JPH01258899A

JPH01258899A - 圧縮成形機の制御方法

Info

Publication number: JPH01258899A
Application number: JP8679288A
Authority: JP
Inventors: Etsujiro Imanishi; 悦二郎今西; Takeshi Sano; 佐野　猛
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1988-04-07
Filing date: 1988-04-07
Publication date: 1989-10-16
Anticipated expiration: 2010-04-05
Also published as: JPH0729230B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、樹脂加工物を油圧プレスで圧縮成形する圧縮
成形機の制御方法に関する。

（従来の技術）油圧シリンダでスライドを移動させ、樹脂加工物を圧縮
成形する圧縮成形機は周知である。この圧縮成形機は加
工物の材質、形状に応じて種々の型式のものがある。

自動車のフロントパネル、ボディパネル等を、熱硬化性
のシート状材料であるＳ　Ｍ　Ｃ（Ｓｈｅｅｔ　Ｍ。

−Ｉｄｉｎｇ　Ｃｏｍｐｏｕｎｄ）で成形する場合、例
えば、特開昭６０−１５１１９号公報に記載の圧縮成形
機が用いられていた。

この従来の圧縮成形機は、ベースと、該ベースに立設さ
れたアプライドと、該アプライド上部に設けられたクラ
ウンと、該クラウンに設けられた油圧シリンダと、該油
圧シリンダのロノド下端に支持され且つ前記アプライド
に案内されて上下動するスライドとを有し、前記ベース
上面に下金型を固定し、前記スライド下面に上金型を固
定し、上下金型間のキャビティ内で樹脂を圧縮成形する
ものであった。

前記従来の圧縮成形機において、ＳＭＣ材料を圧縮成形
するには、第７図に示す如く、油圧シリンダを制御して
いた。即ち、スライドが上死点から下降して型締めする
までの間（ｔ＋　、ｊＺ＋　ｔｚ）は、油圧シリンダの
速度を多段階に制御する速度制御が採用され、材料が金
型キャビティ内に充満した後、圧縮成形が完了するまで
の間（ｔ４．　ｔｓ）は、油圧シリンダの加圧力を一定
にする圧力制御が採用され、成形完了から型開きの間（
ｔｉ、　ｔ、）は、再度速度制御に切換えられていた。

前記速度制御から圧力制御への切換えは、タイマーのセ
ットアツプによって行なわれていた。

（発明が解決しようとする課題）前記従来のタイマーによる制御切換えでは、次の問題点
があった。

即ち、第７図に示すｔ、の範囲で圧力側＜１’Ｊを行な
い成果を上げるためには、金型内に樹脂（ＳＭＣ）が完
全に充満している必要があるが、タイマーでの制御切換
えでは、金型内に樹脂が充満していようが、いまいが、
外的（タイマー）な制御のみで、圧力制御に切換えるた
め、十分な成果が得られなかった。

例えば、第７図に示すＦ＋　ｔ４の設定が短かかった時
、材料は型内に充満されないうちに圧力制御を行なうた
め、型内樹脂には圧力がかからず、著しい時にはショー
トショットの発生又は欠けが発生する等の問題が生じて
いた。

逆に、ｔ３．　ｔ４の設定が長すぎると、樹脂は型内に
充満した後、加熱固化を始めており、一部は固化が開始
されているために、樹脂に対して圧力が作用せず、成形
品の強度も十分なものが得られないことがあった。

そこで、本発明は、圧縮成形機において、速度制御から
、圧力制御への切換えを加工物の充填状況に応じて適し
た時点で行なえるようにした、圧縮成形機の制御方法を
提供することを特徴とする。

