JPH0486236A - 金型予備温調装置 - 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 本発明は、射出成形機で使用する金型を予め加熱保温し
ておく金型予備温調装置に関する。

従来の技術 複数の金型を保管する金型ストッカは従来から公知であ
る。

発明が解決しようとする課題 射出成形を開始する場合、射出成形機に装着された金型
を設定温度に保持しなければならず、使用する金型を射
出成形機に装着して、射出成形動作を開始しようとして
も、装着された金型が設定温度に達するまで、成形動作
を開始することができない。特に複数品種の成形品を少
量成形するような場合、金型の交換を頻繁に行わねばな
らず、金型を交換するごとに、射出成形機に装着した金
型が設定温度に達するまで、射出成形動作を停止。

待機することは、作業効率上効率的ではない。

そこで、本発明の目的は、金型ストッカに保管中の金型
を加熱して予備温調する金型予備温調装置を提供するこ
とにある。

課題を解決するための手段 本発明は、複数の金型を夫々収納する収納室を設けた金
型ストッカの各収納室を断熱構造で構成し、各収納室を
加熱するヒータと各収納室の温度を検出する温度センサ
を夫々設け、上記各温度センサで各収納室温度を検出し
設定温度になるように制御装置で、上記各ヒータをオン
／オフ制御するようにした。

特に、上記制御装置を、射出成形機のシリンダの温度を
制御する制御装置で構成し、シリンダの温度制御と共に
金型ストッカの各収納室の温度も制御するようにするこ
とで、効率的な金型予備温調装置を得るようにした。

作　　用 上記制御装置は、各収納室の温度センサで検出される温
度と、夫々の収納室に設定されている設定温度を比較し
、検出温度が設定温度になるように各収納室の上記ヒー
タをオン／オフ制御し、各収納室内の金型を設定温度に
予備温調する。特に、射出成形機には、ノズルやシリン
ダの各加熱帯の温度を制御する制御装置を有しているの
で、この制御装置を上記金型ストッカの各収納室の温度
制御にも利用する。

実施例 第１図は、本発明の一実施例の要部ブロック図である。

１は加熱シリンダ、２はスクリュであり、該加熱シリン
ダ１は複数の加熱帯Ｎ（第１図に示す例ではＮ＝４）に
分けられ、各加熱帯にはバンドヒータＢＨＩ〜Ｂ　Ｈ４
が装着され、各バンドヒータＢＨ１〜ＢＨ４は開閉器Ｓ
ＷＩ〜ＳＷ４を介して電源５に接続され、加熱シリンダ
１を加熱するようになっている。また、各加熱帯には温
度センサＳ１〜Ｓ４が配設され、各加熱帯の温度を検出
するようになっており、各温度センサＳ１〜Ｓ４は温度
変換器４の入力端子Ｐ１〜Ｐ４に夫々接続されている。

符号３は金型を保管する金型ストッカであり、複数の金
型収納室を有している。本実施例においては、９個の収
納室Ｒ１〜Ｒ９を有している。各収納室Ｒ１〜Ｒ９は断
熱材（図示せず）で区切られ、収納室間の熱伝導を防［
Ｉ−、シている。また、各収納室Ｒ１〜Ｒ９には夫々の
収納室を加熱保温するヒータ５ＨＩ−〜ＳＨ９が設けら
れ、かつ、各収納室Ｒ１〜Ｒ９の温度を検出する温度セ
ンサＳＳ１〜ＳＳ９が配設されている。そして、ヒータ
５Ｉ１１〜Ｓ　Ｈ９は開閉器ＳＷ５〜５Ｗｉ３を介して
電源５に夫々接続され、温度センサＳＳ１〜ＳＳ９は温
度変換器４の入力端子Ｐ５〜Ｐ　ｉ　３に夫々接続され
ている。

温度変換器４は、射出成形機を制御する制御装置の数値
制御装置（ＮＣ装置）の出力回路から出力される選択信
号に応じて、端子Ｐ１〜Ｉ〕１３に入力される各温度セ
ンサＳ１〜Ｓ４及びＳＳ１〜ＳＳ９て検出される温度を
ディジタル信号変換して、ＮＣ装置の入力回路に出力し
ている。

