JP4585263B2 - 射出成形機における監視方法 - Google Patents

Description

本発明は、射出成形機において成形製品を押し出す際の監視方法に係る。

電動式射出成形機では、射出成形の終わった製品を金型から回収する際、金型の内部に組み込まれているエジェクタピンの駆動源のサーボモータのトルクを監視し、その値が予め設定された許容幅から外れた場合に、何らかの異常が生じたと判断して、アラームを発している。具体的には、押出動作の開始から完了までサーボモータのトルクを検出し、検出されたトルクが上記の許容幅から外れた場合に、アラームを発している。

従来の射出成形機では、上記のような押出力の監視は、押出工程の全領域において行なわれていた。しかし、例えば、形状が複雑な金型や成形製品の場合、金型から成形製品が押し出される過程で発生するトルク変動は、成形製品と金型の間の位置関係や、押出速度の変化に伴う押出装置の慣性力の影響を受ける。このため、本来検出したい異常状態に起因する押出力の変動を正確に検出することができなかった。

本発明は、以上のような電動式射出成形機における従来の押出力の監視方法の問題点に鑑み成されたものである。本発明の目的は、成形製品を押し出す動作中の異常をより確実に検出することが可能で、しかも、生産性の低下を招く程度が少ない押出力監視方法を提供することにある。

本発明は、射出成形機における押出力監視方法であって、
エジェクタピンが内部に組み込まれた移動金型と、
移動金型を保持する移動ダイプレートと
移動ダイプレートの背面側に取り付けられ、前記エジェクタピンを前進させて成形製品を型面から押し出すための駆動ロッドを備えた押出装置と、
を備えた射出成形機における押出力監視方法であって、
前記駆動ロッドの移動領域内に複数の監視区間を設け、
予め各監視区間毎に前記駆動ロッドの前進推力の上限値をそれぞれ設定しておき、
押出動作の際、前記駆動ロッドの前進推力が、いずれかの監視区間においてそれぞれ設定された上限値に到達したときアラームを発することを特徴とする。

本発明の押出力監視方法によれば、金型内に組み込まれている押出機構の各部材の位置、あるいは、成形製品を押し出す途中で予想される異常の内容に応じて、駆動ロッドの移動領域内に複数の監視区間を設けるとともに、予め各監視区間毎に駆動ロッドの前進推力の上限値を設定しておくことができる。これによって、押出動作の途中での異常の発生をより確実に検出することができる。

本発明の押出力監視方法において、好ましくは、アラームを発すると同時に前記駆動ロッドの前進動作を停止させる第一の監視モードと、各監視区間内でアラームが発せられた回数をカウントし、その回数が各監視区間毎に予め設定された回数に到達したときに前記駆動ロッドの前進動作を停止させる第二の監視モードとを、各監視区間毎に選択することが可能なようにする。

このように構成することによって、各監視区間内で上限値を厳しく設定した際に、実際には異常が発生していないにも拘わらず異常が発生したと判断して装置が停止されてしまう可能性を減らし、異常の発生をより確実に検出することが可能になる。

なお、アラームの発生回数のカウントは、制御ループの中で上記の前進推力を検出する各サイクルタイム毎に、上限値以上の前進推力が検出されたときを一回分としてカウントし、それを積算して行う。

好ましくは、前記駆動ロッドが前進限に到達した後に後退する際にも、上記と同様な方法で駆動ロッドの推力を監視する。

本発明の押出力監視方法によれば、押出動作の途中での異常の発生をより確実に検出することが可能になり、装置の生産性を高めるとともに、金型の損傷や成形不良品の良品ロット中への混入の可能性を減らすことができる。

図１に、本発明に基づく押出力監視方法を、電動式の押出装置を備えた射出成形機に適用する場合のシステム構成図を示す。

固定ダイプレート１の前面には固定金型３が保持され、移動ダイプレート２の前面には移動金型４が保持される。移動金型４の内部には、成形が終わった製品を型面から押し出すための複数のエジェクタピン８及びプレート７が組み込まれている。エジェクタピン８は、その後端部でプレート７に固定されている。エジェクタピン８及びプレート７は、移動金型４の内部で前後方向（図１では左右方向）に移動することができる。

移動ダイプレート２の背面には、エジェクタピン８を駆動するための押出装置が取り付けられている。押出装置は、ボールネジ１５、押出プレート５、駆動ロッド６及びサーボモータ１０などから構成されている。押出プレート５は、移動ダイプレート２の背面に対向して移動ダイプレート２に平行に配置され、その前面側に複数の駆動ロッド６が固定されている。駆動ロッド６は、移動ダイプレート２に設けられた貫通孔の中に収容されている。サーボモータ１０のシャフトの先にはプーリ１１が取り付けられ、ボールネジ１５のロッド部分の後端にはプーリ１３が取り付けられ、プーリ１１とプーリ１３の間はタイミングベルト１２で連結されている。押出プレート５は、ボールネジ１５のナット部分に接続されている。押出プレート５を介して駆動ロッド６を前進させると、駆動ロッド６の先端が移動金型４の内部のプレート７の背面に突き当たり、プレート７を前進させてエジェクタピン８が前方に押し出される。

