JP2012250360A - 成形機、及び射出制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】射出工程中の不具合の抑制を図ることができる成形機を提供する。
【解決手段】一つの実施形態に係る成形機１は、固定金型１１が取り付けられる固定盤３と、移動金型１２が取り付けられる移動盤４と、移動盤４を進退させ、移動金型１２と固定金型１１との型締を行う型締駆動機構６と、前記型締の状態に関する情報を検出する検出部３１と、射出装置７と、射出工程中に検出部３１からの情報を監視し、前記情報から得られた数値により射出装置７の射出圧力を抑制するように制御する制御手段８とを具備する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、射出装置を備えた成形機、及び成形機の射出制御方法に関する。

成形中の異常を検知する種々の成形機が提案されている。

特許文献１には、型締力を検出するタイバーセンサを用い、成形中の型締力を検出して監視する射出成形機が開示されている。この射出成形機では、射出によってもたらされた樹脂充填圧が型締完了時の型締力よりも所定量以上大きくなった時に、樹脂充填圧が異常であると判断し、成形動作を直ちに中断する。

特許文献２には、型締完了時のタイバーの伸び量を基準として、射出工程中のタイバーの伸び量を検出する射出成形方法が開示されている。この射出成形方法では、タイバーの伸び量の検出値を型開量に換算して波形表示し、その波形表示による型開量から成形品の射出成形に適正な型締力が設定される。

特許文献３には、予め定められた最大型締力Ｐ_Ｍを初期型締力として射出成形を行う射出成形機が開示されている。この射出成形機では、予め設定された設定最大プラテン間距離Ｌ_ｍａｘに対する最大プラテン間距離の超過量ｅが許容超過量Ｅを超えるまで初期型締力を所定量ΔＰずつ減じながら射出成形が繰り返される。そして、超過量ｅが許容超過量Ｅを超えた場合に、その直前のショットにおける初期型締力を最適値として量産成形が行われる。

特許文献４には、射出充填中の射出圧力を検出する射出成形機が開示されている。この射出成形機では、得られた圧力検出値Ｄｐに予め設定した所定の係数を乗ずることにより、当該圧力検出値Ｄｐを型締力目標値Ｆｃに変換し、得られた型締力目標値Ｆｃで型締力が制御される。

特許文献５には、固定金型と可動金型の間の型開量Ｌを検出する型開量センサと、この型開量センサからの検出信号を用いて駆動源を制御する制御部とを有した射出成形機が開示されている。この射出成形機の制御部は、型閉が完了した後は金型を閉じるために必要な最低の型締力Ｆ_１で締結を行い、樹脂の充填が開始されると、充填工程の間、前記型開量が一定値Ｌ_０となるように前記駆動源を制御する。

特開２００８−１０２８号公報 特開２００４−１６０６８２号公報 特開平８−６６９５１号公報 特開平８−２５２８４９号公報 特開平７−１００８９３号公報

成形機の射出工程中の最大射出圧力は、基本的にオペレータが自由に設定することができる。設定された射出圧力が高すぎる場合、型締力が不足し、金型が開き、成形品にバリが発生するなどの不具合を招く可能性がある。

本発明の目的は、射出工程中の不具合の抑制を図ることができる成形機及び射出制御方法を提供することである。

前記目的を達成するために、本発明の一つの形態に係る成形機は、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、前記移動金型と前記固定金型との型締を行う型締駆動機構と、前記型締の状態に関する情報を検出する検出部と、射出装置と、射出工程中に前記検出部からの情報を監視し、前記情報から得られた数値により前記射出装置の射出圧力を抑制するように制御する制御手段とを具備する。

前記目的を達成するために、本発明の一つの形態に係る射出制御方法は、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、前記移動金型と前記固定金型との型締を行う型締駆動機構と、前記型締の状態に関する情報を検出する検出部と、射出装置と、を備えた成形機において、射出工程中に前記検出部からの情報を監視し、前記情報から得られた数値により前記射出装置の射出圧力を抑制するように制御する。

本発明によれば、射出工程中の不具合の抑制を図ることができる。

第１の実施形態に係る成形機の側面図。 図１中に示された制御部の構成を模試的に示すブロック図。 図１中に示された成形機の射出工程を示すフローチャート。 図１中に示された成形機の型締力と射出圧力の関係を示すグラフ。 第２の実施形態に係る成形機の型締力と射出圧力との関係を示すグラフ。 第３の実施形態に係る成形機の型締力と射出圧力との関係を示すグラフ。 第３の実施形態の変形例に係る成形機の型締力と射出圧力との関係を示すグラフ。 第４の実施形態に係る成形機の側面図。 図８中に示された成形機の金型間距離と射出圧力の関係を示すグラフ。 第５の実施形態に係る成形機の金型間距離と射出圧力との関係を示すグラフ。 第６の実施形態に係る成形機の金型間距離と射出圧力との関係を示すグラフ。 第６の実施形態の変形例に係る成形機の金型間距離と射出圧力との関係を示すグラフ。 第１の実施形態と関連した成形機の型締力と射出圧力との関係を示すグラフ。

