(57)【要約】【課題】可動ダイプレートに任意の重量の可動側金型を搭載しても、その金型重量に応じた好適な型開閉制御条件を自動的に設定可能とすること。【解決手段】実際に成形を行う可動側金型を搭載した状態で可動プレートを所定の試験型開閉制御条件に基づいて型開閉駆動することにより、サーボモータの計測トルクデータを取得し、この計測トルクデータと予め記憶しておいた複数の参照用計測トルクデータとを比較し、計測トルクデータに最も近い参照用計測トルクデータを特定して、特定した参照用計測トルクデータに対応して予め記憶しておいた好適な候補制御条件を、実際に成形を行う際の制御条件として自動的に用いる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動側金型を搭載した可動ダイプレートをサーボモータの駆動力で前後進させて型開閉を行う成形機において、
前記サーボモータを駆動するサーボドライバに駆動指令を与える型開閉制御手段と、
該型開閉制御手段が成形運転時の型開閉制御のために用いる制御条件を記憶する制御条件記憶手段と、
該制御条件記憶手段に記憶するための、金型重量に応じてそれぞれ好適に定められた複数組の候補制御条件を記憶した候補制御条件記憶手段と、
該候補制御条件記憶手段に記憶した各組の前記候補制御条件に対応する可動側金型をそれぞれ搭載した状態の前記可動ダイプレートを、所定の試験型開閉制御条件に基づいて予め駆動することにより得た前記サーボモータの計測トルクデータを、各組の前記候補制御条件にそれぞれ対応付けて参照用計測トルクデータとして記憶した参照用計測トルクデータ記憶手段と、
実際に成形を行う可動側金型を搭載した状態で前記可動ダイプレートを前記所定の試験型開閉制御条件に基づいて駆動することにより得た前記サーボモータの計測トルクデータと、前記参照用計測トルクデータ記憶手段に予め記憶した前記参照用計測トルクデータとを比較することにより、試験運転駆動することにより得た前記サーボモータの計測トルクデータに最も近い前記参照用計測トルクデータを特定して、この特定した前記参照用計測トルクデータに対応する前記候補制御条件を、実際に成形を行う際の制御条件として前記制御条件記憶手段に記憶させる制御条件選択・設定手段とを、
備えたことを特徴とする成形機。
【請求項２】
請求項１に記載の成形機において、
前記制御条件選択・設定手段が前記制御条件記憶手段に記憶させる制御条件は、少なくとも、ゲイン条件と加速条件と減速条件であることを特徴とする成形機。
【請求項３】
請求項１に記載の成形機において、
前記制御条件選択・設定手段は、前記可動ダイプレートの駆動開始から駆動停止までのトルクデータのパターンを比較することにより、試験運転駆動させて得た前記サーボモータの計測トルクデータに最も近い前記参照用計測トルクデータを特定する判定処理を行うことを特徴とする成形機。
【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の成形機に係り、特に、可動側金型を搭載した可動ダイプレートをサーボモータの駆動力によって前後進させるようにした成形機に関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形機などの成形機は、油圧式に較べると油汚れがなくクリーンイメージの電動式の成形機にシフトしつつあり、このような電動式の成形機、例えば電動式の射出成形機においては、可動側金型を搭載した可動ダイプレートを、サーボモータ（型開閉用電動サーボモータ）の駆動力によって、固定側金型を搭載した固定ダイプレートに対して前後進させることにより、型開閉を行うようになっている。
【０００３】
