(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トグル式型締装置を型締用サーボモータにより駆動して金型交換に伴う型厚調整を行うようにした射出成形機の型厚調整方法において、
型厚調整可能な最大型厚と最小型厚の間で交換する金型の厚さによってリンクハウジングの位置が変わる範囲を複数の型厚調整区間として分割し、各型厚調整区間ごとに所望の型締力に対応するトグルリンク機構の追込み量をあらかじめ設定しておき、
トグルリンク機構をロックアップ状態にして可動金型が固定金型に当接したときの前記リンクハウジングの位置が前記型厚調整区間のどの区間にあるかをスイッチのＯＮ／ＯＦＦの２値組み合わせにより特定し、
前記リンクハウジングの位置する型厚調整区間における所望の型締力に対応する追込み量で型厚調整を行うことを特徴とする射出成形機の型厚調整方法。
【請求項２】
型締用サーボモータで駆動されるトグル式型締装置を有する射出成形機の型厚調整装置において、
型厚調整可能な最大型厚と最小型厚の間で交換する金型の厚さによってリンクハウジングの位置が変わる範囲を型厚調整区間として分割した複数の各型厚調整区間を特定するＯＮ／ＯＦＦの２値組み合わせの２値信号を出力する複数のスイッチと
リンクハウジングに取り付けられ、前記リンクハウジングの位置する区間ごとに異なる２値組み合わせでスイッチをＯＮ／ＯＦＦするドグと、
前記スイッチの出力する２値信号に基づいて、リンクハウジングが位置する型厚調整区間を特定する区間特定手段と、
所望の型締力に対応するトグルリンク機構の追込み量が前記各型厚調整区間ごとにあらかじめ設定されたデータテーブルを記憶する記憶手段と、
タイバーの一端部に形成したねじ部と噛み合う型厚調整ナットと、
この型厚調整ナットを回転駆動し、前記リンクハウジングを移動させる型厚調整用モータを有する型厚調整機構と、
前記リンクハウジングの位置する型厚調整区間における所望の型締力に対応する追込み量を前記データテーブルから読み込み、この追込み量になるように前記型厚調整用モータを制御し、前記リンクハウジングの位置を調整する制御手段と、を備えることを特徴とする射出成形機の型厚調整装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トグル式型締装置を有する射出成形機の型厚調整方法および装置に係り、特に、リンクハウジングの位置を精密に計測することなく、金型の厚さに応じた型厚調整を行えるようにした射出成形機の型厚調整方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５に射出成形機のトグル式型締装置を示す。２は固定ダイプレート、３は移動ダイプレートである。金型は固定ダイプレート２に取り付けられている固定金型４ａと、移動ダイプレート３に取り付けられている移動金型４６からなっている。固定ダイプレート２は、４本のタイバー５の一端部に結合されており、移動ダイプレート３はこれらのタイバー５に挿通されベース６上を前後に移動自在になっている。図５（ａ）は、型厚の大きな金型を装着した場合で、図５（ｂ）は型厚の小さな金型を装着した場合である。
【０００３】
トグルリング機構は、リンクハウジング７と、このリンクハウジング７と移動ダイプレート３を連結するトグルリンク８と、クロスヘッド９と、駆動用のサーボモータ１０などから構成されている。タイバー５が固定ダイプレート２、リンクハウジング７を挿通して突出する部分には、タイバーナット１１が締結されている。このようなトグル式型締装置では、サーボモータ１０に駆動されてクロスヘッド９が前方へ移動すると、トグルリング８が伸びて移動ダイプレート６が前進して型締が行われる。
【０００４】
トグル式型締装置では、トグルリンク機構の特性によって、トグルリンク８が伸びきったときに、非常に大きな型締力を発生することができる。すなわち、トグルリンク８が伸びきる直前で固定金型４ａと移動金型４６が完全に閉じ、トグルリンク８が伸びきったときにタイバー５に引張り荷重が作用してタイバー５が伸びるようにすれば、タイバー５の伸びによって発生する非常に大きな弾性力で金型が締め付けられる。
