JPH10305468A - 成形機の型締め条件設定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金型タッチ前の低圧型締め行程の期間を必要
最小限にものにするべく、低圧型締め行程の開始位置を
適正位置に自動設定できるようにすること。 【解決手段】 試験型締め運転中における型締め用駆動
力の実測値から、低圧型締め行程で求められる所定低圧
型締め力値まで圧力降下した時点の位置の検出を行うと
共に、この検出した位置と金型タッチ位置に相当する位
置とを対比して、所定低圧型締め力値まで圧力降下した
時点の位置が、金型タッチ位置に相当する位置の手前の
予め定められた所定位置にない場合には、低圧型締め行
程の開始位置を修正して、繰り返して試験型締め運転を
行ない、所定低圧型締め力値まで圧力降下した時点の位
置が、金型タッチ位置に相当する位置の手前の予め定め
られた所定位置にきた際の、試験型締め運転時の低圧型
締め行程の開始位置を、成形運転時の低圧型締め行程の
開始位置として、自動設定する。

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条件設定方法に係
り、特に、可動側金型が固定側金型にタッチする前に、
金型離型面に異物が存在する否かを検知するために行な
う低圧型締め行程の開始位置を、自動的に最適設定する
ようにした型締め条件設定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】射出成形機などの成形金型をもつ成形機
においては、固定側金型と可動側金型との間に異物が介
在した状態で、型締め力を発生させるための高圧型締め
を行なうと、金型の破損につながり、また、成形不良に
もなるので、高圧型締めの前に、金型離型面に異物が存
在するか否かを検知するための低圧型締め行程を設ける
ことが多い。

【０００３】異物検出のための上記の低圧型締め行程
は、可動側金型が固定側金型にタッチする前の所定位置
（通常は、金型タッチの所定微小手前の位置）から開始
されるように、ユーザが設定するが、高速型締め行程か
ら低圧型締め行程に切り替わった際には応答遅れがある
ため、低圧型締め行程の開始から所定秒時を経た後、型
締めシリンダ（型締め駆動源）の型締め用駆動力（油圧
力）が、異物検出が可能な所定圧力値（以下、これを低
圧型締め圧力値と称する）まで圧力降下することにな
る。そして、低圧型締め圧力値の期間が所定秒時維持さ
れた後、所定の型締め力を発生させるための高圧型締め
行程に切り替えられるようになっていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来は上記
したように、ユーザが低圧型締め行程の開始位置を設定
するようにしていたが、低圧型締めは比較的に低速制御
されるので、低圧型締め行程の期間（時間）が長いほ
ど、トータルとしての型締め時間が長くなることにな
る。そこでユーザは、型締め時間を短縮するために、低
圧型締め行程の期間（時間）を必要最小限のものにしよ
うとして、低圧型締め行程の開始位置をトライ＆エラー
（何度ものリトライ作業）で、目視により勘や経験に頼
って設定しているのが現状で、このため、低圧型締め行
程の開始位置の設定は、極めて煩わしい作業となってい
た。

【０００５】また、ユーザが設定した低圧型締め行程の
開始位置は、最適位置であるか否かは不明で、最適位置
を見つけることが極めて困難なものとなっていた。この
ことを、図３を用いて説明する。

【０００６】いま、図３において、Ａ点が適正な低圧型
締め行程の開始位置であるとする。このＡ点を低圧型締
め行程の開始位置とした場合には、高速型締め行程から
低圧型締め行程に切り替わった後の所定秒時を経たタイ
ミングで、すなわち、金型タッチの所定微小手前位置に
相当する型締めシリンダのピストンロッド位置Ｂで、低
圧型締め圧力値Ｐ₀ まで圧力降下して、金型タッチの所
定微小手前位置から、異物検出のための実質的な低圧型
締めが行われて、低圧型締め行程の期間（時間）は必要
最小限のものとなり、低圧型締め行程の時間が短縮され
て、型締め時間が短縮できる。

【０００７】これに対して、例えば、ユーザが図３にお
けるＡ’点を低圧型締め行程の開始位置に設定した場合
には、上記した金型タッチの所定微小手前位置に相当す
る型締めシリンダのピストンロッド位置Ｂよりも、相当
手前のピストンロッド位置Ｂ’において、低圧型締め圧
力値Ｐ₀ まで圧力降下することになるので、比較的に低
速の低圧型締め行程の期間（時間）が長くなって、型締
め時間が長くなり、成形サイクルの短縮化の阻害要因と
なる。

