JP4676242B2

JP4676242B2 - 射出成形機の制御装置

Info

Publication number: JP4676242B2
Application number: JP2005129500A
Authority: JP
Inventors: 誠西沢; 穣山口
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 2005-04-27
Filing date: 2005-04-27
Publication date: 2011-04-27
Anticipated expiration: 2025-04-27
Also published as: JP2006305814A; CN1853907A; CN100482443C

Description

本発明は、射出成形機の制御装置に係り、特に、ヒューマンマシンインターフェース部を備えた制御装置に関する。

射出成形機は、ホッパからバレルに投入された合成樹脂材料をヒータによる加熱で溶融し、この溶融樹脂をバレル内に設けた射出スクリュの回転及び前進動作によって前方に押出し、さらに、バレル内で溶融樹脂を計量した後射出ノズルから金型に射出するように動作する。このとき金型は型開閉機構によって閉塞保持されており射出される溶融樹脂が充填されるようになる。その後、金型は射出ノズルから離間され、型開閉機構から開放される、そして、金型から成形品が取出される。

このような射出成形機を制御する制御装置は、ヒューマンマシンインターフェース部を設け、このヒューマンマシンインターフェース部の操作部を操作して射出、型開閉、押出し、計量等の各プロセスに関しての速度、圧力、時間等の数値データを設定し、それをヒューマンマシンインターフェース部の表示部上に設定値として表示するようにしていた。

各プロセスによって種々の設定値は、そのプロセス毎の表示画面内に配置されている。射出成形機では一般的に１０種類を越える画面が存在する。成形開始前では、各画面を切り替えながら各設定値をそれぞれの設定器を用いて順次設定するようにしていた。

ここで、一般的に設定器の合計数は１００を越える。この設定器からの設定値の入力はテンキーまたはアップダウンキーにより行なわれていた。

ところで、同一プロセス内で同一単位の設定値には同一のものも数多く存在する。

このように同一の設定値であっても一々設定器からデータを入力しているとその入力作業に時間がかかるという問題があった。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は、プロセス制御における設定値の入力時間を短縮させることができる射出成形機の制御装置を提供することにある。

本発明は、合成樹脂材料を加熱溶融した溶融樹脂を計量しつつ金型に射出して成形品を成形する射出成形機において、表示部の画面上にタッチパネルを配置したタッチパネル付表示部と、汎用オペレーティングシステムを搭載し、前記タッチパネル付表示部に複数の設定値を表示させるヒューマンマシンインターフェース部と、バッファメモリと、前記タッチパネル付表示部に表示された設定値がタッチされるとその設定値が表示された設定ウインドウを開き、この設定ウインドウに設けられたコピーボタンがタッチされるとその設定ウインドウに表示されている設定値をコピー元の設定値として前記バッファメモリに一時記憶させ、前記タッチパネル付表示部に表示された各設定値のうち前記コピーボタンがタッチされた後にタッチされるコピー先の設定値の単位が前記コピー元の設定値の単位と同じであり、しかも前記コピー元の設定値が前記コピー先の設定値の許容範囲内である場合に前記バッファメモリに一時記憶された設定値を前記コピー先の設定値に上書きする設定値コピー手段を具備したことを特徴とする。

本発明によれば、プロセス制御における設定値の入力時間を短縮することができる。

以下、本発明の一実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、この実施の形態は電動式射出成形機の制御装置に適用したものについて述べる。
図１は電動式射出成形機の構成を示す図で、射出成形機本体１は、ホッパ２を備えた円筒形状のバレル３内に、射出スクリュ４を回転自在にかつ進退可能に挿通配置している。前記バレル３の後部は前記ホッパ２と連通し、このホッパ２から合成樹脂材料が投入されるようになっている。

前記バレル３の外周に複数のヒータ(図示せず)を所定の間隔をあけて配置し、バレル外周部を加熱して投入された合成樹脂材料を溶融するようにしている。前記バレル３の先端部には溶融樹脂を射出するための射出ノズル５が形成されている。前記バレル３の温度は溶融樹脂の溶融度合いが先端部に向かって徐々に大きくなるように制御される。

前記射出スクリュ４は射出用サーボモータ６によって回転駆動するとともに進退動作するようになっている。すなわち、前記射出用サーボモータ６の回転駆動力を、プーリ７、タイミングベルト８、タイミングプーリ９からなる伝達機構を介して、サーボブラケット１０に回転自在に配置されたボールねじ軸１１に伝達するように構成されている。そして、前記ボールねじ軸１１にボールナット１２を螺合し、このボールナット１２がスラストボックス１３にボルト結合されている。さらに、このスラストボックス１３に前記射出スクリュ４の後端部を、回転自在に設けられたＳ軸やベアリング（図示せず）を介して回転自在に結合している。

