JP6629829B2

JP6629829B2 - 射出成形機

Info

Publication number: JP6629829B2
Application number: JP2017502357A
Authority: JP
Inventors: 利満畑野; 崇浩金子
Original assignee: Toyo Machinery and Metal Co Ltd
Current assignee: Toyo Machinery and Metal Co Ltd
Priority date: 2015-02-24
Filing date: 2016-02-22
Publication date: 2020-01-15
Anticipated expiration: 2036-02-22
Also published as: WO2016136679A1; JPWO2016136679A1; CN107530935A

Description

本発明は、金型のキャビティに溶融樹脂を射出するときに駆動源として用いられるサーボモータを備えた射出成形機に関し、特に、成形される成形体の形状や樹脂の種類等の各種条件に応じて、サーボモータの応答性等の動作条件を変更可能な射出成形機に関する。

従来より用いられている一般的な射出成形機においては、サーボモータを採用したものが多い。当該サーボモータの動作は、制御手段であるマイクロコントローラにより細かい制御がなされることにより、成形される成形体の高精度化が図られる。こうした技術に関連するものが特許文献１〜３などによって開示されている。

特許第５１９９９８６号公報特開２０１１−１８３７０６号公報特開２００２−２７３７５５号公報

ところで、前記特許文献に開示されているような公知の射出成形機に構成されているサーボモータは、例えば、金型のキャビティに溶融樹脂を射出するときの駆動源として用いられる。このサーボモータの駆動に伴う射出速度や射出圧力等の上限値というのは、一般的に、工場出荷時の初期設定では、実際に出力可能な限界値よりも低い値に設定されている。そのため、上限値を超える値でサーボモータを駆動しなければならない場合には、射出成形機の設定に熟練したオペレータによって、上限値を超えた値になるよう、カスタマイズする必要がある。

具体的には、例えば成形対象が肉厚の薄い導光板のため、当該導光板の薄さに応じて、射出圧力値を、上限値を超えた値に設定しなければならない場合がある。

しかし、こうしたカスタマイズの設定というのは、特例的な設定であるため、従来の射出成形機においては、カスタマイズしたときの設定を記憶できる機能はなかった。従って、カスタマイズした設定をデフォルトの設定に戻した後に、再度カスタマイズした設定で動作させたいときには、種々の数値入力等を必要とするカスタマイズの設定を再び行わなければならず、誤入力を招いたり、利便性に欠けるという問題があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、工場出荷時等の初期設定ではなくカスタマイズした設定で射出成形機のサーボモータを動作させるとき、初期設定であるデフォルトからカスタマイズした設定へ簡単に移行できるようにし、利便性を向上させた射出成形機を提供することを目的とする。

本射出成形機の発明は、溶融樹脂を金型のキャビティへ射出するときに駆動源として駆動されるサーボモータと、該サーボモータを動作させるときの各種射出動作条件に係る値を入力する入力手段と、該入力手段で入力された前記各種射出動作条件に係る値を格納する記憶手段と、該記憶手段に格納された前記各種射出動作条件に係る値に基づき前記サーボモータの動作を制御する制御手段と、を備えた射出成形機であって、前記記憶手段は、前記射出成形機の工場出荷時の前記サーボモータの各種射出動作条件に係る値をデフォルト値として格納するのに加え、ユーザが前記デフォルト値を変更したカスタマイズ値を格納するようにし、該カスタマイズ値をＡとし、前記デフォルト値をＢとし、前記サーボモータで最大限動作可能な限界値をＣとすると、カスタマイズ値Ａは、Ａ≠Ｂであって、ＢからＣの範囲内であり、前記各種射出動作条件に係る値が全て前記デフォルト値となるデフォルトの設定のモードと、前記各種射出動作条件に係る値に前記カスタマイズ値を含むカスタマイズした設定のモードと、を有し、前記制御手段は、前記カスタマイズした設定のモードを前記デフォルトの設定のモードに戻した後に、再度前記カスタマイズした設定のモードにしたとき、前記記憶手段に格納された前記カスタマイズ値を含む前記各種射出動作条件に係る値に基づき前記サーボモータの動作を制御するように構成されていることを特徴とする。

