JPH11221841A - Injection controlling method and electric injection apparatus - Google Patents

Injection controlling method and electric injection apparatus

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JPH11221841A
JPH11221841A JP2460298A JP2460298A JPH11221841A JP H11221841 A JPH11221841 A JP H11221841A JP 2460298 A JP2460298 A JP 2460298A JP 2460298 A JP2460298 A JP 2460298A JP H11221841 A JPH11221841 A JP H11221841A
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injection
speed
screw
toggle link
link mechanism
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Hiroshi Kumazaki
崎 洋 熊
Shigeru Fujita
田 滋 藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To set a free injection velocity pattern and to adjust injection force easily by transmitting the straight-ahead movement of a ball screw mechanism to an injection plunger or screw by using a toggle link mechanism, and controlling the speed of a motor. SOLUTION: When a screw 10 is advanced by transmitting the straight-ahead movement of a ball screw 38 to a toggle link mechanism 30, the properties of the mechanism 30 determined by the arm lengths of links 31, 32, the number of revolution of a motor 40 driven by the mechanism 30, and others regulate the variation of injection speed which changes with the advance of the screw 10 to a given pattern. The injection speed becomes maximum at an injection start position and decreases with the progress, of an injection process. When the injection process approaches the end, although the injection speed decreases remarkably, injection force increases rapidly. Therefore, the variation pattern of the injection speed can be changed in accordance with an injection stroke.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、射出制御方法およ
び電動式射出装置に係り、特に、トグルリンク機構の機
構的制約によらずに、射出工程における射出速度、射出
力を調整できるようにする射出制御方法および電動式射
出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an injection control method and an electric injection apparatus, and more particularly to an injection control method and an injection apparatus capable of adjusting an injection speed and an injection power in an injection process without being restricted by a mechanical limitation of a toggle link mechanism. The present invention relates to an injection control method and an electric injection device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、射出成形機に使用される電動式射
出装置は、電動機の回転運動をボールネジなどの伝動機
構によって、溶融樹脂を金型内に射出するスクリュや射
出プランジャの直進運動に変換している。
2. Description of the Related Art Conventionally, an electric injection device used in an injection molding machine converts a rotary motion of an electric motor into a linear motion of a screw or an injection plunger for injecting molten resin into a mold by a transmission mechanism such as a ball screw. doing.

【0003】射出成形では、成形する製品や樹脂の種類
に応じて、射出速度、射出力、射出量などを適切な値に
調整する必要がある。例えば、薄物成形では、樹脂を比
較的高い圧力で高い速度で射出し、厚物成形では低い圧
力で低速で射出するというようにである。
In injection molding, it is necessary to adjust injection speed, injection power, injection amount, and the like to appropriate values according to the type of a product or resin to be molded. For example, in thin molding, the resin is injected at a relatively high pressure at a high speed, and in thick molding, the resin is injected at a low pressure at a low speed.

【0004】電動機の出力をボールネジ等で直進運動に
変換する直動式では、直進運動をそのままスクリュや射
出プランジャに伝達しているので、電動機の速度、トル
クを制御することで、射出速度や射出力を制御してい
る。したがって、射出速度や射出力の多様な変化のパタ
ーンに応じるためには、電動機にはできるだけ大容量の
サーボモータが必要とされていた。
[0004] In the linear motion type in which the output of the motor is converted into a linear motion by a ball screw or the like, since the linear motion is transmitted to a screw or an injection plunger as it is, the injection speed or the injection speed is controlled by controlling the speed and torque of the motor. Controlling output. Therefore, in order to respond to various patterns of changes in the injection speed and the injection power, the electric motor needs to have a servo motor as large as possible.

【0005】他方、電動機は定速、定トルクで回転させ
て、トグル機構やクランクのようなリンク機構を応用し
て、機械的な手段により射出速度、射出圧力等を一定の
パターンで変化させるようにした電動式射出装置があ
る。このようなリンク機構では、リンクの位置によって
速度、力が変化するという特性を利用して、射出工程に
おいて射出開始直後には速い射出速度で小さな射出力で
射出を開始し、射出工程の進行とともに、射出速度は減
速させながら射出完了時に大きな射出力が得られるとい
うように、一定のパターンの射出速度、射出圧力を容易
に得ることができる。
On the other hand, the motor is rotated at a constant speed and a constant torque, and the injection speed, the injection pressure and the like are changed in a constant pattern by mechanical means by applying a link mechanism such as a toggle mechanism or a crank. There is a motorized injection device. In such a link mechanism, utilizing the characteristic that the speed and force change depending on the position of the link, the injection is started at a high injection speed with a small injection power immediately after the start of the injection in the injection process, and with the progress of the injection process. In addition, it is possible to easily obtain a constant pattern of the injection speed and the injection pressure such that a large injection power is obtained at the time of the completion of the injection while reducing the injection speed.

