JPH03207612A

JPH03207612A - 型開閉制御装置

Info

Publication number: JPH03207612A
Application number: JP109290A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyasu Itsuji; 孔康井辻; Yasuyuki Kono; 泰幸河野
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 1990-01-09
Filing date: 1990-01-09
Publication date: 1991-09-10

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、射出戒形機の型締装置における型開閉制御装
置に関するものである。

（従来の技術）従来、加熱シリンダ内で加熱され流動化された威形材料
を高圧により金型内に射出し、その中で冷却固化又は硬
化させ、次いで金型を開いて威形品を取り出すようにし
た射出戒形機として、第６図に示すようなものが提供さ
れている。

図において、機台ｌに型締装置２と射出装置３が設置さ
れており、該型締装置２は、固定金型取付体４と可動金
型取付体５を備えていて、型締用シリンダ６がタイバ７
に沿って可動プラテン５を往復動させると、固定金型８
と可動金型９が接離する。

また、上記射出装置３は、ホッパ１０内の樹脂を加熱溶
融して射出するノズル１ｌを往復動自在に備えており、
該ノズル１１から金型凹部８ａ，　９ａ内に溶融樹脂が
注入される。一方、成形品は排出口ｌ２から機台ｌの下
方に落下排出される。

上記型締装置には、油圧シリンダや電動機によって発生
させた力をトグル継手というリンクの組合わせによって
増幅し、大きな型締力を得ようとするトグル式型締装置
と、型締シリンダに供給した油によって直接型締力を発
生させる直圧式型締装置がある。

該直圧式型締装置においては、或形効率を向上させる必
要性から高速で型開閉が行われるようにする必要がある
が、型閉じを高速で行うとその可動プラテン、可動金型
等の慣性力によって可動金型が固定金型に衝突すること
があり、また型開きを高速で行うと、上記と同様の慣性
力によって可動プラテンが型締シリンダ側に衝突するこ
とがある。また、トグル式型締装置においては、型締位
置の近くでは機構的に金型の速度が低下するようになっ
ているが、直圧式型締装置のものにおいては、油圧制御
弁によって型締シリンダの速度制御が行われている。

したがって、上記のような衝突を防止するために、機械
的なストッパが配設されている。

ところが、上記制御装置においては、型締シリンダの位
置制御を機械的なストッパで行っているため、慣性が大
きい場合には、金型、型締シリンダを破損することがあ
る。また、振動や騒音の原因にもなり型開閉速度を所定
以上に高めることはできない。

そこで、油圧番こまって型開閉位置制御を行う制御装置
が提供されている。この油圧による制御には、ポンプか
ら一定圧力の油の供給を得て制御弁により制御する方式
と、ポンプの吐出量を変化させこれにより直接制御する
方式がある。

第７図は制御弁により制御する型開閉制御装置を示す図
である。

図において、２１は型締シリンダであり、シリンダの中
にピストン２２を摺動自在に配設している。

該ピストン２２の両側には、大径ロッド２３及び小径ロ
ッド２４が突出形成されていて、該大径ロッド２３は図
示しない可動プラテンを介して可動金型に連結されてい
る。

ピストン２２は型締シリンダ２１の作動により往復動し
て型開閉、型締めを行う。

上記ピストン２２の大径ロッド２３側には、油室２６が
形成され、核油室２６には型開き時に油が供給される。

また、上記ピストン２２の小径ロッド２４側には型締め
用の油室２７が形成される。

２Ｂはソレノイドの作動によって切換えが行われるとと
もに流量を比例制御する電磁比例流量制御弁であり、該
電磁比例流量制御井２８の各ボートは、上記型締シリン
ダ２１内の油室２６，　２７、可変容量ポンプ２９、油
タンク３０に接続されている。そして、ソレノイドａが
駆動されるとＩ位置をとり、ソレノイドｂが駆動される
と■位置をとり、しかも流量を比例制御することができ
る。なお、Ｎ位置は中立位置である。

■位置においては、可変容量ボンプ２９から吐出された
油は型締シリンダ２１内の油室２７に供給され、大径ロ
ッド２３を介して可動プラテンを右方向に移動させ、型
閉じを行う。また、■位置においては、可変容量ボンプ
２９から吐出された油は型締シリンダ２１内の油室２６
に供給され、大径ロッド２３を介して可動プラテンを左
方向に移動させ、型開きを行う。Ｎ位置においては、ス
ブールが中立状態に置かれ型締シリンダ２１は停止する
。

