射出成形機の型締力設定方法および型締力設定装置
【課題】金型が開かない必要最小限の設定型締力を求めることで、バリを防ぎ、ガス抜きされた成形による品質の向上や、金型の寿命を短くしない射出成形機の型締力設定方法および型締力設定装置を提供する
【解決手段】状態２（設定型締力を下げると射出時の型締力最大増加量が増加する区間）から状態３（型締力最大増加量が状態２よりも大きく増加する区間）の移行点の検出は、２区間の任意の２点で測定を行い、測定された型締力最大増加量Ａｍａｘ、と型締力最大増加量Ｂｍａｘを取得し、線形近似式Ｆｍａｘ＝ａ＊Ｆｓ＋ｂを求め、状態２にある設定型締力Ｃは測定された型締力最大増加量Ｃｍａｘ≦（ａ＊Ｃ＋ｂ）＋βを満たし、状態３にある設定型締力Ｄは測定された型締力最大増加量Ｄｍａｘ＞（ａ＊Ｄ＋ｂ）＋βとなることから、状態３に移行したことを判別でき、適正な型締力は状態２から状態３へ移行したときの設定型締力を基に設定することができる。
【解決手段】状態２（設定型締力を下げると射出時の型締力最大増加量が増加する区間）から状態３（型締力最大増加量が状態２よりも大きく増加する区間）の移行点の検出は、２区間の任意の２点で測定を行い、測定された型締力最大増加量Ａｍａｘ、と型締力最大増加量Ｂｍａｘを取得し、線形近似式Ｆｍａｘ＝ａ＊Ｆｓ＋ｂを求め、状態２にある設定型締力Ｃは測定された型締力最大増加量Ｃｍａｘ≦（ａ＊Ｃ＋ｂ）＋βを満たし、状態３にある設定型締力Ｄは測定された型締力最大増加量Ｄｍａｘ＞（ａ＊Ｄ＋ｂ）＋βとなることから、状態３に移行したことを判別でき、適正な型締力は状態２から状態３へ移行したときの設定型締力を基に設定することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形機において、金型内に樹脂を射出する際に発生する樹脂圧力に応じてバリを発生させることがなく、かつ、金型の変形が生じない適正な型締力を求める型締力設定方法および型締力設定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成型サイクルでは型閉じ工程によって金型を閉じ、さらに型締め工程によって設定の型締力を発生させた後、金型内に溶融樹脂を射出する。金型内に溶融樹脂を射出する際、溶融樹脂が発生する圧力に対して型締力が不足すると金型が開いてバリを発生させる恐れがある。一方、型締力が過大な場合にはバリの心配はないものの、ガス抜けが悪く品質が低下したり、必要以上の型締力が金型にかかり金型の寿命低下、エネルギー消費増大などの問題がある。そのため型締力は、射出する際に金型が開かない最小限の値にすることでバリの発生を防ぎ、かつ、ガス抜けが生じやすい状態や金型に必要以上の負担をかけないことを可能にするため、このような金型が開かない最小限の型締力を求め設定することが望ましい。型締力を設定する技術として、特許文献１には、型締力を徐々に変化させ、検出された型締力の変化に基づいて金型に加わるべき最小型締力を求める技術が開示されている。特許文献２には、射出圧力、投影面積、安全率などの係数から、最小型締力を求める技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−６６５１号公報
【特許文献２】特開平８−２５２８４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術で説明した特許文献１に開示された技術では、型締力の変化が大きいかどうかの許容値（許容できる型開量から求められた値）になるまで試行錯誤する必要があり、適切な型締力を効率的に求めることができないという問題がある。また、特許文献２に開示された技術では、投影面積、安全率等の係数を求める必要がある。投影面積を、金型図面を分析して求めなくてはならない煩雑さがあり、また、安全率は一般に経験値であるから正確な値を求めることは極めて難しい。よって、特許文献２の技術では正確な最小型締力を求めることは困難である。
そこで本発明の目的は、金型が開かない必要最小限の設定型締力を求めることで、金型が開くことにより生じるバリを防ぐことができ、また、ガス抜けが生じやすい状態で成形することによる品質の向上や、金型に必要以上の負担をかけず金型の寿命を不必要に短くしない射出成形機の型締力設定方法および型締力設定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願の請求項１に係る発明は、設定型締力に基づいて型締機構によって金型を閉じて型締力を発生させ、射出機構によって前記金型内に溶融樹脂を射出する射出成型機において、任意の異なる大きさの設定型締力で射出を行い、前記金型が閉じた際に発生する型締力と、該金型内に溶融樹脂を射出する際に発生する射出中の型締力の最大値を検出し、該金型が閉じた際に発生する型締力と該射出中の型締力の最大値の差である型締力最大増加量を算出し、型締力最大増加量が異なり、かつ、金型が開かない設定型締力を２つ以上抽出し、前記抽出した２つ以上の設定型締力と前記型締力最大増加量の組み合わせから設定型締力に対する前記型締力最大増加量を示す関係式を求め、前記抽出した２つ以上の異なる設定型締力より小さい設定型締力で射出を行って前記型締力最大増加量を算出し、前記算出した型締力最大増加量が前記関係式に基づく比較値を超えた時点の設定型締力を求め、前記求めた設定型締力の直前の型締力を金型が開かない必要最小限の型締力として設定することを特徴とする射出成型機の型締力設定方法である。
請求項２に係る発明は、前記型締力最大増加量が異なり、かつ、金型が開かない設定型締力を２つ以上抽出することは、設定型締力の大きさを大きい値から小さい値へ変化させて射出を行った場合に、型締力最大増加量の変化量が第１の所定の値より小さい場合、変化させる前の設定型締力を除くことを含むことを特徴とする請求項１に記載の射出成形機の型締力設定方法である。
請求項３に係る発明は、前記型締力最大増加量が異なり、かつ、金型が開かない設定型締力を２つ以上抽出することは、前記型締力最大増加量が第２の所定の値より小さい場合の設定型締力を除くことを含むことを特徴とする請求項１に記載の射出成型機の型締力設定方法である。
請求項４に係る発明は、前記関係式は線形近似を適用して求めることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の射出成形機の型締力設定方法である。
請求項５に係る発明は、前記比較値に１つの項として用いる閾値はあらかじめ設定するか、または型締力測定値から自動で決定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の射出成形機の型締力設定方法である。
【０００６】
請求項６に係る発明は、前記任意の異なる２つ以上の大きさの設定型締力で射出を行う場合、最大射出圧と金型の投影面積から考えて十分に足りている設定型締力で射出を開始し、該設定型締力を下げながら各射出中の型締力最大増加量を算出することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の射出成型機の型締力設定方法である。
請求項７に係る発明は、前記型締力最大増加量の変化が異なり、かつ、金型が開かない設定型締力は、射出を行い型締力最大増加量を算出し、該型締力最大増加量に変化が生じる設定型締力において、成形品が良品と判断できる場合の設定型締力であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の射出成型機の型締力設定方法である。
請求項８に係る発明は、前記必要最小限の型締力はあらかじめ設定したマージン分だけ補正を行うことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の射出成形機の型締力設定方法である。
請求項９に係る発明は、設定型締力に基づいて金型を閉じて型締力を発生させる型締部と、前記金型内に溶融樹脂を射出する射出部と、任意の設定型締力で射出を行い、前記金型が閉じた際に発生する型締力および前記金型内に溶融樹脂を射出する際に発生する射出中の型締力の最大値を検出する検出部と、前記金型が閉じた際に発生する型締力と前記金型内に溶融樹脂を射出する際に発生する射出中の型締力の最大値の差から型締力最大増加量を求める型締力増加量算出部と、前記金型が閉じた際に発生する型締力と前記型締力最大増加量を対応させて記憶する記憶部と、前記型締力最大増加量の算出を少なくとも２つ以上の異なる大きさの設定型締力で行い、型締力最大増加量が異なり、かつ、金型が開かない設定型締力を２つ以上抽出する抽出部と、前記抽出された前記金型が閉じた際に発生する型締力と前記型締力最大増加量の組み合わせから設定型締力に対する型締力最大増加量を示す関係式を求める関係式算出部と、前記２つ以上の異なる設定型締力より小さい設定型締力で射出を行い、前記型締力最大増加量を算出し、該型締力最大増加量が前記関係式に基づく比較値を超える設定型締力を求める型締力検出部と、を備え、前記型締力検出部により検出された型締力の直前の設定型締力を金型が開かない必要最小限の型締力として設定することを特徴とする射出成形機の型締力設定装置である。
請求項１０に係る発明は、前記抽出部は、設定型締力の大きさを大きい値から小さい値へ変化させて射出を行った場合に、型締力最大増加量の変化量が第１の所定の値より小さい場合、変化させる前の設定型締力を除くことを含むことを特徴とする請求項９に記載の射出成形機の型締力設定装置である。
請求項１１に係る発明は、前記抽出部は、前記型締力最大増加量が第２の所定の値より小さい場合の設定型締力を除くことを含むことを特徴とする請求項９に記載の射出成型機の型締力設定装置である。
【０００７】
請求項１２に係る発明は、前記関係式は線形近似を適用して求めることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一つに記載の射出成型機の型締力設定装置である。
請求項１３に係る発明は、前記比較値に１つの項として用いる閾値はあらかじめ設定するか、または型締力測定値から自動で決定されることを特徴とする請求項９〜１２のいずれか一つに記載の射出成形機の型締力設定装置である。
請求項１４に係る発明は、前記任意の異なる２つ以上の大きさの設定型締力で射出を行う場合、最大射出圧と金型の投影面積から考えて十分に足りている設定型締力で射出を開始し、該設定型締力を下げながら各射出中の型締力最大増加量を算出することを特徴とする請求項９〜１３のいずれか一つに記載の射出成型機の型締力設定装置である。
請求項１５に係る発明は、前記型締力最大増加量の変化が異なり、かつ、金型が開かない設定型締力を求める手段は、射出を行い型締力最大増加量を算出し、該型締力最大増加量に変化が生じる設定型締力において、成形品が良品と判断できる場合の設定型締力を選択する手段であることを特徴とする請求項９〜１４のいずれか一つに記載の射出成型機の型締力設定装置である。
請求項１６に係る発明は、前記必要最小限の型締力はあらかじめ設定したマージン分だけ補正を行うことを特徴とする請求項９〜１５のいずれか一つに記載の射出成形機の型締力設定装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、金型が開かない必要最小限の設定型締力を求めることで、金型が開くことにより生じるバリを防ぐことができ、また、ガス抜けが生じやすい状態で成形することによる品質の向上や、金型に必要以上の負担をかけず金型の寿命を不必要に短くしない射出成形機の型締力設定方法および型締力設定装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】設定型締力と射出時の型締力最大増加量の関係を示すグラフである。
【図２】型締力の時間変化を示すグラフである。
【図３】設定型締力と射出時の金型状態を説明する図である。
【図４】型締力最大増加量の変化量判定方法を説明するグラフである。
【図５】射出成形機の概略ブロック図である。
【図６−１】線形近似式を用い適正な型締力を求める処理のアルゴリズムを示すフローチャートである（その１）。
【図６−２】線形近似式を用い適正な型締力を求める処理のアルゴリズムを示すフローチャートである（その２）。
【図７】線形近似式の交点を基に適正な型締力を求めることを説明するグラフである。
【図８−１】線形近似式の交点を基に適正な型締力を算出する処理のアルゴリズムを示すフローチャートである（その１）。
【図８−２】線形近似式の交点を基に適正な型締力を算出する処理のアルゴリズムを示すフローチャートである（その２）。
【図８−３】線形近似式の交点を基に適正な型締力を算出する処理のアルゴリズムを示すフローチャートである（その３）。
【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。
