型締装置、成形機、型締装置の制御方法
【課題】異常検出の精度を向上させることができる型締装置を提供する。
【解決手段】一つの実施形態に係る型締装置２は、固定金型２１が取り付けられる固定盤１２と、移動金型２２が取り付けられる移動盤１３と、移動盤１３を進退させる型締駆動機構１７と、移動盤１３に保持され、移動金型２２から成形品を剥離させる押出部材１５と、押出部材１５を押し出す押出用駆動機構１６と、型閉動作中に、押出部材１５または押出用駆動機構１６の状態の変化から異物を検知する異常検知手段８１とを具備する。
【解決手段】一つの実施形態に係る型締装置２は、固定金型２１が取り付けられる固定盤１２と、移動金型２２が取り付けられる移動盤１３と、移動盤１３を進退させる型締駆動機構１７と、移動盤１３に保持され、移動金型２２から成形品を剥離させる押出部材１５と、押出部材１５を押し出す押出用駆動機構１６と、型閉動作中に、押出部材１５または押出用駆動機構１６の状態の変化から異物を検知する異常検知手段８１とを具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、押出部材を備えた型締装置及びその型締装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂や金属の溶融物を金型内に射出して成形する成形機では、成形品の取り出し不良や落下不良などにより、金型の合わせ面に成形品が残ることがある。この状態で型締動作が行われると、成形品を挟んだ状態で型締力が掛かるため、金型や成形機が破損する可能性がある。そこで、移動盤を動かす型締モータのトルクを監視し、正常動作時と比較することで、成形品が残っている時に異常を検出する成形機が提案されている。
【０００３】
特許文献１には、型閉工程に監視区間を設けた射出成形機が開示されている。この射出成形機では、型閉動作に伴う物理量を検出するとともに、当該物理量の検出値と予め設定された設定値との偏差が予め設定された閾値以上になったときに異常処理を行う。
【０００４】
特許文献２にも、型閉工程に監視区間を設けた射出成形機が開示されている。この射出成形機では、型閉動作を行うサーボモータのトルクまたはそのサーボモータの速度が閾値を超えたときに異常処理を行う。
【０００５】
特許文献３には、型締が良好に行われた時の、可動盤の位置と型締力の関係の基準パターンを採る射出成形機が開示されている。この射出成形機では、上記基準パターンに基づいて監視区間を設け、この監視区間内で型締力が許容限界値を超えたときにアラームを発する。
【０００６】
特許文献４には、型閉動作の監視区間で、型締用モータのトルクが制限値を超えたときに、型締用モータの駆動を停止させる成形機が開示されている。
【０００７】
特許文献５には、モータ電流を検出すること、外乱負荷オブザーバで負荷を推定すること、あるいは、歪センサなどを使用して直接負荷を測定することにより、可動部の負荷を求める射出成形機が開示されている。この射出成形機では、上記求められた負荷に対し、過去１回または過去複数回の可動部の負荷を異常検出用基準負荷とし、その異常検出用基準負荷と現在の負荷との偏差が許容範囲を超えた場合に、可動部を駆動するサーボモータを停止させる。
【０００８】
特許文献６には、可動型と固定型との間への異物の混入時に、可動型と可動盤とが相対移動したことを検知して、型開閉駆動手段を停止させる金型保護装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−１７２６７０号公報
【特許文献２】特開２００４−３３０５２７号公報
【特許文献３】特開２００４−１４２２１１号公報
【特許文献４】特開２００６−３３４８２０号公報
【特許文献５】特開２００９−２７９８９１号公報
【特許文献６】特開平９−２０７１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したように、移動金型と固定金型との間に残る異物（成形品）を検出する多くの方法では、移動盤を動かす型締サーボモータのトルクを監視し、正常動作時と比較することで異常検出が行われる。この場合、金型や移動盤の重量は大きく、それにより移動盤を動かすのに必要なトルクもまた大きくなる。またそれとともに、給脂状態によってある程度のばらつきがある。そのため、正常動作時と比較して異常を判定するための閾値は、上記ばらつきを考慮した余裕を持たせた値となる。
【００１１】
一方で、成形品は、金型や移動盤に比べて軽くて軟らかく、成形品を挟み込んだ場合でも型締サーボモータのトルクの変化量は非常に小さい。そのため、モータトルクが上記閾値を越えて変化した時点では、成形品がすでに大きく潰れ、金型が損傷していることもある。
【００１２】
本発明の目的は、異常検出の精度を向上させることができる型締装置、成形機、及び型締装置の制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的を達成するために、本発明の一つの形態に係る型締装置は、固定金型が取り付けられる固定盤と、移動金型が取り付けられる移動盤と、前記移動盤を進退させる型締駆動機構と、前記移動盤に保持され、前記移動金型から成形品を剥離させる押出部材と、前記押出部材を押し出す押出用駆動機構と、型閉動作中に、前記押出部材または前記押出用駆動機構の状態の変化から異物を検知する異常検知手段とを具備する。
【００１４】
前記目的を達成するために、本発明の一つの形態に係る型締装置の制御方法は、固定金型が取り付けられる固定盤と、移動金型が取り付けられる移動盤と、前記移動盤を進退させる型締駆動機構と、前記移動盤に保持され、前記移動金型から成形品を剥離させる押出部材と、前記押出部材を押し出す押出用駆動機構とを備えた型締装置において、型閉動作中に、前記押出部材または前記押出用駆動機構の状態の変化から異物を検知する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、異常検出の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一つの実施形態に係る射出成形機の側面図。
【図２】図１中に示された型締装置の側面図。
【図３】図１中に示された制御部の一部の構成を模試的に示すブロック図。
【図４】図１中に示された型締装置の金型位置と押出位置との間係の一例を示すグラフ。
【図５】図１中に示された型締装置の金型位置と押出位置との間係の他の一例を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１乃至図５は、本発明の一つの実施形態に係る射出成形機１を開示している。射出成形機１は、「成形機」の一例である。図１に示すように、射出成形機１は、型締装置２と、射出装置３とを備えている。型締装置２は、フレーム１１、固定盤１２、移動盤１３、タイバー１４、押出部材１５、押出用駆動機構１６、型締駆動機構１７、及び制御部１８を備えている。
【００１８】
フレーム１１は、射出成形機１の土台を形成している。フレーム１１の上には、図示しないリニアガイドが設けられている。固定盤１２は、フレーム１１上に固定されている。固定盤１２には、固定金型２１が取り付けられる。タイバー１４は、例えば４本設けられている。タイバー１４の一端部（第１の端部）は、固定盤１２に固定されている。タイバー１４は、固定盤１２から移動盤１３を通り越して、型締駆動機構１７まで延びている。
【００１９】
移動盤１３は、フレーム１１のリニアガイド上に載置され、固定盤１２に対向している。移動盤１３は、タイバー１４またはリニアガイドに案内され、固定盤１２に近付く方向と固定盤１２から離れる方向とに進退可能である。移動盤１３には、固定金型２１に対向する移動金型２２が取り付けられる。移動金型２２と固定金型２１とが合わされることで、移動金型２２と固定金型２１との間に製品形状に対応した空間が形成される。
【００２０】
図２に示すように、移動盤１３には、押出部材１５が保持されている。押出部材１５は、成形品（製品）の取出時に、移動金型２２の型面から突き出るように押し出され、成形品を移動金型２２から剥離させる。
【００２１】
押出部材１５の一例は、押出プレート２３、押出軸２４、押出盤２５、及び押出ピン２６を含む。押出プレート２３は、移動盤１３に対して固定盤１２とは反対側に設けられている。押出軸２４は、押出プレート２３に支持され、移動盤１３を貫通し、移動金型２２の内部まで延びている。
【００２２】
押出盤２５は、押出軸２４の先端部に取り付けられ、移動金型２２の内部で支持されている。押出ピン２６は、押出盤２５に支持され、移動金型２２を貫通し、移動金型２２と固定金型２１の間に露出される。押出プレート２３、押出軸２４、押出盤２５、及び押出ピン２６は、互いに一体で移動盤１３に対して進退可能（図２中で左右方向に移動可能）である。なお、押出部材１５の構成は、上記に限らず、例えば押出プレート２３と、この押出プレート２３に直接固定された押出ピン２６とで構成されてもよい。
【００２３】
押出用駆動機構１６は、移動盤１３の移動金型取付面とは反対側の面に取り付けられている。押出用駆動機構１６は、例えば成形品取り外し時に押出部材１５を押し出し、成形品を剥離させる。なお本明細書で「押し出す」とは、移動金型２２の型面から押出部材１５を突出させることをいう。
