説明

型締制御装置及び型締制御方法

【課題】最適型締力が算出されるまでの時間を短くすることができ、そのための作業を簡素化することができるようにする。
【解決手段】駆動部と、可動金型と、固定金型と、型締力を検出する型締力検出手段と、検出された型締力に基づいて型締力実特性を決定し、該型締力実特性に基づいて最低必要型締力Kを算出する制御装置とを有する。成形準備工程において、型締力実特性に基づいて最低必要型締力Kが算出されるので、最低必要型締力Kに基づいて最適型締力Rを算出することができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、型締制御装置及び型締制御方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、成形機、例えば、射出成形機においては、型締装置、金型装置、射出装置、可塑化移動装置及び制御装置を備え、加熱シリンダ内において溶融させられた樹脂が、金型装置のキャビティ空間内に充填され、その後、冷却され固化させられて成形品が成形されるようになっている(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
そのために、前記型締装置は、固定プラテン及び可動プラテンを備え、型締用モータを駆動し、可動プラテンを進退させることによって、金型装置の型閉じ、型締め及び型開きを行う。
【0004】
また、前記射出装置は、樹脂を加熱して溶融させる加熱シリンダ、該加熱シリンダ内において進退自在に、かつ、回転自在に配設されたスクリュー、前記加熱シリンダの前端に取り付けられ、溶融させられた樹脂を射出する射出ノズル等を備え、型締装置によって所定の型締力で型締めが行われた状態で、スクリューを前進させると、射出ノズルから溶融させられた樹脂が射出され、キャビティ空間内に充填される。
【0005】
なお、型締装置、金型装置等の寿命を長くするためには、成形を行うときの型締力を必要最小限の値にするのが好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】WO2006/98321号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、前記従来の射出成形機においては、必要以上に大きい型締力を発生させて型締めを行うと、金型装置のキャビティ空間内の空気、ガス等の逃げが悪くなり、樹脂の充填圧を高くする必要があるので、樹脂(成形品)に焼けが発生したり、成形品に残留応力が発生したりする。成形品に残留応力が発生すると、成形品を金型装置から取り出した後、寸法が経時変化するので、成形品の精度が低くなり、品質が低下してしまう。特に、光学部品(例えば、光ディスク等)を成形した場合は、光学特性(複屈折率)が低下してしまう。
【0008】
通常、型締力は、成形品の投影面積、及び作業者(操作者)の経験によって想定される平均の樹脂圧に基づいて算出されるが、算出される型締力の値にばらつきが生じるので、成形準備工程において繰り返し成形を行う必要があり、最適型締力が算出されるまでの時間が長くなるだけでなく、そのための作業が煩わしい。
【0009】
本発明は、前記従来の射出成形機の問題点を解決して、型締装置、金型装置等の寿命を長くすることができ、成形品の品質を向上させる(確保する)ことができ、最適型締力が算出されるまでの時間を短くすることができ、そのための作業を簡素化することができる型締制御装置及び型締制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
そのために、本発明の型締制御装置においては、駆動部と、該駆動部の駆動力によって進退させられる可動金型と、該可動金型と対向させて配設された固定金型と、該固定金型と前記可動金型との間で発生する型締力を検出する型締力検出手段と、該型締力検出手段によって検出された型締力に基づいて型締力実特性を決定し、該型締力実特性に基づいて最低必要型締力を算出する制御装置とを有する。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、型締制御装置においては、駆動部と、該駆動部の駆動力によって進退させられる可動金型と、該可動金型と対向させて配設された固定金型と、該固定金型と前記可動金型との間で発生する型締力を検出する型締力検出手段と、該型締力検出手段によって検出された型締力に基づいて型締力実特性を決定し、該型締力実特性に基づいて最低必要型締力を算出する制御装置とを有する。
【0012】
