(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
サーボモータにより駆動されるエジェクタロッドに当接または連結されるエジェクタプレートに、型のキャビティ形成面および／またはスプルー形成面から出没される突き出しピンが取付けられたエジェクタ装置が設けられた電動射出成形機のサーボモータ制御方法において、
突き出しピンによる成形品の突き出しが終了すると、サーボモータが駆動されエジェクタロッドがエジェクタプレートの背面に当接または連結された状態で目標位置に向けて後退され、前記目標位置において該サーボモータがサーボロックされてエジェクタロッドが保持され、
型締時にサーボモータへの制御信号を検出して、外力によりエジェクタロッドが後退してサーボモータが変位し、該サーボモータへの制御信号が予め設定した所定のしきい値以上となったときは、サーボモータが過負荷の状態と判断して、エジェクタロッドとエジェクタプレートを当接または連結した状態のままサーボモータの目標位置をエジェクタロッドの現位置に一致させるよう変更することを特徴とする電動射出成形機のサーボモータ制御方法。
【請求項２】
サーボモータにより駆動されるエジェクタロッドに当接または連結されるエジェクタプレートに、型のキャビティ形成面および／またはスプルー形成面から出没される突き出しピンが取付けられたエジェクタ装置が設けられた電動射出成形機のサーボモータ制御方法において、
突き出しピンによる成形品の突き出しが終了すると、サーボモータが駆動されエジェクタロッドがエジェクタプレートの背面に当接または連結された状態で目標位置に向けて後退され、前記目標位置において該サーボモータがサーボロックされてエジェクタロッドが保持され、
型締時にサーボモータへの制御信号を検出して、外力によりエジェクタロッドが後退してサーボモータが変位し、該サーボモータへの制御信号が予め設定した所定のしきい値以上となったときは、サーボモータが過負荷の状態と判断して、エジェクタロッドとエジェクタプレートを当接または連結した状態のままサーボモータの目標位置を変更し、前記制御信号が前記しきい値の範囲内に入るようにすることを特徴とする電動射出成形機のサーボモータ制御方法。
【請求項３】
前記サーボモータへの制御信号のしきい値は、型締時のサーボロックされた状態におけるサーボモータへの制御信号の最大出力値の１．１倍ないし１．３倍に設定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電動射出成形機のサーボモータ制御方法。
【請求項４】
サーボモータにより駆動されるエジェクタロッドに当接または連結されるエジェクタプレートに、型のキャビティ形成面および／またはスプルー形成面から出没される突き出しピンが取付けられたエジェクタ装置が設けられた電動射出成形機のサーボモータ制御方法において、
突き出しピンによる成形品の突き出しが終了すると、サーボモータが駆動されエジェクタロッドがエジェクタプレートの背面に当接または連結された状態で目標位置に向けて後退され、前記目標位置において該サーボモータがサーボロックされてエジェクタロッドが保持され位置が記憶され、
型締時にエジェクタロッドの位置を検出して、外力によりエジェクタロッドの位置が所定量以上後退しサーボモータが変位したことが検出された状態が所定時間以上継続されたら、サーボモータが過負荷の状態と判断して、エジェクタロッドとエジェクタプレートを当接または連結した状態のままサーボモータの目標位置をエジェクタロッドの現位置に一致させるよう変更することを特徴とする電動射出成形機のサーボモータ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はサーボモータを駆動させ成形品の突き出しを行うエジェクタ装置が設けられた電動射出成形機のサーボモータ制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
サーボモータによりエジェクタ装置を駆動させ成形品の突き出しを行う電動射出成形機としては特開平８−２００５２号公報に記載されたもの等が公知である。前記公報には製品離型作業が行われていないときは、エジェクタ装置の突き出しピンやサーボモータ等の損傷を防止するためエジェクタ用サーボモータの励磁を解除し、エジェクタロッドが自由に縮退できるようにすることが記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
