JP6752534B2

JP6752534B2 - 射出成形機および射出成形機の型厚設定方法

Info

Publication number: JP6752534B2
Application number: JP2018091952A
Authority: JP
Inventors: 一実朝野; 峰稔加古
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 2018-05-11
Filing date: 2018-05-11
Publication date: 2020-09-09
Anticipated expiration: 2038-05-11
Also published as: JP2019195976A

Description

本発明は、設定入力された型厚を用いて型厚設定を行う射出成形機および射出成形機の型厚設定方法に関するものである。

射出成形機においては金型が交換されるとその都度、型厚を設定する必要がある。この点について特許文献１には、操作者が、型厚設定欄ｂ２１に型厚を入力することによって型厚の設定を行うことが記載されている。また特許文献２には、金型厚さを測定し、金型厚さのデータとして入力すること、および許容値（基準値Ａ）±０．３ｍｍを与えることが記載されている。そして成形時には、金型の実測値が前回の測定値との誤差の比較を行い、その誤差が許容値内にあるときは次の動作に進むとともに誤差が許容値を超えるときは、金型厚さの設定時に与える許容値（基準値Ａ）と比較し、基準値Ａを超えるときは機械の動作を停止することが記載されている。

また特許文献３では、作動制御時に先立って測定記憶された型厚寸法を、成形時の型締完了後の型位置検出手段によって検出された可動型の位置に基づいて補正することが記載されている。従ってこれら特許文献２および特許文献３では成形時の金型の熱膨張に対応させて射出成形機を作動させることができる。

更に特許文献４においては、射出成形機には成形金型の型厚寸法の補正値（オフセット値）が前もって保存されており、測定された型厚寸法に対して補正を行うことが記載されている。従って特許文献４ではバネ金型等、それぞれの金型の実測された型厚寸法に対して自動的に補正を行うことができる。

特開２０１０−７６４３１号公報（００６１、図３）実公平５−４１８６４号公報（実用新案登録請求の範囲、第２頁第４欄）特開平７−１４８７４０号公報（請求項１、００１４ないし００１８）特開２０１７−８７５２６号公報（請求項１、００２０ないし００２３）

しかしながら特許文献１についてはどのような根拠に基づいて操作者が型厚を入力するのか明示がされていない。従って取付けた金型を用いた成形に最適な型厚が設定入力されるとは限らない。また特許文献２については、「金型厚さを測定し、金型厚さのデータとして入力」することが記載されているが、操作者が設定入力するものかどうか不明である。また特許文献２ないし特許文献３には成形時に制御により型厚の補正を行うことが記載され、特許文献４には金型構造に応じて型厚の補正を行うことが記載されているが、金型構造や金型温度は多岐にわたり、全ての型厚の補正値を予め最適に設定することが困難な場合もある。

従って射出成形機では実測された型厚を参照して作業者が自在に型厚を設定入力できるようにしておくと、多岐にわたる金型構造や金型温度の場合に最適な対応ができ便利である。ところが作業者により自由に型厚を設定入力できるようにしておくと人為的な入力ミスが発生する畏れがある。そして型厚の設定入力値が人為的なミスにより大きく間違って入力されてしまうと、型開閉機構の型閉作動により金型同士が衝突したりして、金型や射出成形機を破損させる場合などがあった。

本発明では、上記の問題に鑑みて設定入力された型厚を用いて型厚設定を行う射出成形機において、型厚の設定入力に人為的なミスがあったとしても、金型や射出成形機を破損させることのない射出成形機および射出成形機の型厚設定方法を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の射出成形機は、設定入力された型厚を用いて型厚設定を行う射出成形機において、型厚を実測する測定手段と、型厚を設定入力する設定入力手段と、実測された型厚を記憶する制御装置と、実測された型厚と設定入力された型厚を比較して実測された型厚から設定入力された型厚へ置換可能か判定する判定手段とが設けられ、実測された型厚および設定入力された型厚を用いて型厚設定を行う際に、実測され制御装置に記憶されるとともに設定入力手段の設定表示画面に表示された型厚に対して設定入力手段から手動入力により設定入力された型厚の入力値がプラス側とマイナス側の双方において一定以上乖離しているときに異常値と判定して異常値に基づいて機械が作動されることを防止し、前記乖離していない場合は、実測された型厚が前記設定入力手段から設定入力された型厚により置換されることを特徴とする。

