(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の金型が取り付けられる固定盤と、前記固定盤と対抗するように配置され、他方の金型が取り付けられる移動盤と、前記移動盤を前後進させて金型の開閉と型締めを行う型締機構と、前記型締機構を駆動するサーボモータを有する駆動機構と、前記サーボモータを制御する制御装置と、を有する型締装置における金型保護方法であって、
予め型閉動作試験を実施し、前記サーボモータが型閉動作の過程で実際に出力する実動作トルクを記録し、
前記サーボモータが型閉動作の過程で出力する力学理論上の理論トルクを算出し、前記実動作トルクに近似するように、前記理論トルクを補正し、
実際の成形工程の型閉動作では、補正された前記理論トルクと型閉動作時の実動作トルクとを比較し、前記実動作トルクと理論トルクの差が所定のしきい値を超えたことを検知することにより、金型に異常が生じたと判定し、金型保護動作を行うことを特徴とする金型保護方法。
【請求項２】
前記型締機構は、前記サーボモータにより駆動されるクロスヘッドを有するトグルリンク式の型締機構からなり、
前記理論トルクは、前記型締機構の回転部、前記クロスヘッドおよび前記移動盤の各部のイナーシャによるトルクと、前記各部の摺動抵抗によるトルクと、から算出されることを特徴とする請求項１に記載の金型保護方法。
【請求項３】
前記理論トルクは、前記型締機構の回転部、前記クロスヘッドおよび前記移動盤の各部のイナーシャによるトルクと、前記各部の摺動抵抗によるトルクにそれぞれ補正係数を設定し、これらの補正係数を増減させることにより、前記理論トルクを補正することを特徴とする請求項２に記載の金型保護方法。
【請求項４】
一方の金型が取り付けられる固定盤と、
前記固定盤と対抗するように配置され、他方の金型が取り付けられる移動盤と、
前記移動盤を前後進させて金型の開閉と型締めを行う型締機構と、
前記型締機構を駆動するサーボモータを有する駆動機構と、
前記サーボモータを制御する制御装置と、を有する型締装置に用いられる金型保護装置であって、
前記サーボモータが型閉動作の過程で実際に出力する実動作トルクを測定するトルク測定手段と、
前記サーボモータが型閉動作の過程で出力する力学理論上の理論トルクを算出する理論トルク算出手段と、
予め型閉動作試験を実施して記録した前記サーボモータの実動作トルクに近似するように、前記理論トルクを補正する補正手段と、
補正された前記理論トルクと、実際の型閉動作時の実動作トルクとを比較し、前記実動作トルクと理論トルクの差が所定のしきい値を超えたことを検知することにより、金型に異常が生じたことを検知する金型異常検知手段と、
を具備したことを特徴とする金型保護装置。
【請求項５】
一方の金型が取り付けられる固定盤と、
前記固定盤と対抗するように配置され、他方の金型が取り付けられる移動盤と、
前記移動盤を前後進させて金型の開閉と型締めを行う型締機構と、
前記型締機構を駆動するサーボモータを有する駆動機構と、
前記サーボモータを制御する制御装置と、
前記サーボモータが型閉動作の過程で実際に出力する実動作トルクを測定するトルク測定手段と、
前記サーボモータが型閉動作の過程で出力する力学理論上の理論トルクを算出する理論トルク算出手段と、
予め型閉動作試験を実施して記録した前記サーボモータの実動作トルクに近似するように、前記理論トルクを補正する補正手段と、
補正された前記理論トルクと、実際の型閉動作時の実動作トルクとを比較し、前記実動作トルクと理論トルクの差が所定のしきい値を超えたことを検知することにより、金型に異常が生じたことを検知する金型異常検知手段と、
を具備したことを特徴とする型締装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形機やダイカストマシンなどで用いられている型締装置における金型保護方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形機やダイカストマシンなどの成形装置で用いられている型締装置は、固定金型が取り付けられる固定盤と、移動金型が取り付けられる移動盤と、を備えている。この型締装置では、トグルリンク式の型締装置が広く利用されており、電動駆動されるトグルリンク機構の屈伸によって、移動盤を進退動させ、金型の型閉、型締めおよび型開を行っている。