各開閉器ＳＷｉ〜ＳＷ１．３はＮＣ装置の出力回路に接
続され、該出力回路を介して出力される信号によってオ
ン／オフ制御がされるようになっている。

符号１０は制御装置としてのＮＣ装置のブロック図であ
る。

ＮＣ装置１０はＮＣ用のマイクロプロセッサ（以下、Ｃ
ＰＵという）１１とプログラマブルマシンコントローラ
（以下、ＰＭＣという）用のＣＰＵ１２を有しており、
ＰＭＣ用ＣＰ　Ｕ　］、　２には射出成形機のシーケン
ス動作を制御するシーケンスプログラム等を記憶したＲ
ＯＭ１８とデータの一時記憶に用いられるＲＡＭ１９が
接続されている。

ＮＣ用ＣＰ　Ｕ　１．１には射出成形機を全体的に制御
する管理プログラムを記憶したＲＯＭ１４および射出用
、型締用、スクリュー回転用、エジェクタ用等の各軸の
サーボモータを駆動制御するサーボ回路１７がサーボイ
ンターフェイス１６を介して接続されている。また、２
０はバブルメモリやＣＭＯＳメモリで構成される不揮発
性の共有ＲＡＭで、射出成形機の各動作を制御するＮＣ
プログラム等を記憶するメモリ部と各種設定値、パラメ
ータ、マクロ変数を記憶する設定メモリ部とを有してい
る。

１３はパスアービタコントローラ（以下・、ＢＡＣとい
う）で、該ＢＡＣ１３にはＮＣ用ＣＰＵＩ１及びＰＭＣ
用ＣＩ）Ｕｌ−２，共有ＲＡＭ２０．入力回路２１．出
力回路２２の各バスが接続され、該ＢＡＣ１３によって
使用するバスを制御するようになっている。また、２４
はオペレータパネルコントローラ２３を介してＢＡＣ１
３に接続されたＣＲＴ表示装置付手動データ入力装置（
以下、ＣＲＴ／ＭＤＩという）であり、ソフトキーやテ
ンキー等の各種操作キーを操作することにより様々な指
令及び設定データの入力ができるようになっている。な
お、１５はＮＣ用ＣＰＵ］ｉにバス接続されたＲＡＭで
データの一時記憶等に利用されるものである。

出力回路２２は、温度変換器４．開閉器ＳＷ１〜５Ｗｉ
３、金型温調器（図示せず）、その他各種アクチュエー
タに接続されている。

また、入力回路２１は、温度変換器４　金型温調装置、
その他各種センザに接続されている。

また、各サーボ回路１７には各軸のサーボモータに接続
されると共に、各サーボモータに設けられたサーボモー
タの回転位置等を検出するパルスコーダ等の位置検出器
が接続され、各サーボモータの速度、位置を制御するよ
うになっている。

以上のような構成において、ＮＣ装置１０は、共有ＲＡ
Ｍ２０に格納された射出成形機の各動作を制御するＮＣ
プログラム及び上記設定メモリ部に記憶された各種成形
条件等のパラメータやＲＯＭ１８に格納されているシー
ケンスプログラムにより、ＰＭＣ用ＣＰ　Ｕ　ｉ　２が
シーケンス制御を行いながら、ＮＣ用ＣＰ　Ｕ　１．１
が射出成形機の各軸のサーボ回路へサーボインターフェ
イス１６を介してパルス分配し、射出成形機を制御する
ものである。

射出成形動作、すなわち、計量、型締、射出。

保圧、冷却、方開き、エゼクト等の動作処理制御は従来
と同様な動作を行うもので、その動作説明は省略する。

そして、本発明の特徴とする温度制御について以下説明
する。

第２図は、金型ストッカ３に金型Ｍ］〜Ｍ９を収納した
時に各収納室Ｒ１〜Ｒ９に対して設定する予備設定温度
を記憶するテーブルの説明図で、このようなテーブルＴ
ｂが共有ＲＡＭ２０内に設けられている。

