JP3333388B2 - 成形機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形機やダイ
カストマシン等の成形機に係り、特に、型開閉駆動源に
よる駆動力をトグルリンク機構を介して可動ダイプレー
トに伝達して型開閉動作を行う、トグル型締め方式の成
形機に関する。

【０００２】

【従来の技術】トグルリンク機構を用いるトグル型締め
方式においては、油圧シリンダなどの型開閉駆動源で発
生する力を、トグルリンク機構によって拡大して、大き
な型締め力を得るようになっている。

【０００３】図４は、トグルリンク機構を用いた型開閉
機構を示す図である。同図において、１は保持盤、２は
固定側金型３を取り付けた固定ダイプレート、４は保持
盤１と固定側金型３との間に掛け渡されたタイバー、５
はタイバー４に挿通され、可動側金型６を取り付けた可
動ダイプレート、７は保持盤１に取り付けられた型締め
シリンダ（型開閉駆動源としての油圧シリンダ）、８は
保持盤１と可動ダイプレート５との間に設けられたトグ
ルリンク機構、８ａは型締めシリンダ７のピストンロッ
ド７ａに連結されたクロスヘッドである。

【０００４】図４の（ａ）はトグルリンク機構８が突っ
張った型締め状態を示しており、この状態ではタイバー
４の伸びにより発生した力（弾性力）で、固定側金型３
と可動側金型６とは大きな型締め力でクランプされてい
る。この図４の（ａ）の型締め状態から、型締めシリン
ダ７のピストンロッド７ａが図示左方に移動すると、こ
れと一体となってクロスヘッド８ａも図示左方に移動
し、これによってトグルリンク機構８が折り畳まれるよ
うに駆動されて、可動ダイプレート５が図示左方にスラ
イド駆動され、型開きが行われる（図４の（ｂ）に示す
型開き状態に移行する）。

【０００５】このようなトグルリンク機構を用いる型開
閉機構においては、トグルリンクによる力の拡大率を利
用して大きな型締め力を得るようにしているため、トグ
ルリンクの入力側（クロスヘッド）と出力側（可動ダイ
プレート）との移動量（移動速度）が１対１に対応しな
い。

【０００６】図５は、クロスヘッドと可動ダイプレート
のストローク特性線Ｓ１を示す図である。同図におい
て、目盛「０」が型締め完了位置であり、目盛の数値が
増大する方向が型開き方向である。参考までに図中でＳ
２で示す１対１特性線と対比すると明らかであるが、力
の拡大率の大きい型締め完了位置の近傍では、クロスヘ
ッドの移動量に較べて可動ダイプレートの移動量は少な
く（クロスヘッドの速度より可動ダイプレートの速度が
小さく）、反対に、型開き完了位置の近傍では、クロス
ヘッドの移動量に較べて可動ダイプレートの移動量が大
きくなる（クロスヘッドの速度より可動ダイプレートの
速度が大きくなる）。

【０００７】上記したようなトグル型締め方式を用いる
成形機においては、その型開き時には、通常、型開きサ
イクルを短縮するために高速領域（高速型開き領域）を
設けるとと共に、高速型開きによるショック低減と停止
精度を上げるために、型開き行程の終期に減速期間を設
けるようにしている。

【０００８】ところで、従来の成形機においては、上記
した減速期間の減速カーブを、型開き行程の高速領域に
おける設定速度の如何にかかわらず、常に一定なものと
するような制御を行っている。

【０００９】図６は、従来の型開き行程の速度と減速時
間（減速期間）との関係を示す図である。同図におい
て、Ｖ１は型開き速度１００％（マシンの仕様最大型開
き速度）、Ｖ２は型開き速度５０％、Ｖ３は型開き速度
２０％の、型開き速度特性線をそれぞれ示している。Ｖ
１においては、最も早いｔ１時点で減速が開始されて、
減速時間は最も長いＴ１秒時となり、Ｖ２おいては、ｔ
１時点より遅いｔ２時点で減速が開始されて、減速時間
はＴ１秒時より短いＴ２秒時となり、Ｖ３においては、
最も遅いｔ３時点で減速が開始されて、減速時間は最も
短いＴ３秒時となる。

