JP3971367B2 - トグル式型締装置の型締力補正方法 - Google Patents

Description

本発明は、生産稼働時に変動する型締力を正規の型締力に補正する際に用いて好適なトグル式型締装置の型締力補正方法に関する。

従来、射出成形機に備える金型を型締するトグル式型締装置は、特公平６−６１８０６号公報等で知られている。トグル式型締装置は、同公報で開示されるように、可動型を支持する可動盤と駆動部により進退変位するクロスヘッド間をトグル機構により連結し、クロスヘッドの加圧力を増圧して可動盤に伝達する機能を有しており、トグル機構がほぼ伸長しきった状態におけるタイバーの伸びに基づいて所定の型締力が発生する。また、型締動作では、通常、図８に示すように、型開位置Ｘａから高速型閉が行われ、予め設定された低速切換位置Ｘｂに達したなら低速型閉に移行する。この低速型閉は、異物検出区間となり、正常に排出されなかった成形品等が異物として検出される。そして、予め設定された高圧切換位置Ｘｃに達したなら高圧型締に移行して高圧型締が行われる。図８中、Ｘｄは型締終了位置を示す。なお、型締動作における負荷トルクＴの変化は、図８に示すようになる。

ところで、トグル式型締装置は、その型締原理から直圧式型締装置とは異なり、金型の加熱温度や外気温等の外乱要因によって金型及びタイバーが僅かに伸縮した場合であっても型締力が大きく変動し、特に、精密成形品を成形する際の品質低下を招くなどの無視できない問題を生じる。図９は、型締力Ｆｍの変化を時間経過に沿って示したものである。同図から明らかなように、金型の昇温前に、正規の型締力Ｆｍ（目標値）として、４００〔ｋＮ〕に設定した場合であっても、金型の昇温後は、金型の熱膨張により、５００〔ｋＮ〕程度まで増加する。そして、金型が昇温した以降は、金型からタイバーに熱伝達するため、タイバーが熱膨張して型締力Ｆｍが徐々に低下する。なお、金型の熱膨張は型締力Ｆｍの増加要因となり、タイバーの熱膨張は型締力Ｆｍの低下要因となる。

このように、トグル式型締装置では、金型の加熱温度や外気温等の外乱要因が、型締力Ｆｍを正確に維持する上で無視できない要因となり、従来、固定ダイプレートに支持された光学式または磁気式のスケールと、可動ダイプレートに設置された位置検出器からなる型厚検出手段により、成形運転中における金型厚または型締力を検出し、この検出値の設定値に対する補正値を型圧調整手段にフィードバックして型締力を一定に保つようにしたトグル式型締装置における型締力制御方法も、特開昭６２−３２０２０号公報で知られている。
特公平６−６１８０６号 特開昭６２−３２０２０号

しかし、上述した従来のトグル式型締装置における型締力制御方法は、次のような問題点があった。

第一に、トグル式型締装置は、上述したように金型の僅かな伸縮により型締力が大きく変動するが、従来の型締力制御方法は、固定ダイプレートに支持されたスケールと可動ダイプレートに設置された位置検出器からなる型厚検出手段により金型厚（型締力）検出するため、いわば僅かな伸縮を検出することになり、結局、型締力を正確に検出することができず、型締力に対する精度の高い補正を行うことができない。

第二に、型厚検出手段により金型厚を直接検出するため、スケールや位置検出器等の別途の型厚検出手段が必要になり、部品点数の増加に伴うコストアップを招くとともに、構成の複雑化、特に、金型周りにおける構成の煩雑化を招いてしまう。

本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決したトグル式型締装置の型締力補正方法の提供を目的とするものである。