各金型Ｍ１〜Ｍ９を収納室Ｒ１〜Ｒ９に夫々収納する際
に、ＣＲＴ／ＭＤ　Ｉ　２４．操作して、ＣＲＴの画面
を温度設定モニタ画面に切替え、第２図に示すように収
納室番号（コード）に対応させて、夫々の収納室Ｒ１〜
Ｒ７に収納した金型の名称（中子コード）ＭＬ〜Ｍ９を
設定すると共に、該金型に対する予備加熱温度Ｔｓ５〜
Ｔ　ｓ　１−３を設定する。さらに、各ヒーター３９の
オン／オフ制御周期ｔ５〜ｔ　ｉ　３をも設定する。な
おオン／オフ制御周期は全て同一としてもよくこの場合
には、予め固定的に設定し、金型収納時に設定する必要
がないようにしてもよい。

このようにして各収納室Ｒ１−〜Ｒ９に対して収納した
金型Ｍ］〜Ｍ９のコードと予備加熱温度Ｔｓ５〜Ｔ　ｓ
　ｉ　３、さらにはオン／オフ制御周期ｔ５〜ｔ１−３
を設定して、共有ＲＡＭ２０に記憶させると、ＰＭＣ用
ＣＰ　Ｕ　］、　２はこのテーブルＴｂに記憶された予
備加熱温度Ｔｓ５〜Ｔ８１−３に基づいて各収納室Ｒ１
〜Ｒ９、すなわち、各金型Ｍ１〜Ｍ９予備温度制御を行
う。また、従来と同様に、各種成形条件を設定して、加
熱シリンダ１の各加熱帯の設定温度ＴＳＩ〜ＴＳ４、金
型設定温度Ｔｓｍを設定し共有ＲＡＭ２０に記憶させる
と、ＰＭＣ用ＣＰ　Ｕ　１−２は従来と同様に金型設定
温度を金型温調装置に出力回路２２を介して送出し、金
型温調装置はこの設定温度になるように金型内を循環す
る熱交換媒体の温度を自動制御する。

また、ＰＭＣ用ＣＰ　Ｕ　１２は第４図（ａ）。

（ｂ）にフローチャートで示す温度制御を所定周期毎繰
り返し実行する。なお、この温度制御処理周期は、加熱
帯のバンドヒータＢ　ｌ（１〜ＢＨ４、各収納室のヒー
タＳＨＩ〜Ｓ　Ｈ９をオン／オフ制御するオン／オフ周
期より十分短い周期である。

ＰＭＣ用ＣＰ　Ｕ　］、　２は、まず、指標ｉを１にセ
ットしくステップＳ］、００）、各加熱帯及び収納室ご
とに設けられているフラグＦ２−１−〜Ｆ２１３、Ｆｉ
ｌ〜Ｆ　１．−］−３のうち、指標ｉに対応するフラグ
Ｆ２ｉ、Ｆｌｉが１にセットされているか否か判断する
（ステップＳ１０］、、５ｉＯ２）。なお、これらフラ
グＦ１−１〜Ｆ　１．−１３Ｆ２−１〜Ｆ　２−１３は
初期設定で０にセットされている。フラグＦ２ｉ、ＴＪ
ｉが「１」でなければ、ＰＭＣ用ＣＰ　Ｕ　］、　２は
ＢΔＣ１３，出力回路２２を介して温度変換器４を切換
え、指標１て示される温度変換器４の端子ｉに人力され
る温度センサＳ１〜Ｓ４．ＳＳＩ〜ＳＳ９からの検出温
度を、入力回路２１に入力さぜるようにし、この温度セ
ンサからの検出温度Ｔａｉを読み取る（ステップ５ｉ０
３）。次に、端子ｉに対応するヒタ（ｉが１−〜４であ
ればバンドヒータＢ　Ｈ１〜ｌ３１−１４、ｉが５〜１
３てあれば収納室Ｒ１〜Ｒ９に対応するヒータＳ［］１
〜Ｓ　Ｉｉ　９　）を前回オンさせるときに当該端子ｉ
で検出されていた温度偏差を記憶するレジスタＥ１１の
値をレジスタＥＯｉに格納し、設定されている当該端子
に対する加熱帯もしくは収納室の設定温度ＴＳｉ（ｉが
１〜４であれば、加熱シリンダ１に対して設定されてい
る設定温度、ｉが５〜１３であれば収納室Ｒ１〜Ｒ９に
対して設定されている設定温度Ｔ　ｓ　５〜Ｔｓ１３）
からステップ５１０３で読み取った検出温度Ｔａｊを減
じて温度偏差を求めレジスタＥｌｉに格納する（ステッ
プ５１０４．Ｓ／１０５）。そして、温度偏差の積算値
を記憶するレジスタＥＳＩにレジスタＥｌｉに記憶する
温度偏差の値を加算する（ステップ８１．０６）。次に
、次の第１式で示す演算を行ってオン時間ｔ、　ｏ　ｎ
を算出する（ステップ５１０７゜ ｔｏｎ＝に１　・Ｅｌ　ｉ＋に２・Ｅｓｉ＋に３・　（
Ｅｌｉ−ＥＯｉ） ・・・（１） なお第１式において、Ｋｌ、に２．に３は温度制御にお
ける比例、積分、微分ゲインで、Ｅｌｉ、ＥＳｉ、ＥＯ
ｉは夫々のレジスタの値、ずなわち、現時点において検
出された温度偏差、温度偏差の積算値、前回検出された
温度偏差を意味する。