（課題を解決するための手段）前記課題を解決するため、本発明の圧縮成形機の制御方
法は、一対の金型の少なくとも一方を油圧シリンダで移
動させ、前記金型間のキャビティ内で樹脂加工物を圧縮
成形するに際し、加工物の加圧開始までは油圧シリンダ
の移動速度を制御し、加圧開始後は油圧シリンダの加圧
力を制御する圧縮成形機の制御方法において、前記速度
制御から圧力制御への切換えを、油圧シリンダが所定ス
トローク値Ｚ０に達した時に行なうと共に、該切換時の
キャビティ内圧Ｐを検出し、該検出値Ｐと、予じめ設定
した所定内圧Ｐ０とを比較して、キャビティ内圧Ｐを所
定内圧Ｐ０にするためのストローク修正量ＶＺをＶＺ　＝α（ＰＯＰ） α；係数で求め、次の成形のときの速度制御から圧力制御への切
換時の油圧シリンダのストローク値を、Ｚ０＋ｙｚに修
正し、この修正操作を各成形毎に繰返す点を特徴とする
。

（作　用）本発明によれば、型開きされた金型のキャビティ内に一
定量の樹脂加工物を充填し、油圧シリンダで金型を接近
させて型締し、その後、加圧することにより加工物を圧
縮成形する。前記型締までの油圧シリンダの移動は、そ
の速度が制御され、加圧時は、その圧力が制御される。

この速度制御から圧力制御への切換えのタイミングは、
油圧シリンダのストローク位置を検出することにより行
なわれる。

即ち、まず最初に、前記一定量の樹脂が金型キャビティ
内に充満するであろうときの油圧シリンダのストローク
値Ｗ　ｚ　ｏと、その時のキャビティ内圧Ｐ０とを設定
する。このＺｏ、Ｐｏの値は、予備成形や実験又は計算
で、予じめ求めることができる。

次に、実稼動において、最初の成形は、油圧シリンダの
ストロークが、前記設定値Ｚ０に達した時に、速度制御
から圧力制御に切換える。それと同時にキャビティ内圧
Ｐを検出する。この検出値Ｐと予じめ設定した内圧Ｐ０
とを比較する。

検出値Ｐと設定値Ｐ０が等しい場合は、樹脂は予想通り
に完全にキャビティ内に充満していると考えられるので
、次回の成形に際しても、油圧シリンダが設定ストロー
ク位置ｚ０に達した時に制御を切換える。

前記検出値Ｐが設定値Ｐ０よりも小さい場合は、樹脂は
キャビティ内に充満していないと考えられる。

そこで、次回の成形に際しては、制御切換時点を補正し
てやるのである。この補正量１は、ＶＺ　＝α（ｐｏ−
Ｐ　）で、求める。係数αは、予じめ実験等で定められ
る。

従って、次回の成形時は、油圧シリンダのストローク位
置が、Ｚ、＋ＶＺになった時、速度制御から圧力制御に
切換える。

また、前記検出値Ｐが設定値Ｐ０よりも大きい場合は、
樹脂は過充満の状態であると考えられるので、この場合
も前記未充満の場合と同様、次回の成形に際しては、制
御切換ストローク位置を、２゜＋ｙｚに補正する。

そして、第２回目の成形においても、キャビティ内圧Ｐ
を検出し、検出値Ｐと設定値Ｐ０とを比較し、前記と同
様のストローク値補正を行なう。

前記補正操作を繰返すことにより、成形回数を重ねるに
従って、制御切換の適正ストローク位置を見つけ出すこ
とができる。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。

第２図に示すものは、ＳＭＣ用の圧縮成形機であり、フ
ロア−に固定されたベツド１と、ベツド１の四隅に立設
されたアップライト２と、この４本のアップライト２の
上端部を連結固定するクラウン３とを有する。前記クラ
ウン３の中央部には単動式のメインシリンダ４が取付け
られ、メインシリンダ４のピストンロッド５はクラウン
３の下方に突出し、該ピストンロッド５の下端にスライ
ド６が連結されている。このスライド６は前記４本のア
ップライト２に案内され上下動自在とされている。また
、前記クラウン３の左右両側に複動式のサブシリンダ７
が設けられ、このサブシリンダ７のピストンロッド８が
スライド６に連結されている。

前記ベツド１の四隅には、レベリングシリンダ９が設け
られ、このシリンダ９のピストンロッド１０の上端面は
前記スライド６の下面に接離自在に当接する。

前記スライド６の下面に上金型１１が着脱自在に取付け
られ、また前記ベツド１の上面に下金型１２が着脱自在
に取付けられている。

前記上・下金型１１．１２は、型締めされると両者の合
せ部にキャビティ１３が形成されるよう構成され、下金
型１２には、キャビティ１３内の圧力を検出する型圧セ
ンサ１４が内蔵されている。

