WO2007058342A1 - 射出装置及び射出装置の調整方法 - Google Patents

射出装置及び射出装置の調整方法 Download PDF

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WO2007058342A1
WO2007058342A1 PCT/JP2006/323085 JP2006323085W WO2007058342A1 WO 2007058342 A1 WO2007058342 A1 WO 2007058342A1 JP 2006323085 W JP2006323085 W JP 2006323085W WO 2007058342 A1 WO2007058342 A1 WO 2007058342A1
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axial force
difference
ball screw
injection
shaft
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PCT/JP2006/323085
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Naohiro Yoshida
Hiroshi Morita
Masahiro Hayakawa
Hiroshi Satou
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Sumitomo Heavy Industries, Ltd.
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    • B29C2945/76692Injection unit drive means

Definitions

  • the present invention relates to an injection apparatus and an adjustment method of the injection apparatus, and more specifically, an injection apparatus including a mechanism for driving a drive target back and forth by a plurality of axes, and a plurality of axes included in the injection apparatus.
  • the present invention relates to an axial force difference adjustment method.
  • an injection device including a mechanism for driving a driven object forward and backward by a plurality of axes.
  • Such a mechanism is superior to a mechanism for driving the object to advance and retreat by single-axis driving in terms of load inertia (GD 2 ) and cost.
  • GD 2 load inertia
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an injection screw advance / retreat drive system of a conventional electric injection apparatus having a forceful mechanism (see Patent Document 1).
  • an electric injection device 10 includes an injection screw 2 and an electric actuator 1 having a plurality of electric motors 3A and 3B that drive the injection screw 2 forward and backward.
  • the injection screw 2 is mounted on the injection cylinder so as to be able to advance and retract, and injects the resin material in the injection cylinder into a mold.
  • the electric injection device 10 further includes a control unit 7 that controls the electric actuator 1 with respect to position, Z, or speed so that the injection screw 2 moves to a target position at a target speed, and an electric motor 3A and A plurality of driven parts to which driving force (axial force) from 3B is applied (extension parts 2-2A and 2-2B extending to the left and right of base part 2-1 of injection screw 2 or base part 2-1) And a strain detector 6 provided between each other or in the vicinity of each driven part. The strain detector 6 detects strain generated due to the load corresponding to the above-described axial force.
  • Ball screw nuts 4A and 4B are formed in the extending portions 2-2A and 2-2B, respectively, and a pair of ball screw shafts 5A and 5B are provided so as to be screwed to the ball screw nuts 4A and 4B. ing.
  • the ball screw nuts 4A and 4B When the electric motors 3A and 3B are driven, the ball screw nuts 4A and 4B , And the ball screw shafts 5A and 5B convert the rotational force of the electric motors 3A and 3B into a translational force, and the injection screw 2 moves forward or backwards.
  • control unit 7 controls the electric motors 3A and 3B so as to eliminate the strain.
  • Patent Document 1 Japanese Patent No. 3556897
  • the strain detection unit 6 is provided with extended portions 2-2A and 2-2B extending to the left and right of the base 2-1 or the base 2-1 of the injection screw 2. Therefore, it is impossible to detect the difference in strain between the ball screw shafts 5A and 5B, that is, the difference in load generated on the ball screw shafts 5A and 5B. It is difficult to control the electric motor 3A or 3B so as to eliminate the difference.
  • the electric motors 3A and 3B are driven to advance and retract the injection screw 2 and the electric motors 3A and 3B are driven via the ball screw nuts 4A and 4B and the ball screw shafts 5A and 5B.
  • the eccentric load concentrates on any of the ball screw nuts 4A or 4B, and there is a possibility that stress is generated locally.
  • the mechanical life of the electric injection device 10 may be adversely affected, such as the life of the ball screw nut 4A or 4B or the ball screw shaft 5A or 5B.
  • the present invention has been made in view of the above points, and in an injection apparatus including a mechanism for driving a drive target back and forth by a plurality of axes, the axial force of each axis is simple.
  • An injection device and a method for adjusting the injection device are provided that can accurately detect the difference in the axial force of each axis and adjust the difference when there is a difference in the axial force of each axis to balance the load balance between the axes. It is an object of the present invention.
  • an injection apparatus including a mechanism that drives a drive target to move forward and backward by a plurality of axes, the plurality of axial force detection units that detect the axial force of each axis; The detected values detected by the axial force detectors are compared, and based on the difference in the axial force of each axis indicated by the detected value, the amount of the position to be operated among the plurality of axes is calculated. And a control unit that corrects the position and eliminates the difference in the axial force.
  • the control unit determines whether or not the difference in the axial force is within a predetermined reference value. If the difference in the axial force exceeds the predetermined reference value, the control unit becomes the operation target. The position of the shaft may be manipulated.
  • the control unit further moves the position of the shaft to be operated in the first direction in the first direction when the difference in the axial force exceeds the predetermined reference value. If the difference in the axial force is reduced by the first operation, it is determined whether the difference in the axial force is within the predetermined reference value, and the axial force When the difference exceeds the predetermined reference value, the second operation of moving the position of the operation target axis in the first direction by a second length shorter than the first length. As well as to do.
  • the control unit moves the position of the shaft to be operated in a first direction by a first length.
  • the first operation is performed and the difference in the axial force is not reduced even by the first operation, the position of the shaft to be operated is set in the second direction different from the first direction.
  • the first operation is performed, the second operation is performed, it is determined whether or not the axial force difference is within a predetermined reference value by the second operation, and the axial force difference is determined by the predetermined operation.
  • a third operation may be performed in which the position of the axis to be operated is moved in the second direction by a second length shorter than the first length. Oh ,.
  • a method for adjusting an injection device wherein each of axial forces of a plurality of axes provided in the injection device is detected, and the detected axial force of each axis is detected. If the difference between the two exceeds the predetermined reference value! / Speaks, the position of the axis to be operated is corrected to adjust the difference in the axial force.
  • a method characterized by adjusting is provided.
  • the axial force of each axis is accurately detected with a simple structure, and the difference between the axial forces of the respective axes is detected.
  • an injection apparatus and an adjustment method for the injection apparatus that can adjust the load balance between the respective axes when the occurrence of the occurrence of the occurrence of the occurrence of the pressure balance.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an injection screw advance / retreat drive system of a conventional electric injection molding machine.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a basic concept of the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a first example of a method for adjusting the balance of axial forces on a master motor side ball screw shaft and a slave motor side ball screw shaft.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a second example of a method for adjusting the balance of axial forces on the master motor side ball screw shaft and the slave motor side ball screw shaft.
  • FIG. 5 is a graph showing the result of adjusting the balance of axial forces on the master motor side ball screw shaft and the slave motor side ball screw shaft shown in FIG. 3 or FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of an injection apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of an injection driving unit of the injection apparatus shown in FIG.
  • FIG. 8 is a sectional view of an injection apparatus according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of an injection drive unit of an injection apparatus according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a sectional view of an injection apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
  • Control unit 111 Rear injection support
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the basic concept of the present invention.
  • the present invention is applied to a drive system of an injection apparatus that drives a drive target forward and backward by a plurality of axes.
  • the drive system 20 of the injection apparatus includes a master motor 21 and a slave motor 22 that function as drive units, a load plate 30 that functions as a load target and is provided movably, and a master motor.
  • a slave motor side ball screw nut 26 that engages with the slave motor side ball screw shaft 24.
  • a master side axial force detector 27 and a slave side axial force detector 28 as axial force detectors are attached to the master motor side ball screw shaft 23 and the slave motor side ball screw shaft 24, respectively. Yes. Therefore, the loads acting on the master motor side ball screw shaft 23 and the slave motor side ball screw shaft 24, that is, the axial force M and the axial force S are detected. [0027] The detected axial force M of the master motor side Bonore screw shaft 23 and the axial force S of the slave motor side Bonore screw shaft 24 are compared by the axial force comparator 41 provided in the control unit.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a first example of a method for adjusting the balance of axial force in the master motor side ball screw shaft 23 and the slave motor side ball screw shaft 24.
  • step 1 the load plate 30 is pushed with a constant torque by both the master motor side ball screw shaft 23 and the slave motor side ball screw shaft 24, and the master motor side ball screw shaft 23 is pressed.
  • the master-side axial force detector 27 attached to the master motor-side Bonore screw shaft 23 and the slave-side axial force detector 28 attached to the slave motor-side Bonore screw shaft 24 are connected to the slave motor-side ball screw. Axial force S of axis 24 is detected.
  • the master motor side ball screw shaft 23 is used as a reference axis
  • the slave motor side ball screw shaft 24 is used as an operation target axis.
  • step 2 the value of the axial force of the master motor side ball screw shaft 23 detected by the master side axial force detector 27 and the slave motor side ball screw shaft 24 detected by the slave side axial force detector 28 are detected. If the difference between the two, that is, the difference in axial force (axial force M-axial force S or axial force S-axial force M) is within the upper and lower limits of the predetermined reference value Judge whether.
  • step 2 When it is determined that the difference in axial force is within the predetermined reference value (when determined as YES in Step 2), the axial force of the master motor side ball screw shaft 23 and the slave motor side ball The processing is terminated assuming that the axial force of the screw shaft 24 is balanced. [0034] If it is determined that the axial force difference exceeds a predetermined reference value (NO in step 2), the process proceeds to step 3.
  • step 3 If the axial force difference exceeds the upper limit of the predetermined reference value in step 3, the process proceeds to step 4 to determine the axial position of the slave motor side ball screw shaft 24 that is the operation target axis.
  • An arbitrary length movement operation is performed in a direction in which the axial difference is less than the upper limit of a predetermined reference value (hereinafter, this direction is referred to as a positive (+) direction).
  • step 5 the axial position of the slave motor side ball screw shaft 24 that is the operation target axis is An arbitrary length movement operation is performed in a direction in which the difference is below the lower limit of the predetermined reference value (hereinafter, this direction is referred to as a negative (one) direction).
  • step 1 the process returns to step 1 again to detect the axial force of both axes, and this process is repeated until it is determined in step 2 that the axial force difference between both axes is within the upper limit and lower limit of the predetermined reference value. repeat.
  • the axial force M of the master motor side ball screw shaft 23 is detected by the master side axial force detector 27 attached to the master motor side ball screw shaft 23, and the slave motor side ball screw shaft 24 is detected.
  • the axial force S of the slave motor side ball screw shaft 24 is detected by the slave side axial force detector 28 attached to the shaft, and the axial force difference (axial force M—axial force S or axial force S—axial force M) is detected.
  • the axial position of the ball screw shaft 24 on the slave motor side is adjusted so that it falls within the predetermined reference value.
  • the axial force balance adjustment in the master motor side ball screw shaft 23 and the slave motor side ball screw shaft 24 is not limited to the method shown in FIG. 3, and may be the method shown in FIG.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a second example of a method for adjusting the balance of axial forces in the master motor side ball screw shaft 23 and the slave motor side ball screw shaft 24.