こうして求められたオン時間ｔｏｎが当該端子（ｉ）に
対応する加熱帯もしくは収納室Ｒ１〜Ｒ９に対して設定
され温度制御周期（オン／オフ周期）ｔｐｉ　　（ｉが
１〜４てあれば加熱帯に対してワークメモリ上に記憶さ
れている温度制御周期、ｌが５〜１３であればテーブル
′Ｉ″ｌ）に設定されている温度制御周期ｔｐ５〜ｔ　
Ｉ）　１．３が夫々対応する。）より大きいか否か判断
し、大きいときのみオン時間をこの温度制御周期（オン
／オフ周期）ｔｐｉに変える（ステップ５ｌ−０８，Ｓ
ｌ、０９）。

ずなわち、温度制御周期（オン／オフ周期）全期間をオ
ン時間とする。次に、温度制御周期（オン／オフ周期）
ｔｐｉからオン時間ｔｏｎを減じてオフ時間ｔｏｆｆを
求め（ステップ５ｌ−１，０）、タイマＴｌｉ、Ｔ２ｉ
に夫々オン時間ｔｏｎ、オフ時間ｔ　ｏ　ｆ　ｆを設定
する（ステップＳ　］１−１　。

Ｓ１１．２）。

そして、タイマＴ１１をスタートさせると共にＢＡＣｌ
、３．出力回路２２を介して開閉器ＳＷｉをオンにし指
標ｉに対応する加熱帯のバンドヒータＢＨｉ若しくは収
納室Ｒ１〜Ｒ９のヒータＳ　ｌ−１１〜Ｓ　Ｈ９を作動
させ、フラグＦ　１　ｉを１にセットする（ステップ５
ｉｊ３．Ｓｌ１４，５ｉｌ−５）。次にタイマＴｌｉが
タイムアツプしたか否か判断しくステップ８１１６）、
始めはタイムアツプしていないので、ステップ５１２２
に移行し、指標ｉを１インクリメントし、該指標ｉか加
熱帯及び収納室の制御数１３以下か否か判断しくステッ
プ５ｌ−２３）、１３以下であれは、ステップ５１０１
に戻りステップ８１０１以下の処理を繰り返す。

作動開始直後ではフラグＦ２−１〜Ｆ２−１．３゜Ｆｌ
−１〜Ｆ　１−１３は初期設定で０であるので、指標ｉ
が１３を越えるまでステップＳ　ｉ　Ｏ］〜５１１６、
　５１２２．Ｓｌ、２３の処理が繰り返し実施され、各
バンドヒータＢ　Ｈ１〜ＢＨ３、及び各収納室Ｒ１〜Ｒ
９に対するヒータＳＨＩ〜ＳＨ９は、算出されたオン時
間加熱シリンダ及び収納室Ｒ］〜Ｒ９内の金型Ｍ１〜Ｍ
９を加熱させることになる。