また、本発明の射出成形機は、前記サーボモータの各種射出動作条件に係る値が、加減速定数、ＰＩＤ定数、又は傾斜定数のうちの少なくとも何れか一つであることを特徴とする。

さらに、前記本発明の射出成形機において、前記加減速定数は、射出前進加速、射出前進減速、射出後退加速、及び射出後退減速であり、前記ＰＩＤ定数は、圧力制御Ｉ及び圧力制御Ｄであり、前記傾斜定数は、射出保圧（２次圧）傾斜であることを特徴とする。

本発明によれば、射出成形機の工場出荷時に規定されている値以外の特例的なカスタマイズ値が記憶手段に格納される。従って、前記カスタマイズした設定で射出成形機のサーボモータを動作させるとき、制御手段は、記憶手段に格納されたカスタマイズ値に基づいて、サーボモータを動作させることができる。よって、ユーザは、特例的なカスタマイズ設定にて射出成形機のサーボモータを動作させたいとき、その都度、いちいち手動でカスタマイズ値を入力するといった、煩雑な入力作業を解消することができ、利便性が向上する。

射出成形機に構成された射出用サーボモータに関する制御系統の構成を示すブロック図である。モード１〜３における各種射出動作条件の設定例を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態を図１及び図２により以下に説明する。もちろん、本発明は、その発明の趣旨に反しない範囲で、実施形態において説明した以外の構成のものに対しても容易に適用可能である。

本発明の一例の射出成形機は、粒状の熱可塑性樹脂を原料として成形体を製造するものであり、大別すると、金型の型開閉を行う型締ユニット（図示せず）と、金型のキャビティへ溶融樹脂を射出する射出ユニット１とにより構成される。

射出ユニット１には、図１に示すように、溶融樹脂を金型のキャビティへ射出するときの駆動源である射出用サーボモータ２、射出用サーボモータ２など射出成形機全体の各種制御を行う制御手段たるマイクロコントローラ３、射出用サーボモータ２を動作させるときの各種射出動作条件に係る値等を表示する表示装置４、表示装置４に表示される各種射出動作条件に係る値等を入力する入力手段５、射出用サーボモータ２を動作させるときの各種射出動作条件に係る値等が格納される記憶手段６を少なくとも備える。

射出用サーボモータ２は、ボールネジ機構を介して、加熱シリンダ内に進退可能に設けられたスクリューを前進させることにより、加熱シリンダ内で計量された溶融樹脂が加熱シリンダ先端に装着された射出ノズルから型閉された金型のキャビティへ射出される（それぞれ図示省略）。

図２は、溶融樹脂を金型のキャビティへ射出するときに駆動される射出用サーボモータ２の各種射出動作条件に係る設定例について、「モード１（デフォルト）」、「モード２」、「モード３」として一覧化して示したものである。

モード１（デフォルト）は、射出成形機の工場出荷時の設定であり、デフォルト値として、「射出前進加速」は「３０ｍｓｅｃ」、「射出前進減速」は「２８ｍｓｅｃ」、「射出後退加速」は「６０ｍｓｅｃ」、「射出後退減速」は「２０ｍｓｅｃ」、「圧力制御Ｉ」は「１００ｍｓｅｃ」、「圧力制御Ｄ」は「５．０ｍｓｅｃ」、「射出保圧（２次圧）傾斜」は「２０００．０Ｍｐａ／ｓｅｃ」、「応答周波数（速度制御）」は「６０．０Ｈｚ」、「応答周波数（圧力制御）」は「５０．０Ｈｚ」に設定され、これらの各種射出動作条件に係るデフォルト値は、射出成形機の工場出荷時の時点で記憶手段６に格納されている。