  • the load plate 30 is kept constant by both the master motor side ball screw shaft 23 and the slave motor side ball screw shaft 24.
  • the master one side axial force detector 27 attached to the master motor side ball screw shaft 23 and the axial force M of the master motor side ball screw shaft 23 and the slave attached to the slave motor side ball screw shaft 24
  • Side axial force detector 28 The axial force S of the ball screw shaft 24 is detected.
  • step 12 the value of the axial force of the master motor side ball screw shaft 23 detected by the master side axial force detector 27 and the slave side axial force detector 28 is compared with the axial force value of the slave motor side ball screw shaft 24, and the difference between them, that is, the axial force difference (axial force M axial force S or axial force S axial force M) is a predetermined value. Judge whether it is within the upper and lower limits of the reference value.
  • step 13 If it is determined that the axial force difference exceeds the predetermined reference value (NO in step 12), in step 13, the slave motor side that is the operation target axis side An operation is performed in which the axial position of the ball screw shaft 24 is moved by a length ⁇ in a direction in which the axial force difference falls below an upper limit of a predetermined reference value (hereinafter, this direction is referred to as a positive (+) direction).
  • step 14 it is determined whether or not the force is a reduction in the axial force difference due to the forceful moving operation.
  • step 14 If it is determined in step 14 that the axial force difference has decreased due to the movement operation in step 13 (if YES in step 14), the process proceeds to step 15, and the axial force difference (axial force M axis Force S or axial force S Axial force M) Force Judges whether the value is within the upper and lower limits of the specified reference value.
  • axial force difference axial force M axis Force S or axial force S Axial force M
  • step 15 When it is determined that the axial force difference is within the predetermined reference value (when it is determined as YES in step 15), the master motor side ball screw shaft 23 and the slave motor are moved by the moving operation in step 13. Assuming that the axial force of the side ball screw shaft 24 is balanced, the processing is terminated.
  • step 15 If it is determined that the axial force difference exceeds the predetermined reference value (NO in step 15), the process proceeds to step 16 and the slave motor that is the operation target axis is selected.
  • the axial position of the ball screw shaft 24 is moved in the positive (+) direction by a length ⁇ 2 that is half the movement operation amount in step 13.
  • step 17 it is determined whether or not the force is such that the axial force difference is reduced by the forceful moving operation.
  • step 17 If it is determined in step 17 that the axial force difference has been reduced by the moving operation in step 16 (step If YES in step 17, proceed to step 18 to check whether the axial force difference (axial force M, axial force S, or axial force S, axial force M) is within the upper and lower limits of the specified reference value. Determine whether.
  • step 18 When it is determined that the shaft difference is within the predetermined reference value (when it is determined as YES in step 18), the ball motor shaft 23 and slave motor on the master motor side are moved by the moving operation in step 16. Assuming that the axial force of the side ball screw shaft 24 is balanced, the processing is terminated.
  • step 19 If it is determined that the axial force difference exceeds the predetermined reference value (NO in step 18), the process proceeds to step 19, and the slave motor that is the operation target axis is selected. Perform the operation to move the axial position of the ball screw shaft 24 in the negative direction ( ⁇ ) in the negative ( ⁇ ) direction by a length ⁇ 4 that is half the movement operation amount in Step 16. Thereafter, the same processing is performed until it is determined that the axial force difference falls within a predetermined reference value and the axial forces of the master motor side Bonore screw shaft 23 and the slave motor side Bonore screw shaft 24 are balanced.
  • step 17 determines whether the axial force difference is not reduced by the moving operation in step 16 (if NO is determined in step 17). If NO is determined in step 17), the process proceeds to step 20, and the operation target axis The slave motor side ball screw shaft 24 is moved in the negative (one) direction by a length ⁇ 2 that is the same amount as the moving operation amount in step 16. Thereafter, the same processing is performed until it is determined that the axial force difference falls within a predetermined reference value and the axial forces of the master motor side ball screw shaft 23 and the slave motor side ball screw shaft 24 are balanced. .
  • step 14 If it is determined in step 14 that the axial force difference is not reduced by the moving operation in step 13 (if NO is determined in step 14), negative (one) in step 21. In this direction, an operation of moving the length ⁇ , which is the same amount as the moving operation amount in step 13, is performed.
  • step 22 it is determined whether the axial force difference is within the upper limit and lower limit of a predetermined reference value.
  • step 23 If it is determined that the axial force difference exceeds a predetermined reference value (NO in step 22), in step 23, on the side of the slave motor that is the operation target axis An operation of moving the axial position of the ball screw shaft 24 in the negative (-) direction by a length ⁇ 2 that is half of the moving operation amount in step 21 is performed. Thereafter, the same processing is performed until it is determined that the axial force difference falls within a predetermined reference value and the axial forces of the master motor side Bonore screw shaft 23 and the slave motor side Bonore screw shaft 24 are balanced.
  • the master side axial force detector 27 attached to the master motor side ball screw shaft 23 detects the axial force ⁇ of the master motor side ball screw shaft 23, and the slave motor side ball screw shaft 24
  • the axial force S of the slave motor side ball screw shaft 24 is detected by the slave side axial force detector 28 attached to the shaft, and the axial force difference (axial force ⁇ —axial force S or axial force S—axial force M) is detected.
  • the axial position of the ball screw shaft 24 on the slave motor side is adjusted while gradually changing the adjustment amount step by step as it goes through the steps so that it falls within the predetermined reference value.
  • FIG. 5 shows a diagram showing a result of adjusting the axial force balance in the master motor side ball screw shaft and the slave motor side ball screw shaft shown in FIG. 3 or FIG.
  • the lower limit of the predetermined reference value is exceeded.
  • the adjustment amount is sequentially increased step by step.
  • An injection apparatus to which the basic concept of the present invention is applied is provided in an injection molding machine together with a mold apparatus and a mold clamping apparatus.
  • the resin is heated and melted in a heating cylinder.
  • Molten resin is injected at a high pressure and filled into the mold equipment cavity consisting of a fixed mold and a movable mold. In the cavity, the resin is cooled and solidified into a molded product.
  • mold closing, mold clamping and mold opening are performed.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the injection apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the injection driving unit of the injection apparatus shown in FIG.
  • the injection device 410 shown in FIG. 6 includes an injection front support 110, an injection rear support 111, which is a fixed support portion of the master side drive unit 150M and the slave side drive unit 150S, which are injection drive units (motors), and an injection front support 110. And a guide bar nut 113 for fixing the guide bar 112 to the front support 110.
  • a heating cylinder 101 is disposed at the front end portion (left side in the figure) of the injection front support 110. Inside the heating cylinder 101, a screw 102 as an injection member is provided so as to be able to move forward, backward and rotate.
  • the guide bar 112 includes a pressure plate 120 that moves forward and backward in the axial direction together with the screw 102. Is slidably supported. On the pressure plate 120, the axial force of the screw 102 is also located at an equal distance, so that the master side ball screw nut 121M corresponding to the master side drive unit 150M and the slave side ball corresponding to the slave side drive unit 150S. Screw nuts 121S are fixed respectively.
  • the master side ball screw shaft 122M is engaged with the master side ball screw nut 121M, and the slave side ball screw shaft 122S is engaged with the slave side ball screw nut 121S.
  • the ball screw shafts 122M and 122S and the ball screw nuts 121M and 121S constitute a motion conversion mechanism.
  • the injection rear support 111 is attached to each of the injection driving units 150M and 150S and the ball screw shafts 122M and 122S so as to transmit the rotation on the same axis without interposing a reduction mechanism.
  • a rotating shaft 126 supported at both ends by a thrust bearing 128 and a bearing 127 so as to be rotatable.
  • a screw 102 is connected to one end of the rotary shaft 126 via a coupling 103, and a pulley that transmits rotation from a screw rotation drive motor (not shown) provided on the pressure plate 120 to the other end. 125 is fixed.
  • the injection drive units 150M and 150S also have the same force as the motor flange 154 and the motor housing 151 fixed to the motor flange 154.
  • a stator and a rotor (not shown) are disposed inside the injection driving units 150M and 150S.
  • the ball screw shafts 122M and 122S are formed with bearing mounting portions having a smaller diameter than the screw portions.
  • a fine thread portion for attaching the tightening nut 78 is formed at the rear portion of the bearing attachment portion of the ball screw shafts 122M and 122S.
  • Ball screw shaft 1 The bearing holder 1 is located on the step between the threaded part of the 22M and 122S and the bearing mounting part. 77 is installed, and the inner ring of the thrust bearing 171 is in contact with the bearing retainer 177. The outer ring of the thrust bearing 171 is in contact with the convex end surface of the bearing holder 173 as a lubrication holding member.
  • the outer ring of the bearing 172 is in contact with the end face of the convex portion of the bearing holder 173.
  • the inner ring of the bearing 172 is in contact with a tightening nut 178 attached to the ball screw shafts 122M and 122S, and the thrust bearing 171 and the bearing 172 are preloaded by the tightening nut 178 by the tightening nut 178. ing.
  • the bearing retainer 177, the thrust bearing 171, the bearing holder 173, the bearing 172, and the tightening nut 178 constitute a load transmission mechanism.
  • the load transmission mechanism is also formed as a rotation allowing portion, the ball screw shafts 122M and 122S can be rotatably supported with respect to the injection rear support 111.
  • the portion where the master side ball screw shaft 122M is provided is a strain member that constitutes a load detector that detects the axial force of the master side ball screw shaft 122M.
  • a certain master side load cell 174M force Also, in the portion where the slave side ball screw shaft 122S is provided, there is a slave side load cell 174S which is a distortion member that constitutes a load detector that detects the axial force of the slave side ball screw shaft 122S. Installed by Bonoleto 175.
  • the load cells 174M and 174S which are strain members, have an annular shape having an opening in the center, and have a fixed portion on the side, a pressure receiving portion on the inner peripheral side, and a strain portion on the center. Since the strain detector is provided in the strain section, the load cells 174M and 174S serve as an axial force detector for the ball screw shafts 122M and 122S.
  • the pressure receiving portions on the inner peripheral side of the load cells 174M and 174S are fixed to the bearing honoreda 173 by the mounting Bonoret 176. Further, the fixing portion on the outer peripheral side of the load senores 174M and 174S is fixed to the injection rear support 111 with mounting bolts 175.
  • the pressure receiving portion force on the inner peripheral side of the load cell 174 is attached to the bearing holder 173 that supports the thrust bearing 171, and sliding resistance is generated between the thrust bearing 171 and the injection rear support 11 1. There is no. Therefore, the axial force of the ball screw shafts 122M and 122S can be accurately detected by the load cells 174M and 174S. Furthermore, since the pressure receiving portions on the inner peripheral side of the load cells 174M and 174S are attached to the bearing holder 173, the load cells 174M and 174S are not affected by the preload of the tightening nut 178. As a result, the axial force of the ball screw shafts 122M and 122S can be accurately detected by the load cells 174M and 174S.
