JPH04312824A - 射出成形機の型締装置の原点設定方法および射出成形機の型締装置の制御方法 - 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】

【０００１】

【発明の目的】本発明は射出成形機の型締装置の制御方
法およびそのための位置スケールの原点設定方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】射出成形機における型締めは、一般に油
圧式のピストン機構である型締ラム機構により行われて
いる。このようなラム機構としては、主ラムとその移動
速度を向上させるためのブーストラムを有する構造とな
っていることが多い。このような油圧式のものは、高圧
（高馬力）、高速の型締動作が可能であるという特徴が
ある反面、微細な位置制御特性が得られないという欠点
もある。特に、速度切換位置の精度が十分とは言えず、
金型の合わせ面が閉じる瞬間に大きな衝撃を生じやすく
、極端な場合には型の破損を招くという問題がある。 このため、型締装置における型締動作を精度の高いＡＣ
サーボモータにより行うことが考えられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、大型の
射出成形機の型締めをＡＣサーボモータのみを駆動させ
て行う場合には、そのサーボモータには、■型の開閉速
度として４０−５０ｍ／ｍｉｎ、■十分な型締力、■早
い型開閉動作の立ち上がり、などの種々の特性が要求さ
れる。これらの要求特性を満足するためには、サーボモ
ータとしての定格がきわめて大きく、かつ性能のすぐれ
たものが必要である。そして、このようなサーボモータ
は高価であるため、射出成形機の価格の上昇を招くとい
う問題がある。特に、高速動作中に一旦停止を行わせる
必要のある場合などにおいては適切な手段がなかった。 また、正確な型締の制御においては、型締のために移動
する部材の位置を正確に認識し、正確な原点設定を行う
必要があるが、金型の多くは同一の射出成形機に用いる
ものであっても型の厚さが異なるのが普通であり、スケ
ールの原点設定は必ずしも容易ではないという問題もあ
る。

【０００４】そこで、本発明の目的は必要な型締特性を
有しながら高精度で低コストの型締装置の制御方法を提
供することである。

【０００５】本発明の他の目的は型締め制御のためのス
ケール位置の原点設定を容易かつ正確に設定することの
できる原点設定方法を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、可動基
体を押圧駆動する油圧駆動部と、前記可動基体に固定さ
れ、その回転により移動機構と可動盤を介して射出成形
に用いられる型を閉じるべく移動させるサーボモータと
、前記可動基体の位置を検出する位置スケールとを備え
て、高速移動を前記油圧駆動部により、型締直前の低速
移動および型締時の圧力上昇を前記サーボータにより行
うようにした射出成形機の型締装置に対する制御方法で
あって、全ストロークに対する位置検出を前記位置スケ
ールで、前記可動基体と前記可動盤との相対位置を前記
サーボモータに付属したエンコーダでそれぞれ行い、前
記可動盤の閉じ限度を前記エンコーダの原点とし、あら
かじめ前記可動盤と前記可動基体とを所定距離だけ離し
ておき、前記可動盤の設定位置に対するずれを減少させ
るように前記サーボモータにより前記可動盤の位置を補
正するように制御することを特徴とする。

【０００７】また、本発明によれば、可動基体を押圧駆
動する油圧駆動部と、前記可動基体に固定され、その回
転により移動機構と可動盤を介して射出成形に用いられ
る型を閉じるべく移動させるサーボモータと、前記可動
基体の位置を検出する位置スケールとを備えて、高速移
動を前記油圧駆動部により、型締直前の低速移動および
型締時の圧力上昇を前記サーボータにより行うようにし
た射出成形機の型締装置の制御のための位置スケールの
原点設定方法であって、前記可動盤と前記可動基体とを
密着させた状態で前記可動基体を前記位置スケールの値
が変化しなくなるまで前進させる過程と、前記位置スケ
ールの値が変化しなくなった状態で前記油圧駆動部を固
定し、前記サーボモータを駆動して前記可動盤を前進さ
せて昇圧を行う過程と、型締め圧力が設定値に達したと
きのサーボモータのエンコーダ値を求める過程と、前記
位置スケールの最終値と前記型締め圧力が設定値に達し
たときのサーボモータのエンコーダ値との差を前記位置
スケールの原点として設定する過程とを備えたことを特
徴とする。

