射出成形機のノズル前後進用モータの制御装置
【課題】型閉じ工程における金型タッチ位置までの工程と金型タッチ位置から型締め完了までの工程と同期して動作させることにより、サイクル時間が伸び生産性が低下する問題を解決する射出成形機のノズル前後進用モータの制御装置の提供。
【解決手段】金型開閉用サーボモータで金型の開閉を行う型締機構と、ノズル前後進用サーボモータでノズルを前後進させるノズル前後進機構を有する射出成形機の該ノズル前後進用サーボモータの制御装置は、前記金型開閉用サーボモータによって可動側金型が固定側金型にタッチする位置まで型閉じを行い、可動側金型が固定側金型にタッチした位置から型締め完了位置まで型締めし、可動側金型が固定側金型にタッチするのと同時に前記ノズルが金型とタッチするように前記ノズル前後進用のサーボモータによって前記ノズルを前進させ、型締め完了と同時に所定のノズルタッチ力を発生するように前記ノズルを前進させる。
【解決手段】金型開閉用サーボモータで金型の開閉を行う型締機構と、ノズル前後進用サーボモータでノズルを前後進させるノズル前後進機構を有する射出成形機の該ノズル前後進用サーボモータの制御装置は、前記金型開閉用サーボモータによって可動側金型が固定側金型にタッチする位置まで型閉じを行い、可動側金型が固定側金型にタッチした位置から型締め完了位置まで型締めし、可動側金型が固定側金型にタッチするのと同時に前記ノズルが金型とタッチするように前記ノズル前後進用のサーボモータによって前記ノズルを前進させ、型締め完了と同時に所定のノズルタッチ力を発生するように前記ノズルを前進させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形機の制御装置に関し、特に、射出成形機のノズル前後進用モータの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形機は型締め部と射出部を備え、樹脂の排出時以外の通常の射出成形動作では、通常、射出部のノズルは固定側金型に当接し、金型に対して所定のノズルタッチ力が発生した状態が維持される。しかしながら、ノズルを金型にタッチさせたまま連続成形運転を行うとノズル先端部の熱が金型に奪われるため、計量工程終了後にノズルを金型から離し、ノズル先端の熱が金型に奪われないようにするスプルブレイクと呼ばれる動作が行われる。スプルブレイクには、ノズルの後退によってスプルをノズルと金型の間で切断し、金型が開いて成形品を取り出す際に成形品が金型から抜けやすくなるという効果もある。
スプルブレイク動作を行った場合には次回の成形サイクルで再びノズルを前進させる必要があるが、その際、前記の固定金型の倒れの問題が発生しないよう、従来は型締めが完了してからノズルを前進させる動作が行われてきた。金型が開いた状態でノズルタッチ力が発生していると、ノズルタッチ力が固定側に金型に作用し、固定金型が倒れる。固定金型が倒れたまま型閉じを行うと、金型が閉まる際に金型のガイドピンをかじったり、成形品のバリや成形品の厚み寸法の偏りが発生するという問題が発生する。
【０００３】
固定側金型の倒れを防止し、ノズル先端部の熱が金型から奪われないようにするために、従来はノズルの前進動作は型閉じ・型締め動作が完了してから行われてきた。例えば、特許文献１の段落「０００３」および図４に、射出工程の１サイクルが、型閉、型締、ノズル前進、射出保圧、冷却（計量）、ノズル後退、エジェクタなどから構成されることが開示されている。また、特許文献２の段落「００１３」〜「００２１」および図２には、射出成形機の１成形サイクルのシーケンス制御の技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１７８３７７号公報
【特許文献２】特開平７−１２５０３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
背景技術で説明した従来技術では、ノズルが前進動作を行うのは型締め完了後であるため、ノズル前進動作を行う分だけサイクル時間が伸び生産性が低下するという問題が発生していた。前述の固定側金型の倒れやノズルの熱が奪われる問題とサイクル時間が伸びる問題を解決するためには型閉じによって金型がタッチするタイミングとノズルが金型にタッチするタイミングが同時となり、かつ型締めが完了するタイミングとノズルがさらに前進して所定のノズルタッチ力を発生させるタイミングとが同時となることが望ましい。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、ノズル前進工程をノズルが金型にタッチするまでの工程と、ノズルが金型にタッチしてから所定のノズルタッチ力が発生するまでの工程に分け、それぞれを型閉じ工程における金型タッチ位置までの工程と金型タッチ位置から型締め完了するまでの工程と同期して動作させることにより、サイクル時間が伸び生産性が低下する問題を解決する射出成形機のノズル前後進用モータの制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願の請求項１に係る発明は、金型開閉用のサーボモータで金型の開閉を行う型締機構と、ノズル前後進用のサーボモータで射出シリンダ先端のノズルを前後進させるノズル前後進機構を有する射出成形機において、前記金型開閉用のサーボモータによって可動側金型が固定側金型にタッチする位置まで型閉じを行う型閉じ制御部と、前記金型開閉用のサーボモータによって可動側金型が固定側金型にタッチした位置から型締め完了位置まで型締めを行う型締め制御部と、前記型閉じ制御部によって可動側金型が固定側金型にタッチするのと同時に前記ノズルが金型とタッチするように前記ノズル前後進用のサーボモータによって前記ノズルを前進させるノズル前進制御部と、型締め完了と同時に所定のノズルタッチ力を発生するように前記ノズル前後進用のサーボモータによってノズルを前進させるノズルタッチ力制御部と、を有する射出成形機のノズル前後進用モータの制御装置である。
請求項２に係る発明は、前記ノズル前進制御部と前記ノズルタッチ力制御部は、前記型閉じ制御部と前記型締め制御部に金型開閉用サーボモータに指令される移動指令をノズル移動指令換算部において換算して用いることを特徴とする請求項１に記載の射出成形機のノズル前後進用モータの制御装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、ノズル前進工程をノズルが金型にタッチするまでの工程と、ノズルが金型にタッチしてから所定のノズルタッチ力が発生するまでの工程に分け、それぞれを型閉じ工程における金型タッチ位置までの工程と金型タッチ位置から型締め完了するまでの工程と同期して動作させることにより、ノズルタッチ力による固定側金型の倒れを防止し、また、ノズルの熱が金型に奪われるのを最小限に抑え、しかもこれらをサイクル時間を伸ばすことなく実行できる。
