WO1987003246A1 - Dispositif d'entrainement pour machine de moulage a injection - Google Patents

Description

明 細 耋

射出駆動装置

技 術 分 野

本発明 は射出成形機に 関 し 、 特に 、 駆動源に サ ー ポ モ ー タ を使用 し 、 該モ ー タ に ょ り ス ク リ ュ ー を軸方向 に移 動 さ せ て 射出 を行ぅ 射出成形機の射出装置に 関す る 。

背 景 技 術

ス ク リ ュ ー を軸方向 に 移動 さ せ て射出 を行ぅ 射出裝置 の駆動源に 従来は油圧を用 ぃて ぃ た 。 そ し て 、 近年該射 出装置の駆動源に サ ー ポ モ ー タ を使用 す る射出成形機が 開発さ れて ぃ るが 、 こ の場合 、 射出成形機を大型 .に し 大 き な射出圧カ をも 出カ で き る ょ ぅ に す る に は 、 サー ポ モ ー タ も大型化せねぱな ら なぃ 。 サー ポ モ ー タ を大型化す る と 非常 に特殊な モ ー タ と な り コ ス 卜 が髙 く な っ て し ま ぅ 。 ま た 、 モ 一 タ の立上 り ， 立下 り の性能に大き く 影響 す る慣性モ ー メ ン 卜 は モ ー タ の ロ ー タ の径の 4 乗に 比例 し て大き く な っ て し ま ぅ た め 、 大型のサ ー ポモ ー タ を用 ぃ る と 憤性モ ー メ ン 卜 が大き く な り 加滅速特性を良 く す る こ と は技術上非常 に 困難でぁる 。 そ こで 、 複数の モ ー タ に ょ り 射出機構を駆動 す る方式も提案さ れて ぃる （ 曰 本国特開 昭 6 0— 1 2 5 6 1 8 号公報参照 ） 。

発 明 の 開 示

本発明 は 、 サー ポモ ー タ に ょ り 射出機構を駆動 し て射 出 を行 ぅ 方式の射出装置に ぉぃて 、 複数のサー ポ モ ー タ で射出機構を駆動 し 、 大出カで加滅速特性を良 く し 、 か っ安 «な射出装置を得る こ と を 目 的 と し て ぃる 。

上記目 的を達成する た め に 、 本発明 は 、 サー ポ モ ー タ に ょ っ て駆動されるポ ールネジ に ょ り ス ク 'リ ュ ー を軸方 向 に移動 させて射出を行ぅ射出成形の射出駆動装置に ぉ ぃて 、 複数のサー ポモ ー タ に ょ り 、 上記ポ -ルネ ジを駆 動 し 、 上記複数のサー ポモ ー タ の ぅ ち 1 っ のサー ポ モ ー タ のみに位 ^ m w&. -I

Π 器を設け、 該位置検出器か ら の信号を 受ける制御装置に ょ り 上記複数のサ ー ポモ ー タ 毎に 設け ら れた電カ iffl。3へ 卜 ルク 指令を出カ し 、 各サー ポモ ー タ を駆動制御 する 。 詳 し く は 、 ス ク リ ュ ー の位置が上記 位置検出器 に ょ っ て検出さ れ、 上記制御裝置は検出さ れ た ス ク リ ュ ー位置 と入カ し た速度指令 と に応 じ て各サー ポモ ー タ の電カ増幅器へ 卜 ル ク 指令を 出カ し て各サー ポ モ ー タ を周期 し て駆動 し 、 ス ク リ ュ ー の射出速度制御及 び射出圧制御を行ぅ 。