【０００８】また、例えば、ユーザが図３におけるＡ”
点を低圧型締め行程の開始位置に設定した場合には、金
型タッチの前に低圧型締め圧力値Ｐ₀ まで圧力降下しな
くて、金型タッチの後には高圧型締め行程に直ちに移行
するので、金型間に異物が挾まっていても、強引に高圧
型締めが行われることになり、低圧型締め行程を設ける
ことの意味がなくなってしまう。

【０００９】斯様に、従来は低圧型締め圧力値Ｐ₀ まで
圧力降下するタイミング（位置）が、ユーザには全く判
らないため、設定した低圧型締め行程の開始位置が、最
適位置であることは保証しがたいものとなっていた。

【００１０】さらにまた、トグルリンク機構を用いるト
グルリンク式型締め装置では、トグルリンク機構の力の
入力端であるクロスヘッドの位置と、トグルリンク機構
で前後進駆動される可動ダイプレート（すなわち、可動
側金型）の位置とが、直線的に比例せず、かつ、トグル
リンク機構の入力端に印加された力に対して、トグルリ
ンク機構で出力される力は、リンク機構の状態（クロス
ヘッドの前進位置）に応じて変化するリンク機構のもつ
拡大率によって刻々変化するので、金型タッチ近傍での
トグルリンク機構がかなり伸びきった状態において、型
締めシリンダのピストンロッドがどの程度前進すると、
可動ダイプレートがどの程度前進し、この際にトグルリ
ンク機構に入力された力がどの位に拡大されるのかが、
ユーザには非常につかみづらく、ユーザにとっては、よ
り一層、低圧型締め行程の開始位置の設定作業が、時間
のかかる煩わしい作業となっていた。

【００１１】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、金型タッチ前の低圧型締め行
程の期間を必要最小限にものにするべく、低圧型締め行
程の開始位置を適正位置に自動設定できるようにするこ
とにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成するため、型締め駆動源のストローク位置または回
転量の位置換算値に応じて型締め条件を設定すると共
に、可動側金型が固定側金型にタッチする前に、金型離
型面に異物が存在する否かを検知するための低圧型締め
行程を設け、この低圧型締め行程の後に、所定の型締め
力を発生させるための高圧型締め行程に入るようにした
成形機の型締め条件設定方法において、予め定められた
低圧型締め行程の開始位置の基準データに基づいて試験
型締め運転を行ない、この試験型締め運転中における型
締め用駆動力の実測値から、低圧型締め行程で求められ
る所定低圧型締め力値（異物検出が可能な所定低圧型締
め力値）まで圧力降下した時点の位置の検出を行うと共
に、この検出した位置と金型タッチ位置に相当する位置
とを対比して、所定低圧型締め力値まで圧力降下した時
点の位置が、金型タッチ位置に相当する位置の手前の予
め定められた所定位置にない場合には、所定低圧型締め
力値まで圧力降下する時点の位置が、金型タッチ位置に
相当する位置の手前の予め定められた所定位置にくるよ
うに、低圧型締め行程の開始位置の変更を行なって、所
定低圧型締め力値まで圧力降下した時点の位置が、金型
タッチ位置に相当する位置の手前の予め定められた所定
位置にくるまで、繰り返して試験型締め運転を行ない、
所定低圧型締め力値まで圧力降下した時点の位置が、金
型タッチ位置に相当する位置の手前の予め定められた所
定位置にきた際の、試験型締め運転時の低圧型締め行程
の開始位置を、成形運転時の低圧型締め行程の開始位置
として、自動設定するようにした。

【００１３】

【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は、本発明の実施の１形態
（以下、本実施形態と称す）に係る射出成形機の型締め
系メカニズムおよび型締め制御系の構成を示す図であ
る。

【００１４】図１において、１は固定側金型２が取り付
けられた固定ダイプレート、３は型締めシリンダ（油圧
シリンダ）４等が搭載された保持盤、５は固定ダイプレ
ート１と保持盤３との間に架設された複数本のタイバー
である。

【００１５】６は各タイバーに挿通されて前後進可能で
あるように配設された可動ダイプレートで、可動側金型
７が取り付けられている。４ａは可動ダイプレート６を
前後進させる型締めシリンダ４のピストンロッドで、そ
の先端が可動ダイプレート６に必要に応じ適宜連結部材
を介して固定されている。

