JPH0556250B2

JPH0556250B2 -

Info

Publication number: JPH0556250B2
Application number: JP61219745A
Authority: JP
Inventors: Masao Kamiguchi
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1986-09-19
Filing date: 1986-09-19
Publication date: 1993-08-19
Also published as: EP0281637A4; WO1988001930A1; US4828475A; EP0281637B1; EP0281637A1; JPS6377726A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、可動プラテンをモータによつて駆動
し、型締を行う射出成形機における直圧式型締機
構における型締制御方式に関する。

従来の技術射出成形機の型締機構には駆動源よりトグル機
構を介して金型を開閉、型締を行うトグル式型締
機構と、駆動源より直線金型を駆動し金型の開
閉、型締を行う直圧方式型締機構が公知である。

型締機構は金型を開閉させるときは大きな力を
必要としないが、金型が閉じ金型を締付けると
き、即ちロツクアツプ時には大きな力を必要とし
ている。そのため、型締機構の駆動源には大きな
型締力の出せる駆動源を必要とすると共に、１成
形品を製造するサイクルタイムを短くするために
金型を早い速度で開閉させることのできる駆動源
を必要とする。

トグル式型締機構においては、金型の開の状態
ではそのトグルリンクの特性によつて金型を早い
速度で移動させることができるが、金型が閉じた
状態においては、金型の移動速度は小さくなる代
りに大きな力を発生できるという射出成形機の型
締機構に適した特性を有している。

一方、直圧式の型締機構においては上述したト
グル式型締機構と異なり、金型の開、閉の状態に
合わせて、金型移動の速度及び力を加えることが
できない。しかし、金型の厚みが変わつたとき、
トグル式型締機構では必要とする型厚調整を直圧
式型締機構では行う必要がないという利点を有し
ている。

発明が解決しようとする問題点モータによつて直接金型の開閉及び型締を行わ
せる場合、必要とする型締力を出力でき、サイク
ルタイムを短くするために早い型閉じ動作及び型
開き動作をさせ得るモータを得ようとすると、モ
ータの容量が非常に大きくなり、非常に高価な型
締機構となつてしまう。

汎用のモータによつて必要とする型締力を得る
には、モータの出力を減速機構で減速して金型を
移動させることによつて大きな型締力を得ること
ができる。しかし、減速機を介して金型を移動さ
せることから、型閉じ動作及び型開き動作の速度
は遅くなりサイクルタイムを長くし射出成形機の
効率を悪くするという欠点が生じることとなる。

そこで、本発明の目的は、特別容量の大きい特
殊なモータを使用せずして、サーボモータと誘導
電動機を使用して、上記二律背反する問題点を改
善し、型閉じ動作、型開き動作の速度を早くする
ことができると共に、必要とする型締力をも出力
できる２つのモータで駆動される電動直圧型締制
御方式を提供することにある。

問題点を解決するための手段と作用本発明は、回転運動を直線運動に変え一方の金
型が取付けられる可動プラテンを移動させる運動
変換手段の回転部材を伝動手段を介して駆動する
サーボモータと、上記回転部材を伝動手段、クラ
ツチ、減速機を介して駆動するブレーキ装置付誘
導電動機と、上記サーボモータ、誘導電動機、ク
ラツチ及びブレーキ装置を制御する数値制御装置
を設けて、型締時には、上記クラツチを切り、上
記サーボモータを駆動して設定された金型タツチ
位置までパルス分配し可動プラテンを移動させ、
金型タツチ後は、上記サーボモータにトルクリミ
ツトをかけて出力トルクをゼロとすると共に、上
記クラツチを入れ、上記誘導電動機を駆動し、可
動プラテンを移動させる。一方、上記サーボモー
タには設定型締力位置までのパルス分配を行う
が、トルクリミツトがかけられ、その出力トルク
がゼロであるため駆動されない。しかし、サーボ
モータのモータ軸は上記誘導電動機の駆動によつ
て回転し、位置は検出器よりフイードバツクパル
スを発生してサーボ回路のエラーレジスタ内に溜
つたパルス分配量を減算する。そして、可動プラ
テンが設定型締力位置に達し、エラーレジスタの
値がゼロに近づきインポジシヨン信号が出される
と、上記ブレーキ装置を作動させて、可動プラテ
ンを該位置にロツクし型締力を保持する。

なお、型開き時には上記クラツチを切り、サー
ボモータのトルクリミツト値０を解き、上記サー
ボモータによつて型開き完了位置まで可動プラテ
ンを後退させる。

これにより、型閉じ、型開き時にはサーボモー
タにより高速で可動プラテンを移動させ、型締時
には誘導電動機の出力を減速機を介して増幅して
大きなトルクで金型を締付けるようにした。