前記ベツド１の側面にロータリエンコーダ１５が取付け
られ、このエンコーダ１５の入力軸に取付けられたスプ
ロケット１６と、前記クラウン３の側面に回動自在に取
付けられたスプロケット１７との間に、チェノ１８が巻
掛けられ、このチェノ１８の両端部はスライド６に取付
けられたブラケット１９に係止されている。しかして、
前記エンコーダ１５はスライド６の位置及び移動速度を
検出する。

前記クラウン３上にオイルタンク２０が載置され、該オ
イルタンク２０と前記メインシリンダ４は潤油弁２１を
介して接続されている。更に、メインシリンダ４とサブ
シリンダ７は、油圧配管２２．２３．２４を介して加圧
シリンダ用油圧ユニット２５に接続されている。また前
記レベリングシリンダ９は油圧配管２６を介してレベリ
ング油圧ユニット２７に接続されている。

前記加圧シリンダ用油圧ユニット２５、レベリング油圧
ユニット２７、型圧センサ１４、及び、ロータリエンコ
ーダ１５は、互いに制御手段２８に電気的に接続されて
いる。

尚、２９は、金型搬出人台である。

第３図に示すものは、前記加圧シリンダ用油圧ユニット
２５内の油圧回路図である。

同図において、３０はオイルタンクであり、Ｍ、、Ｍ２
は油圧ポンプ駆動用筒１及び第２モータである。

第１モータｈは２台の速度制御用筒１及び第２す−ボボ
ンブＰ、Ｐｚを駆動し、第２モータＭ２は、第３及び第
４油圧ポンプＰ３．Ｐ４　とサーボ用油圧ポンプＰ、と
を駆動している。

第１乃至第４ポンプ（ｐ＋〜Ｐ４）の吐出口は第１〜４
油圧ライン３１，３２，３３．３４に夫々接続されてい
る。第１〜４油圧ライン３１．３２，３３．３４は第５
油圧ライン３５に集合され、第５油圧ライン３５は第６
及び第７油圧ライン３６．３７に分岐している。第６油
圧ライン３６は、メインシリンダ４に接続された前記油
圧配管２２と、サブシリンダ７のヘッド側に接続された
前記油圧配管２３とに分岐している。前記第７油圧ライ
ン３７は、サブシリンダ７のロンド側に接続された前記
油圧配管２４に接続されている。

サーボ用油圧ポンプＰ、の吐出口に接続されたパイロッ
ト油圧配管３８は、図中、点線で示されている。

前記第１〜４油圧ライン３１，３２．３３．３４には夫
々、遠隔操作リリーフ弁３９，４０，４１．４２が介在
され、各リリーフ弁３９，４０，４１．４２はドレンラ
イン４３に接続されている。ドレンライン４３には冷却
器４４が介在されている。

前記第６油圧ライン３６には第１〜３オン・オフ弁４５
，４６．４７が介在されている。第１オン・オフ弁４５
は、第６油圧ライン３６を開閉自在とする。第２オン・
オフ弁４６は第６油圧ライン３６をオイルタンク３０に
開放する。第３オン・オフ弁４７は、メインシリンダ用
配管２２を開閉自在とする。これら各オンオフ弁４５，
４６．４７はパイロット油圧配管３８の油圧によって操
作される。この操作は前記制御手段２８からの指令によ
り行なわれる。

前記第１オンオフ弁４５と第３オンオフ弁４７間の第６
油圧ライン３６に圧力制御弁４８が介在されている。こ
の圧力制御弁４８は、前記制御手段２８からの指令によ
り、その設定圧を無段階もしくは有段階に変更自在とさ
れている。

前記第７油圧ライン３７にも第４〜６オンオフ弁４９．
５０．５１が介在されている。これらの各オンオフ弁４
９．５０．５１も前記制御手段２８からの指令によって
開閉操作される。

