JPWO2016059767A1 - Life prediction method for ball screw mechanism for mold clamping of toggle type mold clamping device and toggle type mold clamping device - Google Patents

Life prediction method for ball screw mechanism for mold clamping of toggle type mold clamping device and toggle type mold clamping device Download PDF

Info

Publication number
JPWO2016059767A1
JPWO2016059767A1 JP2016553964A JP2016553964A JPWO2016059767A1 JP WO2016059767 A1 JPWO2016059767 A1 JP WO2016059767A1 JP 2016553964 A JP2016553964 A JP 2016553964A JP 2016553964 A JP2016553964 A JP 2016553964A JP WO2016059767 A1 JPWO2016059767 A1 JP WO2016059767A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mold clamping
ball screw
screw mechanism
mold
life
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2016553964A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6635930B2 (en
Inventor
康裕 天内
康裕 天内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Steel Works Ltd
Original Assignee
Japan Steel Works Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Steel Works Ltd filed Critical Japan Steel Works Ltd
Publication of JPWO2016059767A1 publication Critical patent/JPWO2016059767A1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6635930B2 publication Critical patent/JP6635930B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/20Accessories: Details
    • B22D17/26Mechanisms or devices for locking or opening dies
    • B22D17/263Mechanisms or devices for locking or opening dies mechanically
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C45/7653Measuring, controlling or regulating mould clamping forces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76822Phase or stage of control
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/64Mould opening, closing or clamping devices
    • B29C45/66Mould opening, closing or clamping devices mechanical
    • B29C45/661Mould opening, closing or clamping devices mechanical using a toggle mechanism for mould clamping

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

【課題】予測が比較的正確でありながら、予測に要する計算量が少なくて済み、それによって射出成形機のコントローラにおいて簡単に予測ができるボールネジ機構の寿命予測方法を提供する。【解決手段】トグル式型締装置(2)のトグル機構(14)を駆動する型締用ボールネジ機構(24)において、型締用ボールネジ機構(24)の稼働が可能な時間である稼働可能時間(Lt)を予測する。ボールネジ機構の寿命を表す理論式に基づいて理論式を簡略化し、稼働可能時間(Lt)は、型締力(KS)を1変数とする1変数関数で与えるようにする。そして、この1変数関数に基づいて型締用ボールネジ機構(24)の寿命を予測するようにする。なお、好ましい実施の形態は、1変数関数を次の指数関数から構成する。Lt=α・KSβただし、α、βは定数である。【選択図】 図1The present invention provides a ball screw mechanism life prediction method that can be predicted easily by a controller of an injection molding machine while requiring a relatively small amount of calculation for the prediction while the prediction is relatively accurate. In a mold clamping ball screw mechanism (24) for driving a toggle mechanism (14) of a toggle type mold clamping device (2), an operable time which is a time during which the mold clamping ball screw mechanism (24) can be operated. Predict (Lt). The theoretical formula is simplified based on the theoretical formula representing the life of the ball screw mechanism, and the operable time (Lt) is given as a one-variable function with the mold clamping force (KS) as one variable. Based on this one-variable function, the lifetime of the mold clamping ball screw mechanism (24) is predicted. In the preferred embodiment, the one-variable function is composed of the following exponential functions. Lt = α · KSβ where α and β are constants. [Selection] Figure 1

Description

本発明は、トグル式型締装置を備えた射出成形機の、該型締装置を駆動する型締用ボールネジ機構の寿命を予測する寿命予測方法、およびそのような寿命予測方法が実施されるトグル式型締装置に関するものである。   The present invention relates to a life prediction method for predicting the life of a ball screw mechanism for clamping a mold that drives the mold clamping device of an injection molding machine equipped with a toggle type mold clamping device, and a toggle in which such a life prediction method is implemented. The present invention relates to a mold clamping device.

射出成形機は、従来周知のように樹脂を射出する射出装置と金型を型締めする型締装置とから構成されている。型締装置は、色々な種類があるがトグル機構からなる型締機構を備えたトグル式型締装置が周知である。トグル式型締装置は、固定金型が取付けられるようになっている固定盤と、型締ハウジングと、固定盤と型締ハウジングの間にスライド自在に設けられ可動金型が取付けられるようになっている可動盤と、固定盤と型締ハウジングとを連結する複数本のタイバーと、トグル機構とからなる。トグル機構は型締ハウジングと可動盤とを連結しており、トグル機構を駆動すると可動盤が駆動されて型開閉されるようになっている。トグル機構は色々なタイプのものがあるが、比較的多用されているタイプは、一対の短リンクと、一対の長リンクと、一対のクロスリンクと、クロスヘッドとから構成されている。一対の短リンクはそれぞれ一方の端部が型締ハウジングに枢着され、一対の長リンクはそれぞれ一方の端部が可動盤に枢着され、短リンクと長リンクのそれぞれの他方の端部は互いに回動可能に連結されている。そしてクロスヘッドと一対の短リンクが一対のクロスリンクによって連結されている。クロスヘッドを所定の駆動機構によって軸方向に駆動すると、一対の短リンクと長リンクとが屈伸し、トグル機構が駆動されて型開閉されるようになっている。   The injection molding machine is composed of an injection device for injecting resin and a mold clamping device for clamping a mold as is well known in the art. There are various types of mold clamping apparatuses, but a toggle type mold clamping apparatus having a mold clamping mechanism including a toggle mechanism is well known. The toggle type mold clamping device is provided with a fixed plate to which a fixed mold is attached, a mold clamping housing, and a slidably provided between the fixed plate and the mold clamping housing so that a movable mold can be attached. A movable platen, a plurality of tie bars connecting the fixed platen and the mold clamping housing, and a toggle mechanism. The toggle mechanism connects the mold clamping housing and the movable platen, and when the toggle mechanism is driven, the movable platen is driven to open and close the mold. There are various types of toggle mechanisms, but a relatively frequently used type includes a pair of short links, a pair of long links, a pair of cross links, and a cross head. One end of each of the pair of short links is pivotally attached to the mold clamping housing, one end of each of the pair of long links is pivotally attached to the movable platen, and the other end of each of the short link and the long link is They are connected to each other so as to be rotatable. The cross head and the pair of short links are connected by a pair of cross links. When the crosshead is driven in the axial direction by a predetermined drive mechanism, the pair of short links and long links bend and extend, and the toggle mechanism is driven to open and close the mold.