【００１６】上記メカニズムにおいて、型締めシリンダ
４のピストンロッド４ａが前進駆動されることによっ
て、可動ダイプレート６が図示せぬ型開き完了位置から
前進駆動される。そして、可動側金型７の離型面が固定
側金型２の離型面にタッチした後（金型タッチした
後）、ピストンロッド４ａはさらに所定量前進駆動さ
れ、これによって、タイバー５が微小量引き伸ばされて
所定の型締め力を発生させるようになっている。また、
型開き動作時には、型締めシリンダ４のピストンロッド
４ａが後退駆動されることによって、可動ダイプレート
６が図示せぬ型締め完了位置から、型開き完了位置に向
かって後退駆動されるようになっている。

【００１７】１０はシステムコントローラで、実際には
マシン全体の制御を司るものであるが、ここでは説明の
簡略化のため、型締め制御系の機能のみをその内部にブ
ロック化して示してある。すなわち、低圧開始位置の制
御条件演算部１１と、型締め制御条件設定格納部１２
と、型締めプロセス制御部１３とを有するものとして、
以下の説明を行う。

【００１８】１４は型締め用バルブドライバ、１５は型
締め用制御バルブで、型締め用バルブドライバ１４は、
システムコントローラ１０からの指令に基づき型締め用
制御バルブ１５を駆動制御し、これによって型締めシリ
ンダ４を駆動制御する。

【００１９】１６は型締めシリンダ４のピストンロッド
４ａの位置（ストローク）を検出する位置検出センサ、
１７は型締めシリンダ４の油圧（型締め用の圧力）を検
出する圧力センサで、位置センサ１６および圧力センサ
１７の検出情報は、それぞれ必要に応じて適宜の変換処
理を施された後、システムコントローラ１０に取り込ま
れる。そして、システムコントローラ１０は、位置セン
サ１６からのピストンロッド位置情報に基づき、可動ダ
イプレート６の位置（型開き完了位置から金型タッチま
での可動ダイプレート６の位置）を認知するようになっ
ている。

【００２０】前記低圧開始位置の制御条件演算部１１
は、後述する低圧型締め行程の開始位置を自動設定する
ための、試験型締め運転時の低圧型締め行程の開始位置
を、当初は予め与えられた基準データに基づき仮設定
し、また、次回以降の開始位置を演算・修正して、必要
に応じて繰返し再仮設定する機能と、試験型締め運転を
必要に応じ何回か行うことによって得られた結果から、
適正な低圧型締め行程の開始位置を見い出す機能と、見
い出した適正な低圧型締め行程の開始位置を、成形運転
時の低圧型締め行程の開始位置として、前記型締め制御
条件設定格納部１２に自動設定する機能とを、具備して
いる。

【００２１】前記型締め制御条件設定格納部１２は、成
形運転時の型締め制御の設定値を格納しており、ここで
は例えば、型開き完了位置（型締め開始位置たる高速型
締め行程の開始位置），高速型締め行程時の設定圧力，
低圧型締め行程の開始位置，低圧型締め行程時の設定圧
力，金型タッチ位置たる高圧型締め行程の開始位置，高
圧型締め行程の設定圧力，型締め完了位置，タイバーを
伸ばした際の型締め力等が、格納されるようになってい
る。

【００２２】前記型締めプロセス制御部１３は型締め行
程の制御を司り、型締め制御条件設定格納部１２に格納
されたデータ、および前記位置センサ１６や圧力センサ
１７等のセンサからの検出情報、あるいは時計手段から
の計時情報などにしたがって、前記型締め用バルブドラ
イバ１４および型締め制御バルブ１５を介して、型締め
シリンダ４を駆動制御して、型締め行程を実行させる。

【００２３】次に、低圧型締め行程の開始位置を自動設
定するための試験型締め運転について、図２を用いて説
明する。

【００２４】型締め制御条件設定格納部１２に、低圧型
締め行程の開始位置の設定値以外の総べての設定値が格
納された状態で、低圧型締め行程の開始位置を自動設定
するための試験型締め運転モードを指示すると、低圧開
始位置の制御条件演算部１１は、初回の試験型締め運転
時の低圧型締め行程の開始位置を、予め与えられた基準
データ（例えば、型締め開始から金型タッチまでの距離
に応じた、低圧型締め行程の開始位置の学習データテー
ブル）に基づき算出して、これを型締めプロセス制御部
１３に与える。ここでは、例えば、図２に示したＡ１点
を低圧型締め行程の開始位置の仮設定値として、型締め
プロセス制御部１３に与える。

