JPS62207618A

JPS62207618A - 射出成形機の金型保護装置

Info

Publication number: JPS62207618A
Application number: JP4953686A
Authority: JP
Inventors: Zenji Inaba; 善治稲葉
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1986-03-08
Filing date: 1986-03-08
Publication date: 1987-09-12
Also published as: JPH0584207B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、モータ駆動式射出成形機に装備され、金型保
護を確実かつ精密に行うようにした金型保護装置に関す
る。

従来の技術モータ駆動式の射出成形機において、型締装置の型開き
型閉じ動作を制御するＮＣ制御装置に型締用モータの出
力トルクを制限するためのトルクリミット回路を設け、
型閉じ動作時に金型タッチ位置の手前の金型保護動作領
域で該ドルクリミツ１へ回路によりモータ出力トルクを
小さい値に制限して可動側金型が取り何【ノられるムー
ビングプラテンを例えば伝達機構とトグル機構とを含む
動力化ａ装置を介して小さい力で駆動し、金型間に何ら
かの原因で介入覆る異物等から金型を保護する技術は公
知である。しかしながら、この種のトルク制限はＮＣ制
御装置からのトルクリミット指令によるオープンループ
の制御で行われるだけである。一方、トグル駆動用モー
タの出力トルクをトグル機構に伝達する伝動機構には摩
擦等があり、これが可動側金型駆動力の制御上の外乱と
して作用するので、金型保護時にトグル機構ひいてはム
ービングプラテンに加わる駆動力をトルク制限で設定し
た所定値に正確に制御できない場合がある。

発明が解決しようとする問題点本発明は、可動側金型駆動力の制御上の外乱たとえば動
力伝達装置での摩擦等の影響を受けることなく、該動力
伝達装置を介して駆動モータからムービングプラテンに
加えられる駆動力を正確に制御し、金型を１イ「実かつ
精密に保護できる、射出成形機の金型保護装置を提供す
ることを目的とする。

問題点を解決するための手段金型を装着したムービングプラテンを動力伝達装置を介
して型締用サーボモータで駆動づ°る射出形成機におい
て、前記動力伝達装置のムービングプラテン側に配設さ
れ、前記型締用サーボモータから前記ムービングプラテ
ンに加わる駆動力を検出するための歪検出器と、前記検
出駆動力と設定駆動力とを比較する比較手段と、前記比
較手段による比較結果に応動して前記駆動力が前記設定
駆動力になるように前記型締用サーボモータの駆動電流
を制限するためのトルク制限手段とを備えた構成よりな
る。

作　　用動力伝達装δを介して型締用１ナーボモータによリム−
ピングプラテンを駆動すると、該ムービングプラテンに
装着した可動側金型が固定側金型に対して接近離反して
型閉じおよび型開き動作が行われる。型閉じ時、可動側
金型が金型保護開始位置に達すると、設定駆動力は金型
保護に適、した値に・設定される一方、ムービングプラ
テンに実際に加わる駆動力が歪検出器により検出される
。この検出駆動力と前記設定駆動力とが比較手段により
比較され、さらに１−ルク制限手段により駆動用サーボ
モータの駆動電流がこの比較結果に応じて制限され、ム
ーごングプラテンに加わる駆動力が設定駆動力に制御さ
れ、金型保護が図られる。

実施例第１図は、本発明の一実施例による金型保護装置が装備
される射出成形機の型締装置を示し、４つのタイバー１
０５の一端に配されかつ固定側金型１０１が装着される
ステーショナリプラテン１０２と、タイバー１０５の他
端に配されたリアプラテン１０６との間には、可動側金
型１０３を装着したムービングプラテン１０４がタイバ
ー１０５により支持されている。該ムービングプラテン
１０４は、動力伝達装置すなわち二組のトグルリンク１
０ε３，１０８’　からなるトグル機構１０７および後
述の伝動機構を介して、リアプラテン１０６の背面に固
設され永久磁石同期電動機よりなる型締用サーボモータ
（以下、電動機という）〜１により駆動されて該タイバ
ー１０５上を摺動するようになっている。そして、リア
プラテン１０６の中央に穿設された透孔１０９内にはポ
ールナツト１１０と、該ポールナツト１１０と一体回転
可能に固着された歯車１１３が配され、該ボールナラ１
〜１１０にはボールスクリュ１１２が螺合している。上
記＠ｆ１１１３は電動１１Ｍの出力軸に固着した歯車１
１４がかみあい、また該ボールスクリュ１１２にはトグ
ルリンク１０８，１０８’を屈伸させるクロスヘッド１
１１が連結され、これら部材１１０〜１１４により上記
伝動装置が構成されている。

