JPH0486208A - トグル式型締装置の型締異常検出方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は射出成形機のトグル式型締装置の型締異常検
出方法に関するものである。

［従来技術］ トグル式型締装置には、その機構の特性から型締力の検
出が’ＡＩ；　Ｌ　＜　、−船釣には、型締時における
タイバーの伸びが型締力に比例することから、型締時に
ｌ・グルが伸びきった時にタイバーを伸ばす量が設定し
た型締力になるように、型取付は時に調整を行ったのち
、型締力の測定をしないでそのまま成形作業を行ってい
る。

このような場合、金型の温度が変化すると型厚の変化と
なり、型締力が変動する。また型締力が機械の定格型締
力より大きい場合には、機械に過負荷がかかって機器の
損傷を招く虞れかあり、型締力が設定値より小さい場合
には、金型が開いて成形品にパリが発生し、時には金型
を損傷する虞れもある。

また金型が開くきっかけによって溶湯の噴出が大となり
、金型がさらに開いて、型締力が小さい場合であっても
タイバーに過負荷がかかり、損傷を招く虞れもある。

このようなことから、常に型締力が正常であることが大
切であって、設定値と異なったら修正することが必要で
ある。そこで従来技術としては、特許公昭！５９−４９
９０３号公報に記載されたものが知られている。この刊
行物に記載された従来技術は、トグル式型締装置の型締
シリンダのピストンロッドに残ストローク検出装置を設
け、可動金型が固定金型に接触した時点を検出する金型
接触検知装置を設けることにより、タイバーの伸びの予
測をすることによって、型締力が正常であるかどうかを
検出するものであった。

［発明が解決しようとする課題］ 上記刊行物に記載された金型接触検知装置の１つは、型
締シリンダの油圧圧力を監視し金型接触時に油圧圧力が
上昇したことを検出して金型接触を検知しているが、ト
グル機構の特性がら型締シリンダのストロークエンドに
近づくにしたがって、その力は拡大され増大していくの
で、金型接触時の型締シリンダの油圧圧力の監視設定値
を決めるには試行する必要があり、操作性の悪いもので
あった。また速度あるいは油温の影響もあって安定性に
欠ける欠点もあった。

他の金型接触検知装置は、金型が接触した時に動作する
リミットスイッチ等のスイッチであって、金型を変える
度に設定しなおさねばならず操作性がよくなかった。

そして、型締力が正常であるかとうかの判別は、型締動
作と同時に行っているので、その判別は瞬時にしないと
誤った判別結果となるの虞れがあり、また金型のバーテ
ング面に異物がはいった場合は、その検出はできても、
低圧型締等の特別な制御確認はされておらずに通常の型
締動作の中で上記の判別をしているので、大きな閉鎖力
で金型が締められ金型を破損する虞れがある。

また型締装置の駆動源にサーボモータを使用したトグル
式型締装置ては、サーボモータに位置あるいは速度指令
を与えて型締制御を行う場合に、高応答の制御を行うた
めに、速度指令の変化する加速あるいは減速の時には勿
論のこと、負荷変動があり実速度が少しでも指令値と異
なると指令通りに回転しようとして、サーボモータは瞬
間ではあるが電流が大きく変動するので、負荷の大きさ
の変化を電流で判別するのは難題であった。

この発明は」二記課題を解決するために考えられたもの
であって、その目的は、型締装置の駆動源をサーボモー
タとする場合であっても、常に確実に型締の異常を検出
することができる新たな方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的によるこの発明の特徴は、　サーボモータによ
る回転運動を直線運動に変えてトグル機構のクロスヘッ
ドに伝達し、そのトグル機構により可動盤の移動を行う
トグル式型締装置の」１記サーボモータに、出力トルク
の」二限値を制限するトルクリミット機能を備えた制御
装置と、該サーボモータの回転量からクロスヘッドの位
置を検出するセンサーとを設け、そのセンサーによりク
ロスヘッドの金型保護開始位置及び金型保護完了位置等
への到達を検出するとともに、その位置ごとにサーボモ
ータのトルク値を制御するようにし、クロスヘッドの金
型保護開始位置の検出より金型保護終了位置の検出まで
は、サーボモータを低圧型締トルク値に設定されたトル
クリミット指令によって低トルクに制御し、りロスヘッ
ド位置が一定時間内に金型保護開始位置に達しないとき
にはアラームを出力し、当該位置に達したときには上記
トルク値よりもやや大きく、金型を閉鎖さぜることので
きる大きさの金型閉鎖トルク値にトルクリミット指令を
変更して型締を行い、その変更時より一定時間の後のク
ロスヘッドの位置を検出し、その位置が設定された型締
力の許容範囲に対応した範囲内であるか否かを判別し、
範囲内である場合には金型閉鎖トルクリミット指令を解
除して型締工程を続行し、範囲外ではアラームを出力す
ることにある。

