JPH0525600B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、樹脂加工物を圧縮成形する油圧プレ
ス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、加工物を
圧縮成形する油圧プレスは周知である。この油圧
プレスは加工物の材質、形状に応じて種々の型式
のものがある。

自動車のスロントパネル、ボデイパネル等を、
熱硬化性のシート材料量であるSMC（Sheet Mo
−1ding Compound）で成形する場合、例えば、
特開昭60−15119号公報に記載の油圧プレスが用
いられていた。

前記従来の油圧プレスは、ベースと、該ベース
に立設されたアプライトと、該アプライト上部に
設けられてクラウンと、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ツド下端に
支持され且つ前記アプライト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、
上下金型間のキヤビテイ内で樹脂を圧縮成形する
ものであつた。

前記従来の油圧プレスにおいて、SMC材料を
圧縮成形するには、第５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（t₁，t₂，t₃）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、材料が金型キヤビテイ内に充満した
後、圧縮成形が完了するまでの間（t₄，t₅）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（t₆，t₇）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
マーをセツトアツプによつて行なわれていた。

（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
の問題点があつた。

即ち、第５図に示すt₅の範囲で圧力制御を行な
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
れなかつた。

例えば、第５図に示すt₃，t₄の設定が短かかつ
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
しい時にはシヨートシヨツ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
いことがあつた。

また、前記タイマーによる制御切換えは、金型
内に投入された樹脂が金型内に完全に充填されて
いるものと仮定し、それを前提としている。

しかし、近年の成形においては、バリ等を少な
くし、より均一な成形が要求されているが、樹脂
の投入は毎回一定ではなく、樹脂が毎回同じよう
に充填されているかどうか不明な状態であり、前
記前提条件を満足するものではなかつた。

即ち、前記タイマーによる制御は、毎回充填状
態が異なつているのにかかわらず、それを無視し
た一方的な制御方法であつた。

例えば、平板を成形する時、金型内での樹脂充
填状況は、第６図に示すように左側に片寄つた
り、また第７図に示すように右側に片寄つたりし
て、一定ではなく、また、その充填量も異なり、
成形品の肉厚や密度が異なることが発生し、毎回
厳密には異つた成形品しか得られなかつた。

このことを回避する手段としては、多量の樹脂
を投入し、いわゆるバリを発生させることによ
り、できる限り均一な成形品を得る成形法がとら
れているが、これは前述のバリを少なくしようと
言う要求と逆行しており、生産性を著しく悪くし
ていた。

そこで本発明は、SMCの圧縮成形等において、
樹脂の投入状況を常に一定にすることは困難であ
るが、この様な状態においても、樹脂の充填後の
圧力が均一にかかるようにして、成形品を均一な
性質のもので得ることができるようにした、油圧
プレスの制御方法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） 前記目的を達成するため、本発明の油圧プレス
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、前記金型間のキヤビテイ
内で樹脂加工物を圧縮成形するに際し、加工物が
キヤビテイ内に充満するまでは油圧シリンダの移
動速度を制御し、充満後は油圧シリンダの加圧力
を制御する油圧プレスの制御方法において、 前
記速度制御中において、キヤビテイ内圧力を測定
するための油圧シリンダの所定のストローク位置
を予め設定し、 該所定ストローク位置における各種の加工物に
対するキヤビテイ内圧、及び、そのときの最適な
速度制御から圧力制御に切換えるべき油圧シリン
ダのストローク位置を予め設定し、 実成形において、前記所定ストローク位置でキ
ヤビテイ内圧力を検出し、 該検出値に対応した、前記予め設定された速度
制御から圧力制御に切換えるべき最適な油圧シリ
ンダのストローク位置を求め、 前記所定ストローク位置から前記求めた設定ス
トローク位置まで前記油圧シリンダを移動させた
時点で、油圧シリンダの制御を速度制御から圧力
制御に切換える点を特徴とする。

（作用） 本発明によれば、型開きされた金型のキヤビテ
イ内に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、速度制御され、加圧時は、圧力
制御とされる。

前記速度制御から圧力制御への切換えは次の手
順で行なわれる。

まず、油圧シリンダの所定ストローク位置にお
いて、キヤビテイ内圧を検出する。この所定スト
ローク位置におけるキヤビテイ内圧は、充填状態
に応じていくらの値を示すかが、予じめ実験等で
定められている。従つて、当該ストローク位置に
おける予じめ設定された圧力と、前記検出圧力と
を比較することにより、当該ストローク位置にお
ける樹脂の充填状態を把握することができる。

