WO2016103830A1 - 型締装置、成形装置および成形方法 - Google Patents

型締装置、成形装置および成形方法 Download PDF

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WO2016103830A1
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mold clamping
movable platen
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壮志 永見
小沼 裕之
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東芝機械株式会社
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    • B29K2105/00Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/04Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped cellular or porous

Definitions

  • the present invention relates to a mold clamping device, a molding device, and a molding method.
  • injection foam molding to form a molded product by foaming a resin has been widely performed.
  • the foam molded article produced by this injection foam molding can be lightweight and have various properties such as heat insulation and sound absorption.
  • JP 2011-240603 A Japanese Patent Laid-Open No. 2005-254607
  • the present invention has been made in consideration of such points, and due to the presence of machining errors in the parts of the mold clamping device, errors occur in the mold opening amount for each machine body of the mold clamping device during the core back operation. It is an object of the present invention to provide a mold clamping device, a molding device, and a molding method capable of preventing problems that may or may not occur.
  • the mold clamping device includes a pressure receiving plate, a fixed plate to which one of the molds is attached, a movable plate arranged to face the fixed plate and to which the other of the molds is attached, and one end of the pressure receiving plate.
  • a toggle mechanism that opens and closes the mold by moving the movable plate back and forth, and a drive device that drives the toggle mechanism.
  • a first position detector for detecting the amount of movement of the movable plate based on the position of the crosshead, a pressure detector for detecting the actual mold clamping force of the mold, and an actual position of the movable plate.
  • the correction amount by the second correction means may be a value that varies depending on the moving distance that the movable plate moves during the micro mold opening operation.
  • the molding apparatus of the present invention is characterized by including the mold clamping device.
  • the molding method of the present invention includes a micro mold opening process that uses a mold clamping device to open the movable plate in a direction away from the fixed plate, and in the micro mold opening process, the pressure detector Based on the detected actual mold clamping force and a preset mold clamping force preset in the control unit, a first correction for correcting an operation amount of the movable platen, and a first position detector. And performing a second correction for correcting the operation amount of the movable plate based on the movement amount of the movable plate and the position of the movable plate obtained from the second position detector. It is a feature.
  • the influence of the machine difference due to the machining error is eliminated during the core back operation. be able to.
  • FIG. 1 is a side view showing an outline of an injection molding machine to which a toggle type mold clamping device of the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a side view of a toggle type mold clamping device of an injection molding machine according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of the foam molding process.
  • FIG. 1 is a diagram showing an outline of the configuration of an injection molding machine (molding apparatus) 10 to which a toggle type mold clamping apparatus according to an embodiment of the present invention is applied.
  • reference numeral 12 indicates the entire injection apparatus of the injection molding machine.
  • Reference numeral 14 indicates a toggle type mold clamping device (mold clamping device, mold opening / closing device, opening / closing device) of an injection molding machine.
  • a screw 16 is inserted into the barrel 15 of the injection device 12 so as to be rotatable and movable in the axial direction.
  • Resin molding material, material
  • a heater (not shown) for heating the barrel 15 is disposed around the barrel 15.
  • the screw 16 is rotated by a metering motor (not shown), and the resin is accumulated in front of the barrel 15 while the resin is melted and kneaded.
  • the resin stored in front of the barrel 15 is filled into a cavity formed by the fixed mold 21 and the movable mold 23 from the nozzle 18 by advancing the screw 16 by an injection motor, a ball screw and a nut (not shown).
  • the toggle type mold clamping device 14 includes, for example, a fixed die plate (fixed platen) 20 fixed to the frame 11, a rear plate (pressure receiving plate, link housing) 24 installed on the frame 11, and a fixed die plate 20. And a movable die plate (movable platen) 22 that is disposed so as to face each other and can move toward or away from the fixed die plate (fixed platen) 20.
  • a fixed die (one of the molds, the other of the molds) 21 is attached to the fixed die plate 20, and a moving mold (the other of the molds, the mold) is disposed on the movable die plate 22 so as to face the fixed mold 21.
  • One of the molds) 23 is attached.
  • the fixed die plate 20 and the rear plate 24 are connected via a plurality of (for example, four) tie bars 36.
  • the tie bar 36 receives a mold clamping force generated by a toggle mechanism (opening / closing mechanism, mold opening / closing mechanism, mold clamping mechanism) 28 described below when the mold 19 is tightened (clamping). Yes.
  • reference numeral 26 indicates a crosshead.
  • a nut portion 25 of a driving device 37 that drives the toggle mechanism 28 is provided at the center of the cross head 26, a nut portion 25 of a driving device 37 that drives the toggle mechanism 28 is provided.
  • a ball screw 27 is screwed into the nut portion 25.
  • a guide (not shown) for guiding the movement of the cross head 26 in the front-rear direction is supported by the arm portion 24 a of the rear plate 24.
  • the ball screw 27 is driven through a timing belt 29 by an electric motor 38. As a result, the nut portion 25 and the cross head 26 move linearly along the longitudinal direction of the ball screw 27.
  • the electric motor 38 is a servo motor, for example, and is attached to the rear plate 24.
  • the electric motor 38 is provided with an encoder (first position detector) 38 a that detects the position of the movable die plate 22 based on the position of the crosshead 26. That is, the encoder 38 a detects the rotational position of the electric motor 38 to detect the position of the crosshead 26, and the movement amount (operation amount) and position of the movable die plate 22 are calculated based on the position of the crosshead 26. It comes to ask for.
  • the driving device 37 is constituted by the nut portion 25, the cross head 26, the ball screw 27, the timing belt 29, and the electric motor 38 described above, for example.
