(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
サーボモータにより可動盤の開閉を行う開閉手段と、該サーボモータとは異なる手段で該可動盤を固定盤に対して型締および／または強力型開を行う圧締手段とを備えた型締装置の制御方法において、
前記固定盤と前記可動盤に取付けられた金型を開閉手段により型合わせし前記サーボモータで位置決めした後、型締に移行する工程か、または前記圧締手段の型締力を解除して強力型開に移行する工程で、前記サーボモータにより位置決めされている前記可動盤が外力により変位させられたとき、前記可動盤の前記サーボモータによる位置決めサーボ系の目標位置を外力により変位させられた前記可動盤の変位量に応じて移動させることを特徴とする型締装置の制御方法。
【請求項２】
前記サーボモータにより位置決めされている前記可動盤が外力により変位させられたとき、前記可動盤の位置決め目標位置を外力により変位させられた前記可動盤の位置へ移動させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の型締装置の制御方法。
【請求項３】
前記可動盤の位置決め目標位置を、前記可動盤が外力により変位させられた位置へ移動させるときに、サーボモータのトルク指令をより低い値に変更し、前記位置決め目標位置の移動が完了したときに元のトルク指令値に戻すことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の型締装置の制御方法。
【請求項４】
サーボモータにより可動盤の開閉を行う開閉手段と、該サーボモータとは異なる手段で該可動盤を固定盤に対して型締および／または強力型開を行う圧締手段とを備えた型締装置の制御方法において、
前記固定盤と前記可動盤に取付けられた金型を開閉手段により型合わせし前記サーボモータで位置決めした後、型締に移行する工程か、または前記圧締手段の型締力を解除して強力型開に移行する工程で、前記サーボモータにより位置決めされている前記可動盤が外力により変位させられるときに、サーボモータのサーボ系を無効にして電流を遮断することを特徴とする型締装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
射出成形機等の型締装置を開閉し型締するに際し、可動盤を外力に影響されず省エネルギーで滑らかに移動・変位させる制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１に示す型締装置の従来の制御方法によれば、開閉手段２により金型を型合わせした後、ハーフナット１９を係合部２０に係合させ圧締手段３で金型を型締すると、可動盤５が型締力により型合わせ位置よりさらに数ｍｍ固定盤４側に移動するために、サーボモータ１５は強制的に回転させられる。このとき、固定金型６と可動金型７を押し開くように作用するスプリング８が設けられている場合、金型が開閉手段２により型合わせされた後、圧締手段３により型締する工程か、または圧締手段３による型締力を解除して強力型開する工程では、スプリング８によって可動金型７が固定金型６から離隔する現象が起こる。この異常現象を防止するため、サーボモータ１５を型合わせ位置で位置決め制御させて、スプリング８による可動金型７の固定金型６からの離隔を阻止させるようにした。従来の制御方法はこのようにサーボモータ１５を型合わせ位置で位置決め制御させるようにしたので、サーボモータ１５は型締力や強力型開力により回動させられたとき、元の位置決め位置に戻るように制御・駆動されるため、サーボモータ１５には過大な電流が流れ電力の損失が発生するとともにサーボモータ１５は過熱するのである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記のような型締装置におけるサーボモータの電力損失と過熱という課題を解決するために提案されたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
