JPH035266B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ダイカストマシンや射出成形機等の
射出成形装置において、自動的に希望型締力の設
定を可能とする型締力調整装置に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

一般に、この種の射出成形装置においては、固
定プラテンに固定した固定金型と可動プラテンに
固定した可動金型とを突き合わせ、両者を大きな
力で締め付けて所定の型締力を与えた状態で、金
型キヤビテイ中に金属の溶湯を射出して成形を行
なつている。

このような射出成形装置においては、型締力は
数百トンないし数千トンと極めて大きな値とな
り、直径の大きな複数本のコラムが1.5〜２mm程
度伸びるほどである。このような装置において
は、金型の大きさや成形品の種類によつて、金型
を取付けて型締した際の固定プラテンと可動プラ
テンとの間の間隔、すなわち、ダイハイトを金型
の厚みに応じて調整するとともに、型締力を微妙
に調節する必要がある。

通常、ダイカストマシン等においては、リンク
ハウジングに取付けた４本のコラムナツトを１本
のチエーン等を介して回転させ、リンクハウジン
グと可動プラテン等の位置を移動し、ダイハイト
を調整するとともに、型締力の調整を行なつてい
る。一般に、この型締力の調整は、装置に装着さ
れた型締力検出器（以下、ロードメータと称す）
の検出する実際の型締力に基づいて行なわれてお
り、希望の型締力に対する過不足を作業者が判断
し、適宜コラムナツトを正転あるいは逆転するよ
うになし、型締力を希望値に設定している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような型締力の調整方法に
よると、型締力を希望値に設定するために、一々
作業者の労力を必要とし、非常に煩わしいもので
あつた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明はこのような点に鑑みてなされたもの
で、予想型締係数C′と希望型締力Ｆとから予想型
締力を算出し、この予想型締力でまず型締を行な
うようになし、実際の型締力F′と希望型締力Ｆと
からF′のＦに対する誤差λ′を求め、このλ′と許容
誤差λと比較し、λ′≧λと判定された前記C′，Ｆ
およびF′より実際の型締係数C′を求めるようにな
し、このC′を基に補正型締力を算出し、この補正
型締力と前記予想型締力とを合計した型締力で再
び型締を行なうようにしたものである。

〔作用〕

したがつて、この発明による装置によれば、希
望型締力Ｆの例えば95％をねらつて、一度型締を
行なつた後、発生する型締力F′に基づいて、実際
の型締力を希望型締力Ｆに合致する如く、自動的
に型締力を調整することができる。

〔実施例〕

以下、本発明に係る型締力調整装置を詳細に説
明する。第２図はこの型締力調整装置を装着する
射出成形装置の一例を示す正面図であり、第３図
は第２図の図示左方から見た側面図である。同図
において、１は固定プラテン、２は可動プラテ
ン、３はリンクハウジンジを示し、固定プラテン
１には固定金型１ａ、可動プラテン２には可動金
型２ａが夫々クランプ装置１８，１８を用いて取
り付けられている。４は互いに平行に配設された
複数本（通常４本）のコラムで、コラム４の両端
は固定プラテン１およびリンクハウジング３の外
側においてコラムナツト５によつて固定されてい
る。６は型締シリンダで、７はトツグル機構、８
はマシンベースを示し、リンクハウジング３側の
コラムナツト５を回すことによつてこのリンクハ
ウジング３をコラム４に沿つて摺動移動させるこ
とができるようになつている。リンクハウジング
３に回転自在に取り付けたコラムナツト５の周面
には、チエーンホイル５ａが形成されており、こ
れらチエーンホイル５ａと、ダイハイトモータ９
の出力軸に固定されたチエーンホイル９ａとの間
には、エンドレスのチエーン１０が巻掛けられて
おり、ダイハイトモータ９を正転あるいは逆転さ
せることによりコラムナツト５を回転させ、リン
クハウジング３を第２図において右方向に前進あ
るいは左方向に後退させることができるようにな
つている。すなわち、コラム４の自然長ｌを適宜
調節し得る様になつている。