以下、いくつかの実施形態について、図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１乃至図４は、本発明の第１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、フレーム２、固定盤３、移動盤４、タイバー５、型締駆動機構６、射出装置７、及び制御部８を備えている。

フレーム２は、射出成形機１の土台を形成している。フレーム２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３は、フレーム２上に固定されている。固定盤３には、固定金型１１が取り付けられる。タイバー５は、例えば４本設けられている。タイバー５の一端部（第１の端部）は、固定盤３に固定されている。タイバー５は、固定盤３から移動盤４を通り越して、型締駆動機構６まで延びている。

移動盤４は、フレーム２のリニアガイド上に載置されている。移動盤４は、タイバー５またはリニアガイドに案内され、固定盤３に近付く方向と固定盤３から離れる方向とに進退可能である。移動盤４には、移動金型１２が取り付けられる。移動金型１２は、固定金型１１に対向する。移動金型１２と固定金型１１とが合わされることで、移動金型１２と固定金型１１との間に製品形状に対応した空間が形成される。

型締駆動機構６は、移動盤４に対して、固定盤３とは反対側に設けられている。型締駆動機構６の一例は、トグル機構である。なお、型締駆動機構６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６は、例えば、トグルサポート１３（圧受盤）、トグル機構駆動部１４、クロスヘッド１５、第１のトグルレバー１６、第２のトグルレバー１７、及びトグルアーム１８を備えている。

トグルサポート１３は、トグル型締装置の支持部であり、フレーム２上に支持されている。トグルサポート１３には、タイバー５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１４は、トグルサポート１３に設けられ、例えば、型締サーボモータ２１、ボールねじ２２、及び伝達機構２３を備えている。

ボールねじ２２の先端部には、クロスヘッド１５が取り付けられている。ボールねじ２２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２２が回転されることで、クロスヘッド１５が移動盤４に向けて進退（図１中で左右方向の移動）される。

伝達機構２３は、例えば回転体２３ａ（例えばプーリ）と、この回転体２３ａに掛けられた線状体２３ｂ（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２３は、型締サーボモータ２１の回転をボールねじ２２に伝達する。これにより、型締サーボモータ２１が回転されると、クロスヘッド１５が進退される。

第１のトグルレバー１６は、クロスヘッド１５に連結されている。第２のトグルレバー１７は、トグルサポート１３と第１のトグルレバー１６との間に設けられている。トグルアーム１８は、第２のトグルレバー１７と移動盤４との間に設けられている。トグルサポート１３と第２のトグルレバー１７との間、第１のトグルレバー１６と第２のトグルレバー１７との間、第２のトグルレバー１７とトグルアーム１８との間、クロスヘッド１５と第１のトグルレバー１６との間、及びトグルアーム１８と移動盤４との間は、それぞれ揺動可能にリンク結合されている。

クロスヘッド１５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１５が前進（図１中で右方向に移動）すると、移動盤４が固定盤３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４に加わり、移動金型１２と固定金型１１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。

図１に示すように、本実施形態の射出成形機１は、型締状態（型閉状態）に関する情報を検出する検出部３１を有する。本実施形態に係る検出部３１は、例えば型締力に関する情報を検出する。検出部３１は、例えばタイバー５に設けられている。検出部３１は、例えばタイバー５の伸び量を検出する。タイバー５の伸び量は、「型締力に関する情報」の一例である。

検出部３１は、検出した型締力に関する情報（型締状態に関する情報／型締の状態に関する情報）を制御部８に送る。なお、「型締力に関する情報（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の値に限らず、その情報に基づき制御部８が型締力（または型締状態）を割り出す（算出する）ことができる情報でもよい。検出部３１は、１つでもよく、複数設けられてもよい。複数の検出部３１を設ける場合は、４本のタイバー５のそれぞれ、又は対角に位置した２つのタイバー５のそれぞれに検出部３１を設けてもよい。

検出部３１は、上記例に限らず、例えば型締サーボモータ２１の回転数またはトルクを検出するセンサでもよい。制御部８は、例えば型締サーボモータ２１の回転数またはトルクなどの情報から型締力を割り出してもよい。

また、検出部３１は、例えば型締駆動機構６に含まれる１つ又は複数の部材の位置から型締の状態に関する情報を得るものでもよい。検出部３１の一例は、例えばクロスヘッド１５の位置を検出するセンサである。ここで、クロスヘッド１５の位置を検出するセンサは、直接にクロスヘッド１５の位置を検出する位置センサだけでなく、型締サーボモータ２１の回転数またはトルクなどを測定するセンサなど、センサの検出結果から制御部８を用いてクロスヘッド１５の位置を検出することができるセンサであれば特に限定されない。クロスヘッド１５の位置を検出することでも、型締力に関する情報を得ることができる。なお、検出部３１は、その他のセンサであってもよい。

次に、射出装置７について説明する。
射出装置７は、固定盤３の背後に設けられている。射出装置７は、加熱バレル４１、スクリュ４２、計量部４３、及び射出装置駆動部４４を備えている。加熱バレル４１は、溶湯材料を金型内に注入するノズル４１ａを備えるとともに、ホッパ４５に接続されている。スクリュ４２は、加熱バレル４１の内部で進退自在（図１中で左右方向に移動可能）に設けられている。

