JP5149584B2 - 金型閉鎖位置の検出方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、型開位置にある可動型を前進移動させた際における金型が閉鎖する金型閉鎖位置を検出する金型閉鎖位置の検出方法及び装置に関する。

従来、型閉工程により型開位置にある可動型を前進移動させた際における可動型が固定型に当接して金型が閉鎖する金型閉鎖位置を検出する方法としては、既に、本出願人が提案した型締装置の金型閉鎖位置検出方法（特許文献１）が知られている。

この金型閉鎖位置検出方法は、金型の閉鎖に伴う物理量の変動に基づいて金型閉鎖位置を検出するに際し、金型の閉鎖に伴う可動盤又はトグル式型締装置におけるクロスヘッドの移動量及び負荷トルク等の変動量を順次検出するとともに、可動盤又はクロスヘッドの一定移動量に対する負荷トルク等の変動率（変動量を含む）を求めることにより、この変動率が予め設定した設定率に達したときの位置を金型閉鎖位置として検出するようにしたものであり、特に、負荷トルク等のそれ自体を閾値と比較して検出する場合の不具合を回避することができる。
特開２００５−２８８８９３号公報

しかし、上述した従来の金型閉鎖位置検出方法は、次のような解決すべき課題が存在した。

第一に、可動型の位置以外の物理量となる負荷トルク等の物理量の変動を検出するため、例えば、負荷トルクの場合には、必ずある程度の型締力が発生する必要があるが、近時、省エネルギー性の観点や薄肉成形品の増加等に伴って、型締力を小さくしたり型締力を発生させない場合も増えていることを考慮すれば、これらの場合には、金型閉鎖位置を検出できないことになり、適応性（汎用性）に難がある。

第二に、可動型の位置以外の物理量を検出、即ち、可動型から離れた場所における物理量をいわば間接的に検出するため、検出に係わる正確性を高め、かつバラツキを低減するには限界がある。しかも、物理量の変動自体を検出するため、検出するタイミングは、変動が発生してから一定の時間を経過した時点となり、制御などに利用する場合、制御の応答性や制御精度を高めるにも限界がある。

本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した金型閉鎖位置の検出方法及び装置の提供を目的とするものである。

本発明に係る金型閉鎖位置の検出方法は、上述した課題を解決するため、型閉工程により型開位置にある可動型Ｃｍを前進移動させた際における可動型Ｃｍが固定型Ｃｃに当接して金型Ｃが閉鎖する金型閉鎖位置Ｘｃｃを検出するに際し、型閉工程の実行時に、第一位置検出手段２により可動型Ｃｍの位置を直接検出して第一位置データＤａ…を得、かつ第二位置検出手段３により可動型Ｃｍの位置以外の物理量であるトグルリンク式型締装置Ｍｃのトグルリンク機構Ｌを駆動する駆動モータ５の回転数を間接的に検出して可動型Ｃｍの位置に係わる第二位置データＤｂ…を得るとともに、第一位置データＤａ…の単位変位量ｍａ…と第二位置データＤｂ…の単位変位量ｍｂ…の比率Ｅｄ…を順次求め、比率Ｅｄ…の変化が予め設定した閉鎖検出条件を満たしたなら、当該閉鎖検出条件を満たしたときの第一位置データＤａを金型閉鎖位置Ｘｃｃとして検出することを特徴とする。

この場合、発明の好適な態様により、閉鎖検出条件には、比率Ｅｄ…に対して予め設定した閾値Ｅｓを用いることができる。また、第一位置データＤａ…の単位変位量ｍａ…には、一定時間間隔毎にサンプリングされる第一位置データＤａ…における相前後してサンプリングした二つの第一位置データＤａ…の偏差を用いることができるとともに、第二位置データＤｂ…の単位変位量ｍｂ…には、第一位置データＤａ…に同期してサンプリングされる第二位置データＤｂ…における相前後してサンプリングした二つの第二位置データＤｂ…の偏差を用いることができる。他方、金型閉鎖位置Ｘｃｃは、可動型Ｃｍを型締する際における型締力の補正処理，可動型Ｃｍの位置制御，型閉工程の動作異常に対応して行う異常処理，の少なくとも一つ以上に用いることができる。さらに、第一位置データＤａ…に対する第二位置データＤｂ…の変化，第一位置データＤａ…に対する比率Ｅｄ…の変化，の少なくとも一つ以上をグラフ表示することができる。

一方、本発明に係る金型閉鎖位置の検出装置１は、型開位置にある可動型Ｃｍを前進移動させた際における可動型Ｃｍが固定型Ｃｃに当接して金型Ｃが閉鎖する金型閉鎖位置Ｘｃｃを検出する検出装置を構成するに際して、可動型Ｃｍの位置を直接検出して第一位置データＤａ…を得る第一位置検出手段２と、可動型Ｃｍの位置以外の物理量であるトグルリンク式型締装置Ｍｃのトグルリンク機構Ｌを駆動する駆動モータ５の回転数を間接的に検出して可動型Ｃｍの位置に係わる第二位置データＤｂ…を得る第二位置検出手段３と、少なくとも型閉工程の実行時に、第一位置データＤａ…の単位変位量ｍａ…と第二位置データＤｂ…の単位変位量ｍｂ…の比率Ｅｄ…を順次求め、比率Ｅｄ…の変化が予め設定した閉鎖検出条件を満たしたなら、当該閉鎖検出条件を満たしたときの第一位置データＤａを金型閉鎖位置Ｘｃｃとして検出するコントローラ４を具備することを特徴とする。

この場合、発明の好適な態様により、検出装置１は、金型Ｃに対して少なくとも型開閉を行うトグルリンク式型締装置Ｍｃを備える成形機Ｍに適用することができる。また、第一位置検出手段２には、可動型Ｃｍの位置を検出する距離センサ２ｓ又は可動型Ｃｍの移動量を検出するリニアエンコーダ２ｅを用いることができる。さらに、駆動モータ５の回転数はロータリエンコーダ３ｅを用いて検出することができる。