前記潤油弁２１にはチエツク弁５２が内蔵され、このチ
エツク弁５２はパイロット油圧配管３８の油圧によって
ＯＮ　−ＯＦＦ操作される。この操作も前記制御手段２
８の指令によって行なわれる。

第４図は、レベリング油圧ユニット２７の油圧回路図で
あり、オイルタンク５３の作動油は、油圧ポンプＰ６、
第８油圧ライン５４を通ってレベリングシリンダ９に接
続された前記油圧配管２６に接続されている。この第８
油圧ライン５４にサーボ弁５５が介在され、該サーボ弁
５５は、前記制御手段２８からの指令によって作動する
。このサーボ弁５５は、各レベリングシリンダ９に対応
して４ヶ設けられている。

第５図に示すものは、前記構成の圧縮成形機の動作フロ
ー図であり、第６図に示すものはその動作線図である。

これらの図面において、５ＴＥＰ　１は、スライド６が
上死点位置にあるスタート時点を示す。この状態におい
て、下金型１２のキャビティ１３にＳＭＣ材料５６が充
填される。

次に５ＴＥＰ　２は、スライド６が高速で下降する状態
を示している。この時、第３図の油圧回路図において、
第１〜４ポンプＰ＋、Ｐｚ、Ｐｚ、Ｐａからの作動油が
、第１〜４油圧ライン３１，３２．３３．３４及び第５
油圧ライン３５を通り、更に、第６油圧ライン３６から
メインシリンダ４及びサブシリンダ７の油圧配管２２．
２３を通って、メインシリンダ４及びサブシリンダ７に
供給される。この時、第１．３．５．６の各オンオフ弁
４５．４７，５０．５１は開き、第２及び第４オンオフ
弁４６．４９は閉じられている。この時、サブシリンダ
７のロンド側油は第５オンオフ弁５０を通ってタンク３
０に戻される。

５ＴＥＰ　３は、スライド６の中速下降状態を示し、速
度制御サーボポンプＰ、、Ｐ！の吐出量を制御手段２８
により制御することにより、スライド６の下降速度を中
速にする。このＳＴＩ！Ｐ　２から５ＴＥＰ　３への切
換えは、ロークリエンコーダ１５によるスライド６の位
置検出に基づき行なわれる。

５ＴＥＰ　４は速度制御とレベリング制御が同時に行な
われる。即ち、ロークリエンコーダ１５によるスライド
６の位置検出に基づき、５ＴＥＰ　３から５ＴＥＰ　４
に切換えられ、この時、スライド６の下面は、しベリン
グシリンダ９のロンドｌＯ上端面にソフトタッチする。

その後、スライド６はレベリングシリンダ９のロッド１
０を押圧しながら下降する。このレベリングシリンダ９
は、４本とも同じレベルになるよう各サーボ弁５５が制
御され、スライド６の水平度が高精度に維持される。

この５ＴＥＰ　４において、速度制御サーボポンプＰｌ
＋ＰＩが制御され、スライド６の下降速度は多段階に制
御される。この５ＴＥＰ　４の終りにおいて上金型１１
と下金型１２の型締めが終り、キャビティ１３内のＳＭ
Ｃ材料５６がキャビティ１３内に充満する。

キャビティ１３内にＳＭＣ材料５６が充満すると、加圧
シリンダ４．７の制御は、速度制御から圧力制御に切換
えられる。この切換タイミングは、エンコーダ１５によ
りスライド６位置を検出し、該検出値が所定値に達した
ときに行なわれる。この制御切換が５ＴＥＥＰ　５で示
されている。

５ＴＥＰ　６は、圧力制御とレベリング制御とを同時に
行っている状態を示す。

即ち、油圧ポンプからの吐出量を一定とし、圧力制御４
８によって油圧回路の圧力を制御する。

この圧力制御は、キャビティ１３内のＳＭＣ材料５６の
状態変化を型圧センサ１４で検知し、該状態変化に対応
して多段階（無段階も含む）に加圧力を制御する。この
制御指令は制御手段２８により行なわれる。