計量部４３は、計量用サーボモータ４６と、この計量用サーボモータ４６の回転をスクリュ４２に伝える伝達機構４７とを有する。伝達機構４７は、例えば回転体４７ａ（例えばプーリ）と、この回転体４７ａに掛けられた線状体４７ｂ（例えばタイミングベルト）などで構成されている。計量用サーボモータ４６が駆動され、加熱バレル４１内でスクリュ４２が回転されると、原料の樹脂がホッパ４５から加熱バレル４１内に導入される。導入された樹脂は、加熱及び混練されながら加熱バレル４１の先端側に送られ、溶融樹脂となって加熱バレル４１の先端部分に貯えられる。ここで、原料は樹脂に限定されることはなく、金属、ガラス、ゴム、炭素繊維を含む炭化化合物など成形材料として用いることができるものであれば何でもよい。

射出装置駆動部４４は、射出用サーボモータ５１、ボールねじ５２、及び伝達機構５３を有する。ボールねじ５２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、スクリュ４２に連動している。ボールねじ５２が回転されることで、加熱バレル４１内でスクリュ４２が進退（図１中で左右方向の移動）される。

伝達機構５３は、例えば回転体５３ａ（例えばプーリ）と、この回転体５３ａに掛けられた線状体５３ｂ（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５３は、射出用サーボモータ５１の回転をボールねじ５２に伝達する。これにより、射出用サーボモータ５１が回転されると、スクリュ４２が進退される。なお、射出装置駆動部４４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。

射出装置７は、該射出装置７の射出圧力に関する情報を検出する射出圧力検出部５５を備えている。なお射出圧力検出部５５は、図中の位置にあるものに限らず、射出装置７のその他の位置に設けてもよい。射出圧力検出部５５は、検出した射出圧力に関する情報を制御部８に送る。なお、「射出圧力に関する情報」とは、直接に計測された射出圧力の値に限らず、その情報に基づき制御部８が射出圧力を割り出す（算出する）ことができる情報でもよい。なお、直接に計測される射出装置７の射出圧力は、例えば、射出圧力検出部５５を圧力センサとすることにより得られる。また、射出圧力に関する情報に基づき制御部８が割り出す射出装置７の射出圧力は、例えば、射出用サーボモータ５１の駆動を制御することで、すなわちスクリュ４２の前進速度（射出速度）を制御することで、制御される。

図１に示すように、射出成形機１は、マン・マシン・インターフェイス（以下、ＭＭＩ／Ｆ）６０を有する。ＭＭＩ／Ｆ６０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／Ｆ６０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／Ｆ６０を通じて入力可能な情報の一例は、例えば射出装置７の射出工程中の最大射出圧力の設定値Ｐ１や、型締力の設定値、通常モードから後述する射出圧力抑制モードへ移行する条件の設定などである。

制御部８は、「制御手段」の一例である。制御部８は、射出工程中に検出部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、射出装置７の射出圧力を抑制するように制御する。つまり、制御部８は、射出工程中に検出部３１からの情報を監視し、その情報から得られた数値により（数値に基づき）射出装置７の射出圧力を抑制するように制御する。

本実施形態では、制御部８は、検出部３１の情報から得られた射出開始時の型締の状態に関する数値を記憶し、この数値を前記閾値として使用する。また本実施形態では、制御部８は、射出開始時の型締力を前記閾値として使用する。すなわち、制御部８は、検出部３１の情報から得られた射出工程中の型締力の値が、前記閾値として設定された射出開始時の型締力の値を超えた時に、射出圧力を制御する。

詳しく述べると、制御部８の一例は、情報処理部６１、設定部６２、記憶部６３、及び射出装置制御部６４を含む。なおこれらの機能はそれぞれ独立して設けられてもよいが、いくつかの機能が複合して設けられてもよい。

設定部６２は、ＭＭＩ／Ｆ６０を通じて入力された情報を格納する。設定部６２は、例えば、オペレータから入力された最大射出圧力の設定値Ｐ１（第１の設定値、または初期設定値）や、型締力の設定値、通常モードから射出圧力抑制モードへ移行する条件の設定などに関する情報を格納する。記憶部６３は、検出部３１の情報から得られた射出開始時（型締完了時）の型締状態に関する情報を格納する。本実施形態では、記憶部６３は、射出開始時の型締力の値を記憶する。

射出装置制御部６４は、射出用サーボモータ５１の駆動を制御する。射出装置制御部６４は、例えば射出用サーボモータ５１の駆動を制御することで、射出装置７の射出圧力を制御する。射出装置制御部６４は、射出圧力検出部５５から射出圧力に関する実測値を受け取る。射出装置制御部６４は、射出圧力検出部５５からの実測値を参照しながら、射出圧力の大きさを任意の値に制御する。射出装置制御部６４は、通常モードでは、オペレータから入力された最大射出圧力の設定値Ｐ１に基づき、すなわち該最大射出圧力の設定値Ｐ１を超えないように射出圧力を制御する。

