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技術 射出成形機及び射出成形機に設けられた圧力検出器の異常を検出する方法

出願人 住友重機械工業株式会社
発明者 吉田直弘
出願日 2006年1月23日 (14年1ヶ月経過) 出願番号 2006-014311
公開日 2007年8月9日 (12年7ヶ月経過) 公開番号 2007-196391
状態 特許登録済
技術分野 チル鋳造・ダイキャスト プラスチック等の成形用の型 プラスチック等の射出成形
主要キーワード 負荷プレート 基準値範囲 部担体 前部フランジ センサゲイン 運動方向変換機構 原点調整 調整用駆動源
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2007年8月9日)のものです。
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図面 (8)

課題

射出成形機から取り外すことなく圧力検出器の異常確認を容易に行うことができる射出成形機及び当該射出成形機に設けられた圧力検出器の異常を検出する方法を提供することを課題とする。

解決手段

駆動部29、46と、前記駆動部29、46により軸力が伝達されて前進及び後退する被駆動部23、52と、前記被駆動部の前進又は後退を制限する規制手段5、11、70と、前記被駆動部23、52に伝達された前記軸力を圧力として検出する圧力検出器35、48と、前記規制手段5、11.70により前記被駆動部23、52の前進又は後退が制限された状態において前記駆動部29、46の運動を制御するために前記駆動部29、46に与えられる電流値を基に駆動力を算出する制御装置45と、を備えたことを特徴とする射出成形機1により上記課題が解決される。

概要

背景

射出装置金型装置、及び型締装置を備えた射出成形機において、樹脂は射出装置の加熱シリンダ内において加熱され、溶融させられる。溶融樹脂高圧射出され、金型装置のキャビティ充填される。金型装置のキャビティ内において樹脂は冷却され、固化されて成形品となる。

金型装置は固定金型及び可動金型からなる。型締装置によって可動金型を固定金型に対してタイバーに沿って進退させることにより、型閉型締及び型開が行われる。

金型装置の型締が完了して射出装置が前進させられると、加熱シリンダノズル固定プラテンに形成されたノズル通過孔を通って、固定金型の背面に設けられたスプルーブッシュ押し付けられる。

続いて、射出装置で溶融された樹脂は、加熱シリンダ内のスクリュにより加圧され、ノズルから射出される。射出された溶融樹脂は、スプルーブッシュ及びスプルーを通って固定金型と可動金型との間に形成されたキャビティ内に充填される。

また、射出装置のスクリュ駆動機構には、スクリュに加えられた溶融樹脂の圧力(溶融樹脂の反力)を検出するための圧力検出器として、ロードセルが設けられている。

更に、型締装置のタイバーには、可動金型と固定金型の型締力計測するための圧力検出器として、タイバーセンサが設けられている。

このような構成を有する射出成形機において、上述の圧力検出器が故障すると溶融樹脂の圧力又は型締力を正確に検出することができない。圧力検出器の誤作動(異常作動)に因り、当該溶融樹脂の圧力又は当該型締力が所定の圧力を越え、その結果、成形品の品質が損なわれ、更には金型を破損させてしまうおそれがあった。

なお、射出軸規定移動量当り圧力変化量を圧力検出器の出力に基づき検出し、この圧力変化量が比較部において所定の範囲を有する基準値と比較され、基準値範囲内でない場合に圧力検出器の故障とみなす態様が提案されている(特許文献1参照)。

また、圧力検出センサにより検知されて出力された出力値と、圧力制御弁設定値と同一に設定された設定器の設定値と、を比較することにより圧力検出センサの異常を判断する態様も提案されている(特許文献2参照)。
実開平6−9924号公報
実開平5−53918号公報

概要

射出成形機から取り外すことなく圧力検出器の異常確認を容易に行うことができる射出成形機及び当該射出成形機に設けられた圧力検出器の異常を検出する方法を提供することを課題とする。駆動部29、46と、前記駆動部29、46により軸力が伝達されて前進及び後退する被駆動部23、52と、前記被駆動部の前進又は後退を制限する規制手段5、11、70と、前記被駆動部23、52に伝達された前記軸力を圧力として検出する圧力検出器35、48と、前記規制手段5、11.70により前記被駆動部23、52の前進又は後退が制限された状態において前記駆動部29、46の運動を制御するために前記駆動部29、46に与えられる電流値を基に駆動力を算出する制御装置45と、を備えたことを特徴とする射出成形機1により上記課題が解決される。

目的

本発明は上述の問題に鑑みなされたものであり、圧力検出器を射出成形機から取り外すことなく当該圧力検出器の異常確認を容易に行うことができる射出成形機及び当該射出成形機に設けられた圧力検出器の異常を検出する方法を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
1件