各装置がモータによって駆動される電動射出成形機においては、クロスヘッドはモータとボールネジ機構とによって駆動されるようになっている。ボールネジ機構は、ボールネジとこのボールネジに螺合するボールナットと、ボールネジとボールナットの間を転動する複数個のボールとから構成されている。ボールネジ機構は複数個のボールによってボールネジとボールナットの間の摩擦を軽減して、効率よく回転力を軸力に変換できるので優れているが、負荷が作用する環境で使用するとボールの表面が剥離する等して劣化が進行する。クロスヘッドを駆動するボールネジ機構は型締時に大きな負荷が作用するので、劣化が早く数年で交換が必要になる場合もある。ボールネジ機構の交換は、射出成形機の運転を所定時間停止して実施しなければならない。予期しないタイミングでボールネジ機構の故障が発生すると長期間の生産停止を余儀なくされ、生産計画に支障を来してしまう。ボールネジ機構の寿命を適切に予測できれば、ボールネジ機構の交換を計画することができ生産計画に影響を及ぼさないで済む。ボールネジ機構を製造しているメーカは、ボールネジ機構の寿命を予測する次の式を提供している。   In an electric injection molding machine in which each device is driven by a motor, the cross head is driven by a motor and a ball screw mechanism. The ball screw mechanism includes a ball screw, a ball nut that is screwed to the ball screw, and a plurality of balls that roll between the ball screw and the ball nut. The ball screw mechanism is excellent because it reduces the friction between the ball screw and ball nut by using multiple balls and can efficiently convert rotational force into axial force. However, the ball surface peels off when used in an environment where a load is applied. Deterioration progresses by doing. Since the ball screw mechanism that drives the crosshead is subjected to a large load during mold clamping, it may deteriorate quickly and need to be replaced in several years. Replacement of the ball screw mechanism must be performed after the operation of the injection molding machine is stopped for a predetermined time. If a failure of the ball screw mechanism occurs at an unexpected timing, it will be forced to stop production for a long period of time, which will hinder production planning. If the life of the ball screw mechanism can be appropriately predicted, replacement of the ball screw mechanism can be planned, and the production plan can be avoided. Manufacturers that manufacture ball screw mechanisms provide the following formulas that predict the life of the ball screw mechanism.

Figure 2016059767
Figure 2016059767

基本動定格荷重Cは、複数のボールネジ機構を同じ条件下で回転させたときに90%のボールネジ機構が劣化による金属の剥離等を引き起こすこと無く100万回転できるような、ボールネジ機構に印可する軸方向の荷重のことである。そして荷重係数fは、回転時に受ける衝撃の有無によって加味する係数であり衝撃がなければ1.0が採用される。型締用のボールネジ機構においては衝撃は少ないので1.2と考えれば良い。定格疲れ寿命Lは、所定の軸方向の荷重である軸方向荷重Fが作用した状態でボールネジ機構を駆動した場合におけるボールネジ機構の寿命を、回転の回数で示すものであり、1−1式によって与えられる。この定格疲れ寿命Lと回転数nとから、ボールネジ機構の寿命を時間で表した寿命時間Lが1−2式によって与えられる。ところで1−1式においては、軸方向荷重Fは一定値になっているが、一般的に荷重は変化することが普通であり、型締用のボールネジ機構においても荷重は変化する。ボールネジ機構のメーカは、軸方向の荷重が変化する場合におけるボールネジ機構の寿命を計算するための式も次のように提供している。The basic dynamic load rating C a is applied to the ball screw mechanism such that when a plurality of ball screw mechanisms are rotated under the same conditions, 90% of the ball screw mechanisms can rotate 1 million without causing metal peeling due to deterioration. It is the load in the axial direction. The load coefficient fw is a coefficient that is taken into account depending on the presence or absence of an impact received during rotation. If there is no impact, 1.0 is adopted. In the ball screw mechanism for mold clamping, since the impact is small, it can be considered as 1.2. Rated fatigue life L is the life of the ball screw mechanism when the axial load F a is a load of the predetermined axis direction is driven ball screw mechanism while acting, are those indicated by the number of rotation, 1-1 Formula Given by. From the rated fatigue life L and the rotation speed n, a life time L t that represents the life of the ball screw mechanism in terms of time is given by Formula 1-2. By the way, in Formula 1-1, although the axial load Fa is a constant value, the load generally changes, and the load also changes in the ball screw mechanism for mold clamping. The manufacturer of the ball screw mechanism also provides an equation for calculating the life of the ball screw mechanism when the axial load changes as follows.

Figure 2016059767
Figure 2016059767

2−1式は、軸方向の荷重が変化するボールネジ機構の寿命を計算するにあたり、平均の軸方向荷重である平均軸方向荷重Fを計算する式である。n回に渡ってボールネジ機構を駆動するとき、1回目、2回目、…n回目のそれぞれにおいてボールネジ機構に作用する軸方向荷重F、F、…F、そのときの回転数n、n、…n、そのときの駆動時間t、t、…tとし、これらから平均軸方向荷重Fが計算される。実は、1−1式から2−1式は次のように必然的に導くことができる。1−1式の逆数を考えると左辺は1/Lになり、これは1回転あたりにボールネジ機構が受けることになるダメージということができ、L回転分ダメージが蓄積したらボールネジ機構が寿命に達したと判断することができる。一方1−1式の右辺の逆数は、軸方向荷重Fの3乗に比例する。つまり、1回転あたりにボールネジ機構が受けるダメージは軸方向荷重Fの3乗に比例することが分かる。そうすると軸方向荷重F、F、…Fが変化するとき、ボールネジ機構が受けることになるダメージの累積値は、F ・n・t+F ・n・t+…F ・n・tに比例する。つまり、軸方向荷重F、F、…Fを3乗すると共にそのときの回転の回数を乗じ、これらを加算したものに比例する。次いでこの式を、回転の全回数であるn・t+n・t+…n・tで除したものが1回転あたりに受けるボールネジ機構の平均のダメージに関係することになり、これを1/3乗したものが2−1式になる。これによって平均軸方向荷重Fが得られる。このように2−1式に基づいて計算した平均軸方向荷重Fを1−1式における軸方向荷重Fに代入すると、2−3式のように定格疲れ寿命Lが得られることになる。ボールネジ機構の平均の回転数である平均回転数nの計算式は、2−2式のように得られる。得られた定格疲れ寿命Lと、この平均回転数nとから2−4式のように寿命時間Lが得られる。従って、型締用のボールネジ機構においても、それぞれのタイミングにおける軸方向荷重を検出すると共にそのときの回転数と駆動時間とを得ることができれば、平均軸方向荷重Fを計算することができ、寿命を計算することができる。2-1 formula is In calculating the service life of the ball screw mechanism an axial load is changed, an equation for calculating the average axial load F m is an axial load average. When driving the ball screw mechanism over n times, the first, second, ... axial load F 1, F 2 acting on the n-th ball screw mechanism in each, ... F n, the rotational speed n 1 at that time, n 2 ,... n n and the driving times t 1 , t 2 ,... t n at that time, and the average axial load F m is calculated therefrom. In fact, equations 1-1 can be inevitably derived from equations 1-1. Considering the reciprocal of 1-1, the left side is 1 / L, which can be said to be the damage that the ball screw mechanism will receive per rotation, and the ball screw mechanism has reached the end of its life once the damage for L rotations has accumulated. It can be judged. Meanwhile 1-1 inverse of formula on the right side is proportional to the cube of the axial load F a. In other words, damage the ball screw mechanism receives is proportional to the cube of the axial load F a per rotation. Then, when the axial loads F 1 , F 2 ,... F n change, the cumulative value of damage that the ball screw mechanism will receive is F 1 3 · n 1 · t 1 + F 2 3 · n 2 · t 2 + ... proportional to F n 3 · n n · t n . That is, it is proportional to the axial load F 1 , F 2 ,... F n raised to the third power, multiplied by the number of rotations at that time, and added. Then, this equation is related to the average damage of the ball screw mechanism per rotation that is divided by n 1 · t 1 + n 2 · t 2 + ... n n · t n which is the total number of rotations. , Which is the 1/3 power of this, becomes the equation 2-1. As a result, an average axial load Fm is obtained. Substituting the axial load F a In this manner the average axial load F m which is calculated based on the 2-1 formula in 1-1 type, so that the nominal fatigue life L is obtained as 2-3 formula . Formula for the average rotational speed n m is the rotational speed of the average of the ball screw mechanism is obtained as 2-2 equation. The rated fatigue life L obtained, lifetime L t as 2-4 Expression from this average engine speed n m is obtained. Therefore, in the ball screw mechanism for mold clamping, if the axial load at each timing can be detected and the rotation speed and driving time at that time can be obtained, the average axial load F m can be calculated. Lifespan can be calculated.

