JPH0259023B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はダイカストマシンや射出成形機等の射
出成形装置における射出速度制御方法に関するも
のである。

〔従来技術〕

第１図は標準的なものとして考えられるダイカ
ストマシンの射出シリンダおよび射出速度制御装
置の構成図である。図において、射出シリンダ１
のピストンロツド２にはカツプリング３を介して
射出プランジヤ４が連結され、この射出プランジ
ヤ４の先端には射出スリーブ５内を摺動するプラ
ンジヤチツプ６が固定されている。ピストンロツ
ド２の移動によつてプランジヤチツプ６が射出ス
リーブ５内で押されると、図示しない金型に溶湯
が射出されるようになつている。また、カツプリ
ング３にはストライカ７が連結されており、この
ストライカ７によつて複数のリミツトスイツチ８
ａ〜８ｅを順次オン・オフするようになつてい
る。リミツトスイツチ８ａはピストンロツド２の
後退限位置に設けられ、リミツトスイツチ８ｂは
射出される溶湯が図示していない金型のゲート部
にさしかかる直前で低速射出をさらに低速にする
位置、リミツトスイツチ８ｃは溶湯の一部が金型
のゲート部を通り金型キヤビテイ内に若干入つて
低速射出から中高速射出へ切替える位置、リミツ
トスイツチ８ｄは溶湯が金型キヤビテイ内にかな
り入つて中高速射出から高速射出へ切替える位置
にそれぞれ設けられ、リミツトスイツチ８ｅはピ
ストンロツド２の前進限位置に設けられている。

一方、リミツトスイツチ８ａ〜８ｅの出力信号
は信号検出器９へ入力され、この信号検出器９の
出力信号は制御信号発生器１０へ入力される。制
御信号発生器１０においては、この入力信号に基
づいて射出プランジヤ４の射出ストロークが射出
速度の変更点に達したかどうかが検出される。射
出ストロークが射出速度の変更点に達したなら
ば、速度設定器１１にあらかじめ設定されている
目標射出速度に対応したアナログ信号が制御信号
発生器１０から油圧駆動形のサーボバルブ１２に
送出される。サーボバルブ１２は液圧回路１３に
よつて射出シリンダ１に接続されており、入力さ
れたアナログ信号に応じてその開度が制御され、
これによつて射出シリンダ１に導入する液量が調
整され、射出シリンダ１内のピストンロツド２に
連結された射出プランジヤ４の移動速度が制御さ
れる。すなわち、射出速度はその変更点毎に送出
される制御信号によつて目標速度に制御されるこ
とになる。

第２図はこのような制御によつて変化する射出
速度のパターンの一例を示すグラフである。横軸
に射出プランジヤのストローク、縦軸に射出速度
をとつてある。ａ点は射出プランジヤ４が連結さ
れたピストンロツド２が後退限位置にある状態で
あり、このとき、リミツトスイツチ８ａ〜８ｅは
すべてオンになつている。そして、射出プランジ
ヤ４が前進するにしたがつてスイツチ８ａ〜８ｄ
は順次オフしてゆく。ここで、まず射出プランジ
ヤ４を目標速度V₁に向つて変化させ、行程前半
の低速域ではこの射出速度を保持して溶湯を射出
スリーブ内に充填しようとする。やがて、溶湯が
図示していない金型のゲート部にさしかかつた直
前のｂ点でリミツトスイツチ８ｂがオフになる
と、射出速度がいつたんV₂に落ち、溶湯のガス
の巻込みが極力おさえられ、溶湯の一部が金型の
キヤビテイ内に少し入つた状態のｃ点でリミツト
スイツチ８ｃがオフになると、次に、射出速度が
V₃に向けて変化し、溶湯が金型のキヤビテイ内
にかなり入つて、射出速度を非常に上げても溶湯
中にガスの巻込みがほとんどない状態になつた点
ｄでリミツトスイツチ８ｄがオフになつたら、射
出速度はV₄に向つて立上がり、その後、V₄の高
速射出速度を保つて射出が行なわれる。そして、
溶湯が金型のキヤビテイ内に充分に充填されて射
出プランジヤ４の前進が止まれば射出が完了す
る。射出完了位置はｆ点である。その後、射出さ
れた溶湯が凝固し、冷却したら、図示していない
可動金型の型開速度に応じて射出プランジヤ４も
幾分前進する。そして、射出プランジヤ４の前進
限でリミツトスイツチ８ｅがオフになれば、射出
プランジヤ４を後退させる。勿論、射出途中にお
いて、射出速度の変更点をさらに多く設けると、
その分だけ多数のリミツトスイツチが必要とな
る。