このような本発明に係る金型閉鎖位置の検出方法及び装置によれば、次のような顕著な効果を奏する。

（１） 可動型Ｃｍの位置を直接検出して得た第一位置データＤａ…の単位変位量ｍａ…と可動型Ｃｍの位置以外の物理量を間接的に検出して得た可動型Ｃｍの位置に係わる第二位置データＤｂ…の単位変位量ｍｂ…の比率を順次求め、比率の変化が予め設定した閉鎖検出条件を満たしたなら、当該閉鎖検出条件を満たしたときの第一位置データＤａを金型閉鎖位置Ｘｃｃとして検出するようにしたため、例えば、省エネルギー性の観点や薄肉成形品の増加等に伴って、型締力を小さくしたり型締力を発生させない場合であっても、金型閉鎖位置Ｘｃｃを検出可能となり、適応性（汎用性）を高めることができる。

（２） 可動型Ｃｍの位置を直接検出して得る第一位置データＤａ…を利用するため、検出に係わる正確性を高めることができるとともに、検出のバラツキを低減することができる。しかも、可動型Ｃｍと固定型Ｃｃが当接したことに基づいて速やかに検出可能となるため、金型閉鎖位置Ｘｃｃを制御などに利用することにより、制御の応答性や制御精度をより高めることができる。

（３） 第二位置検出手段３として、トグルリンク式型締装置Ｍｃのトグルリンク機構Ｌを駆動する駆動モータ５の回転数を間接的に検出して可動型Ｃｍの位置に係わる第二位置データＤｂ…を得る手段、望ましくは、ロータリエンコーダ３ｅを用いたため、可動盤の移動量に対して相対的に移動量の大きいクロスヘッド側の変位量を検出することにより、可動型Ｃｍの位置以外の物理量を間接的に検出する際の検出精度を高めることができ、特に、距離センサ２ｓと組合わせることにより、本発明に係る検出方法を容易かつ確実に実施できる。

（４） 好適な態様により、閉鎖検出条件に、比率Ｅｄ…に対して予め設定した閾値Ｅｓを用いれば、コントローラ４の処理機能を利用して金型閉鎖位置Ｘｃｃを容易かつ確実に検出できる。

（５） 好適な態様により、第一位置データＤａ…の単位変位量ｍａ…を、一定時間間隔毎にサンプリングされる第一位置データＤａ…における相前後してサンプリングした二つの第一位置データＤａ…の偏差を用いるとともに、第二位置データＤｂ…の単位変位量ｍｂ…は、第一位置データＤａ…に同期してサンプリングされる第二位置データＤｂ…における相前後してサンプリングした二つの第二位置データＤｂ…の偏差を用いれば、可動型Ｃｍの変位に伴う挙動、特に金型閉鎖位置Ｘｃｃに対応する変化点Ｘｉｃをより明瞭化することができる。

（６） 好適な態様により、金型閉鎖位置Ｘｃｃを、可動型Ｃｍを型締する際における型締力の補正処理，可動型Ｃｍの位置制御，型閉工程の動作異常に対応して行う異常処理，の少なくとも一つ以上に用いれば、これら各種制御又は処理における制御の応答性や制御精度を高めることができる。

（７） 好適な態様により、第一位置データＤａ…に対する第二位置データＤｂ…の変化，第一位置データＤａ…に対する比率の変化，の少なくとも一つ以上をグラフ表示するようにすれば、金型Ｃが閉鎖する前後における可動型Ｃｍの変位に伴う挙動を視覚的かつ誇張的（強調的）に表示できるため、オペレータは挙動変化を明確かつ容易に確認することができる。

（８） 好適な態様により、金型Ｃに対して少なくとも型開閉を行うトグルリンク式型締装置Ｍｃを備える成形機Ｍに適用すれば、本発明に係る検出方法をより効果的（有効）に実施できる。

（９） 好適な態様により、第一位置検出手段２に、可動型Ｃｍの位置を検出する距離センサ２ｓ又は可動型Ｃｍの移動量を検出するリニアエンコーダ２ｅを用いれば、可動型Ｃｍの位置を直接検出できるため、距離センサ２ｓ又はリニアエンコーダ２ｅ以外の誤差要因を排除した正確な位置検出を行うことができ、特に、本発明に係る検出方法を容易かつ確実に実施できる。

次に、本発明に係る最良の実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。

まず、本実施形態に係る金型閉鎖位置の検出装置１を備える射出成形機Ｍの構成について、図３〜図７を参照して説明する。

図３中、仮想線で示すＭは射出成形機であり、機台Ｍｂと、この機台Ｍｂ上に設置された射出装置Ｍｉ及びトグルリンク式型締装置Ｍｃを備える。射出装置Ｍｉは、加熱筒１１を備え、この加熱筒１１の前端に射出ノズル１１ｎ（図４）を有するとともに、加熱筒１１の後部には材料を供給するホッパ１２を備える。一方、型締装置Ｍｃには可動型Ｃｍと固定型Ｃｃからなる金型Ｃ（図４）を備える。また、機台Ｍｂ上には側面パネル１３を起設し、この側面パネル１３にカラー液晶ディスプレイ等を用いたディスプレイ１４を配設する。このディスプレイ１４は、図７に示すように、ディスプレイ本体１４ｄにタッチパネル１４ｔが付設された構成を有し、ディスプレイ１４は、機台Ｍｂに内蔵した成形機コントローラ４（図４）に接続する。

図４に、トグルリンク式型締装置Ｍｃの具体的構成を示す。この型締装置Ｍｃは、離間して配した固定盤２１と駆動盤２２を備え、固定盤２１は機台Ｍｂ上に固定されるとともに、駆動盤２２は当該機台Ｍｂ上に進退変位可能に支持される。また、固定盤２１と駆動盤２２間には、四本のタイバー２３…を架設する。この場合、各タイバー２３…の前端は、固定盤２１に固定するとともに、各タイバー２３…の後端は、駆動盤２２に対して挿通させ、かつ後端側に形成したねじ部２４…に、駆動盤２２に対するストッパを兼ねる調整ナット２５…をそれぞれ螺合する。