【０００３】
ところで、成形サイクル中に、開いている金型の間に、例えば成形品や工具などを落したり、うっかり置き忘れてしまうことがある。このような異物の存在に気づかずに、金型型閉動作を行うと、金型の間で異物を挟んでしまうことがある。その場合に、型閉動作をそのまま継続してしまうと、金型を損傷させてしまう虞がある。
【０００４】
このため、従来の型締装置では、型閉動作中に固定金型と移動金型の間に介在する異物を検知し、型閉動作を停止させるなどの金型保護動作を行う機能を有するものが知られている（例えば、特許文献１乃至４）。
【０００５】
このうち、特許文献１−３では、トグルリンク機構を駆動する型締モータのトルクにあらかじめ制限値や許容限界値を設定しておき、型締モータの実動作トルクが制限値や許容限界値を超えた場合に、固定金型と移動金型の間に異物を挟み込む異常が発生したものと判断し、型締モータを停止させる金型保護方法が開示されている。
【０００６】
ここで、図８は、型閉動作時に、トグルリンク機構を駆動する型締モータのトルク変化を示すグラフである。
以下、図８を参照して、従来の一般的な金型保護動作について説明する。
この図８において、横軸は移動金型の位置を示し、右に行くにしたがって固定金型に近づいていく。縦軸は型締モータのトルクを示す。
【０００７】
型閉工程では、移動金型が固定金型に向かって移動し、減速区間に入ると減速される。その後、移動金型は一定の遅い速度で固定金型に接近していく。この間、正常に型閉動作が行われた場合の型締モータのトルク変化は、実線で示すトルク曲線１００のようになる。
【０００８】
型閉動作中に、固定金型と移動金型との間に異物が挟まるなどの異常発生を検知する基準になるのが、参照符号１０２で示す異常検知トルクである。低速で金型を閉じる型閉動作では、型締モータの負荷は徐々に下がっていくので、これに対応させて、異常検知トルク１０２は、右肩下がりの直線となるように設定されている。
【０００９】
そこで、移動金型が固定金型に低速で接近しているときに、位置Ｐ1で異物に接触したとする。この時、移動金型と固定金型とで異物を挟み込むことになるので、型締モータのトルクは２点鎖線で示すように急激に上昇する。型締モータのトルクと異常検知トルクとは比較され、型締モータのトルクが異常検知トルクに達した時点で、異常の発生が検知され、型締モータを停止させるなどの金型保護動作が行なわれる。このような定速区間での異常検知は、異物を挟みこんでから遅れることなく、速やかに検知される。
【００１０】
これに対して、減速区間での異常検知は、異物を挟み込んでから遅れてしまうという問題があった。これについて図９を参照して説明する。
図９は、減速区間で異物を挟み込んだ場合の型締モータのトルクの変化を実機で測定した例を示す。図９において、減速区間内の位置Ｐ２は、移動金型が異物と接触した位置である。
【００１１】
移動金型が異物と接触した直後に、トルクが上昇することになるが、この位置での異常検知トルク１０２の設定値は、高く設定されているので、異物接触直後に異常は検知されない。
【００１２】
その後、移動金型が定速で異物を挟み込みながら移動し、型締モータのトルクが異常検知トルク１０２を超えたときにはじめて異常が検知されるので、減速中の異常検知には、定速時とは異なり移動金型が異物と接触し始めた時点からかなりの遅れが発生することになる。
【００１３】
本出願人は、減速中に異物を挟み込んだ場合の異常検知の遅れを防止するために、特許文献４において新たな金型保護の技術を提案している。
【００１４】
すなわち、この特許文献４に係る金型保護方法は、型閉動作時の型締モータの理論動作トルクを表すトルク波形をあらかじめ設定した内部パラメータ、型閉条件等に基づいて理論上から計算し、この理論動作トルクと、型締モータの実動作トルクとを比較しながら監視し、異物の挟み込みなどの異常を検知するというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００６−３３４８２０号公報
