JPH0773863B2 - 直圧式型締装置における安全装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、可動プラテンをサーボモータと誘導電動機に
よって駆動し、型締を行う射出成形機における直圧式型
締装置における安全装置に関する。

従来の技術 射出成形機の型締装置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装置と、駆動源
より直接金型を駆動し金型の開閉，型締を行う直圧式型
締装置が公知である。

型締装置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、即ちロックア
ップ時には大きな力を必要としている。そのため、型締
装置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。

トグル式型締装置においては、金型が開の状態ではその
トグルリンクの特性によっ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装置に適した特性を有している。

一方、直圧式の型締装置においては上述したトグル式型
締装置と異なり、金型の開，閉の状態に合わせて、金型
移動の速度及び力を換えることができない。しかし、金
型の厚みが変わったとき、トグル式型締装置では必要と
する型厚調整を直圧式型締装置では行う必要がないとい
う利点を有している。

この直圧式型締装置の場合、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、非常に高価な型締装置と
なってしまう。

汎用のモータによっ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
によっ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、金型を開閉させるための駆動源にサーボモータ
を用い、金型タッチ後の金型を締め付ける駆動源に誘導
電動機を用い、減速機構を介して大きな型締力を発生さ
せるようにして、サイクルタイムを短くし、かつ、大き
な型締力を得られる直圧式型締装置が開発され、すでに
出願されている（例えば、特開昭63−25014号公報、特
開昭63−77726号公報）。

発明が解決しようとする問題点 金型の開閉はサーボモータで行い、型締は誘導電動機で
行う上記直圧式型締装置においては、誘導電動機の回転
を制御するブレーキ装置の故障や他の何らかの故障によ
って、設定型締力位置以上に可動プラテンを移動させて
金型を破損させるおそれが生じる。

そこで、本発明の目的は、設定型締力以上に異常に金型
が締付けられているおそれがあるとき、誘導電動機の駆
動を停止させ、金型破損を防止する直圧式型締装置の安
全装置を提供することにある。

問題点を解決するための手段 第１図は本発明が採用した上記問題点を解決するための
手段のブロック図であり、金型が取付けられる可動プラ
テンＡは金型の開閉動作をサーボモータＢで駆動し、金
型タッチ後の型締時には誘導電動機Ｃが駆動し型締を行
うよう制御回路Ｄで制御する直圧式型締装置において、
金型タッチ後設定された所定時間を経時するタイマー手
段Ｅと、可動プラテンＡが設定された許容位置まで達し
たとき出力信号を出力する判別手段Ｆとを設け、上記可
動プラテンＡが設定型締力位置に達する前に上記タイマ
ー手段Ｅがタイムアップしたとき、または上記判別手段
より出力が出されたとき上記誘導電動機Ｃの駆動を停止
させるようにすることによって上記問題点を解決した。

作 用 金型の開閉は、サーボモータによって早い開閉速度で行
われる。可動プラテンＡの位置はサーボモータＢに設け
られた位置検出器によって検出され、金型タッチ位置に
達すると誘導電動機Ｃが駆動されて該誘導電動機によっ
て大きな力で型締動作が行われる。一方、金型タッチ位
置に達すると、上記タイマー手段Ｅが経時を開始し、型
締力設定位置に達する前に上記タイマー手段Ｅがタイム
アップすると、制御回路Ｄは誘導電動機の駆動を停止さ
せる。すなわち、金型タッチ後所定時間内に設定型締力
位置に達しないということは、金型内に何か異物が挾ま
っている等のことを意味するので、そのまま誘導電動機
を駆動すると金型を破損させるおそれがあるからであ
る。また、設定型締力位置まで達し、誘導電動機に対し
駆動停止指令が出力されたにもかかわらず、可動プラテ
ンＡの位置が、ブレーキの故障やスイッチ類の故障等に
より、許容位置以上まで移動しているときには、非常停
止指令を出力し、誘導電動機の電源スイッチを切り、誘
導電動機の駆動を停止させる。これにより金型破損を防
止する。