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請求項1

駆動部と、前記駆動部により軸力が伝達されて前進及び後退する被駆動部と、前記被駆動部の前進又は後退を制限する規制手段と、前記被駆動部に伝達された前記軸力を圧力として検出する圧力検出器と、前記規制手段により前記被駆動部の前進又は後退が制限された状態において、前記駆動部の運動を制御するために前記駆動部に与えられる電流値を基に駆動力を算出する制御装置と、を備えたことを特徴とする射出成形機

請求項2

請求項1記載の射出成形機であって、前記制御装置は、前記駆動部に与えられる前記電流値と、前記規制手段により前記被駆動部の前進又は後退が制限された状態において前記圧力検出器によって検出された検出値と、を比較することを特徴とする射出成形機。

請求項3

請求項2記載の射出成形機であって、前記駆動部に与えられる電流値と前記規制手段により前記被駆動部の前進又は後退が制限された状態において前記圧力検出器によって検出された検出値との差が予め定められた値よりも大きい場合には、前記制御装置の表示部に前記圧力検出器が異常であることが表示されることを特徴とする射出成形機。

請求項4

請求項3記載の射出成形機であって、前記制御装置の前記表示部には、前記駆動部に与えられる電流値と、前記規制手段により前記被駆動部の前進又は後退が制限された状態において前記圧力検出器によって検出された検出値と、が表示されることを特徴とする射出成形機。

請求項5

請求項4記載の射出成形機であって、前記制御装置の前記表示部には、前記駆動部に与えられる電流値と、前記規制手段により前記被駆動部の前進又は後退が制限された状態において前記圧力検出器によって検出された検出値と、の相関関係が表示されることを特徴とする射出成形機。

請求項6

請求項1乃至5いずれか一項記載の射出成形機であって、前記圧力検出器によって前記圧力として検出される前記軸力は、前記被駆動部を前進させる方向の軸力であることを特徴とする射出成形機。

請求項7

請求項6記載の射出成形機であって、前記被駆動部が前進する速度は略一定であることを特徴とする射出成形機。

請求項8

請求項1乃至7いずれか一項記載の射出成形機であって、前記電流値は、電流制御部から前記駆動部に供給され電流の値、又は、前記駆動部に供給された前記電流の実測値に基づきフィードバック制御された電流の値であることを特徴とする射出成形機。

請求項9

請求項1乃至8いずれか一項記載の射出成形機であって、前記駆動部は射出モータであり、前記被駆動部はスクリュであることを特徴とする射出成形機。

請求項10

請求項1乃至8いずれか一項記載の射出成形機であって、前記駆動部は型締モータであり、前記被駆動部は可動プラテンであることを特徴とする射出成形機。

請求項11

射出成形機に設けられた圧力検出器の異常を検出する方法であって、前記射出成形機は、駆動部により軸力が伝達されて前進及び後退する被駆動部と、前記被駆動部の前進又は後退を制限する規制手段と、備え、前記被駆動部に伝達された軸力を圧力として圧力検出器により検出し、前記規制手段により前記被駆動部の前進又は後退が制限された状態において、前記駆動部の運動を制御するために前記駆動部に与えられる電流値を基に駆動力を算出することを特徴とする当該方法。

請求項12

請求項11記載の射出成形機に設けられた圧力検出器の異常を検出する方法であって、前記駆動部に与えられる前記電流値と、前記規制手段により前記被駆動部の前進又は後退が制限された状態において前記圧力検出器によって検出された検出値と、を比較することを特徴とする当該方法。

請求項13

請求項12記載の射出成形機に設けられた圧力検出器の異常を検出する方法であって、前記電流値と前記圧力検出器によって検出された検出値との差が予め定められた値よりも大きい場合には、前記制御装置の表示部に前記圧力検出器が異常であることを表示することを特徴とする当該方法。

請求項14

請求項10乃至13記載の射出成形機に設けられた圧力検出器の異常を検出する方法であって、当該方法は、前記圧力検出器の原点調整後に行われることを特徴する当該方法。

技術分野

0001

本発明は、射出成形機及び射出成形機に設けられた圧力検出器の異常を検出する方法に関し、より具体的には、ロードセル等の圧力検出器を備えた射出成形機及び射出成形機に設けられた圧力検出器の異常を検出する方法に関する。

背景技術

0002

射出装置金型装置、及び型締装置を備えた射出成形機において、樹脂は射出装置の加熱シリンダ内において加熱され、溶融させられる。溶融樹脂高圧射出され、金型装置のキャビティ充填される。金型装置のキャビティ内において樹脂は冷却され、固化されて成形品となる。

0003

金型装置は固定金型及び可動金型からなる。型締装置によって可動金型を固定金型に対してタイバーに沿って進退させることにより、型閉型締及び型開が行われる。

0004

金型装置の型締が完了して射出装置が前進させられると、加熱シリンダノズル固定プラテンに形成されたノズル通過孔を通って、固定金型の背面に設けられたスプルーブッシュ押し付けられる。

