(57)【要約】本発明による成形機は、サーボモータにより駆動される駆動機構（２１−１、２１−２、２２、２３，２４）を複数備え、各駆動機構を制御するための制御装置を備える。本発明によれば、複数の駆動機構は少なくとも２つの組に分けられる。少なくとも２つの組の少なくとも一方の組は同期制御を必要とする複数の駆動機構（２１−１、２１−２、２２）を含む。制御装置は、少なくとも一方の組に含まれる駆動機構の間で同期をとりながら少なくとも２つの組の制御を行う。
2004039557.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動部により駆動される駆動機構を複数備え、各駆動機構を制御するための制御装置を備えた成形機の制御方法において、
前記複数の駆動機構を少なくとも２つの組に分け、
該分けられた少なくとも２つの組の少なくとも一方の組に含まれる駆動機構の間で同期をとると共に、前記分けられた少なくとも２つの組の制御を行うことを特徴とする成形機の制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の制御方法において、
前記複数の駆動機構として、射出駆動機構、計量回転駆動機構、型開閉駆動機構、エジェクタ駆動機構の４つの駆動機構と、２つ以上のその他の駆動機構とを備え、
前記制御装置は、前記射出駆動機構、計量回転駆動機構、型開閉駆動機構、及びエジェクタ駆動機構の４つの駆動機構の間で同期をとりながら制御を行う一方、前記２つ以上のその他の駆動機構の間で同期をとりながら制御を行うことを特徴とする成形機の制御方法。
【請求項３】
請求項１に記載の制御方法において、
前記成形機は２材あるいは２色成形機であり、
該２材あるいは２色成形機は、射出駆動機構、計量回転駆動機構、及びエジェクタ駆動機構をそれぞれフロント側、リア側に備えると共に、型開閉駆動機構、反転駆動機構を前記フロント側、前記リア側に共通に備え、
前記制御装置は、少なくとも前記フロント側の射出駆動機構及び前記フロント側の計量回転駆動機構について同期をとりながら制御を行う一方、少なくとも前記リア側の射出駆動機構及び前記リア側の計量回転駆動機構について同期をとりながら制御を行うことを特徴とする成形機の制御方法。
【請求項４】
請求項３に記載の制御方法において、
前記制御装置は、前記フロント側の射出駆動機構、前記フロント側の計量回転駆動機構、前記フロント側のエジェクタ駆動機構、及び前記型開閉駆動機構の間で同期をとりながら制御を行う一方、前記リア側の射出駆動機構、前記リア側の計量回転駆動機構、前記リア側のエジェクタ駆動機構、及び前記反転駆動機構の間で同期をとりながら制御を行うことを特徴とする成形機の制御方法。
【請求項５】
請求項１に記載の制御方法において、
前記成形機は射出成形機であり、
該射出成形機は、前記複数の駆動機構として、射出駆動機構、計量回転駆動機構、型開閉駆動機構、エジェクタ駆動機構とを含み、
前記制御装置は、少なくとも射出圧縮工程において、前記同期制御を必要とする複数の駆動機構として前記射出駆動機構と型開閉駆動機構とを同期制御することを特徴とする成形機の制御方法。
【請求項６】
請求項１に記載の制御方法において、
前記成形機は射出成形機であり、
該射出成形機は、前記複数の駆動機構として、射出駆動機構、計量回転駆動機構、型開閉駆動機構、エジェクタ駆動機構とを含み、
前記制御装置は、少なくとも射出工程中にエジェクトピンを突き出す場合において、前記同期制御を必要とする複数の駆動機構として前記射出駆動機構とエジェクタ駆動機構とを同期制御することを特徴とする成形機の制御方法。
【請求項７】
請求項１に記載の制御方法において、
前記成形機は射出成形機であり、
該射出成形機は、前記複数の駆動機構として、射出駆動機構、計量回転駆動機構、型開閉駆動機構、エジェクタ駆動機構とを含み、
前記制御装置は、少なくとも型開き工程中にエジェクトピンを突き出す場合において、前記同期制御を必要とする複数の駆動機構として前記エジェクタ駆動機構と型開閉駆動機構とを同期制御することを特徴とする成形機の制御方法。
【請求項８】
請求項１に記載の制御方法において、
前記成形機は射出成形機であり、
該射出成形機は、前記複数の駆動機構として、射出駆動機構、計量回転駆動機構、型開閉駆動機構、エジェクタ駆動機構とを含み、
前記制御装置は、少なくとも計量工程中において、前記同期制御を必要とする複数の駆動機構として前記射出駆動機構と計量回転駆動機構とを同期制御することを特徴とする成形機の制御方法。
【請求項９】
請求項１に記載の制御方法において、
前記成形機は射出成形機であり、
該射出成形機は、前記複数の駆動機構として、複数の射出駆動機構、計量回転駆動機構、型開閉駆動機構、エジェクタ駆動機構とを含み、