【0006】ただし、リンク機構の場合、射出速度の変
化のパターンと得られる射出力は、リンクの腕の長さな
どの機械的寸法により一義的に定まり、必要に応じて速
度変化のパターンを変えられないという問題がある。こ
のため、射出速度、射出力を調整できるように改良が加
えられたこの種の電動式射出機構が提案されており、例
えば、特許公報2631576号に開示されているもの
を挙げることができる。
However, in the case of the link mechanism, the pattern of the change in the injection speed and the obtained output power are uniquely determined by mechanical dimensions such as the length of the arm of the link, and the pattern of the speed change is changed as necessary. There is a problem that can not be. For this reason, an electric injection mechanism of this type, which has been improved so that the injection speed and the injection power can be adjusted, has been proposed, and examples thereof include the one disclosed in Japanese Patent Publication No. 2631576.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来技術において、射出速度、射出力を調整する場合、樹
脂の射出量は一定の条件で、射出工程途中の射出速度、
射出力を調整できるにとどまり、リンク機構の機械的寸
法の制約から自由に射出速度パターン、射出力の設定・
調整をすることができない。とりわけ、射出量が異なる
成形で射出ストロークが変わった場合に適切な射出速度
パターンの設定や射出力の調整が困難であった。
However, in the prior art, when the injection speed and the injection power are adjusted, the injection amount of the resin is controlled under a constant condition while the injection speed and the injection speed during the injection process are adjusted.
In addition to being able to adjust the firing power, the injection speed pattern and firing power can be set and adjusted freely due to the mechanical dimensions of the link mechanism.
I cannot make adjustments. In particular, it has been difficult to set an appropriate injection speed pattern and adjust the injection power when the injection stroke is changed by molding with different injection amounts.

【0008】そこで、本発明の目的は、前記従来技術の
有する問題点を解決するもので、射出工程中の射出速度
パターンと射出力がリンク機構の機構学的特性により決
まってしまう問題を解決し、自由な射出速度パターンの
設定および射出力の容易な調整を実現できるようにした
射出制御方法および電動式射出装置を提供することにあ
る。
Accordingly, an object of the present invention is to solve the problems of the prior art, and to solve the problem that the injection speed pattern and the injection power during the injection process are determined by the mechanical characteristics of the link mechanism. It is another object of the present invention to provide an injection control method and an electric injection device which are capable of freely setting an injection speed pattern and easily adjusting an injection output.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、電動機の回転運動をボールネジ機構に
より直進運動に変換して射出プランジャまたはスクリュ
を前進させ溶融樹脂を射出する射出方法において、前記
ボールネジ機構の直進運動をトグルリンク機構を用いて
前記射出プランジャまたはスクリュに伝達し、前記電動
機の速度を制御することにより、前記トグルリンク機構
の機構学的特性によって規定される射出速度の変化のパ
ターンを前記射出プランジャまたはスクリュの射出開始
位置に応じて変えることを特徴とするものである。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides an injection method for converting a rotary motion of an electric motor into a linear motion by a ball screw mechanism to advance an injection plunger or a screw to inject molten resin. In the above, by transmitting the linear motion of the ball screw mechanism to the injection plunger or screw using a toggle link mechanism and controlling the speed of the electric motor, the injection speed of the injection speed defined by the mechanical characteristics of the toggle link mechanism is controlled. The change pattern is changed according to the injection start position of the injection plunger or screw.

【0010】また、本発明は、最大射出ストロークにお
ける最大の射出速度を基準に、前記最大射出速度に対す
る所定の比率で、任意の位置を射出開始位置とする射出
速度変化パターンにおける射出開始時の射出速度を設定
するようにしたことを特徴とする。
Further, according to the present invention, the injection at the start of injection in an injection speed change pattern in which an arbitrary position is an injection start position at a predetermined ratio with respect to the maximum injection speed based on the maximum injection speed in the maximum injection stroke. The speed is set.

【0011】本発明によれば、射出量が変わると射出ス
トロークが変化するが、トグルリンク機構の機構的制約
を受けずに射出速度の変化パターンを射出ストロークに
合わせて変えることができるので、射出量が少なくても
高速な射出充填が可能となる。
According to the present invention, when the injection amount changes, the injection stroke changes. However, since the change pattern of the injection speed can be changed according to the injection stroke without being restricted by the mechanical limitation of the toggle link mechanism, the injection stroke can be changed. High-speed injection filling is possible even with a small amount.

【0012】また、本発明では、前記トグルリンク機構
の一部にリンク長さを可変なリンク部を組み込み、リン
ク長さを調整することにより、射出速度を増減させて必
要な射出力を得ることができる。
Further, in the present invention, a link portion having a variable link length is incorporated in a part of the toggle link mechanism, and by adjusting the link length, the injection speed is increased or decreased to obtain a required injection power. Can be.

【0013】これによれば、金型の構造によって同じ射
出ストロークでも射出開始当初からより大きな射出力が
必要な場合に、リンク長さを調整することで、必要な射
出力を得ることができる。
According to this, when a larger injection power is required from the beginning of the injection even at the same injection stroke due to the structure of the mold, the required injection power can be obtained by adjusting the link length.