【００２４】
押出用駆動機構１６の一例は、押出用サーボモータ２７、ボールねじ２８、及び伝達機構２９を有する。ボールねじ２８は、回転運動を直線運動に変換する運動方向変換機構の一例であり、押出プレート２３に連結されている。ボールねじ２８が回転されることで、押出部材１５が進退される。
【００２５】
伝達機構２９は、例えば回転体２９ａ（例えばプーリ）と、この回転体２９ａに掛けられた線状体２９ｂ（例えばタイミングベルト）などで構成されている。伝達機構２９は、押出用サーボモータ２７の回転をボールねじ２８に伝達する。これにより、押出用サーボモータ２７が回転されると、押出部材１５が進退される。なお、押出用駆動機構１６の構成は、上記に限定されるものではなく、他の構成であってもよい。
【００２６】
図１に示すように、押出用駆動機構１６には、第１の検出部３１が設けられている。第１の検出部３１は、押出部材１５または押出用駆動機構１６の状態に関する情報を検出する。なお、「押出部材１５または押出用駆動機構１６の状態に関する情報」とは、例えば、押出部材１５の位置、押出用駆動機構１６の位置、押出用駆動機構１６の速度、押出用駆動機構１６の加速度、または押出用駆動機構１６のトルクなどに関する情報である。
【００２７】
本実施形態では、第１の検出部３１は、例えば押出用サーボモータ２７に設けられ、押出用サーボモータ２７のトルク（負荷トルク）を検出する。なお第１の検出部３１は、例えば押出用サーボモータ２７の回転に関する情報を検出してもよい。
【００２８】
第１の検出部３１は、検出した情報を制御部１８に送る。なお「押出部材１５または押出用駆動機構１６の状態に関する情報」とは、直接に計測された押出部材１５などの位置情報に限らず、その情報に基づき制御部１８が、押出部材１５または押出用駆動機構１６の状態、例えば押出部材１５の位置、押出用駆動機構１６の位置、押出用駆動機構１６の速度、押出用駆動機構１６の加速度、または押出用駆動機構１６のトルクなどを割り出す（算出する）ことができる情報でもよい。
【００２９】
第１の検出部３１は、押出用サーボモータ２７に設けられたものに限らず、例えば押出部材１５や押出用駆動機構１６の他の部分に設けられたものでもよい。また第１の検出部３１は、上記説明した以外のものでもよい。
【００３０】
図２に示すように、型締駆動機構１７は、移動盤１３に対して固定盤１２とは反対側に設けられている。型締駆動機構１７の一例は、トグル機構である。なお、型締駆動機構１７の構成は、トグル機構に限らず、例えば油圧シリンダとタイバーを用いた構成やその他の構成であってもよい。本実施形態の型締駆動機構１７は、例えば、トグルサポート４１（圧受盤）、トグル機構駆動部４２、クロスヘッド４３、第１のトグルレバー４４、第２のトグルレバー４５、及びトグルアーム４６を備えている。
【００３１】
トグルサポート４１は、トグル型締装置の支持部であり、フレーム１１上に支持されている。トグルサポート４１には、タイバー１４の他端部（第２の端部）が固定されている。トグル機構駆動部４２は、トグルサポート４１に設けられ、例えば、型締サーボモータ４７、ボールねじ４８、及び伝達機構４９を備えている。
【００３２】
ボールねじ４８の先端部には、クロスヘッド４３が取り付けられている。ボールねじ４８は、回転運動を直線運動に変換する運動方向変換機構の一例である。ボールねじ４８が回転されることで、クロスヘッド４３が移動盤１３に向けて進退（図１中で左右方向の移動）される。
【００３３】
伝達機構４９は、例えば回転体４９ａ（例えばプーリ）と、この回転体４９ａに掛けられた線状体４９ｂ（例えばタイミングベルト）などで構成されている。伝達機構４９は、型締サーボモータ４７の回転をボールねじ４８に伝達する。これにより、型締サーボモータ４７が回転されると、クロスヘッド４３が進退される。
【００３４】
第１のトグルレバー４４は、クロスヘッド４３に連結されている。第２のトグルレバー４５は、トグルサポート４１と第１のトグルレバー４４との間に設けられている。トグルアーム４６は、第２のトグルレバー４５と移動盤１３との間に設けられている。トグルサポート４１と第２のトグルレバー４５との間、第１のトグルレバー４４と第２のトグルレバー４５との間、第２のトグルレバー４５とトグルアーム４６間、クロスヘッド４３と第１のトグルレバー４４との間、及びトグルアーム４６と移動盤１３との間は、それぞれ揺動可能にリンク結合されている。
【００３５】
クロスヘッド４３が進退されると、トグル機構が作動する。すなわち、クロスヘッド４３が前進（図２中で右方向に移動）すると、移動盤１３が固定盤１２に向いて移動され、型閉が行われる。また、トグル倍率が乗じられた型締力が移動盤１３に加わり、移動金型２２と固定金型２１の型締が行われる。なお、トグル機構やトグル機構駆動部の構成は、上記に限定されるものではなく、他の構成であってもよい。
【００３６】
図１に示すように、型締駆動機構１７には、第２の検出部５１が設けられている。第２の検出部５１は、型締状態に関する情報を検出する。なお、「型締状態に関する情報」とは、例えば、移動盤１３や型締駆動機構１７の位置、移動盤１３や型締駆動機構１７の速度、移動盤１３や型締駆動機構１７の加速度、または型締駆動機構１７のトルクなどに関する情報である。
【００３７】
本実施形態では、第２の検出部５１は、例えば型締サーボモータ４７に設けられ、型締サーボモータ４７のトルク（負荷トルク）を検出する。なお第２の検出部５１は、例えば型締サーボモータ４７の回転に関する情報を検出してもよい。
【００３８】
第２の検出部５１は、検出した情報を制御部１８に送る。なお「型締状態に関する情報」とは、直接に計測された型締力などに限らず、その情報に基づき制御部１８が、型締状態、例えば、移動盤１３や型締駆動機構１７の位置、移動盤１３や型締駆動機構１７の速度、移動盤１３や型締駆動機構１７の加速度、型締駆動機構１７のトルクなどを割り出す（算出する）ことができる情報でもよい。
【００３９】
第２の検出部５１は、型締サーボモータ４７に設けられたものに限らず、移動盤１３や型締駆動機構１７の他の部分に設けられたものでもよい。また第２の検出部５１は、上記説明した以外のものでもよい。
【００４０】
図１に示すように、射出装置３は、固定盤１２の背後に設けられている。射出装置３は、加熱バレル６１、スクリュ６２、計量部６３、及び射出装置駆動部６４を備えている。射出装置３は、溶融された材料を、金型内に注入する。
【００４１】
図１に示すように、射出成形機１には、マン・マシン・インターフェイス（以下、ＭＭＩ／Ｆ）７１が設けられている。ＭＭＩ／Ｆ７１は、ヒューマン・マシン・インターフェイス（ＨＭＩ）とも呼ばれる。オペレータは、ＭＭＩ／Ｆ７１を通じて、射出成形機１の動作に関する指令などの設定を入力することができる。ＭＭＩ／Ｆ７１を通じて入力可能な情報の一例は、後述の異常検出動作に用いる閾値などである。
【００４２】
制御部１８は、例えば射出成形機１の全体の制御を担う。また本実施形態に係る制御部１８は、第１の検出部３１から送られた情報に基づき、異常検出動作を行う。制御部１８の一部は、第１の検出部３１と協働して、異常検知手段８１の一例を構成する。以下、制御部１８の異常検出動作について詳しく説明する。
【００４３】
制御部１８は、押出用駆動機構１６及び型締駆動機構１７を制御することで、型閉動作前または型閉動作中に押出部材１５を押し出し、押出部材１５を押し出した状態で型閉動作を行い、第１の検出部３１から受け取る押出部材１５または押出用駆動機構１６の状態に関する情報を監視する。そして、押出部材１５が異物（例えば金型に残留した成形品やバリなど）に接触した時に、押出部材１５または前記押出用駆動機構１６の状態の変化から異物を検知する。すなわち、制御部１８は、第１の検出部３１から受け取る情報を監視し、その情報から得られた数値（すなわちその情報に含まれた数値、またはその情報に含まれた数値から算出される数値）が予め設定された閾値を越えた時に、異物を検知する。
【００４４】
より詳しく述べると、制御部１８の一例は、図４に示すように、型閉動作前に、押出用駆動機構１６を駆動し、押出部材１５を任意の所定量（設定量）StEだけ押し出す。すなわち、押出部材１５を予め所定量StEだけ押し出した状態にしてから、移動盤１３が固定盤１２に向けて移動され、型閉動作が行われる。
【００４５】
なお、これに代えて、制御部１８は、図５に示すように、型閉動作中に、押出用駆動機構１６を駆動し、押出部材１５を任意の所定量StEだけ押し出してもよい。すなわち、制御部１８は、型閉動作中のある位置までに、押出部材１５を所定量StEまで押し出しながら型閉じを行ってもよい。
【００４６】
図４及び図５に示すように、押出部材１５は、型閉動作中に押し出された状態で待機させられ、移動盤１３に対して静止される。図２に示すように、押出部材１５が待機した状態では、押出用サーボモータ２７のトルクは、ゼロで一定である。制御部１８は、押出部材１５が移動盤１３に対して静止された状態で、押出部材１５または押出用駆動機構１６の状態の変化を監視する。