即ち、検出圧力と設定圧力とを比較して偏差値
を求めることにより、その後、油圧シリンダをい
くら移動させれば、樹脂がキヤビテイ内に充満す
るかが推定できる。

従つて、前記偏差値に対応した量だけ油圧シリ
ンダを移動させると、樹脂が金型内に充満した状
態になる。この時点で油圧シリンダを速度制御か
ら圧力制御に切換えることにより、均一な成形が
可能になる。

即ち、投入樹脂量、投入状態に関係なく、常に
樹脂が金型内に充満した時に制御を切換えること
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３図に示すものは、SMC用の油圧プレスで
あり、フロアー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ツプライト２と、その４
本のアツプライト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のピストンロツド５はクラウン３の下
方に突出し、該ピストンロツド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
本のアツプライト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のピストンロツド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のピストンロツド
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
両者の合せ部にキヤビテイ１３が形成されるよう
構成され、下金型１２には、キヤビテイ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ツト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ツト１
７との間に、チエン１８が巻掛けられ、このチエ
ン１８の両端部はスライド６に取付けられたブラ
ケツト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、
即ち、シンリダ４，７のストロークを検出する。

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
は満油弁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２
２，２３，２４を介して加圧シリンダ用油圧ユニ
ツト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
圧ユニツト２７に接続されている。

前記加圧シリンダ用加圧ユニツト２５、レベリ
ング油圧ユニツト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、金型搬出入台である。

第４図に示すものは、前記構成の油圧プレスの
動作フロー図であり、第２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、STEP1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のキヤビテイ１３に
SMC材料３０が充填される。

次にSTEP2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、加圧シリンダ用油圧ユニツト２５から
作動油が油圧配管２２，２３を通つて、メインシ
リンダ４及びサブシリンダ７に供給される。

STEP3は、スライド６の中速下降状態を示し、
前記油圧ユニツト２５の速度制御サーボポンプの
吐出量を制御手段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STEP2
からSTEP3への切換えは、ロータリエンコーダ
１５によるスライド６の位置検出に基づき行なわ
れる。

STEP4は速度制御とレベリング制御が同時に
行なわれる。即ち、ロータリエンコーダ１５によ
るスライド６の位置検出に基づき、STEP3から
STEP4に切換えられ、この時、スライド６の下
面は、レベリングシリンダ９のロツト１０上端面
にソフトタツチする。その後、スライド６はレベ
リングシリンダ９のロツド１０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制御手段２８を介して油圧
ユニツト２７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STEP4において、油圧ユニツト２５の速
度制御サーボポンプが制御され、スライド６の下
降速度は多段階に制御される。このSTEP4の終
りにおいて上金型１１と下金型１２の型締めが終
り、キヤビテイ１３内のSMC材料３０がキヤビ
テイ１３内に充満する。

その後、加圧シリンダ４，７は、圧力制御に切
換えられ、SMC材料３０を所定圧力で加圧保持
する。

前記速度制御から圧力制御への切換えが
STEP5で示されており、その切換時点は、第２
図Ａ点である。

前記速度制御から圧力制御に切換える方法が本
発明に係るものであつて、速度−圧力切換点Ａの
手前にある点における型内圧を型圧センサ１４で
検出し、該検出値と、予じめ設定した圧力とを比
較して、Ａ点を補正し、圧力切換えを樹脂の状況
に応じた状態として良品を得るようにするもので
ある。

即ち、第２図の速度制御域Ｂにおけるスライド
６の位置と型内圧力の関係は、第１図のようにな
る。第１図において、S₀は加圧下降開始点、S₁は
加圧下降速度を第１速から第２速に切換える点、
S₂〜S₄も同様の速度切換点、S₅は、速度制御から
圧力制御に切換える点であり、この点はＡ点に一
致する。即ち、S₅はSMC材料３０がキヤビテイ
１３内に完全に充満した点である。

前記第１図において、速度−圧力切換の手前の
定点S₄における型内圧P₀を予じめ設定する。こ
の設定圧P₀は、SMC材料３０が理想状態で充填
されている場合の、同S₄点における圧力である。
そして、この理想状態におけるΔS₀＝S₅−S₄も予
じめ設定されている。

そして、各種異常状態におけるS₄点の内圧Ｐの
そのときのΔS＝S₅−S₄を実験等により予じめ求
めておく（この場合、S₄点は一定でS₅点が変動値
である）。

そして、前記P₀とＰの偏差値ΔPと、そのとき
のΔSとを制御装置２８に記憶させておく。

さて、実稼働において、SMC材料３０が過充
填された場合、定点S₄における型内圧P₁を検出
すれば、P₁＞P₀となり、ΔP′＝P₀−P₁を求め、こ
のΔP′に対応するΔS′を求めて、スライドストロ
ークがS₅＝S₄＋ΔS′となつた位置で、速度制御か
ら圧力制御に切換える。