【0014】本発明は、電動機の回転運動をボールネジ
機構により直進運動に変換して射出プランジャまたはス
クリュを前進させ溶融樹脂を射出する射出方法におい
て、前記ボールネジ機構の直進運動をトグルリンク機構
を用いて前記射出プランジャまたはスクリュに伝達し、
前記トグルリンク機構の機構学的特性によって規定され
る射出速度の変化パターンとは無関係に、射出速度を位
置の関数とする任意のパターンを設定し、前記設定した
射出速度パターンにしたがうように前記電動機の速度を
制御することを特徴とする。
According to the present invention, there is provided an injection method for converting the rotational motion of an electric motor into a linear motion by a ball screw mechanism to advance an injection plunger or a screw to inject molten resin, wherein the linear motion of the ball screw mechanism is controlled by using a toggle link mechanism. Transmitting to the injection plunger or screw,
Regardless of the change pattern of the injection speed defined by the mechanical characteristics of the toggle link mechanism, an arbitrary pattern in which the injection speed is a function of the position is set, and the motor is driven in accordance with the set injection speed pattern. The speed is controlled.

【0015】また、本発明は、電動機の回転運動をボー
ルネジ機構により直進運動に変換して射出プランジャま
たはスクリュを前進させる射出動作を行う電動式射出装
置において、前記ボールネジ機構の直進運動を前記射出
プランジャまたはスクリュに伝達するトグルリンク機構
を設け、前記トグルリンク機構を構成するリンク部にそ
のリンク長さを調整する長さ調節装置を設けたことを特
徴とするものである。
Further, the present invention relates to an electric injection device for performing an injection operation in which a rotary motion of an electric motor is converted into a linear motion by a ball screw mechanism to advance an injection plunger or a screw, wherein the linear motion of the ball screw mechanism is controlled by the injection plunger. Alternatively, a toggle link mechanism for transmitting to a screw is provided, and a length adjusting device for adjusting the link length is provided in a link portion constituting the toggle link mechanism.

【0016】本発明の好適な実施形態によれば、前記長
さ調節装置は、ねじれ方向が左右異なる雄ねじが分断部
にそれぞれ形成されたリンク部材と、前記雄ねじにそれ
ぞれ螺合する左右異なる雌ねじが両端部に形成された歯
車付きソケットと、前記歯車付きソケットを回転駆動す
る電動機と、を備える。
According to a preferred embodiment of the present invention, the length adjusting device comprises: a link member in which male screws having different torsion directions are formed on the dividing portion; and female screws having different left and right screwing with the male screws. It has a geared socket formed at both ends and an electric motor for rotating the geared socket.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て、添付の図面を参照しながら説明する。図1は、本発
明をスクリュインライン式の射出装置に適用した実施形
態による電動式射出装置を示す。10は、スクリュを示
す。このスクリュ10は樹脂の可塑化、計量とともに、
射出プランジャとしても働くスクリュである。スクリュ
10は、バレル11に回転自在でかつ軸方向に前進後退
可能なように挿入されている。バレル11の外周部に
は、バレル11を加熱するためのヒータ12が設けられ
ている。成形材料の樹脂は、ホッパ13からバレル11
内部に投入され、スクリュー10の回転によって可塑化
される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows an electric injection device according to an embodiment in which the present invention is applied to a screw-in type injection device. Reference numeral 10 denotes a screw. This screw 10 is used for plasticizing and measuring resin.
A screw that also works as an injection plunger. The screw 10 is inserted into the barrel 11 so as to be rotatable and capable of moving forward and backward in the axial direction. A heater 12 for heating the barrel 11 is provided on an outer peripheral portion of the barrel 11. The resin of the molding material is supplied from the hopper 13 to the barrel 11.
It is put inside and plasticized by the rotation of the screw 10.

【0018】14は、スクリュ10の回転駆動部を示
す。スクリュ10は、継手15を介して駆動軸16と連
結されている。ハウジング17内部には、駆動軸16を
回転自在に支持するラジアル軸受18と、射出力の反力
を受けるスラスト軸受19が内蔵されている。また、こ
のハウジング17は、ベース20の上面を移動自在に設
けられた移動プレート21の前面側に取り付けられてい
る。
Reference numeral 14 denotes a rotary drive of the screw 10. The screw 10 is connected to a drive shaft 16 via a joint 15. Inside the housing 17, a radial bearing 18 for rotatably supporting the drive shaft 16 and a thrust bearing 19 for receiving a reaction force of the radiating power are incorporated. The housing 17 is attached to the front side of a moving plate 21 provided on the upper surface of the base 20 so as to be movable.

【0019】22は、駆動軸16を駆動する電動機を示
す。この電動機22の出力軸には、歯車23が取り付け
られ、この歯車23に駆動軸16に設けられている歯車
24が噛み合っている。したがって、電動機16の回転
動力は、歯車23、24を介して減速されて駆動軸16
に伝達されるようになっている。
Reference numeral 22 denotes a motor for driving the drive shaft 16. A gear 23 is attached to an output shaft of the electric motor 22, and a gear 24 provided on the drive shaft 16 meshes with the gear 23. Therefore, the rotational power of the electric motor 16 is reduced through the gears 23 and 24 and
It is transmitted to.

【0020】ベース20上ではスクリュ側と反スクリュ
側の端には、それぞれフロントプレート25とリアプレ
ート26が固定されている。このフロントプレート25
とリアプレート26の間には、移動プレート21の移動
を案内するガイドバー27が平行に架け渡されている。
On the base 20, a front plate 25 and a rear plate 26 are fixed to the screw side and the end opposite to the screw side, respectively. This front plate 25
A guide bar 27 that guides the movement of the movable plate 21 is extended between the and the rear plate 26 in parallel.