こ の ょ ぅ に 、 複数のサ ボモ ー タ に ょ り ス ク リ ュ ー を 駆動 し て射出を行ぅ か ら 大きな射出 卜 ルク を発生 さ せ る こ と がでぎる 。 さ ら に 各サー ボモ ー タ の ロ ー タ 径は 小さ ぃもので ょ ぃ ので 、 ロ ー タ の有する慣性モ ー メ ン 卜 は小さ く な り 、 射出裝置の駆動源 と し て の複数のサー ポ モ ー タ の有する慣性モ ー メ ン 卜 の合計も本発明の駆動源 が有する 卜 ルク と 同ー 卜 ルク を出カ可能な 1 っ のサー ポ モ ー タ の憤性モ ー メ ン 卜 ょ り 大幅に小さ く する こ と がで きる 。 その結果、 射 出装置の加減速特性が良 く な り 、 応 答性の良ぃ優れた射出制御 を可能 に する 。 さ ら に 、 サー ポモ ー タ を複数設けて も髙価なパルスェ ン コ ー ダ等の位 置検出器は 1 台で ょ く 、 ま た 、 こ れ ら複数のサ ー ポ モ ー タ を制御 する制御装置は電カ増幅器のみをサー ポモ 一 タ の数に合せて 増設するだけで ょ く 、 他の制御回路は 1 っ で すみ轾済的でぁ る 。 そ の ぅ ぇ 、 大 卜 ルク を出カ する た め に 大型のサ ー ポ モ ー タ を必要 と し なぃので市販さ れて ぃ る ょ ぅ な多量生産の安価なサー ポモ ー タ で構成でき 、 こ の点か ら も射出成形機自 体が大型化 し て ¾射出装置自 体を安価に製造する こ と がで き る 。

図面の簡単な説明

第 1 図 は本発明のー実施例 に ょ る射出装置の要部を示 す概略図 、 第 2 図 は第 1 図 の制御装置の概略回路図で ぁ る 。

発明を実施するた めの最良の形態

第 1 図 は本発明 に ょ る射出裝置の要部を示 し 、 加熟 シ リ ン ダ 1 の 内部に はス ク リ ュ一 2 が回転 ， 往復動 自在 に 設け ら れて ぃる 。 ま た 、 該加熱シ リ ンダ 1 は シ リ ン ダ内 に 成形材料を投入する ホ ッ パ 3 と 連通 し て ぃる 。 フ ロ ン 卜 プ レ ー 卜 4 , リ ァプ レ ー 卜 5 は図示さ れて ぃなぃ射出 成形機の べ ー ス に 固着さ れ、 互ぃ に 図示さ れて ぃな ぃ数 本の タ ィ ロ ッ ドで連結さ れて ぃる 。

加熱シ リ ン ダ Ί は フ ロ ン 卜 プ レ ー 卜 4 に バ レルナ ヅ 卜 1 3 で 固着 さ れ 、 ス ク リ ュ ー 2 の後端 はプ ッ シ ャ プ レ ー 卜 6 に 回転自在かっ軸方向移動不能 に装着さ れて ぃ る 。 ま た 、 フ ロ ン 卜 プ レ ー 卜 4 と リ ァプ レ ー 卜 5 間 に は 2 本 のポ ールネジ 7 が回転自在に装着さ れ、 プ ッ シ ャ プ レ ー 卜 6 に 設け ら れた ポ ールナ ッ 卜 8 , 8 と各々 蟝合 し て ぃ る 。 上記ボ ールネジ 7 , 7 の軸 に は連結手段 Ί 1 に ょ り 各々 実質的周ー構造のサー ポモ ー タ M 1 , M 2 が連結さ れ、 該サー ポモ ー タ M 1 , M 2 に ょ っ てそれぞれ回転駆 動 さ れる ょ ぅ に な っ て ぃ る 。 ま た 、 上記ポ ールネジ 7 , 7 の軸 に は歯車 9 , 9 がそれぞれ固着され、 それぞれの 歯車 9 , 9 と嚙み合ぅ 位相保持用 の歯車 0 が設け ら れ て ぃ る 。 上記 2 っ のサ― ポモ ― タ M Ί , M 2 の ぅ ち Ί 方 のサ ー ポ モ 一 タ M 1 の み に サ ー ボ モ ー タ の回転位置 、 す なゎち ス ク リ ュ ー 2 の軸方向位置を検出する た め のパル ス ェ ン コ ー ダ等の位置検出器 P が設け ら れ、 該位置検出 器 P の 出カ は制御裝置 1 2 へ入カ さ れ 、 かっ 、 上記 2 っ の サー ボ モ ー タ M 1 , M 2 は制御装置 1 2 に ょ っ て 駆動 制御 さ れる ょ ぅ に な っ て ぃる 。 なぉ、 ス ク り ュ ー 2 を 回 転 さ せる回転機構は本発明 と 関係が なぃ ので 、 そ の説明 を省略する 。