サーボモータを駆動させ成形品の突き出しを行うエジェクタ装置が設けられた電動射出成形機において、上記公報のように製品離型作業が行われていないときにサーボモータの励磁を停止するという制御方法は、サーボモータアンプの電源を頻繁にオン・オフを繰り返させることになるため、サーボアンプ内のコンタクタの寿命が低下してしまうという問題があった。このため型締時にもサーボモータの励磁を継続して制御を行うことが望ましいが次のような問題があった。
型締時においてエジェクタ装置は、異物の挟み込み、型締時の固定金型による押圧、溶融樹脂の射出時および保圧時の樹脂圧等の外力による影響を受けるので、当初の目標位置より強制的に後退させられる場合がある。その場合エジェクタ装置を駆動するサーボモータによってエジェクタ装置を目標位置へ復帰させようとする力が働くが、復帰できないときにはサーボモータが過負荷状態となり、サーボモータが過熱してしまうという問題があった。
そのためエジェクタプレートに対してエジェクタロッドが当接・離脱可能なエジェクタ装置においては、サーボモータの過熱を防止する方法として、型締時にエジェクタロッド等のサーボモータにより直接駆動される部分を、突き出しピンおよびエジェクタプレート等の外力により直接影響を受ける部分から後退・隔離させるように目標位置を設定することも考えられる。しかしながら型締時にエジェクタロッドをエジェクタプレートへの当接位置から後退させることは、成形サイクルが遅くなる上に、次回にエジェクタロッドがエジェクタプレートに当接されるときに、衝撃を与えるという問題があり望ましいものではなかった。
またエジェクタロッドとエジェクタプレートが連結されているタイプのエジェクタ装置では、目標位置がエジェクタプレートの金型内の後退限より後方側に設定されてしまった場合に、外力によらなくてもサーボモータが過負荷状態となり、サーボモータが過熱してしまうという問題があった。
そこで本発明は、型締時にエジェクタ装置のサーボモータへの励磁を継続しつつ、かつエジェクタロッドとエジェクタプレートとを当接、または連結した状態のままであっても、サーボモータの過負荷を防止可能なサーボモータの制御を行うことを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一の態様の電動射出成形機のサーボモータ制御方法は、サーボモータにより駆動されるエジェクタロッドに当接または連結されるエジェクタプレートに、型のキャビティ形成面および／またはスプルー形成面から出没される突き出しピンが取付けられたエジェクタ装置が設けられた電動射出成形機のサーボモータ制御方法において、突き出しピンによる成形品の突き出しが終了すると、サーボモータが駆動されエジェクタロッドがエジェクタプレートの背面に当接または連結された状態で目標位置に向けて後退され、前記目標位置において該サーボモータがサーボロックされてエジェクタロッドが保持され、型締時にサーボモータへの制御信号を検出して、外力によりエジェクタロッドが後退してサーボモータが変位し、該サーボモータへの制御信号が予め設定した所定のしきい値以上となったときは、サーボモータが過負荷の状態と判断して、エジェクタロッドとエジェクタプレートを当接または連結した状態のままサーボモータの目標位置をエジェクタロッドの現位置に一致させるよう変更することを特徴とする。
【０００５】
本発明の第二の態様の電動射出成形機のサーボモータ制御方法は、サーボモータにより駆動されるエジェクタロッドに当接または連結されるエジェクタプレートに、型のキャビティ形成面および／またはスプルー形成面から出没される突き出しピンが取付けられたエジェクタ装置が設けられた電動射出成形機のサーボモータ制御方法において、突き出しピンによる成形品の突き出しが終了すると、サーボモータが駆動されエジェクタロッドがエジェクタプレートの背面に当接または連結された状態で目標位置に向けて後退され、前記目標位置において該サーボモータがサーボロックされてエジェクタロッドが保持され、型締時にサーボモータへの制御信号を検出して、外力によりエジェクタロッドが後退してサーボモータが変位し、該サーボモータへの制御信号が予め設定した所定のしきい値以上となったときは、サーボモータが過負荷の状態と判断して、エジェクタロッドとエジェクタプレートを当接または連結した状態のままサーボモータの目標位置を変更し、前記制御信号が前記しきい値の範囲内に入るようにすることを特徴とする。
【０００６】
本発明の第三の態様の電動射出成形機のサーボモータ制御方法は、前記第一の態様または前記第二の態様の電動射出成形機のサーボモータ制御方法において、サーボモータへの制御信号のしきい値を、型締時のサーボロックされた状態におけるサーボモータへの制御信号の最大出力値の１．１倍ないし１．３倍に設定し、サーボモータの過負荷を防止することを特徴とする。