また、SMC材料３０が過小充填の場合は、定
点S₄における型内圧P₂は、P₂＜P₀となり、
ΔP″＝P₀−P₂を求め、このΔP″に対応するΔS″を
求めて、スライドストロークS₅＝S₄＋ΔS″となつ
た位置で速度制御から圧力制御に切換える。

前記方法によれば、SMC材の投入法に起因す
る充填状況のばらつきを、型内圧力にて検出し、
充満完了時点を補正しているので、速度−圧力制
御の切換えは、材料充満時点となり、以後の圧縮
成形を均一なものにする。

STEP6は、圧力制御とレベリング制御とを同
時に行つている状態を示す。

即ち、油圧ポンプからの吐出量を一定とし、圧
力制御弁によつて油圧回路の圧力を制御する。

この圧力制御は、キヤビテイ１３のSMC材料
３０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、キヤビテイ１３内の
SMC材料３０の時間の経過による状態変化が予
じめ判つている場合は、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
つても達成できる。

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、圧縮成形が完了すると、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STEP7で示
されている。このSTEP7においては、レベリン
グシリンダ９のサーボ弁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によつて検出され、速度制御に
フイードバツクされる。

インモールドコートガ完了すると、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。この切換えも型圧セン
サ１４の圧力検出に基づき行なわれる。この工程
がSTEP8で示されている。

STEP8において、前記STEP6と同様に多段階
の圧力制御が行なわれ、イモールドコートも含め
た圧縮成形が完了する。その後、圧抜きを行つた
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STEP9以後に示されており、この
STEP9以後は速度制御とされている。

しかして、油圧プレスの全工程が完了する。

尚、本発明は、前記実施例に限定されるもので
はなく、例えば、型内の材料の状態変化をメイン
シリンダの油圧力の変化で検出して、加圧力を多
段階に制御することも可能である。また、スライ
ドの位置検出をエンコーダで行なつたが、リミツ
トスイツチ等で行なつてもよい。また、圧力制御
弁は、複数個の設定圧の異なる制御弁を多数用い
て、多段階制御するものであつてもよい。

（発明の効果） 本発明によれば、速度制御から圧力制御への切
換えが投入材料の状態如何にかかわらず、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。

即ち、本発明によれば、従来のように材料を多
目に投入する必要がなくなるので、バリの少ない
成形が可能となり生産性が向上する。

また、加圧段階において樹脂に作用する圧力の
シヨツト毎の差が小さくなり、均一な成形が可能
となる。

更に硬化速度の速い材料に対しても均一成形品
が得られる。また薄肉成形品の成形も可能とな
り、均一な圧力の作用によつてピンホールの欠陥
が削減できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はスライドストロークと型内圧の関係を
示すグラフ、第２図は本発明の多段階圧力制御の
実施例を示すプレス動作線図、第３図は本発明の
実施例を示す油圧プレスの一部断面正面図、第４
図は本発明の実施例の油圧プレスの動作フロー
図、第５図は従来のプレス動作線図、第６図及び
第７図は材料投入状態を示す説明図である。 ４……メインシリンダ、６……スライド、７…
…サブシリンダ、１１……上金型、１３……キヤ
ビテイ、１４……型圧センサ、２８……制御手
段。

Claims (1)

1. 【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、前記金型間のキヤビテイ内で樹脂加
   工物を圧縮成形するに際し、加工物がキヤビテイ
   内に充満するまでは油圧シリンダの移動速度を制
   御し、充満後は油圧シリンダの加圧力を制御する
   油圧プレスの制御方法において、 前記速度制御中において、キヤビテイ内圧力を
   測定するための油圧シリンダの所定のストローク
   位置を予め設定し、 該所定ストローク位置における各種の加工物に
   対するキヤビテイ内圧、及び、そのときの最適な
   速度制御から圧力制御に切換えるべき油圧シリン
   ダのストローク位置を予め設定し、 実成形において、前記所定ストローク位置でキ
   ヤビテイ内圧力を検出し、 該検出値に対応した、前記予め設定された速度
   制御から圧力制御に切換えるべき最適な油圧シリ
   ンダのストローク位置を求め、 前記所定ストローク位置から前記求めた設定ス
   トローク位置まで前記油圧シリンダを移動させた
   時点で、前記油圧シリンダの制御を速度制御から
   圧力制御に切り換えることを特徴とする油圧プレ
   スの制御方法。