JPH0556249B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、可動プラテンをモータによつて駆動
し、型締を行う射出成形機における直圧式型締機
構における型締制御方式に関する。

従来の技術 射出成形機の型締機構には駆動源よりトグル機
構を介して金型を開閉、型締を行うトグル式型締
機構と、駆動源より直接金型を移動し金型の開
閉、型締を行う直圧式型締機構が公知である。

型締機構は金型を開閉させるときは大きな力を
必要としないが、金型が閉じ金型を締付けると
き、即ちロツクアツプ時には大きな力を必要とし
ている。そのため、型締機構の駆動源には大きな
型締力の出せる駆動源を必要とすると共に、１成
形品を製造するサイクルタイムを短くするために
金型を早い速度で開閉させることのできる駆動源
を必要とする。

トグル式型締機構においては、金型が開の状態
ではそのトグルリンクの特性によつて金型を早い
速度で移動させることができるが、金型が閉じた
状態においては、金型の移動速度は小さくなる代
りに大きな力を発生できるという射出成形機の型
締機構に適した特性を有している。

一方、直圧式の型締機構においては上述したト
グル式型締機構と異なり、金型の開、閉の状態に
合わせて、金型の移動の速度及び力を変えること
ができない。しかし、金型の厚みが変わつたと
き、トグル式型締機構では必要とする型厚調整を
直圧式型締機構では行う必要がないという利点を
有している。

発明が解決しようとする問題点 モータによつて直接金型の開閉及び型締を行わ
せる場合、必要とする型締力を出力でき、サイク
ルタイムを短くするために早い型閉じ動作及び型
開き動作をさせ得るモータを得ようとすると、モ
ータの容量が非常に大きくなり、非常に高価な型
締機構となつてしまう。

汎用のモータによつて必要とする型締力を得る
には、モータの出力を減速機構で減速して金型を
移動させることによつて大きな型締力を得ること
ができる。しかし、減速機を介して金型を移動さ
せることから、型閉じ動作及び型開き動作の速度
は遅くなりサイクルタイムを長くし射出成形機の
効率を悪くするという欠点が生じることとなる。

そこで、本発明の目的は、特別容量の大きい特
殊なモータを使用せずして、サーボモータと誘導
電動機が使用して、上記二律背反する問題点を改
善し、型閉じ動作、型開き動作の速度を早くする
ことができると共に、必要とする型締力をも出力
できる２つのモータで駆動される電動直圧型締制
御方式を提供することにある。

問題点を解決するための手段と作用 本発明は、回転運動を直線運動に変え一方の金
型が取付けられる可動プラテンを移動させる運動
変換手段の回転部材を伝動手段を介して駆動する
サーボモータと、上記回転部材を伝動手段、クラ
ツチ、減速機を介して駆動するブレーキ装置付誘
導電動機と、上記サーボモータ、誘導電動機、ク
ラツチ及びブレーキ装置を制御する数値制御装置
を設けて、型締時には、上記クラツチを切り、上
記サーボモータを駆動して設定された金型タツチ
位置までパルス分配し可動プラテンを移動させ、
金型タツチ後は、第１の発明においては、上記ク
ラツチを入れ、上記誘導電動機と上記サーボモー
タを同時に駆動し設定型締力位置まで可動プラテ
ンを移動させ、設定型締力位置まで上記サーボモ
ータへのパルス分配が完了し、該位置に可動プラ
テンが達すると上記ブレーキ装置を作動させて、
可動プラテンを該位置にロツクし型締力を保持す
るようにし、また、第２の発明においては、第１
の発明と同様に、金型タツチ位置まで上記サーボ
モータによつて駆動し、金型タツチ位置までのパ
ルス分配が終了すると、上記サーボモータの励磁
を解き、上記クラツチを入れて上記誘導電動機の
出力を上記減速機で減速した出力で上記回転部材
を駆動し可動プラテンを型締方向に移動させ上記
サーボモータに取付けられた絶対位置検出器によ
つて設定型締力位置が検出されると、上記ブレー
キ装置を作動させて、可動プラテン位置を該位置
にロツクすると共に、上記サーボモータのサーボ
回路内のエラーレジスタに溜つたエラー量をフロ
ーアツプしてゼロにする。

なお、型開き時には上記クラツチを切り、上記
サーボモータによつて型開き完了位置まで可動プ
ラテンを後退させる。

これにより、型閉じ、型開き時にはサーボモー
タにより高速で可動プラテンを移動させ、型締時
には誘導電動機の出力を減速機を介して増幅して
大きなトルクで金型を締付けるようにした。

