, the injection device Mi includes a heating cylinder 41 having an injection nozzle 41n at the tip and a screw 42 inserted into the heating cylinder 41, and the rear end of the screw 42 is connected to a screw driving unit (not shown). To do. Thereby, in the injection device Mi, the molding material is supplied into the heating cylinder 41 from a hopper (not shown) provided at the rear portion of the heating cylinder 41. The molding material is plasticized and melted by the rotation of the screw 42, and the melted resin R is injected and filled into the mold 2 by the advancement of the screw 42.
さらに、成形機コントローラ51を備える。この成形機コントローラ51にはディスプレイユニット52が付属し、このディスプレイユニット52は、ディスプレイ52dとこのディスプレイ52dに付設したタッチパネル52tを備える。このタッチパネル52tは操作部(入力部)を構成し、各種設定操作及び選択操作等を行うことができる。また、前述したサーボモータ12s及びギアードモータ29は、成形機コントローラ51に内蔵するモータドライバに接続するとともに、各ロータリエンコーダ12e及び33は成形機コントローラ51の入力ポートに接続する。成形機コントローラ51は、CPU及び内部メモリ等のハードウェアを内蔵するとともに、各種ソフトウェアを格納するコンピュータ機能を備えている。したがって、内部メモリには、各種演算処理及び各種制御処理(シーケンス制御)を実行するため処理プログラムをインストールするプログラム書込エリア及び各種データ(データベース)類を書込むデータ書込エリアが含まれる。特に、処理プログラムには、本実施形態に係るトグル式射出成形機のセッティング方法を含む成形方法を実行するためのアプリケーション処理プログラムが含まれる。   Further, a molding machine controller 51 is provided. A display unit 52 is attached to the molding machine controller 51. The display unit 52 includes a display 52d and a touch panel 52t attached to the display 52d. The touch panel 52t constitutes an operation unit (input unit) and can perform various setting operations and selection operations. The servo motor 12s and the geared motor 29 described above are connected to a motor driver built in the molding machine controller 51, and the rotary encoders 12e and 33 are connected to an input port of the molding machine controller 51. The molding machine controller 51 incorporates hardware such as a CPU and an internal memory, and has a computer function for storing various software. Therefore, the internal memory includes a program writing area for installing a processing program for executing various arithmetic processes and various control processes (sequence control), and a data writing area for writing various data (databases). In particular, the processing program includes an application processing program for executing a molding method including the setting method of the toggle injection molding machine according to the present embodiment.
次に、本実施形態に係るトグル式射出成形機のセッティング方法及び成形方法について、図1〜図10を参照して説明する。   Next, a setting method and a molding method of the toggle type injection molding machine according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
まず、本実施形態に係る基本的な成形方法は、少なくとも金型2内の樹脂Rの固化に伴って樹脂Rの自然圧縮が可能となる型締装置Mcを使用する。したがって、このような要請に応え得る適切な型締装置としては、駆動源として油圧を用いる直圧式の型締装置が存在する。これに対して、トグル式の型締装置Mcは、通常、型締時にトグルリンク機構7をロックアップ状態、即ち、トグルリンク機構7を伸長し切った状態で使用するため、可動型2mの位置はいわばロックされた状態になり、基本的な使用態様では、樹脂の自然圧縮が不可能となる。なお、ロックアップ状態であっても、樹脂圧による冷却時の収縮量に相当する型開量までタイバーが延伸して金型が開く型締力を設定し、充填完了後にタイバーの弾性回復力により型閉させる成形方法も知られているが、この方法はタイバーの伸縮に依存するため、温度変動等の外乱が伸縮量に直接影響し、成形品質にバラツキを生じるとともに、成形不良の低減も困難となる。しかも、充填中は型締力が増加し、型閉時に樹脂が強制圧縮されるため、自然圧縮とは言えない状態となる。   First, the basic molding method according to the present embodiment uses a mold clamping device Mc that enables natural compression of the resin R along with the solidification of the resin R in the mold 2. Therefore, as an appropriate mold clamping apparatus that can meet such a demand, there is a direct pressure type mold clamping apparatus that uses hydraulic pressure as a drive source. On the other hand, the toggle type mold clamping device Mc normally uses the toggle link mechanism 7 in a locked-up state, that is, in a state where the toggle link mechanism 7 is fully extended at the time of mold clamping. In other words, it is in a locked state, and in a basic usage mode, natural compression of the resin is impossible. Even in the lock-up state, a mold clamping force is set to open the mold by extending the tie bar to the mold opening amount corresponding to the shrinkage during cooling by resin pressure. A molding method that closes the mold is also known, but since this method depends on the expansion and contraction of the tie bar, disturbances such as temperature fluctuations directly affect the amount of expansion and contraction, causing variations in molding quality and reducing molding defects. It becomes. Moreover, the mold clamping force increases during filling, and the resin is forcibly compressed when the mold is closed.
そこで、本実施形態に係る成形方法は、トグルリンク機構7を非ロックアップ状態にすることにより、任意の型締力Fcの設定を可能にした。しかし、この場合、トグルリンク機構7は屈曲した状態となるため、特に、屈曲量(型位置Xc)を大きくした状態で型締力Fcを大きく設定したような場合には、サーボモータ12sが過負荷となり、保護回路のONによりサーボモータ12sがフリーとなる。この結果、ブレーキ制御もフリーとなり金型2等の破損を招く虞れがある。このように、トグル式の型締装置Mcでは、任意の型締力Fcを設定しようとした場合、非ロックアップ状態にすることにより、設定自体は可能であるとしても、型締装置Mcの能力にマッチングした的確な型締力Fcを設定するのは容易でない。結局、試行錯誤による長い設定時間が必要となるとともに、余裕の無い設定を行った場合には、金型2等の破損を招きやすくなる。   Therefore, the molding method according to the present embodiment enables an arbitrary mold clamping force Fc to be set by setting the toggle link mechanism 7 to the unlocked state. However, in this case, since the toggle link mechanism 7 is bent, the servo motor 12s is excessive, especially when the mold clamping force Fc is set large with the bending amount (mold position Xc) increased. The load becomes a load, and the servo motor 12s becomes free when the protection circuit is turned on. As a result, the brake control is also free and there is a possibility that the mold 2 and the like are damaged. In this way, in the toggle type mold clamping device Mc, if an arbitrary mold clamping force Fc is to be set, the ability of the mold clamping device Mc can be set by setting it to the non-lock-up state even though the setting itself is possible. It is not easy to set an accurate mold clamping force Fc matching the above. Eventually, a long setting time by trial and error is required, and if a setting without a margin is made, the mold 2 and the like are likely to be damaged.
本実施形態に係るセッティング方法は、トグル式の型締装置Mcであっても、少なくとも金型2内の樹脂Rの固化に伴って樹脂Rの圧縮(自然圧縮)が可能となるセッティングを容易に実現、即ち、電動駆動部8(サーボモータ12s)の負荷トルクTdが定格トルクTs以下、望ましくは定格トルクTs付近になることを条件に、トグルリンク機構7が非ロックアップ状態となる型位置Xcに型厚調整するとともに、金型2への樹脂Rの充填時に可動型2mと固定型2c間に所定の隙間Lmが生じ、かつ金型2内の樹脂Rの固化に伴って樹脂Rの自然圧縮が可能となる型締力(成形型締力)Fcsと射出圧力(成形射出圧力)Pisを設定するようにしたものである。このため、本実施形態に係るセッティング方法では、予め設定した、型締力Fc,電動駆動部8(サーボモータ12s)の定格トルクTs,及び一又は二以上のパラメータK1,K2を含む型位置算出式により、目的の型位置Xc(屈曲量)を容易に算出できるようにした。   The setting method according to the present embodiment facilitates the setting that enables compression (natural compression) of the resin R at least with the solidification of the resin R in the mold 2 even with the toggle type mold clamping device Mc. Realization, that is, a mold position Xc at which the toggle link mechanism 7 is in a non-lock-up state, provided that the load torque Td of the electric drive unit 8 (servo motor 12s) is equal to or less than the rated torque Ts, preferably near the rated torque Ts. When the resin R is filled in the mold 2, a predetermined gap Lm is generated between the movable mold 2 m and the fixed mold 2 c, and the resin R is naturally removed as the resin R in the mold 2 is solidified. The mold clamping force (molding mold clamping force) Fcs and the injection pressure (molding injection pressure) Pis that enable compression are set. For this reason, in the setting method according to the present embodiment, the mold position calculation including the mold clamping force Fc, the rated torque Ts of the electric drive unit 8 (servo motor 12s), and one or more parameters K1, K2 set in advance. The target mold position Xc (bending amount) can be easily calculated by the equation.
