JPH0886706A - 型締力測定センサの故障検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、自動的に型
締力を修正する機能をもった成形機において、センサ異
常によって発生する事故を未然に防止する事にある。 【構成】 型締機構としてトグル機構
(7)を採用し、トグル機構(7)が伸長して型締をおこなっ
た時のタイバー(6)の伸びをタイバーセンサ(13)によっ
て検出し、タイバーセンサ(13)からの出力を演算してタ
イバー(6)に発生している型締力を演算し、予め記憶さ
れている基準型締力と比較し、基準型締力に演算型締力
が一致するように型締機構を制御する型締力制御方法に
おいて、タイバーセンサ(13)からのデータを演算した演
算型締力が、基準型締力の上に設定されている適正型締
上限値に１以上の係数を掛けた値以上になった場合、又
は基準型締力の下に設定されている適正型締下限値を１
以上の係数で割った値以下になった場合にセンサ異常と
判断して型締機構の型締制御を停止する事を特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トグル機構の型締装置
を有し、型締力を自動的に制御する方式を採用している
ダイカストマシンや射出成形機などの成形装置におい
て、型締時に発生するタイバーの伸びを測定しているセ
ンサの故障を検出して装置の破損を未然に防止する型締
力制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】トグル機構を型締装置として使用してい
るダイカストマシンや射出成形装置のような機械は、ト
グルを伸長した型締時にタイバーの弾性変形（伸び）で
型締力を発現させている。そして、タイバーにセンサを
設置してその伸びを測定し、その伸びから型締力を算出
しているのが現状である。

【０００３】型締力測定センサとしては、ダイヤル・
ゲージのように機械的にその伸びを測定してアナログ表
示するもの、ポテンショメータのように伸びを電圧変
化で測定し、これを電気的に換算して型締力をデジタル
又はアナログ表示するものなど各種のタイプがある。

【０００４】一方、型締力は成形時の運転条件の重要な
ファクタの１つで、型締力が弱いと原料をキャビティ
に射出した時に金型締付力がその射出圧力に負けてパー
ティング面からバリを吹くという事があり、逆に、型
締力が強すぎると、金型が閉まらないとか、タイバーが
切断してしまうとか金型を破損するなど重大事故に繋が
る場合がある。

【０００５】型締力の管理はこのように重要なものであ
るにも拘わらず、従来装置では単にタイバーセンサで測
定した数値を表示するのみで機械制御には使用されてい
なかった。従って、型締力測定用のタイバーセンサの異
常は、型締力に関係するトラブルが発生しない限り発見
されるというような事がなかった。

【０００６】しかしながら、最近では型締力の管理の重
要性に着目して、型締力を測定し、この測定値に基づい
て型締力の過不足を算出して自動的に型締力を修正する
制御方法が成形装置(A)に採用され始めて来た。その測
定機構の一例を示すと、タイバー(6)にセンサバー挿入
孔(6b)を穿設し、センサバー挿入孔(6b)にセンサバー(1
1)を挿入し、更にセンサバー(11)の突出端にタイバーセ
ンサ(13)を設置し、センサバー(11)の移動量をタイバー
センサ(13)でセンシングする事によってタイバー(6)の
伸長量を測定し、これをＣＰＵ(21)にて演算処理してタ
イバー(6)による型締力を算出している。

【０００７】ところが、この制御方法の場合、タイバー
センサ(13)からの出力を基準として制御する方法である
ために、例えば、図８に示すように、ブラケット(16)
がタイバー(6)の突出端面に対して倒れて設置され、タ
イバーセンサ(13)がセンサバー(11)の接触端部(11a)に
対して傾斜して当接し、センサバー(11)の動きに合わせ
てタイバーセンサ(13)が追従出来ない場合や、図９に
示すようにタイバーセンサ(13)のセンシングアーム(13
a)がセンサバー(11)の接触端部(11a)に接触していない
場合や、タイバーセンサ(13)そのものが破損していて
その出力数値に異常がある場合など、タイバーセンサ(1
3)の設置方法やタイバーセンサ(13)そのものに異常があ
り、その出力が間違っていると自動的に間違った方向に
型締力修正がなされることになる。