さらに、本発明により、型閉じ・型締め動作と同期してノズルが動作するので、作業者が射出成形機の画面で型閉じ速度やストロークを変更した場合には、変更された速度に応じて金型開閉用サーボモータの移動指令が変更されると共にノズル前後進用サーボモータの移動指令も変更される。したがって、作業者は型閉じ速度を変更したとしてもノズル前後進動作に関して何ら設定の変更を行う必要がない。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る射出成形機のノズル前後進用サーボモータの制御装置の概略構成を説明する図である。
【図２】本発明に係る射出成形機のノズル前後進用サーボモータの制御装置の制御ブロック図である。
【図３】本発明に係る射出成形機のノズル前後進用サーボモータの制御装置の他の制御ブロック図である。
【図４】型開閉用サーボモータの移動指令からノズル前後進用サーボモータの移動指令への換算を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
本発明は、金型開閉のサーボモータを有する型締機構とノズル前後進用のサーボモータを有する射出成形機に適用される。図１は、本発明に係る射出成形機のノズル前後進用サーボモータの制御装置の概略構成を説明する図である。
【００１１】
射出成形機Ｍは、機台Ｍ3上に型締部Ｍ1、および射出部Ｍ2を備えている。射出部Ｍ2は樹脂材料（ペレット）を加熱溶融し、当該溶融樹脂を金型４６のキャビティ内に射出するものである。射出シリンダ１の先端にはノズル２が取り付けられ、射出シリンダ１内には、スクリュ３が挿通されている。射出シリンダ１の側部には樹脂材料（図示せず）を射出シリンダ１内に供給するためのホッパ４が取り付けられている。
【００１２】
まず、型締部Ｍ1を説明する。型締部Ｍ1は主に金型４６（４６ａ，４６ｂ）の開閉を行うものである。型締部Ｍ1は、固定側金型４６ｂを取り付ける固定プラテン４２、可動側金型４６ａを該固定側金型４６ｂに対向するように取り付ける可動プラテン４１、可動プラテン４１を射出部Ｍ2方向に前後進させる金型開閉用サーボモータ１１４、該金型開閉用サーボモータ１１４の回転位置・速度を検出する位置・速度検出器１１６、リアプラテン４０、トグルリンク４３、ボールネジ４４、クロスヘッド４５を備えている。
【００１３】
金型開閉用サーボモータ１１４の回転駆動はベルトなどによって構成された伝達機構１１８を介してボールネジ４４に伝達される。型締部Ｍ1はその他に、リアプラテン４０と固定プラテン４２とを連結し、可動プラテン４１をガイドして固定プラテン４２に対して前後進させる複数本の図示しないタイバーを備えている。トグルリンク４３は、金型開閉用サーボモータ１１４によって回転駆動されるボールネジ４４に取り付けられたクロスヘッド４５を固定プラテン４２方向に進退させることによって、可動プラテン４１を固定プラテン４２方向に前後進させる。
【００１４】
型締部Ｍ1は、金型開閉用サーボモータ１１４の駆動によって可動プラテン４１が固定プラテン４２方向に前進し型閉じが行われ、可動側金型４６ａと固定側金型４６ｂが接触した後も更に可動プラテン４１を固定プラテン４２方向に前進させて所定の型締め力を発生させる。そして、可動プラテン４１をリアプラテン４０方向へ後退させることによって型開きが行われる。
【００１５】
次に、射出部Ｍ2を説明する。射出部Ｍ2は、固定側金型４６ｂを取り付けた固定プラテン４２にノズル２を圧接（ノズルタッチ）するために、射出部Ｍ2を型締部Ｍ1側に前進させるためのノズルタッチ駆動装置を備えている。ノズルタッチ駆動装置は、機台Ｍ3に取り付けられたノズル前後進用サーボモータ２１４、ノズル前後進用サーボモータ２１４の回転位置・速度を検出する位置・速度検出器２１６、一端をノズル前後進用サーボモータ２１４の負荷軸に連結され他端を固定プラテン４２に回転自在に支持されたボールネジ３４、該ボールネジ３４に螺合されたナット３３、射出部Ｍ2の射出ユニット３９の下部に固定された第１の受圧板３６、該ナット３３に取り付けられた第２の受圧板３７、第１の受圧板３６と第２の受圧板３７の間隔を測定しバネ３５の長さを検出するセンサ（図示せず）を備えている。
【００１６】
射出ユニット３９内には、スクリュ３をその軸周りに回転させるスクリュ回転用サーボモータ（図示せず）、その軸方向に前後進させるスクリュ前後進用サーボモータ（図示せず）、シリンダ１内の樹脂圧を測定するための樹脂圧力センサ（図示せず）などが配設されている。射出ユニット３９内の構造は本発明に関連しないので、詳細な説明を省略する。
【００１７】
ノズルタッチ駆動装置は、ノズル前後進用サーボモータ２１４を回転駆動しボールネジ３４を回転させることによって、ナット３３を固定プラテン４２に対して前後進させる。ナット３３の前後進によって第１の受圧板３６と第２の受圧板３７の間隔を調整し、バネ３５の弾性力を調節する。図１に示されるバネ３５のような弾性体を収縮させることによりノズル押し付け力を発生させる場合は、バネ３５の長さを図示しないセンサで測定しノズル押し付け力を求めることができる。これにより、ノズル２の固定型金型４６ｂへのノズル押し付け力（ノズルタッチ力）を発生させることができる。
【００１８】
射出成形機Ｍの数値制御装置は、数値制御用のマイクロプロセッサであるＣＮＣＣＰＵ２０、プログラマブルマシンコントローラ用のマイクロプロセッサであるＰＭＣＣＰＵ１７、及びサーボ制御用のマイクロプロセッサであるサーボＣＰＵ１５を有し、バス２６を介して、相互の入出力を選択するようにすることにより各マイクロプロセッサ間で情報伝達が行えるように構成されている。
【００１９】
サーボＣＰＵには、位置ループ、速度ループ、電流ループの処理を行うサーボ制御専用の制御プログラムを格納したＲＯＭ１３およびデータの一時記憶に用いられるＲＡＭ１４が接続されている。サーボＣＰＵ１５には、サーボＣＰＵ１５からの指令に基づいて駆動制御される、金型開閉用サーボモータ１１４とノズル前後進用サーボモータ２１４が接続されている。各サーボモータ１１４，２１４に取り付けられた位置・速度検出器１１６，２１６からの出力信号がサーボＣＰＵ１５に帰還されるように接続されている。各サーボモータ１１４，２１４の回転位置は、位置・速度検出器１１６，２１６からの位置のフィードバック信号に基づいてサーボＣＰＵ１５により算出され、各現在位置レジスタに更新記憶される。
【００２０】
ＰＭＣＣＰＵ１７には射出成形機Ｍ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ＲＯＭ１８および演算データの一時記憶等に用いられるＲＡＭ１９が接続され、ＣＮＣＣＰＵ２０には、射出成形機を全体的に制御する自動運転プログラムなどの各種プログラムを記憶したＲＯＭ２１および演算データの一時記憶に用いられるＲＡＭ２２が接続されている。
【００２１】