【００１０】つまり、型開き速度の設定値が大きいほど
減速時間を長くし、型開き速度の設定値が小さいほど減
速時間は短くなるようにして、常に一定の減速カーブに
倣うような制御を行っている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記したよ
うな減速制御を行うと、型開き速度の設定値が小さいほ
ど減速時間は短くなるので、この短い時間で減速を完了
させようとすると、慣性によってショックが出やすくな
って、型開き完了位置がバラツキやすく、また大きな音
が生じる。さらに、これを繰り返すことによってマシン
に損傷を引き起こす。つまり、トグルリンク機構では、
図５に示したように、型開き完了位置の近傍では、クロ
スヘッドの移動量に較べて可動ダイプレートの移動量が
大きくなり、これはトグルリンク機構の力の拡大率を大
きくするほど顕著であるので、減速時間が短いほど（す
なわち、型開き速度の設定値が低速であるほど）、型開
き終了時に大きなショックが生じやすくなる。

【００１２】また、上記した減速時のショックの低減を
図るために、型開き行程の速度設定段数を３〜４段にし
て、型開き行程の高速領域と減速領域との間に低速領域
を１〜２段程度設定して、徐々に速度を低下させる手法
も考えられるが、こうした多段設定は、ユーザにとって
煩わしいく、また、最適多段設定を行うには、経験と知
識に富んだ者でないと難しいという問題もある。

【００１３】さらに、マシンの出荷に際しては、前記し
た減速期間における常に一定の減速カーブ条件を、あら
ゆる設定速度に対応できる最適値に設定するのが、リト
ライを必要とする煩雑なワークとなっていた。

【００１４】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
その目的とするところは、型開き終了時におけるショッ
クの発生を可及的に抑止し、型開き完了位置のバラツキ
を抑止することにある。また、型開き行程の速度設定作
業を容易なものとすることにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成するため、型開閉駆動源による駆動力を、トグルリ
ンク機構を介して可動ダイプレートに伝達して、型開閉
動作を行う成形機において、型開き行程の高速領域にお
ける設定速度の如何にかかわらず、減速開始から型開き
完了位置までの時間を一定にするために、型開き速度１
００％のときの減速カーブに対応する減速制御データを
もとにして、減速領域の前の高速領域の設定速度に応じ
た減速制御条件を算出して、これを型開き行程の減速領
域の減速制御条件として自動的に設定するようにされ
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図１は、本発明の実施の１形態（以下、本例と称
す）に係る、トグル型締め方式の射出成形機の制御系統
の簡略化したブロック図である。同図において、１０は
マシン（射出成形機）全体の動作制御や表示制御などを
司るマイコン、１１はマシンの各部に備えられた多数の
センサで構成されるセンサ群、１２はマシンの各部に配
設された多数の駆動源を駆動制御するための多数のドラ
イバ回路で構成されたドライバ群、１３はマシンの前面
部に配設されたキー入力装置、１４はキー入力装置１３
に隣接して配設された例えばカラーＣＲＴディスプレ
イ，カラーＬＣＤ等よりなるなる表示装置である。

【００１７】また、７は前記した型締めシリンダ（型開
閉駆動源としての油圧シリンダ）であり、型開き時に
は、型開き制御用バルブ部（切換え弁機能と絞り弁機能
とを少なくとも具備する）１５によって駆動制御され
る。この型開き制御用バルブ部１５は、前記ドライバ群
１２中の型開き用バルブドライバ１２ａによって駆動制
御される。

【００１８】前記マイコン１０は、計量動作（混練・可
塑化・計量動作），射出動作（１次射出動作と保圧動
作），型締め動作，型開き動作，エジェクト動作等の成
形行程全体の制御や、実測データの演算・格納処理，良
品／不良品の判定処理，異常判定処理等の演算・判定処
理、あるいは前記表示装置１４の出力画像の表示制御処
理等々の各種処理を実行する。このマイコン１は、実際
には各種Ｉ／Ｏインターフェイス，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｍ
ＰＵ等を具備したもので構成され、予め作成された各種
プログラムにより各種処理を実行するも、本例において
は、成形条件設定記憶部２１，成形プロセス制御部２
２，実測値記憶部２３，表示処理部２４等を備えたもの
として、以下の説明を行う。