すなわち、サーボモータにより可動盤の開閉を行う開閉手段と、該サーボモータとは異なる手段で該可動盤を固定盤に対して型締および／または強力型開を行う圧締手段とを備えた型締装置の制御方法において、前記固定盤と前記可動盤に取付けられた金型が開閉手段により型合わせされた後、型締する工程か、または型締力を解除して強力型開に移行する工程で、前記サーボモータにより位置決めされている前記可動盤が外力により変位させられたとき、前記可動盤の位置決め目標位置を前記可動盤が外力により変位させられた変位量に応じて移動させるようにするもので、より具体的には前記可動盤の位置決め目標位置を前記可動盤が外力により変位させられた位置へ移動させるようにした。
【０００５】
【発明の実施の形態】
図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明を実施する型締装置の概略を示す部分断面の平面図と制御装置のブロック図であり、図２および図３は本発明の制御方法を示す流れ図である。
【０００６】
型締装置１は、開閉手段２、圧締手段３、および制御装置２２からなる。開閉手段２は、固定盤４の両側面に取付けたサーボモータ１５、該サーボモータ１５の駆動軸に連結したエンコーダ１６とボールネジ１７、およびボールネジ１７と螺合し可動盤５の両側面に取付けたボールナット１８からなる。固定盤４と可動盤５の四隅近傍には四のタイバ９を摺動自在に挿通する貫通孔が設けられ、可動金型７を取付けた可動盤５は、固定金型６を取付けた固定盤４にサーボモータ１５によって近接・離隔移動可能に構成されている。なお、ボールネジ１７の反固定盤側端部は、支持盤１０に回転・往復動自在に支持されている。
【０００７】
圧締手段３は、タイバ９の外周面に刻設された係合部２０、可動盤５の反固定盤側に設けられシリンダ等の駆動装置で前記係合部２０に係脱可能に作動するハーフナット１９、および固定盤４の反可動盤側に設けられタイバ９を押引駆動する型締シリンダ１１からなる。型締シリンダ１１の内部空間は、タイバ９の端面に固設されたピストン１２により型締室１３と強力型開室１４とに分割され、タイバ９の係合部２０がハーフナット１９により可動盤５と係合したとき、型締室１３へ圧油を供給して金型が圧締・型締され、強力型開室１４へ圧油を供給して成形品の金型からの離型のため強力型開きが行われる。なお、この圧締手段３は一例を示したものであり、他に様々な形態のものがある。例えば、型締シリンダを固定盤４ではなく可動盤５に設けてもよいし、型締シリンダとハーフナットを支持盤１０に設け可動盤と支持盤が一体で移動する構成としてもよい。また、係合部がタイバではなく可動盤の反固定盤側に突設した部材に設けた形態でもよい。
【０００８】
制御装置２２は、マイクロプロセッサからなるCPU２３とバスラインで接続された入力部２４、出力部２５、設定・表示部２６および記憶部２７、ならびに速度制御部２８および電流・電力制御部２９からなるサーボアンプ３１で構成される。制御装置２２は型締装置１および図示しない射出装置のシーケンス制御やサーボモータの制御を司る。制御装置２２は、設定・表示部２６で設定された可動盤５の位置、速度および力等の設定値と記憶部２７に格納された作動プログラムや常数に基づいて、入力部２４に入力された位置センサ２１からのタイバ９の位置とエンコーダ１６からの可動盤５の位置が設定位置となるように、型締シリンダ１１を駆動する油圧装置３０やサーボアンプ３１へ出力部２５から速度信号を出力して制御する。なお、出力部２５は前記速度信号の他に、サーボモータ１５の出力トルクを制限するトルク指令を速度制御部２８へ出力する。
【０００９】