溶融樹脂が発生する圧力に対して型締力が不足すると金型が開いてバリが発生することとなる。最大射出圧と金型の投影面積を参考に考えられる十分に足りている型締力から金型が開く状態まで型締力を下げたときの設定型締力と射出時の射出圧力に負けて金型が開いたときの型開き量を表す型締力最大増加量の関係を図１に示す。ここで型締力最大増加量とは図２に示すように設定型締力と射出中の型締力（検出値）の最大値との差を意味する。この関係を分析すると以下の３つの状態に分けて考えることができる。それぞれの状態における射出時の金型状態を図３に示す。金型の型厚はＬとする。
【００１１】
状態１：設定型締力を下げても射出時の型締力最大増加量が変化しない区間。この区間では、射出圧に対して型締力が十分に足りているため金型は押し縮められるようにひずみを生じる。理想的には射出時の型締力最大増加量に変化は生じない。型締力によって金型がひずみ量δ１だけ圧縮されて型厚はＬ−δ１となり、プラテン間（可動プラテンと固定プラテンの間）の距離もＬ−δ１となる。
状態２：設定型締力を下げると射出時の型締力最大増加量が増加する区間。この区間では、状態１よりも型締力が下がることにより射出圧に負けて金型が開こうとするため、状態１で生じていた金型のひずみは徐々に解放される。そのため射出時にひずみが解放された分だけ射出時の型締力最大増加量が増えて行く。ひずみが少し解放され、金型の圧縮はδ１より小さいひずみ量δ２となる。そのため、型厚はＬ−δ２（０＜δ２＜δ１）となりプラテン間の距離もＬ−δ２（０＜δ２＜δ１）となる。
状態３：設定型締力を下げると射出時の型締力最大増加量が状態２よりも大きく増加する区間。この区間では状態１，２で生じていた金型のひずみが射出時に完全に解放されるため型厚はＬとなり、加えて型開き量δ３が起きるためプラテン間の距離はＬ＋δ３となる。
【００１２】
なお、上記の射出とはスクリュを動作させて金型内のキャビティ空間に溶融樹脂を充填させる全ての工程を指しており、保圧工程と呼ばれ溶融樹脂に圧力を加えて金型内のキャビティ空間に溶融樹脂を完全に充填する工程も含む。
【００１３】
図４は、型締力の最大増加量の変化量判定方法を説明する図であり、図４には型締力最大増加量の変化量が状態２から状態３に移行する点を判別する方法を説明するグラフが図示されている。横軸は設定型締力（Ｆｓ）、縦軸は射出中の型締力最大増加量（Ｆｍａｘ）である。状態２と状態３の移行点を検出するために、まず状態２の変化を線形近似式で求める。そのために、図３にあるように、金型のひずみの解放が生じて型締力最大増加量に変化が生じる状態２区間の任意の２点での測定を行い、設定型締力Ａに対して測定された型締力最大増加量Ａｍａｘ、と設定型締力Ｂ対して測定された型締力最大増加量Ｂｍａｘを取得する。このとき型締力最大増加量ＡｍａｘとＢｍａｘが等しい場合は、その点が状態１区間であるため設定型締力を下げて図３に示すようなＡｍａｘ＜Ｂｍａｘとなる点で再度測定を行う。
【００１４】
そしてこの測定値ＡｍａｘとＢｍａｘの値をもとに状態２の型締力最大増加量を示す線形近似式Ｆｍａｘ＝ａ＊Ｆｓ＋ｂを算出できる。この線形近似式Ｆｍａｘ＝ａ＊Ｆｓ＋ｂが状態２における金型のひずみの解放による型締力の増加を表すため、状態２区間にある設定型締力Ｃに対して測定された型締力最大増加量Ｃｍａｘは、Ｃｍａｘ≦（ａ＊Ｃ＋ｂ）＋βを満たす値となる。このときβは、測定誤差やバラツキを考慮した閾値とし、任意の同じ設定型締力で数回射出をして型締力最大増加量の検出を行い、検出値の最大値と最小値の差を閾値とすることができる。なお、閾値の求め方はこの方法に限ったものではない。
【００１５】
次に、状態３は金型のひずみの解放が終わり金型が開く状態にあるから型締力の増加量が大きく変化する。このため、状態３区間にある設定型締力Ｄに対して測定された型締力最大増加量Ｄｍａｘは、Ｄｍａｘ＞（ａ＊Ｄ＋ｂ）＋βとなる。つまり状態２から状態３への移行点の判別方法は、状態２区間における任意の２点の型締力最大増加量から線形近似式Ｆｍａｘ＝ａ＊Ｆｓ＋ｂを求め、設定型締力Ｘを下げていく過程で計測された型締力最大増加量Ｘｍａｘが、Ｘｍａｘ＞（ａ＊Ｘ＋ｂ）＋βとなった場合に状態３への移行点として判別する。そして、その移行点の手前の点の設定型締力を金型が開かない最低型締力として検出する。なお、わずかなバリも許されない場合にはマージン分として検出された最低型締力を状態２区間の区間内で補正してもよい。また、状態２から状態３への移行を１つの設定型締力によらず連続した２つの異なる設定型締力によってもよい。この場合、連続してＸｍａｘ＞（ａ＊Ｘ＋ｂ）＋βとなった場合に、状態２から状態３へ移行したと判断する。
【００１６】
金型のひずみの解放が生じる状態２の設定型締力は、最大射出圧と金型の投影面積を参考に考えられる十分に足りている状態１の型締力で射出を行い、型締力を下げながら各射出中の型締力最大増加量を算出し、型締力最大増加量の変化が生じる点から求めることができる。また、前記の状態１から状態２へ型締力を変化させて状態２の設定型締力を求める方法以外にも、任意の設定型締力で型締力最大増加量を算出し、型締力最大増加量に変化が生じる設定型締力において、オペレータやカメラの監視、良否判別機能によって成形品が良品と判断できる場合の型締力も状態２の設定型締力として求めることができる。
【００１７】
本発明の実施形態は、型締力検出装置を備えた射出成型機において、最大射出圧と金型の投影面積を参考に考えられる十分に足りている型締力から射出を試行して、型締力を下げながら各射出中の型締力最大増加量を計測することに対応できる。つまり状態１に該当する任意の型締力を設定することによって、型締力を下げながら各射出中の型締力最大増加量を計測することに対応できる。なお、本発明の実施形態は、少なくとも状態２において少なくとも異なる２つの型締力を設定し２つの型締力最大増加量を求め、状態３において少なくとも１つの型締力を設定し１つの型締力最大増加量を求める必要がある。
【００１８】
前述したように型締力最大増加量とは設定型締力と射出中の型締力の最大値との差を意味する。金型の大きさや構造によって必ずしも設定型締力と金型に印加される実際の型締力が一致するとは限らないため、本発明の実施形態では型締め後であって射出前に検出される型締力と射出中に検出される型締力の最大値の差から正確な型締力最大増加量を測定してもよい。そして射出中の型締力最大増加量が状態２から状態３に移行する点（型締力最大増加量が大きく変化する点）を検出し、その直前の型締力を金型が開かない必要最小限の設定型締力として求めることができる。また、他の実施形態として状態２と状態３でそれぞれ線形近似式を求め、それらの線形近似式の交点を基に金型が開かない必要最小限の設定型締力として求めることができる。
【００１９】
図５は、射出成形機の概略ブロック図である。図５に示される射出成形機は、本発明による型締力設定方法を用いて型締力を設定することのできる射出成形機として構成される。射出成形機Ｍは、機台上（図示省略）に型締部Ｍｃ、および射出部Ｍｉを備える。射出部Ｍｉは樹脂材料（ペレット）を加熱溶融し、当該溶融樹脂を金型４０のキャビティ内に射出するものである。型締部Ｍｃは主に金型４０（４０ａ，４０ｂ）の開閉を行うものである。
【００２０】
まず、射出部Ｍｉを説明する。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。スクリュ３には、スクリュ３に掛る圧力により樹脂圧力を検出するロードセル等を用いた樹脂圧力センサ５が設けられている。樹脂圧力センサ出力信号は、Ａ／Ｄ変換器１６によりデジタル信号に変換されサーボＣＰＵ１５に入力する。
スクリュ３は、スクリュ回転用サーボモータＭ２により、プーリ，ベルト等で構成された伝動機構６を介して回転させられる。また、スクリュ３は、スクリュ前後進用サーボモータＭ１によって、プーリ，ベルト，ボールねじ／ナット機構などの回転運動を直線運動に変換する機構を含む伝動機構７を介して駆動され、スクリュ３の軸方向に移動させられる。なお、符号Ｐ１はスクリュ前後進用サーボモータＭ１の位置，速度を検出することによって、スクリュ３の軸方向の位置，速度を検出する位置・速度検出器であり、符号Ｐ２はサーボモータＭ２の位置，速度を検出することによって、スクリュ３の軸周り回転位置，速度を検出する位置・速度検出器である。符号４は射出シリンダ１に樹脂を供給するホッパである。
【００２１】
次に、型締部Ｍｃを説明する。型締部Ｍｃは、可動プラテン３０を前後進させる可動プラテン前後進サーボモータＭ３、リアプラテン３１、成形品を金型から押し出すエジェクタピンを突き出すためのエジェクタ前後進サーボモータＭ４、可動プラテン３０、タイバー３２、固定プラテン３３、クロスヘッド３４、エジェクタ機構３５、トグル機構３６を備える。リアプラテン３１と固定プラテン３３とは複数本のタイバー３２で連結されており、可動プラテン３０はタイバー３２にガイドされるように配置されている。可動プラテン３０に可動側金型４０ａ，固定プラテン３３に固定側金型４０ｂが取り付けられている。トグル機構３６は、可動プラテン前後進サーボモータＭ３によって駆動されるボールねじ軸３８に取り付けられたクロスヘッド３４を進退させることによって、トグル機構３６を作動させることができる。この場合、クロスヘッド３４を前進（図における右方向に移動）させると、可動プラテン３０が前進させられて型閉じが行われる。そして、可動プラテン前後進サーボモータＭ３による推進力による推進力にトグル倍率を乗じた型締力が発生させられ、その型締力によって型締が行われる。
【００２２】
タイバー３２の一つに型締力センサ４１が配設されている。型締力センサ４１は、タイバー３２の歪み（主に、伸び）を検出するセンサである。タイバー３２には、型締めの際に型締力に対応して引張力が加わり、型締力に比例してわずかであるが伸長する。したがって、タイバー３２の伸び量を型締力センサ４１によって検出することで、金型４０に実際に印加されている型締力を知ることができる。型締力センサ４１としては例えば歪センサを用いることができる。型締力センサ４１からの検出信号はＡ／Ｄ変換器２７を介してサーボＣＰＵ１５に送られる。図２に示される型締力（検出値）と時間との関係のグラフは型締力センサ４１からの検出信号を基に得られる。そして、設定型締力と、設定型締力と射出中の最大型締力の差分である型締力最大増加量をサーボＣＰＵ１５にて算出し、得られたデータをＲＡＭ１４に記憶する。ここで前記差分は型閉じ終了後であって射出開始前の検出した型締力を用いる。あるいは、設定した型締力の値を用いてもよい。
【００２３】
リアプラテン３１には型締位置調整用モータＭ５が配設されている。型締位置調整用モータＭ５の回転軸には、図示しない駆動用歯車が取り付けられている。図示しないタイバーナットの歯車および前記駆動用歯車には歯付きベルトなどの動力伝達部材が架け回されている。そのため、型締位置調整用モータＭ５を駆動して、前記駆動用歯車を回転させると、それぞれのタイバー３２のねじ部３７に螺合されたタイバーナットが同期して回転させられる。これにより、型締位置調整用モータＭ５を所定の方向に所定の回転数だけ回転させて、リアプラテン３１を所定の距離だけ進退させることができる。型締位置調整用モータＭ５は図示されるようにサーボモータが好ましく、回転位置検出用の位置検出器Ｐ５を備えている。位置検出器Ｐ５によって検出された型締位置調整用モータＭ５の回転位置の検出信号はサーボＣＰＵ１５に入力する。本発明においては型締位置調整用モータＭ５を駆動することにより、例えば図６や図８に示される処理を実行することによって最適な型締力を設定することができる。
【００２４】
射出成形機Ｍの制御装置１００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。
【００２５】
サーボＣＰＵ１５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はデータの一時記憶に用いられるＲＡＭ１４が接続されている。また、サーボＣＰＵ１５は、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器１６を介して射出成形機本体側に設けられた射出圧などの各種圧力を検出する樹脂圧力センサ５からの圧力信号を検出できるように接続されている。サーボＣＰＵ１５には、サーボＣＰＵ１５からの指令に基づいて、射出軸に接続されたスクリュ前後進用サーボモータＭ１，スクリュ回転軸に接続されたスクリュ回転用サーボモータＭ２を駆動するサーボアンプ１１，１２が接続され、各サーボモータＭ１，Ｍ２に取り付けられた位置・速度検出器Ｐ１，Ｐ２からの出力がサーボＣＰＵ１５に帰還されるようになっている。各サーボモータＭ１，Ｍ２の回転位置は、位置・速度検出器Ｐ１，Ｐ２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、各現在位置記憶レジスタに更新記憶される。
