(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下プラテンを駆動する型締め機構と型締力検出装置と型締め位置検出装置とを有した射出成形機において、上金型を具備した上プラテンを固定し、下金型を具備した下プラテンを可動状態として、型締め制御を行う時に、型締力検出装置により検出された型締力に基づきフィードバック制御する型締力制御と、型締め位置検出装置により検出された型締め位置に基づき制御する型締位置制御とを複合して、下プラテンの移動を制御する方法であって、当初の射出圧縮開始からの初期期間は型締位置制御を行い、下プラテンが所定位置に達した後型締力制御を行い、前記型締位置制御中に型締力検出装置から検出された検出値が予め設定した型締力に達すると、下プラテンが所定位置に達する前であっても、この型締位置制御を型締力制御に切り換えるようにしたことを特徴とする射出成形機の型締め制御方法。
【請求項２】
型締力制御後に再び型締め位置制御を行う請求項１記載の射出成形機の型締め制御方法。
【請求項３】
型締力制御中において、型締力検出装置から検出された検出値と予め設定した設定値の型締力の差のレベルにより、一定速度制御と力フィードバック速度制御との一方から他方に切換えるようにした請求項１または２に記載の射出成形機の型締め制御方法。
【請求項４】
一定速度制御における速度指令値を自由に変更できるようにしたことを特徴とする請求項３記載の射出成形機の型締め制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクの樹脂成形などに用いる型締力検出装置を有した射出成形機の型締め制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の射出成形機における型締め制御としては、図４に示すように、設定された型締力としての目標値Ｆと型締力検出装置からの実測値Ｆ’の差を比例・積分して速度指令値Ｖを出力し、型締力を前記目標値Ｆに達するように制御する型締力フィードバック速度制御を採用していた。なお、図４においてＩ／Ｓは積分要素、Ｐは比例要素である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ハイサイクル成形や、樹脂の硬化が早いものに対しては、射出圧縮工程時、高速の型締め制御が要求されるが、従来の型締力フィードバック制御では、高速化に対応できなかった。
【０００４】
また従来の型締力フィードバック速度制御では、型締力検出装置から型締力を検出する必要があるため、型閉じ後における型締め制御にしか適用できず、型開き状態で射出を行う型開き成形における型締め制御に適用することができなかった。
【０００５】
なお、高速化、型開き成形適用化のために型締め位置に基づく型締位置制御を行うことが考えられるが、この場合には成形精度が低下し、特に光ディスク成形等における転写精度が低下するという問題がある。
【０００６】
本発明は、成形精度、転写性の向上を図ることができると共に高速化を図ることができる射出成形機の型締め制御方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の射出成形機の型締め制御方法では、下プラテンを駆動する型締め機構と型締力検出装置と型締め位置検出装置とを有した射出成形機において、上金型を具備した上プラテンを固定し、下金型を具備した下プラテンを可動状態として、型締め制御を行う時に、型締力検出装置により検出された型締力に基づきフィードバック制御する型締力制御と、型締め位置検出装置により検出された型締め位置に基づき制御する型締位置制御とを複合して、下プラテンの移動を制御する方法であって、当初の射出圧縮開始からの初期期間は型締位置制御を行い、下プラテンが所定位置に達した後型締力制御を行い、前記型締位置制御中に型締力検出装置から検出された検出値が予め設定した型締力に達すると、下プラテンが所定位置に達する前であっても、この型締位置制御を型締力制御に切り換えるようにしたことを特徴としている。
【０００８】
このような方法では、射出圧縮制御において、型締力制御に併せて型締位置制御を複合し、このそれぞれの長所を生かして制御することができる。すなわち射出圧縮の開始からの初期期間には、時間のかかる型締力制御に換えて型締位置制御により高速にて型締め制御を行うことができ、その後時間をかけた低速制御の型締力制御により、成形精度、転写性の向上を図ることができる型締め成形を行うことができる。
【００１０】
本発明の型締め制御方法において、型締力制御中に、型締力検出装置から検出された検出値と予め設定した設定値の型締力の差のレベルにより、一定速度制御と力フィードバック速度制御との一方から他方に切換えるように構成することができる。前記一定速度制御における速度指令値を自由に変更できるようにすると好適である。
【００１１】
本発明のそれ以上の目的及び特徴は、以下の詳細な説明及び図面によって明らかになる。本発明の各特徴は、可能な限りにおいて、それ単独で、あるいは種々な組み合わせ方法を複合して用いることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明における実施の形態について図１〜図３を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。
【００１３】
ただし、本発明は、以下の実施の形態に限定されず、特に限定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではなく、単なる説明例にすぎない。
【００１４】
