JPH10249901A

JPH10249901A - 成形機の型締め制御方法

Info

Publication number: JPH10249901A
Application number: JP6484497A
Authority: JP
Inventors: Akikimi Kuroda; 章公黒田
Original assignee: Toyo Machinery and Metal Co Ltd
Current assignee: Toyo Machinery and Metal Co Ltd
Priority date: 1997-03-18
Filing date: 1997-03-18
Publication date: 1998-09-22

Abstract

(57)【要約】【課題】１ショットサイクルの間に、型締め用の電動
サーボモータに電流を供給しない期間、すなわち、型締
め用の電動サーボモータに休止期間を設けることによっ
て、電動サーボモータの放熱を図り、以って、モータ寿
命の延命化や動作信頼性を向上させること。【解決手段】型締め行程時に、センサからの情報によ
って、トグルリンク機構のＡリンクとＢリンクとが、一
直線状になったデッドポイントに至ったことを検知する
と、制御手段は、電動サーボモータへの電流供給を、型
開き開始時点まで遮断させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形機やダイ
カストマシンなどの成形機の型締め制御方法に係り、特
に、型締め用（型開閉用）の駆動源として電動サーボモ
ータを用いると共に、型締めメカニズムとしてトグルリ
ンク機構を用いた、成形機における型締め制御方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】型締め用の駆動源として電動サーボモー
タを用いると共に、型締めメカニズムとしてトグルリン
ク機構を用いた型締め装置は、電動サーボモータの回転
をボールネジ／ナット機構等の回転−直線運動変換機構
によって直線運動に変換し、この直線運動をトグルリン
ク機構の入力端であるクロスヘッドに伝達して、トグル
リンク機構を伸展もしくは折り畳むように駆動すること
により、型閉じ，型締めと、型開きとを行なうようにな
っている。

【０００３】斯様な構成をとる型締め装置は、特公平１
−２２１３５号公報に開示されており、この先願公報に
開示された従来技術においては、型締め完了時にも型締
め力の保持を行なうために、型締め用の電動サーボモー
タに駆動用の微小電流を流すようにしている。

【０００４】また、上記の先願公報においては、型開き
完了状態にある際の上記電動サーボモータの制御に関し
ては触れられていないが、従来は一般的に、電動サーボ
モータをフィードバック制御するにあたっては、例え停
止位置にあるときでも、停止位置保持のためのフィード
バック制御を行なっているのが通例であり、このため、
電動サーボモータのドライバ回路（サーボアンプ）は常
に電源オンの状態にあって、型開き完了状態においても
極めて微弱ではあるも、電動サーボモータには保持電流
が流れるようになっていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
技術においては、型締め完了後から型開き開始までの間
も、換言するなら、射出行程およびこれに引き続く冷却
行程時にも、型締め力の保持を行なうために型締め用の
電動サーボモータに駆動用の微小電流を流すようにして
おり、このため電動サーボモータに駆動電流が流れる期
間が多く、電動サーボモータが加熱されて、モータの寿
命や動作信頼性を劣化させ易いという問題があった。さ
らにまた、型開き完了状態にある際にも、電動サーボモ
ータには保持用の微弱電流が流れるので、連続成形運転
中には、電動サーボモータには絶えず電流が流されてい
ることになり、より一層電動サーボモータが加熱され
て、モータの寿命や動作信頼性を劣化させ易いという問
題があった。加えて、消費電力の点でも（省エネの観点
からも）、問題があるものであった。

