JPH05196415A

JPH05196415A - 平行移動装置に用いられる変位測定方法及び変位測定装置

Info

Publication number: JPH05196415A
Application number: JP3002892A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Iwahashi; 哲雄岩橋
Original assignee: Sodick Co Ltd
Current assignee: Sodick Co Ltd
Priority date: 1992-01-21
Filing date: 1992-01-21
Publication date: 1993-08-06

Abstract

(57)【要約】【目的】可動盤を移動した状態で、連続的に平行度等の
変位を高精度にて測定する。【構成】可動盤５を移動した状態で、固定盤６に装着さ
れたレーザビームガン１７から移動方向に平行にレーザ
光を照射する。該照射光Ｂはハーフミラー１９を透過し
て可動盤５に装着された反射鏡１８に反射される。該反
射光Ｃはハーフミラー１９に反射されて、ＣＣＤ２０に
て検出される。ＣＣＤ２０上の光点に対応して表示装置
２６上の座標軸に、可動盤５の移動位置に対応した可動
盤の変位角が線図として表示される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、平行移動装置、例えば
射出成形機及びプレス機等における金型の移動装置、及
び放電加工における可動部材の移動装置に用いられ、平
行移動部材の変位を測定する方法及び装置に係り、詳し
くは平行移動部材の移動状態において連続的に測定する
変位測定方法、並びにそれに用いられる測定装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、例えば射出成形機における型締
装置は、図６に示すように、型締シリンダ１内に摺動自
在に嵌挿されている型締ラム２を有しており、該ラム２
の先端には金型３を取付け得る可動盤５が連結されてい
る。金型３は射出側に設けられた固定盤６に取付けられ
た金型７と対向しており、両金型３，７が当接した所定
型締め状態において、両金型にて形成される空間（キャ
ピティ）に、固定盤６のノズル挿入口８から射出ノズル
（図示せず）所定溶融状態にあるプラスチックが射出さ
れる。また、型締ラム２の後端は環状に膨出してピスト
ン部２ａを形成しており、該ピストン部底面とシリンダ
１とにより比較的大容量の型締油室９が形成され、また
ピストン部前面とシリンダ１との間にて比較的小容量の
型開油室１０が形成されている。更に、型締ラム２の中
央部分には所定深さの孔が形成されており、該孔にはシ
リンダ１から突出形成されているブースタラム１１が嵌
挿されて、型閉油室１２を形成している。また、型締油
室９に連通してプレフィルバルブ１４が設置されてい
る。そして、型締シリンダ１と固定盤６との間には複数
本の案内ロッド１３…が設けられており、該ロッド１３
に案内されて可動盤５が固定盤６との平行を保持されて
往復自在に支持されている。

【０００３】以上構成に基づき、型閉油室１２に圧油を
供給すると共に型開油室１０をドレーンし、かつプレフ
ィルバルブ１４を開くと、型締ラム２は型締油室９にオ
イルを吸込みながら、高速で型閉じ方向に移動し、可動
盤５は案内ロッド１３に案内されて固定盤６に近接す
る。そして、可動盤５に取付けられた金型３が固定盤６
に取付けられた金型７に接近・当接すると、型締油室９
に圧油が供給され、強力な力で金型３が締めつけられる
と共に、ノズル挿入口８から射出ノズルによって溶融プ
ラスチックが射出され、金型３，７にて形成されるキャ
ピティ内に注入・供給されて所定形状に成形される。つ
いで、型開油室１０に圧油が供給されると共に型閉油室
１２がドレーンし、かつプレフィルバルブ１４が開かれ
て、型締ラム２は高速で型開き方向に移動し、可動盤５
は案内ロッド１３に案内されて固定盤６から離れる。