［作　用］ 上記方法では、クロスヘッド位置が金型保護開始位置に
くると、低トルクで上記可動盤が移動し、クロスヘッド
位置が金型保護終了位置に達ししたことが確認されると
、金型閉鎖トルク値にトルクリミット指令を変更して型
締工程が続行されその変更時より一定時間の後のクロス
ヘッドの位置が検出される。

また異物検出工程終了後は、所定の金型閉鎖トルク値に
トルクリミット指令を変更して型締が行われ、クロスヘ
ッドを低速度で更に前進させる。

クロスヘッドは金型閉鎖時点以」二に前進することはな
いので、金型閉鎖トルク値にトルクリミット指令を変更
した時より一定時間経過した時のクロスヘッド位置によ
りな金型閉鎖位置の検出が行われる。この検出はサーボ
モータの回転量を監視しているセンサーよって行われ、
場合によっては、設定型締力に応じたタイバーの伸びの
値から、型締正常時の金型閉鎖時点のトグルの力の拡大
率を演算し、その拡大率に反比例させた値に金型閉鎖ト
ルク値の設定をかけ、金型閉鎖検出時点の金型閉鎖力が
常時はぼ一定の値となすことにより、更に正確な金型閉
鎖時点のクロスヘッドの位置検出を行う。

更にまたトルクリミット機能を用いて低圧型締による金
型保護工程を行った後に、トルクリミット機能を利用し
て低圧で金型を更に前進をさせながら金型閉鎖位置の検
出を行い、その時のクロスヘッド位置の検出値から型締
力が正常であるかどうかを判別する。

［実施例］ 図中１は受圧盤、２は固定盤で、両盤は四隅部にわたり
設けたタイバー３，３により連結しである。

４はタイバー３，３に挿通して受圧盤１と固定盤２との
間に設けた可動盤で、受圧盤１にトグル機構５をもって
連結しである。このトグル機構５の中央のクロスヘッド
６には、ボールナツト７が内装してあり、また受圧盤１
にはボールねじ軸８が回動自在に取付けである。

このボールねじ軸８と上記ポールナツト７は互いに螺合
し、定位置のボールねじ軸８の回転運動が、ポールナツ
ト７により直線運動に変換され、クロスヘッド６の移動
によるリンク５ａ、５ａの伸縮で、可動盤４が上記固定
盤２に対し進退移動し、固定盤２と可動盤４との対向側
面に取付けた金型９を開閉及び型締する構成よりなる。

このリンク機構５の駆動は、受圧盤側に取付けたサーボ
モータ１０により行われる。このサーボ−〇− モータ１０と上記ボールねじ軸８とは駆動ベルト１１を
介して接続しており、またそのサーボモータ１０には、
制御装置１２と、」１記クロスヘッド６の位置をサーボ
モータの回転量から検出するセンサー１３（エンコーダ
）とが設けである。さらにセンサー１３と」１記制御装
置１２は中央コントローラ１４と接続している。

この中央コントローラ１４はマイクロコンピュタを備え
たデイスプレィとしてＣＲＴ装置付きの、射出成形機の
制御全体を司どる制御装置であって、制御プログラムが
記憶されたＲＯＭ、データの一時記憶や演算処理のため
のＲＡＭ、サーボモータを制御するための入出力装置を
備え、数値演算処理が可能なものである。

１５は型厚調整用ナツトで、スプロケットＩＣとともに
受圧盤側に位置する各タイバー３，３のねじ部３ａに螺
合しである。

成形開始に当たっての初期調整は、従来方法と同様に行
われる。型締力の設定は、灰受盤１側の各金型厚調整ナ
ツト１５をスプロケット１Ｇを介して同期的に他のモー
タ（図は省略）により回動し、それにより受圧盤１と一
緒にトグル機構５の位置を移動させることにより行う。

またサーボモータ１０の制御装置１２は、サーボモータ
１０の出力トルクの上限を制限するトルクリミット機能
を有し、中央コントローラ１４のトルクリミット指令に
よって、出方トルクの制御を行う。

次に方法について説明する。型締力が設定されると、型
締力に見合った位置に灰受盤１が調整される。中央コン
トローラ１４の演算機能によって、設定型締力の値から
、型締力が得られるタイバーの伸びの大きさをトグル機
構５のカの拡大率を考慮して、型締終了時のトグルが伸
びきった時のクロスヘッドの位置を基準にしたクロスヘ
ッド６のストローク値を算出しその値に型締力の許容値
に対応したクロスヘッド６のストローク値を加減算して
、金型閉鎖時点におけるクロスヘッド位置の許容範囲値
が自動設定される。

