JPH06508313A - クランプ力制御 - 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】 クランプ力制御 技術分野 本発明は射出成形機上でのクランプ力制御に関し、さらに詳細にはより正確なり ランプ力制御を与える自動プロセスを提供する。

背景技術 溶融プラスチック材料が閉じられた金型部材により形成される金型空洞内に射出 される間、１対の金型を相互に保持するために種々のタイプの金型クランプ装置 が開発されたきた。射出成形機上での金型クランプ力は数１０トンから数千トン の範囲内にある。このようなりランプ力は金型内の内部力が金型部材を相互に引 き離さないようにすることが必要である。クランプ力が小さすぎると、射出中に 金型部材が大きく分離する結果、成形部品上に一般に「ぼり」と呼ばれるプラス チック材料の薄い外部タブすなわち突出部が形成されるかまたは金型空洞内への 充填が不十分となる。いずれの場合も得られる成形部品は不合格となる。

金型分離の問題は最大金型クランプ力を確実に与えることにより回避することが 可能であるが、不必要に高いクランプ荷重を反復作用させることは金型に損傷を 与えることになり、したがってこれは好ましいことではない。それゆえに外部か ら与えられる金型クランプ力は金型空洞内に発生される実際の内部金型分離力と ある密接な関係を有し、したがって金型クランプ力を制御することはきわめて望 ましいことである。

自動クランプ力制御を提供する１つのシステムが１９９１年１０月２２日に発行 されかつ本発明と同じ譲渡人に譲渡された米国特許第５０５９３６５号に開示さ れている。開示されている力制御は目標クランプ力に応答してグイ高さおよびト グル機構の自動調節を提供する。クランプ力制御は金型が初期接触を行うトグル 位置を制御することにより行われ、これによりトグルがその完全伸長位置に到達 したときに目標クランプ力が得られる。

正常なりランプ閉じサイクルの一部として１機械ユーザにより目標最終クランブ カが定義されるだけでなく、初期クランプ力または金型保護力もまた定義される 。金型保護力は比較的小さい値にセットされ、したがってもし金型間にある予期 しない接触が行われてクランプ力が金型保護力まで上昇した場合この力が検出さ れ、クランプ閉じサイクルは金型に損傷が発生する前に終了される。

金型保護力は典型的には、トグル機構設計、゛金型重量、ツール重量、潤滑およ びクランプ内の摩擦力ならびに金型および機械ごとに異なるその他の変数の関数 である。理想的な金型保護力は金型の重力および金型の運動に抵抗する摩擦力に 打ち勝つのに必要なしきい重力によってあられされる。したがって、このような 理想的な力はトグル機構により金型を移動させるのに十分に大きい力ではあるが 。

たとえば成形部品、引き込まれなかったエジェクタなどによりある好ましくない 妨害があった場合にはトグル機構を停止させるのに十分に小さい力である。金型 保護力は典型的には機械オペレータにより理想値よりもやや高い値にセ・ソトさ れる。金型保護力をセットするために、オペレータは典型的にはクランプが開い た状態から出発してクランプの動きが検出されるまで順次により大きい金型保護 力値を形成するであろう。この値またはやや大きい値がこのとき金型保護力とし て選定される。

金型が接触したときに、クランプ機構により与えられる金型保護力を含んだ任意 の力は固定プラテンとダイ高さプラテンとを結合するタイバーに引張力を与え。

この引張力がタイバーを伸長させる。したがって、金型が接触したときにトグル 位置を制御することにより最終クランプ力が制御される場合、またさらに異なる 金型保護力がタイバーの伸びに追加量を与える場合、トグル位置をタイツく−の 伸びの大きさの関数として修正しないとクランプ力の制御は不正確になるであろ う。

発明の開示 本発明は、可動プラテンに固定された第１の金型要素と固定プラテンに固定され た相手の金型要素との間に相対運動を与えるトグル機構を有するトグルタイプの 射出成形機のための改良クランプ力制御である。ダイ高さ調節機構は固定プラテ ンとトグル機構のサポートを提供るすダイ高さプラテンとの間の運動を行わせる 。目標金型クランプ力を形成するために１本発明はトグルが完全に伸長したとき に目標クランプ力が達成されるように金型要素の間の初期接触力に対するトグル 位置すなわちトグルコンフィギユレーションを形成する。この開示のために、金 型接触位置（ｒＭＴＰＪ　）は選定金型保護力に等しいクランプ力で金型が初期 接触を行うトグル位置と定義され、また目標金型接触位置（ｒＤＭＴＰＪ　）は トグル機構がその完全伸長位置に作動されて目標クランプ力を形成する金型接触 におけるそのトグル位置である。

目標クランプ力に付属する目標金型接触位置は機械ユーザによりセットされた金 型保護力を考慮することによりセットされる。機械の初期構成の一部として。

所定の金型保護力のための金型接触におけるトグル位置に対するクランプ力に関 する第１のデータおよび所定のクランプ力のための金型接触におけるトグル位置 に対する金型保護力に関する第２のデータが決定されかつ記憶される。したがっ て１機械の運転の間に自動クランプ力調節サイクルが開始され、この調節サイク ルは目標クランプ力を形成するのに必要な金型接触におけるトグル位置を再校正 する。

本設計の利点は、クランプが手動によらない運転自動サイクルによって目標クラ ンプ力を与えるように調節することである。他の利点は、クランプ調節が金型保 護力における変化に対する補償を含むことである。したがって１機械ユーザによ り選定された金型保護力とは独立にクランプが目標クランプ力の形成をめざして 作動するようにトグル機構の位置を迅速かつ正確に調節する射出成形機用自動サ イクルを提供することが本発明の目的である。