実施例 第１図は本発明を実施する一実施例のブロック図で、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４が貫通し、該タイバー４に沿
って図中左右に移動可能になっている。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
うになっている。また、可動プラテン１の中心部にはナ
ット取付部材５が固着され、該ナット取付部材５にはボ
ールネジ６と螺合すボールナット７が固着されている。
上記ナット取付部材５は略円筒状で、中心部の孔内を上
記ボールネジ６が進出自在になっている。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
は位置検出器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の出力軸はクラッ
チ15に入力され、クラッチ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1
2、ブレーキ装置13、クラッチ15への給電をオン，オフ
させるものである。また、SW4は非常用の開閉器で、後
述するように、型締動作に異常が生じたときオフとなる
ものである。

NC装置20は、数値制御用マイクロプロセッサ（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ッサ（以下、PMC用CP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，スクリュ回転用，エジェクタ用等の各種サーボモー
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）がサーボインタフェース26を介
して接続されている。一方、PMC用CPU22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31,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〜SW4が接続され、誘導電動機12,ブレーキ装
置13,クラッチ15への給電を制御すると共に異常時には
これらの要素12,13,15への給電を停止させるようになっ
ている。さらに、上記出力回路32はサーボ回路25と接続
され、サーボモータ10の出力トルクを制限できるように
なっている。

次に動作を説明する。第２図は本発明の一実施例の型閉
じ動作処理フローチャートで、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，
金型タッチ位置，型締力，型開き加速位置，型開き減速
位置及び各移動速度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CPU
22は出力回路32を介してスイッチSW3をオフにし、クラ
ッチ15を切る（ステップS1）。一方、NC用CPU21はNCプ
ログラムに従ってパルス分配を行い、サーボインターフ
ェイス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11,タイミングベルト1
7,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ットを前進（型閉じ
方向）させ、ナット取付部材５を介して可動プラテンを
前進させ（ステップS2）、設定された金型タッチ位置ま
で可動プラテンを移動させ、金型タッチ位置までのパル
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
信号が書込まれたか否かを監視し、パルス分配完了信号
を共有RAM30より読取ると（ステップS3）、タイマーT1
をスタートさせると共に出力回路32を介して、スイッチ
SW3をオンにしクラッチ15を入れ、スイッチSW1をオンに
して誘導電動機18を駆動する。そして、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ット値０を
出力する。一方、NC用CPU21は設定型締力位置、即ち、
ロックアップ位置までのパルス分配をサーボモータ10へ
開始する（ステップ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
ッチ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によっ
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
ールナット７及び可動プラテン１は大きなトルクによっ
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
レジスタにはロックアップ位置までの分配パルスが入力
されるが、トルクリミット値が「０」であるため、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によって駆動された
タイミングベルト17によっ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、この回転を位置検出器
PCは検出し、フィードバッ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。一方、PMC用CPU
22は上記タイマーT1がタイムアップしたか（ステップS
5）、NC用CPU21より設定型締力位置に達し、ロックアッ
プ完了信号が共有RAM30に書込まれたか否か監視する
（ステップS6）。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、ロックアップが完了し、ロ
ックアップ完了位置のインポジション信号がサーボ回路
25よりサーボインターフェイス26を介して入力されると
NC用CPU21は共有RAM30にロックアップ完了信号を書込
み、PMC用CPU22は該信号を読取ると（ステップS6）、出
力回路32を介してスイッチSW2をオンにしブレーキ装置1
3を作動させ、減速器14,クラッチ15,タイミング歯車16,
タイミングベルト17,タイミング歯車9,ボールネジ6,ボ
ールナット７を介して可動プラテン１をロックアップ位
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を介してスイッチSW1をオフにし誘
導電動機12の駆動を停止させると共にタイマーT2をスタ
ートさせ（ステップS7）、タイマーT2がタイムアップす
るのを待って（ステップS8）、可動プラテン１が設定さ
れた許容位置内にあるか否かをNC用CPU21を介してサー
ボ回路25内のエラーレジスタの値を読取って判断する
（ステップS9）。すなわち、タイマーT2はわずかの時間
が設定されており、設定型締力位置に達し、ブレーキ装
置13が作動し、可動プラテン１が固定された後わずか遅
れて可動プラテン１の位置を検出するようにして、スイ
ッチSW1,SW2やブレーキ装置等の故障等で可動プラテン
１が異常に前進し、機械が金型タッチ後許容できる移動
量までの許容位置以上まで進み、金型を異常に締付けて
いるか否か判断するもので、もし、ステップS9で許容位
置内であれば、正常に型締が行われているとして型閉じ
動作は終了し、次の工程へ移行する。