以下、この型位置算出式の設定方法について、図3〜図6を参照しつつ図1に示すフローチャートに従って説明する。   Hereinafter, a method of setting the mold position calculation formula will be described according to the flowchart shown in FIG. 1 with reference to FIGS.
今、トグルリンク機構7がロックアップ状態となる圧受盤4の位置(型位置Xc)を0とし、型位置Xcを段階的に大きくすることによりトグルリンク機構7の屈曲量が大きくなるものとする。まず、図3(a)〜(i)に示すように、複数の型締力Fc…における型位置Xc〔mm〕と保持トルクTh(=負荷トルクTd)の関係を求める。例示は、複数の型締力Fc…として、型締力Fc=10,15,20,25…50〔%〕を選定し、この結果を図3(a),(b),(c)…(i)に示した。なお、例示の場合、定格トルクTsは500〔kN〕であるため、例えば、型締力Fc=10〔%〕は、50〔kN〕に対応する。   Now, it is assumed that the bending amount of the toggle link mechanism 7 is increased by setting the position (mold position Xc) of the pressure receiving plate 4 where the toggle link mechanism 7 is locked up to 0 and increasing the mold position Xc stepwise. . First, as shown in FIGS. 3A to 3I, the relationship between the mold position Xc [mm] and the holding torque Th (= load torque Td) at a plurality of mold clamping forces Fc... For example, as a plurality of mold clamping forces Fc, mold clamping forces Fc = 10, 15, 20, 25... 50 [%] are selected, and the results are shown in FIGS. Shown in (i). In the illustrated example, the rated torque Ts is 500 [kN], and therefore, for example, the mold clamping force Fc = 10 [%] corresponds to 50 [kN].
最初に、最も小さい型締力Fc=10〔%〕を成形機コントローラ51に設定する(ステップS1)。また、最も小さい型位置Xc(例示の場合、0.3〔mm〕程度)を成形機コントローラ51に設定し、型厚調整機構25による型厚調整を行う(ステップS2)。この場合、型開時に型厚調整開始キーをONにすれば、ギアードモータ29が作動し、この回転が各スモールギア35…に伝達されることにより、各スモールギア35…に一体の各調整ナット27…が同時に同一方向に回転する。これにより、圧受盤4がタイバー5…上を前進変位し、設定した型位置Xc分だけ前進して停止する型厚調整が行われる。   First, the smallest mold clamping force Fc = 10 [%] is set in the molding machine controller 51 (step S1). Further, the smallest mold position Xc (in the example, about 0.3 mm) is set in the molding machine controller 51, and the mold thickness is adjusted by the mold thickness adjusting mechanism 25 (step S2). In this case, if the mold thickness adjustment start key is turned ON when the mold is opened, the geared motor 29 is operated, and this rotation is transmitted to the small gears 35. 27 ... rotate simultaneously in the same direction. Thereby, the mold thickness adjustment is performed in which the pressure receiving platen 4 is displaced forward on the tie bars 5... And moved forward by the set mold position Xc.
次いで、型締動作を実行する(ステップS3)。型締動作ではサーボモータ12sが作動し、このサーボモータ12sの回転がボールねじ機構11に伝達される。これにより、クロスヘッド7hが前進し、この前進変位は、トグルリンク機構7を介して可動盤6に伝達される。可動盤6は、高速移動した後、低速移動に移行し、可動型2mは固定型2cに当接する。可動型2mが固定型2cに当接した後は、型締力Fcの監視により、型締力Fcが10〔%〕(50〔kN〕)に達した時点で可動盤6を停止させ、サーボモータ12sの位置を保持する(ステップS4)。なお、型締力Fcは、例えば、タイバー5…に付設した型締力センサ等の公知の検出手段により検出できる。一方、この場合、トグルリンク機構7は非ロックアップ状態となるため、このときの電動駆動部8(サーボモータ12s)の保持トルクThを検出する(ステップS5)。なお、保持トルクFhは、サーボモータ12sに流れる負荷電流の大きさ等から算出する公知の検出手段により検出できる。そして、同様の動作に基づく保持トルクThの検出をN回繰り返して行い、得られたN回分の保持トルクTh…の平均値を算出する(ステップS6,S7)。   Next, a mold clamping operation is executed (step S3). In the mold clamping operation, the servo motor 12s is operated, and the rotation of the servo motor 12s is transmitted to the ball screw mechanism 11. As a result, the cross head 7 h moves forward, and this forward displacement is transmitted to the movable platen 6 via the toggle link mechanism 7. The movable plate 6 moves at a high speed and then moves to a low speed, and the movable mold 2m comes into contact with the fixed mold 2c. After the movable mold 2m comes into contact with the fixed mold 2c, the movable platen 6 is stopped when the mold clamping force Fc reaches 10 [%] (50 [kN]) by monitoring the mold clamping force Fc, and the servo The position of the motor 12s is held (step S4). The mold clamping force Fc can be detected by known detection means such as a mold clamping force sensor attached to the tie bars 5. On the other hand, in this case, since the toggle link mechanism 7 is in the non-lock-up state, the holding torque Th of the electric drive unit 8 (servo motor 12s) at this time is detected (step S5). The holding torque Fh can be detected by a known detection means that is calculated from the magnitude of the load current flowing through the servomotor 12s. Then, the detection of the holding torque Th based on the same operation is repeated N times, and the average value of the obtained N holding torques Th is calculated (steps S6 and S7).
次いで、型締力Fc=10〔%〕はそのままとし、型位置Xcを次の大きさに変更し、同様の動作を繰り返すことにより保持トルクThの検出を行う(ステップS8,S2…)。例示は、型位置Xcを0.5〔mm〕程度ずつ変更(増加)した場合を示す。これにより、図3(a)に示すように、型締力Fc=10〔%〕に設定し、型位置Xcを順次大きくしたときの保持トルクTh〔%〕の変化特性を求めることができる。なお、保持トルクTh〔%〕とは、定格トルクTsを100〔%〕にしたときの値である。図3(a)から明らかなように、型位置Xcに対する保持トルクThはほぼ比例的に変化する。したがって、この変化特性は、仮想線で示す直線Fhsのように一次関数化することができる(ステップS9)。この一次関数は、最小二乗法で求めることができる。図中、Fhは保持力〔kN〕を示し、この保持力Fhは、型位置Xcが0.5〔mm〕以上でほぼ一定となる。これは型締力Fcの保持に増力率(トグルリンク機構7の拡大率)が影響していることを示している。   Next, the mold clamping force Fc = 10 [%] is left as it is, the mold position Xc is changed to the next magnitude, and the holding torque Th is detected by repeating the same operation (steps S8, S2,...). The illustration shows a case where the mold position Xc is changed (increased) by about 0.5 [mm]. As a result, as shown in FIG. 3A, it is possible to obtain the change characteristic of the holding torque Th [%] when the mold clamping force Fc = 10 [%] and the mold position Xc is sequentially increased. The holding torque Th [%] is a value when the rated torque Ts is 100 [%]. As is clear from FIG. 3A, the holding torque Th with respect to the mold position Xc changes substantially proportionally. Therefore, this change characteristic can be converted into a linear function like a straight line Fhs indicated by a virtual line (step S9). This linear function can be obtained by the method of least squares. In the figure, Fh indicates a holding force [kN], and this holding force Fh is substantially constant when the mold position Xc is 0.5 [mm] or more. This indicates that the force increase rate (the enlargement rate of the toggle link mechanism 7) affects the holding of the mold clamping force Fc.