特開2000−238106号公報JP 2000-238106 A

ボールネジ機構の寿命を推定する他の方法が、特許文献1において提案されている。特許文献1に記載の方法では、ボールネジ機構を駆動するときにおけるボールネジの移動速度と、モータに供給する電流とを検出し、これらと所定のトルク係数を乗じてボールネジ機構に作用するそのタイミングにおけるエネルギーを計算する。このボールネジ機構に作用するエネルギーを累積すると、ボールネジ機構に作用した総エネルギーが得られる。総エネルギーが、予め設定されている寿命エネルギーを越えたら寿命に達したものと判断する。   Another method for estimating the life of the ball screw mechanism is proposed in Patent Document 1. In the method described in Patent Document 1, the energy at the timing of detecting the moving speed of the ball screw when driving the ball screw mechanism and the current supplied to the motor and multiplying these by a predetermined torque coefficient and acting on the ball screw mechanism. Calculate When the energy acting on the ball screw mechanism is accumulated, the total energy acting on the ball screw mechanism is obtained. If the total energy exceeds the preset life energy, it is determined that the life has been reached.

トグル式型締装置において、型締用のボールネジ機構の寿命を予測することは前記したように重要である。そしてボールネジ機構の寿命は、2−1式〜2−4式を使用すれば予測することはできる。また特許文献1に記載の方法によっても寿命を予測することはできる。しかしながらこれらの方法には問題も見受けられる。まず、2−1式〜2−4式に基づいて予測する場合であるが、計算が難しいという問題がある。型締用のボールネジ機構に作用する軸方向荷重は複雑に変化しており、それぞれのタイミングにおける軸方向荷重とボールネジの回転数と駆動時間を全て精度よく検出するのは実質的に不可能である。仮にこれらが精度良く検出できたとしても2−1式等によって逐次演算をすると計算量が莫大になってしまい、射出成形機のコントローラにおいて計算することはできない。つまり実質的に2−1式〜2−4式に基づいて寿命を計算することはできない。特許文献1に記載の方法においては、ボールネジ機構を駆動するときにおけるボールネジの移動速度と、モータに供給する電流とだけを検出し、これらから演算して累積した総エネルギーから寿命を予測するので、射出成形機のコントローラにおいても十分に計算することができる。しかしながら寿命が正確に予測できるかどうか必ずしも定かではない。ボールネジ機構を製造しているメーカが提供している1−1式によると、前記したように軸方向荷重Fの定格疲寿命Lに対する寄与は、3乗の逆数で与えられる。つまり軸方向荷重Fは小さいときには寿命にほとんど影響を与えないが、大きくなると急激に寿命に影響を与えることになる。しかしながら特許文献1に記載の方法においては、検出している電流はモータのトルクに比例しているはずであるので、電流は概ね軸方向荷重Fに比例している物理量であると考えられるが、エネルギーの計算において電流を3乗してはいない。つまり特許文献1に記載の方法においては寿命に対する軸方向荷重Fの寄与の度合いを小さく見積もっていることになり、1−1式とは相違している。そうすると型締用のボールネジ機構の寿命を必ずしも正確に予想できる保証はない。In a toggle type mold clamping device, it is important to predict the life of a ball screw mechanism for mold clamping as described above. The life of the ball screw mechanism can be predicted by using equations 2-1 to 2-4. The life can also be predicted by the method described in Patent Document 1. However, there are problems with these methods. First, although it is a case where it estimates based on 2-1 Formula-2-4 Formula, there exists a problem that calculation is difficult. The axial load acting on the ball screw mechanism for mold clamping changes in a complicated manner, and it is virtually impossible to accurately detect the axial load, the number of rotations of the ball screw, and the driving time at each timing. . Even if these can be detected with high accuracy, the calculation amount becomes enormous if it is successively calculated by the equation 2-1, etc., and cannot be calculated by the controller of the injection molding machine. That is, the lifetime cannot be calculated substantially based on the formulas 2-1 to 2-4. In the method described in Patent Document 1, only the moving speed of the ball screw when driving the ball screw mechanism and the current supplied to the motor are detected, and the lifetime is predicted from the total energy calculated and accumulated from these, The calculation can be sufficiently performed in the controller of the injection molding machine. However, it is not always clear whether the lifetime can be accurately predicted. According to 1-1 expression that manufacturers are manufacturing a ball screw mechanism is provided, contribution to the rated疲寿life L axial load F a as described above is given by the inverse of the cube. That is, when the axial load Fa is small, the life is hardly affected, but when it is large, the life is drastically affected. However, in the method disclosed in Patent Document 1, since the current is detected should be proportional to the torque of the motor, it is considered that current is generally a physical quantity that is proportional to the axial load F a In the energy calculation, the current is not raised to the third power. That will be estimates reduce the degree of contribution of the axial load F a for life in the method described in Patent Document 1 differs from the 1-1 type. Then, there is no guarantee that the life of the ball screw mechanism for mold clamping can be accurately predicted.

したがって本発明は、トグル式型締装置の型締用のボールネジ機構の寿命を予測するとき、予測が比較的正確でありながら、予測に要する計算量が少なくて済み、それによって射出成形機のコントローラにおいて簡単に予測ができるボールネジ機構の寿命予測方法を提供することを目的としている。   Therefore, the present invention predicts the life of a ball screw mechanism for clamping a toggle type mold clamping device, while requiring a relatively accurate calculation and a small amount of calculation required for the prediction. It is an object of the present invention to provide a method for predicting the life of a ball screw mechanism that can be easily predicted.

本発明の請求項1は、上記目的を達成するために、トグル式型締装置のトグル機構を駆動する型締用ボールネジ機構において、前記型締用ボールネジ機構を劣化無く稼働することが可能な時間である稼働可能時間を、変数が型締力の1個からなる1変数関数によって与え、該1変数関数に基づいて寿命を予測することを特徴とするトグル式型締装置の型締用ボールネジ機構の寿命予測方法として構成される。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の方法において、前記1変数関数は指数関数からなることを特徴とするトグル式型締装置の型締用ボールネジ機構の寿命予測方法として構成される。
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の方法において、前記1変数関数は多項式からなることを特徴とするトグル式型締装置の型締用ボールネジ機構の寿命予測方法として構成される。
請求項4に記載の発明は請求項3に記載の方法において、前記多項式は2次式からなることを特徴とするトグル式型締装置の型締用ボールネジ機構の寿命予測方法として構成される。
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4に記載の寿命予測方法によって型締用ボールネジ機構の寿命が予測されるようになっているトグル式型締装置として構成される。
According to a first aspect of the present invention, in order to achieve the above object, in the mold clamping ball screw mechanism that drives the toggle mechanism of the toggle type mold clamping device, the time during which the mold clamping ball screw mechanism can be operated without deterioration. Is given by a one-variable function whose variable is one of the mold clamping forces, and the life is predicted based on the one-variable function. It is configured as a life prediction method.
The invention according to claim 2 is the method according to claim 1, wherein the one-variable function is an exponential function, and is configured as a method for predicting the life of the ball screw mechanism for clamping a toggle type clamping device. The
According to a third aspect of the present invention, in the method according to the first aspect, the one-variable function comprises a polynomial, and is configured as a method for predicting a life of a ball screw mechanism for a clamping mold of a toggle type clamping apparatus. .
According to a fourth aspect of the present invention, in the method according to the third aspect, the polynomial comprises a quadratic equation, and is configured as a method for predicting the life of a ball screw mechanism for clamping a toggle type clamping device.
The invention according to claim 5 is configured as a toggle type mold clamping device in which the life of the ball screw mechanism for mold clamping is predicted by the life prediction method according to claims 1 to 4.