本発明に係るトグル式型締装置Ｍｃの型締力補正方法は、上述した課題を解決するため、生産稼働時における型締力Ｆｍを補正するに際し、金型１の閉鎖に伴う物理量の変動量が予め設定した閾値Ｔｓ，Ｖｓ，Ａｓ，Ｅｓ，Ｘｓに達したことに基づいて金型１の閉鎖点Ｃｓ（Ｃｆ，Ｃｒ）を検出するとともに、閉鎖点Ｃｓ（Ｃｆ，Ｃｒ）を検出したときのトグル機構Ｌにおけるクロスヘッド３の位置を検出し、かつ検出したクロスヘッド３の位置から閉鎖点Ｃｓ（Ｃｆ，Ｃｒ）における可動盤２の位置（閉鎖位置）を求める閉鎖位置検出モードを設け、予め、閉鎖位置検出モードを実行することにより、目標値の型締力Ｆｍを得る閉鎖位置を基準値Ｄｓとして設定するとともに、生産稼働時に、閉鎖位置検出モードを実行することにより、実際の閉鎖位置（検出値Ｄｄ）を求め、この検出値Ｄｄと基準値Ｄｓの偏差Ｋｅに基づいて型締力Ｆｍを補正するようにしたことを特徴とする。

このような手法による本発明に係るトグル式型締装置Ｍｃの型締力補正方法によれば、次のような顕著な効果を奏する。

（１） 可動盤２の変位に対して相対的に変位が大きいクロスヘッド３の変位を検出するとともに、金型１の閉鎖に伴う物理量の変動量が予め設定した閾値Ｔｓ，Ｖｓ，Ａｓ，Ｅｓ，Ｘｓに達したことに基づいて金型１の閉鎖点Ｃｓ（Ｃｆ，Ｃｒ）を検出するため、可動盤２の正確な閉鎖位置を検出できる。この結果、型締力Ｆｍの変動量を正確に検出でき、型締力Ｆｍに対する精度の高い補正を行うことができる。

（２） 金型１の厚さを直接検出するスケールや位置検出器等の型厚検出手段が不要になるため、部品点数の削減によるコストダウンを図れるとともに、特に、金型１周りにおける構成の煩雑化を解消することができる。

本発明に係るトグル式型締装置Ｍｃの型締力補正方法によれば、最良の形態により、物理量には、金型１の閉鎖に伴う負荷トルクＴ（Ｔｆ，Ｔｒ），金型１の閉鎖に伴うクロスヘッド３の速度Ｖ，金型１の閉鎖に伴うクロスヘッド３の加速度Ａ，金型１の閉鎖に伴う外乱により発生する推定トルクＥ，金型１の閉鎖に伴うクロスヘッド３の位置偏差Ｘの一又は二以上を用いることができる。

また、金型１を閉鎖するに際し、前段に設定した異物検出区間Ｚｄにより異物検出処理を行うとともに、この異物検出区間Ｚｄが終了したなら、後段に設定した閉鎖点検出区間Ｚｃにより金型１に対する閉鎖点Ｃｓ（Ｃｆ，Ｃｒ）の検出処理を行う。これにより、異物の検出処理と本発明における閉鎖点Ｃｓ（Ｃｆ，Ｃｒ）の検出処理の双方を干渉させること無く、安定かつ確実に行うことができる。

一方、クロスヘッド３の位置は、型締用サーボモータ４の回転数を検出するロータリエンコーダ５のエンコーダパルスを用いて検出する。これにより、クロスヘッド３の位置を検出する別途の位置検出手段は不要になる。なお、検出値Ｄｄは、閉鎖位置検出モードを複数回にわたって実行し、得られる複数の閉鎖位置の平均から求めてもよい。これにより、ノイズ成分の除去された信頼性の高い検出値Ｄｄを得ることができる。また、偏差Ｋｅに対する許容範囲Ｒｅを設定し、偏差Ｋｅが許容範囲Ｒｅを越えたなら補正を行うことができるとともに、さらに、偏差Ｋｅを複数回にわたって連続して求め、求めた偏差Ｋｅ…が連続して許容範囲Ｒｅを越えたなら補正を行うこともできる。これにより、補正を行う際の安定性及び信頼性を高めることができる。

