JP6193146B2 - 射出成形機の平行度測定方法、射出成形機の計測装置、および射出成形機 - Google Patents

Description

本発明は、射出成形機の平行度測定方法、射出成形機の平行度測定装置、および射出成形機に関する。

射出成形機は、型締状態の金型装置内のキャビティ空間に液状の成形材料を充填し、充填した成形材料を固化させることにより成形品を成形する（例えば、特許文献１参照）。金型装置は固定金型と可動金型とで構成される。固定金型は固定プラテンに取り付けられ、可動金型は可動プラテンに取り付けられる。射出成形機は、固定プラテンに対して可動プラテンを進退させることにより、金型装置の型閉、型締、および型開を行う。

特開２００８−２３８７４２号公報

従来、射出成形機の２つの部材（例えば固定プラテンと可動プラテン）の平行度測定には、ロッドの先端に取り付けた変位センサが用いられていた。ロッドの姿勢が安定せず、変位センサの計測方向が安定しないため、測定精度が悪かった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、測定精度を向上した、射出成形機の平行度測定方法の提供を主な目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様によれば、
第１部材と第２部材との間の直線距離を計測する射出成形機の計測装置であって、
前記第１部材と接触して、前記第１部材と前記第２部材との間の直線距離を計測する計測部と、
前記第２部材と接触することによって前記第２部材に対する前記計測部の姿勢を決めるベース部と、
前記ベース部と前記計測部とを連結し、前記計測部の計測方向における、前記ベース部に対する前記計測部の位置を調整する位置調整部とを有する、射出成形機の計測装置が提供される。

本発明の一態様によれば、測定精度を向上した、射出成形機の平行度測定方法が提供される。

本発明の一実施形態による射出成形機の型開完了時の状態を示す図である。 本発明の一実施形態による射出成形機の型閉完了時の状態を示す図である。 本発明の一実施形態による射出成形機の平行度測定装置を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明するが、各図面において、同一の又は対応する構成については同一の又は対応する符号を付して説明を省略する。

図１は、本発明の一実施形態による射出成形機の型開完了時の状態を示す図である。図２は、本発明の一実施形態による射出成形機の型閉完了時の状態を示す図である。以下、型閉時の可動プラテン１３の移動方向（図１、図２中右方向）を前方とし、型開時の可動プラテン１３の移動方向（図１、図２中左方向）を後方として説明する。

射出成形機１０は、例えば図１に示すように、例えば、フレーム１１、固定プラテン１２、可動プラテン１３、リヤプラテン１５、タイバー１６、トグル機構２０、型締モータ２６、および制御装置８０を有する。

固定プラテン１２は、フレーム１１に対して固定される。固定プラテン１２における可動プラテン１３との対向面に固定金型３２が取り付けられる。

可動プラテン１３は、フレーム１１上に敷設されるガイド（例えばガイドレール）１７に沿って移動自在とされ、固定プラテン１２に対して進退自在とされる。可動プラテン１３における固定プラテン１２との対向面に可動金型３３が取り付けられる。

固定プラテン１２に対して可動プラテン１３を進退させることにより、型閉、型締、型開が行われる。

リヤプラテン１５は、複数本（例えば４本）のタイバー１６を介して固定プラテン１２と連結され、フレーム１１上に進退自在に載置される。尚、リヤプラテン１５は、フレーム１１上に敷設されるガイドに沿って移動自在とされてもよい。リヤプラテン１５のガイドは、可動プラテン１３のガイド１７と共通のものでよい。

尚、本実施形態では、固定プラテン１２がフレーム１１に対して固定され、リヤプラテン１５がフレーム１１に対して進退自在とされるが、リヤプラテン１５がフレーム１１に対して固定され、固定プラテン１２がフレーム１１に対して進退自在とされてもよい。

タイバー１６は、型開閉方向に平行とされ、型締力に応じて伸びる。少なくとも１本のタイバー１６には型締力センサ１８が設けられる。型締力センサ１８は、例えば歪みセンサであって、タイバー１６の歪みを検出することによって型締力の実績値を検出し、その実績値を示す信号を制御装置８０に出力する。制御装置８０は、型締力の実績値と設定値との偏差がゼロとなるようにフィードバック制御を行う。

尚、型締力センサ１８は、タイバー１６の歪みを検出する歪みセンサに限定されない。例えば、型締力センサとして、ロードセルが用いられてもよい。

トグル機構２０は、可動プラテン１３とリヤプラテン１５との間に配設され、可動プラテン１３およびリヤプラテン１５にそれぞれ取り付けられる。トグル機構２０が型開閉方向に伸縮することにより、リヤプラテン１５に対して可動プラテン１３が進退する。

