WO1988001931A1 - Apparatus for detecting metal mold touch position in an electrically powered straight-acting mold-clamping mechanism - Google Patents

Description

明 細 書

電動式直圧型締機構 に お け る金型 タ ツ チ位置検出 装置 技 術 分 野

本発明 は 、 射出成形機の型練機構 に 関 し 、 と く に 、 サ ー ポ モ ー タ で駆動さ れる直圧式型締機構の金型 タ ツ チ位 置を 自 動的かつ 正確 に 検出可 能な検出装置に 関 す る 。

背 景 技 術

固定 プラ テ ン と リ ァ プ ラ テ ン 間 に 配 し た 可動プラ テ ン を 、 該可動プラ テ ン に 伝動機構を介 し て連結 し た サ ー ポ モ ー タ に よ り 駆動 し て型締を行 う 電動式 直圧型締機構 は 公知で ある 。 こ の種の型締装置で は可動側金型を固定側 金型 と 接舷す- 金型タ ッ チ位置か ら 圧接方向 に さ ら に 所 定齓 動 し て所定 の型締カ を発生 させる 。 し かも 、 型開 き完了位置， 金型保護開始位置等は こ の金型 タ ツ チ位置 を基準 と し て 定 め ら れる 。 従 っ て 、 所定の型締カ を発生 させかつ所定の金型開閉動作を行 う に は金型 タ ッ チ位置 を正確 に検出 ， 設定 す る必要が あ る 。 さ ら に 、 金型 タ ツ チ位置 は金型の厚さ に応 じ て 変化 す る ので 、 厚 さ の 異 な る金型を用 い る度 に こ の金型 タ ツ チ位置を検出 ， 設定 し なけ ればな ら な い 。

従来 、 金型 タ ツ チ位置の検出 の た め 、 可動側プラ テ ン が金型 タ ツ チ位置 に 達 し た か否かを オ ペ レ ー タ が 目 視で 判断 し 、 該プラ テ ン が金型 タ ツ チ位置 に 到達 し た と き に 金型 タ ツ チ位 置検出用 リ ミ ツ 卜 ス ィ ッ チ オ ン す る よ う に 該 リ ミ ツ 卜 ス イ ッ チの 配置位置を手動調整 し て い た 。 こ の場合、 ある程度の型締力がすでに発生 している可動 金型位置を金型タ ツ チ位置と誤認する等、 金型タ ツ チ位 置への到達を正確に判断 し難い。 この桔果、 金型タ ツ チ 位置を正確に検出， 設定できず 、 良品を製造できない と いう 不具合が生じていた。 また 、 リ ミ ツ 卜 スイ ッ チの配 設位置を手動で微調整するのは繁雜で、 生産効率低下を 招 く 。

発 明 の 開 示

本発明の 目 的は、 自動的かつ正確に金型タ ツ チ位置を 検出可能な、 電動式直圧型締機構における金型タ ツ チ位 置検出装置を提供するこ と に.ある 。

J 記目釣を奪成するため、 本発明によれば、 固定ブラ テンに対し て移動自在に配された可動ブラテン と、 伝動 機構を介 して該可動プラテン と駆動関係に連結されかつ サーポ回路によ り 驅動さ れるサーポモータ とを有する電 動式直圧型締機構に用い られる金型タ ツ チ位置検出装置 が提供さ れる。

金型タ ツ チ位置検出装置は、 金型タ ツ チ位置検出動作 指令に応じ てサ一ポ回路へのパルス分配を行い、 可動プ ラテンを固定プラテンに向けて移動させるための駆動制 御手段と 、 サーポ回路のエラ ー レ ジスタ に蓄積され fcェ ラー量が所定植を上回 っ た とき駆動制御手段を してサー ポ回路へのパルス分配を停止せ し めるための停止手段と パルス分配が停止された ときサーポ回路へのパルス分配 量と エラ 一量と に基づいて金型タ ツ チ位置を算出 する た め の算出手段 と を備え る 。