前記制御装置は、少なくとも射出工程中において、前記同期制御を必要とする複数の駆動機構として前記複数の射出駆動機構を同期制御することを特徴とする成形機の制御方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の制御方法において、
少なくとも計量工程において、前記同期制御を必要とする複数の駆動機構として前記複数の射出駆動機構と計量回転駆動機構とを同期制御することを特徴とする成形機の制御方法。
【請求項１１】
請求項３に記載の制御方法において、
前記フロント側及びリア側の射出駆動機構はそれぞれ、２つのサーボモータで駆動され、
前記制御装置は、少なくとも前記フロント側の射出駆動機構における２つのサーボモータと前記フロント側の計量回転駆動機構とについて同期をとりながら制御を行う一方、少なくとも前記リア側の射出駆動機構における２つのサーボモータと前記リア側の計量回転駆動機構とについて同期をとりながら制御を行うことを特徴とする成形機の制御方法。
【請求項１２】
駆動部により駆動される駆動機構を複数備えた成形機の制御方法において、
前記複数の駆動機構を、所定の工程において同期制御を必要とする同期駆動機構群と他の駆動機構とに分け、
前記同期駆動機構群の中の少なくとも２つの駆動機構の同期をとりながら前記同期駆動機構群と前記他の駆動機構との制御を行うことを特徴とする成形機の制御方法。
【請求項１３】
駆動部により駆動される駆動機構を複数備え、各駆動機構を制御するための制御装置を備えた成形機において、
前記複数の駆動機構は少なくとも２つの組に分けられ、該少なくとも２つの組の少なくとも一方の組は同期制御を必要とする複数の駆動機構を含んでおり、
前記制御装置は、前記少なくとも一方の組に含まれる駆動機構の間で同期をとりながら前記少なくとも２つの組の制御を行うことを特徴とする成形機。
【請求項１４】
駆動部により駆動される駆動機構を複数備えた成形機において、
前記複数の駆動機構を、所定の工程において同期制御を必要とする同期駆動機構群と他の駆動機構とに分け、
前記同期駆動機構群の中の少なくとも２つの駆動機構の同期をとりながら前記同期駆動機構群と前記他の駆動機構との制御を行う制御装置を備えたことを特徴とする成形機。
【請求項１５】
請求項１４に記載の成形機において、
前記成形機は２材あるいは２色成形機であり、
該２材あるいは２色成形機は、射出駆動機構、計量回転駆動機構、及びエジェクタ駆動機構をそれぞれフロント側、リア側に備えると共に、型開閉駆動機構、反転駆動機構を前記フロント側、前記リア側に共通に備え、
前記制御装置は、２材あるいは２色成形工程において、前記フロント側の射出駆動機構、前記フロント側の計量回転駆動機構、前記フロント側のエジェクタ駆動機構との間で同期をとりながら制御を行う一方、前記リア側の射出駆動機構、前記リア側の計量回転駆動機構、前記リア側のエジェクタ駆動機構との間で同期をとりながら制御を行うことを特徴とする成形機。
【請求項１６】
請求項１４に記載の成形機において、
該成形機は、射出駆動機構、計量回転駆動機構、型開閉駆動機構、エジェクタ駆動機構を有した射出成形機であって、
少なくとも計量工程において前記同期駆動機構群は、前記射出駆動機構と前記計量回転駆動機構とで構成されることを特徴とする成形機。
【請求項１７】
請求項１４に記載の成形機において、
該成形機は、射出駆動機構、計量回転駆動機構、型開閉駆動機構、エジェクタ駆動機構を有した射出成形機であって、
少なくとも射出圧縮工程において前記同期駆動機構群は、前記射出駆動機構と前記型開閉駆動機構とで構成されることを特徴とする成形機。
【請求項１８】
請求項１４に記載の成形機において、
該成形機は、射出駆動機構、計量回転駆動機構、型開閉駆動機構、エジェクタ駆動機構を有した射出成形機であって、
少なくとも射出工程において前記同期駆動機構群は、前記射出駆動機構と前記エジェクタ駆動機構とで構成されることを特徴とする成形機。
【請求項１９】
請求項１４に記載の成形機において、
該成形機は、射出駆動機構、計量回転駆動機構、型開閉駆動機構、エジェクタ駆動機構を有した射出成形機であって、
少なくとも型開き工程において前記同期駆動機構群は、前記型開閉駆動機構と前記エジェクタ駆動機構とで構成されることを特徴とする成形機。
【請求項２０】
請求項１４に記載の成形機において、
該成形機は、複数の射出駆動機構、計量回転駆動機構、型開閉駆動機構、エジェクタ駆動機構を有した射出成形機であって、
少なくとも射出工程において前記同期駆動機構群は、前記複数の射出駆動機構で構成されることを特徴とする成形機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、サーボモータで駆動される駆動機構を複数備える成形機及びその制御方法に関する。本発明は、射出成形機や、同じ種類の駆動機構が複数備えられる、例えば２材あるいは２色成形機のような成形機に適している。
