(57)【要約】【課題】金型閉鎖位置検出手段を備えたトグル式射出成形機の制御装置を提供すること。【解決手段】射出成形機を制御する制御装置２０は、クロスヘッド位置検出手段である位置・速度検出器１１により検出されたクロスヘッド位置から幾何学的に求められるトグル式型締機構の拡大率と電流検出器１２により検出されたモータ電流値に基づいて可動プラテン３の推力を算出し、算出した可動プラテン３の推力の一定時間に対する変化量を求め、該変化量があらかじめ設定した変化量に到達したか判断し、前記あらかじめ設定した変化量に到達したときの前記クロスヘッドの位置を金型閉鎖位置として検出する。【選択図】図３
2010110960.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トグル式型締機構を有し、前記トグル式型締機構を介して可動プラテンを前後進させる可動プラテン前後進用サーボモータと、前記可動プラテン前後進用サーボモータのモータ電流値を検出する電流検出手段と、前記トグル式型締機構のクロスヘッドの位置を検出するクロスヘッド位置検出手段と、を備えたトグル式射出成形機を制御する制御装置において、
前記制御装置は、
前記クロスヘッド位置検出手段により検出されたクロスヘッド位置から幾何学的に求められる前記トグル式型締機構の拡大率と前記電流検出手段により検出されたモータ電流値に基づいて前記可動プラテンの推力を算出する推力算出手段と、
前記可動プラテン前後進用サーボモータが可動プラテンを移動させているときに、
前記推力算出手段により算出した前記可動プラテンの推力の変化量を求め、該変化量があらかじめ設定した変化量に到達したか判断し、前記あらかじめ設定した変化量に到達したときの前記クロスヘッドの位置を金型閉鎖位置として検出する金型閉鎖位置検出手段と、
を備えたことを特徴とするトグル式射出成形機を制御する制御装置。
【請求項２】
前記推力の変化量は、一定時間に対する変化量とすることを特徴とする請求項１に記載のトグル式射出成形機を制御する制御装置。
【請求項３】
前記推力の変化量は、前記トグル式型締機構のクロスヘッドの位置を検出するクロスヘッド位置検出手段で検出されたクロスヘッド位置の一定移動量に対する変化量とすることを特徴とする請求項１に記載のトグル式射出成形機を制御する制御装置。
【請求項４】
前記推力の変化量は、可動プラテン位置の一定移動量に対する変化量とすることを特徴とする請求項１に記載のトグル式射出成形機を制御する制御装置。
【請求項５】
トグル式型締機構を有し、前記トグル式型締機構を介して可動プラテンを前後進させる可動プラテン前後進用サーボモータと、前記可動プラテン前後進用サーボモータのモータ電流値を検出する電流検出手段と、前記トグル式型締機構のクロスヘッドの位置を検出するクロスヘッド位置検出手段と、を備えたトグル式射出成形機を制御する制御装置において、
前記制御装置は、
前記クロスヘッド位置検出手段により検出されたクロスヘッド位置から幾何学的に求められる前記トグル式型締機構の拡大率と前記電流検出手段により検出されたモータ電流値に基づいて前記可動プラテンの推力を算出する推力算出手段と、
前記可動プラテン前後進用サーボモータが可動プラテンを移動させているときに、
前記推力算出手段により算出した前記可動プラテンの推力があらかじめ設定した閾値推力に到達したか判断し、前記あらかじめ設定した閾値推力に到達したときの前記クロスヘッドの位置を金型閉鎖位置として検出する金型閉鎖位置検出手段と、
を備えたことを特徴とするトグル式射出成形機を制御する制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トグル式射出成形機の制御装置に関し、特に、金型閉鎖位置検出手段を備えたトグル式射出成形機の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
可動プラテンを前進させ、可動プラテンに取り付けられた可動側金型と固定プラテンに取り付けられた固定側金型との接触により、可動プラテンの前進停止に基づいて型厚調整の基準となる金型閉鎖位置を検出することが従来から行われている。
【０００３】
特許文献１には、型閉じ中の負荷トルクをモニタし、負荷トルクの変動率があらかじめ設定された変動率に到達したときの型閉じ位置を金型閉鎖位置とする技術が開示されている。この文献の技術は、型閉じ中の負荷トルクが図１に示されるように一定レベルで推移し金型が閉鎖すると急激に値が上昇することを検出し、そのときのクロスヘッド位置を金型閉鎖位置Ｐｃｈと判断している。なお、図１のグラフでは、縦軸の負荷トルクはモータの最大トルクに対する割合で表示されている。横軸は時間を表す。
【０００４】
特許文献２には、プラテン推力がバネの反力を僅かに上回るように可動プラテン前後進用サーボモータの駆動トルクを発生させることでバネを完全に圧縮するものであるが、金型閉鎖位置の検出を、その後可動プラテンが金型を閉鎖し可動プラテン前後進用サーボモータの回転停止状態（位置帰還信号の有無）により行う技術が開示されている。
【０００５】
また、特許文献３には、型閉じ中のモニタ量として型閉じ中のクロスヘッドの推力からトグル機構の拡大率を乗じて型締力を算出する技術が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２８８８９３号公報
