JPH072335B2 - トグル式型締装置の型締力修正方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は射出成形機のトグル式型締装置の型締力を修
正する方法に関するものである。

［従来技術］ トグル式型締装置には、その機構の特性から型締力の検
出が難しく、一般的には型締時におけるタイバーの伸び
が型締力に比例することから、型締時にトグルが伸びき
った時にタイバーを伸ばす量が設定した型締力になるよ
うに、型取付け時に調整を行ったのち、型締力の測定を
しないでそのまま成形作業を行っている。

このような場合、金型の温度が変化すると、それが型厚
の変化となって型締力が変動する。また型締力が機械の
定格型締力より大きい場合には、機械に過負荷がかかっ
て機器の損傷を招く虞れがあり、型締力が設定値より小
さい場合には、金型が開いて成形品にバリが発生し、時
には金型を損傷する虞れもある。

また金型が開くきっかけによって溶湯の噴出が大とな
り、金型がさらに開いて、型締力が小さい場合であって
もタイバーに過負荷がかかり、損傷を招く虞れもある。

このようなことから、常に型締力が正常であることが大
切であって、設定値と異なったら修正することが必要で
ある。

そこで従来技術としては、特公昭50−2370号公報、特公
昭昭61−61897号公報、特開昭62−32020号公報に記載さ
れたものが知られている。それら刊行物に記載された型
締力の検出方法には相違点もあるが、何れも型締力を検
出し、その補正量をトグル装置の型厚調整手段にフィー
ドバックして型締力を一定に保つというものであり、ま
たそのトグル装置の駆動はいずれも油圧シリンダーによ
って行っている。

［発明が解決しようとする課題］ トグル式型締装置においては、金型が温度変化すると、
型締力の変化は大きいが、型厚の変化は少ないのが通常
である。

したがって、その型厚変化分を従来のように、型厚調整
手段でトグル装置全体を移動させて微調整することは、
その型厚調整量が微小であるために容易ではなく、型締
力を正確に修正するには経験と時間とを要する。また型
締力の修正を行うときには、成形を一旦中断せねばなら
ないので生産性の点でも問題があった。

この発明は上記トグル式型締装置における課題を解決す
るために考えられたものであって、その目的は、トグル
式型締装置の駆動源をサーボモータとし、そのサーボモ
ータとクロスヘッドの位置検出との関連をもって、型締
力を容易にかつ確実に修正できる新たな方法を提供する
ことにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的によるこの発明の特徴は、サーボモータによる
回転運動を直線運動に変えてトグル機構のクロスヘッド
に伝達し、そのトグル機構により可動盤の移動を行うト
グル式型締装置の上記サーボモータに、出力トルクの上
限値を制限するトルクリミット機能を備えた制御装置
と、該サーボモータの回転量からクロスヘッドの位置を
検出するセンサーとを設け、そのセンサーによりクロス
ヘッドの金型保護開始位置及び金型保護完了位置等への
到達を検出するとともに、その位置ごとにサーボモータ
のトルク値を制御するようにし、クロスヘッドの金型保
護開始位置の検出より金型保護終了位置の検出までは、
サーボモータを低圧型締トルク値に設定されたトルクリ
ミット指令によって低トルクに制御し、金型保護終了位
置の検出からは、上記トルク値よりもやや大きく金型を
閉鎖させることのできる大きさの金型閉鎖トルク値にト
ルクリミット指令を変更して型締を行い、その変更時よ
り一定時間後のクロスヘッドの位置を検出し、その位置
と設定された型締力とから、設定型締力を発生させるク
ロスヘッドの前進限位置を演算するとともに、金型閉鎖
トルクリミット指令を解除して型締を継続させ、クロス
ヘッドを上記設定された前進限位置に、サーボモータに
より位置決め制御することにある。

［作用］ 上記方法では、金型保護工程におけるトルク値よりやや
大きなトルクで型締を行い、金型閉鎖時点のクロスヘッ
ドの位置を検出する前に、低圧型締により金型間の異物
検出して、金型が正常であることを確認するので、異物
による金型の破損が防止される。

また金型閉鎖トルク値にトルクリミット指令を変更して
型締させるので、クロスヘッドは定速度で更に前進し、
その力のバランスした金型閉鎖位置以上にクロスヘッド
は前進できないので、一定時間経過後のクロスヘッド位
置の検出により、金型閉鎖位置の検出が正確に行われ
る。

更にまた、金型閉鎖位置検出後に、金型閉鎖トルクリミ
ットが解除され、クロスヘッドを上記演算された前進限
位置まで前進制御ののち、サーボモータによって位置決
め制御されるので、精度のよい型締力が得られる。