【背景技術】  図１を参照して、電動式射出成形機について説明する。本電動式射出成形機は、サーボモータ駆動による電動射出装置を備えている。電動射出装置においては、例えばボールネジ、ナットによりサーボモータの回転運動を直線運動に変換してスクリュを前進、後退させる。
図１において、射出用サーボモータ５１の回転はボールネジ５２に伝えられる。ボールネジ５２の回転により前進、後退するナット５３はプレッシャプレート５４に固定されている。プレッシャプレート５４は、ベースフレーム５５に固定されたガイドバー５６に沿って移動可能である。ガイドバーは、通常、複数本備えられるが、ここでは１本のみを示している。プレッシャプレート５４の前進、後退運動は、ベアリングやロードセル（いずれも図示省略）、射出軸５７を介してスクリュ６０に伝えられる。スクリュ６０は、加熱シリンダ６１内で回転可能に、しかも軸方向に移動可能に配置されている。スクリュ６０の後部に対応する加熱シリンダ６１には、樹脂供給用のホッパ６２が設けられている。射出軸５７には、ベルトやプーリ等の連結部材を介してスクリュ６０を回転させるための計量用サーボモータ６３の回転運動が伝達される。すなわち、回転用サーボモータ６３により射出軸５７が回転駆動されることにより、スクリュ６０が回転する。
スクリュ６０を内蔵した加熱シリンダ６１及びホッパ６２は可塑化装置と呼ばれる。可塑化装置は、通常は、ベースフレーム５５にロックされているが、ロックを外してモータ５８によりスクリュ６０の軸方向に前進、後退可能にされている。
次に、サーボモータ駆動による電動型締装置について説明する。電動型締装置は、固定金型７１を取り付けた固定プラテン７２と、複数本のタイバー７３と、可動金型７４を取り付けた可動プラテン７５とを有する。電動型締装置はまた、一端を可動プラテン７５に連結した２本のアーム７６と、トグルサポート７７と、型締用サーボモータ７８と、ボールネジ７９と、ボールネジ７９と螺合するボールナットを設けたクロスヘッド８０等を有する。
サーボモータ７８の回転運動はボールネジ７９を介してクロスヘッド８０の直線運動に変換される。クロスヘッド８０の直線運動は、クロスヘッド８０、トグルレバー８１ａ、８１ｂ、アーム７６から成るトグル機構を介して可動プラテン７５の前進、後退運動に変換される。可動プラテン７５が前進して可動金型７４が固定金型７１に接触し、更に前進すると、タイバー７３は伸ばされ型締力が発生する。８２は成形品エジェクト用のモータである。
型締装置においても、通常は、トグルサポート７７はタイバー７３を介して固定プラテン７２にロックされている。しかし、ロックを外して型厚調整用のモータ８３により、トグルサポート７７、トグル機構、及び可動プラテン７５を含む要素が型開閉方向に移動可能にされている。
上記説明で理解できるように、電動式射出成形機の場合、サーボ制御による駆動機構は、図２に示されるように、射出駆動機構９１、計量回転駆動機構９２、エジェクタ駆動機構９３、型開閉駆動機構９４の４つの駆動機構が備えられる。なお、このような駆動機構は、駆動軸と呼ばれることがある。いずれにしても、それぞれの駆動機構は駆動部としてのサーボモータと、サーボモータを制御するための駆動制御部としてのサーボコントローラ、例えばＤＳＰ（Ｄｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）とで構成されている。
一般的に、射出成形機は、計量工程−型閉工程−射出工程−型締工程−保圧工程−型開工程−エジェクト工程といった複数の工程を経て成形品を製造している。
これまで、射出駆動機構９１、計量回転駆動機構９２、エジェクタ駆動機構９３、型開閉駆動機構９４のそれぞれの駆動指令値及び検出値等のデータは、それぞれのサーボコントローラからその他のすべての駆動機構のサーボコントローラへ統括制御部としてのメインコントローラ９０を介して送信される。駆動機構を構成している駆動部もしくは駆動部により駆動制御される被駆動部に取り付けられた検出器からの検出値は、駆動制御部としてのサーボコントローラに入力される。サーボコントローラは、統括制御部としてのメインコントローラ９０からの指令値と入力された検出値との間の偏差を算出し、その偏差に基づいて駆動部を制御する。メインコントローラ９０は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）で実現される。これまで、メインコントローラ９０は、４軸制御用の処理速度で４つの駆動軸の同期制御を行っている。
例えば、メインコントローラ９０から射出駆動機構９１に対しては、同期のために、常時メインコントローラ９０の処理速度に応じて、計量回転駆動機構９２、エジェクタ駆動機構９３、及び型開閉駆動機構９４からのデータが送られる。一方、射出駆動機構９１からはこの駆動機構のデータがメインコントローラ９０に送られる。つまり、射出駆動機構の検出値が常時メインコントローラ９０を介して他の３つの駆動機構へ送信され、上記の４つの駆動機構間の駆動タイミングを正確に一致させるように同期制御が行われる。これは、他の３つの駆動機構についても同様である。