【0021】トグルリンク機構30は、移動プレート2
1と、固定プレートとしてのリアプレート26との間を
連結するように設けられている。トグルリンク機構30
は、リンク31、リンク32からなるトグルリンクと、
リンク32のリンク長さを調整する長さ調整装置34と
から構成されている。
The toggle link mechanism 30 includes the movable plate 2
1 and a rear plate 26 as a fixed plate. Toggle link mechanism 30
Is a toggle link consisting of link 31 and link 32,
And a length adjusting device 34 for adjusting the link length of the link 32.

【0022】リンク31の一端部は、ピン35を介して
移動プレート21の背面部に回動自在に連結され、この
リンク31の他端部は、ピン36を介してリンク32の
一端部およびボールネジ38の先端部の連結部材37と
連結されている。リンク32の他端部は、ピン39を介
してリアプレート26の前面部に回動自在に連結されて
いる。
One end of the link 31 is rotatably connected to the back of the movable plate 21 via a pin 35, and the other end of the link 31 is connected to one end of the link 32 via a pin 36 and a ball screw. 38 is connected to the connecting member 37 at the distal end. The other end of the link 32 is rotatably connected to the front surface of the rear plate 26 via a pin 39.

【0023】トグルリンクを構成するリンク31、32
の連結部に接続されている前記ボールネジ38は、電動
機40の駆動軸の回転運動を直進運動に変えてトグルリ
ンクに伝達するボールネジ機構46を構成するようにな
っている。歯車ケース41は、電動機40の回転を減速
して伝達する歯車42、43とナット44を収納するケ
ースで、ベース20に対して揺動自在にピン45を介し
て取り付けられている。ナット44は、ボールネジ38
に螺合しており、ボールネジ38を上下方向に前進・後
退させる。したがって、電動機40に駆動されて、ボー
ルネジ38が図1において下方に前進すると、リンク3
1、32からなるトグルリンクが伸びてスクリュを10
を前進させる射出動作を行うなうようになっている。他
方、ボールネジ38が図1において上方に後退すると、
トグルリンクは折れ畳んで計量動作を行うようになって
いる。電動機40には、サーボモータが用いられ、図示
しない数値制御装置によって、所定の射出速度変化パタ
ーンに従って射出速度が変化するように、精密な位置、
速度のフィードバック制御が行われる。
Links 31 and 32 forming a toggle link
The ball screw 38 connected to the connecting portion of the motor constitutes a ball screw mechanism 46 that changes the rotational motion of the drive shaft of the electric motor 40 into a linear motion and transmits the linear motion to the toggle link. The gear case 41 is a case for housing gears 42 and 43 for transmitting the rotation of the motor 40 at a reduced speed and a nut 44, and is swingably attached to the base 20 via a pin 45. The nut 44 is connected to the ball screw 38
The ball screw 38 is moved forward and backward in the vertical direction. Accordingly, when the ball screw 38 is driven downward by the electric motor 40 in FIG.
Toggle link consisting of 1 and 32 is extended and screw is 10
Is performed so as not to perform an injection operation for moving On the other hand, when the ball screw 38 retreats upward in FIG.
The toggle link is folded to perform a weighing operation. A servo motor is used for the electric motor 40, and a precise position, such that the injection speed changes according to a predetermined injection speed change pattern by a numerical control device (not shown),
Speed feedback control is performed.

【0024】次に、図2は、トグルリンクのリンク長さ
を調節する長さ調節装置34の構造を示す図である。ト
グルリンクの一部を構成するリンク32は、リンク部材
32a、32bに分断されており、このうちリンク部材
32aの分断部には、右ネジの雄ねじ50aが形成さ
れ、他方のリンク部材32の分断部には、左ねじの雄ね
じ50bが形成されている。これらのリンク部材32
a、32bは、ソケット51により連結されるもので、
この円筒状のソケット51の両端部の内径部には、それ
ぞれ逆ネジの雌ねじ、すなわち、右ネジの雄ねじ50a
が螺合する雌ねじ52a、左ネジの雄ねじ50bが螺合
する雌ねじ52bが形成されている。
Next, FIG. 2 is a view showing the structure of a length adjusting device 34 for adjusting the link length of the toggle link. The link 32 forming a part of the toggle link is divided into link members 32a and 32b. Among the divided portions of the link member 32a, a male screw 50a of a right-hand thread is formed, and the other link member 32 is divided. A left-handed male screw 50b is formed in the portion. These link members 32
a and 32b are connected by a socket 51,
Each of the inner diameter portions at both ends of the cylindrical socket 51 has a female screw of a reverse screw, that is, a male screw 50a of a right screw.
Are formed, and a female screw 52b to which the left-handed male screw 50b is screwed is formed.

