JPH01168419A - 型締力調整方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、射出成形機の型締力を一定に維持する型締力
調整方式に関する。

従来の技術 射出成形機の型締力とは、搭載した金型がロックアツプ
された状態で金型に作用する圧縮力であり、この圧縮力
は可動プラテンに装着されたコアプレートと固定プラテ
ンに装着された主１１ビテイプレートとが間隙なく密着
した状態、即ち、金型タッヂ位置から、更に、可動プラ
テンを固定プラテンの方向に微小移動させることによっ
て得られ、その圧縮力は可動プラテンの微小移動が完了
した状態、即ち、ロックアツプ位置において弾性材料か
ら成るタイバーに生ずる内部応力に等しく、この時タイ
バーには微小な伸びが生ずる。従って、型締力はロック
アツプｈに生ずるタイバーの伸びによって一義的に決定
される値であり、実際に型締力を調整する場合には、金
型タッチ位置からロックアツプ位置に至るプラテンの微
小な移動量、即ち、追込み吊を変化させてタイバーの伸
びを調整することで行う。

従って、成形作業時に型締力を設定する場合に必要とな
るアークは、追込みはと追込みを開始する金型タッチ位
置だけでよく、一般に、射出成形機に金型を搭載し型厚
調整を行って金型タッチ位置を検出した後、追込みＭを
設定し、以下、設定された追込み口に従って型締動作を
行わせることとなる。

発明が解決しようとする問題点 ところが、金型タッチ位置は型厚によって決定される値
であって、温度変化によって生ずる金型の膨張、収縮に
より刻々と変化するが、射出成形機に設定された金型タ
ッチ位置と追込み但は型厚調整時にセットされた一定の
値であるため、金型の温度が型厚調整時に比べて低下し
た場合には型締力が不足する一方、金型の温度が型＃調
整時に比べて上昇した場合には型締力が増加し、型締力
を一定に保てないという問題があった。

従来、このような問題に対処するためには、金型の温度
が熱平衡状態となって型厚が安定した後、型厚調整を行
って金型タッチ位置を検出するようにしていたので、型
温の変化が成形条件に影響を与えないような樹脂を用い
る場合であっても、射出成形機に金型を搭載し直ちに成
形作業を開始するようなことは不可能であった。

又、金型の温度が熱平衡状態となった後も外気の温度変
化等が影響するため、金型の湿度を常に一定に保つこと
は困難であり、例えば、長時間に亘って射出成形機の無
人運転を行った場合等、外気温の影響で型温に変化が生
じ型締力が変わるために成形不良をおこすような事故も
あった。

そこで、本発明の目的は、射出成形機の型締力を常に一
定に維持する型締力調整方式を提供することにある。

問題点を解決するための手段 本発明は、金型温度を検出する型温検出手段を設け、型
厚調整時に、金型タッチ位置、金型の厚み及びそのとき
の金型湿度を検出し記憶し、成形サイクル開始後は、各
成形サイクル毎に上記型温検出手段より金型の温度を検
出し、該検出した金型温度を上記記憶した金型温度と金
型の厚みより成形サイクル毎の金型の厚みを求め、該金
型の厚みより設定型締力を発生する可動プラテン位置を
求め、該位置へ移動させて設定型締力を発生させるよう
に構成することによって上記問題点を解決した。

作用 射出成形機に新しい金型を搭載したとぎ行われる型厚調
整時に、金型タッヂ位置、金型の厚み及びそのときの金
型の温度を検出し、記憶しておき、各成形サイクル毎に
Ｌ記型渇検出手段より検出された金型温度と上記記憶し
た金型温度の差より金型のａ脹爪を求め、各サイクルに
おける金型の厚みを求める。そして、この金型の厚みよ
り、設定型締力を発生させる可動プラテン位置を求める
。

即ち、求められた金型の厚みより金型タッチ位置を補正
して実際に金型がタッチする位置を求めて設定型締力を
発生する移動量、即ち、追込みｍだけ可動プラテンを移
動させるか、又、求められた型厚より追込み聞を補正し
、型厚調整時に求められた金型タッチ位置より補正した
追込み債だけ可動プラテンを移動させて型締力を与える
。