次に、図３〜図６を参照して、２材成形機について説明する。なお、２色成形機も２材成形機と同様な構成を持つとみなして良い。通常、２材成形機は、図１に示した型締装置１台に対して２台の射出装置がフレーム上に搭載され、フロント側、リア側のそれぞれのキャビティで複数の成形品を成形する成形機である。図３〜図６は、２材成形機のうちの金型周辺の構成のみを示しており、図示されている部分以外の成形機の動作は図１に示された射出成形機と同じと考えて良い。
図３において、１２１は固定プラテン、１２２は型開閉駆動機構（図示省略）により前進、後退される可動プラテンである。固定プラテン１２１には固定金型１２３が取り付けられ、可動プラテン１２２には反転装置１２５を介して可動金型１２４が取り付けられている。１２８は１材目の樹脂を溶融するための第１加熱シリンダ、１２９は２材目の樹脂を溶融するための第２加熱シリンダである。通常、第１加熱シリンダ１２８側はフロント側と呼ばれ、第２加熱シリンダ１２９側はリア側と呼ばれる。勿論、１材目の樹脂と２材目の樹脂は種類が異なる。１材目の溶融樹脂と２材目の溶融樹脂はそれぞれ、第１射出ノズル１３０、第２射出ノズル１３１から射出され、固定金型１２３と可動金型１２４との間に形成されたキャビティ内に充填される。
成形動作は以下の通りである。第１加熱シリンダ１２８側においては、第１射出ノズル１３０から射出された１材目の溶融樹脂がキャビティ内に充填され、第１成形品部１３５を成形する。第２加熱シリンダ１２９側においては、第２射出ノズル１３１から射出された２材目の溶融樹脂がキャビティ内に充填され、前回のショットで成形された第１成形品部１３５の表面に第２成形品部１３６を成形する。
続いて、図４に示すように、型開きが行われ、第１加熱シリンダ１２８側においては、第１成形品部１３５のスプルー・ランナー部１３８が除去される。一方、第２加熱シリンダ１２９側においては、第１成形品部１３５及び第２成形品部１３６から成る成形品１３７が金型から突き出される。
次に、図５に示すように、可動金型１２４が反転装置１２５によって反転され、第１成形品部１３５が第１加熱シリンダ１２８側から第２加熱シリンダ１２８側に移動する。
続いて、図６に示すように、型閉じ及び型締が行われ、第１加熱シリンダ１２８側においては、第１射出ノズル１３０から射出された１材目の溶融樹脂がキャビティ内に充填され、第１成形品部１３５を成形する。一方、第２加熱シリンダ１２９側においては、第２射出ノズル１３１から射出された２材目の溶融樹脂がキャビティ内に充填され、前回のショットで成形された第１成形品部１３５の表面に第２成形品部１３６を形成する。
上記説明で明らかなように、複数材あるいは複数色成形機では同じ種類の駆動機構が複数備えられる。２材あるいは２色成形機では、射出駆動機構、計量回転駆動機構、及びエジェクタ駆動機構がそれぞれフロント側、リア側に備えられる。型開閉駆動機構、反転駆動機構はフロント側、リア側に共通である。従って、２材あるいは２色成形機では、８つの駆動機構が備えられる。
このような８つの駆動機構に対する同期制御を１つのメインコントローラで実現しようとする場合、２材あるいは２色成形機の性能を満たす処理速度で８つの駆動機構間の同期をとるためには、処理速度の高い高性能のメインコントローラが要求され、コストアップとなる。つまり、１つのメインコントローラで８軸を一括して同期制御する場合、処理速度の高い高性能のメインコントローラが要求される。
一方、２つのメインコントローラを用いてそれぞれフロント側、リア側の制御を行う複数材あるいは複数色成形機が提案されている。この場合、フロント側とリア側の駆動機構を同期させるため、更に３つ目のメインコントローラが必要となりコストアップとなる。
そこで、本発明の目的は、成形機のように駆動機構の数が多数存在するような場合であっても、最小限の処理速度や処理能力を有するメインコントローラにて各駆動機構間の同期制御を実現できる成形機及びその制御方法を提供することにある。
言い換えれば、本発明は、あらかじめ選択された任意の駆動機構のみを同期制御できる程度のメインコントローラで、それ以上の数の駆動機構を有する成形機の成形動作を制御できるようにすることにある。
【発明の開示】
本発明による制御方法は、駆動部により駆動される駆動機構を複数備え、各駆動機構を制御するための制御装置を備えた成形機に適用される。本発明の制御方法によれば、複数の駆動機構は少なくとも２つの組に分けられる。制御装置は、分けられた少なくとも２つの組の少なくとも一方の組に含まれる駆動機構の間で同期制御を行うと共に、分けられた少なくとも２つの組の制御を行う。