0005

続いて、射出装置で溶融された樹脂は、加熱シリンダ内のスクリュにより加圧され、ノズルから射出される。射出された溶融樹脂は、スプルーブッシュ及びスプルーを通って固定金型と可動金型との間に形成されたキャビティ内に充填される。

0006

また、射出装置のスクリュ駆動機構には、スクリュに加えられた溶融樹脂の圧力(溶融樹脂の反力)を検出するための圧力検出器として、ロードセルが設けられている。

0007

更に、型締装置のタイバーには、可動金型と固定金型の型締力計測するための圧力検出器として、タイバーセンサが設けられている。

0008

このような構成を有する射出成形機において、上述の圧力検出器が故障すると溶融樹脂の圧力又は型締力を正確に検出することができない。圧力検出器の誤作動(異常作動)に因り、当該溶融樹脂の圧力又は当該型締力が所定の圧力を越え、その結果、成形品の品質が損なわれ、更には金型を破損させてしまうおそれがあった。

0009

なお、射出軸規定移動量当り圧力変化量を圧力検出器の出力に基づき検出し、この圧力変化量が比較部において所定の範囲を有する基準値と比較され、基準値範囲内でない場合に圧力検出器の故障とみなす態様が提案されている(特許文献1参照)。

0010

また、圧力検出センサにより検知されて出力された出力値と、圧力制御弁設定値と同一に設定された設定器の設定値と、を比較することにより圧力検出センサの異常を判断する態様も提案されている(特許文献2参照)。
実開平6−9924号公報
実開平5−53918号公報

発明が解決しようとする課題

0011

しかしながら、従来の射出成形機においては、上述のロードセル又はタイバーセンサ以外、スクリュに加えられた溶融樹脂の圧力や型締力を検出する検出手段は別途設けられていない。従って、上述のロードセル又はタイバーセンサの出力異常等の異常作動を把握することは困難であった。

0012

そのため、前記圧力検出器を検査のたびに、サービスマンを呼び出して射出成形機を分解して前記圧力検出器を射出成形機から外し、所定の診断装置等により基準となる圧力を印加して圧力検出器が正確に作動しているか否かを判断しており、当該判断のたびに射出成形機を停止させる必要があり不便であった。

0013

本発明は上述の問題に鑑みなされたものであり、圧力検出器を射出成形機から取り外すことなく当該圧力検出器の異常確認を容易に行うことができる射出成形機及び当該射出成形機に設けられた圧力検出器の異常を検出する方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0014

本発明の一観点によれば、駆動部と、前記駆動部により軸力が伝達されて前進及び後退する被駆動部と、前記被駆動部の前進又は後退を制限する規制手段と、前記被駆動部に伝達された前記軸力を圧力として検出する圧力検出器と、前記規制手段により前記被駆動部の前進又は後退が制限された状態において、前記駆動部の運動を制御するために前記駆動部に与えられる電流値を基に駆動力を算出する制御装置と、を備えたことを特徴とする射出成形機が提供される。

0015

前記制御装置は、前記駆動部に与えられる前記電流値と、前記規制手段により前記被駆動部の前進又は後退が制限された状態において前記圧力検出器によって検出された検出値と、を比較することとしてもよい。

0016

当該射出成形機において、前記駆動部に与えられる電流値と前記規制手段により前記被駆動部の前進又は後退が制限された状態において前記圧力検出器によって検出された検出値との差が予め定められた値よりも大きい場合には、前記制御装置の表示部に前記圧力検出器が異常であることが表示されてもよい。

0017

当該射出成形機において、前記駆動部は射出モータであってもよく、前記被駆動部はスクリュであってもよい。また、前記駆動部は型締モータであってもよく、前記被駆動部は可動プラテンであってもよい。

0018

本発明の他の観点によれば、射出成形機に設けられた圧力検出器の異常を検出する方法であって、前記射出成形機は、駆動部により軸力が伝達されて前進及び後退する被駆動部と、前記被駆動部の前進又は後退を制限する規制手段と、備え、前記被駆動部に伝達された軸力を圧力として圧力検出器により検出し、前記規制手段により前記被駆動部の前進又は後退が制限された状態において、前記駆動部の運動を制御するために前記駆動部に与えられる電流値を基に駆動力を算出することを特徴とする当該方法が提供される。

0019

当該方法において、前記駆動部に与えられる前記電流値と、前記規制手段により前記被駆動部の前進又は後退が制限された状態において前記圧力検出器によって検出された検出値と、を比較することとしてもよい。

0020

当該方法において、前記駆動部に与えられる電流値と前記規制手段により前記被駆動部の前進又は後退が制限された状態において前記圧力検出器によって検出された検出値との差が予め定められた値よりも大きい場合には、前記制御装置の表示部に前記圧力検出器が異常であることを表示することとしてもよい。