各調整ナット２５…は、駆動盤２２の位置を調整する型厚調整機構２６を構成する。この型厚調整機構２６は、さらに、各調整ナット２５…に対して同軸上に一体に設けた小歯車２７…と、各小歯車２７…に噛合する大歯車２８と、この大歯車２８に噛合する駆動歯車２９と、この駆動歯車２９を回転シャフトに設けた型厚調整モータ３０と、この型厚調整モータ３０の回転数を検出するロータリエンコーダ３０ｅを備えている。この場合、各小歯車２７…は、正方形の四隅位置にそれぞれ配され、かつ大歯車２８は各小歯車２７…に囲まれる位置に配するため、各小歯車２７…は、大歯車２８に同時に噛合する。これにより、型厚調整モータ３０を作動させれば、駆動歯車２９の回転が大歯車２８に伝達され、各小歯車２７…は同時に回転するとともに、一体に回転する各調整ナット２５…は、各タイバー２３…のねじ部２４…に沿って進退移動するため、駆動盤２２も進退移動し、その前後方向位置を調整することができる。

一方、タイバー２３…には、可動盤３１をスライド自在に装填する。この可動盤３１は可動型Ｃｍを支持するとともに、固定盤２１は固定型Ｃｃを支持し、可動型Ｃｍと固定型Ｃｃは金型Ｃを構成する。また、金型Ｃには、固定型Ｃｃと可動型Ｃｍ間の距離（隙間）Ｇｓを検出、即ち、可動型Ｃｍの位置を検出する本実施形態に係る検出装置１の一部を構成する距離センサ２ｓを付設する。距離センサ２ｓは四つのセンサ部３３…からなり、各センサ部３３…は、金型Ｃ（可動型Ｃｍ及び固定型Ｃｃ）における四つの側面（上下面及び左右面）に取付ける。図５（図６）に、金型Ｃの上面に配した一つのセンサ部３３を示す。センサ部３３は、可動型Ｃｍの上面に取付けることにより当該上面から直角に起立する被検出プレート３３ｒと、固定型Ｃｃの上面に取付けることにより被検出プレート３３ｒに対面させて配した近接センサ３３ｓを備える。この場合、可動型Ｃｍの一部を被検出プレートとして利用すれば、例示の被検出プレート３３ｒは省略可能である。図中、Ｃｍｐ及びＣｃｐは可動型Ｃｍ及び固定型Ｃｃのパーティング面をそれぞれ示す。なお、この距離センサ２ｓは、可動型Ｃｍの位置を直接検出して第一位置データＤａを得る第一位置検出手段２を構成する。このように、可動型Ｃｍの位置を検出する距離センサ２ｓを用いれば、可動型Ｃｍの位置を直接検出できるため、距離センサ２ｓ以外の誤差要因を排除した正確な位置検出を行うことができ、特に、本実施形態に係る検出方法を容易かつ確実に実施できる利点がある。

他方、駆動盤２２と可動盤３１間にはトグルリンク機構Ｌを配設する。トグルリンク機構Ｌは、駆動盤２２に軸支した一対の第一リンクＬａ，Ｌａと、可動盤３１に軸支した一対の出力リンクＬｃ，Ｌｃと、第一リンクＬａ，Ｌａと出力リンクＬｃ，Ｌｃの支軸に結合した一対の第二リンクＬｂ，Ｌｂを有し、この第二リンクＬｂ，Ｌｂはクロスヘッド３２に軸支する。また、駆動盤２２とクロスヘッド３２間には型締用駆動部３５を配設する。型締用駆動部３５は、駆動盤２２に回動自在に支持されたボールねじ部３７と、このボールねじ部３７に螺合し、かつクロスヘッド３２に一体に設けたボールナット部３８を有するボールねじ機構３６を備えるとともに、ボールねじ部３７を回転駆動する回転駆動機構部３９を備える。回転駆動機構部３９は、駆動モータ５を構成する型締用サーボモータ５ｓと、このサーボモータ５ｓに付設して当該サーボモータ５ｓの回転数を検出するロータリエンコーダ３ｅと、サーボモータ５ｓのシャフトに取付けた駆動ギア４１と、ボールねじ部３７に取付けた被動ギア４２と、この駆動ギア４１と被動ギア４２間に架け渡したタイミングベルト４３を備えている。これにより、サーボモータ５ｓを作動させれば、駆動ギア４１が回転し、駆動ギア４１の回転は、タイミングベルト４３を介して被動ギア４２に伝達され、ボールねじ部３７が回転することによりボールナット部３８が進退移動する。この結果、ボールナット部３８と一体のクロスヘッド３２が進退移動し、トグルリンク機構Ｌが短縮又は拡長し、可動盤３１が型開方向（後退方向）又は型閉方向（前進方向）へ進退移動する。

このロータリエンコーダ３ｅを用いることにより、トグルリンク式型締装置Ｍｃのトグルリンク機構Ｌを駆動するサーボモータ５ｓ（駆動モータ５）の回転数を検出して可動型Ｃｍの位置に係わる第二位置データＤｂを得ることができる。なお、ロータリエンコーダ３ｅは、インクリメンタルエンコーダであり、基準位置に対するエンコーダパルスＳｐの発生数により絶対位置の検出を行う。このロータリエンコーダ３ｅは、可動型Ｃｍの位置以外の物理量を間接的に検出して可動型Ｃｍの位置に係わる第二位置データＤｂを得る第二位置検出手段３を構成するとともに、本実施形態に係る検出装置１の一部を構成する。このように、検出装置１を、金型Ｃに対して少なくとも型開閉を行うトグルリンク式型締装置Ｍｃを備える射出成形機（成形機）Ｍに適用すれば、本実施形態に係る検出方法をより効果的（有効）に実施できる。また、第二位置検出手段３に、トグルリンク機構Ｌを駆動するサーボモータ５ｓの回転数を検出するロータリエンコーダ３ｅを用いれば、可動盤３１の移動量に対して相対的に移動量の大きいクロスヘッド３２側の変位量を検出することにより、可動型Ｃｍの位置以外の物理量を間接的に検出する際の検出精度を高めることができ、距離センサ２ｓと組合わせることにより、本実施形態に係る検出方法を容易かつ確実に実施できる利点がある。

そして、型締用サーボモータ５ｓ及び型厚調整モータ３０は、成形機コントローラ４に内蔵するサーボアンプ（不図示）に接続するとともに、ロータリエンコーダ３ｅ，３０ｅ及び四つのセンサ部３３…（距離センサ２ｓ）は、成形機コントローラ４に内蔵するコントローラ本体４ｍ（図７）に接続して本実施形態に係る検出装置１を構成する。

