JP5661820B2

JP5661820B2 - 型締力制御機能を有する射出成形機の制御装置

Info

Publication number: JP5661820B2
Application number: JP2013004806A
Authority: JP
Inventors: 淳平丸山
Original assignee: FANUC Corp
Current assignee: FANUC Corp
Priority date: 2013-01-15
Filing date: 2013-01-15
Publication date: 2015-01-28
Anticipated expiration: 2033-01-15
Also published as: CN103921417A; CN103921417B; JP2014136323A

Description

本発明は、射出成形機の制御装置に関し、特に、型締力制御機能を有する射出成形機の制御装置に関する。

射出成形機の型締制御として、射出・保圧・計量・冷却工程の途中で型締力や型締軸の位置を変更する制御方法が知られている。射出・保圧・計量・冷却工程の途中で型締力を変更することで、例えば金型に充填した樹脂の冷却固化にともない型締力を低下させることで成形品の残留応力を低減させたり、樹脂の充填の初期段階で型締力を下げることで金型からのガス抜けを改善するといった効果がある。

このような型締制御を行う場合、オペレータは射出・保圧・計量・冷却の条件設定を考慮して型締力や型締力の切り替えタイミングといった型締制御の条件を設定する。例えば特許文献１では、初期型締力の設定値と、初期型締力が発生してからの経過時間に応じて型締力を順次変更する設定画面が開示されている。図７は従来の初期型締力が発生してからの経過時間に応じて型締力を順次変更する表示画面を説明する図である。

特開２００８−１２６５５７号公報

ところが、このような型締制御の条件設定は射出・保圧・計量・冷却の条件設定を考慮して設定する必要があることからオペレータにとって作業の難易度が高い。また、射出・保圧・計量・冷却の条件設定を変更した場合には、それにあわせて型締制御の条件設定を調整する必要があることなどから、型締制御の条件設定の作業がオペレータの負担となっていた。

そこで本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑み、射出・保圧・計量・冷却の条件設定に連動した型締制御の条件設定を行うことが可能な射出成形機の操作画面と、前記操作画面で設定された条件に基づいて型締制御の切り替えを行う射出成形機の制御装置を提供することを目的とする。

本願の請求項１に係る発明は、射出工程、保圧工程、計量工程、冷却工程のそれぞれの工程において少なくとも１つ以上のスクリュ制御部分工程を有し、該スクリュ制御部分工程毎のスクリュの制御条件と、前記スクリュ制御部分工程を切り替えるための切替条件を設定するスクリュ制御部分工程設定部を備え、前記切替条件に従ってスクリュ制御条件を切り替える射出成形機の制御装置において、前記射出工程、保圧工程、計量工程、冷却工程の各スクリュ制御部分工程のいずれかのスクリュ制御部分工程に対応する少なくとも１つ以上の型締制御部分工程と、該型締制御部分工程の制御条件を設定する型締制御部分工程設定部と、前記スクリュ制御部分工程の切替条件に従って前記型締制御部分工程設定部で設定した制御条件に切り替える型締制御部分工程切替部、とを有することを特徴とする射出成形機の制御装置である。
請求項２に係る発明は、前記型締制御部分工程設定部は、前記対応するスクリュ制御部分工程設定部と同一画面内に存在することを特徴とする請求項１に記載の射出成形機の制御装置である。

請求項３に係る発明は、射出工程、保圧工程、計量工程、冷却工程のそれぞれの工程において少なくとも１つ以上のスクリュ制御部分工程を有し、該スクリュ制御部分工程毎のスクリュの制御条件と、前記スクリュ制御部分工程を切り替えるための切替条件を設定するスクリュ制御部分工程設定部を備え、前記切替条件に従ってスクリュ制御条件を切り替える射出成形機の制御装置において、少なくとも１つ以上の型締制御部分工程と、前記型締制御部分工程の制御条件を設定する型締制御部分工程設定部と、前記型締制御部分工程の切り替えを、射出・保圧・計量のスクリュ制御部分工程の切り替え、射出開始、射出完了、保圧完了、計量完了、冷却完了から任意に選択して設定する切替条件設定部とを有し、前記切替条件設定部で設定した条件の成立に従って前記型締制御部分工程設定部で設定した制御条件に切り替える型締制御部分工程切替部、とを有することを特徴とする射出成形機の制御装置である。
請求項４に係る発明は、前記切替条件設定部は、前記型締制御部分工程の切替条件を、射出・保圧・計量のスクリュ制御部分工程の切り替え、射出開始、射出完了、保圧完了、計量完了、冷却完了から任意に選択して設定するとともにそれぞれ遅延時間を設定し、前記型締制御部分工程切替部は、前記切替条件設定部で設定した条件の成立および遅延時間の満了に従って前記型締制御部分工程設定部で設定した制御条件に切り替えることを特徴とする請求項３に記載の射出成形機の制御装置である。