型締シリンダ６はリンクハウジング３に固定さ
れており、この型締シリンダ６に内装されるピス
トンロツド６ａを介してトツグル機構７を伸縮さ
せて、コラム４に嵌合された可動プラテン２を固
定プラテン１に対して接近させたり後退させたり
することができるようになつている。図示状態は
トツグル機構７を一杯に張つて、即ち型締シリン
ダ６のピストンロツド６ａを一杯に伸ばして、可
動金型２ａと固定金型１ａとを密着させた状態を
示している。通常、このような状態において、可
動金型２ａと固定金型１ａとは所定圧力（型締
力）で圧接（型締）された状態にあるが、ここで
は以降の説明を容易とするために、可動金型２ａ
と固定金型１ａとはこのような状態において、ソ
フトタツチ状態（型締力零）にあるものとして説
明を進める。すなわち、可動金型２ａと固定金型
１ａとを合わせた金型厚T₁と、金型２ａおよび
１ａを装着していない状態においてトツグル機構
７を一杯に張つた時の可動プラテン２と固定プラ
テン１との間隔（ダイハイト）L_Mとが略等しく
設定されており、したがつて可動金型２ａと固定
金型１ａとに型締力が作用していない状態、即ち
ソフトタツチ状態となつているものとする。

一方、マシンベース８には前記ダイハイトL_M
を検出するためのダイハイト検出器１１が取り付
けられており、このダイハイト検出器１１は、リ
ンクハウジング３に固定されたダイハイト検出バ
ー１１ａを介してダイハイトL_Mを１ミクロンの
精度で検出することができるようになつている。
すなわち、この射出成形装置において、金型２ａ
および１ａを装着せず、トツグル機構７を一杯に
張つた状態で、リンクハウジング３を移動させ、
可動プラテン２を固定プラテン１側に最大限近接
させた後の可動プラテン２と固定プラテン１との
間隔（最小ダイハイト）Lsは機械仕様によつて
決定される固定値であり、この時の（トツグル機
構７を一杯に張つた状態）リンクハウジング３と
可動プラテン２との間隔l₁も機械仕様によつて決
定される固定値である。金型２ａおよび１ａを装
着した時のダイハイトL_MはLs（最小ダイハイト）
＋ΔLで表わされ、したがつて、リンクハウジン
グ３と固定プラテン１との間隔ｌは、ｌ＝l₁＋Ls
＋ΔLとなる。l₁＋Lsは前述の如く機械仕様によ
つて決定される固定値であり、このl₁＋Lsを零基
準位置としてΔLを検出すれば、即ちリンクハウ
ジング３の移動量ΔLを検出すれば、ダイハイト
L_Mを算出することができる。つまり、ダイハイ
ト検出器１１はダイハイト検出バー１１ａを介し
てこのΔLを検出することができるようになつて
おり、このΔLに応じたパルス信号を発生するパ
ルス発生器で構成されている。

また、リンクハウジング３にはトツグル機構７
による可動プラテン２のストローク位置（l₁を最
大ストローク位置とする）を検出する型開閉スト
ローク位置検出器１２が取り付けられており、可
動プラテン２に固定されたストローク検出バー１
２ａを介して可動プラテン２のストローク位置
l′を検出し、このストロク位置に応じたパルス信
号を発生するパルス発生器で構成されている。そ
して、コラム４に、このコラム４の伸び量に基づ
いて実際の型締力に応じた信号を送出する型締力
検出器（ロードメータ）１９が装着されている。