上記構威の型開閉制御装置においては、高精度の位置制
御を行うことが可能であるが、基本的には弁制御と同じ
であり、動力の損失が大きい。

これに対して、型締シリンダの両油室に選択的に油を供
給する電磁切換弁を設け、該電磁切換弁の一方の油室に
は可変容量ポンプを、他方の油室には電磁比例流量制御
弁を接続して、可変容量ポンプと電磁比例流量制御弁を
制御することによって位置制御を行うものが提供されて
いる。

第８図は可変容量ポンプと電磁比例流量制御弁を制御す
る型開閉制御装置を示す図である。

図において、３１は型締シリンダであり、シリンダの中
にピストン３２を摺動自在に配設している。

該ピストン３２の両側には、大径ロノド３３及び小径ロ
ッド３４が突出形成されていて、該大径ロッド３３には
図示しない可動プラテンを介して可動金型に連結されて
いる。

ピストン３２は型締シリンダ３１の作動により往復動し
て型開閉、型締めを行う。

上記ピストン３２の小径ロッド３４側である該小径ロッ
ド３４の端面部分には油室３５が形成され、該油室３５
には可動プラテンを固定プラテン側に移動させる型閉じ
時に油が供給される。また、上記ピストン３２の大径ロ
ッド３３側には、油室３６が形成されるとともに該油室
３６には型開き時に油が供給される。

さらに、上記ピストン３２の小径ロッド３４Ｙ側である
ピストン３２の端面部分には型締め用の油室３７が形成
される。

３日はソレノイドの作動によって切換えが行われる電磁
切換弁であり、該電磁切換弁３８の各ボートは、上記型
締シリンダ３１内の油室３５．　３６、可変容量ボンプ
３９、電磁切換弁４５及び電磁比例流量制御弁４０に接
続されている。そして、ソレノイドａが駆動されると１
位置をとり、ソレノイドｂが駆動されると■位置をとる
。なお、Ｎ位置は中立位置テアる。■位置においては、
可変容量ポンブ３９から吐出された油は型締シリンダ３
１内の油室３５に供給され、大径ロッド３３を介して可
動プラテンを右方向に移動させ、型閉しを行う。また、
■位置においては、可変容量ポンプ３９から吐出された
油は型締シリンダ３１内の油室３６に供給され、大径ロ
ッド３３を介して可動プラテンを左方向に移動させ型開
きを行う。Ｎ位置においては、スプールが中立状態に置
かれ型締シリンダ３１は停止する。

３９は、指令された信号によって斜板の傾転角が変わり
その吐出量が該信号に比例して変更される可変容量ポン
プである。

また、４０はソレノイドａにより電気的に制御され、電
気信号により流量が比例制御される電磁比例流量制御弁
である。該電磁比例流量制御弁４０はメータアウト回路
を構威し、該電磁比例流量制御弁４０を制御することに
より、型締シリンダ３１内の油室３５，　３６から排出
される油量を絞り、型締シリンダ３ｌのピストン３２に
制動作用を与える。

４１はソレノイドａの作動により１位置と■位置をとる
電磁切換弁である。■位置においては、電磁比例流量調
整弁４０とタンク４４が連通され、■位置においては、
油路４２と電磁比例流量調整弁４０間を油路４３が連絡
する。

上記電磁切換弁４５は、ソレノイドａの作動によってＩ
位置と■位置をとる。電磁切換弁４５は型開き時及び型
閉じ時には１位置をとり型締め用の油室３７はパイロッ
トチェック付プレフイル弁４７を通じてタンク４９との
間で油の吸入、吐出を行う。型締め時には電磁切換弁４
５は■位置をとり、電磁切換弁３８を通じて型締め用の
油室３７に圧油が供給される。

上記電磁切換弁３Ｂ，４１．４５は、ソレノイドによっ
て切り換えられるだけのものであって、通過抵抗が小さ
い構造となっている。

上記構戒の油圧回路において、ピストン３２が移動する
と、該移動ストロークを変位センサ５１が検出し、該変
位センサ５１からの変位指令信号が制御装置５２に送ら
れ、該制御装置５２からの制御信号によって電磁比例流
量制御井４０及び可変容量ボンプ３９が制御される。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記構戒の型開閉制御装置においては、
可変容量ボンプ３９と電磁比例流量制御弁１ｎ４０の動作をマッチングする必要があり、可変容量ポン
プ３９、電磁比例流量制御弁４０のいずれの装置にも高
い精度が要求される。