この場合、成形準備工程において、型締力実特性に基づいて最低必要型締力が算出されるので、最低必要型締力に基づいて最適型締力を算出することができる。したがって、最適型締力が算出されるまでの時間を短くすることができ、そのための作業を簡素化することができる。
【0013】
また、最適型締力に基づいて成形を行うことによって、必要以上に大きい型締力を発生させる必要がないので、型締装置、金型装置等の寿命を長くすることができる。
【0014】
そして、金型装置のキャビティ空間内の空気、ガス等の逃げが悪くならないので、成形材料の充填圧を高くする必要がなくなる。したがって、成形材料に焼けが発生したり、成形品に残留応力が発生するのを防止することができるので、成形品の精度を高くすることができ、成形品の品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の第1の実施の形態における制御盤の画面の表示例を示す図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態における型締装置及び金型装置の概略図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態における型締力実特性を示す図である。
【図4】本発明の第1の実施の形態における最適型締力を決定するための金型装置の動作を示すフローチャートである。
【図5】本発明の第2の実施の形態における型締力実特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、成形機としての電動式の射出成形機について説明する。
【0017】
図2は本発明の第1の実施の形態における型締装置及び金型装置の概略図である。この場合、型締装置の構成、成形準備工程における型厚調整及び型締力設定について説明する。
【0018】
図において、10は型締装置、11は金型装置である。前記型締装置10は、フレーム17、該フレーム17に固定された固定プラテン12、及び該固定プラテン12との間に所定の距離をおいてフレーム17に対して移動自在(移動可能)に配設されたトグルサポート15、前記固定プラテン12とトグルサポート15との間に架設され、延在させて配設された複数(4本)のタイバー16、該タイバー16に沿って進退自在(進退可能)に、かつ、固定プラテン12と対向させて配設された可動プラテン13、該可動プラテン13とトグルサポート15との間に、伸縮自在(伸展・屈曲自在)に配設されたトグル機構20、前記トグルサポート15の後端に配設され、トグル機構20を作動させるための型締用の駆動部としての型締モータ26等を備える。なお、前記可動プラテン13の背面(後端)には、成形品を突き出すため図示されないエジェクタ装置が配設される。
【0019】
また、前記金型装置11は、第1の金型としての固定金型11a及び第2の金型としての可動金型11bを備え、固定金型11aは、前記固定プラテン12における可動プラテン13と対向する金型取付面に、可動金型11bは、前記可動プラテン13における固定プラテン12と対向する金型取付面にそれぞれ取り付けられる。
【0020】
前記トグル機構20と型締モータ26との間に、運動方向変換機構としてのボールねじ機構m1が配設され、該ボールねじ機構m1は、ボールねじ軸から成る駆動軸25及び該駆動軸25と螺合させられる図示されないボールナットを備える。
【0021】
前記型締モータ26を駆動すると、ボールねじ機構m1は、発生させられた回転を受け、回転運動を往復運動(直進運動)に変換し、駆動軸25を進退(図においては左右方向に移動)させ、トグル機構20を作動させる。その結果、型締モータ26の駆動力によって、可動プラテン13及び可動金型11bが進退させられる。
【0022】
本実施の形態においては、型締モータ26としてサーボモータが使用され、型締モータ26の回転数を検出する回転数検出部としてのエンコーダ27が配設される。該エンコーダ27は、型開閉位置検出部としての型開閉位置センサとしても機能し、可動プラテン13の位置を表すプラテン位置(型開閉位置)を検出する。なお、プラテン位置は、型開限位置から可動金型11bの前端の位置までの距離を表す。
【0023】
前記トグル機構20は、トグルサポート15に揺動自在(揺動可能)に取り付けられた第1のトグルレバー21、駆動軸25に取り付けられたクロスヘッド24、該クロスヘッド24に対して揺動自在(揺動可能)に取り付けられた第2のトグルレバー23、及び可動プラテン13に揺動自在(揺動可能)に取り付けられたトグルアーム22を備え、前記第1のトグルレバー21と第2のトグルレバー23とが、第1のトグルレバー21とトグルアーム22とが、それぞれ連結要素としての図示されているピンによってリンク結合される。