前記スラストボックス１３に回転自在に結合されたＳ軸に対し、タイミングプーリ１４を結合配置し、このタイミングプーリ１４とタイミングベルト１５とプーリ１６とからなる伝達機構を介して計量用サーボモータ１７を結合し、この計量用サーボモータ１７の回転駆動力を、伝達機構を介してＳ軸に伝達するようになっている。これにより、計量用サーボモータ１７の回転は、射出スクリュ４に計量動作を行わせる回転として伝達される。

前記バレル３の前方には、金型１８及びこの金型１８の開閉及び型締めを行う装置１９が配置されている。そして、前記射出スクリュ４の先端部４ａは、バレル３の先端部に形成された射出ノズル５を前記金型１８のノズル口１８ａへ押圧当接させた際に、前進動作してバレル３内で生成した溶融樹脂を射出ノズル５から射出して金型キャビティ２０内へ充填するように構成されている。

前記金型１８の開閉及び型締めを行う装置１９は、金型１８の一方を支持する固定盤２１に対し、タイバー２２を介して金型１８の他方を支持する可動盤２３を移動自在に設けるとともにこの可動盤２３をトグル式型締め機構２４を介してトグル機構支持盤２５に取り付けている。そして、前記トグル機構支持盤２５にトグル式型締め機構２４を駆動するための型締め用サーボモータ２６を取り付けている。２７はトグル式型締め機構２４による型厚を調整する型厚調整機構である。

この電動式射出成形機は、先ず、型締め用サーボモータ２６を駆動して金型１８の型閉じを開始するとともにバレル３の射出ノズル５を金型１８のノズル口１８ａへ押圧当接させる。次いで、計量用サーボモータ１７を駆動して射出する溶融樹脂の計量を行った後、射出用サーボモータ６を駆動して射出スクリュ４を前進させ金型キャビティ２０内に溶融樹脂の射出充填を行う。

この電動式射出成形機本体１の制御装置は、図２に示すように、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを有し、射出成形機本体の管理、監視を行い、各部を制御する主制御部３１を備えている。また、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを有し、射出成形機本体の動作順序を制御するシーケンス処理部３２、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを有し、前記射出用サーボモータ６及び計量用サーボモータ１７を制御するサーボ指令部３３を備えている。前記主制御部３１、シーケンス処理部３２、サーボ指令部３３はバスライン３４によって互いに電気的に接続している。ここで、ＲＡＭには各プロセスの設定値及び設定値の単位及び許容範囲が記憶されている。

前記サーボ指令部３３は、サーボアンプ３５を制御して射出用サーボモータ６を駆動する。そして、射出用サーボモータ６の回転や電流値を検出部３６で検出している。前記サーボ指令部３３は、検出部３６から検出信号を取り込んで前記射出スクリュ４の移動位置や回転速度やモータの電流値を検出し、それに基づいて射出用サーボモータ６を制御するフィードバック制御を行う。

また、前記サーボ指令部３３は、サーボアンプ３７を制御して計量用サーボモータ１７を駆動する。そして、計量用サーボモータ１７の回転や電流値を検出部３８で検出している。前記サーボ指令部３３は、検出部３８から検出信号を取り込んで前記射出スクリュ４の移動位置や回転速度やモータの電流値を検出し、それに基づいて計量用サーボモータ１７を制御するフィードバック制御を行なう。

前記シーケンス処理部３２には、Ｉ／Ｏバス３９を介してＩ／Ｏ４０等が電気的に接続されている。

前記主制御部３１は、通信インターフェース部を備え、この通信インターフェース部に、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、汎用ＯＳ（オペレーティングシステム）を有するＨＭＩ（ヒューマンマシンインターフェース）部４１をイーサネット（登録商標）等のＬＡＮ４２によって接続している。前記ＨＭＩ部４１は、例えば、パーソナルコンピュータからなり、液晶ディスプレイの画面上にタッチパネルを配置したタッチパネル付表示部４３の表示部に接続し、この表示部を表示制御する。このＨＭＩ部４１は、後述する設定ウインドウＩに設けられたコピーボタン８７がタッチされるとその設定ウンイドウＩに表示されている設定値をバッファメモリ５６２に一時記憶させ、次にタッチされるコピー先の設定値の単位がコピー元の設定値の単位と同じであり、しかもコピー元の設定値がコピー先の許容範囲内である場合にバッファメモリ５６２に一時記憶された設定値を前記主制御部３１に送り、次にタッチされる設定値に上書きする設定値コピー手段を有する。

