(57)【要約】【課題】連続成形中においてもロードセルの原点ずれが検出可能で原点ずれに起因する成形不良を事前に処置することができる電動射出成形機のロードセルの原点監視方法を提供する。【解決手段】  本発明の電動射出成形機のロードセルの原点監視方法は、原点監視工程（ステップＳ８）を含む。原点監視工程（ステップＳ８）においては、連続成形中のサックバック工程（ステップＳ５）終了後に測定された、設定しておいたショット数分の歪アンプ出力値の平均値を基準値として設定し（ステップＳ８−４）、基準値を設定した後のショットにおける連続成形中のサックバック工程終了後に歪アンプ出力値を検出し、該歪アンプ出力値を含む所定のショット数分の歪アンプ出力値の平均値である検出平均値を算出した後、検出平均値が基準値に基づく所定の範囲内の値であるかどうかを判断する（ステップＳ８−５）。【選択図】図２
2006021443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリュ（４）を前進させてシリンダ（１６）内の樹脂を射出する際の射出圧力による射出荷重を歪アンプ出力値として検出する前記スクリュ（４）の後端側に取り付けられたロードセル（１０）の原点を原点監視部（３０）により監視する電動射出成形機のロードセルの原点監視方法であって、
前記原点監視部（３０）の基準値設定部（２０）が連続成形中のサックバック工程終了後に測定された、設定しておいたショット数分の歪アンプ出力値の平均値を基準値として設定する工程と、
前記原点監視部（３０）の検出平均値算出部（２１）が、前記基準値を設定した後のショットにおける連続成形中のサックバック工程終了後に検出された歪アンプ出力値を含む所定のショット数分の歪アンプ出力値の平均値である検出平均値を算出する工程と、
前記原点監視部（３０）の比較判断部（２２）が、前記検出平均値が前記基準値に基づく所定の範囲内の値であるかどうかを判断する工程とを含む電動射出成形機のロードセルの原点監視方法。
【請求項２】
前記検出平均値が前記所定の範囲内の値である場合は射出成形を継続し、前記検出平均値が前記所定の範囲内の値でない場合は所定の安全動作を実施する、請求項１に記載の電動射出成形機のロードセルの原点監視方法。
【請求項３】
前記所定の安全動作として、警報を出力して前記電動射出成形機を停止する、請求項２に記載の電動射出成形機のロードセルの原点監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動射出成形機の駆動装置で使用されるロードセルの歪アンプ出力値の原点に異常がないかを連続運転中に監視する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電動射出成形機では、スクリュの後端側に配置されたロードセルから出力される歪アンプ出力値が設定された射出圧力に相当する値となるように射出圧力の制御が行われる。無負荷状態でのロードセルの歪アンプ出力値が設定した値からずれてしまうと実際に発生させる射出圧力に対して影響を及ぼしてしまうため、電動射出成形機では、従来、機械電源投入時や連続運転開始前の無負荷状態の際にその原点を調整していた。
【０００３】
例えば、特許文献１では、シリンダ内に樹脂が無い状態で電動サーボモータを正逆転させて、検出値に変化が無い点を原点とする射出成形機を開示している。また、特許文献２では、シリンダ内に樹脂が無い状態でスクリュを無負荷状態にし、ロードセルの出力値と、ロードセルを組み付けていない状態での出力値、あるいは前回の測定にて許容範囲内であった出力値とを比較して比較結果が許容範囲内にある場合は、スクリュが無負荷状態でのロードセルの出力値を原点とする射出成形機を開示している。
【０００４】
また、機械出荷時や、スクリュ交換時といった時以外の、日常的な機械動作前に自動でロードセルの原点調整を行う方法として、特許文献３では、射出シリンダの加熱中にスクリュを微速移動させ、このときのロードセルの出力により原点調整を行う方法を開示しており、特許文献４では、原点調整指令によりスクリュを前後進させて原点調整を行う方法を開示している。また、特許文献５では、スクリュを任意の位置で減衰振動させ、振動の振幅が所定値以下になったときの圧力検出器の出力値に基づいて原点を調整する方法を開示している。
【０００５】
また、特許文献６では、連続生産を行う前の成形開始時に、ロードセルの原点調整を、先端領域の樹脂を射出後、スクリュを後退させるとともにサーボモータの電源をＯＦＦすることでロードセルを無負荷状態にしてから行う方法を開示している。
【０００６】
一方、特許文献７では、連続成形中においては、ロードセルへの加圧力が零になる位置までスクリュを後退させて補正する制御方法を開示している。
【特許文献１】特開平９−２７２１４４号公報
【特許文献２】特開平９−２２５９８５号公報
【特許文献３】特開２０００−２３３４３３号公報
【特許文献４】特開２０００−６２１７号公報