【０００８】例えば、タイバーセンサからの出力が実際
より大きな数字を示した（換言すれば、タイバー(6)の
伸びが大きいと信号入力があった）場合には、型締力を
その数字に対応した小さい値となるように（換言すれ
ば、タイバー(6)の伸びが小さくなるようにと信号入力
があった場合）タイナット(9)が螺退して修正してしま
うので、実際の成形時には型締力が不足してバリ吹きを
生じたり、甚だしい場合にはタイナット(9)がタイバー
(6)から外れるというような事故が発生する事になる。
逆に数字が小さく現れるとタイバー(6)に螺装されてい
てテールストック(1)を前後させるタイナット(9)が前記
数値に対応する位置まで過度に螺進してテールストック
(1)を固定金型(5)側に移動させ、型締力を過大に設定し
て型締が出来なかったり、甚だしい場合にはタイバー
(6)や金型を破損したりするというような事故を生じて
いた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の解決課題は、
自動的に型締力を修正する機能をもった成形機におい
て、センサ異常によって発生する事故を未然に防止する
事にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の型締力制御方法
は、『型締機構としてトグル機構(7)を採用し、トグル
機構(7)が伸長して型締をおこなった時のタイバー(6)の
伸びをタイバーセンサ(13)によって検出し、タイバーセ
ンサ(13)からの出力を演算してタイバー(6)に発生して
いる型締力を演算し、予め記憶されている基準型締力と
比較し、基準型締力に演算型締力が一致するように型締
機構を制御する型締力制御方法において、タイバーセン
サ(13)からのデータを演算した演算型締力が、基準型締
力の上に設定されている適正型締上限値に１以上の係数
を掛けた値以上になった場合、又は基準型締力の下に設
定されている適正型締下限値を１以上の係数で割った値
以下になった場合にセンサ異常と判断して型締機構の型
締制御を停止する』事を特徴とする。

【００１１】これによれば、ＲＯＭ(21a)には金型ごと
にその金型を使用するときの型締力上下限値とが入力さ
れているので、タイバーセンサ(13)に異常が発生して異
常な数値を出力しても、これをタイバーセンサ(13)の異
常と判断して型締力の自動修正を停止し、これと同時に
警報を発してタイバーセンサ(13)の異常発生を作業者に
通告する。その結果、タイバーセンサ(13)の異常をいち
早く検出し、型締力の自動的な誤修正を未然に防止して
タイバーセンサ(13)の異常に基づく成形作業のミスや装
置の重大な破損事故を未然に防止する事が出来る。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に従って詳
述する。成形装置(A)にはダイカストマシンや射出成形
機その他があるが、図１はその内のダイカストマシン
で、以下、型締装置としてトグル機構を利用したダイカ
ストマシンを中心に説明する。勿論、樹脂用の射出成形
機その他の場合も同様である。

【００１３】図１は、トグル機構(7)を型締装置として
使用したダイカストマシンの概略正面図である。基台
(8)の中央には固定ダイプレート(3)が立設されていて、
固定ダイプレート(3)の反対側にテールストック(1)がス
ライド自在に立設されており、その四隅においてテール
ストック(1)と固定ダイプレート(3)とを繋ぐタイバー
(6)が架設されている。テールストック(1)と固定ダイプ
レート(3)との間には、タイバー(6)に可動ダイプレート
(2)が往復移動可能に設置されている。

【００１４】テールストック(1)の外側面には作動シリ
ンダ(25)が設置されており、作動ピストン(25a)にてト
グル機構(7)を介してタイバー(6)を伸縮運動させるよう
になっている。可動ダイプレート(2)と固定ダイプレー
ト(3)との対向面には可動金型(4)、固定金型(5)が設置
されており、可動ダイプレート(2)の往復運動により、
型開閉が行われるようになっている。固定金型(5)には
溶湯溜まり(28)を備えた射出筒(27)が固定ダイプレート
(3)を通して接続されており、射出筒(27)に射出シリン
ダ(26)の射出ピストン(26a)が往復移動可能に挿通され
ている。