上述の よ う に 、 本発明 に よ れば 、 金型 タ ツ チ位 置検出 動作指令発生 時からサ ー ポ 回路 の エ ラ ー レ ジ ス タ に 蓄積 さ れ た エ ラ ー 量が所定値を 上回 る ま で サー ポ回路 へパ ル ス分配 し 、 パルス分配停止時 に パルス分 e量 と エ ラ ー 量 と に 基づい て 金型タ ツ チ位置を算出 す る よ う に し た ので 自動 的 に金型 タ ツ チ位置を検出 で き 、 ま た 、 金型 タ ツ チ 位置検出用 リ ミ ツ 卜 ス ィ ッ チの 配設位置の 讕整が不要な ので 、 生産効率を向上でき る 。 さ ら に 、 金型 タ ツ チ位置 をサー ポ モ ー タ を駆動 す る た め のパルス の発生周期 に 応 じ た 精度で正確に検出で き る 。

図'面の簡単な説明 ^k 第 1 図 は本発明が適用 さ れる電動式直圧型締機構の一 部を例示す る概略図 、 第 2 図 は本発明 の一実施倒 に よ る 金型 タ ツ チ位置検出装置を示す概略図 、 第 3 図 は第 2 図 の装置の動作を示す フ ロ ー チ ヤ一 卜 であ る 。

発明を実施する た め の最良の形態 第 1 図 に お い て 、 電動 式 直圧型締璣構 は、 射出成形機 のベ ー ス （ 図示省培 ） に そ れぞれ固定 さ れた 固定プ ラ テ ン 1 0 0 と リ アプラ テ ン 1 0 2 と 両者間 に 往復動 自 在 に Sさ れた可動プラ テ ン 1 0 1 と を備え て い る 。 可動プテ ン 1 0 1 は 、 た と えばポ ールネ ジ お よ びポ ー ル ナ ツ 卜 よ り な る伝動手段 Ί 0 4 を介 し て 、 サ ー ポ モ ー タ Ί 0 3 で 構成 さ れた駆動源に 連結 さ れ て い る 。 ま た 、 プラ テ ン 1 0 0 , 1 0 1 に は金型 1 0 6 ， 1 0 5 がそ れぞ れ装着 されている 。 そ して 、 型缔機構は、 可動プラテン 1 ◦ 1 を商金型が接 ¾する金型タ ツ チ位置 P 1 から さ ら に固定 プラテン 1 0 0に向けてすなわち前進方向に駆動 し た と き型締力 が発生する よ う に設け ら れている 。 なお、 プラ テ ン 1 0 ◦ , 1 0 1 には種々の厚さの金型 Ί 0 6 , 1 0 5が装着され、 金型タ ツ チ位置は金型の厚さに応じて変 化する。 た とえば、 第 1 図に一点鎖線で示す厚さ の薄い 金型を装着 し た場合の金型タ ツ チ位置-は符号 P 2で表さ れる。

第 2図に示すよ う に、 上記型締機構を装備 し た射出成 形機 （ 図示省珞 ） に搭載される金型タ ツ チ位置検出装置 は、 コ ン ピ ュ ー タ ーを内蔵 した数値',制御装置 （ 以-下、 C N Cと'称する 〉 1 0と、 サーポモータ 1 0 3 (第 1 図 ） を駆動するためのサーポ回路 3 0と 、 サー ポモー タ ' Ί 0 3 に付設され該モー タ の回 位置すなわち可動プラテン 1 0 1 の移動位置を検出するためのパルスエンコ ーダ P とを備えている 。 なお、 説明の便宜のため に C N C 1 0 とサーポ回路 3 0 とを分維して図示した が、 実際にはサ ーポ回路 3 0の電力増暢器 3 6以外の要素は C N C Ί 0 に内蔵されている 。