実施例 以下、本発明の一実施例について説明する。

第２図は電動式射出成形機の要部を示す図で該第２図に
おいて、符号３はリアプラテン、符号８は固定プラテン
であり、両プラテン間は弾性材料から成るタイバー５．
５によって連結されている。

リアプラテン３に固設されたクランプ軸用のサーボモー
タ２のモータ軸にはボールネジ４が固着され、該ボール
ネジ４の回転により可動プラテン６をタイバー５，５に
沿って開動させ、型閉じ。

型開き、型締、型厚調整の各動作を行わせるよう構成さ
れている。なお、第２図においては、射出成形法のクラ
ンプ軸に関するものだけを示しているが、射出軸、スク
リュー回転軸、エジェクタ軸等は従来と同様の構成を有
する。符号７は可動プラテン６に装着されたコアプレー
ト７ａと固定プラテン８に装着されたキャビティプレー
ト７ｂとから成る金型であり、コアプレート７ａとキャ
ビティプレート７ｂにはそれぞれ型温測定手段の一部を
構成する熱雷対９ａ、９ｂが装着され、各熱雷対の出力
端子はＡ／Ｄ変換器１６を介して入力回路１７に接続さ
れている。

又、制御系要部を示すブロック図において、符号１３は
ＮＣ用のマイクロプロセッサ（以下、ＣＰＵという）、
符号２２はプログラマブルマシンコントローラ（以下、
ＰＭＣという）用のＣＰＵである。ＰＭＣ用ＣＰＵ２２
には射出成形機のシーケンス動作を制御するシーケンス
プログラム等を記憶したＲＯＭ２３が接続され、又、デ
ータの一時記憶等に利用されるＲＡＭ２４が接続されて
いる。ＮＣ用ＣＰＵ１３には、射出成形機を全体的に制
御する管理プログラムを記憶したＲＯＭ１４及び射出用
、クランプ用、スクリュー回転用。

エジェクタ用等の各軸サーボモータを駆動制御するサー
ボ回路１０がサーボインタフェース１１を介して接続さ
れている。なお、第２図では、クランプ軸用のサーボモ
ータ２のサーボ回路１０のみを示しており、該サーボモ
ータ２にはモータの回転を検出するバルスコーダ１が装
着され、サーボ回路１０に信号入力されるよう接続され
ている。

また、符号１５は不揮発性の共有ＲＡＭで、射出成形機
の各動作を制御するＮＣプログラム等を記憶するメモリ
部と後述する金型の膨張率等の各種設定値、パラメータ
、マクロ変数用のメモリ部を有する。符号１８はバスア
ービタコントローラ（以下、ＢＡＣという）で、ＮＣ用
ＣＰＬ１１３及びＰＭＣ用ＣＰＵ２２．共有ＲＡＭ１５
．入力回路１７．出力回路２１の各バスが接続され、更
にオペレータパネルコントローラ１９（以下、ＯＰＣと
いう）を介してＣＲ７表示装置付き手動データ入力装置
（以下、ＣＲＴ／ＭＤＩという）２０が接続され、該Ｂ
ＡＣ１８によって使用するバスが制御されるようになっ
ている。符号１２は、ＮＣ用ＣＰＵ１３にバス接続され
たＲＡＭでデータの一時記憶等に利用されるものである
。

以上のような構成において、射出成形機は共有ＲＡＭ１
５に格納された射出成形機の各動作を制御するＮＣプロ
グラム及びＲＯＭ２３に格納されているシーケンスプロ
グラムにより、ＰＭＣ用ＣＰＵ２２がシーケンス制御を
行いながら、ＮＣ用ＣＰＵ１３が射出成形機の制御を行
うため、射出成形機の各軸のサーボ回路１０ヘサーボイ
ンタフエース１１を介してパルス分配し、射出成形機を
制御するもので、各軸のサーボ回路１０は、サーボイン
タフェース１１を介して受けた分配パルスからバルスコ
ーダ１からのバ′ルスを減じ、指令位置に対する現在位
置のエラー量を出力するエラーレジスタによって、現在
位置と指令位置とを比較し、サーボモータに流す電流を
制御し、出力トルクを制御するようになっている。