【００４７】
制御部１８は、押出用サーボモータ２７のトルク変動の閾値（検出押圧力）を予め設定しておく。なおこの閾値は、例えば予め設定された内部パラメータまたはＭＭＩ／Ｆ７１を通じてオペレータから入力された値などで設定される。
【００４８】
制御部１８は、第１の検出部３１の情報から得られた押出用サーボモータ２７のトルクの変動を監視する。そして、押出用サーボモータ２７のトルクに変動が見られない時は、押出部材１５に接触する異物がなく、型閉動作が正常であると判定する。
【００４９】
一方で、取り出し不良や落下不良などで固定金型２１と移動金型２２の間に異物が残っている場合、その異物は、押出部材１５にいち早く接触する。押出部材１５が異物に接触すると、押出用サーボモータ２７のトルクが変化する。制御部１８は、押出用サーボモータ２７のトルクが上記閾値を越えて変動した時に、押出部材１５が異物に接触したと判定し、異物を検知する。すなわち、制御部１８は、上記閾値にトルクリミットをかけておき、押出用サーボモータ２７のトルクが上記トルクリミットに掛かった時点で、異物検出処理を行う。
【００５０】
なお、上記例では、制御部１８は、押出用サーボモータ２７のトルク（すなわち押出用駆動機構１６のトルク）を監視したが、これに代えて、またはこれに加えて、押出部材１５の位置、押出用駆動機構１６の位置、押出用駆動機構１６の速度、または押出用駆動機構１６の加速度のいずれか一つまたは複数を監視してもよい。押出部材１５が移動盤１３に対して静止された状態では、移動盤１３に対する押出部材１５の相対位置の変化、押出部材１５の速度、および押出部材１５の加速度も、ゼロで一定である。
【００５１】
また制御部１８は、図４及び図５に示すように、型閉動作が進むに従い押出部材１５を後退（図１中の左移動）させる。この押出部材１５の後退は、固定金型２１と移動金型２２との間隔に基づいて、押出部材１５が固定金型２１に接触しないように行われる。
【００５２】
より詳しく述べると、固定金型２１と移動金型２２との間隔は、押出部材１５の位置と移動盤１３の移動量に基づき算出される。制御部１８は、型閉動作の途中から、移動盤１３の動作に合わせて、押出部材１５が固定金型２１に接触しないように、押出部材１５を戻しながら型閉じを完了させる。すなわち、制御部１８は、型閉動作が進むに従い押出部材１５を後退させ、押出部材１５が固定金型２１に接触しないように制御する。
【００５３】
換言すれば、金型位置の変化パターンは、例えば型締サーボモータ４７の動作及びトグル機構の構成などに基づき、予め計算可能である。制御部１８は、上記変化パターンに合致するように押出部材１５を後退させる。すなわち、制御部１８は、型閉動作が進み、金型位置が押出部材１５の押出量StEに達する時点で、押出部材１５の後退動作を開始させる。そして、移動金型２２が固定金型２１にタッチする時点では、押出部材１５の先端が移動金型２２から突出しない位置まで戻される。なお、「金型位置」とは、固定金型２１と移動金型２２との間の間隔のことである。
【００５４】
また制御部１８は、図３中に模試的に示すように、異常時動作停止モジュール８２と、異常時動作処理モジュール８３とを含む。異常時動作停止モジュール８２は、「異常時動作停止手段」の一例である。異常時動作停止モジュール８２は、異物が検知された時に、型締駆動機構１７の動作を停止させる。
【００５５】
異常時動作処理モジュール８３は、「異常時動作処理手段」の一例である。異常時動作処理モジュール８３は、異物が検知された時に、押出部材１５を後退させる。異常時動作処理モジュール８３は、押出部材１５を、例えば後退限（押出部材１５の先端が移動金型２２から突出しない位置）まで後退させる。
【００５６】
なお、異常時動作停止モジュール８２及び異常時動作処理モジュール８３は、それぞれハードウエアで実現されてもよいが、ソフトウエア（すなわち制御プログラムの一部）で実現されてもよい。
【００５７】
なお、次に、制御部１８の一つの変形例について説明する。
制御部１８の別の一例は、型閉動作が良好に行われた時の押出部材１５または押出用駆動機構１６の状態に関する情報を記憶（記録）する。制御部１８は、型閉動作が良好に行われた時の、例えば、押出部材１５の位置、押出用駆動機構１６の位置、押出用駆動機構１６の速度、押出用駆動機構１６の加速度、または押出用駆動機構１６のトルクの変化パターンを記憶する。
【００５８】
制御部１８は、第１の検出部３１の情報から得られた押出部材１５または押出用駆動機構１６の状態に関する数値（実測値）を、制御部１８に記憶された型閉動作が良好に行われた時の変化パターンと比較する。制御部１８は、第１の検出部３１の情報から得られた数値が、記憶された上記変化パターンに予め設定された閾値を越えて変動した時に、押出部材１５が異物に接触したと判定し、異物を検知する。
【００５９】
具体的には、制御部１８は、例えば、予め算出した速度パターンと実速度との差を計算し、その差が所定量以上に大きくなったときに異常検出処理を行う。また、制御部１８は、これに代えて、予め算出した位置パターンと実位置との差、予め算出した加速度パターンと実加速度との差、或いは正常動作時のトルクパターンと実トルクとの差に基づいて、異常検出処理を行ってもよい。なお、これら検出方法は、単独で用いられてもよく、複数組み合わせて用いられてもよい。
【００６０】
このような構成によれば、異常検出の精度を向上させることができる。
【００６１】
比較のため、移動盤１３を動かす型締サーボモータ４７のトルクを監視し、正常動作時と比較することで異常検出を行う成形機について考える。この場合、挟み込んだ成形品が金型と当たった時の衝撃や、成形品を潰すことによるモータトルクの変化を検出することになる。
【００６２】
ここで、金型２２や移動盤１３の重量は大きいため、移動盤１３を動かすのに必要なトルクもまた大きくなる。一方で、金属である金型２２や移動盤１３に比べて、成形品は軽く軟らかいため、成形品が金型と当たった時の衝撃や、成形品を潰すことによるモータトルクの変化は、変化量としては非常に小さい。このため、正常動作時と比較してモータトルクの変化量が明瞭になった時点では、成形品が既に大きく潰れ、金型が損傷している可能性がある。
【００６３】
また、射出装置３の給脂状態などによって、型締サーボモータ４７のトルクにはある程度のばらつきが生じる。さらに、型締サーボモータ４７は、型閉動作を行うモータであり、型閉動作中には駆動されている。すなわち、図２に示すように、型締サーボモータ４７は、型閉動作中に、移動盤１３を移動させる加速トルク及び減速トルクを含む大きなトルク変動がある。このような駆動中のモータのトルクは、ガイドの摺動抵抗やその他の外乱要因にも影響され、大きくばらつきやすい。そのため、正常動作時と比較して異常を判定するための閾値は、上記ばらつきを考慮した余裕を持たせた値となる。この点からもモータトルクの変化量が明瞭になった時点では、成形品が既に大きく潰れ、金型が損傷している可能性がある。
【００６４】
一方で、本実施形態に係る射出成形機１は、押出部材１５を押し出した状態で型閉動作を行い、押出部材１５または押出用駆動機構１６の状態の変化から異物を検知する異常検知手段８１を備えている。
【００６５】
ここで、押出部材１５は、移動盤１３などに比べて、イナーシャ（すなわち動く部分の重さ）が小さい。すなわち、押出部材１５を駆動させる押出用サーボモータ２７のトルクは、型締サーボモータ４７のトルクに比べて小さい。このため、型閉動作中に押出部材１５が成形品と当たった時の衝撃は、モータトルクの変化として明瞭に現れやすい。これにより、異物を大きく潰す前に異物を検出することができ、異常検出の精度を向上させることができる。
【００６６】
さらに、本実施形態では、押出部材１５は、型閉動作中に押し出された状態で待機され、移動盤１３に対して静止される。このため、図２に示すように、押出用サーボモータ２７のトルクは、基本的にゼロで一定になる。このような待機中のモータのトルクには、ばらつきが生じにくく、閾値の値を小さく設定することができる。このため、押出用サーボモータ２７のトルクが少し変動しただけでも、その変動から異常を検出することができ、異物の検出精度をさらに高めることができる。
【００６７】
また、本実施形態では、押出部材１５の接触で金型保護機能が作動するため、金型は損傷しにくい。すなわち、押出部材１５のみの損傷で、型締工程を停止させることができる可能性がある。つまり、金型に比べて安価な押出部材１５（例えば押出ピン２６）のみの交換ですむ。結果、メンテナンスコスト（保守費用）を抑制することができる。
【００６８】
また、押出部材１５は、成形品取り出し時に使用される部材であり、多くの既存の成形機が一般的に備えている。本実施形態によれば、型閉動作では通常使用されない押出部材１５を有効活用することで、他に特殊な追加部材を設けることなく、異常検出の精度を向上させることができる。すなわち本実施形態の射出成形機１は、既存の成形機の制御プログラムを入れ替えることで、大きなコストをかけることなく実現することができる。
【００６９】
また本実施形態では、異物が検出された時点で、押出部材１５を後退限まで下げることで、押出部材１５の損傷防止を図ることができる。