ざらに、ボールスクリュ１１２のクロスヘッド１１１側
端部外周面には型締用電動機Ｍからトグル機構１０７に
加わる駆動力を検出するための歪検出器としての接着歪
ゲージ１２０が貼着されＣいる。この歪ゲージ１２０は
、たとえば従来公知の抵抗線歪ゲージよりなり、ボール
スクリュ１１２の歪みに応じてその抵抗が変化してボー
ルスクリュ１１２の歪みずなわち電動ｇ１Ｍからトグル
機構１０７に加わる駆動力の反力を表す電気信号を歪ア
ンプ１２１に出力するようになっている。

なお、第１図中のその他の部材は型厚調整機構に関し、
本発明には直接関連しないので説明を省略する。

第２図は型締用電動機Ｍの制御回路を示し、該回路は第
１図の歪ゲージ１２０とともに金型保護装置を構成して
いる。

第２図において、Ｅは３相電源、３は整流回路、４はト
ランジスタインバータ、１はトランジスタＰＷＭ制御回
路、Ｍは前述の型締用電動機としての永久磁石同期電ｆ
！ｌＪ機、２は該電動ＩＭのロータの位置（トグル機構
１０７の屈伸状態）及び速度を検出するためのパルスエ
ンコーダ等のロータ位置検出器である。トランジスタＰ
ＷＭ制御回路１は、ロータ位置検出器２で検出される現
在速度と制御装置からの速度指令値Ｖｏを比較し、トラ
ンジスタインバータ４の各トランジスタＴ△〜ＴＦをオ
ンオフさせて、電動機ＭのＵ、Ｖ、Ｗ相の巻線の電流を
制御して電動機Ｍの速度を制御するものである。そして
、該電動ＩＭの出力１〜ルクを制御するためのこの１−
ランジスタＰＷＭ制御回路１の構成は、第３図に示すよ
うな構成になっている。

すなわち、第３図において、８は差動増幅器で、速度指
令を示す電圧Ｖｏと信号処理回路５からの現在の速度を
示す電圧Ｖｓとの差を増幅し出力するものである。９は
周波数が大きいとゲインをおとし、周波数が小さいとゲ
インを高くするような周波数特性を有するフィルタで、
内蔵のツェナダイオードＺＤ１でピーク電圧をクランプ
している。

５０は数値制御装置等から負荷に加えるべく力を設定す
るためのｉ・ルク制限指令ＰＬをデジタル信号からアナ
ログ信号に変えるＤ／Ａ変換器、５３は後述（第４図）
の圧力制御フィードバック回路、５１は増幅器である。

そして、５は信号処理回路、６，７はロータの現在位置
に対し、界磁主磁束と直交した位相の出力すべきＵ相、
Ｗ相の値を記憶したＲＯＭ、１０゜１１はマルチプライ
ングデジタル・アナログコンバータで、増幅器５１から
出力される電圧Ｖ［とＲＯＭ６．７から出力されるＵ相
、Ｗ相の指令値を掛は合わせて、Ｕ相、Ｗ相の各々の相
電流指令ＲＴＣ，ＴＴＣを作るものである。また、１２
は上記Ｕ相、Ｗ相の相電流指令ＲＴＣ，ＴＴＣを加算し
、Ｕ相、Ｗ相から１２０度位相のずれた■相の７δ流指
令ＳＴＣを作る加算器、１３．１４は同期電動機ＭのＵ
相、Ｗ相の電機子巻線に流れる電流１ｕ、ＩＷを検出す
る検出器、１５は上記Ｕ相。

Ｗ相電流検出器１３．１４で検出したＵ相、Ｗ相の相電
流ＩＲ，ＩＴを加算して■相の相電流Ｉｓを算出する加
算器である。

１６．１７．１８はＵ相、■相、Ｗ相へ流すべき電流指
令電圧を出力するための回路で、互いに入力信号が異な
るだけで、構成は同一である。すなわら、回路１６は、
Ｕ相への相電流指令ＲＴＣと現在のＵ相の検出電流ＩＲ
との差を増幅する作動増幅器１つと、この作動増幅器１
つの出力の基準搬送波の周波数成分のみを通過させるた
めのローパスフィルタ回路２０とで構成されており、池
の回路１７．１８もそれぞれ■相、Ｗ相の電流指令ＳＴ
Ｃ，ＴＴＣ１及び現在の電流値ＩＳ’、ＩＴをそれぞれ
入力する点で異なるのみで、構成は回　−路１６と同一
である。２１はＰＷＭ信号処理回路及びトランジスタベ
ース駆動アンプからなる回路で、上記回路１６．１７．
１８からの信号と基準搬送波ＶＡとを比較し、トランジ
スタインパーク４の各トランジスタＴＡ〜ＴＦをオンオ
フさせるＰＷＭ信号ＰＡ−ＰＦを出力するものである。