［実施例］ 図中１は圧受盤、２は固定盤で、両盤は四隅部にわたり
設けたタイバー3,3により連結してある。

４はタイバー3,3に挿通して圧受盤１と固定盤２との間
に設けた可動盤で、圧受盤１にトグル機構５をもって連
結してある。このトグル機構５の中央のクロスヘッド６
には、ボールナット７が内装してあり、また圧受盤１に
はボールねじ軸８が回動自在に取付けてある。

このボールねじ軸８と上記ボールナット７は互いに螺合
し、定位置のボールねじ軸８の回転運動が、ボールナッ
ト７により直線運動に変換され、クロスヘッド６の移動
によるリンク5a,5aの伸縮で、可動盤４が上記固定盤２
に対し進退移動し、固定盤２と可動盤４との対向側面に
取付けた金型９を開閉及び型締する構成よりなる。

このリンク機構５の駆動は、圧受盤側に取付けたサーボ
モータ10により行われる。このサーボモータ10と上記ボ
ールねじ軸８とは駆動ベルト11を介して接続しており、
またそのサーボモータ10には、制御装置12と、上記クロ
スヘッド６の位置をサーボモータの回転量から検出する
センサー13（エンコーダ）とが設けてある。さらにセン
サー13と上記制御装置12は中央コントローラ14と接続し
ている。

この中央コントローラ14は、マイクロコンピュタを備え
たディスプレイとして、CRT装置付きの射出成形機の制
御全体を司る制御装置であって、制御プログラムが記憶
されたROM、データの一時記憶や演算処理のためのRAM、
サーボモータを制御するための入出力装置を備え、数値
演算処理が可能なものである。

15は型厚調整用ナットで、スプロケット16とともに圧受
盤側に位置する各タイバー3,3のねじ部3aに螺合してあ
る。

成形開始に当たっての初期調整は、従来方法と同様に行
われる。型締力の設定は、圧受盤１側の各金型厚調整ナ
ット15をスプロケット16を介して同期的に他のモータ
（図は省略）により回動し、それにより圧受盤１と一緒
にトグル機構５の位置を移動させることにより行う。

またサーボモータ10の制御装置12は、サーボモータ10の
出力トルクの上限を制御するトルクリミット機能を有す
る中央コントローラ14のトルクリミット指令によって、
出力トルクの制御を行う。

金型保護についての低圧型締工程の操作は、従来の方法
と同様に試行あるいは経験によって行い、金型保護開始
位置、低圧型締トルクリミット値、金型タッチ位置、低
圧型締監視タイマーの設定時間等が設定される。金型閉
鎖トルクリミット値はタイバー3,3を伸ばすことのでき
ないサーボモータ10の出力値であって、しかし確実に金
型９を閉鎖できる値に経験値を前もって設定する。

場合によっては、設定型締力に応じたタイバー3,3の伸
びの値（この値とトグルの拡大率から型締正常時の金型
閉鎖時点のクロスヘッド６の位置が算出させる）から、
型締正常時の金型閉鎖時点のトグルの力の拡大率を演算
し、その拡大率に反比例させた値に金型閉鎖トルク値の
設定をかえれば、金型閉鎖検出時点の金型閉鎖力が常時
ほぼ一定の値となることによって、一段と正確な金型閉
鎖時点のクロスヘッド６の位置の検出ができる。

また金型閉鎖時点を低圧型締終了位置（金型タッチ位
置、金型保護が目的であるので、型締力は小さく、金型
は完全には閉鎖してないのが一般的であり、したがっ
て、タイバー3,3が伸ばされる直前の金型閉鎖状態の時
の位置とは異なる）からの時間によって検出するが、そ
の金型閉鎖検出タイマーの設定時間は経験値によって設
定する。その時のクロスヘッド６の速度が遅くなってい
るので固定時間でよい。

型締の準備ができて、サーボモータ10が駆動して型締動
作が開始すると、中央コントローラ14はサーボモータ10
のセンサー13からの信号によって常時クロスヘッド６の
位置の検出を行い、型締制御がなされてクロスヘッド６
の位置が金型保護開始設定位置に達したか否かを判断
し、低圧型締トルクリミット指令を出力する。サーボモ
ータ10は低圧型締トルクリミット値で駆動され、クロス
ヘッド６、可動盤４、そして金型９は弱い力で移動す
る。

上記低圧型締監視タイマーがタイムアップしたか、クロ
スヘッド位置は金型閉鎖位置にきたかを判断し、金型タ
ッチ位置（金型保護終了位置）にくると低圧型締トルク
リミットを解除し金型閉鎖トルクリミット指令を出力す
るとともに、金型閉鎖検出タイマーをスタートさせる。
その結果、サーボモータ10は金型閉鎖トルクリミット設
定値で駆動され、金型９は低圧型締力よりは大きいがタ
イバー3,3を伸ばすには弱い力で移動されることにな
る。