実施例第１図は本発明を実施する一実施例のブロツク
図で、１は可動プラテン、２は固定プラテン、３
はリアプラテンであり、固定プラテン２及びリア
プラテン３は射出成形機のベース（図示せず）に
固着され、両プラテン２，３間には４本のタイバ
ー４が固定されている。可動プラテン１は上記４
本のタイバーが貫通し、該タイバー４に沿つて図
中左右に移動可能になつている。そして、可動プ
ラテン１、固定プラテン２には金型が各々固着さ
れるようになつている。また、可動プラテン１の
中心部にはナツト取付部材５が固着され、該ナツ
ト取付部材５にはボールネジ６と螺合するボール
ナツト７が固着されている。上記ナツト取付部材
５は略円筒状で、中心部の孔内を上記ボールネジ
６が進出自在になつている。上記ボールネジ６の
軸８はリアプラテン３にスラスト及びラジアル軸
受けされ、他端にタイミング歯車９が固着されて
いる。また、上記リアプラテン３または射出成形
機のベースにはパルスエンコーダPC付きのサー
ボモータ１０が固着され、該サーボモータ１０の
モータ軸にはタイミング歯車１１が固着されてい
る。

射出成形機のベースにはブレーキ装置１３付き
の誘導電動機１２が固定され、該誘導電動機１２
のモータ軸は減速機１４の入力軸に連結され、さ
らに減速機１４の出力軸はクラツチ１５に入力さ
れ、クラツチ１５の出力軸はリアプラテン３で軸
受けされて、その先端にタイミング歯車１６が固
着されている。そして、上記タイミング歯車９、
１１、１６間にはタイミングベルト１７が装架さ
れている。SW１〜SW３は開閉器で、後述する
数値制御装置（以下、NC装置という）２０から
の指令でオン、オフし、電源１８からの誘導電動
機１２、ブレーキ装置１３、クラツチ１５への給
電をオン、オフさせるものである。

NC装置２０は、数値制御用マイクロプロセツ
サ（以下、NC用CPUという）２１と、プログラ
マブルマシンコントローラ用マイクロプロセツサ
（以下、PMC用CPUという）２２とを備えてい
る。NC用CPU２１には射出成形機の全体制御の
ための管理プログラムを記憶したROM２３、各
種演算結果等を一時的に記憶するRAM２４が接
続されると共に、射出用、スクリユ回転用、エジ
エクタ用等の各軸のサーボモータ及び前述の型締
機構のサーボモータ１０を駆動制御するためのサ
ーボ回路（その内サーボモータ１０用のサーボ回
路のみを符号２５で示す）がサーボインタフエー
ス２６を介して接続されている。一方、PMC用
CPE２２には射出成形機のシーケンス制御用の
プログラム等を記憶したROM２７、演算結果等
を一時記憶するRAM２８が接続されている。さ
らに、両CPU２１，２２間に介在するバスアー
ビタコントローラ（以下、BACという）２９に
は、射出成形機の動作制御用のプログラム等を記
憶した不揮発性の共有RAM３０、入力回路３
１、出力回路３２およびオペレータパネルコント
ローラ（以下、OPCという）３３が接続され、
該OPC３３にはCRT表示装置付きの手入力操作
盤（以下、CRT／MDIという）３４が接続され
ている。そして、上記出力回路３２には、上記開
閉器SW１〜SW３が接続され、誘導電動機１２、
ブレーキ装置１３、クラツチ１５への給電を制御
するようになつており、さらに、上記出力回路３
２はサーボ回路２５と接続され、サーボモータ１
０の出力トルクを制限できるようになつている。