さらに、型締力Fcを次の段階における15〔%〕に変更し、同様の動作を繰り返して行うことにより保持トルクFh…の検出を行う(ステップS10,S1…)。これにより、図3(b)〜(i)に示すように、図3(a)と同様の変化特性を異なる型締力Fc…毎に得ることができる。以上により得られた全ての変化特性を一緒に描いたものが図4となる。なお、図中、Fc=10〔%〕…は、符号Fc10…により示している。また、図5は、図4における各変化特性を一次関数化したものである。図5から明らかなように、各変化特性Fc10,Fc15,Fc20…は、ほぼ等間隔となり概ね比例していることが分かる。そこで、各変化特性の傾き度合Ds(ΔTh/ΔXc)を求め、型締力Fcに対する傾きをプロットすれば、図6に示すようになる。同図から明らかなように、傾き度合Dsは、型締力Fcの大きさにほぼ比例する(ステップS11)。このため、この変化特性を、仮想線で示す直線Dssのように一次関数化することができる(ステップS12)。なお、Dyは各変化特性のY軸切片値を示す。   Further, the holding torque Fh... Is detected by changing the mold clamping force Fc to 15% in the next stage and repeating the same operation (steps S10, S1...). Thereby, as shown in FIGS. 3B to 3I, the same change characteristics as in FIG. 3A can be obtained for each different clamping force Fc. FIG. 4 shows all the change characteristics obtained as described above together. In the figure, Fc = 10 [%]... Is indicated by reference numerals Fc10. FIG. 5 is a linear function of each change characteristic in FIG. As can be seen from FIG. 5, the change characteristics Fc10, Fc15, Fc20,... Therefore, when the inclination degree Ds (ΔTh / ΔXc) of each change characteristic is obtained and the inclination with respect to the mold clamping force Fc is plotted, the result is as shown in FIG. As is apparent from the figure, the inclination degree Ds is substantially proportional to the size of the mold clamping force Fc (step S11). For this reason, this change characteristic can be made into a linear function like the straight line Dss shown by a virtual line (step S12). Dy indicates the Y-axis intercept value of each change characteristic.
以上の結果から、型締力Fcに対して過負荷にならない型位置Xc(屈曲量)を一次関数式により表すことができる。以下、この算出式の設定について具体的に説明する。まず、図3〜図6の関係をまとめると、保持トルクTh=Ds×Xc×Dy(ただし、Ds:傾き度合,Xc:型位置,Dy:Y軸切片値)の関係が成立する。また、傾き度合Dsとオフセット値Dcは、図6の特性から分かるため、型位置Xcは、概ねXc=(Ts−Dy)/(Ds×Fc−Dc)の式により表される。なお、Tsは定格トルク〔%〕,Fcは型締力〔%〕である。   From the above results, the mold position Xc (bending amount) that does not overload the mold clamping force Fc can be expressed by a linear function equation. Hereinafter, the setting of this calculation formula will be specifically described. First, when the relationships of FIGS. 3 to 6 are summarized, the relationship of holding torque Th = Ds × Xc × Dy (where Ds: degree of inclination, Xc: mold position, Dy: Y-axis intercept value) is established. Further, since the degree of inclination Ds and the offset value Dc can be understood from the characteristics of FIG. 6, the mold position Xc is approximately expressed by the equation Xc = (Ts−Dy) / (Ds × Fc−Dc). Ts is the rated torque [%] and Fc is the mold clamping force [%].
そして、この式を、一般式に置換すれば、
Xc〔mm〕=(Ts−K2)/(Fc×K1 ) … (100)
が得られる。
And if this formula is replaced with a general formula,
Xc [mm] = (Ts−K2) / (Fc × K1) (100)
Is obtained.
この場合、K1,K2は成形機固有のパラメータ、特に、K1は単位を変換(〔%〕→〔mm〕)するためのパラメータであり、一例として、K1は0.5程度、K2は10〔%〕程度にそれぞれ選定できる(ステップS13)。なお、Tsは定格トルク〔%〕、Fcは設定する型締力〔%〕である。そして、このようにして得られた型位置算出式(100)は、型締力Fcの設定から過負荷にならない型位置Xc(屈曲量)の算出式として用いることができるため、この型位置算出式(100)を、成形機コントローラ51に設定(登録)する(ステップS14)。なお、この型位置算出式(100)はマニュアルにより求めて設定してもよいし、予め設定した自動作成プログラムにより自動で求めて設定してもよい。   In this case, K1 and K2 are parameters unique to the molding machine, in particular, K1 is a parameter for converting the unit ([%] → [mm]). As an example, K1 is about 0.5, and K2 is 10 [ %] Can be selected (step S13). Ts is the rated torque [%], and Fc is the set clamping force [%]. The mold position calculation formula (100) thus obtained can be used as a calculation formula for the mold position Xc (bending amount) that does not cause an overload from the setting of the mold clamping force Fc. Formula (100) is set (registered) in the molding machine controller 51 (step S14). The mold position calculation formula (100) may be obtained and set manually or may be automatically obtained and set by a preset automatic creation program.
このように、型位置Xcを、予め設定した、型締力Fc,定格トルクTs,及び一又は二以上のパラメータK1,K2を含む型位置算出式(100)により算出するようにすれば、既知となる定格トルクTs及び係数(パラメータK1,K2)は既知となるため、必要とする望ましい型位置Xcは、オペレータが目標の型締力Fcを入力するのみで、容易かつ速やかに得れるとともに、型厚調整機構の利用により自動で設定可能となる。   As described above, if the mold position Xc is calculated by the mold position calculation formula (100) including the mold clamping force Fc, the rated torque Ts, and one or more parameters K1 and K2, which are set in advance, it is known. Since the rated torque Ts and the coefficients (parameters K1, K2) become known, the desired mold position Xc required can be obtained easily and quickly only by the operator inputting the target mold clamping force Fc. It can be set automatically by using the mold thickness adjustment mechanism.
次に、本実施形態に係るトグル式射出成形機Mの成形方法について、図7〜図10を参照して説明する。   Next, a molding method of the toggle type injection molding machine M according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
まず、本実施形態に係る成形方法の概要は、
(A) 予め、生産時に使用する成形型締力Fcsと成形射出圧力Pisを求めるとともに、これらを成形条件として設定する。この際、
(x) 射出充填時に、固定型2cと可動型2m間に適切なパーティング開量(自然隙間)Lmが生じること、
(y) 成形品Gには、バリ,ヒケ及びソリ等の成形不良が発生しないこと、
を条件とする。
First, the outline of the molding method according to this embodiment is as follows.
(A) The mold clamping force Fcs and the molding injection pressure Pis used during production are obtained in advance, and these are set as molding conditions. On this occasion,
(X) At the time of injection filling, an appropriate parting opening amount (natural gap) Lm is generated between the fixed mold 2c and the movable mold 2m.
(Y) Molded product G is free from molding defects such as burrs, sink marks and warps,
As a condition.
また、自然隙間Lmは、ガス抜き及び樹脂Rの圧縮(自然圧縮)を考慮して、最大時のパーティング開量となる成形隙間Lmpと、冷却時間Tcが経過した後のパーティング開量となる残留隙間Lmrを考慮し、
(xa) 成形隙間Lmpは、0.03〜0.30〔mm〕、
(xb) 残留隙間Lmrは、0.01〜0.10〔mm〕、
の各許容範囲を満たすことを条件とする。
In addition, the natural gap Lm is determined by taking into account the degassing and compression of the resin R (natural compression), and the molding gap Lmp that is the maximum parting opening, and the parting opening after the cooling time Tc has elapsed. Considering the residual gap Lmr
(Xa) The forming gap Lmp is 0.03 to 0.30 [mm],
(Xb) The residual gap Lmr is 0.01 to 0.10 [mm],
It is subject to satisfying each tolerance range.
(B) 生産時には、設定した成形型締力Fcsにより型締を行うこと、成形射出圧力Pisをリミット圧力に設定すること、の成形条件により樹脂Rは単純に射出する。   (B) At the time of production, the resin R is simply injected according to the molding conditions of performing mold clamping with the set molding clamping force Fcs and setting the molding injection pressure Pis to the limit pressure.
したがって、このような成形方法によれば、射出充填時には、金型2において自然隙間Lm及び自然圧縮が発生する。この結果、射出装置Miにより射出充填される樹脂Rの挙動が不安定であっても、型締装置Mcが不安定な樹脂Rの挙動に適応し、高度の品質及び均質性を有する成形品Gが得られる。   Therefore, according to such a molding method, the natural gap Lm and natural compression occur in the mold 2 during injection filling. As a result, even if the behavior of the resin R injected and filled by the injection device Mi is unstable, the mold clamping device Mc adapts to the unstable behavior of the resin R and has a high quality and homogeneity. Is obtained.