【0024】
したがって、型締モータ26が駆動され、クロスヘッド24が前進(図においては右方向に移動)させられると、可動プラテン13が前進させられて型閉じが行われ、そのときの可動プラテン13の位置がエンコーダ27によって検出され、制御装置19によって制御される。
【0025】
また、トグルサポート15の後端(図においては左端)には、固定プラテン12に対するトグルサポート15の位置を調整するための型厚調整装置35が配設される。
【0026】
固定プラテン12及びトグルサポート15には、タイバー16を貫通させるための図示されないタイバー挿通孔が形成される。そして、タイバー16は、一端(図においては右端)において固定ナット16aによって固定プラテン12に固定され、他端(図においては左端)において、調整ナット37とねじ部36とを螺合させることによってトグルサポート15に取り付けられる。
【0027】
前記調整ナット37は、トグルサポート15の後端において回転自在(回転可能)に、かつ、タイバー16の軸方向において移動自在(移動可能)に取り付けられ、調整ナット37の外周には、被駆動回転体としての被駆動用歯車37aが取り付けられる。また、トグルサポート15の後端における上方には、型厚調整用の駆動部としての型厚調整モータ31が配設され、該型厚調整モータ31の回転軸には、駆動回転体としての駆動用歯車33が取り付けられる。
【0028】
そして、調整ナット37の被駆動用歯車37aと駆動用歯車33との間に、チェーン、歯付ベルト等の伝導部材34が張設され(取り付けられ)る。
【0029】
したがって、型厚調整モータ31を駆動し、駆動用歯車33を回転させると、各タイバー16のねじ部36に螺合された調整ナット37が型厚調整モータ31と同期して回転させられ、型厚調整モータ31を所定の方向に所定の回転数だけ回転させることによって、トグルサポート15がタイバー16に対して所定の距離だけ進退させられる。
【0030】
本実施の形態においては、型厚調整モータ31としてサーボモータが使用され、型厚調整モータ31の回転数を検出する回転数検出部としてのエンコーダ32が配設される。該エンコーダ32は、型締位置検出部としての型締位置センサとしても機能し、トグルサポート15の位置を表す型締位置を検出する。
【0031】
また、本実施の形態においては、前記タイバー16のうちの一つに型締力検出手段(型締力検出部)としての型締力センサ18が配設され、該型締力センサ18は、タイバー16の伸び量を検出することによって、金型装置11に印加され、固定金型11aと可動金型11bとの間で発生する型締力を検出する。
【0032】
前記型締力センサ18、エンコーダ27、32、型締モータ26及び型厚調整モータ31が制御装置19と接続され、該制御装置19は、エンコーダ27、32から出力された検出信号に基づいて型締モータ26及び型厚調整モータ31の動作を制御する。なお、前記制御装置19は、設定部、演算部、記憶部、表示部、制御部、操作部等によって構成される。また、前記型締装置10、金型装置11、型締力センサ18、制御装置19等によって型締制御装置が構成される。
【0033】
ところで、成形工程時における最適な型締力、すなわち、最適型締力は、成形準備工程において決定される。
【0034】
ここで、従来の型締装置における最適型締力の決定方法について説明する。
【0035】
まず、成形準備工程において、成形品の投影面積、及び作業者(操作者)の経験に基づいて想定される平均の樹脂圧、すなわち、平均樹脂圧を算出し、前記投影面積に平均樹脂圧を乗算することによって必要型締力を算出する。
【0036】
続いて、金型装置11を型締装置10に取り付けた後、型締装置10の運転モードを型厚調整モードにし、型締モータ26を駆動し、駆動軸25、クロスヘッド24及びトグル機構20によって可動プラテン13を型開限まで後退させ、型開きを行う。
【0037】
次に、型厚調整モータ31を駆動し、駆動用歯車33、伝導部材34及び調整ナット37によってトグルサポート15を所定の距離だけ後退させて型厚の移動を行い、トグル機構20を完全に伸展させる。
【0038】
そして、図示されない制御盤(表示部)の設定画面に表示された所定の型締力設定箇所に、算出された必要型締力を入力する。その後、トグル機構20が完全に伸展させられた(伸びきった)状態で型厚調整モータ31を駆動してトグルサポート15及び可動プラテン13を前進させ、固定金型11aと可動金型11bとを密着させる。
【0039】
このときの可動プラテン13の位置を金型厚さの零(0)点として制御装置19に記憶させた後、型開限まで型開きを行い、設定された必要型締力に相当する距離分だけトグルサポート15を移動させ、型締力を調整する。