なお、「射出前進加速」、「射出前進減速」、「射出後退加速」、及び「射出後退減速」は加減速定数、「圧力制御Ｉ」、及び「圧力制御Ｄ」はＰＩＤ定数、「射出保圧（２次圧）傾斜」は傾斜定数、「応答周波数（速度制御）」及び「応答周波数（圧力制御）」はアンプ定数である。ここで、「圧力制御Ｉ」は、射出成形機の樹脂の射出を行う際の圧力制御において、積分時間を調整する制御をいう。また、「圧力制御Ｄ」は、射出成形機の樹脂の射出を行う際の圧力制御において、微分時間を調整する制御をいう。

また、モード２、３は、ユーザがモード１（デフォルト）の設定を基に、カスタマイズしたものである。このモード２、３の各数値は、全てデフォルト値と異なるものとする必要はなく、変更が必要な値だけを変更すればよい。この場合、変更された数値がカスタマイズ値となる。

モード２では、「射出前進加速」は「３０ｍｓｅｃ」、「射出前進減速」は「２８ｍｓｅｃ」、「射出後退加速」は「５５ｍｓｅｃ」、「射出後退減速」は「２０ｍｓｅｃ」、「圧力制御Ｉ」は「８０ｍｓｅｃ」、「圧力制御Ｄ」は「５．０ｍｓｅｃ」、「射出保圧（２次圧）傾斜」は「８０００．０Ｍｐａ／ｓｅｃ」、「応答周波数（速度制御）」は「７０．０Ｈｚ」、「応答周波数（圧力制御）」は「６０．０Ｈｚ」に設定されている。

また、モード３では、「射出前進加速」は「１５ｍｓｅｃ」、「射出前進減速」は「２８ｍｓｅｃ」、「射出後退加速」は「５０ｍｓｅｃ」、「射出後退減速」は「１０ｍｓｅｃ」、「圧力制御Ｉ」は「８０ｍｓｅｃ」、「圧力制御Ｄ」は「５．０ｍｓｅｃ」、「射出保圧（２次圧）傾斜」は「１２０００．０Ｍｐａ／ｓｅｃ」、「応答周波数（速度制御）」は「６０．０Ｈｚ」、「応答周波数（圧力制御）」は「６０．０Ｈｚ」に設定されている。

こうしたモード２、３の各種射出動作条件に係るカスタマイズ値において、モード１のデフォルト値と異なる箇所は、ユーザがカスタマイズのため設定を変更したところであり、モード１のデフォルト値からモード２やモード３のカスタマイズ値への変更後には、当該カスタマイズ値が記憶手段６に自動的に格納される。

モード２、３における設定にて射出成形機の稼動を行う場合というのは、「モード１（デフォルト）」の設定では、金型のキャビティへ所定量の溶融樹脂が射出充填できない場合など不具合が生じる場合である。例えば、導光板などの肉厚の薄い成形体を成形するときに設定の変更がなされ、変更のなされたモード２、３におけるカスタマイズ値をＡとし、射出成形機の工場出荷時のデフォルト値をＢとし、射出用サーボモータ２で最大限動作可能な限界値をＣとする。

本実施形態においては、この限界値Ｃは、それぞれ次の通りである。「射出前進加速」、「射出前進減速」、「射出後退加速」、及び「射出後退減速」は５ｍｓｅｃである。「圧力制御Ｉ」は５０ｍｓｅｃである。「圧力制御Ｄ」は５．０ｍｓｅｃである。「射出保圧（２次圧）傾斜」は１００，０００．０Ｍｐａ／ｓｅｃである。「応答周波数（速度制御）」、及び「応答周波数（速度制御・圧力制御）」は１００．０Ｈｚである。