以上のように、本発明によると、トグル式型締装置のトグル機構を駆動する型締用ボールネジ機構において、前記型締用ボールネジ機構を劣化無く稼働することが可能な時間である稼働可能時間を、変数が型締力の1個からなる1変数関数によって与え、該1変数関数に基づいて寿命を予測するように構成されている。すなわち変数は1個だけの関数によって稼働可能時間を与えるので、寿命の予測に必要な計算量は少なくて済む。従って射出成形機のコントローラによって簡単に予測ができる。そして後で説明するように、稼働可能時間を型締力を1変数とする1変数関数で与えたのは、トグル式型締装置の特性を分析して所定の条件を設定したことによって実現できたからであり、2−1式〜2−4式の理論式に基づいてボールネジ機構の寿命を予測しているのと実質的に同じことになる。つまり型締用ボールネジ機構の寿命の予測は十分に正確であると言える。さらに他の発明によると、1変数関数は指数関数からなる。また他の発明によると1変数関数は多項式からなる。さらに他の発明によると多項式は2次式からなる。このように比較的シンプルな1変数関数によって与えられるので、寿命の予測に必要な計算量はわずかで済むという効果が得られる。   As described above, according to the present invention, in the mold clamping ball screw mechanism that drives the toggle mechanism of the toggle type mold clamping device, the operable time that is the time during which the mold clamping ball screw mechanism can be operated without deterioration is reduced. The variable is given by a one-variable function including one mold clamping force, and the life is predicted based on the one-variable function. That is, since the variable gives the operable time by only one function, the amount of calculation required for the life prediction is small. Therefore, it can be easily predicted by the controller of the injection molding machine. As will be described later, the operation time is given as a one-variable function with the mold clamping force as one variable, which can be realized by analyzing the characteristics of the toggle type mold clamping device and setting predetermined conditions. This is substantially the same as predicting the life of the ball screw mechanism based on the theoretical formulas 2-1 to 2-4. In other words, it can be said that the prediction of the life of the ball screw mechanism for mold clamping is sufficiently accurate. According to yet another invention, the one-variable function is an exponential function. According to another invention, the one-variable function is a polynomial. According to yet another invention, the polynomial consists of a quadratic expression. Thus, since it is given by a relatively simple one-variable function, there is an effect that only a small amount of calculation is necessary for predicting the lifetime.

本発明の実施の形態に係るトグル式型締装置を備えた射出成形機を示す正面図である。It is a front view which shows the injection molding machine provided with the toggle type | mold clamping apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るトグル式型締装置の型締用ボールネジ機構に作用する軸方向荷重を示すグラフで、その(A)は型締力を発生させるときに型締用ボールネジ機構に作用する軸方向荷重を示すグラフで、その(B)は成形サイクルの各工程において型締用ボールネジ機構に作用する軸方向荷重の変化を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing an axial load acting on a mold clamping ball screw mechanism of a toggle type mold clamping apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3A shows the effect on the mold clamping ball screw mechanism when a mold clamping force is generated. (B) is a graph showing changes in the axial load acting on the ball screw mechanism for mold clamping in each step of the molding cycle. 本発明の実施の形態に係るトグル式型締装置の型締用ボールネジ機構の寿命の予測を示すグラフである。It is a graph which shows prediction of the lifetime of the ball screw mechanism for mold clamping of the toggle type mold clamping apparatus which concerns on embodiment of this invention.

本実施の形態に係る型締用ボールネジ機構の寿命の予測方法は、トグル式型締装置を備えた一般的な電動式の射出成形機に対して適用できる。最初に、本実施の形態に係る射出成形機1を説明する。射出成形機1は、ベッド4上に設けられているトグル式型締装置2と、同様にベッド4上をスライド自在に設けられている射出装置3とから構成されている。射出装置3は、従来周知のように加熱シリンダ6、この加熱シリンダ6内で回転方向と軸方向とに駆動可能に設けられている図示されないスクリュ、加熱シリンダ6の先端に設けられている射出ノズル7等から構成されている。   The method of predicting the life of the ball screw mechanism for mold clamping according to the present embodiment can be applied to a general electric injection molding machine equipped with a toggle type mold clamping device. Initially, the injection molding machine 1 which concerns on this Embodiment is demonstrated. The injection molding machine 1 includes a toggle type mold clamping device 2 provided on a bed 4 and an injection device 3 provided similarly to be slidable on the bed 4. The injection device 3 includes a heating cylinder 6, a screw (not shown) that can be driven in the rotation direction and the axial direction in the heating cylinder 6, and an injection nozzle provided at the tip of the heating cylinder 6 as is well known in the art. 7 etc.

トグル式型締装置2も従来周知であり、固定側金型K1が取付けられている固定盤9と、可動側金型K2が取付けられている可動盤10と、型締ハウジング12と、固定盤9と型締ハウジング12とを連結している4本のタイバー13、13、…と、型締ハウジング12と可動盤10の間に設けられているトグル機構14とから構成されている。トグル機構14も周知であり、型締ハウジング12にその一方の端部が枢着されている一対の短リンク16、16と、この短リンク16、16に一方の端部が枢着されると共に可動盤10にその他方の端部が枢着されている一対の長リンク17、17と、トグル機構14を駆動するクロスヘッド18と、クロスヘッド18と短リンク16、16とを連結するクロスリンク20、20とから構成されている。   The toggle type mold clamping device 2 is also well known in the art, and includes a stationary platen 9 to which a stationary die K1 is attached, a movable platen 10 to which a movable die K2 is attached, a mold clamping housing 12, and a stationary platen. Are connected to the mold clamping housing 12 and a toggle mechanism 14 provided between the mold clamping housing 12 and the movable platen 10. A toggle mechanism 14 is also well known, and a pair of short links 16 and 16 having one end pivotally attached to the mold clamping housing 12, and one end being pivotally attached to the short links 16 and 16. A pair of long links 17, 17 whose other ends are pivotally attached to the movable platen 10, a cross head 18 that drives the toggle mechanism 14, and a cross link that connects the cross head 18 and the short links 16, 16. 20 and 20.

本実施の形態においてクロスヘッド18を駆動する駆動機構は、型締用モータ22と、型締用ボールネジ機構24と、型締用ボールネジ機構24に型締用モータ22の回転力を伝達する一対のプーリ25、26とベルト27とから構成されている。型締用ボールネジ機構24は、ボールネジ29と、このボールネジ29に螺合するボールナット30と、ボールナット30内で転動する図示されない複数個のボールから構成されており、本実施の形態においてはクロスヘッド18にボールナット30が設けられている。   In the present embodiment, the driving mechanism for driving the cross head 18 includes a mold clamping motor 22, a mold clamping ball screw mechanism 24, and a pair of mold clamping ball screw mechanisms 24 that transmit the rotational force of the mold clamping motor 22. The pulleys 25 and 26 and a belt 27 are included. The mold clamping ball screw mechanism 24 includes a ball screw 29, a ball nut 30 screwed into the ball screw 29, and a plurality of balls (not shown) that roll in the ball nut 30. In this embodiment, A ball nut 30 is provided on the cross head 18.