また、前記主制御部３１は、複数の機械的な操作スイッチを設けた操作パネル部４４をケーブル４５によって接続し、また、前記タッチパネル付表示部４３のタッチパネルをケーブル４６によって接続し、さらに、前記バレル３の外周部に配置したヒータによるバレルの温度を制御する温度制御部４７をケーブル４８によって接続している。

前記ＨＭＩ部４１は、図３に示すように、制御部本体を構成するＣＰＵ５１、プログラムデータを格納したＲＯＭ５２、データ処理に使用するメモリ等を設けたＲＡＭ５３、ＬＡＮ４２を介して主制御部３１と通信を行う通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）５４、前記タッチパネル付表示部４３の表示部を表示制御する表示コントローラ５５、汎用ＯＳ等を格納したコンパクトフラッシュ（登録商標）カードやハードディスクなどの不揮発性記憶媒体を使用した記憶装置５６、光ディスク等の外部記憶媒体５７と接続し、この外部記憶媒体５７とデータの通信を行う記憶媒体インターフェース（Ｉ／Ｆ）５８を設け、互いにバスライン５９によって電気的に接続している。

前記タッチパネル付表示部４３は、前記ＨＭＩ部４１によって表示コントローラ５５を介して表示部が表示制御される。そして、前記タッチパネル付表示部４３からのキー信号が前記主制御部３１に入力される構成になっており、主制御部３１では入力したキー信号のうち、ＨＭＩ部４１で必要な信号を、ＬＡＮ４２を介してＨＭＩ部４１に送信するようにしている。

前記記憶装置５６の記憶媒体には、図５〜図８に示す画面の表示データ及びその他の画面の表示データを記憶する表示データ記憶手段５６１、設定値をコピーする際にコピー元の設定値を一時記憶するバッファメモリ５６２を備えている。なお、表示データ記憶手段５６１及びバッファメモリ５６２の全て、あるいは一部を外部記憶媒体５７に形成してもよい。

このような構成においては、１つの成形品を成形する時には、タッチパネル付き表示部４３の表示部に成形条件の設定を選択する画面が表示されている状態でタッチパネルをタッチして成形条件の設定を選択すると、表示部には図５に示すように成形条件を設定する画面が表示される。

図５に示すように、表示部４３の固定領域Ａには、画面を切り換える切換スイッチが常時表示されている。この切換スイッチとして、「一覧」、「温度」、「型締」、「射出」、「生産」、「モニタ」、「オプション」、「記録」ボタンが表示される。

図５は「温度」ボタン６１がタッチされた後の画面表示を示している。そして、表示部４３の上部はモニタ等を表示するサブ画面Ｇ、下部は成形条件の設定変更を行なうメイン画面Ｈとに分割表示されている。そして、メイン画面Ｈ及びサブ画面Ｇをそれぞれ構成する画面にタグ７２が表示される。

オペレータはメイン画面Ｈには、バレル温度、バレルＰＩＤ、型温度１、型温度２、…、型温度５のタグが表示され、それらタグの下に設定された設定値を表示する設定値表示部８１が設けられている。図５はバレル温度のタグが選択された状態を示している。また、この設定値表示部８１はピックスイッチで構成される。

パレル温度を設定する場合には、バレル温度の設定値を表示する設定値表示部８１のピックスイッチをタッチする。すると、図６に示すように、設定値を設定するための設定ウインドウＩがポップアップされる。

この設定ウインドウＩには、設定値を表示する表示部８２、表示部８２に表示された設定値の各桁を１ずつインクリメントするアップキー８３、同設定値の各桁を１ずつダウンカウントするダウンキー８４、設定ウインドウＩを閉じる「Ｘ」ボタン８５、図７に示すテンキー入力ウインドウＪをポップアップさせるためのテンキー入力切換ボタン８６、表示部８２に表示された設定値をコピーするためのコピーボタン８７が表示される。

例えば、図６に示す状態からコピーボタン８７をタッチすると、図８に示すように設定ウインドウＩは大きさが縮小されて画面右隅に表示される。

もし、設定ウインドウＩに表示された設定値「４００」をバレル温度以外の温度、例えば型温度１の設定温度としても使用したい場合には、型温度１の設定値表示部８１のピックスイッチをタッチする。なお、設定ウインドウＩに表示された設定値「４００」を他のバレルゾーンの温度設定でも使用可能である。