  • a spline portion is formed at the end of the ball screw shafts 122M and 122S on the injection drive portion side, and a spline portion formed on a rotary shaft (not shown) provided inside the emission drive portions 150M and 150S.
  • a rotation transmitting portion (not shown) is formed in cooperation with Since the rotation transmission part has a spline structure, an allowance part is formed that allows the ball screw shafts 122M and 122S to move in the axial direction in accordance with the axial strain of the load cell 174M and 174S distortion members.
  • a male spline is formed at the end of the ball screw shafts 122M and 122S on the injection drive side, and a female spline is formed on the inner surface of the recess formed at the injection rear support side end of the rotary shaft.
  • the ball screw shafts 122M and 122S and the rotating shaft are splined together. Thereby, the ball screw shafts 122M and 122S and the rotating shaft are connected so as not to rotate but to be movable in the axial direction.
  • connection with can be in any form.
  • a connection by a key and a key groove extending in the axial direction may be used.
  • An encoder 160 is attached to the end of the rotating shaft (right side in the figure).
  • the encoder 160 detects the position of the screw 102 in the axial direction by detecting the rotation of the rotating shaft.
  • the ball screw shafts 122M and 122S and the bearing holder 173 can be moved relative to the injection rear support 111 in the axial direction by the allowance portion. Therefore, the rotor can be prevented from being displaced with the movement of the ball screw shafts 122M and 122S, and the load cells 174M and 174S can detect the axial force of the ball screw shafts 122M and 122S with high accuracy.
  • the control unit 400 compares the axial force S of the M and slave motor side ball screw shaft 122S and examines the difference between them (axial force M—axial force S or axial force S—axial force M).
  • the slave motor side ball is adjusted using the method of adjusting the balance of the axial force between the master motor side ball screw shaft and the slave motor side ball screw shaft described with reference to FIG.
  • the difference in the load acting on the master motor side ball screw shaft 122M and the slave motor side ball screw shaft 122S is eliminated, and both shafts The axial force difference at is eliminated.
  • a screw rotation drive unit attached to the pressure plate 120 drives a motor V (not shown) to rotate the pulley 125 and rotate the screw 102 to melt the resin. Plasticize. Molten resin is stored at the tip of the heating cylinder 101. At this time, the screw 102 receives the reaction force of the molten resin and moves backward while rotating to the injection drive unit side (right side in the figure). The reaction force of the molten resin becomes a back pressure acting on the screw 102. The back pressure load is transmitted to the ball screw shafts 122M and 122S via the pressure plate 120. The back pressure load transmitted to the ball screw shafts 12 2M and 122S is transmitted to the load senores 174M and 174S via the thrust bearing 171 and the bearing holder 173. Distorts accordingly.
  • the back pressure load is transmitted to the load cells 174M and 174S via the pressure plate 120, the ball screw shafts 122M and 122S, the thrust bearing 171 and the bearing holder 173. That is, the pressure plate 120, the ball screw shafts 122M and 122S, the thrust bearing 171 and the bearing holder 173 constitute a load transmission mechanism for transmitting a back pressure load.
  • the injection horse section is operated with 150M, 150S force, with the rotation of the screw 102 being restricted.
  • the Bonore screw shaft 122M and 122S force S rotate.
  • the pressure plate 120 moves forward (to the left in the drawing), and the molten resin stored in the front portion of the heating cylinder 101 is filled into a mold (not shown).
  • the ball screw shafts 122M and 122S are connected to the rotation transmission rod as in the weighing process! Because of the spline connection, it can move smoothly backward relative to the injection rear support 111. Therefore, the filling pressure can be detected with high accuracy by the load cells 174M and 174S, so that molding defects such as knurls and sink marks can be reduced, and the molded product can be produced stably.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of an injection apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • a pressure plate 221 that is a screw support member and is a movable plate is rotatable in the heating cylinder 211 between the front flange member 216 and the rear flange member 217.
  • the screw 214 is provided so as to be movable in the axial direction and immovable in other directions.
  • the rear flange member 217 is attached with a master side drive unit 233A and a slave side drive unit 233B, which are injection drive units (motors).
  • the master side drive unit 233M and the slave side drive unit 233S are attached to the rear flange member 217 via a master side load cell 234M and a slave side load cell 234S as load detectors for measuring the thrust load. .
  • a master side ball screw nut 231M and a slave side ball screw nut 231S are attached to positions corresponding to the master side driving unit 233M and the slave side driving unit 233S of the pressure plate 221, respectively.
  • the master side ball screw nut 231M and the slave side ball screw nut 231S are provided with a master side ball screw shaft 232M and a thread which are rotated by the master side drive unit 233M and the slave side drive unit 233S, respectively.
  • the ball side ball screw shafts 232S are engaged.
  • the master-side ball screw nut 231M, the master-side ball screw shaft 232M, and the slave-side ball screw nut 231S and the slave-side ball screw shaft 232S function as motion direction mechanisms that convert rotational motion into linear motion.
  • the injection drive units 233M and 233S, the ball screw nuts 231M and 231S, and the ball screw shafts 232M and 232S are arranged on the same straight line.
  • the load cells 234M and 234S have a substantially perforated disk shape, and a fixing portion in the vicinity of the outer periphery is fixed to the rear surface (the right side surface in the drawing) of the rear flange member 217 by a fastening member such as a bolt. ing.
  • the pressure receiving portion which is the vicinity of the inner periphery of the load cells 234M and 234S, is sandwiched between the bearing holder 235 and the end plate 242 of the injection drive portions 233M and 233S, and the bearing holder 235 and the front end plate 242 It is fixed to.
  • the control unit 500 determines the axial force M of the master motor side ball screw shaft 232M and the axial force S of the slave motor side ball screw shaft 232S detected by the master side load cell 234M and the slave side load cell 234S. Compared with each other, the difference between the two (axial force M axial force S or axial force S axial force M) is examined.
  • the slave motor side ball is adjusted by using the method of adjusting the balance of the axial force between the master motor side ball screw shaft and the slave motor side ball screw shaft described with reference to FIG. 3 or FIG.
  • the difference in the load acting on the master motor side ball screw shaft 23SM and the slave motor side ball screw shaft 232S is eliminated, and both shafts The axial force difference at is eliminated.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of an injection drive unit of an injection apparatus according to the third embodiment of the present invention.
  • the injection apparatus according to the third embodiment of the present invention is a modification of the injection apparatus according to the first embodiment of the present invention described with reference to FIGS. Therefore, in FIG. 9, parts that are the same as the parts shown in FIG. 7 are given the same reference numerals, and descriptions thereof will be omitted.
  • the bearing holder 173 and the injection drive units 150M, 15 The OS is attached to the rear flange member 111 via load cells 174M and 174S as load detectors or strain members.
  • the load cells 174M and 174S have a generally perforated disk shape, and the fixing portion 174a, which is the vicinity of the outer periphery, is connected to the rear surface of the rear flange member 111 by a fastening member such as a bolt 175 (right surface in the figure). It is fixed to.
  • the pressure receiving portion 174c which is a portion near the inner periphery of the load cells 174M and 174S, is sandwiched between the bearing holder 173 and the end plate 1 54 of the injection driving portion 150M and 150S, and the bearing holder 173 and the end plate 154 It is fixed to.
  • the injection driving units 150M and 150S are attached to the rear flange member 111 via the load cells 174M and 174S so as to be movable in the axial direction.
  • the inner peripheral edge of the front surface of the end plate 154 is formed with a substantially cylindrical fitting protrusion that protrudes forward and fits into the holes of the load cells 174M and 174S.
  • the end plate 154 and the load cells 174M and 174S are positioned in a state in which their axis centers coincide. Since the load cells 174M and 174S are attached to the rear flange member 111, the end plate 154 is positioned in a state in which the axial center coincides with the rear flange member 111.
  • the boundary portion between the fixed portion 174a and the pressure receiving portion 174c in the load cells 174M and 174S is a boundary portion 174b to which a strain gauge is attached, such as a strain gauge.
  • the boundary portion 174b is relatively thin, and distortion occurs when the thrust load of the ball screw shafts 122M and 122S is transmitted to the pressure receiving portion 174c via the bearing holder 173.
  • the axial force M of the master motor side ball screw shaft 122M and the axial force S of the slave motor side ball screw shaft 122S detected by the master side load cell 174M and the slave side load cell 174S. are compared in a control unit (not shown) to check the difference between them (axial force M—axial force S or axial force S—axial force M).
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of an injection apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the figure is a cross-sectional view of an injection apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. In Figure 10, the figure is a cross-sectional view of an injection apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. In Figure 10, the figure is a cross-sectional view of an injection apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. In Figure 10, the figure is a cross-sectional view of an injection apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. In Figure 10, the figure
  • the load cell 174M force is also applied to the portion inside the injection rear support 111 where the master side ball screw shaft 122M is provided.
  • the load cell 174S is attached to the part where the screw shaft 122S is provided.
  • a pressure plate 120 that is slidably supported by the guide bar 112 and advances and retreats in the axial direction together with the screw 102, and a shaft that engages with the master side ball screw shaft 122M.
  • a load cell 374M which is a strain member constituting a load detector that detects the axial force of the master one-side ball screw shaft 122M, is disposed between the master-side ball screw nut 121M as an engaging portion.
  • load detection that detects the axial force of the slave-side ball screw shaft 122S between the pressure plate 120 and the slave-side ball screw nut 121S, which is the shaft engaging portion that engages with the slave-side ball screw shaft 122S.
  • a load cell 174S which is a distortion member constituting the container, is disposed.
  • the slave motor side ball is adjusted using the method for adjusting the axial force balance between the master motor side ball screw shaft and the slave motor side ball screw shaft described with reference to FIG. 3 or FIG.
  • the ball screw shaft 122M on the master motor side and the slave motor side The difference in load acting on the ball screw shaft 122S is eliminated, and the axial force difference between the two shafts is eliminated.
  • the master side load cell and the slave side load cell are arranged on the master side ball screw shaft and the slave side ball screw shaft, or the pressure plate, the master side ball screw nut and the slave. It is provided between the side ball screw nut and detects the axial force of the master side ball screw shaft and the slave side ball screw shaft. Then, depending on the difference in axial force applied, the slave motor side ball screw shaft and the slave motor side ball screw shaft described with reference to FIG. Determine the amount of the ball screw shaft position to be manipulated and correct the position. As a result, the difference in axial force between the two shafts is eliminated by eliminating the difference in load generated on the master motor side ball screw shaft and the slave motor side ball screw shaft.