第 2 図 は制御装置 1 2 を示 し 、 本実施例で は永久磁石 同期電動機を用 ぃ たサー ポ モ ー タ M 1 , M 2 が使用 さ れ て ぃ る 。 こ の ょ ぅ なサーボ モ ー タ の制御回路は P W M制 御装置 と し て周知でぁ る が 、 本実施例 は電カ増幅器 と し て の 卜 ラ ンジス タ ィ ンバ ー タ を 2 っ 並列 に設け た点が従 来裝置 と相違する 。 す なゎ ち 、 第 2 図 に ぉぃ て 、 3 相電 源の出カ を整流回路 2 3 で整流 し 、 電カ増幅器 と し て の 卜 ラ ン ジ ス タ ィ ンパ ー タ 2 4 , 2 4 ' に入カ し て ぉ り 、 該 卜 ラ ン ジス タ ィ ンバ ー タ 2 4 , 2 4 ' の出 カ でサ ーポ モ ー タ M 1 , M 2 を駆動 し て ぃる 。 通常の P W M制御装 置 に は 卜 ラ ン ジス タ ィ ンバ ー タ 2 4 は 1 っ し かな く 、 こ れに ょ り 1 っ のサー ポ モ ー タ を駆動 する ょ ぅ に な っ て ぃ るが 、 本実施例で はさ ら に 卜 ラ ンジス タ ィ ンパ ー タ

2 4 ' が上記 卜 ラ ン ジ ス タ ィ ン パ ー タ 2 4 と 並列 に 接続 さ れ 、 こ れ に 対応するサー ポモ ー タ M 2を駆動 する ょ ぅ に な っ て ぃ る 。 そ し て 、 上記 2っ の 卜 ラ ン ジ ス タ ィ ンバ ー タ 2 4 , 2 4 ' は 卜 ラ ン ジス タ P W M制御回路 2 1 に 並列 に 接続さ れ、 互ぃ に 同期 し て 駆動 さ れる ょ ぅ に な っ て ぃる 。 Pはサ ー ボ モ ー タ の ロ ー タ の位置及び速度 を検出 す る た め のパルス ェ ン コ ー ダ等の位置検出器で ぁ る 。

卜 ラ ン ジ ス タ P W M制御 回路 2 Ί は 、 位置検出器 Pで 検出 さ れる現在速度 S と 数値制御装置等の上位制御装置 か ら の速度指令 V 0 と を比較 し 、 卜 ル ク 指令 と し て の P '1信号 八 〜 を 出カ し 、 卜 ラ ン ジ ス タ ィ ンバ ー タ 2 4 , 2 4 ' の各 卜 ラ ン ジス タ T A〜 T F . T A ' 〜 T F ' を 才 ン ♦ 才 フ さ せ て 、 各サ ー ボ モ ー タ M 1 , M 2 の U , V , W相 の巻線の電流を制御 し て サー ポ モ ー タ Μ Ί ， Μ 2 の回転速度を制御 す る も の で ぁ る 。 す なゎ ち 、 卜 ラ ン ジ ス タ P W M制御回路 2 1 か ら 出 カ さ れる P W M信号 P A , P B に ょ り 卜 ラ ン ジ ス タ ィ ンパ ー タ 2 4 , 2 4 ' の 卜 ラ ンジ ス タ T A ， T A ' 及び 卜 ラ ン ジ ス タ T B , T B ' を各々 周 時 に 才 ン ♦ 才 フ さ せ て各サ ー ポ モ ー タ M 1 , M 2の U相の巻線に 流れる電流を制御 し 、 同様に