【００２６】
金型の型締めを行う型締め軸を駆動するサーボモータＭ３，成形品を金型から取り出すエジェクタ軸用サーボモータＭ４には、それぞれサーボアンプ８，９が接続されている。各サーボモータＭ３，Ｍ４に取り付けられた位置・速度検出器Ｐ３，Ｐ４からの出力がサーボＣＰＵ１５に帰還されるようになっている。各サーボモータＭ３，Ｍ４の回転位置は位置・速度検出器Ｐ３，Ｐ４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、各現在位置記憶レジスタに更新記憶される。
【００２７】
ＰＭＣＣＰＵ１７には射出成形機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、本発明に関連した型締力設定方法を実現する制御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。成形データ保存用ＲＡＭ２３は、不揮発性のメモリであって、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。表示装置／ＭＤＩ（手動データ入力装置）２５はインタフェース（Ｉ／Ｆ）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等が行えるようになっている。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。なお、表示装置としては、ＬＣＤ（液晶表示装置）、ＣＲＴ、その他の表示装置を用いたものでもよい。
【００２８】
以上の射出成形機の構成により、ＰＭＣＣＰＵ１７が射出成形機全体のシーケンスを制御し、ＣＮＣＣＰＵ２０がＲＯＭ２１の運転プログラムや成形データ保存用ＲＡＭ２３に格納された成形条件等に基づいて各軸のサーボモータに対して移動指令の分配を行い、サーボＣＰＵ１５は各軸に対して分配された移動指令と位置・速度検出器Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，５３，５４で検出された位置および速度のフィードバック信号等に基づいて、ディジタルサーボ処理を実行し、サーボモータＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５を駆動制御する。
【００２９】
上記射出成形機Ｍを用いた成形動作を説明する。可動プラテン前後進サーボモータＭ３を正方向に回転させると、ボールねじ軸３８が正方向に回転させられ、ボールねじ軸３８に螺合したクロスヘッド３４は前進（図４における右方向）させられ、トグル機構３６が作動させられると、可動プラテン３０が前進させられる。
【００３０】
可動プラテン３０に取り付けられた可動側金型４０ａが固定側金型４０ｂと接触すると（型閉状態）、型締工程に移行する。型締工程では、可動プラテン前後進サーボモータＭ３を更に正方向に駆動することで、トグル機構３６によって金型４０に型締力が発生する。そして、射出部Ｍｉに設けられたスクリュ前後進用サーボモータＭ１が駆動されてスクリュ３の軸方向に前進することにより、金型４０内に形成されたキャビティ空間に溶融樹脂が充填される。型開きを行う場合、可動プラテン前後進サーボモータＭ３を逆方向に駆動すると、ボールねじ軸３８が逆方向に回転させられる。それに伴って、クロスヘッド３４が後退し、トグル機構３６が屈曲する方向に作動し、可動プラテン３０がリアプラテン３１の方向に後退する。型開工程が完了すると、成形品を可動側金型４０ａから押し出すエジェクタピンを突き出すためのエジェクタ前後進サーボモータＭ４が作動する。これによって、エジェクタピン（図示せず）が可動側金型４０ａの内面から突きだされ、可動側金型４０ａ内の成形品は可動側金型４０ａより突き出される。
【００３１】
次に、本発明の実施形態による型締力設定方法および型締力設定装置について説明する。本発明の実施形態では、射出成形機の適切な型締力を設定するために、タイバー３２に取り付けられた型締力センサ４１を用いる。型締力センサ４１は成形中の型締力を検出するために設けられたセンサである。本発明の実施形態は、元来備わっている型締力センサ４１の検出値に基づいて適切な型締力を求める方法および装置である。
【００３２】
図６は線形近似式を用い適正な型締力を求める処理のアルゴリズムを示すフローチャートである。以下、各ステップに従って説明する。
●［ステップＳＡ０１］Ｎ＝１と初期値を設定する。なお、Ｎは最大型締力増加量を特定する試行回数を表す指標である。
●［ステップＳＡ０２］設定型締力ＦｓＮで５成形サイクル実行し、射出中の最大型締力増加量を計測し、計測値のバラツキや誤差を除くために頻繁値や中心値などを用いて、設定型締力ＦｓＮと設定型締力ＦｓＮに対する最大型締力増加量ＦｍａｘＮを一点記憶する。なお、ここで５成形サイクルとしているが、５成形サイクルに限定されるものではなく、測定値のバラツキが無い場合には１成形サイクルでもよいし、測定値のバラツキがある場合にはよりサンプル数を増加して測定してもよい。５成形サイクルとしている他のステップについても同様である。頻繁値は５つの最大型締力増加量ＦｍａｘＮの内で最も出現度数の高い値である。
●［ステップＳＡ０３］設定型締力ＦｓＮ＋１を（ＦｓＮ―ΔＦｓ）とする。ΔＦｓは正の値である。
●［ステップＳＡ０４］設定型締力ＦｓＮ＋１で５成形サイクル実行し、射出中の最大型締力増加量を計測し、計測値のバラツキや誤差を除くために頻繁値や中心値などを用いて、設定型締力ＦｓＮ＋１と設定型締力ＦｓＮ＋１に対する最大型締力増加量ＦｍａｘＮ＋１を一点記憶する。
●［ステップＳＡ０５］直前に得られたＦｍａｘＮと直近に得られたＦｍａｘＮ＋１とが、ＦｍａｘＮ＋１＞ＦｍａｘＮ＋αの場合（つまりＹＥＳの場合）にはステップＳＡ０７へ移行し、ＦｍａｘＮ＋１＞ＦｍａｘＮ＋αではない場合（つまりＮＯの場合）にはステップＳＡ０６へ移行する。なお、α（＞０）は状態１における測定誤差を許容する値であり、請求項２や請求項１０に記載の第１の所定の値に対応する。
具体的に説明すると、フローチャートの処理を開始し、Ｎ＝１の場合、ステップＳＡ０２でＦｓ１とＦｍａｘ１が記憶される。ステップＳＡ０４ではＦｓ２とＦｍａｘ２とが記憶される。ステップＳＡ０５ではこのＦｍａｘ２とＦｍａｘ１とが比較される。ここで、ステップＳＡ０５の関係を満たさない場合、ステップＳＡ０６へ移行し、Ｎ＝２とされ、ステップＳＡ０３へ戻り、さらに、ステップＳＡ０４において、Ｆｓ３とＦｍａｘ３とが記憶され、ステップＳＡ０５においてＦｍａｘ３とＦｍａｘ２とが比較される。そして、ステップＳＡ０５の関係を満たすまでステップＳＡ０３〜ステップＳＡ０６の処理を継続する。
●［ステップＳＡ０６］指標Ｎを一つ増加しＮ＋１とし、ステップＳＡ０３へ戻る。
●［ステップＳＡ０７］指標Ｎを一つ増加しＮ＋１とし、ステップＳＡ０８へ移行する。
●［ステップＳＡ０８］設定型締力ＦｓＮ＋１を（ＦｓＮ―ΔＦｓ）とする。ΔＦｓは正の値である。
●［ステップＳＡ０９］設定型締力ＦｓＮ＋１で５成形サイクル実行し、射出中の最大型締力増加量を計測し、計測値のバラツキや誤差を除くために頻繁値や中心値などを用いて、設定型締力ＦｓＮ＋１と設定型締力ＦｓＮ＋１に対する最大型締力増加量ＦｍａｘＮ＋１を一点記憶する。
●［ステップＳＡ１０］ステップＳＡ０４で記憶した最も新しい（ＦｓＮ，ＦｍａｘＮ）とステップＳＡ０９で記憶した（ＦｓＮ＋１，ＦｍａｘＮ＋１）を用いて、線形近似式Ｆｍａｘ＝ａ＊Ｆｓ＋ｂを求める。
なお、ステップＳＡ０４とステップＳＡ０９のみを見ると両方とも（ＦｓＮ＋１，ＦｍａｘＮ＋１）で表されているが、ステップＳＡ０７において指標Ｎを１つ増加しているので、ステップＳＡ０９で記憶したものが（ＦｓＮ＋１，ＦｍａｘＮ＋１）で記述されると、直前に記憶したものは（ＦｓＮ，ＦｍａｘＮ）と記述される。
●［ステップＳＡ１１］指標Ｎを一つ増加しＮ＋１とし、ステップＳＡ１２へ移行する。
●［ステップＳＡ１２］設定型締力ＦｓＮ＋１を（ＦｓＮ―ΔＦｓ）とする。ΔＦｓは正の値である。
●［ステップＳＡ１３］設定型締力ＦｓＮ＋１で成形サイクル実行し、射出中の最大値型締力増加量を計測し、設定型締力ＦｓＮ＋１と最大型締力増加量ＦｍａｘＮ＋１を記憶する。
●［ステップＳＡ１４］ステップＳＡ１０で求めた線形近似式から求められる設定型締力ＦｓＮ＋１に対する最大型締力増加量ａ＊ＦｓＮ＋１＋ｂと、ステップＳＡ１３で計測した最大型締力増加量ＦｍａｘＮ＋１が、ＦｍａｘＮ＋１≦（ａ＊ＦｓＮ＋１＋ｂ）＋βの場合（つまりＹＥＳの場合）はステップＳＡ１１へ戻り、ＦｍａｘＮ＋１≦（ａ＊ＦｓＮ＋１＋ｂ）＋βではない場合（つまりＮＯの場合）はステップＳＡ１５へ移行する。
ここで、ＮＯの場合には状態２から状態３へ移行したことを示している。状態２から状態３への移行を一つの測定値で判断しているがステップＳＡ０２，ＳＡ０４，ＳＡ０９と同様に複数回測定することによってもよい。または、設定型締力を変化させて連続して２回以上ステップＳＡ１４の式を満たす（つまりＹＥＳ）の場合に状態２から状態３へ移行したと判断してもよい。
なお、βはステップＳＡ１０において測定値のバラツキや測定誤差を基に線形近似式と同時に求めてもよいし、射出成形機の機差に応じて予めパラメータとして設定しておいてもよい。
●［ステップＳＡ１５］ＦｓＮを金型が開かない必要最小限の型締力として設定型締力に設定し、処理を終了する。なお、ＦｓＮはステップＳＡ１３において記憶された最新の値である。
【００３３】
次に、線形近似式の交点を基に適正な型締力を求める本発明の実施形態を説明する。図７は線形近似式の交点を基に適正な型締力を求めることを説明する図である。上述した実施形態では状態２（図４参照）において線形近似式を求めるが、本実施形態では状態２と状態３においてそれぞれ線形近似式Ｆｍａｘ＝ａ＊Ｆｓ＋ｂ，Ｈｍａｘ＝ｃ＊Ｆｓ＋ｄを求める。適正な型締力は線形近似式Ｆｍａｘ＝ａ＊Ｆｓ＋ｂとＨｍａｘ＝ｃ＊Ｆｓ＋ｄの交点を基に設定することができる。
【００３４】
図８は線形近似式の交点を基に適正な型締力を算出する処理のアルゴリズムを示すフローチャートである。以下、各ステップに従って説明する。
●［ステップＳＢ０１］Ｎ＝１と初期値を設定する。なお、Ｎは最大型締力増加量を特定する試行回数を表す指標である。
●［ステップＳＢ０２］設定型締力ＦｓＮで５成形サイクル実行し、射出中の最大型締力増加量を計測し、計測値のバラツキや誤差を除くために頻繁値や中心値などを用いて、設定型締力ＦｓＮと設定型締力ＦｓＮに対する最大型締力増加量ＦｍａｘＮを一点記憶する。なお、ここで５成形サイクルとしているが、５成形サイクルに限定されるものではなく、測定値のバラツキが無い場合には１成形サイクルでもよいし、測定値のバラツキがある場合にはよりサンプル数を増加して測定してもよい。５成形サイクルとしている他のステップについても同様である。頻繁値は５つの最大型締力増加量ＦｍａｘＮの内で最も出現度数の高い値である。
●［ステップＳＢ０３］設定型締力ＦｓＮ＋１を（ＦｓＮ―ΔＦｓ）とする。ΔＦｓは正の値である。
●［ステップＳＢ０４］設定型締力ＦｓＮ＋１で５成形サイクル実行し、射出中の最大型締力増加量を計測し、計測値のバラツキや誤差を除くために頻繁値や中心値などを用いて、設定型締力ＦｓＮ＋１と設定型締力ＦｓＮ＋１に対する最大型締力増加量ＦｍａｘＮ＋１を一点記憶する。
●［ステップＳＢ０５］直前に得られたＦｍａｘＮと直近に得られたＦｍａｘＮ＋１とが、ＦｍａｘＮ＋１＞ＦｍａｘＮ＋αの場合（つまりＹＥＳの場合）にはステップＳＢ０７へ移行し、ＦｍａｘＮ＋１＞ＦｍａｘＮ＋αではない場合（つまりＮＯの場合）にはステップＳＢ０６へ移行する。なお、α（＞０）は状態１における測定誤差を許容する値であり、請求項２や請求項１０に記載の第１の所定の値に対応する。
具体的に説明すると、フローチャートの処理を開始し、Ｎ＝１の場合、ステップＳＡ０２でＦｓ１とＦｍａｘ１が記憶される。ステップＳＢ０４ではＦｓ２とＦｍａｘ２とが記憶される。ステップＳＢ０５ではこのＦｍａｘ２とＦｍａｘ１とが比較される。ここで、ステップＳＢ０５の関係を満たさない場合、ステップＳＢ０６へ移行し、Ｎ＝２とされ、ステップＳＢ０３へ戻り、さらに、ステップＳＢ０４において、Ｆｓ３とＦｍａｘ３とが記憶され、ステップＳＢ０５においてＦｍａｘ３とＦｍａｘ２とが比較される。そして、ステップＳＢ０５の関係を満たすまでステップＳＢ０３〜ステップＳＢ０６の処理を継続する。
●［ステップＳＢ０６］指標Ｎを一つ増加しＮ＋１とし、ステップＳＢ０３へ戻る。
●［ステップＳＢ０７］指標Ｎを一つ増加しＮ＋１とし、ステップＳＢ０８へ移行する。