【特許文献２】特開平９−５７８０４号公報
【特許文献３】特開平５−２９３８６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
背景技術において説明した特許文献１に開示される技術では、バネ有り金型の場合、バネを圧縮するときに負荷トルクが上昇するため、金型閉鎖による負荷トルクの上昇かバネの圧縮による負荷トルクの上昇かを判別できない。図２はバネ有り金型の型閉じを行っているときの負荷トルクの推移を表している。図２に示されるように、バネの圧縮を開始した瞬間Ｐｆａに負荷トルクが上昇する。特許文献１に開示される技術では、このバネの圧縮を開始した瞬間Ｐｆａを金型閉鎖位置と判断してしまう可能性があり、正確な金型閉鎖位置Ｐｃｈを判断できない。なお、図２のグラフも図１のグラフと同様に、負荷トルクはモータの最大トルクに対する割合で表示されている。横軸は時間を表す。
【０００８】
また、特許文献２に開示される技術は、金型閉鎖位置を検出するために、可動プラテン前後進用サーボモータの駆動トルクを発生させることでバネを完全に圧縮するものであるが、金型閉鎖位置は、その後可動プラテンが金型を閉鎖し可動プラテン前後進用サーボモータの回転停止状態（位置帰還信号の有無）により検出する。
【０００９】
特許文献２に開示される技術では、金型閉鎖位置を検出するためには固定側金型と可動側金型が接触して可動プラテン前後進用サーボモータが停止したことを検出する必要がある。このため、どうしてもある圧力（＝バネ反力を僅かに上回る圧力）で金型を圧縮する必要がある。このため、本来の金型閉鎖位置よりも圧縮した位置で可動プラテン前後進用サーボモータが停止し、その位置を金型閉鎖位置と判断してしまうという問題があった。
【００１０】
そこで本発明の目的は、金型に内蔵されるバネの有無にかかわらず、金型閉鎖位置を検出できる金型閉鎖位置検出手段を備えたトグル式射出成形機の制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願の請求項１に係る発明は、トグル式型締機構を有し、前記トグル式型締機構を介して可動プラテンを前後進させる可動プラテン前後進用サーボモータと、前記可動プラテン前後進用サーボモータのモータ電流値を検出する電流検出手段と、前記トグル式型締機構のクロスヘッドの位置を検出するクロスヘッド位置検出手段と、を備えたトグル式射出成形機を制御する制御装置において、前記制御装置は、前記クロスヘッド位置検出手段により検出されたクロスヘッド位置から幾何学的に求められる前記トグル式型締機構の拡大率と前記電流検出手段により検出されたモータ電流値に基づいて前記可動プラテンの推力を算出する推力算出手段と、前記可動プラテン前後進用サーボモータが可動プラテンを移動させているときに、前記推力算出手段により算出した前記可動プラテンの推力の変化量を求め、該変化量があらかじめ設定した変化量に到達したか判断し、前記あらかじめ設定した変化量に到達したときの前記クロスヘッドの位置を金型閉鎖位置として検出する金型閉鎖位置検出手段と、を備えたことを特徴とするトグル式射出成形機を制御する制御装置である。
【００１２】
請求項２に係る発明は、前記推力の変化量は、一定時間に対する変化量とすることを特徴とする請求項１に記載のトグル式射出成形機を制御する制御装置である。  
請求項３に係る発明は、前記推力の変化量は、前記トグル式型締機構のクロスヘッドの位置を検出するクロスヘッド位置検出手段で検出されたクロスヘッド位置の一定移動量に対する変化量とすることを特徴とする請求項１に記載のトグル式射出成形機を制御する制御装置である。  
請求項４に係る発明は、前記推力の変化量は、可動プラテン位置の一定移動量に対する変化量とすることを特徴とする請求項１に記載のトグル式射出成形機を制御する制御装置である。
請求項５に係る発明は、トグル式型締機構を有し、前記トグル式型締機構を介して可動プラテンを前後進させる可動プラテン前後進用サーボモータと、前記可動プラテン前後進用サーボモータのモータ電流値を検出する電流検出手段と、前記トグル式型締機構のクロスヘッドの位置を検出するクロスヘッド位置検出手段と、を備えたトグル式射出成形機を制御する制御装置において、前記制御装置は、前記クロスヘッド位置検出手段により検出されたクロスヘッド位置から幾何学的に求められる前記トグル式型締機構の拡大率と前記電流検出手段により検出されたモータ電流値に基づいて前記可動プラテンの推力を算出する推力算出手段と、前記可動プラテン前後進用サーボモータが可動プラテンを移動させているときに、前記推力算出手段により算出した前記可動プラテンの推力があらかじめ設定した閾値推力に到達したか判断し、前記あらかじめ設定した閾値推力に到達したときの前記クロスヘッドの位置を金型閉鎖位置として検出する金型閉鎖位置検出手段と、を備えたことを特徴とするトグル式射出成形機を制御する制御装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、金型に内蔵されるバネの有無にかかわらず、金型閉鎖位置を検出できる金型閉鎖位置検出手段を備えたトグル式射出成形機の制御装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図３は、型締装置の一つの例である射出成形機に用いられる型締装置１００の概要図である。固定プラテン１とリアプラテン２は、型締機構を構成する４本のタイバー４によって連結されている。固定プラテン１とリアプラテン２間には、可動プラテン３がタイバー４に案内されて移動自在に配設されている。また、固定プラテン１には固定側金型５ａが取り付けられ、可動プラテン３には可動側金型５ｂが固定側金型５ａに対面して取り付けられている。