型締モータ２６は、トグル機構２０を介して可動プラテン１３を駆動する。型締モータ２６とトグル機構２０との間には、型締モータ２６の回転運動を直線運動に変換してトグル機構２０に伝達する運動変換部としてのボールねじ機構が設けられる。

型締モータ２６はエンコーダ２６ａを有する。エンコーダ２６ａは、型締モータ２６の出力軸の回転角の実績値を検出し、その実績値を示す信号を制御装置８０に出力する。制御装置８０は、回転角の実績値と設定値の偏差がゼロとなるようにフィードバック制御を行う。

制御装置８０は、メモリなどの記憶部およびＣＰＵを有し、記憶部に記憶される制御プログラムをＣＰＵに実行させることにより、型締モータ２６を制御する。

型閉工程では、型締モータ２６を駆動してトグル機構２０を作動させ、可動プラテン１３を前進させる。可動金型３３が固定金型３２に対して接近する。

型締工程では、可動金型３３と固定金型３２とが接触した状態で型締モータ２６を駆動し、型締モータ２６による推進力にトグル倍率を乗じた型締力を発生させる。型締状態の固定金型３２と可動金型３３との間にキャビティ空間が形成される。キャビティ空間に液状の成形材料を充填し、充填した成形材料を固化させることにより、成形品が成形される。

型開工程では、型締モータ２６を駆動してトグル機構２０を作動させ、可動プラテン１３を後退させる。型開後、金型装置３０から成形品が突き出される。

尚、射出成形機１０は、可動プラテン１３の駆動部として、型締モータ２６の代わりに、油圧シリンダを有してもよい。また、射出成形機１０は、型開閉用にリニアモータを有し、型締用に電磁石を有してもよい。電磁石の吸着力によって型締力を発生させる場合、型締力センサとして、電磁石周辺の磁場の強さを検出する磁気センサが用いられてもよい。また、本実施形態では型締モータ２６による推進力にトグル倍率を乗じた型締力が生じるが、トグル機構２０はなくてもよく、型締モータ２６による推進力が増幅されずにそのまま可動プラテン１３に伝達されてもよい。

図３は、本発明の一実施形態による射出成形機の平行度測定装置を示す図である。平行度測定装置４０は、第１部材と第２部材との間の平行度を測定する。第１部材および第２部材のうち、一方が固定プラテン１２であって、他方が可動プラテン１３であってよい。

尚、第１部材と第２部材の組合せは特に限定されない。例えば、第１部材および第２部材のうち、一方がリヤプラテン１５であって、他方が可動プラテン１３でもよい。また、第１部材および第２部材のうち、一方が固定金型３２であって、他方が可動金型３３であってもよい。

平行度測定装置４０は、計測部５０、ベース部６０、および位置調整部７０を有する。

計測部５０は、第１部材と第２部材との間の直線距離を計測する。直線距離は、予め定められた基準との差であってよい。

計測部５０は、接触式であってよく、例えば、可動部５１、ガイド部５２、変位センサ部５３、および付勢部５４を有する。

可動部５１は、ベース部６０に対して移動自在、且つ回転不能とされる。可動部５１は、ガイド部５２に沿って移動自在とされる。尚、可動部５１はベース部６０に対して移動自在、且つ回転自在とされてもよく、可動部５１とガイド部５２とが螺合してもよい。

可動部５１は、第１部材と接触する接触子としてのボール５５を有してよい。ボール５５の代わりに錐体が用いられてもよいが、錐体が用いられる場合に比べて、接触による破損が抑制できる。

可動部５１は、ボール５５を保持するボールホルダ５６を有する。ボールホルダ５６は、ボール５５を回転自在に保持してよい。ボール５５は、その中心を中心に回転自在とされる。ボール５５と第１部材との摩擦が低減でき、計測位置の変更が容易である。

変位センサ部５３は、可動部５１と第１部材との接触時の、可動部５１の基準位置からの変位量を計測する。計測位置を変えて可動部５１の変位量を計測することにより、第１部材と第２部材との間の直線距離のバラツキが測定でき、第１部材と第２部材との間の平行度が測定できる。

付勢部５４は、可動部５１を基準位置に向けて付勢する。付勢部５４は、例えばバネで構成されてよく、バネの弾性復元力によって可動部５１を基準位置に向けて付勢する。可動部５１を第１部材に押し付けながら、計測位置を変更することができる。