C N C 1 0は、 N C用 のマイ ク ロプロセ ッ サ （ 以下、 C P U とい う ） 1 1 と、 プログラマプルマ シ ン コ ン 卜 口 —ラ （ 以下、 P M Cとい う 》 用 の G P U 1 2 とを有 して お り 、 P M C用 C P U 1 2 に は金型タ ツ チ位置検出動作 等を実行するための各シーケンスプ ロ グラム等を記億 し た R 0 M 1 3が接続さ れ、 N C用 C P U 1 に は射出成 形機を 全体的 に 制御 す る管理プ ロ グラ ム を 記憶 し た R 〇 1 4及びサ ー ポ イ ン タ ー フ ェ イ ス 1 5が接続 さ れて い る 。 こ の サ ー ポ イ ン タ ー フ ： c イ ス 1 5 に は上述の サ ー ポ 回路 3 0に 加 え て射出用 . ス ク リ ュ ー 回耘用 ， ェ ジ ェ ク タ 用 等の各軸の サ ー ポ モ ー タ を駆動制御 す る各種サ ー ポ 回路が接続さ れる が 、 本発明 に 関連 し な い ので 図示を省 略 す る 。

ま た 、 1 6はバ ッ ク ア ッ プ用 電源を有す る不揮発性の 共有 R A Mで 、 射出成形璣の各動作 を制御 す る プ ロ グ ラ ムゃ後述 の各種設定値 、 パラ メ ー タ 等を記億す る も ので あ る 。. 1 7·は C R T表示装置付手動デ ー タ 入力 装置 （ 以 下 、 C R T / M D I とい う ） で 、 オ ペ レ ー タ パネ'ルコ ン 卜 ロ ー ラ 1 8 を介 し てバ ス ア ー ビ タ コ ン ト ロ ー ラ （ 以下、 B A Cと い う ） 1 9 に 接続さ れて い る 。 該 B A C 1 9 に は N C用 C P U 1 1 , P M C用 C P U 1 2 , 共有 R A M 1 6， 出力 回路 2 0 , 入力 回路 2 1 が夫々接続 さ れて い る 。 出力 回 路 2 0はサー ポ 回 路 3 0の D Z A変換器 3 8 に 接続さ れて い る 。 な お 、 2 2 , 2 3 はデ ー タ の一 時記 億用 等 に 利用 さ れる N C用 C P U 1 1 , P M C用 C P U 1 2 に 夫々接続さ れた R A Mで あ る 。

サー ポ 回 路 3 0に おい て 、 エ ラ ー レ ジ ス タ 3 1 に は N C用 C P U 1 1 か ら サ ー ポ イ ン タ ー フ ヱ イ ス Ί 5 を介 し て 一周 期 当 り の移動 量を表わ し かつ パルス 列で構成 さ れ る移動指令が周期 的 に 供給さ れる 一方 、 サ ー ポ モ ー タ 1 0 3 の回転に伴いパルスエ ン コ ーダ Pからパルス列が 供給され、 両者の差分を表わすエラ ー量がエラ ー レジス タ 3 1 に蓄積され、 このエラー量がデジ タルー ァォロ グ 変換器 （ 以下、 D / A変換器 と い う ） 3 2 で速度..指令値 と してのアナ ログ電圧に変換される。 さ ら に 、 サーポ回 路の応答性を良く するため に速度フ ィ ー ドパ ッ クが行わ れる 。 すなわち 、 エンコ ーダ Pから の信号を F Z V変換 器 3 7 で変換して得た、 実際のサーポモータ の速度に対 応する電圧が上記速度指令値か ら滅算され、 その減算結 果、 即ち指令速度と実速度との誤差を補僂器 3 3 で増幅 する こ と によ り 、 サ一ポモータ 1 0 3 の電機子に流す電 流値に対応す ¾電圧すなわち ト ルク指令を得る。 そ し 該 ト ルク指令を入-力 しかつサ一ポモー タ Mの出： ^トルク を制限するための 卜ルク リ ミ ッ 卜 回路 3 4 が設け ら れて お り 、 この トルク リ ミ ッ 卜回路 3 4 の出力 に対する応答 性をよ く するため、 トルク指令と、 サーポモータ 1 0 3 の電機子電流に対応する、 電流検出器 3 9 からのフ ィ ー ドパッ ク電圧信号との差が補償器 3 5 で増橇される 。 さ ら に 、 補僂器 3 5 の出力が電力増幅器 3 6で増幅されて サーポモー タ 1 0 3 に印加される。 なお、 3 8 は G N C 0 からの 卜ルク リ ミ ッ 卜指令値をアナロ グ信号に変換 し て 卜ルク リ ミ ツ 卜 回路 3 4 に印加する D Z A変換器で ある 。