【００２５】これにより、型締めプロセス制御部１３
は、低圧開始位置の制御条件演算部１１からの低圧型締
め行程の開始位置（Ａ１点）と、型締め制御条件設定格
納部１２に格納された他の設定値とに基づき、第１回目
の試験型締め運転を実行させる。この第１回目の試験型
締め運転中の型締めシリンダ４の油圧（型締め用の駆動
力）は、圧力センサ１７からの実測データによって低圧
開始位置の制御条件演算部１１が認知し、低圧開始位置
の制御条件演算部１１は、前記した低圧型締め圧力値
（異物検出が可能な所定低圧値）Ｐ₀ まで圧力降下した
時点のピストンロッド位置（図２のＢ１点）の検出を行
うと共に、この検出した位置（Ｂ１点）と金型タッチ位
置に相当するピストンロッド位置とを対比する。そし
て、これにより低圧開始位置の制御条件演算部１１は、
低圧型締め圧力値Ｐ₀ まで圧力降下した時点のピストン
ロッド位置が、金型タッチ位置に相当するピストンロッ
ド位置の手前の予め定められた所定位置（図２のＢ点）
と一致するか、もしくは、Ｂ１点がＢ点に対してどの方
向にどの程度ずれているかを判断する。

【００２６】なお、上記の金型タッチ位置に相当するピ
ストンロッド位置の手前の予め定められた所定位置（図
２のＢ点）は、マシンが予め持つ値もしくはユーザが指
定する値であって、例えば、１／１００〜３０ｍｍ程度
の値が選定されるが、通常は数ｍｍ以下の値とされる。

【００２７】上記した第１回目の試験型締め運転におい
て、低圧型締め圧力値Ｐ₀ まで圧力降下した時点のピス
トンロッド位置が、金型タッチ位置に相当するピストン
ロッド位置の手前の予め定められた所定位置（Ｂ点）と
一致しない場合には、低圧開始位置の制御条件演算部１
１は、第２回目の試験型締め運転において、低圧型締め
圧力値Ｐ₀ まで圧力降下する時点のピストンロッド位置
が、金型タッチ位置に相当するピストンロッド位置の手
前の予め定められた所定位置（Ｂ点）にくるように、低
圧型締め行程の開始位置の変更を行なって（低圧型締め
行程の開始位置を例えばＡ２点として）、型締めプロセ
ス制御部１３に第２回目の試験型締め運転を実行させ
る。

【００２８】このようにして、低圧型締め圧力値Ｐ₀ ま
で圧力降下する時点のピストンロッド位置が、金型タッ
チ位置に相当するピストンロッド位置の手前の予め定め
られた所定位置（Ｂ点）にくるまで、低圧開始位置の制
御条件演算部１１は、低圧型締め行程の開始位置の変更
を行なって（低圧型締め行程の開始位置を例えばＡ３
点，Ａ点として）、繰り返して試験型締め運転を実行さ
せる。そして、低圧型締め圧力値Ｐ₀ まで圧力降下する
時点のピストンロッド位置が、金型タッチ位置に相当す
るピストンロッド位置の手前の予め定められた所定位置
（Ｂ点）にきた際の、試験型締め運転時の低圧型締め行
程の開始位置（Ａ点）を、低圧開始位置の制御条件演算
部１１は、成形運転時の低圧型締め行程の開始位置とし
て決定し、これを型締め制御条件設定格納部１２に転送
し、設定する。なお、通常は、第２回目の試験型締め運
転において、低圧型締め圧力値Ｐ₀ まで圧力降下する時
点のピストンロッド位置と、金型タッチ位置に相当する
ピストンロッド位置の手前の予め定められた所定位置
（Ｂ点）とは略一致する。

【００２９】以上のように本実施形態においては、低圧
型締め行程の開始位置を自動設定するための試験型締め
運転モードを指示すると、マシン（射出成形機）が、低
圧型締め行程の期間（時間）が必要最小限となる最適な
低圧型締め行程の開始位置を見い出して、これを自動設
定するので、常に最適な低圧型締め行程の開始位置の設
定が行える。また、低圧型締め行程の開始位置を設定す
るための作業をマシンが自動的に行うので、従来ユーザ
にかかっていた負担をなくすことができ、大いに使い勝
手が向上する。

【００３０】なお、上述したマシンが自動設定した低圧
型締め行程の開始位置は、金型交換等に応じて、任意の
時点で設定変更可能であることは言うまでもなく、ま
た、必要に応じてユーザ自身が設定変更することも可能
である。

【００３１】なおまた、上述した実施形態では、型締め
駆動源を型締めシリンダとしたが、型締め駆動源を電動
サーボモータとしてもよく、この場合には、ピストンロ
ッドの位置に代替して回転量の位置換算値（すなわち、
位置データ）を用い、型締めシリンダ４の実測油圧デー
タに代替して、電動サーボモータの駆動電流から実測さ
れる出力トルクを、実測型締め用駆動力データとして用
いればよい。