●［ステップＳＢ０８］設定型締力ＦｓＮ＋１を（ＦｓＮ―ΔＦｓ）とする。ΔＦｓは正の値である。
●［ステップＳＢ０９］設定型締力ＦｓＮ＋１で５成形サイクル実行し、射出中の最大型締力増加量を計測し、計測値のバラツキや誤差を除くために頻繁値や中心値などを用いて、設定型締力ＦｓＮ＋１と設定型締力ＦｓＮ＋１に対する最大型締力増加量ＦｍａｘＮ＋１を一点記憶する。
●［ステップＳＢ１０］ステップＳＢ０４で記憶した最も新しい（ＦｓＮ，ＦｍａｘＮ）とステップＳＢ０９で記憶した（ＦｓＮ＋１，ＦｍａｘＮ＋１）を用いて、線形近似式Ｆｍａｘ＝ａ＊Ｆｓ＋ｂを求める。
なお、ステップＳＢ０４とステップＳＢ０９のみを見ると両方とも（ＦｓＮ＋１，ＦｍａｘＮ＋１）で表されているが、ステップＳＢ０７において指標Ｎを１つ増加しているので、ステップＳＢ０９で記憶したものが（ＦｓＮ＋１，ＦｍａｘＮ＋１）で記述されると、直前に記憶したものは（ＦｓＮ，ＦｍａｘＮ）と記述される。
●［ステップＳＢ１１］指標Ｎを一つ増加しＮ＋１とし、ステップＳＢ１２へ移行する。
●［ステップＳＢ１２］設定型締力ＦｓＮ＋１を（ＦｓＮ―ΔＦｓ）とする。ΔＦｓは正の値である。
●［ステップＳＢ１３］設定型締力ＦｓＮ＋１で成形サイクル実行し、射出中の最大型締力増加量を計測し、設定型締力ＦｓＮ＋１と最大型締力増加量ＦｍａｘＮ＋１を記憶する。
●［ステップＳＢ１４］ステップＳＢ１０で求めた線形近似式から求められる設定型締力ＦｓＮ＋１に対する最大型締力増加量ａ＊ＦｓＮ＋１＋ｂと、ステップＳＢ１３で計測した最大型締力増加量ＦｍａｘＮ＋１が、ＦｍａｘＮ＋１≦（ａ＊ＦｓＮ＋１＋ｂ）＋βの場合（つまりＹＥＳの場合）はステップＳＢ１１へ戻り、ＦｍａｘＮ＋１≦（ａ＊ＦｓＮ＋１＋ｂ）＋βではない場合（つまりＮＯの場合）はステップＳＢ１５へ移行する。
ここでＮＯの場合には状態２から状態３へ移行したことを示している。状態２から状態３への移行を一つの測定値で判断しているがステップＳＢ０２，ＳＢ０４，ＳＢ０９と同様に複数回測定することによってもよい。または、設定型締力を変化させて連続して２回以上ステップＳＢ１４の式を満たす（つまりＹＥＳ）の場合に状態２から状態３へ移行したと判断してもよい。
なお、βはステップＳＢ１０において測定値のバラツキや測定誤差を基に線形近似式と同時に求めてもよいし、射出成形機の機差に応じて予めパラメータとして設定しておいてもよい。
●［ステップＳＢ１５］指標Ｎを一つ増加しＮ＋１とし、ステップＳＢ１６へ移行する。
●［ステップＳＢ１６］設定型締力ＦｓＮ＋１を（ＦｓＮ―ΔＦｓ）とする。ΔＦｓは正の値である。
●［ステップＳＢ１７］設定型締力ＦｓＮで５成形サイクル実行し、射出中の最大型締力増加量を計測し、計測値のバラツキや誤差を除くために頻繁値や中心値などを用いて、設定型締力ＦｓＮ＋１と設定型締力ＦｓＮ＋１に対する最大型締力増加量ＦｍａｘＮ＋１を一点記憶する。
●［ステップＳＢ１８］ステップＳＢ１３で記憶した最も新しい（ＦｓＮ，ＦｍａｘＮ）とステップＳＢ１７で記憶した（ＦｓＮ＋１，ＦｍａｘＮ＋１）を用いて、線形近似式Ｈｍａｘ＝ｃ＊Ｆｓ＋ｄを求める。
なお、ステップＳＢ１３とステップＳＢ１７のみを見ると両方とも（ＦｓＮ＋１，ＦｍａｘＮ＋１）で表されているが、ステップＳＢ０７において指標Ｎを１つ増加しているので、ステップＳＢ１７で記憶したものが（ＦｓＮ＋１，ＦｍａｘＮ＋１）で記述されると、直前に記憶したものは（ＦｓＮ，ＦｍａｘＮ）と記述される。
●［ステップＳＢ１９］線形近似式Ｆｍａｘと線形近似式Ｈｍａｘの交点の設定型締力を基に金型が開かない必要最小限の型締力を求めて設定型締力に設定し、処理を終了する。
【００３５】
図６−１，図６−２、図８−１，図８−２に示されるフローチャートの処理は、基本的には状態１から状態２へ，そして、状態３へ型締力を変化させて状態２の関係式を求めるものである。本発明の他の実施形態として、設定型締力Ｆｓを任意に変更し状態１，状態２，状態３において型締力最大増加量を測定し、上述したフロチャートにおいて記憶したように、設定型締力Ｘと型締力最大増加量Ｘｍａｘとを記憶し、記憶したデータを用いて、例えば、設定型締力Ｘの小さいほうから順に前記フローチャートの判断手順に従って関係式を求めるようにしてもよい。
あるいは、前記記憶したデータを表示装置／ＭＤＩ２５（図５参照）の表示画面にグラフ表示し、オペレータが状態２と判断する適宜の２つの点を選択し、選択された２つの点に基づいて関係式を演算するようにしてもよい。オペレータが選択する２点は、例えば、型締力最大増加量の増加率を基にしたり、成形品が良品と判断できる設定型締力のデータを選択するとよい。また、最大射出圧と金型の投影面積から考えて状態２に該当する設定型締力から型締力最大増加量を測定するようにしてもよい。または、成形品の良否判断をカメラなどを用いた良否判別機能を用い、製品が良品と判断できる場合の型締力を状態２の設定型締力とし、そのときの型締力最大増加量のデータを関係式を求めるためのデータとして用いてもよい。または、状態１において型締力最大増加量に変化がない場合においては第２の所定の値を比較の基準として用いて、設定型締力が状態１であるのか状態２であるのか判断してもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１ 射出シリンダ
２ ノズル
３ スクリュ
４ ホッパ
５ 樹脂圧力センサ
６ 伝動機構
７ 伝動機構
８ サーボアンプ
９ サーボアンプ
１０ サーボアンプ
１１ サーボアンプ
１２ サーボアンプ
１３ ＲＯＭ
１４ ＲＡＭ
１５ サーボＣＰＵ
１６ Ａ／Ｄ変換器
１７ ＰＭＣＣＰＵ
１８ ＲＯＭ
１９ ＲＡＭ
２０ ＣＮＣＣＰＵ
２１ ＲＯＭ
２２ ＲＡＭ
２３ 成形データ保存用ＲＡＭ
２４ インタフェース
２５ 表示装置／ＭＤＩ（手動データ入力装置）
２６ バス
２７ Ａ／Ｄ変換器
３０ 可動プラテン
３１ リアプラテン
３２ タイバー
３３ 固定プラテン
３４ クロスヘッド
３５ エジェクタ機構
３６ トグル機構
３７ ねじ部
３８ ボールねじ軸
４０ 金型
４０ａ 可動側金型
４０ｂ 固定側金型
４１ 型締力センサ
Ｍ 射出成形機
Ｍｃ 型締部
Ｍｉ 射出部
Ｍ１ スクリュ前後進用サーボモータ
Ｍ２ スクリュ回転用サーボモータ
Ｍ３ 可動プラテン前後進サーボモータ
Ｍ４ エジェクタ前後進サーボモータ
Ｍ５ 型締位置調整用モータ
Ｐ５ 位置検出器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形機において、金型内に樹脂を射出する際に発生する樹脂圧力に応じてバリを発生させることがなく、かつ、金型の変形が生じない適正な型締力を求める型締力設定方法および型締力設定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成型サイクルでは型閉じ工程によって金型を閉じ、さらに型締め工程によって設定の型締力を発生させた後、金型内に溶融樹脂を射出する。金型内に溶融樹脂を射出する際、溶融樹脂が発生する圧力に対して型締力が不足すると金型が開いてバリを発生させる恐れがある。一方、型締力が過大な場合にはバリの心配はないものの、ガス抜けが悪く品質が低下したり、必要以上の型締力が金型にかかり金型の寿命低下、エネルギー消費増大などの問題がある。そのため型締力は、射出する際に金型が開かない最小限の値にすることでバリの発生を防ぎ、かつ、ガス抜けが生じやすい状態や金型に必要以上の負担をかけないことを可能にするため、このような金型が開かない最小限の型締力を求め設定することが望ましい。型締力を設定する技術として、特許文献１には、型締力を徐々に変化させ、検出された型締力の変化に基づいて金型に加わるべき最小型締力を求める技術が開示されている。特許文献２には、射出圧力、投影面積、安全率などの係数から、最小型締力を求める技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−６６５１号公報
【特許文献２】特開平８−２５２８４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術で説明した特許文献１に開示された技術では、型締力の変化が大きいかどうかの許容値（許容できる型開量から求められた値）になるまで試行錯誤する必要があり、適切な型締力を効率的に求めることができないという問題がある。また、特許文献２に開示された技術では、投影面積、安全率等の係数を求める必要がある。投影面積を、金型図面を分析して求めなくてはならない煩雑さがあり、また、安全率は一般に経験値であるから正確な値を求めることは極めて難しい。よって、特許文献２の技術では正確な最小型締力を求めることは困難である。
そこで本発明の目的は、金型が開かない必要最小限の設定型締力を求めることで、金型が開くことにより生じるバリを防ぐことができ、また、ガス抜けが生じやすい状態で成形することによる品質の向上や、金型に必要以上の負担をかけず金型の寿命を不必要に短くしない射出成形機の型締力設定方法および型締力設定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願の請求項１に係る発明は、設定型締力に基づいて型締機構によって金型を閉じて型締力を発生させ、射出機構によって前記金型内に溶融樹脂を射出する射出成型機において、任意の異なる大きさの設定型締力で射出を行い、前記金型が閉じた際に発生する型締力と、該金型内に溶融樹脂を射出する際に発生する射出中の型締力の最大値を検出し、該金型が閉じた際に発生する型締力と該射出中の型締力の最大値の差である型締力最大増加量を算出し、型締力最大増加量が異なり、かつ、金型が開かない設定型締力を２つ以上抽出し、前記抽出した２つ以上の設定型締力と前記型締力最大増加量の組み合わせから設定型締力に対する前記型締力最大増加量を示す関係式を求め、前記抽出した２つ以上の異なる設定型締力より小さい設定型締力で射出を行って前記型締力最大増加量を算出し、前記算出した型締力最大増加量が前記関係式に基づく比較値を超えた時点の設定型締力を求め、前記求めた設定型締力の直前の型締力を金型が開かない必要最小限の型締力として設定することを特徴とする射出成型機の型締力設定方法である。
請求項２に係る発明は、前記型締力最大増加量が異なり、かつ、金型が開かない設定型締力を２つ以上抽出することは、設定型締力の大きさを大きい値から小さい値へ変化させて射出を行った場合に、型締力最大増加量の変化量が第１の所定の値より小さい場合、変化させる前の設定型締力を除くことを含むことを特徴とする請求項１に記載の射出成形機の型締力設定方法である。
請求項３に係る発明は、前記型締力最大増加量が異なり、かつ、金型が開かない設定型締力を２つ以上抽出することは、前記型締力最大増加量が第２の所定の値より小さい場合の設定型締力を除くことを含むことを特徴とする請求項１に記載の射出成型機の型締力設定方法である。
請求項４に係る発明は、前記関係式は線形近似を適用して求めることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の射出成形機の型締力設定方法である。
請求項５に係る発明は、前記比較値に１つの項として用いる閾値はあらかじめ設定するか、または型締力測定値から自動で決定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の射出成形機の型締力設定方法である。
【０００６】
請求項６に係る発明は、前記任意の異なる２つ以上の大きさの設定型締力で射出を行う場合、最大射出圧と金型の投影面積から考えて十分に足りている設定型締力で射出を開始し、該設定型締力を下げながら各射出中の型締力最大増加量を算出することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の射出成型機の型締力設定方法である。
請求項７に係る発明は、前記型締力最大増加量の変化が異なり、かつ、金型が開かない設定型締力は、射出を行い型締力最大増加量を算出し、該型締力最大増加量に変化が生じる設定型締力において、成形品が良品と判断できる場合の設定型締力であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の射出成型機の型締力設定方法である。
請求項８に係る発明は、前記必要最小限の型締力はあらかじめ設定したマージン分だけ補正を行うことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の射出成形機の型締力設定方法である。
