JP6420091B2 - タイバーバランス調整機能を有する射出成形機の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、射出成形機の制御装置に関し、特に射出成形機のタイバーバランスの調整機能を有する射出成形機の制御装置に関する。

射出成形機において型締力を発生させる際には、型盤をロックアップして行うことが一般的である。その際には、成形品の形状精度やバリの発生を防止するために、金型面に均一な面圧が印加されることが望ましい。そのために、リアプラテンの四隅に設けられたダイハイト調整ナットを回転させて、それぞれのタイバーが発生させる型閉め力のバランスを調整して、金型面に均一な面圧が印加されるようにすることが一般的に行われている。

特許文献１には、連結プレートの端面において、トグル機構を作動させるねじ軸の一端と、タイバーのねじ部にそれぞれ螺合して型厚調整を行うためのナットギヤを、それぞれ独立に回転駆動して型厚調整することにより、固定プレートと移動プレートとの平行度を維持する技術が開示されている。

特許文献２には、４個のダイハイト調整ナットを各々独立して回転させる構成とし、各タイバーに作用する張力または各タイバーの伸びを検出する検出手段を設け、型締状態において各タイバーに作用する張力、または各タイバーの伸びが等しくなるように各ダイハイト調整ナットを回転させて、各タイバーに作用する型締反力のバランスを維持する技術が開示されている。具体的には、タイバーのねじと螺合されているダイハイト調整ナットが、プラテンに回転自在にかつ軸方向移動不能に取り付けられており、ダイハイト調整ナットを回転させることによってタイバーの有効長を変化させてタイバーバランスを調整可能とされている。

特開平１１−７７７７６号公報 特開平８−２５８１０２号公報

特許文献１及び２に開示されている技術は、プレート間の平行度を維持したり、各タイバーのバランスを維持したりする技術であるが、いずれもその時点で取りつけられている金型の調整を行うということに留まっている。そのため、ある金型で型盤をロックアップした際に型締め部の４本のタイバーそれぞれが発生させる型締力が等しくなるように型締力のバランスを調整しても、金型を交換すると、金型の特性の違いにより型締力のバランスが必ずしも均一にならない場合があった。また、金型によっては、調整にあたって型締力のバランスが均一になるように調整するよりも、意図的に偏った型締力のバランスに調整することにより、成形品の品質が良好になる場合もあった。

このような特性に対応するために、従来はオペレータが試行錯誤により所望のタイバーバランスに調整することが行われていたが、毎回金型を取りかえるたびにタイバーバランスの調整を行う必要があるため、オペレータの負担となることがあった。

そこで本発明は、金型の特性に合わせて、型締力のバランスが所望のバランスになるように、あるいは成形品の品質が良好になるように、タイバーバランスを容易に調整することが可能な射出成形機の制御装置を提供することを目的とする。

本願の請求項１に係る発明では、複数のタイバーを有する型締装置を備える射出成形機の制御装置において、該制御装置は、前記複数のタイバーの特性値のバランスであるタイバーバランスのタイバーバランス指令値を指令するタイバーバランス指令部と、該タイバーバランス指令値に応じて前記タイバーバランスを調整可能なタイバーバランス調整部と、金型毎にタイバーバランス指令値を記憶するタイバーバランス記憶部とを有し、前記タイバーバランス指令部は、金型毎に前記タイバーバランス記憶部より前記タイバーバランス指令値を読み出し、該読み出したタイバーバランス指令値を前記タイバーバランス調整部に指令し、さらに成形品の品質を判定する品質判定部を有し、前記タイバーバランス記憶部は、前記品質判定部の品質の判定結果が良好になるようなタイバーバランス指令値を記憶することを特徴とする射出成形機の制御装置が提供される。

請求項１に係る発明では、金型毎にタイバーバランス指令値を記憶しておき、そのタイバーバランス指令値をタイバーバランス調整部に指令してタイバーバランスを調整可能とすることによって、金型交換毎に記憶されたタイバーバランス指令値によってタイバーバランスの調整を容易に行うことが可能となる。

本願の請求項２に係る発明では、請求項１において、さらにタイバーバランスを検出するタイバーバランス検出部を有し、前記タイバーバランス記憶部は、前記タイバーバランス検出部が検出するタイバーバランス検出値が所望のバランスになるようなタイバーバランス指令値を記憶することを特徴とする射出成形機の制御装置が提供される。