この種の射出成形機は、図１に示すように駆動系としてサーボモータ１からベルト４を介して伝達された回転運動を横往復運動に変えるクランク機構５と、この横往復運動を上下運動に変えるトグル機構６とからなる型開閉機構７と、タイバー２に設けた型締力検出装置としての歪センサー３からのアナログ信号を検出すると共にサーボモータ１のエンコーダ（型締め位置検出装置）からの速度・位置信号を検出してサーボモータ１の速度・トルクを制御する制御装置８と、タイバー２に沿ってスライド自在な下プラテン９に取り付けられた下金型１０ａとタイバー２に上プラテン１１を介して取り付けられた上金型１０ｂとからなる金型１０とを備え、上金型１０ｂの上方に配したノズルから成形材料としての溶融樹脂を金型１０内のキャビティに射出するように構成されている。
【００１５】
上プラテン１１はタイバー２の上端に固定され、下プラテン９は型開閉機構７によって駆動される。制御装置８は、歪センサー３から締結力信号を入力すると共にサーボモータ１からの速度・位置信号を入力し、サーボモータ１に速度・トルク指令を出力する。
【００１６】
制御装置８による型締め制御は、図２に示すように、射出圧縮開始から射出圧縮終了に至る期間において、型締位置制御Ａ〜型締力制御Ｂ〜型締位置制御Ａを順次行うようにしてある。
【００１７】
当初の射出圧縮開始からの初期期間には、型締位置制御Ａにて、サーボモータ１のエンコーダからの位置信号に基づき、設定された高速度にて目標位置Ｘ１まで短時間に下プラテン９を上昇させる。
【００１８】
次に、Ｘ１位置からの中間期間には、型締力制御Ｂにて、歪センサー３からの締結力信号に基づき、実測締結力Ｆ’（図４参照）が先ず目標締結力Ｆ１になるよう下プラテン９を上昇させ、指定時間Ｔ1 までこの型締力を維持させた後、次の目標締結力Ｆ2 （Ｆ2 ＜Ｆ1 ）になるよう下プラテン９を下降させ、指定時間Ｔ2 までこの型締力を維持させ（図示の場合は維持時間が零である。）さらに目標締結力Ｆ3 （Ｆ3 ＜Ｆ2 ）になるよう下プラテン９を下降させて、指定時間Ｔ3 までこの締結力を維持させる制御を行っている。この型締力制御Ｂは、具体的には図４に示す型締力フィードバック速度制御を採用している。これにより樹脂状態の変化に対応したフィードバック速度にて時間をかけて成形品の圧縮成形を行うことができる。
【００１９】
その後の射出圧縮終了までの終期期間は、再度、型締位置制御Ａに戻り、これにより下プラテン９を、設定された高速度で目標位置Ｘ２、次いで目標位置Ｘ３まで短時間で下降させ、射出圧縮を終了する。
【００２０】
この方法では、射出圧縮制御工程の開始時には、時間のかかる型締力制御Ｂに換えて短時間で下プラテンが所定位置Ｘ1 に達する型締位置制御Ａにより型締め制御をするようにし、その後時間をかけた型締力制御Ｂにより成形精度が向上されるようにしてある。
【００２１】
本実施形態では、初期期間において型締位置制御Ａを行っているので、上金型１０ｂと下金型１０ａとの間に若干の隙間が存する状態で射出を行う型開き成形を行うことができ、図２にはその場合が示されている（射出圧縮開始時および射出圧縮終了時での型締力が０であることはこのことを示している。）。しかし本実施形態の型締め制御方法を型閉じ成形に適用することができることは勿論である。
【００２２】
なお、前記制御装置８により、高速制御することができる型締位置制御Ａと、高精度な成形を行うことができる型締力制御Ｂとを成形樹脂等に対応して任意に選択、組み合わせを行うことができるようにして、高速動作にて高精度な射出圧縮制御を行うことができる。
【００２３】
上記実施形態の型締め制御方法では、初期期間における型締位置制御Ａは、下プラテン９が目標位置Ｘ1 に達した時点で終了しているが、型締力検出装置からの検出値が予め設定した型締力に達すると、型締位置制御Ａを終了して、型締力制御Ｂに切り換えるように構成することができる。
【００２４】
これは、図２の下側のグラフに仮想線で示すように、型締位置制御Ａにより下プラテン９の高速度でＸ１までの移動中において、予め設定された型締力（Ｆ０）に達すると、この型締位置制御（Ａ）中においてもこの型締位置制御（Ａ）を終了して、型締力制御（Ｂ）に切り換えるようにしたものであり、型締め制御される成形品の成形樹脂状態の変化に確実に対応することができるようになる。
【００２５】
上記実施形態の型締力制御Ｂは、そのすべてを図４に示すような型締力フィードバック速度制御で行っているが、この型締力制御Ｂを、一定速度制御と力フィードバック速度制御（図４参照）とを組み合わせたもので行うことができる。具体的には図３に示すように、型締力検出装置からの検出値Ｆ’と設定した型締力Ｆの差が大で、出力としての速度指令が上限Ｖ0 、下限−Ｖ0 を越えるときは、これらに制限を加えて型締力制御中の速度を一定速度Ｖ0 、−Ｖ0 とする一定速度制御を行い、前記差が小のときは力フィードバック速度制御を行うようにして、図４に示す場合と同様の速度指令Ｖが出力されるようにすることができる。
【００２６】
また前記上限、下限の速度指令Ｖ0 、−Ｖ0 を任意に定めるように構成することもできる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、高精度かつ高速の射出圧縮成形を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】射出成形機の型締め機構の概略図である。
【図２】本発明の実施形態における型締め制御時の型締力と型締位置のタイミング図である。
【図３】本発明の実施形態における型締力制御のブロック図である。
【図４】型締力の制御ブロック図である。
【符号の説明】
１  サーボモータ
２  タイバー
３  歪センサー
４  ベルト
５  クランク機構
６  ドグル機構
７  型開閉機構
８  制御装置
９  下プラテン
１０  金型
１０ａ  下金型
１０ｂ  上金型
１１  上プラテン
Ａ  型締位置制御
Ｂ  型締力制御
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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