発明の効果

0021

本発明によれば、圧力検出器を射出成形機から取り外すことなく当該圧力検出器の異常確認を容易に行うことができる射出成形機及び当該射出成形機に設けられた圧力検出器の異常を検出する方法を提供することができる。

発明を実施するための最良の形態

0022

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

0023

まず、図1を参照して、本発明が適用される射出成形機の概要を説明する。

0024

ここで、図1は本発明が適用される射出成形機の一例としてのスクリュ式電動射出成形機概略構成を示す図である。

0025

図1に示す電動射出成形機1は、フレーム10と、フレーム10上に配置された射出装置20及び型締装置50等から構成される。

0026

射出装置20は、加熱シリンダ21を備え、加熱シリンダ21にはホッパ22が設けられる。加熱シリンダ21の外周には、加熱シリンダ21を加熱するためのヒータ21aが設けられている。加熱シリンダ21内にはスクリュ23が進退自在かつ回転自在に設けられる。スクリュ23の後端可動支持部24によって回転自在に支持される。

0027

可動支持部24にはサーボモータ等の計量モータ25が駆動部として取り付けられる。計量モータ25の回転は出力軸31に取り付けられたタイミングベルト26を介して被駆動部のスクリュ23に伝達される。

0028

出力軸31の後端には回転検出器32が接続されている。回転検出器32は、計量モータ25の回転数又は回転量を検出することで、スクリュ23の回転速度を検出する。

0029

射出装置20は、スクリュ23に平行なボールねじ軸27を有する。ボールねじ軸27はボールねじナット90と螺合し、回転運動直線運動へ変換する運動方向変換機構を構成する。

0030

駆動部である射出モータ29を駆動し、タイミングベルト28を介してボールねじ軸27を回転させると、ボールねじナット90に固定された可動支持部24及びサポート30は前後進する。その結果、被駆動部であるスクリュ23を前後移動させることができる。

0031

射出モータ29の出力軸33の後端に接続された位置検出器34は、射出モータ29の回転数又は回転量を検出することで、スクリュ23の駆動状態を示すスクリュ23の位置を検出する。

0032

また、可動支持部24とサポート30との間には、スクリュ23に加えられた樹脂の圧力を検出するための圧力検出装置としてのロードセル35が備えられている。

0033

射出装置20は、射出装置20を駆動してノズルタッチ圧を印加する駆動機構として可塑化移動装置40を備えている。可塑化移動装置40は、可塑化移動駆動部91と射出装置ガイド部92とから構成されている。射出装置ガイド部92は、射出装置20を構成する可動支持部24、サポート30及び前部フランジ93と係合している。

0034

従って、加熱シリンダ21を含む射出装置20は、可塑化移動駆動部91が駆動すると共に射出装置ガイド部92に沿って、射出成形機のフレーム10上で水平に移動することができる。上述の可塑化移動装置40を駆動することにより、所定のタイミングで射出装置20を前進させて加熱シリンダ21のノズルを固定金型53に当接させ、ノズルタッチを行う。

0035

加熱シリンダ21は前部フランジ93に支持されている。前部フランジ93の後端には、スクリュ23の前進又は後退を制限する規制手段として機能する接触部5が設けられている。接触部5は、スクリュ23が最も前進した状態にあるときに、スクリュ23の先端部が加熱シリンダ21の前方に備えられる図示しないノズル部に接触して破損しないように、装置側で前進運動を規制するためのストッパでもある。そのため、スクリュ23のストローク前進限において、接触部5は可動支持部24と接触する。

0036

このとき、射出モータ29によって与えられた全軸力の反力がロードセル35によって検出される。この場合、射出装置の機構単体の特性を、接触部5と可動支持部24とが接触することにより把握することができる。また、必ずしも接触部5は前部フランジ93の後端に設ける必要はなく、加熱シリンダ21の後端を接触部5としてもよい。

0037

また、別の規制手段の形態として、加熱シリンダ21の先端を塞ぐことにより、スクリュ23の前進を制限し、規制手段として機能する負荷プレート11を備えた状態で反力を検出するようにしてもよい。加熱シリンダ21内に樹脂が満たされた状態で、スクリュ21の前進が規制される。従って、射出モータ29によって加熱シリンダ21内の樹脂に与えられた樹脂圧、即ち、全軸力の反力が上述の圧力検出器であるロードセル35によって検出される。

0038

この場合、射出装置20の機構部担体の特性のみならず、スクリュ23の破損等、スクリュ23や加熱シリンダ21等の可塑化部の影響を含めて射出装置20全体の特性を把握することができる。更に、接触部5で検出された機構部担体の特性と、負荷プレート11によって検出された射出装置20全体の特性と、を用いることにより、可塑化部担体の特性を算出することができる。