【００１９】なお、上記成形条件設定記憶部２１中にお
いて、２１ａは型開き行程の制御条件を格納する型開き
制御条件設定格納部である。

【００２０】前記成形条件設定記憶部２１には、キー入
力装置１３等によって入力された各種運転条件値が、書
き替え可能な形で記憶されている。この運転条件値（運
転条件設定データ）としては、例えば、計量制御条件，
射出（１次射出および保圧）制御条件，型閉じ（型締
め）制御条件，型開き制御条件，エジェクト制御条件，
製品自動取り出し機の制御条件，各部のバンドヒータ温
度，各部の冷却温度等々が挙げられる。

【００２１】また、本例においては、上記の型開き制御
条件として、型開き時の型締めシリンダ７の圧力と、１
段または２段に設定される型開き速度とが設定されるよ
うになっており、これらの型開き制御条件の設定データ
は、前記型開き制御条件設定格納部２１ａに格納され
る。そして、型開き制御条件設定格納部２１ａは、型開
き速度の設定値として、型開き行程の高速領域の速度の
みが入力された場合（型開き速度が１段で設定された場
合）、および、型開き速度の設定値として、型開き行程
の初期低速領域の速度と高速領域の速度とが入力された
場合（型開き速度が２段で設定された場合）の何れの場
合にも、高速領域における設定速度（減速領域の前の領
域の設定速度）の如何にかかわらず、減速開始から型開
き完了位置までの時間を一定にするために、高速領域の
設定速度（減速領域の前の領域の設定速度）に応じた減
速カーブを演算して、これを型開き行程の減速制御条件
として自動的に設定する。

【００２２】前記成形プロセス制御部２２は、予め作成
された成形プロセス制御プログラムと、成形条件設定記
憶部２３に格納された運転条件値（運転条件設定デー
タ）とに基づき、マシンの各部に配設された前記センサ
群１１（位置センサ，圧力センサ，回転数検出センサ，
トルクセンサ，温度センサ等々）からの計測情報及び自
身に内蔵されたクロックからの計時情報を参照しつつ、
前記ドライバ群１２（モータドライバ，油圧バルブドラ
イバ，ヒータドライバ等々）を介して対応する駆動源を
駆動制御し、一連の成形行程を実行させる。

【００２３】前記実測値記憶部２３には、連続自動運転
時における予め設定されたモニタ項目の総べての実測デ
ータが、連続する所定回数のショットにわたって取り込
まれる。取り込まれるモニタ項目としては、時間監視
項目，位置監視項目，回転数監視項目，速度監視
項目，圧力監視項目，温度監視項目，電力監視項
目等が挙げられ、前記した成形運転条件設定項目の重要
項目がほぼ含まれるようになっている。

【００２４】前記表示処理部２４は、キー入力装置１３
によるオペレータが所望するモードの表示画面の呼び出
し指令によって、予め作成された表示画像作成・制御プ
ログラムに基づき、指定された表示モードの表示画面デ
ータを作成する。

【００２５】次に、本例による型開き行程の減速動作に
ついて説明する。図２は、本例による型開き行程の速度
と減速時間（減速期間）との関係を示す図である。同図
において、Ｖ１’は型開き速度１００％（マシンの仕様
最大型開き速度）、Ｖ２’は型開き速度５０％、Ｖ３’
は型開き速度２０％の、型開き速度特性線をそれぞれ示
している。本例においては、先にも述べたように、高速
領域における設定速度（減速領域の前の領域の設定速
度）の如何にかかわらず、減速開始から型開き完了位置
までの時間を一定にするようにしており、Ｖ１’，Ｖ
２’，Ｖ３’の何れの場合も、減速時間（減速期間）は
何れも一定のＴｃ秒時となる。

【００２６】このような減速制御を行うために、前記型
開き制御条件設定格納部２１ａは、前記したように、高
速領域の設定速度（減速領域の前の領域の設定速度）の
値に応じて、減速カーブを自動的に演算して、これを減
速制御条件として格納・設定している。つまり、型開き
速度１００％のときの減速カーブを最も急峻なものにし
て、型開き速度が小さくなるにしたがって、減速カーブ
が徐々になだらかなものになるようにしている。