【００７０】
なお本実施形態の制御部１８は、上記内容に加えて、例えば第２の検出部５１から送られた情報に基づき、異常検出動作を補完してもよい。すなわち制御部１８は、第２の検出部５１から受け取る型締状態に関する情報を監視する。そして、固定金型２１と移動金型２２との間に異物が挟まれた時に、型締状態の変化から異物を検知する。
【００７１】
すなわち、制御部１８は、例えば、移動盤１３や型締駆動機構１７の位置、移動盤１３や型締駆動機構１７の速度、移動盤１３や型締駆動機構１７の加速度、または型締駆動機構１７のトルクなどの変動に対して閾値を設定しておき、上記変動が閾値を越えた時に異物を検知する。このような構成によれば、押出部材１５に接触しない位置に成形品が残ってしまったときでも、成形品の残留を検知することができる。
【００７２】
以上、本発明の一つの実施形態について説明したが、本発明の実施形態はこれらに限定されるものではない。また、本発明は、型閉動作の全工程（型閉動作の動作全体）に適用するだけでなく、型閉動作中の一部の区間（すなわち型閉動作のある一部分での動作）のみに適用するようにしてもよい。すなわち、型締ストロークの一部分についてのみ金型保護を有効にしてもよい。本発明は、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。本発明は、射出成形機に限らず、ダイカストマシンやトランスファ成形機、プレス機など他の成形機にも適用することができる。
【符号の説明】
【００７３】
１…射出成形機、２…型締装置、３…射出装置、１２…固定盤、１３…移動盤、１５…押出部材、１６…押出用駆動機構、１７…型締駆動機構、１８…制御部、２１…固定金型、２２…移動金型、３１…第１の検出部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、押出部材を備えた型締装置及びその型締装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂や金属の溶融物を金型内に射出して成形する成形機では、成形品の取り出し不良や落下不良などにより、金型の合わせ面に成形品が残ることがある。この状態で型締動作が行われると、成形品を挟んだ状態で型締力が掛かるため、金型や成形機が破損する可能性がある。そこで、移動盤を動かす型締モータのトルクを監視し、正常動作時と比較することで、成形品が残っている時に異常を検出する成形機が提案されている。
【０００３】
特許文献１には、型閉工程に監視区間を設けた射出成形機が開示されている。この射出成形機では、型閉動作に伴う物理量を検出するとともに、当該物理量の検出値と予め設定された設定値との偏差が予め設定された閾値以上になったときに異常処理を行う。
【０００４】
特許文献２にも、型閉工程に監視区間を設けた射出成形機が開示されている。この射出成形機では、型閉動作を行うサーボモータのトルクまたはそのサーボモータの速度が閾値を超えたときに異常処理を行う。
【０００５】
特許文献３には、型締が良好に行われた時の、可動盤の位置と型締力の関係の基準パターンを採る射出成形機が開示されている。この射出成形機では、上記基準パターンに基づいて監視区間を設け、この監視区間内で型締力が許容限界値を超えたときにアラームを発する。
【０００６】
特許文献４には、型閉動作の監視区間で、型締用モータのトルクが制限値を超えたときに、型締用モータの駆動を停止させる成形機が開示されている。
【０００７】
特許文献５には、モータ電流を検出すること、外乱負荷オブザーバで負荷を推定すること、あるいは、歪センサなどを使用して直接負荷を測定することにより、可動部の負荷を求める射出成形機が開示されている。この射出成形機では、上記求められた負荷に対し、過去１回または過去複数回の可動部の負荷を異常検出用基準負荷とし、その異常検出用基準負荷と現在の負荷との偏差が許容範囲を超えた場合に、可動部を駆動するサーボモータを停止させる。
【０００８】
特許文献６には、可動型と固定型との間への異物の混入時に、可動型と可動盤とが相対移動したことを検知して、型開閉駆動手段を停止させる金型保護装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−１７２６７０号公報
【特許文献２】特開２００４−３３０５２７号公報
【特許文献３】特開２００４−１４２２１１号公報
【特許文献４】特開２００６−３３４８２０号公報
【特許文献５】特開２００９−２７９８９１号公報
【特許文献６】特開平９−２０７１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したように、移動金型と固定金型との間に残る異物（成形品）を検出する多くの方法では、移動盤を動かす型締サーボモータのトルクを監視し、正常動作時と比較することで異常検出が行われる。この場合、金型や移動盤の重量は大きく、それにより移動盤を動かすのに必要なトルクもまた大きくなる。またそれとともに、給脂状態によってある程度のばらつきがある。そのため、正常動作時と比較して異常を判定するための閾値は、上記ばらつきを考慮した余裕を持たせた値となる。
【００１１】
一方で、成形品は、金型や移動盤に比べて軽くて軟らかく、成形品を挟み込んだ場合でも型締サーボモータのトルクの変化量は非常に小さい。そのため、モータトルクが上記閾値を越えて変化した時点では、成形品がすでに大きく潰れ、金型が損傷していることもある。
【００１２】
本発明の目的は、異常検出の精度を向上させることができる型締装置、成形機、及び型締装置の制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的を達成するために、本発明の一つの形態に係る型締装置は、固定金型が取り付けられる固定盤と、移動金型が取り付けられる移動盤と、前記移動盤を進退させる型締駆動機構と、前記移動盤に保持され、前記移動金型から成形品を剥離させる押出部材と、前記押出部材を押し出す押出用駆動機構と、型閉動作中に、前記押出部材または前記押出用駆動機構の状態の変化から異物を検知する異常検知手段とを具備する。
【００１４】
前記目的を達成するために、本発明の一つの形態に係る型締装置の制御方法は、固定金型が取り付けられる固定盤と、移動金型が取り付けられる移動盤と、前記移動盤を進退させる型締駆動機構と、前記移動盤に保持され、前記移動金型から成形品を剥離させる押出部材と、前記押出部材を押し出す押出用駆動機構とを備えた型締装置において、型閉動作中に、前記押出部材または前記押出用駆動機構の状態の変化から異物を検知する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、異常検出の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一つの実施形態に係る射出成形機の側面図。
【図２】図１中に示された型締装置の側面図。
【図３】図１中に示された制御部の一部の構成を模試的に示すブロック図。
【図４】図１中に示された型締装置の金型位置と押出位置との間係の一例を示すグラフ。
【図５】図１中に示された型締装置の金型位置と押出位置との間係の他の一例を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１乃至図５は、本発明の一つの実施形態に係る射出成形機１を開示している。射出成形機１は、「成形機」の一例である。図１に示すように、射出成形機１は、型締装置２と、射出装置３とを備えている。型締装置２は、フレーム１１、固定盤１２、移動盤１３、タイバー１４、押出部材１５、押出用駆動機構１６、型締駆動機構１７、及び制御部１８を備えている。
【００１８】
フレーム１１は、射出成形機１の土台を形成している。フレーム１１の上には、図示しないリニアガイドが設けられている。固定盤１２は、フレーム１１上に固定されている。固定盤１２には、固定金型２１が取り付けられる。タイバー１４は、例えば４本設けられている。タイバー１４の一端部（第１の端部）は、固定盤１２に固定されている。タイバー１４は、固定盤１２から移動盤１３を通り越して、型締駆動機構１７まで延びている。
【００１９】
移動盤１３は、フレーム１１のリニアガイド上に載置され、固定盤１２に対向している。移動盤１３は、タイバー１４またはリニアガイドに案内され、固定盤１２に近付く方向と固定盤１２から離れる方向とに進退可能である。移動盤１３には、固定金型２１に対向する移動金型２２が取り付けられる。移動金型２２と固定金型２１とが合わされることで、移動金型２２と固定金型２１との間に製品形状に対応した空間が形成される。
【００２０】
図２に示すように、移動盤１３には、押出部材１５が保持されている。押出部材１５は、成形品（製品）の取出時に、移動金型２２の型面から突き出るように押し出され、成形品を移動金型２２から剥離させる。
【００２１】
押出部材１５の一例は、押出プレート２３、押出軸２４、押出盤２５、及び押出ピン２６を含む。押出プレート２３は、移動盤１３に対して固定盤１２とは反対側に設けられている。押出軸２４は、押出プレート２３に支持され、移動盤１３を貫通し、移動金型２２の内部まで延びている。