【0040】
型締力の調整が完了した後、運転モードを充填モードに切り替えて、成形品にバリ、ヒケ等が発生したかどうかを確認する。
【0041】
そして、成形品にバリが発生している場合、型締力を大きくするか、又は樹脂の充填圧力を低くするかし、成形品にヒケが発生している場合、型締力を小さくするか、又は樹脂の充填圧力を高くするかし、良品の成形品が成形されるまで型締力の調整を繰り返す。
【0042】
良品の成形品が成形されると、そのときの(設定数値での)型締力を最適型締力とし、その後、成形工程を開始し、成形品を生産する。
【0043】
ところが、従来の最適型締力の決定方法においては、投影面積及び平均樹脂圧に基づいて算出される型締力の値にばらつきが生じるので、成形準備工程において成形を繰り返し行う必要があり、最適型締力が算出されるまでの時間が長くなるだけでなく、そのための作業が煩わしい。
【0044】
そこで、本実施の形態においては、成形準備工程で型締めの試行を行い、試行結果に基づいて最適型締力を算出し、決定するようにしている。
【0045】
図1は本発明の第1の実施の形態における制御盤の画面の表示例を示す図、図3は本発明の第1の実施の形態における型締力実特性を示す図、図4は本発明の第1の実施の形態における最適型締力を決定するための金型装置の動作を示すフローチャートである。
【0046】
この場合、金型装置11が型締装置10に取り付けられ(搭載され)、作業者の制御装置19の操作部の操作によって、成形準備工程で試行モードが設定される。
【0047】
試行モードが設定されると、前記制御装置19の図示されない事前処理手段(事前処理部)は、事前処理を行い、型締モータ26を駆動し、駆動軸25、クロスヘッド24及びトグル機構20によって可動プラテン13を型開限位置まで後退させ、型開きを行う。
【0048】
次に、前記事前処理手段は、型厚調整モータ31を駆動し、駆動用歯車33、伝導部材34及び調整ナット37によって、トグルサポート15を後退させ、トグル機構20を完全に伸展させる。このとき、固定金型11aと可動金型11bとの間には隙間が形成される。
【0049】
続いて、作業者の操作部の操作によって、型締めの試行を行う条件を表す試行条件値、及び充填を行う条件を表す充填条件値が入力されると、前記事前処理手段は、トグル機構20が伸展させられた状態で型厚調整モータ31を駆動し、トグルサポート15及び可動プラテン13を前進させ、固定金型11aと可動金型11bとを密着させる。
【0050】
そして、前記事前処理手段は、固定金型11aと可動金型11bとが密着する可動プラテン13の位置を金型厚さの零点として記憶すると、型締モータ26を駆動し、可動プラテン13を型開限位置まで後退させ、型開きを行った後、試行用としてあらかじめ設定された型締力、すなわち、試行型締力に相当する距離分だけトグルサポート15を移動させ、型締力を調整する。
【0051】
次に、前記制御装置19の図示されない試行処理手段(試行処理部)は、試行処理を行い、型締装置10を作動させ、型締モータ26を駆動して型締めの試行を行う。
【0052】
そのために、前記試行処理手段は、可動プラテン13を型開限位置から前進させて型閉じ及び型締めを行うことによって、試行型締力を発生させる。
【0053】
このとき、前記制御装置19の図示されない試行情報取得処理手段(試行情報取得処理部)は、試行情報取得処理を行い、実測によって、第1の試行情報として、エンコーダ27によって検出されたプラテン位置を読み込むことにより取得し、第2の試行情報として、プラテン位置に対応して変化し、型締力センサ18によって検出された型締力を読み込むことにより取得する。
【0054】
なお、型締力を発生させるに当たり、型締モータ26を駆動すると、駆動軸25及びクロスヘッド24が前進させられて、トグル機構20が作動させられ、可動プラテン13及び可動金型11bが前進させられる。また、可動プラテン13及び可動金型11bの前進に伴って、タイバー16が伸展させられる。したがって、型締モータ26、駆動軸25、クロスヘッド24、トグル機構20、可動プラテン13、可動金型11b、タイバー16等は、いずれも、型締力を発生させるための要素、すなわち、型締力発生要素として機能する。また、型締モータ26を駆動したときの、型締モータ26に供給される電流、型締モータ26の回転数(回転速度)、駆動軸25の位置、クロスヘッド24の位置、トグルアーム22の伸展状態、可動プラテン13の位置(プラテン位置)、可動金型11bの位置、固定プラテン12と可動プラテン13との間のプラテン間距離、固定金型11aと可動金型11bとの間の金型間距離、タイバー16の伸び量等が、前記型締力発生要素の変量とされ、前記第1の試行情報として取得される。