請求項９に係る発明は、設定型締力に基づいて金型を閉じて型締力を発生させる型締部と、前記金型内に溶融樹脂を射出する射出部と、任意の設定型締力で射出を行い、前記金型が閉じた際に発生する型締力および前記金型内に溶融樹脂を射出する際に発生する射出中の型締力の最大値を検出する検出部と、前記金型が閉じた際に発生する型締力と前記金型内に溶融樹脂を射出する際に発生する射出中の型締力の最大値の差から型締力最大増加量を求める型締力増加量算出部と、前記金型が閉じた際に発生する型締力と前記型締力最大増加量を対応させて記憶する記憶部と、前記型締力最大増加量の算出を少なくとも２つ以上の異なる大きさの設定型締力で行い、型締力最大増加量が異なり、かつ、金型が開かない設定型締力を２つ以上抽出する抽出部と、前記抽出された前記金型が閉じた際に発生する型締力と前記型締力最大増加量の組み合わせから設定型締力に対する型締力最大増加量を示す関係式を求める関係式算出部と、前記２つ以上の異なる設定型締力より小さい設定型締力で射出を行い、前記型締力最大増加量を算出し、該型締力最大増加量が前記関係式に基づく比較値を超える設定型締力を求める型締力検出部と、を備え、前記型締力検出部により検出された型締力の直前の設定型締力を金型が開かない必要最小限の型締力として設定することを特徴とする射出成形機の型締力設定装置である。
請求項１０に係る発明は、前記抽出部は、設定型締力の大きさを大きい値から小さい値へ変化させて射出を行った場合に、型締力最大増加量の変化量が第１の所定の値より小さい場合、変化させる前の設定型締力を除くことを含むことを特徴とする請求項９に記載の射出成形機の型締力設定装置である。
請求項１１に係る発明は、前記抽出部は、前記型締力最大増加量が第２の所定の値より小さい場合の設定型締力を除くことを含むことを特徴とする請求項９に記載の射出成型機の型締力設定装置である。
【０００７】
請求項１２に係る発明は、前記関係式は線形近似を適用して求めることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一つに記載の射出成型機の型締力設定装置である。
請求項１３に係る発明は、前記比較値に１つの項として用いる閾値はあらかじめ設定するか、または型締力測定値から自動で決定されることを特徴とする請求項９〜１２のいずれか一つに記載の射出成形機の型締力設定装置である。
請求項１４に係る発明は、前記任意の異なる２つ以上の大きさの設定型締力で射出を行う場合、最大射出圧と金型の投影面積から考えて十分に足りている設定型締力で射出を開始し、該設定型締力を下げながら各射出中の型締力最大増加量を算出することを特徴とする請求項９〜１３のいずれか一つに記載の射出成型機の型締力設定装置である。
請求項１５に係る発明は、前記型締力最大増加量の変化が異なり、かつ、金型が開かない設定型締力を求める手段は、射出を行い型締力最大増加量を算出し、該型締力最大増加量に変化が生じる設定型締力において、成形品が良品と判断できる場合の設定型締力を選択する手段であることを特徴とする請求項９〜１４のいずれか一つに記載の射出成型機の型締力設定装置である。
請求項１６に係る発明は、前記必要最小限の型締力はあらかじめ設定したマージン分だけ補正を行うことを特徴とする請求項９〜１５のいずれか一つに記載の射出成形機の型締力設定装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、金型が開かない必要最小限の設定型締力を求めることで、金型が開くことにより生じるバリを防ぐことができ、また、ガス抜けが生じやすい状態で成形することによる品質の向上や、金型に必要以上の負担をかけず金型の寿命を不必要に短くしない射出成形機の型締力設定方法および型締力設定装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】設定型締力と射出時の型締力最大増加量の関係を示すグラフである。
【図２】型締力の時間変化を示すグラフである。
【図３】設定型締力と射出時の金型状態を説明する図である。
【図４】型締力最大増加量の変化量判定方法を説明するグラフである。
【図５】射出成形機の概略ブロック図である。
【図６−１】線形近似式を用い適正な型締力を求める処理のアルゴリズムを示すフローチャートである（その１）。
【図６−２】線形近似式を用い適正な型締力を求める処理のアルゴリズムを示すフローチャートである（その２）。
【図７】線形近似式の交点を基に適正な型締力を求めることを説明するグラフである。
【図８−１】線形近似式の交点を基に適正な型締力を算出する処理のアルゴリズムを示すフローチャートである（その１）。
【図８−２】線形近似式の交点を基に適正な型締力を算出する処理のアルゴリズムを示すフローチャートである（その２）。
【図８−３】線形近似式の交点を基に適正な型締力を算出する処理のアルゴリズムを示すフローチャートである（その３）。
【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。
溶融樹脂が発生する圧力に対して型締力が不足すると金型が開いてバリが発生することとなる。最大射出圧と金型の投影面積を参考に考えられる十分に足りている型締力から金型が開く状態まで型締力を下げたときの設定型締力と射出時の射出圧力に負けて金型が開いたときの型開き量を表す型締力最大増加量の関係を図１に示す。ここで型締力最大増加量とは図２に示すように設定型締力と射出中の型締力（検出値）の最大値との差を意味する。この関係を分析すると以下の３つの状態に分けて考えることができる。それぞれの状態における射出時の金型状態を図３に示す。金型の型厚はＬとする。
【００１１】
状態１：設定型締力を下げても射出時の型締力最大増加量が変化しない区間。この区間では、射出圧に対して型締力が十分に足りているため金型は押し縮められるようにひずみを生じる。理想的には射出時の型締力最大増加量に変化は生じない。型締力によって金型がひずみ量δ１だけ圧縮されて型厚はＬ−δ１となり、プラテン間（可動プラテンと固定プラテンの間）の距離もＬ−δ１となる。
状態２：設定型締力を下げると射出時の型締力最大増加量が増加する区間。この区間では、状態１よりも型締力が下がることにより射出圧に負けて金型が開こうとするため、状態１で生じていた金型のひずみは徐々に解放される。そのため射出時にひずみが解放された分だけ射出時の型締力最大増加量が増えて行く。ひずみが少し解放され、金型の圧縮はδ１より小さいひずみ量δ２となる。そのため、型厚はＬ−δ２（０＜δ２＜δ１）となりプラテン間の距離もＬ−δ２（０＜δ２＜δ１）となる。
状態３：設定型締力を下げると射出時の型締力最大増加量が状態２よりも大きく増加する区間。この区間では状態１，２で生じていた金型のひずみが射出時に完全に解放されるため型厚はＬとなり、加えて型開き量δ３が起きるためプラテン間の距離はＬ＋δ３となる。
【００１２】
なお、上記の射出とはスクリュを動作させて金型内のキャビティ空間に溶融樹脂を充填させる全ての工程を指しており、保圧工程と呼ばれ溶融樹脂に圧力を加えて金型内のキャビティ空間に溶融樹脂を完全に充填する工程も含む。
【００１３】
図４は、型締力の最大増加量の変化量判定方法を説明する図であり、図４には型締力最大増加量の変化量が状態２から状態３に移行する点を判別する方法を説明するグラフが図示されている。横軸は設定型締力（Ｆｓ）、縦軸は射出中の型締力最大増加量（Ｆｍａｘ）である。状態２と状態３の移行点を検出するために、まず状態２の変化を線形近似式で求める。そのために、図３にあるように、金型のひずみの解放が生じて型締力最大増加量に変化が生じる状態２区間の任意の２点での測定を行い、設定型締力Ａに対して測定された型締力最大増加量Ａｍａｘ、と設定型締力Ｂ対して測定された型締力最大増加量Ｂｍａｘを取得する。このとき型締力最大増加量ＡｍａｘとＢｍａｘが等しい場合は、その点が状態１区間であるため設定型締力を下げて図３に示すようなＡｍａｘ＜Ｂｍａｘとなる点で再度測定を行う。
【００１４】
そしてこの測定値ＡｍａｘとＢｍａｘの値をもとに状態２の型締力最大増加量を示す線形近似式Ｆｍａｘ＝ａ＊Ｆｓ＋ｂを算出できる。この線形近似式Ｆｍａｘ＝ａ＊Ｆｓ＋ｂが状態２における金型のひずみの解放による型締力の増加を表すため、状態２区間にある設定型締力Ｃに対して測定された型締力最大増加量Ｃｍａｘは、Ｃｍａｘ≦（ａ＊Ｃ＋ｂ）＋βを満たす値となる。このときβは、測定誤差やバラツキを考慮した閾値とし、任意の同じ設定型締力で数回射出をして型締力最大増加量の検出を行い、検出値の最大値と最小値の差を閾値とすることができる。なお、閾値の求め方はこの方法に限ったものではない。
【００１５】
次に、状態３は金型のひずみの解放が終わり金型が開く状態にあるから型締力の増加量が大きく変化する。このため、状態３区間にある設定型締力Ｄに対して測定された型締力最大増加量Ｄｍａｘは、Ｄｍａｘ＞（ａ＊Ｄ＋ｂ）＋βとなる。つまり状態２から状態３への移行点の判別方法は、状態２区間における任意の２点の型締力最大増加量から線形近似式Ｆｍａｘ＝ａ＊Ｆｓ＋ｂを求め、設定型締力Ｘを下げていく過程で計測された型締力最大増加量Ｘｍａｘが、Ｘｍａｘ＞（ａ＊Ｘ＋ｂ）＋βとなった場合に状態３への移行点として判別する。そして、その移行点の手前の点の設定型締力を金型が開かない最低型締力として検出する。なお、わずかなバリも許されない場合にはマージン分として検出された最低型締力を状態２区間の区間内で補正してもよい。また、状態２から状態３への移行を１つの設定型締力によらず連続した２つの異なる設定型締力によってもよい。この場合、連続してＸｍａｘ＞（ａ＊Ｘ＋ｂ）＋βとなった場合に、状態２から状態３へ移行したと判断する。
【００１６】
金型のひずみの解放が生じる状態２の設定型締力は、最大射出圧と金型の投影面積を参考に考えられる十分に足りている状態１の型締力で射出を行い、型締力を下げながら各射出中の型締力最大増加量を算出し、型締力最大増加量の変化が生じる点から求めることができる。また、前記の状態１から状態２へ型締力を変化させて状態２の設定型締力を求める方法以外にも、任意の設定型締力で型締力最大増加量を算出し、型締力最大増加量に変化が生じる設定型締力において、オペレータやカメラの監視、良否判別機能によって成形品が良品と判断できる場合の型締力も状態２の設定型締力として求めることができる。
【００１７】
本発明の実施形態は、型締力検出装置を備えた射出成型機において、最大射出圧と金型の投影面積を参考に考えられる十分に足りている型締力から射出を試行して、型締力を下げながら各射出中の型締力最大増加量を計測することに対応できる。つまり状態１に該当する任意の型締力を設定することによって、型締力を下げながら各射出中の型締力最大増加量を計測することに対応できる。なお、本発明の実施形態は、少なくとも状態２において少なくとも異なる２つの型締力を設定し２つの型締力最大増加量を求め、状態３において少なくとも１つの型締力を設定し１つの型締力最大増加量を求める必要がある。
【００１８】
前述したように型締力最大増加量とは設定型締力と射出中の型締力の最大値との差を意味する。金型の大きさや構造によって必ずしも設定型締力と金型に印加される実際の型締力が一致するとは限らないため、本発明の実施形態では型締め後であって射出前に検出される型締力と射出中に検出される型締力の最大値の差から正確な型締力最大増加量を測定してもよい。そして射出中の型締力最大増加量が状態２から状態３に移行する点（型締力最大増加量が大きく変化する点）を検出し、その直前の型締力を金型が開かない必要最小限の設定型締力として求めることができる。また、他の実施形態として状態２と状態３でそれぞれ線形近似式を求め、それらの線形近似式の交点を基に金型が開かない必要最小限の設定型締力として求めることができる。
【００１９】
図５は、射出成形機の概略ブロック図である。図５に示される射出成形機は、本発明による型締力設定方法を用いて型締力を設定することのできる射出成形機として構成される。射出成形機Ｍは、機台上（図示省略）に型締部Ｍｃ、および射出部Ｍｉを備える。射出部Ｍｉは樹脂材料（ペレット）を加熱溶融し、当該溶融樹脂を金型４０のキャビティ内に射出するものである。型締部Ｍｃは主に金型４０（４０ａ，４０ｂ）の開閉を行うものである。
【００２０】
まず、射出部Ｍｉを説明する。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。スクリュ３には、スクリュ３に掛る圧力により樹脂圧力を検出するロードセル等を用いた樹脂圧力センサ５が設けられている。樹脂圧力センサ出力信号は、Ａ／Ｄ変換器１６によりデジタル信号に変換されサーボＣＰＵ１５に入力する。
スクリュ３は、スクリュ回転用サーボモータＭ２により、プーリ，ベルト等で構成された伝動機構６を介して回転させられる。また、スクリュ３は、スクリュ前後進用サーボモータＭ１によって、プーリ，ベルト，ボールねじ／ナット機構などの回転運動を直線運動に変換する機構を含む伝動機構７を介して駆動され、スクリュ３の軸方向に移動させられる。なお、符号Ｐ１はスクリュ前後進用サーボモータＭ１の位置，速度を検出することによって、スクリュ３の軸方向の位置，速度を検出する位置・速度検出器であり、符号Ｐ２はサーボモータＭ２の位置，速度を検出することによって、スクリュ３の軸周り回転位置，速度を検出する位置・速度検出器である。符号４は射出シリンダ１に樹脂を供給するホッパである。