【０００４】これにより、可動盤５は案内ロッド１３に
案内されて、固定盤６との平行を保持した状態で型開閉
及び型締め作業を行うが、可動盤５及び固定盤６の平行
度は、加工精度の高い金型に対して重大な影響を及ぼ
す。即ち、型開閉及び型締め作業の型締めにおいて、大
きな圧力を金型に加えるため、金型が破損するとその成
形能力は皆無となるばかりか、成形品にはかなりの精度
を要求される製品が多く、平行精度が劣化すると成形不
良品となることがある。

【０００５】このため、定期的又は所定稼動時間毎に可
動盤５と固定盤６との平行度を測定して調整する必要が
あるが、従来、該測定は、型開き時及び型閉じ時におけ
る可動及び固定の両盤５，６の上下・左右位置における
距離を、治具及びダイヤルゲージ等にて測定して行う
か、又は水準器を用いて行っていた。そして、該測定結
果に基づき、案内ロッド１３の端に螺合しているナット
１３ａ，１３ａを調節して、可動盤５と固定盤６との平
行度を調整している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した距離
又は水準器による平行度の測定は、熟練を要すると共に
精度の高い測定を行うのは困難であり、特に横型射出成
形機のように可動盤が横方向に移動するものは、測定時
に重力の影響を受けて測定を困難にしている。

【０００７】また、可動盤５を停止した所定位置での平
行度の測定しか行うことができず、使用状態に即応し
て、可動盤５の移動状態における連続的な測定を行うこ
とが望まれている。

【０００８】更に、レーザ光を用いた距離の測定装置
を、平行移動装置の平行度測定に利用することも考えら
れる。しかし、このものにあっては、精度の高い距離の
測定を行うことが可能であるとしても、可動盤を所定位
置に固定した状態での静的な測定であって、上述した可
動盤を移動した状態で連続的に測定することができず、
また装置が大掛かりとなって、高価であると共に操作が
極めて複雑になっている。

【０００９】そこで、本発明は、可動部材（盤）を移動
した状態で、連続的に平行度等の変位を高精度にて測定
できる、変位測定方法及び測定装置を提供することを目
的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る測定方法
は、固定部材（６）に対して平行移動し得る可動部材
（５）を有する平行移動装置に用いられる変位測定方法
であって、前記固定部材及び可動部材のいずれか一方
（６）に装着された光源（１７）からの光を前記可動部
材（５）の移動方向に平行に照射し、該照射光（Ｂ）
を、ハーフミラー（１９）を透過して前記固定部材及び
可動部材のいずれか他方（５）に設けられた反射鏡（１
８）にて反射し、該反射光（Ｃ）を、前記ハーフミラー
（１９）に反射して検出手段（２０）にて検出すること
により、前記可動部材（５）を移動しながら、該可動部
材の前記固定部材に対する変位を連続的に測定するこ
と、を特徴とする。

【００１１】また、本発明に係る測定装置は、固定部材
（６）に対して平行移動し得る可動部材（５）を有する
平行移動装置に用いられる変位測定装置（１６）であっ
て、前記固定部材及び可動部材のいずれか一方（６）に
装着される光源（１７）と、前記固定部材及び可動部材
のいずれか他方（５）に装着される反射鏡（１８）と、
前記光源（１７）から反射鏡（１８）への照射線上に配
置され、前記光源からの光を透過しかつ前記反射鏡から
の反射光を反射するハーフミラー（１９）と、該ハーフ
ミラーからの反射光を検出する検出手段（２０）と、を
備えてなることを特徴とする。

【００１２】更に、好ましくは、例えば図４に示すよう
に、互に直角方向に延びる第１の部位（３０ａ）及び第
２の部位（３０ｂ）を有するケース体（３０）を備え、
前記第１の部位（３０ａ）の先端に、前記固定部材又は
可動部材に密着して装着し得る装着面（ａ）を形成する
と共に、該装着面に対して直交する方向に光を照射する
ように前記光源（１７）を配置し、また前記第２の部位
（３０ｂ）の先端に、前記光源（１７）からの照射光
（Ｂ）に平行に検出手段（２０）を配置し、そして前記
ケース体（３０）の直交部分に、前記光源からの照射光
（Ｂ）に対して４５度に前記ハーフミラー（１９）を配
置する。