本発明の他の利点および目的は、添付図面、以下の説明および付属の請求の範囲 から明らかになるであろう。

、図面の簡単な説明 図１は射出成形機の側面図である。

図２は図１の機械に適用される機械制御のブロック線図である。

図３Ａおよび３Ｂは本発明のクランプ力制御過程を実行するときに追従されるス テップを示すフローチャートである。

図４は金型接触位置の変化をクランプ力の変化の関数として示した曲線群であ図 ５は金型接触位置の変化を種々の金型保護力の関数として示しｔこ曲線である。

本発明を実施するための最善モード 図１を参照すると、射出装置１２とおよびトグル機構１６を含むクランプ１４と を含む射出成形機１０が示されている。射出装置は詳細には図示されてし１なＬ ）が、射出装置の構造および運転は当業者に周知の多数のタイプのうちのＬＸず れであってもよい。

クランプ１４は適切な機械ベース２０に固定された固定プラテン１８を含み。

またそれはまた４つの平行な案内口・ソドまたはタイｌ＜−２４に沿って可動（ こ支持された可動プラテン２２をも含み、これらのタイ／＜−２４１２固定プラ テン１８力λらトグル機構１６の方向へ外に向かって伸長している。固定プラテ ン１８（ま固定金型要素２６を支持し、また可動プラテン２２は可動金型要素２ ８を支持する。

可動金型要素２８は固定金型要素２６と協働して溶融プラスチ・ツク材ネ斗を受 画す入れる１つ以上の金型空洞３０を形成する。プラスチ・ツクは射出装置１２ １こより加熱されかつ軟化され９次に金型空洞３０内に射出されて成形部品を形 成する。図１においてはトグル機構１６がその口・ツク位置まて完全に伸長され た閉位置１こあるクランプ１４が示されており、また金型要素２６および２８（ ま所定のクランプ力を受けて閉じられている。クランプ１４は可動プラテン２２ を固定プラテン１８の方向へまたはそれから離す方向へ移動するように、また溶 融プラスチ・ツク材料が金型空洞内へ射出されている間合型要素２６および２８ に対しクランプ力を与えるように設けられている。図示のように、クランプ１４ はクランプサポートすなわちダイ高さプラテン３４を含み、ダイ高さプラテン３ ４１ま機械の縦方向串由に沿って可動プラテン２２から間隔をなして配置されて Ｌ）る。固定プラテン１８の４つの隅から伸長するタイｌく−２４はダイ高さプ ラテン３４内の４つの隅↓こ形成されている適切な開口内を通過し、したがって タイ／＜−２４のねじ付端部（まそれぞれのナツト４０とねじ結合され、す・ン ト４０はダイ高さプラテン３４の後面上に回転可能に支持されている。トグル機 構は前後サポートプロ・ツク４５（こより支持され、サポートブロック４５はベ ース２０に固定されかつ下側の１対のタイバーを指動可能に受け入れるための内 孔を有している。

ダイ高さプラテン３４と可動プラテン２２との間にトグル機構１６が伸長し。

トグル機構１６はダイ高さプラテンヨーク４４と可動プラテンヨーク４６との間 で伸長している。トグル機構１６はピボット結合されたいくつかのトグル要素か らなり、これらのトグル要素はピボットピン４８によりヨーク４４にその一端が ピボット結合された第１のリンク４７を含む。リンク４７の他端はピン５２によ りサポートブロック５１にピボット結合され、サポートブロック５１は油圧シリ ンダ６２を支持する。他方のリンク４９の一端もまたピボットピン４８によりヨ ーク４４にピボット結合され、またリンク４９の他端はピボットピン５３により クロスヘッド５５とリンク５６の一端とに結合されている。クロスヘッド５５は アクチュエータ６２のピストン５０の一端に結合されている。

同様にリンク５４および５６はサポートブロック５１．クロスヘッド５５および 可動プラテン２２上のヨーク４６の間に結合されている。油圧シリンダ６２はク ランプアクチュエータとして働きまたトグル機構１６に結合されていてトグル機 構１６を作動し、これにより可動プラテン２２上に装着されている第１の金型要 素２８を固定プラテン１８上に装着されている第２の金型要素２６の方向へまた はそれから離れる方向へ移動させる。

図１においてアクチュエータ６２は油圧ポンプおよびタンクユニット６３により 油圧流体が供給される油圧アクチュエータとして示されている。油圧アクチュエ ータを射出成形機に応用することおよびこれらのアクチュエータに所定の圧力で 油圧流体を供給することは当業者に既知である。たとえば油圧機械上で金型保護 力は金型保護圧力として定義してもよい。したがって、金型保護力に応答して油 圧装置はアクチュエータ６２に供給される流体圧力を制御するのに効果的であり 、したがって可動プラテンの動きに抵抗する力が金型保護力を超えたときにアク チュエータは停止して可動プラテンの運動は停止する。

ダイ高さプラテン３４は機械の縦方向に異なる寸法を有する金型を収容するよう に位置決め可能であり、したがってダイ高さプラテン３４は「ダイ高さ」を調節 するのに使用され、ここで「ダイ高さ」とは金型要素が接触したときの固定プラ テンと可動プラテンとの間の間隔である。ダイ高さプラテン３４のこのような調 節はそれぞれの調節ナツト４０を適切な方向に回してダイ高さプラテン３４の位 置を必要量だけ移動させることにより行われる。