【0025】このようなソケット51の外周部には、リ
ングギア53が固定されており、このリングギア53に
は、電動機56に連結しているピニオン54が噛み合っ
ている。この場合、電動機56により駆動されてソケッ
ト51が正転すると、リンク部材32a、32bは、離
間する方向に移動しリンク32全体としてのリンク長さ
が伸び、ソケット51が逆転すると、リンク32全体と
しての長さが短くなるようになっている。また、リンク
長さの伸縮量は、直接または間接的に図示しない検出手
段によって検出される。電動機56は、検出量が目標値
に一致するように図示されない数値制御装置によって位
置制御される。
A ring gear 53 is fixed to the outer periphery of the socket 51, and a pinion 54 connected to an electric motor 56 meshes with the ring gear 53. In this case, when the socket 51 is driven by the electric motor 56 to rotate forward, the link members 32a and 32b move in the separating direction and the link length of the link 32 as a whole increases. Has become shorter in length. Further, the amount of expansion and contraction of the link length is directly or indirectly detected by a detection unit (not shown). The position of the electric motor 56 is controlled by a numerical controller (not shown) so that the detected amount matches the target value.

【0026】次に、以上のような電動式射出装置により
実施する射出制御方法について説明する。図3は、射出
工程におけるスクリュ10の位置と射出速度すなわちス
クリュ10の前進速度との関係を示す図である。図4
は、図1の電動式射出装置の主要部を模式的に図示した
図である。
Next, an injection control method performed by the above-described electric injection device will be described. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the position of the screw 10 and the injection speed, that is, the forward speed of the screw 10 in the injection process. FIG.
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a main part of the electric injection device of FIG. 1.

【0027】ボールネジ38の直進運動をトグルリンク
機構30に伝達してスクリュ10を前進させると、リン
ク31、32の腕の長さ、トグルリンク機構30を駆動
する電動機40の回転数などから決まるトグルリンク機
構30の機構学特性は、スクリュ10が前進するにした
がって変化する射出速度Vcの変化を一定のパターンに
規定する。図3では、射出終了時のスクリュ10の位置
を原点0にとっている。
When the linear motion of the ball screw 38 is transmitted to the toggle link mechanism 30 and the screw 10 is moved forward, the toggle determined by the length of the arms of the links 31 and 32 and the rotation speed of the electric motor 40 for driving the toggle link mechanism 30 is performed. The mechanical characteristics of the link mechanism 30 define a change in the injection speed Vc that changes as the screw 10 advances in a fixed pattern. In FIG. 3, the position of the screw 10 at the end of the injection is set to the origin 0.

【0028】この図3において、曲線60は、電動機4
0を一定の回転数で回転させ、この射出装置における最
大の射出ストロークS1の場合での射出速度Vcの変化
パターンを示す。この曲線60のように、射出速度Vc
は、射出開始位置x1で最大となり、射出工程の進行と
ともに減少する。射出工程が終了に近づくと、射出速度
Vcは、極く低速になる反面、射出力は急激に増大す
る。これがトグルリンク機構30の特性である。
In FIG. 3, a curve 60 represents the electric motor 4
0 shows a change pattern of the injection speed Vc in the case of the maximum injection stroke S1 in this injection device when 0 is rotated at a constant rotation speed. As shown by the curve 60, the injection speed Vc
Becomes maximum at the injection start position x1, and decreases as the injection process proceeds. As the injection process approaches the end, the injection speed Vc becomes extremely low, but the injection power sharply increases. This is the characteristic of the toggle link mechanism 30.

【0029】このような射出速度Vcの変化は、一般的
に、溶融樹脂を高速で充填し、確実に充填を完了させる
射出工程では好ましい。しかし、溶融樹脂の射出量は、
製品によって変わるものである。例えば、射出ストロー
クがS2であるところの射出量の少ない射出工程では、
射出開始位置が、例えばx2に変化しても、トグルリン
ク機構30の特性から、電動機40の回転数が同じであ
れば、射出速度Vcの変化は変わらず曲線60のように
変化する。ただ、射出開始位置x2における射出速度が
Vc2に減少する。
Such a change in the injection speed Vc is generally preferable in the injection step in which the molten resin is filled at a high speed and the filling is surely completed. However, the injection amount of molten resin is
It depends on the product. For example, in an injection step where the injection stroke is S2 and the injection amount is small,
Even if the injection start position changes to, for example, x2, if the rotation speed of the electric motor 40 is the same, the change in the injection speed Vc does not change and changes as shown by the curve 60 due to the characteristics of the toggle link mechanism 30. However, the injection speed at the injection start position x2 decreases to Vc2.

【0030】本来、射出開始位置では高速な射出速度が
要求されるところ、このような射出速度の低下は好まし
くない。そこで、射出量の違いから射出開始位置が変わ
っても、次のようにして、射出速度Vcの変化パターン
を曲線62、64のように変えることにより、射出開始
位置における高速な射出速度Vc1を確保する。
Although a high injection speed is originally required at the injection start position, such a decrease in the injection speed is not preferable. Therefore, even if the injection start position changes due to the difference in injection amount, a high injection speed Vc1 at the injection start position is secured by changing the change pattern of the injection speed Vc as shown by the curves 62 and 64 as follows. I do.