  • the rear plate 24 and the movable die plate 22 are connected to each other by a toggle mechanism 28.
  • the toggle mechanism 28 has toggle links 30, 31, and 32 on the top and bottom, respectively.
  • one end of the toggle link 30 is connected to the cross head 26 via a link pin 33
  • one end of the toggle link 31 is connected to the rear plate 24 via a link pin 33.
  • One end of the toggle link 32 is connected to the movable die plate 22 via a toggle link connecting portion 34.
  • the toggle link 30 and the toggle link 31 are connected via a link pin 33, and the toggle link 31 and the toggle link 32 are connected via a link pin 33.
  • Such a toggle mechanism 28 moves the movable die plate 22 for opening and closing the mold, and transmits the clamping force. That is, the electric motor 38 can move the movable die plate 22 via the toggle mechanism 28 by being driven (can be moved).
  • the crosshead 26 is advanced by the electric motor 38 and the toggle mechanism 28 is extended. That is, when the electric motor 38 is driven, the ball screw 27 is rotated in a predetermined direction via the timing belt 29, whereby the nut portion 25 and the cross head 26 are advanced in the direction of the fixed die plate 20. At this time, the upper toggle links 31 and 32 open upward and the lower toggle links 31 and 32 open downward, and the movement of the crosshead 26 is transmitted to the moving die plate 22 via the toggle mechanism 28.
  • the fixed mold 21 and the movable mold 23 are closed and clamped.
  • the crosshead 26 is moved backward by the electric motor 38 and the toggle mechanism 28 is bent. That is, when the electric motor 38 is driven, the ball screw 27 is rotated in the direction opposite to that when the mold is closed via the timing belt 29, whereby the nut portion 25 and the cross head 26 are retracted toward the rear plate 24.
  • the upper toggle links 31 and 32 are closed downward, and the lower toggle links 31 and 32 are closed upward, so that the fixed mold 21 and the movable mold 23 The mold is opened.
  • the toggle links 31 and 32 are substantially linear when the mold closing and clamping are completed, and the toggle links 31 and 32 are directed toward the axis of the ball screw 27 when the mold is opened. It is bent, that is, it is bent so as to be wound inside.
  • the tie bar 36 is inserted into the four corners of the movable die plate 22 via bushes 39 in order to guide the movable die plate 22.
  • guide rails 41 are laid on both the left and right sides of the frame 11 in parallel with the tie bars 36, and a slidable guide 42 is disposed on the guide rail 41.
  • the plate 22 is attached to both the left and right side surfaces.
  • the tie bar 36 is provided with a tie bar sensor (pressure detector) 35.
  • the tie bar sensor 35 detects the actual mold clamping force of the fixed mold 21 and the movable mold 23.
  • the tie bar sensor 35 may be, for example, a strain sensor. In this case, the actual mold clamping force is detected by measuring the strain (elongation) of the tie bar 36 when the mold clamping force is applied.
  • the moving die plate 22 is provided with a linear scale (second position detector) 43 for detecting the actual position of the moving die plate 22.
  • the linear scale 43 detects an actual position when the movable die plate 22 moves linearly with respect to the fixed die plate 20.
  • the linear scale 43 includes, for example, a scale 44 and a head 45 that acquires position information from the scale 44.
  • the actual position of the movable die plate 22 is detected by fixing the scale 44 on the frame 11 and attaching the head 45 to the movable die plate 22.
  • the scale 44 is fixed on the frame, and the head 45 is attached to the movable die plate 22.
  • the present invention is not limited to this.
  • the head 45 may be fixed on the frame and the scale 44 may be attached to the moving die plate 22.
  • the injection molding machine controller 50 may include a computer having a CPU, a ROM, a RAM, an external storage device, and the like, for example.
  • the injection molding machine controller 50 controls the injection device 12, the toggle type mold clamping device 14 and the like based on various types of input information. In this case, the injection molding machine controller 50 controls the entire injection molding machine 10, but it is sufficient that at least the drive device 37 is controlled in this embodiment.
  • the toggle type mold clamping device 14 of the injection molding machine 10 is configured as described above. Next, the operation and effect of the drive device 37 in relation to foam molding will be described.
  • the toggle type mold clamping device 14 is a toggle link type mold clamping device in which the moving die plate 22 is moved and closed by a toggle mechanism 28 for mold closing and mold opening.
  • the toggle type mold clamping device 14 when performing foam molding as shown in FIG. 3, first, the cavity 60 formed by the fixed mold 21 and the movable mold 23 is melted containing a foaming agent. The resin layer is filled and the surface layer of the molten resin is hardened to form a skin layer (FIG. 3 (a)). Thereafter, the movable mold 23 is slightly opened by a predetermined movement amount ⁇ (performs a core back operation) to foam the resin (FIG. 3B) (micro mold opening step). After foaming, after cooling, the moving mold 23 is retracted, the mold 19 is opened, and the molded product 62 is taken out (FIG. 3C).
  • performs a core back operation
  • the movable die plate 22 when performing the core back operation (micro mold opening operation), the movable die plate 22 is moved in the mold opening direction, and the injection molding machine controller 50 detects the encoder 38a. Based on the value, the position of the cross head 26 is detected, and based on the position of the cross head 26, the movement amount (motion amount) of the movable die plate 22 is calculated. Then, when the movement amount of the moving die plate 22 reaches a preset setting movement amount (setting die opening amount, setting opening amount, setting operation amount) A, the movement of the moving die plate 22 is stopped.
  • a preset setting movement amount setting die opening amount, setting opening amount, setting operation amount
  • the injection molding machine controller 50 performs both the first correction and the second correction, thereby moving the moving die plate 22 by a moving amount. Correct the error.
