JP4724050B2 - Mold clamping control method of injection molding machine - Google Patents
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Description
本発明は、型締力を多段に設定した圧力制御パターンを用いてトグル式型締装置により射出成形を行う際に用いて好適な射出成形機の型締制御方法に関する。 The present invention relates to a mold clamping control method for an injection molding machine suitable for use in injection molding by a toggle type mold clamping apparatus using a pressure control pattern in which mold clamping forces are set in multiple stages.
従来、異なる複数の型締力(圧縮圧力)を多段に設定した圧力制御パターンを用いてトグル式型締装置により射出成形(圧縮成形)を行う射出成形機の型締制御方法としては、例えば、特開平5−237894号公報で開示される情報記録媒体用基板の成形方法に用いる型締制御方法が知られている。 Conventionally, as a mold clamping control method of an injection molding machine that performs injection molding (compression molding) with a toggle type mold clamping device using a pressure control pattern in which a plurality of different mold clamping forces (compression pressures) are set in multiple stages, for example, A mold clamping control method used for a method for forming an information recording medium substrate disclosed in JP-A-5-237894 is known.
この成形方法(型締制御方法)は、トグルリンクを伸張し、タイバーの抗張力により型締め力を得るトグル機構を備えたトグル式射出成形機に、互いに対向する固定側と可動側からなる金型部材によって構成される金型キャビティを設け、このキャビティ内に熱可塑性樹脂材料を素材とする溶融樹脂を射出充填し、圧縮成形を行って情報記録媒体用基板を成形する方法において、金型キャビティ内に溶融樹脂を射出し、初期の設定圧力に充填した後、多段階に設定した圧縮プログラムプロフィールに基づき、金型キャビティ内の溶融樹脂を段階的に圧縮制御する工程を含ませたものである。
しかし、上述した射出成形機における従来の型締制御方法(成形方法)は、次のような問題点があった。 However, the conventional mold clamping control method (molding method) in the above-described injection molding machine has the following problems.
即ち、金型を型締するトグル式型締装置は、可動型を支持する可動盤と圧受盤に支持される駆動部により進退変位するクロスヘッド間をトグルリンク機構により連結し、クロスヘッドの加圧力を増圧して可動盤に伝達する機能を備えている。したがって、型締時には、トグルリンク機構が伸張しきった状態におけるタイバーの伸びに基づいて所定の型締力が発生するが、このようなトグルリンク機構を用いて圧縮成形や射出成形、特に、異なる複数の型締力を多段に設定した圧力制御パターンを用いて圧縮成形や射出成形を行う場合、圧力制御の応答性が不安定になる問題があった。 In other words, a toggle type mold clamping device for clamping a mold uses a toggle link mechanism to connect a movable plate that supports a movable die and a cross head that is advanced and retracted by a drive unit supported by a pressure receiving plate, thereby adding a cross head. It has a function to increase the pressure and transmit it to the movable platen. Therefore, at the time of mold clamping, a predetermined mold clamping force is generated based on the extension of the tie bar in a state where the toggle link mechanism is fully extended, and compression molding and injection molding using such a toggle link mechanism, When compression molding or injection molding is performed using a pressure control pattern in which multiple mold clamping forces are set, there is a problem that the responsiveness of pressure control becomes unstable.
図5及び図6に圧力制御パターンの一例を示す。図5に示す圧力制御パターンCxは最大型締力Pxを100〔%〕に設定した場合、図6に示す圧力制御パターンCyは最大型締力Pyを50〔%〕に設定した場合をそれぞれ示す。図5及び図6に実線で示す圧力制御パターンCx,Cy、即ち、異なる複数の型締力Px,Pxa,Pxb…,Py,Pya,Pyb…を多段に設定した圧力制御パターンCx,Cyは、本発明(本実施形態)に係る型締制御方法を用いた場合の特性を示しているが、従来の型締制御方法により同一の圧力制御パターンCx,Cyを用いた場合、図5及び図6に仮想線Pxe…,Pye…で示すように、応答性の鈍い(悪い)部分や挙動の乱れ,アンダーシュート及びオーバーシュートが発生し、圧力制御の応答性が不安定になるとともに、高精度の圧力制御を行うことができない問題があった。 5 and 6 show an example of the pressure control pattern. The pressure control pattern Cx shown in FIG. 5 shows the case where the maximum mold clamping force Px is set to 100 [%], and the pressure control pattern Cy shown in FIG. 6 shows the case where the maximum mold clamping force Py is set to 50 [%]. . The pressure control patterns Cx and Cy indicated by the solid lines in FIGS. 5 and 6, that is, the pressure control patterns Cx and Cy in which a plurality of different mold clamping forces Px, Pxa, Pxb... Py, Pya, Pyb. FIG. 5 and FIG. 6 show the characteristics when the mold clamping control method according to the present invention (this embodiment) is used, but when the same pressure control patterns Cx and Cy are used by the conventional mold clamping control method. As shown by the phantom lines Pxe ..., Pye ..., parts with poor response (bad), disturbance of behavior, undershoot and overshoot occur, and the pressure control response becomes unstable and high accuracy. There was a problem that pressure control could not be performed.