【００１５】
リアプラテン２と可動プラテン３間には型締機構を構成するトグル機構６が配設され、トグル機構６のクロスヘッド６ａに設けられたナットが、リアプラテン２に回動自在で軸方向移動不能に取り付けられたボールネジ７と螺合している。可動プラテン前後進用サーボモータ８が伝動機構１０を介してボールネジ７を駆動することにより、可動プラテン３を固定プラテン１の方向に前進、後退させて金型５ａ、５ｂの開閉、型締を行い、これによってトグル式型締装置を形成している。型閉じ動作は、可動プラテン３を固定プラテン１側に前進させる動作である。また、型開き動作は、可動プラテン３を固定プラテン１側から離す動作、つまり、後退させる動作である。可動プラテン前後進用サーボモータ８にはパルスコーダ等の該サーボモータの回転位置（回転角度）、速度を検出する位置・速度検出器１１が取り付けられている。位置・速度検出器１１からの出力信号をもとに、クロスヘッド６ａの位置、すなわちトグル機構６の状態、可動プラテン３（可動側金型５ｂ）の位置を検出できる。
【００１６】
また、タイバーナット９とギヤから構成される伝動機構（図示せず）と型厚調整用モータ１４等によって型締力調整手段を構成している。タイバー４のリアプラテン２側の端部にはネジが切られている。該ネジと螺合するタイバーナット９を、前記伝動機構（図示せず）を介して型厚調整用モータ１４によって回転駆動し、リアプラテン２をタイバー４に沿って前後進できる。
【００１７】
符号２０は、射出成形機を制御する制御装置を示しており、図３にはこの制御装置２０の要部のみを記載している。全体を制御するプロセッサ（ＣＰＵ）２１にバス３０を介してサーボモータの位置、速度、および電流（トルク）を制御する軸制御回路２２、入出力回路２４、メモリ２６、表示装置２９のインタフェース回路２８が接続されている。
【００１８】
軸制御回路２２はプロセッサやメモリ、インタフェースなどで構成され、可動プラテン前後進用サーボモータ８に取り付けた位置・速度検出器１１からの位置、速度フィードバック信号が帰還され、さらに、可動プラテン前後進用サーボモータ８の駆動電流を検出する電流検出器１２からの電流フィードバック信号が帰還されている。また、軸制御回路２２にはサーボアンプ２３を介して可動プラテン前後進用サーボモータ８が接続されている。さらに、入出力回路２４にはインバータ２５を介して型厚調整用モータ１４が接続され、インタフェース回路２８には表示装置２９が接続されている。
【００１９】
メモリ２６には、射出成形機を制御するプログラムが格納されている。後述する型締力調整のためのアルゴリズムに示すフローチャートを基に作成したプログラムも、メモリ２６に格納されている。プロセッサ２１はこれらのプログラムに基づいて射出成形機を制御する。型締動作については、プロセッサ２１はプログラムに基づいて、移動指令を軸制御回路２２に出力する。軸制御回路２２に内蔵されるプロセッサ（図示せず）は、この移動指令と位置・速度検出器１１からの位置、速度フィードバック信号および電流検出器１２からの電流フィードバック信号に基づいて、位置、速度、および電流のフィードバック制御を行い、サーボアンプ２３を介して可動プラテン前後進用サーボモータ８を駆動制御する。
【００２０】
可動プラテン前後進用サーボモータ８の駆動により、ボールネジ７が回転し、該ボールネジ７に螺合するナットを有するトグル機構６のクロスヘッド６ａがボールネジ７に沿って移動し、トグル機構６が駆動され可動プラテン３が移動する。可動プラテン３を前進させると可動側金型５ｂが前進し、可動プラテン３を前進させ続けると可動側金型５ｂが固定側金型５ａに当接し、さらに可動プラテン３を前進させると、トグル機構６のリンクが伸び、可動プラテン３が所定の型締完了位置に達したとき、この位置に可動プラテン前後進用サーボモータ８は位置決めされ、型締力が発生する。
【００２１】
すなわち、固定プラテン１とリアプラテン２はタイバー４によって連結されているから、固定側金型５ａと可動側金型５ｂが当接し、さらに可動プラテン３および可動側金型５ｂが前進したとき、該タイバー４が伸び、このタイバー４の伸びの反力によって型締力が得られる。
【００２２】
そのような構造であるため、金型５ａ、５ｂを金型の厚さが異なるものに交換したときや型締力を変えるときには、型締完了位置まで可動プラテン３が前進した時に目標型締力が得られるようなタイバーの伸びが発生するようリアプラテン２の位置を変化させ、型締力を調整しなければならない。リアプラテン２の位置を変化させる場合、プロセッサ２１は入出力回路２４を介して型厚調整用モータ１４を駆動し、伝動機構（図示省略）を介してタイバーナット９を回転させてリアプラテン２の位置を変化させる。