モード２では、「射出後退加速」、「圧力制御Ｉ」、「射出保圧（２次圧）傾斜」、「応答周波数（速度制御）」、及び「応答周波数（圧力制御）」についてのカスタマイズ値Ａが、Ａ≠Ｂであって、ＢからＣの範囲内となっている。また、モード３では、「射出前進加速」、「射出後退加速」、「射出後退減速」、「圧力制御Ｉ」、「射出保圧（２次圧）傾斜」、及び「応答周波数（圧力制御）」についてのカスタマイズ値Ａが、Ａ≠Ｂであって、ＢからＣの範囲内となっている。そして、このように、モード１からモード２やモード３に設定を変更することで、導光板のような肉厚の薄い成形体であっても成形することが可能となる。

以上のような本実施形態の射出成形機によれば、射出成形機の工場出荷時のモード１に規定されている値以外の、モード２やモード３の特例的なカスタマイズ値が記憶手段６に格納される。これにより、カスタマイズした設定で射出成形機の射出用サーボモータ２を動作させるとき、マイクロコントローラ３は、記憶手段６に格納されたモード２やモード３の変更のなされたカスタマイズ値に基づいて、射出用サーボモータ２を動作させることができる。よって、ユーザは、特例的なカスタマイズ設定にて射出成形機の射出用サーボモータ２を動作させたいとき、その都度、いちいち手動でカスタマイズ値を入力するといった、煩雑な入力作業を解消することができ、利便性が向上する。

さらに、一般的な射出成形機の工場出荷時のデフォルト設定では、射出用サーボモータに規定されている上限値が９０％程度に抑えられていることが普通である。本実施形態では、ユーザによるカスタマイズ設定が可能であることで、デフォルト設定に制限されることなく、射出用サーボモータ２を最大限動作可能な限界値の範囲で動作させることが可能となる。

以上本実施形態の射出成形機について説明したが、種々の変形実施が可能である。例えば、本実施形態では、カスタマイズ設定したモードとして、モード２、３の２つのモードについて説明したが、２つに限らず３つ以上など複数であってもよい。

１射出ユニット
２射出用サーボモータ（サーボモータ）
３マイクロコントローラ（制御手段）
４表示装置
５入力手段
６記憶手段

Claims

溶融樹脂を金型のキャビティへ射出するときに駆動源として駆動されるサーボモータと、該サーボモータを動作させるときの各種射出動作条件に係る値を入力する入力手段と、該入力手段で入力された前記各種射出動作条件に係る値を格納する記憶手段と、該記憶手段に格納された前記各種射出動作条件に係る値に基づき前記サーボモータの動作を制御する制御手段と、を備えた射出成形機であって、
前記記憶手段は、前記射出成形機の工場出荷時の前記サーボモータの各種射出動作条件に係る値をデフォルト値として格納するのに加え、ユーザが前記デフォルト値を変更したカスタマイズ値を格納するようにし、
該カスタマイズ値をＡとし、前記デフォルト値をＢとし、前記サーボモータで最大限動作可能な限界値をＣとすると、
カスタマイズ値Ａは、Ａ≠Ｂであって、ＢからＣの範囲内であり、
前記各種射出動作条件に係る値が全て前記デフォルト値となるデフォルトの設定のモードと、前記各種射出動作条件に係る値に前記カスタマイズ値を含むカスタマイズした設定のモードと、を有し、
前記制御手段は、前記カスタマイズした設定のモードを前記デフォルトの設定のモードに戻した後に、再度前記カスタマイズした設定のモードにしたとき、前記記憶手段に格納された前記カスタマイズ値を含む前記各種射出動作条件に係る値に基づき前記サーボモータの動作を制御するように構成されていることを特徴とする射出成形機。
前記サーボモータの各種射出動作条件に係る値は、加減速定数、ＰＩＤ定数、又は傾斜定数のうちの少なくとも何れか一つであることを特徴とする請求項１に記載の射出成形機。
前記加減速定数は、射出前進加速、射出前進減速、射出後退加速、及び射出後退減速であり、
前記ＰＩＤ定数は、圧力制御Ｉ及び圧力制御Ｄであり、
前記傾斜定数は、射出保圧（２次圧）傾斜であることを特徴とする請求項２に記載の射出成形機。