【００１５】トグル機構(7)を利用した型締装置にあっ
ては、作動シリンダ(25)を作動してトグル機構(7)を伸
長させて型締を行うのであるが、その時に発生するタイ
バー(6)の弾性伸びを利用して型締を行うものである。
その時、前述のように少なくともいずれか１本のタイバ
ー(6)にタイバーセンサ(13)を設置してタイバー(6)の伸
長量を測定する事になる。図２にタイバーセンサ(13)の
設置機構を示す。同図によれば、いずれか１本のタイバ
ー(6)のタイナット(9)側端部からその中心にセンサバー
挿入孔(6b)が穿設されている。センサバー挿入孔(6b)内
にはガイド鞘(10)が挿入されており、更にガイド鞘(10)
にセンサバー(11)がスライド自在に挿入されている。セ
ンサバー(11)のタイナット(9)側端部は押圧バネ(19)の
取付のために段状に細く形成されており、この部分の端
部がタイバーセンサ(13)のセンシングアーム(13a)が当
接する接触端部(11a)となっている。

【００１６】各タイバー(6)の端部にはタイナット(9)が
螺進・螺退自在に螺装されており、駆動モータ（図示せ
ず）を作動させ、駆動ギア（図示せず）を回転させると
４本のタイバー(6)の端部に螺装されている４個のタイ
ナット(9)が一斉に等量回動してタイバー(6)に対してテ
ールストック(1)を前進・後退させる。テールストック
(1)が前進・後退するとテールストック(1)に装着されて
いるトグル機構(7)、可動ダイプレート(2)が前進・後退
し、可動ダイプレート(2)、固定ダイプレート(3)に装着
されている可動金型(4)、固定金型(5)の締め込み代を加
減することになる。

【００１７】テールストック(1)の端部にはナット押さ
え(12)が固定されており、タイナット(9)のテールスト
ック(1)からの脱落を防止している。

【００１８】タイバー(6)の端面にはブラケット(16)が
平行に配設されており、その両端がガイドボルト(17)に
て隙間を設けてタイバー(6)に取り付けられている。ガ
イドボルト(17)とブラケット(16)との間にはガイドスプ
リング(18)が配設されており、ブラケット(16)をタイバ
ー(6)側に押圧付勢しており、センサバー(11)の接触端
部(11a)の端面に、取付台ガイド(15)を介してブラケッ
ト(16)に取り付けられているタイバーセンサ(13)のセン
シングアーム(13a)を弾接している。

【００１９】接触端部(11a)には前述のように押圧バネ
(19)が配設されており、センサバー(11)の段部とブラケ
ット(16)との間で弾発力を作用させ、センサバー(11)と
ブラケット(16)とを離間させる方向に付勢して、前記ガ
イドスプリング(18)との間でバランスさせる用にしてい
る。ブラケット(16)には取付台ガイド(15)が螺着されて
おり、タイバーセンサ(13)に設けられているセンサ取付
台(14)がスライド自在に挿通されており、調整ネジ(14
a)によってタイバーセンサ(13)を取付台ガイド(15)の任
意の位置に固定出来るようになっている。

【００２０】タイバーセンサ(13)にはセンシングアーム
(13a)が突出しており、接触端部(11a)の突出端に当接
し、センサバー(11)の動きをセンシングしている。タイ
バーセンサ(13)から出力されたデータは図５に示すよう
に制御装置(24)の信号変換装置(20)に送り込まれ、Ａ/
Ｄ変換されてＣＰＵ(21)に送られる。ＲＯＭ(21a)には
後述する型締に関するプログラムを始め、射出成形に必
要なプログラムが書き込まれており、必要に応じてＲＯ
Ｍ(21a)から必要なプログラムをＣＰＵ(21)に呼び出
し、タイバーセンサ(13)から出力されたデータを手順に
従ってＣＰＵ(21)によって処理するようになっており、
タイバーセンサ(13)から出力されたデータやＣＰＵ(21)
によって演算されたデータはＲＡＭ(21b)に記憶される
ようになっている。ＣＰＵ(21)にはその他表示器(22)や
設定器(23)が接続されており、ＣＰＵ(21)の演算結果を
表示器(22)に表示したり、設定器(23)を使用してオペレ
ータが命令をＲＡＭ(21b)に書き込む事が出来るように
なっている。