成形データ保存用ＲＡＭ２３は、不揮発性メモリであって、射出成形作業に関する成形条件と各種設定値、パラメータ、マクロ変数等を記憶する成形データ保存用のメモリである。ＬＣＤ／ＭＤＩ（手動データ入力装置）２５は、液晶表示装置（ＬＣＤ）と各種データを入力するための手動データ入力装置を備えている。液晶表示装置（ＬＣＤ）は図示しないＬＣＤ表示回路によって表示制御される。ＬＣＤ／ＭＤＩユニット２５はインタフェース２４を介してバス２６に接続され、機能メニューの選択および各種データの入力操作が行える。また、数値データ入力用のテンキーおよび各種のファンクションキー等が設けられている。ＬＣＤ／ＭＤＩユニット２５を用いて予め設定するノズルタッチ力を射出成形機Ｍに設定することができる。
【００２２】
なお、図１はノズル前後進用サーボモータ２１４と射出ユニット３９の間にバネ３５が設けられていてバネ３５の反力によってノズルタッチ力を発生する機構を示しているが、本発明においては、バネ３５は必ずしも必要ではない。
以上、射出成形機Ｍの概略構成を説明した。上記の構成は公知のものである。
【００２３】
次に、上記射出成型機Ｍにより構成される本発明に係る射出成形機のノズル前後進用サーボモータ２１４の制御装置を、図２〜図４を用いて説明する。
図２は、本発明に係る射出成形機のノズル前後進用サーボモータ２１４の制御装置の制御ブロック図である。型締部Ｍ1の型閉じが開始されると、射出成形機Ｍを全体的に制御する数値制御装置のＣＮＣＣＰＵ２０は金型開閉用サーボモータ１１４を駆動制御するための移動指令が所定周期毎にサーボＣＰＵ１５に出力される。サーボＣＰＵ１５では、ＣＮＣＣＰＵ２０から入力した移動指令をさらにサンプリング周期（位置、速度、電流ループの処理周期）の移動指令にＭcCMDに分割し、図２に示される位置・速度・電流のループ制御を行う。
【００２４】
サーボＣＰＵ１５はＣＮＣＣＰＵ２０からの移動指令に基づいて、金型タッチ位置までの移動距離と設定された速度にしたがって、金型開閉用サーボモータ１１４のサーボ制御用の型閉じ方向のサンプリング周期ごとの金型開閉用サーボモータの移動指令ＭcCMD（以下、「金型開閉用サーボモータ移動指令ＭcCMD」、あるいは、「移動指令ＭcCMD」という）をサンプリング周期毎に作成する。この移動指令ＭcCMDは、同時に、ノズル前後進用サーボモータ２１４のサーボ制御部の移動指令に換算され、ノズル前後進用サーボモータ２１４の制御ブロックにも出力される。
【００２５】
金型開閉モータ移動指令ＭcDMDが減算器１００とノズル移動指令換算器３００に入力する。減算器１００では、金型開閉モータ移動指令ＭcDMDから、位置・速度検出器１１６よりフィードバックされた位置フィードバック（位置ＦＢ）が減算され、該減算器１００から位置補償器１０２に位置偏差が出力される。位置補償器１０２では該位置偏差にポジションゲインを乗じて速度指令が求められる（位置ループ制御）。
【００２６】
位置補償器１０２から出力された速度指令から、位置・速度検出器１１６よりフィードバックされた速度フィードバック（速度ＦＢ）が減算器１０４で減算され速度偏差として出力される。減算器１０４から出力された速度偏差は速度補償器１０６に出力される。速度補償器１０６は速度偏差に基づいて、比例、積分などを行ってトルク指令（電流指令）を求める（速度ループ制御）。
【００２７】
速度補償器１０６から出力されるトルク指令（電流指令）から、サーボアンプ１１２の駆動電流を検出する電流検出器（図示せず）よりフィードバックされる電流フィードバック（電流ＦＢ）が減算器１０８で減算され電流偏差が電流補償器１１０に出力される。電流補償器１１０では、減算器１０８から入力する電流偏差を基にサーボアンプ１１２に出力されるＰＷＭ信号が生成される（電流ループ制御）。サーボアンプ１１２は電流補償器１１０から入力するＰＷＭ信号に基づいて金型開閉用サーボモータ１１４を駆動制御する。
【００２８】
ノズル移動指令換算器３００に入力した金型開閉用モータ移動指令ＭcDMDは、ノズル移動指令換算器３００において数１式、あるいは、数２式に基づいて、サンプリング周期ごとのノズル前後進用サーボモータの移動指令ＭnCMD（以下、「ノズル前後進用サーボモータ移動指令ＭnCMD」、あるいは、「移動指令ＭnCMD」という）に換算される。
減算器２００では、ノズル前後進用サーボモータ移動指令ＭnCMDから、位置・速度検出器２１６よりフィードバックされた位置フィードバック（位置ＦＢ）が減算され、該減算器２００から位置補償器２０２に位置偏差が出力される。位置補償器２０２では該位置偏差にポジションゲインを乗じて速度指令が求められる（位置ループ制御）。
【００２９】
位置補償器２０２から出力された速度指令から、位置・速度検出器２１６よりフィードバックされた速度フィードバック（速度ＦＢ）が減算器２０４で減算され速度偏差として出力される。減算器２０４から出力された速度偏差は速度補償器２０６に出力される。速度補償器２０６は速度偏差に基づいて、比例、積分などを行ってトルク指令（電流指令）を求める（速度ループ制御）。
【００３０】
速度補償器２０６から出力されるトルク指令（電流指令）から、サーボアンプ２１２の駆動電流を検出する電流検出器（図示せず）よりフィードバックされる電流フィードバック（電流ＦＢ）が減算器２０８で減算され電流偏差が電流補償器２１０に出力される。電流補償器２１０では、減算器２０８から入力する電流偏差を基にサーボアンプ２１２に出力されるＰＷＭ信号が生成される（電流ループ制御）。サーボアンプ２１２は電流補償器２１０から入力するＰＷＭ信号に基づいてノズル前後進用サーボモータ２１４を駆動制御する。
【００３１】
ここで、金型開閉用サーボモータ１１４の移動指令からノズル前後進用サーボモータ２１４の移動指令への換算では、型閉じが行われる前にあらかじめ、数１式、数２式のＬ1n／Ｌ1cおよびＬ2n／Ｌ2cが計算されている。
【００３２】
次に、金型開閉用サーボモータ１１４の駆動制御を、金型４６がタッチする位置までの駆動制御と金型がタッチしてから型締めが完了する位置までの駆動制御とに分けて説明する。
まず、金型開閉用サーボモータ１１４の金型４６がタッチする位置までの駆動制御を説明する。金型開閉用サーボモータ１１４は、サーボＣＰＵ１５でサンプリング周期毎の移動指令ＭcCMDに基づいて駆動制御される。一方、ノズル前後進用サーボモータ２１４は、ノズル移動指令換算器３００において移動指令ＭcCMDを数１式に基づいて換算して得られた移動指令ＭnCMDに従って駆動制御される。
【００３３】
【数１】
【００３４】
ＭcCMD：サンプリング周期ごとの金型開閉用サーボモータの移動指令
ＭnCMD：サンプリング周期ごとのノズル前後進用サーボモータの移動指令
Ｌ1c：ノズルが前進を開始してから可動側金型と固定側金型がタッチする位置
（金型タッチ位置）までの金型開閉用サーボモータの移動距離（移動量）
Ｌ1n：ノズルが前進を開始してからノズルが金型にタッチする位置（ノズルタッチ位置 ）までのノズル前後進用サーボモータの移動距離（移動量）
【００３５】