【００３２】なおまた、上述した実施形態では、説明の
簡略化のため直圧式の型締め装置の例を挙げたが、トグ
ルリンク機構を用いるトグルリンク式の型締め装置であ
る場合にも、本発明は適用可能である。この場合には、
位置センサ１６からの情報に基づき、これに対応する可
動ダイプレート６の位置（型開き完了位置から金型タッ
チまでの可動ダイプレート６の位置）を、演算して認知
するようになすと共に、型締め用駆動源の型締め用駆動
力の実測値から、その時点のクロスヘッドの位置毎に、
トグルリンク機構の拡大率に応じたトグルリンク機構の
出力値、すなわち型締め力を演算して算出すればよいこ
とは、当業者には自明である。

【００３３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、成形機
が、低圧型締め行程の期間（時間）が必要最小限となる
最適な低圧型締め行程の開始位置を見い出して、これを
自動設定するので、常に最適な低圧型締め行程の開始位
置の設定が行える。また、低圧型締め行程の開始位置を
設定するための作業を成形機が自動的に行うので、従来
ユーザにかかっていた負担をなくすことができ、大いに
使い勝手が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の１形態に係る射出成形機の型締
め系メカニズムおよび型締め制御系の構成を示す説明図
である。

【図２】本発明の実施の１形態に係る射出成形機におけ
る、低圧型締め行程の開始位置を自動設定するための試
験型締め運転の動作説明図である。

【図３】低圧型締め行程の開始位置が最適位置にない場
合の問題点を説明するための説明図である。

【符号の説明】

１ 固定ダイプレート ２ 固定側金型 ３ 保持盤 ４ 型締めシリンダ（油圧シリンダ） ４ａ ピストンロッド ５ タイバー ６ 可動ダイプレート ７ 可動側金型 １０ システムコントローラ １１ 低圧開始位置の制御条件演算部 １２ 型締め制御条件設定格納部 １３ 型締めプロセス制御部 １４ 型締め用バルブドライバ １５ 型締め用制御バルブ １６ 位置検出センサ １７ 圧力センサ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 型締め駆動源のストローク位置または回
   転量の位置換算値に応じて型締め条件を設定すると共
   に、可動側金型が固定側金型にタッチする前に、金型離
   型面に異物が存在する否かを検知するための低圧型締め
   行程を設け、この低圧型締め行程の後に、所定の型締め
   力を発生させるための高圧型締め行程に入るようにした
   成形機の型締め条件設定方法において、 予め定められた低圧型締め行程の開始位置の基準データ
   に基づいて試験型締め運転を行ない、 この試験型締め運転中における型締め用駆動力の実測値
   から、低圧型締め行程で求められる所定低圧型締め力値
   （異物検出が可能な所定低圧型締め力値）まで圧力降下
   した時点の位置の検出を行うと共に、この検出した位置
   と金型タッチ位置に相当する位置とを対比して、所定低
   圧型締め力値まで圧力降下した時点の位置が、金型タッ
   チ位置に相当する位置の手前の予め定められた所定位置
   にない場合には、 所定低圧型締め力値まで圧力降下する時点の位置が、金
   型タッチ位置に相当する位置の手前の予め定められた所
   定位置にくるように、低圧型締め行程の開始位置の変更
   を行なって、所定低圧型締め力値まで圧力降下した時点
   の位置が、金型タッチ位置に相当する位置の手前の予め
   定められた所定位置にくるまで、繰り返して試験型締め
   運転を行ない、 所定低圧型締め力値まで圧力降下した時点の位置が、金
   型タッチ位置に相当する位置の手前の予め定められた所
   定位置にきた際の、試験型締め運転時の低圧型締め行程
   の開始位置を、成形運転時の低圧型締め行程の開始位置
   として、自動設定するようにした、ことを特徴とする成
   形機の型締め条件設定方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載において、 型締め機構としてトグルリンク機構を用いることを特徴
   とする成形機の型締め条件設定方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載において、 前記した金型タッチ位置に相当する位置の手前の予め定
   められた所定位置は、成形機に予め設定されていること
   を特徴とする成形機の型締め条件設定方法。
4. 【請求項４】 請求項１または２記載において、 前記した金型タッチ位置に相当する位置の手前の予め定
   められた所定位置は、ユーザが設定することを特徴とす
   る成形機の型締め条件設定方法。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４の何れか１つに記載に
   おいて、 成形機が自動設定した前記低圧型締め行程の開始位置
   は、任意に設定変更可能であることを特徴とする成形機
   の型締め条件設定方法。