JP3891325B2

JP3891325B2 - 成形機の型開閉装置

Info

Publication number: JP3891325B2
Application number: JP2000252515A
Authority: JP
Inventors: 浩一上田; 寛生加門
Original assignee: Toyo Machinery and Metal Co Ltd
Current assignee: Toyo Machinery and Metal Co Ltd
Priority date: 2000-08-23
Filing date: 2000-08-23
Publication date: 2007-03-14
Anticipated expiration: 2020-08-23
Also published as: JP2002059467A

Description

【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などの成形機の型開閉装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形機などの成形機においては、近時、電動式のマシンが普及しつつある。ところで、射出成形機などにおいては、型開き行程中に、例えば金型メカニズムにおいてスライドコアのカジリや、引っぱりリンクへの非対称な力の作用などが生じた場合に、無理やりに過大な力で型開きを続行すると、金型メカニズムに破損を生じる虞がある。そこで、金型メカニズムの破損を防ぐため（金型カニズムの保護を図るため）、型開き行程中には電動サーボモータの出力トルクを制限するようにした構成をとることが多い。すなわち、型開き行程中には電動サーボモータに所謂トルクリミッタをかけて、これにより、型開閉機構に過大な力が作用することを抑止して、金型メカニズムの破損を防止するようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、型開き行程中に型開閉駆動源たる電動サーボモータにトルクリミッタをかけると、金型メカニズムの破損は防止できるが、型開き行程の加減速性能が低下し、場合によっては停止位置のオーバーランが発生することがある。このオーバーランを防止するため、減速カーブを大きくするなどの対策が講じられているが、型開き行程の加減速性能が悪い上に、減速カーブを大きくしているので、型開き行程の時間が掛かり、ハイサイクル成形には適さないという問題があった。
【０００４】
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、型開き行程における金型メカニズムの破損を防止できると共に、型開き行程の加減速性能を損なわず、ハイサイクル成形が可能な成形機を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するため、本発明による成形機の型開閉装置は、少なくとも型開き行程における型開閉機構の負荷を検出する負荷検出手段と、この負荷検出手段が検出した型開き行程における型開閉機構の実測負荷と予め設定された負荷の許容範囲とを対比し、実測負荷が許容範囲を外れた場合には、前記型開閉駆動源の動作を停止させる制御手段とを、具備し、前記した負荷の許容範囲は、型開き開始から型開き終期まではプラス値の範囲に、型開きの終期にはマイナス値の範囲に設定される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る射出成形機の要部構成を示す図である。
【０００７】
図１において、１は固定側金型２を搭載した固定ダイプレート、３は、可動側金型４を搭載し、固定ダイプレート１に対して前後進する可動ダイプレート、５は可動ダイプレート３をガイドするタイバー、６は型開閉駆動源としてのサーボモータ（電動サーボモータ）、７は、サーボモータ６の回転を直線運動に変換する回転→直線運動メカニズムであるボールネジ機構、８は、ボールネジ機構７の直線運動を受けて、可動ダイプレート３を前進または後退させるトグルリンク機構である。また、９はサーボモータ６を駆動制御するサーボアンプ、１０は、サーボモータ６の駆動電流を測定し、計測結果をトルク値に相当するデータ（すなわち、型開閉機構の負荷に相当するデータ）として後記マシンコントローラに送出する電流検出器、１１は、サーボモータ６の回転を検出し、計測結果を後記マシンコントローラに送出するエンコーダである。
【０００８】
２０は、マイクロコンピュータ等の機能で具現化されるマシンコントローラで、実際にはこのマシンコントローラ２０は、マシン（射出成形機）全体の制御を司るものであり、ＭＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、各種Ｉ／Ｏインタフェースなどをもって構成されているが、ここでは、表示制御部と型開閉制御系に関する部分のみを示してある。３０はマシンコントローラ２０に対して各種入力設定や指示入力等を行うためのキーボード装置、４０は、マシンコントローラ２０の制御のもとに各種画面を表示するカラーＬＣＤ等よりなる表示装置である。
【０００９】
また、マシンコントローラ２０内において、２１は型開き条件格納部、２２は型開き運転実測値格納部、２３は型開き運転制御部、２４は許容トルク範囲格納部、２５はトルク比較判定部であり、２６は、表示画面データを生成してこれを表示装置４０に出力する表示制御部である。
【００１０】
型開き条件格納部２１には、型開き行程における運転条件設定データとして、例えば、トグルリンク機構８のクロスヘッドの位置（ストローク）と速度との関係（あるいは、可動ダイプレート３の位置と速度との関係）などが、書き替え可能に格納されている。また、型開き運転実測値格納部２２には、型開き行程における運転実測値がリアルタイムで取り込まれて一時保存される。型開き運転実測値格納部２２に取り込まれる運転実測値は、例えば、前記電流検出器１０から出力される実測電流値を適宜に変換演算したトルク値と、前記エンコーダ１１から出力される回転量データを適宜に変換演算したトグルリンク機構８のクロスヘッドの位置データであるストローク値（あるいは、可動ダイプレート３のストローク値）と、この位置（ストローク）データとクロックとに基づき算出した速度値である。