【0031】曲線62は、射出開始位置がx2で射出ス
トロークS2の場合の射出速度変化パターンの例で、曲
線64は、射出開始位置がx3で射出ストロークがさら
に短いS3になった場合の射出速度変化パターンであ
る。
A curve 62 is an example of the injection speed change pattern when the injection start position is x2 and the injection stroke is S2, and a curve 64 is an injection speed change pattern when the injection start position is x3 and the injection stroke is shorter S3. It is a change pattern.

【0032】図4のトグルリンク機構30において、 L1 : リンク32の腕の長さ L2 : リンク31の腕の長さ α : リンク32とスクリュ10の軸線のなす角 β : リンク31とスクリュ10の軸線のなす角 γ : ボールネジ38と、リンク32の速度vの方向
とのなす角 VE : ボールネジ38の前進速度 とすると、スクリュ10の速度、すなわち、射出速度V
cは、次の式で与えられる。
In the toggle link mechanism 30 shown in FIG. 4, L1: the arm length of the link 32 L2: the arm length of the link 31 α: the angle between the link 32 and the axis of the screw 10 β: the angle between the link 31 and the screw 10 The angle between the axes γ: the angle between the ball screw 38 and the direction of the speed v of the link 32 VE: the forward speed of the ball screw 38, the speed of the screw 10, that is, the injection speed V
c is given by the following equation.

【0033】[0033]

【数1】 射出ストロークがS2として決められると、射出開始位
置x2におけるリンク31、32およびボールネジ38
の位置は一対一に対応するから、α、β、γの値も定ま
る。射出開始位置x2での射出速度をVc1にするための
ボールネジ38の速度VEは、(1)式から計算するこ
とができる。従って、電動機40の速度を図示しない数
値制御装置により制御し、この求めた速度でボールネジ
38を移動させて射出工程を開始すれば、射出速度Vc
の変化は、曲線62のようになる。射出ストロークがS
3の場合もまったく同様である。
(Equation 1) When the injection stroke is determined as S2, the links 31, 32 and the ball screw 38 at the injection start position x2
Correspond one-to-one, so the values of α, β, and γ are also determined. The speed VE of the ball screw 38 for setting the injection speed at the injection start position x2 to Vc1 can be calculated from equation (1). Accordingly, if the speed of the electric motor 40 is controlled by a numerical controller (not shown) and the ball screw 38 is moved at the obtained speed to start the injection process, the injection speed Vc
Changes as shown by a curve 62. Injection stroke is S
The same applies to the case of No. 3.

【0034】このようにして、射出量の変わった射出工
程では、曲線62、64で表される射出速度の変化パタ
ーンに従うように射出工程が進行する。このため、トグ
ルリンク機構の機構的制約を受けずに射出速度の変化パ
ターンを射出ストロークに合わせて変えることができる
ので、射出量が少なくても高速な射出充填が可能とな
る。
As described above, in the injection step in which the injection amount is changed, the injection step proceeds according to the injection speed change pattern represented by the curves 62 and 64. For this reason, since the change pattern of the injection speed can be changed according to the injection stroke without being restricted by the mechanical limitations of the toggle link mechanism, high-speed injection filling can be performed even if the injection amount is small.

【0035】なお、以上は、最大ストロークS1におけ
る最大射出速度Vc1を基準に、射出ストロークが変わ
っても同じ射出速度を維持するように射出速度変化パタ
ーンを変えた例であるが、最大射出速度Vc1を基準に
所定の比率、例えば、95パーセントの射出速度という
ようなパターンにするようにしてもよい。これは製品に
よって自由に設定できる。
The above is an example in which the injection speed change pattern is changed based on the maximum injection speed Vc1 at the maximum stroke S1 so as to maintain the same injection speed even if the injection stroke changes. , A pattern such as an injection speed of 95%, for example, may be used. This can be set freely depending on the product.

【0036】ところで、射出力は、トグルリンク機構3
0の特性から、図3において、射出速度Vcとは反比例
するようにして曲線66のように変化する。一般に、射
出成形では、射出開始当初は、金型内に樹脂が未充填の
ために樹脂流動に対する抵抗が小さいので、射出開始時
の射出力は小さく、射出完了時に大きな射出力が要求さ
れる。金型の構造によっては、同じ射出ストロークでも
射出開始当初からより大きな射出力が必要な場合があ
る。このような場合には、トグルリンク機構30のリン
ク32の長さを変えることにより、次のようにして、必
要な射出力を得ることができる。
By the way, the firing force is determined by the toggle link mechanism 3
From the characteristic of 0, in FIG. 3, it changes like the curve 66 in inverse proportion to the injection speed Vc. Generally, in injection molding, since the resin is not filled in the mold at the beginning of injection, the resistance to resin flow is small, so that the injection power at the start of injection is small and a large injection power is required at the completion of injection. Depending on the structure of the mold, a larger injection power may be required from the start of injection even for the same injection stroke. In such a case, by changing the length of the link 32 of the toggle link mechanism 30, it is possible to obtain a necessary firing power as follows.