0039

計量モータ25と、回転検出器32と、射出モータ29と、位置検出器34、ロードセル35とは、制御装置45に接続されている。回転検出器32と、位置検出器34、及びロードセル35から出力される検出信号は、制御装置45に送られる。制御装置45は、検出信号に基づいて計量モータ25及び射出モータ29の動作を制御する。

0040

なお、制御装置45は単独で設けられてもよいし、射出成形機全体の制御を司る制御部の一部として設けられてもよい。

0041

型締装置50は、フレーム10に固定された固定金型支持装置としての固定プラテン54と、固定プラテン54との間に所定の距離を置いてフレーム10に対して移動可能に配設されたベースプレートとしてのトグルサポート56とを具備する。トグルサポート56はトグル式型締装置支持装置として機能する。固定プラテン54とトグルサポート56との間には、複数(例えば、四本)のガイド手段としてのタイバー55が延在している。

0042

可動プラテン52は、固定プラテン54に対向して配設され、タイバー55に沿って進退(図における左右方向に移動)可能に配設された可動金型支持装置として機能し、トグル機構57の作動により、可動プラテン52はタイバー55に沿って移動し、型閉じ、型締め及び型開きが行なわれる。

0043

金型装置70は、固定金型53と可動金型51とから成る。

0044

固定金型53は、固定プラテン54における可動プラテン52と対向する金型取付面に取り付けられる。一方、可動金型51は、可動プラテン52における固定プラテン54と対向する金型取付面に取り付けられる。

0045

なお、可動プラテン52の後端(図における左端)には図示されないエジェクタピンを移動させるための駆動装置が取り付けられてもよい。

0046

可動プラテン52とトグルサポート56との間には、トグル式型締装置としてのトグル機構57が取り付けられる。トグルサポート56の後端にはトグル機構57を作動させる型締用駆動源としての型締モータ46が配設される。

0047

型締モータ46は、回転運動を往復運動に変換するボールねじ機構等から成る図示されない運動方向変換装置を備え、ボールねじ軸59を進退(図における左右方向に移動)させることによって、トグル機構57を作動させることができる。

0048

なお、型締モータ46は、サーボモータであることが好ましく、回転数を検出するエンコーダとしての型開閉位置センサ47を備える。

0049

駆動部である型締モータ46が駆動してクロスヘッド60を進退させることによって、トグル機構57を作動させることができる。この場合、クロスヘッド60を前進(図における右方向に移動)させると、被駆動部である可動プラテン52が前進させられて型閉が行われる。そして、型締モータ46による推進力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。

0050

トグルサポート56の後端における上方部には、型締位置調整用駆動源としての型厚モータ41が配設される。

0051

なお、型厚モータ41は、サーボモータであることが好ましく、回転数を検出するエンコーダとしての型締位置センサ42を備える。

0052

また、本実施の形態では、タイバー55の一つに、圧力検出器としてタイバーセンサ48が配設される。タイバーセンサ48は、タイバー55の歪み(主に、伸び)を検出するセンサである。タイバー55には、型締の際に型締力に対応して引張力が加わり、型締力に比例して僅かではあるが伸長する。

0053

従って、タイバー55の伸び量をタイバーセンサ48により検出することで、金型装置70に実際に印加されている型締力を知ることができる。固定金型53と可動金型51とが接触することにより、駆動部である型締モータ46によって与えられた全軸力の反力が圧力検出器であるタイバーセンサ48によって検出される。即ち、可動プラテン52の前進運動が固定金型53によって規制されるため、固定金型53が規制手段として機能している。

0054

上述のタイバーセンサ48、型開閉位置センサ42、型締モータ46及び型厚モータ41は制御装置45に接続され、タイバーセンサ48及び型開閉位置センサ42から出力される検出信号は制御装置45に送られる。制御装置45は、検出信号に基づいて型締モータ46及び型厚モータ41の動作を制御する。

0055

次に、かかる構成を備えた射出成形機の通常の成形時における動作について説明する。

0056

型締モータ46を正方向に駆動させると、ボールねじ軸59は正方向に回転し前進(図1における右方向に移動)する。これに伴って、クロスヘッド60が前進し、トグル機構57が作動させられると、可動プラテン52が前進する。

0057

かかる可動プラテン52に取り付けられた可動金型51が固定金型53と接触すると、型締工程に移行する。型締工程では、型締モータ46を更に正方向に駆動させることで、トグル機構57によって金型装置70に型締力が発生する。

0058

加熱シリンダ21内でスクリュ23を回転させると、ホッパ22から供給される成形材料である樹脂ペレットは、加熱シリンダ21に設けられたヒータ21aにより溶融する。溶融した樹脂はスクリュ23の先端に蓄えられ、加熱シリンダ21の先端のノズルから射出され、金型装置70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。