第２図は上記サーボ回路２５のブロツク図で、
NC装置２０のサーボインターフエイス２６を介
して単位時間の移動量としてパルス列で構成され
る移動指令が入力されると、この移動指令とエン
コーダPCで検出したサーボモータ１０の移動量
との差分をエラーレジスタ４０で算出し、これを
デジタル−アナログ変換器（以下、Ｄ／Ａ変換器
という）４２で速度指令値としてのアナログ量電
圧に変換する。さらに、本サーボ回路は応答性を
よくするために速度フイードバツクが行われてお
り、これはエンコーダPCからの信号をＦ／Ｖ変
換器４６で電圧に変換し、実際のサーボモータの
速度に対応する電圧を上記速度指令値から減算
し、その差、すなわち指令速度と実速度との誤差
を補償器４２で増幅してトルク指令として出力す
る。このトルク指令はサーボモータ１０の電機子
に流す電流値に対応する電圧として出力されるも
ので、このトルク指令に対し、サーボモータの出
力トルクを制限するためのトルクリミツト回路４
３が設けられており、このトルクリミツト回路４
３の出力に対しさらに応答性をよくするため、サ
ーボモータ１０の電機子電流を検出する電流検出
器４８からの電機子電流に対応する電圧がフイー
ドバツクされ、上記トルク指令と電機子電流のフ
イードバツク信号との差を補償器４４で増幅し、
電力増幅器４５で増幅してサーボモータ１０を駆
動制御している。なお、４７はNC装置２０から
のトルクリミツト指令値をアナログ信号に変換し
てトルクリミツト回路４３に印加するＤ／Ａ変換
器である。

次に動作を説明する。第３図は本発明の一実施
例の動作処理フローチヤートで、まず、CRT／
MDI３４より型締動作にともなう型開き完了位
置、金型保護開始位置、金型タツチ位置、型締力
位置、型開き加速位置、型開き減速位置及び各移
動連結等をマクロ変数等で共有RAM３０に設定
しておく。そして、開閉じ開始段階になると
PMC用CPU２２は出力回路３２を介してスイツ
チSW３をオフにし、クラツチ１５を切る（ステ
ツプS1）。一方、NC用CPU２１はNCプログラム
に従つてパルス分配を行い、サーボインターフエ
イス２６、サーボ回路２５を介してサーボモータ
１０を型閉じ方向へ駆動し、タイミング歯車１
１、タイミングベルト１７、タイミング歯車９を
介してボールネジ６を回転させ、該ボールネジ６
に螺合するボールナツトを前進（型閉じ方向）さ
せ、ナツト取付部材５を介して可動プラテンを前
進させ（ステツプS2）、設定された金型タツチ位
置まで可動プラテンを移動させ、金型タツチ位置
までのパルス分配が完了すると、NC用CPU２１
は共有RAM３０にパルス分配完了信号を書込
む。PMC用CPU２２はこのパルス分配完了信号
を共有RAM３０より読取ると、出力回路３２を
介して、スイツチSW３をオンにしクラツチ１５
を入れると共に、サーボモータ１０の出力トルク
がゼロになるようにトルクリミツト値０を出力す
る（ステツプS3）。次に、NC用CPU２１は設定
型締力位置、即ち、ロツクアツプ位置までのパル
ス分配をサーボモータ１０へ開始し、PMC用
CPU２２は出力回路３２を介してスイツチSW１
をオンにし誘導電動機１８を駆動する（ステツプ
S4）。その結果、誘導電動機１８の出力は減速機
１４で減速されて、そのトルクを増幅し、クラツ
チ１５を介してタイミング歯車１６を駆動する。
そのため、ボールネジ６の軸８に固着されたタイ
ミング歯車９は、誘導電動機１２で駆動されるタ
イミング歯車１６によつてタイミングベルト１７
を介して駆動され、大きなトルクでボールネジ６
を回転させることとなる。そのため、ボールナツ
ト７及び可動プラテン１は大きなトルクによつて
金型を締付けることとなる。

一方、サーボモータ１０を駆動するサーボ回路
２５のエラーレジスタ４０にはロツクアツプ位置
までの分配パルスが入力され、このエラーレジス
タ４０の値はＤ／Ａ変換器４２でアナログ電圧に
変換され、その電圧からＦ／Ｖ変換器のサーボモ
ータの実速度に対応する電圧が減算され、補償器
４２を介してトルクリミツト回路４３に入力され
るが、トルクリミツト値が「０」であるため、該
トルクリミツト回路４３からは出力は「０」とな
り、サーボモータ１０は殆ど励磁されなく、サー
ボモータは駆動されない。しかし、サーボモータ
１０のモータ軸に固着されたタイミング歯車１１
は誘導電動機１２によつて駆動されたタイミング
ベルト１７によつて回転させられるから、サーボ
モータ１０のモータ軸は回転し、この回転をエン
コーダPCは検出し、フイードバツクパルスを発
生させ、エラーレジスタ４０を減算していくこと
となる。こうして、可動プラテン１が前進してエ
ラーレジスタ２５のエラー値が減少し、ロツクア
ツプが完了し、ロツクアツプ完了のインポジシヨ
ン信号がサーボ回路２５よりサーボインターフエ
イス２６を介して入力されるとNC用CPU２１は
共有RAM３０にロツクアツプ完了信号を書込
み、PMC用CPU２２は該信号を読取り、出力回
路３２を介してスイツチSW２をオンにしブレー
キ装置１３を作動させ、減速機１４、クラツチ１
５、タイミング歯車１６、タイミングベルト１
７、タイミング歯車９、ボールネジ６、ボールナ
ツト７を介して可動プラテン１をロツクアツプ位
置（設定型締力位置）に保持する。またこのと
き、PMC用CPU２２は出力回路３２を介してス
イツチSW１をオフにし誘導電動機１２の駆動を
停止させる（ステツプS5）。

