JPH0259024B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明はダイカストマシンや射出成形機等の射
出成形装置における射出速度制御方法に関するも
のである。

［従来技術］ 第１図は標準的なものとして考えられるダイカ
ストマシンの射出シリンダおよび射出速度制御装
置の構成図である。図において、射出シリンダ１
のピストンロツド２にはカツプリング３を介して
射出プランジヤ４が連結され、この射出プランジ
ヤ４の先端には射出スリーブ５内を摺動するプラ
ンジヤチツプ６が固定されている。ピストンロツ
ド２の移動によつてプランジヤチツプ６が射出ス
リーブ５内で前進すると、図示しない金型のキヤ
ビテイ内に容湯が射出されるようになつている。
また、カツプリング３にはストライカ７が連結さ
れており、このストライカ７によつて複数のリミ
ツトスイツチ８ａ〜８ｅを順次オン・オフするよ
うになつている。リミツトスイツチ８ａはピスト
ンロツド２の後退限位置に設けられ、リミツトス
イツチ８ｂは射出される溶湯が図示していない金
型のゲート部にさしかかる直前で低速射出をさら
に低速にする位置、リミツトスイツチ８ｃは溶湯
の一部が金型のゲート部を通り金型キヤビテイ内
に若干入つて低速射出から中高速射出へ切替える
位置、リミツトスイツチ８ｄは溶湯が金型キヤビ
テイ内にかなり入つて中高速射出から高速射出へ
切替える位置にそれぞれ設けられ、リミツトスイ
ツチ８ｅはピストンロツド２の前進限位置に設け
られている。

一方、リミツトスイツチ８ａ〜８ｅの出力信号
は信号検出器９へ入力され、この信号検出器９の
出力信号は制御信号発生器１０へ入力される。制
御信号発生器１０においては、この入力信号に基
づいて射出プランジヤ４の射出ストロークが射出
速度の変更点に達したかどうかが検出される。射
出ストロークが射出速度の変更点に達したなら
ば、速度設定器１１にあらかじめ設定されている
目標射出速度に対応したアナログ信号が制御信号
発生器１０から油圧駆動形のサーボバルブ１２に
送出される。サーボバルブ１２は電磁切替弁１３
ａや液圧回路１３によつて射出シリンダ１に接続
されており、入力されたアナログ信号に応じてそ
の開度が制御され、これによつて射出シリンダ１
に導入する液量が調整され、射出シリンダ１内の
ピストンロツド２に連結された射出プランジヤ４
の移動速度が制御される。すなわち、射出速度は
その変更点毎に送出される制御信号によつて目標
速度に制御されることになる。

第２図はこのような制御によつて変化する射出
速度のパターンの一例を示すグラフである。横軸
の射出プランジヤのストローク、縦軸に射出速度
をとつてある。ａ点は射出プランジヤ４が連結さ
れたピストンロツド２が後退限位置にある状態で
あり、このとき、リミツトスイツチ８ａ〜８ｅは
すべてオンになつている。そして、射出プランジ
ヤ４が前進するにしたがつてリミツトスイツチ８
ａ〜８ｄは順次オフになつてゆく。ここで、ま
ず、射出プランジヤ４を目標速度V₁に向つて変
化させ、行程前半の低速域ではこの射出速度を保
持して溶湯を射出スリーブ内に充填しようとす
る。やがて、溶湯が図示していない金型のゲート
部にさしかかつた直前のｂ点でリミツトスイツチ
８ｂがオフになると、射出速度がいつたんV₂に
落ち、溶湯のガスの巻込みが極力おさえられ、溶
湯の一部が金型のキヤビテイ内に少し入つた状態
のｃ点でリミツトスイツチ８ｃがオフになると、
次に、射出速度がV₃に向けて変化し、溶湯が金
型のキヤビテイ内にかなり入つて、射出速度を非
常に上げても溶湯中にガスの巻込みがほとんどな
い状態になつた点ｄでリミツトスイツチ８ｄがオ
フになつたら、射出速度はV₄に向つて立上がり、
その後、V₄の高速射出速度を保つて射出が行な
われる。そして、溶湯が金型のキヤビテイ内に充
分に充填されて射出プランジヤ４の前進が止まれ
ば射出が完了する。射出完了位置はｆ点である。
その後、射出された溶湯が凝固し、冷却したら、
図示していない可動金型の型開速度に応じて射出
プランジヤ４も幾分前進する。そして、射出プラ
ンジヤ４の前進限でリミツトスイツチ８ｅがオフ
になれば、射出プランジヤ４を後退させる。勿
論、射出途中において、射出速度の変更点をさら
に多く設けると、その分だけ多数のリミツトスイ
ツチが必要となる。