情報処理部６１は、設定部６２との間で情報をやり取りし、オペレータから入力された最大射出圧力の設定値Ｐ１や、型締力の設定値、通常モードから射出圧力抑制モードへ移行する条件の設定などを参照する。

また情報処理部６１は、監視部の一例であり、検出部３１から送られた型締状態に関する情報、例えば型締力に関する情報を監視する。情報処理部６１は、検出部３１の情報から得られた射出工程中の型締力の値を、記憶部６３に格納された「射出開始時の型締力の値」と比較し、大小関係を判定する。情報処理部６１は、射出工程中の型締力の値が、射出開始時の型締力の値を超えた時に、オペレータが設定した最大射出圧力の設定値Ｐ１を過大と認定し、通常モードから射出圧力抑制モードへ移行させる。

射出圧力抑制モードの一例では、制御部８は、射出装置７の射出圧力の設定値（例えば最大射出圧力の設定値）を、該設定値から引き下げられた新しい設定値に自動で更新し、この新しい設定値に基づき、検出部３１の情報から得られる数値が前記閾値以下に低下するように射出圧力を制御する。

本実施形態では、制御部８は、射出工程中の型締力の値が、記憶部６３に記憶された射出開始時の型締力の値（すなわち閾値）を超えて上昇を始めた時（図４中のｔ１）の射出圧力の値を、それ以降の射出圧力の最大値として設定する。そして、この最大値を超えないようにそれ以降の射出圧力が制御される。すなわち、図４中のｔ１の射出圧力の値を、新しい最大射出圧力の設定値Ｐ２（第２の設定値）として初期の設定値Ｐ１から更新し、この新しい設定値Ｐ２に基づき、それ以降の射出圧力が制御される。

次に、本実施形態の制御部８の作用について、図３及び図４を参照して説明する。ただし、図４において、時間ｔ１以降の射出圧力と型締力の波形で山を描いている部分は、説明の都合上、誇張して説明している。

図３に示すように、まず、射出開始時の型締力に関する情報が検出部３１によって検出される。この情報は、制御部８に送られ、必要に応じて加工されて閾値として記憶部６３に格納される（ステップＳ１１）。図４に示すように、本実施形態の射出工程中の型締力の大きさは、例えば射出開始時から一定に制御される。すなわち、本実施形態の射出工程中の型締力は、オペレータから入力された最大射出圧力の設定値Ｐ１が過大でない限り、射出開始時の値に保たれる。制御部８は、通常モードで制御を行い、オペレータから設定された最大射出圧力の設定値Ｐ１を超えない範囲で射出圧力が制御される。

図３に示すように、検出部３１は、射出工程中の型締力に関する情報を検出し、その情報を制御部８に送る（ステップＳ１２）。制御部８は、検出部３１の情報から得られた射出工程中の型締力の値を、記憶部６３に格納された射出開始時の型締力の値と比較する（ステップＳ１３）。そして、射出工程中の型締力が、射出開始時の型締力の値（すなわち閾値）よりも小さい状態が射出工程完了まで続けば、通常モードで射出工程が完了される。

一方で、オペレータが設定した最大射出圧力の設定値Ｐ１が高すぎる場合、図４に示すように、射出圧力の増加に伴い、金型が開こうとし、これにより射出工程中の型締力が増加する。図３に示すように、制御部８は、射出工程中の型締力の値を、射出開始時の型締力の値と比較し、射出工程中の型締力が、射出開始時の型締力の値よりも大きくなると、型締力の増加を検知する（ステップＳ１４）。

制御部８が型締力の増加を検知すると、制御部８は、射出成形機１の動作を通常モードから射出圧力抑制モードに移行させる。具体的には、図３及び図４に示すように、射出工程中の型締力が閾値を越えて上昇を開始したタイミング（図４中のｔ１）の射出圧力を、射出工程中の新しい最大射出圧力の設定値Ｐ２として設定し直す（ステップＳ１５）。すなわち、制御部８は、それ以降の射出工程では、この新しい最大射出圧力の設定値Ｐ２を超えないように射出圧力を制御する。

これにより、図４に示すように、型締力が上昇を開始したタイミング以降の射出圧力は抑制される。射出圧力は、低く設定され直した新しい最大射出圧力の設定値Ｐ２まで低下し、例えばこの新しい最大射出圧力の設定値Ｐ２で維持される。これに伴い、射出工程中の型締力は、射出開始時の値（すなわち閾値）まで低下し、この射出開始時の値で維持される。そして、図３に示すように、射出工程が完了する（ステップＳ１６）。

このような構成によれば、射出工程中の不具合を抑制することができる。
ここで比較のため、本実施形態の制御部８を有しない射出成形機について図１３を参照して説明する。図１３に示すように、オペレータが設定した最大射出圧力の設定値Ｐ１が高すぎる場合、射出圧力の増加に伴い、射出工程中の型締力が増加する。そして、オペレータが設定した最大射出圧力の設定値Ｐ１に達するまで射出圧力が増加し、その時点まで型締力も増加し続ける。