【００１３】なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照
するためのものであるが、何等本発明の構成を限定する
ものではない。

【００１４】

【実施例】以下、図面に沿って本発明の実施例について
説明する。

【００１５】射出成形機における型締装置等の平行移動
装置は、図１に示すように、可動盤（プラテン）５及び
固定盤（プラテン）６を有しており、可動盤５は固定盤
６と型締シリンダとの間に設けられた案内ロッド１３，
１３に往復動自在に案内されている。そして、可動盤５
の移動路に臨んでリニアスケール１５が配設されてお
り、該スケールにて可動盤５の移動位置を検出し得る。
なお、可動盤５の移動位置検出は、リニアスケールに限
らず、ポテンショメータやロータリエンコーダ等の他の
位置検出装置でもよいことは勿論である。

【００１６】また、変位測定装置１６は、レーザビーム
ガン１７、反射鏡１８、ハーフミラー１９及び電荷結合
素子（ＣＣＤ）２０を有している。レーザビームガン１
７はホルダ２１に保持・固定されており、該ホルダ２１
にはビーム照射方向を補正する複数の調整ネジ２２…が
設けられており、レーザビームガン１７は該調整ネジ２
２を介して固定盤６の可動盤側側面６ａに取付けられ
る。一方、可動盤５の固定盤側側面５ａには平面鏡から
なる反射鏡１８がマグネット等により取付けられ、また
前記レーザビームガン１７から該反射鏡１８への照射線
Ｂ上例えばレーザビームガン１７の直前に、該照射線Ｂ
に対して４５度の角度にてハーフミラー１９が配置され
る。更に、受光面平面が前記ガン１７からの照射光軸Ｂ
に平行になるように、多数の受光素子をマトリックス配
置した電荷結合素子２０が設置されている。そして、ガ
ン１７からのレーザ光Ｂは、該ハーフミラー１９を透過
して反射鏡１８に至り、かつ該反射鏡１８にて反射され
た反射光Ｃはハーフミラー１９にて反射され、電荷結合
素子２０のマトリックス上に照射される。更に、電荷結
合素子２０は、インターフェイス２４に結線されてお
り、かつ該インターフェイス２４から中央演算装置（Ｃ
ＰＵ）２５に接続され、更に該中央演算装置２５はＣＲ
Ｔ等の表示装置２６及びマイクロフロッピーディスク
（ＭＦＤ）等の記録装置２７に出力すると共に、入力装
置２９及びリニアケース１５からの信号が入力してい
る。

【００１７】ついで、上述した変位測定装置１６を用い
た測定方法について説明する。

【００１８】固定盤６の金型装着面である対向側面６ａ
の任意の位置、例えば中央部分に、ホルダ２１に保持さ
れているレーザビームガン１７を取付ける。この際、調
整ネジ２２…によりレーザビームガン１７からのレーザ
光Ｂが固定盤側面６ａに直交するように調整する。一
方、可動盤５の対向側面５ａにおける前記レーザ光Ｂが
照射される部分に、反射鏡１８を取付ける。更に、該レ
ーザ光Ｂの光路を遮ぎるように、ハーフミラー１９を光
軸に対して４５度に配置し、かつ該ハーフミラーからの
反射光Ｄを受光するようにＣＣＤ２０を配置する。な
お、反射鏡１８は、可動盤５の対向側面５ａ（の一部）
を鏡面仕上して、反射鏡の代りとすることも可能であ
る。