次に、具体的な処理手順について説明する。まず、予め、成形条件となる成形型締力Fcsと成形射出圧力Pisを求めるとともに、成形条件として設定する。図8に、成形型締力Fcsと成形射出圧力Pisを求めて設定する処理手順を説明するためのフローチャートを示す。   Next, a specific processing procedure will be described. First, a mold clamping force Fcs and a molding injection pressure Pis that are molding conditions are obtained in advance and set as molding conditions. FIG. 8 is a flowchart for explaining a processing procedure for obtaining and setting the mold clamping force Fcs and the molding injection pressure Pis.
最初に、型締装置Mcのトグルリンク機構7のセッティングを行う。即ち、前述した型位置算出式(100)を利用して、トグルリンク機構7が最適な屈曲量となる非ロックアップ状態に型位置Xcを設定する。具体的には、オペレータが、型締力Fc(及び定格トルクTs)を入力すれば、この入力に基づいて型位置算出式(100)による演算が行われ、型位置Xcが算出されるとともに、型厚調整機構25により圧受盤4の位置(型位置Xc)が自動で調整(変更)される。この際、基本的には、型締力Fc=100〔%〕,定格トルクTs=100〔%〕を入力することができるが、必要により、射出成形機Mや成形品等を考慮して、例えば、型締力Fc=90〔%〕,定格トルクTs=90〔%〕のように入力することもできる。また、定格トルクTsは、前述したパラメータK1,K2と同様、予め固定値として登録し、型締力のみを入力できるようにしてもよい。この型位置Xcの設定により、電動駆動部8の負荷トルクTdは定格トルクTs付近又は定格トルクTs以下となるように型厚調整される。特に、電動駆動部8の負荷トルクTdが定格トルクTs付近になるように設定を行えば、過負荷を回避しつつトグルリンク機構7の屈曲量を最大にできるため、成形時において、可動型2mと固定型2c間に所定の隙間Lmを生じさせる作用及び金型2内の樹脂Rの固化に伴って樹脂Rの自然圧縮を可能にする作用を良好に実現する観点から最も大きなパフォーマンスを得れる利点がある。   First, the toggle link mechanism 7 of the mold clamping device Mc is set. That is, the mold position Xc is set to a non-lock-up state in which the toggle link mechanism 7 has an optimum bending amount by using the mold position calculation formula (100) described above. Specifically, if the operator inputs the mold clamping force Fc (and the rated torque Ts), an operation based on the mold position calculation formula (100) is performed based on this input, and the mold position Xc is calculated. The position (mold position Xc) of the pressure receiving platen 4 is automatically adjusted (changed) by the mold thickness adjusting mechanism 25. At this time, basically, the mold clamping force Fc = 100 [%] and the rated torque Ts = 100 [%] can be input. However, if necessary, the injection molding machine M and the molded product are taken into consideration. For example, the mold clamping force Fc = 90 [%] and the rated torque Ts = 90 [%] can be input. The rated torque Ts may be registered in advance as a fixed value in the same manner as the parameters K1 and K2 described above, and only the mold clamping force may be input. By setting the mold position Xc, the mold thickness is adjusted so that the load torque Td of the electric drive unit 8 is near the rated torque Ts or less than the rated torque Ts. In particular, if the load torque Td of the electric drive unit 8 is set to be close to the rated torque Ts, the bending amount of the toggle link mechanism 7 can be maximized while avoiding an overload. The greatest performance can be obtained from the viewpoint of satisfactorily realizing the action of generating a predetermined gap Lm between the mold 2c and the fixed mold 2c and the action of enabling the natural compression of the resin R along with the solidification of the resin R in the mold 2. There are advantages.
次いで、射出装置Mi側の射出条件となる射出圧力Piを初期設定する(ステップS21)。このときの射出圧力Piは、射出装置Miの能力(駆動力)に基づく射出圧力Piを設定できる。射出装置Miの能力としては、例えば、駆動源として駆動モータ(サーボモータ)を使用している場合には、定格出力(定格トルク)を考慮することができる。さらに、型締装置Mc側の型締条件となる型締力Fcを初期設定する(ステップS22)。このときの型締力Fcは、型締装置Mcの能力(駆動力)を考慮して設定できる。したがって、この場合の設定値は100〔%〕であってもよい。   Next, the injection pressure Pi, which is the injection condition on the injection device Mi side, is initially set (step S21). The injection pressure Pi at this time can set the injection pressure Pi based on the capability (driving force) of the injection device Mi. As the capability of the injection device Mi, for example, when a drive motor (servo motor) is used as a drive source, a rated output (rated torque) can be considered. Further, a mold clamping force Fc as a mold clamping condition on the mold clamping device Mc side is initially set (step S22). The mold clamping force Fc at this time can be set in consideration of the capability (driving force) of the mold clamping device Mc. Therefore, the set value in this case may be 100 [%].
そして、初期設定した型締力Fcに対する最適化処理を行うことにより生産時に用いる成形型締力Fcsを求めるとともに、初期設定した射出圧力Piに対する最適化処理を行うことにより生産時に用いる成形射出圧力Pisを求める(ステップS23,S24)。型締力Fc及び射出圧力Piを最適化する方法の一例について説明する。今、初期設定した型締力Fc及び射出圧力Piを用いて試射した結果、成形隙間Lmp及び残留隙間Lmrはいずれも0となったものとする。したがって、型締力Fcが大きいため、バリは発生しないが、ヒケ,ソリ,ガス抜きに関してはいずれも不良となる。   Then, the molding clamping force Fcs used at the time of production is obtained by performing optimization processing on the initially set clamping force Fc, and the molding injection pressure Pis used at production by performing optimization processing on the initially set injection pressure Pi. Is obtained (steps S23 and S24). An example of a method for optimizing the mold clamping force Fc and the injection pressure Pi will be described. Now, as a result of trial shooting using the initially set clamping force Fc and injection pressure Pi, it is assumed that both the forming gap Lmp and the residual gap Lmr are zero. Therefore, since the mold clamping force Fc is large, no burrs are generated, but all of sinking, warping, and degassing are defective.
そこで、型締力Fcの大きさ及び射出圧力Piの大きさを、段階的に低下、即ち、型締力Fc〔%〕を、90,80,70…20,10と段階的に低下させ、それぞれの段階で試射を行うことにより、固定型2cと可動型2m間のパーティング開量Lmを測定するとともに、成形品Gの良否状態を観察する(ステップS25,S26)。この場合、射出圧力Piについては、型締力を変更(低下)した際に、適宜、射出圧力Piも変更(低下)し、樹脂Rが金型2に対して正常に充填しなくなる手前の大きさを選択すればよい。そして、求めた成形射出圧力Pisは、生産時の射出圧力に対するリミッタ圧力Psとして設定する(ステップS27)。また、型締力Fcを段階的に低下させた際には、型位置算出式(100)により型位置Xcが算出され、算出された型位置Xcになるように、型厚調整機構25により圧受盤4の位置(型位置Xc)が自動で調整(変更)される。   Therefore, the magnitude of the mold clamping force Fc and the magnitude of the injection pressure Pi are reduced in stages, that is, the mold clamping force Fc [%] is reduced in stages to 90, 80, 70. By performing trial firing at each stage, the parting opening Lm between the fixed mold 2c and the movable mold 2m is measured, and the quality state of the molded product G is observed (steps S25 and S26). In this case, with respect to the injection pressure Pi, when the mold clamping force is changed (decreased), the injection pressure Pi is also changed (decreased) as appropriate, and the resin R does not fill the mold 2 normally. You just have to choose. The determined molding injection pressure Pis is set as a limiter pressure Ps with respect to the injection pressure during production (step S27). Further, when the mold clamping force Fc is decreased stepwise, the mold position Xc is calculated by the mold position calculation formula (100), and the mold thickness adjusting mechanism 25 receives the pressure so that the calculated mold position Xc is obtained. The position of the panel 4 (mold position Xc) is automatically adjusted (changed).