オペレータが設定した射出圧力の設定値が高すぎる場合、射出圧力に対して型締力が不足し、金型が開き、成形品のバリ発生や金型破損などの不具合を招く可能性がある。トグル式型締装置の場合、型締力が増加し、型締装置が破損する可能性がある。

一方で、本実施形態に係る射出成形機１は、射出工程中に検出部３１からの情報を監視し、前記情報から得られた数値が予め設定された閾値を越えた時に、射出装置７の射出圧力を抑制するように制御する制御部８を有する。これにより、射出工程中の型締力が大きく増加する前に、射出圧力が抑制され、成形品にバリが発生する可能性が小さくなる。その結果、成形不良を抑制でき、高効率に成形品の生産を行うことが可能となる。また、射出工程中の型締力の増加が抑制されるので、金型や型締装置の破損を抑制することができる。

本実施形態では、制御部８は、前記数値が前記閾値を越えて増加を始めた時の射出圧力を、射出圧力の最大値として設定し、この最大値を越えないようにそれ以降の射出圧力を制御する。これによれば、型締力が過大にならない範囲で比較的大きな射出圧力を維持することができるので、射出圧力を低下させることによる充填不足などの不具合を抑制することができる。

次に、第１の実施形態の一つの変形例に係る射出成形機１及び射出制御方法について説明する。一般的に射出工程では、例えば、検出部３１の特性や制御部８での演算などによってもたらされる（引き起こされる）誤差により、型締力の値が多少なりともバラつくことがある。例えば５０［ＭＰａ］の型締力で型締した場合でも、４９．９［ＭＰａ］または４９．８［ＭＰａ］など、多少バラつくことがある。

本変形例は、上記誤差を考慮したものであり、制御部８は、射出工程中の監視区間において、所定のサンプリング周期（制御周期）を設定し、このサンプリング周期毎に型締の状態に関する数値（例えば型締力）を監視する。すなわち、制御部８は、所定の時間間隔で、型締の状態に関する数値を継続的に監視する。そして、あるサンプリング周期（制御周期）の時点での閾値として、その一つ前（すなわち直前）のサンプリング周期の時に検出された型締の状態に関する数値を使用する。すなわち、制御部８は、例えば射出工程中の型締力が、一つ前のサンプリング周期の時に得られた型締力を超えた時に、射出圧力抑制モードに移行させる。なお「サンプリング周期の時」とは、いわゆる「サンプリング周期時（制御周期時）」のことであり、それぞれ所定の長さを有する複数のサンプリング周期のなかの、ある時点において実行されているサンプリング周期を指す。

一例としては、例えば射出開始時の型締力が５０［ＭＰａ］であった場合、本変形例の制御部８は、射出開始時の型締力が５０［ＭＰａ］ということに関わらず、射出工程中、常に型締力を監視し、射出工程中のある時点での型締力がその一つ前のサンプリング周期の時に得られた型締力を超えた時、その時の射出圧力を射出工程中の最大射出圧力として射出圧力制御を行う。このような構成によっても、上記第１の実施形態と同様に、射出工程中の不具合を抑制することができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る射出成形機１及び射出制御方法について、図５を参照して説明する。なお上記第１の実施形態の構成と同一または類似の機能を有する構成は、同一の符号を付してその説明を省略する。また下記に説明する以外の構成は、上記第１の実施形態と同じである。

本実施形態では、制御部８は、検出部３１の情報から得られた射出開始時の型締の状態に関する数値に、予め設定された数値またはユーザ設定により入力された数値を加えたものを前記閾値として使用する。

制御部８の一例は、射出開始時の型締力の値に、例えば射出成形機１の内部パラメータとして予め設定された値、またはＭＭＩ／Ｆ６０を通じてオペレータから入力された値を加えた数値を、前記閾値（型締力上限値）として使用する。制御部８は、射出工程中の型締力の値がこの閾値（型締力上限値）を超えたときに、オペレータが設定した最大射出圧力の設定値Ｐ１を過大と認定し、通常モードから射出圧力抑制モードへ移行させる。

なお制御部８は、上記構成に代えて、射出工程中の所定のサンプリング周期毎に型締の状態に関する数値（例えば型締力）を監視し、一つ前のサンプリング周期の時に検出された型締の状態に関する数値（例えば型締力）に予め設定された数値またはユーザ設定により入力された数値を加えたものを前記閾値として使用するようにしてもよい。

なお、制御部８は、上記２つの構成に代えて、型締力上限値の絶対値（閾値の絶対値）を、内部パラメータで予め設定された値またはオペレータから入力された値で設定してもよい。すなわち、制御部８は、射出工程中の型締力が内部パラメータで予め設定された値またはオペレータから入力された値を超えた時に、通常モードから射出圧力抑制モードへ移行させる。

これらの構成によっても、上記第１の実施形態と同様に、射出工程中の不具合を抑制することができる。また、前記閾値としての型締力上限値を任意に設定することができるので、射出工程の制御に関する自由度が高まる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係る射出成形機１及び射出制御方法について、図６を参照して説明する。なお上記第１の実施形態の構成と同一または類似の機能を有する構成は、同一の符号を付してその説明を省略する。また下記に説明する以外の構成は、上記第１の実施形態と同じである。