【００２１】
次に、型締部Ｍｃを説明する。型締部Ｍｃは、可動プラテン３０を前後進させる可動プラテン前後進サーボモータＭ３、リアプラテン３１、成形品を金型から押し出すエジェクタピンを突き出すためのエジェクタ前後進サーボモータＭ４、可動プラテン３０、タイバー３２、固定プラテン３３、クロスヘッド３４、エジェクタ機構３５、トグル機構３６を備える。リアプラテン３１と固定プラテン３３とは複数本のタイバー３２で連結されており、可動プラテン３０はタイバー３２にガイドされるように配置されている。可動プラテン３０に可動側金型４０ａ，固定プラテン３３に固定側金型４０ｂが取り付けられている。トグル機構３６は、可動プラテン前後進サーボモータＭ３によって駆動されるボールねじ軸３８に取り付けられたクロスヘッド３４を進退させることによって、トグル機構３６を作動させることができる。この場合、クロスヘッド３４を前進（図における右方向に移動）させると、可動プラテン３０が前進させられて型閉じが行われる。そして、可動プラテン前後進サーボモータＭ３による推進力による推進力にトグル倍率を乗じた型締力が発生させられ、その型締力によって型締が行われる。
【００２２】
タイバー３２の一つに型締力センサ４１が配設されている。型締力センサ４１は、タイバー３２の歪み（主に、伸び）を検出するセンサである。タイバー３２には、型締めの際に型締力に対応して引張力が加わり、型締力に比例してわずかであるが伸長する。したがって、タイバー３２の伸び量を型締力センサ４１によって検出することで、金型４０に実際に印加されている型締力を知ることができる。型締力センサ４１としては例えば歪センサを用いることができる。型締力センサ４１からの検出信号はＡ／Ｄ変換器２７を介してサーボＣＰＵ１５に送られる。図２に示される型締力（検出値）と時間との関係のグラフは型締力センサ４１からの検出信号を基に得られる。そして、設定型締力と、設定型締力と射出中の最大型締力の差分である型締力最大増加量をサーボＣＰＵ１５にて算出し、得られたデータをＲＡＭ１４に記憶する。ここで前記差分は型閉じ終了後であって射出開始前の検出した型締力を用いる。あるいは、設定した型締力の値を用いてもよい。
【００２３】
リアプラテン３１には型締位置調整用モータＭ５が配設されている。型締位置調整用モータＭ５の回転軸には、図示しない駆動用歯車が取り付けられている。図示しないタイバーナットの歯車および前記駆動用歯車には歯付きベルトなどの動力伝達部材が架け回されている。そのため、型締位置調整用モータＭ５を駆動して、前記駆動用歯車を回転させると、それぞれのタイバー３２のねじ部３７に螺合されたタイバーナットが同期して回転させられる。これにより、型締位置調整用モータＭ５を所定の方向に所定の回転数だけ回転させて、リアプラテン３１を所定の距離だけ進退させることができる。型締位置調整用モータＭ５は図示されるようにサーボモータが好ましく、回転位置検出用の位置検出器Ｐ５を備えている。位置検出器Ｐ５によって検出された型締位置調整用モータＭ５の回転位置の検出信号はサーボＣＰＵ１５に入力する。本発明においては型締位置調整用モータＭ５を駆動することにより、例えば図６や図８に示される処理を実行することによって最適な型締力を設定することができる。
【００２４】
射出成形機Ｍの制御装置１００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。
【００２５】
サーボＣＰＵ１５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はデータの一時記憶に用いられるＲＡＭ１４が接続されている。また、サーボＣＰＵ１５は、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器１６を介して射出成形機本体側に設けられた射出圧などの各種圧力を検出する樹脂圧力センサ５からの圧力信号を検出できるように接続されている。サーボＣＰＵ１５には、サーボＣＰＵ１５からの指令に基づいて、射出軸に接続されたスクリュ前後進用サーボモータＭ１，スクリュ回転軸に接続されたスクリュ回転用サーボモータＭ２を駆動するサーボアンプ１１，１２が接続され、各サーボモータＭ１，Ｍ２に取り付けられた位置・速度検出器Ｐ１，Ｐ２からの出力がサーボＣＰＵ１５に帰還されるようになっている。各サーボモータＭ１，Ｍ２の回転位置は、位置・速度検出器Ｐ１，Ｐ２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、各現在位置記憶レジスタに更新記憶される。
【００２６】
金型の型締めを行う型締め軸を駆動するサーボモータＭ３，成形品を金型から取り出すエジェクタ軸用サーボモータＭ４には、それぞれサーボアンプ８，９が接続されている。各サーボモータＭ３，Ｍ４に取り付けられた位置・速度検出器Ｐ３，Ｐ４からの出力がサーボＣＰＵ１５に帰還されるようになっている。各サーボモータＭ３，Ｍ４の回転位置は位置・速度検出器Ｐ３，Ｐ４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、各現在位置記憶レジスタに更新記憶される。
【００２７】
ＰＭＣＣＰＵ１７には射出成形機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、本発明に関連した型締力設定方法を実現する制御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。成形データ保存用ＲＡＭ２３は、不揮発性のメモリであって、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。表示装置／ＭＤＩ（手動データ入力装置）２５はインタフェース（Ｉ／Ｆ）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等が行えるようになっている。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。なお、表示装置としては、ＬＣＤ（液晶表示装置）、ＣＲＴ、その他の表示装置を用いたものでもよい。
【００２８】
以上の射出成形機の構成により、ＰＭＣＣＰＵ１７が射出成形機全体のシーケンスを制御し、ＣＮＣＣＰＵ２０がＲＯＭ２１の運転プログラムや成形データ保存用ＲＡＭ２３に格納された成形条件等に基づいて各軸のサーボモータに対して移動指令の分配を行い、サーボＣＰＵ１５は各軸に対して分配された移動指令と位置・速度検出器Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，５３，５４で検出された位置および速度のフィードバック信号等に基づいて、ディジタルサーボ処理を実行し、サーボモータＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５を駆動制御する。
【００２９】
上記射出成形機Ｍを用いた成形動作を説明する。可動プラテン前後進サーボモータＭ３を正方向に回転させると、ボールねじ軸３８が正方向に回転させられ、ボールねじ軸３８に螺合したクロスヘッド３４は前進（図４における右方向）させられ、トグル機構３６が作動させられると、可動プラテン３０が前進させられる。
【００３０】
可動プラテン３０に取り付けられた可動側金型４０ａが固定側金型４０ｂと接触すると（型閉状態）、型締工程に移行する。型締工程では、可動プラテン前後進サーボモータＭ３を更に正方向に駆動することで、トグル機構３６によって金型４０に型締力が発生する。そして、射出部Ｍｉに設けられたスクリュ前後進用サーボモータＭ１が駆動されてスクリュ３の軸方向に前進することにより、金型４０内に形成されたキャビティ空間に溶融樹脂が充填される。型開きを行う場合、可動プラテン前後進サーボモータＭ３を逆方向に駆動すると、ボールねじ軸３８が逆方向に回転させられる。それに伴って、クロスヘッド３４が後退し、トグル機構３６が屈曲する方向に作動し、可動プラテン３０がリアプラテン３１の方向に後退する。型開工程が完了すると、成形品を可動側金型４０ａから押し出すエジェクタピンを突き出すためのエジェクタ前後進サーボモータＭ４が作動する。これによって、エジェクタピン（図示せず）が可動側金型４０ａの内面から突きだされ、可動側金型４０ａ内の成形品は可動側金型４０ａより突き出される。
【００３１】
次に、本発明の実施形態による型締力設定方法および型締力設定装置について説明する。本発明の実施形態では、射出成形機の適切な型締力を設定するために、タイバー３２に取り付けられた型締力センサ４１を用いる。型締力センサ４１は成形中の型締力を検出するために設けられたセンサである。本発明の実施形態は、元来備わっている型締力センサ４１の検出値に基づいて適切な型締力を求める方法および装置である。
【００３２】
図６は線形近似式を用い適正な型締力を求める処理のアルゴリズムを示すフローチャートである。以下、各ステップに従って説明する。
●［ステップＳＡ０１］Ｎ＝１と初期値を設定する。なお、Ｎは最大型締力増加量を特定する試行回数を表す指標である。
●［ステップＳＡ０２］設定型締力ＦｓＮで５成形サイクル実行し、射出中の最大型締力増加量を計測し、計測値のバラツキや誤差を除くために頻繁値や中心値などを用いて、設定型締力ＦｓＮと設定型締力ＦｓＮに対する最大型締力増加量ＦｍａｘＮを一点記憶する。なお、ここで５成形サイクルとしているが、５成形サイクルに限定されるものではなく、測定値のバラツキが無い場合には１成形サイクルでもよいし、測定値のバラツキがある場合にはよりサンプル数を増加して測定してもよい。５成形サイクルとしている他のステップについても同様である。頻繁値は５つの最大型締力増加量ＦｍａｘＮの内で最も出現度数の高い値である。
●［ステップＳＡ０３］設定型締力ＦｓＮ＋１を（ＦｓＮ―ΔＦｓ）とする。ΔＦｓは正の値である。
●［ステップＳＡ０４］設定型締力ＦｓＮ＋１で５成形サイクル実行し、射出中の最大型締力増加量を計測し、計測値のバラツキや誤差を除くために頻繁値や中心値などを用いて、設定型締力ＦｓＮ＋１と設定型締力ＦｓＮ＋１に対する最大型締力増加量ＦｍａｘＮ＋１を一点記憶する。
●［ステップＳＡ０５］直前に得られたＦｍａｘＮと直近に得られたＦｍａｘＮ＋１とが、ＦｍａｘＮ＋１＞ＦｍａｘＮ＋αの場合（つまりＹＥＳの場合）にはステップＳＡ０７へ移行し、ＦｍａｘＮ＋１＞ＦｍａｘＮ＋αではない場合（つまりＮＯの場合）にはステップＳＡ０６へ移行する。なお、α（＞０）は状態１における測定誤差を許容する値であり、請求項２や請求項１０に記載の第１の所定の値に対応する。
具体的に説明すると、フローチャートの処理を開始し、Ｎ＝１の場合、ステップＳＡ０２でＦｓ１とＦｍａｘ１が記憶される。ステップＳＡ０４ではＦｓ２とＦｍａｘ２とが記憶される。ステップＳＡ０５ではこのＦｍａｘ２とＦｍａｘ１とが比較される。ここで、ステップＳＡ０５の関係を満たさない場合、ステップＳＡ０６へ移行し、Ｎ＝２とされ、ステップＳＡ０３へ戻り、さらに、ステップＳＡ０４において、Ｆｓ３とＦｍａｘ３とが記憶され、ステップＳＡ０５においてＦｍａｘ３とＦｍａｘ２とが比較される。そして、ステップＳＡ０５の関係を満たすまでステップＳＡ０３〜ステップＳＡ０６の処理を継続する。
●［ステップＳＡ０６］指標Ｎを一つ増加しＮ＋１とし、ステップＳＡ０３へ戻る。
●［ステップＳＡ０７］指標Ｎを一つ増加しＮ＋１とし、ステップＳＡ０８へ移行する。
●［ステップＳＡ０８］設定型締力ＦｓＮ＋１を（ＦｓＮ―ΔＦｓ）とする。ΔＦｓは正の値である。
●［ステップＳＡ０９］設定型締力ＦｓＮ＋１で５成形サイクル実行し、射出中の最大型締力増加量を計測し、計測値のバラツキや誤差を除くために頻繁値や中心値などを用いて、設定型締力ＦｓＮ＋１と設定型締力ＦｓＮ＋１に対する最大型締力増加量ＦｍａｘＮ＋１を一点記憶する。
●［ステップＳＡ１０］ステップＳＡ０４で記憶した最も新しい（ＦｓＮ，ＦｍａｘＮ）とステップＳＡ０９で記憶した（ＦｓＮ＋１，ＦｍａｘＮ＋１）を用いて、線形近似式Ｆｍａｘ＝ａ＊Ｆｓ＋ｂを求める。
なお、ステップＳＡ０４とステップＳＡ０９のみを見ると両方とも（ＦｓＮ＋１，ＦｍａｘＮ＋１）で表されているが、ステップＳＡ０７において指標Ｎを１つ増加しているので、ステップＳＡ０９で記憶したものが（ＦｓＮ＋１，ＦｍａｘＮ＋１）で記述されると、直前に記憶したものは（ＦｓＮ，ＦｍａｘＮ）と記述される。
●［ステップＳＡ１１］指標Ｎを一つ増加しＮ＋１とし、ステップＳＡ１２へ移行する。