一方、試射の結果、一例として、型締力Fcを20,30〔%〕に設定した際に、成形隙間Lmp及び残留隙間Lmrはいずれも許容範囲を満たした場合を想定する。即ち、成形隙間Lmpは、0.03〜0.30〔mm〕の許容範囲、望ましくは、0.03〜0.20〔mm〕の許容範囲をも満たし、かつ残留隙間Lmrも、0.01〜0.10〔mm〕の許容範囲、望ましくは、0.01〜0.04〔mm〕の許容範囲を満たしたものとする。また、バリ,ヒケ及びソリのいずれも発生しないとともに、ガス抜きも良好に行われ、良品成形品を得たものとする。したがって、成形型締力Fcsは、設定の条件を満たす型締力20又は30〔%〕から選択して設定することができる。そして、選択した型締力Fcは、生産時に型締を行う際の成形型締力Fcsとして設定する(ステップS28)。   On the other hand, as a result of the test firing, as an example, it is assumed that when the mold clamping force Fc is set to 20, 30 [%], the molding gap Lmp and the residual gap Lmr both satisfy the allowable range. That is, the forming gap Lmp satisfies the allowable range of 0.03 to 0.30 [mm], preferably 0.03 to 0.20 [mm], and the residual gap Lmr is also 0.01. The allowable range of ˜0.10 [mm], preferably 0.01 to 0.04 [mm] is satisfied. In addition, no burrs, sink marks or warps are generated, and degassing is performed well to obtain a good molded product. Therefore, the mold clamping force Fcs can be selected and set from the mold clamping force 20 or 30 [%] satisfying the setting condition. The selected mold clamping force Fc is set as a molding mold clamping force Fcs for performing mold clamping during production (step S28).
なお、成形隙間Lmpが、0.03〜0.20〔mm〕の許容範囲を満たすとともに、残留隙間Lmrが、0.01〜0.04〔mm〕の許容範囲を満たすことがバリの発生しない最良成形品を得ることができるが、バリは成形品取出後に除去できるとともに、少しのバリがあっても良品として使用できる場合もあるため、低度のバリ発生は即不良品となるわけではない。したがって、不良品の条件として必ずしもバリを含める必要はない。なお、実際の設定に際しては、例えば、型締力を、30,20,10等のように、数回程度の変更実施により目的の成形型締力Fcs及び成形射出圧力Pisを求めることができる。また、型締力Fc及び射出圧力Piの大きさは、オペレータが任意に設定してもよいし、射出成形機Mに備えるオートチューニング機能等を併用しつつ自動又は半自動により求めてもよい。オートチューニング機能を利用した場合には、バリが発生する直前の型締力Fcを容易に求めることができる。   It is to be noted that no burr is generated when the forming gap Lmp satisfies the allowable range of 0.03 to 0.20 [mm] and the residual gap Lmr satisfies the allowable range of 0.01 to 0.04 [mm]. The best molded product can be obtained, but burrs can be removed after taking out the molded product, and even if there are a few burrs, they may be used as good products, so low-level burrs do not immediately become defective products. . Therefore, it is not always necessary to include burrs as a condition for defective products. In actual setting, for example, the target mold clamping force Fcs and the molding injection pressure Pis can be obtained by changing the mold clamping force several times, such as 30, 20, 10, and the like. Further, the magnitudes of the mold clamping force Fc and the injection pressure Pi may be arbitrarily set by the operator, or may be obtained automatically or semi-automatically using an auto-tuning function provided in the injection molding machine M together. When the auto tuning function is used, the mold clamping force Fc immediately before the occurrence of burrs can be easily obtained.
一方、射出装置Miの射出速度Vdに対する速度限界値VLを設定する(ステップS29)。この速度限界値VLは、必ずしも設定する必要はないが、設定することにより、万が一、射出速度Vdが過度に速くなった場合でも、金型2やスクリュ22等に対して機械的な保護を図ることができる。したがって、速度限界値VLには、金型2やスクリュ22等に対して機械的な保護を図ることができる大きさを設定する。さらに、他の必要事項の設定を行う(ステップS30)。他の必要事項の設定としては、補正機能により補正する際に使用する補正係数等を適用できる。以上、ここまでの処理は、本実施形態に係るトグル式射出成形機のセッティング方法に基づく処理となり、また、本実施形態に係るトグル式射出成形機の成形方法の一部となる。   On the other hand, a speed limit value VL for the injection speed Vd of the injection device Mi is set (step S29). The speed limit value VL is not necessarily set. However, by setting the speed limit value VL, even if the injection speed Vd becomes excessively high, mechanical protection is provided for the mold 2, the screw 22, and the like. be able to. Therefore, the speed limit value VL is set to a size that can provide mechanical protection for the mold 2, the screw 22, and the like. Furthermore, other necessary items are set (step S30). As other necessary items, correction coefficients used when correction is performed by the correction function can be applied. The processing so far is based on the setting method of the toggle injection molding machine according to the present embodiment, and is a part of the molding method of the toggle injection molding machine according to the present embodiment.
次に、生産時の具体的な処理手順について説明する。図9は、成形型締力Fcs及び成形射出圧力Pisを用いた生産時の処理手順を説明するためのフローチャートを示す。   Next, a specific processing procedure during production will be described. FIG. 9 is a flowchart for explaining a processing procedure during production using the mold clamping force Fcs and the molding injection pressure Pis.
まず、射出装置Miでは樹脂Rを可塑化して射出準備を行う(ステップS31)。本実施形態に係る成形方法では、一般的な成形法のように、樹脂Rを正確に計量する計量工程は不要である。即ち、一般的な計量工程における計量動作は行うが、正確な計量値を得るための計量制御は行わない。いわば樹脂Rが不足する前に樹脂Rを追加する動作となる。また、型締装置Mcのサーボモータ12sを作動させ、型締力が成形型締力Fcsとなるように、金型2に対する型締を行う(ステップS32)。このときの金型2の状態を図10(a)に示す。なお、前述したように、トグルリンク機構7は非ロックアップ状態になっている。   First, the injection device Mi plasticizes the resin R and prepares for injection (step S31). In the molding method according to the present embodiment, a measuring step for accurately measuring the resin R as in a general molding method is not necessary. That is, the weighing operation in a general weighing process is performed, but the weighing control for obtaining an accurate weighing value is not performed. In other words, the operation is to add the resin R before the resin R becomes insufficient. Further, the servo motor 12s of the mold clamping device Mc is operated to perform mold clamping on the mold 2 so that the mold clamping force becomes the molding mold clamping force Fcs (step S32). The state of the mold 2 at this time is shown in FIG. As described above, the toggle link mechanism 7 is in a non-lock-up state.
次いで、射出装置Miにより金型2に対して樹脂Rの射出充填を行う(ステップS33)。この場合、スクリュは定格動作により前進させればよく、スクリュに対する速度制御及び圧力制御は不要である。これにより、加熱筒内の可塑化溶融した樹脂Rは金型2のキャビティ内に充填される(ステップS34)。樹脂Rの充填に伴い、図7に示すように、射出圧力Pdが上昇する。そして、リミット圧力Psに近づき、リミット圧力Psに達すれば、リミット圧力Psに維持するための制御、即ち、オーバーシュートを防止する制御が行われ、射出圧力Pdはリミット圧力Ps(成形射出圧力Pis)に維持される(ステップS35,S36)。したがって、射出動作では実質的な一圧制御が行われる。なお、図7中、Vdは射出速度を示す。   Next, the injection device Mi performs injection filling of the resin R onto the mold 2 (step S33). In this case, the screw may be moved forward by rated operation, and speed control and pressure control for the screw are unnecessary. Thereby, the plasticized and melted resin R in the heating cylinder is filled in the cavity of the mold 2 (step S34). As the resin R is filled, the injection pressure Pd increases as shown in FIG. When the pressure approaches the limit pressure Ps and reaches the limit pressure Ps, control for maintaining the limit pressure Ps, that is, control for preventing overshoot is performed, and the injection pressure Pd is the limit pressure Ps (molded injection pressure Pis). (Steps S35 and S36). Therefore, substantial one-pressure control is performed in the injection operation. In FIG. 7, Vd indicates the injection speed.