しかして、このように構成された射出成形装置
１３に第４図に示す様な型締力調整装置１４が接
続されている。この型締力調整装置１４は、マイ
クロコンピユータを内装してなるコントロールユ
ニツト１５を有しており、このコントロールユニ
ツトの入力端子１５ａにダイハイト検出器１１の
送出するΔLに応じた信号が、入力端子１５ｂに
型開閉ストローク位置検出器１２の送出するl′に
応じた信号が入力されるようになつている。ま
た、入力端子１５ｃに、ロードメータ１９の送出
する実際の型締力F′に応じた信号が入力されるよ
うになつており、入力端子１５ｄに、型締力設定
器１６に設定される希望型締力Ｆが入力されるよ
うになつている。この希望型締力Ｆは、金型の種
類や成形条件等を考慮した最適の型締力であり、
この型締力調整装置１４を作動させる前に予め外
部より設定可能となつている。また、入力端子１
５ｅには、後述する予想型締係数C₁に応じた信
号が型締係数設定器１７を介して入力されるよう
になつている。これらの入力情報に基づいて、コ
ントロールユニツト１５に内装されるマイクロコ
ンピユータが演算処理を行ない、出力端子１５ｆ
〜１５ｊより適宜出力信号を送出するようになつ
ている。すなわち、出力端子１５ｆの送出する信
号によつて、ダイハイトモータ９を正転させ、第
２図においてリンクハウジング３を固定プラテン
１側に前進させるようになし、出力端子１５ｇの
送出する信号によりダイハイトモータ９を逆転さ
せ、リンクハウジング３を後退させるようになつ
ており、出力端子１５ｈの送出する信号でダイハ
イトモータ９を停止し、リンクハウジング３の移
動を止めるようになつている。また、出力端子１
５ｉの送出する信号によつて、型締シリンダ６が
トツグル機構７を張つて可動プラテン２を固定プ
ラテン１側に前進させ、出力端子１５ｊの送出す
る信号によつてトツグル機構７を縮めて可動プラ
テン２を後退させるようになつている。

次に、前述の予想型締係数C₁について説明す
る。すなわち、第２図における射出成形装置１３
において（型締力零のソフトタツチ状態）、コラ
ムナツト５を回転し、リンクハウジング３を前進
させると、可動プラテン２が金型１ａおよび２ａ
を押圧し、この押圧力によつてコラム４が伸び、
このコラム４が復元しようとする力が型締力とな
る。そして、この型締力F′がロードメータ１９を
用いて検出される。ところで、この型締力F′を希
望型締力Ｆに合致させるためには、リンクハウジ
ング３をさらにΔδ₀だけ移動させる必要がある
が、このΔδ₀は、 Δδ₀＝Ｃ・（Ｆ−F′） …(1) と表わされる。すなわち、この式におけるＣが真
の型締係数であり、コラム４、リンクハウジング
３、可動プラテン２、固定プラテン１等の剛性に
より決まる比例定数である。このようにして求め
られるΔδ₀が正の場合、リンクハウジング３を
Δδ₀だけ前進させ、負の場合Δδ₀だけ後退させる
ようにすれば、型締力F′を希望型締力Ｆに合致さ
せることができる。

しかし、この真の型締係数Ｃを予め決定するこ
とは極めて困難である。すなわち、コラム４の伸
び代Δl₁は、コラム４の張力のかかる長さをl₂と
すると（第２図）、 Δl₁＝F′・l₂／Ａ・Ｅ …(2) 但し、Ａ：コラムの断面積、Ｅ：ヤング率で求
めることができる。この式において、F′はその時
の型締力であり、コラム４の剛性のみでF′を希望
型締力Ｆに合致させるためには、Δδ₁だけリンク
ハウジング３を移動させればよい。ここで、Δδ₁
は次式で表わされる。

Δδ₁＝Ｆ・l₂／Ａ・Ｅ−F′・l₂／Ａ・Ｅ ＝l₂／Ａ・Ｅ・（Ｆ−F′） ……(3) コラム４の長さl₂は、第２図により明らかな様
に l₂＝l_a＋l₁＋L_M＋l_b …(4) で表わされる。この式において、l_a，l₁，l_bは機
械仕様によつて決定される固定値であり、L_Mは
金型の厚みT₁に略等しい値である。したがつて、
金型厚T₁のみを与えれば、コラム４の剛性によ
る移動量Δδ₁は割と簡単に求まる。

ところが、実際のΔδ₀は上記Δδ₀₁と金型および
プラテン類等の剛性による歪Δδ₂とを含んだもの
であり、この金型およびプラテン類等の歪Δδ₂が
そう簡単には求められない。例えば、プラテンの
場合、金型の寸法、Ｗ，Ｈと金型の剛性の影響を
大きく受ける（第５図）。プラテンに対する荷重
条件も第６図ａ〜ｃにあるように、金型の剛性で
等分布荷重に近いか、部分的な荷重か、又は上下
２点の集中荷重に近いか等によつて変わつてく
る。すなわち、プラテンの歪は金型によつて大き
く変動し、この歪を予め求めることは困難であ
る。