他方、補正は、オペレータによる手動補正であってもよいし、オペレータを介さない自動補正であってもよい。手動補正は、偏差Ｋｅに対する許容範囲Ｒｅを設定し、偏差Ｋｅが許容範囲Ｒｅを越えたなら、その旨を報知することにより、オペレータが手動で補正できるようにする。したがって、オペレータの経験やノウハウ等を加味した補正を行うことができる。これに対して、自動補正は、偏差Ｋｅが小さくなる方向に圧受盤６を移動させることにより自動で行うことができる。この際、偏差Ｋｅに対して１未満の係数ｋを乗算して得た補正量Ｋｓにより行う。また、他の自動補正としては、トグル式型締装置Ｍｃにおける既設の自動型締力設定機能を利用することにより自動で行うこともできる。この場合、トグル式型締装置Ｍｃに搭載された既設の機能をそのまま利用できる。既設の自動型締力設定機能を利用した場合、一般的に、補正に係る処理時間は長くなる傾向があるも、より正確な補正を行うことができる。自動補正の場合、圧受盤６の位置は、圧受盤移動用駆動モータ７の回転数を検出するロータリエンコーダ８のエンコーダパルスを用いて検出できる。なお、このような手動補正と自動補正は、それぞれ単独で用いてもよいし併用してもよい。

次に、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。

まず、本実施例に係る型締力補正方法を実施できるトグル式型締装置Ｍｃの構成について、図６及び図７を参照して説明する。

図６は、トグルリンク式型締装置Ｍｃと射出装置Ｍｉを備える射出成形機Ｍを示す。型締装置Ｍｃは、離間して配した固定盤１１と圧受盤６を備え、固定盤１１は不図示の機台上に固定されるとともに、圧受盤６は当該機台上に進退変位可能に支持される。また、固定盤１１と圧受盤６間には、四本のタイバー１２…を架設する。この場合、各タイバー１２…の前端は、固定盤１１に固定するとともに、各タイバー１２…の後端は、圧受盤６に対して挿通させ、かつ後端側に形成したねじ部１３…に、圧受盤６に対するストッパを兼ねる調整ナット１４…を螺合する。

この調整ナット１４…は、圧受盤６の位置を調整する型厚調整機構を構成しており、この型厚調整機構には、調整ナット１４…を回転させる調整駆動機構部を備える。この調整駆動機構部は、圧受盤移動用駆動モータ７と、この駆動モータ７に付設して当該駆動モータ７の回転数を検出するロータリエンコーダ８と、駆動モータ７の回転を各調整ナット１４…に同時に伝達する伝達機構部１５を備える。このため、伝達機構部１５には、四つの調整ナット１４…に対して同時に回転伝達するタイミングベルト１６を架け渡し、このタイミングベルト１６に各調整ナット１４…に一体形成したギア部１７…を噛合させるとともに、駆動モータ７のシャフトに取付けた駆動ギア１８を噛合させる。

これにより、駆動モータ７を作動させれば、駆動ギア１８の回転がタイミングベルト１６を介して各調整ナット１４…のギア部１７…に伝達され、各調整ナット１４…が回転するため、各調整ナット１４…は各タイバー１２…のねじ部１３…に沿って進退移動する。この結果、圧受盤６も進退移動し、その前後方向位置を調整することができる。

一方、タイバー１２…には、可動盤２をスライド自在に装填する。この可動盤２は可動型１ｍを支持するとともに、固定盤１１は固定型１ｃを支持し、可動型１ｍと固定型１ｃは金型１を構成する。また、圧受盤６と可動盤２間にはトグルリンク機構Ｌを配設する。トグルリンク機構Ｌは、圧受盤６に結合した一対の第一リンクＬａ，Ｌａと、可動盤２に結合した一対の出力リンクＬｃ，Ｌｃと、第一リンクＬａ，Ｌａと出力リンクＬｃ，Ｌｃの結合軸に結合した一対の第二リンクＬｂ，Ｌｂを有し、この第二リンクＬｂ，Ｌｂにクロスヘッド３を結合する。