また、金型2のキャビティ内に樹脂Rが満たされることにより、金型2は樹脂Rに加圧され、固定型2cと可動型2m間にパーティング開量Lmが生じるとともに、最大時には成形隙間Lmpが生じる(ステップS37)。この成形隙間Lmpは、予め設定した成形型締力Fcs及び成形射出圧力Pisにより、0.03〜0.30〔mm〕の許容範囲、望ましくは、0.03〜0.20〔mm〕の許容範囲となり、良好なガス抜きが行われるとともに、不良の排除された良品成形が行われる。このときの金型2の状態を図10(b)に示す。一方、時間の経過に伴って、金型2のキャビティ内における樹脂Rの固化が進行するとともに、この固化に伴って、樹脂Rの圧縮(自然圧縮)が行われる(ステップS38)。   Further, when the cavity of the mold 2 is filled with the resin R, the mold 2 is pressurized to the resin R, and a parting opening Lm is generated between the fixed mold 2c and the movable mold 2m, and at the maximum, the molding gap Lmp is generated (step S37). The molding gap Lmp is within a permissible range of 0.03 to 0.30 [mm], preferably 0.03 to 0.20 [mm], depending on a preset mold clamping force Fcs and molding injection pressure Pis. Within the range, good degassing is performed, and good product molding in which defects are eliminated is performed. The state of the mold 2 at this time is shown in FIG. On the other hand, as the time elapses, solidification of the resin R in the cavity of the mold 2 proceeds, and along with this solidification, the resin R is compressed (natural compression) (step S38).
そして、設定した冷却時間Zcが経過すれば、サーボモータ12sを作動させ、可動型2mを後退させることにより型開きを行うとともに、突出し機構により、可動型2mに付着した成形品Gの突き出しを行う(ステップS39,S40)。これにより、成形品Gが取り出され、一成形サイクルが終了する。なお、冷却時間Tcは、射出開始時点tsからの経過時間として予め設定することができる。また、図7に示すように、冷却時間Zcの経過した時点では、樹脂Rの自然圧縮により、固定型2cと可動型2m間の残留隙間Lmrは、予め設定した成形型締力Fcs及び成形射出圧力Pisにより、0.01〜0.10〔mm〕の許容範囲、望ましくは、0.01〜0.04〔mm〕の許容範囲となり、金型2のキャビティ内における樹脂Rに対する自然圧縮が確実に行われるとともに、成形品Gにおける高度の品質及び均質性が確保される。このときの金型2の状態を図10(c)に示す。この後、次の成形が継続する場合には、同様に、樹脂Rを可塑化して射出準備を行うとともに、以降は、型締、射出、冷却等の処理を同様に行えばよい(ステップS41,S31,S32…)。   When the set cooling time Zc elapses, the servo motor 12s is operated to open the movable die 2m, and the mold G attached to the movable die 2m is ejected by the protruding mechanism. (Steps S39 and S40). Thereby, the molded product G is taken out and one molding cycle is completed. The cooling time Tc can be set in advance as an elapsed time from the injection start time ts. As shown in FIG. 7, when the cooling time Zc elapses, due to the natural compression of the resin R, the residual gap Lmr between the fixed mold 2c and the movable mold 2m has a predetermined mold clamping force Fcs and molding injection. Depending on the pressure Pis, the allowable range is 0.01 to 0.10 [mm], preferably 0.01 to 0.04 [mm], and natural compression of the resin R in the cavity of the mold 2 is ensured. And a high degree of quality and homogeneity in the molded product G is ensured. The state of the mold 2 at this time is shown in FIG. Thereafter, when the next molding is continued, similarly, the resin R is plasticized to prepare for injection, and thereafter, processes such as mold clamping, injection, and cooling may be performed in the same manner (step S41, S31, S32 ...).
よって、このような本実施形態に係る射出成形機Mのセッティング方法及び成形方法によれば、トグル式射出成形機Mのセッティングを行うに際し、電動駆動部8の負荷トルクTdが定格トルクTs以下となることを条件に、トグルリンク機構7が非ロックアップ状態となる型位置Xcに型厚調整するとともに、金型2への樹脂Rの充填時に、可動型2mと固定型2c間に所定の隙間Lmが生じ、かつ金型2内の樹脂Rの固化に伴って樹脂Rの自然圧縮が可能となる成形型締力Fcsと成形射出圧力Pisを設定するようにしたため、トグル式射出成形機Mであっても油圧式射出成形機と同様の作用、即ち、成形型締力Fcsと成形射出圧力Pisとの相対的な力関係により、金型2への樹脂Rの充填時に可動型2mと固定型2c間に所定の隙間Lmを生じさせる作用、及び金型2内の樹脂Rの固化に伴って樹脂Rの自然圧縮を可能にする作用、の双方を実現できるとともに、トグル式の型締装置Mcの能力にマッチングした最適なセッティングを行うことができる。これにより、特に、ヒケの発生しない良好な平坦性(平面性)、更には、成形品の高度の品質及び均質性を確保できる。   Therefore, according to the setting method and the molding method of the injection molding machine M according to this embodiment, when setting the toggle type injection molding machine M, the load torque Td of the electric drive unit 8 is less than the rated torque Ts. As a result, the mold thickness is adjusted to the mold position Xc where the toggle link mechanism 7 is in the unlocked state, and a predetermined gap is provided between the movable mold 2m and the fixed mold 2c when the mold 2 is filled with the resin R. Since the molding die clamping force Fcs and the molding injection pressure Pis are set so that Lm is generated and the resin R can be naturally compressed as the resin R in the mold 2 is solidified, the toggle type injection molding machine M Even if it exists, the movable mold 2m and the stationary mold are filled when the resin R is filled into the mold 2 by the same action as the hydraulic injection molding machine, that is, the relative force relationship between the mold clamping force Fcs and the molding injection pressure Pis. Predetermined between 2c It is possible to realize both of the effect of generating a gap Lm and the effect of allowing natural compression of the resin R along with the solidification of the resin R in the mold 2, and matches the capability of the toggle type mold clamping device Mc. Optimal settings can be made. Thereby, in particular, good flatness (flatness) in which sink marks do not occur, and further, high quality and homogeneity of the molded product can be secured.
また、成形に際しては、成形射出圧力Pisと成形型締力Fcsを設定すれば足り、相互に影響し合う、射出速度,速度切換位置,速度圧力切換位置,射出圧力,保圧力等の正確性の要求される射出条件をはじめ、正確な計量が要求される計量値等の計量条件を含む各種成形条件の設定は不要となる。したがって、成形条件のシンプル化及び設定容易化、更には品質管理の容易化を図ることができるとともに、生産時における動作制御も容易に行うことができる。しかも、射出速度に対する多段の制御や保圧に対する制御などの一連の制御が不要となるなど、成形サイクル時間の短縮を図れるとともに、量産性及び経済性を高めることができるという成形に伴う基本的な効果を得ることができる。このため、この成形方法は、特に、温度や圧力等に敏感に影響を受けやすい特性を有する低粘性の樹脂Rの成形に最適となる。   In molding, it is sufficient to set the molding injection pressure Pis and the mold clamping force Fcs, and the accuracy of the injection speed, the speed switching position, the speed pressure switching position, the injection pressure, the holding pressure, etc., which affect each other, is sufficient. It is not necessary to set various molding conditions including required injection conditions and measurement conditions such as measurement values that require accurate measurement. Therefore, the molding conditions can be simplified and set easily, quality management can be facilitated, and operation control during production can be easily performed. In addition, it is possible to shorten the molding cycle time and eliminate the need for a series of controls such as multistage control over injection speed and control over holding pressure, and it is possible to improve the mass productivity and economy. An effect can be obtained. For this reason, this molding method is particularly suitable for molding a low-viscosity resin R having characteristics that are sensitive to temperature, pressure, and the like.
他方、図11には、本発明の変更実施形態に係るトグル式射出成形機のセッティング方法をフローチャートで示す。   On the other hand, in FIG. 11, the setting method of the toggle type injection molding machine which concerns on the modified embodiment of this invention is shown with a flowchart.