図７に、コントローラ本体４ｍの内部のブロック構成を示す。同図中、５１はＣＰＵであり、このＣＰＵ５１には内部バス５２を介してチップセット５３を接続する。このチップセット５３には、ＰＣＩバス等のローカルバスを用いたバスライン５４を接続してＨＭＩ（ヒューマン・マシン・インタフェース）制御系を構成する。このため、バスライン５４には、コントローラ本体４ｍを機能させるＲＡＭや各種データを記憶するデータメモリ（不揮発性メモリ）を含む内部メモリ５５及び各種プログラムを格納するＲＯＭ等を含むプログラムメモリ５６を接続するとともに、表示インタフェース５７を介して前述したディスプレイ１４を接続し、さらに、入出力インターフェイス５８を介してメモリカード等の記憶メディア５９に対する読出及び書込を行うドライブユニット６０を接続する。

一方、チップセット５３には、バスライン５４と同様のバスライン６１を接続してＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントローラ）制御系を構成する。このため、バスライン６１には、前述したロータリエンコーダ３ｅからのエンコーダパルスＳｐをはじめ、各種スイッチやリレー等を含む検出器群６２から得るモニタデータ（切換データ等）Ｄｉ…をＣＰＵ５１に付与するとともに、ＣＰＵ５１からの制御指令データＤｏ…を対応するアクチュエータに付与する入出力インターフェイス６３を接続する。また、前述した距離センサ２ｓ（近接センサ３３ｓ…）からの出力信号Ｓｄをはじめ、各種センサを含むセンサ群６４から得る検出信号Ｓｉ…を、アナログ−ディジタル変換してＣＰＵ５１に付与するとともに、ＣＰＵ５１からの制御指令データをディジタル−アナログ変換した制御信号Ｓｏ…を、型締用サーボモータ５ｓ及び型厚調整モータ３０に接続した対応するサーボアンプにそれぞれ付与するとともに、対応するアクチュエータ群６６に付与する入出力インターフェイス６５を接続する。これにより、所定のフィードバック制御系及びオープンループ制御系が構成される。

したがって、前述したプログラムメモリ５６には、ＰＬＣプログラムとＨＭＩプログラムを格納するとともに、各種処理プログラムを格納する。なお、ＰＬＣプログラムは、射出成形機Ｍにおける各種工程のシーケンス動作や射出成形機Ｍの監視等を実現するためのソフトウェアであり、ＨＭＩプログラムは、射出成形機Ｍの動作パラメータの設定及び表示，射出成形機Ｍの動作監視データの表示等を実現するためのソフトウェアである。これらのソフトウェアは、成形機コントローラ４を搭載する射出成形機Ｍの固有アーキテクチャとして構築され、特に、本実施形態に係る検出方法に係わる処理を実行することができる。

次に、このように構成される型締装置Ｍｃの動作（機能）を含む本実施形態に係る
金型閉鎖位置の検出方法について、図１〜図７を参照しつつ図８に示すフローチャートに従って説明する。

今、型締装置Ｍｃは、型閉工程が開始したものとする（ステップＳ１）。型閉工程の開始により、型締用サーボモータ５ｓが作動し、クロスヘッド３２が前進移動するとともに、可動盤３１は型開位置（全開位置）から型閉方向へ前進移動する。この場合、最初に可動盤３１が高速で前進移動する高速型閉が行われる。型閉工程では、サーボモータ５ｓの回転数がロータリエンコーダ３ｅからのエンコーダパルスＳｐにより検出され、このエンコーダパルスＳｐがコントローラ本体４ｍに付与されることにより可動盤３１（可動型Ｃｍ）の位置が得られる。即ち、サーボモータ５ｓの回転数が、予め設定された換算手段（演算式又は換算テーブル）により可動型Ｃｍの位置に換算され、可動型Ｃｍの位置が間接的に検出されることにより可動型Ｃｍの位置に係わる第二位置データＤｂが得られる（ステップＳ２）。また、この第二位置データＤｂは速度検出データに変換され、成形機コントローラ４では、得られた速度検出データと予め設定された速度指令データに基づいて可動盤３１の移動速度に対するフィードバック制御が行われるとともに、可動盤３１に対する位置制御が行われる。

一方、金型Ｃに付設した距離センサ２ｓは、四つのセンサ部３３…を備えるため、各センサ部３３…（近接センサ３３ｓ…）からの検出信号Ｓｄがコントローラ本体４ｍに付与されることにより可動型Ｃｍの位置が検出される。即ち、可動型Ｃｍの位置が距離センサ２ｓにより直接検出されることにより第一位置データＤａが得られる（ステップＳ３）。この場合、各センサ部３３…から得られる四つのデータを平均して第一位置データＤａとすることができる。

そして、第一位置データＤａと第二位置データＤｂは、内部メモリ５５に備えるデータメモリ（不揮発性メモリ）に記憶するとともに、ディスプレイ１４に型位置グラフＡｉとしてグラフ表示する（ステップＳ４）。この場合、型閉工程では、図３に示すような型締画面Ｖｃが表示されているため、所定の表示キーをＯＮすることにより、型位置グラフ表示画面Ｖｃｓをウィンドウ表示できるようにし、この型位置グラフ表示画面Ｖｃｓに、型位置グラフＡｉを表示することができる。この型位置グラフ表示画面Ｖｃｓを図２に示す。型位置グラフ表示画面Ｖｃｓにおける型位置グラフＡｉは次のように表示処理される。まず、型位置グラフ表示画面ＶｃｓのＸ軸（横軸）に、サーボモータ５ｓに付設したロータリエンコーダ３ｅから得られる第二位置データＤｂに係わる位置〔ｍｍ〕を対応させるとともに、Ｙ軸（縦軸）に、金型Ｃに付設した距離センサ２ｓから得られる第一位置データＤａに係わる位置〔ｍｍ〕を対応させる。これにより、得られた第一位置データＤａと第二位置データＤｂに対応するドットを、型位置グラフ表示画面Ｖｃｓ上にプロット表示する。このような第一位置データＤａと第二位置データＤｂは、一定時間間隔（例示は、２．５〔ｍｓ〕）毎にサンプリングされるため、得られた第一位置データＤａ…と第二位置データＤｂ…に対応するドットが順次プロット表示されることにより、図２に示す型位置グラフＡｉが表示される（ステップＳ５，Ｓ１…）。