  • the present invention is not limited to the specific embodiments, and within the scope of the gist of the present invention described in the claims. Various modifications and changes are possible.
  • the arrangement of the load cell for detecting the axial force of the ball screw shaft is not limited to the example shown in FIGS. 6 to 10, and other methods are possible as long as the axial force of each axis can be detected. It may be arranged.
  • the detection values of the master-side axial force detector 27 and the slave-side axial force detector 28, or the difference between the detection values may be displayed on a display unit (not shown). Then, the operator observes the detected values of the master-side axial force detector 27 and the slave-side axial force detector 28 displayed on the display unit, or the difference between the detected values, and detects one motor (for example, the master motor). The other motor (for example, the slave motor 22) may be driven while the stop position 21) is held, and the detected value may be compared and adjusted. In this case, the operator inputs the adjustment amount of the other motor to a setting unit (not shown) until the difference between the detected values becomes equal to or less than a predetermined value.
  • a display unit not shown
  • the adjustment amount of the other motor calculated in the control unit based on the difference between the detection values may be displayed on the display unit.
  • the operator may input the adjustment amount of the other motor to the setting unit based on the displayed adjustment amount of the motor.
  • the present invention can be applied even if the combination of the motor and the ball screw is 1S 3 sets or more in which two sets of examples are shown.
  • the present invention can be applied to an injection apparatus including a mechanism for moving a driving object forward and backward by a plurality of axes and a method for adjusting the projection apparatus.

Landscapes

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Abstract

 複数の軸23、24により駆動対象30を進退駆動する機構を備えた射出装置は、各軸23、24の軸力を検出する複数の軸力検出部27、28と、前記複数の軸力検出部27、28によって検出される検出値を比較し、前記検出値が示す各軸の軸力の差に基づき、前記複数の軸のうち操作対象となる軸24の位置を操作すべき量を決定して当該位置を補正し、前記軸力の差を解消する制御部40と、を含むことを特徴とする。

Description

射出装置及び射出装置の調整方法
技術分野
[0001] 本発明は、射出装置及び射出装置の調整方法に関し、より具体的には、複数の軸 により駆動対象を進退駆動する機構を備えた射出装置及び射出装置に備えられた 複数の軸の軸力差調整方法に関する。
背景技術
[0002] 従前より、複数の軸により駆動対象を進退駆動する機構を備えた射出装置が知ら れている。かかる機構は、負荷慣性 (GD2)及びコスト面において、駆動対象を単軸 駆動により進退駆動させる機構よりも優れている。
[0003] 図 1は、力かる機構を備えた従来の電動射出装置の射出スクリュ進退駆動系の概 略構成図である (特許文献 1参照)。
[0004] 図 1を参照するに、電動射出装置 10は、射出スクリュ 2と、当該射出スクリュ 2を進退 駆動する複数の電動モータ 3A及び 3Bを有する電動式ァクチユエータ 1と、を備える
[0005] 射出スクリュ 2は、射出シリンダに進退可能に装備され、当該射出シリンダ内の榭脂 材料を金型内に射出する。
[0006] 電動射出装置 10は更に、射出スクリュ 2が目標位置に目標速度で移動するように 電動式ァクチユエータ 1を位置及び Z又は速度について制御する制御部 7と、射出 スクリュ 2で電動モータ 3A及び 3Bからの駆動力(軸力)が加えられる複数の被駆動 部分 (射出スクリュ 2の基部 2— 1又は基部 2— 1の左右に延設された延設部 2— 2A 及び 2— 2B)の相互間又は各被駆動部分の近傍に設けられたひずみ検出部 6と、を 備える。ひずみ検出部 6は、上述の軸力に対応する負荷に因り発生するひずみを検 出する。
[0007] 延設部 2— 2A及び 2— 2Bにはそれぞれボールねじナット 4A及び 4Bが形成され、 一対のボールねじ軸 5A及び 5Bが各ボールねじナット 4A及び 4Bに螺合するように 設けられている。電動モータ 3A及び 3Bが駆動すると、ボールねじナット 4A及び 4B 、及びボールねじ軸 5A及び 5Bによって、電動モータ 3A及び 3Bの回転力は並進力 に変換され、射出スクリュ 2を射出前進又は後退する。
[0008] 制御部 7は、ひずみ検出部 6により検出されたひずみ情報に基づいて該ひずみが 解消されるように、電動モータ 3A及び 3Bを制御して 、る。
特許文献 1:特許第 3556897号
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0009] し力しながら、射出スクリュ 2の被駆動部分におけるひずみが解消され得る場合であ つても、電動射出装置 10の部品公差や、電動射出装置 10の組み立てにおける取り 付け誤差等の存在に因り、各ボールねじ軸 5A及び 5Bに不均衡な負荷が生じる場合 がある。
[0010] この場合、図 1に示す構造では、ひずみ検出部 6は、射出スクリュ 2の基部 2— 1又 は基部 2— 1の左右に延設された延設部 2— 2A及び 2— 2Bの相互間又はその近傍 に設けられているため、各ボールねじ軸 5A及び 5B間におけるひずみの差、即ち、 各ボールねじ軸 5A及び 5Bに発生する負荷の差を検出することはできず、かかる差 を無くすように電動モータ 3A又は 3Bを制御することは困難である。
[0011] かかる状況で、射出スクリュ 2を射出前進及び後退させるために電動モータ 3A及び 3Bを駆動してボールねじナット 4A及び 4B、及びボールねじ軸 5A及び 5Bを介して 電動モータ 3A及び 3Bの回転力を並進力に変換すると、何れかのボールねじナット 4 A又は 4B等に偏芯荷重が集中し、局所的に応力が発生してしまう可能性がある。そ の結果、ボールねじナット 4A又は 4B、又はボールねじ軸 5A又は 5B等の寿命の低 下等、電動射出装置 10の機械的な寿命の悪ィ匕を招くおそれがある。
[0012] また、これを防止すベぐ電動射出装置 10に機械的な調整機構を設けるとしても、 当該調整には多大な時間を必要とし、また調整作業は煩雑となる。
[0013] そこで、本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、複数の軸により駆動 対象を進退駆動する機構を備えた射出装置において、簡易な構造で、各軸の軸力 を精度よく検出し、各軸の軸力に差が発生している場合にこれを調整して、各軸間の 負荷バランスの均衡を図ることができる射出装置及び射出装置の調整方法を提供す ることを本発明の目的とする。
課題を解決するための手段
[0014] 本発明の一観点によれば、複数の軸により駆動対象を進退駆動する機構を備えた 射出装置であって、各軸の軸力を検出する複数の軸力検出部と、前記複数の軸力 検出部によって検出される検出値を比較し、前記検出値が示す各軸の軸力の差に 基づき、前記複数の軸のうち操作対象となる軸の位置を操作すべき量を算出して当 該位置を補正し、前記軸力の差を解消する制御部と、を含むことを特徴とする射出装 置が提供される。
[0015] 前記制御部は、前記軸力の差が所定の基準値内にあるかどうかを判定し、前記軸 力の差が前記所定の基準値を超えている場合に、前記操作対象となる軸の位置を 操作することとしてもよい。
[0016] 前記制御部は、更に、前記軸力の差が前記所定の基準値を超えている場合に、前 記操作対象となる軸の位置を第 1の方向に第 1の長さ移動をする第 1の操作を行い、 第 1の操作により前記軸力の差が減少した場合には、前記軸力の差が前記所定の基 準値内にあるかどうかを判定し、前記軸力の差が前記所定の基準値を超えている場 合に、前記操作対象となる軸の位置を前記第 1の方向に前記第 1の長さよりも短い第 2の長さ移動をする第 2の操作を行うこととしてもょ 、。
[0017] 或いは、前記制御部は、前記軸力の差が前記所定の基準値を超えている場合に、 前記操作対象となる軸の位置を第 1の方向に第 1の長さ移動をする第 1の操作を行 い、前記第 1の操作によっても前記軸力の差が減少しない場合には、前記操作対象 となる軸の位置を前記第 1の方向とは異なる第 2の方向に前記第 1の長さ移動をする 第 2の操作を行い、前記第 2の操作により前記軸力の差が所定の基準値内となった 力どうかを判定し、前記軸力の差が前記所定の基準値を超えている場合に、前記操 作対象となる軸の位置を前記第 2の方向に前記第 1の長さよりも短い第 2の長さ移動 をする第 3の操作を行うこととしてもょ 、。
