JPH0361517A - 射出成形機の制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） この発明は、射出成形機（おける型締め動作及び射出用
ノズル圧着動作の制御方法に関し、特に、移動金型を固
定金型に圧着させる際、及び射出用ノズルを上記金型に
圧着させる際に、高速かつ無衝撃で目標物に接触させる
ための射出成形機の制御方法に関する。

（発明の技術的背景とその問題点〉 ′ｆＪ２図は射出成形機の具体的な構造を示す図である
。同図において、モータ７及び１３は射出成形機の固定
された筺体４０に取付けられており、このモータ７は樹
脂の射出充填及び計量に用いられ、モータ１３は型締め
及びノズル圧着に用いられる。

このモータ１３の回転軸１３八にはギア４１及び４２が
装着され、モータ７の回転１ｔｈ７＾にはギア４３及び
４４が装着されており、これらギア４１Ｎ４４は回転＠
１３＾及び７＾の各端部に設けられているクラッチ機構
４５及び４６によって駆動力の伝達が断続されるように
なっている。また、筐体４０にはクラッチ機構４７及び
４８で駆動力の伝達が断続される伝達軸４７Ａ及び４８
＾が軸架されており、伝達軸４７＾にはギア４９及び５
０が、伝達軸４８＾にはギア５１及び５２がそれぞれ装
着されている。さらに、筺体４０には製品の形状が彫り
込まれた金型３０を構成する移動金型３０Ｃの移動を行
なう駆動軸３０Ａが軸架され、その端部に設けられてい
るクラッチ機構３１で駆動力の伝達が断続されるように
なっているギア３２〜３４が筺体４０内で装着され、駆
動軸３〇八は更に上記金型３０の筺体３５に軸架されて
いる。筺体３５内の駆動軸３０＾にはギア３６が装着さ
れ、ギア３７を介して作動軸３８に回転力を伝達し、こ
の回転によって型部材３９を摺動！ｌｌ１１１３８八、
３８Ｂ上で摺動させて固定金型３０［ｌに対して移動金
型３０Ｃを前後進して、型締めあるいは型開するように
なっている。さらに、筺体４０内にはスクリュー重に連
結された！Ｔｄｌ＾が設けらており、この軸１＾にギア
５３が装着され、このギア５３の内用にベアリングを介
して係合された作動軸５４には更にギア５５が装着され
ている。

この、ような構成において、その射°出成形の動作を説
明すると、まず射出成形機は型部材３９を前進させて金
型３０の移動金型３０Ｇを固定金型３０Ｂに合せる型締
と、この型締の圧力を増加する昇圧と、ノズル５を上記
金型３０の方向に前進させるノズル前進と、溶融された
樹脂の金型３０内への射出充填と、樹脂の可塑化を行な
う計量及び冷却と、ノズル５を筺体４０方向に後退させ
るノズル後退と、上記金型の降圧及び型開と、金型３０
内で成型された製品の突落し停止とを繰返して行なう、
ここにおいて、第２図は射出成形機の初期状態を示して
おり、型締及び昇圧を行なう場合にはモータ１３を駆動
し、その回転駆動が回転軸！３Ａ−ギア４１−図示され
ないギアーギア３３を介してｒｉＡ勤！Ｔｈｌｌ３０＾
に伝達され、ギア３６及び３７を介して作動＋＄１１１
３８が回転されることによって型部材３９が前進される
。こうして型部材３９が前進されてストップ位置で停止
することにより所定圧まで昇圧され、型締めされると、
クラッチ機構９０１を切換えてギア３３からギア３６へ
の伝達を遮断し、クラッチ機構４５及び４７を切換えて
（ｄ　４７　Ａのみを回転させることによって筐体４０
の金型３０方向への移動を行ない、静止している金型３
０に対してノズル５を前進させる。なお、ここにおいて
、ノズル５の後退はモータ１３の回転を逆にすることに
よって行なわれ、また、型開は上記型締の場合と逆にモ
ータ１３を回転し、型部材３９を後退させることによっ
て行なわれる。

そして、上述の上うに金型３０にノズル５が圧着される
と、全周面にネジ溝を付せられた棒状のスクリュー１の
回転により、ホッパ３に収納されている樹脂４はネジ溝
を伝わってシリンダ２へ送られ、ヒータ（図示せず）で
熱を加えられながらスクリューｌの回転により剪断、混
練されて可塑化される。この時、充填した樹脂６の圧力
によりスクリュー１が図示Ｎ方向に後退する。つまり、
計量時には溶融した樹脂６が外部に流れ出さない構造と
なっており、シリンダ２内へノズル５やホッパ３から空
気が吸引されないようにすると共に、正確な樹脂量を計
量するようになっている。