【０００８】

【作用】本発明にかかる型締装置では油圧駆動部である
型締ラムとＡＣサーボモータをともに設け、ＡＣサーボ
モータでは低速速度制御および圧力制御が行われる。全
ストロークに対する位置検出は可動基体に取り付けられ
た位置スケールで行われ、可動基体と可動盤間の相対位
置は閉じ限度を原点としたＡＣサーボモータのエンコー
ダ信号により検出される。あらかじめ可動盤と可動基体
とを所定距離だけ離して、すなわちマイナスの値として
おき、指令値とのずれを減少させるようにＡＣサーボモ
ータのエンコーダ信号を用いて可動盤の位置が制御され
る。これにより任意の短い距離での高精度の位置制御が
可能となる。

【０００９】また、可動盤と可動基体とを閉じた上で型
に対して密着させたときの位置スケール値と、可動盤を
駆動して設定値まで圧力値が上昇したときのサーボモー
タのエンコーダ値との差を位置スケールの原点とするこ
とにより、容易に位置スケールの原点を設定することが
可能となる。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は本発明が適用される射出成形機の型締機構
を示す部分断面図である。この型締機構はタイバー１１
と称される摺動軸を有している。摺動軸には可動盤ベー
ス１２および主可動盤１３がそれらに設けられた貫通孔
１２ａ、１３ａにより係合しており、タイバー１１に対
して摺動自在となっている。可動盤ベース１２は連結部
材１５により型締ラム１４と連結されている。この型締
ラムの速度制御は制御装置（図示せず）により行われる
。

【００１１】可動盤ベース１２の中心部にはベアリング
１６およびこのベアリングと係合するフランジ部を有す
る略円筒状をなす回転部材１７が配設されており、これ
らはボルト２０により可動盤ベース１２に固定された蓋
体１９およびその内面に接して設けられたベアリング押
さえ１８により、回転部材１７が自由に回転可能なよう
に保持されている。蓋体１９のベアリング押さえ１８と
接する面には凹部が形成され、そこにロードセル等の圧
力センサ２１が取付けられており、その出力は制御装置
（図示せず）に圧力制御のためのフィードバック情報と
して与えられている。回転部材１７の中心部に設けられ
た貫通孔内部にはねじが切られており、また、回転部材
１７の型締めラム側端面には第１の歯車２２がボルト２
３で固着されている。

【００１２】一方、可動盤ベースの下面にはＡＣサーボ
モータ２６が固着されており、このＡＣサーボモータ２
６の回転軸にはピニオン２５が取り付けられ、このピニ
オン２５と第１の歯車２２との間には両者に係合する第
２の歯車２４が設けられている。これらの歯車２２，２
４，２５はその中心軸が同一直線上に存在するように、
アーム（図示せず）に回転自在に取付けられている。な
お、ここで用いられているＡＣサーボモータはすべてを
ＡＣサーボモータで駆動する場合に比べ、１／６〜１／
２の定格のもので十分である。このＡＣサーボモータは
回転を検出するエンコーダを内蔵しており、その出力は
制御装置（図示せず）に与えられ、それにより速度制御
、トルク制御が行われるようになっている。主可動盤１
３の中心部には表面にねじが切られた軸体２７が固着さ
れており、このねじは前述した回転部材１７の貫通孔に
設けられたねじと共にボールねじを形成している。また
、可動盤ベース１２にはその位置検出のためのスケール
３０が併設されている。

【００１３】このような構造を採用することにより、Ａ
Ｃサーボモータ２６を駆動すると、ピニオン２５、第２
の歯車２４、第１の歯車２２の順で回転し、回転部材１
７は軸体２７の回りで回転することになる。この結果、
主可動盤１３は可動盤ベース１２に対して相対的に移動
される。なお、主可動盤１３は型（図示せず）の一部に
連結されており、主可動盤１３が移動することにより、
型の開閉が行われ、また、主可動盤１３に力が加わるこ
とにより、型に圧力が加えられることになる。

【００１４】以上の構造をもつ型締め装置を制御するた
めに、可動盤ベース１２の位置はスケール３０により検
出され、主可動盤１３の可動盤ベース１２に対する相対
位置はＡＣサーボモータ２６のエンコーダ信号により検
出される。スケール３０は、型締めラムの駆動前の原点
をスケール値０とし、図１における右方向へ全ストロー
クに対する位置検出値としてスケール値Ｓｃをとったも
のである。また、主可動盤１３の座標は、可動盤ベース
１２と主可動盤１３を密着させた閉じ限度にしたときに
エンコーダ出力を原点０とし、主可動盤１３から可動盤
ベース１２が開く方向に負のスケール値Ｓｘをとるよう
にしたものである。すなわち、このスケール値Ｓｘは主
可動盤１３と可動盤ベース１２との相対位置を表わすも
のである。