ここで、ノズル２が金型（固定側金型４６ｂ）にタッチする位置（ノズルタッチ位置）は、ノズル前後進用サーボモータ２１４を駆動することによって、定速でノズル２を固定プラテン４２に向かって前進させた場合に、ノズル前後進用サーボモータ２１４の負荷やモータトルクが変化し始めた位置を検出し、この位置をノズルタッチ位置としてあらかじめ記憶しておけばよい。また、図１のようにノズル前後進用サーボモータ２１４と射出ユニット３９の間にバネ３５等の弾性部材が設けられている場合には弾性部材の反力によってノズルタッチ力が変化し始めた位置をノズルタッチ位置としてあらかじめ記憶しておけばよい。
【００３６】
なお、上記説明では、型閉じが開始すると同時にノズルの前進を開始する場合について記載したが、型閉じの途中位置からノズル前進を開始した場合には、ノズルの前進を開始する時点の金型開閉用サーボモータ１１４の位置から金型タッチするまでの金型開閉用サーボモータ１１４の移動量を上記Ｌ1cに代入して同様にノズル前後進用サーボモータ２１４の移動量に換算するとよい。
【００３７】
以上により、金型４６が閉じてタッチするのと同時にノズル２も金型４６（４６ｂ）にタッチすることができる。この状態では、固定側金型４６ｂのノズルタッチ力が加わることがないため、固定プラテン４２の倒れ、つまり、固定側金型４６ｂの倒れは生じない。
なお、金型開閉用サーボモータ１１４の駆動制御が、請求項１における型閉じ制御部に対応し、ノズル前後進用サーボモータ２１４の駆動制御が、請求項１におけるノズル前進制御部に対応する。
【００３８】
次に、金型開閉用サーボモータ１１４の金型４６がタッチする位置から型締め完了位置までの駆動制御を説明する。金型開閉用サーボモータ１１４は、金型タッチ位置までの移動に続き、型締め完了位置までの移動、すなわち所定の型締力を発生させる型締め動作を開始する。金型４６がタッチするまでの工程と同じく、射出成形機Ｍを全体的に制御する数値制御装置のサーボＣＰＵ１５は、金型タッチ位置から型締め完了位置までの移動距離と設定された速度にしたがって、金型開閉用サーボモータ１１４を駆動制御するための型締め方向の移動指令ＭcCMDをサンプリング周期毎の移動指令を作成する。この移動指令ＭcCMDは、同時にノズル前後進用サーボモータ２１４の制御ブロックにも出力され、さらに、ノズル移動指令換算器３００により、数２式に示されるように前記ノズル前後進用サーボモータ２１４の移動指令ＭnCMDに換算される。そして、該換算された移動指令が前記サンプリング周期毎に前記ノズル前後進用サーボモータ２１４の制御部に移動指令ＭnCMDとして出力される。
【００３９】
【数２】
【００４０】
ＭcCMD：サンプリング周期ごとの金型開閉用サーボモータの移動指令
ＭnCMD：サンプリング周期ごとのノズル前後進用サーボモータの移動指令
Ｌ2c：金型タッチ位置から型締め完了位置までの金型開閉用サーボモータの移動距離（
移動量）
Ｌ2n：ノズルタッチ位置から所定のノズルタッチ力を発生するまでのノズル前後進用サ
ーボモータの移動距離（移動量）
【００４１】
図２に示される本発明の実施形態では、金型開閉用サーボモータ１１４の移動指令をノズル前後進用サーボモータ２１４の移動指令に換算するようにしたが、金型開閉用サーボモータ１１４の実際の移動量をノズル前後進用サーボモータ２１４の移動量に換算するようにしてもよい。この場合は、図３に示されるように、金型開閉用サーボモータ１１４に取り付けられた位置・速度検出器１１６で検出されたサンプリング周期毎の金型開閉用サーボモータ１１４の移動量を図２に示される実施形態と同様にノズル前後進用サーボモータ２１４の移動量に換算すればよい。
なお、金型開閉用サーボモータ１１４の駆動制御が、請求項１における型締め制御部に対応し、ノズル前後進用サーボモータ２１４の駆動制御が、請求項１におけるノズルタッチ力制御部に対応する。
【００４２】
図４は、型開閉用サーボモータの移動指令からノズル前後進用サーボモータの移動指令への換算を説明する図である。図４（ａ）は、金型開閉用サーボモータ１１４のサンプリング周期毎の移動指令ＭcCMDを説明する図である。図４（ｂ）は、ノズル前後進用サーボモータ２１４のサンプリング周期毎の移動指令ＭnCMDを説明する図である。金型開閉用サーボモータ１１４への移動指令ＭcCMDは、ノズル２が金型４６にタッチするまでは数１式に基づいて換算される。ノズル２が金型４６にタッチしてから型締めが完了するまでは数２式に基づいて換算される。型締め完了（所定の型締力が発生した）時には所定のノズルタッチ力が発生する。
【００４３】
ところで、型締部Ｍ1の型締機構には、図１に示されるようにトグルリンク４３のような速度増幅機構によってボールネジ４４の直線運動を金型４６の開閉動作に変換するものと、速度増幅機構を持たずにボールネジで直接金型の開閉動作を行うものとがある。図１の速度増幅機構を持つ型締機構の場合には、前記金型開閉用サーボモータ１１４への移動指令または金型開閉用サーボモータ１１４の実際の移動量を速度増幅機構の増幅率にしたがって金型の開閉速度に換算し、換算された速度からサンプリング周期毎の移動量を求めて前記ノズル前後進用サーボモータ２１４の移動指令としてもよい。この場合、前記Ｌ1c，Ｌ2cはそれぞれノズルが前進を開始してから金型タッチ位置までの金型の移動量と、金型タッチ位置から型締め完了位置までの金型の移動距離となる。
【００４４】
なお、ノズル２の前後進を手動運転などによって、金型開閉用サーボモータ１１４とは独立して動作させる場合のために、図２および図３には金型開閉用サーボモータ１１４の移動指令で動作する場合と、単独で動作させるための切換スイッチ３０２が設けられている。スイッチ３０２が接点ｂに接続するように指示されると、金型開閉用サーボモータ１１４とノズル前後進用サーボモータ２１４とを独立して動作させることができる。
【符号の説明】
【００４５】
ＭcCMD 金型型開閉用サーボモータ移動指令
ＭnCMD ノズル前後進用サーボモータ移動指令
１ シリンダ
２ ノズル
３ スクリュ
４ ホッパ
１０ サーボアンプ
１２ サーボアンプ
１１４ 金型開閉用サーボモータ
２１４ ノズル前後進用サーボモータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形機の制御装置に関し、特に、射出成形機のノズル前後進用モータの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形機は型締め部と射出部を備え、樹脂の排出時以外の通常の射出成形動作では、通常、射出部のノズルは固定側金型に当接し、金型に対して所定のノズルタッチ力が発生した状態が維持される。しかしながら、ノズルを金型にタッチさせたまま連続成形運転を行うとノズル先端部の熱が金型に奪われるため、計量工程終了後にノズルを金型から離し、ノズル先端の熱が金型に奪われないようにするスプルブレイクと呼ばれる動作が行われる。スプルブレイクには、ノズルの後退によってスプルをノズルと金型の間で切断し、金型が開いて成形品を取り出す際に成形品が金型から抜けやすくなるという効果もある。