  • the first correction is the amount of movement of the movable die plate 22 during the core back operation based on the actual mold clamping force detected by the tie bar sensor 35 and the preset mold clamping force preset in the injection molding machine controller 50. Is to correct.
  • the set mold clamping force P1 is a value of a desired mold clamping force input to the injection molding machine controller 50, and is a target value of the mold clamping force.
  • the set mold clamping force preset in the injection molding machine controller 50 is P1, the actual mold clamping force is P2, and the set driving amount is G.
  • the set drive-in amount G is a drive-up amount that is theoretically necessary for the mold clamping force to reach the set mold clamping force P1 during mold clamping.
  • the actual mold clamping force P2 is the mold clamping force actually measured by the tie bar sensor 35 when the movable die plate 22 is moved by the set drive amount G.
  • the injection molding machine controller 50 corrects the set movement amount A by this correction amount ⁇ 1 during the core back operation. That is, when the actual mold clamping force P2 is larger than the set mold clamping force P1, it is considered that, for example, thermal expansion or the like occurs in the fixed mold 21 and the movable mold 23. For this reason, the correction amount ⁇ 1 is added to the set movement amount A, and the movement amount of the moving die plate 22 is increased (the set movement amount is increased further to the mold opening side with respect to the set movement amount). ). On the other hand, when the actual mold clamping force P ⁇ b> 2 is smaller than the set mold clamping force P ⁇ b> 1, it is considered that, for example, heat shrinkage or the like occurs in the fixed mold 21 and the movable mold 23. For this reason, the correction amount ⁇ 1 is subtracted from the set movement amount A to reduce the movement amount of the moving die plate 22 (move toward the mold closing side with respect to the set movement amount, or decrease the set movement amount). .
  • the second correction is based on the movement amount (operation amount) of the moving die plate 22 obtained from the encoder 38a and the actual position of the moving die plate 22 obtained from the linear scale 43.
  • the movement amount (operation amount) of the movable die plate 22 is corrected.
  • the moving amount of the moving die plate 22 (moving amount from the mold clamping state) is obtained in advance from the encoder 38a, and the moving amount of the moving die plate 22 actually moving at that time (the mold clamping).
  • the amount of movement from the state) is obtained from the linear scale 43.
  • the moving amount of the moving die plate 22 obtained from the encoder 38a is set to X1
  • the actual moving amount of the moving die plate 22 obtained from the linear scale 43 is set to X2.
  • the injection molding machine controller 50 corrects the set movement amount A by this correction amount ⁇ 2 during the core back operation. That is, when the actual moving amount X2 of the moving die plate 22 is larger than the moving amount X1 obtained by calculation, the correction amount ⁇ 2 is subtracted from the set moving amount A to reduce the moving amount of the moving die plate 22 (set Move to the mold closing side with respect to the movement amount, decrease the set movement amount). On the other hand, when the actual moving amount X2 of the moving die plate 22 is smaller than the moving amount X1 obtained by calculation, the correction amount ⁇ 2 is added to the set moving amount A, and the moving amount of the moving die plate 22 is increased (set). The set amount of movement is increased by moving the mold further toward the mold opening side.
  • the correction amount ⁇ 1 by the first correction and the correction amount ⁇ 2 by the second correction are added together and added to the set movement amount (that is, the set movement amount and the first correction
  • the overall movement amount in the core back operation of the moving die plate 22 is determined.
  • a preset mold clamping force P1 is set to 100 t, and an actual mold clamping force P2 measured by the tie bar sensor 35 at this time is set to 110 t.
  • the actual mold clamping force P2 exceeds the set mold clamping force P1 by 10%.
  • the set driving amount G of the movable die plate 22 necessary for obtaining the set mold clamping force P1 of 100 t is 1 mm.
  • the correction amount ⁇ 1 by the first correction is 0.1 mm which is 10% of the set driving amount G (1 mm).
  • the actual moving amount X2 of the moving die plate 22 obtained from the linear scale 43 is set to 5.2 mm
  • the moving amount X1 of the moving die plate 22 obtained from the encoder 38a is set to 5 mm.
  • the correction amount ⁇ 2 by the second correction is 0.2 mm that is the difference between X1 and X2 (second correction).
  • the injection molding machine controller 50 stops the moving die plate 22 at a position where the moving amount calculated by the moving die plate 22 is 4.9 mm, so that the actual moving amount of the moving die plate 22 is reached. Can be 5 mm.
  • movement can be made constant, and the fine foaming amount of the foaming layer of a molded article can be made uniform. As a result, the quality of the molded product can be improved.
  • the movement during the micro mold opening operation based on the actual mold clamping force detected by the tie bar sensor 35 and the set mold clamping force preset in the injection molding machine controller 50.
  • the movement amount of the die plate 22 is corrected (first correction, first correction means, first correction unit). As a result, it is possible to correct an error in the amount of movement of the movable die plate 22 caused by the causes (A) to (D) described above.
  • the micro mold opening operation is performed.
  • the movement amount of the movable die plate 22 is corrected (second correction, second correction means, second correction unit). As a result, it is possible to correct an error in the amount of movement of the movable die plate 22 caused by the causes (B) to (D) described above.
  • the first correction and the second correction may be performed for each shot. For example, at the time of a shot, the actual mold clamping force is detected by the tie bar sensor 35 and the actual position of the movable die plate 22 is detected by the linear scale 43. Thereafter, based on the detected actual mold clamping force and the actual position of the movable die plate 22, the amount of movement of the movable die plate 22 may be corrected at the next shot.