このように構成されているので、型締用モータ22を駆動して型締用ボールネジ機構24を介してクロスヘッド18を駆動すると、トグル機構14が屈伸して可動盤10がスライドし、トグル式型締装置2が型開閉されることになる。   With this configuration, when the mold clamping motor 22 is driven and the crosshead 18 is driven via the mold clamping ball screw mechanism 24, the toggle mechanism 14 is bent and stretched, and the movable platen 10 is slid to toggle type. The mold clamping device 2 is opened and closed.

本実施の形態に係る型締用ボールネジ機構24について、前述した2−1式〜2−4式の理論式を利用して寿命を予測するにあたり、本発明者はトグル式型締装置2の特性を検討することにより、そして所定の条件を設定することにより、理論式を単純化することに成功した。まず本発明者が検討したトグル式型締装置2の特性を説明し、次いで単純化された理論式を導いた手法について説明する。   In predicting the lifetime of the mold clamping ball screw mechanism 24 according to the present embodiment using the above-described theoretical formulas 2-1 to 2-4, the present inventor considered the characteristics of the toggle mold clamping device 2. We have succeeded in simplifying the theoretical formula by examining the above and by setting predetermined conditions. First, the characteristics of the toggle type mold clamping device 2 examined by the present inventor will be described, and then a method for deriving a simplified theoretical formula will be described.

トグル式型締装置2は、クロスヘッド18を所定の軸方向の力で駆動すると、金型K1、K2を型締めする型締力KSが所定の倍率で得られる。この倍率はトグル機構14の構造から理論的に得られるが、一定値ではなくトグル機構14の屈伸の状態に応じて変化する。得ようとする型締力KSに応じて駆動すべき軸方向の力が変わってくるが、これらの関係が図2の(A)に示されている。なお、クロスヘッド18を駆動する軸方向の力は、型締用ボールネジ機構に作用する軸方向荷重Fと等しいので、色々な型締力KSを得るときにおいて型締用ボールネジ機構に作用する軸方向荷重Fも、この図2の(A)のグラフと同じになる。なお、軸方向荷重は型締工程において変化するが、型締工程における最大の軸方向荷重Fmaxがグラフに示されている。トグル式型締装置2は、その機種によって発生可能な型締力KSの範囲が決められており、所定の機種においては図2の(A)のグラフに示されているように、型締力KSはKSkN〜KSkNの範囲で発生させることができ、そのときに型締用ボールネジ機構に作用する最大の軸方向荷重FmaxはFmax1kN〜Fmax2kNになっている。When the cross mold 18 is driven with a predetermined axial force, the toggle type mold clamping apparatus 2 can obtain a mold clamping force KS for clamping the molds K1, K2 at a predetermined magnification. This magnification is theoretically obtained from the structure of the toggle mechanism 14, but varies depending on the bending / extension state of the toggle mechanism 14 rather than a constant value. The axial force to be driven varies depending on the mold clamping force KS to be obtained. These relationships are shown in FIG. Since the axial force for driving the cross head 18 is equal to the axial load F acting on the clamping ball screw mechanism, the axial direction acting on the clamping ball screw mechanism when various clamping forces KS are obtained. The load F is also the same as the graph of FIG. Although the axial load changes in the mold clamping process, the maximum axial load F max in the mold clamping process is shown in the graph. The toggle type mold clamping device 2 has a range of mold clamping force KS that can be generated depending on the model, and in a given model, as shown in the graph of FIG. KS can be generated in the range of KS 1 kN to KS 2 kN, and the maximum axial load F max acting on the mold clamping ball screw mechanism at that time is F max1 kN to F max2 kN.

本発明者は、成形サイクルを構成するそれぞれの工程において、型締用ボールネジ機構に作用する軸方向荷重Fの一般的な変化の様子について調べた。軸方向荷重Fは、型締用モータ22を駆動するトルクから、つまり型締用モータ22に供給する電流から計算するようにした。各工程における軸方向荷重Fの変化の様子は、図2の(B)の符号35のグラフのように得られた。グラフにおいて型閉(A)は、型開き状態から金型K1、K2が当接するまでの型閉工程を、型締(B)は、金型K1、K2が当接した状態から型締力を発生せるまでの型締工程を、保持(Z)は型締めされた金型K1、K2に射出する射出工程と保圧をする保圧工程を、型緩(C)は型締めされた金型K1、K2を型締力が発生しない当接状態に移行する型緩工程を、そして型開(D)は型開き状態に開く型開工程を、それぞれ示している。全ての工程の中で、最大の軸方向荷重Fmaxは型締工程において発生していることが分かる。軸方向荷重Fの変化をそれぞれの工程において平均化した平均軸方向荷重を考えると、図2の(B)において符号36で示されている階段状のグラフのようになる。このような各工程において平均化して得られる平均軸方向荷重の具体的な求め方は後で説明するが、このように各工程毎の平均軸方向荷重が与えられると、型締用ボールネジ機構24の寿命を計算する上で必要となる平均軸方向荷重Fを計算することができる。ところで型締用ボールネジ機構24が停止した状態で保持されている保圧工程は寿命に影響を与えないはずであるので、型閉工程、型締工程、型緩工程、型開工程についてだけ計算すれば、成形サイクルにおける平均の軸方向荷重である平均軸方向荷重Fが得られる。前述の2−2式に基づいて平均軸方向荷重Fを計算すると、3−1式のようになる。The present inventors have, in each of steps constituting the molding cycle was investigated how general the change in axial load F x acting on the ball screw mechanism for mold clamping. The axial load F x is calculated from the torque that drives the mold clamping motor 22, that is, from the current supplied to the mold clamping motor 22. State of a change in the axial load F x in each step was obtained as shown in FIG. 2 of the graph of the code 35 (B). In the graph, mold closing (A) indicates the mold closing process from the mold open state until the molds K1 and K2 contact each other, and mold clamping (B) indicates the mold clamping force from the state where the molds K1 and K2 contact each other. The mold clamping process until the generation is performed, the holding (Z) is the injection process for injecting the molds K1 and K2, and the pressure holding process for holding the pressure, and the mold loosening (C) is the mold clamped. A mold loosening process in which K1 and K2 are shifted to a contact state where no mold clamping force is generated and a mold opening process (D) indicates a mold opening process in which the mold is opened. It can be seen that the maximum axial load F max is generated in the mold clamping process among all the processes. Considering the average axial load averaged at each step change in the axial load F x, so the stepped graph shown by reference numeral 36 in the FIG. 2 (B). A specific method for obtaining the average axial load obtained by averaging in each step will be described later. When the average axial load for each step is given as described above, the mold clamping ball screw mechanism 24 is provided. It is possible to calculate the average axial load F m necessary for calculating the lifetime of By the way, since the pressure-holding process held in a state where the mold clamping ball screw mechanism 24 is stopped should not affect the life, only the mold closing process, the mold clamping process, the mold loosening process, and the mold opening process are calculated. For example, an average axial load F m that is an average axial load in the molding cycle is obtained. When the average axial load F m is calculated based on the above-described equation 2-2, the equation 3-1 is obtained.