スプルブレイク動作を行った場合には次回の成形サイクルで再びノズルを前進させる必要があるが、その際、前記の固定金型の倒れの問題が発生しないよう、従来は型締めが完了してからノズルを前進させる動作が行われてきた。金型が開いた状態でノズルタッチ力が発生していると、ノズルタッチ力が固定側に金型に作用し、固定金型が倒れる。固定金型が倒れたまま型閉じを行うと、金型が閉まる際に金型のガイドピンをかじったり、成形品のバリや成形品の厚み寸法の偏りが発生するという問題が発生する。
【０００３】
固定側金型の倒れを防止し、ノズル先端部の熱が金型から奪われないようにするために、従来はノズルの前進動作は型閉じ・型締め動作が完了してから行われてきた。例えば、特許文献１の段落「０００３」および図４に、射出工程の１サイクルが、型閉、型締、ノズル前進、射出保圧、冷却（計量）、ノズル後退、エジェクタなどから構成されることが開示されている。また、特許文献２の段落「００１３」〜「００２１」および図２には、射出成形機の１成形サイクルのシーケンス制御の技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１７８３７７号公報
【特許文献２】特開平７−１２５０３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
背景技術で説明した従来技術では、ノズルが前進動作を行うのは型締め完了後であるため、ノズル前進動作を行う分だけサイクル時間が伸び生産性が低下するという問題が発生していた。前述の固定側金型の倒れやノズルの熱が奪われる問題とサイクル時間が伸びる問題を解決するためには型閉じによって金型がタッチするタイミングとノズルが金型にタッチするタイミングが同時となり、かつ型締めが完了するタイミングとノズルがさらに前進して所定のノズルタッチ力を発生させるタイミングとが同時となることが望ましい。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、ノズル前進工程をノズルが金型にタッチするまでの工程と、ノズルが金型にタッチしてから所定のノズルタッチ力が発生するまでの工程に分け、それぞれを型閉じ工程における金型タッチ位置までの工程と金型タッチ位置から型締め完了するまでの工程と同期して動作させることにより、サイクル時間が伸び生産性が低下する問題を解決する射出成形機のノズル前後進用モータの制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願の請求項１に係る発明は、金型開閉用のサーボモータで金型の開閉を行う型締機構と、ノズル前後進用のサーボモータで射出シリンダ先端のノズルを前後進させるノズル前後進機構を有する射出成形機において、前記金型開閉用のサーボモータによって可動側金型が固定側金型にタッチする位置まで型閉じを行う型閉じ制御部と、前記金型開閉用のサーボモータによって可動側金型が固定側金型にタッチした位置から型締め完了位置まで型締めを行う型締め制御部と、前記型閉じ制御部によって可動側金型が固定側金型にタッチするのと同時に前記ノズルが金型とタッチするように前記ノズル前後進用のサーボモータによって前記ノズルを前進させるノズル前進制御部と、型締め完了と同時に所定のノズルタッチ力を発生するように前記ノズル前後進用のサーボモータによってノズルを前進させるノズルタッチ力制御部と、を有する射出成形機のノズル前後進用モータの制御装置である。
請求項２に係る発明は、前記ノズル前進制御部と前記ノズルタッチ力制御部は、前記型閉じ制御部と前記型締め制御部に金型開閉用サーボモータに指令される移動指令をノズル移動指令換算部において換算して用いることを特徴とする請求項１に記載の射出成形機のノズル前後進用モータの制御装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、ノズル前進工程をノズルが金型にタッチするまでの工程と、ノズルが金型にタッチしてから所定のノズルタッチ力が発生するまでの工程に分け、それぞれを型閉じ工程における金型タッチ位置までの工程と金型タッチ位置から型締め完了するまでの工程と同期して動作させることにより、ノズルタッチ力による固定側金型の倒れを防止し、また、ノズルの熱が金型に奪われるのを最小限に抑え、しかもこれらをサイクル時間を伸ばすことなく実行できる。
さらに、本発明により、型閉じ・型締め動作と同期してノズルが動作するので、作業者が射出成形機の画面で型閉じ速度やストロークを変更した場合には、変更された速度に応じて金型開閉用サーボモータの移動指令が変更されると共にノズル前後進用サーボモータの移動指令も変更される。したがって、作業者は型閉じ速度を変更したとしてもノズル前後進動作に関して何ら設定の変更を行う必要がない。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る射出成形機のノズル前後進用サーボモータの制御装置の概略構成を説明する図である。
【図２】本発明に係る射出成形機のノズル前後進用サーボモータの制御装置の制御ブロック図である。
【図３】本発明に係る射出成形機のノズル前後進用サーボモータの制御装置の他の制御ブロック図である。
【図４】型開閉用サーボモータの移動指令からノズル前後進用サーボモータの移動指令への換算を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
本発明は、金型開閉のサーボモータを有する型締機構とノズル前後進用のサーボモータを有する射出成形機に適用される。図１は、本発明に係る射出成形機のノズル前後進用サーボモータの制御装置の概略構成を説明する図である。
【００１１】
射出成形機Ｍは、機台Ｍ3上に型締部Ｍ1、および射出部Ｍ2を備えている。射出部Ｍ2は樹脂材料（ペレット）を加熱溶融し、当該溶融樹脂を金型４６のキャビティ内に射出するものである。射出シリンダ１の先端にはノズル２が取り付けられ、射出シリンダ１内には、スクリュ３が挿通されている。射出シリンダ１の側部には樹脂材料（図示せず）を射出シリンダ１内に供給するためのホッパ４が取り付けられている。
【００１２】
まず、型締部Ｍ1を説明する。型締部Ｍ1は主に金型４６（４６ａ，４６ｂ）の開閉を行うものである。型締部Ｍ1は、固定側金型４６ｂを取り付ける固定プラテン４２、可動側金型４６ａを該固定側金型４６ｂに対向するように取り付ける可動プラテン４１、可動プラテン４１を射出部Ｍ2方向に前後進させる金型開閉用サーボモータ１１４、該金型開閉用サーボモータ１１４の回転位置・速度を検出する位置・速度検出器１１６、リアプラテン４０、トグルリンク４３、ボールネジ４４、クロスヘッド４５を備えている。
【００１３】
金型開閉用サーボモータ１１４の回転駆動はベルトなどによって構成された伝達機構１１８を介してボールネジ４４に伝達される。型締部Ｍ1はその他に、リアプラテン４０と固定プラテン４２とを連結し、可動プラテン４１をガイドして固定プラテン４２に対して前後進させる複数本の図示しないタイバーを備えている。トグルリンク４３は、金型開閉用サーボモータ１１４によって回転駆動されるボールネジ４４に取り付けられたクロスヘッド４５を固定プラテン４２方向に進退させることによって、可動プラテン４１を固定プラテン４２方向に前後進させる。