P W M信号 P G , P D に ょ り 卜 ラ ンジス タ T 〇 ， T C ' 及び 卜 ラ ンジス タ T D , T D ' を各々同時に 才 ン ♦ 才 フ させて各サー ポ モ ― タ M 1 ， 2 の V相の巻線に 流れる電 流を制御 し 、 P W M信号 P Ε , P Fに ょ り 卜 ラ ンジス タ T E , T E ' 及び T F , T F ' を各々同時に 才 ン ♦ 才 フ させ て各サー ポモー タ IVM , Μ 2 の W相の巻線 に流れる 電流を制御 す る も の で 、 その結果、 サー ポ モ ー タ Μ 1 , M 2 は同期 し かっ周 じ 卜 ル ク を出カ する ょ ぅ に 駆動 さ れ る こ と と なる 。 なぉ 、 卜 ラ ン ジ ス タ P W Μ制御回路 2 Ί は公知のち ので ぁ る ので 、 そ の詳細 は省略する 。

次に 、 本実施例装置の動作を説明 する 。

数値制御裝置等の上位の制御装置か ら速度指令値 V 0 が制御装置 Ί 2 の 卜 ラ ン ジ ス タ P W M制御 回路 2 1 に 入 カ さ れる と 、 卜 ラ ンジス タ P W M制御回路 2 は位置検 出器 Pで検出 さ れた 現在速度 S と速度指令値 V 0 と を 比 較 し て そ の差 に応 じ 、 P W Μ信号 P A〜 P Fを 卜 ル ク 指 令 と し て 出カ し 、 卜 ラ ン ジ ス タ ィ ンバ ー タ 2 4 , 2 4 ' を介 し てサー ポ モ ー タ IV , M 2を駆動 し 、 両モ ー タ の 回転速度を指令速度 に制御 す る 。 こ の際、 各サー ポ モ ー タ M 1 ， M 2 の各相の巻線に 流れる電流を制御 する 卜 ラ ン ジ ス タ ィ ンバ ー タ 2 4 , 2 4 ' の互ぃ に対応す る相 の 各々 の 卜 ラ ン ジス タ は同ー P W M信号に従ぃ 才 ン ♦ 才 フ す るか ら 、 両サ — ボ モ ー タ M 1 , M 2 の同ー相 に は同期 し て周一 電流が流れる の結果、 サー ボモー タ M 1 , M 2 は互ぃ に同期 し て かっ 同 卜 ル ク で回転 し 、 ポ ールネ ジ 7 , 7 を駆動 す る 。 さ ら に 、 2 っ のポ ー ルネ ジ 7 , 7 に 設け た歯車 9 , 9 に は位相保持用 の歯車 Ί Ο が嚙み合 っ て両歯車間 に位相 のず れ、 す なゎ ち 回転ず れが生 じ な ぃ ょ ぅ に し て ぃるた め 、 両ボ ー ルネジ 7 , 7 は互ぃ に 同 期 し て 回転す る 。 その結果、 両ボ ールネ ジ 7 , 7 に 嫘合 する ポ ー ルナ ッ 卜 8 , 8 がボ ー ルネジ軸方向 に 移動 し 、 ボ ー ルナ ッ 卜 8 , 8 が固着 さ れ た プ ッ シ ャ プ レ ー 卜 6 を 軸方向 に移動 さ せ 、 ス ク リ ュ ー 2 を前進 （ 第 1 図中左方 ） さ せ 、 樹脂を射出 す る こ と と な る 。 こ の ょ ぅ に し て 、 複 数のサー ボ モ ー タ に ょ っ て大き な出カ を得る こ と.ができ る 。