つまり、真の型締係数Ｃを多種類の金型に応じ
て予め決定することは極めて困難であり、この様
なことから取り敢えず真の型締係数Ｃの95％をね
らつて予想型締係数C₁を定め、第４図に示す型
締係数設定器１７に設定する。この型締係数C₁
は前記(1)式に基づいて容易に決定することができ
る。

一方、このような構成された型締力調整装置１
４のコントロールユニツト１５に内装されたマイ
クロコンピユータには、装着される金型に応じた
希望型締力の調整を自動的に可能とする型締力調
整プログラムがストアされている。第７図はこの
型締力調整プログラムの一実施例を示すフローチ
ヤートであり、この型締力調整プログラムは、型
締力設定器１６に希望型締力Ｆを、型締係数設定
器１７に前述の予想型締係数C₁を設定した後、
第８図に示す様な、トツグル機構７を第２図に示
した様な状態からβだけ縮退させた状態でスター
トされるようになつている。すなわち、可動金型
２ａと固定金型１ａとの間に間隙βを設けた状態
で、第４図に示すコントロールユニツト１５のセ
ツト端子１５ｋにスタート信号を入力することに
より、この型締力調整プログラムがスタートする
ようになつている。尚、本実施例においてはβを
５mmとしている。

以下、この型締力調整プログラムの動作を第４
図および第８図を参照しながら説明する。すなわ
ち、この型締力調整プログラムがスタートすると
（ステツプ１００）、ステツプ１０１によつてリン
クハウジング３が前進し始める。そして、ステツ
プ１０２にて予想型締係数C₁と希望型締力Ｆと
からコラムの予想伸び量Δlが算出され（Δl＝C₁
×Ｆ）、リンクハウジング３の前進量Δl′と比較さ
れる。そして、Δl′がΔlに等しくなると、リンク
ハウジング３の前進を停止する（ステツプ１０
３）。すなわち、可動金型２ａはΔlだけ前進し
て、第８図に示す点線の位置で停止する。そし
て、このような状態から、トツグル機構７を一杯
に張つて型締を行なう（ステツプ１０４）。そし
て、この時の型締力F′と希望型締力Ｆとから、｜
Ｆ−F′｜／Ｆを算出し、許容誤差率λ（本実施例
においては0.05）と比較する（ステツプ１０５）。
すなわち、実際の型締力F′の希望型締力Ｆに対す
る誤差λ′＝｜Ｆ−F′｜／Ｆを算出し、この誤差
λ′が0.05（５％）以下であれば、F′がＦに合致し
たものとして、トツグル機構７を一杯に縮退し、
（ステツプ１０７〜１０９）、主プログラムにリタ
ーンする（ステツプ１１０）。尚、ステツプ１０
５を実行した後、この時のΔl′をステツプ１０６
にて記憶しておく。

一方、ステツプ１０５にて、｜Ｆ−F′｜／Ｆ≧λ という判定が下されると、ステツプ１１１におい
て実際の型締係数C′が算出され、記憶された後、
トツグル機構７が縮退する（ステツプ１１２）。
このステツプ１１１におけるC′の演算式は以下の
如く表わされる。

C′＝C₁／2F−F′×Ｆ …(5) すなわち、リンクハウジング３の修正すべき移
動量Δδは、 Δδ＝Δl′−Δl＝（C′−C₁）・Ｆ ＝C′・（Ｆ−F′） …(6) で表わされ、故にC′はC₁／2F−F′×Ｆにより求ま る。しかして、ステツプ１１２にてトツグル機構
７が縮退し、可動プラテン２のストローク位置
l₁′がl₁′≦l₁−βとなると、（ステツプ１１３）、ト
ツグル機構７の縮退動作が停止し、（ステツプ１
１４）、この時のダイハイト検出値L′をL₁に記憶
すると共に（ステツプ１１５）、ステツプ１１６
にてΔδを算出し、（Δδ＝C′・（Ｆ−F′））、ステ
ツ
プ１１７にてこのΔδの正負の判定を行なう。そ
して、このステツプ１１７においてΔδが正（Δδ
＞０）と判定されると、リンクハウジング３を前
進し（ステツプ１１８）、前記L₁と検出されつつ
あるL′とから実際のΔδ′を求め（ステツプ１２
０）、Δδ′＝Δδとなつた時点でステツプ１０３に
戻り、リンクハウジング３を停止させ、以下ステ
ツプ１０４以降を再び実行する。一方、ステツプ
１１７にてΔδ≦０と判定された場合は、リンク
ハウジング３を後退し（ステツプ１１９）、同様
にしてステツプ１２０にてΔδ′＝Δδとなつた時点
でステツプ１０３に戻り、リンクハウジング３を
停止し、ステツプ１０４以降を再び実行する。す
なわち、ステツプ１０４において、リンクハウジ
ング３をΔlよりもさらにΔδだけ移動させた状態
で型締が再び行なわれる。この動作は、ステツプ
１０５においてλ′＜λとなるまで自動的に繰り返
される。