以上の構成において、新しい金型を搭載した場合には、
ＣＲＴ／ＭＤ　Ｉ　２０より型締力（型締力より型締力
付与移動〕をＰＭＣｒｔ’１ＣＰｔＪ、２２で計算して
いない場合は型締力付６移ｆＪｌｆｆｌ）を設定したあ
と、第１図（ａ）に示１Ｊ型厚調整処理を行う。

ＰＭＣ用ＣＰｔＪ２２は、まず、従来と同様に、金型タ
ッチ位置検出処理を行い、タップ−位置Ｐをタッチ位置
記憶レジスタＲ（ｐ）に記憶する（ステップ５ｏｌ）。

次に、求められたタッチ位置ｐと固定プラテン８に可動
プラテン６が接する位置より金型の厚さｅを求め型厚デ
ータ記憶レジスタＲ（ｃ）に記憶する（ステップ３０２
）。なＪ３、第２図中左方向を可動プラテン６の座標系
のプラス方向とする。

又、固定プラテン８に可動プラテン６が接する位置を可
動プラテン６の原点とする座標系を設定した場合には、
タッチ位置ｐが型厚ｅを示すことになるので、型厚ｅを
ステップＳ０２で記憶する必要がない。

次に、熱雷対９ａ、９ｂによって測定されＡ／Ｄ変換器
１６を介してデジタル化され入力回路１７、ＢＡ０１８
を介して共有ＲＡＭ１５に記憶されたコアプレート７ａ
及びキャビティプレート７ｂの現在の型１１ＨＴ１．Ｔ
２を読込み（ステップ５Ｏ３）、コアプレート７ａの型
ＧＴ１とキャビティプレート７ｂの型温Ｔ２を基に単純
平均を算出して金型７の現在の型温Ｔｐと見做し、金型
７の型温を記憶する型温記憶第ルジスタＲ（Ｔｐ：に記
憶する（ステップ８０４）。

このようにして、型厚調整処理は終了する。

そして、成形サイクルが開始されると、第１図（ｂ）に
示すフローチャートの型厚データ修正処理を、成形サイ
クルの終了毎に行う。ＰＭＣ用ＣＰｔＪ２２は、まず、
熱雷対９ａ、９ｂによって測定されＡ／Ｄ変換器１６を
介してデジタル化され入力回路１７．ＢＡ０１８を介し
て共有ＲΔＭ１５に記憶されたコアプレート７ａ及びキ
ャビティプレート７ｂの現在の型ＩＴｎ１．Ｔｎ２を読
込み（ステップ５１０）、コアプレート７ａの型１Ｔｎ
１とキャビティプレート７ｂの型ｍＴｎ２を基に単純平
均を算出して金型７の現在の型温Ｔｎと見做し、金型７
の型温を記憶する型温記憶第２レジスタＲ（Ｔｎ）に記
憶する（ステップ５１１）。

次に、今回測定し記憶された金型７の型温Ｔｎから前回
の成形サイクル時に測定し記憶された金型７の型温Ｔｐ
（始めは第３図ステップＳＯ４で設定された型温Ｔｐ）
を減じた値、即ち、前回の成形サイクルから今回の成形
サイクルに至る間の金型７の温度変化量ΔＴを演算し、
金型７の温度変化ｍを記憶する湿度変化旦記憶レジスタ
Ｒ（ΔＴ）に記憶する〈ステップ５１２）。

次に、ステップ８１２で求めた前回の成形１ナイクルか
ら今回の成形サイクルに至る間の金型７の温度変化量Δ
丁が［０］であるか否かを判別しくステップ５１３）、
金型７の温度変化量ΔＴ≠０であって、前回の成形サイ
クルから今回の成形サイクルに至る間に金型７に温度変
化が生じていれば、型厚データ記憶レジスタＲ（ｅ）に
記憶された型厚データｅと金型７の温度変化ｍΔＴと予
め設定された金型７の熱膨張係数にとを乗じ、前回の成
形サイクルから今回の成形サイクルに至る間に生じた金
型７の膨張吊Δｅを演算し、金型７の＃玉量Δ０を記憶
する膨張量記憶レジスタＲ（Δｅ）に記憶する（ステッ
プ５１４）。なお、ｌｌｌ脹ｍΔｅの値にはｍ度変化吊
Δ１の符号に従属する正負があり、その符号が［−］で
あれば膨膨張Δｅが収縮を示す値であることは言うまで
もない。