【００１４】
型締部Ｍ1は、金型開閉用サーボモータ１１４の駆動によって可動プラテン４１が固定プラテン４２方向に前進し型閉じが行われ、可動側金型４６ａと固定側金型４６ｂが接触した後も更に可動プラテン４１を固定プラテン４２方向に前進させて所定の型締め力を発生させる。そして、可動プラテン４１をリアプラテン４０方向へ後退させることによって型開きが行われる。
【００１５】
次に、射出部Ｍ2を説明する。射出部Ｍ2は、固定側金型４６ｂを取り付けた固定プラテン４２にノズル２を圧接（ノズルタッチ）するために、射出部Ｍ2を型締部Ｍ1側に前進させるためのノズルタッチ駆動装置を備えている。ノズルタッチ駆動装置は、機台Ｍ3に取り付けられたノズル前後進用サーボモータ２１４、ノズル前後進用サーボモータ２１４の回転位置・速度を検出する位置・速度検出器２１６、一端をノズル前後進用サーボモータ２１４の負荷軸に連結され他端を固定プラテン４２に回転自在に支持されたボールネジ３４、該ボールネジ３４に螺合されたナット３３、射出部Ｍ2の射出ユニット３９の下部に固定された第１の受圧板３６、該ナット３３に取り付けられた第２の受圧板３７、第１の受圧板３６と第２の受圧板３７の間隔を測定しバネ３５の長さを検出するセンサ（図示せず）を備えている。
【００１６】
射出ユニット３９内には、スクリュ３をその軸周りに回転させるスクリュ回転用サーボモータ（図示せず）、その軸方向に前後進させるスクリュ前後進用サーボモータ（図示せず）、シリンダ１内の樹脂圧を測定するための樹脂圧力センサ（図示せず）などが配設されている。射出ユニット３９内の構造は本発明に関連しないので、詳細な説明を省略する。
【００１７】
ノズルタッチ駆動装置は、ノズル前後進用サーボモータ２１４を回転駆動しボールネジ３４を回転させることによって、ナット３３を固定プラテン４２に対して前後進させる。ナット３３の前後進によって第１の受圧板３６と第２の受圧板３７の間隔を調整し、バネ３５の弾性力を調節する。図１に示されるバネ３５のような弾性体を収縮させることによりノズル押し付け力を発生させる場合は、バネ３５の長さを図示しないセンサで測定しノズル押し付け力を求めることができる。これにより、ノズル２の固定型金型４６ｂへのノズル押し付け力（ノズルタッチ力）を発生させることができる。
【００１８】
射出成形機Ｍの数値制御装置は、数値制御用のマイクロプロセッサであるＣＮＣＣＰＵ２０、プログラマブルマシンコントローラ用のマイクロプロセッサであるＰＭＣＣＰＵ１７、及びサーボ制御用のマイクロプロセッサであるサーボＣＰＵ１５を有し、バス２６を介して、相互の入出力を選択するようにすることにより各マイクロプロセッサ間で情報伝達が行えるように構成されている。
【００１９】
サーボＣＰＵには、位置ループ、速度ループ、電流ループの処理を行うサーボ制御専用の制御プログラムを格納したＲＯＭ１３およびデータの一時記憶に用いられるＲＡＭ１４が接続されている。サーボＣＰＵ１５には、サーボＣＰＵ１５からの指令に基づいて駆動制御される、金型開閉用サーボモータ１１４とノズル前後進用サーボモータ２１４が接続されている。各サーボモータ１１４，２１４に取り付けられた位置・速度検出器１１６，２１６からの出力信号がサーボＣＰＵ１５に帰還されるように接続されている。各サーボモータ１１４，２１４の回転位置は、位置・速度検出器１１６，２１６からの位置のフィードバック信号に基づいてサーボＣＰＵ１５により算出され、各現在位置レジスタに更新記憶される。
【００２０】
ＰＭＣＣＰＵ１７には射出成形機Ｍ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ＲＯＭ１８および演算データの一時記憶等に用いられるＲＡＭ１９が接続され、ＣＮＣＣＰＵ２０には、射出成形機を全体的に制御する自動運転プログラムなどの各種プログラムを記憶したＲＯＭ２１および演算データの一時記憶に用いられるＲＡＭ２２が接続されている。
【００２１】
成形データ保存用ＲＡＭ２３は、不揮発性メモリであって、射出成形作業に関する成形条件と各種設定値、パラメータ、マクロ変数等を記憶する成形データ保存用のメモリである。ＬＣＤ／ＭＤＩ（手動データ入力装置）２５は、液晶表示装置（ＬＣＤ）と各種データを入力するための手動データ入力装置を備えている。液晶表示装置（ＬＣＤ）は図示しないＬＣＤ表示回路によって表示制御される。ＬＣＤ／ＭＤＩユニット２５はインタフェース２４を介してバス２６に接続され、機能メニューの選択および各種データの入力操作が行える。また、数値データ入力用のテンキーおよび各種のファンクションキー等が設けられている。ＬＣＤ／ＭＤＩユニット２５を用いて予め設定するノズルタッチ力を射出成形機Ｍに設定することができる。
【００２２】
なお、図１はノズル前後進用サーボモータ２１４と射出ユニット３９の間にバネ３５が設けられていてバネ３５の反力によってノズルタッチ力を発生する機構を示しているが、本発明においては、バネ３５は必ずしも必要ではない。
以上、射出成形機Ｍの概略構成を説明した。上記の構成は公知のものである。
【００２３】
次に、上記射出成型機Ｍにより構成される本発明に係る射出成形機のノズル前後進用サーボモータ２１４の制御装置を、図２〜図４を用いて説明する。
図２は、本発明に係る射出成形機のノズル前後進用サーボモータ２１４の制御装置の制御ブロック図である。型締部Ｍ1の型閉じが開始されると、射出成形機Ｍを全体的に制御する数値制御装置のＣＮＣＣＰＵ２０は金型開閉用サーボモータ１１４を駆動制御するための移動指令が所定周期毎にサーボＣＰＵ１５に出力される。サーボＣＰＵ１５では、ＣＮＣＣＰＵ２０から入力した移動指令をさらにサンプリング周期（位置、速度、電流ループの処理周期）の移動指令にＭcCMDに分割し、図２に示される位置・速度・電流のループ制御を行う。
【００２４】
サーボＣＰＵ１５はＣＮＣＣＰＵ２０からの移動指令に基づいて、金型タッチ位置までの移動距離と設定された速度にしたがって、金型開閉用サーボモータ１１４のサーボ制御用の型閉じ方向のサンプリング周期ごとの金型開閉用サーボモータの移動指令ＭcCMD（以下、「金型開閉用サーボモータ移動指令ＭcCMD」、あるいは、「移動指令ＭcCMD」という）をサンプリング周期毎に作成する。この移動指令ＭcCMDは、同時に、ノズル前後進用サーボモータ２１４のサーボ制御部の移動指令に換算され、ノズル前後進用サーボモータ２１４の制御ブロックにも出力される。
【００２５】
金型開閉モータ移動指令ＭcDMDが減算器１００とノズル移動指令換算器３００に入力する。減算器１００では、金型開閉モータ移動指令ＭcDMDから、位置・速度検出器１１６よりフィードバックされた位置フィードバック（位置ＦＢ）が減算され、該減算器１００から位置補償器１０２に位置偏差が出力される。位置補償器１０２では該位置偏差にポジションゲインを乗じて速度指令が求められる（位置ループ制御）。