このようにして、希望型締力Ｆに対して５％の
誤差で型締力の調整が自動的に行なわれる。尚、
許容誤差λは必ずしも５％とせずともよく、さら
に小さく設定してもよいことは言うまでもなく、
ステツプ１０６およびステツプ１１１において記
憶されるΔl′およびC′は、次回、同一金型の型締
力調整の際、ΔlおよびC₁として使用することが
できる。すなわち、装着金型に対応してΔl′およ
びC′を記憶させておけばよく、このようにするこ
とによつてこのプログラムにおける処理時間を短
縮させることができる。

ところで、第１図はこのような型締力調整プロ
グラムのストアされたマイクロコンピユータの主
要動作部の概略機能ブロツク図である。同図にお
いて、２０は、型締係数設定器１７の送出する予
想型締係数C₁に応じた信号と、型締力設定器１
６の送出する希望型締力Ｆに応じた信号とを入力
とし、コラムの予想伸び量Δlを算出し、このΔl
に応じた信号をダイハイトモータ９に送出し、第
８図においてリンクハウジング３を前進させる
Δl演算回路ある。また、２１は、ロードメータ
１９の送出する実際の型締力F′に応じた信号と、
型締力設定器１６の送出する型締力Ｆに応じた信
号とを入力とし、F′のＦに対する誤差λ′を求め、
このλ′と許容誤差λとを比較する誤差比較回路で
ある。この誤差比較回路２１は、λ′＜λの時、出
力端子２１ａよりダイハイトモータ９にダイハイ
トモータ停止信号を送出するようになし、λ′≧λ
の時出力端子２１ｂよりC′演算回路２２にセツト
信号を送出するようになつている。また、C′演算
回路２２はこのセツト信号により作動し、前記(5)
式を演算し、Δδ演算回路２３にC′に応じた信号
を送出するようになし、Δδ演算回路２３は、こ
のC′に応じた信号とＦおよびF′に応じた信号とか
らΔδを算出（Δδ＝C′・（Ｆ−F′））するようにな
つている。そして、このΔδ演算回路２３におい
て、Δδ＞０であれば出力端子２３ａより、リン
クハウジングをΔδに応じた量だけ前進させる信
号をダイハイトモータ９に出力するようになし、
Δδ≦０であれば出力端子２３ｂより、リンクハ
ウジングをΔδに応じた量だけ後退させる信号を
ダイハイトモータ９に出力するようになつてい
る。このような機能ブロツク図において、Δl演
算回路２０が予想型締力で型締を行なう第１の型
締手段を、誤差比較回路２１が誤差比較手段を、
C′演算回路２２およびΔδ演算回路２３が補正型
締力と予想型締力とを合計した型締力で型締を行
なう第２の型締手段を構成している。