図６に示すように、本実施形態では、射出工程中の型締力は射出開始時から一定ではなく、射出開始時から増加する。本実施形態では、射出開始時の型締力に代えて、種々の値を前記閾値として使用することができる。例えば、射出開始から所定時間経過後の型締力の値を、前記閾値として使用してもよい。

また、図７は、本実施形態の一つの変形例を示す。図７に示す変形例では、上記第２の実施形態と同様に、予め設定された数値またはユーザ設定により入力された数値に基づき前記閾値が設定されてもよい。

これらの構成によっても、上記第１の実施形態と同様に、射出工程中の不具合を抑制することができる。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態に係る射出成形機１及び射出制御方法について、図８及び図９を参照して説明する。なお上記第１の実施形態の構成と同一または類似の機能を有する構成は、同一の符号を付してその説明を省略する。また下記に説明する以外の構成は、上記第１の実施形態と同じである。

図８に示すように、本実施形態の射出成形機１は、型締状態（型閉状態）に関する情報（型締の状態（型閉の状態）に関する情報）を検出する検出部３１として、金型間距離に関する情報を検出する型開き量センサを有する。検出部３１の一例は、固定金型１１及び移動金型１２の少なくとも一方に取り付けられた距離センサであり、固定金型１１と移動金型１２の間の金型間距離に関する情報を検出する。なお「金型間距離に関する情報」とは、直接に計測された金型間距離の値に限らず、この情報に基づき制御部８が金型間距離を割り出す（算出する）ことができる情報でもよい。検出部３１は、１つでもよく、複数設けられてもよい。

なお、検出部３１は、上記例に限らず、移動盤４及び固定盤３の少なくとも一方に取り付けられた距離センサや、型締装置に設けられたビジョンセンサ（カメラやビデオカメラ）でもよい。距離センサの駆動原理は、光学式、磁気式、磁歪式、超音波式、抵抗体（ポテンションメータ）式、作動トランス式など種々のものがあり、またそれぞれに回転式と直線式の何れかまたは双方のものがあるが、これらは適宜、適用可能である。距離センサとしては、直線式のものが好ましいが、回転式のものであれば、ラックとピニオンを用いて直線式に変換して使用してもよい。またビジョンセンサは、例えばスタンドに取り付けられ、型締装置とは別体に設けられてもよい。また、検出部３１は、型締力に関する情報の一例であるタイバー５の伸び量や、クロスヘッド１５の位置など、型締力に関する情報を検出し、この情報に基づき制御部８で金型間距離を割り出す（算出する）ことにより、金型間距離に関する情報を検出してもよい。

図９に示すように、本実施形態では、制御部８は、射出開始時の金型間距離の値を前記閾値として使用する。制御部８は、検出部３１の情報から得られた射出工程中の金型間距離の値が、前記閾値として設定された射出開始時の金型間距離の値を超えた時に、射出圧力を制御する。

詳しく述べると、記憶部６３は、射出開始時の金型間距離の値を記憶する。情報処理部６１は、検出部３１から送られた金型間距離に関する情報を監視する。情報処理部６１は、検出部３１の情報から得られた射出工程中の金型間距離の値を、記憶部６３に格納された「射出開始時の金型間距離の値」と比較し、大小関係を判定する。情報処理部６１は、射出工程中の金型間距離の値が、射出開始時の金型間距離の値を超えた時に、オペレータが設定した最大射出圧力の設定値Ｐ１を過大と認定し、通常モードから射出圧力抑制モードへ移行させる。その他の詳細は、例えば第１の実施形態の「型締力」との文言を「金型間距離」と読み直して適用することができる。

なお、第１の実施形態の変形例と同様に、制御部８は、射出工程中の監視区間において、所定のサンプリング周期（制御周期）を設定し、このサンプリング周期毎に金型間距離を監視してもよい。すなわち、制御部８は、所定の時間間隔で、金型間距離を継続的に監視する。そして、あるサンプリング周期（制御周期）の時点での閾値として、一つ前のサンプリング周期の時に検出された金型間距離の値を使用する。すなわち、制御部８は、例えば射出工程中の金型間距離の値が、一つ前のサンプリング周期の時に得られた金型間距離の値を超えた時に、射出圧力抑制モードに移行させる。

（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態に係る射出成形機１及び射出制御方法について、図１０を参照して説明する。なお上記第１の実施形態の構成と同一または類似の機能を有する構成は、同一の符号を付してその説明を省略する。また下記に説明する以外の構成は、上記第４の実施形態と同じである。

本実施形態では、上記第２の実施形態と同様に、例えば内部パラメータとして予め設定された数値またはユーザ設定により入力された数値により前記閾値が設定される。

制御部８の一例は、射出開始時の金型間距離の値に、例えば射出成形機１の内部パラメータとして予め設定された値、またはＭＭＩ／Ｆ６０を通じてオペレータから入力された値を加えた数値を、閾値（金型間距離の上限値）として使用する。制御部８は、射出工程中の金型間距離の値がこの閾値（金型間距離の上限値）を超えたときに、オペレータが設定した最大射出圧力の設定値Ｐ１を過大と認定し、通常モードから射出圧力抑制モードへ移行させる。