上記の押出装置の制御系は、押出プレート位置検出部２１、押出プレート位置制御部２２、押出プレート前進推力演算部２３、比較部２４、押出条件設定部２５及び押出プレート前進推力表示部２６などから構成されている。

押出条件設定部２５では、押出力の監視のための条件、即ち、監視区間及び各監視区間毎の押出プレート５の前進推力（従って、駆動ロッド６の前進推力の合計値）の上限値が設定される。設定された条件は、押出プレート前進推力表示部２６に表示される。押出プレート位置検出部２１は、サーボモータ１０の回転量から押出プレート５の位置（従って、駆動ロッド６の位置）を検出し、その値を押出プレート位置制御部２２及び押出プレート前進推力表示部２６へ送る。

押出プレート前進推力演算部２３は、押出プレート位置制御部２２から送られたサーボモータ１０の指令電流に基づき、押出プレート５の前進推力を計算し、その結果を比較部２４及び押出プレート前進推力表示部２６へ送る。なお、押出プレート５の前進推力は、次の式を用いて計算される：

但し、Ｐ ：押出プレート５の前進推力
ＴＱＣ：サーボモータのトルク定数
ＢＬ ：ボールネジのリード
ＭＰＮ：サーボモータ側プーリの歯数
ＢＰＮ：ボールネジ側プーリの歯数
Ｉ ：サーボモータの指令電流。

押出プレート位置制御部２２では、押出条件設定部２５及び比較部２４から送られた指令に基づきサーボモータ１０の駆動電流を制御する。また、押出条件設定部２５において設定された各監視区間毎の前進推力の上限値に対応するサーボモータの駆動電流（電流制限値）を、次式を用いて算出する：

但し、ＩＬ：サーボモータの電流制限値
ＰＳ：各監視区間毎の前進推力の上限値。

比較部２４は、押出プレート前進推力演算部２３から送られた前進推力の検出値と、押出条件設定部２５から送られた各監視区間毎の前進推力の上限値を比較する。その結果、押出プレート５の前進推力が上限値以上の場合には、アラームを発する。また、装置を停止させる条件に到った場合には、押出プレート位置制御部２２に指令を送って、サーボモータ１０を非常停止させる。

プレート前進推力表示部２６は、押出プレート位置検出部２１から送られた押出プレート５の位置と、押出プレート前進推力演算部２３から送られた前進推力の関係をディスプレイ上に表示するとともに、押出条件設定部２５において設定された監視区間及び各監視区間毎の前進推力の上限値を同じディスプレイ上に表示する。

図２に、本発明に基づく押出力監視方法の一例のフローチャートを示す。

成形サイクルを開始する際、先ず、Ｎ及びＫの値をクリアして零に戻す。ここで、Ｎはアラームの発信回数のカウンタ、Ｋ１はアラームの連続数カウンタである。

押出動作のステップが開始されると、データのサンプリング周期毎に、押出プレートの位置を監視し、押出プレートがいずれかの監視区間の中にあるか否かについて判断する。監視区間の中にない場合には、押出プレートが前進限に到達したか否かについて判断し、前進限に到達していない場合には、データのサンプリング周期の最初のステップへ戻る。押出プレートが前進限に到達した場合には、押出動作を終了させ、成形サイクル内の後続ステップに移行する。

押出プレートがいずれかの監視区間の中にある場合には、サーボモータの電流から押出プレートの前進推力を算出し、次いで、押出プレートの前進推力が、予めそれぞれの監視区間毎に設定された上限値以上であるか否かについて判断する。押出プレートの前進推力が、予め設定された上限値未満の場合には、押出プレートが前進限に到達したか否かについて判断し、その結果に応じて、先に述べた手順に従って後続の処理を行う。

押出プレートの前進推力が、上記の上限値以上である場合には、アラームを発するとともに、カウンタＮに１を加算する。次いで、カウンタＮの値が、予めそれぞれの監視区間毎に設定された制限値Ｍ（運転停止アラーム数）未満であるか否かについて判断する。カウンタＮの値が上記の制限値Ｍ未満の場合には、押出プレートが前進限に到達したか否かについて判断し、その結果に応じて、先に述べた手順に従って後続の処理を行う。一方、カウンタＮの値が上記の制限値Ｍに到達した場合には、押出動作を停止させ、更に、成形サイクルを停止させる。

図３及び図４に、本発明に基づく押出力監視方法を採用した場合の、運転装置のグラフィック表示パネル上の表示画面の例を示す。なお、図３は、押出動作が正常に行われた場合の表示画面の例であり、図４は、押出動作の途中で異常が発生した場合の表示画面の例である。