上記したような電動式の成形機においては、可動ダイプレートに搭載する可動側金型として、メーカー側で推奨する重量範囲の金型をユーザーが用いることを前提として、型開閉用のサーボモータの駆動制御条件である、ゲイン（サーボゲイン）や加減速の条件を、成形機の出荷段階で、メーカー側が予め一意に設定するのが、一般的であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、成形機を購入した成形機のユーザー側にとっては、メーカー側が推奨する重量範囲外の金型を使用したいという要求があり、また、ダイプレート（可動ダイプレートおよび固定ダイプレート）には、メーカー側が推奨する重量範囲外の金型を取り付けることが可能ともなっていることから、例えば、メーカー側が標準重量とした金型重量の２倍以上の重量の金型を、ダイプレートに搭載して成形運転が行われることが間々あった。このような場合には、サーボモータのゲインや加減速の制御条件は、上記の標準重量の金型を搭載した際において最適であるように設定されているので、型開閉の動作がきわめて不安定で、信頼性のないものとなっていた。つまり、設定されている型開閉のためのゲインや加減速の制御条件に対して、可動側ダイプレートに搭載された可動側金型の重量が過多であり過ぎるので、加速や減速の性能が安定せず、また、静定（停止位置での姿勢静定）までの時間がばらつくという問題があった。また、無理矢理の型開閉制御を行うので、サーボモータが発振するような場合もあり得た。
【０００５】
一方、例えば、メーカー側が標準重量とした金型重量の１／２倍程度の重量の可動側金型を、可動ダイプレートに搭載して成形運転を行うことも考えられるが、この場合には、上記したように型開閉のためのゲインや加減速の制御条件は、標準重量の金型を搭載した際において最適であるように設定されているので、標準重量よりも大幅に軽量の金型に対しては、余裕のあり過ぎる（過剰の）スペックの制御条件となり、可動ダイプレートの駆動開始から駆動停止までの時間（つまり、型開きの時間や、型閉じ・型締めの時間）の短縮を図ることが可能であるにもかかわらず、それが実現されていないなどという問題をもつものとなる。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、可動ダイプレートに任意の重量の可動側金型を搭載しても、その金型重量に応じた好適な型開閉制御条件を自動的に設定可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記した目的を達成するため、可動側金型を搭載した可動ダイプレートをサーボモータの駆動力で前後進させて型開閉を行う成形機において、
前記サーボモータを駆動するサーボドライバに駆動指令を与える型開閉制御手段と、
該型開閉制御手段が成形運転時の型開閉制御のために用いる制御条件を記憶する制御条件記憶手段と、
該制御条件記憶手段に記憶するための、金型重量に応じてそれぞれ好適に定められた複数組の候補制御条件を記憶した候補制御条件記憶手段と、
該候補制御条件記憶手段に記憶した各組の前記候補制御条件に対応する可動側金型をそれぞれ搭載した状態の前記可動ダイプレートを、所定の試験型開閉制御条件に基づいて予め駆動することにより得た前記サーボモータの計測トルクデータを、各組の前記候補制御条件にそれぞれ対応付けて参照用計測トルクデータとして記憶した参照用計測トルクデータ記憶手段と、
実際に成形を行う可動側金型を搭載した状態で前記可動ダイプレートを前記所定の試験型開閉制御条件に基づいて駆動することにより得た前記サーボモータの計測トルクデータと、前記参照用計測トルクデータ記憶手段に予め記憶した前記参照用計測トルクデータとを比較することにより、試験運転駆動することにより得た前記サーボモータの計測トルクデータに最も近い前記参照用計測トルクデータを特定して、この特定した前記参照用計測トルクデータに対応する前記候補制御条件を、実際に成形を行う際の制御条件として前記制御条件記憶手段に記憶させる制御条件選択・設定手段とを、
備えた構成をとる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、実際に成形を行う可動側金型を可動ダイプレートに搭載した状態で、サーボモータにより可動ダイプレートを所定の試験型開閉制御条件に基づいて試験運転駆動することによって、サーボモータの計測トルクデータを取得し、この計測トルクデータと予め記憶しておいた複数の参照用計測トルクデータとを比較し、計測トルクデータに最も近い参照用計測トルクデータを特定して、特定した参照用計測トルクデータに対応して予め記憶しておいた好適な候補制御条件を、実際に成形を行う際の制御条件として自動的に用いるので、可動ダイプレートに搭載する可動側金型の重量に応じた好適な型開閉制御を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。  