  • the correction amount by the second correction becomes a different value according to the movement distance (the set movement amount A and the set operation amount A) that the moving die plate 22 moves during the core back operation (at the time of the micro mold opening operation). You may do it.
  • the entire section in which the movable die plate 22 moves is divided into a plurality of sections in advance.
  • a difference between the movement amount of the moving die plate 22 obtained in advance from the encoder 38a and the actual position of the moving die plate 22 obtained from the linear scale 43 is obtained as the correction amount ⁇ 2.
  • the correction amount ⁇ 2 is obtained for each of the n sections.
  • the information regarding the plurality of sections and the information regarding the correction amount ⁇ 2 for each section are stored in the injection molding machine controller 50, for example.
  • the injection molding machine controller 50 calls the correction amount ⁇ 2 corresponding to the movement distance (the set movement amount A) to which the movable die plate 22 moves, and moves the movable die plate 22 using the correction amount ⁇ 2.
  • the amount may be corrected. For example, when the set movement amount A is 5 mm, the correction amount ⁇ 2 corresponding to the section corresponding to the set movement amount 5 mm is used, and when the set movement amount A is 10 mm, the section corresponding to the set movement amount 10 mm is used. A corresponding correction amount ⁇ 2 may be used.
  • the toggle mechanism 28 is interposed between the moving die plate 22 and the cross head 26, the moving amount of the moving die plate 22 obtained from the encoder 38a and the moving die plate obtained from the linear scale 43 are obtained.
  • the difference from the actual position of 22 may vary depending on the position of the moving die plate 22.
  • the correction amount ⁇ 2 by the second correction can be accurately set by making the correction amount ⁇ 2 by the second correction different according to the set movement amount A, and the actual movement It is possible to bring the movement amount of the die plate 22 closer to the set movement amount A with higher accuracy.
  • the molding apparatus is an injection molding machine
  • the present invention is not limited to this.
  • the present invention can be applied to other molding apparatuses such as a die casting machine.
  • the control unit may include a first correction unit and a second correction unit.

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Abstract

 型締装置(14)は、受圧盤(24)と、固定盤(20)と、可動盤(22)と、トグル機構(28)と、駆動装置(37)とを備えている。第1の位置検出器(38a)は、クロスヘッド(26)の位置に基づいて可動盤(22)の動作量を検出し、圧力検出器(35)は、金型(19)の実型締力を検出し、第2の位置検出器(43)は、可動盤(22)の実際の位置を検出する。制御部(50)は、実型締力と設定型締力とに基づいて、微小型開動作の際の可動盤(22)の動作量を補正する第1の補正手段と、可動盤(22)の動作量と可動盤(22)の位置とに基づいて、微小型開動作の際に可動盤(22)の動作量を補正する第2の補正手段とを有する。

Description

型締装置、成形装置および成形方法