また、多数のリミツトスイツチを設けるかわり
にマグネスケールを用い連続的にストローク位置
を検出することもできる。

しかしながら、このような従来のものでは、ス
トロークの位置信号を発生するため検出手段とし
て多数のリミツトスイツチを配列したり、マグネ
スケールを設けたりする必要があるため、装置が
高価になり、また各変更点の設定が難しく、面倒
であり、したがつて現場で作業者に喜ばれないと
いう欠点があつた。

〔発明の目的および構成〕

本発明はこのような従来の欠点を解決するため
になされたものであり、その目的とするところ
は、簡単なストローク位置指令手段や速度指令手
段や適宜選択し得る射出速度変更のパターンを用
いてある程度パターン化した射出速度の制御が簡
便にできるような射出速度制御方法を提供するこ
とにある。

本発明はこのような目的を達成するために、低
速域においては、低速射出速度と、低速域から高
速域への切替点の射出ストローク位置と、射出速
度制御装置にあらかじめ入力しておいた２個以上
の低速立上りパターンのうちからいずれか１個を
選んだ低速立上りパターンとを指令して制御し、
高速域においては、高速射出速度と、射出速度制
御装置にあらかじめ入力しておいた高速域後半に
おいて射出速度をさらに増加させる傾向の増加パ
ターンおよび射出速度を減少させる傾向の減少パ
ターンのうちからいずれか一方を選んだ速度変更
パターンと、前記速度変更パターンの始点とを指
令して制御するようにしたものである。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明す
る。

第３図は本発明の一実施例を適用した射出速度
制御装置の構成図、第４図はその流量制御バルブ
の断面構造図、第５図は射出速度のパターンを示
すグラフである。図において、第１，２図と同一
部分には同符号を付してある。

第３図において、ストライカ７にはマグネスケ
ール７ａが取付けられている。７ｂは磁気ヘツド
であり、マグネスケール７ａの移動と磁気ヘツド
７ｂの作用で射出プランジヤ４の移動位置は刻々
演算器３４に入力される。

１４は低速射出速度設定器、１５は低速射出速
度V₁から高速射出速度V₄への切替位置Ｃを設定
するための高速射出速度への切替位置設定器であ
る。したがつて第５図における点イは切替位置Ｃ
と低速射出速度V₁で定められる。なおマグネス
ケール７ａと磁気ヘツド７ｂを用いないで、スト
ライカ７と高速への切替指令用のリミツトスイツ
チ８ｃを用いた場合は、リミツトスイツチ８ｃが
高速射出速度V₄への切替位置Ｃ設定器となる。

１６は低速射出立上りパターン指令器で、射出
開始時に、射出速度が０からスタートして低速射
出速度V₁に達するまでの低速射出立上りパター
ンを、第５図において実線で示すような比較的に
急激な立上り状態のパターンにするか、あるい
は、２点鎖線で示すような比較的にゆるやかな立
上り状態のパターンにするかを適宜選択して指
令するものである。したがつて、射出スタートし
て第５図における点イに到るまでのカーブの軌跡
は、前記点イにおける切替位置Ｃと低速射出速度
V₁と、選択指令した低速射出立上りパターンと
で定められる。勿論、この低速射出立上りパター
ンは２個に限定されるものではなく、３個以上設
けておいても良い。ただし、あまり多く設けて
も、装置が複雑になるだけで、互いにかなり変わ
つた立上り状態も得られないので、実際は、２〜
３個のパターンにするのが実用的である。なお、
ここのパターンは最も多く用いられると思われる
パターン１個だけに初めから限定しておくことも
可能である。