【特許文献２】特開２００４−３３０５２７号公報
【特許文献３】特開２００４−１４２２１１号公報
【特許文献４】特開２０１４−１２４７９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、実際には、型閉動作時の実動作トルクと同等のトルク波形となるような理論動作トルクを、内部パラメータや型閉条件のみに基づく計算で得ることは困難な場合が多かった。これは、実際の型閉動作には、理論動作トルクの計算に考慮していない様々な因子、外乱因子があるためと考えられる。このため、型締モータの理論動作トルクが実際の型締モータの実動作トルクの変化を表す波形からずれていると、高応答での異常検知をできなくなるという問題があった。
【００１７】
本発明は、前記従来技術の有する問題点に鑑みなされたものであって、移動金型と固定金型の間に異物が挟まるなどの異常を検知する基準となる型締モータの理論動作トルクを正確に求めることにより、特に、型閉減速中であっても高応答の異常検知を可能にする金型保護方法および装置、型締装置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】
【００１８】
前記の目的を達成するために、本発明に係る金型保護装置は、一方の金型が取り付けられる固定盤と、前記固定盤と対抗するように配置され、他方の金型が取り付けられる移動盤と、前記移動盤を前後進させて金型の開閉と型締めを行う型締機構と、前記型締機構を駆動するサーボモータを有する駆動機構と、前記サーボモータを制御する制御装置と、を有する型締装置における金型保護方法であって、予め型閉動作試験を実施し、前記サーボモータが型閉動作の過程で実際に出力する実動作トルクを記録し、前記サーボモータが型閉動作の過程で出力する力学理論上の理論トルクを算出し、前記実動作トルクに近似するように、前記理論トルクを補正し、実際の成形工程の型閉動作では、補正された前記理論トルクと型閉動作時の実動作トルクとを比較し、前記実動作トルクと理論トルクの差が所定のしきい値を超えたことを検知することにより、金型に異常が生じたと判定し、金型保護動作を行うことを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明に係る金型保護方法は、一方の金型が取り付けられる固定盤と、前記固定盤と対抗するように配置され、他方の金型が取り付けられる移動盤と、前記移動盤を前後進させて金型の開閉と型締めを行う型締機構と、前記型締機構を駆動するサーボモータを有する駆動機構と、前記サーボモータを制御する制御装置と、を有する型締装置に用いられる金型保護装置であって、前記サーボモータが型閉動作の過程で実際に出力する実動作トルクを測定するトルク測定手段と、前記サーボモータが型閉動作の過程で出力する力学理論上の理論トルクを算出する理論トルク算出手段と、予め型閉動作試験を実施して記録した前記サーボモータの実動作トルクに近似するように、前記理論トルクを補正する補正手段と、補正された前記理論トルクと、実際の型閉動作時の実動作トルクとを比較し、前記実動作トルクと理論トルクの差が所定のしきい値を超えたことを検知することにより、金型に異常が生じたことを検知する金型異常検知手段と、を具備したことを特徴とするものである。
【００２０】
さらに、本発明に係る型締装置は、一方の金型が取り付けられる固定盤と、前記固定盤と対抗するように配置され、他方の金型が取り付けられる移動盤と、前記移動盤を前後進させて金型の開閉と型締めを行う型締機構と、前記型締機構を駆動するサーボモータを有する駆動機構と、前記サーボモータを制御する制御装置と、前記サーボモータが型閉動作の過程で実際に出力する実動作トルクを測定するトルク測定手段と、前記サーボモータが型閉動作の過程で出力する力学理論上の理論トルクを算出する理論トルク算出手段と、  予め型閉動作試験を実施して記録した前記サーボモータの実動作トルクに近似するように、前記理論トルクを補正する補正手段と、補正された前記理論トルクと、実際の型閉動作時の実動作トルクとを比較し、前記実動作トルクと理論トルクの差が所定のしきい値を超えたことを検知することにより、金型に異常が生じたことを検知する金型異常検知手段と、を具備したことを特徴とするものである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態による金型保護方法が適用される射出成形機の概要を示す側面図である。