【００２３】
型厚調整用モータ１４には、型厚調整用モータの回転位置を特定するためのセンサであるリアプラテン位置検出器１３が取り付けられている。リアプラテン位置検出器１３により検出された型厚調整用モータ１４の回転位置のデータは、入出力回路２４を介して制御装置２０に入力される。
【００２４】
このように可動プラテン前後進用サーボモータ８でトグル式型締機構を駆動する射出成形機では、固定側金型５ａと可動側金型５ｂが当接した状態のクロスヘッド６ａの位置により、その後可動プラテン３を型締完了位置まで前進したときのタイバー４の伸び量すなわち型締力を算出できる。正確な型締力を得るためには固定側金型５ａと可動側金型５ｂが当接した状態のクロスヘッド６ａの位置を金型閉鎖位置として正確に求める必要がある。
【００２５】
次に、本発明の金型閉鎖位置検出方法の原理について説明する。図４は、バネ有り金型の型閉じを行ったときの可動プラテン前後進用サーボモータの負荷トルクと推力Ｔｈの時間推移を説明する図である。金型が閉鎖した状態で更に型閉じするとタイバー４が伸ばされ、タイバー４の弾性力によって型締力が発生する。
【００２６】
従来技術のように型閉じ中の負荷トルクの変動だけを監視していると、図４の負荷トルクグラフが示すとおり、金型内のバネを縮めたときと金型が閉鎖したときとの区別がつかない。本発明の金型閉鎖位置検出方法では、型閉じ中の可動プラテン３の推力を可動プラテン前後進用サーボモータ８を駆動する電流値とトグルリンク機構の拡大率より逐次計算で求め、推力の変動を検出することで正確に金型閉鎖のタイミングを判別できる。
【００２７】
型閉じ中に金型が閉鎖してタイバー４を伸ばしている状態と金型内のバネを伸ばしている状態では、伸ばしている弾性体の弾性定数の値が大きく異なるため、同じ距離を移動するときの可動プラテン３の前進力である推力の変化量には大きな差が生じる。このため、
図４に示されるように、金型内のバネが縮み始めたとき負荷トルクが大きく変動するのに対し、可動プラテン３の推力Ｔｈは大きく変動していない。可動プラテン３の推力Ｔｈは金型が閉鎖し、タイバー４が伸び始めるとき（金型閉鎖位置Ｐｃｈ）に大きく変動することから、この変動を検出することで正確な金型閉鎖位置を判断することができる。また、図中の閾値推力は、推力の大きさで金型閉鎖位置を判断する際の判断基準となる推力である。
【００２８】
一方、図５は、バネが内蔵されていない金型が閉じたときの可動プラテン前後進用サーボモータ８の負荷トルクと計算された可動プラテン３の推力Ｔｈの関係を表している。この場合にも推力Ｔｈの変動を検出することで、正確な金型閉鎖位置を判断することができる。また、図中の閾値推力は、推力の大きさで金型閉鎖位置を判断する際の判断基準となる推力である。
【００２９】
次に、可動プラテン３の推力Ｔｈを計算する計算式を説明する。型閉じ工程において可動プラテン３の推力Ｔｈは、クロスヘッド６ａを前後進させるための可動プラテン前後進用サーボモータ８の駆動電流とトグルリンク機構の拡大率に基づいて数１式により求めることができる。
【００３０】
【数１】
2010110960.tif 000003
【００３１】
Ｔｈ：可動プラテンの推力［Ｎ］
Ｇｄ：可動プラテン前後進用サーボモータの駆動プーリの歯数
Ｇｆ：可動プラテン前後進用サーボモータの従動プーリの歯数
Ｒ：ボールネジのリード［ｍ］
Ａ：可動プラテン前後進用サーボモータの現在電流値の最大電流に対する割合（％）
ここで、最大電流は該可動プラテン前後進用サーボモータが最大トルクを発生するときの電流値である。  
Ｔｍａｘ：最大トルク［Ｎｍ］
λ：クロスヘッドの現在位置（可動プラテン前後進用サーボモータの現在位置）でのトグルリンク拡大率
【００３２】
図６は、数１式の導出を説明する図である。図６（ａ）は駆動プーリ１５および従動プーリ１６を正面から見た概略図である。図６（ｂ）に示されるように、駆動プーリ１５は可動プラテン前後進用サーボモータ８の回転軸に取り付けられており、従動プーリ１６はボールネジ７に取り付けられている。駆動プーリ１５の回転は、タイミングベルト１０により従動プーリ１６に伝達される。従動プーリ１６の回転によりボールネジ７は回転する。そして、クロスヘッド６ａは、ボールネジ７の回転によりボールネジ７の軸方向に移動する。ここで上述したように、駆動プーリ１５の歯数をＧｄ、従動プーリ１６の歯数をＧｆとする。また、ボールネジ７のリードをＲとする。ボールネジ７を回転トルクＴｂにより１回転したときの回転エネルギー（図６（ｃ）参照）は、数２式により表すことができる。
【００３３】
【数２】
2010110960.tif 000004
【００３４】
また、ボールネジ７が１回転したときの直線動作のエネルギー（図６（ｄ）参照）は、前進力をＦ（［Ｎ］：ニュートン）とすると数３式で表すことができる。
【００３５】
【数３】
2010110960.tif 000005
【００３６】
回転エネルギーが直線動作のエネルギーに変換されるので、エネルギー保存則より数４式が得られる。
【００３７】
【数４】
2010110960.tif 000006
【００３８】