本願の請求項３に係る発明では、請求項２において、前記タイバーバランス検出部は、各タイバーのうち少なくとも２つ以上に備えた型締力検出部、リアプラテンや固定プラテンの少なくとも２箇所以上に備えた歪み検出部、金型面内の少なくとも２箇所以上に備えた金型の面圧検出部、の少なくとも１つであることを特徴とする射出成形機の制御装置が提供される。

本願の請求項４に係る発明では、請求項１において、前記タイバーバランス指令部は、前記成形品の品質判定部の判定結果に基づいて、型締力を調整する対象となるタイバーを特定し、該特定したタイバーの型締力調整量を求め、該求めた型締力調整量から前記特定したタイバーのタイバーバランス指令値を算出し、前記タイバーバランス記憶部は、算出された該タイバーバランス指令値を記憶することを特徴とする射出成形機の制御装置が提供される。

本願の請求項５に係る発明では、請求項１において、さらに成形品の品質を制御装置に入力する入力部、または物理量検出器を備え、該物理量検出器は、金型の少なくとも２箇所以上に設けられており、成形品の肉厚に対応して変化する金型部材間隔、型内圧、樹脂温度のうち少なくとも１種類を検出し、前記品質判定部は、前記入力された成形品の品質または前記物理量検出器が検出した物理量に基づいて成形品の品質を判定することを特徴とする射出成形機の制御装置が提供される。

本願の請求項６に係る発明では、請求項１〜４のいずれかにおいて、前記タイバーバランス調整部は、タイバーの端部をリアプラテンの四隅に回転自在かつ軸方向移動不能に取り付けられたダイハイト調整ナットに螺合させ、該ダイハイト調整ナットを回転させることでタイバーの有効長を変化させることを特徴とする射出成形機の制御装置が提供される。

本願の請求項７に係る発明では、請求項１〜５のいずれかにおいて、前記タイバーバランス記憶部は、金型毎にタイバーバランス指令値とその他の成形条件を一緒に記憶することを特徴とする射出成形機の制御装置が提供される。

本発明により、金型の特性に合わせて、型締力のバランスが所望のバランスになるように、あるいは成形品の品質が良好になるように、タイバーバランスを容易に調整することが可能な射出成形機の制御装置を提供することができる。

本発明の実施形態におけるダイハイト制御装置の構成を示した図である。 第１の実施形態における固定プラテンの可動プラテンと対向する面を示した図である。 第１の実施形態におけるタイバーバランスの調整の流れを示したフローチャートである。 第２の実施形態における固定側金型の可動側金型と対向する面を示した図である。 第２の実施形態における成形品の検査後の検査結果の入力の一例を示した図である。 第２の実施形態におけるタイバーバランスの調整の流れを示したフローチャートである。

（第１の実施形態）
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
図１は、本実施形態におけるダイハイト制御装置の構成を示した図である。２０は固定プラテン、２４はリアプラテンであり、それぞれのプラテン間はタイバー３０（３０ａ〜３０ｄ）によって連結されている。また、２２は可動プラテンであり、固定プラテン２０とリアプラテン２４の間にタイバー３０を案内部として前後進自在に取り付けられている。４０は固定プラテン２０に取り付けられた固定側金型４０であり、４２は可動プラテン２２に取り付けられた可動側金型４２である。また、それぞれの金型には、固定側金型４０に固定側金型部材間隔検出器６０が備えられており、可動側金型４２に可動側金型部材間隔検出器６２が備えられている。そして、固定側金型部材間隔検出器６０と可動側金型部材間隔検出器６２によって両者の間隔を検出することが可能とされている。

３２はダイハイト調整ナットであり、リアプラテン２４の四隅において各タイバー３０に螺合されており、それぞれのダイハイト調整ナット３２を回転させることによって、各タイバー３０の有効長を変化させることで型締力を調整することが可能である。また、ダイハイト調整ナット３２には、図示しないダイハイト調整ナットの位置検出器が備えられており、ダイハイト調整ナット３２の位置を検出することが可能である。ダイハイト調整ナットの位置検出器は、図１においてはダイハイト調整ナット３２ｂ及びダイハイト調整ナット３２ｃに設けられているが、その設置の個数や場所等は適宜変更することが可能である。

また、５０ａはタイバー３０ａに設けられた型締力検出器であり、同様に５０ｄはタイバー３０ｄに設けられた型締力検出器である。型締力検出器５０は、それぞれのタイバー３０における型締力を検出する。図１においては、型締力検出器５０をタイバー３０ａ及びタイバー３０ｄに設けられているが、その設置の個数や場所等は適宜変更することが可能である。