0059

型開きを行なう場合は、型締モータ46を逆方向に駆動させ、ボールねじ軸59が逆方向に回転する。これに伴って、クロスヘッド60が後退し、トグル機構57が作動させられると、可動プラテン52が後退する。

0060

型開工程が完了すると、図示を省略するエジェクタ駆動部が駆動され、可動プラテン52に取り付けられたエジェクタ装置が作動する。これにより、エジェクタピンが突き出され、可動金型51内の成形品は可動金型51から突き出される。

0061

次に、本発明による、射出成形機に設けられた圧力検出器の異常を検出する方法の実施の形態の基本概念について図2及び図3を参照して説明する。

0062

ここで、図2は、本発明による、射出成形機に設けられた圧力検出器の異常を検出する方法の実施の形態の基本概念を示したフローチャートである。また、図3は、図2に示すフローチャート中に記載ある駆動部の入力軸力と圧力検出器の検出値との相関関係を示すグラフである。

0063

図2を参照するに、ロードセル35やタイバーセンサ48(図1参照)等の圧力検出器の出力異常等の異常作動を把握するために当該圧力検出器の検査を開始する場合、先ず、当該圧力検出器に、射出モータ29や型締モータ46等の駆動部の軸力が全てかかるように、スクリュ23や可動プラテン52等、前記駆動部により進退する被駆動部を停止する(ステップS1)。なお、どのようにスクリュ23やクロスヘッド60等の被駆動部を停止させるのか、その詳細については後述する。

0064

かかる状態の下、前記駆動部の運動を制御するために前記駆動部に供給される所定の電流の値(電流値)を基に、制御装置45は前記駆動部の入力軸力FINを算出する(ステップS2)。

0065

次に、制御装置45の比較手段は、実際に駆動部により被駆動部に伝達され圧力検出器により検出された検出値FLCと、前記算出された入力軸力FINの値と、を比較する(ステップS3)。

0066

そして、検出された圧力検出器の検出値FLCと算出された駆動部の入力軸力FINとの差を算出する。当該差が、図3に示す所定の許容範囲X以内であれば圧力検出器は正常であると判断され、また、当該差が所定の許容範囲Xを越えていれば圧力検出器は異常であると判断され、その旨が制御装置45(図1参照)の表示部に表示される。ここで、前記許容範囲は、例えば、理論値、即ち、算出された入力軸力FINの値の±約5%と設定してもよい。

0067

次に、図1に示す電動射出成形機1の射出装置20における、圧力検出器に駆動部の軸力が全てかかるように被駆動部を停止する工程(図2におけるステップS1)及び駆動部に供給される所定の電流の値(電流値)を基に駆動部の入力軸力FINを算出する工程(図2におけるステップS2)について、図1及び図4を参照して説明する。

0068

ここで、図4は、図1に示す射出装置20における図2に示すステップS2を説明するための図である。

0069

図1を参照して説明したように、前部フランジ93の後端には、被駆動部であるスクリュ23の前進又は後退を制限する規制手段として機能する接触部5が設けられている。射出装置20を最も前進させた状態とし、接触部5を可動支持部24の前端面と接触させて、スクリュ23が前進できない状態を形成する(図2におけるステップS1)。

0070

かかる状態の下、射出する方向にスクリュ23を略一定の速度で前進駆動させるために、射出モータ29により一定のトルクを与える。このときの充填された溶融樹脂の樹脂圧、即ち、射出モータ29によって与えられた全軸力の反力がロードセル35によってステップS4に示す検出値FLCとして検出される。

0071

或いは、上述したように、固定プラテン54に、加熱シリンダ21の先端を塞いで被駆動部であるスクリュ23の前進又は後退を制限する規制手段として機能する負荷プレート11を設けてもよい。金型53及び54内に形成されたキャビティに溶融樹脂を充填して、負荷プレート11を用いて加熱シリンダ21の先端を塞ぐことにより溶融樹脂の運動を阻害し、スクリュ23の前進又は後退が制限される(図2におけるステップS1)。

0072

かかる状態の下、射出する方向にスクリュ23を一定速度で前進駆動させるために、射出モータ29により一定のトルクを与える。このときの充填された溶融樹脂の樹脂圧、即ち、射出モータ29によって与えられた全軸力の反力がロードセル35によってステップS4に示す検出値FLCとして検出される。

0073

図2に示すステップS3においてかかる検出値FLCと比較される、射出モータ29の入力軸力FINは以下のように算出される(図2におけるステップS2)。

0074

図4を参照するに、制御装置45において入力される信号に基づいて、電流制御部100から所定の値の電流を流す指令である電流指令値Tcmdがパワーモジュール(PM)101に与えられる。パワーモジュール(PM)101において電流指令値Tcmdに相当する電圧値が設定されて、射出モータ29が作動させられる。また、射出モータ29に入力された電流の実測値Imを図示を省略する電流センサで最適なセンサゲインCTにより検出し、偏差がゼロになるようにフィードバック制御している。