【００２１】次に、図６に従って型締工程と、型締工程
中に発生する恐れのあるタイバーセンサ(13)のセンサ異
常の検出手順を本機の作用と共に説明する。作動シリン
ダ(25)を作動させ、トグル機構(7)を伸長させて型締を
開始する。型締が開始するとその時のタイバーセンサ(1
3)の出力をＲＡＭ(21b)に記憶させる。型締開始時は、
単に可動金型(4)を装着した可動ダイプレート(2)が固定
金型(5)に向かって移動しているだけであるので、タイ
バー(6)に型締力は発生しない。（換言すれば、タイバ
ー(6)は伸長せず、従ってセンサバー(11)の移動は生じ
ず、タイバーセンサ(13)の出力は通常０又は０に近い値
になる。）この時のタイバーセンサ(13)のデータが以降
の型締力算出の基準となり、ＲＡＭ(21b)にその出力値
（以下、初期値とする。）が記憶される事になる。

【００２２】作動シリンダ(25)の作動によって可動金型
(4)が固定金型(5)に接触した処からタイバー(6)に型締
力が発生し、タイバー(6)の伸長が始まる。型締の進行
に従ってタイバー(6)が伸長し、これに比例してセンサ
バー挿入孔(6b)が伸長する。一方、センサバー(11)はガ
イド鞘(10)にスライド自在に挿入されているだけである
から、センサバー(11)にはタイバー(6)の張力が加わら
ず、センサバー(11)に伸びは生じない。そして、センサ
バー(11)が押圧バネ(19)の作用によって伸長したセンサ
バー挿入孔(6b)中に深く挿入されて接触端部(11a)の突
出代が減少する。センシングアーム(13a)は接触端部(11
a)の突出代の減少に追従して移動し、この移動量がタイ
バー(6)の伸長代として出力される事になる。

【００２３】トグル機構(7)の伸長が終了して型締が完
了すると、型締完了を始点としてタイマが作動し、一定
時間経過した後に型締力の測定が始まる。前記タイマに
よって型締完了から型締力測定開始迄に時間を設けたの
は、型締による振動が収まるのを待つためである。

【００２４】タイマにより設定された時間が経過し、型
締による振動などが収まって十分に装置が安定した処
で、タイバーセンサ(13)から出力されていたデータをＣ
ＰＵ(21)が採取すると共にこれを演算した後、前記初期
値を引き算して演算型締力を算出し、これをＲＡＭ(21
b)に記憶させ、必要があれば表示器(22)にて外部表示を
行う。これと同時にＲＯＭ(21a)に記憶されている基準
型締力と前記演算型締力とを比較する。尚、演算型締力
は初期値を引いた値であるので、初期値に誤差があった
としても演算型締力には誤差が加算されない。

【００２５】本発明では、ＲＯＭ(21a)に金型ごとに適
正な基準型締力とその上下に許容範囲である適正型締力
上下限値並びに型締機構上下限値とが入力されている。
型締機構上下限値は一般的には型締機構の限界値を示
し、一例を挙げれば、トグル機構(7)乃至タイバー(6)が
破損する上限やタイナット(9)がタイバー(6)から脱落す
るような限界値である。

【００２６】ここでの型締機構上下限値の値の決め方の
一例を示すと以下の通りである。前述のように金型毎に
適正な型締力とその適正型締上下限値がある幅をもって
定められている。（一般的には、タイバーセンサ(13)が
適正に作動していれば、演算型締力はほぼ基準型締力に
一致するか、悪くとも適正型締上下限値内に演算型締力
は収まる事になる。）

【００２７】そして前記適正型締上限値の１.５倍を型
締機構上限値（例えば、これをタイバー(6)の引っ張り
強さの設計上の上限値としてもよく、前記１.５という
係数の取り方は任意である。）の上限とし、適正型締下
限値の１/２（この１/２という係数の取り方も任意であ
る。）を型締機構下限値とした。前記適正型締力上下限
値に対する係数は、前述のように適宜選定する事が出
来、作業者が設定器(23)を操作して自由に変更する事が
出来るし、適正型締上下限値も自由に設定し直す事が出
来る。

【００２８】前述のように型締機構が正常に働き、タイ
バーセンサ(13)が正常に作動していれば、タイバーセン
サ(13)からのデータをＣＰＵ(21)が演算すると、演算型
締力は設定された基準型締力に一致するか悪くとも適正
型締上下限値内に収まる事になる。もし、両者がずれて
いる場合には、演算型締力と基準型締力との差をＣＰＵ
(21)にて瞬時に演算し、タイナット(9)の回転角度を決
定する。そして、この演算結果に従ってタイナット(9)
を作動させてテールストック(1)を微少量前後させて演
算型締力が基準型締力に一致するように調整し、適正な
型締力が得られたところで射出シリンダ(26)を作動させ
てキャビティ内に溶湯を射出する。