なお制御部８は、上記構成に代えて、射出工程中の所定のサンプリング周期毎に金型間距離の値を監視し、一つ前のサンプリング周期の時に検出された金型間距離の値に予め設定された数値またはユーザ設定により入力された数値を加えたものを前記閾値として使用してもよい。

なお、制御部８は、上記２つの構成に代えて、金型間距離の上限値の絶対値（閾値の絶対値）を、内部パラメータで予め設定された値またはオペレータから入力された値で設定してもよい。すなわち、制御部８は、射出工程中の金型間距離が内部パラメータで予め設定された値またはオペレータから入力された値を超えた時に、通常モードから射出圧力抑制モードへ移行させてもよい。

これらの構成によっても、上記第４の実施形態と同様に、射出工程中の不具合を抑制することができる。また、前記閾値としての金型間距離の上限値を任意に設定することができるので、射出工程の制御に関する自由度が高まる。

（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態に係る射出成形機１及び射出制御方法について、図１１を参照して説明する。なお上記第１の実施形態の構成と同一または類似の機能を有する構成は、同一の符号を付してその説明を省略する。また下記に説明する以外の構成は、上記第４の実施形態と同じである。

本実施形態では、上記第３の実施形態に類似しており、射出工程中の金型間距離は一定ではなく、射出開始時から減少する。本変形例では、射出開始時の金型間距離に代えて、種々の値を前記閾値として使用することができる。例えば、射出開始から所定時間経過後の金型間距離の値を、前記閾値として使用してもよい。

図１２は、本実施形態の変形例を示す。図１２に示す変形例は、本実施形態に上記第３の実施形態の変形例を適用したもので、例えば、本実施形態の射出工程中の金型間距離と、予め設定された数値またはユーザ設定により入力された数値に基づき前記閾値が設定されてもよい。

これらの構成によっても、上記第１の実施形態と同様に、射出工程中の不具合を抑制することができる。

以上、第１乃至第６の実施形態及びいくつかの変形例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。各実施形態に係る構成要素は、適宜組み合わせて実施することができる。また、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。

上記第１乃至第６の実施形態では、制御部８は、検出部３１の情報から得られた数値が閾値を越えた時の射出圧力を、射出圧力の新しい設定値Ｐ２としているが、これに限られるものではない。制御部８は、例えば予め設定された内部パラメータまたはユーザ設定にて、射出圧力の任意の低減値が設定されていてもよい。すなわち、最大射出圧力の設定値Ｐ１を、任意の設定量だけ小さくして新しい設定値Ｐ２としてもよい。

通常モードから射出圧力抑制モードに移る条件の閾値は、型締力の値や金型間距離の値に限られず、例えば型締力や金型間距離とは異なる他の要素に関する値であってもよい。また閾値は、射出開始時の値や、内部パラメータまたはユーザ設定により入力された数値に限らず、その他の数値であってもよい。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など他の成形機にも適用することができ、射出成形機と同様の効果を得ることができる。

１…射出成形機、３…固定盤、４…移動盤、６…型締駆動機構、７…射出装置、８…制御部、１１…固定金型、１２…移動金型、３１…検出部。

Claims (28)