【図２】本発明の一実施形態による型締装置の概要を示す側面図である。
【図３】本発明の一実施形態による金型保護装置が設けられた型締モータの制御系を示すブロック図である。
【図４】図３の金型保護装置の構成を示すブロック図である。
【図５】成形サイクルを開始する前に実施した型開閉試験で記録した型締モータの実動作トルクの変化と、算出した理論上のトルクを対照して示すグラフである。
【図６】補正後の理論トルクの波形と実動作トルクの波形を示すグラフである。
【図７】実際の成形サイクルにおいて、型閉動作中に異常が発生した場合の型締モータのトルク変化を示すグラフである。
【図８】従来の一般的な金型保護動作を説明する実動作トルクの変化を示すグラフである。
【図９】減速区間で異物を挟み込んだ場合の型締モータのトルクの変化を実機で測定した例を示すグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明による金型保護方法および装置、型締装置の一実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態による金型保護方法が適用される射出成形機１の概要を示す図である。図１において、参照番号２は射出成形機１の射出装置を示す。参照番号３は射出成形機１の型締装置を示している。
【００２３】
射出装置２のバレル４には、スクリュ５が回転自在でかつ軸方向に移動可能に挿入されている。樹脂（成形材料、材料）は、ホッパ６からバレル４に投入される。バレル４の周囲には樹脂を加熱する図示しない加熱ヒータが配置されている。射出装置２では、図示しない計量用モータによりスクリュ５を回転させ、樹脂の溶融と混練を行いながら、樹脂をバレル４の前方に溜めることで、計量が行われる。バレル４の前方に溜められた樹脂は、図示しない射出用モータ、ボールねじ及びナットによってスクリュ５を前進させることで、ノズル７から金型１９内に形成されたキャビティに充填される。
【００２４】
次に、図２は、本実施形態による型締装置３の概要を示す側面図である。
フレーム１１の一端側には、固定ダイプレート（固定盤）２０が固定されている。フレーム１１の他端側には、受圧盤２４が配置されている。固定ダイプレート２０と、受圧盤２４の間には、移動ダイプレート（移動盤）２２がフレーム１１上を移動可能に設置されている。固定ダイプレート２０には固定金型２１が取り付けられ、移動ダイプレート２２には移動金型２３が取り付けられている。金型１９は、固定金型２１と移動金型２３とを有しており、この金型１９によって、つまり固定金型２１と移動金型２３とを合わせることによって成形品のキャビティが形成されている。
【００２５】
固定ダイプレート２０と受圧盤２４とは、複数の（例えば、４本の）タイバー３６を介して連結されている。タイバー３６は、例えば、型閉じをする型閉動作の後の金型を締め上げる（型締めをする）型締動作の際に、トグルリンク機構（トグル機構、型締機構、型開閉機構）２８によってもたらされる型締力を受けるようになっている。
【００２６】
図２に示されるように、トグルリンク機構２８は、例えば、第１リンク３０と第２リンク３１と、第３リンク３２とによって構成されている。
図２には、上下、左右にそれぞれ設けられているトグルリンクのうち、上側のトグルリンクおよび下側のそれぞれ一方のトグルリンクが示されている、いずれも同一に構成されるものである。
【００２７】
第１リンク３０の一端部は、トグルピン３４を介して、受圧盤２４に連結されている。第１リンク３０の他端部は、トグルピン３５を介して第２リンク３１の一端部と連結されている。この第２リンク３１の他端部は、トグルピン３７を介して移動ダイプレート２２と連結されている。
次に、図２において、参照番号２６は、トグルリンク機構２８と連結されるクロスヘッドを示している。
クロスヘッド２６には、第３リンク３２の一端部がトグルピン３８を介して連結されている。第３リンク３２の他端部は、第１リンク３０とトグルピン３９を介して連結されている。