もし、ステップS9で可動プラテン位置が許容位置内でな
い場合には、非常用スイッチSW4をオフにし、誘導電動
機12,ブレーキ装置13,クラッチ15への給電を停止し、非
常停止させ（ステップS10）、CRT34の画面に型締力過大
の表示をさせ（ステップS11）、射出成形機の駆動を停
止させる。その結果、金型の締付けは開放され、金型を
破損させるようなことはなくなる。

また、ステップS5において、設定型締力位置に達する前
にタイマーT1がタイムアップすると、該タイマーT1には
金型タッチ位置より設定型締力位置に達するに要する時
間よりも長く、かつ金型タッチ位置から許容位置に達す
る時間以下の時間が設定されており、そのため、タイマ
ーT1がタイムアップするということは、正常の型締作動
ではあり得ないことであり、金型内に何か異物等が挾ま
れていて、設定時間内に設定型締力位置までに達しない
ことを意味するものであるから、ステップS5で設定型締
力位置に達する前にタイマーT1がタイムアップしたとき
は、ステップS10へ進み非常停止させる。

なお、可動プラテンの型締方向への移動許容位置はNC用
CPU21を介してサーボ回路25内のエラーレジスタより可
動プラテン１の位置を検出し、設定された許容位置以内
か否か判断してもよいが、また、リミットスイッチ等を
設け、該リミットスイッチの設定位置によって許容位置
を設定し、可動プラテンが該リミットスイッチをオンさ
せることにより、許容位置を越えたか否かを判断させる
ようにしてもよい。

発明の効果 以上述べたように、金型の開，閉はサーボモータによっ
てその移動を早くし、型締時においては誘導電動機によ
り大きな力を発生させて型締を行う型締装置において
は、誘導電動機によって大きな力を発生させることがで
きるから、金型が異常に締付けられ金型を破損させるお
それが生じるが、本発明においては、この異常締付けを
タイマー手段と、許容位置まで可動プラテンが達してい
るか否かを判別する判別手段によって検出し、異常締付
けが生じている場合には、誘導電動機を非常停止させる
ようにしたから、金型を破損させるようなことはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術の問題点を解決するために本発明が採
用した手段のブロック図、第２図は本発明の一実施例の
要部ブロック図、第３図は同実施例の型閉じ，型締の動
作処理フローチャートである。 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……
ボールナット、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……クラッチ、20……数値制御装置、
SW1〜SW3……開閉器、PC……位置検出器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金型タッチ位置まではサーボモータで駆動
   し、金型タッチ後は誘導電動機により設定型締力位置ま
   で可動プラテンを駆動するよう制御回路によって制御さ
   れる直圧式型締装置において、金型タッチ後設定された
   所定時間を経時するタイマー手段と、可動プラテンが設
   定された許容位置まで達したとき出力信号を出力する判
   別手段とを設け、上記可動プラテンが設定型締力位置に
   達する前に上記タイマー手段がタイムアップしたとき、
   または上記判別手段より出力が出されたとき上記誘導電
   動機の駆動を停止させるようにした直圧式型締装置にお
   ける安全装置。