 本発明は、型締装置、成形装置および成形方法に関する。
 従来、射出成形機での成形法の一つとして、樹脂を発泡させて成形品にする射出発泡成形が広く行われている。この射出発泡成形によって作製された発泡成形品は、軽量で断熱性や吸音性等の様々な特性が付加されたものとすることができる。
 射出発泡成形において、型温が変動することにより金型が熱膨張し、これにより実型締力と設定型締力とに差が生じる。この実型締力と設定型締力との差に基づき、コアバック時に可動盤が移動する移動量を補正する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
 また、射出発泡成形に関し、可動盤位置検出部とクロスヘッド位置検出部とを設け、コアバック動作時において、リンクピンの隙間分の誤差が生じないように、予め動作させた際に得られた可動盤位置検出部の位置データに基づいて、クロスヘッドの位置を制御する技術が知られている(例えば、特許文献2参照)。
 このため、上述の特許文献1、2を組み合わせることにより、コアバック時において、リンクピンの隙間分によって型開き量に誤差が生じないようにするとともに、型温の変動に起因する金型の膨張によって型開き量に誤差が生じないようにすることができると考えられる。
特開2011-240603号公報 特開2005-254607号公報
 しかしながら、上述の特許文献1、2を組み合わせた技術では、移動プラテン、受圧盤(リンクハウジング)、リンク、リンクピン等の加工誤差については検討されておらず、部品ごとの加工誤差によって引き起こされる型開き量の誤差については考慮されていない。このため、開閉装置(型締装置)の機体により、コアバック時に型開き量に誤差が生じたり、生じなかったりしてしまうという問題があった。
 本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、型締装置の部品に加工誤差が存在することによって、コアバック動作時に、型締装置の機体毎の型開き量に誤差が生じたり、生じなかったりする不具合を防止することが可能な、型締装置、成形装置及び成形方法を提供することを目的とする。
 本発明の型締装置は、受圧盤と、金型の一方が取り付けられる固定盤と、前記固定盤に対向するように配置され、金型の他方が取り付けられる可動盤と、一端が前記受圧盤に連結されるとともに他端が前記可動盤に連結され、前記可動盤を前後進させることで、前記金型の開閉を行うトグル機構と、クロスヘッドを含み、前記トグル機構を駆動させる駆動装置と、前記クロスヘッドの位置に基づいて前記可動盤の動作量を検出する第1の位置検出器と、前記金型の実型締力を検出する圧力検出器と、前記可動盤の実際の位置を検出する第2の位置検出器と、少なくとも前記駆動装置を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記圧力検出器によって検出された前記実型締力と前記制御部に予め設定された設定型締力とに基づいて、微小型開動作の際の前記可動盤の動作量を補正する第1の補正手段と、前記第1の位置検出器より得られた前記可動盤の動作量と前記第2の位置検出器より得られた前記可動盤の位置とに基づいて、微小型開動作の際の前記可動盤の動作量を補正する第2の補正手段と、を有することを特徴とするものである。
 本発明の型締装置において、前記第2の補正手段による補正量は、微小型開動作時に前記可動盤が移動する移動距離に応じて異なる値となっても良い。
 また、本発明の成形装置は、前記型締装置を備えたことを特徴とするものである。
 また、本発明の成形方法は、型締装置を用い、前記可動盤を前記固定盤から離れる方向に微小型開動作させる微小型開工程を備え、前記微小型開工程では、前記圧力検出器によって検出された前記実型締力と前記制御部に予め設定された設定型締力とに基づいて、前記可動盤の動作量を補正する第1の補正と、前記第1の位置検出器より得られた前記可動盤の動作量と前記第2の位置検出器より得られた前記可動盤の位置とに基づいて、前記可動盤の動作量を補正する第2の補正と、を実行することを特徴とするものである。
 本発明によれば、型締装置の部品に加工誤差が存在することにより型締装置毎の機体差が存在する場合であっても、コアバック動作の際、加工誤差による機体差の影響を無くすことができる。
図1は、本発明のトグル式型締装置が適用される射出成形機の概要を示す側面図である。 図2は、本発明の一実施形態による射出成形機のトグル式型締装置の側面図である。 図3は、発泡成形の工程説明図である。
 以下、本発明による射出成形機のトグル式型締装置の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の一実施形態によるトグル式型締装置が適用される射出成形機(成形装置)10の構成の概要を示す図である。図1において、参照番号12は射出成形機の射出装置全体を示す。参照番号14は射出成形機のトグル式型締装置(型締装置、型開閉装置、開閉装置)を示している。
 図1において、射出装置12のバレル15には、スクリュ16が回転自在でかつ軸方向に移動可能に挿入されている。樹脂(成形材料、材料)は、ホッパ17からバレル15内に投入される。バレル15の周囲には、バレル15を加熱する図示しない加熱ヒータが配置されている。射出装置12では、図示しない計量用モータによりスクリュ16を回転させ、樹脂を溶融・混練しながら、樹脂をバレル15の前方に溜めることで、計量が行われる。バレル15の前方に溜められた樹脂は、図示しない射出用モータ、ボールねじ及びナットによってスクリュ16を前進させることで、ノズル18から固定金型21と移動金型23によって形成されたキャビティに充填される。
 次に、トグル式型締装置14について、図2を参照しながら説明する。トグル式型締装置14は、例えば、フレーム11に固定された固定ダイプレート(固定盤)20と、フレーム11に設置されているリアプレート(受圧盤、リンクハウジング)24と、固定ダイプレート20に対向するように配置され、固定ダイプレート(固定盤)20に対して接近または離反することができる移動ダイプレート(可動盤)22と、を備えている。
 固定ダイプレート20には固定金型(金型の一方、金型の他方)21が取り付けられ、移動ダイプレート22には固定金型21に対向するように移動金型(金型の他方、金型の一方)23が取り付けられる。
 固定ダイプレート20とリアプレート24とは、複数の(例えば、4本の)タイバー36を介して連結されている。タイバー36は、金型19を締め上げる(型締めをする)際に、次に説明するトグル機構(開閉機構、型開閉機構、型締機構)28によって発生する型締力を受けるようになっている。
