JPH0242338B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、トグル式型締装置を有する射出成形
機における自動型厚調整装置に関する。

従来の技術 トグル式型締装置は、金型を交換する場合に
は、金型の厚さに応じて型厚調整操作を行つて型
締力を調整設定しなければならず、この型厚調整
操作は従来作業者が経験に基づいて行つていた
が、型締力が強すぎるとタイバーに力がかかりす
ぎて破損する恐れがあり、弱すぎると射出成形が
きれいにできない欠点があつた。

そこで、自動的に型厚調整を行う装置が開発さ
れたが（特願昭55−25321号公報、特開昭61−
71164号公報、特開昭61−220819号公報）、これら
のものはトグルリンクが伸び切つた状態にしてリ
アプラテンを郁動させ、金型をタツチさせ、その
後型締力を調整するものであつた。すなわち、こ
れらのものは金型を開の状態にしてトグルリンク
を伸ばし、ロツクアツプ状態（トグルリンクが伸
び切つた状態）にして、リアプラテンを移動させ
て金型をタツチさせ型締力を調整していた。しか
し、通常金型を射出成形機に取付けるときは金型
が閉じた状態で取付ける。そのため、一旦金型を
開き、トグルリンクを伸ばし、型締機構をロツク
アツプ状態にして型厚調整及び型締力調整を行う
ことは時間を要し、むだな時間を費していた。

発明が解決しようとする課題 本発明は、射出成形機に金型を固定すると直ち
に型厚調整及び型締力調整ができる自動型厚調整
装置を提供しようとするものである。

課題を解決するための手段 第１図は、本発明が採用した上記課題を解決す
るための手段のブロツク図で、本発明は、トグル
式型締装置を有しトグル機構７を駆動しムービン
グプラテンを移動させるトグル用サーボモータ
Mbと、リアプラテン６をタイバーに沿つて移動
させるリアプラテン用サーボモータMaを有する
射出成形機において、トグル機構７のクロスヘツ
ドの位置を検出する絶対位置検出器Pbと、リア
プラテン位置を検出する位置検出器Paと、上記
各サーボモータを駆動制御する制御装置３０とを
備え、該制御装置３０は上記絶対位置検出器Pb
で検出されたクロスヘツドの位置と、トグル用サ
ーボモータMbのサーボ回路４０ｂ中のエラーレ
ジスタの値によりトグルリンクが伸び切つた状態
で金型が当接するリアプラテン移動量を算出する
金型当接移動量算出手段Ａと、該手段で算出され
たリアプラテン移動量と設定型締力に対応するタ
イバーの伸び量より、設定型締力が得られるリア
プラテン移動量を算出する手段Ｂとを有し、上記
エラーレジスタの値が所定値以上になるまで、ト
グル用サーボモータMbを駆動してムービングプ
ラテンを金型側へ移動させ、このとき得られる上
記リアプラテン移動量を算出する手段Ｂで算出さ
れた移動量だけリアプラテン６をリアプラテン用
サーボモータMaを駆動して位置決めすることに
より、型締力を自動設定するようにすることによ
り上記課題を解決した。

作 用 射出成形機に金型を取付けた後、金型が閉じた
状態において上記トグル用サーボモータMbを出
力トルクを制限して駆動し、サーボ回路４０ｂ中
のエラーレジスタの値が所定値以上になるまで、
ムービングプラテンを前進させる。上記エラーレ
ジスタが所定値以上になると、トグル用サーボモ
ータMbを停止させ、この時トグル機構７の屈曲
状態、即ちクロスヘツドの位置を絶対位置検出器
Pbで検出する。この状態ではエラーレジスタに
蓄えられるエラー値に対応する力で金型は締付け
られており、その分タイバーは伸びている。即ち
金型タツチ位置よりもムービングプラテン及びク
ロスヘツドは、このエラーレジスタの値分前進
（型締方向）しており、金型当接位置よりも移動
しすぎである。よつて、このエラーレジスタの値
分だけムービングプラテン及びクロスヘツドの移
動量から減じれば、金型タツチ位置が求まる。例
えば、クロスヘツドの位置を検出する絶対位置検
出器Pbの原点「０」を、トグルリンクが伸び切
つた時（ロツクアツプ状態）とすれば、絶対位置
検出器Pbで検出される値がトグルリンクを伸び
切らせるに必要な移動量であり、前述したように
この移動量はエラーレジスタの値分だけ金型当接
位置より余分な移動量を含んでいる。その結果、
このエラーレジスタの値分だけ手前（原点より遠
い方向）のムービングプラテン（クロスヘツド）
の位置が金型当接位置である。即ち、絶対位置検
出器で検出されるクロスヘツドの位置に、エラー
レジスタの値に対応するクロスヘツドの移動量分
だけ加算した位置が、金型が当接するクロスヘツ
ドの位置である。また、エラーレジスタの値分だ
けタイバーは伸びているものであるから、リアプ
ラテンをこの伸び分だけ後退させればエラーレジ
スタの値は「０」となり、金型が当接した状態と
なる。即ち、絶対位置検出器Pbで検出される位
置に、エラーレジスタの値に対応するクロスヘツ
ドの移動量を加算した値がロツクアツプ状態で金
型が当接するクロスヘツドの位置となる。さら
に、クロスヘツドの位置（トグル機構の屈曲状
態）とムービングプラテンの移動位置の関係は所
定関数関係にあるから、上記クロスヘツドの位置
より、ロツクアツプ状態で（絶対位置検出器での
検出値が「０」）金型が当接するリアプラテンの
現時点からの移動量L3が求められる。