また、多数のリミツトスイツチを設けるかわり
にマグネスケールを用いて連続的にストローク位
置を検出することもできる。

しかしながら、このような従来のものでは、ス
トロークの位置信号を発生するため検出手段とし
て多数のリミツトスイツチを配列したり、マグネ
スケールを設けたりする必要があるため、装置が
高価になり、また各変更点の設定が難しく、面倒
であり、したがつて、現場で作業者に喜ばれない
という欠点があつた。

また、射出速度や速度変化のパターンなどをい
ろいろ変えるのが面倒であるという欠点があつ
た。

［発明の目的および構成］ 本発明はこのような従来の欠点を解決するため
になされたものであり、その目的とするところ
は、簡単な速度指令手段や適宜選択し得る射出速
度変更のパターンを用いて、射出開始後の低速立
上り作動時に、ある程度パターン化した射出速度
の制御が簡便にできるような射出速度制御方法を
提供することにある。

本発明はこのような目的を達成するために、低
速域において、低速射出速度と、この低速射出速
度の大きさとは無関係に任意に変更し得るように
射出速度制御装置にあらかじめ入力しておいた２
個以上の低速立上りパターンのうちからいずれか
１個を選んだ低速立上りパターンを指令して制御
するようにしたものである。

［実施例］ 以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明す
る。

第３図は本発明の一実施例を適用した射出速度
制御装置の構成図、第４図はその流量制御バルブ
の断面構造図、第５図は射出速度のパターンを示
すグラフである。図において、第１，２図と同一
部分には同符号を付して、その説明は省略する。

第３図において、ストライカ７にはマグネスケ
ール７ａが取付けられている。７ｂは磁気ヘツド
であり、マグネスケール７ａの移動と磁気ヘツド
７ｂの作用で射出プランジヤ４の移動位置は刻々
演算器３４に入力される。

１４は低速射出速度段定器、１５は低速射出速
度V₁から高速射出速度V₄への切替位置ｃを設定
するための高速射出速度への切替位置設定器であ
る。したがつて、第５図における点イは切替位置
ｃと低速射出速度V₁で定められる。なお、マグ
ネスケール７ａと磁気ヘツド７ｂを用いないで、
ストライカ７と高速への切替指令用のリミツトス
イツチ８ｃを用いた場合は、リミツトスイツチ８
ｃが高速射出速度V₄への切替位置ｃ設定器とな
る。

１６は低速射出立上りパターン指令器で、射出
開始時に、射出速度が０からスタートして低速射
出速度V₁に達するまでの低速射出立上りパター
ンを、第５図において実線で示すような比較的に
急激な立上り状態のパターンにするか、あるい
は、２点鎖線で示すような比較的ゆるやかな立上
り状態のパターンにするかを適宜選択して指令
するものである。したがつて、射出スタートして
第５図における点イに到るまでのカーブの軌跡
は、前記点イにおける切替位置ｃと低速射出速度
V₁と、選択指令した低速射出立上りパターンと
で定められる。勿論、この低速射出立上りパター
ンは２個に限定されるものではなく、３個以上設
けておいても良い。ただし、あまり多く設けて
も、装置が複雑になるだけで、互いにかなり変わ
つた立上り状態も得られないので、実際は、２〜
３個のパターンにするのが実用的である。