変更実施形態に係るセッティング方法は、型位置Xcとして、電動駆動部8の定格トルクTs又はこの定格トルクTsよりも低い値を目標トルクTtとして設定するとともに、型位置Xcを段階的に変化させ、各型位置Xc…における型厚調整及び所定の型締位置における位置制御を行うことにより、各型位置Xc…毎に試射を順次行い、試射時における負荷トルクTsが目標トルクTtに達したなら、このときの型位置Xcよりも手前の段階における型位置Xcを用いるようにしたものである。したがって、このような変更実施形態に係るセッティング方法を用いれば、使用するトグル式射出成形機Mにとっての最適な型位置Xcをその都度得れるため、的確な型位置Xcを用いることができる。   The setting method according to the modified embodiment sets the rated torque Ts of the electric drive unit 8 or a value lower than the rated torque Ts as the target torque Tt as the mold position Xc, and changes the mold position Xc stepwise. By performing mold thickness adjustment at each mold position Xc and position control at a predetermined mold clamping position, trial firing is performed sequentially for each mold position Xc, and if the load torque Ts during trial firing reaches the target torque Tt, In this case, the mold position Xc at a stage before the mold position Xc is used. Therefore, if the setting method according to such a modified embodiment is used, the optimum mold position Xc for the toggle type injection molding machine M to be used can be obtained each time, so that the accurate mold position Xc can be used.
以下、具体的な処理手順について説明する。まず、最も小さい値となる最初の型位置Xc(例えば、0.5〔mm〕)を設定する(ステップS51)。次いで、型厚調整機構25を作動させ、設定した型位置Xcとなるように型厚の調整(変更)を行う(ステップS52)。次いで、型締動作を実行し、可動型2mが固定型2cに当接したならその位置に停止するように可動型2m(又はクロスヘッド7h)の位置に対するフィードバック制御を行う(ステップS53)。この場合、可動型2mと固定型2cが当接した際の当接力(型締力)はできるだけ小さい方が望ましい。なお、この際、トグルリンク機構7は非ロックアップ状態になる。   Hereinafter, a specific processing procedure will be described. First, the first mold position Xc (for example, 0.5 [mm]) having the smallest value is set (step S51). Next, the mold thickness adjusting mechanism 25 is operated to adjust (change) the mold thickness so that the set mold position Xc is reached (step S52). Next, a mold clamping operation is performed, and if the movable mold 2m comes into contact with the fixed mold 2c, feedback control is performed on the position of the movable mold 2m (or the crosshead 7h) so as to stop at that position (step S53). In this case, it is desirable that the contact force (clamping force) when the movable mold 2m and the fixed mold 2c are in contact is as small as possible. At this time, the toggle link mechanism 7 is not locked up.
次いで、射出装置Miにより溶融した樹脂Rの射出充填を行う(ステップS54)。一方、射出充填時における電動駆動部8(サーボモータ12s)の負荷トルクTdを検出する(ステップS55)。射出充填により金型2内の樹脂圧は徐々に高まるため、電動駆動部8(サーボモータ12s)の負荷トルクTdも対応して増加する。この際、負荷トルクTdと目標トルクTtの関係が、Td≧Ttの条件を満たすか否か、即ち、負荷トルクTdが目標トルクTt以上になるか否かを監視(判定)する(ステップS56)。負荷トルクTdが目標トルクTt以上にならずに射出充填が終了したなら、次の段階、即ち、トグルリンク機構7の屈曲量をより大きくする型位置Xc(例えば、1.0〔mm〕)を設定する(ステップS57,S58)。   Next, injection filling of the melted resin R is performed by the injection device Mi (step S54). On the other hand, the load torque Td of the electric drive unit 8 (servo motor 12s) at the time of injection filling is detected (step S55). Since the resin pressure in the mold 2 gradually increases due to injection filling, the load torque Td of the electric drive unit 8 (servo motor 12s) also increases correspondingly. At this time, it is monitored (determined) whether the relationship between the load torque Td and the target torque Tt satisfies the condition of Td ≧ Tt, that is, whether the load torque Td is equal to or greater than the target torque Tt (step S56). . If the injection filling is completed without the load torque Td exceeding the target torque Tt, the next stage, that is, the mold position Xc (for example, 1.0 [mm]) for increasing the bending amount of the toggle link mechanism 7 is set. Setting is performed (steps S57 and S58).
この後、同様に型厚調整機構25を作動させ、設定した型位置Xcとなるように型厚の調整(変更)を行うとともに、型締動作を実行し、可動型2mが固定型2cに当接したなら、その位置に停止するように可動型2mの位置に対するフィードバック制御を行う。また、射出装置Miにより溶融した樹脂Rの射出充填を行い、負荷トルクTdと目標トルクTtの関係が、Td≧Ttの条件を満たすか否か、即ち、負荷トルクTdが目標トルクTt以上になるか否かを監視(判定)する処理を、Td≧Ttの条件を満たすまで順次繰り返して行う(ステップS52,S53,S54,S55,S56…)。   Thereafter, the mold thickness adjusting mechanism 25 is similarly operated to adjust (change) the mold thickness so that the set mold position Xc is reached, and to perform the mold clamping operation so that the movable mold 2m contacts the fixed mold 2c. If contact is made, feedback control is performed on the position of the movable mold 2m so as to stop at that position. Further, injection and filling of the molten resin R is performed by the injection device Mi, and whether or not the relationship between the load torque Td and the target torque Tt satisfies the condition of Td ≧ Tt, that is, the load torque Td becomes equal to or greater than the target torque Tt. The process of monitoring (determining) whether or not is repeated sequentially until the condition of Td ≧ Tt is satisfied (steps S52, S53, S54, S55, S56...).
そして、以上の処理により、所定の型位置Xcのときに、Td≧Ttの条件を満たした場合を想定する。この場合、負荷トルクTdが目標トルクTt以上になり、過負荷が生じたことを意味するため、この時点で処理を終了し、直前の段階における型位置Xcを、目的の型位置Xcとして設定する(ステップS56,S59,S60)。なお、最初に設定した型位置Xc(ステップS51)において、Td≧Ttの条件を満たした場合には、異常が考えられるため、この場合には、アラームや処理停止等の必要な異常対応処理を行う(ステップS59,S61)。そして、この後は、前述した図8に示したフローチャートに従って、型締力Fcと射出圧力Piに対する最適化を行い、成形型締力Fcsと成形射出圧力Pisを設定できるとともに、本実施形態に係る前述した成形方法を行うことができる。   And the case where the condition of Td ≧ Tt is satisfied at the predetermined mold position Xc by the above processing is assumed. In this case, the load torque Td is equal to or higher than the target torque Tt, which means that an overload has occurred. Therefore, the process is terminated at this point, and the mold position Xc at the immediately preceding stage is set as the target mold position Xc. (Steps S56, S59, S60). It should be noted that an abnormality is conceivable when the condition of Td ≧ Tt is satisfied at the mold position Xc (step S51) initially set. In this case, necessary abnormality handling processing such as an alarm or process stop is performed. This is performed (steps S59 and S61). Thereafter, the mold clamping force Fc and the injection pressure Pi are optimized according to the flowchart shown in FIG. 8, and the molding mold clamping force Fcs and the molding injection pressure Pis can be set. The molding method described above can be performed.
以上、好適実施形態及び変更実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成,形状,手法,数値等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更,追加,削除することができる。例えば、型位置算出式(100)は、一例であり、必ずしも型位置算出式(100)に限定されるものではない。特に、型位置算出式(100)におけるパラメータK1…の数量は、二つのパラメータK1,K2を例示したが、必要により一つでもよいし、三つ以上でもよい。他方、冷却時間Tcの経過後における可動型2mと固定型2c間に所定の残留隙間Lmrを生じさせることが望ましいが、残留隙間Lmrを生じさせない場合を排除するものではない。また、成形隙間Lmpとして、0.03〜0.30〔mm〕の許容範囲を、残留隙間Lmrとして、0.01〜0.10〔mm〕の許容範囲をそれぞれ例示したが、これらの範囲に限定されるものではなく、新しい樹脂Rの種類等に応じて変更可能である。さらに、成形射出圧力Piは、良品成形可能な最小値又はその近傍の値に設定することが望ましいが、このような最小値又はその近傍の値以外となる場合を排除するものではない。   As described above, the preferred embodiment and the modified embodiment have been described in detail. However, the present invention is not limited to such an embodiment, and the gist of the present invention is described in detail configuration, shape, technique, numerical value, and the like. Any change, addition, or deletion can be made without departing from the scope. For example, the mold position calculation formula (100) is an example, and is not necessarily limited to the mold position calculation formula (100). In particular, the number of parameters K1... In the mold position calculation formula (100) is exemplified by two parameters K1, K2, but may be one or three or more as necessary. On the other hand, it is desirable to generate a predetermined residual gap Lmr between the movable mold 2m and the fixed mold 2c after the elapse of the cooling time Tc, but this does not exclude the case where the residual gap Lmr is not generated. Moreover, the allowable range of 0.03 to 0.30 [mm] is exemplified as the forming gap Lmp, and the allowable range of 0.01 to 0.10 [mm] is illustrated as the residual gap Lmr. It is not limited and can be changed according to the type of new resin R and the like. Furthermore, it is desirable to set the molding injection pressure Pi to a minimum value at which good product molding is possible or a value in the vicinity thereof, but this does not exclude cases where the molding injection pressure Pi is other than such a minimum value or a value in the vicinity thereof.