【０００６】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
その目的とするところは、１ショットサイクルの間に、
型締め用の電動サーボモータに電流を供給しない期間、
すなわち、型締め用の電動サーボモータに休止期間を設
けることによって、電動サーボモータの放熱を図り、以
って、モータ寿命の延命化や動作信頼性を向上させるこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、型締め用の駆動源としての電動サーボモータ
と、この電動サーボモータを搭載した支持プレートと、
固定側金型を取り付けた固定ダイプレートと、支持プレ
ートと固定ダイプレートとの間に掛け渡された複数本の
タイバーと、この各タイバーに挿通されて前後進である
と共に、可動側金型を取り付けた可動ダイプレートと、
電動サーボモータの回転を直線運動に変換する回転−直
線運動変換機構と、この回転−直線運動変換機構によっ
て駆動されて可動ダイプレートを前後進させるトグルリ
ンク機構と、電動サーボモータの回転量を検出するセン
サと、このセンサの情報を取り込んで電動サーボモータ
のドライバ回路を制御する制御手段とを、具備した成形
機の型締め制御方法において、型締め行程時に、センサ
からの情報によって、その一端側を可動ダイプレートに
回転可能に連結されたトグルリンク機構のＡリンクと、
このＡリンクの他端側にその一端側を回転可能に連結さ
れると共に、その他端側を支持プレートに回転可能に連
結されたトグルリンク機構のＢリンクとが、一直線状に
なったデッドポイントに至ったことを検知すると、制御
手段は、電動サーボモータへの電流供給を、型開き開始
時点まで遮断させる。さらに、制御手段は、電動サーボ
モータへの電流供給を、型開き完了時点から型閉じ開始
時点までの間も、遮断させる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を用いて説明する。図１および図２は、本発明の１実
施形態に係る射出成形機の型締め系（型開閉系）メカニ
ズムの構成を示す図で、図１は型開き完了状態を表し、
図２は型締め完了状態を表している。

【０００９】図１，図２において、１は固定側金型２を
取り付けた固定ダイプレート、３は可動側金型４を取り
付けた可動ダイプレート、５は型締め用電動サーボモー
タ６（以下、単にサーボモータ６と称す）などを搭載し
た支持プレート（テールストック）である。固定ダイプ
レート１は所定位置に固設されており、また、支持プレ
ート５も成形運転時には固定位置を保持するようになっ
ており、この固定ダイプレート１と支持プレート５との
間には、複数本（ここでは４本）のタイバー７が掛け渡
されている。そして、可動ダイプレート３が各タイバー
７に挿通されて、可動ダイプレート３は、タイバー７に
沿って前後進可能であるように設置されている。

【００１０】８は支持プレート５に回転可能に保持され
たプーリ付きナット体で、このプーリ付きナット体８
と、支持プレート５に取り付けられたサーボモータ６の
出力軸に固着された出力プーリ９との間には、タイミン
グベルト１０が巻き渡されていて、サーボモータ６の回
転をプーリ付きナット体８に伝達するようになってい
る。１１はプーリ付きナット体８に螺合されたボールネ
ジ軸で、ボールネジ軸１１はプーリ付きナット体８の回
転で前後動し、プーリ付きナット体８とボールネジ軸１
１とによって、回転運動を直線運動に変換する回転−直
線運動変換機構が構成されている。

【００１１】１２はボールネジ軸１１の前後進で駆動さ
れるトグルリンク機構（ここでは、ダブルトグルリンク
機構）で、このトグルリンク機構１２の入力端たるクロ
スヘッド１３に、ボールネジ軸１１の一端部が固着され
ている。また、１４はＡリンク、１５はＢリンク、１６
はＣリンクで、Ａリンク１４は、その一端側を可動ダイ
プレート３に回転可能に連結されると共に、その他端側
をＢリンク１５の一端側に回転可能に連結されており、
Ａリンク１４に結合されたＢリンク１５は、その他端側
を支持プレート５に回転可能に連結されており、Ｃリン
ク１６は、その一端側をクロスヘッド１３に回転可能に
連結されると共に、その他端側をＢリンク１５の中間部
に回転可能に連結されている。なお、Ｃリンク１６の他
端側は、Ａリンク１４とＢリンク１５との軸支結合部
に、同軸に結合する構成としても差し支えない。

【００１２】上記したトグルリンク機構１２は、図１に
示した型開き完了状態では折り畳まれており、この状態
からボールネジ軸１１が前進（図示右行方向に移動）す
ることによってトグルリンク機構１２は伸展させられ
て、これによって可動ダイプレート３を前進させて型閉
じ，型締めを行ない、また、図２に示した型締め完了状
態から、ボールネジ軸１１が後退（図示左行方向に移
動）することによって、トグルリンク機構１２は伸展状
態から折り畳まれて、これによって可動ダイプレート３
を後退させて型開きを行なうようになっている。