【０００７】
本発明の第四の態様の電動射出成形機のサーボモータ制御方法は、サーボモータにより駆動されるエジェクタロッドに当接または連結されるエジェクタプレートに、型のキャビティ形成面および／またはスプルー形成面から出没される突き出しピンが取付けられたエジェクタ装置が設けられた電動射出成形機のサーボモータ制御方法において、突き出しピンによる成形品の突き出しが終了すると、サーボモータが駆動されエジェクタロッドがエジェクタプレートの背面に当接または連結された状態で目標位置に向けて後退され、前記目標位置において該サーボモータがサーボロックされてエジェクタロッドが保持され位置が記憶され、型締時にエジェクタロッドの位置を検出して、外力によりエジェクタロッドの位置が所定量以上後退しサーボモータが変位したことが検出された状態が所定時間以上継続されたら、サーボモータが過負荷の状態と判断して、エジェクタロッドとエジェクタプレートを当接または連結した状態のままサーボモータの目標位置をエジェクタロッドの現位置に一致させるよう変更することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明について図１、図２を参照して説明する。図１は、本発明の電動射出成形機のエジェクタ装置およびその制御手段のブロック図を示す図である。図２は、本発明のサーボモータ過負荷防止制御のフローチャートを示す図である。
【０００９】
図１において、１は電動射出成形機のエジェクタ装置であって、可動盤２に取付けられた可動金型３のキャビティ形成面４および／またはスプルー等の形成面から突き出しピン５を出没させて成形品を突き出し可能に設けられている。前記突き出しピン５の基端部は可動金型３内部のエジェクタプレート６に取付けられている。エジェクタプレート６には図示しない固定金型の可動金型当接面に対して出没するリターンピン７が取付けられている。前記リターンピン７は付勢手段であるバネ８が取りつけられ、突き出しピン５およびエジェクタプレート６を可動金型３内に向けて戻す方向に付勢している。前記エジェクタプレート６は可動金型３内にあってストッパ９により後退限が規制されている。可動盤２の背面側にはエジェクタ装置１の駆動手段であるサーボモータ１０が取付けられ、前記サーボモータ１０の回転によりボールナット１１を介してボールネジ１２が進退可能に設けられている。そしてボールネジ１２にはエジェクタロッド１３が接続され、サーボモータ１０の駆動が駆動伝達手段であるボールナット１１とボールネジ１２を介してエジェクタロッド１３に伝達されるよう設けられている。またこれらボールネジ１２とエジェクタロッド１３は可動盤２に形成された挿通孔１４に挿通され、エジェクタロッド１３の先端面１３ａは前記エジェクタプレート６の背面６ａに当接可能に設けられている。
【００１０】
なお本発明のエジェクタ装置１については、リターンピン７がバネ８により付勢されていないものでもよく、エジェクタプレート６とエジェクタロッド１３が連結されたものでもよい。またストッパ９は必須のものではなく、エジェクタプレート６の背面６ａが可動金型３の取付板側に当接されるものでもよい。また前記サーボモータ１０の駆動伝達手段は、前記のもの以外にタイミングベルトを介してサーボモータ１０の駆動が伝達されるものであってもよく、またボールネジ１２の回転によりボールナット１１が進退するもの等、適宜の選択が可能である。
【００１１】
次に電動射出成形機のエジェクタ装置１のサーボモータ１０の制御手段１５について図１により説明する。サーボモータ１０の制御手段１５は、マイクロプロセッサからなるＣＰＵ１６と、前記ＣＰＵ１６とそれぞれバスライン１７により接続された入力部１８、出力部１９、設定・表示部２０、記憶部２１等から構成されている。前記入力部１８には、サーボモータ１０に取付けられた検出手段であるロータリエンコーダ２２から、エジェクタロッド１３の位置（またはサーボモータ１０の回転角度）を示す信号を送る位置フィードバック回路が接続されている。更にまた前記ロータリエンコーダ２２からは、エジェクタロッド１３の移動速度（またはサーボモータ１０の回転速度）を示す信号を送る速度フィードバック回路が速度制御部２３に向けて接続されている。
【００１２】
出力部１９には図示しない位置制御部が含まれる。また出力部１９は前記速度制御部２３に接続されている。そして前記した位置フィードバック回路により入力部１８に入力された信号に基づいて、出力部１９から速度制御部２３に向けてエジェクタロッド１３を目標位置へ移動させるため、サーボモータの速度指令値とトルク指令値が出力される。
【００１３】