[0018] 本発明の別の観点によれば、射出装置の調整方法であって、前記射出装置に備 えられた複数の軸の軸力を各々検出し、検出された前記各軸の軸力の差が所定の 基準値を超えて!/ヽる場合に、操作対象となる軸の位置を補正して前記軸力の差を調 整することを特徴とする方法が提供される。
発明の効果
[0019] 本発明によれば、複数の軸により駆動対象を進退駆動する機構を備えた射出装置 において、簡易な構造で、各軸の軸力を精度よく検出し、各軸の軸力に差が発生し ている場合にこれを調整して、各軸間の負荷バランスの均衡を図ることができる射出 装置及び射出装置の調整方法を提供することができる。
図面の簡単な説明
[0020] [図 1]従来の電動射出成形機の射出スクリュ進退駆動系の概略構成図である。
[図 2]本発明の基本概念を示す概略構成図である。
[図 3]マスターモータ側ボールねじ軸及びスレーブモータ側ボールねじ軸における軸 力のバランス調整の方法の第 1の例を示したフロチャートである。
[図 4]マスターモータ側ボールねじ軸及びスレーブモータ側ボールねじ軸における軸 力のバランス調整の方法の第 2の例を示したフロチャートである。
[図 5]図 3又は図 4に示すマスターモータ側ボールねじ軸及びスレーブモータ側ボー ルねじ軸における軸力のバランス調整の方法により調整した結果を示したグラフであ る。
[図 6]本発明の第 1実施例による射出装置の断面図である。
[図 7]図 6に示す射出装置の射出駆動部の断面図である。
[図 8]本発明の第 2実施例による射出装置の断面図である。
[図 9]本発明の第 3実施例による射出装置の射出駆動部の断面図である。
[図 10]本発明の第 4実施例による射出装置の断面図である。
符号の説明
[0021] 20、 410、 510 射出装置
21、 22、 150、 150、 233、 233 射出駆動部
23、 24、 122M、 122S、 232M、 232S ボールねじ軸
25、 26、 121M、 121S、 231M、 231S ボールねじナット
27、 28、 174M、 174S、 234M、 234S、 374M、 374S ロード、セル
40、 400、 500 制御部 111 射出リアサポート
175 締結部材
217 後方フランジ部材
発明を実施するための最良の形態
[0022] 以下、本発明の実施の形態について説明する。
[本発明の基本概念及び軸力のバランス調整の方法]
まず、本発明の基本概念について図 2を参照して説明する。ここで、図 2は、本発明 の基本概念を示す概略構成図である。
[0023] 図 2を参照するに、本発明は、複数の軸により駆動対象を進退駆動する射出装置 の駆動系に適用される。
[0024] 具体的には、射出装置の駆動系 20は、駆動部として機能するマスターモータ 21及 びスレーブモータ 22と、負荷対象として機能し移動自在に設けられた負荷プレート 3 0と、マスターモータ 21の回転を伝達するマスターモータ側ボールねじ軸 23及びスレ ーブモータ 22の回転を伝達するスレーブモータ側ボーノレねじ軸 24と、マスターモー タ側ボールねじ軸 23に係合するマスターモータ側ボールねじナット 25及びスレーブ モータ側ボールねじ軸 24に係合するスレーブモータ側ボールねじナット 26と、を備 える。
[0025] かかる構造の下、マスターモータ 21及びスレーブモータ 22によりマスターモータ側 ボールねじ軸 23及びスレーブモータ側ボールねじ軸 24を回転させると、マスターモ ータ側ボールねじ軸 23及びスレーブモータ側ボールねじ軸 24に伝達された回転運 動は、マスターモータ側ボールねじ軸 23及びスレーブモータ側ボールねじ軸 24とマ スターモータ側ボールねじナット 25及びスレーブモータ側ボールねじナット 26とによ り直線運動に変換され、負荷プレート 30は前進又は後退する。
[0026] ところで、マスターモータ側ボールねじ軸 23及びスレーブモータ側ボールねじ軸 2 4には夫々、軸力検出器としてのマスター側軸力検出器 27及びスレーブ側軸力検出 器 28が取り付けられている。従って、マスターモータ側ボールねじ軸 23及びスレー ブモータ側ボールねじ軸 24に作用する負荷、即ち、軸力 M及び軸力 Sが検出される [0027] 検出されたマスターモータ側ボーノレねじ軸 23の軸力 Mとスレーブモータ側ボーノレ ねじ軸 24の軸力 Sを、制御部に設けられた軸力比較器 41で比較し両者の差 (軸力 M—軸力 S、又は軸力 S—軸力 M)を調べ、かかる差に応じて、軸位置操作量演算 器 43でスレーブモータ側ボールねじ軸 24の位置を操作すべき量 Δ zを決定して、自 動又は手動により当該位置を補正することにより、マスターモータ側ボールねじ軸 23 及びスレーブモータ側ボールねじ軸 24に作用している負荷の差を無くし、両軸にお ける軸力差を解消する。
[0028] ここで、軸力比較器 41及び軸位置操作量演算器 43による、マスターモータ側ボー ルねじ軸 23及びスレーブモータ側ボールねじ軸 24における軸力のバランス調整の 方法について、図 3及び図 4を参照して詳述する。
[0029] 図 3は、マスターモータ側ボールねじ軸 23及びスレーブモータ側ボールねじ軸 24 における軸力のバランス調整の方法の第 1の例を示したフロチャートである。
[0030] 図 3を参照するに、ステップ 1で、マスターモータ側ボールねじ軸 23及びスレーブモ ータ側ボールねじ軸 24の双方により、負荷プレート 30を一定トルクで押し込み、マス ターモータ側ボールねじ軸 23に取り付けられたマスター側軸力検出器 27によりマス ターモータ側ボーノレねじ軸 23の軸力 Mと、スレーブモータ側ボーノレねじ軸 24に取り 付けられたスレーブ側軸力検出器 28によりスレーブモータ側ボールねじ軸 24の軸 力 Sとを検出する。
[0031] 以下のステップでは、マスターモータ側ボールねじ軸 23を基準軸とし、スレーブモ ータ側ボールねじ軸 24を軸位置の操作対象軸とする。
[0032] ステップ 2で、マスター側軸力検出器 27により検出されたマスターモータ側ボール ねじ軸 23の軸力の値と、スレーブ側軸力検出器 28により検出されたスレーブモータ 側ボールねじ軸 24の軸力の値とを比較し、両者の差、即ち軸力差 (軸力 M—軸力 S 、又は軸力 S—軸力 M)が、所定の基準値の上限及び下限内にあるかどうかを判定 する。
[0033] 当該軸力差が所定の基準値以内にあると判断された場合 (ステップ 2において YE Sと判断された場合)は、マスターモータ側ボールねじ軸 23の軸力及びスレーブモー タ側ボールねじ軸 24の軸力は均衡しているとして処理を終了する。 [0034] 当該軸力差が所定の基準値を超えて生じていると判断された場合 (ステップ 2にお いて NOと判断された場合)は、ステップ 3に進む。
[0035] ステップ 3において、当該軸力差が所定の基準値の上限を超えている場合は、ステ ップ 4に進み、操作対象軸であるスレーブモータ側ボールねじ軸 24の軸位置を、当 該軸カ差が所定の基準値の上限を下回る方向(以下では、この方向を正(+ )の方 向という)に、任意の長さ移動操作する。
[0036] また、当該軸力差が所定の基準値のうち下限を超えている場合は、ステップ 5に進 み、操作対象軸であるスレーブモータ側ボールねじ軸 24の軸位置を、当該軸力差が 所定の基準値の下限を下回る方向(以下では、この方向を負(一)の方向という)に、 任意の長さ移動操作する。
[0037] かかる操作後、再度ステップ 1に戻り両軸の軸力を検出し、ステップ 2で、両軸の軸 力差が所定の基準値の上限及び下限内にあると判定される迄この処理を繰り返す。
[0038] このようにして、マスターモータ側ボールねじ軸 23に取り付けられたマスター側軸力 検出器 27によりマスターモータ側ボールねじ軸 23の軸力 Mを検出し、スレーブモー タ側ボールねじ軸 24に取り付けられたスレーブ側軸力検出器 28によりスレーブモー タ側ボールねじ軸 24の軸力 Sを検出し、軸力差 (軸力 M—軸力 S、又は軸力 S—軸 力 M)が所定の基準値内におさまるように、スレーブモータ側ボールねじ軸 24の軸位 置が調整される。
[0039] マスターモータ側ボールねじ軸 23及びスレーブモータ側ボールねじ軸 24における 軸力のバランス調整にあっては、図 3に示す方法に限られず、図 4に示す方法であつ てもよい。
[0040] 図 4は、マスターモータ側ボールねじ軸 23及びスレーブモータ側ボールねじ軸 24 における軸力のバランス調整の方法の第 2の例を示したフロチャートである。
[0041] 図 4を参照するに、図 3に示した例と同様に、ステップ 11で、マスターモータ側ボー ルねじ軸 23及びスレーブモータ側ボールねじ軸 24の双方により、負荷プレート 30を 、一定トルクで押し込み、マスターモータ側ボールねじ軸 23に取り付けられたマスタ 一側軸力検出器 27によりマスターモータ側ボールねじ軸 23の軸力 Mと、スレーブモ ータ側ボールねじ軸 24に取り付けられたスレーブ側軸力検出器 28によりスレーブモ ータ側ボールねじ軸 24の軸力 Sとを検出する。
[0042] 次いで、図 3に示した例と同様に、ステップ 12で、マスター側軸力検出器 27により 検出されたマスターモータ側ボールねじ軸 23の軸力の値と、スレーブ側軸力検出器 28により検出されたスレーブモータ側ボールねじ軸 24の軸力の値とを比較し、両者 の差、即ち軸力差 (軸力 M 軸力 S、又は軸力 S 軸力 M)が、所定の基準値の上 限及び下限内にあるかどうかを判定する。
[0043] 当該軸力差が所定の基準値以内にあると判断された場合 (ステップ 12において Y ESと判断された場合)は、マスターモータ側ボールねじ軸 23の軸力及びスレーブモ ータ側ボールねじ軸 24の軸力は均衡しているとして処理を終了する。
[0044] 当該軸力差が所定の基準値を超えて生じていると判断された場合 (ステップ 12に おいて NOと判断された場合)は、ステップ 13で、操作対象軸であるスレーブモータ 側ボールねじ軸 24の軸位置を、当該軸力差が所定の基準値の上限を下回る方向( 以下では、この方向を正(+ )の方向という)に長さ Δχ移動する操作をする。
[0045] 次に、力かる移動操作により軸力差が減少した力否かを、ステップ 14で判断する。
[0046] ステップ 13の移動操作により軸力差が減少したとステップ 14で判断された場合 (ス テツプ 14において YESと判断された場合)は、ステップ 15に進み、軸力差 (軸力 M 軸力 S、又は軸力 S 軸力 M)力 所定の基準値の上限及び下限内にあるかどう かを判定する。
[0047] 当該軸力差が所定の基準値以内にあると判断された場合 (ステップ 15において Y ESと判断された場合)は、ステップ 13の移動操作によりマスターモータ側ボールねじ 軸 23及びスレーブモータ側ボールねじ軸 24の軸力は均衡したものとして、処理を終 了する。
[0048] 当該軸力差が所定の基準値を超えて生じていると判断された場合 (ステップ 15に おいて NOと判断された場合)は、ステップ 16に進み、操作対象軸であるスレーブモ ータ側ボールねじ軸 24の軸位置を、正(+ )の方向に、ステップ 13における移動操 作量の半分の長さ ΔχΖ2移動する操作をする。
[0049] 次に、力かる移動操作により軸力差が減少した力否かを、ステップ 17で判断する。