【０００５】
トグル式型締装置における型締力Ｆ〔ｔｆ〕は、
Ｆ＝  ΔＬ・Ａ・Ｅ／１０００・Ｌ
で表わされる。ここで、
ΔＬ：タイバーの伸び量〔ｃｍ〕
Ａ  ：タイバーの断面積〔ｃｍ２〕
Ｅ  ：ヤング率〔ｋｇｆ／ｃｍ２〕
Ｌ  ：ナット間距離〔ｃｍ〕
である。
【０００６】
トグル式型締装置では、型厚を変えようとすると、ナット間距離Ｌが変化するため、型締力が大きく変わってくる。したがって、型厚に応じて型締力を調整するには、金型が閉じた状態からロックアップまでのタイバーの伸び量ΔＬ（以下、追込み量という）を調整する必要がある。
【０００７】
このようなトグル式型締装置における型厚調整装置は、従来からいろいろなものが提案されている。例えば、特開平１−５８５２１号公報では、一定の金型が相互に接触した状態における両金型の厚み（すなわち、固定ダイプレートからの移動ダイプレートの距離）を検出するエンコーダからなる検出手段と、この検出手段により得られた検出値に基づき型締力を一定にするのに必要な追込み量の修正値を演算する手段を設け、この修正値に応じてトグル機構を駆動するようにした型厚調整装置が開示されている。
【０００８】
また、特許第２７０９８６８号公報には、リンクハウジング７に相当するリアプラテンの前後方向の変位を測定するリニアスケールを設け、まず、標準金型を取り付けてロックアップ状態で移動金型を固定金型に当接させたときのナット間距離の測定値とリニアスケールの検出値を得て、次に、交換金型を取り付けて同様にリニアスケールの検出値を得て、これらの値から、交換後の金型に必要な型締力に対応する追込み量とタイバーの実効長を算出し、この実効長に相当する位置に移動プラテンを固定するようにした型厚調整方法が開示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
これらの従来技術では、要するに、原点位置を定め、金型の型厚の変化に伴う、固定ダイプレート、移動ダイプレート、リンクハウジング間のそれぞれの位置関係を正確に把握することが重要な前提となる。このため、精密な位置の検出するための高価な計測手段を必要としている。
【００１０】
また、型締力の調整では、極めてわずかな位置の誤差が型締力の大きな変化となってしまったり、トグルリンク機構の特性や金型の剛性、熱膨張や収縮などの外的要因によっても型締力が左右されることがあり、型厚の調整に多くの時間がかかり、また、さまざまな条件により左右されて安定した型厚調整が行えないのが実情である。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を解消し、金型の型厚変化に伴う固定ダイプレート、移動ダイプレート、リンクハウジング間のそれぞれの位置関係を精密に計測しなくても、適正な型締力を安定して得られることを可能にするようにした射出成形機の型厚調整方法および装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明による型厚調整方法は、トグル式型締装置を型締用サーボモータにより駆動して金型交換に伴う型厚調整を行うようにした射出成形機の型厚調整方法において、型厚調整可能な最大型厚と最小型厚の間で交換する金型の厚さによってリンクハウジングの位置が変わる範囲を複数の型厚調整区間として分割し、各型厚調整区間ごとに所望の型締力に対応するトグルリンク機構の追込み量をあらかじめ設定しておき、トグルリンク機構をロックアップ状態にして、可動金型が固定金型に当接したときの前記リンクハウジングの位置が前記型厚調整区間のどの区間にあるかをスイッチのＯＮ／ＯＦＦの２値組み合わせにより特定し、前記リンクハウジングの位置する型厚調整区間における所望の型締力に対応する追込み量で型厚調整を行うことを特徴としている。
【００１３】