さらに、圧受盤６とクロスヘッド３間には型締用駆動部２２を配設する。型締用駆動部２２は、圧受盤６に回動自在に支持されたボールねじ部２４と、このボールねじ部２４に螺合し、かつクロスヘッド３に一体に設けたボールナット部２５を有するボールねじ機構２３を備えるとともに、ボールねじ部２４を回転駆動する回転駆動機構部２６を備える。回転駆動機構部２６は、型締用サーボモータ４と、このサーボモータ４に付設して当該サーボモータ４の回転数を検出するロータリエンコーダ５と、サーボモータ４の回転をボールねじ部２４に伝達する回転伝達部２７を備え、この回転伝達部２７は、ボールねじ部２４に取付けた被動ギア，サーボモータ４のシャフトに取付けた駆動ギア及びこの駆動ギアと被動ギア間に架け渡したタイミングベルトを備えている。

これにより、サーボモータ４を作動させれば、サーボモータ４の回転は回転伝達部２７を介してボールねじ部２４に伝達され、ボールねじ部２４が回転することによりボールナット部２５が進退移動する。この結果、ボールナット部２５と一体のクロスヘッド３が進退移動し、トグルリンク機構Ｌが短縮又は拡長し、可動盤２が型開方向（後退方向）又は型閉方向（前進方向）へ進退移動する。また、３０はコントローラであり、型締用サーボモータ４，ロータリエンコーダ５，圧受盤移動用駆動モータ７及びロータリエンコーダ８を接続する。

他方、図７は、コントローラ３０の一部であるサーボ回路３１を示す。サーボ回路３１は、偏差演算部３２，３３、加算器３４，３５、位置ループゲイン設定部３６、フィードフォワードゲイン設定部３７、速度リミッタ３８，速度変換器（微分器）３９，速度ループゲイン設定部４０，トルクリミッタ４１，ドライバ４２，外乱監視部４３，加速度変換器（微分器）４４を備え、同図に示す系統によりサーボ制御系（サーボ回路３１）を構成する。そして、ドライバ４２の出力側には、前述した型締用サーボモータ４を接続するとともに、このサーボモータ４に付設したロータリエンコーダ５は、速度変換器３９と偏差演算部３２の反転入力部にそれぞれ接続する。また、偏差演算部３２の非反転入力部は、不図示のシーケンスコントローラに接続する。

さらに、同図中、Ｐｔは金型１の閉鎖に伴う負荷トルクＴの検出に用いる信号取込端子、Ｐｖは金型１の閉鎖に伴う可動盤２の速度Ｖの検出に用いる信号取込端子、Ｐａは金型１の閉鎖に伴う可動盤２の加速度Ａの検出に用いる信号取込端子、Ｐｅは金型１の閉鎖に伴う外乱により発生する推定トルクＥの検出に用いる信号取込端子、Ｐｘは金型１の閉鎖に伴う可動盤２の位置偏差Ｘの検出に用いる信号取込端子をそれぞれ示す。なお、各部の動作（機能）は後述する型締装置Ｍｃの全体動作により説明する。

次に、このような構成を有するトグル式型締装置Ｍｃの動作（機能）を含む本実施例に係る型締力補正方法について、図１〜図７を参照して説明する。

まず、コントローラ３０は、閉鎖位置検出モードを備える。この閉鎖位置検出モードは、金型１の閉鎖に伴う物理量の変動に基づいて金型１の閉鎖点Ｃｓを検出するとともに、閉鎖点Ｃｓを検出したときのトグル機構Ｌにおけるクロスヘッド３の位置を検出し、かつ検出したクロスヘッド３の位置から閉鎖点Ｃｓにおける可動盤２の位置（閉鎖位置）を求める機能を有している。