１７は高速射出速度設定器であり、これにより
高速射出速度V₄が定められる。なお、低速射出
速度から高速射出速度への立上り状態は、一般的
に急な程、金型内の溶湯の流れ状態が良く、良い
射出製品ができることが多いとされているので、
ここでは、後記するパルスモータ２０の最大回転
速度が常に指令されるようにしておき、高速射出
速度立上りパターンは変えないことにしてある。
したがつて、前記点イと高速射出速度V₄が定ま
れば、高速射出速度に達した点ロは自ずと定ま
る。勿論、この高速射出速度立上りパターンを、
第５図に示すように、点イでは速度がなめらかに
上昇する増加速度特性をとり、点ロでは速度がな
めらかに一定におちつく減加速度特性をとり、か
つ、できるだけ早く高速射出速度V₄に到達させ
うるパターンにしたい場合は、時間毎に信号を出
して制御する。

高速射出終端付近の点ハでは、第５図に実線で
示すような更に射出速度を上げるように指示する
パターンか、あるいは、２点鎖線で示すように
射出速度を下げるパターンを選択するようにし
てある。１８は射出セトロークが前記点イに達し
てから速度変更パターンの始点である前記点ハに
到達するまでの時間Ｔを、例えば50〜80msecか
ら選んで、あらかじめ設定しておくためのタイマ
である。なお、点ハに到るまでの時間Ｔは、点ロ
から計時するようにしても良い。場合によつては
ストロークｇで点ハを指示するようにすることも
できる。いずれにしても、点ハに達したら、パタ
ーンかパターンによつて射出速度を制御する
ように指令する。

１９は、高速射出終端部の射出速度増減パター
ン指令器であり、点ハから前記パターンをとる
か、パターンをとるかの選択をし、指令するも
のである。

射出時にバリが多少ふいてもさしつかえないが
緻密で巣のない射出製品を得たいときは、パター
ンを選択し、巣が多少あつても良いが、射出時
にバリがふかず、バリ取りなどの後工程を行ない
たくないような射出製品を得たいときは、パター
ンを選択する。パターンの場合は、最終点に
おける最大射出速度V₅は、例えば、高速射出速
度V₄の２割増になるようにあらかじめ定めてお
き、パターンの場合は、最終点における減速後
の射出速度V₆は、例えば、高速射出速度V₄の２
分の１になるようにあらかじめ定めておく。勿
論、これらの増減比は、常に一定になるように設
定しておくこともできるし、適宜調整できるよう
にしておくこともできる。

低速射出速度設定器１４、高速射出速度への切
替位置設定器１５、低速射出立上りパターン指令
器１６、高速射出速度設定器１７、高速射出終端
部における射出速度変更用タイマ１８、および高
速射出終端部の射出速度増減パターン指令器１９
からの電気信号は、演算器３４に入力される。演
算器３４は、これらの入力される信号と磁気ヘツ
ド７ｂから入力される信号とに基づいて、所定の
点で所定の射出速度が得られるような速度制御を
行なうための信号を、適宜制御パルス発生器３５
に出力し、制御パルス発生器３５は、その信号に
基づいて、射出プランジヤ４をあらかじめ設定さ
れた目標速度に制御するためのパルス信号を適宜
出力する。このパルス信号は、目標とする射出速
度までの速度差および時間によつてそのパルス数
およびパルス周期が決められる。そして、パルス
モータ２０は入力パルスの数に比例した回転量だ
け、かつ周期に逆比例した早さで回転する。この
回転によつて流量制御バルブ２１の開度が変化
し、開度に応じて射出プランジヤの移動速度、す
なわち射出速度が制御される。なお、前記各設定
器１４，１５，１７および指令器１６，１９等は
制御盤等に設けられている。

流量制御バルブ２１は第４図に示すように構成
されており、バルブボデイ２２には軸線方向から
の作動油流入口２３と軸線と直角方向への作動油
流出口２４が形成され、その内部に軸線方向へ移
動するスプール２５が収容されている。スプール
２５の後部にはナツト軸２６が一体に形成され、
このナツト軸２６の内部軸心部にはボールねじ２
８を介してねじ軸２７が螺合されており、このね
じ軸２７はジヨイント２９によつてパルスモータ
２０の軸と連結されている。