Figure 2016059767
Figure 2016059767

ここで、F、F、F、Fはそれぞれ型閉工程、型締工程、型緩工程、型開工程における平均の軸方向荷重を、n、n、n、nはそれぞれ型閉工程、型締工程、型緩工程、型開工程における型締用ボールネジ機構24の回転数を、t、t、t、tはそれぞれ型閉工程、型締工程、型緩工程、型開工程における型締用ボールネジ機構24の駆動時間を示している。同様に、2−2式に基づいて、成形サイクルにおける型締用ボールネジ機構24の平均の回転数、つまり平均回転数nが得られる。 Here, F A, F B, F C, F D each mold closing step, the mold clamping process, the mold slow process, the axial load of the average in the mold opening process, n A, n B, n C, n D Are the number of rotations of the ball screw mechanism 24 for mold clamping in the mold closing process, mold clamping process, mold loosening process, and mold opening process, respectively, t A , t B , t C , and t D are the mold closing process, mold clamping process, The drive time of the ball screw mechanism 24 for mold clamping in the mold loosening process and the mold opening process is shown. Similarly, based on the formula 2-2, the average rotation speed of the clamping ball screw mechanism 24 in the molding cycle, that is, the average rotation speed nm is obtained.

さて、各工程における平均の軸方向荷重F、F、F、Fを求める方法を説明する。これらは、それぞれの工程において測定された軸方向荷重F、つまり図2の(B)において符号35で示される軸方向荷重Fを、それぞれの工程において平均化したものであり次のようにして得る。まずそれぞれの工程を、複数個の時間幅に等分割する。例えば型閉工程であれば型閉工程を10個の時間帯に等分割する。次いで分割された時間帯のそれぞれにおける軸方向荷重Fを符号35のグラフから読み取って、2−1式を使用して各工程における平均の軸方向荷重F、F、F、Fを求める。このとき、各時間帯は等間隔なので駆動時間t、t、…tは全て同じ値になる。そして、各工程における型締用ボールネジ機構24の回転数は一定であると仮定すれば回転数n、n、…nはいずれの同じ値として計算できる。このようにすれば各工程における平均の軸方向荷重F、F、F、Fを求めることができる。本発明者が所定の機種のトグル式型締装置において成形サイクルを実施して軸方向荷重の変化を測定し、それを元に各工程における平均の軸方向荷重F、F、F、Fを計算したところ、図2の(B)の符号36のグラフに示されているように、型閉工程、型締工程、型緩工程、型開工程のそれぞれにおける平均の軸方向荷重F、F、F、Fは、最大の軸方向荷重Fmaxに対してそれぞれ0.3倍、0.75倍、0.45倍、0.3倍になった。この結果を3−1式に代入すると、4−1式が得られる。Now, the axial load F A of the average in each step, F B, F C, a method of obtaining the F D will be described. These respective axial load measured in Step F x, i.e. the axial load F x indicated by reference numeral 35 in FIG. 2 (B) is obtained by averaging in each step as follows Get. First, each process is equally divided into a plurality of time widths. For example, in the case of a mold closing process, the mold closing process is equally divided into 10 time zones. Next, the axial load F x in each of the divided time zones is read from the graph of reference numeral 35, and the average axial loads F A , F B , F C , and F D in each step using the equation 2-1. Ask for. At this time, since each time zone is equally spaced, the drive times t 1 , t 2 ,... T n all have the same value. Then, the rotational speed of the mold clamping ball screw mechanism 24 at each step rpm n 1, n 2 assuming a constant, ... n n can be calculated as the same value for any. Axial load F A of the average in the respective steps Thus, F B, F C, can be obtained F D. The inventor performs a molding cycle in a toggle type mold clamping device of a predetermined model to measure a change in the axial load, and based on that, average axial loads F A , F B , F C , was calculated the F D, as shown in the graph of the code 36 in FIG. 2 (B), the mold closing step, the mold clamping process, the mold slow process, the average axial load F in the respective mold opening process a, F B, F C, F D is 0.3-fold, respectively for the maximum axial load F max, 0.75 times, 0.45 times, it became 0.3 times. Substituting this result into equation 3-1, equation 4-1 is obtained.

Figure 2016059767
Figure 2016059767

ところでトグル式型締装置2では、金型K1、K2の種類が変われば型開工程や型開工程における型開閉ストロークが異なる可能性はある。しかしながら一般的な成形サイクルにおいては、型開工程や型開工程における型開閉ストロークは、その機種において可能となる最大の型開閉ストロークの略1/2としている。つまり金型K1、K2の種類によらずに型開工程や型開工程における型開閉ストロークは一定となるように運転している。そこで、本発明に係る寿命の予測をする場合においては、型開工程や型開工程における型開閉ストロークは最大の型開閉ストロークの1/2にすることを条件とする。型開閉ストロークが決定されれば、型閉工程と型開工程における型締用ボールネジ機構24の回転数n、nは一定で運転するので、それぞれの工程における型締用ボールネジ機構24の駆動時間t、tは必然的に計算できる。型締工程や型緩工程における型締用ボールネジ機構24の回転数n、nと、その駆動時間t、tも機種により実質的に一定値で与えることができる。これらn〜n、t〜tの数値を4−1式に代入する。そうすると、成形サイクルにおける平均軸方向荷重Fは、最大の軸方向荷重Fmaxを唯一の変数とする関数として得られることになる。By the way, in the toggle type mold clamping device 2, there is a possibility that the mold opening / closing stroke in the mold opening process or the mold opening process may be different if the types of the molds K 1, K 2 are changed. However, in a general molding cycle, the mold opening process and the mold opening / closing stroke in the mold opening process are approximately ½ of the maximum mold opening / closing stroke possible in the model. That is, the mold opening process and the mold opening / closing stroke in the mold opening process are operated so as to be constant regardless of the types of the molds K1, K2. Therefore, in the case of predicting the lifetime according to the present invention, the mold opening process and the mold opening / closing stroke in the mold opening process are required to be ½ of the maximum mold opening / closing stroke. If the mold opening / closing stroke is determined, the rotational speeds n A and n D of the mold clamping ball screw mechanism 24 in the mold closing process and the mold opening process are operated at a constant value, so that the mold clamping ball screw mechanism 24 is driven in each process. Times t A and t D can be necessarily calculated. The rotational speeds n B and n C of the ball screw mechanism 24 for mold clamping and the driving times t B and t C in the mold clamping process and the mold loosening process can be given at substantially constant values depending on the model. The numerical values of n A to n D and t A to t D are substituted into Equation 4-1. Then, the average axial load F m in the molding cycle is obtained as a function having the maximum axial load F max as the only variable.