【００１５】このような構成における制御動作について
図２を参照して説明する。型締め開始時には、予め可動
盤ベース１２と主可動盤１３を５ｍｍほど開いておく（
ステップＳ１０１）。したがって、Ｓｘ＝−５ｍｍであ
る。この状態で可動盤ベース１２を設定値Ｓｕに一致さ
せるように型締ラムを駆動する（ステップＳ１０２）。 このとき、設定値に対してスケール３０で得られた値Ｓ
ｃがδのずれを有していたときには（ステップＳ１０３
）、ＡＣサーボモータ２６を駆動させて、このずれを減
少させるようにする（ステップＳ１０４）。すなわち、
Ｓｕ＝Ｓｃ＋Ｓｘ　　となるようにＳｘを制御する。こ
のようにすることにより、位置制御がＡＣサーボモータ
による高精度のローカル位置制御で行われることになる
。このような位置制御は高速動作中に停止を行うような
場合等に特に有効である。

【００１６】次に、この型締装置における型締ラムおよ
びＡＣサーボモータの制御関係を説明する。まず型締時
には、図３に示すように、型締ラム１４およびブースト
を油圧により速度制御することにより、可動盤ベース１
２および主可動盤１３をＬＳ２Ａの位置まで移動させる
。この位置は型締の際の前進限の少し手前の位置である
。

【００１７】この位置で可動盤ベース１２は固定され、
直ちにＡＣサーボモータ２６が回転駆動される。これに
より、歯車機構２２，２４，２５とボールねじ機構１７
，２２により、主可動盤１３が前進限ＬＳ２の位置まで
速度制御されながら移動される。また、主可動盤１３が
ＬＳ２Ａの位置を過ぎた後、ＡＣサーボモータのエンコ
ーダにより検出された位置変化が予め定めた値よりも小
さい、すなわち、前進しない状態となり、かつ図５に示
すようにロードセル２１による圧力検出値が上昇して所
定の切換え圧力値に達したときには、主可動盤１３が前
進限位置ＬＳ２に達したことを確認した上で、圧力制御
に切換える切換信号を発生させて昇圧動作を行う。この
圧力制御はロードセル２１の検出出力をフィードバック
することで行う。

【００１８】これに対し、型開放時には、図５における
圧力曲線を逆にたどるように、ＡＣサーボモータ２６を
ロードセル２１の検出出力を用いてフィードバック制御
することにより圧力を低下させ、ＬＳ２近傍で圧力の十
分な低下が確認された後、ＡＣサーボモータ２６による
速度制御に移行する。この結果、前進限から十分離れた
位置である高速型開放開始位置であるＬＳ３Ａに主可動
盤１３が達した後、型締ラム１４およびブーストを油圧
により速度制御することにより高速で開放させる。この
ような制御を行うことにより、油圧による高速高圧の移
動およびＡＣサーボモータによる高精度の型締が可能と
なる。

【００１９】以上の制御においては、可動盤ベース１２
と主可動盤１３を密着させた閉じ限度にしたときに原点
０とし、かつこの位置は金型の前進限位置でもあること
から、この原点設定がきわめて重要となる。金型の多く
は同一の射出成形機に用いるものであっても型の厚さが
異なるのが普通であり、スケールの原点設定は必ずしも
容易ではない。

【００２０】このため、次のような原点設定を行うよう
にしている。この原点設定は制御装置内のメモリに格納
された図６に示すフローにしたがって行われる。図６に
よれば、金型取付モードであるときにまずプリセットス
イッチを押すと（ステップＳ２０１）、主型締装置であ
るＡＣサーボモータを駆動することにより、主可動盤と
可動盤ベースとを密着させて閉じ（ステップＳ２０２）
、閉じ限まで達したことを確認する。次に主型締装置で
ある型締ラムにより低速、低圧で可動盤ベースを型に対
して前進させる（ステップＳ２０３）。このときの位置
スケール値Ｓｃを読取っておき（ステップＳ２０４）、
この読取り値に変化があるかどうかを調べ（ステップＳ
２０５）、変化がある場合はまだ型に接触していない状
態なのでステップＳ２０３にもどって可動盤ベースの移
動を続行し、読取り値に変化がなくなったときには完全
な閉じ限度に達したとして主型締装置をロックする（ス
テップＳ２０６）。次に、ＡＣサーボモータを駆動させ
、主可動盤を前進させて昇圧動作を行う（ステップＳ２
０７）。昇圧された圧力は圧力センサを読取ることによ
り得られ（ステップＳ２０８）、この時の圧力の増分は
ΔＰで表わされる。読取られた圧力値が設定値と等しい
かどうか比較され（ステップＳ２０９）、設定値に達し
ていないときにはステップＳ２０７にもどってさらに昇
圧が行われ、設定値に達したときにはＡＣサーボモータ
側のエンコーダで位置Ｓｘを読取る（ステップＳ２１０
）。このようにして求められたＳｃとＳｘから（Ｓｃ−
Ｓｘ）をスケールの原点としてセットする（ステップＳ
２１１）ことにより原点プリセットが終了する。このよ
うな手順を経ることによりローカルの原点セットを容易
に行うことができ、可動盤ベースとの相対位置を常に認
識することが可能となる。