[0050] ステップ 16の移動操作により軸力差が減少したとステップ 17で判断された場合 (ス テツプ 17において YESと判断された場合)は、ステップ 18に進み、軸力差 (軸力 M 軸力 S、又は軸力 S 軸力 M)力 所定の基準値の上限及び下限内にあるかどう かを判定する。
[0051] 当該軸カ差が所定の基準値以内にあると判断された場合 (ステップ 18において Y ESと判断された場合)は、ステップ 16の移動操作によりマスターモータ側ボールねじ 軸 23及びスレーブモータ側ボールねじ軸 24の軸力は均衡したものとして、処理を終 了する。
[0052] 当該軸力差が所定の基準値を超えて生じていると判断された場合 (ステップ 18に おいて NOと判断された場合)は、ステップ 19に進み、操作対象軸であるスレーブモ ータ側ボールねじ軸 24の軸位置を、負(―)の方向に、ステップ 16における移動操 作量の半分の長さ ΔχΖ4移動する操作を行う。以降、軸力差が所定の基準値以内 になり、マスターモータ側ボーノレねじ軸 23及びスレーブモータ側ボーノレねじ軸 24の 軸力は均衡したものと判断される迄、同様の処理が施される。
[0053] 一方、ステップ 16の移動操作によっても軸力差は減少していないとステップ 17で判 断された場合 (ステップ 17において NOと判断された場合)は、ステップ 20に進み、 操作対象軸であるスレーブモータ側ボールねじ軸 24の軸位置を、負(一)の方向に、 ステップ 16における移動操作量と同じ量である長さ ΔχΖ2移動する操作を行う。以 降、軸力差が所定の基準値以内になり、マスターモータ側ボールねじ軸 23及びスレ ーブモータ側ボールねじ軸 24の軸力は均衡したものと判断される迄、同様の処理が 施される。
[0054] また、ステップ 13の移動操作によっても軸力差は減少していないとステップ 14で判 断された場合 (ステップ 14において NOと判断された場合)は、ステップ 21で、負(一 )の方向に、ステップ 13における移動操作量と同じ量である長さ Δ χ移動する操作を 行う。
[0055] 次に、ステップ 22で、軸力差が、所定の基準値の上限及び下限内にあるかどうかを 判定する。
[0056] 当該軸力差が所定の基準値以内にあると判断された場合 (ステップ 22において Υ ESと判断された場合)は、マスターモータ側ボールねじ軸 23及びスレーブモータ側 ボールねじ軸 24の軸力のバランスを欠くような負荷の差は発生して ヽな 、として、処 理を終了する。
[0057] 当該軸力差が所定の基準値を超えて生じていると判断された場合 (ステップ 22に おいて NOと判断された場合)は、ステップ 23で、操作対象軸であるスレーブモータ 側ボールねじ軸 24の軸位置を、負(-)の方向に、ステップ 21における移動操作量 の半分である長さ ΔχΖ2移動する操作を行う。以降、軸力差が所定の基準値以内に なり、マスターモータ側ボーノレねじ軸 23及びスレーブモータ側ボーノレねじ軸 24の軸 力は均衡したものと判断される迄、同様の処理が施される。
[0058] このようにして、マスターモータ側ボールねじ軸 23に取り付けられたマスター側軸力 検出器 27によりマスターモータ側ボールねじ軸 23の軸力 Μを検出し、スレーブモー タ側ボールねじ軸 24に取り付けられたスレーブ側軸力検出器 28によりスレーブモー タ側ボールねじ軸 24の軸力 Sを検出し、軸力差 (軸力 Μ—軸力 S、又は軸力 S—軸 力 M)が所定の基準値内におさまるように、ステップを経るにつれて調整量を段階的 に順次変えながらスレーブモータ側ボールねじ軸 24の軸位置が調整される。
[0059] このような図 3又は図 4に示すマスターモータ側ボールねじ軸及びスレーブモータ 側ボールねじ軸における軸力のバランス調整の方法により調整した結果を示したダラ フを図 5に示す。
[0060] 図 5を参照するに、操作対象軸であるスレーブモータ側ボールねじ軸 24の軸位置 を Δ χ移動操作した場合は、軸力差は所定の基準値の上限を超えてしまい、また、
0
スレーブモータ側ボールねじ軸 24の軸位置を Δ χ移動操作した場合は、軸力差は
2
所定の基準値の下限を超えてしまう。
[0061] しかしながら、図 3又は図 4に示すマスターモータ側ボールねじ軸及びスレーブモ ータ側ボールねじ軸における軸力のバランス調整の方法により、ステップを経るにつ れて調整量を段階的に順次変えながらスレーブモータ側ボールねじ軸 24の軸位置 を調整することにより、スレーブモータ側ボールねじ軸 24の軸位置を Δ χ移動操作し た場合は、軸力差が所定の基準値以内におさまり、マスターモータ側ボールねじ軸 2 3及びスレーブモータ側ボールねじ軸 24の軸力のバランスを欠くような負荷の差は発 生しな!、ことを把握することができる。 [本発明の基本概念を適用した射出装置の例]
次に、上述の本発明の基本概念を適用した射出装置の例について説明する。
[0062] 本発明の基本概念を適用した射出装置は、金型装置及び型締装置と共に射出成 形機に設けられる。射出成形機において、榭脂は加熱シリンダ内において加熱され 、溶融させられる。溶融榭脂は高圧で射出され、固定金型及び可動金型からなる金 型装置のキヤビティに充填される。キヤビティ内において榭脂は冷却され、固化され て成形品となる。型締装置によって可動金型を固定金型に対して進退させることによ り、型閉、型締及び型開が行われる。
[0063] 金型装置の型締が完了して射出装置が前進させられると、加熱シリンダのノズルが 固定プラテンに形成されたノズル通過孔を通って、固定金型の背面に設けられたス プル一ブッシュに押し付けられる。続いて、射出装置で溶融された榭脂は、加熱シリ ンダ内のスクリュにより加圧され、ノズル力も射出される。射出された溶融榭脂は、ス プル一ブッシュ及びスプルーを通って固定金型と可動金型との間に形成されたキヤ ビティ内に充填される。
[0064] 以下では、軸力検出部としてのロードセルの配置の仕方の観点から、 4つの実施例 について説明する。
[第 1実施例]
図 6は、本発明の第 1実施例による射出装置の断面図である。また、図 7は、図 6に 示す射出装置の射出駆動部の断面図である。
[0065] 図 6に示す射出装置 410は、射出フロントサポート 110、射出駆動部(モータ)たる マスター側駆動部 150M及びスレーブ側駆動部 150Sの固定支持部である射出リア サポート 111、射出フロントサポート 110と射出リアサポート 111間に配設されたガイド ノ ー 112、ガイドバー 112をフロントサポート 110に固定するガイドバーナット 113を 備える。
[0066] 射出フロントサポート 110の前端部(図中左側)に加熱シリンダ 101が配設されてい る。加熱シリンダ 101の内部には、射出部材としてのスクリュ 102が前進、後退及び回 転自在に設けられている。
[0067] ガイドバー 112には、スクリュ 102とともに軸方向に進退するプレツシャプレート 120 が摺動自在に支持される。プレツシャプレート 120にはスクリュ 102の軸線力も等距離 だけ離れた位置にぉ 、て、マスター側駆動部 150Mに対応するマスター側ボールね じナット 121M及びスレーブ側駆動部 150Sに対応するスレーブ側ボールねじナット 121Sが夫々固定されている。
[0068] マスター側ボールねじ軸 122Mはマスター側ボールねじナット 121Mと係合し、スレ ーブ側ボールねじ軸 122Sはスレーブ側ボールねじナット 121Sと係合している。かか るボールねじ軸 122M、 122S及びボールねじナット 121M、 121Sにより運動変換 機構が構成されている。更に、射出リアサポート 111には射出駆動部 150M、 150S 力 ボールねじ軸 122M、 122Sの各々と同軸線上に減速機構を介在させることなく 回転を伝達するように取り付けられて 、る。
[0069] 従って、射出駆動部 150M、 150Sによりボールねじ軸 122M、 122Sを回転させる と、ボーノレねじ軸 122M、 122Sに伝達された回転運動力 ボーノレねじ軸 122M、 12 2Sとボールねじナット 121M、 121Sとにより直線運動に変換される。ボールねじナツ ト 121M、 121Sは、ガイドバー 112に摺動自在に支持されたプレツシャプレート 120 に固定されている。このため、射出駆動部 150M、 150Sの回転運動がプレツシャプ レート 120の直線運動に変換される。
[0070] また、プレツシャプレート 120の中心軸線上には、スラストベアリング 128とべアリン グ 127に両端を回転可能に支持された回転シャフト 126が設けられる。回転シャフト 1 26の一端には、カップリング 103を介してスクリュ 102が連結され、他端にはプレツシ ャプレート 120上に設けられているスクリュ回転駆動モータ(図示せず)からの回転を 伝達するプーリ 125が固定されている。
[0071] 図 7に示すように、射出駆動部 150M、 150Sはモータフランジ 154及び当該モー タフランジ 154に固定されたモータハウジング 151等力もなる。射出駆動部 150M、 1 50Sの内部には、図示を省略するステータ及びロータが配設されて!/、る。
[0072] ボールねじ軸 122M、 122Sには、ねじ部よりも小径のベアリング取り付け部が形成 されている。また、ボールねじ軸 122M、 122Sのベアリング取り付け部の後部には、 締付けナット 78を取り付けるための細目のねじ部が形成されている。ボールねじ軸 1 22M、 122Sのねじ部とベアリング取り付け部との間の段差には、ベアリング押さえ 1 77が取り付けられ、スラストベアリング 171の内輪がベアリング押さえ 177に当接して いる。スラストベアリング 171の外輪は、潤滑保持部材としてのベアリングホルダ 173 の凸部端面に当接している。ベアリング 172の外輪も同様にベアリングホルダ 173の 凸部端面に当接している。ベアリング 172の内輪は、ボールねじ軸 122M、 122Sに 取り付けられた締付けナット 178に当接しており、締付けナット 178によりスラストベア リング 171とベアリング 172は締付けナット 178により予圧をカ卩えられた状態となって いる。
[0073] 上述の構成において、ベアリング押さえ 177、スラストベアリング 171、ベアリングホ ルダ 173、ベアリング 172、及び締付けナット 178により荷重伝達機構が構成される。 ここで、荷重伝達機構は、回転許容部としても形成されることで、射出リアサポート 11 1に対してボールねじ軸 122M、 122Sを回転自在に支持することができる。
[0074] 射出リアサポート 111の内部であって、マスター側ボールねじ軸 122Mが設けられ ている部分には、マスター側ボールねじ軸 122Mの軸力を検出する荷重検出器を構 成する歪み部材であるマスター側ロードセル 174M力 また、スレーブ側ボールねじ 軸 122Sが設けられている部分には、スレーブ側ボールねじ軸 122Sの軸力を検出 する荷重検出器を構成する歪み部材であるスレーブ側ロードセル 174Sが、取り付け ボノレト 175により取り付けられている。
[0075] 歪み部材であるロードセル 174M、 174Sは、中央に開口を有する円環形状であり 側の固定部と内周側の受圧部と中央の歪み部とを有する。歪み部に歪み検出器が 設けられることで、ロードセル 174M、 174Sは、ボールねじ軸 122M、 122Sの軸力 検出器としての機能を果たす。ロードセル 174M、 174Sの内周側の受圧部は、取り 付けボノレト 176によりべアリングホノレダ 173に固定される。また、ロードセノレ 174M、 1 74Sの外周側の固定部は、取り付けボルト 175により射出リアサポート 111に固定さ れている。