図２は、固定プラテン２０の可動プラテン２２と対向する面を示した図である。図における７０は面圧検出器であり、固定プラテン２０の可動プラテン２２と対向する面における各部の面圧を検出することが可能である。また、７２は歪み検出器であり、固定プラテン２０の各部の歪みを検出することが可能である。図２における面圧検出器７０、及び歪み検出器７２の設置個数及び設置箇所は一例であり、設置個数及び設置箇所は適宜変更することが可能である。また、図２においては、固定プラテン２０の面において面圧検出器７０及び歪み検出器７２を設置した例を示しているが、可動プラテン２２やリアプラテン２４においても同様に設けることが可能である。

図１に戻って、１０は入力部、１２はタイバーバランス記憶部、１４はタイバーバランス指令部、１６はタイバーバランス調整部である。入力部１０は、タイバーバランスの指令値や、成形品の品質を入力するのに用いられる。また、タイバーバランス記憶部１２は、入力部１０からの入力値や、ダイハイト調整ナットの位置検出器や、タイバー３０の型締力検出器５０等の物理量検出器からの検出値に基づいて、後述するタイバーバランス指令部１４において算出された金型毎のタイバーバランス指令値や、その他の成形条件等を記憶する。

タイバーバランス指令部１４は、タイバーバランス記憶部１２からタイバーバランス指令値を読み出して、タイバーバランス調整部１６に指令する。また、各物理量検出器からの検出値をタイバーバランス調整部１６から受け取って、タイバーバランス指令値を算出する。タイバーバランス調整部１６は、タイバーバランス指令部１４から受け取ったタイバーバランス指令値に基づいて各タイバーに回転指令を与える。また、ダイハイト調整ナットの位置検出器や、タイバー３０の型締力検出器５０からの検出値を受け取って、タイバーバランス指令部１４に通知する。

具体的なタイバーバランスの調整方法としては、従来技術と同様の方法を用いることができ、ねじを切られたタイバー３０の端部をリアプラテン２４の四隅に回転自在にかつ軸方向に取り付けられたダイハイト調整ナット３２に螺合させ、各ダイハイト調整ナット３２を回転させることで、各タイバー３０の有効長を変化させてタイバーバランスを調整することが可能である。このとき、ダイハイト調整ナット３２のうち少なくとも２つは各々独立して回転可能なように構成する。一例として、各ダイハイト調整ナット３２に図示しない回転駆動用のモータを備えて、各ダイハイト調整ナット３２を独立して制御してもよいし、各ダイハイト調整ナット３２がクラッチ機構を介して結合及び遮断可能に構成した伝導手段により連結し、クラッチ機構の結合及び遮断を切り替えることで各ダイハイト調整ナット３２を独立に制御することも可能である。また、ダイハイト調整ナットを回転させてタイバーバランスを調整する場合には、タイバーバランス指令値としてダイハイト調整ナット３２の位置を記憶するようにすることもできる。

このとき、ダイハイト調整ナット３２は、タイバーバランスを調整する役割だけでなく、全てのタイバー３０の平均的な型締力（以下、単に「型締力」と記載することがある。）を調整する役割も兼ねている。よって、型締力を変更する場合、まず全てのダイハイト調整ナット３２を回転させて型締力を所望の値に調整した後、金型院応じて各タイバーナットにタイバーバランス指令値を指令して各タイバーナットを回転させることにより、タイバーバランスを調整する。または、金型毎に、各タイバー３０の発生させる型締力に対応するタイバーナットの位置とタイバーバランスを調整するためのタイバーナットの相対的回転量との合計値をタイバーバランス指令値として記憶しておき、金型に応じてタイバーバランス指令値を読み出してタイバーナットを回転するようにしてもよい。

なお、リアプラテンと可動プラテンとの結合部は、モータや油圧の駆動力をトグルリンクやクランクなどの力増幅機構によって増幅して伝達するように構成してもよいし、モータの駆動力をボールねじによって直接伝達するように構成してもよいし、油圧の駆動力を油圧シリンダによって直接伝達するように構成してもよい。