金型保護にっていの低圧型締工程の操作は、従来の方法
と同様に試行あるいは経験によって行い、金型保護開始
位置、低圧型締トルク’Ｊ　ミツト値、金型タッチ位置
、低圧型締監視タイマーの設定時間等が設定される。金
型閉鎖トルクリミット値はタイバー３，３を伸ばすこと
のできないサーボモータ１０の出力値であって、しかし
確実に金型９を閉鎖できる値に経験値を前もって設定す
る。

場合によっては、設定型締力に応じたタイバー３、３の
伸びの値（この値とトグルの拡大率がら型締正常時の金
型閉鎖時点のクロスヘッド６の位置が算出させる）から
、型締正常＋１ｒ７の金型閉鎖時点のトグルの力の拡大
率を演算しその拡大率に反比例させた値に金型閉鎖トル
ク値の設定をがえれば、金型閉鎖検出時点の金型閉鎖力
が常時はぼ一定の値となることによって、−段と正確な
金型閉鎖時点のクロスヘッド６の位置の検出ができ、よ
り正確な型締力の測定が可能となる。

また金型閉鎖ｉｌＳ点を低圧型締終了位置（金型タッチ
位置、金型保護が目的であるので、型締力は小さく、金
型は完全には閉鎖してないのが一般的であり、したがっ
て、タイバー３，３が伸ばされる直前の金型閉鎖状態の
時の位置とは異なる）からの時間によって検出するが、
その金型閉鎖検出タイマーの設定時間は経験値によって
設定する。

その時のクロスヘッド６の速度が遅くなっているので固
定時間でよい。

型締の準備ができて、サーボモータ１０が駆動して型締
動作か開始すると、中央コントローラ１４はサーボモー
タ１０のセンサー１３からの信号によって常時クロスヘ
ッド６の位置の検出を行い、型締制御がなされてクロス
ヘッド６の位置が金型保護開始設定位置に達したか否か
を判断し、工すると低圧型締監視タイヤ−をスタートさ
せ、低圧型締トルクリミット指令を出力する。サーボモ
ータ１０は低圧型締トルクリミット値で駆動され、クロ
スヘッド６、可動盤４、そして金型９は弱い力で移動す
る。

上記低圧型締監視タイマーがタイムアツプしたか、クロ
スヘッド位置は金型閉鎖位置にきたがを判断し、金型タ
ッチ位置（金型保護終了位置）にくると低圧型締トルク
リミットを解除し金型閉鎖トルクリミット指令を出力す
るとともに、金型閉鎖検出タイマーをスタートさせる。

その結果、→ノーーボモータ１０は金型閉鎖トルクリミ
ット設定値で駆動され、金型９は低圧型締力よりは大き
いがタイバー３，３を伸ばすには弱い力で移動されるこ
とになる。

しかし、金型タッチ位置に金型が達する前に低圧型締監
視タイマーがタイムアツプすると、アラーム信号を発生
させ、金型間に異物があることを表示する。金型タッチ
位置にクロスヘッド位置が達したときにスタートした金
型閉鎖検出タイマーが、タイムアツプした時点のクロス
ヘッド６の位置を読み取り、その検出された位置が前辺
て設定された許容値であるか否を判断し、許容値であれ
ば、金型閉鎖トルクリミット指令を解除し、型締工程を
続行させてクロスヘッドを更に前進させ、トグル３，３
を伸長して型締を行い、その後に型締工程を終了する。

またクロスヘッド位置が許容範囲位置以外であった場合
には、アラームを出力し、型締異常を表ボさせる。

第２図は」１記経過をフローチャートとじてに表したも
のである。

なお、型締力修正のための上記クロスヘッド前進限位置
を設定変更するにあたり、その修正量が許容値以内の時
には、修正せずに前回の値のままとするか、あるいは前
辺て設定された修正許容範囲値外の時には、アラームを
出力させる等の操作を加えればさらによくなる。

［発明の効果］ この発明は上述のように、型締の異常を検出してなるこ
とから下記のごとき効果を奏する。

金型保護工程におけるトルク値よりやや大きなトルクで
型締をして金型閉鎖時点のクロスヘッドの位置を検出す
る工程の前に、低圧型締による異物検出工程をもち、金
型が正常であることを確認しているので、異物によ金型
の破損の虞はない。