●［ステップＳＡ１２］設定型締力ＦｓＮ＋１を（ＦｓＮ―ΔＦｓ）とする。ΔＦｓは正の値である。
●［ステップＳＡ１３］設定型締力ＦｓＮ＋１で成形サイクル実行し、射出中の最大値型締力増加量を計測し、設定型締力ＦｓＮ＋１と最大型締力増加量ＦｍａｘＮ＋１を記憶する。
●［ステップＳＡ１４］ステップＳＡ１０で求めた線形近似式から求められる設定型締力ＦｓＮ＋１に対する最大型締力増加量ａ＊ＦｓＮ＋１＋ｂと、ステップＳＡ１３で計測した最大型締力増加量ＦｍａｘＮ＋１が、ＦｍａｘＮ＋１≦（ａ＊ＦｓＮ＋１＋ｂ）＋βの場合（つまりＹＥＳの場合）はステップＳＡ１１へ戻り、ＦｍａｘＮ＋１≦（ａ＊ＦｓＮ＋１＋ｂ）＋βではない場合（つまりＮＯの場合）はステップＳＡ１５へ移行する。
ここで、ＮＯの場合には状態２から状態３へ移行したことを示している。状態２から状態３への移行を一つの測定値で判断しているがステップＳＡ０２，ＳＡ０４，ＳＡ０９と同様に複数回測定することによってもよい。または、設定型締力を変化させて連続して２回以上ステップＳＡ１４の式を満たす（つまりＹＥＳ）の場合に状態２から状態３へ移行したと判断してもよい。
なお、βはステップＳＡ１０において測定値のバラツキや測定誤差を基に線形近似式と同時に求めてもよいし、射出成形機の機差に応じて予めパラメータとして設定しておいてもよい。
●［ステップＳＡ１５］ＦｓＮを金型が開かない必要最小限の型締力として設定型締力に設定し、処理を終了する。なお、ＦｓＮはステップＳＡ１３において記憶された最新の値である。
【００３３】
次に、線形近似式の交点を基に適正な型締力を求める本発明の実施形態を説明する。図７は線形近似式の交点を基に適正な型締力を求めることを説明する図である。上述した実施形態では状態２（図４参照）において線形近似式を求めるが、本実施形態では状態２と状態３においてそれぞれ線形近似式Ｆｍａｘ＝ａ＊Ｆｓ＋ｂ，Ｈｍａｘ＝ｃ＊Ｆｓ＋ｄを求める。適正な型締力は線形近似式Ｆｍａｘ＝ａ＊Ｆｓ＋ｂとＨｍａｘ＝ｃ＊Ｆｓ＋ｄの交点を基に設定することができる。
【００３４】
図８は線形近似式の交点を基に適正な型締力を算出する処理のアルゴリズムを示すフローチャートである。以下、各ステップに従って説明する。
●［ステップＳＢ０１］Ｎ＝１と初期値を設定する。なお、Ｎは最大型締力増加量を特定する試行回数を表す指標である。
●［ステップＳＢ０２］設定型締力ＦｓＮで５成形サイクル実行し、射出中の最大型締力増加量を計測し、計測値のバラツキや誤差を除くために頻繁値や中心値などを用いて、設定型締力ＦｓＮと設定型締力ＦｓＮに対する最大型締力増加量ＦｍａｘＮを一点記憶する。なお、ここで５成形サイクルとしているが、５成形サイクルに限定されるものではなく、測定値のバラツキが無い場合には１成形サイクルでもよいし、測定値のバラツキがある場合にはよりサンプル数を増加して測定してもよい。５成形サイクルとしている他のステップについても同様である。頻繁値は５つの最大型締力増加量ＦｍａｘＮの内で最も出現度数の高い値である。
●［ステップＳＢ０３］設定型締力ＦｓＮ＋１を（ＦｓＮ―ΔＦｓ）とする。ΔＦｓは正の値である。
●［ステップＳＢ０４］設定型締力ＦｓＮ＋１で５成形サイクル実行し、射出中の最大型締力増加量を計測し、計測値のバラツキや誤差を除くために頻繁値や中心値などを用いて、設定型締力ＦｓＮ＋１と設定型締力ＦｓＮ＋１に対する最大型締力増加量ＦｍａｘＮ＋１を一点記憶する。
●［ステップＳＢ０５］直前に得られたＦｍａｘＮと直近に得られたＦｍａｘＮ＋１とが、ＦｍａｘＮ＋１＞ＦｍａｘＮ＋αの場合（つまりＹＥＳの場合）にはステップＳＢ０７へ移行し、ＦｍａｘＮ＋１＞ＦｍａｘＮ＋αではない場合（つまりＮＯの場合）にはステップＳＢ０６へ移行する。なお、α（＞０）は状態１における測定誤差を許容する値であり、請求項２や請求項１０に記載の第１の所定の値に対応する。
具体的に説明すると、フローチャートの処理を開始し、Ｎ＝１の場合、ステップＳＡ０２でＦｓ１とＦｍａｘ１が記憶される。ステップＳＢ０４ではＦｓ２とＦｍａｘ２とが記憶される。ステップＳＢ０５ではこのＦｍａｘ２とＦｍａｘ１とが比較される。ここで、ステップＳＢ０５の関係を満たさない場合、ステップＳＢ０６へ移行し、Ｎ＝２とされ、ステップＳＢ０３へ戻り、さらに、ステップＳＢ０４において、Ｆｓ３とＦｍａｘ３とが記憶され、ステップＳＢ０５においてＦｍａｘ３とＦｍａｘ２とが比較される。そして、ステップＳＢ０５の関係を満たすまでステップＳＢ０３〜ステップＳＢ０６の処理を継続する。
●［ステップＳＢ０６］指標Ｎを一つ増加しＮ＋１とし、ステップＳＢ０３へ戻る。
●［ステップＳＢ０７］指標Ｎを一つ増加しＮ＋１とし、ステップＳＢ０８へ移行する。
●［ステップＳＢ０８］設定型締力ＦｓＮ＋１を（ＦｓＮ―ΔＦｓ）とする。ΔＦｓは正の値である。
●［ステップＳＢ０９］設定型締力ＦｓＮ＋１で５成形サイクル実行し、射出中の最大型締力増加量を計測し、計測値のバラツキや誤差を除くために頻繁値や中心値などを用いて、設定型締力ＦｓＮ＋１と設定型締力ＦｓＮ＋１に対する最大型締力増加量ＦｍａｘＮ＋１を一点記憶する。
●［ステップＳＢ１０］ステップＳＢ０４で記憶した最も新しい（ＦｓＮ，ＦｍａｘＮ）とステップＳＢ０９で記憶した（ＦｓＮ＋１，ＦｍａｘＮ＋１）を用いて、線形近似式Ｆｍａｘ＝ａ＊Ｆｓ＋ｂを求める。
なお、ステップＳＢ０４とステップＳＢ０９のみを見ると両方とも（ＦｓＮ＋１，ＦｍａｘＮ＋１）で表されているが、ステップＳＢ０７において指標Ｎを１つ増加しているので、ステップＳＢ０９で記憶したものが（ＦｓＮ＋１，ＦｍａｘＮ＋１）で記述されると、直前に記憶したものは（ＦｓＮ，ＦｍａｘＮ）と記述される。
●［ステップＳＢ１１］指標Ｎを一つ増加しＮ＋１とし、ステップＳＢ１２へ移行する。
●［ステップＳＢ１２］設定型締力ＦｓＮ＋１を（ＦｓＮ―ΔＦｓ）とする。ΔＦｓは正の値である。
●［ステップＳＢ１３］設定型締力ＦｓＮ＋１で成形サイクル実行し、射出中の最大型締力増加量を計測し、設定型締力ＦｓＮ＋１と最大型締力増加量ＦｍａｘＮ＋１を記憶する。
●［ステップＳＢ１４］ステップＳＢ１０で求めた線形近似式から求められる設定型締力ＦｓＮ＋１に対する最大型締力増加量ａ＊ＦｓＮ＋１＋ｂと、ステップＳＢ１３で計測した最大型締力増加量ＦｍａｘＮ＋１が、ＦｍａｘＮ＋１≦（ａ＊ＦｓＮ＋１＋ｂ）＋βの場合（つまりＹＥＳの場合）はステップＳＢ１１へ戻り、ＦｍａｘＮ＋１≦（ａ＊ＦｓＮ＋１＋ｂ）＋βではない場合（つまりＮＯの場合）はステップＳＢ１５へ移行する。
ここでＮＯの場合には状態２から状態３へ移行したことを示している。状態２から状態３への移行を一つの測定値で判断しているがステップＳＢ０２，ＳＢ０４，ＳＢ０９と同様に複数回測定することによってもよい。または、設定型締力を変化させて連続して２回以上ステップＳＢ１４の式を満たす（つまりＹＥＳ）の場合に状態２から状態３へ移行したと判断してもよい。
なお、βはステップＳＢ１０において測定値のバラツキや測定誤差を基に線形近似式と同時に求めてもよいし、射出成形機の機差に応じて予めパラメータとして設定しておいてもよい。
●［ステップＳＢ１５］指標Ｎを一つ増加しＮ＋１とし、ステップＳＢ１６へ移行する。
●［ステップＳＢ１６］設定型締力ＦｓＮ＋１を（ＦｓＮ―ΔＦｓ）とする。ΔＦｓは正の値である。
●［ステップＳＢ１７］設定型締力ＦｓＮで５成形サイクル実行し、射出中の最大型締力増加量を計測し、計測値のバラツキや誤差を除くために頻繁値や中心値などを用いて、設定型締力ＦｓＮ＋１と設定型締力ＦｓＮ＋１に対する最大型締力増加量ＦｍａｘＮ＋１を一点記憶する。
●［ステップＳＢ１８］ステップＳＢ１３で記憶した最も新しい（ＦｓＮ，ＦｍａｘＮ）とステップＳＢ１７で記憶した（ＦｓＮ＋１，ＦｍａｘＮ＋１）を用いて、線形近似式Ｈｍａｘ＝ｃ＊Ｆｓ＋ｄを求める。
なお、ステップＳＢ１３とステップＳＢ１７のみを見ると両方とも（ＦｓＮ＋１，ＦｍａｘＮ＋１）で表されているが、ステップＳＢ０７において指標Ｎを１つ増加しているので、ステップＳＢ１７で記憶したものが（ＦｓＮ＋１，ＦｍａｘＮ＋１）で記述されると、直前に記憶したものは（ＦｓＮ，ＦｍａｘＮ）と記述される。
●［ステップＳＢ１９］線形近似式Ｆｍａｘと線形近似式Ｈｍａｘの交点の設定型締力を基に金型が開かない必要最小限の型締力を求めて設定型締力に設定し、処理を終了する。
【００３５】
図６−１，図６−２、図８−１，図８−２に示されるフローチャートの処理は、基本的には状態１から状態２へ，そして、状態３へ型締力を変化させて状態２の関係式を求めるものである。本発明の他の実施形態として、設定型締力Ｆｓを任意に変更し状態１，状態２，状態３において型締力最大増加量を測定し、上述したフロチャートにおいて記憶したように、設定型締力Ｘと型締力最大増加量Ｘｍａｘとを記憶し、記憶したデータを用いて、例えば、設定型締力Ｘの小さいほうから順に前記フローチャートの判断手順に従って関係式を求めるようにしてもよい。
あるいは、前記記憶したデータを表示装置／ＭＤＩ２５（図５参照）の表示画面にグラフ表示し、オペレータが状態２と判断する適宜の２つの点を選択し、選択された２つの点に基づいて関係式を演算するようにしてもよい。オペレータが選択する２点は、例えば、型締力最大増加量の増加率を基にしたり、成形品が良品と判断できる設定型締力のデータを選択するとよい。また、最大射出圧と金型の投影面積から考えて状態２に該当する設定型締力から型締力最大増加量を測定するようにしてもよい。または、成形品の良否判断をカメラなどを用いた良否判別機能を用い、製品が良品と判断できる場合の型締力を状態２の設定型締力とし、そのときの型締力最大増加量のデータを関係式を求めるためのデータとして用いてもよい。または、状態１において型締力最大増加量に変化がない場合においては第２の所定の値を比較の基準として用いて、設定型締力が状態１であるのか状態２であるのか判断してもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１ 射出シリンダ
２ ノズル
３ スクリュ
４ ホッパ
５ 樹脂圧力センサ
６ 伝動機構
７ 伝動機構
８ サーボアンプ
９ サーボアンプ
１０ サーボアンプ
１１ サーボアンプ
１２ サーボアンプ
１３ ＲＯＭ
１４ ＲＡＭ
１５ サーボＣＰＵ
１６ Ａ／Ｄ変換器
１７ ＰＭＣＣＰＵ
１８ ＲＯＭ
１９ ＲＡＭ
２０ ＣＮＣＣＰＵ
２１ ＲＯＭ
２２ ＲＡＭ
２３ 成形データ保存用ＲＡＭ
２４ インタフェース
２５ 表示装置／ＭＤＩ（手動データ入力装置）
２６ バス
２７ Ａ／Ｄ変換器
３０ 可動プラテン
３１ リアプラテン
３２ タイバー
３３ 固定プラテン
３４ クロスヘッド
３５ エジェクタ機構
３６ トグル機構
３７ ねじ部
３８ ボールねじ軸
４０ 金型
４０ａ 可動側金型
４０ｂ 固定側金型
４１ 型締力センサ
Ｍ 射出成形機
Ｍｃ 型締部
Ｍｉ 射出部
Ｍ１ スクリュ前後進用サーボモータ
Ｍ２ スクリュ回転用サーボモータ
Ｍ３ 可動プラテン前後進サーボモータ
Ｍ４ エジェクタ前後進サーボモータ
Ｍ５ 型締位置調整用モータ
Ｐ５ 位置検出器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
設定型締力に基づいて型締機構によって金型を閉じて型締力を発生させ、射出機構によって前記金型内に溶融樹脂を射出する射出成型機において、
任意の異なる大きさの設定型締力で射出を行い、前記金型が閉じた際に発生する型締力と、該金型内に溶融樹脂を射出する際に発生する射出中の型締力の最大値を検出し、該金型が閉じた際に発生する型締力と該射出中の型締力の最大値の差である型締力最大増加量を算出し、型締力最大増加量が異なり、かつ、金型が開かない設定型締力を２つ以上抽出し、
前記抽出した２つ以上の設定型締力と前記型締力最大増加量の組み合わせから設定型締力に対する前記型締力最大増加量を示す関係式を求め、
前記抽出した２つ以上の異なる設定型締力より小さい設定型締力で射出を行って前記型締力最大増加量を算出し、
前記算出した型締力最大増加量が前記関係式に基づく比較値を超えた時点の設定型締力を求め、
前記求めた設定型締力の直前の型締力を金型が開かない必要最小限の型締力として設定することを特徴とする射出成型機の型締力設定方法。
【請求項２】
前記型締力最大増加量が異なり、かつ、金型が開かない設定型締力を２つ以上抽出することは、
設定型締力の大きさを大きい値から小さい値へ変化させて射出を行った場合に、型締力最大増加量の変化量が第１の所定の値より小さい場合、変化させる前の設定型締力を除くことを含むことを特徴とする請求項１に記載の射出成形機の型締力設定方法。
【請求項３】
前記型締力最大増加量が異なり、かつ、金型が開かない設定型締力を２つ以上抽出することは、前記型締力最大増加量が第２の所定の値より小さい場合の設定型締力を除くことを含むことを特徴とする請求項１に記載の射出成型機の型締力設定方法。