ダイ高さプラテン３４を機械の縦軸方向に移動させるための構造は典型的には当 業者に周知のような構造である。この構造はダイ高さプラテン３４の後面に固定 されたダイ高さモータ（図示なし）を含む。ダイ高さモータは駆動スプロケット （図示なし）を支持しかつそれを駆動し、−刃駆動スブロケットは駆動スプロケ ットおよびそれぞれの被駆動スプロケット７６の周りを通過するチェーン７４を 駆動し、被駆動スプロケット７６の各々は調節ナツト４０のいずれかによって支 持されている。

ダイ高さプラテン３４には変位センサ７８もまた装着されており、変位センサ７ ８はヨーク４４に結合された回転ポテンショメータの形であってもよい。変位セ ンサ７８はトグル機構のリンクまたはトグル要素の位置をモニタするように設け られている。たとえばセンサはヨーク４４のようなりランプ１４上の基準点に対 するトグル要素４７の位置を測定するように設けてもよい。トグル要素４７の異 なる各位置はトグル機構１６のトグル要素の固有でかつ異なるコンフィギユレー ションに対応する。代替方法として１位置センサはクロスヘッド５５の直線変位 または可動プラテン２２の変位を測定するように用いてもよい。

本発明はトグルがそのロック位置を達成する前に金型接触位置におけるトグル位 置またはトグルコンフィギユレーションを制御する。クランプが開いているとき 、クロスヘッド５５はアクチュエータ６２の方向に引き込まれている。クランプ は閉じているが金型接触位置のようにロックされていないとき、クロスヘッド５ ５は図示のロック位置のすぐ下の中間位置を占めている。トグルが金型接触位置 からその完全伸長ロック位置へ作動されたとき、金型要素を相互に保持するクラ ンプ力が形成される。クランプ力はタイバーをあるトータル距離だけ伸長させ。

このトータル距離は金型保護力を含むトグル機構により与えられる力およびタイ バーの有効長の関数である。タイバーの有効長は異なる金型を収容するためにダ イ高さプラテンの位置が調節されるごとに変化し、これにより新しい金型接触位 置などを提供する。

したがって、目標クランプ力を得るために、金型接触位Ｉは選定クランプ力およ び金型保護力ならびにこれらの選定クランプ力および選定金型保護力からまるタ イバーの伸びの関数として形成されなければならない。本発明は、目標クランプ 力および金型保護力により発生されるタイバーの伸びのトータル量の関数である 量すなわちこのトータル量に等しくがっ反対方向の量だけ金型接触位置を調節す ることにより金型接触位置の修正を行うものである。

図２は図１の射出成形機に適用される射出成形機制御装置のブロック線図であり 、この制御装置において本発明が実行される。図１の機械および図２の制御装置 はＣＡＭＡＣＶＳｘ制御装置付射出成形機（７）ＶＩＳＴＡ　５ＥＮＴＲＹ５イ ンとしてＣ１ｎｃｉｎｎａｔｉ　Ｍｉｌａｃｒｏｎ　Ｉｎｃ、から市販されてい る。制御装置９８の作動は１９９１年１月１８日に出願された米国特許出願第６ ４３９７７号および１９９１年１月１８日に出願された米国特許出願第６４４０ ６４号に詳細に記載されている。前記両出願は本発明出願の譲渡人に譲渡されか つ前記両出願は本明細書において参考資料として含まれるものである。制御装置 ９８はプロセッサモジュール１１０を含み、プロセッサモジュール１１０にはた とえば出力インタフェースモジュール１ｏ２．入力インタフェースモジュール１ ０６およびアナログＩ１０インタフェース１０４などのインタフェースモジュー ルが接続されている。プロセッサモジュール１１０は機械制御応用プログラム１ ６０を実行し２機械制御応用プログラム１６０は成形部品の製造のための運転マ シンサイクルを規定している。さらにプロセッサモジュール１１０はディスプレ ー９４に付属のディスプレー機能を形成する周辺装置に付属の機能を実行するた めに、ユーザ応用プログラム１４０を実行する。

たとえばクランプアクチュエータ６２のような機械アクチュエータの作動制御は プロセッサモジュール１１０により応用プログラム１６０を実行して形成される 設定点信号に応答してアナログＩ１０インタフェース１０４により実行される。

機械アクチュエータに結合された機構の位置はたとえば図２に示す位置検知ポテ ンショメータ７８のようなポテンショメータなどにより測定してもよ（、ここで ポテンショメータ７８はトグル位置を示すフィードバック信号を形成する。トグ ル機構１６の速度はトグル位置フィードバック信号からめてもよい。

２進制御信号すなわち０Ｎ１０Ｆ制御信号により制御される機械１０に付属の装 置の運転はたとえばＤＣ出力インタフェースモジュール１０２のような出力イン タフェースモジュールから行われる。２進状態信号は出力インタフェースモジュ ールに与えられる２進制御信号ならびにたとえばＤＣ入力インタフェースモジュ ール１０６のような２進入力インタフエースに接続された装置により形成される ２進入力信号に応答して形成されてもよい。モジュール１０２，１０４および１ ０６の各々はバス１００を介してプロセッサモジュール１１０に電気的に接続さ れ、バス１００を介してデータ、アドレスおよびバス制御信号が伝送される。