本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した射出成形機の型締制御方法の提供を目的とするものである。 An object of the present invention is to provide a mold clamping control method for an injection molding machine that solves the problems existing in the background art.
本発明に係る射出成形機Mの型締制御方法は、上述した課題を解決するため、異なる複数の型締力Pxa…,Pya…を多段に設定した圧力制御パターンCx,Cyを用いてトグル式型締装置Mcにより射出成形を行うに際し、予め、型締力Psa…の大きさに対する圧力補償定数Kxsa…,Kysa…の相関関係を、異なる複数の型締力Psa…の大きさに対応する圧力補償定数Kxsa…,Kysa…を用いて相関関係に近似する関数Fx,Fyにより設定し、又は異なる複数の型締力Psa…の大きさに対応する複数の圧力補償定数Kxsa…,Kysa…をデータベースBdにより設定し、この相関関係により、圧力制御パターンCx,Cyにおける各型締力Pxa…,Pya…の大きさに対応した圧力補償定数Kxa…,Kya…をそれぞれ求めて設定するとともに、射出成形を行う際に、圧力制御パターンCx,Cyによる型締力Pxa…,Pya…の大きさの変化に対応して圧力補償定数Kxa…,Kya…を変更するようにしたことを特徴とする。 The mold clamping control method of the injection molding machine M according to the present invention is a toggle type using pressure control patterns Cx and Cy in which a plurality of different mold clamping forces Pxa... Pya. When performing injection molding by the mold clamping device Mc, the correlation between the pressure compensation constants Kxsa..., Kysa... With respect to the magnitude of the mold clamping force Psa. A plurality of pressure compensation constants Kxsa..., Kysa... That are set by functions Fx, Fy that approximate the correlation using the compensation constants Kxsa. The pressure compensation constants Kxa ..., Kya corresponding to the magnitudes of the mold clamping forces Pxa ..., Pya ... in the pressure control patterns Cx, Cy are set by Bd. Are calculated and the pressure compensation constants Kxa ..., Kya ... are changed in response to changes in the size of the mold clamping forces Pxa ..., Pya ... caused by the pressure control patterns Cx, Cy. It is characterized by doing so.
この場合、発明の好適な態様により、圧力補償定数Kxa…,Kya…には、圧力フィードバック制御系Upにおける圧力補償ゲインを適用することができる。また、相関関係には、最大型締力Px,Pyを異ならせた少なくとも二つの相関関係を含ませることができる。この際、最大型締力Px,Py以外の他の最大型締力Peにおける圧力補償定数は、少なくとも二つの相関関係に基づいて推定により求めることができる。 In this case, the pressure compensation gain in the pressure feedback control system Up can be applied to the pressure compensation constants Kxa..., Kya. The correlation can include at least two correlations with different maximum clamping forces Px and Py. At this time, the pressure compensation constant at the maximum mold clamping force Pe other than the maximum mold clamping forces Px and Py can be obtained by estimation based on at least two correlations.
このような手法による本発明に係る射出成形機Mの型締制御方法によれば、次のような顕著な効果を奏する。 According to the mold clamping control method of the injection molding machine M according to the present invention by such a technique, the following remarkable effects are obtained.
(1) 異なる複数の型締力Pxa…,Pya…を多段に設定した圧力制御パターンCx,Cyを用いて射出成形を行う場合であっても、圧力制御パターンCx,Cyによる型締力Pxa…,Pya…の変化に対応して圧力補償定数Kxa…,Kya…を変更するため、圧力制御パターンCx,Cyにおける応答性の鈍い(悪い)部分や挙動の乱れ,アンダーシュート及びオーバーシュートの発生を防止し、圧力制御の応答性を安定化させることができるとともに、高精度の圧力制御を行うことができる。 (1) Even when injection molding is performed using pressure control patterns Cx, Cy in which a plurality of different mold clamping forces Pxa ..., Pya ... are set in multiple stages, mold clamping forces Pxa ... by the pressure control patterns Cx, Cy ... , Pya..., And the pressure compensation constants Kxa..., Kya. Thus, the pressure control response can be stabilized and high-precision pressure control can be performed.