本発明の請求項２に記載の射出成形機の型厚設定方法は、設定入力された型厚を用いて型厚設定を行う射出成形機の型厚設定方法において、型閉時または型締時の型厚を実測し、実測された型厚を設定入力手段の設定表示画面に表示するとともに制御装置に記憶し、前記設定入力手段から手動により型厚を設定入力する際に、実測され制御装置に記憶された型厚に対して前記設定入力手段から手動により設定入力された型厚の入力値がプラス側とマイナス側の双方において一定以上乖離しているときに異常値と判定して実測された型厚が前記設定入力手段から設定入力された型厚により置換されず、前記乖離していない場合は、実測された型厚が前記設定入力手段から設定入力された型厚により置換されることを特徴とする。

本発明の射出成形機は、設定入力された型厚を用いて型厚設定を行う射出成形機において、型厚を実測する測定手段と、型厚を設定入力する設定入力手段と、実測された型厚を記憶する制御装置と、実測された型厚と設定入力された型厚を比較して実測された型厚から設定入力された型厚へ置換可能か判定する判定手段とが設けられ、実測された型厚および設定入力された型厚を用いて型厚設定を行う際に、実測され制御装置に記憶されるとともに設定入力手段の設定表示画面に表示された型厚に対して設定入力手段から手動入力により設定入力された型厚の入力値がプラス側とマイナス側の双方において一定以上乖離しているときに異常値と判定して異常値に基づいて機械が作動されることを防止し、前記乖離していない場合は、実測された型厚が前記設定入力手段から設定入力された型厚により置換されるので、設定入力にミスがあったとしても、金型や射出成形機を破損させることがない。

本実施形態の射出成形機とその金型交換を示す説明図である。本実施形態の射出成形機の型厚設定方法を示すフローチャート図である。

最初に図１を参照して本発明の射出成形機１１の概略構造について説明する。射出成形機１１は、ベッド１２上に射出装置１３と型締装置１４が備えられている。型締装置１４は、固定金型１５が取付けられる固定盤１６に対して可動金型１７が取付けられる可動盤１８を型開閉機構１９により移動させ、型締機構２０により型締を行うものである。ベッド１２上に固定される固定盤１６の四隅近傍には型締機構２０の型締シリンダ２１が設けられ、型締シリンダ２１のロッドであるタイバ２２が可動盤１８の四隅近傍のブッシュに挿通されている。型開閉機構１９は、ベッド１２と可動盤１８との間に設けられている。なお図１では型開閉機構１９、型締機構２０、タイバ２２ともに省略して１つしか記載されていないが、それぞれ必要数が設けられていることは言うまでもない。

固定盤１６と可動盤１８の金型取付面１６ａ，１８ａの下部寄りには、固定金型１５と可動金型１７からなる成形金型２３を水平方向に移動させるローラ２４，２５がそれぞれ取付けられている。また固定盤１６と可動盤１８を接続してリニアセンサ等の位置センサ２６（型厚を実測する測定手段）が設けられ、固定盤１６に対する可動盤１８の位置が検出可能となっている。可動盤１８の位置の検出（型厚を実測する測定手段）は、型開閉機構１９がサーボモータ２７を用いたものである場合、サーボモータ２７のエンコーダによっても検出可能であり、その場合は可動盤１８の位置を検出する位置センサ２６が設けられないこともある。型締装置１４の構造は上記したものに限定されず、可動盤１８の背面側に型締機構が設けられたものでもよい。また型開閉機構１９と型締機構２０の機能をトグル機構により兼用して行うものでもよい。

これら型開閉機構１９、型締機構２０、位置センサ２６等は図示しない制御装置２９に接続されている。制御装置２９については本発明の関連部分のみを簡単に機能的に記載する。制御装置２９は、信号が入力される入出力部３０、型厚等のデータが記憶される記憶部３１、後述する設定型厚Ｂの判定等を行う判定部３２（判定手段）等を備える。また固定盤１６の操作側の面には設定表示画面３３を備えた設定入力装置３４（設定入力手段）が設けられており、設定入力装置３４も制御装置２９の入出力部３０に信号線２８を介して接続されている。

また本実施形態では成形金型２３を射出成形機１１に対して水平方向に搬入・搬出する金型交換機構３５が設けられている。金型交換機構３５は、図示しない金型載置棚近傍と射出成形機１１近傍の間に設けられたレール３６上を移動する金型交換台車３７を備えている。金型交換台車３７は、台車上を移動するローラ３８付の移動台３９を備えている。金型交換台車３７の移動台３９上に載置される成形金型２３の移動は動力で行ってもよく人力で行ってもよい。金型交換台車３７と射出成形機１１には、金型交換台車３７や成形金型２３の位置や固定状態を確認する図示しない近接スイッチやリミットスイッチ等のインターロック機構が取付けられている。