したがって、上記型開閉制御装置を高精度の位置制御に
使用することはできない。

本発明は、上記従来の型開閉制御装置の問題点を解決し
て、可変容量ポンプ、電磁比例流量制御弁等の機器の特
性を制御的に補償することにより高精度の位置制御を行
うことを可能とした型開閉制御装置を提供することを目
的とする。

（課題を解決するための手段）そのために本発明は、可動金型を配設した可動プラテン
にロッドが連結され、ピストンの両側に型移動用の油室
及び片側に型締め用の油室を形成した型締シリンダと、
上記両油室に選択的に油を供給する電磁切換弁と、該電
磁切換弁に接続され、一方の油室に油を供給する可変容
量ポンプと、上記電磁切換弁に接続され、他方の油室か
ら油が供給される電磁比例流量制御弁によって油圧回路
が形成される。

１ｌまた、該油圧回路を制御するために、可動プラテンの位
置を検出して位置信号を発生する手段と、可動プラテン
の位置を指令する位置指令信号を発生する手段と、上記
両信号の偏差を求める手段と、該偏差を受け、偏差が小
さい時のみゲインを大きくする低域補償器と、可変容量
ポンプの吐出流量をフィードバックさせるマイナフィー
ドバック回路と、速度指令信号が低下する時までの電磁
比例流量制御弁の弁開度を最大とする手段を有している
。

そして、上記電磁比例流量制御弁には、該電磁比例流量
制御弁の特性を線型化する手段及びオフセットを加える
手段を配設するとともに、上記可変容量ポンプには、ポ
ンプ人力がゼロ点近傍においてポンプ吐出量をゼロとす
る適度な不感帯を形成する手段を配設する。

さらに、可変容量ポンプにポンプ指令の位相補償を行う
位相補償器を接続することで応答性が改善できる。

（作用）１２本発明によれば、可動金型を配設した可動プラテンにロ
ッドが連結され、ピストンの両側に型移動用の油室及び
片側に型締め用の油室を形成した型締シリンダと、上記
両油室に選択的に油を供給する電磁切換弁と、該電磁切
換弁に接続され、方の油室に油を供給する可変容量ポン
プと、上記電磁切換弁に接続され、他方の油室から油が
供給される電磁比例流量制御弁を有するようにしている
。

したがって、可変容量ポンプの吐出量を減少させるとと
もに、上記電磁比例流量制御弁に供給される油を絞るこ
とによって型締シリンダに制動動作をさせることができ
る。また、この時に電磁比例流量制御弁は一つだけ配設
すればよい。

また、可動プラテンの位置を検出して位置信号を発生す
る手段と、可動プラテンの位置を指令する位置指令信号
を発生する手段と、上記両信号の偏差を求める手段と、
該偏差を受け、偏差が小さい時のみゲインを大きくする
低域補償器と、可変容量ポンプの吐出流量をフィードハ
ックさせるマイナフィードバック回路と、速度指令信号
が低下する時までの電磁比例流量制御弁の弁開度を最大
とする手段を有している。

したがって、可動プラテンが目標に近づくまではゲイン
を小さく、目標近傍においてはゲインが大きくされる。

そして、マイナフィードバック回路によってポンプの精
度と応答性が向上する。

さらに、上記電磁比例流量制御弁に、該電磁比例流量制
御弁の特性を線型化する手段及びオフセットを加える手
段を配設することによって電磁比例流量制御弁の入力に
対する弁開度が線型化し、ゼロ点変化を無くすことがで
きる。

そして、上記可変容量ポンプに、ポンプ人力がゼロ点近
傍においてポンプ吐出量をゼロとする不感帯を形成ずる
手段を配設ずることによって再現性を向上させることが
でき、ポンプ人力の位相補償を行う位相補償器を接続し
て閉ループの特性を改善させ、応答性を向上させること
ができる。

（実施例）以下、本発明の実施例について図面に基づき詳細に説明
する。

第１図は本発明の型開閉制御装置のブロック図である。

油圧回路の構或は第８図と同じであるため、その説明は
省略する。

該ピストン３２は型締シリンダ３１の作動により往復動
して型開閉、型締めを行う。

上記ピストン３２の両端面には油室３６，　３７が形成
され、油室３６，　３７には電磁切換弁３日（第８図）
を介して電磁比例流量制御弁４０が接続される。

電磁比例流量制御井４０はソレノイドａにより作動し、
電気信号により流量が比例制御され、型締シリンダ３１
内の油室３５又は油室３６から排出される油量を絞り、
型締シリンダ３１のピストン３２に制動作用を与える。