(2) 圧力補償定数Kxa…,Kya…は、型締力Psa…の大きさに対する適切な圧力補償定数Kxsa…,Kysa…の相関関係を設定し、この相関関係により求めるようにしたため、各圧力補償定数Kxa…,Kya…を設定するに際し、各型締力Pxa…,Pya…に対応する最適な圧力補償定数Kxa…,Kya…を設定できる。 (2) Since the pressure compensation constants Kxa..., Kya... Are set with the appropriate correlation between the pressure compensation constants Kxsa..., Kysa. When setting the compensation constants Kxa ..., Kya ..., optimum pressure compensation constants Kxa ..., Kya ... corresponding to the mold clamping forces Pxa ..., Pya ... can be set.
(3) 相関関係は、異なる複数の型締力Psa…の大きさに対応する圧力補償定数Kxsa…,Kysa…を用いて相関関係に近似する関数Fx,Fyにより設定可能であるため、より精度の高い適切な圧力補償定数Kxa…,Kya…を設定できる。 (3) Since the correlation can be set by functions Fx and Fy that approximate the correlation using pressure compensation constants Kxsa..., Kysa... Corresponding to the magnitudes of different mold clamping forces Psa. Appropriate pressure compensation constants Kxa..., Kya.
(4) 相関関係は、異なる複数の型締力Psa…の大きさに対応する複数の圧力補償定数Kxsa…,Kysa…をデータベースBdによっても設定可能であるため、この場合には、演算を伴うことなく容易な処理により設定できる。 (4) Since the correlation can set a plurality of pressure compensation constants Kxsa... Kysa... Corresponding to different sizes of the plurality of mold clamping forces Psa. It can be set by simple processing without any problem.
(5) 好適な態様により、圧力補償定数Kxa…,Kya…に、圧力フィードバック制御系Upにおける圧力補償ゲインを適用すれば、当該制御系Upの簡易な改良により容易かつ低コストに実施することができる。 (5) If the pressure compensation gain in the pressure feedback control system Up is applied to the pressure compensation constants Kxa..., Kya... According to a preferred embodiment, the control system Up can be implemented easily and at low cost. it can.
(6) 好適な態様により、最大型締力Px,Pyを異ならせた少なくとも二つの相関関係を含ませ、最大型締力Px,Py以外の他の最大型締力Peにおける圧力補償定数を、少なくとも二つの相関関係に基づいて推定により求めるようにすれば、最小限のデータ量を利用することにより、最大型締力Px,Py以外の他の最大型締力Peにおける圧力補償定数であっても、容易かつ確実に求めることができる。 (6) According to a preferred embodiment, at least two correlations in which the maximum mold clamping forces Px and Py are made different are included, and the pressure compensation constant at the maximum mold clamping force Pe other than the maximum mold clamping forces Px and Py is If it is determined by estimation based on at least two correlations, the pressure compensation constant at the maximum mold clamping force Pe other than the maximum mold clamping forces Px and Py can be obtained by using the minimum amount of data. Can be obtained easily and reliably.
次に、本発明に係る最良の実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。 Next, the best embodiment according to the present invention will be given and described in detail with reference to the drawings.
まず、本実施形態に係る型締制御方法を実施できるトグル式型締装置Mcの構成について、図2及び図3を参照して説明する。 First, a configuration of a toggle type mold clamping device Mc capable of performing the mold clamping control method according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
図2中、Mで示す射出成形機は、トグル式型締装置Mcと射出装置Miを備える。トグル式型締装置Mcは、離間して配した固定盤11と圧受盤12を備え、固定盤11は不図示の機台上に固定されるとともに、圧受盤12は当該機台上に進退変位可能に支持される。また、固定盤11と圧受盤12間には、四本のタイバー13…を架設する。この場合、各タイバー13…の前端は、固定盤11に固定するとともに、各タイバー13…の後端は、圧受盤12に対して挿通させる。
In FIG. 2, the injection molding machine indicated by M includes a toggle type mold clamping device Mc and an injection device Mi. The toggle type mold clamping device Mc includes a fixed platen 11 and a