上記の制御装置２２およびサーボアンプ３１は公知のものにより構成されているが、サーボモータ１５の位置決め制御に係わる部分を説明する。設定・表示部２６で設定された可動盤５の位置決め目標位置は、サーボモータ１５の軸に固着したエンコーダ１６から入力部２４に入力される可動盤５の位置信号と、記憶部２７に格納された制御プログラムに基づいたＣＰＵ２３の演算により突合わされ、演算されて速度信号になってサーボアンプ３１の速度制御部２８に入力される。速度制御部２８は該速度信号とエンコーダ１６で検出した速度値とを突合わせ、該速度値が該速度信号に一致するようＰＩＤ演算された制御信号を電流・電力制御部２９へ出力する。電流・電力制御部２９は定電流回路によって該制御信号に正確に対応した電流を生成し、さらにその電流を電力増幅してサーボモータ１５に供給する。このような制御装置２２、サーボアンプ３１およびサーボモータ１５による位置決め制御系であるサーボ系によれば、可動盤５は常に設定・表示部２６で設定された目標位置に到達するようにサーボモータ５により位置決め制御される。
【００１０】
次に、型締装置１における型締作動を図２に基づいて説明する。この制御は、制御装置２２において、記憶部２７に格納した制御プログラムや常数に基づき、可動盤５の位置が設定・表示部２６で設定した目標位置となるように、ＣＰＵ２３は出力部２５とサーボアンプ３１を通じて演算処理しサーボモータ１５を制御して実行される。図１に示すような、可動金型７が固定金型６から離隔している型開き状態において、ハーフナット１９をタイバ９に係合しないようにし、サーボモータ１５を駆動して可動盤５を固定盤４に近接させる。可動金型７が固定金型６に型合わせされ（Ｓ１）、当接して型閉完了する。このとき、可動金型７の型閉完了位置からの離隔距離を検出するエンコーダ１６は零位置を検出する。そしてサーボモータ１５は零位置を目標位置として位置決め制御され、サーボロック状態となる（Ｓ２）。この状態では、可動金型７がスプリング８を有する場合でも、スプリング８の弾発力によって可動金型７が固定金型６から離隔することはない。次に、各ハーフナット１９をタイバ９に近接駆動させ、ハーフナット１９とタイバ９を係合させる。その後、型締シリンダ１１の型締室１３に圧油を供給し、可動盤５を固定盤４側に引いて型締させる。このとき、可動盤５は型締力により零の位置決め位置からさらに固定盤４方向に移動するので、サーボロックしているサーボモータ１５は零の目標位置から可動盤５の移動量（数ｍｍ）に相当する量負側へ強制的に回動させられる（Ｓ３）。そのため、元の零位置へ戻るように位置決め制御されるサーボモータ１５には比較的大きな電流が流れ、この状態が続くとサーボモータ１５は発熱し電力の損失となる。そこで、サーボモータ１５へのトルク指令をより低い所定値に変更する（Ｓ４）とともに、零であったサーボモータ１５の位置決め制御の目標位置を、圧締手段３の型締力である外力により変位させられた位置まで、所定時間（この例では２ｍ秒）毎に順次変更することにより移動させる（Ｓ５）。このステップＳ５は、型締が完了する（Ｓ６）まで繰り返される。型締が完了したら低く変更したトルク指令を元の値に戻す（Ｓ７）。なお、ステップＳ４とステップＳ７は必要に応じて実行させるものであり、必須のものではない。
【００１１】
本発明の他の実施の形態である強力型開における作動を図３に基づいて説明する。上記のように圧締手段３で型締した後、金型のキャビティに図示しない射出装置から射出充填された溶融樹脂は冷却・固化して成形品となる。そして、成形品を離型させて取出すために可動金型７を固定金型６から離隔させる。このとき、成形品が可動金型７の移動軸方向に大きい形状であるときには、成形品と金型キャビティ面との密着力に抗して成形品を離型させるに要する力はサーボモータ１５では不足する場合がある。そのため、圧締手段３の油圧力によって強力型開きさせるのである。
【００１２】
強力型開きに先立って、まずステップＳ１１では圧締手段である型締シリンダ１１の型締室１３に供給されていた油圧を解除して型締圧の圧抜をする。このとき、ハーフナット１９はタイバ９に係合した状態を維持し、さらに可動金型７にスプリング８が内蔵されているときのスプリング８の弾発力による可動金型７の移動を防止するため、可動盤５が型閉完了位置である零位置での位置決め制御をするべくサーボモータ１５をサーボロックする（Ｓ１２）。このとき、可動金型７の型閉完了位置からの離隔距離を検出するエンコーダ１６は零位置を検出する。