実施例 第１図は本発明を実施する一実施例のブロツク
図で、１は可動プラテン、２は固定プラテン、３
はリアプラテンであり、固定プラテン２及びリア
プラテン３は射出成形機のベース（図示せず）に
固着され、両プラテン２，３間には４本のタイバ
ー４が固定されている。可動プラテン１は上記４
本のタイバー４が貫通し、該タイバー４に沿つて
図中左右に移動可能になつている。そして、可動
プラテン１、固定プラテン２には金型が各々固着
されるようになつている。また、可動プラテン１
の中心部にはナツト取付部材５が固着され、該ナ
ツト取付部材５にはボールネジ６と螺合するボー
ルナツト７が固着されている。上記ナツト取付部
材５は略円筒状で、中心部の孔内を上記ボールネ
ジ６が進出自在になつている。上記ボールネジ６
の軸８はリアプラテン３にスラスト及びラジアル
軸受けされ、他端にタイミング歯車９が固着され
ている。また、上記リアプラテン３または射出成
形機のベースには絶対位置検出器PC付きのサー
ボモータ１０が固着され、該サーボモータ１０の
モータ軸にはタイミング歯車１０が固着されてい
る。

射出成形機のベースにはブレーキ装置１３付き
の誘導電動機１２が固定され、該誘導電動機１２
のモータ軸は減速機１４の入力軸に連結され、さ
らに減速機１４の出力軸はクラツチ１５に入力さ
れ、クラツチ１５の出力軸はリアプラテン３で軸
受けされて、その先端にタイミング歯車１６が固
着されている。そして、上記タイミグ歯車９，１
１，１６間にはタイミングベルト１７が装架され
ている。SW１〜SW３は開閉器で、後述する数
値制御装置（以下、NC装置という）２０からの
指令でオン、オフし、電源１８からの誘導電動機
１２、ブレーキ装置１３、クラツチ１５への給電
をオン、オフさせるものである。

NC装置２０は、数値制御用マイクロプロセツ
サ（以下、NC用CPUという）２１と、プログラ
マブルマシンコントローラ用マイクロプロセツサ
（以下、PMC用CPUという）２２とを備えてい
る。NC用CPU２１には射出成形機の全体制御の
ための管理プログラムを記憶したROM２３、各
種演算結果等を一時的に記憶すRAM２４が接続
されると共に、射出用、スクリユ回転用、エジエ
クタ用等の各軸のサーボモータ及び前述の型締機
構のサーボモータ１０を駆動制御するためのサー
ボ回路（その内サーボモータ１０用のサーボ回路
のみを符号２５で示す）がサーボインタフエース
２６を介して接続されている。一方、PMC用
CPU２２には射出成形機のシーケンス制御用の
プログラム等を記憶したROM２７、演算結果等
を一時記憶するRAM２８が接続されている。さ
らに、両CPU２１，２２間に介在するバスアー
ビタコントローラ（以下、BACという）２９に
は、射出成形機の動作制御用のプログラム等を記
憶した不揮発性の共有RAM３０、入力回路３
１、出力回路３２およびオペレータパネルコント
ローラ（以下、OPCという）３３が接続され、
該OPC３３にはCRT表示装置付きの手入力操作
盤（以下、CRT／MDIという）３４が接続され
ている。そして、上記出力回路３２には、上記開
閉器SW１〜SW３が接続され、誘導電動機１２、
ブレーキ装置１３、クラツチ１５への給電を制御
するようになつている。