【００１９】そして、可動盤５を型開き方向に最大に移
動した状態で、前記レーザビームガン１７を発光すると
共に、可動盤５を型閉じ方向に移動する。すると、レー
ザビームガン１７からのレーザ光Ｂはハーフミラー１９
を透過して可動盤５上の反射鏡１８にて反射され、該反
射光Ｃはハーフミラー１９にて反射されて、ＣＣＤ２０
のマトリックスにおける所定受光素子上に照射される。
これにより、該受光素子は電気信号に変換し、インター
フェイス２４及びＣＰＵ２５を介して表示装置２６に構
成されたドッドマトリックス上の対応する座標位置に光
点として表示する。一方、可動盤５の移動は、リニアス
ケール１５により逐次検知され、該検知された位置信号
がＣＰＵ２５を介して表示装置２６に出力され、該表示
装置２６のドッドマトリックス上に、可動盤５の移動位
置に同期して前記光点を移動すると共にその軌跡を表示
する。

【００２０】これにより、ＣＣＤ２０のマトリックス上
の受光素子にて検出された可動盤５のＸ方向及びＹ方向
の平行変位角（後に説明するθｘ，θｙ）が、図２に示
すように、表示装置２６の予め設定されたドッドマトリ
ックス上のＸ−Ｙ座標位置に光点として表示され、それ
が可動盤５の移動に同期して移動し、該光点の移動跡が
光線図Ａとして表示される。図２の(a) は、可動盤５が
最開き位置（又は最閉じ位置）を中央点として、最閉じ
位置（又は最開き位置）を経由して元の位置に戻るまで
の往復移動時の線図を示し、また図２の(b) は、可動盤
５が最開き位置（又は最閉じ位置）から最閉じ位置（又
は最開き位置）までの一方向移動時の線図を示す。

【００２１】更に、該線図Ａは、ＣＰＵ２５にて演算・
処理され、可動盤５の固定盤６に対する平行度、変形及
び振動等の変位が、可動盤５の移動に応じて連続的に算
出され、また所定位置での上記平行度（変位角）等の変
位が算出される。また、これら算出値は、記録装置２７
に記録して、射出成形機の射出成形作業時等にデータと
して利用することができる。

【００２２】ついで、図３に沿って、平行変位角の演算
について説明する。図中、Ｌ，Ｌ₁，Ｌ₂ は、ハーフミ
ラー１９の光軸交点Ｏから可動盤５上の反射鏡１８まで
の距離、Ｌ₀ はレーザ光源１７から前記ハーフミラー光
軸交点Ｏまでの距離で、該距離Ｌ₀ は光軸交点ＯからＣ
ＣＤ２０の受光面までの距離と等しく設定してある。そ
して、θ₁ ，θ₂ は反射鏡即ち可動盤５の光軸Ｂに対す
る変位角、Ｒ₁ ，Ｒ₂は該変位角に基づくＣＣＤ２０上
のレーザ光検出値である。従って、可動盤５の移動位置
Ｌ₁ ，Ｌ₂ …において、その変位角θ₁ ，θ₂ …が連続
的にＣＣＤ２０上に基準位置Ｐ点からのズレ値Ｒ₁ ，Ｒ
₂ …として検出される。

【００２３】該レーザ光検出値Ｒ₁ ，Ｒ₂ は、ＣＣＤ２
０におけるＸ−Ｙ座標軸上に点として表われるが、その
Ｘ軸方向の成分は、図３(b) に示すように、ハーフミラ
ー１９の光軸交点Ｏからの光源１７及び受光面２０まで
の距離が等しい関係上、Ｒｘ＝（Ｌ＋Ｌ₀ ）tan θｘとなり、従って、

【００２４】

【数１】となる。同様に、Ｙ軸方向の変位角成分は、

【００２５】

【数２】となる。

【００２６】上記(1) 及び(2) 式の演算値は、表示装置
２６上に、例えば図２に示すように、Ｘ軸及びＹ軸にそ
れぞれθｘ，θｙを表示するか、又はＸ軸上に可動盤５
の移動位置Ｌ，Ｌ₁ ，Ｌ₂ …、Ｙ軸上にθｘ又はθｙを
表示する。