このように得られた関数に対し、最大の軸方向荷重Fmaxについて色々な値を代入して計算し、それぞれにおける平均軸方向荷重Fを具体的な数値として得る。なお代入する最大の軸方向荷重Fmaxが取り得る値については、トグル式型締装置2の機種に応じて決定される。つまり本実施の形態に係るトグル式型締装置2においては、図2の(A)のグラフに示されている範囲、つまりFmax1kN〜Fmax2kNが取り得る値になる。これらの範囲から適当な個数、例えば7点を選択してそれぞれの最大の軸方向荷重Fmaxを上で得られた関数に代入して平均軸方向荷重Fを計算する。このようにして計算された平均軸方向荷重Fから4−2式、4−3式に基づいてそれぞれにおける寿命時間Lを計算する。なお、荷重係数fは1.2として計算する。そうすると、最大の軸方向荷重Fmaxと寿命時間Lとからなる組合わせが複数組、例えば7組得られる。それぞれの組における最大の軸方向荷重Fmaxに対応する型締力KSを図2の(A)のグラフから読み取り、寿命時間Lと組合わせる。そうすると型締力KSと寿命時間Lとからなる組合わせが複数組、例えば7組得られる。これらの組を、横軸を型締力KS、縦軸を寿命時間Lとするグラフにプロットする。例えば、型締力KSと寿命時間Lとからなる組合わせが7組であれば、図3に示されているように7個の点がグラフにプロットされる。ここで、次式のように寿命時間Lを型締力KSを1変数とする1変数関数f()によって表すことにする。
=f(KS) 5−1式
1変数関数f()は色々な関数を利用することができ、プロットされた複数個の点を全て近似的に満たすことができればどのような関数であってもよい。このような1変数関数f()の好ましい例として、次の指数関数をあげることができる。
=α・KSβ 5−2式
ただし、α、βは定数
グラフにプロットされた複数個の点を近似するように最小二乗法等によって定数α、βを決定すればよい。
1変数関数f()の他の好ましい例として、次の多項式をあげることもできる。
=a・KS+an−1・KSn−1+…a・KS+a・KS 5−3式
ただし、a、an−1、…は定数
この多項式においてもグラフにプロットされた複数個の点を近似するように最小二乗法等によって定数a、an−1、…を決定すればよい。
Thus the obtained function, calculated by substituting various values for the maximum axial load F max, to obtain an average axial load F m in each as specific numerical values. Note that a value that can be taken by the maximum axial load F max to be substituted is determined according to the model of the toggle type mold clamping apparatus 2. That is, in the toggle type mold clamping device 2 according to the present embodiment, the range shown in the graph of FIG. 2A, that is, F max1 kN to F max2 kN can be taken. An appropriate number, for example, 7 points is selected from these ranges, and the maximum axial load F max is substituted into the function obtained above to calculate the average axial load F m . 4-2 Expression from such a manner calculated average axial load F m, to calculate the lifetime L t in each based on the 4-3 formula. Note that the load coefficient fw is calculated as 1.2. Then, the combination consisting of the maximum axial load F max and lifetime L t is a plurality of sets, obtained for example seven sets. The mold clamping force KS corresponding to the maximum axial load F max in each group is read from the graph of FIG. 2A and combined with the life time L t . Then a combination consisting of a mold clamping force KS and lifetime L t is a plurality of sets, obtained for example seven sets. These pairs, plotted abscissa clamping force KS, the vertical axis in the graph and lifetime L t. For example, a combination comprising a mold clamping force KS and lifetime L t is if seven pairs, point 7 as shown in FIG. 3 is plotted on a graph. Here, the life time L t is expressed by a one-variable function f () having the mold clamping force KS as one variable as in the following equation.
L t = f (KS) 5-1 Equation One-variable function f () can use various functions, and any function can be used as long as all of the plotted points can be approximately satisfied. May be. As a preferable example of such a one-variable function f (), the following exponential function can be given.
L t = α · KS β 5-2 where α and β are constants α and β may be determined by the least square method or the like so as to approximate a plurality of points plotted on the constant graph.
Another preferable example of the one-variable function f () is the following polynomial.
L t = a n · KS n + a n-1 · KS n-1 + ... a 1 · KS 1 + a 0 · KS 0 5-3 where a n , a n-1 , ... are constants The constants a n , a n−1 ,... May be determined by the least square method or the like so as to approximate a plurality of points plotted on the graph.

以上のように、本発明者はトグル式型締装置2の特性を検討することにより、そして所定の条件を設定することにより、2−1式〜2−4式の理論式を単純化して、5−2式、または5−3式を得ることができた。5−2式は、寿命時間Lつまり型締用ボールネジ機構24の稼働可能時間を、型締力KSを1変数とする指数関数で表したものであり、5−3式は多項式で表したものである。5−2式、または5−3式を射出成形機1のコントローラに格納する。コントローラはこの1変数関数に基づいて、型締力KSから型締用ボールネジ機構24の稼働可能時間を計算することができる。つまり型締用ボールネジ機構24の寿命を予測することができる。As described above, the present inventor simplified the theoretical formulas of the formulas 2-1 to 2-4 by examining the characteristics of the toggle type mold clamping device 2 and setting predetermined conditions. The formula 5-2 or the formula 5-3 could be obtained. Equation 5-2 represents the life time L t, that is, the operable time of the mold clamping ball screw mechanism 24 as an exponential function with the mold clamping force KS as one variable, and Equation 5-3 represents a polynomial. Is. Formula 5-2 or formula 5-3 is stored in the controller of the injection molding machine 1. Based on this one-variable function, the controller can calculate the operable time of the mold clamping ball screw mechanism 24 from the mold clamping force KS. That is, the lifetime of the mold clamping ball screw mechanism 24 can be predicted.

なお、5−3式で示される多項式は、次の5−4式のような2次式であっても十分に実用に耐える。
=a・KS+a・KS+a 5−4式
図3に示されている曲線は、このような5−4式の2次式で近似したものである。
In addition, even if the polynomial shown by 5-3 type | formula is a quadratic type like the following 5-4 type | formula fully endures practical use.
L t = a 2 · KS 2 + a 1 · KS + a 0 Formula 5-4 The curve shown in FIG. 3 is approximated by a quadratic formula of Formula 5-4.

前記したようにトグル式型締装置2は、機種によって発生可能な型締力KSの範囲が異なる。つまり図2の(A)のグラフが機種によって異なる。また、4−1式中のn〜n、t〜tも機種によって異なる。しかしながらいずれの機種においても上で説明した方法で計算すれば、型締用ボールネジ機構の稼働可能時間を、型締力KSを1変数とする1変数関数f()で表現することができる。As described above, the toggle mold clamping device 2 has a different range of mold clamping force KS that can be generated depending on the model. That is, the graph in FIG. 2A differs depending on the model. Also, different by n A ~n D in 4-1 formula, also t A ~t D model. However, in any model, if the calculation is performed by the method described above, the operable time of the mold clamping ball screw mechanism can be expressed by a one-variable function f () with the mold clamping force KS as one variable.

本発明によって、型締力KSを1変数とする1変数関数f()によって寿命時間Lを予測でき、それによって型締用ボールネジ機構24の寿命を予測できることを説明した。しかしながら予測できる寿命は、成形サイクルの実施可能な回数であってもよい。1回の成形サイクルに要する時間は概ね一定であるので、寿命時間Lを予測できるということは、成形サイクルの実施可能回数を予測できることと同じであるからである。According to the present invention, it has been described that the life time L t can be predicted by a one-variable function f () with the mold clamping force KS as one variable, thereby predicting the life of the ball screw mechanism 24 for mold clamping. However, the predictable lifetime may be the number of times the molding cycle can be performed. Since the time required for one molding cycle is substantially constant, the ability to predict the life time L t is the same as the ability to predict the number of possible molding cycles.

本発明においては、寿命時間Lは型締力KSを1変数とする1変数関数f()によって予測するように説明した。つまり変数は1個であるように説明した。しかしながら、気温等の他の要因による補正項を加える等して、より予測精度の高い関数を与えて寿命時間Lを予測してもよい。このような補正項を含む関数は変数は型締力KSの1個だけでなく、気温も変数として含むはずである。しかしながら、補正項による補正の大きさはかなり小さくなることが予想され、寿命時間Lは、実質的に型締力KSを1変数とする1変数関数f()によって予測しているのと大きな違いはないはずである。In the present invention, it has been described that the life time L t is predicted by a one-variable function f () with the mold clamping force KS as one variable. That is, it was explained that there is one variable. However, the life time L t may be predicted by giving a function with higher prediction accuracy by adding a correction term due to other factors such as temperature. A function including such a correction term should include not only one mold clamping force KS but also temperature as a variable. However, the magnitude of the correction by the correction term is expected to be considerably small, and the life time L t is substantially larger than that predicted by the one-variable function f () having the mold clamping force KS as one variable. There should be no difference.