一方、タイバー13…には、可動盤14をスライド自在に装填する。この可動盤14は可動型15mを支持するとともに、固定盤11は固定型15cを支持し、可動型15mと固定型15cは金型15を構成する。さらに、圧受盤12と可動盤14間にはトグルリンク機構Lを配設する。トグルリンク機構Lは、圧受盤12に軸支した一対の第一リンクLa,Laと、可動盤14に軸支した一対の出力リンクLc,Lcと、第一リンクLa,Laと出力リンクLc,Lcの支軸に結合した一対の第二リンクLb,Lbを有し、この第二リンクLb,Lbはクロスヘッド16に軸支する。
On the other hand, the
また、圧受盤12とクロスヘッド16間には型締用駆動部17を配設する。型締用駆動部17は、圧受盤12に回動自在に支持されたボールねじ部18と、このボールねじ部18に螺合し、かつクロスヘッド16に一体に設けたボールナット部19を有するボールねじ機構20を備えるとともに、ボールねじ部18を回転駆動する回転駆動機構部21を備える。回転駆動機構部21は、型締用サーボモータ22と、このサーボモータ22に付設して当該サーボモータ22の回転数を検出するロータリエンコーダ23と、サーボモータ22のシャフトに取付けた駆動ギア24と、ボールねじ部18に取付けた被動ギア25と、この駆動ギア24と被動ギア25間に架け渡したタイミングベルト26を備えている。
A mold
これにより、サーボモータ22を作動させれば、駆動ギア24が回転し、駆動ギア24の回転は、タイミングベルト26を介して被動ギア25に伝達され、ボールねじ部18が回転することによりボールナット部19が進退移動する。この結果、ボールナット部19と一体のクロスヘッド16が進退移動し、トグルリンク機構Lが屈曲又は伸張し、可動盤14が型開方向又は型閉方向(型締方向)へ進退移動する。
Accordingly, when the
他方、圧受盤12には型厚調整部27を付設する。型厚調整部27は、四本のタイバー13…の後端側にねじ部28…を形成し、各ねじ部28…にそれぞれ調整ナット29…を螺合する。この場合、調整ナット29…は圧受盤12に対するストッパを兼ねている。これにより、各調整ナット29…を回転させれば、ねじ部28…に対して相対変位するため、圧受盤12を進退変位させることができる。また、圧受盤12の側面には、圧受盤12を移動させる駆動源となるギアードモータ31を取付ける。このギアードモータ31は、型厚調整用の駆動モータとなる。ギアードモータ31は前端から回転出力シャフト32が突出するとともに、後端にはモータシャフトの回転数を検出するロータリエンコーダ33を備える。
On the other hand, the
一方、回転出力シャフト32には、駆動ギア34を取付けるとともに、各調整ナット29…には、それぞれスモールギア35…を一体に取付ける。この場合、各調整ナット29…とスモールギア35…はそれぞれ同軸上に位置する。また、各スモールギア35…及び駆動ギア34に噛合するラージギア36を配設する。ラージギア36は、リング形に形成し、内周面に沿って設けたレール部が圧受盤12に取付けた複数の支持ローラ(不図示)により支持される。これにより、各スモールギア35…はラージギア36に対して同時に噛合し、ギアードモータ31を作動させれば、駆動ギア34の回転によりラージギア36が回転するとともに、このラージギア36の回転により各スモールギア35…が同時に回転する。そして、各スモールギア35…と一体に回転する各調整ナット29…がタイバー13…のねじ部28…に沿って進退変位するため、圧受盤12も進退変位し、その前後方向位置が調整される。
On the other hand, a drive gear 34 is attached to the
他方、50は、成形機コントローラであり、型締用サーボモータ22,ロータリエンコーダ23,ギアードモータ31及びロータリエンコーダ33を接続する。この成形機コントローラ50は、射出成形機Mの全体の制御を司るコンピュータ機能を有し、タッチパネル式のディスプレイ(不図示)が付属する。
On the other hand, a
図3に、成形機コントローラ50の要部構成、特に、型締用サーボモータ22に対する制御系Uの具体的な機能ブロック図を示す。型締用サーボモータ22及びロータリエンコーダ23は前述のものと同じである。図3中、51は偏差演算部、52は圧力センサ、53は圧力補償部、54は切換部、55は切換判断部、56は偏差演算部、57は速度補償部、58は電流/電力制御部、59は電流検出器、60は速度変換部、61はCPU等を含む処理部(コンピュータ処理部)、62はメモリをそれぞれ示し、各部の信号系統は図示のようになる。
FIG. 3 shows a specific functional block diagram of the control system U for the main part configuration of the
この場合、圧力センサ52は、型締工程における型締力を検出するセンサであり、図2に示すように、タイバー13に付設するタイバーセンサを用いる。このタイバーセンサ(圧力センサ52)は、型締力の発生によるタイバー13の伸び量を検出するものであり、検出した伸び量を圧力の大きさに変換して型締力を求めることができる。その他、圧力センサ52としては、金型15(可動型15m)に付加される型締力を検出するロードセル等を用いることができる。また、圧力補償部53は、圧力フィードバック制御系Upにおける圧力補償を行う回路であり、PID定数(圧力補償定数)が設定される。この圧力補償部53は処理部61に接続する。これにより、処理部61は、射出成形を行う際に、圧力制御パターンCx,Cyによる型締力Px,Pxa…,Py,Pya…の変化に対応して、圧力補償部53におけるP定数となる圧力補償ゲインKx,Ky,Kxa…,Kya…を変更する処理を行う。このような圧力補償ゲインKx,Ky,Kxa…,Kya…を変更するようにしたため、圧力フィードバック制御系Upの簡易な改良により容易かつ低コストに実施することができる利点がある。
In this case, the
一方、メモリ62には、本実施形態に係る型締制御方法を実行するための制御プログラムApが格納されているとともに、少なくとも当該型締制御方法に用いる各種データ、即ち、後述する、異なる複数の型締力Pxa…,Pya…を多段に設定した圧力制御パターンCx,Cy、圧力補償ゲインKxa…,Kya…、異なる複数の型締力Psa…の大きさに対応する圧力補償ゲインKxsa…,Kysa…の相関関係に近似する関数Fx,Fy、型閉速度に対する目標値(速度目標値)Vs、型締力の目標値(圧力目標値)Psなどの各種データが、データベースBdとして設定(登録)されている。なお、成形機コントローラ50における各部の機能は、型締制御方法の説明とともに後述する。
On the other hand, the
次に、このようなトグル式型締装置Mcを用いた本実施形態に係る型締制御方法について、各図を参照しつつ図1に示すフローチャートに従って説明する。 Next, a mold clamping control method according to the present embodiment using such a toggle mold clamping device Mc will be described according to the flowchart shown in FIG. 1 with reference to the drawings.