Ｔｂはボールネジ７の回転トルクであるので、モータトルクＴｍから計算する場合には数５式と表すことができる。数３式に代入すると数５式が得られる。
【００３９】
【数５】
2010110960.tif 000007
【００４０】
数５式を数４式に代入し、Ｆについて求めると数６式が得られる。
【００４１】
【数６】
2010110960.tif 000008
【００４２】
Ｔｍは可動プラテン前後進用サーボモータ８の現在トルク値であるので数７式と表せる。
【００４３】
【数７】
2010110960.tif 000009
【００４４】
ここで、Ａは可動プラテン前後進用サーボモータ８の現在電流値の最大電流値に対する割合（％）であり、Ｔｍａｘは可動プラテン前後進用サーボモータ８の最大トルク値（最大電流時のトルク値）である。そうすると、数６式は数８式に変形できる。
【００４５】
【数８】
2010110960.tif 000010
【００４６】
Ｆはボールネジ７の前進力であるので、可動プラテン３の推力Ｔｈに換算する場合には、トグル機構の拡大率λを乗じることにより数１式を得ることができる。
【００４７】
次に、図７に示される本発明の金型閉鎖位置検出処理をおこなうアルゴリズムを示すフローチャートを説明する。以下、各ステップに従って説明する。
●［ステップＳＡ１］固定側金型５ａと可動側金型５ｂが開いた状態で、低速低トルクで型閉じを開始する。ここで低トルクは、バネを内蔵する金型においてはバネの弾性力に抗して金型を完全に閉鎖可能な値とする。
●［ステップＳＡ２］クロスヘッド６ａのクロスヘッド位置を検出する。クロスヘッド６ａの位置は、可動プラテン前後進用サーボモータ８に取り付けられている位置・速度検出器１１の検出信号に基づいて検出できる。
●［ステップＳＡ３］クロスヘッド６ａの位置に基づき拡大率を算出する。クロスヘッド６ａの位置と拡大率の関係はあらかじめ関数式を設定しておく。より具体的には、メモリ２６に関数式を格納しておく。
【００４８】
●［ステップＳＡ４］可動プラテン３の可動プラテン前後進用サーボモータ８の駆動電流を電流検出器１２を用いて検出する。
●［ステップＳＡ５］数１式に基づいて推力Ｔｈを算出する。
●［ステップＳＡ６］Ｔｈ＿ｓをＴｈに設定する。
●［ステップＳＡ７］クロスヘッド６ａのクロスヘッド位置を検出する。クロスヘッド６ａの位置は、可動プラテン前後進用サーボモータ８に取り付けられている位置・速度検出器１１の検出信号に基づいて検出できる。
【００４９】
●［ステップＳＡ８］クロスヘッド６ａのクロスヘッド位置に基づき拡大率を算出する。
●［ステップＳＡ９］可動プラテン３の可動プラテン前後進用サーボモータ８の駆動電流を電流検出器１２を用いて検出する。
●［ステップＳＡ１０］数１式に基づいて推力Ｔｈを算出する。
●［ステップＳＡ１１］ステップＳＡ１０で算出した推力Ｔｈと前回算出した推力Ｔｈ＿ｓの差が金型閉鎖検出判断のための推力変動量ΔＴｈ以下であるか否か判断し、以下である場合にはステップＳＡ１２に移行し、以下でない場合にはステップＳＡ１４へ移行する。ここで、推力変動量ΔＴｈはあらかじめ設定された値である。この比較判断は制御周期毎に行われる。
●［ステップＳＡ１２］前回算出した推力Ｔｈ＿ｓを今回算出した推力Ｔｈに置き換える。
【００５０】
●［ステップＳＡ１３］ステップＳＡ７で検出したクロスヘッド６ａのクロスヘッド位置は０（ゼロ）であるか否か判断し、０（ゼロ）でない場合にはステップＳＡ７へ戻り処理を継続し、０（ゼロ）の場合にはステップＳＡ１５へ移行する。  
トグル式型締機構においてトグルリンクが最大に伸長した位置をトグル機構の原点Ｏとする。クロスヘッド位置が０（ゼロ）であるということはトグル機構の原点Ｏ、つまり、トグルリンクが最大に伸長しても金型閉鎖位置に達していないことを意味する。
●［ステップＳＡ１４］クロスヘッド金型閉鎖位置ＹｔｃｈにステップＳＡ７で検出したクロスヘッド６ａのクロスヘッド位置を設定する。
●［ステップＳＡ１５］ステップＳＡ１４から移行した場合にはクロスヘッド金型閉鎖位置Ｙｔｃｈを表示し、または、ステップＳＡ１３から移行した場合にはクロスヘッド金型閉鎖位置Ｙｔｃｈが未検出であることを表示する。
●［ステップＳＡ１６］型閉じ停止し、終了する。
【００５１】
また、図８に示すアルゴリズムのフローチャートは、可動プラテン３の推力Ｔｈがあらかじめ設定された閾値推力に達したか否かで、クロスヘッド６ａが金型閉鎖位置に達したか否かを判断している。ステップＳＢ６において、ステップＳＢ５で算出した推力Ｔｈが、あらかじめ設定された閾値推力以上であるか否かを判断する。
以下、各ステップにしたがって説明する。
●［ステップＳＢ１］固定側金型５ａと可動側金型５ｂが開いた状態で、低速低トルクで型閉じを開始する。ここで低トルクは、バネを内蔵する金型においてはバネの弾性力に抗して金型を完全に閉鎖可能な値とする。
●［ステップＳＢ２］クロスヘッド６ａのクロスヘッド位置を検出する。クロスヘッド６ａの位置は、可動プラテン前後進用サーボモータ８に取り付けられている位置・速度検出器１１の検出信号に基づいて検出できる。
●［ステップＳＢ３］クロスヘッド６ａの位置に基づき拡大率を算出する。クロスヘッド６ａの位置と拡大率の関係はあらかじめ関数式を設定しておく。より具体的には、メモリ２６に関数式を格納しておく。