尚、本実施形態の計測部５０は、接触式であるが、非接触式でもよく、非接触式の場合、可動部５１を有しなくてもよい。非接触式の場合、変位センサ部５３は、特に限定されないが、光学式、超音波式、渦電流式、静電容量式のいずれでもよい。

ベース部６０は、第２部材と接触することによって第２部材に対する計測部５０の姿勢を決める。計測部５０の計測方向が安定するため、計測部５０の計測精度が良く、平行度の測定精度が向上できる。

ベース部６０は、第２部材の平行度測定面と少なくとも３点で接触してよい。上記少なくとも３点は、同一直線上になく、例えば多角形の頂点にあってよい。接触が面接触の場合よりも、第２部材の平行度測定面の僅かな歪みに起因するガタが少なく、計測部５０の計測方向が定まりやすい。

計測部５０の計測方向は、上記少なくとも３点を含む平面に対して垂直な方向である。計測部５０は、上記少なくとも３点から等距離の直線Ｌ１上における、第１部材と第２部材との間の直線距離を計測してよい。可動部５１は、上記直線Ｌ１上を移動してよい。上記直線Ｌ１は、上記少なくとも３点を含む平面に対して垂直とされる。

ベース部６０は、第２部材と点接触する接触子としてのボール６１を少なくとも３つ有してよい。ボール６１の代わりに錐体が用いられてもよいが、錐体が用いられる場合に比べて、接触による破損が抑制できる。

ベース部６０は、上記少なくとも３つのボール６１を保持するボールホルダ６２を有してよい。ボールホルダ６２は、各ボール６１を回転自在に保持してよい。各ボール６１は、その中心を中心に回転自在とされる。各ボール６１と第２部材との摩擦が低減でき、計測位置の変更が容易である。

位置調整部７０は、計測部５０の計測方向における、ベース部６０に対する計測部５０の位置を調整する。計測部５０の計測範囲を広げることができる。

位置調整部７０は、ベース部６０と計測部５０とを連結し、計測部５０の計測方向に伸縮自在とされる。例えば、位置調整部７０は、第１ロッド７１、第２ロッド７２、第３ロッド７３、第１中間プレート７４、および第２中間プレート７５を有する。

第１ロッド７１は、計測部５０と第１中間プレート７４とを連結する。第２ロッド７２は、第１中間プレート７４と第２中間プレート７５とを連結する。第３ロッド７３は、第２中間プレート７５とベース部６０とを連結する。第１ロッド７１および第３ロッド７３は上記直線Ｌ１上に配設されてよく、第２ロッド７２は上記直線Ｌ１に対して平行にずらして配設されてよい。

第２ロッド７２の一端部は、第２中間プレート７５の貫通孔に挿通されてよい。第２ロッド７２の一端部は雄ネジ７６を形成し、雄ネジ７６は雌ネジ７７と螺合される。雌ネジ７７は第２中間プレート７５に対して回転自在に保持される。

雌ネジ７７を回転させることにより、第２中間プレート７５に対する第２ロッド７２の位置が調整できる。よって、第２中間プレート７５と第１中間プレート７４との間隔が調整でき、ベース部６０に対する計測部５０の位置が調整できる。

また、第２ロッド７２の他端部は、第１中間プレート７４の貫通孔に挿通されてよい。第２ロッド７２の他端部は雄ネジ７８を形成し、雄ネジ７８は雌ネジ７９と螺合される。雌ネジ７９は第１中間プレート７４に対して回転自在に保持される。

雌ネジ７９を回転させることにより、第１中間プレート７４に対する第２ロッド７２の位置が調整できる。よって、第２中間プレート７５と第１中間プレート７４との間隔が調整でき、ベース部６０に対する計測部５０の位置が調整できる。

尚、本実施形態では、第１中間プレート７４および第２中間プレート７５の両方と第２ロッド７２との相対位置が可変とされるが、第１中間プレート７４および第２中間プレート７５のいずれか一方と第２ロッド７２との相対位置が可変とされてもよい。また、第２中間プレート７５と第３ロッド７３との相対位置が可変とされてもよく、第２中間プレート７５とベース部６０との間隔が可変とされてもよい。また、第１中間プレート７４と第１ロッド７１との相対位置が可変とされてもよく、計測部５０と第１中間プレート７４との間隔が可変とされてもよい。

次に、図３を再度参照して、上記構成の平行度測定装置４０を用いた平行度測定方法について説明する。

作業者は、位置調整部７０を伸縮させることにより、ベース部６０に対する計測部５０の位置を調整する。次いで、作業者は、平行度測定装置４０を第１部材と第２部材との間に挿入する。