本実施形態に係る型締制御方法では、予め、異なる複数の型締力Psa…の大きさに対応する適切(最適)な圧力補償ゲインKxsa…,Kysa…の相関関係を、この相関関係に近似する関数Fx,Fyにより設定する(ステップS1〜S5)。なお、この関数Fx,Fyは実験的に求めることができる。 In the mold clamping control method according to the present embodiment, an appropriate (optimum) correlation between pressure compensation gains Kxsa ..., Kysa ... corresponding to the magnitudes of a plurality of different mold clamping forces Psa ... is approximated to this correlation in advance. It sets by function Fx, Fy to perform (steps S1-S5). The functions Fx and Fy can be obtained experimentally.
以下、関数Fx…の具体的な設定処理手順について説明する。図4は、二つの関数Fx,Fyの一例を示し、例示の関数Fx,Fyは、最大型締力Px,Pyを異ならせた二つの相関関係からそれぞれ求めることができる。この場合、最大型締力Pxは100〔%〕を使用し、最大型締力Pyは50〔%〕を使用する。最大型締力Pxが100〔%〕とは、トグルリンク機構Lが伸張しきった状態で発生するトグル式型締装置Mcにおける定格(最大)となる型締力であり、最大型締力Pyが50〔%〕とは、トグルリンク機構Lが伸張しきった状態で定格に対して50〔%〕の型締力が発生するように設定した型締力である。 Hereinafter, a specific procedure for setting the functions Fx... Will be described. FIG. 4 shows an example of two functions Fx and Fy, and the exemplary functions Fx and Fy can be obtained from two correlations with different maximum clamping forces Px and Py, respectively. In this case, the maximum mold clamping force Px uses 100 [%], and the maximum mold clamping force Py uses 50 [%]. The maximum mold clamping force Px of 100 [%] is a mold clamping force that is rated (maximum) in the toggle mold clamping device Mc generated when the toggle link mechanism L is fully extended, and the maximum mold clamping force Py is 50 [%] is a mold clamping force set so that a mold clamping force of 50 [%] with respect to the rating is generated with the toggle link mechanism L fully extended.
まず、最大型締力Pxを設定する(ステップS1)。最大型締力Pxを設定したなら、複数(例示は三つ)の型締力Psa(100〔%〕),Psb(90〔%〕),Psc(50〔%〕)に対応する最適な圧力補償ゲインKxsa,Kxsb,Kxscを求める(ステップS2,S3)。最適な圧力補償ゲインKxsa…とは、想定される圧力制御パターンにより特定型締力Psa,Psb,Pscに変化させた際に、応答性の鈍い(悪い)部分や挙動の乱れ或いはアンダーシュート及びオーバーシュートが発生しないゲインである。 First, the maximum mold clamping force Px is set (step S1). If the maximum mold clamping force Px is set, the optimum pressure corresponding to a plurality of (three examples) mold clamping forces Psa (100 [%]), Psb (90 [%]), Psc (50 [%]) Compensation gains Kxsa, Kxsb, Kxsc are obtained (steps S2, S3). The optimum pressure compensation gain Kxsa... Means that when the specific mold clamping force Psa, Psb, Psc is changed according to the assumed pressure control pattern, the response is dull (bad) or the behavior is disturbed or undershoot and overshoot. This is a gain that does not cause a shoot.