【００２７】なお、光源１７から可動盤５（上の反射
鏡）までの距離（Ｌ＋Ｌ₀ ）が比較的大きい関係上、厳
密性はそれほど高くはないが、ＣＣＤ２０の基準光線
（Ｏ−Ｐ）に対する直角度、並びにハーフミラー１９の
４５度の保証を要する。それを解決するための一実施例
を図４に示す。

【００２８】本実施例は、セラミック等にて一体に形成
された断面Ｌ字状のケース３０を有しており、該ケース
３０の水平部３０ａの先端面ａは精密に平面度及び直角
度が加工されている。更に、該水平部３０ａには前記先
端面ａに対して直交度を精密に保持されてレーザビーム
ガン１７が装着されており、また該ガン１７からのレー
ザ光線Ｂが通過し、かつ反射鏡１８からの反射光が通過
し得るように、水平部３０ａの他端部分には孔ｂが形成
されている。また、ケース３０の垂直部３０ｂの上端部
ｃには前記ガン１７からのレーザ光線Ｂに平行になるよ
うに、即ち前記水平部先端面ａに対して精密に直角度を
保持してＣＣＤ２０が装着される。そして、水平部３０
ａ及び垂直部３０ｂが交差する部分には前記光軸線Ｂに
対して４５度になるように精密にハーフミラー１９が装
着されており、かつ該ハーフミラー１９からの反射光が
通過するように孔ｄが形成されている。

【００２９】上述したように構成されている測定ユニッ
トＵは、その水平部先端面ａが固定盤６の対向側面６ａ
に例えば磁石又はボルト等により密着して固定される。
これにより、レーザ光線Ｂに対するＣＣＤ２０及びハー
フミラー１９の角度が保証されると共に、固定盤６に対
するレーザ光線Ｂの直角度が保証される。

【００３０】一方、反射鏡１８も、その厚さが均一にな
るように高精度に形成されており、その反射面が可動盤
５の対向側面５ａに例えば磁石又はボルト等により密着
して固定される。これにより、可動盤５と反射鏡鏡面と
の平行度が保証される。

【００３１】また、図５に一部変更した実施例を示す。
本実施例は、反射鏡１８を平面鏡に代えて凹面鏡又は凸
面鏡を用いたものである。図５(a) は、凹面鏡１８₂ を
用いた実施例を示し、固定盤８が射出装置等からの熱影
響を受けて矢印に示すように膨張又は収縮変形すると、
該固定盤８に固定されているレーザビームガン１７を一
体に移動する。すると、レーザ光の照射軸線が変化し
（Ｂ→Ｂ′）、凹面鏡１８₂ による反射光Ｃも変化し
て、ＣＣＤ２０上の受光点にずれＲｈを生じ、これによ
り固定盤８の可動盤５に対する膨縮変形を測定し得る。
この際、凹面鏡１８₂ の焦点がハーフミラー１９上の光
軸交点Ｏ上に位置するように可動盤５の移動位置を設定
すると、可動盤５及び固定盤８の平行度変位に影響され
ることなく、上記膨縮変形を測定し得る。

【００３２】また、図５(a) は、凸面鏡を用いた実施例
を示し、同様に膨縮変形を測定し得る。

【００３３】なお、上述実施例は、横型射出成形機に適
用して説明したが、これに限らず、竪型射出成形機、プ
レス、放電加工機等における可動部材の変位測定に適用
することができる。また、ハーフミラー１９からの反射
光を検出する手段として、電荷結合素子（ＣＣＤ）２０
を用いたが、これに限らず、フォトダイオード、フォト
トランジスタ等の光電変換素子、更には写真フィルム、
感光紙、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、硫化カドミウム（Ｃｄ
ｓ）、セレン（Ｓｅ）、有機半導体（ＯＰＣ）、アモル
ファスシリコン（Ａ−Ｓｉ）等の感光体でもよい。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る測定
方法によると、可動部材を移動した状態において、その
固定部材に対する変位を連続的に測定することができ、
実際の使用状態に応じた正確な変位を極めて容易に測定
することができる。これにより、可動部材及び固定部材
の関係を高精度に調整することができると共に、移動位
置に対応する変位をデータとして用いて、射出成形等の
平行移動作業の精度を向上することができる。