第３図および圧力制御フィードバック回路５３を訂示す
る第４図において、ＰＳＴは電動ｔｆｆｉＭにより負荷
に直接加わっている力をフィードバック制御するか否か
の切換指令信号で、アナログスイッヂＡＳＷを切換える
ものである。また、ＰＶは制御Ｈ置からの負荷（トグル
機構１０７）に加えられるべき駆動力指令ＰＬを第３図
に示すＤ／Ａ変換器５０でアナログ信号に変換した駆動
力指令の電圧（Ｏ〜−電圧）である。さらに、Ｐ　Ｈは
ボ−ルスクリュ１１２に貼設した歪ゲージ１２０からの
歪アンプ１２１を介するフィードバック信号で、電１Ｆ
Ｊ１３１　Ｍから１〜グル機構１０７に加わる駆動力を
表わしている。

第４図にａ３いて、５４は比較回路で、Ｄ／Ａ変換器５
０（第３図）からの駆動力指令電圧ＰＶと歪ゲージ１２
０からのフィードバック信号ＰＨとを比較し、その差を
出力するものである。５５は増幅補償回路で、比較回路
５４からの出力を圧力フィードバックのゲインを決める
ボリュームＲＶ１を介して入力し、それを増幅して出力
するものである。ＡＳＷはＩ）ｒｔ述したように、負荷
に加わる力のフィードバックｉ、ＩＩ御を行うか否か切
換指令信ｎＰｓＴによって切換わるアナログスイッチ、
５６は両極性のクランプ回路で、該クランプ回路５６に
入力される電圧に応じて＋Ｖｃ　、−Ｖｃのクランプ電
圧を出力し、増幅器５１（第１図参照）に入力し、フィ
ルタ９からの出力Ｖｒをこのクランプ電ｊ土十ＶＣ、−
ＶＣでクランプするものである。なお、１くＶ２は圧力
検出器からの検出信号を補正゛す°るためのボリューム
である。

以下、本制御回路による型締装置の型閉じ制御について
説明１Ｊる。

型締装置が型開き作動位置ないし金型保護開始作動位置
間にあるときはトルク制限は行わず、制η１１装置から
の駆動力指令ＰＬは最大の値が出力され、Ｄ／Ａ変換器
５０の出力ＰＶからは最大の電圧（例えば−１０ｖ）が
出力されている。そして、几゛カフ、ｆ−ドパツクを行
わないため、切換指令信号ＰＳＴは出力されておらず、
アナログスイッチＡＳＷは第４図に示す状態となってお
り、駆動力′指令電圧Ｐ■がそのままクランプ回路５６
に入力され、クランプ回路５６からは最大の電圧＋ＶＣ
。

−ＶＣが出力されている。その結果、速度指令の電圧Ｖ
ｏと現在の速度を示す電圧Ｖｓとの差が差動増幅器８．
フィルタ９を介して出力され、この電１工Ｖｒはクラン
プ回路５６によって制限されることなく増幅器５１を介
してマルチプライングデジタル・アナログ・コンバータ
１０．１１に入力されることとなる。すなわち、トルク
制限は行われず、速度制御のみが行われて電動１１Ｍは
駆動され、を閉じ制御が行われることとなる。