最大型締力Pxにおける全ての圧力補償ゲインKxsa…を求めたなら、次いで、最大型締力Pyを設定する(ステップS4,S1)。そして、最大型締力Pxの場合と同様に、複数(例示は三つ)の型締力Psa,Psb,Pscに対応する最適な圧力補償ゲインKysa,Kysb,Kyscを求める(ステップS2,S3)。 If all the pressure compensation gains Kxsa... At the maximum mold clamping force Px are obtained, then the maximum mold clamping force Py is set (steps S4 and S1). Then, as in the case of the maximum mold clamping force Px, optimum pressure compensation gains Kysa, Kysb, Kysc corresponding to a plurality of (three examples) mold clamping forces Psa, Psb, Psc are obtained (steps S2, S3). .
よって、型締力Psa,Psb,Pscに対する三つの圧力補償ゲインKxsa,Kxsb,Kxscの相関関係により、図4に示すように、この相関関係に近似する関数Fxが得られる。同様に、型締力Psa,Psb,Pscに対する三つの圧力補償ゲインKysa,Kysb,Kyscの相関関係により、図4に示すように、この相関関係に近似する関数Fyが得られる。そして、得られた関数Fx,Fyは、メモリ62にデータベースBdとして登録(設定)する(ステップS5)。 Therefore, as shown in FIG. 4, a function Fx that approximates this correlation is obtained by the correlation between the three pressure compensation gains Kxsa, Kxsb, and Kxsc with respect to the mold clamping forces Psa, Psb, and Psc. Similarly, as shown in FIG. 4, a function Fy that approximates this correlation is obtained by the correlation between the three pressure compensation gains Kysa, Kysb, and Kysc with respect to the mold clamping forces Psa, Psb, and Psc. Then, the obtained functions Fx and Fy are registered (set) as the database Bd in the memory 62 (step S5).
このように、圧力補償定数Kxa…,Kya…を、型締力Psa…の大きさに対する適切な圧力補償定数Kxsa…,Kysa…の相関関係を設定し、この相関関係により求めるようにしたため、各圧力補償定数Kxa…,Kya…を設定するに際し、各型締力Pxa…,Pya…に対応する最適な圧力補償定数Kxa…,Kya…を設定できる利点がある。また、この相関関係を、異なる複数の少なくとも型締力Psa…の大きさに対応する圧力補償定数Kxsa…,Kysa…を用いて相関関係に近似する関数Fx,Fyにより設定するようにしたため、より精度の高い適切な圧力補償定数Kxa…,Kya…を設定できる利点がある。 Thus, the pressure compensation constants Kxa..., Kya... Are set with appropriate correlations between the pressure compensation constants Kxsa..., Kysa... With respect to the magnitude of the mold clamping force Psa. When setting the pressure compensation constants Kxa..., Kya..., There is an advantage that the optimum pressure compensation constants Kxa... Kya. Further, since this correlation is set by functions Fx and Fy that approximate the correlation using pressure compensation constants Kxsa..., Kysa... Corresponding to the magnitudes of at least different mold clamping forces Psa. There is an advantage that appropriate pressure compensation constants Kxa..., Kya.
他方、製品(例えば、DVDディスク等)を生産する際には、生産する製品に対応した射出成形時に用いる圧力制御パターンを成形機コントローラ50に入力する(ステップS6)。今、一例として、図5に示す圧力制御パターンCxを入力した場合を想定する。なお、この圧力制御パターンCxは、製品を生産する実際の圧力制御パターンとは異なる。圧力制御パターンCxが成形機コントローラ50に入力することにより、処理部61は、圧力制御パターンCxにおける型締力Px(100〔%〕)をはじめ、各型締力Pxa(5〔%〕),Pxb(90〔%〕),Pxc(40〔%〕)及びPxd(70〔%〕)に対応した圧力補償ゲインKx,Kxa,Kxb,Kxc及びKxdを求める(ステップS7,S8)。この場合、登録されている関数Fxにより容易に求めることができる。そして、全ての圧力補償ゲインKx,Kxa,Kxb…を求めたなら、生産する製品に対する成形条件としてメモリ62に設定する(ステップS8,S9)。
On the other hand, when producing a product (for example, a DVD disk), a pressure control pattern used at the time of injection molding corresponding to the product to be produced is input to the molding machine controller 50 (step S6). As an example, assume that the pressure control pattern Cx shown in FIG. 5 is input. The pressure control pattern Cx is different from an actual pressure control pattern for producing a product. When the pressure control pattern Cx is input to the