次に射出成形機１１の成形金型２３の交換と型厚設定方法について図２のフローチャート図を参照して説明する。前回の成形が終了すると成形金型は射出成形機１１から取り外されて金型交換台車３７に載置され金型載置棚へ移動される。そして別の成形金型２３を載置した金型交換台車３７が射出成形機１１の側方に停止・固定される。この際、図１に示されるように射出成形機１１の可動盤１８は、固定盤１６と可動盤１８の間の間隔Ｌが成形金型２３の型厚Ｗよりも僅かに大きくなる位置に停止されている。そして成形金型２３は、金型交換台車３７の移動台３９から射出成形機１１の固定盤１６のローラ２４と可動盤１８のローラ２５の上に送り込まれる。

次に成形金型２３の取付けを含めた型厚設定作業を行う。型厚設定作業において操作者は設定入力装置３４を操作して型開閉機構１９を作動させ、可動盤１８を固定盤１６に向けて前進させる。この際設定入力装置３４の設定表示画面３３の自動型厚設定モードのボタン操作により可動盤１８を前進させるようにしてもよく、手動にて型閉ボタン（スイッチ）操作により可動盤１８を前進させてもよい。そして成形金型２３のうち固定金型１５の取付面１５ａが固定盤１６の金型取付面１６ａに完全に密着されるとともに可動金型１７の取付面１７ａが可動盤１８の金型取付面１８ａに完全に密着されると、射出成形機１１への成形金型２３の取付が行われる。本実施形態では成形金型２３の取付は、図示しないクランプ装置によりそれぞれ固定金型１５が固定盤１６の金型取付面１６ａに固定され、可動金型１７が可動盤１８の金型取付面１８ａに固定される。なお成形金型２３の固定盤１６または可動盤１８への取付方法は、磁石により成形金型２３を取付ける方法や、操作者がボルトにより成形金型２３を取付ける方法でもよい。また成形金型２３の固定盤１６または可動盤１８への取付作業の少なくとも一部は、後述する型厚設定の後に行ってもよい。

自動型厚設定モードの際は、引き続き自動的に型締機構２０が作動されて型締制御が開始される。また操作者が手動で操作を行う場合は、設定表示画面３３の型締ボタン（スイッチ）を操作して型締機構２０を作動させ型締制御を開始する（ｓ１）。いずれの方式にせよ、型締機構２０の作動により型締シリンダ２１の油圧が所定の圧力まで昇圧させる（または所定の型締力が検出される）と型締完了（ｓ２＝Ｙ）と判定され、その際（型締時）の型厚が位置センサ２６等の測定手段により実測（サンプリング）される（ｓ３）。そして実測（サンプリング）された実測型厚Ａは、制御装置２９の記憶部３１に記憶される（ｓ４）。また実測型厚Ａは、設定入力装置３４の設定表示画面３３の型厚表示ウインドウに表示される（ｓ５）。

次に操作者は、設定表示画面３３に表示された実測型厚Ａを参照しながら、設定表示画面３３から手動により設定型厚Ｂの設定入力を行う（ｓ６）。手動入力による設定型厚Ｂの設定は、成形金型２３の金型構造、金型温度などを参酌して操作者が最適な値を設定入力することができる。具体的には金型の熱膨張を見越して実測型厚Ａを補正した値の設定型厚Ｂを入力したり、バネ金型や圧縮成形金型等の特殊金型を使用する際に実測型厚Ａでは最適な成形ができない場合に実測型厚Ａを補正した値の設定型厚Ｂを入力する。

手動入力による設定型厚Ｂの数値は、設定入力手段の一部である図示しないテンキーからの入力または設定表示画面３３への直接入力により、前記型厚表示ウインドウに表示された実測型厚Ａの数値に上書される形で行われる。その際、手動入力された設定型厚Ｂは判定手段である制御装置２９の判定部３２に送られ、記憶されている実測型厚Ａに対して一定以上乖離しているかどうかが比較・判定がなされる（ｓ７）。（即ち実測型厚Ａを設定型厚Ｂに置換可能かどうかの判定が行われる。）そして設定型厚Ｂが実測型厚Ａに対して一定以上乖離していない場合（ｓ７＝Ｙ）は、設定型厚Ｂは正常値であるとして、設定型厚Ｂを実測型厚Ａと置換し（ｓ８）、制御装置２９の記憶部３１に記憶させる（ｓ９）。本実施形態では実測型厚Ａに対して設定型厚Ｂの乖離判定は、プラス側とマイナス側での絶対値の乖離数量に基づいて判定される。そして以後の成形では手動入力した設定型厚Ｂを基本として型開閉制御（型締制御を含む）が行われる。