【００２６】
位置補償器１０２から出力された速度指令から、位置・速度検出器１１６よりフィードバックされた速度フィードバック（速度ＦＢ）が減算器１０４で減算され速度偏差として出力される。減算器１０４から出力された速度偏差は速度補償器１０６に出力される。速度補償器１０６は速度偏差に基づいて、比例、積分などを行ってトルク指令（電流指令）を求める（速度ループ制御）。
【００２７】
速度補償器１０６から出力されるトルク指令（電流指令）から、サーボアンプ１１２の駆動電流を検出する電流検出器（図示せず）よりフィードバックされる電流フィードバック（電流ＦＢ）が減算器１０８で減算され電流偏差が電流補償器１１０に出力される。電流補償器１１０では、減算器１０８から入力する電流偏差を基にサーボアンプ１１２に出力されるＰＷＭ信号が生成される（電流ループ制御）。サーボアンプ１１２は電流補償器１１０から入力するＰＷＭ信号に基づいて金型開閉用サーボモータ１１４を駆動制御する。
【００２８】
ノズル移動指令換算器３００に入力した金型開閉用モータ移動指令ＭcDMDは、ノズル移動指令換算器３００において数１式、あるいは、数２式に基づいて、サンプリング周期ごとのノズル前後進用サーボモータの移動指令ＭnCMD（以下、「ノズル前後進用サーボモータ移動指令ＭnCMD」、あるいは、「移動指令ＭnCMD」という）に換算される。
減算器２００では、ノズル前後進用サーボモータ移動指令ＭnCMDから、位置・速度検出器２１６よりフィードバックされた位置フィードバック（位置ＦＢ）が減算され、該減算器２００から位置補償器２０２に位置偏差が出力される。位置補償器２０２では該位置偏差にポジションゲインを乗じて速度指令が求められる（位置ループ制御）。
【００２９】
位置補償器２０２から出力された速度指令から、位置・速度検出器２１６よりフィードバックされた速度フィードバック（速度ＦＢ）が減算器２０４で減算され速度偏差として出力される。減算器２０４から出力された速度偏差は速度補償器２０６に出力される。速度補償器２０６は速度偏差に基づいて、比例、積分などを行ってトルク指令（電流指令）を求める（速度ループ制御）。
【００３０】
速度補償器２０６から出力されるトルク指令（電流指令）から、サーボアンプ２１２の駆動電流を検出する電流検出器（図示せず）よりフィードバックされる電流フィードバック（電流ＦＢ）が減算器２０８で減算され電流偏差が電流補償器２１０に出力される。電流補償器２１０では、減算器２０８から入力する電流偏差を基にサーボアンプ２１２に出力されるＰＷＭ信号が生成される（電流ループ制御）。サーボアンプ２１２は電流補償器２１０から入力するＰＷＭ信号に基づいてノズル前後進用サーボモータ２１４を駆動制御する。
【００３１】
ここで、金型開閉用サーボモータ１１４の移動指令からノズル前後進用サーボモータ２１４の移動指令への換算では、型閉じが行われる前にあらかじめ、数１式、数２式のＬ1n／Ｌ1cおよびＬ2n／Ｌ2cが計算されている。
【００３２】
次に、金型開閉用サーボモータ１１４の駆動制御を、金型４６がタッチする位置までの駆動制御と金型がタッチしてから型締めが完了する位置までの駆動制御とに分けて説明する。
まず、金型開閉用サーボモータ１１４の金型４６がタッチする位置までの駆動制御を説明する。金型開閉用サーボモータ１１４は、サーボＣＰＵ１５でサンプリング周期毎の移動指令ＭcCMDに基づいて駆動制御される。一方、ノズル前後進用サーボモータ２１４は、ノズル移動指令換算器３００において移動指令ＭcCMDを数１式に基づいて換算して得られた移動指令ＭnCMDに従って駆動制御される。
【００３３】
【数１】
【００３４】
ＭcCMD：サンプリング周期ごとの金型開閉用サーボモータの移動指令
ＭnCMD：サンプリング周期ごとのノズル前後進用サーボモータの移動指令
Ｌ1c：ノズルが前進を開始してから可動側金型と固定側金型がタッチする位置
（金型タッチ位置）までの金型開閉用サーボモータの移動距離（移動量）
Ｌ1n：ノズルが前進を開始してからノズルが金型にタッチする位置（ノズルタッチ位置 ）までのノズル前後進用サーボモータの移動距離（移動量）
【００３５】
ここで、ノズル２が金型（固定側金型４６ｂ）にタッチする位置（ノズルタッチ位置）は、ノズル前後進用サーボモータ２１４を駆動することによって、定速でノズル２を固定プラテン４２に向かって前進させた場合に、ノズル前後進用サーボモータ２１４の負荷やモータトルクが変化し始めた位置を検出し、この位置をノズルタッチ位置としてあらかじめ記憶しておけばよい。また、図１のようにノズル前後進用サーボモータ２１４と射出ユニット３９の間にバネ３５等の弾性部材が設けられている場合には弾性部材の反力によってノズルタッチ力が変化し始めた位置をノズルタッチ位置としてあらかじめ記憶しておけばよい。
【００３６】
なお、上記説明では、型閉じが開始すると同時にノズルの前進を開始する場合について記載したが、型閉じの途中位置からノズル前進を開始した場合には、ノズルの前進を開始する時点の金型開閉用サーボモータ１１４の位置から金型タッチするまでの金型開閉用サーボモータ１１４の移動量を上記Ｌ1cに代入して同様にノズル前後進用サーボモータ２１４の移動量に換算するとよい。
【００３７】
以上により、金型４６が閉じてタッチするのと同時にノズル２も金型４６（４６ｂ）にタッチすることができる。この状態では、固定側金型４６ｂのノズルタッチ力が加わることがないため、固定プラテン４２の倒れ、つまり、固定側金型４６ｂの倒れは生じない。
なお、金型開閉用サーボモータ１１４の駆動制御が、請求項１における型閉じ制御部に対応し、ノズル前後進用サーボモータ２１４の駆動制御が、請求項１におけるノズル前進制御部に対応する。
【００３８】
次に、金型開閉用サーボモータ１１４の金型４６がタッチする位置から型締め完了位置までの駆動制御を説明する。金型開閉用サーボモータ１１４は、金型タッチ位置までの移動に続き、型締め完了位置までの移動、すなわち所定の型締力を発生させる型締め動作を開始する。金型４６がタッチするまでの工程と同じく、射出成形機Ｍを全体的に制御する数値制御装置のサーボＣＰＵ１５は、金型タッチ位置から型締め完了位置までの移動距離と設定された速度にしたがって、金型開閉用サーボモータ１１４を駆動制御するための型締め方向の移動指令ＭcCMDをサンプリング周期毎の移動指令を作成する。この移動指令ＭcCMDは、同時にノズル前後進用サーボモータ２１４の制御ブロックにも出力され、さらに、ノズル移動指令換算器３００により、数２式に示されるように前記ノズル前後進用サーボモータ２１４の移動指令ＭnCMDに換算される。そして、該換算された移動指令が前記サンプリング周期毎に前記ノズル前後進用サーボモータ２１４の制御部に移動指令ＭnCMDとして出力される。
【００３９】
【数２】
【００４０】
ＭcCMD：サンプリング周期ごとの金型開閉用サーボモータの移動指令
ＭnCMD：サンプリング周期ごとのノズル前後進用サーボモータの移動指令