また、図２中、符号Ａｓは基準データとなる第一位置データＤａ…と第二位置データＤｂ…を用いた基準グラフを示す。基準データとなる第一位置データＤａ…と第二位置データＤｂ…には、少なくとも正常な良品成形を行うことができるデータを用い、この第一位置データＤａ…と第二位置データＤｂ…により上述した型位置グラフＡｉと同様の基準グラフＡｓを型位置グラフＡｉに対して重ね描き表示する。したがって、この基準グラフＡｓに係わるデータ収集は、オペレータが、例えば、型位置グラフ取得モードを選択し、これに基づいてデータ収集を行ってもよいし、或いは、自動取得モードを選択し、生産開始により、自動でデータ収集できるようにしてもよい。そして、収集した第一位置データＤａ…と第二位置データＤｂ…は、基準データとして登録（記憶）し、型位置グラフ表示画面Ｖｃｓに常時表示させることができる。

なお、このような型位置グラフ表示画面Ｖｃｓによる型位置グラフＡｉ、更には基準グラフＡｓの表示は、次のように利用することができる。図２に示す基準グラフＡｓを見れば、第二位置データＤｂの０．９２〔ｍｍ〕付近において、屈曲的に変化する明確な変化点Ｘｓが発生する。この変化点Ｘｓは、図６に示すように、可動型Ｃｍの一部（一点）が最初に固定型Ｃｃに当接した位置と考えられる。したがって、変化点Ｘｓに達した以降は、第二位置データＤｂが小さくなっても第一位置データＤａは僅かに変化する程度の区間が発生するとともに、第二位置データＤｂの０．６０〔ｍｍ〕付近におけるＸｃ点から再び変化量が大きくなる現象（挙動）を示し、このＸｃ点が可動型Ｃｍが固定型Ｃｃに全面当接した位置と考えられる。

一方、今、メンテナンスや清掃のため、金型Ｃを型締装置Ｍｃから取外すとともに、メンテナンス作業や清掃作業の終了により、再度、金型Ｃを型締装置Ｍｃに取付けた場合を想定する。そして、この際、成形条件等を含む各種設定において特に異常がないにも拘わらず、成形品にはバリ等の不良が発生したものとする。この場合、金型Ｃの取付不備又は取付不良等の不具合が考えられるため、上述した型位置グラフ取得モード（又は自動取得モード）を実行させ、型位置グラフ表示画面Ｖｃｓに型位置グラフＡｉを表示させる。図２中のＡｉは、金型Ｃの取付不良時における実際に得られた型位置グラフを示しており、この型位置グラフＡｉでは、変化点Ｘｉが第二位置データＤｂの０．９８〔ｍｍ〕付近で発生している。即ち、基準グラフＡｓの変化点Ｘｓよりも６０〔μｍ〕程度手前で発生しており、このことは、図６における傾きＲｅが金型Ｃを取外す前の状態よりも大きくなっていることを示している。

したがって、この場合、オペレータは、型位置グラフ表示画面Ｖｃｓを見ることにより、金型Ｃの取付不備又は取付不良等の不具合が発生していることを確認できるため、必要な対策を講じることができる。通常は、金型Ｃを一旦取外し、異物等が付着していないか点検することにより、再度、取付けることにより解消される場合も多い。なお、何らかの異常、例えば、金型部品の一部に傷や破損がある場合もあり、この場合には、交換等の必要な対策を講じることになる。また、四つのセンサ部４４…から得る第一位置データＤａ…をそれぞれ利用し、色分けした四つの型位置グラフＡｉ…を同時に表示することもできる。この場合には、傾きＲｅの方向を確認できるため、金型Ｃを取外すことなく、例えば、締付ボルトの締付度合を点検するなどにより解消させることもできる。

このように、第一位置データＤａ…又は第二位置データＤｂ…における一方のデータをディスプレイ１４のＸ軸又はＹ軸における一方の軸に対応させ、かつ他方のデータをＸ軸又はＹ軸における他方の軸に対応させた型位置グラフＡｉにより表示すれば、金型Ｃが閉鎖する前後における可動型Ｃｍの変位に伴う挙動を視覚的かつ誇張的（強調的）に表示できる。したがって、型締装置Ｍｃから金型Ｃを取外しかつ再取付けした際における前後の挙動変化から型締装置Ｍｃに対する金型Ｃの取付不備又は取付不良等の不具合を容易かつ確実に発見することが可能となり、従来の問題、即ち、当該不具合を発見（特定）できないことに伴う生産効率の低下や生産の遅延を生じる問題を解消することができる。

さらに、図１には、第一位置データＤａ…と第二位置データＤｂ…に係わる他のグラフ表示を示す。図１に示す型位置グラフ表示画面Ｖｃｓｅは、Ｘ軸（横軸）に、第一位置データＤａに係わる位置〔ｍｍ〕を対応させるとともに、Ｙ軸（縦軸）に、第二位置データＤｂに係わる位置〔ｍｍ〕を対応させる。これにより、型位置グラフ表示画面Ｖｃｓｅには、図２に示した型位置グラフ表示画面Ｖｃｓに対して、第一位置データＤａ…と第二位置データＤｂ…を入れ替えた型位置データＡｉｃ（実線）を表示できる。また、Ｙ軸（縦軸）には、単位変位量の比率データを対応させることにより、第一位置データＤａに対する比率グラフＢｉ（点線）を重ね描きすることができる。