次に、前回の成形サイクルにおいて設定若しくは修正さ
れた型厚データｅにステップ８１４で求めた前回の成形
サイクルから今回の成形サイクルに至る間に生じた金型
７の膨ｒＳ■Δｅを加えて型厚データを修正し、型厚デ
ータを記憶する型厚データ記憶レジスタＲ（ｅ）にセッ
トする（ステップ５１５）。又、タッチ位置を記憶する
タッチ位置記憶レジスタＲ（ｐ）の値に上記膨張ａΔｅ
を加算して該タッチ位置記憶レジスタＲ（ｐ）に記憶す
る（ステップ８１６）。なお、可動プラテン６が固定プ
ラテン８に接する位置を可動プラテン６の座標系原点と
した場合は、型厚Ｃとタッチ位置ｐとが等しいので、タ
ッチ位置記憶レジスタＲ（ｐ）と型厚データ記憶レジス
タＲ（ｅ）の値は等しく、ステップＳ１５．ステップ８
１６はどちらか一方でよく、レジスタＲ（ｅ）又はＲ（
ｐ）は、型厚データかつタッチ位置を記憶するものとな
る。次に、これまで前回の成形サイクルにおける型温を
記憶していた型温記憶第ルジスタＲ（Ｔｐ）に今回の成
形サイクルにおける型温を記憶した型温記憶第２レジス
タＲ（Ｔｎ）の値をセットする（ステップ５１７）。

このようにして、１成形サイクルが終了し、次の成形サ
イクルが開始される前に金型７の型温を測定し記憶し温
度変化による型厚変化に対応した新しい金型タッチ位置
ｐが記憶されているので、このタッチ位置記憶レジスタ
Ｒ（ｐ）に記憶されたタッチ位置まで、従来と同様の金
型タッチ処理を行い、その後設定型締力付与のロックア
ツプ処理を行い、以後、射出、保圧、冷却、ｌｉ′ｌハ
の成形サイクルの処理を行う。そして、次の成形リーイ
クルでも同様にタッチ位置記憶レジスタに記憶された新
しい金型タッチ位置ｐに基づいて金型タッチ処理を行い
、以後、同様の処理を行うこととなる。

即ち、成形サイクル毎に実行される上述の型厚データ修
正処理において、前回の成形サイクルから今回の成形サ
イクルに至る間の金型７の温度変化ＭΔＴと前回の成形
サイクルで設定若しくは修正された型厚データと金型７
の熱膨張係数にとに基づいて、現時点における実際の型
Ｐ′Ｊ−及びタッチ位置が修正される。上述したように
、成形サイクルの型締処理において追込みを開始する位
置、叩ら、金型タラグル位置は金型の湿度変化に伴って
自動的に補正されるため、型厚調整終了時に設定された
追込み足を変更することなく、型締力を常に一定に保つ
ことができる。

なお、上述の型厚データ修正処理を実行覆るタイミング
は型締処理実行以前であればどこでもよいが型閉開始直
前に行われることが最適である。

なお、この実施例では金型タッチ位「りを補正すること
で型締力を一定に保つようにしているが、金型タッチ位
置を補正するかわりに金型の局限４Δｅを用いて追込み
量を補正するようにしてもよい。この場合、ステップ８
１６の代りに、型締力設定値より得られる金型タッチ位
置からの可動プラテン追込みｆｕＬを記憶するレジスタ
の値にステップ８１４で求めた膨張量へ〇を減算（Ｌ−
Δｅ）して追込みｆｆ１Ｌを求め上記レジスタに記憶す
るようにすればよい。