【００２７】上記の減速制御条件の算出・設定は、例え
ば、型開き速度１００％のときの減速カーブに対応する
減速制御データのみを、予め固定データとして保持させ
ておき、この型開き速度１００％の減速制御データをも
とにして、ユーザによって入力設定された高速領域の設
定速度（減速領域の前の領域の設定速度）に応じて、適
宜の演算式により減速開始から型開き終了までの時間を
一定にするように、それぞれの減速制御条件が算出され
る。

【００２８】本例では斯様な減速制御を行っているの
で、高速領域の設定速度（減速領域の前の領域の設定速
度）の如何にかかわらず、常に一定時間の減速期間を確
保すること、すなわち、常に必要充分な減速期間を確保
することができて、以って、型開き終了時におけるショ
ックの発生を可及的に抑止できる。また、型開き完了位
置のバラツキも抑止でき、繰り返し位置決め精度が向上
する。

【００２９】また、ユーザが高速領域の設定速度（減速
領域の前の領域の設定速度）を設定するだけで、型開き
制御条件設定格納部２１ａがこれに応じた減速制御条件
を自動算出して設定するので、型開き行程の速度制御条
件を３〜４段に多段設定する場合に比して、速度設定が
容易となり、速度設定段数を１〜２段に低減できる。さ
らに、型開き速度１００％のときの減速カーブに対応す
る減速制御データのみを、予め決定しておけばよいの
で、マシン出荷前の型開き減速カーブの設定が簡素化で
きる。

【００３０】図３は、本例による減速制御と従来技術に
よる減速制御とにおける、クロスヘッドと可動ダイプレ
ートの移動速度を対比して示す図である。同図は高速領
域の設定速度（減速領域の前の領域の設定速度）が３０
％のときの例で、３１が本例によるクロスヘッドの速度
を、３２が本例による可動ダイプレートの速度をそれぞ
れ表しており、また、３３が従来技術によるクロスヘッ
ドの速度を、３４が従来技術による可動ダイプレートの
速度をそれぞれ表している。本例においては、減速開始
タイミングが従来技術よりも早く、これにより充分な減
速期間を確保しており、型開き終了時におけるショック
の発生がなく、型開き完了位置の位置精度が向上するこ
とが確認された。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、トグル型
締め方式の成形機において、型開き終了時におけるショ
ックの発生を可及的に抑止し得、型開き完了位置のバラ
ツキを抑止できる。また、型開き行程の速度設定作業を
容易なものとでき、使い勝手が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の１形態に係る、トグル型締め方
式の射出成形機の制御系統の簡略化したブロック図であ
る。

【図２】本発明の実施の１形態による、型開き行程の速
度と減速時間（減速期間）との関係を示す説明図であ
る。

【図３】本発明の実施の１形態による減速制御と従来技
術による減速制御とにおける、クロスヘッドと可動ダイ
プレートの移動速度を対比して示す説明図である。

【図４】トグルリンク機構を用いた型開閉機構を示す説
明図である。

【図５】クロスヘッドと可動ダイプレートのストローク
特性を示す説明図である。

【図６】従来技術による、型開き行程の速度と減速時間
（減速期間）との関係を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 保持盤 ２ 固定ダイプレート ３ 固定側金型 ４ タイバー ５ 可動ダイプレート ６ 可動側金型 ７ 型締めシリンダ ８ トグルリンク機構 ８ａ クロスヘッド １０ マイコン １１ センサ群 １２ ドライバ群 １３ キー入力装置 １４ 表示装置 １５ 型開き制御用バルブ部 ２１ 成形条件設定記憶部 ２１ａ 型開き制御条件設定格納部 ２２ 成形プロセス制御部 ２３ 実測値記憶部 ２４ 表示処理部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 45/68 B22D 17/26 B29C 33/22 B29C 45/76

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 型開閉駆動源による駆動力を、トグルリ
   ンク機構を介して可動ダイプレートに伝達して、型開閉
   動作を行う成形機において、 型開き行程の高速領域における設定速度の如何にかかわ
   らず、減速開始から型開き完了位置までの時間を一定に
   するために、型開き速度１００％のときの減速カーブに
   対応する減速制御データをもとにして、減速領域の前の
   高速領域の設定速度に応じた減速制御条件を算出して、
   これを型開き行程の減速領域の減速制御条件として自動
   的に設定する手段を有することを特徴とする成形機。