【００１１】
型開き運転制御部２３は、型開き条件格納部２１の運転条件設定データに従うように、型開き運転実測値格納部２２にリアルタイムで取り込まれた実測データを参照しつつ、サーボアンプ９を位置軸に沿った例えば速度フィードバック制御によって駆動制御する。
【００１２】
許容トルク範囲格納部２４には、例えば、型開き行程におけるトグルリンク機構８のクロスヘッドのストローク値を示す位置軸（あるいは、型開き行程における可動ダイプレート３のストローク値を示す位置軸）に沿って設定された、前記サーボモータ６の許容トルク範囲データが、書き替え可能に格納されている。
【００１３】
トルク比較判定部２５は、型開き行程期間中、許容トルク範囲格納部２４に設定された許容トルク範囲データと、現在のストローク位置における実測トルク値とを常時対比し、実測トルク値が許容トルク範囲を外れた場合には、停止制御指令を型開き運転制御部２３に送出する。そして、型開き運転制御部２３は、トルク比較判定部２５から停止制御指令が到来すると、サーボモータ６を直ちに緊急停止させて、型開き行程を中断させる。
【００１４】
上記した構成において、型開き開始タイミングに至ると、型開き運転制御部２３からの駆動信号により、サーボアンプ９を介してサーボモータ６が回転駆動され始める。サーボモータ６の回転は、ボールネジ機構７によって直線運動に変換され、この直線運動はトグルリンク機構８のクロスヘッドへと伝えられて、トグルリンク機構８を介して、型締め状態位置にある可動ダイプレート３が後退駆動され始める。型開き行程は、例えば速度フィードバック制御によって行われ、型開き運転制御部２３は、型開き運転実測値格納部２２から到来する実測速度が設定速度に一致するように、サーボアンプ９の駆動制御を行う。この型開き行程の実行中には、トルク比較判定部２５が、許容トルク範囲格納部２４に設定された許容トルク範囲データと、現在位置の実測トルク値とを対比し、実測トルク値が許容トルク範囲を外れたか否かを常時監視しており、型開き行程の最後まで、実測トルク値が許容トルク範囲内に収まっていた場合には、型開き行程は正常に実行完了されて、可動ダイプレート３は型開き終了位置に移行した状態となる。一方、型開き行程中に、実測トルク値が許容トルク範囲を外れた場合には、トルク比較判定部２５は停止制御指令を型開き運転制御部２３に送出し、これにより、型開き運転制御部２３は直ちにサーボモータ６の回転を停止させて、型開き行程を緊急中断させる。
【００１５】
図２は、上記した許容トルク範囲格納部２４に設定された許容トルク範囲と、型開き行程の実測トルクとの関係を示す図である。図２の縦軸はトルク値を表わし、横軸はストローク値を表わしている。図２において、５１は、型開き行程における例えばトグルリンク機構８のクロスヘッドのストローク値に対応する許容トルク範囲であり、５２は型開き行程の実測トルクである。
【００１６】
図２の（ａ）は、型開きが正常に行われた場合を示しており、この場合には、トグルリンク機構８のクロスヘッド（あるいは、可動ダイプレート３）が、型開き開始位置から型開き終了位置に至るまでの間、実測トルク５２は許容トルク範囲５１内に収まっている。図２の（ｂ）は、型開き行程の途中で実測トルク５２が許容トルク範囲５１を外れた場合を示しており、このような場合は、実測トルク５２が許容トルク範囲５１を外れると、直ちにサーボモータ６が緊急停止される。なお、図２の（ｂ）は、実測トルク５２が許容トルク範囲５１の上限値を上回った場合（すなわち、負荷が設定値より過大になった場合）を示しているが、実測トルク５２が許容トルク範囲５１の下限値を下回った場合も、負荷が正常状態よりも過小になって何らかの異常が発生したと見做して、サーボモータ６を緊急停止されるようになっている。
【００１７】
ここで、上記の許容トルク範囲５１の設定幅は任意であって、かつ、位置毎に設定幅を可変することが可能となっている。また、許容トルク範囲５１の設定は、前記表示装置４０に型開き行程の許容トルク範囲の設定モード画面を表示させて、この画面と対話式に、例えば正常な型開き行程時の実測トルクの平均値を図２に示すように表示させた状態で、許容トルク範囲を線描入力すること、あるいは、各位値の上下限値を数値入力することによって行われるようになっている。
【００１８】
以上のような本実施形態によれば、型開き行程における金型メカニズムの破損を確実に防止できる。また、従来のように、サーボモータの出力トルクを制限するためにトルクリミッタをかけていないので、型開き行程の加減速性能を損なうことがなく、かつ、ハイサイクル成形を行うことも容易に可能となる。
【００１９】
なお、以上の実施形態では、型開閉メカニズム中にトグルリンク機構８を用いた例を示したが、可動ダイプレート３をボールネジ機構７によって直接駆動するようにした直圧式の型開閉装置にも、本発明は適用可能であることは言うまでもない。なおまた、場合によっては、型開閉駆動源を油圧シリンダとした構成にも、本発明は適用可能である。なおまた、許容トルク範囲格納部２４には、型開き行程における型開き開始タイミングからの時間軸に沿って設定された、前記サーボモータ６の許容トルク範囲データを格納するようにしても、差し支えない。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、型開き行程における金型メカニズムの破損を防止できると共に、型開き行程の加減速性能を損なわず、ハイサイクル成形が可能な成形機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る射出成形機の要部構成を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施形態における、型開き行程の許容トルク範囲と実測トルクとの関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１固定ダイプレート
２固定側金型
３可動ダイプレート
４可動側金型
５タイバー
６サーボモータ
７ボールネジ機構
８トグルリンク機構
９サーボアンプ
１０電流検出器
１１エンコーダ
２０マシンコントローラ
２１型開き条件格納部
２２型開き運転実測値格納部
２３型開き運転制御部
２４許容トルク範囲格納部
２５トルク比較判定部
２６表示制御部
３０キーボード装置
４０表示装置