【特許文献５】特開平９−１１７９４６号公報
【特許文献６】特開２００３−２１１５１４号公報
【特許文献７】特開平３−２２１４２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の特許文献１〜６に開示された従来技術では、ロードセルの原点調整は、ロードセルに荷重がかかっていない無負荷状態で行う必要があるため、連続運転開始前に行う必要があった。しかしながら、特許文献１〜６に開示された従来技術は、連続運転中の調整を前提としていないため、連続運転開始前には原点調整されていたのに連続運転中に原点ずれを生じてしまった場合には、充填圧力不足・可塑化された樹脂の密度のばらつきなどが発生しても歪アンプ出力値の変動としてこれらを監視することができないという問題があった。
【０００８】
一方、特許文献７は、連続運転中においては、ロードセルへの加圧力が零になる位置までスクリュを後退させることでロードセルを無負荷状態にして補正を行う方式であるため、上記原点ずれが連続運転中に発生しても連続運転中の原点補正が可能である。しかしながら、特許文献７のように、連続運転中にロードセルを無負荷状態にするためにスクリュを後退させると、成形品へのエアの巻き込みや成形品質が安定しないなどの問題点が発生することも考えられる。
【０００９】
このように、従来技術では、製品を安定に成形しながら連続運転中にロードセルの原点調整を行うことができないため、連続運転中に原点ずれを生じ、充填圧力不足・可塑化された樹脂の密度のばらつきなどが発生してもこれらを歪アンプ出力値の変動として監視することができず、成形品の不良を事前に警報等で作業者に伝えることができなかった。
【００１０】
本発明は、上記の従来の課題を解決するためになされたもので、連続成形中においてもロードセルの原点ずれが検出可能で原点ずれに起因する成形不良を事前に処置することができる電動射出成形機のロードセルの原点監視方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため本発明の電動射出成形機のロードセルの原点監視方法は、スクリュを前進させてシリンダ内の樹脂を射出する際の射出圧力による射出荷重を歪アンプ出力値として検出するスクリュの後端側に取り付けられたロードセルの原点を原点監視部により監視する電動射出成形機のロードセルの原点監視方法であって、原点監視部の基準値設定部が連続成形中のサックバック工程終了後に測定された、設定しておいたショット数分の歪アンプ出力値の平均値を基準値として設定する工程と、原点監視部の検出平均値算出部が、基準値を設定した後のショットにおける連続成形中のサックバック工程終了後に検出された歪アンプ出力値を含む所定のショット数分の歪アンプ出力値の平均値である検出平均値を算出する工程と、原点監視部の比較判断部が、検出平均値が基準値に基づく所定の範囲内の値であるかどうかを判断する工程とを含むものである。
【００１２】
射出成形工程には、設定ストローク分だけスクリュを後退させるサックバック工程がある。すなわち、射出成形工程は、成形工程中の保圧後に金型内圧を抜くことを目的としたサックバック工程と、次ショットの樹脂充填のための溶融樹脂をスクリュ先端側で計量した後にシリンダ内の樹脂圧力を抜くためサックバック工程とを含む。このサックバック終了時は、スクリュは位置を保持している制御状態となっており、圧力の制御を行っていない状態である。そこで、本発明は、連続成形中にありながらも圧力制御状態にないサックバック工程終了後において測定された歪アンプ出力値の平均値を基準値として設定しておき、この基準値と各ショットにおける歪アンプ出力値の平均値とを比較することでロードセルの原点を監視するものである。
【００１３】
このように、本発明は連続成形中にロードセルの原点を監視することが可能であるため、連続成形中におけるロードセルの原点ずれに左右されることなく充填圧力不足・可塑化された樹脂の密度のばらつきなどの発生を歪アンプ出力値の変動として監視することができる。
【００１４】
また、本発明の電動射出成形機のロードセルの原点監視方法は、検出平均値が所定の範囲内の値である場合は射出成形を継続し、検出平均値が所定の範囲内の値でない場合は所定の安全動作を実施するものであってもよく、特に所定の安全動作として、警報を出力して電動射出成形機を停止するものであってもよい。
【００１５】
この場合、充填圧力不足・可塑化された樹脂の密度のばらつきなどで発生することが予測される成形品の不良を、事前に作業者に伝えることが可能となるため、成形不良となる前に処置が可能となり、ロス時間も少なく材料の無駄も少なくなる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、連続成形中でもロードセルの歪アンプ出力値の変動を監視することが可能となるので、無負荷状態でのロードセルの歪アンプ出力値の原点ずれによる成形不良の事前処置が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１８】