訂しくは、ロータ位置検出器２からの信号ＳにＪ：す、
信号処理回路５から出力される現在の速度ＶＳと速度指
令Ｖｏとの誤差は差動増幅器８で増幅され、フィルタ９
を介して出力される電圧Ｖｒがクランプ回路５６で設定
されたクランプ電圧十Ｖｃ及び−Ｖｃを越えていなけれ
ば該電圧Ｖｒは増幅器５１からそのまま出力ＶＥされ、
また、クランプ電圧＋Ｖｃ　、−Ｖｃを越えていると該
クランプ電圧＋Ｖｃ　、−Ｖｃが増幅器５１の出力電圧
ＶＥ　　（＝＋ＶＣまたは−Ｖｃ）として出力され、マ
ルチプライングデジタル・アナログコンバータ１０．１
１に入力される。一方、Ｕ相、Ｗ相のＲＯＭ６．７から
は（Ｍ号処理回路５からの現在のロータの位置に対応す
るアドレス信号を受けて、そのロータ位置に対応するＵ
相、Ｗ相に対する指令値をマルチプライングデジタル・
アナログコンバータ１０．１１に出力する。該マルチプ
ライングデジタル・アナログコンバータ１０．１１は上
記誤を信＠ＶＥとＲＯＭ６．７からの指令値を掛算し、
各々Ｕ相、Ｗ相の相電流指令ＲＴＣ，ＴＴＣを出力し、
さらに、加算器１２により（〕相、Ｗ相電流指令ＲＴＣ
，Ｔ丁Ｃを加算してＶ相の相電流指令ＳＴＣを出力する
。そして、Ｕ相、Ｗ相電流検出器１３．１４及び加算器
１５で検出した現在の（Ｊ、Ｖ、Ｗ相の各相電流値ＩＲ
，Ｉｓ、ＩＴと上記各相の電流指令Ｒ，ＴＣ，ＳＴＣ，
ＴＴＣとのイれぞれの差を回路１６．１７．１８の差動
増幅器１９で増幅し、フィルタ回路２０でフィルタリン
グし、各相の指令電流値に対応する電圧をＰＷＭ信号処
理回路に出力し、該電圧と基準搬送波ＶＡとを比較して
、トランジスタベース駆動アンプ２１を介してＰＷＭ信
号ＰＡ−ＰＦをトランジスタインバータ４に出力し、該
トランジスタインバータの１〜ランジスタＴＡ〜ＴＦを
オンオフさせて電動ｍＭの速度制御を行うものである。

次に、型締装置が金型保護開始作動位置に達すると、制
御装置から切換指令信号ＰＳＴが出力され、アナログス
イッチＡＳＷは切換わり、スイッヂＳＷ１がオフ、スイ
ッチＳＷ２がＡンとなる。

一方、制限装置から金型保護圧に対応する駆動力指令即
ち金型保護指令ＰＬが出力され、それに対応する電圧Ｐ
ＶがＤ／Ａ変換器５０から比較回路５４に入力され、こ
の電圧ＰＶと歪ゲージ１２０からの検出信号である負荷
圧力電圧ＰＨ（０〜＋電圧）とが比較され、その差が出
力され、ボリュームＲｖ１を介して増幅補償回路５５に
入力され、該増幅補償回路５５の出力はアナログスイッ
チＡＳＷのスイッチＳＷ２を介してクランプ回路５６に
入力され、クランプ回路５６からは上記保圧指令電圧Ｐ
Ｖと歪ゲージ１２０からの負荷圧力電圧ＰＩ−１の差に
応じてクランプ電圧＋Ｖｃ　、−Ｖｃが出力されること
となる。すなわち、金型保護指令ＰＬによる電圧ＰＶと
歪ゲージ１２０からの負荷圧力電圧Ｐ　１１の差が大き
いと増幅補償回路５５の出力は大ぎくなり、クランプ回
路５６に入力される電圧は大きくなるため、クランプ七
圧＋ＶＣ１−Ｖｃは増加し、これによりマルチプライン
グデジタル・アナログコンバータ１０，１１及び加惇器
１２から出力される各相の用型電流指令ＲＴＣ。

ＴＴＣ，ＳＴＣは増大し、電動機Ｍの出力トルクは増大
する。一方、歪ゲージ１２０からの検出信号のｆｔ　ｖ
Ｊ圧力Ｐｉｔが増大し、指令の電圧ＰＶとの差が小さく
なると、増幅補償回路５５の出力は減少し、クランプ回
路５６の出力＋Ｖｃ　、−ｖｃも減少し、電動ｌｆｆ１
Ｍの出力トルクは減少する。その結果、指令の電圧と歪
ゲージ１２０からの信号の負荷圧力電圧Ｐ　Ｈの差が一
定値になった状態で安定づる。これは、制御ｌＩ装置か
ら指令した金型保護指令すなわち目標とする金型保護圧
で型閉じ作動が安定に行われることを意味する。このよ
うに電動ＵＷＭからトルクが伝動装置１１０〜１１４の
摩擦やボールネジ１１２のたわみ等によって吸収された
としても、電動ＩＩＭのトグル機構駆動力と指令の金型
保護圧力との比較結果に応じて駆動力が設定駆動力にな
るようにフィードバック制御されるから従来のような誤
差は生じない。