【００５２】
●［ステップＳＢ４］可動プラテン３の可動プラテン前後進用サーボモータ８の駆動電流を電流検出器１２を用いて検出する。
●［ステップＳＢ５］数１式に基づいて推力Ｔｈを算出する。
●［ステップＳＢ６］推力Ｔｈはあらかじめ設定された閾値推力以上であるか否か判断し、閾値推力以上の場合にはステップＳＢ８へ移行し、そうではない場合にはステップＳＢ７へ移行する。
●［ステップＳＢ７］ステップＳＢ２で検出したクロスヘッド６ａのクロスヘッド位置は０（ゼロ）であるか否か判断し、０（ゼロ）でない場合にはステップＳＢ２へ戻り処理を継続し、０（ゼロ）の場合にはステップＳＢ９へ移行する。
トグル式型締機構においてトグルリンクが最大に伸長した位置をトグル機構の原点Ｏとする。クロスヘッド位置が０（ゼロ）であるということはトグル機構の原点Ｏ、つまり、トグルリンクが最大に伸長しても金型閉鎖位置に達していないことを意味する。
●［ステップＳＢ８］クロスヘッド金型閉鎖位置ＹｔｃｈにステップＳＢ２で検出したクロスヘッド６ａのクロスヘッド位置を設定する。
●［ステップＳＢ９］ステップＳＢ８から移行の場合にはクロスヘッド金型閉鎖位置Ｙｔｃｈを表示し、または、ステップＳＢ７から移行の場合にはクロスヘッド金型閉鎖位置Ｙｔｃｈが未検出であることを表示する。
●［ステップＳＢ１０］型閉じ停止し、終了する。
射出成形機の制御装置２０のプロセッサ２１は図７、または、図８に示される処理を実行することにより、金型閉鎖位置を検出することができる。
【００５３】
図７、図８における推力の変化量の判断、あるいは閾値の到達の判断は制御周期毎に実行しているが、クロスヘッド位置の変化量に対する推力の変化量を求めるために一定のクロスヘッド位置ごとに判断してもよい。この場合、例えば図７においてＴｈ＿ｓを設定したときのクロスヘッド位置と現在のクロスヘッド位置との差をステップＳＡ７の次に判断し、一定区間前進したことを検出した後にステップＳＡ８を実行する。
【００５４】
また、可動プラテン位置の変化量に対する推力の変化量を求めるために一定の可動プラテン位置ごとに推力の変化量あるいは閾値の到達の判断を実行してもよい。この場合、例えば図７においてステップＳＡ２およびステップＳＡ７でクロスヘッド位置を検出した後、幾何学的計算式で可動プラテン位置を計算し、一定のクロスヘッド移動量ごとと同じ方法で推力の変化量を判断する。あるいは可動プラテンにリニアスケールなど追加し、直接位置を測定してもよい。
【００５５】
さらに、図７、図８では可動プラテン前後進用サーボモータ８で可動プラテン３を前進させながら逐次推力を計算し、推力の変化量あるいは閾値到達の判断を実行しているが、最初に可動プラテン前後進用サーボモータ８を一定の負荷トルクで駆動し、可動側金型５ｂと固定側金型５ａを当接させ、可動プラテン前後進用サーボモータ８の検出位置の変化が無くなった状態すなわち可動側金型５ｂと固定側金型５ａを可動プラテン前後進用サーボモータ８により一定の負荷トルクで圧縮している状態にして、その状態から可動プラテン前後進用サーボモータ８によって可動プラテン３を後退させながら推力を逐次求めてもよい。
図９は、バネ無し金型を圧縮している状態から型開きを行ったときの可動プラテン前後進用サーボモータの負荷トルクの推移を説明する図である。図１０は、バネ有り金型を圧縮している状態から型開きを行ったときの可動プラテン前後進用サーボモータの負荷トルクの推移を説明する図である。
【００５６】
この場合、金型または金型内のバネの圧縮力によって可動プラテン前後進用サーボモータ８が後退方向に押し戻されようとするが、この押し戻される力に対抗しながら可動プラテン３を後退させるために可動プラテン前後進用サーボモータ８は前進方向の推力を発生させながら後退することになる。その後、可動側金型５ｂと固定側金型５ａの閉鎖状態が開放されると推力は後退方向に切り替わる。このように可動プラテン３を後退させる場合、検出されるクロスヘッド位置は金型閉鎖位置ではなく金型閉鎖開放位置となるが閉鎖位置と同じ位置が検出される。
【００５７】
また、型締装置１００においてクロスヘッド６ａを前後進するための機構にリニアモータを利用してもよい。この場合、プーリ比やボールネジのリードを考慮する必要がないので可動プラテン３の推力Ｔｈを求める数１式は数９式のように単純化される。
【００５８】
【数９】
2010110960.tif 000011
【００５９】
図１１−１および図１１−２に示される金型を圧縮している状態から型開きを行ったときの推力の変化量に基づく判断の場合の本発明の金型閉鎖位置検出処理を行うアルゴリズムを示すフローチャートを説明する。
【００６０】
●［ステップＳＣ１］クロスヘッド６ａのクロスヘッド位置を検出する。
●［ステップＳＣ２］ＹｓｔをステップＳＣ１で検出したクロスヘッド位置をクロスヘッド現在位置として設定する。
●［ステップＳＣ３］固定側金型５ａと可動側金型５ｂが開いた状態で、低速低トルク型閉じ開始する。
●［ステップＳＣ４］クロスヘッド６ａのクロスヘッド位置を検出する。ステップＳＣ４のステップの処理は、ステップＳＣ２のステップの処理より後の制御周期で実行される。