速度制御部２３では、前記出力部１９からのサーボモータの速度指令値と、速度フィードバック回路からの速度検出値を突き合わせて、次の電流・電力制御部２４へサーボモータ１０への制御信号であるサーボモータ１０の電流値に相当する電圧値の指令を送信する。そして電流・電力制御部２４からサーボモータ１０へ制御されたモータ駆動電流が送られる。そしてまたサーボモータ１０への制御信号は、入力部１８にも接続されている。なおこの実施の形態では、前記設定・表示部２０は電動射出成形機のタッチパネル等からなり、後述するサーボモータ１０への制御信号のしきい値を入力可能な、しきい値入力手段を含んでいる。また記憶部２１は、不揮発メモリであるＲＯＭおよび揮発メモリであるＲＡＭからなり、前記ＲＯＭには本発明のサーボモータ過負荷防止制御に関するシーケンスプログラムが格納されている。
【００１４】
次に本発明の電動射出成形機のエジェクタ装置１のサーボモータ過負荷防止制御について、図２に示されるフローチャートにより説明する。エジェクタ装置１により成形品の突き出しが終了すると、サーボモータ１０が駆動され、エジェクタロッド１３が後退される。エジェクタロッド１３の後退とともに、リターンピン７に取付けられたバネ８により突き出しピン５およびエジェクタプレート６が後退され、エジェクタプレート６の背面６ａはストッパ９にバネ８の力を受けて当接される。その際のエジェクタロッド１３は、その先端面１３ａがエジェクタプレート６の背面６ａに当接される目標位置に保持されている。そしてエジェクタロッド１３を駆動するサーボモータ１０は目標位置でサーボロックされている。この実施の形態のサーボモータ１０では、サーボロックされた状態において速度制御部２３から出力されるサーボモータ１０への制御信号は、最大制御信号値（１０Ｖ）の０．１％〜０．４％である。
【００１５】
そして型締時に、可動金型３が固定金型に接近し、型閉完了直前の所定位置を通過すると（ステップＳ１）、シーケンスプログラムが作動開始し、サーボモータ過負荷防止制御を開始する（ＯＮ）かどうかの判断が行われる（ステップＳ２）。そしてサーボモータ過負荷防止制御を開始しない（ＯＦＦ）とき（ステップＳ２がＮのとき）は、エジェクタ装置１が目標位置でサーボロックされた状態のまま、型締、射出充填、保圧、型開きの順に工程が行われる。
サーボモータ過負荷防止制御を行うとき（ステップＳ２がＹのとき）は、サーボモータ１０への制御信号の検出が行われ、入力部１８を介してＣＰＵ１６において、前記制御信号が所定のしきい値以上であるかどうかが判断される（ステップＳ３）。
【００１６】
この際に用いられるサーボモータ１０への制御信号のしきい値は、前述したように、予めしきい値入力手段である設定・表示部２０からサーボモータ過負荷防止制御に関するシーケンスプログラムに入力されたものである。この実施の形態ではサーボモータ１０への制御信号のしきい値は、型締時のサーボロックされた状態におけるサーボモータ１０への制御信号値の最大出力値の１．２倍であって、前進方向に向けたサーボモータ１０への最大制御信号値（１０Ｖ）の０．４８％である０．０４８Ｖに設定されている。このサーボモータ１０への制御信号のしきい値は型締時のサーボロックされた状態におけるサーボモータ１０への制御信号の最大出力値の１．１倍ないし１．３倍程度に設定することが望ましい。
【００１７】
そして樹脂圧等の外力によりサーボモータ１０が変位させられた状態となり、位置偏差が蓄積して、サーボモータ１０への制御信号が前記しきい値以上となったとき（ステップＳ３がＹのとき）は、サーボモータ１０が過負荷の状態にあると判断して、エジェクタロッド１３の目標位置（サーボモータ１０の目標位置）を、現在のエジェクタロッド１３の現位置（サーボモータ１０の変位量）に一致させるよう移動させる（ステップＳ４）。そして前記したサーボモータ１０への制御信号が前記しきい値以上のとき（ステップＳ３がＹのとき）と、サーボモータ１０への制御信号が前記しきい値より下のとき（ステップＳ３がＮのとき）の両方の場合とも、次にサーボモータ過負荷防止制御の終了時（ＯＦＦ）であるかどうかが判断され（ステップＳ５）、終了しないとき（ステップＳ５がＮのとき）は、ステップＳ３に戻って前記の判断を繰り返す。サーボモータ過負荷防止制御は型閉完了の直前の所定位置を通過したときから、型開き開始直前までの間行われ、制御が終了（ステップＳ５がＹのとき）した後に可動盤２を移動させることにより型開きが行われる。なお、この実施の形態では型閉完了の直前の所定位置を通過したときから金型保護制御が行われる。
なお本発明においてサーボモータ１０の目標位置が後退する範囲は実際にはごく僅かであるから、成形品の形状にほとんど影響を与えるものでない。