本発明による成形機は、サーボモータにより駆動される駆動機構を複数備え、各駆動機構を制御するための制御装置を備える。本発明によれば、複数の駆動機構は少なくとも２つの組に分けられる。少なくとも２つの組の少なくとも一方の組は同期制御を必要とする複数の駆動機構を含む。制御装置は、少なくとも一方の組に含まれる駆動機構の間で同期をとりながら少なくとも２つの組の制御を行う。
本発明によれば、多数の駆動機構が備えられる場合であっても、高性能のメインコントローラを使用せずに、処理速度の低い１つのメインコントローラで駆動機構を制御することができる。
【図面の簡単な説明】  図１は、一般的な電動式射出成形機の構造を説明するための図であり、
図２は、図１に示された複数の駆動機構を１つのメインコントローラで同期制御を行う場合の構成を示すブロック図であり、
図３は、２材成形機の第１の製造工程を説明するための図であり、
図４は、２材成形機の第２の製造工程を説明するための図であり、
図５は、２材成形機の第３の製造工程を説明するための図であり、
図６は、２材成形機の第４の製造工程を説明するための図であり、
図７は、本発明による制御方法を２材あるいは２色成形機に適用した場合の制御系の構成を示したブロック図であり、
図８Ａ、図８Ｂは、射出駆動機構を２つのサーボモータで駆動する例を説明するための一部断面平面図、一部断面側面図であり、
図９は、２つのサーボモータで駆動される２つの射出駆動機構を備えた射出成形機に本発明による制御方法を適用する場合の制御系の構成を示したブロック図であり、
図１０は、２つのサーボモータで駆動される２つの射出駆動機構を備えた２材あるいは２色成形機に本発明による制御方法を適用する場合の制御系の構成を示したブロック図である。
【発明を実施するための最良の形態】  図７を参照して、本発明による制御方法の第１の実施例について説明する。この第１の実施例は、図３〜図６で説明した２材あるいは２色成形機に本発明を適用する場合である。本発明による制御方法を２材あるいは２色成形機に適用する場合、メインコントローラはフロント側の成形機におけるすべての成形工程にわたって同期を実現させるため、フロント側の射出駆動機構１１Ａ、フロント側の計量回転駆動機構１２Ａ、フロント側のエジェクタ駆動機構１３Ａ、及び型開閉駆動機構１４Ａ間が同期するように制御しなければならない。一方、リア側の成形機においても、メインコントローラはすべての成形工程にわたって同期を実現させるため、リア側の射出駆動機構１１Ｂ、リア側の計量回転駆動機構１２Ｂ、リア側のエジェクタ駆動機構１３Ｂ、及び反転駆動機構１４Ｂ間が同期するように制御しなければならない。しかしながら、フロント側とリア側の成形工程は、金型反転等の工程によって遮断される。それ故、フロント側とリア側との間では、必ずしも一方の側の駆動機構の駆動指令値・検出値等のデータを他方の側の駆動機構に送信し同期させるといった、厳密な同期制御は必要とされない。
このため、メインコントローラ１０は、フロント側の射出駆動機構１１Ａ、計量回転駆動機構１２Ａ、エジェクタ駆動機構１３Ａ、及び型開閉駆動機構１４Ａ間が同期するように制御する一方、リア側の射出駆動機構１１Ｂ、計量回転駆動機構１２Ｂ、エジェクタ駆動機構１３Ｂ、及び反転駆動機構１４Ｂ間が同期するように制御する。つまり、第１の実施例においては、同期をとる駆動機構の組み合わせがＡ、Ｂの２組設定される。つまり、サーボモータ駆動による８つの駆動機構（８軸）が同期駆動機構群としての４つの駆動機構（４軸）からなる２つの組に分けられる。つまり、４つの駆動機構間では、同期制御を行うために、それぞれの駆動機構の検出値が常時メインコントローラ１０を介して他の３つの駆動機構へ送信され、駆動タイミングを正確に一致させるように制御が行われる。
このように、同期をとる駆動機構の組み合わせを２組に分けると、同期をとる駆動機構の数は４つで済む。その結果、メインコントローラ１０を介して送信されるデータの送信量が大幅に小さくなり、前述した８軸同期制御用の高性能のメインコントローラに比べてメインコントローラ１０の処理速度は十分に低くても良い。これは、メインコントローラ１０は４軸制御用の処理速度を有していれば良いからである。その一方で、同期をとることが要求されている同期駆動機構群（特に射出駆動機構と計量回転駆動機構）は組別にパラレルに同期をとるように制御されているので、４軸制御用のメインコントローラ１０であっても、要求される成形機の性能を満たすことができる。つまり、２材あるいは２色成形機の性能を満たす４軸制御用の処理速度で８軸の各駆動機構間の同期制御を実現できる。
図７では、メインコントローラ１０と複数の駆動機構とを接続した構成のみを示している。しかし、実際には、メインコントローラ１０には、例えばデータ入力部（図示せず）、図示された駆動機構に含まれるセンサ以外のセンサからの検出信号線、プリンタ、ディスプレイ等の出力部（図示せず）が接続される。便宜上、図７ではこれらのための信号線をまとめて１本の信号線ＳＬで示している。これは、後述される図１０、図１１でも同様である。