また、前記型厚調整方法を実施する本発明の型厚調整装置は、型締用サーボモータで駆動されるトグル式型締装置を有する射出成形機の型厚調整装置において、型厚調整可能な最大型厚と最小型厚の間で交換する金型の厚さによってリンクハウジングの位置が変わる範囲を型厚調整区間として分割した複数の各型厚調整区間を特定するＯＮ／ＯＦＦの２値組み合わせの２値信号を出力する複数のスイッチと、リンクハウジングに取り付けられ、前記リンクハウジングの位置する区間ごとに異なる２値組み合わせでスイッチをＯＮ／ＯＦＦするドグと、前記スイッチの出力する２値信号に基づいて、リンクハウジングが位置する型厚調整区間を特定する区間特定手段と、所望の型締力に対応するトグルリンク機構の追込み量が前記各型厚調整区間ごとにあらかじめ設定されたデータテーブルを記憶する記憶手段と、タイバーの一端部に形成したねじ部と噛み合う型厚調整ナットと、この型厚調整ナットを回転駆動し、前記リンクハウジングを移動させる型厚調整用モータを有する型厚調整機構と、前記リンクハウジングの位置する型厚調整区間における所望の型締力に対応する追込み量を前記データテーブルから読み込み、この追込み量になるように前記型厚調整用モータを制御し、前記リンクハウジングの位置を調整する制御手段と、を備えることを特徴としている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による射出成形機の型厚調整方法および装置の一実施形態について、添付の図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、本発明による射出成形機の型厚調整方法を実施するトグル式型締装置の概略構成とその制御系統を示す説明図である。
【００１６】
図１において、参照符号３０はトグル式型締装置の全体を示す。固定金型３１は固定ダイプレート３２に取り付けられており、移動金型３３は移動ダイプレート３４に取り付けられている。固定ダイプレート３２は、４本のタイバー３６（図１においては２本のみを示している。）の一端にタイバーナット２９を介して固定されている。これらのタイバー３６の他端にはねじ部３６ａが形成され、これらのねじ部３６ａは、リンクハウジング３８の４つの隅角部にそれぞれ挿通されている。型厚調整ナット３９はそれぞれねじ部３６ａに螺合してリンクハウジング３８の背面側からこれに当接し、リンクハウジング３８をタイバー３６に対して前後に移動させることができる。
【００１７】
一方、リンクハウジング３８と移動ダイプレート３４との間には、ダブルリンクからなるトグルリンク３５、３５を備えたトグル機構４０が設けられている。このトグル機構４０は、型締用サーボモータ４２により回転駆動されるボールねじ４３を有し、このボールねじ４３はトグルリンク３５、３５を結合するクロスヘッド４４に螺合している。したがって、型締用サーボモータ４２によりボールねじ４３が回転すると、クロスヘッド４４が前後に進退し、金型３１、３３の開閉動作を行うことができる。なお、型締用サーボモータ４２には、位置検出用のエンコーダ４２ａが付設されている。
【００１８】
型厚調整ナット３９をそれぞれ回転させてリンクハウジング３８を移動させその位置を調整する手段として、型厚調整用モータ４６と、この回転を型厚調整ナット３９に伝達する歯車伝達部が設けられている。型厚調整ナット３９の外周部にはギア部３９ａが設けられ、このギア部３９ａと型厚調整用モータ４６に直結された駆動ギア（図示せず）には連動ギア４７が噛み合っていて、型厚調整ナット３９を同時に回転させることができるようになっている。
【００１９】
次に、５２は型締制御と型厚制御を行う制御装置を示す。この制御装置５２は、型締用サーボモータ４２に対する位置制御を行うためのサーボ制御回路５３およびＣＰＵ５４を備えている。また、型厚調整用モータ４６に対する型厚調整制御を行うためのシーケンサＣＰＵ５５および入出力部５６を備えている。なお、５７は、型厚調整に必要なパラメータを設定し、また、これを表示する表示・設定手段を示す。また、各ＣＰＵ５４、５５には、型厚調整に必要なデータを記憶する記憶手段ＲＯＭおよびＲＡＭがバス接続されている。５８は、型厚調整用モータ４６を起動および停止するための開閉器を示す。
【００２０】