この場合、金型１の閉鎖に伴う物理量としては、負荷トルクＴが望ましく、この負荷トルクＴに係わる信号は、上述した信号取込端子Ｐｔから得られる。この場合、信号取込端子Ｐｔから得られる信号は、コントローラ３０に付与される。一方、コントローラ３０には、負荷トルクＴに対する閾値Ｔｓを設定する（図４参照）。この閾値Ｔｓは、金型１の閉鎖点Ｃｓ、即ち、可動型１ｍが固定型１ｃにタッチしたことに伴う負荷トルクＴの上昇を検出するものであり、任意のレベルに設定することができ、必要により、所定回数だけ試し型締を行うことにより設定することもできる。

以下、この閉鎖位置検出モードの処理手順について、図４〜図７を参照しつつ図１に示すフローチャートに従って説明する。

今、金型１が型開位置（全開位置）にあるものとする。したがって、トグル機構Ｌにおけるクロスヘッド３は、図４に示す型開位置Ｘａにある。型締動作の開始により、サーボモータ４が作動し、可動盤２は型開位置から型閉方向へ前進移動する。この際、可動盤２は、最初に高速で前進移動する高速型閉が行われる（ステップＳ１）。

この場合、サーボ回路３１では、可動盤２（クロスヘッド３）に対する速度制御及び位置制御が行われる。即ち、シーケンスコントローラからサーボ回路３１の偏差演算部３２に対して位置指令値が付与され、ロータリエンコーダ５のエンコーダパルスに基づいて得られる位置検出値と比較される。これにより、偏差演算部３２からは位置偏差Ｘｅが得られるため、この位置偏差Ｘｅに基づいて位置のフィードバック制御が行われる。

また、位置偏差Ｘｅは、位置ループゲイン設定部３６により補償されて加算器３４の入力部に付与されるとともに、位置指令値は、フィードフォワードゲイン設定部３７により補償されて加算器３４の入力部に付与される。そして、加算器３４の出力は、速度リミッタ３８を介して偏差演算部３３の非反転入力部に付与される。一方、位置検出値は、速度変換部３９により微分されて速度（速度検出値）Ｖに変換されるとともに、この速度Ｖは、偏差演算部３３の反転入力部に付与される。これにより、偏差演算部３３からは、速度偏差が得られるため、この速度偏差に基づいて速度のフィードバック制御が行われる。この場合、速度Ｖは速度リミッタ３８により制限される。

さらに、速度偏差は、速度ループゲイン設定部４０により補償され、加算器３５の入力部に付与される。他方、速度Ｖは、加速度変換部４４により微分されて加速度（加速度検出値）Ａに変換されるとともに、この加速度Ａは、外乱監視部４３の入力部に付与される。外乱監視部４３は、加速度Ａを監視し、例えば、何らかの原因（外乱）によって加速度Ａが異常に変化したなら、復帰を速める推定トルク（トルク値）Ｅを出力する。そして、この推定トルクＥは、加算器３５の入力部に補正値として付与される。この結果、加算器３５からはトルク指令（指令値）が得られ、このトルク指令は、トルクリミッタ４１を介してドライバ４２に付与される。これにより、サーボモータ４が駆動制御され、可動盤２（クロスヘッド３）に対する位置制御及び速度制御が行われる。なお、トルクリミッタ４１から出力するトルク指令は、外乱監視部４３の入力部にフィードバックされる。

一方、可動盤２が型閉方向へ前進移動し、クロスヘッド３が、予め設定した低速切換点Ｘｂに達すれば、低速型閉に移行する（ステップＳ２，Ｓ３）。この低速型閉では、図４に示すように、前段に設定した異物検出区間Ｚｄにより異物検出処理が行われるとともに、この異物検出区間Ｚｄが終了したなら、後段に設定した閉鎖点検出区間Ｚｃにより金型１に対する閉鎖点Ｃｓの検出処理が行われる。