【請求項４】
前記関係式は線形近似を適用して求めることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の射出成形機の型締力設定方法。
【請求項５】
前記比較値に１つの項として用いる閾値はあらかじめ設定するか、または型締力測定値から自動で決定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の射出成形機の型締力設定方法。
【請求項６】
前記任意の異なる２つ以上の大きさの設定型締力で射出を行う場合、最大射出圧と金型の投影面積から考えて十分に足りている設定型締力で射出を開始し、該設定型締力を下げながら各射出中の型締力最大増加量を算出することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の射出成型機の型締力設定方法。
【請求項７】
前記型締力最大増加量の変化が異なり、かつ、金型が開かない設定型締力は、射出を行い型締力最大増加量を算出し、該型締力最大増加量に変化が生じる設定型締力において、成形品が良品と判断できる場合の設定型締力であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の射出成型機の型締力設定方法。
【請求項８】
前記必要最小限の型締力はあらかじめ設定したマージン分だけ補正を行うことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の射出成形機の型締力設定方法。
【請求項９】
設定型締力に基づいて金型を閉じて型締力を発生させる型締部と、前記金型内に溶融樹脂を射出する射出部と、
任意の設定型締力で射出を行い、前記金型が閉じた際に発生する型締力および前記金型内に溶融樹脂を射出する際に発生する射出中の型締力の最大値を検出する検出部と、
前記金型が閉じた際に発生する型締力と前記金型内に溶融樹脂を射出する際に発生する射出中の型締力の最大値の差から型締力最大増加量を求める型締力増加量算出部と、
前記金型が閉じた際に発生する型締力と前記型締力最大増加量を対応させて記憶する記憶部と、
前記型締力最大増加量の算出を少なくとも２つ以上の異なる大きさの設定型締力で行い、型締力最大増加量が異なり、かつ、金型が開かない設定型締力を２つ以上抽出する抽出部と、
前記抽出された前記金型が閉じた際に発生する型締力と前記型締力最大増加量の組み合わせから設定型締力に対する型締力最大増加量を示す関係式を求める関係式算出部と、
前記２つ以上の異なる設定型締力より小さい設定型締力で射出を行い、前記型締力最大増加量を算出し、該型締力最大増加量が前記関係式に基づく比較値を超える設定型締力を求める型締力検出部と、
を備え、
前記型締力検出部により検出された型締力の直前の設定型締力を金型が開かない必要最小限の型締力として設定することを特徴とする射出成形機の型締力設定装置。
【請求項１０】
前記抽出部は、設定型締力の大きさを大きい値から小さい値へ変化させて射出を行った場合に、型締力最大増加量の変化量が第１の所定の値より小さい場合、変化させる前の設定型締力を除くことを含むことを特徴とする請求項９に記載の射出成形機の型締力設定装置。
【請求項１１】
前記抽出部は、前記型締力最大増加量が第２の所定の値より小さい場合の設定型締力を除くことを含むことを特徴とする請求項９に記載の射出成型機の型締力設定装置。
【請求項１２】
前記関係式は線形近似を適用して求めることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一つに記載の射出成型機の型締力設定装置。
【請求項１３】
前記比較値に１つの項として用いる閾値はあらかじめ設定するか、または型締力測定値から自動で決定されることを特徴とする請求項９〜１２のいずれか一つに記載の射出成形機の型締力設定装置。
【請求項１４】
前記任意の異なる２つ以上の大きさの設定型締力で射出を行う場合、最大射出圧と金型の投影面積から考えて十分に足りている設定型締力で射出を開始し、該設定型締力を下げながら各射出中の型締力最大増加量を算出することを特徴とする請求項９〜１３のいずれか一つに記載の射出成型機の型締力設定装置。
【請求項１５】
前記型締力最大増加量の変化が異なり、かつ、金型が開かない設定型締力を求める手段は、射出を行い型締力最大増加量を算出し、該型締力最大増加量に変化が生じる設定型締力において、成形品が良品と判断できる場合の設定型締力を選択する手段であることを特徴とする請求項９〜１４のいずれか一つに記載の射出成型機の型締力設定装置。
【請求項１６】
前記必要最小限の型締力はあらかじめ設定したマージン分だけ補正を行うことを特徴とする請求項９〜１５のいずれか一つに記載の射出成形機の型締力設定装置。
【請求項１】
設定型締力に基づいて型締機構によって金型を閉じて型締力を発生させ、射出機構によって前記金型内に溶融樹脂を射出する射出成型機において、
任意の異なる大きさの設定型締力で射出を行い、前記金型が閉じた際に発生する型締力と、該金型内に溶融樹脂を射出する際に発生する射出中の型締力の最大値を検出し、該金型が閉じた際に発生する型締力と該射出中の型締力の最大値の差である型締力最大増加量を算出し、型締力最大増加量が異なり、かつ、金型が開かない設定型締力を２つ以上抽出し、
前記抽出した２つ以上の設定型締力と前記型締力最大増加量の組み合わせから設定型締力に対する前記型締力最大増加量を示す関係式を求め、
前記抽出した２つ以上の異なる設定型締力より小さい設定型締力で射出を行って前記型締力最大増加量を算出し、
前記算出した型締力最大増加量が前記関係式に基づく比較値を超えた時点の設定型締力を求め、
前記求めた設定型締力の直前の型締力を金型が開かない必要最小限の型締力として設定することを特徴とする射出成型機の型締力設定方法。
【請求項２】
前記型締力最大増加量が異なり、かつ、金型が開かない設定型締力を２つ以上抽出することは、
設定型締力の大きさを大きい値から小さい値へ変化させて射出を行った場合に、型締力最大増加量の変化量が第１の所定の値より小さい場合、変化させる前の設定型締力を除くことを含むことを特徴とする請求項１に記載の射出成形機の型締力設定方法。
【請求項３】
前記型締力最大増加量が異なり、かつ、金型が開かない設定型締力を２つ以上抽出することは、前記型締力最大増加量が第２の所定の値より小さい場合の設定型締力を除くことを含むことを特徴とする請求項１に記載の射出成型機の型締力設定方法。
【請求項４】
前記関係式は線形近似を適用して求めることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の射出成形機の型締力設定方法。
【請求項５】
前記比較値に１つの項として用いる閾値はあらかじめ設定するか、または型締力測定値から自動で決定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の射出成形機の型締力設定方法。
【請求項６】
前記任意の異なる２つ以上の大きさの設定型締力で射出を行う場合、最大射出圧と金型の投影面積から考えて十分に足りている設定型締力で射出を開始し、該設定型締力を下げながら各射出中の型締力最大増加量を算出することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の射出成型機の型締力設定方法。
【請求項７】
前記型締力最大増加量の変化が異なり、かつ、金型が開かない設定型締力は、射出を行い型締力最大増加量を算出し、該型締力最大増加量に変化が生じる設定型締力において、成形品が良品と判断できる場合の設定型締力であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の射出成型機の型締力設定方法。
【請求項８】
前記必要最小限の型締力はあらかじめ設定したマージン分だけ補正を行うことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の射出成形機の型締力設定方法。
【請求項９】
設定型締力に基づいて金型を閉じて型締力を発生させる型締部と、前記金型内に溶融樹脂を射出する射出部と、
任意の設定型締力で射出を行い、前記金型が閉じた際に発生する型締力および前記金型内に溶融樹脂を射出する際に発生する射出中の型締力の最大値を検出する検出部と、
前記金型が閉じた際に発生する型締力と前記金型内に溶融樹脂を射出する際に発生する射出中の型締力の最大値の差から型締力最大増加量を求める型締力増加量算出部と、
前記金型が閉じた際に発生する型締力と前記型締力最大増加量を対応させて記憶する記憶部と、
前記型締力最大増加量の算出を少なくとも２つ以上の異なる大きさの設定型締力で行い、型締力最大増加量が異なり、かつ、金型が開かない設定型締力を２つ以上抽出する抽出部と、
前記抽出された前記金型が閉じた際に発生する型締力と前記型締力最大増加量の組み合わせから設定型締力に対する型締力最大増加量を示す関係式を求める関係式算出部と、
前記２つ以上の異なる設定型締力より小さい設定型締力で射出を行い、前記型締力最大増加量を算出し、該型締力最大増加量が前記関係式に基づく比較値を超える設定型締力を求める型締力検出部と、
を備え、
前記型締力検出部により検出された型締力の直前の設定型締力を金型が開かない必要最小限の型締力として設定することを特徴とする射出成形機の型締力設定装置。
【請求項１０】
前記抽出部は、設定型締力の大きさを大きい値から小さい値へ変化させて射出を行った場合に、型締力最大増加量の変化量が第１の所定の値より小さい場合、変化させる前の設定型締力を除くことを含むことを特徴とする請求項９に記載の射出成形機の型締力設定装置。
【請求項１１】
前記抽出部は、前記型締力最大増加量が第２の所定の値より小さい場合の設定型締力を除くことを含むことを特徴とする請求項９に記載の射出成型機の型締力設定装置。
【請求項１２】
前記関係式は線形近似を適用して求めることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一つに記載の射出成型機の型締力設定装置。
【請求項１３】
前記比較値に１つの項として用いる閾値はあらかじめ設定するか、または型締力測定値から自動で決定されることを特徴とする請求項９〜１２のいずれか一つに記載の射出成形機の型締力設定装置。
【請求項１４】
前記任意の異なる２つ以上の大きさの設定型締力で射出を行う場合、最大射出圧と金型の投影面積から考えて十分に足りている設定型締力で射出を開始し、該設定型締力を下げながら各射出中の型締力最大増加量を算出することを特徴とする請求項９〜１３のいずれか一つに記載の射出成型機の型締力設定装置。
【請求項１５】
前記型締力最大増加量の変化が異なり、かつ、金型が開かない設定型締力を求める手段は、射出を行い型締力最大増加量を算出し、該型締力最大増加量に変化が生じる設定型締力において、成形品が良品と判断できる場合の設定型締力を選択する手段であることを特徴とする請求項９〜１４のいずれか一つに記載の射出成型機の型締力設定装置。
【請求項１６】
前記必要最小限の型締力はあらかじめ設定したマージン分だけ補正を行うことを特徴とする請求項９〜１５のいずれか一つに記載の射出成形機の型締力設定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６−１】
【図６−２】
【図７】
【図８−１】
【図８−２】
【図８−３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６−１】
【図６−２】
【図７】
【図８−１】
【図８−２】
【図８−３】
【公開番号】特開２０１３−７５３８２（Ｐ２０１３−７５３８２Ａ）
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１５５０４（Ｐ２０１１−２１５５０４）
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【特許番号】特許第５１８０３５７号（Ｐ５１８０３５７）
【特許公報発行日】平成２５年４月１０日（２０１３．４．１０）
【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４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【特許番号】特許第５１８０３５７号（Ｐ５１８０３５７）
【特許公報発行日】平成２５年４月１０日（２０１３．４．１０）
【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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