この比率グラフＢｉを表示させる処理は、次のように行われる。まず、第一位置データＤａと第二位置データＤｂは、データメモリに記憶されているため、それぞれの単位当たりの変位量を算出する。即ち、第一位置データＤａ…から第一単位変位量ｍａを演算する（ステップＳ６）。この場合、一定時間間隔（２．５〔ｍｓ〕）毎にサンプリングを行っているため、前後にサンプリングした二つの第一位置データＤａ…の偏差を算出することにより単位当たりの変位量ｍａが得られる。同様に、第二位置データＤｂ…から第二単位変位量ｍｂを演算する（ステップＳ７）。この場合も前後にサンプリングした二つの第二位置データＤｂ…の偏差を算出することにより単位当たりの変位量ｍｂが得られる。また、得られた第一単位変位量ｍａと第二単位変位量ｍｂの比率Ｅｄを、（第二単位変位量／第一単位変位量）＝ｍｂ／ｍａの演算により求める（ステップＳ８）。そして、順次得られる比率Ｅｄを、図１に示すように第一位置データＤａに対応させて順次プロットすれば、比率グラフＢｉとして表示させることができる（ステップＳ９）。

よって、このような比率グラフＢｉを表示することにより、可動型Ｃｍの変位に伴う挙動、特に発生する変化点Ｘｉｃを、図１に示すように、より明瞭化（強調）することができる。即ち、変化点Ｘｉｃに到達する前は、第一位置データＤａと第二位置データＤｂは、ほぼ１対１で対応するため、単位変位量ｍａとｍｂの比率Ｅｄもほぼ「１」前後で一定となるが、変化点Ｘｉｃでは急激に大きくなる。

ところで、この変化点Ｘｉｃは、前述したように、可動型Ｃｍの一部（一点）が最初に固定型Ｃｃに当接した位置と考えられるため、この比率グラフＢｉ、即ち、比率Ｅｄを利用して変化点Ｘｉｃを検出し、この変化点Ｘｉｃに対応する第一位置データＤａを金型閉鎖位置Ｘｃｃに係わる位置データＤｃとして用いることができる。即ち、予め、比率Ｅｄに対する閾値Ｅｓを「２」程度に設定し、比率Ｅｄ（比率グラフＢｉ）を監視すれば、比率Ｅｄが、設定した比率Ｅｓに達したことにより変化点Ｘｉｃを容易に検出できる（ステップＳ９，Ｓ１０）。この場合、設定する閾値Ｅｓが閉鎖検出条件となる。よって、比率グラフＢｉが閉鎖検出条件を満たしたときの第一位置データＤａを取込み、金型閉鎖位置Ｘｃｃに係わる位置データＤｃとしてデータメモリに記憶し、金型Ｃに係わる各種補正や設定等に利用可能である（ステップＳ１１）。このように、閉鎖検出条件に、比率Ｅｄ…に対して予め設定した閾値Ｅｓを用いれば、コントローラ４の処理機能を利用して金型閉鎖位置Ｘｃｃを容易かつ確実に検出できる利点がある。なお、金型閉鎖位置Ｘｃｃを検出するに際し、図１に示した比例グラフＢｉを挙げて説明したが、金型閉鎖位置Ｘｃｃの検出自体は、比例グラフＢｉを表示することなく、コントローラ本体４ｍによるデータ処理により行うことができる。

よって、本実施形態に係る金型閉鎖位置Ｘｃｃの検出方法によれば、可動型Ｃｍの位置を直接検出して第一位置データＤａ…を得、かつ可動型Ｃｍの位置以外の物理量を間接的に検出して可動型Ｃｍの位置に係わる第二位置データＤｂ…を得るとともに、第一位置データＤａ…の単位変位量ｍａ…と第二位置データＤｂ…の単位変位量ｍｂ…の比率を順次求め、比率の変化が予め設定した閉鎖検出条件を満たしたなら、当該閉鎖検出条件を満たしたときの第一位置データＤａを金型閉鎖位置Ｘｃｃとして検出するようにしたため、例えば、省エネルギー性の観点や薄肉成形品の増加等に伴って、型締力を小さくしたり型締力を発生させない場合であっても、金型閉鎖位置Ｘｃｃを検出可能となり、適応性（汎用性）を高めることができる。また、可動型Ｃｍの位置を直接検出して得る第一位置データＤａ…を利用するため、検出に係わる正確性を高めることができるとともに、検出のバラツキを低減することができ、しかも、的確な金型閉鎖位置Ｘｃｃを確実かつ安定に検出できる。特に、第一位置データＤａ…に対する第二位置データＤｂ…の変化，第一位置データＤａ…に対する比率の変化，の少なくとも一つ以上をグラフ表示するため、金型Ｃが閉鎖する前後における可動型Ｃｍの変位に伴う挙動を視覚的かつ誇張的（強調的）に表示できるため、オペレータは挙動変化を明確かつ容易に確認できる。

他方、このように検出する金型閉鎖位置Ｘｃｃ（位置データＤｃ）は、様々な用途に利用可能であり、例えば、可動型Ｃｍを型締する際における型締力の補正処理，可動型Ｃｍの位置制御，型閉工程の動作異常に対応して行う異常処理等に用いることができる。

まず、型締力の補正処理について説明する。型締力の補正処理は、一般的な射出成形、即ち、金型Ｃに対して所定の型締力を付与して行う射出成形において、金型Ｃの加熱温度や外気温等の外乱要因によって型締力が変動した場合に行う補正処理であり、以下、図９及び図１０に示すフローチャートを参照して説明する。

今、生産稼働が自動成形により正常に行われている場合を想定する（ステップＳ２１）。また、この状態で検出した金型閉鎖位置Ｘｃｃ（位置データＤｃ）がデータメモリに登録されているものとする。生産稼働中においては、予め設定した閉鎖位置検出時間或いは閉鎖位置検出ショット数に達すると、自動的に閉鎖位置検出モードが実行される（ステップＳ２２，Ｓ２３）。この閉鎖位置検出モードは、前述した図８のフローチャートに基づく金型閉鎖位置Ｘｃｃの検出処理と同じである。なお、閉鎖位置検出モードの実行間隔は、ショットの度に毎回行ってもよいし一定ショット（又は一定時間）毎に行ってもよく、実機における型締力の変動度合等を考慮して設定することができる。そして、この閉鎖位置検出モードは、予め設定した複数回にわたって実行し、得られる複数の金型閉鎖位置Ｘｃｃ…の平均値を求める（ステップＳ２３，Ｓ２４，Ｓ２５）。平均値が得られたなら、予め設定された基準値との偏差を求める（ステップＳ２６）。他方、成形機コントローラ４には、偏差に対する許容範囲が予め設定されているため、この許容範囲と得られた偏差を比較し、偏差が許容範囲を越えているか否かを判定する。これにより、偏差が許容範囲内にあるときは、型締力に対する補正は行わない。したがって、そのまま生産稼働を継続する（ステップＳ２７，Ｓ２１）。これに対して、偏差が許容範囲を越えたときは、再度、金型閉鎖位置Ｘｃｃ…を検出して平均値、更には、基準値との偏差を求める（ステップＳ２７，Ｓ２８，Ｓ２１）。この際、求めた偏差が複数回にわたり、かつ連続して許容範囲を越えたなら型締力補正モードにより型締力に対する補正を行う（ステップＳ２９，Ｓ３０）。