また 、 エラ ー レジスタ 3 1 のエラ ー値はサーポイ ン タ - フ ェ イ ス Ί 5 を介し て N C用 C P U Ί 1 に よ り 読取 り 可能 に な っ て い る 。

次 に 、 第 3図 を参照 し て 、 本実施例 の装置の金型 タ ツ チ位置検出動 作に つ い て 説明 す る 。

金型を 固定プラ テ ン Ί 0 0及び可動プラ テ ン Ί 0 1 に 取付け 、 オ ペ レ ー タ が C R T ZM D I 1 7よ り 金型 タ ツ チ位置検出動作指令を入力 す る と 、 P M C用 C P U 1 2 は金型 タ ツ チ位置検出 中か否かを表す フ ラ グ F 1 を共有 R -A M 1 6内で オ ン さ せ る と共 に C R T / M D I 1 7 の C R T画面 に 金型 タ ツ チ位證検出 中の表示を行 う （ ス テ ッ プ S 1 ) 。 次 に 、 P M C用 C P U 1 2 は B A C 1 9 , 出力 回路 2 0を介 し て 金型タ ツ チ位置検出 時の 設定 卜 ル ク リ ミ ッ 卜 値 .をサー ポ 回路 3 0の D Z A変換器 3 8 に 出 力 す る （ ス テ .ツ プ S 2 ) 。' D Z A変換器 3 8 は指令 さ れ た 卜 ル ク リ ミ ッ 卜 値を アナ ロ グ電圧信号 に 変換 し 、 卜 ル ク リ ミ ッ 卜 回路 3 4 に 印加 す る 。 こ の結果、 卜 ル ク リ ミ ッ 卜 回路 3 4 は 卜 ル ク 指令を 卜 ル ク リ ミ ッ 卜 艟以下 に 制 限す る よ う に 作動 す る 。 即 ち 、 サ ー ポ モ ー タ 1 0 3 は こ の 卜 ル ク リ ミ ッ 卜 値以下の低 卜 ル ク で駆動 さ れる こ と と なる 。 こ う し て 、 卜 ル ク リ ミ ッ 卜 値を 出力 し た 後 P M C 用 C P U 1 2 は 、 型 タ ツ チ位置検出 時の低速の所定送 り 速 を 共有 R A M 1 6に 設定 する と 共 に 共有 R A M 1 6 内の前進方向手動連続送 り 指令 フ ラ グ F 2を オ ン に す る ( ス テ ッ プ S 3 ) 。 N C用 C P U 1 1 は手動連続送 り 指 令 フ ラ グ F 2 が オ ン に な っ た こ と を 読取る と 、 サ ー ポ 回 路 3 0に 対 し て所定送 り 速度 に対応 す るパルス分配 を 行 い、 エラー レジス タ 3 1 にパルスを加算 し てい く 。 この エラ 一 レ ジス タ 3 1 の値は前述し た よ う に D ZA変換器 3 2で変換され速度指令値と し て出力 され、 変換 器 3 7 か ら の現在の実速度との差が補僂器 3 3で増幅さ れ トルク措令 と して補僂器 3 3か ら出力される 。 この際、 前述し た よう に 卜ルク リ ミ ッ ト がかけ られているので 卜 ルク リ ミ ッ 卜 回路 3 4から は設定値を上回る 卜ルクを発 生可能 と する 卜ルク指令 （電機子に流す電流値に対応す る電圧 ） は出力 されるこ と はない。 そ して、 電流検出器 3 9 か らの実際の電機子電流との差を補僂器 3 5で増幅 し 、 電力増幅器 3 6でサーポモー タ 1 0 3を駆動する。 かく じて 、 可動プラテン 1 0 1 は低.速， 低 トルクで駆動 されるこ とと'なる。 一方 サーポモー タ 1 0 3の Ϊ3転に 伴いパルスエンコ ーダ Ρからパルス列がエラ ー レジスタ 3 1 に入力され、 各パルスの入力毎にエラー値から 「 1 」 が減算される 。 この桔果、 エラ ー レジスタ 3 Ί には C N C 1 0からの移動指令とパルスエンコーダ Ρからの実際 の移動量との差が蓄え ら れる こ と となる。