図に示す様に、グラフィック表示パネルには、押出プレートの位置（横軸：「押出プレート位置」）に対する、押出プレートの前進推力（縦軸：押出トルク）の実測データが図式的に表示される。グラフの左端が押出プレートの後退限に相当し、グラフの右端が押出プレートの前進限に相当している。更に、同じ表示画面上には、押出プレートの移動領域の中に設けられた複数の監視区間（この例では、監視区間１：１Ａ〜１Ｂ、監視区間２：２Ａ〜２Ｂ）、及び各監視区間毎に設定された押出プレート５の前進推力の上限値が表示される。

押出動作の際、押出プレートの前進推力がいずれの監視区間においても、それぞれ設定された上限値未満である場合には、図３に示す様に、押出動作が最後まで行われる。これに対して、押出動作の途中で、押出プレートの前進推力がいずれかの監視区間において、それぞれ設定された上限値以上になった場合には、図４に示す様に、アラーム出力を行い、運転停止アラーム数の設定にアラーム出力回数が連続で到達した時点で押出動作を終了させる。

本発明の押出力監視方法によれば、金型内に設けられた各押出機構部材の位置や、成形製品の押出途中で予想される異常の内容に応じて、押出プレートの移動領域内に複数の監視区間を設けるとともに、各監視区間毎に押出プレートの前進推力の上限値を設定することができる。これによって、押出動作の途中での異常の発生をより確実に検出することが可能になり、装置の生産性を高めるとともに、金型の損傷や成形不良品の良品ロット中への混入の可能性を減らすことができる。

図５に、本発明の他の実施形態による押出力監視方法が適用される射出成形機の概略構成を示す。

この装置では、先に図．１に示した装置と異なり、駆動ロッド６ａの先端が中間プレート７に連結されている。従って、駆動ロッド６ａが前進限に到達した後に後退する際、エジェクタピン８も中間プレート７とともに強制的に引き戻される。この装置によれば、仮にエジェクタピン８の先端に成形製品が貼り付いた場合にも、両者を引き離して、成形製品をトラブルなく回収することができる。

このような装置の場合には、好ましくは、駆動ロッド６ａが後退する際にも、前進の際と同様な方法で駆動ロッドの推力を監視する。それによって、後退の開始時及び後退の途中での異常の発生を検出することができる。

本発明の押出力監視方法が適用される電動式の押出装置を備えた射出成形機の概略構成を示す図。 本発明の押出力監視方法の一例のフローチャートを示す図。 本発明の押出力監視方法を採用した場合の、運転装置のグラフィック表示パネル上の表示画面の例を示す図であり、この図は押出動作が正常に行われた場合の表示画面の例である。 本発明の押出力監視方法を採用した場合の、運転装置のグラフィック表示パネル上の表示画面の例を示す図であり、この図は押出動作の途中で異常が発生した場合の表示画面の例である。 本発明の他の実施形態による押出力監視方法が適用される射出成形機の概略構成を示す図である。

符号の説明

１・・・固定ダイプレート、２・・・移動ダイプレート、３・・・固定金型、４・・・移動金型、６・・・押出プレート５、６・・・駆動ロッド、７・・・中間プレート、８・・・エジェクタピン、１０・・・サーボモータ、１１・・・プーリ、１２・・・タイミングベルト、１３・・・プーリ、１５・・・ボールネジ。

Claims (1)

1. エジェクタピンが内部に組み込まれた移動金型と、
   移動金型を保持する移動ダイプレートと、
   移動ダイプレートの背面側に取り付けられ、前記エジェクタピンを前進させて成形製品を型面から押し出すための駆動ロッドを備えた押出装置と、
   を備えた射出成形機における監視方法であって、
   前進動作中の前記駆動ロッドの移動領域内に複数の前進監視区間を設け、予め各前進監視区間毎に前記駆動ロッドの前進推力の上限値をそれぞれ設定しておき、前進動作中に、前記駆動ロッドの前進推力が、いずれかの前進監視区間においてそれぞれ設定された上限値に到達したときアラームを発すること、
   前記駆動ロッドが前進限に到達した後での後退動作中の、前記駆動ロッドの移動領域内に一または二以上の後退監視区間を設け、予め各後退監視区間毎に前記駆動ロッドの後退推力の上限値をそれぞれ設定しておき、後退動作中に、前記駆動ロッドの後退推力が、いずれかの後退監視区間においてそれぞれ設定された上限値に到達したときアラームを発すること、及び、
   前進動作中には、アラームが発せられると同時に前記駆動ロッドの前進動作を停止させ、後退動作中には、アラームが発せられると同時に前記駆動ロッドの後退動作を停止させる第一の監視モードと、
   前進動作中には、各前進監視区間内でアラームが発せられた回数をカウントし、その回数が各前進監視区間毎に予め設定された回数に到達したときに前記駆動ロッドの前進動作を停止させ、後退動作中には、各後退監視区間内でアラームが発せられた回数をカウントし、その回数が各後退監視区間毎に予め設定された回数に到達したときに前記駆動ロッドの後退動作を停止させる第二の監視モードとを、
   各監視区間毎に選択することができるようにしたこと、
   を特徴とする監視方法。

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