【００２２】
押出盤２５は、押出軸２４の先端部に取り付けられ、移動金型２２の内部で支持されている。押出ピン２６は、押出盤２５に支持され、移動金型２２を貫通し、移動金型２２と固定金型２１の間に露出される。押出プレート２３、押出軸２４、押出盤２５、及び押出ピン２６は、互いに一体で移動盤１３に対して進退可能（図２中で左右方向に移動可能）である。なお、押出部材１５の構成は、上記に限らず、例えば押出プレート２３と、この押出プレート２３に直接固定された押出ピン２６とで構成されてもよい。
【００２３】
押出用駆動機構１６は、移動盤１３の移動金型取付面とは反対側の面に取り付けられている。押出用駆動機構１６は、例えば成形品取り外し時に押出部材１５を押し出し、成形品を剥離させる。なお本明細書で「押し出す」とは、移動金型２２の型面から押出部材１５を突出させることをいう。
【００２４】
押出用駆動機構１６の一例は、押出用サーボモータ２７、ボールねじ２８、及び伝達機構２９を有する。ボールねじ２８は、回転運動を直線運動に変換する運動方向変換機構の一例であり、押出プレート２３に連結されている。ボールねじ２８が回転されることで、押出部材１５が進退される。
【００２５】
伝達機構２９は、例えば回転体２９ａ（例えばプーリ）と、この回転体２９ａに掛けられた線状体２９ｂ（例えばタイミングベルト）などで構成されている。伝達機構２９は、押出用サーボモータ２７の回転をボールねじ２８に伝達する。これにより、押出用サーボモータ２７が回転されると、押出部材１５が進退される。なお、押出用駆動機構１６の構成は、上記に限定されるものではなく、他の構成であってもよい。
【００２６】
図１に示すように、押出用駆動機構１６には、第１の検出部３１が設けられている。第１の検出部３１は、押出部材１５または押出用駆動機構１６の状態に関する情報を検出する。なお、「押出部材１５または押出用駆動機構１６の状態に関する情報」とは、例えば、押出部材１５の位置、押出用駆動機構１６の位置、押出用駆動機構１６の速度、押出用駆動機構１６の加速度、または押出用駆動機構１６のトルクなどに関する情報である。
【００２７】
本実施形態では、第１の検出部３１は、例えば押出用サーボモータ２７に設けられ、押出用サーボモータ２７のトルク（負荷トルク）を検出する。なお第１の検出部３１は、例えば押出用サーボモータ２７の回転に関する情報を検出してもよい。
【００２８】
第１の検出部３１は、検出した情報を制御部１８に送る。なお「押出部材１５または押出用駆動機構１６の状態に関する情報」とは、直接に計測された押出部材１５などの位置情報に限らず、その情報に基づき制御部１８が、押出部材１５または押出用駆動機構１６の状態、例えば押出部材１５の位置、押出用駆動機構１６の位置、押出用駆動機構１６の速度、押出用駆動機構１６の加速度、または押出用駆動機構１６のトルクなどを割り出す（算出する）ことができる情報でもよい。
【００２９】
第１の検出部３１は、押出用サーボモータ２７に設けられたものに限らず、例えば押出部材１５や押出用駆動機構１６の他の部分に設けられたものでもよい。また第１の検出部３１は、上記説明した以外のものでもよい。
【００３０】
図２に示すように、型締駆動機構１７は、移動盤１３に対して固定盤１２とは反対側に設けられている。型締駆動機構１７の一例は、トグル機構である。なお、型締駆動機構１７の構成は、トグル機構に限らず、例えば油圧シリンダとタイバーを用いた構成やその他の構成であってもよい。本実施形態の型締駆動機構１７は、例えば、トグルサポート４１（圧受盤）、トグル機構駆動部４２、クロスヘッド４３、第１のトグルレバー４４、第２のトグルレバー４５、及びトグルアーム４６を備えている。
【００３１】
トグルサポート４１は、トグル型締装置の支持部であり、フレーム１１上に支持されている。トグルサポート４１には、タイバー１４の他端部（第２の端部）が固定されている。トグル機構駆動部４２は、トグルサポート４１に設けられ、例えば、型締サーボモータ４７、ボールねじ４８、及び伝達機構４９を備えている。
【００３２】
ボールねじ４８の先端部には、クロスヘッド４３が取り付けられている。ボールねじ４８は、回転運動を直線運動に変換する運動方向変換機構の一例である。ボールねじ４８が回転されることで、クロスヘッド４３が移動盤１３に向けて進退（図１中で左右方向の移動）される。
【００３３】
伝達機構４９は、例えば回転体４９ａ（例えばプーリ）と、この回転体４９ａに掛けられた線状体４９ｂ（例えばタイミングベルト）などで構成されている。伝達機構４９は、型締サーボモータ４７の回転をボールねじ４８に伝達する。これにより、型締サーボモータ４７が回転されると、クロスヘッド４３が進退される。
【００３４】
第１のトグルレバー４４は、クロスヘッド４３に連結されている。第２のトグルレバー４５は、トグルサポート４１と第１のトグルレバー４４との間に設けられている。トグルアーム４６は、第２のトグルレバー４５と移動盤１３との間に設けられている。トグルサポート４１と第２のトグルレバー４５との間、第１のトグルレバー４４と第２のトグルレバー４５との間、第２のトグルレバー４５とトグルアーム４６間、クロスヘッド４３と第１のトグルレバー４４との間、及びトグルアーム４６と移動盤１３との間は、それぞれ揺動可能にリンク結合されている。
【００３５】
クロスヘッド４３が進退されると、トグル機構が作動する。すなわち、クロスヘッド４３が前進（図２中で右方向に移動）すると、移動盤１３が固定盤１２に向いて移動され、型閉が行われる。また、トグル倍率が乗じられた型締力が移動盤１３に加わり、移動金型２２と固定金型２１の型締が行われる。なお、トグル機構やトグル機構駆動部の構成は、上記に限定されるものではなく、他の構成であってもよい。
【００３６】
図１に示すように、型締駆動機構１７には、第２の検出部５１が設けられている。第２の検出部５１は、型締状態に関する情報を検出する。なお、「型締状態に関する情報」とは、例えば、移動盤１３や型締駆動機構１７の位置、移動盤１３や型締駆動機構１７の速度、移動盤１３や型締駆動機構１７の加速度、または型締駆動機構１７のトルクなどに関する情報である。
【００３７】
本実施形態では、第２の検出部５１は、例えば型締サーボモータ４７に設けられ、型締サーボモータ４７のトルク（負荷トルク）を検出する。なお第２の検出部５１は、例えば型締サーボモータ４７の回転に関する情報を検出してもよい。
【００３８】
第２の検出部５１は、検出した情報を制御部１８に送る。なお「型締状態に関する情報」とは、直接に計測された型締力などに限らず、その情報に基づき制御部１８が、型締状態、例えば、移動盤１３や型締駆動機構１７の位置、移動盤１３や型締駆動機構１７の速度、移動盤１３や型締駆動機構１７の加速度、型締駆動機構１７のトルクなどを割り出す（算出する）ことができる情報でもよい。
【００３９】
第２の検出部５１は、型締サーボモータ４７に設けられたものに限らず、移動盤１３や型締駆動機構１７の他の部分に設けられたものでもよい。また第２の検出部５１は、上記説明した以外のものでもよい。
【００４０】
図１に示すように、射出装置３は、固定盤１２の背後に設けられている。射出装置３は、加熱バレル６１、スクリュ６２、計量部６３、及び射出装置駆動部６４を備えている。射出装置３は、溶融された材料を、金型内に注入する。
【００４１】
図１に示すように、射出成形機１には、マン・マシン・インターフェイス（以下、ＭＭＩ／Ｆ）７１が設けられている。ＭＭＩ／Ｆ７１は、ヒューマン・マシン・インターフェイス（ＨＭＩ）とも呼ばれる。オペレータは、ＭＭＩ／Ｆ７１を通じて、射出成形機１の動作に関する指令などの設定を入力することができる。ＭＭＩ／Ｆ７１を通じて入力可能な情報の一例は、後述の異常検出動作に用いる閾値などである。
【００４２】
制御部１８は、例えば射出成形機１の全体の制御を担う。また本実施形態に係る制御部１８は、第１の検出部３１から送られた情報に基づき、異常検出動作を行う。制御部１８の一部は、第１の検出部３１と協働して、異常検知手段８１の一例を構成する。以下、制御部１８の異常検出動作について詳しく説明する。
【００４３】
制御部１８は、押出用駆動機構１６及び型締駆動機構１７を制御することで、型閉動作前または型閉動作中に押出部材１５を押し出し、押出部材１５を押し出した状態で型閉動作を行い、第１の検出部３１から受け取る押出部材１５または押出用駆動機構１６の状態に関する情報を監視する。そして、押出部材１５が異物（例えば金型に残留した成形品やバリなど）に接触した時に、押出部材１５または前記押出用駆動機構１６の状態の変化から異物を検知する。すなわち、制御部１８は、第１の検出部３１から受け取る情報を監視し、その情報から得られた数値（すなわちその情報に含まれた数値、またはその情報に含まれた数値から算出される数値）が予め設定された閾値を越えた時に、異物を検知する。
【００４４】
より詳しく述べると、制御部１８の一例は、図４に示すように、型閉動作前に、押出用駆動機構１６を駆動し、押出部材１５を任意の所定量（設定量）StEだけ押し出す。すなわち、押出部材１５を予め所定量StEだけ押し出した状態にしてから、移動盤１３が固定盤１２に向けて移動され、型閉動作が行われる。