こうして、各バンドヒータＢＨＩ〜ＢＨ３，各ヒータＳ
　ｉ−１１〜ＳＨ９を作動開始させ、指標ｉかバンドヒ
ータ及び収納室の数１３を越えると、当該処理周期の処
理は終了する。

次の処理周期では、各フラグＦ　１．−１〜Ｆ１１３が
１にセットされていることから、ステップ５１００，５
ＩＯＩの処理をし、ステップ５１０２からステップ８１
１６に移行してタイマＴ　１　ｉがタイムアツプしたか
否か判断し、タイムアツプしてなければステップ５１２
２に移行し、指標ｊを１インクリメントし、該指標ｉが
１３以下であれはステップ１０１に戻り、指標ｊが１３
を越えるまでステップ５１０１，５ｉ０２．Ｓｉ１．６
゜Ｓｉ、２２．Ｓｉ、２３の処理を繰り返し、当該処理
周期の処理を終了する。

次の処理周期以降も、上述した処理を繰り返すが、ステ
ップ５１１６でタイマＴｒｉがタイムアツプしたことが
検出されると、ＢＡＣ１３，出力回路２２を介して、指
標ｉに対応する開閉器ＳＷｉをオフにしくステップ８１
１．７）、フラグＦ１１を０ＸＦ２ｉを１にセットする
（ステップ５１１８）そして、タイマＴ２ｉをスタート
させ、ステップ５１１２で設定されたオフ時間１：　ｏ
　ｆ　ｆのｎ］測を開始しくステップＳ１１．９）、該
タイ７Ｔ２１がタイムアツプしたか否か判断しくステッ
プ８１．２０）、タイムアツプしてなければ、ステップ
５１２２に移行し、指標１を１インクリメントし、指標
】カ月３を越えてなければ、ステップＳ］０１に戻り上
述した処理を繰り返す。

こうして、タイマＴ１１がタイムアツプしてオン時間が
経過したものは開閉器がオフとなりオフ時間の削測が開
始される。

そして、次の周期からはフラグＦ２ｉが１でオフ時間の
３１測を開始しているものは、ステップ５１０１からス
テップ３１．２０に移行し、タイマＴ２ｊがタイムアツ
プしたか否か判断され、また、オン時間中のものはステ
ップ５１０２からステップ８１１６に移行して上述した
処理が繰り返されることとなる。

また、ステップ５１２０てタイマＴ２ｉがタイムアツプ
したことが検出されると、フラグＦ　２　ｉを０にセッ
トする。このようにしてフラグＦ２ｉ。

Ｆｌｉが０となると、次の処理周期では、前述したステ
ップ８１０３以下の処理が実施されることとなる。

ＰＭＣ用ＣＰ　Ｕ　１．２は上述した処理を処理周期ご
と繰り返し、各開閉器ＳＷ１〜５ＷＩ−３をオン／オフ
し、各バンドヒータＢ　）Ｉ　］〜Ｂ　Ｔ（４、各ヒー
タＳ　Ｈ］〜Ｓ　Ｈ９によって夫々の加熱帯若しくは金
型１７を加熱し、夫々設定温度になるようにＰＴＤ（比
例、積分、微分）制御されることになる。

また、射出成形に対する温度条件を設定する時若しくは
温度をモニターする時に、温度条件設定及びモニター画
面にＣＲＴ装置を切替えると、ＰＭＣ用ＣＰ　Ｕ　１−
２はすでに共有ＲＡＭ２０に設定記憶されている設定金
型温度Ｔｓｒｎ、各加熱帯各段熱帯度Ｔｓｌ〜Ｔｓ４を
読み出し、第３図に示すようにＣＲＴ画面に金型、加熱
シリンダの図と共に表示すると共に、各収納室に収納さ
れている金型のコード（Ｍｌ〜Ｍ９）とその収納室に対
して設定されている設定予備温度Ｔｓ５〜Ｔ　ｓ　１３
を表示する。さらに、金型温調器で検出される金型温度
Ｔａｍ、及び、順次温度変換器４の端子（各加熱帯の温
度センサＳ１〜Ｓ４もしくは収納室Ｒ１〜Ｒ９に対応す
る温度センサＳＳＩ〜５Ｓ９）を指定し各温度センサで
検出される温度Ｔａ１〜Ｔａ１３を夫々設定温度に対応
させて、画面に表示する。そのため、金型温度の現在値
、各加熱帯の現在温度、金型ストッカ３の各金型Ｍ］〜
Ｍ９の現在温度をも同時にモニタすることができる。