また、３９は、指令された信号によって斜板５３の傾転
角が変わりその吐出量が該信号に比例して変更される可
変容量ポンプである。

上記型締シリンダ３ｌのピストン３２には変位セン１５サ５１が接続されていて、該ピストン３２が移動すると
、該移動ストロークを変位センサ５１が検出し、該変位
センサ５ｌからの変位信号ＸＬが減算器５５に送られる
。

一方、射出戒形機本体の制御装置から第２図に示すよう
な速度指令信号Ｘ’ａｒａｆが積分器５６に与えられ、
積分された後で第３図に示すような位置指令信号Ｘ。、
，となる。そして、上記減算器５５において該位置指令
信号Ｘ．ｒ．ｆと実際の可動プラテンの位置すなわちピ
ストン３２の位置ｘＬとの偏差が求められ、この偏差が
増幅器５６．　５７に送られてゲインが掛けられる。そ
して、このゲインによって上記電磁比例流量制御弁４０
及び可変容量ポンプ３９が制御される。

ここで、電磁比例流量制御弁４０は第４図において実線
で示すように非線型特性を有している。すなわち、電磁
比例流量制御弁４０の入力に対して弁開度が比例しない
。また、温度変化、機械的誤差、経年変化、その他再現
性によって電磁比例流量制御弁４０が開き始めるゼロ点
も変化してしまう。偏１６差の残った状態、すなわちゼロ点がずれたままで電磁比
例流量制御井４０が全閑になると、型締シリンダ３１は
それ以上進まなくなり、目標に到達しなくなる。そこで
、上記増幅器５６と電磁比例流量制御弁４０間にバルブ
特性線型化手段５９が配設され、破線のように線型化さ
れる。また、該ハルブ特性線型化手段５９の先に加算器
６０が設けられていて、オフセットが加えられる。

該オフセット及び線形化手段に換えて弁開度センサを配
設し、マイナフィードバックをかけることもできる。

また、電磁比例流量制御弁４０は、加速中、及び高速移
動中においては不要のものであり、効率の点からは全開
としておくことが望ましい。したがって、速度指令信号
Ｘ’ａｒｅｆが低下する時（第２図のＡ点）以前の電磁
比例流量制御弁４０の弁開度を最高値としておき、それ
以降位置偏差に基づいた制御が行われる。

一方、可変容量ポンブ３９は、その特性が型締シリンダ
３１の位置制御に大きい影響を与えるため、１７斜板５３の傾転角（又は吐出流量）のマイナフィードバ
ックがとられる。このため、減算器６１が接続される。

この場合、多少の再現性の問題があるため、可変容量ボ
ンプ３９の人力が０の点で完全に吐出容量が０となるよ
うに、第５図に示すようにゼロ点近傍に最小限の不惑帯
が設けられる。

また、目標位置に到達するのを容易にするために低域補
償器６２が設けられる。該低域補償器６２は、制御系全
体の応答性を低下させるので、可動プラテンすなわち型
締シリンダ３１が目標位置に近づき、位置指令信号Ｍ　
ａｒａｆと実際の可動プラテンの位置すなわちピストン
３２の位置ＸＬとの偏差が小さくなった場合に作動する
ようになっている。そのために、スイッチ６３が設けら
れ、該スイッチ６３によって選択的に低域補償器６２が
接続される。６４は上記低域補償器６２を介した信号と
、介さない信号を加算する加算器である。

さらに、閉ループ系の特性を改善して応答性を向上させ
るために、位相補償器６５が接続される。

１８なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、それら
を本発明の範囲から排除するものではない。

（発明の効果）以上説明したように、本発明によれば、可動金型を配設
した可動プラテンにロッドが連結され、ピストンの両側
に型移動用の油室及び片側に型締め用の油室を形成した
型締シリンダと、上記両油室に選択的に油を供給する電
磁切換弁と、該電磁切換弁に接続され、いずれか一方の
油室に油を供給する可変容量ポンプと、上記電磁切換弁
に接続され、他方の油室から吐出される油が通過する電
磁比例流量制御弁を有しているため、可変容量ポンプの
吐出油量と電磁比例流量制御弁の開度を対応させて調整
することで、１個の電磁比例流量制御弁を設けるだけで
制動作用を行うことが可能となる。したがって、油路内
に複数の電磁比例流量制御弁を配設する必要がなく、電
磁比例流量制御弁によって生ずる出力損失を抑制するこ
とが可能１９となる。