一方、実際の生産時において、射出成形を行う型締工程における動作は、次のようになる。今、トグル式型締装置Mcは、型開状態にあるものとする。型締工程の開始により、型開位置にある可動盤14が前進移動する。この場合、サーボモータ22が駆動制御されるため、サーボモータ22の回転は、駆動プーリ24,タイミングベルト26及び被動プーリ25を介して伝達され、ボールねじ部18及びナット部19を含むボールねじ機構20により直進運動(前進移動)に変換されるとともに、クロスヘッド16及びトグルリンク機構Lを介して可動盤14に伝達され、可動盤14が前進移動する。
On the other hand, in actual production, the operation in the mold clamping process for performing injection molding is as follows. Now, it is assumed that the toggle type mold clamping device Mc is in the mold open state. With the start of the mold clamping process, the
この際、サーボモータ22の回転は、ロータリエンコーダ23により検出され、速度変換部60により型閉速度(速度検出値)Vdに変換されるとともに、この速度検出値Vdは、偏差演算部56の反転入力部に付与される。切換部54は、切換判断部55により速度目標値Vsを選択する側に切換わっているため、偏差演算部56の非反転入力部には、予め設定された速度目標値Vsが付与される。偏差演算部56の出力部からは、速度検出値Vdと速度目標値Vsの偏差が得られるため、この偏差は、PID定数を設定した速度補償部57により速度補償された後、電流/電力制御部58に付与され、さらに、この電流/電力制御部58からサーボモータ22に対して給電が行われる。サーボモータ22に流れる電流は、電流検出器59により検出され、電流制御部58に付与されることにより、電流(電力)に対するマイナループのフィードバック制御が行われる。以上が速度に対するフィードバック制御系となり、速度検出値Vdが速度目標値Vsに一致するように、型閉速度に対するフィードバック制御が行われる。なお、速度目標値Vsは、前段の高速型閉速度と後段の低速型閉速度が設定されている。
At this time, the rotation of the
そして、可動盤14が、目標とする型締位置に達したならサーボモータ22の回転を停止させるとともに、切換判断部55は、切換部54を、圧力補償部53を選択する側に切換える。他方、射出装置Mi側では、射出充填工程が行われ、金型15に対する溶融樹脂の射出充填が行われる。
When the
また、この際には、型締装置Mc側において、圧力制御パターンCxを用いた射出成形工程が実行される。即ち、切換部54が圧力補償部53を選択する側に切換えられた以後は、圧力センサ52により、型締力Px,Pxa…(圧力検出値Pd)が検出され、偏差演算部51の反転入力部に付与されるとともに、偏差演算部51の非反転入力部には、圧力制御パターンCxに基づく圧力目標値Psが付与される。これにより、偏差演算部51の出力部には、圧力目標値Psと圧力検出値Pdの偏差が得られ、この偏差は、PID定数が設定される圧力補償部53に付与される。この場合、圧力目標値Psは、圧力制御パターンCxとして付与されるため、型締力Px,Pxa…が変化する。処理部61は、型締力Px,Pxa…の変化を監視し、この型締力Px,Pxa…の変化(切換)に対応する圧力補償ゲインKx又はKxa…を圧力補償部53に設定する制御を行う(ステップS10)。
At this time, an injection molding process using the pressure control pattern Cx is executed on the mold clamping device Mc side. That is, after the
このように、異なる複数の型締力Px,Pxa…を多段に設定した圧力制御パターンCxを用いて射出成形を行う場合であっても、圧力制御パターンCxによる型締力Pxa…の変化に対応して圧力補償定数Kx,Kxa…を変更するようにしたため、圧力制御パターンCxにおける応答性の鈍い(悪い)部分や挙動の乱れ,アンダーシュート及びオーバーシュートの発生を防止し、圧力制御の応答性を安定化させることができるとともに、高精度の圧力制御を行うことができる。図5に示す実線が本実施形態に係る型締制御方法を用いた際の圧力制御パターンCxを示すが、圧力制御パターンCxにおける応答性の鈍い(悪い)部分や挙動の乱れ,アンダーシュート及びオーバーシュートの発生が有効に防止される。 As described above, even when the injection molding is performed using the pressure control pattern Cx in which a plurality of different mold clamping forces Px, Pxa,... Are set in multiple stages, the change in the mold clamping force Pxa. Since the pressure compensation constants Kx, Kxa,... Are changed, the pressure control pattern Cx prevents the occurrence of dull (bad) responsiveness, disturbance of behavior, undershoot and overshoot, and pressure control response. Can be stabilized, and highly accurate pressure control can be performed. The solid line shown in FIG. 5 shows the pressure control pattern Cx when the mold clamping control method according to the present embodiment is used. The pressure control pattern Cx has a dull (bad) responsiveness, a disordered behavior, an undershoot and an overshoot. Shooting is effectively prevented.