【００４５】
なお、これに代えて、制御部１８は、図５に示すように、型閉動作中に、押出用駆動機構１６を駆動し、押出部材１５を任意の所定量StEだけ押し出してもよい。すなわち、制御部１８は、型閉動作中のある位置までに、押出部材１５を所定量StEまで押し出しながら型閉じを行ってもよい。
【００４６】
図４及び図５に示すように、押出部材１５は、型閉動作中に押し出された状態で待機させられ、移動盤１３に対して静止される。図２に示すように、押出部材１５が待機した状態では、押出用サーボモータ２７のトルクは、ゼロで一定である。制御部１８は、押出部材１５が移動盤１３に対して静止された状態で、押出部材１５または押出用駆動機構１６の状態の変化を監視する。
【００４７】
制御部１８は、押出用サーボモータ２７のトルク変動の閾値（検出押圧力）を予め設定しておく。なおこの閾値は、例えば予め設定された内部パラメータまたはＭＭＩ／Ｆ７１を通じてオペレータから入力された値などで設定される。
【００４８】
制御部１８は、第１の検出部３１の情報から得られた押出用サーボモータ２７のトルクの変動を監視する。そして、押出用サーボモータ２７のトルクに変動が見られない時は、押出部材１５に接触する異物がなく、型閉動作が正常であると判定する。
【００４９】
一方で、取り出し不良や落下不良などで固定金型２１と移動金型２２の間に異物が残っている場合、その異物は、押出部材１５にいち早く接触する。押出部材１５が異物に接触すると、押出用サーボモータ２７のトルクが変化する。制御部１８は、押出用サーボモータ２７のトルクが上記閾値を越えて変動した時に、押出部材１５が異物に接触したと判定し、異物を検知する。すなわち、制御部１８は、上記閾値にトルクリミットをかけておき、押出用サーボモータ２７のトルクが上記トルクリミットに掛かった時点で、異物検出処理を行う。
【００５０】
なお、上記例では、制御部１８は、押出用サーボモータ２７のトルク（すなわち押出用駆動機構１６のトルク）を監視したが、これに代えて、またはこれに加えて、押出部材１５の位置、押出用駆動機構１６の位置、押出用駆動機構１６の速度、または押出用駆動機構１６の加速度のいずれか一つまたは複数を監視してもよい。押出部材１５が移動盤１３に対して静止された状態では、移動盤１３に対する押出部材１５の相対位置の変化、押出部材１５の速度、および押出部材１５の加速度も、ゼロで一定である。
【００５１】
また制御部１８は、図４及び図５に示すように、型閉動作が進むに従い押出部材１５を後退（図１中の左移動）させる。この押出部材１５の後退は、固定金型２１と移動金型２２との間隔に基づいて、押出部材１５が固定金型２１に接触しないように行われる。
【００５２】
より詳しく述べると、固定金型２１と移動金型２２との間隔は、押出部材１５の位置と移動盤１３の移動量に基づき算出される。制御部１８は、型閉動作の途中から、移動盤１３の動作に合わせて、押出部材１５が固定金型２１に接触しないように、押出部材１５を戻しながら型閉じを完了させる。すなわち、制御部１８は、型閉動作が進むに従い押出部材１５を後退させ、押出部材１５が固定金型２１に接触しないように制御する。
【００５３】
換言すれば、金型位置の変化パターンは、例えば型締サーボモータ４７の動作及びトグル機構の構成などに基づき、予め計算可能である。制御部１８は、上記変化パターンに合致するように押出部材１５を後退させる。すなわち、制御部１８は、型閉動作が進み、金型位置が押出部材１５の押出量StEに達する時点で、押出部材１５の後退動作を開始させる。そして、移動金型２２が固定金型２１にタッチする時点では、押出部材１５の先端が移動金型２２から突出しない位置まで戻される。なお、「金型位置」とは、固定金型２１と移動金型２２との間の間隔のことである。
【００５４】
また制御部１８は、図３中に模試的に示すように、異常時動作停止モジュール８２と、異常時動作処理モジュール８３とを含む。異常時動作停止モジュール８２は、「異常時動作停止手段」の一例である。異常時動作停止モジュール８２は、異物が検知された時に、型締駆動機構１７の動作を停止させる。
【００５５】
異常時動作処理モジュール８３は、「異常時動作処理手段」の一例である。異常時動作処理モジュール８３は、異物が検知された時に、押出部材１５を後退させる。異常時動作処理モジュール８３は、押出部材１５を、例えば後退限（押出部材１５の先端が移動金型２２から突出しない位置）まで後退させる。
【００５６】
なお、異常時動作停止モジュール８２及び異常時動作処理モジュール８３は、それぞれハードウエアで実現されてもよいが、ソフトウエア（すなわち制御プログラムの一部）で実現されてもよい。
【００５７】
なお、次に、制御部１８の一つの変形例について説明する。
制御部１８の別の一例は、型閉動作が良好に行われた時の押出部材１５または押出用駆動機構１６の状態に関する情報を記憶（記録）する。制御部１８は、型閉動作が良好に行われた時の、例えば、押出部材１５の位置、押出用駆動機構１６の位置、押出用駆動機構１６の速度、押出用駆動機構１６の加速度、または押出用駆動機構１６のトルクの変化パターンを記憶する。
【００５８】
制御部１８は、第１の検出部３１の情報から得られた押出部材１５または押出用駆動機構１６の状態に関する数値（実測値）を、制御部１８に記憶された型閉動作が良好に行われた時の変化パターンと比較する。制御部１８は、第１の検出部３１の情報から得られた数値が、記憶された上記変化パターンに予め設定された閾値を越えて変動した時に、押出部材１５が異物に接触したと判定し、異物を検知する。
【００５９】
具体的には、制御部１８は、例えば、予め算出した速度パターンと実速度との差を計算し、その差が所定量以上に大きくなったときに異常検出処理を行う。また、制御部１８は、これに代えて、予め算出した位置パターンと実位置との差、予め算出した加速度パターンと実加速度との差、或いは正常動作時のトルクパターンと実トルクとの差に基づいて、異常検出処理を行ってもよい。なお、これら検出方法は、単独で用いられてもよく、複数組み合わせて用いられてもよい。
【００６０】
このような構成によれば、異常検出の精度を向上させることができる。
【００６１】
比較のため、移動盤１３を動かす型締サーボモータ４７のトルクを監視し、正常動作時と比較することで異常検出を行う成形機について考える。この場合、挟み込んだ成形品が金型と当たった時の衝撃や、成形品を潰すことによるモータトルクの変化を検出することになる。
【００６２】
ここで、金型２２や移動盤１３の重量は大きいため、移動盤１３を動かすのに必要なトルクもまた大きくなる。一方で、金属である金型２２や移動盤１３に比べて、成形品は軽く軟らかいため、成形品が金型と当たった時の衝撃や、成形品を潰すことによるモータトルクの変化は、変化量としては非常に小さい。このため、正常動作時と比較してモータトルクの変化量が明瞭になった時点では、成形品が既に大きく潰れ、金型が損傷している可能性がある。
【００６３】
また、射出装置３の給脂状態などによって、型締サーボモータ４７のトルクにはある程度のばらつきが生じる。さらに、型締サーボモータ４７は、型閉動作を行うモータであり、型閉動作中には駆動されている。すなわち、図２に示すように、型締サーボモータ４７は、型閉動作中に、移動盤１３を移動させる加速トルク及び減速トルクを含む大きなトルク変動がある。このような駆動中のモータのトルクは、ガイドの摺動抵抗やその他の外乱要因にも影響され、大きくばらつきやすい。そのため、正常動作時と比較して異常を判定するための閾値は、上記ばらつきを考慮した余裕を持たせた値となる。この点からもモータトルクの変化量が明瞭になった時点では、成形品が既に大きく潰れ、金型が損傷している可能性がある。
【００６４】
一方で、本実施形態に係る射出成形機１は、押出部材１５を押し出した状態で型閉動作を行い、押出部材１５または押出用駆動機構１６の状態の変化から異物を検知する異常検知手段８１を備えている。
【００６５】
ここで、押出部材１５は、移動盤１３などに比べて、イナーシャ（すなわち動く部分の重さ）が小さい。すなわち、押出部材１５を駆動させる押出用サーボモータ２７のトルクは、型締サーボモータ４７のトルクに比べて小さい。このため、型閉動作中に押出部材１５が成形品と当たった時の衝撃は、モータトルクの変化として明瞭に現れやすい。これにより、異物を大きく潰す前に異物を検出することができ、異常検出の精度を向上させることができる。
【００６６】
さらに、本実施形態では、押出部材１５は、型閉動作中に押し出された状態で待機され、移動盤１３に対して静止される。このため、図２に示すように、押出用サーボモータ２７のトルクは、基本的にゼロで一定になる。このような待機中のモータのトルクには、ばらつきが生じにくく、閾値の値を小さく設定することができる。このため、押出用サーボモータ２７のトルクが少し変動しただけでも、その変動から異常を検出することができ、異物の検出精度をさらに高めることができる。
【００６７】
また、本実施形態では、押出部材１５の接触で金型保護機能が作動するため、金型は損傷しにくい。すなわち、押出部材１５のみの損傷で、型締工程を停止させることができる可能性がある。つまり、金型に比べて安価な押出部材１５（例えば押出ピン２６）のみの交換ですむ。結果、メンテナンスコスト（保守費用）を抑制することができる。