１７は高速射出速度設定器であり、これにより
高速射出速度V₄が定められる。なお、低速射出
速度から高速射出速度への立上り状態は、一般的
に急な程、金型内の溶湯の流れ状態が良く、良い
射出製品ができることが多いとされているので、
ここでは、後記するパルスモータ２０の最大回転
速度が常に指令されるようにしておき、高速射出
速度立上りパターンは変えないことにしてある。
したがつて、前記点イと高速射出速度V₄が定ま
れば、高速射出速度に達した点ロは自ずと定ま
る。勿論、この高速射出速度立上りパターンを、
第５図に示すように、点イでは速度がなめらかに
上昇する増加速度特性をとり、点ロでは速度なめ
らかに一定におちつく減加速度特性をとり、か
つ、できるだけ早く高速射出速度V₄に到達させ
うるパターンにしたい場合は、時間毎に信号を出
して制御する。

高速射出終端付近の点ハでは、第５図に実線で
示すような更に射出速度を上げるように指示する
パターンか、あるいは、２点鎖線で示すように
射出速度を下げるパターンか、または、従来の
ように、一点鎖線で示すように射出速度を変化さ
せないパターンを選択するようにしてある。

１８は射出ストロークが前記点イに達してから
速度変更パターンの始点である前記点ハに到達す
るまでの時間Ｔを、例えば50〜80ｍsecから選ん
で、あらかじめ設定しておくためのタイマであ
る。なお、点ハに到るまでの時間Ｔは、点ロから
計時するようにしても良い。場合によつては、ス
トロークｇで点ハを指示するようにすることもで
きる。いずれにしても、点ハに達したら、射出速
度増減パターンを得たいときは、パターンかパ
ターンによつて射出速度を制御するように指令
し、射出速度不変パターンを得たいときは、パタ
ーンによつて、そのまま同じ速度を保つように
指令する。

１９は、高速射出終端部の射出速度変更パター
ン指令器であり、点ハから前記パターンをとる
か、パターンをとるか等の選択をし、指令する
ものである。

射出時にバリが多少ふいてもさしつかえないが
緻密で巣のない射出製品を得たいときは、パター
ンを選択し、巣が多少あつても良いが、射出時
にバリがふかず、バリ取りなどの後行程を行ない
たくないような射出製品を得たいときは、パター
ンを選択する。パターンの場合は、最終点に
おける最大射出速度V₅は、例えば、高速射出速
度V₄の２割増になるようにあらかじめ定めてお
き、パターンの場合は、最終点における減速後
の射出速度V₆は、例えば、高速射出速度V₄の２
分の１になるようにあらかじめ定めておく。勿
論、これらの増減比は、常に一定になるように設
定しておくこともできるし、適宜調整できるよう
にしておくこともできる。高速射出速度V₄に対
するこれら速度変更パターン，の射出終了時
点での速度変化率を指令した場合は、大体におい
て、速度増減パターン，も自ずと決まること
が多いので、高速射出終端部の射出速度変更パタ
ーン指令器１９の代りに、射出終了時点の速度変
化率指令器を用いることもできる。

低速射出速度設定器１４、高速射出速度への切
替位置設定器１５、低速射出立上りパターン指令
器１６、高速射出速度設定器１７、高速射出終端
部における射出速度変更用タイマ１８、および、
高速射出終端部の射出速度変更パターン指令器１
９からの電気信号は、演算器３４に入力される。
演算器３４は、これらの入力される信号と磁気ヘ
ツド７ｂから入力される信号とに基づいて、所定
の点で所定の射出速度が得られるような速度制御
を行なうための信号を、適宜制御パルス発生器３
５に出力し、制御パルス発生器３５は、その信号
に基づいて、射出プランジヤ４をあらかじめ設定
された目標速度に制御するためのパルス信号を適
宜出力する。このパルス信号は、目標とする射出
速度までの速度差および時間によつてそのパルス
数およびパルス周期が決められる。そして、パル
スモータ２０は入力パルスの数に比例した回転量
だけ、かつ、周期に逆比例した早さで回転する。
この回転によつて流量制御バルブ２１の開度が変
化し、開度に応じて射出プランジヤの移動速度、
すなわち射出速度が制御される。なお、前記各設
定器１４，１５，１７および指令器１６，１９等
は制御盤等に設けられている。