ベース部６０は、第２部材と接触することによって、第２部材に対する計測部５０の姿勢を決める。計測部５０の計測方向が安定するため、計測部５０の計測精度が良く、平行度の測定精度が向上できる。

ベース部６０は、第２部材の平行度測定面と少なくとも３点で接触してよい。上記少なくとも３点は、同一直線上にはなく、例えば多角形の頂点にあってよい。接触が面接触の場合よりも、第２部材の平行度測定面の僅かな歪みに起因するガタが少なく、計測部５０の計測方向が定まりやすい。

ベース部６０が第２部材に押し付けられた状態で、計測部５０が第１部材と第２部材との間の直線距離を計測する。付勢部５４は、可動部５１を基準位置に向けて付勢し、可動部５１を第１部材に押し付ける。可動部５１の基準位置からの変位量は変位センサ部５３によって計測する。可動部５１の変位量は、第１部材と第２部材との間の直線距離を表す。

その後、作業者は、計測位置を変更する。第２部材に対してベース部６０を押し付けると共に、第１部材に可動部５１を押し付けた状態のまま、計測位置を変更してよい。付勢部５４が弾性変形することによって、第１部材と第２部材との間の直線距離の変動が吸収できる。

計測位置を変えて可動部５１の変位量を計測することにより、第１部材と第２部材との間の直線距離のバラツキが測定でき、第１部材と第２部材との間の平行度が測定できる。

平行度の測定結果に基づいて、作業者は、フレーム１１に対する第１部材、第２部材の姿勢を調整し、第１部材と第２部材との間の平行度を向上する。品質の良い成形品を安定的に得ることができる。

以上、射出成形機の平行度測定方法などの実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。

例えば、上記実施形態の射出成形機１０は、型開閉方向が水平な横型であるが、型開閉方向が鉛直な竪型でもよい。

１０ 射出成形機
１２ 固定プラテン
１３ 可動プラテン
１５ リヤプラテン
３２ 固定金型
３３ 可動金型
４０ 平行度測定装置
５０ 計測部
５１ 可動部
５２ ガイド部
５３ 変位センサ部
５４ 付勢部
６０ ベース部
６１ ボール
６２ ボールホルダ
７０ 位置調整部

Claims (6)

1. 第１部材と第２部材との間の直線距離を計測する射出成形機の計測装置であって、
   前記第１部材と接触して、前記第１部材と前記第２部材との間の直線距離を計測する計測部と、
   前記第２部材と接触することによって前記第２部材に対する前記計測部の姿勢を決めるベース部と、
   前記ベース部と前記計測部とを連結し、前記計測部の計測方向における、前記ベース部に対する前記計測部の位置を調整する位置調整部とを有する、射出成形機の計測装置。
2. 前記位置調整部は、前記計測部と連結される第１ロッドと、前記ベース部と連結される第３ロッドと、前記第１ロッドと前記第３ロッドとを連結する第２ロッドとを有し、
   前記第１ロッド及び／又は前記第３ロッドと、前記第２ロッドとの位置を調整することによって前記ベース部に対する前記計測部の位置が調整され、
   前記第２ロッドは、前記第１ロッド及び前記第３ロッドに対して平行にずらして配設される、請求項１に記載の射出成形機の計測装置。
3. 前記ベース部は、前記第２部材の平行度測定面に、同一直線上にない少なくとも３点で接触し、
   前記計測部は、前記少なくとも３点を含む平面に対して垂直な方向の前記直線距離を計測する、請求項１または２に記載の射出成形機の計測装置。
4. 前記計測部は、前記第１部材と接触する接触子と、前記接触子を回転自在に保持する接触子ホルダとを有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の射出成形機の計測装置。
5. 固定金型が取り付けられる固定プラテンと、
   可動金型が取り付けられる可動プラテンと、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の計測装置とを備える射出成形機。
6. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の計測装置を用いて、前記第１部材と前記第２部材との平行度を測定する射出成形機の平行度測定方法であって、
   前記位置調整部によって、前記計測部の計測方向における、前記ベース部に対する前記計測部の位置を調整し、
   前記第２部材に接触する前記ベース部で前記第２部材に対する前記計測部の姿勢を決め、
   前記第１部材に接触する前記計測部で前記第１部材と前記第２部材との間の前記直線距離を計測し、
   複数の計測位置で計測した前記直線距離のバラツキを、前記平行度として測定する、射出成形機の平行度測定方法。

Images