しかし、金型タッチ位置に金型が達する前に低圧型締監
視タイマーがタイムアップすると、アラーム信号を発生
させ、金型間に異物があることを表示する。金型タッチ
位置にクロスヘッド位置が達したときにスタートした金
型閉鎖検出タイマーが、タイムアップした時点のクロス
ヘッド６の位置を読み取り、その検出された位置と設定
された型締力とから、設定型締力を発生されるクロスヘ
ッド６の前進限位置を演算するとともに、金型閉鎖トル
ク指令を解除して型締工程を続行させ、サーボモータ10
によってクロスヘッド前進限位置に位置決め駆動制御さ
せることによって、型締力を制御する。

第２図は上記経過をフローチャートとしてに表したもの
である。

なお、型締力修正のための上記クロスヘッド前進限位置
を設定変更するにあたり、その修正量が許容値以内の時
には、修正せずに前回の値のままとするか、あるいは前
以て設定された修正許容範囲値外の時には、アラームを
出力させる等の操作を加えればさらによくなる。

［発明の効果］ この発明は上述のように、トルクリミット機能を用いて
低圧型締による金型保護工程を行った後に、トルクリミ
ット機能を利用して低圧で金型を更に前進をさせながら
金型閉鎖位置の検出を行い、その時のクロスヘッド位置
の検出値から設定型締力を発生させるクロスヘッド前進
限位置を算出し、クロスヘッドをサーボモータの位置制
御によって上記位置に位置決めさせて、型締力の制御を
行うので、異物による金型の損傷を防止することができ
る。

また型締時におけるタイバーの伸びが型締力に比例する
ため、その型締力を発生させるには、タイバーの伸びを
制御すればよいので、金型が閉鎖された時点のクロスヘ
ッドの位置が正確に検出でき、そのクロスヘッド位置と
型締力を発生させるに必要なタイバーの伸び量から、ト
グル機構の力の拡大率を考慮に入れて、設定された型締
力を発生させるクロスヘッドの前進限位置が演算により
容易に算出ができ、型締工程中での型締力の調整も自動
的に行えることから、従来方法よりも作業効率が向上
し、型締力検出のための特別な装置を必要とせず、廉価
な装置で済むなどの利点を有する。

更にまた、金型閉鎖時点のクロスヘッドの位置の値か
ら、トグルの力の拡大率を演算し、その拡大率に反比例
させた値に金型閉鎖トルク値の設定を自動的に変えるよ
うにすれば、金型閉鎖検出時点の金型閉鎖力（可動盤前
進力）が常時ほぼ一定の値となることによって、一段と
正確な金型閉鎖時点のクロスヘッドの位置の検出がで
き、さらに正確な型締力の制御が可能となる等の特長を
有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の型締力修正方法の説明図、第２図はそ
のフローチャート図である。 １……圧受盤、２……固定盤 ３……タイバー、４……可動盤 ５……トグル機構 ６……クロスヘッド ７……ボールナット ８……ボールねじ軸、９……金型 10……サーボモータ、11……駆動ベルト 12……サーボモータの制御装置 13……クロスヘッド位置検出用のセンサー 14……中央コントロール 15……型厚調整ナット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】サーボモータによる回転運動を直線運動に
   変えてトグル機構のクロスヘッドに伝達し、そのトグル
   機構により可動盤の移動を行うトグル式型締装置の上記
   サーボモータに、出力トルクの上限値を制限するトルク
   リミット機能を備えた制御装置と、該サーボモータの回
   転量からクロスヘッドの位置を検出するセンサーとを設
   け、そのセンサーによりクロスヘッドの金型保護開始位
   置及び金型保護完了位置等への到達を検出するととも
   に、その位置ごとにサーボモータのトルク値を制御する
   ようにし、クロスヘッドの金型保護開始位置の検出より
   金型保護終了位置の検出までは、サーボモータを低圧型
   締トルク値に設定されたトルクリミット指令によって低
   トルクに制御し、金型保護終了位置の検出からは、上記
   トルク値よりもやや大きく金型を閉鎖させることのでき
   る大きさの金型閉鎖トルク値にトルクリミット指令を変
   更して型締を行い、その変更時より一定時間後のクロス
   ヘッドの位置を検出し、その位置と設定された型締力と
   から、設定型締力を発生させるクロスヘッドの前進限位
   置を演算するとともに、金型閉鎖トルクリミット指令を
   解除して型締を継続させ、クロスヘッドを上記設定され
   た前進限位置に、サーボモータにより位置決め制御する
   ことを特徴とするトグル式型締装置の型締力修正方法。