本発明によれば、射出・保圧・計量・冷却の条件設定に連動した型締制御の条件設定を行うことができるため、スクリュ制御部分工程の切り替えタイミングとは別に型締制御部分工程の切り替えタイミングの設定を行う作業が不要になりオペレータの負担を軽減するという効果を奏する。さらに、射出・保圧・計量・冷却の条件を変更しても、型締制御の切り替えが自動的に連動するため、型締制御の条件設定の調整作業にかかるオペレータの負担を軽減できるという効果を奏する。

本発明を実施する射出成形機を説明する図である。実施形態１の表示画面（型締力設定）を説明する図である。実施形態１の表示画面（型盤位置設定）を説明する図である。実施形態１の型締制御部分工程を説明する図である。実施形態２の表示画面を説明する図である。実施形態２の型締制御部分工程を説明する図である。従来の表示画面（スクリュ制御部分工程の切り替えと型締制御部分工程の切り替えが非連動）を説明する図である。

以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。図１は本発明を実施する射出成形機を説明する図である。射出成形機は、概略、射出部と型締部とを基台上に配設した射出成形機本体１と、射出成形機全体を制御する制御装置２からなる。

制御装置２は、プロセッサであるＣＰＵ３、入出力回路４、バス９を介してＣＰＵ３と接続される入出力回路４、ＲＯＭ５、ＲＡＭ６、不揮発性メモリ７、およびＬＣＤ／ＭＤＩ８を備えている。入出力回路４には、射出成形機の型締部を駆動するサーボモータ、エジェクタを駆動するサーボモータ、スクリュを回転させるサーボモータ、スクリュを軸方向に駆動するサーボモータ、各サーボモータの回転位置を検出する位置検出器などの各種センサが接続されている。

ＲＯＭ５は射出成形機全体を制御する制御プログラムを記憶する。本発明の実施形態では、射出成形機の操作画面と、操作画面で設定された条件を不揮発性メモリ７に格納し、この操作画面で設定された条件に基づいて型締制御を可能とする制御プログラムもＲＯＭ５に格納されている。ＲＡＭ６はデータの一時記憶などに利用される。不揮発性メモリ７は、本発明に係る画面設定データやＮＣプログラムなどを記憶する。ＬＣＤ／ＭＤＩ８は、成形条件や各種指令を入力し、また、ＬＣＤ（液晶表示装置）に表示させるものである。

射出成形機は、型閉じ工程、射出・保圧工程、計量工程、冷却工程、型開き工程、エジェクト工程（突き出し工程）を製品成形の１サイクルの中で実行する。射出成形機は、表示器を備えており、該表示器に、自動運転のための運転条件の設定・確認のための各種運転条件設定画面や、自動運転中の実測データを表示する各種実測データ表示画面などを表示するようになっている。

本発明では、射出工程、保圧工程、計量工程、冷却工程のそれぞれの工程において、さらに制御段の切り替えで区切られた各工程のことをスクリュ制御部分工程と記載する。また、型締制御工程において、さらに制御段の切り替えで区切られた各工程のことを型締制御部分工程と記載する。なお、前記スクリュ制御部分工程は、スクリュによる射出・保圧・計量・冷却工程における制御部分工程としてもよいし、プリプラ式射出成形機の場合はプランジャによる射出・保圧・計量・冷却工程における制御部分工程としてもよい。

＜実施形態１＞
本発明の第１の実施形態では、射出・保圧・計量・冷却工程の各スクリュ制御部分工程毎に、型締力の目標値を設定する各型締制御部分工程を設け、射出・保圧・計量・冷却の各スクリュ制御部分工程の切り替えに連動して、対応する型締制御部分工程を順次切り替えることを特徴とする。このとき、型締制御部分工程の設定部はスクリュ制御部分工程の設定部と同一画面内に存在することが望ましい。