 図2において、参照番号26はクロスヘッドを示している。このクロスヘッド26の中心部には、トグル機構28を駆動する駆動装置37のナット部25が設けられている。このナット部25には、ボールねじ27が螺合するようになっている。クロスヘッド26の前後方向の移動を案内するガイド(図示せず)は、リアプレート24の腕部24aによって支持されている。ボールねじ27は、電動モータ38によってタイミングベルト29を介して駆動される。これにより、ナット部25およびクロスヘッド26がボールねじ27の長手方向に沿って直線的に移動する。
 電動モータ38は、例えばサーボモータであり、リアプレート24に取り付けられている。この電動モータ38には、クロスヘッド26の位置に基づいて移動ダイプレート22の位置を検出するエンコーダ(第1の位置検出器)38aが設けられている。すなわち、エンコーダ38aが電動モータ38の回転位置を検出することにより、クロスヘッド26の位置が検出され、このクロスヘッド26の位置に基づき、移動ダイプレート22の移動量(動作量)および位置を演算によって求めるようになっている。
 本実施形態において、駆動装置37は、例えば上述したナット部25と、クロスヘッド26と、ボールねじ27と、タイミングベルト29と、電動モータ38とによって構成されている。
 リアプレート24と移動ダイプレート22とは、トグル機構28によって互いに連結されている。トグル機構28は、上下にそれぞれトグルリンク30、31、32を有している。このうちトグルリンク30の一端は、リンクピン33を介してクロスヘッド26に連結され、トグルリンク31の一端は、リンクピン33を介してリアプレート24に連結されている。また、トグルリンク32の一端は、トグルリンク連結部34を介して移動ダイプレート22に連結されている。さらに、トグルリンク30とトグルリンク31とは、リンクピン33を介して連結され、トグルリンク31とトグルリンク32とは、リンクピン33を介して連結されている。
 このようなトグル機構28によって移動ダイプレート22は型開閉のための移動が行われ、また型締力が伝えられる。つまり、電動モータ38は、駆動することにより、トグル機構28を介して移動ダイプレート22を移動させることができる(移動させることが可能である)。
 トグル機構28によって型閉、型締を行う際、電動モータ38によってクロスヘッド26が前進してトグル機構28が伸展される。すなわち、電動モータ38が駆動することにより、タイミングベルト29を介してボールねじ27が所定方向に回動し、これによりナット部25およびクロスヘッド26が固定ダイプレート20の方向に前進する。このとき上側のトグルリンク31、32が上方向に開くとともに下側のトグルリンク31、32が下方向に開き、クロスヘッド26の移動がトグル機構28を介して移動ダイプレート22に伝達されて、固定金型21および移動金型23の型閉、型締がなされる。
 また、固定金型21および移動金型23を型開する際は、これとは逆に、電動モータ38によってクロスヘッド26が後退してトグル機構28が屈曲される。すなわち、電動モータ38が駆動することにより、タイミングベルト29を介してボールねじ27が型閉時と反対方向に回動し、これによりナット部25およびクロスヘッド26がリアプレート24方向に後退する。ナット部25をリアプレート24方向に後退させることで上側のトグルリンク31、32が下方向に閉じるとともに下側のトグルリンク31、32が上方向に閉じ、固定金型21および移動金型23の型開きがなされる。
 このように、本実施の形態において、型閉、型締が完了した状態でトグルリンク31、32が略直線状となり、型開の際は、トグルリンク31、32がボールねじ27の軸線に向かって折れ曲がる、すなわち、内側に巻き込むように折れ曲がる構造となっている。
 タイバー36は、移動ダイプレート22を案内するために、移動ダイプレート22の四隅にブッシュ39を介して挿通されている。また移動ダイプレート22を案内するために、フレーム11上の左右両側には、タイバー36と平行にガイドレール41が敷設されており、このガイドレール41には、摺動可能なガイド42が移動ダイプレート22の左右両側面に取り付けられている。
 タイバー36には、タイバセンサ(圧力検出器)35が設けられている。タイバセンサ35は、固定金型21および移動金型23の実型締力を検出するものである。このタイバセンサ35は、例えばひずみセンサーであっても良く、この場合、型締力が加わった時のタイバー36のひずみ(伸び)を測定することにより、実型締力を検出する。
 一方、移動ダイプレート22には、移動ダイプレート22の実際の位置を検出するリニアスケール(第2の位置検出器)43が設けられている。リニアスケール43は、移動ダイプレート22が固定ダイプレート20に対して直線的に移動する際の実位置を検出するものである。リニアスケール43は、例えば、スケール44と、スケール44から位置情報を取得するヘッド45とを有している。本実施形態においては、スケール44をフレーム11上に固定し、ヘッド45を移動ダイプレート22に取り付けることにより、移動ダイプレート22の実位置を検出する。また、本実施形態では、スケール44をフレーム上に固定し、ヘッド45を移動ダイプレート22に取り付けることとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、ヘッド45をフレーム上に固定し、スケール44を移動ダイプレート22に取り付けるようにしても良い。
 少なくとも駆動装置37、タイバセンサ35およびリニアスケール43は、それぞれ射出成形機コントローラ(制御装置、制御部)50に接続されている。射出成形機コントローラ50は、例えば、CPU、ROM、RAM、外部記憶装置等を有するコンピュータを含んで構成されていても良い。この射出成形機コントローラ50は、入力された各種の情報に基づいて、射出装置12およびトグル式型締装置14等を制御する。この場合、射出成形機コントローラ50は、射出成形機10の全体を制御するが、本実施形態では少なくとも駆動装置37を制御するようになっていれば良い。
 本実施形態による射出成形機10のトグル式型締装置14は、以上のように構成されるものであり、次に、発泡成形との関連において駆動装置37の作用並びに効果について説明する。トグル式型締装置14は、トグル機構28によって型閉じ及び型開きのための移動ダイプレート22の移動と、型締めがなされるトグルリンク式の型締装置である。
 このトグル式型締装置14では、図3に示すような発泡成形を実施する場合には、まず、固定金型21と移動金型23とによって形成されたキャビティ60に発泡剤を含んだ溶融された樹脂を充填し、溶融樹脂の表層を固めてスキン層を形成させる(図3(a))。