0075

なお、特許請求の範囲に記載の「電流値」とは、上述の電流指令値Tcmd及び電流センサで検出されフィードバック制御された電流値の何れをも意味する。

0076

前記電圧値と、射出モータ29における電気エネルギ機械エネルギに変換する変換特性を表すモータ物理モデル110と、によりモータ出力トルクTIJが算出される。更に、モータ出力トルクTIJと、ベルト28や運動方向変換機構等の機械伝達特性を表す機械伝達関数120と、により射出モータ29の入力軸力FINが算出される。

0077

制御装置45の比較手段は、このようにして算出された入力軸力FINの値と、実際に射出モータ29によりスクリュ23に伝達されロードセル35により検出された検出値FLCと、を比較して(図2におけるステップS3)、ロードセル35の検出値FLCと算出された射出モータ29の入力軸力FINとの差を算出する。

0078

当該差が、所定の許容範囲、例えば、算出された入力軸力FINの値の±約5%以内であればロードセル35は正常であると判断され、また、当該許容範囲を越えていればロードセル35は異常であると判断される。

0079

具体的には、制御装置45の表示部に、上述の電流指令値Tcmdとロードセル35により検出された検出値FLCとの双方が表示され、又は、図3に示すような射出モータ29の入力軸力FIN又は電流指令値Tcmdとロードセル35により検出された検出値FLCとの相関関係が表示される。

0080

このようにして、射出成形機1のオペレータは、サービスマン等を呼び出して射出成形機1を分解してロードセル35を射出成形機1から外すことなく、ロードセル35の出力異常等の異常作動を容易に把握することができる。

0081

更に、このような相関関係のデータを蓄積することにより、射出装置20の機構部と可塑化部の夫々の特性を把握することができ、ロードセル35のみならず、他の構成部品の不具合も容易に把握することができる。

0082

また、本実施の形態では、スクリュ23を前進させる例を示したが、本発明はこれに限られず、スクリュ23を後退させてもよい。この場合、サポート30の後退を規制するように、サポート30と射出装置ガイド部92とが当接する箇所(図1に示す射出装置ガイド部92において斜線で示す箇所)が、接触部5として機能する。

0083

また、算出される入力軸力FINとロードセル35により検出された検出値FLCとを表示装置画面上に表示させるようにしても良い。この場合、制御装置45内で入力軸力FINと検出値FLCとの差を演算しなくても、オペレータが画面を見ることにより、異常か否かの判断を行うことができる。

0084

次に、図1に示す電動射出成形機1の型締装置50における、圧力検出器に駆動部の軸力が全てかかるように被駆動部を停止する工程(図2におけるステップS1)及び駆動部に供給される所定の電流の値(電流値)を基に駆動部の入力軸力FINを算出する工程(図2におけるステップS2)について、図1図5及び図6を参照して説明する。

0085

ここで、図5は、図1に示す型締装置50における図2に示すステップS2を説明するための図である。また、図6は、図1に示すトグル機構57の減速比と、可動プラテン52の位置との関係を示したグラフである。

0086

図1を参照して説明したように、固定金型53と可動金型51とが接触することにより被駆動部であるクロスヘッド60の前進又は後退が制限される状態を形成する(図2におけるステップS1)。

0087

かかる状態の下、駆動部である型締モータ46によって与えられ、可動プラテン52を略一定の速度で前進駆動させる方向(図1において左から右への方向)の全軸力の反力が圧力検出器であるタイバーセンサ48によってステップS4に示す検出値FLCとして検出される。

0088

図2に示すステップS3においてかかる検出値FLCと比較される、型締モータ46の入力軸力FINは以下のように算出される(図2におけるステップS2)。

0089

図5を参照するに、制御装置45において入力される信号に基づいて、電流制御部200から所定の値を有する電流を流す指令である電流指令値Tcmdがパワーモジュール(PM)201に与えられる。パワーモジュール(PM)201において電流指令値Tcmdに相当する電圧値が設定されて型締モータ46が作動させられる。また、型締モータ46に入力された電流の実測値Imを図示を省略する電流センサで最適なセンサゲインCTにより検出し、偏差がゼロになるようにフィードバック制御している。

0090

なお、特許請求の範囲に記載の「電流値」とは、上述の電流指令値Tcmd及び電流センサで検出されフィードバック制御された電流値の何れをも意味する。

0091

図4に示す射出モータ29の場合と同様に、前記電圧値と、型締モータ46における電気エネルギを機械エネルギに変換する変換特性を表すモータ物理モデル210と、によりモータ出力トルクTMOが算出される。