ここにおいて、上述の型部材３９に取り付けられた移動
金５型３０Ｃと固定金型３００とを型締めする際、モー
タ１３の駆動による速度制御によって移動金型３０Ｃを
固定金型３０Ｂに向って前進させ、この移動金型３０Ｃ
が固定金型３０Ｂに十分近すいた時に圧力制御に切換え
、接触した後は所定圧力で圧着することになる。ところ
が、この速度制御を圧力制御に切換える位置又は時間が
分らず、速度制御を圧力制御に切換えた時に速度又は圧
力が不連続に変化してしまうとか、移動金型３０Ｃが固
定金型３０ｎに接触するときに移動金型３０Ｃの速度が
大きいと、移動金型３０Ｃ及び固定金型３０Ｂは共に剛
体なので、互いに受ける衝撃力によりダメージを受ける
ばかりでなく、このような衝撃があれば、接触したとき
起る振動により、その後の工程である所定圧力での圧着
が完了するまでに時間がかかり、また振動が収束しない
うちに強制的にブレーキをかければ上述の圧着が不完全
になってしまうし、接触する時の速度が一定でなければ
型締め力が一定でなくなってしまうという問題点がある
・ また、同様に、上述のノズル５と金型３０とを接触させ
る際、ノズル５をモータ１３の駆動による速度制御によ
って金型３０へ向って前進させ、ノズル５が金型３０に
十分近づいた時に圧力制御に切換え、接触した後は所定
圧力で圧着することになる。ところが、この速度制御を
圧力制御に切換える位置又は時間が分らず、速度制御を
圧力制ＤＩＩに切換えた時に速度又は圧力が不連続に変
化してしまうとか、ノズル５が金型３０に接触するとき
にノズル５の速度が大きいと、ノズル５と金型３０は共
に剛体なので、互いに受ける衝撃力によりダメージを受
けるばかりでなく、このような衝撃があれば、接触した
とき起る振動により、その後の工程である所定圧力での
圧着が完了するまでに時間がかかり、また振動が収束し
ないうちに強制的にブレーキをかければ一ヒ述の圧着が
不完全になってしまうし、接触するときの速度が一定で
なければ金型３０への押付は圧力が一定でなくなってし
まうといった問題点がある。

（発明の目的） この発明は上述のような事情からなされたものであり、
その目的は、射出成形機の構成と相俟って、移動金型を
固定金型に圧着させる際、及び射出用ノズルを上記金型
に圧着させる際に、高速かつ無衝撃で移動物を目標物に
接触させることができる射出成形機の制御方法を提供す
ることにある。

（発明の概要） この発明は、射出成形機における型締めされる移動金型
の固定金型への圧着過程、又は上記型締めされた金型へ
のノズルの圧着過程の制御方法に関するもので、移動物
である上記移動金型又は上記ノズルを目標物である上記
固定金型又は上記金型方向に速度制御で移動させ、上記
移動物の実速度と減速してから停止するまでの予想距離
との関係から求められた時間に減速命令を発することに
より、上記移動物が上記目標物に接する直前で速度が零
になるように制御することにより、高速、且つ小さな衝
撃で上記移動物を上記目標物に圧着できるようにしたも
のである。

（発明の実施例） この発明の詳細な説明するにあたっては、その主要部に
ついてのみ説明する方が分り易いので、以下に、第２図
に示した射出成形機及びその制御系の概略を示すブロッ
ク構成図である第１図を用いて説明する。

第１図に示すように、制御装Ｖｌｌ　ｌ　５に型締め位
置指令Ｓｃ、射出用ノズル圧着位置指令Ｓｎ及びスクリ
ュー位置指令Ｓｉが順次入力されると、まず型締めの際
に、固定金型３０＾と型締めされる移動金型３０Ｂを図
示Ｂ方向に定常時の速度で移動する演算された速度信号
Ｖｃが、モータ（Ｍｌ）１３に与えられ、このモータ（
Ｍｌ）１３に軸架されたギア群４１，５５．３３を介し
て駆動ｔＴｈ１１３０＾に伝達され、ギア３６及び３７
を介して作動＠Ａ３８が回転されることによって型部材
３９が前進される。こうして型部材３９が前進される過
程において、モータ（Ｍｌ）１３に連結されている位置
センサ１４は、周期的に作動軸３８の位置を検出して移
動型３０Ｇの位置Ｓを示す位置フィードバック信号Ｓｆ
を上記制御装置１５に入力して、その速度と共に監視さ
れている。