即ち、異物検出区間Ｚｄでは、負荷トルクＴの大きさが監視され、予め設定した閾値を越えたなら、異物が存在すると判断して型開制御等の異常処理が行われる。また、異物検出区間Ｚｄを通過し、閉鎖点検出区間Ｚｃに移行すれば、金型１の閉鎖点Ｃｓを検出するための監視が行われる（ステップＳ４，Ｓ５）。この場合、負荷トルクＴが予め設定した閉鎖点検出用の閾値Ｔｓに達すれば、金型１の閉鎖点Ｃｓとして検出し、この検出時点から高圧型締に移行し、高圧型締が行われるとともに、同時に、この検出時点におけるクロスヘッド３の位置検出が行われる（ステップＳ６，Ｓ７）。金型１の閉鎖点Ｃｓの検出とクロスヘッド３の位置検出を同時に行うことにより、クロスヘッド３の位置に基づいて可動盤２の閉鎖位置を求める場合であっても、閉鎖点Ｃｓに対応する閉鎖位置を正確に求めることができる。しかも、低速型閉において、前段に異物検出区間Ｚｄを設定するとともに、この異物検出区間Ｚｄが終了した後段に閉鎖点検出区間Ｚｃを設定したため、異物の検出処理と本発明における閉鎖点Ｃｓの検出処理の双方を干渉させること無く、安定かつ確実に行うことができる。なお、閉鎖点検出区間Ｚｃは、閉鎖点Ｃｓの検出タイミングに応じて前後に変化することになる。

さらに、クロスヘッド３の位置検出は、型締用サーボモータ４の回転数を検出するロータリエンコーダ５のエンコーダパルスを用いて行う。この場合、ロータリエンコーダ５は、インクリメンタルエンコーダであり、基準位置に対するエンコーダパルスの発生数により絶対位置の検出を行う。このようなロータリエンコーダ５を利用することにより、クロスヘッド３の位置を検出する別途の位置検出手段は不要になる。そして、クロスヘッド３の位置に基づいて可動盤２の閉鎖位置を演算する（ステップＳ８）。クロスヘッド３の位置と可動盤２の位置の間には、公知の変換式が存在するため、この変換式を用いて可動盤２の閉鎖位置を演算により求める。

この場合、求めた閉鎖位置が、初期設定、即ち、目標値の型締力Ｆｍを得る初期設定時における閉鎖位置検出モードの実行であれば、求めた閉鎖位置を基準値Ｄｓとして設定（記憶）する（ステップＳ９，Ｓ１０）。これに対して、後述する生産稼働時における閉鎖位置検出モードの実行であれば、検出値Ｄｄとしてコントローラ３０に取り込むことになる（ステップＳ１１）。以上の説明は、閉鎖位置検出モードの基本態様となる。なお、実際の基準値Ｄｓ及び検出値Ｄｄは、後述するように、閉鎖位置検出モードを複数回にわたって実行し、得られる複数の閉鎖位置の平均から求めることができる。

なお、図４において、仮想線で示す負荷トルクＴｆとＴｒは、それぞれ型締力Ｆｍが変動した場合を示している。負荷トルクＴｒは、金型１が加熱されて熱膨張した場合の変動曲線であり、正規の閉鎖点Ｃｓよりも手前の閉鎖点Ｃｒで閾値Ｔｓに達している状態を示している。この場合、型締力Ｆｍは増加することになる。また、負荷トルクＴｆは、タイバー１２…が加熱されて熱膨張した場合の変動曲線であり、正規の閉鎖点Ｃｓを過ぎた閉鎖点Ｃｆで閾値Ｔｓに達している状態を示している。この場合、型締力Ｆｍは低下することになる。このような型締力Ｆｍの変動に係わる閉鎖点Ｃｓ，Ｃｆ，Ｃｒであっても、上述した閉鎖位置検出モードにより正確に検出することができる。