流量制御バルブ２１は第４図に示すように構成
されており、バルブボデイ２２には、軸線方向か
らの作動油流入口２３と、軸線と直角方向への作
動油流出環状溝部２４ａと作動油流出口２４が形
成され、その内部に軸線方向へ移動するスプール
２５が収容されている。スプール２５には軸線方
向の貫通穴２５ａが形成され、スプール２５の後
部にはナツト軸２６が一体に形成され、このナツ
ト軸２６の内部軸心部にはボールねじ２８を介し
てねじ軸２７が螺合されており、このねじ軸２７
はジヨイント２９によつてパルスモータ２０の軸
と連結されている。

なお、３０はナツト軸２６の回転を阻止し軸方
向への移動をガイドするキー、３１はナツト軸２
６に設けられた永久磁石、３２は対向ケーシン
グ、３３は対向ケーシング３２に設けられた永久
磁石３１と対向する位置検出器である。

パルスモータ２０が回転すると、この回転に応
じてスプール２５が軸線方向に前後進して、バル
ブの開閉と開度の調整を瞬時に行ない流量を制御
する。すなわち、この流量制御バルブ２１は、軸
線方向端面部に作動油流入口２３を備え、側面に
作動油流出口２４を備えたシリンダ状のバルブボ
デイ２２内でスプール２５をパルスモータ２０の
作用で軸線方向に駆動して流量制御するものであ
り、作動油によるスプール２５の軸線方向推力を
スプール２５の開き量及び移動速度の増加に応じ
て急激に低下させることにより、流量の高速切換
えに必要な駆動力を軽減させている。このため、
流量制御バルブ２１による流量の高速切換え性能
は非常に向上し、駆動力を軽減する。

この流量制御バルブ２１では、制御パルス発生
器３５からの制御パルスにより、パルスモータ２
０の回転量すなわち回転角度が決まり、この回転
角度によりスプール２５の開き量が決まり、この
開き量によつて射出シリンダ１への流量が制御さ
れる。また、パルスモータ２０の回転速度の大小
によつて流量の変化率すなわち射出速度の立上り
状態が決まる。

このような構造の流量制御バルブ２１では、速
度変更指令を受けてから実際にスプール２５が開
き始めるまでの時間を最大１ミリ秒以下にするこ
とが可能であり、通常の流量制御バルブに比して
応答性が極めて良くなり、バルブ開閉などの作動
性や操作精度も良くなる。

また、位置検出器３３は永久磁石３１の移動に
感応する近接スイツチを構成するので、ナツト軸
２６やスプール２５の移動距離を検知して制御装
置にフイードバツクすることができる。また、ス
プール２５の零位置をこの近接スイツチで検知し
制御パルス発生器３５を介してパルスモータ２０
をその位置に正確に止めることもできる。

この実施例では、このような構造のパルスモー
タ駆動形の流量制御バルブを用いているので、イ
ナーシヤが小さくなつて応答性が良くなり、制御
が確実かつ容易に行なえる。また、スプールスト
ライカの増大も押えることができる。

次に本実施例の動作を第５図を参照して説明す
る。

まず、射出を行なう前には、あらかじめ低速射
出速度設定器１４で低速射出速度V₁を適宜設定
し、高速射出速度への切替位置設定器１５で低速
射出から高速射出への切替位置ｃを適宜設定し、
低速射出立上りパターン指令器１６で低速射出立
上りパターン，のうちのどちらかのパターン
を選択指令し、高速射出速度設定器１７で高速射
出速度V₄を設定し、高速射出終端部における射
出速度変更用タイマ１８で高速射出への切替わり
の点イから射出速度変更の点ハに到るまでに要す
る時間Ｔを設定し、高速射出終端部の射出速度変
更パターン指令器１９の速度増減パターン，
、速度不変パターンのうちのいずれか一つの
パターンを選択指令しておく。