次に、上述のようにして型締めされた金型３０にノズル
圧着の際に、上記射出用ノズル圧着位置指令Ｓｎにより
、上記型締めされた金型３０の射出口に上記射出用ノズ
ル５を圧着させるようにこの射出用ノズル５を定常時の
速度で移動する演算された速度信号Ｖｎが、モータ（Ｍ
ｌ）１３に与えられて駆動され、このモータ（Ｍｌ）１
３に軸架されたギア群４１及び５５を介して連結された
ボールネジ１１が回転することにより、これに螺合され
たポールナツト１２に連結されている駆動台１０上に載
置・固定されたノズル５が前進される。こうしてノズル
５が前進される過程において、モータ（Ｍｌ）１３に連
結されている位置センサＩ４は、周期的にポールナツト
！２の位置、つまりノズル５の位置を検出してノズル５
の位置Ｓを示ず位置フィードバック信号Ｓｆを上記制御
装置１５に人力して、その速度と共に監視されている。

そして、上述のようにしてノズル５の前面が金型３０に
圧着され、このノズル５から樹脂を射出充填の際には、
上記スクリュー位置指令Ｓｉにより、演算されたスクリ
ュー回転信号１１ｉがモータ（Ｍ２）７に人力される。

ここで、スクリュー回転ｆｇ号旧によりモータ（Ｍ２）
７が回転することによりスクリュー１が回転され、ホッ
パ３から樹脂４がシリンダ２へ送られ、スクリュー１に
より剪断、混練されて可塑化された樹脂６がシリンダ２
内に満たされ、上記金型３０に充填すると共に、この圧
力によりスクリュー１は矢印Ｎ方向に後退する。このと
き、シリンダ２内に空気が吸引されないようにしながら
正確な樹脂量を計量する。ここで、モータ７に連結され
ている回転数センサ８は、スクリ：Ｌ−１の回転数ｎを
検出してスクリュー回転数フィードバック信号Ｒｆを制
御装置１５に人力している。

このため、この発明では速度制御で移動金型３０Ｃ又は
ノズル５を高速前進させ、移動金型３０Ｇ又はノズル５
が固定金型３０Ｂ又は金型３０に接する直前で一旦速度
を零とし、そこから低速低圧で移動金型３０Ｃ又はノズ
ル５が固定金型３０［１又は金型３０に接するようにす
ることにより接触時のＷＩ撃を小さくし、且つ短時間で
完全な圧着を行なうようにするものである。そして、こ
の固定金型３０Ｂ又はノズル５を固定金型３０Ｂ又は金
型３０に圧着させる過程は、クラッチの切換えだけで共
にモータ（Ｍｌ）１３を用いて実施しており、且つその
制御方法は同一であるので、以下に、このノズル５の金
型３０への圧着制御方法について詳細に説明することに
する。

第３図はこの発明の詳細な説明するためのノズル５の動
作特性を示すグラフであり、横軸に時間ｔ、ＭＸ軸にノ
ズル５の速度Ｖをとったものである。ノズル５の速度が
時間ｔｏでは速度はｖｏであり、時間ＬＯにおいて特性
ＬＬＯなる速度指令が出されるが、ノズル５の実際の速
度は特性ＬＬ！となり、時間ｔ３にて速度が零になるこ
とを示している。ここで、Ｕは減速度、ωＣはスピード
ループゲインである。この動作特性においてこの発明の
詳細な説明すると、ノズル５は速度ｖ０になるように速
度制御され、上述のように周期的Ｃ速度及び位置を監視
されている。そして、ノズル５が金型３０に接する位置
と現在位置との差が、現在の速度から金型３０に接する
点で速度を零にするように減速するのに必要な距〃ｔと
等しくなった時点で、減速を開始するようにする。つま
り、時間ｔｏで特性ＬＬＯなる速度指令が出され、この
指令通りノズル５が動けば時間ｔ２において速度は零と
なる。しかし、ノズル５は慣性を有するから実際の速度
は特性ＬＬＩとなり、時間ｔ３において速度零となった
ところで丁度ノズル５が金型３０に接することになる。