上記実施例で は 、 プ ッ シ ャ プ レ ー 卜 6 をス ク リ ュ ー 2 の軸方向 に 移動 さ せ る た め の ボ ー ルネ ジ 7 を 2 本用 ぃ 、 各ポ ー ルネ ジ 7 , 7 毎に サ ー ポ モ ー タ M Ί , M 2 を連結 さ せ た が 、 ボ ー ルネ ジ の数 は必ず 2 本で ぁ る必要は な く 、 先に 示 し た 日 本国特開昭 6 0 — Ί 2 5 6 1 8 号公報記載 の ょ ぅ に Ί 本で も良 く 、 ま た 、 ス ク リ ュ ー 2 の 中心軸 を 中心に し た 同ー 円 周上に等間 隔に複数の ボ ー ルネ ジを設 け 、 プ ッ シ ャ プ レ ー 卜 6 に 固着 さ れた ポ ー ルナ ッ 卜 の対 応する もの とそ れぞれ螺合さ せ てプ ッ シ ャ プ レ ー 卜 6 を 移動 さ せ る ょ ぅ に し て も ょ ぃ 。 そ し て 、 サ ー ポ モ ー タ の 数も必ず し も ポ ー ルネ ジ に対応させ た数設ける必要も な く 、 複数のサ ー ボ モ ー タ で 1 っ ま た は複数の ポ ー ルネ ジ を伝動機構を介 し て 駆動 する ょ ぅ に し て も ょ ぃ 。 そ し て 、 サー ポモ ー タ の配設数を増加 し た場合でも、 サー ポ モ ー タニを駆動 する回路は 、 第 2 図 に ぉぃて 、 増設 し た サー ポ モー タ に対応する数だけ 卜 ラ ン ジス タ ィ ンバ ー タ を増設 し 、 こ れを 卜 ラ ン ジ ス タ ィ ンパ ー タ 2 4 ， 2 4 ' と 並列 に接続する だけで構成でぎ 、 パルスェ ン コ ー ダ等の位置 iSt ιίι 3B.

W ffi «S P ゃ 卜 ラ ンジス タ P W M制御回路 2 1 は増設する 必要はなぃ 。 ま た 、 上記実施例で は永久磁石同期電動機 を使用 し た A C サ ー ボ モ ー タ を用 ぃ た が 、 D C サー ポ モ ー タ を用 ぃる場合 に ぉ ぃ て ぉ該サー ボモ ー タ の制御回路 に ぉ ぃ て は 、 電カ 増幅器のみを並列 に 増設 し て他の制御 回路ゃ位置検出器は共用 すれば良ぃ 。 さ ら に 、 位相保持 用 と し て設け た 歯車 9 , 1 0 に代ぇ て プー リ と タ ィ ミ ン グべ ル 卜 を用 ぃて位相保持させ る ょ ぅ に し て ¾ ょ ぃ 。

Claims

請 求 の 範 囲

. サー ポ モ ー タ に ょ っ て駆動 さ れるポ ー ルネ ジ に ょ り ス ク リ ュ ー を軸方向 に移動 さ せ て射出を行ぅ 射出成形 の射出駆動装置に ぉ ぃ て 、 上記ポ ー ルネ ジを駆動 す る 複数のサー ポ モ ー タ と 、 上記複数のサー ポモ ー タ の ぅ ち 1 っ のサ ー ポ モ ー タ に設け ら れた位置検出器 と 、 該 位置検出器か ら の信号を受け上記複数のサー ポ モ ー タ 毎 に 設け ら れた電カ 増幅器へ 卜 ル ク 指令を出カ し 、 各 サ ー ポ モ ー タ を駆動制御 する制御装置 と を有する こ と を特徴 と す る射出駆動装置 。

. 上記ス ク リ ュ ー はプ ッ シ ャ プ レ ー ト に 回転自 在 に裝 着さ れ 、 上記ポ ー ルネ ジ は複数設け ら れ 、 上記プ ッ シ ャ プ レ ー 卜 に 固着さ れた複数の ボ 一 ルナ ッ 卜 と各々 螺 合 し 、 上記複数のサー ポ モ ー タ に ょ り 上記複数のポ ー ルネ ジ は駆動 さ れ、 上記複数の ポ ー ルネ ジ間 に は位相 を同 ー に す る位相保持手段が連結さ れ て ぃる請求の範 囲第 1 項記載の射出駆動装置 。

. 上記位相保持手段 は上記各 ポ ー ルネ ジ に 固着さ れ た 歯車 と 該各歯車が嚙み合 位相保持用 歯車 とで構成さ れて ぃ る請求の範囲第 2 項記載の射出駆動裝置。

. 上記制御装置は 卜 ラ ンジ ス タ P W M 制御回路でぁ り 、 上記各サー ポ モ ー タ 毎に 設け ら れた電カ増幅器は 卜 ラ ン ジス タ ィ ンバ ー タ でぁる請求の範囲第 1 項， 第 2 項 ま た は第 3 項記載の射出駆動装置。