次に動作を説明する。第２図は第１の発明の一
実施例の動作処理フローチヤートで、まず、
CRT／MDI３４より型締動作にともなう型開き
完了位置、金型保護開始位置、金型タツチ位置、
型締力位置、型開き加速位置、型開き減速位置及
び各移動連結等をマクロ変数等で設定しておく。
そして、開閉で開始段階になるとPMC用CPU２
２は出力回路３２を介してスイツチSW３をオフ
にし、クラツチ１５を切る（ステツプS1）。一
方、NC用CPU２１はNCプログラムに従つてパ
ルス分配を行い、サーボインターフエイス２６、
サーボ回路２５を介してサーボモータ１０を型閉
じ方向へ駆動し、タイミング歯車１１，タイミン
グベルト１７、タイミング歯車９を介してボール
ネジ６を回転させ、該ボールネジ６に螺合するボ
ールナツトを前進（型閉じ方向）させ、ナツト取
付部材５を介して可動プラテンを前進させ（ステ
ツプS2）、設定された金型タツチ位置まで可動プ
ラテンが移動させ、金型タツチ位置までのパルス
分配が完了すると、NC用CPU２１は共有RAM
３０にパルス分配完了信号を書込む。PMC用
CPU２２はこのパルス分配完了信号を共有RAM
３０より読取ると、出力回路３２を介して、スイ
ツチSW３をオンにしクラツチ１５を入れる（ス
テツプ３）。次に、NC用CPU２１は設定型締力
位置、即ち、ロツクアツプ位置までのパルス分配
をサーボモータ１０へ開始し、PMC用CPU２２
は出力回路３２を介してスイツチSW１をオンに
し誘導電動機１８を駆動する（ステツプS4）。そ
の結果、誘導電動機１８の出力は減速機１４で減
速されて、そのトルクを増幅し、クラツチ１１を
介してタイミング歯車１６を駆動する。そのた
め、ボールネジ６の軸８に固着されたタイミング
歯車９は、誘導電動機１２で駆動されるタイミン
グ歯車１６とサーボモータ１０で駆動されるタイ
ミング歯車１１によつてタイミングベルト１１を
介して駆動され、大きなトルクでボールネジ６を
回転させることとなる。そのため、ボールナツト
７及び可動プラテン１は大きなトルクによつて金
型を締付けることとなる。ロツクアツプが完了
し、ロツクアツプ完了位置のインポジシヨン信号
（パルス分配完了信号よりわずかに早く出力され
る）がサーボ回路２５よりサーボンイターフエイ
ス２６を介して入力されるとNC用CPU２１は共
有RAM３０にロツクアツプ完了信号を書込み、
PMC用CPU２２は該信号を読取り、出力回路３
２を介してスイツチSW２をオンにしブレーキ装
置１３を作動させ、減速機１４、クラツチ１５、
タイミング歯車１６、タイミングベルト１７、タ
イミング歯車９、ボールネジ６、ボールナツト７
を介して可動プラテン１をロツクアツプ位置（設
定型締力位置）に保持する。またこのとき、
PMC用CPU２２は出力回路３２を介してスイツ
チSW１をオフにし誘導電動機１２の駆動を停止
させる。

かくして、型閉じ、型締動作は終了するが、そ
の後、溶融成形樹脂が金型内に射出され、冷却さ
れた後、型開きを行うときは、PMC用CPU２２
は、出力回路３２を介してスイツチSW２，SW
３をオフにして、ブレーキ装置１３の作動を停止
させ、かつクラツチ１５を切る。そして、NC用
CPU２１はNCプログラムに従つてサーボイター
フエイス２６、サーボ回路２５を介して、サーボ
モータ１０を駆動して、可動プラテン１を設定型
開き完了位置まで後退させることとなる。

以上の本実施例の動作であるが、型閉じ、型開
き時には可動プラテン１はサーボモータ１０によ
つて駆動され、位置及び速度の制御もサーボモー
タ１０を駆動制御するNC装置２０で制御され、
正確でかつ高速に型閉じ、型開き動作が行われ
る。一方、型締時には、サーボモータ１０の出力
トルクと誘導電動機１２の出力を減速機１４で減
速してトルク増幅して、可動プラテン１を大きな
トルクで駆動するから、大きな型締力が得られる
こととなる。

第３図は、第２の発明の一実施例の動作処理フ
ローチヤートで、該実施例と上記第１の発明の実
施例との相違は型締力を誘導電動機１２によつて
与える点である。

本実施例は、型閉じ動作、即ち、金型がタツチ
するまでは上記第１の発明の実施例と同一であ
り、第３図におけるステツプS11〜S13までは第
１の発明の実施例のステツプS1〜S3と各々同一
であるのでその説明を省略する。即ち、クラツチ
１５が切られ、サーボモータ１０により可動プラ
テン１が金型タツチ位置まで前進し、金型タツチ
位置までパルス分配が完了すると、クラツチ１５
が入れられ（ステツプS11〜S13）、次に、PMC
用CPU２２は出力回路３２を介してスイツチSW
１をオンとし、誘導電動機１２を駆動し、減速機
１４、クラツチ１５、タイミング歯車１６、タイ
ミングベルト１７、タイミング歯車９、ボールネ
ジ６、ボールナツト７を介して、可動プラテンを
前進させる。そして、このときNC用CPU２１は
サーボオフとしてサーボインターフエイス２６、
サーボ回路２５を介しサーボモータ１０の励磁を
解く（ステツプS14）。

その結果、可動プラテンは誘導電動機１２の出
力のみで駆動されることとなる。即ち、誘導電動
機１２の出力を減速機１４で減速しトルクを増幅
し、該トルクによつて型締を行うこととなる。こ
の間励磁を切られたサーボモータ１０はタイミン
グベルト１７、タイミング歯車１１を介し、つれ
回りを生じることとなる。そのため、該サーボモ
ータ１０に取付けられている絶対位置検出器PC
は可動プラテン１の位置を、この間においても検
出しており、NC用CPU２１は、１段上位のタス
クで周期的に、この絶対位置検出器PCの信号を
読取つて共有RAM３０に書込んでおり、PMC用
CPU２２が共有RAM３０よりロツクアツプ位
置、即ち設定型締力位置を検出すると、出力回路
３２を介してスイツチSW２をオンとしてブレー
キ装置１３を作動させ、スイツチSW１をオフと
して誘導電動機１２の駆動を停止させる（ステツ
プS15）。その結果、可動プラテン１はロツクア
ツプ位置で保持され、設定型締力が金型に付与さ
れる。そして、NC用CPU２１はサーボモータ１
０のつれ回りによりサーボ回路２５内のエラーレ
ジスタに溜つたエラー量をゼロにすべくフローア
ツプし（ステツプS16）、型締動作を終了する。