また手動入力による設定型厚Ｂが実測型厚Ａに対して一定以上乖離している場合（ｓ７＝Ｎ）は、その設定型厚Ｂは異常値であるして設定表示画面３３上にメッセージを表示したり警報音により警報を発する（ｓ１０）。そして警報に気づいた作業者は、実測型厚Ａに対して一定以上乖離した異常な値を入力したことに気づき、修正された設定型厚Ｂの再入力が行われる（ｓ１１）。そして修正された設定型厚Ｂの再入力あり（ｓ１１＝Ｙ）の場合は、修正された型厚Ｂは再び制御装置２９に送られ、実測型厚Ａに対して一定以上乖離しているかどうかが比較・判定がなされる。また（ｓ１１）において修正された型厚Ｂの再入力がされないと（ｓ１１＝Ｎ）型厚調整作業は異常のまま終了し、成形へ移行できない。

従って操作者の勘違いや押し間違いにより、手動入力による設定型厚Ｂとして著しい異常値が制御装置２９に設定入力されてしまいそれに基づいて機械が作動され、成形金型２３や射出成形機１１に損傷を与えることがない。そして本発明は、成形金型２３の実際の型厚Ｗを操作者がスケールで測定し、型厚設定の際には前記スケールで測定した寸法よりも僅かに大きな数値を入力して成形金型を移動・型閉しながら微調整していく旧来方式と比較しても早く確実に型厚が設定できる。

そして手動入力による設定型厚Ｂの設定入力が行われると、成形時には基本的には設定型厚Ｂを用いた型開閉制御（型締制御を含む）が行われる。そして連続成形が終了して金型交換モードとなると、制御装置２９の記憶部３１に保存されていた設定型厚Ｂはリセットされる。なお設定型厚Ｂのリセットは、成形金型２３のクランプを解除するなどした際に行われるようにしてもよい。

本発明の上記の実施形態の変形例１としては、実測された型厚（実測型厚Ａ）に対して設定入力された型厚（設定型厚Ｂ）が一定値を超えたことにより異常値と判定するものであってもよい。「一定値を超えたことにより異常値と判定する」と、「一定以上乖離したときに異常値と判定する」は目的から言って実質的に同じ目的の制御であるので、前者も本発明の権利範囲内である。また実測された型厚（実測型厚Ａ）に対して設定入力された型厚（設定型厚Ｂ）が一定以内である場合に正常値と判定することも同様に本発明の権利範囲内である。

本発明の上記の実施形態の変形例２としては、成形金型の型厚を実測するタイミングは、型締完了時（型締時）に限らず油圧の値やモータトルク等を検出して感知される型閉時に型厚を実測するものでもよい。電動トグル型締装置では、型閉時のモータトルクを感知して型厚を実測するが、どの型締力の数値に対応するモータトルクの値にするかは任意に決定される。

本発明の上記の実施形態の変形例３としては、実測型厚とその後に行われる設定入力した型厚の比較は、上記の本実施形態のように絶対値（プラスマイナス）による差分で行われるものでなくてもよい。射出成形機１１の構造によっては、設定型厚Ｂは小さすぎる寸法を設定入力すると金型同士の衝突が発生するが、大きすぎる寸法を入力した場合は、型閉完了せずに停止するだけに留まる場合もある。そこで実測型厚Ａに対する設定型厚Ｂの異常と判定する閾値を、マイナス側のほうがプラス側よりも小さい閾値としてもよい。または設定型厚Ｂにプラス側の閾値は設けず、マイナス側の閾値を超えた際のみ異常と判定するようにしてもよい。

本発明の上記の実施形態の変形例４としては、金型交換した際に交換した成形金型の金型番号等の設定入力を行うことにより前回の金型取付時に測定した実測型厚が設定表示画面３３に表示されるとともに、型厚の設定入力値と比較するために制御装置２９の記憶部３１に一旦記憶されるものでもよい。または金型交換とともに交換した成形金型の実測型厚等の情報が通信により射出成形機に送信されるものでもよい。これらにおいても射出成形機１１の設定表示画面３３には、成形金型２３取付けとともに実測型厚Ａが表示され、操作者は、手動入力により実測型厚Ａを補正することが可能である。そして実測型厚Ａから一定以上乖離した値が入力された際は異常と判定するなどしてもよい。