前記多段階圧力制御は、キャビティ１３内のＳＭＣ材料
５６の時間の経過による状態変化が予じめ判っている場
合は、予じめ定めた時間毎に、予じめ定めた設定圧に、
多段に制御することによっても達成される。

前記圧力制御において、レベリングシリンダ９は、メイ
ンシリンダ４やサブシリンダ７の圧力変化に対応して制
御され、スライド６を水平維持する。

しかして、圧力制御が完了すると、圧抜き工程を介して
スライド６を少し上昇させ、インモールドコートが行な
われる。この工程は５ＴＥＰ　？で示されている。この
５ＴＥＰ　７は、サーボ弁５５により速度制御が行なわ
れる。このスライド上昇に際しては、第２．３．５オン
オフ弁４６．４７．５０が閉じられ、第１．４．６オン
オフ弁４５．４９．５１が開かれる。しかして、作動油
は第５油圧ライン３５から第６及び７油圧ライン３６．
３７を通って、サブシリンダ７のシリンダ側及びロンド
側に供給され、サブシリンダ７はフリー状態になる。メ
インシリンダ４の油は、チエツク弁５２をパイロット圧
で操作することにより満油弁２１を介してオイルタンク
２０に流入可能とされる。

そして、レベリングシリンダ９のサーボ弁５５を介して
レベリングシリンダ９を上昇させることにより、スライ
ド６が上昇される。

このスライド６の上昇に際しても、レベリングシリンダ
９は制御され、水平状態を維持してスライド６を上昇さ
せる。

このスライド６の上昇速度及び位置は、ロータリエンコ
ーダ１５によって検出され、速度制御にフィードバック
される。

インモールドコートが完了すると、再度スライド６が下
降し、所定位置に達すると速度制御から圧力制御に切換
えられる。この切換えは型圧センサ１４の圧力検出又は
エンコーダ１５のスライド位置検出に基づき行なわれる
。この工程が５ＴＥＰ　８で示されている。

５ＴＩＥＰ　８において、前記５ＴＥＰ　６と同様に多
段階の圧力制御が行なわれ、インモールドコートを含め
た圧縮成形が完了する。その後、圧抜きを行った後、ス
ライド６を元の上死点まで上昇させる。この上昇工程は
５ＴＥＰ　９以後に示されており、この５ＴＢＰ９以後
は速度制御とされている。この５ＴＥＰ　９以後におけ
るスライド上昇に際しては、第１．３．５オンオフ弁４
５．４７．５０が閉じられ、第２．４．６オンオフ弁４
６，４９．５１が開かれる。しかして、作動油は竿５油
圧ライン３５から第７油圧ライン３７を通って、サブシ
リンダ７のロンド側に供給される。

サブシリンダ７のシリンダヘッド側の油は、第６油圧ラ
イン３６の第２オンオフ弁４６を通ってタンク３０に戻
され、メインシリンダ４の油は、チエツク弁５２をパイ
ロット圧で操作することにより、満油弁２１を介してオ
イルタンク２０に戻される。

しかして、圧縮成形の全工程が完了する。

前記圧縮成形の５ＴＥＰ　５の制御切換は、スライド６
の位置、換言すれば加圧シリンダ４，７のストローク位
置を検出して行なうのであるが、適正な切換位置を定め
るのが極めて困難であった。そこで、本実施例では、第
１図に示す如く、適正なストローク位置を定めるように
している。

まず最初に、制御切換時のストローク位置ｚ０と、その
ときのキャビティ内圧Ｐ０を予じめ設定する。

この設定値Ｚｏ、Ｐａは、一定量のＳＭＣ材料５６を充
填した場合に、該材料５６がキャビティ１３内に充満す
るときのスライド位置、及び、そのキャビティ１３内の
圧力であり、予じめ、実験等において求められている。

そして、まず最初の圧縮成形においては、前記設定値１
ｚｏに、スライド６が達した時に制御を切換える。この
タイミングは、エンコーダ１５により行なう。それと同
時に、キャビティ１３の内圧Ｐを型圧センサ１４により
検出する。そして、この検出値Ｐと前記設定内圧Ｐ０と
を比較する。