なお、圧力補償部53からの出力は、圧力補償速度Vpとして切換部54を介して偏差演算部56の非反転入力部に付与される。そして、射出成形(型締工程)が終了したなら、冷却工程,型開工程,突出し工程を得て一成形サイクルが終了する。この例では、図5に示す圧力制御パターンCxを用いた場合を示したが、図6に示す圧力制御パターンCyを用いる場合であっても同様に実施することができる。
The output from the
また、図4に示すように、最大型締力Px(100〔%〕)に係わる関数Fxと最大型締力Py(50〔%〕)に係わる関数Fy以外の他の最大型締力Peも適用することができ、この場合には、二つの相関関係を示す関数FxとFyに基づいて推定により求めることができる。即ち、一例として最大型締力Peとして80〔%〕を適用する場合、関数FxとFy間の比例配分により目的の圧力補償ゲインを求めることができる。このように、最小限のデータ量を利用することにより、最大型締力Px,Py以外の他の最大型締力Peにおける圧力補償ゲインKea…であっても、容易かつ確実に求めることができる利点がある。 Further, as shown in FIG. 4, the maximum mold clamping force Pe other than the function Fx related to the maximum mold clamping force Px (100 [%]) and the function Fy related to the maximum mold clamping force Py (50 [%]) is also obtained. In this case, it can be obtained by estimation based on the functions Fx and Fy indicating two correlations. That is, as an example, when 80% is applied as the maximum mold clamping force Pe, the target pressure compensation gain can be obtained by proportional distribution between the functions Fx and Fy. Thus, by using the minimum amount of data, even the pressure compensation gain Kea... At other maximum clamping force Pe other than the maximum clamping force Px, Py can be easily and reliably obtained. There are advantages.
以上、最良の実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の手法,構成,数値等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更,追加,削除することができる。 As described above, the best embodiment has been described in detail, but the present invention is not limited to such an embodiment, and the details, methods, configurations, numerical values, and the like are within the scope not departing from the gist of the present invention. It can be changed, added, or deleted arbitrarily.
例えば、実施形態では、圧力補償定数Kxa…,Kya…として、圧力フィードバック制御系Upにおける圧力補償ゲインを適用した場合を示したが、必要によりPID定数のI定数やD定数等の他の圧力補償定数にも適用することができる。また、異なる複数の型締力Psa…の大きさに対応する圧力補償定数Kxsa…,Kysa…を用いて、相関関係に近似する関数Fx,Fyを設定する場合を示したが、異なる複数の型締力Psa…の大きさに対応する複数の圧力補償定数Kxsa…,Kysa…をデータベースBdにより設定してもよい。このようなデータベースBdにより設定すれば、演算を伴うことなく容易な処理により設定できる利点がある。さらに、相関関係には、最大型締力Px,Pyを異ならせた二つの相関関係を含ませる場合を示したが、三つ以上の相関関係を含ませてもよい。 For example, in the embodiment, the case where the pressure compensation gain in the pressure feedback control system Up is applied as the pressure compensation constants Kxa..., Kya..., But other pressure compensations such as the I constant and the D constant of the PID constant are necessary. It can also be applied to constants. Moreover, although the case where the functions Fx and Fy that approximate the correlation are set using the pressure compensation constants Kxsa..., Kysa... Corresponding to the magnitudes of different mold clamping forces Psa. A plurality of pressure compensation constants Kxsa... Kysa... Corresponding to the magnitude of the tightening force Psa. If such a database Bd is used for setting, there is an advantage that it can be set by simple processing without any computation. Furthermore, although the case where two correlations with different maximum clamping forces Px and Py are included is shown in the correlation, three or more correlations may be included.
M:射出成形機,Mc:トグル式型締装置,Pxa…:型締力,Pya…:型締力,Psa…:型締力,Px:最大型締力,Py:最大型締力,Pe:他の最大型締力,Cx:圧力制御パターン,Cy:圧力制御パターン,Kxa…:圧力補償定数,Kya…:圧力補償定数,Kxsa…:適切な圧力補償定数,Kysa…:適切な圧力補償定数,Fx:関数,Fy:関数,Up:圧力フィードバック制御系,Bd:データベース M: injection molding machine, Mc: toggle type clamping device, Pxa ...: clamping force, Pya ...: clamping force, Psa ...: clamping force, Px: maximum clamping force, Py: maximum clamping force, Pe : Other maximum clamping force, Cx: Pressure control pattern, Cy: Pressure control pattern, Kxa ...: Pressure compensation constant, Kya ...: Pressure compensation constant, Kxsa ...: Appropriate pressure compensation constant, Kysa ...: Appropriate pressure compensation Constant, Fx: Function, Fy: Function, Up: Pressure feedback control system, Bd: Database
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