0092

型締モータ46の場合は、トグル機構57(図1参照)により減速され、更に、図6に示されるようにトグル機構57の減速比KBが可動プラテン52の位置POSにより変化する。即ち、可動プラテン52が前進(図1において左から右への方向に移動)すればするほどトグル機構57の減速比KBは上昇し、型締モータ46は減速する。即ち、モータ出力トルクTMOから入力軸力FINを算出する際には、図5に示すように、ベルト28や運動方向変換機構等の機械の伝達特性を表す機械伝達関数220のみならず、減速比KBも考慮する必要がある。

0093

そこで、可動プラテン52の位置POSを型締モータ46の回転角度から算出し、これをも用いて入力軸力FINが算出される。

0094

即ち、電流指令値Tcmdに比例してモータ出力トルクTMOが発生し、かかるモータ出力トルクTMO可動プラテン52の位置POSから型締モータ46の入力軸力FINが算出される。

0095

制御装置45の比較手段は、このようにして算出された入力軸力FINの値と、実際に型締モータ46によりクロスヘッド60に伝達されタイバーセンサ48により検出された検出値FLCと、を比較し(図2におけるステップS3)、タイバーセンサ48の検出値FLCと算出された型締モータ46の入力軸力FINとの差を算出する。

0096

当該差が、所定の許容範囲、例えば、算出された入力軸力FINの値の±約5%以内であればタイバーセンサ48は正常であると判断され、また、当該許容範囲を越えていればタイバーセンサ48は異常であると判断される。

0097

具体的には、制御装置45の表示部に、上述の電流指令値Tcmdとタイバーセンサ48により検出された検出値FLCとの双方を表示され、又は、図3に示すような型締モータ46の入力軸力FIN又は電流指令値Tcmdとタイバーセンサ48により検出された検出値FLCとの相関関係が表示される。

0098

これにより、射出成形機1のオペレータは、サービスマン等を呼び出して射出成形機1を分解してタイバーセンサ48を射出成形機1から外すことなく、タイバーセンサ48の出力異常等の異常作動を容易に把握することができる。

0099

ところで、上述のロードセル35及びタイバーセンサ48の異常を検出する処理は、当該ロードセル35及びタイバーセンサ48の原点調整後に、また原点調整を行う度に、実行することが望ましい。原点調整が行われた度にロードセル35及びタイバーセンサ48の異常を検出する処理を行い、その結果を履歴として保存することにより、射出成形機の定期診断の際の材料とすることができる。

0100

以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明は特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。

0101

上述の実施の形態では、金型装置70の型締力はタイバーセンサ48によって検出される構造を例に説明したが、本発明はこの構造に限られない。例えば、図7に示す構造に本発明を適用することができる。

0102

ここで、図7は、本発明が適用される射出成形機の型締装置の他の例の概略構成を示す図である。なお、図1で示した箇所と同じ箇所には同じ符号を付してその説明を省略する。

0103

図7を参照するに、この例では、可動金型51は可動金型取付板150に取り付けられている。かかる可動金型取付板150と可動プラテン52との間にロードセル151が設けられている。ロードセル151は、図1に示すタイバーセンサ48と同様に、金型装置70に実際に印加されている型締力を検出する。

0104

ロードセル151により検出された検出値FLCと、算出された入力軸力FINの値と、を比較し、両者の差が、所定の許容範囲以内であればロードセル151は正常であると判断され、また、当該差が前記所定の許容範囲を越えていればロードセル151は異常であると判断され、その旨が制御装置45の表示部に表示される。

0105

従って、この例の場合も、射出成形機1のオペレータは、サービスマン等を呼び出して射出成形機1を分解してロードセル151を射出成形機1から外すことなく、ロードセル151の出力異常等の異常作動を容易に把握することができる。

図面の簡単な説明

0106

本発明が適用される射出成形機の一例としてのスクリュ式電動射出成形機の概略構成を示す図である。
本発明による、射出成形機に設けられた圧力検出器の異常を検出する方法の実施の形態の基本概念を示したフローチャートである。
図2に示すフローチャート中に記載ある駆動部の入力軸力FINと圧力検出器の検出値FLCとの相関関係を示すグラフである。
図1における射出装置における図2に示すステップS2を説明するための図である。
図1に示す型締装置における図2に示すステップS2を説明するための図である。
図1に示すトグル機構の減速比と、可動プラテンの位置との関係を示したグラフである。
本発明が適用される射出成形機の型締装置の他の例の概略構成を示す図である。

符号の説明

0107

5 接触部
11負荷プレート
20射出装置
23スクリュ
29射出モータ
35ロードセル
45制御装置
46型締モータ
48タイバーセンサ
50型締装置
51可動金型
52可動プラテン
53 固定金型

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