図２は実施形態１の表示画面（型締力設定の場合）を説明する図である。操作画面である表示画面１００において、射出工程、保圧工程、計量工程、冷却工程において、それぞれ、１つ以上のスクリュ制御部分工程を有し、それぞれのスクリュ制御部分工程における物理量を設定することができる。射出工程は、射出速度１０２を、１段（１ｓｔ），２段（２ｎｄ），３段（３ｒｄ）の３つの制御段で切り替えるスクリュ制御部分工程から構成される。保圧工程は、保圧圧力１０４を、１段（１ｓｔ），２段（２ｎｄ），３段（３ｒｄ）の３つの制御段で切り替えるスクリュ制御部分工程から構成される。計量工程は、計量背圧１０６を、１段（１ｓｔ）の制御段で行うスクリュ制御部分工程から構成される。冷却工程は、冷却１０８の１つのスクリュ制御部分工程として構成される。

表示画面１００において、射出工程、保圧工程、計量工程、冷却工程の各工程のスクリュ制御部分工程を切り替えるための切替条件を設定することができる。射出工程の３つのスクリュ制御部分工程からなる射出速度１０２を切替える切替条件は、切替位置１１２として３つのスクリュ制御部分工程に対応して設定することができる。保圧工程の３つのスクリュ制御部分工程からなる保圧圧力１０４を切替える切替条件は、切替時間１１４として３つのスクリュ制御部分工程に対応して設定することができる。計量工程の１つのスクリュ制御部分工程からなる計量背圧１０６を切替える切替条件は、計量位置１１６として１つのスクリュ制御部分工程に対応して設定することができる。冷却工程の冷却１０８の１つのスクリュ制御部分工程を切替える切替条件は、冷却時間１１８として設定できる。

また、表示画面１００において、射出工程（射出速度１０２）、保圧工程（保圧圧力１０４）、計量工程（計量背圧１０６）、冷却工程の各スクリュ制御部分工程のいずれかのスクリュ制御部分工程に対応する１つ以上の型締制御部分工程と、該型締制御部分工程の制御条件を設定することができる。

表示画面１００では、型締制御部分工程の制御条件が型締力１２２，１２４，１２６，１２８として設定される。射出工程の射出速度１０２の３つのスクリュ制御部分工程に対応して型締力１２２が設定される。保圧工程の保圧圧力１０４の３つのスクリュ制御部分工程に対応して型締力１２４が設定される。計量工程の１つのスクリュ制御部分工程に対応して型締力１２６が設定される。冷却工程の１つのスクリュ制御部分工程に対応して型締力１２８が設定される。

表示画面１００で設定された、射出工程、保圧工程、計量工程、冷却工程のそれぞれの工程において１つ以上のスクリュ制御部分工程の制御条件である物理量と、前記スクリュ制御部分工程を切り替えるための切替条件である物理量と、前記スクリュ制御部分工程のいずれかに対応する１つ以上の型締制御部分工程の制御条件である物理量は、射出成形機を制御する制御装置内の記憶装置に格納される。射出成形機の制御装置は、記憶装置に格納された前記スクリュ制御部分工程の切替条件に従って前記型締制御部分工程の制御条件に切り替えて射出成形サイクルを実行する。

図３は実施形態１の表示画面（型盤位置設定の場合）を説明する図である。操作画面である表示画面２００において、射出工程、保圧工程、計量工程、冷却工程において、それぞれ、１つ以上のスクリュ制御部分工程を有し、それぞれのスクリュ制御部分工程における物理量を設定することができる。

表示画面２００では型締制御部分工程の制御条件が、型盤位置２２２，２２４，２２６，２２８として設定される。射出工程の射出速度２０２の３つのスクリュ制御部分工程に対応して型盤位置２２２が設定される。保圧工程の保圧圧力２０４の３つのスクリュ制御部分工程に対応して型盤位置２２４が設定される。計量工程の計量背圧２０６の１つのスクリュ制御部分工程に対応して型盤位置２２６が設定される。冷却工程の１つのスクリュ制御部分工程に対応して型盤位置２２８が設定される。

図４は実施形態１の型締制御部分工程を説明する図である。射出成形機の制御装置は、表示画面１００あるいは表示画面２００で設定された前記スクリュ制御部分工程の切替条件に従って前記型締制御部分工程設定部で設定した制御条件に切り替え、成形サイクルを実行することができる。