なお、上記実施例では、加熱シリンダ１の温度制御と金
型ストッカ３の金型の温度制御を同時に制御するように
したが、金型ストッカ３の予備温調は、加熱シリンダの
ように精度高く温度制御する必要性が少ないので、金型
ストッカ３の金型Ｍ１〜Ｍ９の予備温調は加熱シリンダ
の温度制御とは別の周期で金型の予備温調のみを実施し
てもよい。この場合の制御は第４図（ａ）、　　（＋）
）の制御処理と同様で、処理周期が長くなる程度である
。

また、予備温調の設定温度Ｔｓ５〜］’　ｓ　−１３は
各金型の成形時の設定温度でも、この成形時の設定温度
とは異なる予備温調温度でもよい。予備温調温度と成形
時の設定温度とを同一としておけば、成形条件設定時に
、改めて金型温度を設定する必要はなく、金型コードを
設定するだけでその金型に対応する設定金型温度（予備
温調温度）が設定されるようにしてもよい。

また、上記実施例のように金型ストッカ３に収納したす
べての金型を予備設定温度に温度制御するのではなく、
金型の使用順序が決まっているものであれは、１つの収
納室のみヒータと温度センサより上述した温度制御行う
ようにして、次に使用する金型をこの温度制御可能な収
納室に収納し、成形条件を設定するときに、使用する金
型に対する各設定温度を設定すると共に、金型ストッカ
の上記温度制御可能の収納室に対して予備設定温度を設
定するようにしてもよい。この場合、金型ストッカの他
の収納室は、各収納室の温度をバイメタル等で検出し各
収納室ヒータをオン／オフさせるようにしてもよい。ま
た、他の収納室のバイメタルによる温度制御は一括して
行うようにし、」―記温度制御可能の収納室のみ断熱材
で囲み他の収納室は断熱構造とはしないようにする。

発明の効果 本発明は、金型ストッカに保管された金型を予め設定さ
れた予備設定温度に保温して保管しているので、金型交
換を行ったとき、短時間で成形動作を開始するための設
定温度に達することができ、成形作業を効率的に行うこ
とができる。特に、単時間内に金型交換を行って多品種
小川の成形品を成形する場合に適している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の要部ブロック図、第２図は同実施例に
おける金型ストッカにおける金型に対する予備設定温度
を記憶するテーブルの説明図、第３図は温度条件設定及
びモニター画面の説明図、第４図（ａ）、　　（ｂ）は
、温度制御のフローチャートである。 ］・・加熱シリンダ、２・・・スクリュー３金型ストツ
カ、４・・・温度変換器、５・・・電源、ＢＨＩ〜ＢＨ
４・・・バンドヒータ、 Ｓ　Ｈ］−〜Ｓ　Ｈ９ヒータ、 Ｓ１〜Ｓ４．ＳＳＩ〜ＳＳ９・・温度センサ、ＳＷＩ〜
５Ｗ１３・・・開閉器。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の金型を夫々収納する収納室を設け、各収納
   室は断熱構造で構成され、各収納室を加熱するヒータと
   各収納室の温度を検出する温度センサが夫々設けられた
   金型ストッカと、上記各温度センサで各収納室温度を検
   出し上記各ヒータをオン／オフ制御して各収納室の温度
   を設定温度に制御する制御装置を備えた金型予備温調装
   置。
2. （２）上記制御装置は、射出成形機のシリンダの温度を
   制御する制御装置で構成し、シリンダの温度制御と共に
   金型ストッカの各収納室の温度も制御する金型予備温調
   装置。