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JP3930373B2 - 型締装置の制御方法 - Google Patents

型締装置の制御方法 Download PDF

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JP3930373B2 JP2002131668A JP2002131668A JP3930373B2 JP 3930373 B2 JP3930373 B2 JP 3930373B2 JP 2002131668 A JP2002131668 A JP 2002131668A JP 2002131668 A JP2002131668 A JP 2002131668A JP 3930373 B2 JP3930373 B2 JP 3930373B2
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Description

【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

Claims (4)

  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。
  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。
  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。
  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。
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