【００２８】
この実施形態では、受圧盤２４には、トグルリンク機構２８の駆動源となる型締モータ４０が設けられている。クロスヘッド２６の中央部には、サーボモータ４０の回転を並進運動に変換してトグルリンク機構２８に伝達するボールねじ機構の図示されないナット部が設けられている。このナット部には、ボールねじ２７が螺合している。型締モータ４０の回転はプーリ２５ａ、２５ｂ、タイミングベルト２９を介してボールねじ２７に伝達される。
【００２９】
次に、型締装置の型閉動作について説明をする。
図２では、トグルリンク機構２８の第１リンク３０と第２リンク３１が伸び、金型１９が閉じられた状態が示されている。
【００３０】
すなわち、サーボモータ４０が駆動されてクロスヘッド２６が型閉じ方向(紙面上の右方)に移動(前進)すると、第１リンク３０と第２リンク３１が伸びるため、移動ダイプレート２２は固定ダイプレート２０に向かって前進し、型閉じが行われる。そして、固定金型２１に対して、移動金型２３が当接した時点で型閉じが完了する。
【００３１】
その後、移動金型２３が固定金型２１に当接している状態で、トグルリンク機構２８を伸ばすと、移動金型２３が移動する代わりに、タイバー３６が伸び、そのタイバー３６が伸びる力の反力で、移動金型２３を固定金型２１に強く押し付ける型締力が発生する。最終的にはトグルリンク機構２８を伸ばすことで、移動金型２３は固定金型２１に対して所定の型締力で締め付けられる。
【００３２】
本実施形態による型締装置３では、上記のような型閉動作の過程で、成形品や工具などの異物を移動金型２３と固定金型２１の間に挟み込み、移動金型２３または固定金型２１を破損させてしまうという事故を防止するために、次のような金型保護装置が設けられている。
【００３３】
ここで、図３は、金型保護装置５０が設けられた型締モータ４０の制御系を示すブロック図である。
【００３４】
型締モータ４０の回転位置および速度は、サーボ制御部４２とサーボアンプ４４とを有するサーボ機構によって、コントローラ４３から与えられる位置指令に追従するように制御される。型締モータ４０の回転角度(回転位置)は、エンコーダ４５によって検出され、検出された型締モータ４０の回転角度を用いて位置フィードバックループ及び速度フィードバックループが形成されている。サーボ制御部４２の出力するトルク指令は、型締モータ４０に流れる電流のフィードバックと比較され、その偏差がサーボアンプ４４で増幅され、サーボモータ４０に印加される。金型保護装置５０は、このような型締モータ４１の制御系に組み込まれている。
【００３５】
次に、図４は、金型保護装置５０の構成を示すブロック図である。
本実施形態による金型保護装置５０は、型閉動作の過程で、型締モータ４０に流れる電流値に基づいて型締モータ４０が実際に出力する実動作トルクを測定する実動作トルク測定部６０と、型閉動作中の型締モータ４０の出力トルクを理論上から求める理論トルク算出部６２と、この理論トルクに修正を加えるための補正係数増減部６１と、を備えている。
【００３６】
また、金型保護装置５０は、型締モータ４０の実動作トルクを監視し、この実動作トルクが理論トルクに所定の許容値を加えた異常検知トルクを超えた場合に、金型に異常が発生したことを検知する金型異常検知部６４と、を備えている。
【００３７】
まず、型締モータ４０の理論動作トルクの算出の仕方について説明する。
図２において、本実施形態のようなトグルリンク式の型締装置３の場合、型締モータ４０によって動く主要部分は、プーリ２５ａ、２５ｂとタイミングベルト２９からなるベルト伝動機構およびボールねじ２７などの回転部の他、クロスヘッド２６と、移動ダイプレート２２である。
【００３８】
型閉動作中に、型締モータ４０にかかる理論上のトルクは、次の（１）式で表されるように、上記主要部分のイナーシャによるトルクと、摺動抵抗によるトルクとの和となる。
【００３９】
Ｔｔ＝Ｔｉ＋Ｔｓ        …（１）
ここで、Ｔｔ：理論動作トルク
Ｔｉ：イナーシャによるトルク
Ｔｓ：摺動抵抗によるトルク
である。
【００４０】
そこで、イナーシャによるトルクＴｉについて説明する。