本発明に係るセッティング方法及び成形方法は、電動駆動部によりトグルリンク機構を介して金型に対する型締めを行う型締装置を備える各種のトグル式射出成形機に利用できる。   The setting method and the molding method according to the present invention can be used for various toggle type injection molding machines including a mold clamping device that clamps a mold with an electric drive unit via a toggle link mechanism.
2:金型,2c:固定型,2m:可動型,3:固定盤,4:圧受盤,5…:タイバー,6:可動盤,7:トグルリンク機構,7h:クロスヘッド,8:電動駆動部,11:ボールねじ機構,12:駆動モータ,Mc:型締装置,M:トグル式射出成形機,Xc:型位置,R:樹脂,Lm:隙間,G:成形品   2: Mold, 2c: Fixed type, 2m: Movable type, 3: Fixed platen, 4: Pressure receiving plate, 5 ...: Tie bar, 6: Movable platen, 7: Toggle link mechanism, 7h: Cross head, 8: Electric drive 11, 11: Ball screw mechanism, 12: Drive motor, Mc: Clamping device, M: Toggle type injection molding machine, Xc: Mold position, R: Resin, Lm: Gap, G: Molded product

Claims (7)

  1. 金型の一方の固定型を支持する固定盤と圧受盤間に架設したタイバーに、金型の他方の可動型を支持する可動盤をスライド自在に装填するとともに、前記圧受盤と前記可動盤間にトグルリンク機構を配設し、前記圧受盤に設けた電動駆動部により前記トグルリンク機構を介して前記金型に対する型締めを行う型締装置を備えるトグル式射出成形機のセッティング方法であって、前記電動駆動部の負荷トルクが定格トルク以下となることを条件に、前記トグルリンク機構が非ロックアップ状態となる型位置に型厚調整するとともに、前記金型への樹脂の充填時に、前記可動型と前記固定型間に所定の隙間(パーティング開量)が生じ、かつ前記金型内の樹脂の固化に伴って樹脂の自然圧縮が可能となる型締力と射出圧力を設定することを特徴とするトグル式射出成形機のセッティング方法。   A movable plate supporting the other movable mold of the mold is slidably loaded on a tie bar provided between the fixed plate supporting one fixed mold of the mold and the pressure receiving plate, and between the pressure receiving plate and the movable plate. A toggle type injection molding machine setting method comprising: a toggle link mechanism, and a mold clamping device for clamping a mold to the mold via the toggle link mechanism by an electric drive unit provided on the pressure receiving plate. In addition, on condition that the load torque of the electric drive unit is equal to or less than the rated torque, the mold thickness is adjusted to the mold position where the toggle link mechanism is in a non-lock-up state, and when the resin is filled in the mold, A mold clamping force and an injection pressure are set so that a predetermined gap (parting opening amount) is generated between the movable mold and the fixed mold, and the resin can be naturally compressed as the resin in the mold is solidified. With features Setting method that toggle type injection molding machine.
  2. 前記電動駆動部は、前記トグルリンク機構のクロスヘッドを進退移動させるボールねじ機構と、このボールねじ機構に回転を入力する駆動モータを備えることを特徴とする請求項1記載のトグル式射出成形機のセッティング方法。   The toggle type injection molding machine according to claim 1, wherein the electric drive unit includes a ball screw mechanism that moves the cross head of the toggle link mechanism forward and backward, and a drive motor that inputs rotation to the ball screw mechanism. Setting method.
  3. 前記型位置は、前記電動駆動部の負荷トルクが定格トルク付近となるように型厚調整することを特徴とする請求項1又は2記載のトグル式射出成形機のセッティング方法。   3. The setting method of a toggle type injection molding machine according to claim 1, wherein the mold position is adjusted so that a load torque of the electric drive unit is close to a rated torque.
  4. 前記型位置は、予め設定した、型締力,定格トルク,及び一又は二以上のパラメータを含む型位置算出式により算出することを特徴とする請求項1,2又は3記載のトグル式射出成形機のセッティング方法。   4. The toggle type injection molding according to claim 1, wherein the mold position is calculated by a mold position calculation formula including a predetermined mold clamping force, a rated torque, and one or more parameters. How to set the machine.
  5. 前記型位置は、前記電動駆動部の定格トルク又はこの定格トルクよりも低い値を目標トルクとして設定するとともに、型位置を段階的に変化させ、各型位置における型厚調整及び所定の型締位置における位置制御を行うことにより、各型位置毎に試射を順次行い、試射時における負荷トルクが前記目標トルクに達したなら、このときの型位置よりも手前の段階における型位置を用いることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のトグル式射出成形機のセッティング方法。   The mold position is set to a rated torque of the electric drive unit or a value lower than the rated torque as a target torque, and the mold position is changed stepwise to adjust the mold thickness at each mold position and a predetermined mold clamping position. By performing position control in the above, the trial firing is sequentially performed for each mold position, and when the load torque at the time of trial firing reaches the target torque, the mold position at a stage before the mold position at this time is used. The setting method of the toggle type injection molding machine according to any one of claims 1 to 4.
  6. 金型の一方の固定型を支持する固定盤と圧受盤間に架設したタイバーに、金型の他方の可動型を支持する可動盤をスライド自在に装填し、かつ前記圧受盤と前記可動盤間にトグルリンク機構を配設するとともに、前記圧受盤に設けた電動駆動部により前記トグルリンク機構を駆動して前記金型に対する型締めを行う型締装置を備えるトグル式射出成形機の成形方法であって、予め、前記電動駆動部の負荷トルクが定格トルク以下となることを条件に、前記トグルリンク機構が非ロックアップ状態となる型位置に型厚調整するとともに、前記金型への樹脂の充填時に前記可動型と前記固定型間に所定のパーティング開量が生じ、かつ前記金型内の樹脂の固化に伴って樹脂の自然圧縮が可能となる型締力(成形型締力)と射出圧力(成形射出圧力)を設定し、生産時に、前記成形型締力により前記型締装置を型締し、かつ前記成形射出圧力をリミット圧力として設定し、前記射出装置を駆動して前記金型に対する樹脂の射出充填を行った後、所定の冷却時間の経過後に成形品の取出しを行うことを特徴とするトグル式射出成形機の成形方法。   A movable plate supporting the other movable mold of the mold is slidably loaded on a tie bar installed between the fixed plate supporting one fixed mold and the pressure receiving plate, and between the pressure receiving plate and the movable plate. And a toggle-type injection molding machine having a mold-clamping device that clamps the mold by driving the toggle-link mechanism by an electric drive unit provided on the pressure receiving plate. In advance, on the condition that the load torque of the electric drive unit is equal to or less than the rated torque, the mold thickness is adjusted to the mold position where the toggle link mechanism is in the unlocked state, and the resin to the mold is adjusted. A mold clamping force (molding mold clamping force) in which a predetermined parting opening amount occurs between the movable mold and the fixed mold at the time of filling, and the resin can be naturally compressed as the resin in the mold is solidified; Injection pressure (molding injection pressure During production, the mold clamping device is clamped by the mold clamping force, the molding injection pressure is set as a limit pressure, and the injection device is driven to inject and fill the mold with resin. A molding method for a toggle type injection molding machine, wherein the molded product is taken out after elapse of a predetermined cooling time.
  7. 前記型位置は、前記電動駆動部の負荷トルクが定格トルク付近となるように型厚調整することを特徴とする請求項6記載のトグル式射出成形機の成形方法。   7. The molding method of a toggle type injection molding machine according to claim 6, wherein the mold position is adjusted so that a load torque of the electric drive unit is close to a rated torque.
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