制御パルス発生器３５に起動信号（図示せず）
が入力されると、前記指令情報に応じて射出速度
を所定のパターンV₁に上昇させるためのパルス
出力がパルスモータ２０に送出される。これによ
つて、流量制御バルブ２１が所定の速度で所定量
開き、射出プランジヤ４はV₁に対応する速度ま
で増減した後、その速度を保持して移動する。や
がて、点イに達すると、スプールｃの時点で検出
信号によつて制御パルス発生器３５は演算器３４
に記録された情報に応じて射出速度を所定のパタ
ーンでV₄に上昇させるためのパルス出力をパル
スモータ２０に送出する。これによつて、流量制
御バルブ２１が所定の速度で所定量開き、射出プ
ランジヤ４はV₄に対応する速度まで増速する。
そして、点イを通過する時点から一定時間Ｔ（例
えば50〜80ミリ秒）経過した時点で制御パルス発
生器３５からパルス出力がパルスモータ２０に送
出され、これによつて同様に流量制御バルブ２１
が開き射出速度は所定のパターンでV₅まで急激
に上昇するか、または所定のパターンでV₆まで
減速するか、あるいは、V₄のまま変化しない。
なお、射出終了後、型開動作に応じて射出プラン
ジヤ４が前進し、射出プランジヤ４が前進限まで
行きつけば、制御パルス発生器３５からパルスモ
ータ２０を逆転させるパルス出力が送出され、流
量制御バルブ２１は急速で閉じるとともに、通常
の油圧ポンプ作動によつて射出プランジヤ４を後
退させる。

このように、要求される製品の品質によつて各
設定器１４，１５，１７や指令器１６，１９等か
ら信号が送られるようになつている。

このような制御方法によると、射出プランジヤ
４およびピストンロツド２の移動行程中の位置検
出手段としては簡単なもので良く、かりにリミツ
トスイツチを用いる場合でも、後退限リミツトス
イツチ、前進限リミツトスイツチのほかには、低
速から高速への切替位置に設定されたリミツトス
イツチを１個だけ用いれば良く、高速域での変速
点のタイミングは高速への切替点からの一定時間
経過によつて得ているため、位置検出用のリミツ
トスイツチを多数並べてなくてもよい。また、一
定時間を得るためのタイマ手段は簡単に構成でき
るので、制御装置全体を低価格にできる。

［発明の効果］ このように本発明に係る射出速度制御方法によ
ると、低速射出行程の射出の立上りパターンをあ
らかじめ２個以上決めておいたパターンのうちか
ら一つを適宜選択して指令し、射出開始時点から
一定時間経過後に所定の低速射出速度になるよう
にしたので、射出製品の形状や金型の状態に応じ
て低速射出速度の大きさとは無関係に任意に選択
し得る低速の立上り状態を容易に選択して、射出
動作を行うことができる。このように、制御の選
定を極めて簡単に行うことができ、希望する射出
条件に大体適合した低速立上り時の射出制御を得
ることができるので、現場的であり、良好な射出
製品を容易に得やすくなる。

特に、本発明では、低速立上りパターンをあら
かじめ多数用意しておいて、作業者がそれらのパ
ターンを目で見て、その中から自由に選択できる
ので、その都度、制御指令状態を充分に確認する
ことができ、操作者が頭の中で画いているイメー
ジと合つているか否かが一目でわかり、より有効
な制御を簡単に選択することができ、極めて現場
的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の射出速度制御装置の構成図、第
２図はその射出速度パターンの一例を示すグラ
フ、第３図は本発明の一実施例を適用した射出速
度制御装置の構成図、第４図はその射出速度制御
装置に用いる流量制御バルブの一実施例を示す断
面構造図、第５図はその射出速度パターンの一実
施例を示すグラフである。 １…射出シリンダ、２…ピストンロツド、７ａ
…マグネスケール、７ｂ…磁気ヘツド、４…射出
プランジヤ、１３…液圧回路、１４…低速射出速
度設定器、１５…高速射出速度への切替位置設定
器、１６…低速射出立上りパターン指令器、１７
…高速射出速度設定器、１８…高速射出終端部に
おける射出速度変更用タイマ、１９…高速射出終
端部の射出速度変更パターン指令器、２０…パル
スモータ、２１…流量制御バルブ、３４…演算
器、３５…制御パルス発生器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 流量制御弁を作動させて射出シリンダによる
   射出速度を制御する射出速度制御方法において、
   低速域における低速射出速度と、この低速射出速
   度の大きさとは無関係に任意に変更し得るように
   射出速度制御装置にあらかじめ入力しておいた２
   個以上の低速立上りパターンのうちからいずれか
   １個を選んだ低速立上りパターンとを指令して制
   御するようにした射出速度制御方法。