イナーシャによるトルクＴｉは、次の（２）式で表されるように、動く主要部各部のイナーシャと加速度の積の和をとったものとなる。
【００４１】
Ｔｉ＝αＸＨ・ＪＸＨ・ＣＸＨ＋αＭＰ・ＪＭＰ・ＣＭＰ＋αＲ・ＪＲ・ＣＲ  …（２）
ここで、αＸＨ：クロスヘッド２６の加速度
ＪＸＨ：クロスヘッド２６のイナーシャ
ＣＸＨ：クロスヘッド２６のイナーシャに対する補正係数
αＭＰ：移動ダイプレート２２の加速度
ＪＭＰ：移動ダイプレート２２のイナーシャ
ＣＭＰ：移動ダイプレート２２のイナーシャに対する補正係数
αＲ  ：回転部の加速度
ＪＲ  ：回転部のイナーシャ
ＣＲ  ：回転部のイナーシャに対する補正係数
である。
【００４２】
なお、移動ダイプレート２２のイナーシャＪＭＰについては、トグルリンク機構２８の影響を受け、このイナーシャＪＭＰは、単位時間あたりのクロスヘッド２６の移動量に対する移動ダイプレート２２の移動量の比である速度比の二乗に比例する。
【００４３】
図４に示されるように、金型保護装置５０では速度比を求める必要があるため、クロスヘッド位置検出部６７と、クロスヘッド２６の位置とそれに対応する移動ダイプレート２２の位置が対になったデータが記憶されたメモリテーブル６８が設けられている。
【００４４】
理論トルク算出部６２では、検出したクロスヘッド２６の位置から移動ダイプレート２２の位置と移動ダイプレート２２のクロスヘッド２６に対する速度比とが演算され、これらから移動ダイプレート２２のイナーシャＪＭＰが算出される。
【００４５】
また、各部の加速度αＸＨ、αＭＰ、αＲについては、それぞれクロスヘッド２６、移動ダイプレート２２の移動量、回転部の回転量から加速度が算出される。
【００４６】
また、イナーシャによるトルクＴｉの算出にあたり、各部のイナーシャＪＸＨ、ＪＭＰ、ＪＲと、加速度αＸＨ、αＭＰ、αＲは、型締モータ４０のモータ軸相当の値に換算して使用される。各部のイナーシャＪＸＨ、ＪＭＰ、ＪＲは予め計算されて、設定部６９を介してメモリテーブル６８に内部パラメータとして記憶されている。
【００４７】
この実施形態では、クロスヘッド２６、移動ダイプレート２２、回転部の各部のイナーシャＪＸＨ、ＪＭＰ、ＪＲについては、それぞれ補正係数ＣＸＨ、ＣＭＰ、ＣＲが乗じられる。これらの補正係数ＣＸＨ、ＣＭＰ、ＣＲの増減を補正係数増減部６１においてすることで、イナーシャによるトルクＴｉを補正することが可能である。
【００４８】
次に、摺動抵抗によるトルクＴｓについて説明する。
摺動抵抗によるトルクＴｓは、次の（３）式で表される。
Ｔｓ＝［（ＷＭＰ＋ＷＭＯ）・ＲＶ＋ＷＸＨ］・μ・ＣＳ・ＰＢ・１／２πＲ  …（３）
ここで、
ＷＭＰ：移動ダイプレート２２の重量
ＷＭＯ: 移動金型の重量
ＷＸＨ：クロスヘッド２６の重量
ＲＶ：移動ダイプレート２２の速度比
μ：可動部摩擦係数
ＣＳ：摺動抵抗トルクに対する補正係数
ＰＢ：ボールネジのリード
Ｒ：減速比
摺動抵抗によるトルクＴｓは、主要な各可動部の重量に摩擦係数とボールねじのリードを掛けたものになる。ただし、移動ダイプレート２２の重量（移動金型２３の重量を含む）については、トグルリンク機構２８の影響を受けるため、移動ダイプレート２２のクロスヘッド２６に対する速度比との積により求められる。
【００４９】
この実施形態においても、補正係数ＣＳの値を増減することで、摺動抵抗によるトルクＴｓを補正するようになっている。
【００５０】
以上のように算出される、イナーシャによるトルクＴｉと摺動抵抗によるトルクＴｓの和である理論トルクＴｔは、成形サイクル開始前に、型閉試験動作を実施することで記録した実動作トルクと比較されて、実動作トルクに近似するように、補正係数ＣＸＨ、ＣＭＰ、ＣＲ、ＣＳの値を増減することで、次のようにして修正される。
【００５１】
ここで、図５は、成形サイクルを開始する前に実施した型開閉試験で記録した型締モータ４０の実動作トルクの変化と、上述のようにして算出した理論上のトルクＴｔを対照して示す図である。  
この図５において、横軸は移動金型２３の位置を示し、右に行くにしたがって固定金型２１に近づいていく。縦軸は型締モータ４０のトルクを示す。実線で示す曲線１１０は、型閉動作試験で記録した実動作トルクの波形を示しており、鎖線で示す曲線１１２は、理論トルクＴｔの変化を示す波形である。