また、可動プラテンの位置を検出して位置信号を発生す
る手段と、可動プラテンの位置を指令する位置指令信号
を発生する手段と、上記両信号の偏差を求める手段と、
該偏差を受け、偏差が小さい時のみゲインを大きくする
低域補償器と、可変容量ポンプの吐出流量をフィードバ
ックさせるマイナフィードバック回路と、速度指令信号
が低下する時までの電磁比例流量制御弁の弁開度を最大
とする手段を有している。

したがって、可動プラテンが目標に近づくまではゲイン
を小さく、目標近傍においてはゲインが大きくするため
、可動プラテンが目標位置に近づくのが容易になる。そ
して、マイナフィードバック回路によって応答性が向上
する。

さらに、上記電磁比例流量制御弁に、該電磁比例流量制
御弁の特性を線型化する手段及びオフセットを加える手
段を配設することによって電磁比例流量制御弁の入力に
対する弁開度が線型化し、ゼロ点変化を無くすことがで
きる。すなわち、温２０度変化、機械的誤差、経年変化、その他再現性によって
電磁比例流量制御弁が開き始めるゼロ点が変化すること
がなくなり、可動プラテンは容易に目標に到達すること
ができるようになる。

そして、上記可変容量ポンプに、ポンプ人力がゼロ点近
傍においてポンプ吐出量をゼロとする不感帯を形成する
手段を配設することによって再現性を向上させることが
でき、ポンプ入力の位相補償を行う位相補償器を接続し
て閉ループの特性を改善させ、応答性を向上させること
ができる。

（実施例）

【図面の簡単な説明】

第Ｉ図は本発明の型開閉制御装置のブロック図、第２図
は速度指令信号のタイムチャート、第３図は位置指令信
号のタイムチャート、第４図はバルプ特性図、第５図は
弁特性図、第６図は従来の射出威形機を示す図、第７図
は制御弁により制御する型開閉制御装置を示す図、第８
図は可変容量ポンプと電磁比例流量制御弁を制御する型
開閉制御装置を示す図である。２１３１・・・型締シリンダ、３２・・・・・・ピストン、
３５．３６・・・型移動用の油室、３７・・・型締め用
の油室、３Ｂ，４１．４５・・・電磁切換弁、３９・・
・可変容量ポンプ、４０・・・電磁比例流量制御弁、５
１・・・変位センサ、５２・・・制御装置、５９・・・
バルブ特性線型化手段、６２・・・低域補償器、６５・
・・位相補償器。。特　許　出　願　人　　住友重機械工業株式会社復代理
人　弁理士　　川　合　　誠（外１名）２２

Claims

【特許請求の範囲】

（１）（ａ）可動金型を配設した可動プラテンにロッド
が連結され、ピストンの両側に型移動用の油室及び片側
に型締め用の油室を形成した型締シリンダと、（ｂ）上記両油室に選択的に油を供給する電磁切換弁と
、（ｃ）該電磁切換弁に接続され、一方の油室に油を供給
する可変容量ポンプと、（ｄ）上記電磁切換弁に接続され、他方の油室から油が
供給される電磁比例流量制御弁と、（ｅ）可動プラテンの位置を検出して位置信号を発生す
る手段と、（ｆ）可動プラテンの位置を指令する位置指令信号を発
生する手段と、（ｇ）上記両信号の偏差を求める手段と、（ｈ）該偏差を受け、偏差が小さい時のみゲインを大き
くする低域補償器と、（ｉ）可変容量ポンプの吐出流量をフィードバックさせ
るマイナフィードバック回路と、（ｊ）速度指令信号が
低下する時までの電磁比例流量制御弁の弁開度を最大と
する手段を有することを特徴とする型開閉制御装置。
（２）上記電磁比例流量制御弁には、該電磁比例流量制
御弁の特性を線型化する手段及びオフセットを加える手
段を配設するとともに、上記可変容量ポンプには、ポン
プ入力がゼロ点近傍においてポンプ吐出量をゼロとする
不感帯を形成する手段を配設した請求項１記載の型開閉
制御装置。
（３）上記可変容量ポンプには、ポンプ入力の位相補償
を行う位相補償器を接続した請求項１又は２記載の型開
閉制御装置。