この型締力補正モードの処理手順を図１０に示す。上述したステップＳ２６において偏差が得られるとともに、この偏差が複数得られるため、この複数の偏差を平均した偏差平均値を求める（ステップＳ４１，Ｓ４２）。また、この補正処理は、成形サイクルを中断することなしに、予め設定した特定のタイミングで行う（ステップＳ４３，Ｓ４４）。成形サイクルを中断しない特定のタイミングとしては、高圧型締期間以外の期間、具体的には、型開期間，突出し期間，中間時間等を利用することができる。したがって、例えば、突出し期間が補正処理を行う期間として設定されていれば、突出し期間の開始タイミングにより補正指令が出力し、この補正指令に基づいて補正処理が実行される（ステップＳ４５）。補正処理は、まず、補正量となる偏差平均値に基づいて型厚調整モータ３０を駆動制御し、圧受盤２２を、偏差が解消する方向に変位させる（ステップＳ４６）。この際、圧受盤２２は、正規の速度よりも低速で移動させる。また、圧受盤２２の位置検出は、型厚調整モータ３０に付設したロータリエンコーダ３０ｅのエンコーダパルスを用いて検出し、位置に対するフィードバック制御を行う。ロータリエンコーダ３０ｅは、インクリメンタルエンコーダであり、基準位置に対するエンコーダパルスの発生数により絶対位置の検出を行う。そして、補正量（偏差平均値）に対応する目標位置まで圧受盤２２を移動させたなら型厚調整モータ３０を停止制御する（ステップＳ４７，Ｓ４８）。なお、このような補正処理はトグル式型締装置Ｍｃにおける既設の自動型締力設定機能（自動型厚調整機能）をそのまま利用して行うこともできる。自動型締力設定機能は、金型交換時などにおいて、初期段階で型締力の目標値をセットすることにより自動で型締力が設定される機能である。

次に、可動型Ｃｍの位置制御について説明する。可動型Ｃｍの位置制御は、金型Ｃに対して型締力を付与することになく、僅かな隙間を空けて射出成形を行う際に利用することができる。この射出成形方法は、予め、射出成形時に溶融樹脂が侵入しない固定型Ｃｃと可動型Ｃｍ間に隙間Ｇｓ（０．００１〜０．１〔ｍｍ〕程度）を設定し、成形時に、この隙間Ｇｓを空けた状態の金型Ｃに対して、射出装置Ｍｉから溶融樹脂を射出充填するとともに、少なくとも射出充填中は当該隙間Ｇｓの間隔が固定されるように可動型Ｃｍに対する位置制御を行う方法である。したがって、金型Ｃを閉じる際は、可動型Ｃｍを型開位置から前進移動させるとともに、この前進移動に伴う可動型Ｃｍが金型閉鎖位置Ｘｃｃに達したなら可動型Ｃｍの前進移動を停止するとともに、隙間Ｇｓを得る位置まで後退移動させる。このような射出成形方法によれば、金型Ｃに対する圧力は、必要な時に必要な量だけ付加されることになり、二酸化炭素の排出削減や資源節約等の地球環境保護の観点からの省エネルギ化の要請に応え得る最適（理想的）な射出成形方法を実現できる。また、隙間Ｇｓを空けた状態で金型Ｃを閉じるため、成形時における金型Ｃ内のガス抜きを確実かつ安定に行うことができ、もって、成形品質の向上及び歩留まり向上に寄与できる。しかも、金型Ｃに対する圧力は、射出工程以降における必要な時に必要な量だけ付加されるため、金型Ｃや型締装置Ｍｃに対して無用かつ大きな応力が付加される不具合を回避でき、もって、金型Ｃや型締装置Ｍｃの劣化や故障を抑制し、機構部分の長寿命化，精度確保及びメンテナンス性向上に寄与できる。

次に、型閉工程の動作異常に対応して行う異常処理について説明する。この場合、基準となる正常な金型閉鎖位置Ｘｃｓを設定（登録）するとともに、成形動作時に、金型閉鎖位置Ｘｃｃを検出して監視し、この金型閉鎖位置Ｘｃｃが異常、即ち、検出した金型閉鎖位置Ｘｃｃと基準となる金型閉鎖位置Ｘｃｓの偏差を監視し、この偏差が設定した許容範囲を越えた場合に、異常が発生したものとして、例えば、可動型Ｃｍの前進移動を直ちに停止させるなどの異常処理を行う。この場合、異物検出処理として機能させることができるため、金型保護を図ることができる。

このように、金型閉鎖位置Ｘｃｃは、可動型Ｃｍを型締する際における型締力の補正処理，可動型Ｃｍの位置制御，型閉工程の動作異常に対応して行う異常処理，の少なくとも一つ以上に用いることができるため、これら各種制御又は処理における制御の応答性や制御精度を高めることができる。

以上、最良の実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の手法，構成，数値，数量等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。

例えば、距離センサ２ｓとして近接センサ３３ｓ…を例示したが、同様の検出を行うことができる光学センサや超音波センサ等の他のセンサを用いてもよい。また、第一位置検出手段２は、距離センサ２ｓの代わりに、可動型Ｃｍの移動量を検出するリニアエンコーダを用いてもよい。図１１に、可動盤３１と固定盤２１間に付設したリニアエンコーダ２ｅを示す。リニアエンコーダ２ｅは、エンコーダ本体７１を備え、このエンコーダ本体７１の一端部が固定盤２１に取付けた固定部７２により固定支持されるとともに、中間部位が可動盤３１に取付けた検出部７３によりスライド自在に支持される。リニアエンコーダ２ｅも距離センサ２ｓと同様に、必要に応じて複数組用いることができる。このようなリニアエンコーダ２ｅを用いた場合であっても可動型Ｃｍの位置を直接検出できるため、リニアエンコーダ２ｅ以外の誤差要因を排除した正確な位置検出を行うことができ、本実施形態に係るデータ表示方法を容易かつ確実に実施できる。