そして、この金型保護時に、金型１０１．１０３間に異
物等が介在した場合、ムービングプラテン１０４．　　
トグル機構１０７の移動は殆ど停止し、電動機Ｍの回転
ら停止することになる。しかし、速度指令Ｖｏは出力さ
れているため、フィルタ９から出力される電圧Ｖｒはツ
ェナダイオードＺＤ１の設定値で決まり、電動機Ｍの有
する最大の力で駆動させる電圧Ｖｒが出力されている。

そのため、増幅器５１の入力はクランプ回路５６でクラ
ンプされた電圧＋Ｖｃ、−Ｖｃにクランプされ、クラン
プ電圧＋Ｖｃ　、−Ｖｃに応じた電圧ＶＥが出力され、
マルチプライングデジタル・アナログコンバータ１０．
１１に入力される。その結果、電ｔ、ＩＪ機Ｍの出力ト
ルクはクランプ電圧十ＶＣ，−ＶＣによって制御される
こととなり、これは金型保護指令ＰＬの値によって制御
されることを意味する。従って、金型１０１．１０３間
に異物等が介在する異常時にも金型保護が図られる。

なお、上記実施例では、動力伝達装置としで、１〜グル
機構を用いたトグル式型締機構の例を示したが、１〜グ
ル機構を用いず、ボールスクリュ１１２の先端をムービ
ングプラテン１０４に直接回動自ｒ１に固着した直圧式
の型締機構でもよく、この際においても歪ゲージ１２０
はボールスクリュ１１２の先端に接着ずればよい。

また、上記実施例では同期電動機を用いた交流サーボモ
ータのトルク制御の例を述べたが、直流サーボ［−タに
おいても本発明は同様に実施できるしのぐある。

発明の効果上述のように、本発明によれば、金型を装着したムービ
ングプラテンを動力伝達装置を介してサーボモータで駆
動する射出成形機において、前記動力伝達装置のムービ
ングプラテン側に配設された歪検出器により検出した検
出駆動力と設定駆動力とを比較手段により比較し、この
比較結果に応動Ｊるトルク制限手段により駆動力が設定
値に′／、【るようにサーボモータの駆動電流を制限す
るようにしたので、駆動力制御上の外乱たとえば動力伝
達装置での摩擦等の影響を受けることなく、該動力伝達
装置を介して駆動し一夕からムービングプラテンに加え
られる駆動力を正確に制御でき、射出成形機に装着され
る金型を確実かつ精密に保護できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例による金型像ｉ！装置が装
備される射出成形機の型締装置を示す一部断面側面図、
第２図は、同実施例におけるサーボモータの制御回路の
塁本回路図、第３図は、第２図のトランジスタＰＷＭ制
御回路のブロック図、第４図は、第３図の圧力制御フィ
ードバック回路のブロック図である。１・・・トランジスタＰＷＭ制御回路、２・・・位置検
出器、Ｍ・・・永久磁石同期電動機、５３・・・圧力制
御フィードバック回路、５４・・・比較回路、ＰＨ・・
・フィードバック信号、ＰＬ・・・金型保護指令、１０
１．１０３・・・金型、１０４・・・ムービングプラテ
ン、１０７・・・１−グル機構、１１０・・・ボールナ
ラ１〜．１１１・・・クロスヘッド、１１２・・・ボー
ルスクリュ、１１：’！、１１４・・・歯車、１２０・
・・歪ゲージ、１２１・・・歪アンプ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）金型を装着したムービングプラテンを動力伝達装
置を介して型締用サーボモータで駆動する射出成形機に
おいて、前記動力伝達装置のムービングプラテン側に配
設され、前記駆動用サーボモータから前記ムービングプ
ラテンに加わる駆動力を検出するための歪検出器と、前
記検出駆動力と設定駆動力とを比較する比較手段と、前
記比較手段による比較結果に応動して前記駆動力が前記
設定駆動力になるように前記型締用サーボモータの駆動
電流を制限するためのトルク制限手段とを備えた射出成
形機の金型保護装置。
（２）前記動力伝達装置は、型締用サーボモータにより
進退駆動されるボールスクリュを有する伝動機構と、該
伝動機構により屈伸駆動されるトグル機構とを備え、前
記歪検出器は前記ボールスクリュのトグル機構側端部に
配設される特許請求の範囲第１項記載の射出成形機の金
型保護装置。
（３）前記動力伝達装置は、型締用サーボモータにより
進退駆動されるボールスクリュで構成され、該ボールス
クリュの先端がムービングプラテンに回動自在に固着さ
れ、該ボールスクリュの先端部に前記歪検出器に配設さ
れている特許請求の範囲第１項記載の射出成形機の金型
保護装置。