そして、Ｐ−Ｐｏの場合は、スライド６の制御切換位置
Ｚ０におけるキャビティ内圧は適正値を示しているので
あるから、次回の圧縮成形における制御切換位置は、最
初に設定したＺｏのままとする。

ｐ−＋ｐ０の場合は、スライド６０制御切換位置ｚ０に
おけるキャビティ内圧が、適正値よりも大きいか小さい
かであるから、次回の圧縮成形における制御切換位置を
補正してやる。この補正量ＶＺは、ＶＺ　＝α（ｐｏ　
　Ｐ）により求める。係数αは、予じめ実験等において
定められている。そして、第２回目の圧縮成形において
は、制御切換時のストローク位置Ｚ０は、ｚ０→Ｚ０＋
Ｚに変更される。

２回目以後の圧縮成形においても、前記と同じ補正操作
が繰返される。この操作を繰返すことにより、制御切換
時の最適はスライド位置を見つけ出すことができる。こ
の最適位置を見つけ出す学習機能は、制御装置２日が有
している。

尚、最初の制御切換ストローク位置を設定位置Ｚ０その
ものとすると、補正量Ｚが＋、−に表われて、ＶＺ→０
に収束させるための回数が多くなる。そこで、最初の制
御切換ストローク位置を設定位置ｚ０よりも少し手前に
設定することにより、補正量ＶＺを＋側からＯに収束さ
せることができ、補正回数が少なくてすむ。

また、内圧検出値Ｐと設定値Ｐ０の比較において、Ｐ　
＞Ｐｏの場合は、Ｐ＜Ｐｏの場合に比べて製品に差程悪
影響を及ぼさないので、前記ストローク位置補正は、Ｐ
ＤＰｏの場合のみ行なうようにしても実用上問題ない。

尚、本発明は、前記実施例に限定されるものではない。

（発明の効果）本発明によれば、油圧シリンダの制御を切換えるタイミ
ングを、機械自身がその状態量に応じて修正し、最適な
成形条件を探し出してくれるため、従来のように、人手
によって修正していた作業が大幅に軽減でき、生産能率
が向上すると共に、速度制御から圧力制御への切換えが
適正となり、以後の圧力制御において、プレス加圧力が
加工物に十分に作用し、成形品の強度、寸法精度及びひ
すび等を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すフローチャート図、第２
図は本発明の実施例に使用する圧縮成形機の一部断面正
面図、第３図はメインシリンダの油圧回路図、第４図は
レベリングシリンダの油圧回路図、第５図は本発明の実
施例の圧縮成形機の動作フロー図、第６図は同プレス動
作線図、第７図は従来の圧縮成形機の制御を示すグラフ
である。４・・・メインシリンダ、６・・・スライド、７・・・
サブシリンダ、１１・・・上金型、１２・・・下金型、
１３・・・キャビティ、１４・・・型圧センサ、１５・
・・エンコーダ、２８・・・制御手段。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）一対の金型の少なくとも一方を油圧シリンダで移
動させ、前記金型間のキャビティ内で樹脂加工物を圧縮
成形するに際し、加工物の加圧開始までは油圧シリンダ
の移動速度を制御し、加圧開始後は油圧シリンダの加圧
力を制御する圧縮成形機の制御方法において、前記速度制御から圧力制御への切換えを、油圧シリンダ
が所定ストローク値Ｚ＿０に達した時に行なうと共に、
該切換時のキャビティ内圧Ｐを検出し、該検出値Ｐと、
予じめ設定した所定内圧Ｐ＿０とを比較して、キャビテ
ィ内圧Ｐを所定内圧Ｐ＿０にするためのストローク修正
量＠Ｖ＠Ｚを＠Ｖ＠Ｚ＝α（Ｐ＿０−Ｐ） α；係数で求め、次の成形のときの速度制御から圧力制御への切
換時の油圧シリンダのストローク値を、Ｚ＿０＋＠Ｖ＠
Ｚに修正し、この修正操作を各成形毎に繰返すことを特
徴とする圧縮成形機の制御方法。