【００１３】ここで、本発明においては、金型交換時に
行なう型厚（ダイハイト）調整／増締力調整の工程で、
トグルリンク機構１２が所定の型締め力を発生させる
（公知のように、タイバー７を微小量引き伸ばすことに
よって所定の型締め力を発生させる）型締め完了状態を
とった際には、必ず、上記したＡリンク１４とＢリンク
１５とが一直線状になったデッドポイントとなるように
設定する。そして、これによって、型締め完了状態にお
いては、Ａリンク１４とＢリンク１５が一直線状に突っ
張って、トグルリンク機構１２が力学的に安定状態をと
り、クロスヘッド１３に与える駆動力を零（０）として
も、所定の型締め力が維持できるようにしてある。

【００１４】なお、図１において、１７はサーボモータ
６の回転量を検出する回転量検出センサ（エンコーダ）
で、基準位置からのサーボモータ６の回転量を検出し
て、この回転量検出センサ１７の出力によって、後記す
るシステムコントローラ２０がクロスヘッド１３の位
置、およびこれと相関関係にある可動ダイプレート３の
位置を認知するようになっている。

【００１５】図３は、本実施形態に係る射出成形機の制
御系統の簡略化したブロック図である。同図において、
２０はマシン（射出成形機）全体の動作制御や表示制御
などを司るシステムコントローラ、２１はマシンの各部
に備えられた多数のセンサで構成されるセンサ群、２２
はマシンの各部に配設された多数の駆動源を駆動制御す
るための多数のドライバ回路で構成されたドライバ群、
２３はマシンの前面部に配設されたキー入力装置、２４
はキー入力装置２３に隣接して配設された例えばカラー
ＣＲＴディスプレイ，カラーＬＣＤ等よりなる表示装置
である。なお、センサ群２１中には、前記した回転量検
出センサ１７が含まれ、ドライバ群２２中には、サーボ
モータ６を駆動制御する型締め用モータドライバ回路２
５（型締め用モータのサーボアンプ；以下、単にモータ
ドライバ回路２５と称す）が含まれている。

【００１６】上記のシステムコントローラ２０は、計量
動作（混練・可塑化・計量動作），射出動作（１次射出
動作と保圧動作），型閉じ・型締め動作，型開き動作，
エジェクト動作等の成形行程全体の制御や、実測データ
の演算・格納処理，良品／不良品の判定処理，異常判定
処理等の演算・判定処理、あるいは表示装置２４の出力
画像の表示制御処理等々の各種処理を実行する。このシ
ステムコントローラ２０は、実際には各種Ｉ／Ｏインタ
ーフェイス，ＲＯＭ，ＲＡＭ，ＭＰＵ等を具備したマイ
コンを主体としたもので構成され、予め作成された各種
プログラムにより各種処理を実行するも、本実施形態に
おいては、成形条件設定記憶部２６と、成形プロセス制
御部２７と、実測値記憶部２８と、表示処理部２９等と
を備えたものとして、以下の説明を行う。なお、上記成
形条件設定記憶部２６中において、２６ａは、型閉じ・
型締め行程および型開き行程の制御条件を格納する型開
閉制御条件設定格納部である。

【００１７】成形条件設定記憶部２６には、キー入力装
置２３等によって入力された各種運転条件値が、書き替
え可能な形で記憶されている。この運転条件値（運転条
件設定データ）としては、例えば、計量制御条件，射出
（１次射出および保圧）制御条件，型閉じ・型締め制御
条件，型開き制御条件，エジェクト制御条件，製品自動
取り出し機の制御条件，各部のバンドヒータ温度，各部
の冷却温度等々が挙げられる。

【００１８】また、成形条件設定記憶部２６の型開閉制
御条件設定格納部２６ａには、型閉じ行程の開始タイミ
ング条件，型閉じ行程の可動ダイプレート３の位置に応
じた速度制御条件，金型タッチ後の型締め行程のクロス
ヘッド１３の駆動条件と型締め力，型締め行程の終了タ
イミング条件，型開き行程の開始タイミング条件，型開
き行程の可動ダイプレート３の位置に応じた速度制御条
件，型開き行程の終了タイミング条件等が格納されてい
る。