＜実施形態２＞
本発明の第２の実施形態では、型締力の目標値を設定する型締制御部分工程を設け、前記型締制御部分工程の切替条件を、射出・保圧・計量・冷却のスクリュ制御部分工程の切り替え、射出開始、射出完了、保圧完了、計量完了、冷却完了の条件から任意に選択し、前記選択した条件の成立に連動して型締制御部分工程を順次切り替えることを特徴とする。このとき、前記型締制御部分工程の切替条件の成立にあわせて遅延時間を設定し、前記型締制御部分工程の切替条件の成立および遅延時間の満了に連動して型締制御部分工程を順次切り替えるようにしてもよい。

図５は実施形態２の表示画面を説明する図である。表示画面３００において、射出工程、保圧工程、計量工程、冷却工程において、それぞれ、１つ以上のスクリュ制御部分工程を有し、それぞれのスクリュ制御部分工程における物理量を設定することができる。射出工程は、射出速度３０２を、１段（１ｓｔ），３段（２ｎｄ），３段（３ｒｄ）の３つの制御段で切り替えるスクリュ制御部分工程から構成される。保圧工程は、保圧圧力３０４を、１段（１ｓｔ），２段（２ｎｄ），３段（３ｒｄ）の３つの制御段で切り替えるスクリュ制御部分工程から構成される。計量工程は、計量背圧３０６を、１段（１ｓｔ）の制御段で行うスクリュ制御部分工程から構成される。冷却工程は、冷却３０８の１つのスクリュ制御部分工程として構成される。

表示画面３００において、射出工程、保圧工程、計量工程、冷却工程の各工程のスクリュ制御部分工程を切り替えるための切替条件を設定することができる。射出工程の３つのスクリュ制御部分工程からなる射出速度３０２を切替える切替条件は、切替位置３１２として３つのスクリュ制御部分工程に対応して設定することができる。保圧工程の３つのスクリュ制御部分工程からなる保圧圧力３０４を切替える切替条件は、切替時間３１４として３つのスクリュ制御部分工程に対応して設定することができる。計量工程の１つのスクリュ制御部分工程からなる計量背圧３０６を切替える切替条件は、計量位置３１６として１つのスクリュ制御部分工程に対応して設定することができる。冷却工程の冷却３０８の１つのスクリュ制御部分工程を切替える切替条件は、冷却時間３１８として設定できる。

表示画面３００において、型締力の目標値を設定する型締制御部分工程を設け、前記型締制御部分工程の切替条件を、射出・保圧・計量・冷却のスクリュ制御部分工程の切り替え、射出開始、射出完了、保圧完了、計量完了、冷却完了の条件から任意に選択することができる。このとき、前記型締制御部分工程の切替条件の成立にあわせて遅延時間を設定し、前記型締制御部分工程の切替条件の成立および遅延時間の満了に連動して型締制御部分工程を順次切り替えるようにしてもよい。
前記型締制御部分工程の設定は対応するスクリュ制御部分工程の設定と同一の表示画面内に存在してもよいし、別々の画面としてもよい。

表示画面３００では、型締力３２２として、１段（１ｓｔ），２段（２ｎｄ），３段（３ｒｄ），４段（４ｔｈ），５段（５ｔｈ），６段（６ｔｈ）の型締制御部分工程を設ける。そして、型締力の１段（１ｓｔ）と２段（２ｎｄ）の切替条件３２４に射出速度３０２の２段（２ｎｄ）完了、型締力の２段（２ｎｄ）と３段（３ｒｄ）の切替条件３２４に射出完了、型締力の３段（３ｒｄ）と４段（４ｔｈ）の切替条件３２４に保圧圧力３０４の２段（２ｒｄ）完了、型締力の４段（４ｔｈ）と５段（５ｔｈ）の切替条件３２４に計量完了、型締力の５段（５ｔｈ）と６段（６ｔｈ）の切替条件に冷却完了を選択している。さらに、射出完了の切替条件３２４の成立と計量完了の切替条件３２４の成立にあわせて遅延時間３２６がそれぞれ設定されている。