【0037】図3において、例えば、射出ストロークが
S1の場合を例にすると、66が射出力の変化を示す曲
線である。射出開始時の射出力はP1であるとする。そ
こで、射出力をこれよれも大きくしたい場合には、図2
において、長さ調節装置34の電動機56によりソケッ
ト51を駆動し、リンク部材32a、32bを所定量だ
け互いに接近せしめる。これにより、リンク32全体の
長さが短くなる。トグルリンク機構30のリンク32の
腕長さが短くなると、機構学的特性が変化し、その速度
変化パターンは、例えば、曲線68のようになる。この
ときの射出力の変化は、曲線70のように変化するた
め、射出開始時には、P1よりも大きな射出力P2を得る
ことができる。なお、リンク32の長さを長くすると、
逆に射出力を小さくすることができる。
In FIG. 3, for example, in the case where the injection stroke is S1, 66 is a curve showing the change in the injection power. It is assumed that the firing output at the start of injection is P1. Therefore, if you want to increase the firing power even more,
, The socket 51 is driven by the electric motor 56 of the length adjusting device 34 to bring the link members 32a and 32b closer to each other by a predetermined amount. Thereby, the length of the entire link 32 is reduced. When the arm length of the link 32 of the toggle link mechanism 30 is shortened, the mechanical characteristics change, and the speed change pattern thereof becomes, for example, a curve 68. At this time, the change in the firing power changes as indicated by the curve 70, so that at the start of injection, a firing power P2 greater than P1 can be obtained. If the length of the link 32 is increased,
Conversely, the firing power can be reduced.

【0038】次に、図5は、図3とは異なる射出速度変
化設定のパターンを示す。図5(a)は、射出開始後
は、最大の射出速度を一定に保って射出工程を進行さ
せ、射出工程が完了に近づくにつれて段階的に射出速度
を落としていく射出速度変化パターンの例である。図5
(b)は、低速で射出を開始した後、射出速度を上げ、
完了に近づくと段階的に射出速度を下げていくパターン
の例である。
FIG. 5 shows an injection speed change setting pattern different from that of FIG. FIG. 5A shows an example of an injection speed change pattern in which the injection process proceeds while the maximum injection speed is kept constant after the start of injection, and the injection speed gradually decreases as the injection process approaches completion. is there. FIG.
(B), after starting the injection at a low speed, increasing the injection speed,
This is an example of a pattern in which the injection speed is gradually reduced as the time nears completion.

【0039】これらの射出速度変化パターンは、トグル
リンク機構30の特性とは無関係に予め設定されるもの
で、射出速度を位置の関数として成形品の形状等、成形
条件に応じて設定される。実際の射出工程では、前述の
(1)式の関係に基づき、設定された射出速度変化パタ
ーンに従って射出速度が変化するように、図示しない数
値制御装置は、電動機40の位置制御、速度制御を実行
する。
These injection speed change patterns are set in advance irrespective of the characteristics of the toggle link mechanism 30, and are set in accordance with molding conditions such as the shape of a molded product with the injection speed as a function of position. In an actual injection process, a numerical controller (not shown) executes position control and speed control of the electric motor 40 so that the injection speed changes according to the set injection speed change pattern based on the relationship of the above-described equation (1). I do.

【0040】以上、本発明について、スクリュインライ
ン式の射出装置に本発明を適用した実施形態を挙げて説
明したが、本発明は、スクリュプリプラタイプやプラン
ジャタイプの射出装置のように、射出プランジャの前進
により樹脂を射出する射出装置にも適用することができ
る。この場合には、トグルリンク機構を射出プランジャ
に連結するようにすればよい。
Although the present invention has been described above with reference to the embodiment in which the present invention is applied to a screw-in-line type injection device, the present invention is not limited to an injection plunger, such as a screw prepeller type or plunger type injection device. The present invention can also be applied to an injection device that injects resin by moving forward. In this case, the toggle link mechanism may be connected to the injection plunger.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、射出工程中の射出速度の変化パターンと射出
力がリンク機構の機構的制約によって決まってしまう問
題を解決し、自由な射出パターンの設定および射出力の
容易な調整を達成することができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the problem that the injection speed change pattern and the injection power during the injection process are determined by the mechanical restriction of the link mechanism is solved, and the present invention is free. The setting of the ejection pattern and the easy adjustment of the ejection power can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による電動式射出装置の一実施形態を示
す断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of an electric injection device according to the present invention.

【図2】トグルリンク機構のリンクの長さを調整する調
整装置の構成を示す断面図。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an adjusting device that adjusts the length of a link of a toggle link mechanism.

【図3】射出工程におけるスクリュの位置と射出速度お
よび射出力の変化を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing changes in screw position, injection speed, and injection power in an injection process.

【図4】図1の電動式射出装置の要部を模式的に表した
図。
FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a main part of the electric injection device of FIG. 1;

【図5】他の実施形態による射出速度の変化の設定パタ
ーンを示す図。
FIG. 5 is a diagram showing a setting pattern of a change in an injection speed according to another embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 スクリュ 11 バレル 16 駆動軸 21 移動プレート 22 電動機 27 ガイドバー 30 トグルリンク機構 34 長さ調整装置 38 ボールネジ 40 電動機 44 ナット 46 ボールネジ機構 51 ソケット Reference Signs List 10 screw 11 barrel 16 drive shaft 21 moving plate 22 electric motor 27 guide bar 30 toggle link mechanism 34 length adjusting device 38 ball screw 40 electric motor 44 nut 46 ball screw mechanism 51 socket