この特性ＬＬＩの速度が零近くなったときの勾配は特性
１．１　ｌの勾配と等しく、減速度Ｕがその勾配となっ
ている。そして、特性ＬＬＩの勾配がＵで一定となった
特性１．Ｌ２と速度ｖ０一定の直線との交点Ｃの時間１
１はスピードループゲインωＣの逆数に等しいから、直
線ｕ２と縦軸との交点、つまり速度Ｖ、は（ＶＯ◆Ｕ／
ωＣ）となるから、Ｌ３は（Ｖｏ／ｕ　＋１／ωＣ）と
なる。ここで前述の、ノズル５が金型３０に接する点で
速度が零にするように減速するのに必要な距ｎ１を八〇
ＣＤで囲まれた面積５１に相当するものとすると、 となる。

しかし、 ノズル５の実際の動きは特性 ＬＬＩとなるから、時間ｔｏでの位置から実際に速度が
零となるまでの距離は、直線へＢ及び八りと［１１１線
ＬＬＪ　とで囲まれた面積Ｓ２に相当するものとなる。

従って、直ｊ４ＤｃとＱＣ及び曲線Ｌ１．１で囲まれた
面積を５３とすれば、 Ｓ２　−　　Ｓ！　−５３・・・・・・　（２）となる
から、ノズル５が金型３０に接するまでの距離が面ＩＪ
’（Ｓ　１に相当する距離となった時点で減速指令が出
されれば、必ず金型３０に接する手前でノズル５の速度
を零とすることができる。そして、どの程度手前で速度
零とするかは、スピードループゲインωＣにより決定さ
れるから、ノズル５の動きの安定性からみて、このスピ
ードループゲインωＣを大きくとればとる程、金型３ｏ
に接する点に近い地点でノズル５は速度零にすることが
できる。つまり、金型３０に接する点で速度零になるよ
うに減速指令を出すと、速度制御ループ系の制御幅によ
りノズル５の速度が零となる以前に金型３゜と接して衝
撃を与える場合が必ずあるので、金型３０と接する手前
でしかも直前でノズル５の速度を零にしてしまうという
のがこの発明の要点である。そして、この速度が零とな
った後は速度制御から圧力制御に切換えることにより、
安定した金型３０への圧着が可能となる。

また、上述の如く、上記型締めの際の移動金型３０Ｇの
固定金型３０Ｂへの圧着制御方法も、全く同一の手法で
実施することができる。

なお、上述の実施例において、モータは直流でも交流制
御でも良く、移動金型及びノズルの位置移動はボールス
クリューとポールナツトの組合せの他、モータ駆動でガ
イド上を走行させたりすることも可能である。

（発明の効果） 以上のようにこの発明の射出成形機の制御方法によれば
、移動金型３０Ｃを高速移動して固定金型３０Ｂに節す
る手前で、またノズル５を高速移動して金型３０に接す
る手前でともにその移動速度を零にすることができるの
で、接触時の衝撃、振動を押えることができ、且つ減速
前の速度に関係なく圧着力を一定にすることができる。

従って、出来上り整品のばらつきが少ない等の品質の向
上と、整品完成までの時間短縮による生産性向上を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を適用できる射出成形機の一実施例を
示すブロック構成図、第２図は射出成形機の具体的な構
造を示す構成図、第３図はノズルの動作特性を示すグラ
フである。 １・・・スクリュー　２・・・シリンダ、３・・・ホッ
パ、４．６・・・樹脂、５・・・ノズル、７．１３・・
・モータ、８・・１回転数センサ、１０・・・駆動台、
１１・・・ボールスクリュー、１２・・・ポールナツト
、１４・・・位置センサ、１５・・・制御３１１装置、
３０・・・金型、３０Ｂ・・・固定金型、３０Ｃ・・・
移動金型、４０．３５・・・筺体。 出聞人代理人　　　安　形　雄　三

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、射出成形機における移動物の固定物への圧着過程の
   制御方法において、前記移動物を前記目標物方向に速度
   制御で移動させ、前記移動物の実速度と減速してから停
   止するまでの予想距離との関係から求められた時間に減
   速命令を発することにより、前記移動物が前記目標物に
   接する直前で速度が零になるように制御することを特徴
   とする射出成形機の制御方法。