図１〜図６は、本発明の一実施形態（以下、本実施形態と記す）による射出成形機に係り、図１は、本実施形態の射出成形機の型開閉系メカニズムを示す、簡略化しかつ一部を破断した正面図である。
【００１０】
図１において、１は、適宜の保持フレームに固定された固定ダイプレート、２は、固定ダイプレート１に固定された固定側金型、３は、成形運転状態では固定位置を保持されるテールストック、４は、固定ダイプレート１とテールストック３とを連結した複数本のタイバー、５は、タイバー４に挿通・案内されて、固定ダイプレート１とテールストック３との間を前後進可能な可動ダイプレート、６は、可動ダイプレート５に固定された可動側金型、７は、テールストック３に搭載された型開閉用のサーボモータ（型開閉用電動サーボモータ）、８は、サーボモータ７の出力軸に固定された駆動プーリ、９は、サーボモータ７の回転を直線運動に変換するボールネジ機構、１０は、テールストック３に回転可能に保持されたボールネジ機構９のナット体、１１は、ナット体１０に螺合されて、ナット体１０の回転で前後進するボールネジ機構９のネジ軸、１２は、ナット体１０に固定されて、サーボモータ７の回転を、駆動プーリ８、図示せぬタイミングベルトを介して伝達される被動プーリ、１３は、テールストック３と可動ダイプレート５を連結し、ボールネジ機構９のネジ軸１１の前進または後退で伸長駆動または折り畳み駆動されて、これにより可動ダイプレート５を前進または後退させるトグルリンク機構である。
【００１１】
図１に示す構成において、図示していないが型開き状態では、トグルリンク機構１３は最も折り畳まれた状態にあって可動ダイプレート５は最も後退した型閉じ開始位置（型開き完了位置）にある。この型開き状態から、サーボモータ７が所定方向に回転駆動されると、駆動プーリ８、図示せぬタイミングベルト、被動プーリ１２を介してボールネジ機構９のナット体１０が回転駆動され、これによってボールネジ機構９のネジ軸１１が前進することでトグルリンク機構１３が伸長駆動されて、可動ダイプレート５が前進する。そして、可動ダイプレート５の前進によって、可動側金型６が固定側金型２にタッチし、この金型タッチ後も、サーボモータ７がさらに上記の所定方向に所定量だけ回転駆動されることで、トグルリンク機構１３が完全に伸びきった状態に移行して、これによって型締めが完了してサーボモータ７の回転は停止される。型締め完了状態では、タイバー４が所定の引っ張り荷重を受けて伸び変形しており、引っ張り荷重を与えられたタイバー４の弾性復元力によって、両金型２、６に対して所定の型締め力が付与されるようになっている。
【００１２】
型締め完了後の所定タイミングで、図示せぬ射出ユニットにより、両金型２、６で形づくられるキャビティ（成形用空間）内に溶融樹脂が射出・充填され、公知の保圧過程、冷却過程を経た後、型開きが行われる。この型開きにおいては、サーボモータ７が先とは逆方向に回転駆動されて、駆動プーリ８、図示せぬタイミングベルト、被動プーリ１２を介してボールネジ機構９のナット体１０が先とは逆方向に回転駆動され、これによってボールネジ機構９のネジ軸１１が後退することで、トグルリンク機構１３が折り畳み駆動されて可動ダイプレート５が後退し、可動ダイプレート５が型開き完了位置（型閉じ開始位置）まで後退した時点でサーボモータ７の回転が停止されて、型開きが完了する。
【００１３】
図２は、型開閉制御系の構成を示すブロック図である。図２において、２０は、射出成形機の全体制御を司るシステムコントローラで、このシステムコントローラは、演算機能素子やメモリなどのハードウェア資源と、予め保持された各種アプリケーションソフトなどのソフトウェア資源との協働により、各種の演算処理、データ書き込み・呼み出し処理、表示制御処理、指令出力処理等々の各種処理を実行する。図２でシステムコントローラ２０中には、型開閉制御にかかわる機能ブロックのみを描いてあり、これらの機能ブロックの詳細については後述するが、各機能ブロックは、上記のハードウェア資源とソフトウェア資源とにより具現化されるものであり、システムコントローラ２０中の機能ブロックは、１つの機能ブロックが他の機能ブロックを兼用する機能をもつものとなっていてもよい。