なお、３０はナツト軸２６の回転を阻止し軸方
向への移動をガイドするキー、３１はナツト軸２
６に設けられた永久磁石、３２は対向ケーシン
グ、３３は対向ケーシング３２に設けられ永久磁
石３１と対向する位置検出器である。

パルスモータ２０が回転すると、この回転に応
じてスプール２５が軸線方向に前後進して、バル
ブの開閉と開度の調整を瞬時に行ない流量を制御
する。すなわち、この流量制御バルブ２１は、軸
線方向端面部に作動油流入口２３を備え、側面に
作動油流出口２４を備えたシリンダ状のバルブボ
デイ２２内でスプール２５をパルスモータ２０の
作用で軸線方向に駆動して流量制御するものであ
り、作動油によるスプール２５の軸線方向推力を
スプール２５の開き量及び移動速度の増加に応じ
て急激に低下させることにより、流量の高速切換
えに必要な駆動力を軽減させている。このため、
流量制御バルブ２１による流量の高速切換え性能
は非常に向上し、駆動力を軽減する。

この流量制御バルブ２１では、制御パルス発生
器３５からの制御パルスにより、パルスモータ２
０の回転量すなわち回転角度が決まり、この回転
角度によりスプール２５の開き量が決まり、この
開き量によつて射出シリンダ１への流量が制御さ
れる。また、パルスモータ２０の回転速度の大小
によつて流量の変化率すなわち射出速度の立上り
状態が決まる。

このような構造の流量制御バルブ２１では、速
度変更指令を受けてから実際にスプール２５が開
き始めるまでの時間を最大１ミリ秒以下にするこ
とが可能であり、通常の流量制御バルブに比して
応答性が極めて良くなり、バルブ開閉などの作動
性や操作精度も良くなる。

また、位置検出器３３は永久磁石３１の移動に
感応する近接スイツチを構成するので、ナツト軸
２６やスプール２５の移動距離を検知して制御装
置にフイードバツクすることができる。また、ス
ブール２５の零位置をこの近接スイツチで検知し
制御パルス発生器３５を介してパルスモータ２０
をその位置に正確に止めることもできる。

この実施例では、このような構造のパルスモー
タ駆動形の流量制御バルブを用いているので、イ
ナーシヤが小さくなつて応答性が良くなり、制御
が確実かつ容易に行なえる。また、スプールスラ
スト力の増大を押えることができる。

次に本実施例の動作を第５図を参照して説明す
る。

まず、射出を行なう前には、あらかじめ低速射
出速度設定器１４で低速射出速度V₁を適宜設定
し、高速射出速度への切替位置設定器１５で低速
射出から高速射出への切替位置Ｃを適宜設定し、
低速射出立上りパターン指令器１６で低速射出立
上りパターン，のうちのどちらかのパターン
を選択指令し、高速射出速度設定器１７で高速射
出速度V₄を設定し、高速射出終端部における射
出速度変更用タイマ１８で高速射出への切替わり
の点イから射出速度変更の点ハに到るまでに要す
る時間Ｔを設定し、高速射出終端部の射出速度増
減パターン指令器１９で速度増減パターン，
のうちのどちらかのパターンを選択指令してお
く。

制御パルス発生器３５に起動信号（図示せず）
が入力されると、前記指令情報に応じて射出速度
を所定のパターンでV₁に上昇させるためのパル
ス出力がパルスモータ２０に送出される。これに
よつて、流量制御バルブ２１が所定の速度で所定
量開き、射出プランジヤ４はV₁に対応する速度
まで増速した後その速度を保持して移動する。や
がて、点イに達すると、ストロークｃの時点で検
出信号によつて制御パルス発生器３５は演算器３
４に記憶された情報に応じて射出速度を所定のパ
ターンでV₄に上昇させるためのパルス出力をパ
ルスモータ２０に送出する。これによつて、流量
制御バルブ２１が所定の速度で所定量開き、射出
プランジヤ４はV₄に対応する速度まで増減する。
そして、点イを通過する時点から一定時間Ｔ（例
えば50〜80ミリ秒）経過した時点で制御パルス発
生器３５からパルス出力がパルスモータ２０に送
出され、これりよつて同様に流量制御バルブ２１
が開き射出速度は所定のパターンでV₅まで急激
に上昇するか、または所定のパターンでV₆まで
減速する。なお、射出終了後、型開動作に応じて
射出プランジヤ４が前進し、射出プランジヤ４が
前進限まで行きつけば制御パルス発生器３５から
パルスモータ２０を逆転させるパルス出力が送出
され、流量制御バルブ２１は急速で閉じるととも
に、通常の油圧ポンプ作動によつて射出プランジ
ヤ４を後退させる。