【００１９】成形プロセス制御部２７は、予め作成され
た成形プロセス制御プログラムと、成形条件設定記憶部
２６に格納された運転条件値（運転条件設定データ）と
に基づき、マシンの各部に配設された前記センサ群２１
（位置センサ，圧力センサ，回転数（回転量）検出セン
サ，温度センサ等々）からの計測情報および自身に内蔵
されたクロックからの計時情報を参照しつつ、前記ドラ
イバ群１２（モータドライバ，ヒータドライバ等々）を
介して対応する駆動源を駆動制御し、一連の成形行程を
実行させる。

【００２０】実測値記憶部２８には、連続自動運転時に
おける予め設定されたモニタ項目の総べての実測データ
が、連続する所定回数のショットにわたって取り込まれ
る。取り込まれるモニタ項目としては、時間監視項
目，位置監視項目，回転数監視項目，速度監視項
目，圧力監視項目，温度監視項目，電力監視項目
等が挙げられ、前記した成形運転条件設定項目の重要項
目がほぼ含まれるようになっている。

【００２１】表示処理部２９は、キー入力装置２３によ
るオペレータが所望するモードの表示画面の呼び出し指
令によって、予め作成された表示画像作成・制御プログ
ラムに基づき、指定された表示モードの表示画面データ
を作成する。

【００２２】次に、本実施形態の型開閉動作について説
明する。本実施形態においては、型開き動作の完了タイ
ミングから型閉じ動作の開始タイミングまでの間、成形
プロセス制御部２７は、前記モータドライバ回路２５を
電源オフ状態において、前記サーボモータ６への電流供
給をシャットオフさせている。そして、成形条件設定記
憶部２６中の型開閉制御条件設定格納部２６ａの設定デ
ータを参照している成形プロセス制御部２７が、適宜の
信号の到来あるいはタイマ手段からの計時情報等に基づ
いて、型閉じ行程の開始タイミングに至ったことを認知
すると、モータドライバ回路２５を電源オン状態に切り
替えると共に、型閉じ行程の制御設定条件に応じて、モ
ータドライバ回路２５によってサーボモータ６を駆動制
御させて、前記したようにボールネジ軸１１の前進によ
ってトグルリンク機構１２を駆動して、可動ダイプレー
ト３を前進させる。

【００２３】可動ダイプレート３の可動側金型４が固定
ダイプレート１の固定側金型２にタッチした金型タッチ
を、前記した回転量検出センサ１７からの計測情報によ
って認知すると、成形プロセス制御部２７は、型締め行
程の制御設定条件に応じて、モータドライバ回路２５に
よってサーボモータ６を駆動制御させて、ボールネジ軸
１１をさらに所定量だけ前進させることによって、トグ
ルリンク機構１２の前記したＡリンク１４とＢリンク１
５が一直線状になったデッドポイントに至るまで、さら
にトグルリンク機構１２を駆動して、これにより所定の
型締め力を発生させる。

【００２４】上記の型締め行程が完了したことを、回転
量検出センサ１７からの計測情報によって認知すると、
成形プロセス制御部２７は、直ちにモータドライバ回路
２５を電源オフ状態に切り替えて、サーボモータ６への
電流供給をシャットオフさせる。

【００２５】そしてこの後、型開閉制御条件設定格納部
２６ａの設定データを参照している成形プロセス制御部
２７が、適宜の信号の到来あるいはタイマ手段からの計
時情報等に基づいて、型開き行程の開始タイミングに至
ったことを認知すると、モータドライバ回路２５を電源
オン状態に切り替えると共に、型開き行程の制御設定条
件に応じて、モータドライバ回路２５によってサーボモ
ータ６を駆動制御させて、前記したようにボールネジ軸
１１の後退によってトグルリンク機構１２を駆動して、
可動ダイプレート３を後退させる。

【００２６】そして、可動ダイプレート３（クロスヘッ
ド１３）が所定位置まで後退して、型開き完了位置に至
ったことを、回転量検出センサ１７からの計測情報によ
って認知すると、成形プロセス制御部２７は、直ちにモ
ータドライバ回路２５を電源オフ状態に切り替えて、サ
ーボモータ６への電流供給をシャットオフさせ、次の型
閉じ行程の開始タイミングに至るまで、先に述べたよう
に、この状態を維持するようになっている。