図６は実施形態２の型締制御部分工程を説明する図である。射出成形機の制御装置は、表示画面３００で設定された前記スクリュ制御部分工程の切替条件に従って前記型締制御部分工程設定部で設定した制御条件に切り替え、成形サイクルを実行することができる。表示画面３００では、前記型締制御部分工程の切替条件の成立にあわせて遅延時間が設定されており、前記型締制御部分工程の切替条件の成立および遅延時間の満了に連動して型締制御部分工程を順次切り替えられている。

（型締制御部分工程の設定方法）
型締制御部分工程の設定方法としては、型締力を設定してもよいし（図２，図５参照）、型締機構の最大型締力に対する割合を設定してもよい。また、必要な型締力に相当する型盤位置を設定してもよい（図３参照）。型締機構がトグルリンク式の場合は必要な型締力に相当するトグル機構のクロスヘッド位置を設定してもよい。

１射出成形機本体
２制御装置
３ＣＰＵ
４入出力回路
５ＲＯＭ
６ＲＡＭ
７不揮発性メモリ
８ＬＣＤ／ＭＤＩ
９バス

１００表示画面
１０２射出速度
１０４保圧圧力
１０６計量背圧
１０８冷却
１１２切替位置
１１４切替時間
１１６計量位置
１１８冷却時間
１２２，１２４，１２６，１２８型締力

２００表示画面
２０２射出速度
２０４保圧圧力
２０６計量背圧
２０８冷却
２１２切替位置
２１４切替時間
２１６計量位置
２１８冷却時間
２２２，２２４，２２６，２２８型盤位置

３００表示画面
３０２射出速度
３０４保圧圧力
３０６計量背圧
３０８冷却
３１２切替位置
３１４切替時間
３１６計量位置
３１８冷却時間
３２４切替条件
３２６遅延時間

Claims

射出工程、保圧工程、計量工程、冷却工程のそれぞれの工程において少なくとも１つ以上のスクリュ制御部分工程を有し、該スクリュ制御部分工程毎のスクリュの制御条件と、前記スクリュ制御部分工程を切り替えるための切替条件を設定するスクリュ制御部分工程設定部を備え、前記切替条件に従ってスクリュ制御条件を切り替える射出成形機の制御装置において、
前記射出工程、保圧工程、計量工程、冷却工程の各スクリュ制御部分工程のいずれかのスクリュ制御部分工程に対応する少なくとも１つ以上の型締制御部分工程と、該型締制御部分工程の制御条件を設定する型締制御部分工程設定部と、
前記スクリュ制御部分工程の切替条件に従って前記型締制御部分工程設定部で設定した制御条件に切り替える型締制御部分工程切替部、
とを有することを特徴とする射出成形機の制御装置。
前記型締制御部分工程設定部は、前記対応するスクリュ制御部分工程設定部と同一画面内に存在することを特徴とする請求項１に記載の射出成形機の制御装置。
射出工程、保圧工程、計量工程、冷却工程のそれぞれの工程において少なくとも１つ以上のスクリュ制御部分工程を有し、該スクリュ制御部分工程毎のスクリュの制御条件と、前記スクリュ制御部分工程を切り替えるための切替条件を設定するスクリュ制御部分工程設定部を備え、前記切替条件に従ってスクリュ制御条件を切り替える射出成形機の制御装置において、
少なくとも１つ以上の型締制御部分工程と、前記型締制御部分工程の制御条件を設定する型締制御部分工程設定部と、前記型締制御部分工程の切り替えを、射出・保圧・計量のスクリュ制御部分工程の切り替え、射出開始、射出完了、保圧完了、計量完了、冷却完了から任意に選択して設定する切替条件設定部とを有し、前記切替条件設定部で設定した条件の成立に従って前記型締制御部分工程設定部で設定した制御条件に切り替える型締制御部分工程切替部、とを有することを特徴とする射出成形機の制御装置。
前記切替条件設定部は、前記型締制御部分工程の切替条件を、射出・保圧・計量のスクリュ制御部分工程の切り替え、射出開始、射出完了、保圧完了、計量完了、冷却完了から任意に選択して設定するとともにそれぞれ遅延時間を設定し、前記型締制御部分工程切替部は、前記切替条件設定部で設定した条件の成立および遅延時間の満了に従って前記型締制御部分工程設定部で設定した制御条件に切り替えることを特徴とする請求項３に記載の射出成形機の制御装置。