【0055】
そして、前記制御装置19の図示されない試行結果表示画面形成処理手段(試行結果表示画面形成処理部)は、試行結果表示画面形成処理を行い、制御盤に試行結果表示画面(表示画面)D1を形成し、該試行結果表示画面D1に試行モードによる型締めの試行結果を表示する。
【0056】
そのために、前記制御装置19の図示されない表示処理手段(表示処理部)は、表示処理を行い、試行結果表示画面D1に表示領域Ar1、Ar2を設定し、表示領域Ar1に型締力実特性図Ch1を、表示領域Ar2に金型装置11の試行条件値・実績値表Ch2を表示する。なお、前記型締力実特性図Ch1においては、横軸にプラテン位置を、縦軸に型締力を採ってある。また、本実施の形態において、プラテン位置の値は、型開限位置から離れるほど大きくなるように定義されているが、型開限位置から離れるほど小さくなるように定義することができる。
【0057】
そして、前記表示処理手段は、前記試行情報取得処理において取得されたプラテン位置及び型締力に基づいて、型締力実特性を表す特性曲線を算出(決定)し、前記型締力実特性図Ch1において特性曲線を表示する。この場合、該特性曲線は、演算値直線A、B、Cから成り、該演算値直線A、B、Cは、試行型締力P、最低必要型締力K、型開限位置、金型接触開始点L1、金型密着点L2及び型締完了点L3によって表される。なお、演算値直線Bの傾き(プラテン位置に対する型締力の変化率)は、演算値直線Cの傾きより大きく、演算値直線B、Cの交点が変曲点となる。
【0058】
ここで、金型接触開始点L1は、可動プラテン13を型開限位置から前進させたときに、固定金型11aと可動金型11bとの接触が開始される位置であり、金型密着点L2は、固定金型11aと可動金型11bとが密着する位置であり、型締完了点L3は試行型締力Pが金型装置11に加わる(作用する)位置である。
【0059】
型開限位置から接触開始点L1までの区間は、第1のゾーンとしての非接触ゾーンZ1であり、該非接触ゾーンZ1において、固定金型11aと可動金型11bとは接触していない。したがって、プラテン位置が大きくなっても(型開限位置から離れても)型締力は大きくならず、零である。
【0060】
なお、本実施の形態においては、トグル方式の型締装置10が搭載されるようになっていて、型締力が加わらないときの固定金型11a及び可動金型11bは、可動金型11b及び可動プラテン13の重みによって発生する倒れ、トグル機構20の摺動部のガタ、並びにタイバー16の自重によって発生する撓み等により傾き、上下方向において互いに平行にならない。すなわち、非接触ゾーンZ1における固定金型11aと可動金型11bとの間隔が、上方において狭く、下方において広くなる。
【0061】
また、金型接触開始点L1から金型密着点L2までの区間は、第2のゾーンとしての矯正ゾーンZ2であり、該矯正ゾーンZ2において、接触を開始した固定金型11a及び可動金型11bが圧縮されるのに伴って、可動金型11b及び可動プラテン13の傾きが徐々に矯正される。この場合、プラテン位置が大きくなると、プラテン位置の変化量に比例して型締力は大きくなる。
【0062】
すなわち、固定金型11a及び可動金型11bは、いずれも、複数の部材を重ねることによって形成されるので、型締力が加わらないときには、各部材間に微小な隙間が存在する。したがって、矯正ゾーンZ2において、型締力が徐々に大きくなるに従って、前記隙間がなくなり、可動金型11b及び可動プラテン13の傾きが矯正されるが、固定金型11aと可動金型11bとは上下方向において互いに平行にならない。
【0063】
なお、矯正ゾーンZ2においては、固定金型11aと可動金型11bとが当接面である金型接触面で全面密着させられていないので、金型装置11には、上下方向及び左右方向において均等な型締力が加わらない。
【0064】
また、金型密着点L2から型締完了点L3までの区間は、第3のゾーンとしての金型圧縮ゾーンZ3であり、該金型圧縮ゾーンZ3において、固定金型11aと可動金型11bとが金型接触面で全面密着させられ、上下方向及び左右方向において均等な型締力が金型装置11に加わる。この場合、プラテン位置が大きくなると、プラテン位置の変化量に比例して型締力は大きくなる。
【0065】
そして、該型締力に比例して固定金型11a及び可動金型11bが圧縮され、タイバー16は伸展させられ、トグル機構20が圧縮変形させられる。前記型締完了点L3においては、金型装置11に試行型締力Pが加わる。
【0066】