また、上述したタイバーバランスの指令値は、同一の射出成形機において金型を交換した場合に記憶部から読み出して使用するだけでなく、記憶媒体や通信によりタイバーバランスの指令値を他の射出成形機に送信して、送信した先の射出成形機においてタイバーバランスの指令値を読み出して使用するようにしてもよい。また、タイバーバランスの指令値は、金型毎の成形条件（射出速度、保圧圧力など）と一体で記憶、および読み出して使用するようにしてもよい。

タイバーバランス指令値としては、各タイバー３０が発生する型締力がそれぞれ所望の値または比率になるダイハイト調整ナット３２の位置を指令値として用いることができる。ダイハイト調整ナット３２の位置としては、各ダイハイト調整ナット３２のそれぞれの絶対位置を記憶してもよいし、各ダイハイト調整ナット３２のそれぞれの相対的位置を記憶してもよい。

本実施形態において、タイバーバランス検出部としては、各タイバー３０のうち少なくとも２つ以上に設けられたタイバー３０の型締力を検出する型締力検出器５０を用いることができる。また、図２に示したように、固定プラテン２０、可動プラテン２２、リアプラテン２４の面において面圧検出器７０及び歪み検出器７２を設けて、タイバーバランスを検出するようにすることも可能である。

タイバーバランス調整部がダイハイト調整ナット３２を回転させてタイバーバランスを調整する場合は、射出成形機の製造過程において、あらかじめタイバーバランスと各ダイハイト調整ナット３２との位置関係を記憶しておき、各タイバー３０のタイバーバランスに対応する位置にダイハイト調整ナット３２を回転させることにより、タイバーバランスを調整するようにしてもよい。この場合、タイバーバランス検出部はダイハイト調整ナット３２の位置検出器となる。

図３は、本実施形態におけるタイバーバランスの調整の流れを示したフローチャートである。以下、ステップ毎に説明する。
・（ステップＳＡ１）金型の種類を判定する。
・（ステップＳＡ２）タイバーバランス記憶部に、判定された金型に対応したタイバーバランス指令値が記憶されているかどうかを判定する。記憶されている場合（ＹＥＳ）はステップＳＡ３に進み、記憶されていな場合（ＮＯ）はステップＳＡ４に進む。

・（ステップＳＡ３）タイバーバランス記憶部に記憶されているタイバーバランス指令値を読み出して終了する。
・（ステップＳＡ４）タイバーバランスが所望のバランスになるように調整する。
・（ステップＳＡ５）タイバーバランス指令値を金型の種類に対応させてタイバーバランス記憶部に記憶する。

（第２の実施形態）
本実施形態においては、第１の実施形態におけるタイバーバランス検出部に代えて、成形品の品質判定部による成形品の品質の判定結果が良好となるようにタイバーバランスを調整する点が異なっている。基本的なダイハイト制御装置の構成については、第１の実施形態と同様である。成形品の品質判定部としては、成形品の肉厚やバリの有無をオペレータによる検査や、検査装置による検査によって判定して、その検査結果を入力部１０から入力して、入力された検査結果に基づいて成形品の品質を判定することができる。また、図１に示された固定側金型部材間隔検出器６０と可動側金型部材間隔検出器６２による両金型間の間隔の検出や、図４に示されている圧力検出器７４による型内圧の検出や、温度計７６による樹脂温度の検出といった物理量検出器によって検出された物理量に基づいて成形品の品質を判定することもできる。成形品の品質が判定された後は、成形品の品質が良好となるようなタイバーバランス指令値を算出してタイバーバランスを調整し、タイバーバランス記憶部１２に記憶させる。

図５は、成形品の検査後の検査結果の入力の一例を示した図である。１００は、入力部１０における画面に表示されるプラテン周囲の画像であり、１２０は固定プラテンのプラテン面、１３０はタイバーを示している。また、本例においては、プラテン面１２０を４つの領域に分割して、それぞれの領域ごとに成形品の品質として成形品の厚さを入力する構成とされている。領域毎に成形品の厚さを入力すると、タイバーバランス指令部１４において、領域毎のタイバーバランスが算出されて表示され、そのタイバーバランスとなるようにタイバーバランス調整部１６からの指令によりタイバーバランスが調整される。

図６は、本実施形態におけるタイバーバランスの調整の流れを示したフローチャートである。以下、ステップ毎に説明する。
・（ステップＳＢ１）金型の種類を判定する。
・（ステップＳＢ２）タイバーバランス記憶部に、判定された金型に対応したタイバーバランス指令値が記憶されているかどうかを判定する。記憶されている場合（ＹＥＳ）はステップＳＢ３に進み、記憶されていな場合（ＮＯ）はステップＳＢ４に進む。