[0076] また、ロードセル 174の内周側の受圧部力 スラストベアリング 171を支持するベア リングホルダ 173に取り付けられており、スラストベアリング 171と射出リアサポート 11 1との間で摺動抵抗が生じることがない。このため、ボールねじ軸 122M、 122Sの軸 力をロードセル 174M、 174Sによって精度良く検出することができる。 [0077] 更に、ロードセル 174M、 174Sの内周側の受圧部はベアリングホルダ 173に取り 付けられているため、ロードセル 174M、 174Sは締付けナット 178の予圧の影響を 受けることがない。これにより、ボールねじ軸 122M、 122Sの軸力を、ロードセル 174 M、 174Sにより精度良く検出することができる。
[0078] ボールねじ軸 122M、 122Sの射出駆動部側の端部にスプライン部が形成され、射 出駆動部 150M、 150Sの内部に設けられた回転シャフト(図示を省略)に形成され たスプライン部と協働して回転伝達部(図示を省略)が形成される。回転伝達部はス プライン構造を有しているため、ロードセル 174M、 174Sの歪み部材の軸方向の歪 みにともなうボールねじ軸 122M、 122Sの軸方向への移動を許容する許容部が形 成される。
[0079] より詳しくは、ボールねじ軸 122M、 122Sの射出駆動部側の端部に雄スプラインが 形成され、回転シャフトの射出リアサポート側端部に形成された凹部の内面に雌スプ ラインが形成されており、ボールねじ軸 122M、 122Sと回転シャフトがスプライン結 合している。これにより、ボールねじ軸 122M、 122Sと回転シャフトとは、回転不能に 且つ軸方向に移動可能に接続される。
[0080] なお、ボールねじ軸 122M、 122Sと回転シャフトとを回転不能に且つ軸方向に移 動可能に接続することができる限り、ボールねじ軸 122M、 122Sの接続部と回転シ ャフトの接続部との接続は如何なる形態であってもよい。例えば、キーと軸方向に延 在するキー溝とによる接続であってもよい。
[0081] 回転シャフトの端部(図中右側)には、エンコーダ 160が取り付けられている。ェンコ ーダ 160は回転シャフトの回転を検出することにより、スクリュ 102の軸方向の位置を 検出する。
[0082] ボールねじ軸 122M、 122S及びベアリングホルダ 173は、許容部により射出リアサ ポート 111とは軸方向に相対的に移動可能である。このため、ロータがボールねじ軸 122M、 122Sの移動にともなって変位することを防止することができ、ロードセル 17 4M、 174Sはボールねじ軸 122M、 122Sの軸力を精度良く検出することができる。
[0083] 図 6を再度参照するに、かかる構造の下、マスター側ロードセル 174M及びスレー ブ側ロードセル 174Sにより検出されたマスターモータ側ボールねじ軸 122Mの軸力 M及びスレーブモータ側ボールねじ軸 122Sの軸力 Sを、制御部 400において比較 して両者の差 (軸力 M—軸力 S、又は軸力 S—軸力 M)を調べる。
[0084] 力かる差に応じて、図 3又は図 4を参照して説明したマスターモータ側ボールねじ 軸及びスレーブモータ側ボールねじ軸における軸力のバランス調整の方法を用いて 、スレーブモータ側ボールねじ軸 122Sの位置を操作すべき量を決定して当該位置 を補正することにより、マスターモータ側ボールねじ軸 122M及びスレーブモータ側 ボールねじ軸 122Sに作用している負荷の差を無くし、両軸における軸力差を解消 する。
[0085] なお、本実施例における射出装置 410の動作は以下の通りである。
[0086] 計量工程では、スクリュ回転駆動部としてプレツシャプレート 120に取り付けられて V、るモータ(図示せず)を駆動してプーリ 125を回転させてスクリュ 102を回転して榭 脂を溶融可塑化する。溶融榭脂は加熱シリンダ 101の先部に溜められる。この際、溶 融榭脂の反力を受けてスクリュ 102は射出駆動部側(図中右方)に回転しながら後退 する。溶融樹脂の反力は、スクリュ 102に作用する背圧となる。背圧荷重は、プレツシ ャプレート 120を介してボールねじ軸 122M、 122Sに伝達される。ボールねじ軸 12 2M、 122Sに伝達された背圧荷重は、スラストベアリング 171及びベアリングホルダ 1 73を介してロードセノレ 174M、 174Sに伝えられ、ロードセノレ 174M、 174Sの歪み咅 が背圧荷重の大きさに応じて歪む。
[0087] このように、背圧荷重は、プレツシャプレート 120、ボールねじ軸 122M、 122S、ス ラストベアリング 171及びベアリングホルダ 173を介してロードセル 174M、 174Sに 伝達される。即ち、プレツシャプレート 120、ボールねじ軸 122M、 122S、スラストべ ァリング 171及びべァリングホルダ 173は、背圧荷重を伝達する荷重伝達機構を構 成する。
[0088] また、ボーノレねじ軸 122M、 122Siま、回転伝達咅 【こお!ヽて射出馬区動咅
M、 150Sとスプライン結合しているため、背圧荷重を受けると、射出リアサポート 111 に対して相対的に後方へ滑らかに移動する。このため、摺動部分はスプライン構造 の回転伝達部 159だけとなるので、ロードセル 174M、 174Sの検出精度を向上させ ることができる。従って、各ショット毎における溶融樹脂の計量を安定させることができ 、且つ、成形品を安定して生産することができる。
[0089] 計量工程が完了し、射出工程に入ると、スクリュ 102の回転が制限された状態で、 射出馬区動咅 150M、 150S力 S馬区動される。これにより、ボーノレねじ軸 122M、 122S力 S 回転する。それに伴いプレツシャプレート 120が前進(図中左方側)して、加熱シリン ダ 101の先部に溜められた溶融樹脂が、金型(図示せず)の中に充填される。この際 、スクリュ 102に充填圧力が加えられ背圧を受けても、計量工程と同様に、ボールね じ軸 122M、 122Sは回転伝達咅 にお!/、て射出馬区動咅 150M、 150Sとスプライ ン結合して 、るため、射出リアサポート 111に対して相対的に後方に滑らかに移動す ることができる。従って、充填圧力をロードセル 174M、 174Sにより精度良く検出する ことができるので、ノ リやひけなどの成形不具合を低減することができ、成形品を安 定して生産することができる。
[第 2実施例]
次に、本発明の第 2実施例による射出装置について説明する。
[0090] 図 8は、本発明の第 2実施例による射出装置の断面図である。
[0091] 図 8に示す射出装置 510において、前方フランジ部材 216と後方フランジ部材 217 との間に、スクリュ支持部材であって可動プレートとしてのプレツシャプレート 221が、 加熱シリンダ 211内に回転可能に設けられたスクリュ 214の軸方向に移動可能に、且 つ、他の方向に移動不能に配設されている。
[0092] 後方フランジ部材 217には、射出駆動部(モータ)たるマスター側駆動部 233A及 びスレーブ側駆動部 233Bが取り付けられて ヽる。マスター側駆動部 233M及びスレ ーブ側駆動部 233Sは、スラスト荷重を計測する荷重検出器としてのマスター側ロー ドセル 234M及びスレーブ側ロードセル 234Sを介して、後方フランジ部材 217に取 り付けられている。
[0093] また、プレツシャプレート 221のマスター側駆動部 233M及びスレーブ側駆動部 23 3Sに対応する位置には、マスター側ボールねじナット 231M及びスレーブ側ボール ねじナッツト 231Sが夫々取り付けられている。マスター側ボールねじナット 231M及 びスレーブ側ボールねじナット 231Sには、マスター側駆動部 233M及びスレーブ側 駆動部 233Sによって夫々回転させられるマスター側ボールねじ軸 232M及びスレ ーブ側ボールねじ軸 232Sが夫々係合している。
[0094] マスター側ボールねじナット 231Mとマスター側ボールねじ軸 232M、及び、スレー ブ側ボールねじナット 231Sとスレーブ側ボールねじ軸 232Sは、回転運動を直線運 動に変換する運動方向変 構として機能し、射出駆動部 233M、 233Sと、ボール ねじナット 231M、 231S及びボールねじ軸 232M、 232Sは同一直線上に配設され ている。
[0095] ロードセル 234M、 234Sは、概略穴空き円盤状の形状を有し、外周近傍部分であ る固定部がボルト等の締結部材によって後方フランジ部材 217の後面(図における 右側面)に固定されている。また、ロードセル 234M、 234Sの内周近傍部分である受 圧部は、ベアリングホルダ 235と射出駆動部 233M、 233Sの端板 242とによって挟 まれた状態で、ベアリングホルダ 235と前部端板 242とに固定されている。
[0096] かかる構造の下、マスター側ロードセル 234M及びスレーブ側ロードセル 234Sに より検出されたマスターモータ側ボールねじ軸 232Mの軸力 M及びスレーブモータ 側ボールねじ軸 232Sの軸力 Sを、制御部 500において比較して両者の差(軸力 M 軸力 S、又は軸力 S 軸力 M)を調べる。
[0097] 力かる差に応じて、図 3又は図 4を参照して説明したマスターモータ側ボールねじ 軸及びスレーブモータ側ボールねじ軸における軸力のバランス調整の方法を用いて 、スレーブモータ側ボールねじ軸 232Sの位置を操作すべき量を決定して当該位置 を補正することにより、マスターモータ側ボールねじ軸 23SM及びスレーブモータ側 ボールねじ軸 232Sに作用している負荷の差を無くし、両軸における軸力差を解消 する。
[第 3実施例]
次に、本発明の第 3実施例による射出装置について説明する。
[0098] 図 9は、本発明の第 3実施例による射出装置の射出駆動部の断面図である。本発 明の第 3実施例による射出装置は、図 6及び図 7を参照して説明した本発明の第 1実 施例による射出装置の変形例である。従って、図 9において、図 7に示す構成部品と 同等な部品には同じ符号を付し、その説明を省略する。
[0099] 図 9に示す射出装置において、ベアリングホルダ 173及び射出駆動部 150M、 15 OSは、荷重検出器又は歪み部材としてのロードセル 174M、 174Sを介して、後方フ ランジ部材 111に取り付けられて 、る。
[0100] ロードセル 174M、 174Sは、概略穴空き円盤状の形状を有し、外周近傍部分であ る固定部 174aがボルト 175等の締結部材によって後方フランジ部材 111の後面(図 における右側の面)に固定されている。また、ロードセル 174M、 174Sの内周近傍部 分である受圧部 174cは、ベアリングホルダ 173と射出駆動部 150M、 150Sの端板 1 54とによって挟まれた状態で、ベアリングホルダ 173と端板 154とに固定されている。 これにより、射出駆動部 150M、 150Sは、ロードセル 174M、 174Sを介して後方フ ランジ部材 111に対して軸方向に移動自在に取り付けられる。