前記演算値直線Aは非接触ゾーンZ1の、演算値直線Bは矯正ゾーンZ2の、演算値直線Cは金型圧縮ゾーンZ3のそれぞれの特性図を構成する。
【0067】
なお、実際には、演算値直線B及び演算値直線Cの区間において、型締力は曲線で表されるが、制御装置19において演算によって直線に変換され、型締力実特性図Ch1上では直線で表示される。そのために、前記制御装置19の図示されない直線演算処理手段(直線演算処理部)は、直線演算処理を行い、検出された型締力をプラテン位置で2回微分する等して、プラテン位置に対する型締力の変化率の変化量を算出する。そして、該変化量が大きく変わるプラテン位置を算出し、該プラテン位置における型締力を前記最低必要型締力Kとして算出する。
【0068】
続いて、最低必要型締力Kが発生させられる点をq1とし、金型接触開始点L1における型締力が発生させられる点をq2とし、試行型締力Pが発生させられる点をq3としたとき、前記直線演算処理手段は、点q1、q2を結ぶ線を演算値直線Bとし、点q1、q3を結ぶ線を演算値直線Cとする。この場合、前記最低必要型締力Kは、演算値直線B、Cの交点(点q1)のY座標で表される。
【0069】
また、前記表示処理手段は、前記試行条件値・実績値表Ch2に、試行条件値として、金型番号a1、試行型締力P、型締条件値である型閉速度a2(例えば、金型装置搭載型の型締装置10の最大速度の30〔%〕程度)、開閉ストロークa3、充填条件値である計量ストロークa4、充填圧力a5及び充填速度a6を数値で表示し、実績値として、金型接触開始点L1、金型密着点L2、型締完了点L3、最低必要型締力K及び最適型締力Rを数値で表示する。
【0070】
前記金型番号a1は金型装置11を特定するための番号であり、型閉速度a2は型閉じが行われるときの可動プラテン13の移動速度であり、開閉ストロークa3は型開閉を行ったときの可動プラテン13の移動距離であり、計量ストロークa4は計量工程時のスクリューの移動距離であり、充填圧力a5はキャビティ空間に樹脂を充填するときの樹脂の圧力であり、充填速度a6はキャビティ空間に樹脂を充填するときのスクリュー速度である。
【0071】
また、前記最低必要型締力Kは、固定金型11aと可動金型11bとが密着するときの型締力であり、前記最適型締力Rは、溶融させられた樹脂を金型装置11のキャビティ空間内に充填したときに、成形品にバリを発生させないために、すなわち、良品の成形品を成形するために必要となる最低の型締力である。
【0072】
なお、前記試行条件値・実績値表Ch2の項目については、必要に応じて増減することができるが、少なくとも最低必要型締力Kは、試行条件値・実績値表Ch2への数値による表示が必須の項目である。
【0073】
型締力実特性図Ch1の画像及び試行条件値・実績値表Ch2の各項目の値は、制御装置19の図示されない記憶部に記録され、メンテナンス上の重要な情報とされる。次回、金型装置11を型締装置10に取り付けたときに、新たに検出された値と、前記記憶部に記録された各項目の値とを比較することによって、作業者は、トグル機構20及び金型装置11が摩耗しているかどうかを認識することができる。
【0074】
ところで、通常、型締装置10においては、所定の型締力で型締めが行われると、キャビティ空間に充填された樹脂の圧力が可動金型11bに加わっても、伸展させられたトグル機構20が、トグルアーム22、第1、第2のトグルレバー21、23及びクロスヘッド24間の各ピンの摺動摩擦力によって屈曲することはない。したがって、最も低い充填圧力でキャビティ空間に樹脂を充填するときに必要となる型締力の最小値を最低必要型締力Kとすることができる。
【0075】
そこで、本実施の形態において、前記制御装置19の図示されない最低必要型締力算出処理手段(最低必要型締力算出処理部)は、最低必要型締力算出処理を行い、最も低い充填圧力でキャビティ空間に樹脂を充填するときに必要となる型締力の最小値を最低必要型締力Kとして算出し、前記試行条件値・実績値表Ch2の最低必要型締力Kの欄及び最適型締力Rの欄に最低必要型締力Kを表示(入力)する。
【0076】
続いて、前記制御装置19の図示されない成形処理手段(成形処理部)は、成形処理を行い、成形を開始し、最低必要型締力Kに基づいて決定された最適型締力Rで型締めを行い、成形を行う。
【0077】
そして、作業者は、成形品におけるバリ、ヒケ等の発生状態を確認することによって、成形品が良品であるかどうかを判断する。なお、この場合、最適型締力Rは十分に低くされるので、キャビティ空間内の空気、ガス等の逃げが悪くならず、成形品にヒケが発生することはない。
【0078】