1 射出成形機 2 トグル式型締装置
9 固定盤 10 可動盤
12 型締ハウジング 13 タイバー
14 トグル機構 18 クロスヘッド
22 型締用モータ 24 型締用ボールネジ機構
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Injection molding machine 2 Toggle type clamping device 9 Fixed board 10 Movable board 12 Mold clamping housing 13 Tie bar 14 Toggle mechanism 18 Cross head 22 Mold clamping motor 24 Mold clamping ball screw mechanism

Claims (5)

トグル式型締装置のトグル機構を駆動する型締用ボールネジ機構において、前記型締用ボールネジ機構を劣化無く稼働することが可能な時間である稼働可能時間を、変数が型締力の1個からなる1変数関数によって与え、該1変数関数に基づいて寿命を予測することを特徴とするトグル式型締装置の型締用ボールネジ機構の寿命予測方法。 In the mold clamping ball screw mechanism that drives the toggle mechanism of the toggle type mold clamping apparatus, the variable operation time is a time during which the mold clamping ball screw mechanism can be operated without deterioration from one of the mold clamping forces. A life prediction method for a ball screw mechanism for a clamping mold of a toggle type mold clamping device, characterized in that the life is predicted based on the one-variable function. 請求項1に記載の方法において、前記1変数関数は指数関数からなることを特徴とするトグル式型締装置の型締用ボールネジ機構の寿命予測方法。 The method according to claim 1, wherein the one-variable function is an exponential function. 請求項1に記載の方法において、前記1変数関数は多項式からなることを特徴とするトグル式型締装置の型締用ボールネジ機構の寿命予測方法。 2. The method according to claim 1, wherein the one-variable function comprises a polynomial. 請求項3に記載の方法において、前記多項式は2次式からなることを特徴とするトグル式型締装置の型締用ボールネジ機構の寿命予測方法。 4. The method according to claim 3, wherein the polynomial comprises a quadratic equation. 請求項1〜4に記載の寿命予測方法によって型締用ボールネジ機構の寿命が予測されるようになっているトグル式型締装置。 A toggle-type mold clamping device in which the life of the ball screw mechanism for mold clamping is predicted by the life prediction method according to claim 1.
JP2016553964A 2014-10-17 2015-10-05 Life prediction method of ball screw mechanism for mold clamping of toggle type mold clamping device and toggle type mold clamping device Active JP6635930B2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014212237 2014-10-17
JP2014212237 2014-10-17
PCT/JP2015/005049 WO2016059767A1 (en) 2014-10-17 2015-10-05 Method for predicting service life of mold clamping ball screw mechanism of toggle-type mold clamping apparatus, and toggle-type mold clamping apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2016059767A1 true JPWO2016059767A1 (en) 2017-07-13
JP6635930B2 JP6635930B2 (en) 2020-01-29

Family

ID=55746329

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016553964A Active JP6635930B2 (en) 2014-10-17 2015-10-05 Life prediction method of ball screw mechanism for mold clamping of toggle type mold clamping device and toggle type mold clamping device

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP6635930B2 (en)
CN (1) CN106794612B (en)
DE (1) DE112015004730T5 (en)
WO (1) WO2016059767A1 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6514280B2 (en) * 2017-07-20 2019-05-15 ファナック株式会社 Injection molding machine
CN108099142B (en) * 2017-12-27 2020-09-22 谭艳青 Full-automatic mould device that opens and shuts
JP7097268B2 (en) 2018-09-07 2022-07-07 株式会社ジャノメ Press equipment, terminal equipment, ball screw estimated life calculation method and program
DE102022205592A1 (en) 2022-06-01 2023-12-07 Hiwin Technologies Corp. METHOD AND SYSTEM FOR EVALUATION OF MAINTENANCE REQUIREMENTS OF A LINEAR TRANSMISSION DEVICE
CN115050460B (en) * 2022-08-17 2022-11-15 深圳市三维医疗设备有限公司 Medical equipment full life cycle supervision system and method based on big data

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0839639A (en) * 1994-08-02 1996-02-13 Ube Ind Ltd Mold clamping device of molding apparatus

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3185066B2 (en) * 1991-08-12 2001-07-09 黒田精工株式会社 Ball screw life monitoring device
CN101614635B (en) * 2009-04-17 2011-08-31 中国科学院上海硅酸盐研究所 Test system and test method of multiphysics fatigue property
CN101992532B (en) * 2010-10-29 2014-04-02 华南理工大学 System and method for automatically regulating clamping force of motor-driven injection molding machine
CN103996092B (en) * 2013-02-20 2018-12-07 青岛海尔机器人有限公司 Mold management method and management system

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0839639A (en) * 1994-08-02 1996-02-13 Ube Ind Ltd Mold clamping device of molding apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
CN106794612B (en) 2020-07-03
DE112015004730T5 (en) 2017-07-06
CN106794612A (en) 2017-05-31
JP6635930B2 (en) 2020-01-29
WO2016059767A1 (en) 2016-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6635930B2 (en) Life prediction method of ball screw mechanism for mold clamping of toggle type mold clamping device and toggle type mold clamping device
JP4199284B1 (en) Injection molding machine
JP5955564B2 (en) Fixing force measuring device and measuring method
JP4096103B2 (en) Method and apparatus for measuring characteristics of metal plate under temperature load
JP3694684B2 (en) Injection molding machine
CN109165407A (en) A kind of predictor method for the mechanical component fatigue crack service life
JP2004225692A5 (en)
KR20080092389A (en) Injection molding machine and method of controlling injection molding machine
US8810234B2 (en) Method of controlling active material actuation utilizing an operational envelope
Tranter et al. Towards sustainable injection molding of ABS plastic products
JP6686365B2 (en) Method for determining mold clamping abnormality of toggle type mold clamping mechanism
JP3506631B2 (en) Method and apparatus for estimating ball screw life of electric injection molding machine
EP3795329A1 (en) Injection molding machine and flash prevention method
JP5121471B2 (en) Molding machine
JP6526545B2 (en) Information management apparatus for injection molding, injection molding machine, and information management method for injection molding
US20070172357A1 (en) Generator rotor crack propagation prediction system and operation conditions determination support system, method, and program, and operation control system
WO2020049370A1 (en) Press device, terminal device, estimated-ball-screw-lifespan calculation method, and program
JP2020093506A (en) Injection molding machine information presentation device and injection molding machine information presentation method
Liu et al. Mechanical condition identification and prediction of spring operating mechanism of high voltage circuit breaker
JP2020144690A (en) Machine learning device and machine learning method
JP4709845B2 (en) Method for determining information on equipment exposed to temperature
DE102013206916B4 (en) Method of controlling actuation with active material using an operating envelope
JP7495513B2 (en) State determination device and state determination method
JP2024090308A (en) Information processing device, information processing method, and program
JP2019123006A (en) Press device and diagnostic method for press device

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170213

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170213

AA64 Notification of invalidation of claim of internal priority (with term)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A241764

Effective date: 20170509

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170510

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180116

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180305

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20180403

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190626

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191029

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20191217

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6635930

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250