【００６８】
また、押出部材１５は、成形品取り出し時に使用される部材であり、多くの既存の成形機が一般的に備えている。本実施形態によれば、型閉動作では通常使用されない押出部材１５を有効活用することで、他に特殊な追加部材を設けることなく、異常検出の精度を向上させることができる。すなわち本実施形態の射出成形機１は、既存の成形機の制御プログラムを入れ替えることで、大きなコストをかけることなく実現することができる。
【００６９】
また本実施形態では、異物が検出された時点で、押出部材１５を後退限まで下げることで、押出部材１５の損傷防止を図ることができる。
【００７０】
なお本実施形態の制御部１８は、上記内容に加えて、例えば第２の検出部５１から送られた情報に基づき、異常検出動作を補完してもよい。すなわち制御部１８は、第２の検出部５１から受け取る型締状態に関する情報を監視する。そして、固定金型２１と移動金型２２との間に異物が挟まれた時に、型締状態の変化から異物を検知する。
【００７１】
すなわち、制御部１８は、例えば、移動盤１３や型締駆動機構１７の位置、移動盤１３や型締駆動機構１７の速度、移動盤１３や型締駆動機構１７の加速度、または型締駆動機構１７のトルクなどの変動に対して閾値を設定しておき、上記変動が閾値を越えた時に異物を検知する。このような構成によれば、押出部材１５に接触しない位置に成形品が残ってしまったときでも、成形品の残留を検知することができる。
【００７２】
以上、本発明の一つの実施形態について説明したが、本発明の実施形態はこれらに限定されるものではない。また、本発明は、型閉動作の全工程（型閉動作の動作全体）に適用するだけでなく、型閉動作中の一部の区間（すなわち型閉動作のある一部分での動作）のみに適用するようにしてもよい。すなわち、型締ストロークの一部分についてのみ金型保護を有効にしてもよい。本発明は、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。本発明は、射出成形機に限らず、ダイカストマシンやトランスファ成形機、プレス機など他の成形機にも適用することができる。
【符号の説明】
【００７３】
１…射出成形機、２…型締装置、３…射出装置、１２…固定盤、１３…移動盤、１５…押出部材、１６…押出用駆動機構、１７…型締駆動機構、１８…制御部、２１…固定金型、２２…移動金型、３１…第１の検出部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定金型が取り付けられる固定盤と、
移動金型が取り付けられる移動盤と、
前記移動盤を進退させる型締駆動機構と、
前記移動盤に保持され、前記移動金型から成形品を剥離させる押出部材と、
前記押出部材を押し出す押出用駆動機構と、
型閉動作前または型閉動作中に前記押出部材を押し出し、前記押出部材を押し出した状態で型閉動作を行い、前記押出部材が異物に接触した時に、前記押出部材または前記押出用駆動機構の状態の変化から異物を検知する異常検知手段と、
を具備したことを特徴とする型締装置。
【請求項２】
請求項１の記載において、
前記押出部材は、型閉動作中に押し出された状態で前記移動盤に対して静止され、前記異常検知手段は、前記押出部材が前記移動盤に対して静止された状態で、前記押出部材または前記押出用駆動機構の状態の変化を監視することを特徴とする型締装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２の記載において、
前記異常検知手段は、前記押出部材の位置、前記押出用駆動機構の位置、前記押出用駆動機構の速度、前記押出用駆動機構の加速度、または前記押出用駆動機構のトルクの変化から、前記押出部材が異物に接触したことを検知することを特徴とする型締装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２の記載において、
前記異常検知手段は、型閉動作が良好に行われた時の前記押出部材の位置、前記押出用駆動機構の位置、前記押出用駆動機構の速度、前記押出用駆動機構の加速度、または前記押出用駆動機構のトルクの変化パターンを記憶し、検出された前記押出部材の位置、前記押出用駆動機構の位置、前記押出用駆動機構の速度、前記押出用駆動機構の加速度、または前記押出用駆動機構のトルクを前記変化パターンと比較することで、前記押出部材が異物に接触したことを検知することを特徴とする型締装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項の記載において、
前記異常検知手段は、前記押出部材を予め押し出した状態にしてから、型閉動作を行うことを特徴とする型締装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項の記載において、
前記異常検知手段は、型閉動作中に前記押出部材を予め設定された位置まで押し出すことを特徴とする型締装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項の記載において、
前記異常検知手段は、型閉動作が進むに従い前記押出部材を後退させることを特徴とする型締装置。
【請求項８】
請求項７の記載において、
前記押出部材の後退は、前記移動金型と前記固定金型との間隔に基づいて、前記押出部材が前記固定金型に接触しないように行われることを特徴とする型締装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか１項の記載において、
前記異常検知手段が異物を検知した時に、前記型締駆動機構の動作を停止させる異常時動作停止手段を備えたことを特徴とする型締装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか１項の記載において、
前記異常検知手段が異物を検知した時に、前記押出部材を後退させる異常時動作処理手段を備えたことを特徴とする型締装置。
【請求項１１】
固定金型が取り付けられる固定盤と、
移動金型が取り付けられる移動盤と、
前記移動盤を進退させる型締駆動機構と、
前記移動盤に保持され、前記移動金型から成形品を剥離させる押出部材と、
前記押出部材を押し出す押出用駆動機構と、
型閉動作中に、前記押出部材または前記押出用駆動機構の状態の変化から異物を検知する異常検知手段と、
を具備したことを特徴とする型締装置。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の型締装置と、
射出装置と、
を具備したことを特徴とする成形機。
【請求項１３】
固定金型が取り付けられる固定盤と、
移動金型が取り付けられる移動盤と、
前記移動盤を進退させる型締駆動機構と、
前記移動盤に保持され、前記移動金型から成形品を剥離させる押出部材と、
前記押出部材を押し出す押出用駆動機構と、
を備えた型締装置において、
型閉動作前または型閉動作中に前記押出部材を押し出し、前記押出部材を押し出した状態で型閉動作を行い、前記押出部材が異物に接触した時に、前記押出部材または前記押出用駆動機構の状態の変化から異物を検知することを特徴とする型締装置の制御方法。
【請求項１４】
請求項１３の記載において、
前記押出部材を、型閉動作中に押し出された状態で前記移動盤に対して静止させ、前記押出部材が前記移動盤に対して静止された状態で、前記押出部材または前記押出用駆動機構の状態の変化を監視することを特徴とする型締装置の制御方法。
【請求項１５】
請求項１３または請求項１４の記載において、
前記押出部材の位置、前記押出用駆動機構の位置、前記押出用駆動機構の速度、前記押出用駆動機構の加速度、または前記押出用駆動機構のトルクの変化から、前記押出部材が異物に接触したことを検知することを特徴とする型締装置の制御方法。
【請求項１６】
請求項１３または請求項１４の記載において、
型閉動作が良好に行われた時の前記押出部材の位置、前記押出用駆動機構の位置、前記押出用駆動機構の速度、前記押出用駆動機構の加速度、または前記押出用駆動機構のトルクの変化パターンを記憶し、検出された前記押出部材の位置、前記押出用駆動機構の位置、前記押出用駆動機構の速度、前記押出用駆動機構の加速度、または前記押出用駆動機構のトルクを前記変化パターンと比較することで、前記押出部材が異物に接触したことを検知することを特徴とする型締装置の制御方法。
【請求項１７】
請求項１３乃至請求項１６のいずれか１項の記載において、
前記押出部材を予め押し出した状態にしてから、型閉動作を行うことを特徴とする型締装置の制御方法。
【請求項１８】
請求項１３乃至請求項１６のいずれか１項の記載において、
型閉動作中に前記押出部材を予め設定された位置まで押し出すことを特徴とする型締装置の制御方法。
【請求項１９】
請求項１３乃至請求項１８のいずれか１項の記載において、
型閉動作が進むに従い前記押出部材を後退させることを特徴とする型締装置の制御方法。
【請求項２０】
請求項１９の記載において、