一方、閉鎖検出条件として、比率Ｅｄ…に対して予め設定した閾値Ｅｓを用いた場合を示したが、比率グラフＢｉにおける変化点Ｘｉｃをパターン認識するなどの手法を用いてもよい。他方、トグルリンク式型締装置Ｍｃを備える射出成形機Ｍに例示したが、直圧式型締装置を備える射出成形機Ｍてあってもよいし、駆動方式も、例示の電動式のみならず油圧式であってもよい。なお、本発明に係るデータ表示方法は、例示の射出成形機Ｍのみならず、押出成形機等の他の各種成形機にも同様に利用することができる。

本発明の最良の実施形態に係る検出方法を説明するための射出成形機に備えるディスプレイに表示した型位置グラフ表示画面の表示態様図、 同検出方法を説明するための射出成形機に備えるディスプレイに表示した型位置グラフ表示画面の他の表示態様図、 同検出方法の実施に用いる射出成形機及び同射出成形機に搭載するディスプレイの概要図、 同検出方法を実施する射出成形機に備える型締装置の構成図、 同射出成形機に備える型締装置の金型に付設する距離センサの一部を抽出して示す構成図、 同距離センサを付設した金型の状態説明図、 同射出成形機に備える成形機コントローラの一部を示すブロック図、 同検出方法を説明するためのフローチャート、 同検出方法により検出した金型閉鎖位置を利用して型締力の補正を行う際の処理手順を示すフローチャート、 同補正を行う際に用いる型締力補正モードの処理手順を抽出して示すフローチャート、 同射出成形機に備える第一位置検出手段の変更例を示す型開閉装置の金型に付設したリニアエンコーダの構成図、

符号の説明

１：検出装置，２：第一位置検出手段，２ｓ：距離センサ，２ｅ：リニアエンコーダ，３：第二位置検出手段，３ｅ：ロータリエンコーダ，４：コントローラ，５：駆動モータ，Ｃｍ：可動型，Ｃｃ：固定型，Ｘｃｃ：金型閉鎖位置，ｍａ：第一位置データの単位変位量，ｍｂ：第二位置データの単位変位量，Ｅｄ…：比率，Ｅｓ：閾値，Ｍｃ：トグルリンク式型締装置，Ｍ：成形機，Ｌ：トグルリンク機構

Claims (10)

1. 型閉工程により型開位置にある可動型を前進移動させた際における前記可動型が固定型に当接して金型が閉鎖する金型閉鎖位置を検出する金型閉鎖位置の検出方法において、前記型閉工程の実行時に、第一位置検出手段により前記可動型の位置を直接検出して第一位置データを得、かつ第二位置検出手段により前記可動型の位置以外の物理量である前記トグルリンク式型締装置のトグルリンク機構を駆動する駆動モータの回転数を間接的に検出して前記可動型の位置に係わる第二位置データを得るとともに、前記第一位置データの単位変位量と前記第二位置データの単位変位量の比率を順次求め、前記比率の変化が予め設定した閉鎖検出条件を満たしたなら、当該閉鎖検出条件を満たしたときの前記第一位置データを金型閉鎖位置として検出することを特徴とする金型閉鎖位置の検出方法。
2. 前記閉鎖検出条件には、前記比率に対して予め設定した閾値を用いることを特徴とする請求項１記載の金型閉鎖位置の検出方法。
3. 前記第一位置データの単位変位量には、一定時間間隔毎にサンプリングされる前記第一位置データにおける相前後してサンプリングした二つの第一位置データの偏差を用いることを特徴とする請求項１記載の金型閉鎖位置の検出方法。
4. 前記第二位置データの単位変位量には、前記第一位置データに同期してサンプリングされる前記第二位置データにおける相前後してサンプリングした二つの第二位置データの偏差を用いることを特徴とする請求項３記載の金型閉鎖位置の検出方法。
5. 前記金型閉鎖位置は、前記可動型を型締する際における型締力の補正処理，前記可動型の位置制御，前記型閉工程の動作異常に対応して行う異常処理，の少なくとも一つ以上に用いることを特徴とする請求項１記載の金型閉鎖位置の検出方法。
6. 前記第一位置データに対する前記第二位置データの変化，前記第一位置データに対する前記比率の変化，の少なくとも一つ以上をグラフ表示することを特徴とする請求項１記載の金型閉鎖位置の検出方法。
7. 型開位置にある可動型を前進移動させた際における前記可動型が固定型に当接して金型が閉鎖する金型閉鎖位置を検出する金型閉鎖位置の検出装置において、前記可動型の位置を直接検出して第一位置データを得る第一位置検出手段と、前記可動型の位置以外の物理量である前記トグルリンク式型締装置のトグルリンク機構を駆動する駆動モータの回転数を間接的に検出して前記可動型の位置に係わる第二位置データを得る第二位置検出手段と、少なくとも前記型閉工程の実行時に、前記第一位置データの単位変位量と前記第二位置データの単位変位量の比率を順次求め、前記比率の変化が予め設定した閉鎖検出条件を満たしたなら、当該閉鎖検出条件を満たしたときの前記第一位置データを金型閉鎖位置として検出するコントローラを具備してなることを特徴とする金型閉鎖位置の検出装置。
8. 前記金型に対して少なくとも型開閉を行うトグルリンク式型締装置を備える成形機に適用することを特徴とする請求項７記載の金型閉鎖位置の検出装置。
9. 前記第一位置検出手段は、前記可動型の位置を検出する距離センサ又は前記可動型の移動量を検出するリニアエンコーダを用いることを特徴とする請求項７記載の金型閉鎖位置の検出装置。
10. 前記第二位置検出手段は、前記駆動モータの回転数を検出するロータリエンコーダを用いることを特徴とする請求項７記載の金型閉鎖位置の検出装置。

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