本発明の上記の実施形態の変形例５としては、設定型厚Ｂが正常値である場合の実測型厚Ａから設定型厚Ｂへの置換は少なくとも一部のみが行われるものでもよい。具体的には置換後についても実測型厚Ａは制御装置２９の記憶部３１に保存されている。そして成形時には設定型厚Ｂにより型開閉制御は行われるが、異常値との比較・監視等の目的で実測型厚Ａを使用するものでもよい。また実測型厚Ａは成形金型２３のデータとしてや成形データ保存の目的でも保存される。また設定表示画面３３への表示も、実測型厚Ａの数値を消去しないで、設定型厚Ｂの数値と共に両方表示されるものでもよい。

本発明の上記の実施形態の変形例６としては、手動入力された設定型厚Ｂは、型開閉制御の初回サイクル（または初期段階）の制御値に用いるものであってもよい。即ち、型開閉制御の初回サイクル（または初期段階）では設定型厚Ｂにより型開閉制御を行うが、特許文献３に見られるように設定型厚Ｂに対して成形回数を重ねるたびにて金型の熱膨張による型厚の自動補正を継続して行い、補正した型厚値に基づき型開閉制御を行うものであってもよい。

本発明の上記の実施形態の変形例７としては、成形金型２３の搬入は、射出成形機１１の上部のタイバ２２，２２の間から、クレーンを使用して行うものでもよい。その場合、クレーンに成形金型２３を吊り下げた状態で型厚設定を行ってもよいし、成形金型２３を射出成形機１１に取付け後、クレーンを除去して型厚調整を行ってもよい。

本発明については、一々列挙はしないが、上記した本実施形態のものに限定されず、当業者が本発明の趣旨を踏まえて変更を加えたもの上記の実施形態を組合わせたものについても、適用されることは言うまでもないことである。成形機については、樹脂成形用（樹脂以外に繊維等を含んでもよい）の射出成形機以外に、マグネシウム等の軽金属を含むダイカスト用の射出成形機であってもよい。また射出成形機は、水平方向に可動盤および可動金型が型開閉移動されるものに限定されず、可動盤および可動金型が垂直方向に型開閉移動されるものでもよい。

１１射出成形機
１３射出装置
１４型締装置
１５固定金型
１６固定盤
１９型開閉機構
２０型締機構
２３成形金型
２６位置センサ（測定手段）
２９制御装置（判定手段）
３３設定表示画面
３４設定表示装置（設定入力手段）
Ａ実測型厚（実測された型厚）
Ｂ設定型厚（設定入力された型厚）
Ｗ型厚

Claims

設定入力された型厚を用いて型厚設定を行う射出成形機において、
型厚を実測する測定手段と、
型厚を設定入力する設定入力手段と、
実測された型厚を記憶する制御装置と、
実測された型厚と設定入力された型厚を比較して実測された型厚から設定入力された型厚へ置換可能か判定する判定手段とが設けられ、
実測された型厚および設定入力された型厚を用いて型厚設定を行う際に、
実測され制御装置に記憶されるとともに設定入力手段の設定表示画面に表示された型厚に対して設定入力手段から手動入力により設定入力された型厚の入力値がプラス側とマイナス側の双方において一定以上乖離しているときに異常値と判定して異常値に基づいて機械が作動されることを防止し、
前記乖離していない場合は、実測された型厚が前記設定入力手段から設定入力された型厚により置換されることを特徴とする射出成形機。
設定入力された型厚を用いて型厚設定を行う射出成形機の型厚設定方法において、
型閉時または型締時の型厚を実測し、
実測された型厚を設定入力手段の設定表示画面に表示するとともに制御装置に記憶し、
前記設定入力手段から手動により型厚を設定入力する際に、
実測され制御装置に記憶された型厚に対して前記設定入力手段から手動により設定入力された型厚の入力値がプラス側とマイナス側の双方において一定以上乖離しているときに異常値と判定して実測された型厚が前記設定入力手段から設定入力された型厚により置換されず、
前記乖離していない場合は、実測された型厚が前記設定入力手段から設定入力された型厚により置換されることを特徴とする射出成形機の型厚設定方法。