尚、第７図に示したフローチヤートにおけるス
テツプ１０９以降に、第９図にそのフローチヤー
トを示す様な型締力チエツクプログラムを付加さ
せてもよい。すなわち、ステツプ１２１にて、ト
ツグル機構を張つて型締を行ない、この型締動作
を５回繰り返す（ステツプ１２５）と共に、その
都度の型締力F₁′〜F₅′を記憶する（ステツプ１２
２，１２３）。そして、この型締力F₁′〜F₅′の中
より最大値および最小値を削除して（ステツプ１
２６）、残つた型締力の平均値を算出する（ステ
ツプ１２７）。そして、ステツプ１２８において、
平均型締力Fn′と希望型締力Ｆとの誤差λn′＝｜Ｆ
−Fn′｜／Ｆを求め、許容誤差ε（本実施例にお
いては、0.05）と比較し、λn′＜εであれば、型
締力が許容誤差内にあるものとして、ステツプ１
２１以降が再び繰り返される。もし、このステツ
プ１２８においてλn′≧εと判定されると、第７
図におけるステツプ１１１以降が実行され、適切
な型締力に修正された後、再びステツプ１２１以
下の動作が実行される。すなわち、このようなプ
ログラムを備えた射出成形装置は、自動的に型締
力の最適調整を行なうと共に、成形加工時、５シ
ヨツトに１回の割合で型締力を自動的にチエツク
し、その型締力の誤差が許容値を越えた場合にあ
つては、適宜型締力を修正して適切な値とし、成
形加工動作を支障なく継続する。

また、第１０図に示す様にステツプ１１１にお
けるC′演算の前に、型締力最大許容値Fmaxと型
締力検出値L′とを比較するステツプ１２９を設
け、このステツプ１２９においてF′≧Fmaxと判
定された時は型を開き、C′＝C₁×0.5として（ス
テツプ１３４）、Δδを演算し、リンクハウジング
を後退させて型締力を設定し直す様にしてもよ
い。すなわち、この様にすることによつて、過大
な型締力による装置の破損等の事故を防止するこ
とができる。尚、ステツプ１３４における係数は
0.5に限るものではなく、型締力を小さく設定し
直すことができれば他の値であつてもよい。ま
た、本実施例においては、予想型締係数C₁を真
の型締係数Ｃに95％をねらつて定めるようにした
が、95％に限ることはなく、100％に近いほどよ
いことは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明による型締力調整装
置によると、予想型締係数C′と希望型締力Ｆとか
ら予想型締力を算出し、この予想型締力でまず型
締を行なうようになし、実際の型締力F′と希望型
締力ＦとからF′のＦに対する誤差λ′を求め、この
λ′と許容誤差λとを比較し、λ≧λと判定された
とき、前記C₁，ＦおよびF′より実際の型締係数
C′を求めるようになし、このC′を基に補正型締力
を算出し、この補正型締力と前記予想型締力とを
合計した型締力で再び型締を行なうようにしたの
で、実際の型締力を希望型締力に合致する如く自
動調整が可能となり、速やかに且つ正確に型締力
を調整することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る型締力調整装置の一実施
例を示す概略機能ブロツク図、第２図はこの型締
力調整装置を装着する射出成形装置の一例を示す
正面図、第３図はこの射出成形装置の第２図にお
ける左側面図、第４図はこの射出成形装置に装着
する型締力調整装置の概略構成図、第５図はプラ
テンに装着された金型の状態を示す外観斜視図、
第６図ａ，ｂ，ｃはこのプラテンに作用する荷重
の例を示す側面図、第７図はこの型締力調整装置
のマイクロコンピユータにストアされた型締力調
整プログラムを示すフローチヤート、第８図はこ
の型締力調整プログラムをスタートする前の射出
成形装置の状態を示す概略側面図、第９図はこの
型締力調整プログラムに付加して型締力の自動チ
エツクを行なう型締力チエツクプログラムを示す
フローチヤート、第１０図はこの型締力調整プロ
グラムの他の実施例を示すフローチヤートであ
る。 １４……型締力調整装置、１５……コントロー
ルユニツト、１６……型締力設定器、１７……型
締係数設定器、１９……ロードメータ、２０……
Δl演算回路、２１……誤差比較回路、２２……
C′演算回路、２３……Δδ演算回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 予想型締係数C′と希望型締力Ｆとから予想型
   締力を算出しこの予想型締力で型締を行なう第１
   の型締手段と、実際の型締力F′と前記希望型締力
   ＦとからF′のＦに対する誤差λ′を求め許容誤差λ
   と比較する比較手段と、この比較手段において
   λ′≧λと判定されたとき前記C′，ＦおよびF′より
   実際の型締係数C′を求めこのC′を基に補正型締力
   を算出しこの補正型締力と前記予想型締力とを合
   計した型締力で再び型締を行なう第２の型締手段
   とを備えた事を特徴とする型締力調整装置。