●［ステップＳＣ５］ステップＳＣ４で検出したクロスヘッド現在位置はＹｓｔと等しいか否か判断し、等しくなければステップＳＣ６へ移行し、等しければステップＳＣ９へ移行する。つまり、ステップＳＣ５での判断は、クロスヘッド６ａが移動中であるかあるかを判断するステップである。
●［ステップＳＣ６］ＹｓｔをステップＳＣ４で検出したクロスヘッド位置に設定しなおす。つまりＹｓｔを移動後のクロスヘッド現在位置に更新する。
●［ステップＳＣ７］クロスヘッド位置が０（ゼロ）であるか否か判断し、０でない場合にはステップＳＣ４へ戻り、０である場合にはステップＳＣ８へ移行する。
●［ステップＳＣ８］金型閉鎖位置未検出を表示装置の表示画面に表示し、終了する。つまり、クロスヘッド６ａが原点位置まで移動しても金型閉鎖位置を検出できなかったことを表示する。
●［ステップＳＣ９］型閉じを停止する。
●［ステップＳＣ１０］低速低トルク型開きを開始する。
●［ステップＳＣ１１］クロスヘッド６ａのクロスヘッド位置を検出する。
●［ステップＳＣ１２］クロスヘッド位置に基づき拡大率を算出する。
●［ステップＳＣ１３］可動プラテン前後進用サーボモータの駆動電流を検出する。
●［ステップＳＣ１４］数１式に基づいて推力Ｔｈを算出する。
●［ステップＳＣ１５］Ｔｈ＿ｓをＴｈに設定する。
●［ステップＳＣ１６］クロスヘッド位置を検出する。
●［ステップＳＣ１７］クロスヘッド位置に基づき拡大率を算出する。
●［ステップＳＣ１８］可動プラテン前後進用サーボモータの駆動電流を検出する。
●［ステップＳＣ１９］第１式に基づき推力Ｔｈを算出する。
●［ステップＳＣ２０］前回算出した推力Ｔｈ＿ｓとステップＳＣ１９で算出した推力Ｔｈの差が金型閉鎖検出判断のための推力変動量ΔＴｈ以下であるか否か判断し、以下である場合にはステップＳＣ２１に移行し、以下でない場合にはステップＳＣ２３へ移行する。ここで、推力変動量ΔＴｈはあらかじめ設定された値である。この比較判断は制御周期毎に行われる。
●［ステップＳＣ２１］前回算出した推力Ｔｈ＿ｓを今回算出した推力Ｔｈに置き換える。
●［ステップＳＣ２２］ステップＳＣ１６で検出したクロスヘッド６ａのクロスヘッド位置が型開完了位置であるか否かを判断し、型開完了位置でなければステップＳＣ１６へ戻り、型開完了位置であればステップＳＣ２４へ移行する。
●［ステップＳＣ２３］クロスヘッド金型閉鎖位置ＹｔｃｈにステップＳＣ１６で検出したクロスヘッド６ａのクロスヘッド位置を設定する。
●［ステップＳＣ２４］ステップＳＣ２３からの場合はクロスヘッド金型閉鎖位置Ｙｔｃｈ、または、ステップＳＣ２２からの場合はクロスヘッド金型閉鎖位置Ｙｔｃｈが未検出であることを表示する。
●［ステップＳＣ２５］型開き停止し、終了する。
【００６１】
また、図１２−１および図１２−２に示すアルゴリズムのフローチャートは、可動プラテン３の推力Ｔｈがあらかじめ設定された閾値推力を下回ったか否かで、クロスヘッド６ａが金型閉鎖位置に達したか否かを判断している。以下、各ステップに従って説明する。
【００６２】
●［ステップＳＤ１］クロスヘッド６ａのクロスヘッド位置を検出する。
●［ステップＳＤ２］ＹｓｔをステップＳＤ１で検出したクロスヘッド位置をクロスヘッド現在位置として設定する。
●［ステップＳＤ３］固定側金型５ａと可動側金型５ｂが開いた状態で、低速低トルク型閉じ開始する。
●［ステップＳＤ４］クロスヘッド６ａのクロスヘッド位置を検出する。ステップＳＤ４のステップの処理は、ステップＳＤ２のステップの処理より後の制御周期で実行される。
●［ステップＳＤ５］ステップＳＤ４で検出したクロスヘッド現在位置はＹｓｔと等しいか否か判断し、等しくなければステップＳＤ６へ移行し、等しければステップＳＤ９へ移行する。つまり、ステップＳＤ５での判断は、クロスヘッド６ａが移動中であるかあるかを判断するステップである。
【００６３】
●［ステップＳＤ６］ＹｓｔをステップＳＤ４で検出したクロスヘッド位置に設定しなおす。つまりＹｓｔを移動後のクロスヘッド現在位置に更新する。
●［ステップＳＤ７］クロスヘッド位置が０（ゼロ）であるか否か判断し、０でない場合にはステップＳＤ４へ戻り、０である場合にはステップＳＤ８へ移行する。
●［ステップＳＤ８］金型閉鎖位置未検出を表示装置の表示画面に表示し、終了する。つまり、クロスヘッド６ａが原点位置まで移動しても金型閉鎖位置を検出できなかったことを表示する。
●［ステップＳＤ９］型閉じを停止する。
【００６４】
●［ステップＳＤ１０］低速低トルク型開きを開始する。
●［ステップＳＤ１１］クロスヘッド６ａのクロスヘッド位置を検出する。
●［ステップＳＤ１２］クロスヘッド位置に基づき拡大率を算出する。
●［ステップＳＤ１３］可動プラテン前後進用サーボモータの駆動電流を検出する。
●［ステップＳＤ１４］数１式に基づいて推力Ｔｈを算出する。
●［ステップＳＤ１５］推力Ｔｈはあらかじめ設定された閾値推力以上の場合にはステップＳＤ１６へ移行し、そうでない場合にはステップＳＤ１７へ移行する。
【００６５】
●［ステップＳＤ１６］ステップＳＤ１１で検出したクロスヘッド６ａのクロスヘッド位置が型開完了位置であるか否かを判断し、型開完了位置でなければステップＳＤ１１へ戻り、型開完了位置であればステップＳＤ１８へ移行する。
●［ステップＳＤ１７］クロスヘッド金型閉鎖位置ＹｔｃｈにステップＳＤ１１で検出したクロスヘッド６ａのクロスヘッド位置を設定する。