【００１４】
また、図２において、３１は、システムコントローラ２０からの指令によって、システムコントローラ２０から与えられる制御目標データと、サーボモータ７に付設された図示せぬエンコーダの出力やサーボモータ７に付設されたトルク検出部３３の出力などとに基づき、サーボモータ７をサーボドライバ３２を介して駆動制御する型開閉制御部、３３は、サーボモータ７に付設されて、サーボモータ７の実駆動電流値からモータトルクを計測するトルク検出部、３４は、サーボモータ７の回転をボールネジ機構９に伝える、前記した駆動プーリ８、図示せぬタイミングベルト、被動プーリ１２によって構成される減速回転伝達系（減速回転伝達メカニズム）であり、サーボモータ７→減速回転伝達系３４→ボールネジ機構９→トグルリンク機構１３という力の伝達経路で、前記したように可動ダイプレート５が前進または後退駆動される。
【００１５】
システムコントローラ２０中において、２１は、システムコントローラ２０内の各部を制御する統括制御部、２２は、型開閉制御部３１が成形運転時の型開閉制御のために用いる制御条件を記憶する制御条件記憶部、２３は、型開閉制御部３１が後述する試験型開閉運転時の型開閉制御のために用いる制御条件を記憶する試験型開閉制御条件記憶部、２４は、制御条件記憶部２２または試験型開閉制御条件記憶部２３の何れか一方の条件データを用いて、マシンの各部の動作状態を把握する統括制御部２１のコントロールの下に、サーボモータ７に付設されたエンコーダの出力やトルク検出部３３の出力を参照しつつ、型開閉制御部３１に制御目標データ（指令値）を出力する制御指令値出力部である。なお、制御条件記憶部２２には、型閉じおよび型締めに要するエンコーダの出力パルス値、型開きに要するエンコーダの出力パルス値、型閉じの区間分けされた速度・圧力制御条件、型締めの圧力制御条件、型開きの区間分けされた速度・圧力制御条件の他に、サーボゲイン条件、加速条件、減速条件などが記憶される。試験型開閉制御条件記憶部２３には、型閉じおよび型締めに要するエンコーダの出力パルス値、型開きに要するエンコーダの出力パルス値、型閉じの区間分けされた速度・圧力制御条件、型締めの圧力制御条件、型開きの区間分けされた速度・圧力制御条件、試験型開閉の回数値の他に、試験型開閉運転で用いる例えば標準的なサーボゲイン条件、加速条件、減速条件などが記憶される。
【００１６】
また、システムコントローラ２０中において、２５は、制御条件記憶部２２に記憶するための、金型重量に応じてそれぞれ好適に定められた複数組の候補制御条件を記憶した候補制御条件記憶部、２６は、候補制御条件記憶部２５に記憶した各組の候補制御条件に対応する可動側金型６をそれぞれ搭載した状態の可動ダイプレート５を、試験型開閉制御条件記憶部２３に記憶した所定の試験型開閉制御条件に基づいて予め型開閉駆動することにより得たサーボモータ７の計測トルクデータを、各組の候補制御条件にそれぞれ対応付けて、参照用計測トルクデータとして記憶した参照用計測トルクデータ記憶部（この参照用計測トルクデータ記憶部に記憶するデータは、マシン毎に試験型開閉運転を行って記憶する必要はなく、同一機種の他の１つのマシンで行って得たデータを書き込むようにされる）、２７は、マシン（射出成形機）のユーザーが成形運転を行う前に、実際に成形を行う可動側金型６を搭載した状態で、可動ダイプレート５を、試験型開閉制御条件記憶部２３に記憶した所定の試験型開閉制御条件に基づいて試験型開閉駆動させることにより、トルク検出部３３によって得たサーボモータ７の計測トルクデータを記憶する計測トルクデータ保持部、２８は、計測トルクデータ保持部２７が保持した計測トルクデータと、参照用計測トルクデータ記憶部２６に予め記憶した複数種の参照用計測トルクデータとを比較することにより、試験型開閉させて得たサーボモータ７の計測トルクデータに最も近い参照用計測トルクデータを特定して、この特定した参照用計測トルクデータに対応する候補制御条件を候補制御条件記憶部２５から読み出して、実際に成形を行う際の制御条件として制御条件記憶部２２に記憶・設定する制御条件選択・設定手段である。