【００１８】
なお前記の実施の形態では、図２に示されるようにサーボモータ過負荷防止制御が終了するまでの間、サーボモータ１０への制御信号がしきい値以上のときには目標位置を移動させて、再度サーボモータ１０への制御信号がしきい値以下かを判断する制御をクローズで繰り返すが、一度だけサーボモータ１０の変位量に応じて目標位置を変更させた上で制御を終了させてもよい。更にサーボモータ１０への制御信号がしきい値以上のときにサーボモータ１０の目標位置を、実際にサーボモータ１０が変位した方向に移動させ、前記制御信号がしきい値以下になった時点でサーボモータ１０の目標位置の変更を終了させるようにしてもよい。更にまた、取付ける可動金型３に応じてサーボモータ１０への制御信号のしきい値を変更してもよい。そしてエジェクタロッド１３とエジェクタプレート６が連結されているものでは、エジェクタロッド１３に連結されたエジェクタプレート６の目標位置が、エジェクタプレート６の金型内の後退限より後方側に設定されてしまった場合においても、後方側に向けてエジェクタロッド１３等を移動させようとする偏差が蓄積されサーボモータ１０への制御信号が上昇するので、前記制御信号の上昇により、目標位置を突き出しピン５の突出方向に移動させることにより、サーボモータ１０の過負荷を防止することができる。
【００１９】
また本発明では型締時のサーボモータ過負荷防止制御開始直前のエジェクタロッド１３の位置を記憶し、その位置から所定量以上、エジェクタロッド１３の位置が後退したことをロータリエンコーダ２２により検出し、なおかつ所定時間以上その状態が継続されたことが図示しないタイマーにより確認されたら、サーボモータ１０の目標位置を移動させるようにしてもよい。
なお、エジェクタロッド１３とエジェクタプレート６が連結されておらず、当接するタイプでは、これらのサーボモータ１０の目標位置を移動させる制御は、最初のＮ回の成形時のみ行うようにしてもよい。そして前記Ｎ回の成形時における目標位置の移動量の平均値を求め、以後の成形時には前記平均値をベースにして、型締時の最初から目標位置を、前記Ｎ回の成形時における移動後の目標位置に設定してもよい。
【００２０】
また本発明では型締時にサーボモータ１０への制御信号が所定のしきい値を越えたことにより、目標位置を移動させるのではなく、サーボモータ１０のトルク指令値を低下させるようにしてもよい。この場合サーボモータ１０の目標位置は変更しないが、サーボモータ１０のトルク指令値を所定のトルク値に低下させることにより、サーボモータ１０の過負荷が防止される。またこの場合、サーボモータ１０に最初からトルク制限をかけておき、サーボモータ１０への制御信号が所定のしきい値を越えたことにより、前記トルク制限の値を引き下げるようにしてもよい。
【００２１】
【発明の効果】
本発明の電動射出成形機のサーボモータ制御方法は、型締時にエジェクタ装置が外力により変位させられて目標位置から移動した際に、サーボモータの目標位置を変位量に応じて移動させることにより、サーボモータの励磁を解除したときのようにサーボアンプのコンタクタの寿命の低下をきたさずに、かつエジェクタロッドとエジェクタプレートとを当接または連結した状態のままで、エジェクタ装置のサーボモータの過負荷を防止することができる。
また型締時にサーボモータへの制御信号を検出し、前記制御信号が予め設定した所定のしきい値の範囲内に入るようにサーボモータの目標位置の移動、あるいはトルク指令値の変更をすることにより、サーボモータへの制御信号を用いて確実にサーボモータの過負荷を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電動射出成形機のエジェクタ装置およびその制御手段のブロック図を示す図である。
【図２】本発明のサーボモータ過負荷防止制御のフローチャートを示す図である。
【符号の説明】
１ ……… エジェクタ装置
２ ……… 可動盤
３ ……… 可動金型
４ ……… キャビティ形成面
５ ……… 突き出しピン
６ ……… エジェクタプレート
６ａ …… 背面
７ ……… リターンピン
８ ……… バネ
９ ……… ストッパ
１０ …… サーボモータ
１１ …… ボールナット
１２ …… ボールネジ
１３ …… エジェクタロッド
１４ …… 挿通孔
１５ …… 制御手段
１６ …… ＣＰＵ
１７ …… バスライン
１８ …… 入力部
１９ …… 出力部
２０ …… 設定・表示部
２１ …… 記憶部
２２ …… ロータリエンコーダ
２３ …… 速度制御部
２４ …… 電流・電力制御部
【図１】
0003847660.tif 000002
【図２】
0003847660.tif 000003