ところで、成形機には、射出駆動機構、計量回転駆動機構、型開閉駆動機構、及びエジェクタ駆動機構以外に、同期をとる必要のある２つ以上の駆動機構が追加される場合がある。このような場合にも、射出駆動機構、計量回転駆動機構、型開閉駆動機構、及びエジェクタ駆動機構を含む第１の組とその他の２つ以上の駆動機構を含む第２の組に分割される。そして、メインコントローラは、第１の組の駆動機構の間で同期制御を行い、第２の組のその他の２つ以上の駆動機構の間で同期制御を行う。このようなメインコントローラを、一般的な射出成形機、つまり射出駆動機構、計量回転駆動機構、型開閉駆動機構、及びエジェクタ駆動機構を備えた射出成形機に適用する場合には、メインコントローラは、射出駆動機構、計量回転駆動機構、型開閉駆動機構、及びエジェクタ駆動機構の４つの駆動機構の間の同期制御を行う。一方、上記のメインコントローラを、一般的な射出成形機以外の成形機、例えば２材あるいは２色成形機に適用する場合には、メインコントローラは図７で説明したような同期制御を行う。これは、一般的な射出成形機とそれ以外の成形機であっても、メインコントローラによる制御のためにインストールされるソフトウエアはほぼ同じソフトウエアを使用することができることを意味する。言い換えれば、図７で説明したメインコントローラ１０を一般的な射出成形機に適用する場合、インストールされたソフトウエアに対してＢ組側の制御を行わないように設定すれば良い。
次に、すべての駆動機構をすべての成形工程にわたって同期制御する必要の無い場合に本発明を適用した場合について説明する。はじめに、本発明を計量工程における射出装置の制御に適用した第２の実施例について説明する。この場合、前述した２材成形機の場合だけでなく、型締装置と射出装置を１台ずつ備えた射出成形機にも適用できる。
計量工程においては、射出装置のスクリュの回転数をスクリュ位置に応じて変化させる必要がある。特に、計量完了位置においてスクリュ回転数を０（ｒｐｍ）とするように制御するためには、少なくとも射出駆動機構と計量回転駆動機構との間だけを正確に同期させる必要がある。従って、計量工程において、エジェクタ駆動機構と型開閉駆動機構との同期は必要ではなく、少なくとも射出駆動機構と計量回転駆動機構とのタイミングを合わせるように正確に同期させれば良い。このため、メインコントローラは、計量工程において射出駆動機構と計量回転駆動機構とが同期するように制御し、その他の駆動機構と分けて制御することができる。その結果、計量工程におけるメインコントローラの負荷を低減でき、処理速度の低いメインコントローラでも十分に機能を達成することができる。
上記の計量工程における射出装置の制御を図７の実施例に適用した場合、以下のようになる。例えば、フロント側においては、射出駆動機構１１Ａと計量回転駆動機構１２Ａとを計量工程の間だけ同期させれば良い。一方、リア側においては、射出駆動機構１１Ｂと計量回転駆動機構１２Ｂとを計量工程の間だけ同期させれば良い。従って、メインコントローラ１０は、フロント側においては少なくとも射出駆動機構１１Ａと計量回転駆動機構１２Ａについて計量工程の間だけ同期制御を行い、リア側においては少なくとも射出駆動機構１１Ｂと計量回転駆動機構１２Ｂについて計量工程の間だけ同期制御を行うようにしても良い。これは、後述される実施例においても同様である。
次に、本発明の第３の実施例について説明する。この第３の実施例も、第２の実施例と同様に、前述した２材成形機だけでなく、型締装置と射出装置を１台ずつ備えた射出成形機にも適用できる。射出成形機の制御方法には、前に述べた計量工程−型閉工程−射出工程−型締工程−保圧工程−型開工程−エジェクト工程というように、各工程が連なるように制御されるのが一般的である。しかし、厚みの薄い成形品等を成形する際に、型締工程と充填工程とを組み合わせた射出圧縮工程が行われる場合がある。射出圧縮工程というのは、あらかじめ金型を圧縮しろと呼ばれる量だけ開いた状態で金型のキャビティ内に樹脂を射出する。そして、樹脂の充填完了前から金型を閉じることで樹脂を圧縮する。その後、継続して圧縮を行うことで樹脂を冷却固化させる。この射出圧縮工程においては、型開閉駆動機構と射出駆動機構は以下のように制御される。まず、型開閉駆動機構により可動金型をあらかじめ定めた位置に到達させた後、射出駆動機構により樹脂をキャビティ内に充填し、その後、射出駆動機構の制御に対応して型開閉駆動機構を駆動させて充填された樹脂を圧縮する。