前記押出部材の後退は、前記固定金型と前記移動金型との間隔に基づいて、前記押出部材が前記固定金型に接触しないように行われることを特徴とする型締装置の制御方法。
【請求項２１】
請求項１３乃至請求項２０のいずれか１項の記載において、
異物を検知した時に、前記型締駆動機構の動作を停止させることを特徴とする型締装置の制御方法。
【請求項２２】
請求項１３乃至請求項２１のいずれか１項の記載において、
異物を検知した時に、前記押出部材を後退させることを特徴とする型締装置の制御方法。
【請求項２３】
固定金型が取り付けられる固定盤と、
移動金型が取り付けられる移動盤と、
前記移動盤を進退させる型締駆動機構と、
前記移動盤に保持され、前記移動金型から成形品を剥離させる押出部材と、
前記押出部材を押し出す押出用駆動機構と、
を備えた型締装置において、
型閉動作中に、前記押出部材または前記押出用駆動機構の状態の変化から異物を検知することを特徴とする型締装置の制御方法。
【請求項１】
固定金型が取り付けられる固定盤と、
移動金型が取り付けられる移動盤と、
前記移動盤を進退させる型締駆動機構と、
前記移動盤に保持され、前記移動金型から成形品を剥離させる押出部材と、
前記押出部材を押し出す押出用駆動機構と、
型閉動作前または型閉動作中に前記押出部材を押し出し、前記押出部材を押し出した状態で型閉動作を行い、前記押出部材が異物に接触した時に、前記押出部材または前記押出用駆動機構の状態の変化から異物を検知する異常検知手段と、
を具備したことを特徴とする型締装置。
【請求項２】
請求項１の記載において、
前記押出部材は、型閉動作中に押し出された状態で前記移動盤に対して静止され、前記異常検知手段は、前記押出部材が前記移動盤に対して静止された状態で、前記押出部材または前記押出用駆動機構の状態の変化を監視することを特徴とする型締装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２の記載において、
前記異常検知手段は、前記押出部材の位置、前記押出用駆動機構の位置、前記押出用駆動機構の速度、前記押出用駆動機構の加速度、または前記押出用駆動機構のトルクの変化から、前記押出部材が異物に接触したことを検知することを特徴とする型締装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２の記載において、
前記異常検知手段は、型閉動作が良好に行われた時の前記押出部材の位置、前記押出用駆動機構の位置、前記押出用駆動機構の速度、前記押出用駆動機構の加速度、または前記押出用駆動機構のトルクの変化パターンを記憶し、検出された前記押出部材の位置、前記押出用駆動機構の位置、前記押出用駆動機構の速度、前記押出用駆動機構の加速度、または前記押出用駆動機構のトルクを前記変化パターンと比較することで、前記押出部材が異物に接触したことを検知することを特徴とする型締装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項の記載において、
前記異常検知手段は、前記押出部材を予め押し出した状態にしてから、型閉動作を行うことを特徴とする型締装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項の記載において、
前記異常検知手段は、型閉動作中に前記押出部材を予め設定された位置まで押し出すことを特徴とする型締装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項の記載において、
前記異常検知手段は、型閉動作が進むに従い前記押出部材を後退させることを特徴とする型締装置。
【請求項８】
請求項７の記載において、
前記押出部材の後退は、前記移動金型と前記固定金型との間隔に基づいて、前記押出部材が前記固定金型に接触しないように行われることを特徴とする型締装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか１項の記載において、
前記異常検知手段が異物を検知した時に、前記型締駆動機構の動作を停止させる異常時動作停止手段を備えたことを特徴とする型締装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか１項の記載において、
前記異常検知手段が異物を検知した時に、前記押出部材を後退させる異常時動作処理手段を備えたことを特徴とする型締装置。
【請求項１１】
固定金型が取り付けられる固定盤と、
移動金型が取り付けられる移動盤と、
前記移動盤を進退させる型締駆動機構と、
前記移動盤に保持され、前記移動金型から成形品を剥離させる押出部材と、
前記押出部材を押し出す押出用駆動機構と、
型閉動作中に、前記押出部材または前記押出用駆動機構の状態の変化から異物を検知する異常検知手段と、
を具備したことを特徴とする型締装置。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の型締装置と、
射出装置と、
を具備したことを特徴とする成形機。
【請求項１３】
固定金型が取り付けられる固定盤と、
移動金型が取り付けられる移動盤と、
前記移動盤を進退させる型締駆動機構と、
前記移動盤に保持され、前記移動金型から成形品を剥離させる押出部材と、
前記押出部材を押し出す押出用駆動機構と、
を備えた型締装置において、
型閉動作前または型閉動作中に前記押出部材を押し出し、前記押出部材を押し出した状態で型閉動作を行い、前記押出部材が異物に接触した時に、前記押出部材または前記押出用駆動機構の状態の変化から異物を検知することを特徴とする型締装置の制御方法。
【請求項１４】
請求項１３の記載において、
前記押出部材を、型閉動作中に押し出された状態で前記移動盤に対して静止させ、前記押出部材が前記移動盤に対して静止された状態で、前記押出部材または前記押出用駆動機構の状態の変化を監視することを特徴とする型締装置の制御方法。
【請求項１５】
請求項１３または請求項１４の記載において、
前記押出部材の位置、前記押出用駆動機構の位置、前記押出用駆動機構の速度、前記押出用駆動機構の加速度、または前記押出用駆動機構のトルクの変化から、前記押出部材が異物に接触したことを検知することを特徴とする型締装置の制御方法。
【請求項１６】
請求項１３または請求項１４の記載において、
型閉動作が良好に行われた時の前記押出部材の位置、前記押出用駆動機構の位置、前記押出用駆動機構の速度、前記押出用駆動機構の加速度、または前記押出用駆動機構のトルクの変化パターンを記憶し、検出された前記押出部材の位置、前記押出用駆動機構の位置、前記押出用駆動機構の速度、前記押出用駆動機構の加速度、または前記押出用駆動機構のトルクを前記変化パターンと比較することで、前記押出部材が異物に接触したことを検知することを特徴とする型締装置の制御方法。
【請求項１７】
請求項１３乃至請求項１６のいずれか１項の記載において、
前記押出部材を予め押し出した状態にしてから、型閉動作を行うことを特徴とする型締装置の制御方法。
【請求項１８】
請求項１３乃至請求項１６のいずれか１項の記載において、
型閉動作中に前記押出部材を予め設定された位置まで押し出すことを特徴とする型締装置の制御方法。
【請求項１９】
請求項１３乃至請求項１８のいずれか１項の記載において、
型閉動作が進むに従い前記押出部材を後退させることを特徴とする型締装置の制御方法。
【請求項２０】
請求項１９の記載において、
前記押出部材の後退は、前記固定金型と前記移動金型との間隔に基づいて、前記押出部材が前記固定金型に接触しないように行われることを特徴とする型締装置の制御方法。
【請求項２１】
請求項１３乃至請求項２０のいずれか１項の記載において、
異物を検知した時に、前記型締駆動機構の動作を停止させることを特徴とする型締装置の制御方法。
【請求項２２】
請求項１３乃至請求項２１のいずれか１項の記載において、
異物を検知した時に、前記押出部材を後退させることを特徴とする型締装置の制御方法。
【請求項２３】
固定金型が取り付けられる固定盤と、
移動金型が取り付けられる移動盤と、
前記移動盤を進退させる型締駆動機構と、
前記移動盤に保持され、前記移動金型から成形品を剥離させる押出部材と、
前記押出部材を押し出す押出用駆動機構と、
を備えた型締装置において、
型閉動作中に、前記押出部材または前記押出用駆動機構の状態の変化から異物を検知することを特徴とする型締装置の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２４５７４３（Ｐ２０１２−２４５７４３Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２０８５７（Ｐ２０１１−１２０８５７）
【出願日】平成２３年５月３０日（２０１１．５．３０）
【出願人】（０００００３４５８）東芝機械株式会社 (843)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月３０日（２０１１．５．３０）
【出願人】（０００００３４５８）東芝機械株式会社 (843)
【Ｆターム（参考）】
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