可動プラテン 1 0 1 の移動中、 N C用 C P U 1 1 はサ —ポイ ンタ ー フ ェ イ ス 1 5を介 し てエラ ー レジスタ 3 1 のエラ一値を読取り 、 B A C 1 9 を介 して共有 R A M 1 6の所定の ア ド レスに書込み、 P M C用 C P U 1 2 は この書込ま れたエラー値を読取り （ ステッ プ S 4 ) 、 設 定値と比較する （ ステ ッ プ S 5 ) _a このステ ッ プ S 4 , S 5の動作は 、 可動プラテンの移動中、 裸り返し行われ る 。

そ の後 、 可動プラ テ ン 1 0 1 に 取付け ら れた金型

1 0 5 と 固定プラ テ ン 1 0 0に 取付け ら れ た 金型 1 0 6 と が 当接す る と 、 サ ー ポ モ ー タ 1 0 3の出力 卜 ル ク が制 限さ れ て い る こ と か ら 、 可動 プ ラ テ ン の 前進が停止 す る 。 こ の結果、 パルス エ ン コ ー ダ Pか ら の フ ィ ー ドパ ッ ク パ ルス が エ ラ ー レ ジ ス タ 3 1 に 入力 さ れな く な る か ら 、 ェ ラ ー レ ジ ス タ 3 1 に は分配パルスが溜 り 、 エ ラ ー値が 設 定値以上 に な る に 至る 。 す る と 、 P M C用 C P U 1 2 は 共有 R A M内 の手動送 り フ ラグ F 2を オ フ に する （ ス テ ッ プ S 6 ) 。 こ れ に 応 じ て 、 N C用 C P U 1 1 は型締軸 の手動連続送 り を停止する 。 す な わ ち 、 サ ー ポ回'路 3 0 へ のパルス分 を停止 す る 。 次 に 、 P M C用 C P U 1 2 - はサ ー ポ オ フ 指令を共有 R A M 1 6を介 し て N C用 C P U 1 1 へ出力 し （ ス テ ッ プ S 7 〉 、 N C用 C P U 1 1 は サ ー ポ オ フ指令を受け てサ ー ポ モ ー タ 1 0 3への励磁を 解 く 。 こ の た め 、 サー ポ モ ー タ 1 0 3 は空転自 在 と な り 、 金型 1 0 5 , 1 0 6同士が 卜 ル ク リ ミ ッ 卜 値 に 応 じ た 力 で圧接 し て い た状態か ら そ の圧接力 の反力 で金型が タ ッ チ し た状態 に な り 、 圧接力 が ¾滅 す る ま で可動 プラ テ ン 0 1 が 僅か に後退 す る 。 プラ テ ン の後退 に 伴いパルス エ ン コ ー ダ Pか ら 出力 さ れたパルス はエ ラ ー レ ジ ス タ