このように、射出圧縮工程においては、短いサイクル時間内で射出駆動機構と型開閉駆動機構とを対応させて制御する必要がある。従って、射出圧縮工程においては、射出駆動機構と型開閉駆動機構以外の、例えばエジェクタ駆動機構と計量回転駆動機構は同期させて制御する必要は無く、少なくとも射出駆動機構と型開閉駆動機構とがタイミングが合うように正確に同期されれば良い。このため、メインコントローラは、射出圧縮工程において射出駆動機構と型開閉駆動機構とを同期制御する組とし、その他の駆動機構とは分けて制御することができる。その結果、射出圧縮工程におけるメインコントローラの負荷を低減でき、処理速度の低いメインコントローラでも十分に機能を達成することができる。
次に、本発明の第４の実施例について説明する。本第４の実施例は、エジェクタ駆動機構において、金型のキャビティ内への樹脂の充填中に、エジェクトピンをキャビティ内に突き出す動作を行う場合に適用される。これは、射出中エジェクタ突出し制御と呼ばれる。この第４の実施例も、第２の実施例と同様に、前述した２材成形機だけでなく、型締装置と射出装置を１台ずつ備えた射出成形機にも適用できる。
射出中エジェクタ突出し制御について以下に説明する。型閉じが完了した状態で、エジェクトピンがキャビティ内に突き出される。キャビティ内に樹脂が充填されると、エジェクタピンは樹脂圧により後退する。キャビティ内に充填された樹脂は冷却固化するが、この間、エジェクトピンはキャビティ内の樹脂を押し続ける。つまり、冷却によって樹脂が収縮してもエジェクトピンが樹脂を押し続けることにより、キャビティ内の樹脂は一定に維持される。その結果、成形品にはひけのような欠陥が発生しない。このような動作が実行される場合には、少なくとも充填工程、保圧工程の間、エジェクタ駆動機構と射出駆動機構とを同期させる必要がある。従って、射出中エジェクタ突出し制御において、射出駆動機構とエジェクタ駆動機構以外の、例えば型開閉駆動機構と計量回転駆動機構は、同期させて制御する必要は無く、少なくとも射出駆動機構とエジェクタ駆動機構とがタイミングが合うように正確に同期されれば良い。このため、射出中エジェクタ突出し制御の場合には、メインコントローラは、射出工程において射出駆動機構とエジェクタ駆動機構とを同期制御すべき組として同期制御を行い、その他の駆動機構と分けて制御することができる。その結果、射出工程におけるメインコントローラの負荷を低減でき、処理速度の低いメインコントローラでも十分に機能を達成することができる。
次に、本発明の第５の実施例について説明する。第５の実施例は、型開き工程中にエジェクトピンの突き出しを行う場合に適用される。この第５の実施例も、第２の実施例と同様に、前述した２材成形機だけでなく、型締装置と射出装置を１台ずつ備えた射出成形機にも適用できる。型開き工程中におけるエジェクトピンの突き出し制御動作は、型開きが完全に終了する前に、エジェクトピンの突き出しを行うことで成形品の取り出しに要する時間を短縮するために行われる。その結果、成形サイクル時間が短縮される。このような動作が実行される場合には、型開き工程、エジェクト工程の間、エジェクタ駆動機構と型開閉駆動機構とを同期させる必要がある。従って、型開き工程中におけるエジェクトピンの突き出し制御動作においては、エジェクタ駆動機構と型開閉駆動機構以外の、例えば射出駆動機構と計量回転駆動機構は同期させて制御する必要は無く、少なくともエジェクタ駆動機構と型開閉駆動機構とがタイミングが合うように正確に同期されれば良い。このため、型開き工程中におけるエジェクトピンの突き出し制御動作においては、メインコントローラはエジェクタ駆動機構と型開閉駆動機構とを同期制御すべき組として同期制御を行い、その他の駆動機構と分けて制御することができる。その結果、型開き工程におけるメインコントローラの負荷を低減でき、処理速度の低いメインコントローラでも十分に機能を達成することができる。
ところで、この種の射出成形機においては、１つの駆動機構を２つのサーボモータで駆動する場合がある。
図８Ａ、図８Ｂは、射出駆動機構を２つのサーボモータで駆動する例を示す。図８Ａにおいて、加熱シリンダ１０１を有するシリンダ筐体１００には、ボールネジ１０２ａ、１０２ｂが回転可能に支持されている。ボールネジ１０２ａ、１０２ｂにはナット１０３ａ、１０３ｂによってスクリュ支持部材１０４が支持されている。スクリュ支持部材１０４には射出軸１０５が回転可能に取り付けられている。射出軸１０５には加熱シリンダ１０１内に延びるスクリュ１０６が連結されている。シリンダ筐体１００の外壁面には射出用サーボモータ１０７ａ、１０７ｂが設置されている。射出用サーボモータ１０７ａ、１０７ｂの回転軸にはそれぞれ、ボールネジ１０２ａ、１０２ｂが連結されている。
図８Ｂにおいて、スクリュ支持部材１０４には上方に延びる取付け部材１０９が設けられている。取付け部材１０９には計量用サーボモータ１１０が設置されている。計量用サーボモータ１１０はベルト１１１を介して射出軸１０５を回転させる。