このように、要求される製品の品質によつて各
設定器１４，１５，１７や指令器１６，１９等か
ら信号が送られるようになつている。

このような制御方法によると、射出プランジヤ
４およびピストンロツド２の移動行程中の位置検
出手段としては簡単なもので良く、かりにリミツ
トスイツチを用いる場合でも後退限リミツトスイ
ツチ、前進限リミツトスイツチ、ほかには、低速
から高速への切替位置に設定されたリミツトスイ
ツチを１個だけ用いれば良く、高速域での変速点
のタイミングは高速への切替点からの一定時間経
過によつて得ているため、位置検出用のリミツト
スイツチを多数並べなくてもよい。また、一定時
間を得るためのタイマ手段は簡単に構成できるの
で、制御装置全体を低価格にできる。

〔発明の効果〕

このように本発明に係る射出速度制御方法によ
ると、射出工程の射出の立上りパターンをあらか
じめ２個以上決めておいたパターンのうちから一
つを適宜選択して指令し、射出速度を増加させる
時点から一定時間経過後に射出速度変更を行なう
ようにし、しかもその射出速度変更をあらかじめ
定めておいた増減のパターンのうちからどちらか
一つを選択指令して射出速度を制御するようにし
たので、制御の選定を極めて簡単に行なうことが
できる。勿論、希望する射出条件に大体適合した
射出制御を得ることができるので現場的である。

なお、射出位置の検出手段としてリミツトスイ
ツチを用いる場合は、前後限界用のリミツトスイ
ツチのほかには低速域終了勝点で動作する位置検
出用のスイツチを１個設けるだけですむので、制
御装置をも含めて部品点数が少なくなつて構成が
簡単になり、また、射出速度変更点の設定も容易
になり、装置を低価格にできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の射出速度制御装置の構成図、第
２図はその射出速度パターンの一例を示すグラ
フ、第３図は本発明の一実施例を適用した射出速
度制御装置の構成図、第４図はその射出速度制御
装置に用いる流量制御バルブの一実施例を示す断
面構造図、第５図はその射出速度パターンの一実
施例を示すグラフである。 １…射出シリンダ、２…ピストンロツド、７ａ
…マグネスケール、７ｂ…磁気ヘツド、４…射出
プランジヤ、１３…液圧回路、１４…低速射出速
度設定器、１５…高速射出速度への切替位置設定
器、１６…低速射出立上りパターン指令器、１７
…高速射出速度設定器、１８…高速射出終端部に
おける射出速度変更用タイマ、１９…高速射出終
端部の射出速度増減パターン指令器、２０…パル
スモータ、２１…流量制御バルブ、３４…演算
器、３５…制御パルス発生器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 射出速度が工程前半での低速域と工程後半で
   の高速域とを有し、パルスモータ駆動形の流量制
   御弁を作動させて射出シリンダによる射出速度を
   制御する射出速度制御方法において、低速域にお
   いては、底速射出速度と、低速域から高速域への
   切替点の射出ストローク位置と、射出速度制御装
   置にあらかじめ入力しておいた２個以上の低速立
   上りパターンのうちからいずれか１個を選んだ低
   速立上りパターンとを指令して制御し、高速域に
   おいては、高速射出速度と、射出速度制御装置に
   あらかじめ入力しておいた高速域後半において射
   出速度をさらに増加させる傾向の増加パターンお
   よび射出速度を減少させる傾向の減少パターンの
   うちからいずれか一方を選んだ速度変更パターン
   と、前記速度変更パターンの始点とを指令して制
   御するようにした射出速度制御方法。