Ｌ2c：金型タッチ位置から型締め完了位置までの金型開閉用サーボモータの移動距離（
移動量）
Ｌ2n：ノズルタッチ位置から所定のノズルタッチ力を発生するまでのノズル前後進用サ
ーボモータの移動距離（移動量）
【００４１】
図２に示される本発明の実施形態では、金型開閉用サーボモータ１１４の移動指令をノズル前後進用サーボモータ２１４の移動指令に換算するようにしたが、金型開閉用サーボモータ１１４の実際の移動量をノズル前後進用サーボモータ２１４の移動量に換算するようにしてもよい。この場合は、図３に示されるように、金型開閉用サーボモータ１１４に取り付けられた位置・速度検出器１１６で検出されたサンプリング周期毎の金型開閉用サーボモータ１１４の移動量を図２に示される実施形態と同様にノズル前後進用サーボモータ２１４の移動量に換算すればよい。
なお、金型開閉用サーボモータ１１４の駆動制御が、請求項１における型締め制御部に対応し、ノズル前後進用サーボモータ２１４の駆動制御が、請求項１におけるノズルタッチ力制御部に対応する。
【００４２】
図４は、型開閉用サーボモータの移動指令からノズル前後進用サーボモータの移動指令への換算を説明する図である。図４（ａ）は、金型開閉用サーボモータ１１４のサンプリング周期毎の移動指令ＭcCMDを説明する図である。図４（ｂ）は、ノズル前後進用サーボモータ２１４のサンプリング周期毎の移動指令ＭnCMDを説明する図である。金型開閉用サーボモータ１１４への移動指令ＭcCMDは、ノズル２が金型４６にタッチするまでは数１式に基づいて換算される。ノズル２が金型４６にタッチしてから型締めが完了するまでは数２式に基づいて換算される。型締め完了（所定の型締力が発生した）時には所定のノズルタッチ力が発生する。
【００４３】
ところで、型締部Ｍ1の型締機構には、図１に示されるようにトグルリンク４３のような速度増幅機構によってボールネジ４４の直線運動を金型４６の開閉動作に変換するものと、速度増幅機構を持たずにボールネジで直接金型の開閉動作を行うものとがある。図１の速度増幅機構を持つ型締機構の場合には、前記金型開閉用サーボモータ１１４への移動指令または金型開閉用サーボモータ１１４の実際の移動量を速度増幅機構の増幅率にしたがって金型の開閉速度に換算し、換算された速度からサンプリング周期毎の移動量を求めて前記ノズル前後進用サーボモータ２１４の移動指令としてもよい。この場合、前記Ｌ1c，Ｌ2cはそれぞれノズルが前進を開始してから金型タッチ位置までの金型の移動量と、金型タッチ位置から型締め完了位置までの金型の移動距離となる。
【００４４】
なお、ノズル２の前後進を手動運転などによって、金型開閉用サーボモータ１１４とは独立して動作させる場合のために、図２および図３には金型開閉用サーボモータ１１４の移動指令で動作する場合と、単独で動作させるための切換スイッチ３０２が設けられている。スイッチ３０２が接点ｂに接続するように指示されると、金型開閉用サーボモータ１１４とノズル前後進用サーボモータ２１４とを独立して動作させることができる。
【符号の説明】
【００４５】
ＭcCMD 金型型開閉用サーボモータ移動指令
ＭnCMD ノズル前後進用サーボモータ移動指令
１ シリンダ
２ ノズル
３ スクリュ
４ ホッパ
１０ サーボアンプ
１２ サーボアンプ
１１４ 金型開閉用サーボモータ
２１４ ノズル前後進用サーボモータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型開閉用のサーボモータで金型の開閉を行う型締機構と、ノズル前後進用のサーボモータで射出シリンダ先端のノズルを前後進させるノズル前後進機構を有する射出成形機において、
前記金型開閉用のサーボモータによって可動側金型が固定側金型にタッチする位置まで型閉じを行う型閉じ制御部と、
前記金型開閉用のサーボモータによって可動側金型が固定側金型にタッチした位置から型締め完了位置まで型締めを行う型締め制御部と、
前記型閉じ制御部によって可動側金型が固定側金型にタッチするのと同時に前記ノズルが金型とタッチするように前記ノズル前後進用のサーボモータによって前記ノズルを前進させるノズル前進制御部と、
型締め完了と同時に所定のノズルタッチ力を発生するように前記ノズル前後進用のサーボモータによってノズルを前進させるノズルタッチ力制御部と、
を有する射出成形機のノズル前後進用モータの制御装置。
【請求項２】
前記ノズル前進制御部と前記ノズルタッチ力制御部は、前記型閉じ制御部と前記型締め制御部に金型開閉用サーボモータに指令される移動指令をノズル移動指令換算部において換算して用いることを特徴とする請求項１に記載の射出成形機のノズル前後進用モータの制御装置。
【請求項１】
金型開閉用のサーボモータで金型の開閉を行う型締機構と、ノズル前後進用のサーボモータで射出シリンダ先端のノズルを前後進させるノズル前後進機構を有する射出成形機において、
前記金型開閉用のサーボモータによって可動側金型が固定側金型にタッチする位置まで型閉じを行う型閉じ制御部と、
前記金型開閉用のサーボモータによって可動側金型が固定側金型にタッチした位置から型締め完了位置まで型締めを行う型締め制御部と、
前記型閉じ制御部によって可動側金型が固定側金型にタッチするのと同時に前記ノズルが金型とタッチするように前記ノズル前後進用のサーボモータによって前記ノズルを前進させるノズル前進制御部と、
型締め完了と同時に所定のノズルタッチ力を発生するように前記ノズル前後進用のサーボモータによってノズルを前進させるノズルタッチ力制御部と、
を有する射出成形機のノズル前後進用モータの制御装置。
【請求項２】
前記ノズル前進制御部と前記ノズルタッチ力制御部は、前記型閉じ制御部と前記型締め制御部に金型開閉用サーボモータに指令される移動指令をノズル移動指令換算部において換算して用いることを特徴とする請求項１に記載の射出成形機のノズル前後進用モータの制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−２２８０１（Ｐ２０１３−２２８０１Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５８６９１（Ｐ２０１１−１５８６９１）
【出願日】平成２３年７月２０日（２０１１．７．２０）
【特許番号】特許第５１１８２３９号（Ｐ５１１８２３９）
【特許公報発行日】平成２５年１月１６日（２０１３．１．１６）
【出願人】（３９０００８２３５）ファナック株式会社 (1,110)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２０日（２０１１．７．２０）
【特許番号】特許第５１１８２３９号（Ｐ５１１８２３９）
【特許公報発行日】平成２５年１月１６日（２０１３．１．１６）
【出願人】（３９０００８２３５）ファナック株式会社 (1,110)
【Ｆターム（参考）】
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