・（ステップＳＢ３）タイバーバランス記憶部に記憶されているタイバーバランス指令値を読み出して終了する。
・（ステップＳＢ４）成形品の品質が良好になるようにタイバーバランスを調整する。
・（ステップＳＢ５）タイバーバランス指令値を金型の種類に対応させてタイバーバランス記憶部に記憶する。

なお、本発明の実施形態においてタイバーバランスを調整するにあたっては、型締力を完全に一致させる場合もあるが、その差が許容範囲内に収まるものも含む。また、所望の型締力バランスは、各タイバー３０の発生する型締力が所望の比率になる状態を指す。

１０ 入力部
１２ タイバーバランス記憶部
１４ タイバーバランス指令部
１６ タイバーバランス調整部
２０ 固定プラテン
２２ 可動プラテン
２４ リアプラテン
３０ タイバー
３２ ダイハイト調整ナット
４０ 固定側金型
４２ 可動側金型
５０ 型締力検出器
６０ 固定側金型部材間隔検出器
６２ 可動側金型部材間隔検出器
７０ 面圧検出器
７２ 歪み検出器
７４ 圧力検出器
７６ 温度計
１００ プラテン周囲の画像
１２０ 固定プラテンのプラテン面画像
１３０ タイバー画像

Claims (7)

1. 複数のタイバーを有する型締装置を備える射出成形機の制御装置において、
   該制御装置は、
   前記複数のタイバーの特性値のバランスであるタイバーバランスのタイバーバランス指令値を指令するタイバーバランス指令部と、
   該タイバーバランス指令値に応じて前記タイバーバランスを調整可能なタイバーバランス調整部と、
   金型毎にタイバーバランス指令値を記憶するタイバーバランス記憶部とを有し、
   前記タイバーバランス指令部は、金型毎に前記タイバーバランス記憶部より前記タイバーバランス指令値を読み出し、該読み出したタイバーバランス指令値を前記タイバーバランス調整部に指令し、
   さらに成形品の品質を判定する品質判定部を有し、前記タイバーバランス記憶部は、前記品質判定部の品質の判定結果が良好になるようなタイバーバランス指令値を記憶する
   ことを特徴とする射出成形機の制御装置。
2. 請求項１において、さらにタイバーバランスを検出するタイバーバランス検出部を有し、
   前記タイバーバランス記憶部は、前記タイバーバランス検出部が検出するタイバーバランス検出値が所望のバランスになるようなタイバーバランス指令値を記憶することを特徴とする射出成形機の制御装置。
3. 請求項２において、前記タイバーバランス検出部は、各タイバーのうち少なくとも２つ以上に備えた型締力検出部、リアプラテンや固定プラテンの少なくとも２箇所以上に備えた歪み検出部、金型面内の少なくとも２箇所以上に備えた金型の面圧検出部、の少なくとも１つであることを特徴とする射出成形機の制御装置。
4. 請求項１において、前記タイバーバランス指令部は、前記成形品の品質判定部の判定結果に基づいて、型締力を調整する対象となるタイバーを特定し、該特定したタイバーの型締力調整量を求め、該求めた型締力調整量から前記特定したタイバーのタイバーバランス指令値を算出し、前記タイバーバランス記憶部は、算出された該タイバーバランス指令値を記憶することを特徴とする射出成形機の制御装置。
5. 請求項１において、さらに成形品の品質を制御装置に入力する入力部、または物理量検出器を備え、
   該物理量検出器は、金型の少なくとも２箇所以上に設けられており、成形品の肉厚に対応して変化する金型部材間隔、型内圧、樹脂温度のうち少なくとも１種類を検出し、
   前記品質判定部は、前記入力された成形品の品質または前記物理量検出器が検出した物理量に基づいて成形品の品質を判定することを特徴とする射出成形機の制御装置。
6. 請求項１〜４のいずれかにおいて、前記タイバーバランス調整部は、タイバーの端部をリアプラテンの四隅に回転自在かつ軸方向移動不能に取り付けられたダイハイト調整ナットに螺合させ、該ダイハイト調整ナットを回転させることでタイバーの有効長を変化させることを特徴とする射出成形機の制御装置。
7. 請求項１〜５のいずれかにおいて、前記タイバーバランス記憶部は、金型毎にタイバーバランス指令値とその他の成形条件を一緒に記憶することを特徴とする射出成形機の制御装置。