【００２１】以上の実施例においては、歯車機構とボー
ルねじにより主可動盤の移動および圧力付加が行われる
ようになっているが、これに限ることなく、サーボモー
タの駆動により主可動盤の移動および圧力付加が行われ
るものであれば、どのような態様であってもよい。

【００２２】また、型締時のサーボモータによる速度制
御から圧力制御への切換えは、実施例においては位置と
圧力の双方の条件を満足したことにより行っているが、
いずれか一方の条件のみで切換えるようにしても良い。

【００２３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、全ストロ
ークに対する位置検出を位置スケールで、可動基体と可
動盤との相対位置を前記ＡＣサーボモータに付属したエ
ンコーダでそれぞれ行うようにしているため、位置決め
特性が向上し、油圧による高速高圧の移動およびサーボ
モータによる高精度の良好な型締め特性を得ることが可
能となる。

【００２４】また、本発明によれば、簡単な手順で位置
スケールの原点を確実に設定できるため、位置決め特性
がさらに向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に使用される射出成形機の型締装置の構
成を示す部分断面図。

【図２】本発明にかかる制御方法を示すフローチャート
。

【図３】本発明にかかる方法を適用した、速度制御と圧
力制御の切換え点近傍の制御の様子を示すグラフ。

【図４】本発明にかかる方法を適用した、型開放時の速
度制御の様子を示すグラフ。

【図５】圧力検出値が所定圧力値に達したときに、圧力
制御に切換える様子を示すグラフ。

【図６】本発明にかかる位置スケールの原点設定方補方
法を示すフローチャート。

【符号の説明】

１１　　タイバー １２　　可動盤ベース １３　　主可動盤 １４　　型締ラム １６　　ベアリング １７　　回転部材 ２１　　圧力センサ ２２　　第１の歯車 ２４　　第２の歯車 ２５　　ピニオン ２６　　ＡＣサーボモータ ２７　　軸体 ３０　　スケール

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】可動基体を押圧駆動する油圧駆動部と、前
   記可動基体に固定され、その回転により移動機構と可動
   盤を介して射出成形に用いられる型を閉じるべく移動さ
   せるサーボモータと、前記可動基体の位置を検出する位
   置スケールとを備えて、高速移動を前記油圧駆動部によ
   り、型締直前の低速移動および型締時の圧力上昇を前記
   サーボータにより行うようにした射出成形機の型締装置
   に対する制御方法であって、全ストロークに対する位置
   検出を前記位置スケールで、前記可動基体と前記可動盤
   との相対位置を前記サーボモータに付属したエンコーダ
   でそれぞれ行い、前記可動盤の閉じ限度を前記エンコー
   ダの原点とし、あらかじめ前記可動盤と前記可動基体と
   を所定距離だけ離しておき、前記可動盤の設定位置に対
   するずれを減少させるように前記サーボモータにより前
   記可動盤の位置を補正するように制御することを特徴と
   する射出成形機の型締装置の制御方法。
2. 【請求項２】可動基体を押圧駆動する油圧駆動部と、前
   記可動基体に固定され、その回転により移動機構と可動
   盤を介して射出成形に用いられる型を閉じるべく移動さ
   せるサーボモータと、前記可動基体の位置を検出する位
   置スケールとを備えて、高速移動を前記油圧駆動部によ
   り、型締直前の低速移動および型締時の圧力上昇を前記
   サーボータにより行うようにした射出成形機の型締装置
   の制御のための位置スケールの原点設定方法であって、
   前記可動盤と前記可動基体とを密着させた状態で前記可
   動基体を前記位置スケールの値が変化しなくなるまで前
   進させる過程と、前記位置スケールの値が変化しなくな
   った状態で前記油圧駆動部を固定し、前記サーボモータ
   を駆動して前記可動盤を前進させて昇圧を行う過程と、
   型締め圧力が設定値に達したときのサーボモータのエン
   コーダ値を求める過程と、前記位置スケールの最終値と
   前記型締め圧力が設定値に達したときのサーボモータの
   エンコーダ値との差を前記位置スケールの原点として設
   定する過程とを備えた位置スケールの原点設定方法。