本発明による型厚調整では、以下に説明する近接スイッチＳＷ１乃至ＳＷ３と、ドグ６０を組み合わせて、型厚調整時のリンクハウジング３８の位置を求める。ドグ６０は、リンクハウジング３８に固定されており、リンクハウジング３８と一体で位置を変えるようになっている。他方、近接スイッチＳＷ１乃至ＳＷ３は、ブラケット６２を介してベース側に固定されており、リンクハウジング３８の移動方向とは直角な方向に配列されている。
【００２１】
図１において、Ｓは、調整可能な最大型厚の金型を取り付けた場合と、最小型厚の金型を取り付けた場合でリンクハウジング３８の位置が変わり得る範囲（型厚調整範囲）を示している。この型厚調整範囲Ｓのどの位置にリンクハウジング３８が存在するかは、型厚によって変わってくる。そこで、型厚調整範囲Ｓを複数の区間に分割して、図２に示すように、各型厚調整区間を近接スイッチＳＷ１乃至ＳＷ３のＯＮ・ＯＦＦの組み合わせで対応させる。
【００２２】
この実施形態では、３個の近接スイッチＳＷ１乃至ＳＷ３を用いるため、ＯＦＦを０、ＯＮを１とする２値の組み合わせは、２３＝８通りがあるが、このうち  ６通りの組み合せを利用して型厚厚調整範囲Ｓを４つの区間に分割する。図２に示すように、リンクハウジング３８の後退限（図２（ａ））からＳだけ前進した位置を前進限（図２（ｆ）））として、これらの間を順に第１区間、第２区間、第３区間、第４区間の４区間に分割する。
【００２３】
一方、ドグ６０は、形状の異なる矩形部分６０ａ乃至６０ｄが一体に組み合わされた金属製の板からなるものである。この場合、リンクハウジング３８が後退限に位置しているときは、図２（ａ）に示すように、ドグ６０はいずれの近接スイッチＳＷ１乃至ＳＷ３をＯＦＦにさせる。ドグ６０の矩形部分６０ａは、通過したときに近接スイッチＳＷ３だけをＯＮにさせる位置および幅を持つようなっており、矩形部分６０ｂは、通過したときに近接スイッチＳＷ２およびＳＷ３をＯＮにさせる位置および幅を持つようになっている。同様に、幅を変えることで矩形部分６０ｃ、６０ｄ、６０ｅと、区間２乃至４を特定する近接スイッチＳＷ１乃至ＳＷ３のＯＮ、ＯＦＦの組み合わせはそれぞれ図２（ｃ）乃至図２（ｆ）に示すようになっている。このようにして、各区間１乃至４と、近接スイッチＳＷ１乃至ＳＷ３のＯＮ、ＯＦＦの組み合わせは１対１に対応していることから、型厚を調整するときのリンクハウジング３８の位置がどの区間に存在するかは、近接スイッチＳＷ１乃至ＳＷ３の出力によって与えられる区間情報から特定することができる。
【００２４】
次に、図３は、制御装置５２のＲＡＭに記憶されている追込み量データテーブルの例を示す。区間１乃至４のそれぞれの区間について、それぞれ異なる型締力Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、…を得るために必要な追込み量が実験によってあらかじめ測定  されている。したがって、リンクハウジング３８の存在する区間と必要とする型締力が決まれば、必要な追込み量データｘｉｊが決まるようになっている。
【００２５】
以下、図４の流れ図を参照しながら、型厚調整の手順について説明する。
【００２６】
まず、金型を交換してから型厚調整を行うには、トグルリンク４０を開いた状態にしておく。また、リンクハウジング３８は、交換金型の型厚に応じて後退限乃至任意の途中位置まで後退させておく。
【００２７】
ステップＳ１では、型締用サーボモータ４２が駆動されて、トグルリンク４０を伸ばしロックアップの状態にしておく。そして、このロックアップの状態のまま、型厚調整モータ４６が駆動され、型厚調整ナット３９ａを回転させることでリンクハウジング３８を前進させる（ステップＳ２）。リンクハウジング３８の前進とともに、移動金型３３は固定金型３１に接近していくが、移動金型３３が固定金型３１に当接し金型が閉じたら（ステップＳ３）、型厚調整用モータ４６を停止する（ステップＳ４）。
【００２８】
次いで、シーケンサＣＰＵ５５は、近接スイッチＳＷ１乃至ＳＷ３の出力信号を入出力部５６を介して取り込み、リンクハウジング３８がどの区間に位置しているかを判断する。例えば、ＳＷ１が０、ＳＷ２が０、ＳＷ３が１であったとすると、シーケンサＣＰＵ５５は、リンクハウジング３８が位置している区間を区間２であると特定する（ステップＳ５、Ｓ６）。