【００１７】
次に、本実施形態の型開閉制御条件の自動設定動作について、図３、図４を用いて説明する。図３は、本実施形態における制御条件記憶部２２への制御条件の記憶・設定処理の流れを示すフローチャートであり、図４は、データ処理を模式的に示す説明図である。
【００１８】
まず、成形運転を行う前に、次の成形運転で用いる可動側金型６を可動ダイプレート５に搭載した状態とし、ステップＳ１において、試験型開閉制御条件記憶部２３に記憶した所定の試験型開閉制御条件に基づいて、可動ダイプレート５を試験型開閉駆動して（複数回だけ型開閉駆動して）、トルク検出部３３で計測したサーボモータ７の計測トルクデータを取得して、計測トルクデータ保持部２７に、複数回分の試験型開閉運転の計測トルクデータを記憶させる。取得する計測トルクデータは、型閉じ・型締め工程のみのデータであっても、型開き工程のみのデータであっても、型閉じ・型締め工程と型開き工程の両方のデータであってもよい。本実施形態では、統括制御部２１の制御の下に、複数回分の試験型開閉運転の計測トルクデータの平均値を、すなわち、複数回分の試験型開閉運転の型閉じ・型締め工程の計測トルクデータの平均値、および／または、複数回分の試験型開閉運転の型開き工程の計測トルクデータの平均値を、適宜の図示せぬ演算処理機能部により求めて、これを計測トルクデータ保持部２７に記憶させるようになっている。図４の（ａ）は、計測トルクデータ保持部２７に記憶させた、型開き工程の平均値の計測トルクデータによるパターン（グラフィックパターン）例を示している。
【００１９】
次に、ステップＳ２において、制御条件選択・設定部２８が、計測トルクデータ保持部２７に記憶されている平均値の計測トルクデータによるパターン（グラフィックパターン）と、参照用計測トルクデータ記憶部２６に予め記憶されている複数種の参照用計測トルクデータによる各パターン（各グラフィックパターン）とを対比することにより、すなわち、計測トルクデータ保持部２７に記憶されている型閉じ・型締め工程の平均値の計測トルクデータによるパターンと、参照用計測トルクデータ記憶部２６に予め記憶されている複数種の型閉じ・型締め工程の参照用計測トルクデータによる各パターンとを対比、または、計測トルクデータ保持部２７に記憶されている型開き工程の平均値の計測トルクデータによるパターンと、参照用計測トルクデータ記憶部２６に予め記憶されている複数種の型開き工程の参照用計測トルクデータによる各パターンとを対比、または、計測トルクデータ保持部２７に記憶されている型閉じ・型締め工程の平均値の計測トルクデータによるパターンおよび型開き工程の平均値の計測トルクデータによるパターンと、参照用計測トルクデータ記憶部２６に予め記憶されている複数種の型閉じ・型締め工程の参照用計測トルクデータによる各パターンおよび複数種の型開き工程の参照用計測トルクデータによる各パターンとをそれぞれ対比することによって、計測トルクデータによるパターンに最も似かよった参照用計測トルクデータによるパターンを特定する。図４の（ｂ）は、参照用計測トルクデータによる型開き工程のパターンの例を示しており、ここでは、参照用計測トルクデータ記憶部２６には、金型重量が大、中、小の３種の参照用計測トルクデータが記憶されていて、図４の（ｂ）の（１）が金型重量が小に対応する型開き工程の参照用計測トルクデータによるパターン、図４の（ｂ）の（２）が金型重量が中に対応する型開き工程の参照用計測トルクデータによるパターン、図４の（ｂ）の（３）が金型重量が大に対応する型開き工程の参照用計測トルクデータによるパターンの例を、それぞれ示している。なお、参照用計測トルクデータ記憶部２６に予め記憶しておく型閉じ・型締め工程の参照用計測トルクデータの数、および／または、型開き工程の参照用計測トルクデータの数は、４種以上の任意の数であってよいことは、言うまでもない。制御条件選択・設定部２８が行うパターン比較処理では、グラフィックパターンのピーク波形、ピークレベルなどを比較することで、パターン同士の近似度を判定するが、パターン同士の近似度の判定には任意の手法が採用可能である。