3 1 に加わ り 、 エ ラ ー レ ジ ス タ 3 Ί 内 に は金型 1 0 5 ， 1 0 6が タ ツ チ し た 状態で のエ ラ ー 値が記憶さ れて い る こ と に な る 。 次に 、 P M C用 C P U 1 2 は エ ラ ー レ ジ ス タ 3 1 のエラ ー値を読み （ ステ ッ プ S 8 ) 、 Ν 〇用 C Ρ U 1 1 がサ -ポモ—タ 1 0 3 へパルス分配 した分配量か ら該読取 っ たエラ一値を減算して可動ブラテン位置の現 在直を求める （ ステ ツ ブ S 9 ) 。 次に 、 求め ら れた現在 値を金型タ ツ チ位置と して型タ ツ チ位置記憶 レジスタ. Τ C H R に格納 し （ ステ ッ プ S 1 0 ) 、 型タ ツ チ位置検出 中の フラグ F 1 をオフ に し 、 C R T画面の型タ ツ チ位置 検出中の表示を消し て （ ステッ プ S 1 1 ) 、 型タ ツ チ位 置検出処理を終了する。

なお、 ステッ プ S 5 での設定値を、 C N C 1 0 の有す るフ ィ ー ドス 卜 ッ プ箧と周 じ値に してお く と 、 エラー値 が該フ ィ ー ド ト プ-值になる と Ν ς用 G P U 1 1 は自 軌釣にパルス分配を'停止するので、. この設定値をフ ィ ー ドス ト ップ値に し て おいても よい。

また、 卜ルク リ ミ ツ 卜 に よ っ てサーボモー タ の出力 卜 ルク を非常に小さいものにできる場合はサーポモー タ 1 0 3 の励磁を解く た めのステ ッ プ S 7 の処理は必要な い。 すなわち 、 この場合、 金型 1 0 5 . 0 6 は非常に 小さな力で圧接 しているから 、 エラ 一値が設定値以上に な っ た ときエラ ー値をパルス分配量から直ち に減算 し て 金型タ ツ チ位置を求め ても大きな誤差を'生 じない。

Claims

請 求 の 範 囲

固定 プ ラ テ ン に 対 し て 移動 自 在 に 配 さ れた 可動 プ ラ テ ン と 、 伝動機構を介 し て 該可動 プラ テ ン と 駆動 関係 に 連結 さ れかつ サー ポ回路 に よ り 駆動 さ れる サ ー ポモ ー タ と を有する電動式直圧型締機構 に お い て 、 金型 タ ッ チ位置検出動作指令 に応 じ て 前記サ ー ポ 回 路へのパルス分配を行い 、 前記可動プラ テ ン を前記 固定プラ テ ン に 向 け て移動 さ せ る た め の駆勤制御 手 段 と 、 前記サー ポ回路の エラ 一 レ ジ ス タ に蓄積さ れ た エ ラ ー 量が所定値を上回 っ た と き 前記駆動制 御 手 段を し て サ ー ポ回路へのパルス分配を停止せ し め る た めの停 手段 と 、 パルス分 配が停止 さ れた と き前 '記サ」 ポ 回路'へのパルス分配量 と前記'エ ラ ー量 と に 基づい て 金型 タ ツ チ位置を算出 す る た め の算出 手段 と を備え る こ と を特徴 と する電動式直圧型締機構 に お け る金型 タ ツ チ位置検出装置。

前記サ ー ボ モ ー タ の出力 ト ル ク を 制 限 す るた め の 卜 ル ク制 限手段を含み、 前記駆動制御手段を し て 前 記可動プラ テ ンを小さ い駆動力 で駆動せ し め る請求 の範囲第 1 項記載の電動 式 直圧型締摄構 に お け る 金 型 タ ツ チ位置検出装置 .。

前記金型 タ ツ チ位置検出 動作指令 を発生 さ せ る た め の手動操作可能な指令手段を含む請求の範囲第 1 項 ま た は第 2 項記載の電動式直圧型締璣構に お け る 金型 タ ツ チ位置検出装置 。 前記停止手段は、 前記エラー量が前記所定値を上 回 っ た とき制御出力を出力 し 、 前記駆動制卸手段は 該制御出力 に応じて前記サーポモー タ の励 ¾を解き 前記算出手段は、 前記サーポモー タ の励磁が解かれ た後のエラ ー量と前記パルス分配量と に基づぎ金型 タ ツ チ位置を算出する請求の箱囲第 Ί 項また は第 2 項記載の電動式直圧型稀機構のおける金型タ ツ チ位 置検出装置。