【００２９】
ステップＳ７では、交換した金型３１、３３による成形に必要な型締力の大きさを表示・設定手段５７から設定する。シーケンサＣＰＵ５５は、図３のデータテーブルが格納されているＲＡＭから、前記の型締力が例えばＦ３であったとす  れば、区間１の中この型締力Ｆ３に対応する追込み量ｘ２３を読み込む（ステップ  Ｓ８）。そして、この追込み量ｘ２３で以下のようにして型厚調整が実効される。
【００３０】
図１に示すように、このときには、トグルリンク３５、３５はロックアップの状態にあり、かつ固定金型１に対して移動金型３３は閉じた状態にある。このとき、タイバー３６には実質的に引張り荷重は作用せず、タイバー３６は伸びていない。この状態で型締用サーボモータ４２を作動させて移動金型３３を前記の追込み量ｘ１３に相当する量だけ後退させ、固定金型３１と移動金型３３との間に追込み量ｘ１３のすき間をあける。次いで、型厚調整用モータ４６を駆動してリンクハウジング３８をいまある位置からだけ前進させて移動金型３３を固定金型３１に押し当てれば、型厚の変化に対する伸び量ΔＬの調整がなされたことになる。
【００３１】
このようにして、近接スイッチのＯＮ／ＯＦＦの２値組み合わせにより、分割した型厚調整区間のどの区間にリンクハウジング３８が存在するかを特定して、その区間についてあらかじめ求めておいた所望の型締力と追込み量のデータテーブルから追込み量を決めるようにしているので、原点を定めて高価な測定手段で移動ダイプレート３４、リンクハウジング３８の位置関係を正確に計測する必要なく、所望の型締力を得るために必要な型厚調整を自動的に行うことができる。
【００３２】
上述の実施形態では、説明の便宜上、近接スイッチを３個用い、型厚調整区間を４分割した例について説明したが、トグル式型締装置では、そのトグル機構特性や、金型の剛性などによっても型締力が左右されるので、必ずしも厳密に位置を連続的に検出しなくても、必要に応じて型厚調整区間の分割数の設定を増やして分解能を増やしたり、図３のデータテーブルのデータを綿密に求めておくことで、実用上問題ないレベルでの型厚調整を行うことができる。例えば、近接スイッチを４個、５個と増やしていけば、近接スイッチのＯＮ／ＯＦＦの２値組み合わせは、２４の１６通りあり、２５の３２通りと指数的に分解能を増やすことができる。
【００３３】
なお、近接スイッチの替わりにリミットスイッチを使用しても同じようにすることができることはいうまでもない。
【００３４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、金型の型厚変化に伴う固定ダイプレート、移動ダイプレート、リンクハウジング間のそれぞれの位置関係を精密に計測しなくても、適正な型締力を安定して得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による射出成形機の型厚調整装置の概略構成とその制御系統示す説明図。
【図２】各型厚調整区間に対応する近接スイッチとドグの関係およびスイッチのＯＮ／ＯＦＦの組み合わせを示す説明図。
【図３】あらかじめ実験的に求められメモリの記憶されている各型厚調整区間における型締力と追込み量のデータテーブルの例を示す説明図。
【図４】本発明による型厚調整の順序を示す流れ図。
【図５】従来のトグル式型締装置を示す側面図。
【符号の説明】
３０  トグル式型締装置
３１  固定金型
３２  固定ダイプレート
３３  移動金型
３４  移動ダイプレート
３６  タイバー
３８  リンクハウジング
３９  型厚調整ナット
４０  トグル機構
４４  クロスヘッド
６０  ドグ
ＳＷ  近接スイッチ
【図１】
0003581061.tif 000002
【図２】
0003581061.tif 000003
【図３】
0003581061.tif 000004
【図４】
0003581061.tif 000005
【図５】
0003581061.tif 000006