【００２０】
次に、ステップＳ３において、制御条件選択・設定部２８は、ステップＳ２において特定した参照用計測トルクデータに対応する、金型重量に応じて好適化された候補制御条件を候補制御条件記憶部２５から読み出して、これを実際に成形を行う際の制御条件として制御条件記憶部２２に記憶・設定する。図４に示した例では、図４の（ｂ）の（２）のパターン（参照用計測トルクデータ）が、試験型開閉運転での計測トルクデータに最も近いと、判定されており、図４の（ｂ）の（２）のパターン（参照用計測トルクデータ）に対応する候補制御条件４１が、制御条件記憶部２２に設定される。ここで、候補制御条件に含まれるデータ項目としては、少なくともサーボゲイン条件、加速条件、減速条件が挙げられ、これらは、本実施形態では、各条件制御の演算に用いる定数の形で記憶・設定されるようになっている。
【００２１】
以上のように本実施形態では、実際に成形を行う可動側金型６を可動ダイプレート５に搭載した状態で、所定の試験型開閉制御条件に基づいて試験型開閉運転を実行させることにより、サーボモータ７の計測トルクデータを取得し、この計測トルクデータと予め記憶しておいた複数の参照用計測トルクデータとを比較し、計測トルクデータに最も近い参照用計測トルクデータを特定して、特定した参照用計測トルクデータに対応して予め記憶しておいた好適な候補制御条件を、実際に成形を行う際の制御条件として自動的に用いるので、可動ダイプレート５に搭載する可動側金型６の重量に応じた好適な型開閉制御を行うことが可能となる。したがって、例えば、メーカー側が標準重量とした金型重量の２倍以上の重量の金型を、可動ダイプレート５に搭載した場合であっても、型開閉に要する時間は標準重量の金型を搭載した場合よりも長くなるが、加速や減速の性能が安定してオーバーシュートを生じることがなく、静定（停止位置での姿勢静定）までの時間も一定化（安定化）する。また、例えば、メーカー側が標準重量とした金型重量の１／２倍程度の重量の金型を可動ダイプレート５に搭載した場合には、加速や減速のカーブを急峻にできて、型開閉の時間の短縮化を図ることでき、かつ、静定までの時間も一定化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る射出成形機における、型開閉系メカニズムを示す簡略化しかつ一部を破断した正面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る射出成形機における、型開閉制御系の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る射出成形機における、型開閉制御条件の自動設定の処理フローを示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態に係る射出成形機における、型開閉制御条件の自動設定のためのデータ処理を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  固定ダイプレート
２  固定側金型
３  テールストック
４  タイバー
５  可動ダイプレート
６  可動側金型
７  型開閉用のサーボモータ
８  駆動プーリ
９  ボールネジ機構
１０  ナット体
１１  ネジ軸
１２  被動プーリ
１３  トグルリンク機構
２０  システムコントローラ
２１  統括制御部
２２  制御条件記憶部
２３  試験型開閉制御条件記憶部
２４  制御指令値出力部
２５  候補制御条件記憶部
２６  参照用計測トルクデータ記憶部
２７  計測トルクデータ保持部
２８  制御条件選択・設定手段
３１  型開閉制御部
３２  サーボドライバ
３３  トルク検出部
３４  減速回転伝達系
【図１】
2008132731.tif 000003
【図２】
2008132731.tif 000004
【図３】
2008132731.tif 000005
【図４】
2008132731.tif 000006