この２つのサーボモータ１０７ａ、１０７ｂで駆動される２つの射出駆動機構を備えた射出成形機においては、射出工程において、２つのサーボモータ１０７ａ、１０７ｂを同期制御することが必要となる。このため、メインコントローラは、射出工程において２つの射出駆動機構を同期制御すべき組として同期制御を行い、その他の駆動機構と分けて制御することもできる。その結果、射出工程におけるメインコントローラの負荷を低減でき、処理速度の低いメインコントローラでも十分に機能を達成することができる。
更に、計量工程においては、２つのサーボモータ１０７ａ、１０７ｂとの間及び前述した計量回転駆動機構との間に同期制御が必要である。このため、メインコントローラは、計量工程においては２つの射出駆動機構及び計量回転駆動機構を同期制御すべき組として同期制御を行い、その他の駆動機構と分けて制御することもできる。その結果、計量工程におけるメインコントローラの負荷を低減でき、処理速度の低いメインコントローラでも十分に機能を達成することができる。
図９を参照して、本発明の第６の実施例を説明する。この第６の実施例では、図８Ａ、図８Ｂで説明した２つのサーボモータで駆動される２つの射出駆動機構を備えた射出成形機に本発明による制御方法を適用している。射出成形機は、第１、第２の射出駆動機構２１−１、２１−２の他に、図２で説明したように、計量回転駆動機構２２、エジェクタ駆動機構２３、及び型開閉駆動機構２４を備えている。メインコントローラ２０は、計量工程及び射出工程の間、第１、第２の射出駆動機構２１−１、２１−２と計量回転駆動機構２２とが同期するように制御する。メインコントローラ２０は、エジェクタ駆動機構２３、型開閉駆動機構２４も制御するが、第１、第２の射出駆動機構２１−１、２１−２と計量回転駆動機構２２との間では同期制御は行わない。いずれにしても、メインコントローラ２０は、従来の射出成形機の性能を満たす４軸制御用の処理速度で５軸の駆動機構の制御を行うことができる。なお、本実施例は、前述した第２〜第５の実施例と組み合わされても良い。
図１０を参照して、第１の実施例の変形例である、本発明の第７の実施例を説明する。この第７の実施例は、図８Ａ、図８Ｂで説明した２つのサーボモータで駆動される２つの射出駆動機構を備えた２材あるいは２色成形機に本発明による制御方法を適用している。図７に示された構成要素と同じ部分には同じ番号を付し、詳細な説明は省略する。この第７の実施例においては、フロント側に第１、第２の射出駆動機構１１Ａ−１、１１Ａ−２が備えられ、リア側に第１、第２の射出駆動機構１１Ｂ−１、１１Ｂ−２が備えられている。ここでも、１０個の駆動機構は２つの組に分けられている。つまり、Ａ組はフロント側であり、第１、第２の射出駆動機構１１Ａ−１、１１Ａ−２、計量回転駆動機構１２Ａ、エジェクタ駆動機構１３Ａ、及び型開閉駆動機構１４Ａを含む。一方、Ｂ組はリア側であり、第１、第２の射出駆動機構１１Ｂ−１、１１Ｂ−２、計量回転駆動機構１２Ｂ、エジェクタ駆動機構１３Ｂ、及び反転駆動機構１４Ｂを含む。
本実施例では、メインコントローラ３０は、計量工程及び射出工程の間、フロント側の第１、第２の射出駆動機構１１Ａ−１、１１Ａ−２と計量回転駆動機構１２Ａとが同期するように制御する一方、計量工程及び射出工程の間、リア側の第１、第２の射出駆動機構１１Ｂ−１、１１Ｂ−２と計量回転駆動機構１２Ｂとが同期するように制御する。勿論、メインコントローラ３０は、エジェクタ駆動機構１３Ａ、型開閉駆動機構１４Ａも制御するが、第１、第２の射出駆動機構１１Ａ−１、１１Ａ−２と計量回転駆動機構１２Ａとの間では同期制御は行わない。この場合、例えば型開閉駆動機構１４Ａについて言えば、型開閉駆動機構１４Ａは、検出値をメインコントローラ３０に送信し、メインコントローラ３０は型開閉駆動機構１４Ａに対して駆動指令値を送信するだけである。同様に、メインコントローラ３０は、エジェクタ駆動機構１３Ｂ、反転駆動機構１４Ｂも制御するが、第１、第２の射出駆動機構１１Ｂ−１、１１Ｂ−２と計量回転駆動機構１２Ｂとの間では同期制御は行わない。いずれにしても、メインコントローラ３０は、２材あるいは２色成形機の性能を満たす４軸制御用の処理速度で１０軸の駆動機構の制御を行うことができる。本実施例もまた、前述した第２〜第５の実施例と組み合わされても良い。
以上説明してきたように、本発明によれば、駆動機構が５軸を越えるような多軸であっても高性能のメインコントローラを使用せずに、成形機の性能を満たす４軸用の処理速度を持つ１つのメインコントローラで駆動機構を制御することができる。
【産業上の利用可能性】  本発明は射出成形機、２材あるいは２色成形機に限らず、同期をとる必要のある駆動機構を備えた電動式成形機あるいはハイブリッド成形機に適用可能である。
【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９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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