次に、型締シリンダ１１の強力型開室１４に圧油を供給して強力型開きを行うと、サーボロックしているサーボモータ１５は可動盤５の数ｍｍ正側への型開き移動に伴って零の目標位置から強制的に回動させられる（Ｓ１３）。そのため、サーボロックしているサーボモータ１５は元の零位置へ戻るように位置決め制御されるので、サーボモータ１５には比較的大きな電流が流れ、この状態が続くとサーボモータ１５は発熱し電力の損失となる。そこで、サーボモータ１５へのトルク指令をより低い所定値に変更する（Ｓ１４）とともに、零であったサーボモータ１５の位置決め制御の目標位置を、圧締手段３の強力型開力である外力により変位させられた位置まで、所定時間（この例では２ｍ秒）毎に順次変更することにより移動させる（Ｓ１５）。このステップＳ１５は、強力型開力が完了する（Ｓ１６）まで繰り返される。強力型開が完了したら低く変更したトルク指令を元の値に戻す（Ｓ１７）。その後、ハーフナット１９のタイバ９との係合を解除して可動盤５をサーボモータ１５により型開きさせる。なお、ステップＳ１４とステップＳ１７は必要に応じて実行させるものであり、必須のものではない。
【００１３】
以上本発明の実施形態について図示し説明したが、これはあくまでも例示にすぎず、本発明は、かかる実施形態における具体的な記載によって、何等、限定的に解釈されるものではない。
【００１４】
例えば、外力により可動盤５が移動させられサーボロック状態のサーボモータ１５が強制的に回動させられた後に、サーボモータ１５のトルク指令をより低い所定値に変更するように述べたが、外力により可動盤５が移動させられサーボロック状態のサーボモータ１５が強制的に回動させられたときに、サーボロックを解除すなわちサーボモータ１５のサーボ系を無効にしサーボモータ１５への電力の供給を断つようにしてもよい。
【００１５】
さらに、サーボロックしているサーボモータ１５が外力によって強制的に変位させられたとき、サーボモータ１５の目標位置を変位させられた位置へ移動するように述べたが、変位させられた変位量以内であって、速度信号が所定値の範囲内となるような目標位置に移動させるようにしてもよい。
【００１６】
またさらに、サーボロックしているサーボモータ１５が外力によって強制的に変位させられたことを検出する手段としては、次のようなものが挙げられる。▲１▼速度信号が所定値を越えて増加したとき。▲２▼エンコーダ１６の位置値が変化したとき。▲３▼エンコーダ１６の位置値に基づいて演算した速度や加速度の値が所定値を越えて増加したとき。
【００１７】
【発明の効果】
本発明は上記のように実施するので、スプリングが内蔵された金型においても、型閉完了から型締あるいは圧抜から強力型開への工程の切換わり時点で金型が開くことなく、しかも可動盤を電力の損失もなく滑らかに作動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する型締装置の概略を示す部分断面の平面図と制御装置のブロック図である。
【図２】本発明における型締工程の制御方法を示す流れ図である。
【図３】本発明における強力型開工程の制御方法を示す流れ図である。
【符号の説明】
１ ……… 型締装置
２ ……… 開閉手段
３ ……… 圧締手段
４ ……… 固定盤
５ ……… 可動盤
６ ……… 固定金型
７ ……… 可動金型
８ ……… スプリング
９ ……… タイバ
１０ …… 支持盤
１１ …… 型締シリンダ
１２ …… ピストン
１３ …… 型締室
１４ …… 強力型開室
１５ …… サーボモータ
１６ …… エンコーダ
１７ …… ボールネジ
１８ …… ボールナット
１９ …… ハーフナット
２０ …… 係合部
２１ …… 位置センサ
２２ …… 制御装置
２３ …… CPU
２４ …… 入力部
２５ …… 出力部
２６ …… 設定・表示部
２７ …… 記憶部
２８ …… 速度制御部
２９ …… 電流・電力制御部
３０ …… 油圧装置
３１ …… サーボアンプ
【図１】
0003930373.tif 000002
【図２】
0003930373.tif 000003
【図３】
0003930373.tif 000004