 その後、移動金型23を所定の移動量δだけ僅かに寸開きする(コアバック動作を行う)ことで、樹脂を発泡させる(図3(b))(微小型開工程)。発泡後、冷却させてから、移動金型23を後退させて金型19を開いて、成形品62を取り出す(図3(c))。
 本実施形態によるトグル式型締装置14では、コアバック動作(微小型開動作)を行う時には、移動ダイプレート22を型開きする方向に移動させるとともに、射出成形機コントローラ50が、エンコーダ38aの検出値に基づき、クロスヘッド26の位置を検出し、このクロスヘッド26の位置に基づいて、移動ダイプレート22の移動量(動作量)を演算する。そして、移動ダイプレート22の移動量が予め設定された設定移動量(設定型開き量、設定寸開量、設定動作量)Aに到達したところで、移動ダイプレート22の移動を停止させる。
 このとき、(A)固定金型21および移動金型23等は、それらの温度が変動することによって、熱膨張(熱収縮)している可能性がある。また、(B)リアプレート24、移動ダイプレート22、リンクピン33およびトグルリンク30、31、32等の部品が熱膨張(熱収縮)している可能性がある。さらに、(C)リアプレート24、移動ダイプレート22、リンクピン33およびトグルリンク30、31、32等の部品には加工誤差が存在し、このため、トグル式型締装置14毎の機体差が存在する。さらにまた、(D)射出成形機コントローラ50が移動ダイプレート22の移動量を演算する際、演算誤差が生じることも考えられる。このため、射出成形機コントローラ50が演算した移動ダイプレート22の移動量と、実際の移動ダイプレート22の移動量との間に誤差が生じてしまうおそれがある。
 これに対して本実施形態によれば、以下に説明するように、射出成形機コントローラ50は、第1の補正と第2の補正との両方を実行することにより、移動ダイプレート22の移動量の誤差を修正する。
 まず、第1の補正について説明する。第1の補正は、タイバセンサ35によって検出された実型締力と、射出成形機コントローラ50に予め設定された設定型締力とに基づいて、コアバック動作の際に移動ダイプレート22の移動量を補正するものである。なお、設定型締力P1とは、射出成形機コントローラ50に入力される所望の型締力の値であり、型締力の目標値である。
 すなわち、射出成形機コントローラ50に予め設定された設定型締力をP1とし、実型締力をP2とし、設定追い込み量をGとする。ここで、設定追い込み量Gとは、型締めの際、理論的に型締力が設定型締力P1に到達するために必要な追い込み量である。また、実型締力P2とは、移動ダイプレート22を設定追い込み量Gだけ移動させた際、タイバセンサ35によって実際に測定された型締力である。このとき、設定型締力P1に対して実型締力P2が増加(減少)した割合を設定追い込み量Gに乗じ、これを補正量σ1とする。すなわち、σ1=|(P2-P1)/P1|×Gとなる。
 射出成形機コントローラ50は、コアバック動作の際、この補正量σ1だけ設定移動量Aを補正する。すなわち実型締力P2が設定型締力P1よりも大きい場合、例えば固定金型21および移動金型23に熱膨張等が生じていると考えられる。このため、設定移動量Aに補正量σ1を加算し、移動ダイプレート22の移動量を増加させる(設定された移動量に対してさらに型開側に移動させる、設定された移動量を増加させる)。一方、実型締力P2が設定型締力P1よりも小さい場合、例えば固定金型21および移動金型23に熱収縮等が生じていると考えられる。このため、設定移動量Aから補正量σ1を減算し、移動ダイプレート22の移動量を減少させる(設定された移動量に対して型閉側に移動させる、設定された移動量を減少させる)。
 次に、第2の補正について説明する。第2の補正は、エンコーダ38aより得られた移動ダイプレート22の移動量(動作量)と、リニアスケール43より得られた移動ダイプレート22の実際の位置とに基づいて、コアバック動作の際に移動ダイプレート22の移動量(動作量)を補正するものである。
 すなわち、コアバック動作を行う前に、予め移動ダイプレート22の移動量(型締状態からの移動量)をエンコーダ38aから得るとともに、そのとき移動ダイプレート22が実際に移動する移動量(型締状態からの移動量)をリニアスケール43から得ておく。ここで、エンコーダ38aより得られた移動ダイプレート22の移動量をX1とし、リニアスケール43より得られた移動ダイプレート22の実際の移動量をX2とする。この場合、移動量X1に対して実際の移動量X2が増加(減少)した分を補正量σ2とする。すなわち、σ2=|X1-X2|となる。
 射出成形機コントローラ50は、コアバック動作の際、この補正量σ2だけ設定移動量Aを補正する。すなわち移動ダイプレート22の実際の移動量X2が演算により求めた移動量X1よりも大きい場合、設定移動量Aから補正量σ2を減算し、移動ダイプレート22の移動量を減少させる(設定された移動量に対して型閉側に移動させる、設定された移動量を減少させる)。一方、移動ダイプレート22の実際の移動量X2が演算により求めた移動量X1よりも小さい場合、設定移動量Aに補正量σ2を加算し、移動ダイプレート22の移動量を増加させる(設定された移動量に対してさらに型開側に移動させる、設定された移動量を増加させる)。
 そして、第1の補正による補正量σ1と第2の補正による補正量σ2とを合算し、設定された移動量に加算することで、(つまり、設定された移動量と、第1の補正による補正量σ1と、第2の補正による補正量σ2と、を用いて演算することにより、)移動ダイプレート22のコアバック動作での全体の移動量を決定する。
 上述した第1の補正および第2の補正について、具体的に説明する。
 型締めを行う際、予め設定された設定型締力P1を100tとし、このときタイバセンサ35によって測定された実型締力P2を110tとする。この場合、実型締力P2が設定型締力P1を10%だけ上回っていることになる。また、100tの設定型締力P1を得るために必要な移動ダイプレート22の設定追い込み量Gを1mmとする。このとき、第1の補正による補正量σ1は、設定追い込み量G(1mm)の10%である0.1mmとなる。
 一方、リニアスケール43より得られた移動ダイプレート22の実際の移動量X2を5.2mmとし、エンコーダ38aより得られた移動ダイプレート22の移動量X1を5mmとする。この場合、第2の補正による補正量σ2は、X1とX2との差である0.2mmとなる(第2の補正)。