Claims

型開閉駆動源によって、可動側金型を搭載した可動ダイプレートを固定側金型を搭載した固定ダイプレートに向けて前進させることにより型閉じ動作を行い、前記可動ダイプレートを前記固定ダイプレートから離間する方向に後退させることにより型開き動作を行う成形機において、
少なくとも型開き行程における型開閉機構の負荷を検出する負荷検出手段と、この負荷検出手段が検出した型開き行程における型開閉機構の実測負荷と予め設定された負荷の許容範囲とを対比し、実測負荷が許容範囲を外れた場合には、前記型開閉駆動源の動作を停止させる制御手段とを、
具備し、
前記した負荷の許容範囲は、型開き開始から型開き終期まではプラス値の範囲に、型開きの終期にはマイナス値の範囲に設定されることを特徴とする成形機の型開閉装置。
請求項１記載において、
前記型開閉駆動源は電動サーボモータであり、前記負荷検出手段は、この電動サーボモータのトルクを測定することにより前記型開閉機構の負荷を検出することを特徴とする成形機の型開閉装置。
請求項１または２記載において、
前記した負荷の許容範囲は、位置軸または時間軸に沿って設定されたものであることを特徴とする成形機の型開閉装置。
請求項３記載において、
前記した負荷の許容範囲は、表示画面と対話式に任意に設定可能とされたことを特徴とする成形機の型開閉装置。