異物検出二［程終了後、金型閉鎖トルク値にトルクリミ
ット指令を変更して型締させるので、クロスヘッドは低
速度で更に前進し、その力のバランスした位置以」二に
クロスヘッドは前進できないので、金型閉鎖トルク値に
トルクＩＪ　ミツト指令を変更した時より一定時間経過
した時のクロスヘッド位置を検出することによって、従
来方法よりも容易にそして正確な金型閉鎖位置の検出か
できる。

型締時におけるタイバーの伸びが型締力に比例するため
、その型締力を推定するにはタイバーの伸びを測定すれ
ばよく、金型が閉鎖された時点のクロスヘッドの位置を
検出すれば、型締終了時のクロスヘッドの位置は予め決
められているので、クロスヘッドの型締終了までの残ス
トロークカ検出でき、トグル機構の力の拡大率を考慮に
いれて演算するとタイバーの伸びが推測できて、型締力
を推測できる。よって金型閉鎖時点のクロスヘッド位置
の正確な検出ができて、型締終了時の型締力を予測する
ことができ、型締力が正常となるがどうかを型締終了前
に検出することができる。

トルクＩＪ　ミ’ｙ　＋−指令を低圧型締トルク値から
金型閉鎖トルク値に変更して型締を続行し、一定時間後
のクロスヘッドの位置を金型閉鎖位置として、センサー
により検出できるので、金型閉鎖位置検出用として、従
来例のようなリミットスイッチ等特別な装置は必要とせ
ずに、また操作性良く型締異常を検出することができる
。

場合によっては、設定型締力に応じたタイバーの伸びの
値（この値とトグルの拡大率から型締正常時の金型閉鎖
時点のクロスヘッドの位置が算出される）から、型締正
常時の金型閉鎖時点のトグルの力の拡大率を演算し、そ
の拡大率に反比例させた値に金型閉鎖トルク値の設定を
かえれば、金型閉鎖検出時点の金型閉鎖力が常時はぼ一
定の値となることによって、より正確な金型閉鎖時点の
クロスヘッドの位置の検出ができて、−層正確な型締力
の測定が可能となる。

トルクリミット機能を用いて低圧型締による金型保護工
程を行った後に、トルクリミット機能を利用して低圧で
金型を更に前進をさせながら金型閉鎖位置の検出を行い
、その時のクロスヘッド位置の検出値から型締力が正常
であるかどうかを判別しているので、金型保護がてき、
型締する前に型締力が正常であるかどうかを精度よく検
出できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の型締異常検出方法の説明図、第２図
はそのフローチャート図である。 １・・・・・・・・・受圧盤　　　　　２・・・・・・
・・・固定盤３・・・・・・・・・タイバー　　　　４
・・・・・・・・・可動盤５・・・・・・・・・トグル
機構 ６・・・・・・・・・クロスヘッド ７・・・・・・・・・ポールナツト ８・・・・・・・・・ボールねじ軸　　９・・・・・・
・・・金型Ｏ・・・・・・・・・サーボモータ　１１・
・・・・・・・・駆動ベルｉ・２・・・・・・・・・サ
ーボモータの制御装置３・・・・・・・・・クロスヘッ
ド位置検出用のセンサー４……・・・中央コントロール ５・・・・・・・・・型厚調整ナツト 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. サーボモータによる回転運動を直線運動に変えてトグル
   機構のクロスヘッドに伝達し、そのトグル機構により可
   動盤の移動を行うトグル式型締装置の上記サーボモータ
   に、出力トルクの上限値を制限するトルクリミット機能
   を備えた制御装置と、該サーボモータの回転量からクロ
   スヘッドの位置を検出するセンサーとを設け、そのセン
   サーによりクロスヘッドの金型保護開始位置及び金型保
   護完了位置等への到達を検出するとともに、その位置ご
   とにサーボモータのトルク値を制御するようにし、クロ
   スヘッドの金型保護開始位置の検出より金型保護終了位
   置の検出までは、サーボモータを低圧型締トルク値に設
   定されたトルクリミット指令によって低トルクに制御し
   、クロスヘッド位置が一定時間内に金型保護終了位置に
   達しないときにはアラームを出力し、当該位置に達した
   ときには上記トルク値よりもやや大きく、金型を閉鎖さ
   せることのできる大きさの金型閉鎖トルク値にトルクリ
   ミット指令を変更して型締を行い、その変更時より一定
   時間の後のクロスヘッドの位置を検出し、その位置が設
   定された型締力の許容範囲に対応した範囲内であるか否
   かを判別し、範囲内である場合には金型閉鎖トルクリミ
   ット指令を解除して型締工程を続行し、範囲外ではアラ
   ームを出力することを特徴とするトグル式型締装置の型
   締異常検出方法。