【００２７】斯様に、本実施形態においては、サーボモ
ータ６へ電流を流さなくても型開閉メカニズムが不動状
態で安定している期間、すなわち、型締め完了状態を維
持している期間と型開き完了状態を維持している期間に
は、モータドライバ回路２５を電源オフ状態においてサ
ーボ制御を断つようにしているので、この期間にはサー
ボモータ６に電流が全く流れず、サーボモータ６にとっ
ては休止期間となって、放熱が図れることになる。した
がって、サーボモータ６の温度上昇を抑えることがで
き、モータ寿命の延命化や動作信頼性を向上させること
ができる。また、サーボモータ６の温度上昇を抑えるこ
とができるで、サーボモータ６の定格パワー（定格トル
ク）を大きく超えるパワーを安心して出力させることも
可能となるので、場合によっては、従来のように成形運
転中は絶えずサーボモータに電流が流れるものと比較す
ると、定格パワー（定格トルク）が１ランク下のサーボ
モータを用いることも可能となり、コストダウンを図る
こともできる。さらに、サーボモータ６に電流が全く流
れない期間があるので、消費電力の低減も図ることがで
きる。

【００２８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、１ショッ
トサイクルの間に、型締め用の電動サーボモータに電流
を供給しない期間、すなわち、型締め用の電動サーボモ
ータに休止期間を設けているので、電動サーボモータの
放熱が図れて温度上昇を抑えることができ、以って、モ
ータ寿命の延命化や動作信頼性を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施形態に係る射出成形機の型締め
系（型開閉系）メカニズムの、型開き完了状態における
構成図である。

【図２】本発明の１実施形態に係る射出成形機の型締め
系（型開閉系）メカニズムの、型締め完了状態における
構成図である。

【図３】本発明の１実施形態に係る射出成形機の制御系
統の簡略化したブロック図である。

【符号の説明】

１固定ダイプレート２固定側金型３可動ダイプレート４可動側金型５支持プレート６型締め用電動サーボモータ（サーボモータ）７タイバー８プーリ付きナット体９出力プーリ１０タイミングベルト１１ボールネジ軸１２トグルリンク機構１３クロスヘッド１４Ａリンク１５Ｂリンク１６Ｃリンク１７回転量検出センサ２０システムコントローラ２１センサ群２２ドライバ群２３キー入力装置２４表示装置２５型締め用モータドライバ回路（モータドライバ回
路）２６成形条件設定記憶部２６ａ型開閉制御条件設定格納部２７成形プロセス制御部２８実測値記憶部２９表示処理部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＢ３０Ｂ 1/10 Ｂ３０Ｂ 1/10 Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】型締め用の駆動源としての電動サーボモ
ータと、この電動サーボモータを搭載した支持プレート
と、固定側金型を取り付けた固定ダイプレートと、上記
支持プレートと上記固定ダイプレートとの間に掛け渡さ
れた複数本のタイバーと、この各タイバーに挿通されて
前後進であると共に、可動側金型を取り付けた可動ダイ
プレートと、上記電動サーボモータの回転を直線運動に
変換する回転−直線運動変換機構と、この回転−直線運
動変換機構によって駆動されて上記可動ダイプレートを
前後進させるトグルリンク機構と、上記電動サーボモー
タの回転量を検出するセンサと、このセンサの情報を取
り込んで上記電動サーボモータのドライバ回路を制御す
る制御手段とを、具備した成形機において、型締め行程時に、上記センサからの情報によって、その
一端側を上記可動ダイプレートに回転可能に連結された
上記トグルリンク機構のＡリンクと、このＡリンクの他
端側にその一端側を回転可能に連結されると共に、その
他端側を上記支持プレートに回転可能に連結された上記
トグルリンク機構のＢリンクとが、一直線状になったデ
ッドポイントに至ったことを検知すると、上記制御手段
は、上記電動サーボモータへの電流供給を、型開き開始
時点まで遮断させることを特徴とする成形機の型締め制
御方法。
【請求項２】請求項１記載において、前記制御手段は、前記電動サーボモータへの電流供給
を、型開き完了時点から型閉じ開始時点までの間も、遮
断させることを特徴とする成形機の型締め制御方法。