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、前記移動金型と前記固定金型との型締を行う型締駆動機構と、
   前記型締の状態に関する情報を検出する検出部と、
   射出装置と、
   射出工程中に前記検出部からの情報を監視し、前記情報から得られた数値が予め設定された閾値を越えた時に、前記射出装置の射出圧力を抑制するように制御する制御手段と、
   を具備したことを特徴とする成形機。
2. 請求項１の記載において、
   前記制御手段は、前記数値が前記閾値を越えた時に、前記数値が前記閾値以下に低下するように射出圧力を制御することを特徴とする成形機。
3. 請求項１または請求項２の記載において、
   前記制御手段は、前記数値が前記閾値を越えて上昇を始めた時の射出圧力の値を、射出工程中の射出圧力の最大値として設定し、この最大値を超えないようにそれ以降の射出圧力を制御することを特徴とする成形機。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項の記載において、
   前記制御手段は、前記検出部の情報から得られた射出開始時の型締の状態に関する数値を記憶し、この数値を前記閾値として使用することを特徴とする成形機。
5. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項の記載において、
   前記制御手段は、前記検出部の情報から得られた射出開始時の型締の状態に関する数値に、予め設定された数値またはユーザ設定により入力された数値を加えたものを前記閾値として使用することを特徴とする成形機。
6. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項の記載において、
   前記制御手段は、射出工程中に所定のサンプリング周期毎に型締の状態に関する数値を監視し、一つ前のサンプリング周期の時に検出された数値を前記閾値として使用することを特徴とする成形機。
7. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項の記載において、
   前記制御手段は、射出工程中に所定のサンプリング周期毎に型締の状態に関する数値を監視し、一つ前のサンプリング周期の時に検出された数値に予め設定された数値またはユーザ設定により入力された数値を加えたものを前記閾値として使用することを特徴とする成形機。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれか１項の記載において、
   前記検出部は、型締力に関する情報を検出し、前記制御手段は、前記検出部の情報から得られた射出工程中の型締力の値が前記閾値として設定された型締力の値を越えた時に、射出圧力を制御することを特徴とする成形機。
9. 請求項１乃至請求項７のいずれか１項の記載において、
   前記検出部は、前記固定金型と前記移動金型との金型間距離に関する情報を検出し、前記制御手段は、前記検出部の情報から得られた射出工程中の金型間距離の値が前記閾値として設定された金型間距離の値を越えた時に、射出圧力を制御することを特徴とする成形機。
10. 請求項９の記載において、
    前記検出部は、距離センサであることを特徴とする成形機。
11. 請求項９の記載において、
    前記検出部は、ビジョンセンサであることを特徴とする成形機。
12. 請求項９の記載において、
    前記検出部は、型締力に関する情報から前記固定金型と前記移動金型との金型間距離に関する情報を検出することを特徴とする成形機。
13. 請求項１乃至請求項９、及び請求項１２のいずれか１項の記載において、
    前記検出部は、前記型締駆動機構に含まれる１つ又は複数の部材の位置から前記型締の状態に関する情報を得ることを特徴とする成形機。
14. 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、前記移動金型と前記固定金型との型締を行う型締駆動機構と、
    前記型締の状態に関する情報を検出する検出部と、
    射出装置と、
    射出工程中に前記検出部からの情報を監視し、前記情報から得られた数値により前記射出装置の射出圧力を抑制するように制御する制御手段と、
    を具備したことを特徴とする成形機。
15. 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、前記移動金型と前記固定金型との型締を行う型締駆動機構と、
    前記型締の状態に関する情報を検出する検出部と、
    射出装置と、
    を備えた成形機において、
    射出工程中に前記検出部からの情報を監視し、前記情報から得られた数値が予め設定された閾値を越えた時に、前記射出装置の射出圧力を抑制するように制御することを特徴とする射出制御方法。
16. 請求項１５の記載において、
    前記数値が前記閾値を越えた時に、前記数値が前記閾値以下に低下するように射出圧力を制御することを特徴とする射出制御方法。
17. 請求項１５または請求項１６の記載において、
    前記数値が前記閾値を越えて上昇を始めた時の射出圧力の値を、射出工程中の射出圧力の最大値として設定し、この最大値を超えないようにそれ以降の射出圧力を制御することを特徴とする射出制御方法。
18. 請求項１５乃至請求項１７のいずれか１項の記載において、
    前記検出部の情報から得られた射出開始時の型締の状態に関する数値を記憶し、この数値を前記閾値として使用することを特徴とする射出制御方法。
19. 請求項１５乃至請求項１７のいずれか１項の記載において、
    前記検出部の情報から得られた射出開始時の型締の状態に関する数値に、予め設定された数値またはユーザ設定により入力された数値を加えたものを前記閾値として使用することを特徴とする射出制御方法。
20. 請求項１５乃至請求項１７のいずれか１項の記載において、
    射出工程中に所定のサンプリング周期毎に型締の状態に関する数値を監視し、一つ前のサンプリング周期の時に検出された数値を前記閾値として使用することを特徴とする射出制御方法。
21. 請求項１５乃至請求項１７のいずれか１項の記載において、
    射出工程中に所定のサンプリング周期毎に型締の状態に関する数値を監視し、一つ前のサンプリング周期の時に検出された数値に予め設定された数値またはユーザ設定により入力された数値を加えたものを前記閾値として使用することを特徴とする射出制御方法。
22. 請求項１５乃至請求項２１のいずれか１項の記載において、
    前記検出部は、型締力に関する情報を検出し、
    前記検出部の情報から得られた型締力の値が前記閾値として設定された型締力の閾値を越えた時に、射出圧力を制御することを特徴とする射出制御方法。
23. 請求項１５乃至請求項２１のいずれか１項の記載において、
    前記検出部は、前記固定金型と前記移動金型との金型間距離に関する情報を検出し、
    前記検出部の情報から得られた金型間距離の値が前記閾値として設定された金型間距離の閾値を越えた時に、射出圧力を制御することを特徴とする射出制御方法。
24. 請求項２３の記載において、
    前記検出部は、距離センサであることを特徴とする射出制御方法。
25. 請求項２３の記載において、
    前記検出部は、ビジョンセンサであることを特徴とする射出制御方法。
26. 請求項２３の記載において、
    前記検出部は、型締力に関する情報から前記固定金型と前記移動金型との金型間距離に関する情報を検出することを特徴とする射出制御方法。
27. 請求項１５乃至請求項２３、及び請求項２６のいずれか１項の記載において、
    前記検出部は、前記型締駆動機構に含まれる１つ又は複数の部材の位置から前記型締の状態に関する情報を得ることを特徴とする射出制御方法。
28. 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、前記移動金型と前記固定金型との型締を行う型締駆動機構と、
    前記型締の状態に関する情報を検出する検出部と、
    射出装置と、
    を備えた成形機において、
    射出工程中に前記検出部からの情報を監視し、前記情報から得られた数値により前記射出装置の射出圧力を抑制するように制御することを特徴とする射出制御方法。

Images