成形品が良品である場合、前記制御装置19の図示されない最適型締力算出処理手段(最適型締力算出処理部)は、最適型締力算出処理を行い、前記最低必要型締力Kを最適型締力Rとして決定する。
【0079】
成形品が良品ではない、すなわち、不良品である場合、前記最適型締力算出処理手段は、最低必要型締力Kに補正値としての微小増加分を加算することによって、最低必要型締力Kを補正し、良品の成形品が成形されるまで、最低必要型締力Kを補正する。
【0080】
その後、作業者の操作部の操作によって試行モードから通常モードに切り替えられると、前記制御装置19の図示されない生産処理手段(生産処理部)は、生産処理を行い、成形工程に移行し、成形品を生産する。
【0081】
この場合、必要以上に大きい型締力を発生させる必要がないので、型締装置10、金型装置11等の寿命を長くすることができる。また、金型装置11のキャビティ空間内の空気、ガス等の逃げが悪くならないので、樹脂の充填圧を高くする必要がなくなる。したがって、樹脂に焼けが発生したり、成形品に残留応力が発生するのを防止することができるので、成形品の精度を高くすることができ、成形品の品質を向上させることができる。特に、光学部品を成形する場合は、光学特性を向上させることができる。
【0082】
このように、本実施の形態においては、型締めの試行を行い、試行に伴って取得されたプラテン位置及び型締力に基づいて最低必要型締力Kが算出され、該最低必要型締力Kに基づいて最適型締力Rが決定されるので、成形準備工程において成形を繰り返す必要がない。したがって、最適型締力Rが決定されるまでの時間を短くすることができるだけでなく、そのための作業を簡素化することができる。
【0083】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップS1 トグル機構20を伸展させた状態で金型装置11に隙間を形成する。
ステップS2 試行条件値及び充填条件値を入力する。
ステップS3 型締力を調整する。
ステップS4 型締めの試行を行い、最低必要型締力Kを算出する。
ステップS5 最低必要型締力Kの欄及び最適型締力Rの欄に最低必要型締力Kを表示する。
ステップS6 最適型締力Rで型締めを行い、成形を行う。
ステップS7 成形品が良品であるかどうかを判断する。成形品が良品である場合はステップS8に、成形品が良品でない場合はステップS9に進む。
ステップS8 最適型締力Kを決定し、処理を終了する。
ステップS9 最低必要型締力Kに微小増加分を加算し、ステップS6に戻る。
【0084】
なお、本実施の形態において、前記直線演算処理手段は、プラテン位置に対する型締力の変化率の変化量を算出し、該変化量が大きく変わるプラテン位置における型締力を最低必要型締力Kとするようになっているが、金型接触開始点L1において型締力が発生させられる点q2における型締力の特性曲線の接線と、試行型締力Pが発生させられる点q3における型締力の特性曲線の接線との交点のプラテン位置における型締力を最低必要型締力Kとすることができる。
【0085】
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。なお、第1の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
【0086】
図5は本発明の第2の実施の形態における型締力実特性を示す図である。
【0087】
この場合、型締力実特性を表す特性曲線は、実績値直線D及び実績値曲線Eから成り、該実績値直線D及び実績値曲線Eは、試行型締力P、型開限位置、金型接触開始点L1、金型密着点L2及び型締完了点L3によって表される。
【0088】
型開限位置から接触開始点L1までの区間は、第1のゾーンとしての非接触ゾーンZ1であり、該非接触ゾーンZ1において、第1の金型としての固定金型11aと第2の金型としての可動金型11bとは接触していない。したがって、プラテン位置が大きくなっても型締力は大きくならず、零である。
【0089】
また、金型接触開始点L1から金型密着点L2までの区間は、第2のゾーンとしての矯正ゾーンZ2であり、該矯正ゾーンZ2において、接触を開始した固定金型11a及び可動金型11bが圧縮されるのに伴って、可動金型11b及び可動プラテン13の傾きが徐々に矯正される。この場合、プラテン位置が大きくなると、型締力は曲線を描いて大きくなる。
【0090】
そして、金型密着点L2から型締完了点L3までの区間は、第3のゾーンとしての金型圧縮ゾーンZ3であり、該金型圧縮ゾーンZ3において、固定金型11aと可動金型11bとが金型接触面で全面密着させられ、上下方向及び左右方向において均等な型締力が金型装置11に加わる。この場合、プラテン位置が大きくなると、型締力は曲線を描いて矯正ゾーンZ2より大きい傾きで大きくなる。