【００２９】キャビティ内の溶湯が凝固した処で型開し
て鋳造物を取り出し、パーティング面及びキャビティ内
を清掃した後、次の射出作業に取り掛かる。このような
作業を繰り返して鋳造物を大量生産して行くのである
が、射出作業中に図８、９のようにタイバーセンサ(13)
側に異常が発生する場合がある。

【００３０】その場合には、センサバー(11)の移動量に
対してセンシングアーム(13a)が追従して移動しないた
めに、タイバーセンサ(13)の出力は甚だ異常な値を出力
する事になる。即ち、センサバー(11)の移動量に対して
センシングアーム(13a)の移動量が少ない（大きい）場
合、タイバーセンサ(13)の出力は小さく（大きく）な
り、此れをＣＰＵ(21)で演算（初期値の減算も含む）す
ると実際の値から外れて型締力が不足（過大）と判定さ
れ、不足（過剰）分に応じた量の増し締め（緩め）指令
がＣＰＵ(21)から出力されてしまうことになる。しかし
ながら、本発明ではＲＯＭ(21a)に型締機構上下限値が
記憶されているため、これを越える（下回る）ような場
合にはタイバーセンサ(13)の異常と判断して型締力の自
動修正を停止し、これと同時に警報を発してタイバーセ
ンサ(13)の異常発生を作業者に通告する。

【００３１】このようにして、タイバーセンサ(13)の異
常をいち早く検出して、型締力の自動的な誤修正を未然
に防止してタイバーセンサ(13)の異常に基づく成形作業
のミスや装置の重大な破損事故を未然に防止する事が出
来るようになっている。

【００３２】

【発明の効果】本発明は、金型毎の型締機構上下限値を
記憶しているので、成形作業中にタイバーセンサに異常
が発生して異常な数値を出力しても、これをタイバーセ
ンサの異常と判断して型締力の自動修正を停止するする
事が出来るので、型締力の自動的な誤修正を未然に防止
してタイバーセンサの異常に基づく成形作業のミスや装
置の重大な破損事故を未然に防止する事が出来るという
利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のトグル機構を型締装置として使用して
いる成形装置の概略正面図

【図２】本発明に係る型締力測定センサの設置部分の断
面図

【図３】図２における型締開始時の型締力測定センサの
設置部分の断面図

【図４】図２における型締完了時の型締力測定センサの
設置部分の断面図

【図５】本発明の制御装置の回路構成のブロック図

【図６】本発明の型締時のシーケンス図

【図７】本発明における基準型締力、適正型締上下限値
並びに型締機構上下限値の関係を示すグラフ

【図８】型締力測定センサが設置不良である場合の一例
の拡大断面図

【図９】型締力測定センサが設置不良である場合の他の
例の拡大断面図

【符号の説明】

(6)…タイバー (7)…グル機構 (13)…タイバーセンサ

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【手続補正書】

【提出日】平成７年１月６日

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００１

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トグル機構の型締装置
を有し、型締力を自動的に制御する方式を採用している
ダイカストマシンや射出成形機などの成形装置におい
て、型締時に発生するタイバーの伸びを測定しているセ
ンサの故障を検出して装置の破損を未然に防止する型締
力測定センサの故障検出方法に関する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 型締機構としてトグル機構を採用
   し、トグル機構が伸長して型締をおこなった時のタイバ
   ーの伸びをタイバーセンサによって検出し、タイバーセ
   ンサからの出力を演算してタイバーに発生している型締
   力を演算し、予め記憶されている基準型締力と比較し、
   基準型締力に演算型締力が一致するように型締機構を制
   御する型締力制御方法において、 タイバーセンサからのデータを演算した演算型締力が、
   基準型締力の上に設定されている適正型締上限値に１以
   上の係数を掛けた値以上になった場合、又は基準型締力
   の下に設定されている適正型締下限値を１以上の係数で
   割った値以下になった場合にセンサ異常と判断して型締
   機構の型締制御を停止する事を特徴とする型締力制御方
   法。