図１に本実施形態の電動射出成形機の駆動装置の側断面図を示す。
【００１９】
射出用サーボモータ１の先端には、小プーリ５が装着されており、小プーリ５はタイミングベルト６により大プーリ７に回転を伝達可能に連結されている。大プーリ７は、第１プレート８にベアリング９を介して回転可能に支持されているボールネジ軸２の一端と一体回転可能に連結されており、ボールネジ軸２の他端には、ボールナット３が蝶合している。
【００２０】
ボールナット３の先端はロードセル１０の一方の面に取り付けられ一体に移動可能に連結されている。ロードセル１０の他方の面は第２プレート１１に一体に移動可能に連結されている。第２プレート１１はガイド軸１２に沿って移動可能に支持されており、ガイド軸１２の一端は第３プレート１７に他端は第１プレート８にそれぞれ支持されている。第２プレート１１にはベアリング１３を介して出力軸１４が支持されており、出力軸１４は可塑化用プーリ１５と連結されている。また、出力軸１４にはスクリュ４の一端が連結されており、スクリュ４の他端はシリンダ１６内に軸方向に移動可能に配置されている。シリンダ１６の一端は、第３プレート１７に支持されている。
【００２１】
射出用サーボモータ１を駆動させることにより小プーリ５が回転し、これによりタイミングベルト６を介して大プーリ７が回転する。大プーリ７の回転によりボールネジ軸２が回転し、ボールナット３・ロードセル１０・第２プレート１１及びスクリュ４が図中左方向に移動して図示していない金型内に溶融樹脂が充填される。スクリュ４の先端部には溶融樹脂があり、金型内に溶融樹脂を充填するために必要なスクリュ４の押し力は、ロードセル１０により検出される。
【００２２】
コントローラ１８は、スクリュ４の回転数を設定するスクリュ回転数設定部（不図示）と、射出圧力を設定する圧力設定部（不図示）と、スクリュ３の位置および移動速度を設定するスクリュ位置速度設定部（不図示）のほか、ロードセル１０からの入力に基づき、ロードセル１０の原点監視を行う原点監視部３０（図３参照）を有する。
【００２３】
以上のように構成された装置における本実施形態の原点監視方法の実施動作を図２〜図４により説明する。
【００２４】
図２は、本実施形態の、原点監視工程を含む射出成形工程を示す工程図である。また、図３は、本実施形態の電動射出成形機においてロードセルの原点監視を行う原点監視部のブロック図であり、図４は原点監視工程の詳細を示す工程図である。
【００２５】
図２に示すように、射出成形は、金型を閉じ、締め付ける型閉・型締工程（ステップＳ１）と、金型のスプルにノズルを押しつけた後、シリンダ１６内のスクリュ４を前進させて（図１中、左方向）、スクリュ４の前方に溜まった溶融樹脂を金型内に射出する射出工程（ステップＳ２）と、その後、気泡、ヒケの発生を抑制するために保圧をしばらくかける保圧工程（ステップＳ３）と、次のサイクルのために、スクリュ４を回転させ、かつ、樹脂を溶解しながらシリンダ１６の前方に溶解樹脂をため込み計量する材料計量工程（ステップＳ４）と、シリンダ１６内の圧力を減少させることで材料計量工程終了後のドルーリングを防止するため、スクリュ４を設定したストローク分だけを後退させて（図１中、右方向）停止するサックバック工程（ステップＳ５）と、固化された成形品を金型から取り出すために金型を開く型開工程（ステップＳ６）と、成形品を金型に設けられた突出しピンによって突き出す製品突き出し工程（ステップＳ７）と、本発明の特徴である、連続成形時においてロードセル１０の原点を監視する原点監視工程（ステップＳ８）とを含む。
【００２６】
上述のサックバック工程において後退させて停止状態にあるスクリュ４は圧力制御状態にはないので、仮にロードセル１０が原点ずれを起こしている場合、ロードセル１０からの歪アンプ出力値は成形開始時の原点から大きくずれた値となる。そこで本実施形態は、この状態でロードセル１０の原点監視を行う。すなわち、従来の成形工程は、連続成形においてサックバック工程後に型開工程へと進むものであったが、本実施形態はサックバック工程後、圧力制御状態にない状態で原点監視工程を実施してから型開工程へと進む。
【００２７】
ここで、図３および図４により、コントローラの原点監視部の構成および原点監視工程の詳細について説明する。
【００２８】
図３に示すように、コントローラ１８の原点監視部３０は、遅延タイマ設定部１９と、基準値設定部２０と、検出平均値算出部２１と、比較判断部２２とを有する。
【００２９】
遅延タイマ設定部１９は、原点監視工程において、サックバック工程終了から後述の基準値を計測するまでの遅延タイマを設定する。
【００３０】