【0091】
この場合、矯正ゾーンZ2から金型圧縮ゾーンZ3に移行しても変曲点が現れないので、型締力理論特性(型締理論特性)としての理論直線Gを使用することによって、最低必要型締力Kを算出する。
【0092】
そのために、前記制御装置19の図示されない理論直線算出処理手段(理論直線算出処理部)は、理論直線算出処理を行い、型締装置10及び金型装置11が剛性であるとして、可動プラテン13を金型密着点L2から型締完了位置L3まで移動させたときの、プラテン位置と型締力との理論上の関係を表す理論直線Gを算出する。
【0093】
この場合、金型装置11の圧縮量をMdとし、タイバー16の伸び量をTbとし、トグル機構20の変形量をTgとしたとき、押込み量の理論値である理論押込み量εは、
ε=Md+Tb+Tg
で表される。
【0094】
そこで、前記理論直線算出処理手段は、試行型締力Pが発生させられる点q3を通り、理論押込み量εを表す直線を理論直線Gとして算出する。
【0095】
そして、前記制御装置19の前記表示処理手段は、試行結果表示画面D1(図1)の型締力実特性図Ch1に理論直線Gを表示する。なお、該理論直線Gは、前記点q3を始点とし、X軸と交差する点q4を終点として表示される。
【0096】
続いて、前記制御装置19の前記最適型締力算出処理手段は、前記点q4におけるプラテン位置で検出される型締力、すなわち、実績値曲線E上の点q5の型締力を最低必要型締力Kとして算出する。
【0097】
前記各実施の形態においては、トグル方式の型締装置について説明したが、本発明を、直圧方式の型締装置に適用することもできる。
【0098】
なお、本発明は前記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【符号の説明】
【0099】
10 型締装置
11a 固定金型
11b 可動金型
18 型締力センサ
19 制御装置
26 型締モータ
K 最低必要型締力

【特許請求の範囲】
【請求項1】
(a)駆動部と、
(b)該駆動部の駆動力によって進退させられる可動金型と、
(c)該可動金型と対向させて配設された固定金型と、
(d)該固定金型と前記可動金型との間で発生する型締力を検出する型締力検出手段と、
(e)該型締力検出手段によって検出された型締力に基づいて型締力実特性を決定し、該型締力実特性に基づいて最低必要型締力を算出する制御装置とを有することを特徴とする型締制御装置。
【請求項2】
前記制御装置は、金型密着点を検出し、前記型締力実特性における前記金型密着点に対応する型締力に基づいて前記最低必要型締力を算出する請求項1に記載の型締制御装置。
【請求項3】
前記制御装置は、前記最低必要型締力を補正して最適型締力を算出する請求項1又は2に記載の型締制御装置。
【請求項4】
前記型締力実特性が表示画面に表示される請求項1〜3のいずれか1項に記載の型締制御装置。
【請求項5】
前記最低必要型締力が表示画面に数値で表示される請求項1〜4のいずれか1項に記載の型締制御装置。
【請求項6】
前記制御装置は、前記型締力実特性及び型締理論特性に基づいて前記最低必要型締力を算出する請求項1〜5のいずれか1項に記載の型締制御装置。
【請求項7】
前記制御装置は、前記型締力実特性の変曲点に基づいて前記最低必要型締力を算出する請求項1〜5のいずれか1項に記載の型締制御装置。
【請求項8】
前記型締制御装置はトグル方式の型締制御装置である請求項1に記載の型締制御装置。
【請求項9】
駆動部、該駆動部の駆動力によって進退させられる可動金型、該可動金型と対向させて配設された固定金型、及び該固定金型と前記可動金型との間で発生する型締力を検出する型締力検出手段を備える型締制御装置の型締制御方法において、
前記型締力検出手段によって検出された型締力に基づいて型締力実特性を決定し、該型締力実特性に基づいて最低必要型締力を算出することを特徴とする型締制御方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2010−69869(P2010−69869A)
【公開日】平成22年4月2日(2010.4.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−172498(P2009−172498)
【出願日】平成21年7月23日(2009.7.23)
【出願人】(000002107)住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Fターム(参考)】