【００３５】また、本発明による測定装置は、レーザビ
ームガン、ハーフミラー、反射鏡及びＣＣＤ等の検出手
段で足り、極めて簡単で安価であると共に、あらゆる平
行移動装置に容易に適用することができる。

【００３６】特に、光源、ハーフミラー及び検出手段を
ケース体に装着すると、装置がユニット化されて、平行
移動装置への装着が高い精度でかつ極めて容易に行うこ
とができ、更に装着面に対する光源の直交度、光源から
の照射光に対する検出手段の平行度及びハーフミラーの
角度を高い精度で保証することができ、測定操作が極め
て容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る測定装置を平行移動装置に取付け
た状態を示す一部断面した側面図。

【図２】表示装置上の線図を示す図で、(a) は可動部材
（盤）を往復動した状態、(b)は可動部材を一方向に移
動した状態を示す。

【図３】本発明に係る測定装置における各部品の位置関
係を示す図で、(a) を可動部材が移動した状態、(b) は
Ｘ軸成分を示す。

【図４】光源、ハーフミラー、検出手段をケース体に装
着した実施例を示す断面図。

【図５】一部変更した実施例を示す概略図であり、(a)
は凹面鏡を用いたもの、(b) は凸面鏡を用いたものを示
す。

【図６】本発明を適用し得る横型射出成形機における型
締装置の概略を示す断面図。

【符号の説明】

５可動部材（盤）６固定部材（盤）１３案内ロッド１６測定装置１７光源（レーザビームガン）１８，１８₂ ，１８₃ 反射鏡（平面鏡、凹面鏡、凸
面鏡）１９ハーフミラー２０検出手段（ＣＣＤ）３０ケース体（ケース）３０ａ第１の部位（水平部）３０ｂ第２の部位（垂直部）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固定部材に対して平行移動し得る可動部
材を有する平行移動装置に用いられる変位測定方法であ
って、前記固定部材及び可動部材のいずれか一方に装着された
光源からの光を前記可動部材の移動方向に平行に照射
し、該照射光を、ハーフミラーを透過して前記固定部材及び
可動部材のいずれか他方に設けられた反射鏡にて反射
し、該反射光を、前記ハーフミラーに反射して検出手段にて
検出することにより、前記可動部材を移動しながら、該
可動部材の前記固定部材に対する変位を連続的に測定す
ること、を特徴とする変位測定方法。
【請求項２】互に直角方向に延びる第１の部位及び第
２の部位を有するケース体を備え、前記第１の部位の先端に、前記固定部材又は可動部材に
密着して装着し得る装着面を形成すると共に、該装着面
に対して直交する方向に光を照射するように前記光源を
配置し、前記第２の部位の先端に、前記光源からの照射光に平行
に前記検出手段を配置し、前記ケース体の直交部分に、前記光源からの照射光に対
して４５度に前記ハーフミラーを配置してなる、請求項１記載の変位測定方法に用いられる変位測定装
置。
【請求項３】固定部材に対して平行移動し得る可動部
材を有する平行移動装置に用いられる変位測定装置であ
って、前記固定部材及び可動部材のいずれか一方に装着される
光源と、前記固定部材及び可動部材のいずれか他方に装着される
反射鏡と、前記光源から反射鏡への照射線上に配置され、前記光源
からの光を透過しかつ前記反射鏡からの反射光を反射す
るハーフミラーと、該ハーフミラーからの反射光を検出する検出手段と、を備えてなる変位測定装置。