このＨＭＩ部４１は、設定ウンイドウＩに表示されている設定値をバッファメモリ５６２に一時記憶させ、次にタッチされるコピー先の設定値の単位がコピー元の設定値の単位と同じであり、しかもコピー元の設定値がコピー先の許容範囲内である場合にバッファメモリ５６２に一時記憶された設定値を主制御部３１に送る。そして、主制御部３１内の次にタッチされる設定値に上書きする。このようにして、主制御部３１内のＲＡＭに型温度１の設定値を記憶する領域に設定値「４００」が上書きされる。

続いて、型温度２、型温度３、…も同じ設定値に設定する場合には、続いて型温度２、型温度３、…の設定値表示部８１のピックスイッチをタッチすれば良い。

このように、同じ単位で、許容範囲を満たしている限り、設定ウインドウＩで設定された設定値を上書きすることができる。

従って、温度設定のように多数の設定が必要な場合には、一々設定ウインドウＩを開かなくても、コピーすることにより設定値を設定することができるので、温度設定に要する時間を短縮させることができる。

なお、図８の状態から、設定ウインドウＩのコピーボタン８７をタッチすると、コピーを解除することができる。

また、テンキー入力ウインドウＪは、設定値表示部９１、テンキー部９２、テンキー入力ウインドウＪを閉じる「Ｘ」ボタン９３、設定値表示部９１に表示された設定値をコピーするためのコピーボタン９４が表示される。

テンキー部９２から入力した設定値を設定値表示部９１に表示させておき、この設定値を温度の設定値として使用する場合には、前述した設定ウインドウＩのコピーボタン８７をタッチした場合と同様である。

そして、射出成形においては、主制御部３１は温度制御部４７を制御してホッパ２からバレル３内に投入された合成樹脂材料をヒータによる加熱によって溶融し、シーケンス処理部３２及びサーボ指令部３３を制御する。これにより、先ず、計量サーボモータ１７が駆動して射出スクリュ４を移動させて射出する溶融樹脂量を計量する。次に、射出用サーボモータ６が駆動して射出スクリュ４を前進させ、先端部４ａで溶融樹脂を射出ノズル５へ押出す。これにより、射出ノズル５から金型１８のノズル口１８ａに溶融樹脂が射出され、金型キャビティ２０内に充填される。充填が終了すると、金型１８の開閉及び型締めを行う装置１９が動作して、金型１８をバレル３から離間させるとともに金型１８を開放し、成形された製品が取出される。

なお、上記実施の形態では、温度設定における設定値をコピーする場合について説明したが、温度以外の設定値をコピーする場合にも同様な処理を行なうことができる。

本発明の一実施の形態に係る電動式射出成形機の構成を示す図。同実施の形態に係る射出成形機本体の制御装置のブロック図。図２の制御装置のＨＭＩ部の構成を示すブロック図。図３の記憶装置の詳細な構成を示す図。図２のタッチパネル付表示部における成形条件設定時の表示画面例を示す図。図２のタッチパネル付表示部における成形条件設定時の表示画面例を示す図。図２のタッチパネル付表示部における成形条件設定時の表示画面例を示す図。図２のタッチパネル付表示部における成形条件設定時の表示画面例を示す図。

符号の説明

１…射出成形機本体、１８…金型、３１…主制御部、４１…ヒューマンマシンインターフェース（ＨＭＩ）部、４３…タッチパネル付表示部、５１…ＣＰＵ、５６…記憶装置、５７…外部記憶媒体。

Claims

合成樹脂材料を加熱溶融した溶融樹脂を計量しつつ金型に射出して成形品を成形する射出成形機において、
表示部の画面上にタッチパネルを配置したタッチパネル付表示部と、
汎用オペレーティングシステムを搭載し、前記タッチパネル付表示部に複数の設定値を表示させるヒューマンマシンインターフェース部と、
バッファメモリと、
前記タッチパネル付表示部に表示された設定値がタッチされるとその設定値が表示された設定ウインドウを開き、この設定ウインドウに設けられたコピーボタンがタッチされるとその設定ウインドウに表示されている設定値をコピー元の設定値として前記バッファメモリに一時記憶させ、前記タッチパネル付表示部に表示された各設定値のうち前記コピーボタンがタッチされた後にタッチされるコピー先の設定値の単位が前記コピー元の設定値の単位と同じであり、しかも前記コピー元の設定値が前記コピー先の設定値の許容範囲内である場合に前記バッファメモリに一時記憶された設定値を前記コピー先の設定値に上書きする設定値コピー手段を具備したことを特徴とする射出成形機の制御装置。