ユーザ応用プログラム１４０および機械制御応用プログラム１６０は記憶装置１ １６内に記憶されている。ユーザ応用プログラムは本発明により必要とされるプ ログラムを含みまた必要とされるデータテーブルおよび他の記憶データ値を含む 。これらのプログラムは続出し専用記憶装置（ＲＯＭ）１４２内に記録されてい るオペレーティングシステムプログラムの制御のもとてマイクロプロセッサ１１ ２により実行される。データは直接ローカルデータバス１１８を介してマイクロ プロセッサ１１２の内部データバスと記憶装置１１６との間で伝送される。メモ リデータアドレスはメモリアドレスバス１２２を介して伝送されかつアドレスラ ッチ１２０においてラッチされる。メモリアドレスバス１２２およびバス１００ のデータラインはバスコントローラ１１４およびデータトランシーバ１２６によ り制御される。マイクロプロセッサ１１２とバス１００との間のすべてのデータ 交換はバスコントローラ１１４により行われる。バスコントローラ１１４はバス １００を介してのデータ伝送を制御するための制御信号を形成し、マイクロプロ セッサ１１２により形成されたデータバス信号のバッファリングを提供し、また インタラブドコントローラ、リアルタイムクロックンエネレータ：ダイレクトメ モリアクセスコントローラ、プログラマブルインタバルタイマ：ニューメリック コプロセッサ用インタフェースロンツク、およびキーボードコントローラ用イン タフェースロジックを含む。

オペレータステーション９０のキーボード９６により形成されるキースイッチ信 号はキーボードコントローラ」２８に接続された直列リンクによりプロセッサモ ジュール１１０にインタフェースされている。キーボードデータは直列形式で受 信されかつバスコントローラに接続された８ビツトデータバスにおいて利用可能 である。

マイクロプロセッサ１１２により実行されるオペレーティングシステムプログラ ムはイベント検出プログラム１４４．データ収集プログラム１４６．背景プログ ラム１４８１診断プログラム１５２１機械制御翻訳プログラム１５４およびユー ザプロセッサプログラム１５８を含む。イベント検出プログラム１４４はたとえ ば位置、速度および圧力信号のような選定信号の連続モニタリングを制御し：ま たイベント検出プログラムはさらにこれらの信号の所定（トリが）条件の検出に 対するプログラム応答を制御する。データ収集プログラム１４６は機械制御応用 プログラムの制御のもとてプロセスモニタリングを実行するのに使用される選定 入力信号の定期的サンプリングを制御する。診断プログラムは制御システム要素 の診断９選定データ値の初期化およびシステムプログラム実行の初期化に関する パワーを提供する。背景プログラム１４８はユーザ応用プログラムならびにバス コントローラ１１４により形成されるリアルタイムクロックデータの管理のため のデータインタフェースを提供する。

トグルタイプ射出成形機上のトグル位置と力との間の関係を調査した。図４は対 応するクランプ力を形成するのに必要な初期金型接触におけるトグル位置を規定 する曲線群を示す。各曲線は異なる金型保護力に対してプロットされている。

最上位置の曲線３は最小金型保護力を示し、その下に続（各曲線は金型保護力が 順次に大きくなる値を示す。目標金型保護力が変化すると各曲線は一般に移動す なわちオフセットされることかわかる。所定の金型保護力に対して、金型接触位 置と力との間の関係は最大クランプ力と最大クランプ力の約６０％との間でほぼ 直線であることがさらにわかるであろう。したがって、異なる金型保護力に対す る金型接触位置と力との間の関係は金型保護力の大きさの関数として相互にオフ セットされた１群の平行直線であると仮定した。曲線の傾斜は異なるクランブヵ に対する異なる金型接触位置を規定しかつこれは異なるクランプ力から得られる タイバーの伸びの関数である。曲線の間のシフトまたはオフセットは異なる金型 保護力および得られるタイバーの伸びの関数である。

図５は初期金型接触におけるトグル位置を所定のクランプ力に対する金型保護力 の関数として示した曲線である。この曲線は金型保護力の差により発生される金 型接触位置のオフセットまたはバイアスをより明確に示している。もし異なるク ランプ力が選ばれた場合１図５の曲線は変化するであろう。しかしながら１図５ の曲線は与えることが可能なりランプ力の範囲の中央のクランプ力を示すのが好 ましい。たとえば図５の曲線は最大クランプ力と最大クランプ力の６０％との間 の中間である最大クランプ力の８０％においてプロットされている。

クランプ力を制御するために１本発明は目標クランプ力のみでなく目標金型保護 力をも考慮している。目標金型接触位置と目標クランプ力との間の関係を次のよ うな直線関係をなす数式に解くことができた：（１）ＤＭＴＰ＝　Ｋｌ　（ＤＣ Ｆ）＋に２＋ΔＭＴＰここで　ＤＭＴ　Ｐ　＝　目標金型接触位置ＤＣＦ　−目 標クランプ力 Ｋｌ　＝　直線の傾斜 に２　−　金型接触位置の軸との交点 △ＭＴＰ＝　金型接触位置の変化 定数に１およびに２は図４の曲線の１つたとえば２００ｐｓ　ｉの基準金型保護 力においてプロットされた曲線３に対して解くことができる。△ＭＴＰの値は所 定のクランプ力に対する金型保護力の関数として金型接触位置がプロットされて いる図５の曲線からめることができる。

もし数式に対する定数Ｋ］−およびに２が２ＱＱｐｓ　ｉの基準金型保護力に付 属する曲線３に対して計算されているがオペレータにより３００ｐｓｉの金型保 護力が選定された場合、制御装置は図５から読み取られた３００ｐｓｉと２００ ｐｓｉとの間の金型接触位置の差として八ＭＴＰを決定するであろう。この例に 対しては、差は負の数であり、これはに２から差し引かれる。３００ｐｓ　ｉの 金型保護力に対してＭＴＰのクランプ力に対して得られた関係は図４の曲線３に 対して平行な直線であるが１曲線３から下へのオフセットは△ＭＴＰとなる。し たがって、数式１は選定金型保護力とおよび最大クランプ力の６０％以上の選定 クランプ力とに対する金型接触位置を決定するのに使用可能である。明らかなよ うに。