【００５２】
図５に示されるように、例えば、減速区間においては、実動作トルクの波形１１０からは理論トルクＴｔの波形１１２の乖離が大きくなりがちとなる。このままでは、理論トルクＴｔは、型閉動作中の金型の異常を検知する基準である異常検知トルクの基礎にすることができないので、補正を加える。
この補正は、イナーシャによるトルクＴｉについては、（２）式の補正係数ＣＸＨ、ＣＭＰ、ＣＲの値を適宜増減させ、摺動抵抗によるトルクＴｓについては、（３）式の補正係数ＣＳの値を増減させることより、理論トルクＴｔの波形１１２が実動作トルクの波形１１０に近似するように補正を行う。この場合、イナーシャによるトルクＴｉの補正は、トルクの振幅を加減するのに有効であり、摺動抵抗によるトルクＴｓの補正は、曲線を縦軸の±方向にシフトさせるのに有効である。
【００５３】
次に、図６は、補正後の理論トルクＴｔの波形１１２と実動作トルクの波形１１０を示す。
型閉動作中に異物を挟み込む等の金型の異常を検知する基準となる異常検知トルクは、補正後の理論トルク曲線１１２に、所定の許容値を加えて得られる。図６では、参照番号１２０で示すのが、異常検知トルクである。以上のようにして求められた異常検知トルクのデータは、図４において、記憶装置７０に保存される。
【００５４】
次に、図７は、実際の成形サイクルにおいて、型閉動作中に異常が発生した場合の型締モータ４０のトルク変化を示すグラフである。実線で示すのが実動作トルクの波形１１０である。
以下、図７を参照して、本実施形態による金型保護動作について説明する。
【００５５】
型閉動作中は、型締モータ４０の実動作トルクは、金型異常検知部６４により監視され、
上述したように補正された理論トルクＴｉの波形１１２で表される各位置での理論トルクの値と比較される。
【００５６】
そこで、図７において、減速区間内の位置Ｐ２で、移動金型２３が異物と接触したとする。移動金型２３が異物と接触した直後に、実動作トルクは上昇する。移動金型が異物を挟み込みながら移動すると、実動作トルクはさらに上昇し、異常検知トルクを超えるに到る。
【００５７】
実動作トルクが異常検知トルクを超えると（図６において、実動作トルクと補正後の理論トルクＴｔとの差がしきい値である許容値を超えた場合である）、金型異常検知部６４によって異常が検知される。図４において、コントローラ４３は、金型異常検知部６４から異常検知信号を受信すると、型締モータ４０を停止させる指令を出力するので、型閉動作は直ちに停止させられる。以上のようにして、金型の破損等の事故を防止することができる。
【００５８】
本実施形態によれば、型締モータ４０にかかる理論トルクを、イナーシャによるトルクと摺動抵抗によるトルクに分けて精密に算出した上で、さらに、予め型閉動作試験を行って記録した実動作トルクに近似するように理論トルクに補正を加えて、この修正した理論トルクを基礎に異常検知トルクを設定している。これによって、減速区間であっても、従来のように遅れなしで異物を挟み込むなどの異常を高応答で検知することが可能になる。
なお、型閉を定速で行う区間で、異常が生じた場合でも、異常をすぐさま検知できることは同様である。
【００５９】
以上、本発明に係る金型保護方法および装置ついて、好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は、射出成形機の型締装置に限られずに、ダイカストマシンの型締装置にも同様に適用可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１…射出成形機、２…射出装置、３…型締装置、４…バレル、５…スクリュ、１９…金型、２０…固定ダイプレート（固定盤）、２１…固定金型、２２…移動ダイプレート（移動盤）、２３…移動金型、２４…受圧盤、２６…クロスヘッド、２７…ボールねじ、２８…トグルリンク機構、４０…型締モータ、５０…金型保護装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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