基準値設定部２０は、生産開始から所定のショット数が満了した後からカウントされる、設定されたショット数の間における歪アンプ出力値の平均値を、ロードセル１０の原点ずれを起こしていないかどうかを監視するための基準値（＝設定ショット数分の歪アンプ出力値の平均値）として算出する。また、基準値設定部２０は、この基準値に基づき、生産継続するか、あるいは図示しない警報手段により警報を出力して装置を停止するといった安全動作を実施するかどうかを判断するための歪アンプ出力値の許容範囲を規定する上限基準値および下限基準値を設定する。
【００３１】
検出平均値算出部２１は、基準値が設定された後の連続運転中の検出平均値（＝現ショットにおける歪アンプ出力値を含む所定のショット数分の歪アンプ出力値の平均値）を算出する。なお、基準値を設定した後の、連続運転中にはロードセル１０の歪アンプ出力値が検出平均値算出部２１に継続して入力され、新しく検出された歪アンプ出力値により検出平均値は更新される。
【００３２】
比較判断部２２は、上記検出平均値と、上限基準値および下限基準値とを比較することで、検出平均値が生産継続可能な許容範囲にあるかどうかを判断する。
【００３３】
サックバック工程後に実施される、原点監視工程の詳細は以下の通りである。
【００３４】
まず、設定した遅延タイマ後（ステップＳ８−１）、現在のショットにおけるロードセル１０の歪アンプ出力値を検出する（ステップＳ８−２）。
【００３５】
次に、基準値設定部２０にて、基準値が設定されたかどうかを判断し（ステップＳ８−３）、基準値が設定されていなければ、生産開始から所定のショット数が満了した後からカウントされる設定されたショット数の間に、基準値を設定するために必要なデータの計測を行い、基準値を設定する（ステップＳ８−４）。
【００３６】
基準値が設定されたならば、続くショットからは、比較判断部２２にて、基準値設定部２０で設定された基準値と、検出平均値算出部２１で算出された検出平均値との比較がなされる（ステップＳ８−５）。検出平均値が上限基準値より小さく、かつ下限基準値より大きいと判断した場合、すなわち、検出平均値が許容範囲内である場合（ステップＳ８−６）は、ロードセル１０の原点はずれていないと判断し、生産を継続する（ステップＳ８−７）。一方、検出平均値が上限基準値より大きい、あるいは下限基準値より小さいと判断した場合、すなわち、検出平均値が許容範囲外である場合（ステップＳ８−８）は、ロードセル１０の原点がずれてしまっていると判断し、警報手段により警報を出力し、装置を停止する（ステップＳ８−９）。
【００３７】
以上のように、本実施形態の場合、成形工程中の圧力制御状態にないサックバック工程後であって型開工程前及び型開動作中に原点監視工程を設けることで、連続成形中にロードセル１０を無負荷状態にすることなくロードセル１０の基準値からのずれを検出することができる。これにより、連続成形中におけるロードセル１０の原点ずれに左右されることなく、充填圧力不足・可塑化された樹脂の密度のばらつきなどの発生を歪アンプ出力値の変動として監視することができる。また、原点ずれを生じた場合には、上記安全動作の実施により成形不良の事前処置が可能となり、ロス時間も少なく材料の無駄も少なくすることができる。
【００３８】
なお、図５の工程図に示すように、射出成形工程が、保圧工程（ステップＳ３）後に、金型内の樹脂圧力を抜く目的のサックバック工程（ステップＳ５’）を含む場合、上述した原点監視工程（ステップＳ８）と同じ工程内容の原点監視工程（ステップＳ８’）をサックバック工程（ステップＳ５’）後であって材料計量工程（ステップＳ４）前に設けるものであってもよい。また、本発明は、原点監視工程（ステップＳ８’）のみとするものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の電動射出成形機の駆動装置の一例の側断面図である。
【図２】本発明の原点監視工程を含む射出成形工程を示す工程図の一例である。
【図３】電動射出成形機においてロードセルの原点監視を行う原点監視部のブロック図である。
【図４】本発明の原点監視工程の詳細を示す工程図の一例である。
【図５】本発明の原点監視工程を含む射出成形工程を示す工程図の他の例である。
【符号の説明】
【００４０】
１    射出用サーボモータ
２    ボールネジ軸
３    ボールナット
４    スクリュ
５    小プーリ
６    タイミングベルト
７    大プーリ
８    第１プレート
９    ベアリング
１０    ロードセル
１１    第２プレート
１２    ガイド軸
１３    ベアリング
１４    出力軸
１５    可塑化用プーリ
１６    シリンダ
１７    第３プレート
１８    コントローラ
１９    遅延タイマ設定部
２０    基準値設定部
２１    検出平均値算出部
２２    比較判断部
３０    原点監視部
【図１】
2006021443.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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