また、型締力に対するタイバーの伸びは比例関
係にあるから、設定型締力に対するタイバーの伸
びL4が求められ、この伸び量L4と上記移動量L3
より、設定型締力を発生させるためにリアプラテ
ンを移動させる移動量L5が求められ、この位置
にリアプラテンを移動させれば設定型締力が得ら
れる。

実施例 第２図は本発明の一実施例における型締機構を
示す図で、第３図は同実施例における制御部の構
成を示す図で、第４図は同実施例の動作処理フロ
ーを示すものである。

第２図において、一方の金型１はフロントプラ
テン２に、他方の金型３はムービングプラテン４
にそれぞれ取付けられる。フロントプラテン２に
は４本のタイバー５の一端に取付けられ、各タイ
バー５の他端にはリアプラテン６が設けられ、リ
アプラテン６とムービングプラテン４との間には
二組のトグルリンク８，８′からなるトグル機構
７が設けられ、ムービングプラテン４が該トグル
機構７により駆動されて各タイバー５上を摺動で
きるように設けられている。

リアプラテン６の中央には透孔９があけられ、
透孔９にはボールナツト１０が設けられ、ボール
ナツト１０には二組のトグルリンク８，８′を屈
伸させるクロスヘツド１１が連結されたボールス
クリユー１２が螺合している。ボールナツト１０
は第１の歯車１３に固着され、該第１の歯車１３
と共に回動できるように設けられている。

リアプラテン６の背面には、各タイバー５に切
られたネジと螺合するナツト１５が各々設けられ
ており、該ナツト１５上にはスプロケツト１６が
設けられ、支持部材１７を介してリアプラテン６
に固着されたリアプラテン移動用のサーボモータ
Maの駆動により、該サーボモータMaの軸に設
けられたスプロケツト１９、チエーン２０、スプ
ロケツト１６を介して上記ナツト１５は回動され
るようになつている。そして、該各ナツト１５の
一方の側面はフランジ状に形成され、このフラン
ジ状の突部１４がリアプラテン６に設けられた溝
１４′と係合しており、これによりサーボモータ
Maが駆動すると各ナツト１５が回転し、各タイ
バー５上を第２図左右に移動し、各ナツト１５の
フランジ状の突部１４とリアプラテン６の溝１
４′の係合により各ナツトが移動することにより、
リアプラテン６も移動するようになつている。そ
して、このリアプラテン６の移動量はリアプラテ
ン位置検出手段として上記サーボモータMaに設
けられたパルスエンコーダPaで検出するように
なつている。さらに、リアプラテン６の背面に
は、上記第１の歯車１３と噛合う２の歯車２２を
軸２３を介して駆動するトグル駆動用のサーボモ
ータMbが設けられている。該トグル駆動用のサ
ーボモータMbにはトグル機構７の屈伸状態、即
ちクロスヘツドの絶対位置を検出するための絶対
位置検出器としての絶対値パルスエンコーダPb
が設けられている。

第３図は、本実施例の型締装置を制御する制御
部の構成を示すもので、３０は型締装置の制御を
行う制御手段としてのコンピユータ有する数値制
御装置（以下CNCという）、４０ａはリアプラテ
ン駆動用のサーボモータMaのサーボ回路、４０
ｂはトグル駆動用のサーボモータ一Mbのサーボ
回路である。CNC３０において、３１は中央処
理装置（以下CPUという）、３２は型締処理や型
締力調整等の制御プログラムを記憶するROMや
演算処理等におけるデータを一時記憶するため等
に使用されるRAM及び各種設定値等を記憶する
不揮発性メモリ等で構成されるメモリ、３３は入
出力回路で、該入出力回路３３を介して、上記サ
ーボ回路４０ａ，４０ｂのエラーレジスタ４１
ａ，４１ｂに位置指令を出力したり、エラーレジ
スタ４１ｃ，４１ｂの値を読取るようになつてい
る。３４，３５は各々可逆カウンタで、サーボモ
ータMa，Mbに設けられたパルスエンコーダPa，
Pbからのパルスを計数し、各々リアプラテン６、
トグル機構のクロスヘツド１１の位置を検出する
ようになつている。３６は手操作入力装置で、各
種指令及び各種設定値を入力するものである。な
お、３７はバスである。