八ＭＴＰが加えられるかまたは差し引かれるかは、数式（１）の定数を形成する のに使用される図４の曲線に関連した基準金型接触力の大きさに対する目標金型 保護力の大きさに依存するであろう。もし八ＭＴＰが０の場合、数式（１）は目 標クランプ力に対し必要な目標金型接触位置を規定するであろう。ΔＭ’ｒＰは 選定金型保護力に基づいて金型接触位置を修正する。

本発明を実行するのに必要な制御パラメータを形成するために、いくつかの設定 ブロン−ジャを用いてもよい。たとえば機械の休止中にクランプ力を測定するた めのロードセルをクランプに取り付けてもよい。機械オペレータは図２に示すデ ータ記憶装置１１６の応用プログラム記憶装置１６０内に記憶されている値を形 成するために校正プロソージャを実行する。たとえば］、０Ｏｐｓｉの所定の金 型保護力におい°Ｃ，クランプが勺イクル運転されか−っ最大クランプ力が測定 されるまでダイ高さが調節され、また最大力を与える金型接触位置が測定されが っ記憶される。同様に同じ金型保護力に対して最大力の００％を与える金型接触 位置が測定されかつ記憶される。これらの２つの記憶位置が数式（１）の定数を 規定するのに使用され、これにより図４の曲線３に類似の直線関係を規定しても よい。

図４に示す関係を決定するために他のプロシージャを用いてもよいことに注目す べきである。たとえば一連の目標クランプ力に対応する一連の金型接触位置が記 憶されてもよい。このような方法を用いれば、上に行われたような直線関係の仮 定は不必要となる。ある所定クランプ力に対しては記憶された位置の間で補間さ れ：またその位置は図５から得られる金型接触位置の変化により修正され、これ により目標金型接触位置を形成することができる。

同様に３図５を参照すると、上で定義されたクランプ力の範囲の中点たとえば最 大クランプ力の８０％において作動金型保護力はたとえば１００−５００ｐｓｉ に選んでもよい。この範囲は任意の数たとえば１０個の増分に分割され：また得 られた金型保護力の各々に対して対応する金型接触位置が識別されかつ記憶され てもよい。その後任意の選定金型保護力に対して、対応する金型接触位置はそれ に最も近い記憶金型保護力に対応する最も近い２つの記憶トグル位置の間で補間 することにより定義されてもよい。代替方法として、金型保護力の所定範囲にわ たり金型接触位置に対する関係を直線と仮定しかつ２つの点を記憶し、それから 直線関係を決定してもよい。その後直線関係を用いて他のトグル位置が決定可能 である。

射出成形機の正常運転の一部として、運転の正常サイクルのスタートの前にある プロシージャが一般に行われる。たとえばこのような機械の通常の運転において 、最初に１セツトの金型を取り付けるかまたは１セツトの金型を他のセットと交 換することが必要である。金型取付プロセスは比較的標準的であり、また金型が 取り付けられたのちにオペレータは手動で機械を運転サイクルの種々の位置に移 動しかつ図２のデータ記憶装置１１６内に位置および速度の設定点の値により示 される位置信号を記憶させるであろう。制御装置９８はイベント検出プログラム を含み、イベント検出プログラムはたとえば位置、圧力、速度などのプロセス変 数に対しプロセス実行上記憶されている設定点値に応答してトリガされる一連の イベントを規定する。サイクル設定点がセットされたのち、クランプはその開位 置に作動してもよい。図２のオペレータステーションを用いて、オペレータはデ ータ記憶装置１１６内に信号として記憶されている目標クランプ力および金型保 護力に対する値を選定する。この点でオペレータは自動ダイ高さ調節サイクルを 開始可能である。自動ダイ高さ調節サイクルはトグル機構がその完全伸長位置に 作動されたときに目標クランプ力を与えるような目標金型接触点を形成するであ ろう。

図３Ａおよび３Ｂは５本発明により目標金型接触位置を形成するために図１およ び２に示した機械および制御装置により実行される過程を示したフローチャート である。ステップ１０９において、目標金型接触位置に対する値が数式（１）と およびオペレータにより選定された目標クランプ力および金型保護力に対する値 とを用いて計算される。数式（１）内の値を決定するために、制御装置は上に記 載のように機械の休止中に記憶された。金型接触時のトグル位置に対するクラン プ力および金型接触時のトグル位置に対する金型保護力に関するデータを利用す る。

ステップ１１７において次にクランプが第１の位置に低速度で閉じられ、この第 １の位置はクランプ閉じサイクルの標準部分でありかっこの位置において選定金 型保護力または保護圧力が設定点として可能化される。トグル機構の作動は制御 装置１１０により行われ、制御装置１１０は制御信号を信号プロセッサ１０４に 与え、−力信号プロセッサ１０４はアクチュエータ６２を作動するのに有効な信 号を形成する。油圧装置の場合、信号プロセッサは油圧回路６３内の弁に信号を 与え、油圧回路６３はクランプを動かすアクチュエータ６２に油圧流体を供給す る。ステップ１１１に示すように、クランプ閉じ運動はゆっくりした金型保護速 度でクランプを移動することにより継続される。油圧流体は、もし可動金型要素 が金型保護力を超える力を受けた場合にアクチュエータが失速するような圧力で アクチュエータ６２に供給され；かっ可動金型要素の運動は停止するであろう。