●［ステップＳＤ１８］ステップＳＤ１７から移行した場合はクロスヘッド金型閉鎖位置Ｙｔｃｈを表示し、または、ステップＳＤ１６から移行した場合はクロスヘッド金型閉鎖位置Ｙｔｃｈが未検出であることを表示する。
●［ステップＳＤ１９］型開き停止し、終了する。
【００６６】
射出成形機の制御装置２０のプロセッサ２１は図７、図８、図１１−１，図１１−２、図１２−１，図１２−２に示される処理を実行することにより、金型閉鎖位置を検出することができる。
【００６７】
本発明のトグル式射出成形機を制御する制御装置を用いて自動型締調整を行うことを補足して説明する。  
固定プラテン１に固定側金型５ａと可動プラテン３に可動側金型５ｂとを取り付ける。そして、可動プラテン前後進用サーボモータ８を駆動し可動プラテン３を前進させる。このときの可動プラテン前後進用サーボモータ８の速度は一定速度の低速度とし圧力は低圧とする。ただし、金型にバネが内蔵されている場合には、金型が閉鎖するように該バネを完全に縮めることができる圧力とする。また、リアプラテン２は金型が完全に閉鎖する位置まで前進させておく。
【００６８】
可動プラテン３の前進中に、可動プラテン前後進用サーボモータ８の現在位置を一定周期で検出し、また、同時に可動プラテン３の推力を算出する。  
一定周期に対する可動プラテン３の推力Ｔｈの変動率があらかじめ設定した変動率に到達した場合、そのときの可動プラテン前後進用サーボモータ８の現在位置を金型閉鎖位置（ｔ１）とし、可動プラテン３の前進を停止する。
【００６９】
設定された型締力を発生することができる金型閉鎖位置（ｔ２）を設定型締力からあらかじめ求めておき、ｔ２とｔ１の差から可動プラテン後退量ｙを求める。リアプラテン２を計算で得られたｙだけ後退し、型締力調整を完了する。リアプラテン２の後退は、型厚調整用モータ１４を駆動することにより行う。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】バネ無し金型の型閉じを行ったときの可動プラテン前後進用サーボモータの負荷トルクの推移を説明する図である。
【図２】バネ有り金型の型閉じを行ったときの可動プラテン前後進用サーボモータの負荷トルクの推移を説明する図である。
【図３】射出成形機に用いられる型締装置の概要図である。
【図４】バネ有り金型の型閉じを行ったときの可動プラテン前後進用サーボモータの負荷トルクと推力の時間推移を説明する図である。
【図５】バネ無し金型の型閉じを行ったときの可動プラテン前後進用サーボモータの負荷トルクと推力の時間推移を説明する図である。
【図６】数１式の導出を説明する図である。
【図７】本発明の金型閉鎖位置検出処理をおこなうアルゴリズムを示すフローチャートである（推力の変化量に基づく判断の場合）。
【図８】本発明の金型閉鎖位置検出処理をおこなうアルゴリズムを示すフローチャートである（閾値推力に基づく判断の場合）。
【図９】バネ無し金型を圧縮している状態から型開きを行ったときの可動プラテン前後進用サーボモータの負荷トルクの推移を説明する図である。
【図１０】バネ有り金型を圧縮している状態から型開きを行ったときの可動プラテン前後進用サーボモータの負荷トルクの推移を説明する図である。
【図１１−１】本発明の金型閉鎖位置検出処理を行うアルゴリズムを示すフローチャートである（金型を圧縮している状態から型開きを行ったときの推力の変化量に基づく判断の場合）（その１）。
【図１１−２】本発明の金型閉鎖位置検出処理を行うアルゴリズムを示すフローチャートである（金型を圧縮している状態から型開きを行ったときの推力の変化量に基づく判断の場合）（その２）。
【図１２−１】本発明の金型閉鎖位置検出処理を行うアルゴリズムを示すフローチャートである（金型を圧縮している状態から型開きを行ったときの閾値推力に基づく判断の場合）（その１）。
【図１２−２】本発明の金型閉鎖位置検出処理を行うアルゴリズムを示すフローチャートである（金型を圧縮している状態から型開きを行ったときの閾値推力に基づく判断の場合）（その２）。
【符号の説明】
【００７１】
１  固定プラテン
２  リアプラテン
３  可動プラテン
６ａ  クロスヘッド
８  可動プラテン前後進用サーボモータ
１１  位置・速度検出器
１２  電流検出器
２０  制御装置
１００  型締装置
【図１】
2010110960.tif 000012
【図２】
2010110960.tif 000013
【図３】
2010110960.tif 000014
【図４】
2010110960.tif 000015
【図５】
2010110960.tif 000016
【図６】
2010110960.tif 000017
【図７】
2010110960.tif 000018
【図８】
2010110960.tif 000019
【図９】
2010110960.tif 000020
【図１０】
2010110960.tif 000021
【図１１−１】
2010110960.tif 000022
【図１１−２】
2010110960.tif 000023
【図１２−１】
2010110960.tif 000024
【図１２−２】
2010110960.tif 000025