４０ａ，４０ｂは公知のサーボ回路であつて、
これらサーボ回路４０ａ，４０ｂは、サーボ回路
４０ｂにトルクリミツト回路４８が付加されてい
る以外は同一の構成になつており、CNC３０の
入出力回路３３を介して単位時間の移動量として
パルス列で構成される移動指令が入力されると、
この移動指令とエンコーダPa，Pbで検出したサ
ーボモータMa，Mbの移動量との差分をエラー
レジスタ４１ａ，４１ｂで算出し、これをデジタ
ル−アナログ変換器（以下Ｄ／Ａ変換器という）
４２ａ，４２ｂで速度指令値としてのアナログ量
電圧に変換する。さらに、本サーボ回路は応答性
を良くするために速度フイードバツクが行われて
おり、これはエンコーダPa，Pbからの信号を
Ｆ／Ｖ変換器４３ａ，４３ｂで電圧に変換し、実
際のサーボモータの速度に対応する電圧を上記速
度指令値から減算し、その差、即ち指令速度と実
速度との誤差を補償器４４ａ，４４ｂで増幅して
トルク指令として出力する。このトルク指令はサ
ーボモータMa，Mbの電機子に流す電流値に対
応する電圧として出力されるもので、サーボ回路
４０ｂにはCNC３０からの指令によつて、この
補正器４４ｂからの出力電圧を設定した一定値に
制限するトルクリミツト回路を介してトルク指令
を出力しており、このトルク指令に対しさらに応
答性をよくするため、サーボモータMa，Mbの
電機子電流を検出する電流検出器４７ａ，４７ｂ
からの電機子電流に対応する電圧がフイードバツ
クされ、上記トルク指令と電機子電流のフイード
バツク信号との差を補償器４５ａ，４５ｂで増幅
し、電力増幅器４６ａ，４６ｂで増幅してサーボ
モータMa，Mbを駆動制御している。

以上のようにサーボ回路４６ａ，４６ｂは作動
するものであるが、各サーボ回路４０ａ，４０ｂ
のエラーレジスタ４１ａ，４１ｂの値は入出力回
路３３に入力され、CNC３０はエラー量を検出
できるようになつている。