ステップ１１９に示すように、クランプ閉じ運動の速度は図１の位置トランスデ ユーサ７８を用いてモニタされ、これによりトグル機構の作動が停止すなわち失 速したときを検出する。ステップ１１３において１図２の応用プログラム１６０ 内のプログラミング可能な時間遅延を用いて、たとえば２秒間という所定時間の 間運動が存在しないかどうかが検出され、２秒経過後に金型接触位置である現在 のトグル位置がステップ１２１で要求されるように記憶される。その後クランプ はステップ１１５において開放設定位置により規定される位置まで開かれる。

記憶されたトグル位置がステップ１２３において目標金型接触位置すなわち要求 トグル位置にほぼ等しいと判定された場合１機械の調節要素はステップ１２４に おいて停止され：またステップ１２７において調節シーケンスは終了される。

その後オペレータに規定の目標クランプ力の値および目標金型保護力の値が与え られると１機械運転の次の自動サイクルにおいて制御装置はトグル機構を目標金 型接触位置に移動させるのに有効であるこれら２つの値の関数として第１の制御 信号を形成する。その後クランプをその完全伸長位置に移動させるための第２の 制御信号が形成され、これにより目標クランプ力を形成するであろう。

しかしながら、もし記憶されたトグル位置が目標金型接触位置に等しくなし）場 合には、ステップ１２９に示すように記憶されたトグル位置がチェ・ツクされて それが目標金型接触位置より大きいかどうかが判定されるが、記憶されたトグル 位置が目標金型接触位置より大きいことはダイ高さプラテンが固定プラテンに近 づきすぎてクランプ力が高すぎることを示している。もしそうであるならば、ス テ・ツブ１３５において記憶された金型接触位置と目標金型接触位置との間の差 が特定の値より大きいかどうかについて判定がなされる。もし大きくないならば 、ステ・ツブ１３０から１３４までが実行されかつダイ高さモータが作動されて ダイ高さプラテンを可動プラテンから引き離すように移動させる。もしダイ高さ プラテンモータの速度が調節可能な場合、ゆっくりした速度が使用されるであろ う。もしダイ高さモータ速度が固定の場合、ステップ１３０によりモータのラン タイムが決定される。ランタイムは記憶されたトグル位置と目標金型接触位置と の間の差の関数であってもよい。代替態様として、ランタイムは固定タイムであ ってもよい。

ダイ高さプラテンがシフトされると、ステップ１３６が実行されてダイ高さモー タが停止されまたステップ１１７から１１５までのステ・ノブに従って前に記載 のようにクランプが失速するまで閉じられかつ新しい金型接触位置を規定する新 しいトグル位置が記憶される。もし新しく記憶されたトグル位置がステ・ツブ１ ２３で判定されたときに目標金型接触位置にほぼ等しい範囲内にあるならば、調 節シーケンスは終了される。もしその範囲内になければ、要求トグル位置が達成 されるまで調節シーケンスが反復される。

ステップ１３５に戻って、もしトグル位置が所定量より大きく不正確であるなら ば、ダイ高さプラテンはより速い速度またはステップ１４５によりステ・ツブ１ ３０で決定されたタイムよりより長いタイム期間を用いてダイ高さプラテンが調 節される。この場合に、ダイ高さはより急速に調節されて要求位置に移動される であろう。

もしステップ１２９により行われた比較が、記憶されたトグル位置が要求トグル 位置より小さり、シたがってダイ高さプラテンが固定金型プラテンから遠（離れ すぎていてクランプ力が低（なりすぎる場合には、ステップ１４７から１５９に 示すような調節シーケンスが行われる。同様に記憶されたトグル位置と目標金型 接触位置との間の差の大きさに応じて、ダイ高さモータはより短いタイム期間ま たはより長いタイム期間のいずれかでランさせることができる。

産業上の利用性 図２に示すような機械制御装置または類似の制御装置を用いて図３Ａおよび３Ｂ に示したフローチャートのステップに従って応用プログラムを形成することは当 業者に周知である。さらに、所定数の運転サイクル後逸３Ａおよび３Ｂの過程が 実行されてトグル位置のチェックを行い、これにより目標クランプ力が維持され ることが好ましいであろう。本発明は図１に示すようなシングルトグル射出成形 機について記載しであるが、当業者に明らかなように本発明はダブルトグル設計 を有する機械にもまた適用可能である。さらに１本発明は油圧式射出成形機につ いて記載されている。同様に本発明は電動クランプ装置を有するトグルタイプの 射出成形機にも適用可能であることは明らかである。