又、上記実施例では、直圧式の型締装置の例を示したが
、トグル式型締装胃の場合には、型厚変化伍Δｅに応じ
てリアプラテン３の位置を補正するようにすればよい。

更に、上記実施例においては、ステップＳ１２からステ
ップ８１７の処理において、前回の成形サイクル時に測
定した型温ど今回の成形り゛ビクル時に測定した型温と
の差を求め、前回の成形サイクルから今回の成形サイク
ル間に局限した金型の局限ＱΔｅを求めて、前回の成形
サイクル時の型厚にこの膨張昂Δｅを加尊し型厚ｅを求
めるようにしたが、型厚調整処理で求めた型温Ｔｐと各
成形サイクル時に測定した型ＷＪＴｎとの差６丁を求め
、この差６丁と型厚調整処理時に求めた型厚○（ステッ
プ８０２）より、各成形サイクル時の金型膨服旦Δｅを
求めて、各成形サイクル時の型厚ｅを求めるようにして
もよい。しかし、この場合、型厚調整処理時に求めた型
厚Ｔｐより一度型厚が変化し、その後変化がない場合で
も、常に膨脹ｍΔｅを求めて各サイクル時の型厚を求め
ねばならないので、第１図（ｂ）に示した実施例より処
理時間がかかることとなる。

発明の効果 本発明によれば、金型の温度変化に関係なく型締力が常
に一定に保たれるので、射出成形機に搭載した金型が熱
平衡の状態に達して金型の寸法が安定するのを持って型
厚調整を行う必要はなくなり、金型温度の変化が成形条
件に影響を与えないような樹脂を用いて成形作業を行う
場合であれば、射出成形機に金型を搭載して型厚調整を
行った後、直ちに成形作業を開始することができ作業の
能率が向上する。

又、外気の温度変化等の外的要因によって金型に温度変
化が生じた場合であっても、型締力は常に一定に保たれ
るので、例えば、長時間に亘って射出成形機の無人運転
を行っている最中に気温が低下して金型が収縮した場合
であっても、従来のように型締力が低下することはなく
、パリ発生等の重大な事故を未然に防止することが可能
となり無人運転による成形作業の信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の一実施例における型厚調整処理
のツーチャート、第１図（ｂ）は型厚データ修正処理を
示すフローチャート、第２図は同実施例のブロック図で
ある。 １・・・バルスコーダ、２・・・クランプ軸用サーボモ
ータ、３・・・リアプラテン、４・・・ボールネジ、５
・・・タイバー、６・・・可動プラテン、７・・・金型
、７ａ・・・コアプレート、７ｂ・・・キャビティプレ
ート、８・・・固定プラテン、９ａ、９ｂ・・・熱電対
、１０・・・サーボ回路、１１・・・ザーポインタフェ
ース、１２．２４・・・ＲＡＭ、１３・・・ＮＧ用マイ
クロプロセッサ、１４．２３・・・ＲＯＭ、１５・・・
共有ＲＡＭ。 １６・・・Ａ／Ｄ変換器、１７・・・入力回路、１８・
・・バスアービタコントローラ、１つ・・・オペレータ
コントロールパネル、２０・・・ＣＲＴ表示装置付きｆ
動データ入力装置、２１・・・出力回路、２２・・・プ
ログラマブルマシンコントローラ用ｃｐｕ。 特訂出願人　　ファナック株式会社 第　１　図（ａ）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）金型温度を検出する型温検出手段を設け、型厚調
   整時に、金型タッチ位置、金型の厚み及びそのときの金
   型温度を検出し記憶し、成形サイクル開始後は、各成形
   サイクル毎に上記型温検出手段より金型の温度を検出し
   、該検出した金型温度を上記記憶した金型温度と金型の
   厚みより成形サイクル毎の金型の厚みを求め、該金型の
   厚みより設定型締力を発生する可動プラテン位置を求め
   、該位置へ移動させて設定型締力を発生させるようにし
   た型締力調整方式。
2. （２）上記各サイクル毎に求めた金型の厚みより金型タ
   ッチ位置を補正し、該補正した金型タッチ位置より設定
   型締力を発生させる移動量だけ可動プラテンを移動させ
   て設定型締力を発生させるようにした特許請求の範囲第
   １項記載の型締力調整方式。
3. （３）上記各サイクル毎に設けた金型の厚みと型厚調整
   時に求めた金型の厚みの差より、設定型締力を発生させ
   る移動量を補正し、型厚調整時に求めた金型タッチ位置
   より上記補正した移動量だけ可動プラテンを移動させ設
   定型締力を発生させるようにした特許請求の範囲第１項
   記載の型締力調整方式。