以上のような構成において、金型１，３を交換
するときはムービングプララテン４を移動させ
て、金型１，３が閉じた状態でムービングプラテ
ン４、フロントプラテン２に固着する。そして、
型締力を設定し、型締力設定指令を入力する。す
ると、CPU３１はトグル機構の現在のクロスヘ
ツド１１の位置L1を絶対値パルスエンコーダPb
より読取る（ステツプS1）。なお、この絶対値パ
ルスエンコードPbはトグル機構７のリンクが伸
び切つた状態（以下ロツクアツプ状態という）を
原点として「０」に設定されているとし、トグル
リンクが屈曲する方向をプラス方向とする。次
に、CPU３１は上記クロスヘツド１１の現在位
置L1よりロツクアツプ状態で金型１，３がタツ
チするような状態になるリアプラテン６の位置
L2を算出する（ステツプS2）。即ち、クロスヘツ
ド１１の位置とリアプラテン６とムービングプラ
テン４間の距離は一定の函数関係にあるから、こ
の計算式によつてクロスヘツド１１の位置L1が
分かれば、金型１，３がタツチ状態でトグルリン
クがロツクアツプ状態となるリアプラテン６の位
置は算出できる（なお、上記計算式の代わりにク
ロスヘツド１１の位置をリアプラテン６とムービ
ングプラテン４間の距離との関係をメモリ３２に
記憶させておいて、この記憶値に従つてリアプラ
テン６を移動させるようにしてもよい）。次に、
サーボモータMa，Mbを駆動し、ムービングプ
ラテン４をロツクアツプ状態より一定値αだけ手
前（型開き方向）の移動させると共に、リアプラ
テン６を先に求めたリアプラテンの位置L2より
α／２だけ少ない位置（L2−α／２）に移動さ
せる（ステツプS3）。その結果、金型１，３間は
α／２だけ空間が生じることとなる。次に、
CPU３１は設定された値のトルクリミツト指令
を入出力回路３３を介してトルクリミツト回路４
８に出力し、一定値のトルクリミツトをかけなが
らサーボモータMbを低速で前進（型閉じ方向）
させ、ムービングプラテン４を前進させる（ステ
ツプS4）。そして、エラーカウンタ４１ｂの値を
読出し（ステツプS5）、該読取つた値が設定した
一定値β以上になるまでサーボモータMbを駆動
し、設定値βになるとサーボモータMbを停止さ
せる（ステツプS5、S6）。即ち、ステツプS3の段
階ではムービングプラテン４は両金型１，３間に
約α／２の空間を持つた位置で停止しており、か
つトグルリンクはロツクアツプ状態までさらにα
だけ移動できる状態で停止しているから、トグル
機構を駆動するサーボモータMbを駆動しムービ
ングプラテン４を前進させれば必ず金型はタツチ
し閉じることとなる。そして、金型タツチ後さら
にサーボモータMbを駆動してムービングプラテ
ン４を前進させればエラーレジスタ４１ｂの値Ｘ
は増大する。即ち、CNC３０からの移動指令に
対し、エラーレジスタ４１ｂ、Ｄ／Ａ変換器４２
ｂ、補正器４４ｂ、トルクリミツト回路４８、補
正器４５ｂ、電力増幅器４６ｂを介してサーボモ
ータMbは駆動されるが、金型１，３は閉じて、
ムービングフラテン４は移動することができず、
サーボモータMbは回転しないからエラーレジス
タ４１ｂの値はパルスエンコーダPbからの信号
で減算されることがないため増大する結果とな
る。なお、エラーレジスタ４１ｂの値が増大して
トルクリミツト回路４８でサーボモータMbへの
トルク指令は設定された一定の値に制限されるか
ら金型に大きな力が加わることはない。一方、エ
ラーレジスタ４１ｂの値Ｘが設定値β以上になる
と、前述したようにサーボモータMbの駆動を停
止させる。次に、CPU３１は上記エラーレジス
タ４１ｂの値Ｘより型タツチ位置L3を算出する
（ステツプS8）。即ち、エラーレジスタ４１ｂの
値が増大したということは、金型１，３がトルク
リミツト回路４８で制限されたトルク値によつて
押圧されていることを意味し、この分ダイバー５
は伸びている。即ち、型タツチ位置よりムービン
グプラテン４、クロスヘツド１１は、このエラー
レジスタの値分前進（型締方向）しており、型タ
ツチ位置よりも移動しすぎている。そのため、こ
のエラーレジスタの値分だけムービングプラテン
及びクロスヘツドの移動量を減じれば型タツチ位
置が求まる。絶対値パルスエンコーダPbはトグ
ルリンク７が伸び切つた点を原点「０」としてあ
るから、絶対値パルスエンコーダPbで検出され
るクロスヘツド１１の位置がトグルリンク７を伸
び切らせるに必要な移動量である。しかし、現在
の絶対値パルスエンコーダPbで検出されるクロ
スヘツド１１の移動は、エラーレジスタの値分ダ
イバー５を伸ばした分も含まれており、型タツチ
位置はこの検出クロスヘツド位置よりも手前（原
点より遠い方向）であり、絶対値パルスエンコー
ダPbで検出されたクロスヘツド１１の位置にエ
ラーレジスタの値に対応するクロスヘツド１１の
移動量を加算すれば型タツチ位置のクロスヘツド
１１の位置が求まる。