かくして、型閉じ、型締動作は終了するが、そ
の後、溶融成形樹脂が金型内に射出され、冷却さ
れた後、型開きを行うときは、PMC用CPU２２
は、出力回路３２を介してサーボモータ１０のト
ルクリミツト値０を解除すると共にスイツチSW
２、SW３をオフにして、ブレーキ装置１３の作
動を停止させ、かつクラツチ１５を切る。そし
て、NC用CPU２１はNCプログラムに従つてサ
ーボインターフエイス２６、サーボ回路２５を介
して、サーボモータ１０を駆動して、可動プラテ
ン１を設定型開き完了位置まで後退させることと
なる。

以上が本実施例の動作であるが、型閉じ、型開
き時には可動プラテン１はサーボモータ１０によ
つて駆動され、及び速度の制御もサーボモータ１
０駆動制御するNC装置２０で制御され、正確で
かつ高速に型閉じ、型開き動作が行われる。一
方、型締時には、誘導電動切１２の出力を減速機
１４で減速してトルクを増幅して、可動プラテン
１を大きなトルクで駆動するから、大きな型締力
が得られることとなる。

発明の効果本発明は、大きなトルクを必要とする型締時に
は誘導電動機を駆動し、その出力トルクを減速機
によつて増幅して、該増幅された誘導電動機のト
ルクで可動プラテンを移動させ大きな型締力を発
生させるようにし、型閉じ時及び型開き時にはク
ラツチを切つて、可動プラテンを移動させる伝動
手段と上記誘導電動機の連結を解き、サーボモー
タのみによつて可動プラテンを移動させ制御する
ようにしたので、型締時には大きな型締力を発生
でき、かつ、型閉じ、型開き時には早い速度で可
動プラテンを移動させることができるから、本発
明の方式では大きな容量のモータを必要とせず、
経済的でサイクルタイムの短い射出成形機を得る
ことができる。また、可動プラテンを移動させる
駆動源は格別出力トルクの大きいサーボモータで
ある必要がないので、型閉じ時に金型保護のため
に、トルクリミツトをサーボモータにかけたと
き、トルクリミツトの分解能が小さくても、最適
のトルクリミツトをかけることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例のブロツク図、第
２図は同実施例におけるサーボ回路のブロツク
図、第３図は同実施例の型閉じ、型締の動作処理
フローチヤートである。１……可動プラテン、２……固定プラテン、３
……リアプラテン、４……タイバー、６……ボー
ルネジ、７……ボールナツト、９，１１，１６…
…タイミング歯車、１０……サーボモータ、１２
……誘導電動機、１３……ブレーキ装置、１４…
…減速機、１５……クラツチ、２０……数値制御
装置、SW１〜SW３……開閉器、PC……エンコ
ーダ。

Claims

【特許請求の範囲】

１回転運動を直線運動に変え一方の金型が取付
けられる可動プラテンを移動させる運動変換手段
と、該運動変換手段の回転部材を伝動手段を介し
て駆動するサーボモータと、上記回転部材を伝動
手段、クラツチ、減速機を介して駆動するブレー
キ装置付誘導電動機と、上記サーボモータ、誘導
電動機、クラツチ及びブレーキ装置を制御する数
値制御装置を有し、型締時には、上記クラツチを
切り、上記サーボモータを駆動して設定された金
型タツチ位置まで可動プラテンを移動させ、金型
タツチ後は、上記サーボモータにトルクリミツト
をかけて出力トルクをゼロとし上記クラツチを入
れ、上記誘導電動機を駆動し設定型締力位置まで
可動プラテンを移動させ、設定型締力に達すると
上記ブレーキ装置を作動させて可動プラテンを該
位置にロツクして型締力を保持し、型開き時に
は、上記サーボモータのトルクリミツトを解除し
上記クラツチを切り、上記サーボモータで型開き
完了位置まで可動プラテンを移動させるようにし
たことを特徴とする２モータによる電動直圧型締
制御方式。