 ここで、コアバック動作の際における設定移動量Aを5mmとした場合、この設定移動量Aに補正量σ1を加算し、かつ補正量σ2を減算する。すなわち、コアバック動作での移動ダイプレート22の移動量が、A+σ1-σ2=5+0.1-0.2=4.9mmとなるように補正する。そしてコアバック動作の際、射出成形機コントローラ50は、移動ダイプレート22の演算による移動量が4.9mmとなる位置で移動ダイプレート22を停止することにより、実際の移動ダイプレート22の移動量を5mmとすることができる。これにより、コアバック動作時における移動ダイプレート22の移動量を一定とし、成形品の発泡層の微細発泡量を均一とすることができる。この結果、成形品の品質を向上させることができる。
 以上説明したように、本実施形態によれば、(A)固定金型21および移動金型23の熱膨張(熱収縮)、(B)リアプレート24、移動ダイプレート22、リンクピン33およびトグルリンク30、31、32等の熱膨張(熱収縮)、(C)リアプレート24、移動ダイプレート22、リンクピン33およびトグルリンク30、31、32等に存在する加工誤差、および、(D)射出成形機コントローラ50の演算誤差に起因して生じる移動ダイプレート22の移動量の誤差を補正することができる。
 具体的には、本実施形態によれば、タイバセンサ35によって検出された実型締力と射出成形機コントローラ50に予め設定された設定型締力とに基づいて、微小型開動作の際の移動ダイプレート22の移動量を補正する(第1の補正、第1の補正手段、第1の補正部)。これにより、上述した(A)~(D)の原因によって生じる移動ダイプレート22の移動量の誤差を補正することができる。
 また、本実施形態によれば、エンコーダ38aより得られた移動ダイプレート22の移動量とリニアスケール43より得られた移動ダイプレート22の実際の位置とに基づいて、微小型開動作の際の移動ダイプレート22の移動量を補正する(第2の補正、第2の補正手段、第2の補正部)。これにより、上述した(B)~(D)の原因によって生じる移動ダイプレート22の移動量の誤差を補正することができる。
 上記第1の補正および第2の補正は、ショット毎に実施しても良い。例えば、ショットの際、タイバセンサ35によって実型締力を検出するとともに、リニアスケール43によって移動ダイプレート22の実際の位置を検出する。その後、この検出された実型締力と移動ダイプレート22の実際の位置とに基づいて、次のショット時に移動ダイプレート22の移動量を補正しても良い。
 なお、第2の補正による補正量は、コアバック動作時(微小型開動作時)に移動ダイプレート22が移動する移動距離(設定移動量A、設定動作量A)に応じて異なる値となるようにしても良い。
 すなわち、まずリニアスケール43のストローク全域において、移動ダイプレート22が移動する全区間を予め複数の区間に分割しておく。
 次に、複数の区間のそれぞれについて、予めエンコーダ38aより得られた移動ダイプレート22の移動量と、リニアスケール43より得られた移動ダイプレート22の実際の位置との差を補正量σ2として求める。例えば、移動ダイプレート22が移動する全区間をn個の区間に分割した場合、このn個の区間それぞれについて補正量σ2を求める。この複数の区間に関する情報と、区間毎の補正量σ2に関する情報とは、例えば射出成形機コントローラ50に記憶される。
 コアバック動作の際、射出成形機コントローラ50は、移動ダイプレート22が移動する移動距離(設定移動量A)に対応する補正量σ2を呼び出し、その補正量σ2を用いて移動ダイプレート22の移動量を補正しても良い。例えば、設定移動量Aが5mmの場合には、設定移動量5mmに対応する区間に相当する補正量σ2を用い、設定移動量Aが10mmの場合には、設定移動量10mmに対応する区間に相当する補正量σ2を用いても良い。
 一般に、移動ダイプレート22とクロスヘッド26との間にトグル機構28が介在していることにより、エンコーダ38aより得られた移動ダイプレート22の移動量と、リニアスケール43より得られた移動ダイプレート22の実際の位置との差が、移動ダイプレート22の位置によって異なる場合がある。このような場合であっても、第2の補正による補正量σ2を設定移動量Aに応じて異ならせることにより、第2の補正による補正量σ2を正確に設定することができ、実際の移動ダイプレート22の移動量をより精度良く設定移動量Aに近づけることが可能となる。
 なお、本実施形態では成形装置が射出成形機である場合を例にとって説明したが、これに限らない。例えば、ダイカストマシン等の他の成形装置にも適用することができる。また、本発明では、制御部は、第1の補正部と、第2の補正部とを有していても良い。

Claims (4)

  1.  受圧盤と、
     金型の一方が取り付けられる固定盤と、
     前記固定盤に対向するように配置され、金型の他方が取り付けられる可動盤と、
     一端が前記受圧盤に連結されるとともに他端が前記可動盤に連結され、前記可動盤を前後進させることで、前記金型の開閉を行うトグル機構と、
     クロスヘッドを含み、前記トグル機構を駆動させる駆動装置と、
     前記クロスヘッドの位置に基づいて前記可動盤の動作量を検出する第1の位置検出器と、
     前記金型の実型締力を検出する圧力検出器と、
     前記可動盤の実際の位置を検出する第2の位置検出器と、
     少なくとも前記駆動装置を制御する制御部と、を備え、
     前記制御部は、
     前記圧力検出器によって検出された前記実型締力と前記制御部に予め設定された設定型締力とに基づいて、微小型開動作の際の前記可動盤の動作量を補正する第1の補正手段と、
     前記第1の位置検出器より得られた前記可動盤の動作量と前記第2の位置検出器より得られた前記可動盤の位置とに基づいて、微小型開動作の際の前記可動盤の動作量を補正する第2の補正手段と、を有することを特徴とする型締装置。
  2.  前記第2の補正手段による補正量は、微小型開動作時に前記可動盤が移動する移動距離に応じて異なる値となることを特徴とする請求項1記載の型締装置。
  3.  請求項1記載の型締装置を備えたことを特徴とする成形装置。
  4.  請求項1記載の型締装置を用い、前記可動盤を前記固定盤から離れる方向に微小型開動作させる微小型開工程を備え、
     前記微小型開工程では、前記圧力検出器によって検出された前記実型締力と前記制御部に予め設定された設定型締力とに基づいて、前記可動盤の動作量を補正する第1の補正と、
     前記第1の位置検出器より得られた前記可動盤の動作量と前記第2の位置検出器より得られた前記可動盤の位置とに基づいて、前記可動盤の動作量を補正する第2の補正と、を実行することを特徴とする成形方法。
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