エラーレジスタの値分だけタイバー５は伸びて
いるものであるから、リアプラテン６をこの伸び
分だけ後退させればエラーレジスタの値は「０」
となり型タツチ状態となるから、絶対値パルスエ
ンコーダPbで検出される位置に、エラーレジス
タの値に対応するクロスヘツドの移動量を加算す
れば型タツチするクロスヘツド１１の位置とな
る。そしてクロスヘツドの位置とムービングプラ
テンの移動位置は所定関数関係にあるから、クロ
スヘツド１１の位置よりムービングプラテンの移
動位置L3が求められるので、この位置L3がロツ
クアツプ状態で型タツチするリアプラテン６の移
動量L3として求められる（ステツプS8）。次に、
設定された型締力に対応するタイバー５の伸び量
L4を算出する（ステツプS9）。即ち、型締力はタ
イバー５が伸びることによつてその反作用として
の力を利用して与えられるものであり、タイバー
５の伸び量と型締力は比例関係にあるから、設定
型締力に対するタイバー５の伸び量L4を算出す
ることができる。そして、上記ステツプS8、S9
で求めたロツクアツプ状態で型タツチする移動量
L3とタイバー５の伸び量L4よりリアプラテンの
移動量L5（＝L4−L3）を算出する（ステツプ
S10）。次に、サーボモータMaを駆動してリアプ
ラテン６を先に求めた移動量L5だけ型閉じ方向
に移動させて（ステツプS11）、型締調整動作は
終了する。その結果、ステツプS8の段階の金型
１，３がタツチした状態ではリアプラテン６とム
ービングプラテン４間の距離はロツクアツプ状態
のその間の距離よりもL3だけ小さいことを意味
しており、さらに、ムービングプラテン４をL4
−L3だけ前進させてリアプラテン６とムービン
グプラテン４間を縮めたため、金型１，３のタツ
チ状態でムービングプラテン４とリアプラテン６
間の距離はロツクアツプ状態のその間の距離より
L4＝L3＋（L4−L3）だけ小さくなり、トグルリ
ンクを伸ばし、ロツクアツプ状態にするとL4だ
けタイバー５を伸ばすこととなり、それにより型
定型締力を金型１，３に与えることができる。な
お、型締力の厳密な精度を要求されない場合にお
いては上記第４図のフローにおいてステツプS1
〜S3を省略し、金型を射出成形機に固着し、直
ちにステツプS4の動作即ちトルクリミツトをか
けながら、トグル用サーボモータを駆動させ、ス
テツプS5以下の動作をさせてもよい。この場合
においてもステツプS8で求められる型タツチ位
置L3は金型１，３が接触した状態でトグルリン
クが伸び切る状態にするためのリアプラテンの移
動量の誤差を示すこととなり、トグルリンクの屈
曲量が大きいことからこのリアプラテンの移動量
の誤差が大きくなる恐れがあるが、クロスヘツド
の位置とムービングプラテン４、リアプラテン６
間の関係が正確に算出できる場合においてはこの
方式でもよい。

発明の効果 本発明は、トグル機構の屈曲状態（クロスヘツ
ド位置）を検出する検出器に絶対位置検出器を用
いたのでトグル機構の屈曲状態（クロスヘツドの
位置）を検出し、トグルリンクが伸び切つた状態
即ちロツクアツプ状態までのクロスヘツド、又は
ムービングプラテンの移動量を検出でき、さらに
エラーレジスタの値よりタイバーの伸びに対応す
るクロスヘツドの移動量を検出するようにしたか
ら、射出成形機に金型を固着し終えた状態、即ち
金型が閉じた状態から直ちに自動型厚調整を行う
ことができ、時間の無駄をなくし非常に効率的で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明が課題を解するために採用し
た手段のブロツク図、第２図は、本発明の一実施
例の型締機構を示す図、第３図は、同実施例にお
ける制御部の構成を示す図、第４図は、同実施例
の動作処理フローを示す図である。 １，３……金型、２……フロントプラテン、４
……ムービングプラテン、５……タイバー、６…
…リアプラテン、７……トグル機構、Ma……リ
アプラテン用サーボモータ、Mb……トグル用サ
ーボモータ、Pb……絶対値パルスエンコーダ、
３０……制御手段、４０ａ，４０ｂ……サーボ回
路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ トグル式型締装置を有しトグル機構を駆動し
   ムービングプラテンを移動させるトグル用サーボ
   モータと、リアプラテンをタイバーに沿つて移動
   させるリアプラテン用サーボモータを有する射出
   成形機において、トグル機構のクロスヘツドの位
   置を検出する絶対位置検出器と、リアプラテン位
   置を検出する位置検出器と、上記各サーボモータ
   を駆動制御する制御装置とを備え、制御装置は上
   記絶対位置検出器で検出されたクロスヘツドの位
   置とトグル用サーボモータのサーボ回路中のエラ
   ーレジスタの値より、トグルリンクが伸び切つた
   状態で金型が当接するリアプラテン移動量を算出
   する金型当接移動量算出手段と、該手段で算出さ
   れたリアプラテン移動量と設定型締力に対応する
   タイバーの伸び量より、設定型締力が得られるリ
   アプラテン移動量を算出する手段とを有し、上記
   エラーレジスタの値が所定値以上になるまでトグ
   ル用サーボモータを出力トルクを制限して駆動し
   てムービングプラテンを金型側へ移動させ、上記
   リアプラテン移動量を算出する手段で算出された
   移動量だけリアプラテンをリアプラテン用サーボ
   モータを駆動して位置決めすることにより、型締
   力を自動設定するようにした自動型厚調整装置。