また、型開き動作は第１の発明の実施例と同一
であり、その説明は省略する。

発明の効果 本発明は、大きなトルクを必要とする型締時に
は誘導電動機を駆動し、その出力カトルクを減速
機によつて増幅して、該増幅された誘導電動機の
トルクのみ、または、サーボモータのトルクをも
加算して可動プラテンを移動させ大きな型締力を
発生させるようにし、型閉じ及び型開き時にはク
ラツチを切つて、可動プラテンを移動させる伝動
手段と上記誘導電動機の連結を解き、サーボモー
タのみによつて可動プラテンを移動させ制御する
ようにしたので、型締時には大きな型締力を発生
でき、かつ、型閉じ、型開き時には早い速度で可
動プラテンを移動させることができるから、本発
明の方式では大きな容量のモータを必要とせず、
経済的でサイクルタイムの短い射出成形機を得る
ことができる。また、可動プラテンを移動させる
駆動源は格別出力トルクの大きいサーボモータで
ある必要がないので、型閉じ時に金型保護のため
に、トルクリミツトをサーボモータにかけたと
き、トルクリミツトの分解能が小さくても、最適
のトルクリミツトをかけることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例のブロツク図、第
２図は第１の発明の一実施例の型閉じ、型締の動
作処理フローチヤート、第３図は第２の発明の一
実施例の型閉じ、型締の動作処理フローチヤート
である。 １……可動プラテン、２……固定プラテン、３
……リアプラテン、４……タイバー、６……ボー
ルネジ、７……ボールナツト、９，１１，１６…
…タイミング歯車、１０……サーボモータ、１２
……誘導電動機、１３……ブレーキ装置、１４…
…減速機、１５……クラツチ、２０……数値制御
装置、SW１〜SW３……開閉器、PC……絶対値
検出器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転運動を直線運動に変え一方の金型が取付
   けられる可動プラテンを移動させる運動変換手段
   と、該運動変換手段の回転部材を伝動手段を介し
   て駆動するサーボモータと、上記回転部材を伝動
   手段、クラツチ、減速機を介して駆動するブレー
   キ装置付誘導電動機と、上記サーボモータ、誘導
   電動機、クラツチ及びブレーキ装置を制御する数
   値制御装置を有し、型締時には、上記クラツチを
   切り、上記サーボモータを駆動して設定された金
   型タツチ位置まで可動プラテンを移動させ、金型
   タツチ後は上記クラツチを入れ、上記誘導電動機
   と上記サーボモータを同時に駆動し設定型締力位
   置まで可動プラテンを移動させ、設定型締力に達
   すると上記ブレーキ装置を作動させて可動プラテ
   ンを該位置にロツクして型締力を保持し、型開き
   時には、上記クラツチを切り、上記サーボモータ
   で型開き完了位置まで可動プラテンを移動させる
   ようにしたことを特徴とする２モータによる電動
   直圧型締制御方式。 ２ 回転運動を直線運動に変え一方の金型が取付
   けられる可動プラテンを移動させる運動変換手段
   と、該運動変換手段の回転部材を伝動手段を介し
   て駆動するサーボモータと、上記回転部材を伝動
   手段、クラツチ、減速機を介して駆動するブレー
   キ装置付誘導電動機と、上記サーボモータ、誘導
   電動機、クラツチ及びブレーキ装置を制御する数
   値制御装置を有し、型締時には、上記クラツチを
   切り、上記サーボモータを駆動して設定された金
   型タツチ位置まで可動プラテンを移動させ、金型
   タツチ後は、上記サーボモータの励磁を解き、上
   記クラツチを入れて上記誘導電動機を駆動し、上
   記サーボモータに取付けられた絶対値検出器が設
   定型締力位置を検出すると上記ブレーキ装置を作
   動させて可動プラテンを該位置にロツクし型締力
   を保持すると共に上記サーボモータのサーボ回路
   内のエラーレジスタ内のエラー量をフローアツプ
   しゼロにし、型開き時には上記クラツチを切り上
   記サーボモータで型開き完了位置まで可動プラテ
   ンを移動させることを特徴とする２モータによる
   電動直圧型締制御方式。