[0101] 更に、端板 154の前面における内周端縁には、図示を省略するが、前方に突出し てロードセル 174M、 174Sの穴内に嵌入する概略円筒状の嵌合突起が形成されて いる。この嵌合突起がロードセル 174M、 174Sの穴内に嵌入することによって、端板 154とロードセル 174M、 174Sとは、それらの軸芯が一致した状態に位置決めされ た状態となる。ロードセル 174M、 174Sは後方フランジ部材 111に取り付けられてい るので、端板 154は後方フランジ部材 111に対し軸芯が一致した状態に位置決めさ れた状態となる。
[0102] ロードセル 174M、 174Sにおける固定部 174aと受圧部 174cとの境界部分は、ス トレインゲージ等の図示されな 、歪み計測器が取り付けられる境界部 174bである。 境界部 174bは、比較的肉薄になっていて、ボールねじ軸 122M、 122Sのスラスト荷 重がベアリングホルダ 173を介して受圧部 174cに伝達されると、歪みが発生する。 境界部 174bに発生した歪みを歪み計測器によって計測することにより、スラスト荷重 の大きさを計測することができる。
[0103] かかる構造の下、本実施例においても、マスター側ロードセル 174M及びスレーブ 側ロードセル 174Sにより検出されたマスターモータ側ボールねじ軸 122Mの軸力 M 及びスレーブモータ側ボールねじ軸 122Sの軸力 Sを、図示を省略する制御部にお いて比較して両者の差 (軸力 M—軸力 S、又は軸力 S—軸力 M)を調べる。
[0104] 力かる差に応じて、図 3又は図 4を参照して説明したマスターモータ側ボールねじ 軸及びスレーブモータ側ボールねじ軸における軸力のバランス調整の方法を用いて 、スレーブモータ側ボールねじ軸 122Sの位置を操作すべき量を決定して当該位置 を補正することにより、マスターモータ側ボールねじ軸 23SM及びスレーブモータ側 ボールねじ軸 232Sに作用している負荷の差を無くし、両軸における軸力差を解消 する。
[第 4実施例]
次に、本発明の第 4実施例による射出装置について説明する。
[0105] 図 10は、本発明の第 4実施例による射出装置の断面図である。図 10において、図
6に示す構成部品と同等な部品には同じ符号を付し、その説明を省略する。
[0106] 図 6に示す本発明の第 1実施例による射出装置では、射出リアサポート 111の内部 であって、マスター側ボールねじ軸 122Mが設けられている部分にロードセル 174M 力 また、スレーブ側ボールねじ軸 122Sが設けられている部分にロードセル 174Sが
、取り付けられていた。
[0107] 図 10に示す射出装置 610においては、ガイドバー 112に摺動自在に支持されスク リュ 102と共に軸方向に進退するプレツシャプレート 120と、マスター側ボールねじ軸 122Mと係合する軸係合部たるマスター側ボールねじナット 121Mとの間に、マスタ 一側ボールねじ軸 122Mの軸力を検出する荷重検出器を構成する歪み部材である ロードセル 374Mが配置されている。同様に、プレツシャプレート 120と、スレーブ側 ボールねじ軸 122Sと係合する軸係合部たるスレーブ側ボールねじナット 121Sとの 間に、スレーブ側ボールねじ軸 122Sの軸力を検出する荷重検出器を構成する歪み 部材であるロードセル 174Sが配置されている。
[0108] 力かる構造においても、マスター側ロードセル 374M及びスレーブ側ロードセル 37 4Sにより検出されたマスターモータ側ボールねじ軸 122Mの軸力 M及びスレーブモ ータ側ボールねじ軸 122Sの軸力 Sを、制御部 600において比較して両者の差(軸 力 M—軸力 S、又は軸力 S—軸力 M)を調べる。
[0109] 力かる差に応じて、図 3又は図 4を参照して説明したマスターモータ側ボールねじ 軸及びスレーブモータ側ボールねじ軸における軸力のバランス調整の方法を用いて 、スレーブモータ側ボールねじ軸 122Sの位置を操作すべき量を決定して当該位置 を補正することにより、マスターモータ側ボールねじ軸 122M及びスレーブモータ側 ボールねじ軸 122Sに作用している負荷の差を無くし、両軸における軸力差を解消 する。
[0110] このように、本発明の各実施例においては、マスター側ロードセル及びスレーブ側 ロードセルが、マスター側ボールねじ軸及びスレーブ側ボールねじ軸に、又は、プレ ッシャプレートとマスター側ボールねじナット及びスレーブ側ボールねじナットとの間 に、設けられ、マスター側ボールねじ軸及びスレーブ側ボールねじ軸の軸力を検出 している。そして、力かる軸力差に応じて、図 3又は図 4を参照して説明したマスター モータ側ボールねじ軸及びスレーブモータ側ボールねじ軸における軸力のバランス 調整の方法を用いて、スレーブモータ側ボールねじ軸の位置を操作すべき量を決定 して当該位置を補正する。その結果、マスターモータ側ボールねじ軸及びスレーブ モータ側ボールねじ軸に発生している負荷の差を無くして両軸における軸力差を解 消している。
[0111] 従って、射出成形機の部品公差や、射出成形機の組み立てにおける取り付け誤差 等が存在し、各ボールねじ軸に負荷が平衡に作用していない場合であっても、簡易 な構造でこれを検知し調整することができ、両ボールねじ軸間の負荷バランスの均衡 を図ることができる。
[0112] よって、ボールねじ軸に作用する負荷の差に基づいて何れかのボールねじナット等 に偏芯荷重が集中し、局所的に応力が発生することを回避でき、ボールねじナット又 はボールねじ軸等の寿命の低下等を防止することが出来る。
[0113] また、射出駆動部 (モータ)からの軸力が加えられる射出スクリュの被駆動部分の相 互間又は近傍にロードセルが設けられている図 1に示す例とは異なり、各軸ごとに軸 力を検出しているため、精度よく軸力差を把握でき、両軸の軸力のバランスをとること ができる。特に、図 6乃至図 9に示す例では、ロードセルは駆動部と、射出リアサポー ト、後方フランジ部材という固定部と、の間に設けられているため、軸力の検出対する 回転モーメントの低減を図ることができる。
[0114] 以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明は特定の実施形態に限 定されるものではなぐ特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内におい て、種々の変形及び変更が可能である。 [0115] 例えば、ボールねじ軸の軸力を検出するためのロードセルの配置の仕方は図 6乃 至図 10に示す例に限られず、各軸の軸力を検出することができる限り、他の配置の 仕方であってもよい。
[0116] また、上述の実施の形態では、検出器により検出された軸力を制御部(制御部 40 等)内で演算し、軸位置を補正する例を示したが、本発明はこれに限定されず、必ず しも制御部内で当該演算を行う必要はな 、。
[0117] 例えば、マスター側軸力検出器 27及びスレーブ側軸力検出器 28の検出値、又は 当該検出値の差を、図示を省略する表示部に表示させてもよい。そして、オペレータ は、当該表示部に表示されたマスター側軸力検出器 27及びスレーブ側軸力検出器 28の検出値、又は当該検出値の差を見ながら、一方のモータ(例えば、マスターモ ータ 21)の停止位置を保持させた状態で、他方のモータ(例えば、スレーブモータ 22 )を駆動させて、検出値を比較して調整するようにしてもよい。この場合、オペレータ は、当該検出値の差が予め定められた値以下になるまで、図示を省略する設定部に 前記他方のモータの調整量を入力する。
[0118] 更に、表示部には、検出値の差を基に制御部内で演算された前記他方のモータの 調整量を表示するようにしてもよい。この場合、オペレータは、表示されたモータの調 整量を基に、設定部に前記他方のモータの調整量を入力するようにしてもよい。
[0119] また、上述の実施の形態では、モータとボールねじとの組合せが 2組の例を示した 1S 3組以上の場合であっても、本発明を適用することができる。
[0120] 本出願は、 2005年 11月 21日に出願された日本特許出願 2005— 336251号に 基づくものであり、その全内容が本出願に参照される。
産業上の利用可能性
[0121] 本発明は、複数の軸により駆動対象を進退駆動する機構を備えた射出装置及び射 出装置の調整方法に適用可能である。

Claims

請求の範囲
[1] 複数の軸により駆動対象を進退駆動する機構を備えた射出装置であって、
各軸の軸力を検出する複数の軸力検出部と、
前記複数の軸力検出部によって検出される検出値を比較し、前記検出値が示す各 軸の軸力の差に基づき、前記複数の軸のうち操作対象となる軸の位置を操作すべき 量を算出して当該位置を補正し、前記軸力の差を解消する制御部と、を含むことを特 徴とする射出装置。
[2] 前記制御部は、
前記軸力の差が所定の基準値内にあるかどうかを判定し、
前記軸力の差が前記所定の基準値を超えている場合に、前記操作対象となる軸の 位置を操作することを特徴とする請求項 1記載の射出装置。
[3] 前記制御部は、
前記軸力の差が前記所定の基準値を超えている場合に、前記操作対象となる軸の 位置を第 1の方向に第 1の長さ移動をする第 1の操作を行い、
第 1の操作により前記軸力の差が減少した場合には、前記軸力の差が前記所定の 基準値内にあるかどうかを判定し、
前記軸力の差が前記所定の基準値を超えている場合に、前記操作対象となる軸の 位置を前記第 1の方向に前記第 1の長さよりも短い第 2の長さ移動をする第 2の操作 を行うことを特徴とする請求項 2記載の射出装置。
[4] 前記制御部は、
前記軸力の差が前記所定の基準値を超えている場合に、前記操作対象となる軸の 位置を第 1の方向に第 1の長さ移動をする第 1の操作を行い、
前記第 1の操作によっても前記軸力の差が減少しない場合には、前記操作対象と なる軸の位置を前記第 1の方向とは異なる第 2の方向に前記第 1の長さ移動をする第 2の操作を行い、
前記第 2の操作により前記軸力の差が所定の基準値内となった力どうかを判定し、 前記軸力の差が前記所定の基準値を超えている場合に、前記操作対象となる軸の 位置を前記第 2の方向に前記第 1の長さよりも短い第 2の長さ移動をする第 3の操作 を行うことを特徴とする請求項 2記載の射出装置。
[5] 前記軸力検出部は、前記軸を回転する射出駆動部の固定部の内部であって、前 記軸が設けられて ヽる部分に設けられて ヽることを特徴とする請求項 1乃至 4 ヽずれ か一項記載の射出装置。
[6] 前記軸力検出部は、前記軸を回転する射出駆動部と、前記射出駆動部の固定部 とに挟持されて設けられていることを特徴とする請求項 1乃至 4いずれか一項記載の 射出装置。
[7] 前記軸力検出部は、前記射出駆動部の前記固定部に締結部材を介して固定され ていることを特徴とする請求項 6記載の射出装置。
[8] 前記軸力検出部は、
射出駆動部により回転させられる前記軸に係合する軸係合部であって、前記軸に 伝達された回転運動を前記軸と共に前記駆動対象を進退させる直線運動に変換す る当該軸係合部と、
前記駆動対象と、の間に設けられていることを特徴とする請求項 1乃至 4いずれか 一項記載の射出装置。
[9] 射出装置の調整方法であって、
前記射出装置に備えられた複数の軸の軸力を各々検出し、
検出された前記各軸の軸力の差が所定の基準値を超えている場合に、操作対象と なる軸の位置を補正して前記軸力の差を調整することを特徴とする方法。
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