本発明の特定の実施態様が図示されかつ説明されてきたが１本発明の精神から逸 脱することなく種々の変更および修正が可能であることは当業者に明らかである 。したがって２本発明は付属の請求の範囲内で本発明の範囲に入るあらゆる変更 態様および修正態様を包含するものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．成形機（１０）上で第１および第２の金型要素（２６，２８）を接触保持す るための目標クランプ力を与える方法であって，前記成形機（１０）が機械制御 装置（９８）により発生される制御信号に応答してトグル機構（１６）を完全伸 長コンフィギュレーションまで作動させることによりクランプ力を発生するため のクランプを有するところの前記方法において，この方法が：ａ．目標クランプ 力を示す第１の値を形成するステップと；ｂ．目標初期クランプ力を示す第２の 値を形成するステップと；ｃ．第１および第２の値に応答して，金型要素（２６ ，２８）が初期接触を達成したときにトグル機構（１６）の第１のコンフィギュ レーションを示す目標金型接触位置を決定するステップであって、前記コンフィ ギュレーションはトグル機構（１６）が完全伸長コンフィギュレーションまで作 動されたときに目標クランプ力を形成するのに有効であるところの前記目標金型 接触位置の決定ステップと； ｄ．目標金型接触位置を示す第１の制御信号を形成するステップと；ｅ．第１の 制御信号に応答してクランプ（１４）を作動させてトグル機構（１６）を第１の コンフィギュレーションまで移動させ，同時に金型要素（２６，２８）が初期接 触を達成するステップと：ｆ．トグル機構（１６）の完全伸長コンフィギュレー ションを示す第２の制御信号を形成するステップと；および ｇ．第２の制御信号に応答してトグル機構（１６）を完全伸長コンフィギュレー ションまで作動させ，これにより目標クランプ力を金型要素（２６，２８）に与 えるステップと； を含むところの成形機（１０）上の第１および第２の金型要素（２６，２８）を 接触保持するための目標クランプ力を与える方法。 ２．トグル機構（１６）がクランプ（１４）上の基準点（４４）に対し可動なト グル要素（４７，４９，５４，５５，５６）を含みまたトグル機構（１６）のコ ンフィギュレーションが基準点（４４）に対する第１のトグル要素（４７）の位 置により決定され，および目標金型接触位置を決定するステップが：ａ．第１の トグル要素（４７）の第１の位置を，目標クランプ力を示す第１の値の関数とし て決定するステップと； ｂ．第１のトグル要素（４７）の第２の位置を，目標初期クランプ力を示す第２ の値の関数として決定するステップと；およびｃ．第１の位置を第２の位置の関 数として修正し，これにより目標金型接触位置を形成するステップと； をさらに含む請求項１の方法。 ３．第１および第２の位置を決定するステップが：ａ．目標クランプ力と第１の トグル要素（４７）の金型接触位置との間の第１の関係を決定するステップと； ｂ．所定のクランプ力と第１の関係とを用いて第１のトグル要素（４７）の第１ の位置を決定するステップと； ｃ．目標初期クランプ力と第１のトグル要素（４７）の金型接触位置との間の第 ２の関係を決定するステップと；およびｄ．目標初期クランプ力と第２の関係と を用いて第１のトグル要素（４７）の第２の位置を決定するステップと； をさらに含む請求項２の方法。 ４．目標クランプ力が所定クランプ力の範囲内でありまた第１の関係を決定する ステップが： ａ．トグル機構（１６）を完全伸長コンフィギュレーションまで作動させるステ ップと； ｂ．第１のクランプ力を測定するステップと；ｃ．第１のクランプ力を所定クラ ンプ力と比較してそれらの間の同等性を検出するステップと； ｄ．所定クランプ力と第１のクランプ力とが等しくないことに応答してトグル機 構（１６）およびクランプ（１４）上の基準点（４４）を成形機（１０）に対し て移動させるステップと； ｅ．測定された第１のクランプ力が所定クランプ力に等しくなるまでステップａ からｄまでを反復するステップと； ｆ．第１のクランプ力が所定クランプ力と等しくなったときに金型要素（２６， ２８）が初期接触を達成するところの第１のトグル要素（４７）の位置を示す第 １の金型接触位置を記憶するステップとおよびｇ．所定数の所定クランプ力に等 しい複数の第１金型接触位置を記憶するためにステップａからｆまでを反復する ステップと；をさらに含む請求項３の方法。 ５．この方法が所定クランプ力を選定するステップをさらに含む請求項４の方法 。 ６．所定クランプ力の１つが最大クランプ力に等しく．また第１の金型接触位置 の１つが，第１のクランプ力が最大クランプ力に等しいときに金型要素（２６， ２８）が初期接触を達成するところの第１のトグル要素（４７）の位置を示す請 求項４の方法。 ７．所定クランプ力の１つが最大クランプ力の６０％に等しく，また別の第１の 金型接触位置の１つが，第１のクランプ力が最大クランプ力の６０％に等しいと きに金型要素（２６，２８）が初期接触を達成するところの第１のトグル要素（ ４７）の位置を示す請求項４の方法。 ８．目標クランプ力が所定クランプ力の範囲内でありまた第２の関係を決定する ステップが： ａ．トグル機構（１６）を完全伸長コンフィギュレーションに作動させることな く金型要素（２６，２８）を初期接触させるようにトグル機構（１６）を作動さ せるステップと： ｂ．初期クランプ力を測定するステップと；ｃ．測定された初期クランプ力を目 標初期クランプ力と比較してそれらの間の同等性を検出するステップと； ｄ．測定された初期クランプ力が目標初期クランプ力と等しくなったときに金型 要素（２６，２８）が初期クランプ力を達成するところの第１のトグル要素（４ １）の位置を示す第２の金型接触位置を記憶するステップと；およびｅ．所定数 の目標初期クランプ力に等しい複数の第２の金型接触位置を記憶するためにステ ップａからｄまでを反復するステップと；をさらに含む請求項３の方法。 ９．クランプ（１４）が最大クランプ力を有し，またこの方法が最大クランプ力 の８０％にほぼ等しい目標クランプ力を選定する第１のステップをさらに含む請 求項８の方法。 １０．金型保護力が１００ないし５００ポンド／平方インチの範囲内である請求 項８の方法。 １１．可動金型要素（２８）により固定金型要素（２６）に対して与えられる目 標クランプ力を形成する方法であって，前記可動金型要素（２８）がトグル機構 （１６）に結合され，トグル機構（１６）は可動金型要素（２８）を固定金型要 素（２６）と接触していない第１の位置からトグル機構（１６）が完全伸長位置 にあってクランプ力が前記金型要素（２６，２８）に与えられるところの固定金 型要素（２６）と接触する第２の位置まで移動させるように作動可能であり，ト グル機構（１６）および可動金型要素（２８）の位置が固定金型要素（２６）に 対して調節可能であるところの前記方法において，この方法が：ａ．金型保護力 とは独立に目標クランプ力を与えるのに必要な目標金型接触位置を決定するステ ップと； ｂ．目標金型接触位置に応答して制御信号を形成するステップと；ｃ．制御信号 に応答してトグル機構（１６）を作動させ，可動金型要素（２８）を移動させて 固定金型要素（２６）と接触させるステップと；ｄ．金型要素（２６，２８）間 のクランプ力が金型保護力を超えたことに応答してトグル機構（１６）の作動を 終了させるステップと；ｅ．可動金型要素（２８）の移動が終了させられたとき にトグル機構（１６）の実際金型接触位置を示すフィードバック信号を形成する ステップと；ｆ．目標金型接触位置と実際金型接触位置との間の同等性をテスト するステップと； ｇ．目標金型接触位置と実際金型接触位置との間に不等性が存在することに応答 して固定金型要素（２６）に対するトグル機構（１６）および可動金型要素（２ ８）の位置を調節するステップと； ｈ．目標金型接触位置と実際金型接触位置との間に同等性が存在するまでステッ プｂからｇまでを反復するステップと；ｉ．トグル機構（１６）の完全伸長位置 を示す第２の制御信号を形成するステップとおよび ｊ．第２の制御信号に応答してトグル機構（１６）を完全伸長位置まで作動させ ，これにより目標クランプ力を金型要素（２６，２８）に与えるステップと；を さらに含むところの可動金型要素（２８）により固定金型要素（２６）に対して 与えられる目標クランプ力を形成する方法。 １２．目標金型接触位置を決定するステップが：ａ．目標クランプ力を選定する ステップと；ｂ．金型要素（２６，２８）が初期接触関係を達成するところの金 型保護力を選定するステップと；および ｃ．目標クランプ力および金型保護力に応答して目標金型接触位置を計算するス テップと； をさらに含む請求項１１の方法。 １３．トグル機構（１６）の位置を調節するステップが：ａ．目標金型接触位置 と実際金型接触位置との間の不等性が所定量より大きいことをテストするステッ プと； ｂ．目標金型接触位置と実際金型接触位置との間の不等性が所定量より大きいこ とに応答して，固定金型要素（２６）に対してトグル機構（１６）および可動金 型要素（２８）を第１の変位だけ移動させるステップと；およびｃ．目標金型接 触位置と実際金型接触位置との間の不等性が所定量より小さいことに応答して， 固定金型要素（２６）に対してトグル機構（１６）および可動金型要素（２８） を第２の変位だけ移動させるステップであって，前記第２の変位が前記第１の変 位より小さいところの前記移動ステップと；をさらに含む請求項１１の方法。 １４．射出成形機（１０）上で可動金型要素（２８）を支持する可動プラテン（ ２２）により固定金型要素（２６）を支持する固定プラテン（１８）に対して与 えられる目標クランプ力を形成する方法であって，前記可動プラテン（２２）が トグル機構（１６）に結合され，トグル機構（１６）は可動プラテン（２２）を 固定プラテン（１８）と初期接触する第１の位置から変位上のロックを通過して 固定プラテン（１８）に接触する第２の位置まで移動させるように作動可能であ り，この第２の位置においてトグル機構（１６）が完全伸長位置にあって前記プ ラテン（１８，２２）にクランプ力が与えられ，前記可動プラテン（２２）およ びトグル機構（１６）はバー（２４）上に摺動可能に支持され，バー（２４）は 固定プラテン（１８）と機械（１０）に対して可動な支持プラテン（３４）との 間に結合された端部を有し，前記バー（２４）は可動および固定プラテン（１８ ，２２）の間にクランプ力を与えるトグル機構（１６）に応答して伸長されると ころの前記方法において，この方法が：ａ．バー（２４）を第１の量だけ伸長さ せるのに有効な目標クランプ力を選定するステップと； ｂ．バー（２４）を第２の量だけ伸長させるのに有効な金型保護力を選定するス テップと； ｃ．目標クランプ力および金型保護力に応答して金型要素（２６，２８）が初期 接触を達成するところの固定プラテン（１８）に対する可動プラテン（２２）の 位置を示す目標金型接触位置を決定するステップと；ｄ．目標金型接触位置を示 す第１の制御信号を形成するステップと；ｅ．第１の制御信号に応答してトグル 機構（１６）を作動させてトグル機構（１６）を目標金型接触位置に移動させ， これにより金型保護力に等しいクランプ力を与えかつバー（２４）を第２の量に 等しいトータル量だけ伸長させるステップと； ｆ．トグル機構（工６）の完全伸長コンフィギュレーションを示す第２の制御信 号を形成するステップと；および ｇ．第２の制御信号に応答してトグル機構（１６）を完全伸長コンフィギュレー ションまで作動させ，これにより目標クランプ力を与えかつバー（２４）を第１ の量に等しいトータル量だけ伸長させるステップと；を含む射出成形機（１０） 上で可動プラテン（２２）により固定プラテン（１８）に対して与えられる目標 クランプ力を形成する方法。