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】電動機の回転運動をボールネジ機構により
直進運動に変換して射出プランジャまたはスクリュを前
進させ溶融樹脂を射出する射出方法において、 前記ボールネジ機構の直進運動をトグルリンク機構を用
いて前記射出プランジャまたはスクリュに伝達し、 前記電動機の速度を制御することにより、前記トグルリ
ンク機構の機構学的特性によって規定される射出速度の
変化のパターンを前記射出プランジャまたはスクリュの
射出開始位置に応じて変えることを特徴とする射出制御
方法。
1. An injection method for converting a rotary motion of an electric motor into a linear motion by a ball screw mechanism to advance an injection plunger or a screw to inject molten resin, wherein the linear motion of the ball screw mechanism is injected by using a toggle link mechanism. By transmitting to the plunger or screw and controlling the speed of the electric motor, the pattern of the change of the injection speed defined by the mechanical characteristics of the toggle link mechanism is changed according to the injection start position of the injection plunger or screw. An injection control method, characterized in that:
【請求項2】最大射出ストロークにおける最大の射出速
度を基準に、前記最大射出速度に対する所定の比率で、
任意の位置を射出開始位置とする射出速度変化パターン
における射出開始時の射出速度を設定するようにしたこ
とを特徴とする請求項1に記載の射出制御方法。
2. A method according to claim 1, wherein a maximum ratio of the injection speed to a maximum injection speed is determined based on a maximum injection speed.
2. The injection control method according to claim 1, wherein an injection speed at the start of injection in an injection speed change pattern in which an arbitrary position is set as an injection start position is set.
【請求項3】前記トグルリンク機構の一部にリンク長さ
を可変なリンク部を組み込み、リンク長さを調整するこ
とにより、射出速度を増減させて必要な射出力を得るこ
とを特徴とする請求項1に記載の射出制御方法。
3. A part of the toggle link mechanism is provided with a link portion having a variable link length, and by adjusting the link length, the injection speed is increased or decreased to obtain a required injection power. The injection control method according to claim 1.
【請求項4】電動機の回転運動をボールネジ機構により
直進運動に変換して射出プランジャまたはスクリュを前
進させ溶融樹脂を射出する射出方法において、 前記ボールネジ機構の直進運動をトグルリンク機構を用
いて前記射出プランジャまたはスクリュに伝達し、 前記トグルリンク機構の機構学的特性によって規定され
る射出速度の変化パターンとは無関係に、射出速度を位
置の関数とする任意のパターンを設定し、 前記設定した射出速度パターンにしたがうように前記電
動機の速度を制御することを特徴とする射出制御方法。
4. An injection method for converting a rotary motion of an electric motor into a linear motion by a ball screw mechanism to advance an injection plunger or a screw to inject molten resin, wherein the linear motion of the ball screw mechanism is injected by using a toggle link mechanism. Transmitting to the plunger or screw, setting an arbitrary pattern in which the injection speed is a function of the position regardless of the injection speed change pattern defined by the mechanical characteristics of the toggle link mechanism; An injection control method, wherein the speed of the electric motor is controlled according to a pattern.
【請求項5】電動機の回転運動をボールネジ機構により
直進運動に変換して射出プランジャまたはスクリュを前
進させる射出動作を行う電動式射出装置において、 前記ボールネジ機構の直進運動を前記射出プランジャま
たはスクリュに伝達するトグルリンク機構を設け、前記
トグルリンク機構を構成するリンク部にそのリンク長さ
を調整する長さ調節装置を設けたことを特徴とする電動
式射出装置。
5. An electric injection device for performing an injection operation for advancing an injection plunger or a screw by converting a rotational movement of an electric motor into a linear movement by a ball screw mechanism, wherein the linear movement of the ball screw mechanism is transmitted to the injection plunger or the screw. A motor-driven injection device, comprising: a toggle link mechanism for adjusting a length of a link portion of the toggle link mechanism;
【請求項6】前記長さ調節装置は、ねじれ方向が左右異
なる雄ねじが分断部にそれぞれ形成されたリンク部と、 前記雄ねじにそれぞれ螺合する左右異なる雌ねじが両端
部に形成された歯車付きソケットと、 前記歯車付きソケットを回転駆動する電動機と、を備え
ることを特徴とする請求項5に記載の電動式射出装置。
6. The length adjusting device according to claim 1, wherein a male screw having a right-left twisting direction and a male screw having a right-left direction are formed at the divided portion, and a female screw having left and right different threads screwed to the male screw are formed at both ends. The electric injection device according to claim 5, further comprising: a motor that rotationally drives the geared socket.
【請求項7】前記トグルリンク機構の機構学的特性によ
って規定される射出速度の変化のパターンを前記射出プ
ランジャまたはスクリュの射出開始位置に応じて変えら
れるように、前記電動機の速度を制御する制御手段をさ
らに備えることを特徴とする請求項5または6に記載の
電動式射出装置。
7. A control for controlling a speed of the electric motor so that a pattern of a change in an injection speed defined by a mechanical characteristic of the toggle link mechanism can be changed according to an injection start position of the injection plunger or screw. The electric injection device according to claim 5 or 6, further comprising a unit.
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