ところで、上述した閉鎖点Ｃｓの検出は、物理量として金型１の閉鎖に伴う負荷トルクＴの上昇、即ち、可動型１ｍが固定型１ｃにタッチしたことに伴う負荷トルクＴの上昇を利用したものであるが、金型１の閉鎖に伴って変動する物理量は、負荷トルクＴ以外にも存在する。具体的には、金型１の閉鎖に伴うクロスヘッド３の速度Ｖ，金型１の閉鎖に伴うクロスヘッド３の加速度Ａ，金型１の閉鎖に伴う外乱により発生する推定トルクＥ，金型１の閉鎖に伴うクロスヘッド３の位置偏差Ｘ等が存在する。これらの物理量の変動曲線を図５に示す。これらの物理量であっても、負荷トルクＴと同様に、予め、これらの速度Ｖ，加速度Ａ，推定トルクＥ，位置偏差Ｘに対する閾値Ｖｓ，Ａｓ，Ｅｓ，Ｘｓをそれぞれ設定し、これらの速度Ｖ，加速度Ａ，推定トルクＥ，位置偏差Ｘが閾値Ｖｓ，Ａｓ，Ｅｓ，Ｘｓに達したことに基づいて金型１の閉鎖点Ｃｓを検出することができる。この場合、速度Ｖ，加速度Ａ，推定トルクＥ，位置偏差Ｘに係る信号は、それぞれ前述した信号取込端子Ｐｖ，Ｐａ，Ｐｅ，Ｐｘから取込むことができる。なお、これらの物理量は、それぞれ単独で利用してもよいし、組合わせて利用してもよい。組合わせることにより、より信頼性を高めることができる。

次に、このような閉鎖位置検出モードを用いた型締力補正方法の処理手順について、図２に示すフローチャートに従って説明する。

今、生産稼働が自動成形により行われている場合を想定する（ステップＳ２１）。この場合、上述した基準値Ｄｓが予め設定されている。生産稼働中においては、予め設定した閉鎖位置検出時間或いは閉鎖位置検出ショット数に達すると、自動的に閉鎖位置検出モードが実行される（ステップＳ２２，Ｓ２３）。閉鎖位置検出モードの実行間隔は、通常、１日に数回程度であっても実用上は十分であり、実機における型締力Ｆｍの変動度合等を考慮して設定可能である。なお、閉鎖位置検出モードの実行間隔は、任意に設定することができ、例えば、ショットの度に毎回行ってもよい。毎回行った場合であっても実際に補正を行う回数は、上述した１日に数回程度となり、生産効率に影響することはほとんどない。

閉鎖位置検出モードは、上述した処理手順に従って、可動盤２の閉鎖位置に係る検出値Ｄｄが求められる。実施例では、閉鎖位置検出モードを、予め設定した複数回にわたって実行し、得られる複数の閉鎖位置の平均から検出値Ｄｄを求める（ステップＳ２４，Ｓ２５）。これにより、ノイズ成分の除去された信頼性の高い検出値Ｄｄが得られる。そして、検出値Ｄｄが得られたなら、予め設定された基準値Ｄｓとの偏差Ｋｅ、即ち、Ｋｅ＝Ｄｓ−Ｄｄを求める（ステップＳ２６）。また、コントローラ３０には、偏差Ｋｅに対する許容範囲Ｒｅが予め設定されるため、この許容範囲Ｒｅと得られた偏差Ｋｅを比較し、偏差Ｋｅが許容範囲Ｒｅを越えているか否かを判定する。偏差Ｋｅが許容範囲Ｒｅ内にあるときは、型締力Ｆｍに対する補正は行わない。したがって、そのまま生産稼働を継続する（ステップＳ２７，Ｓ２１）。

一方、偏差Ｋｅが許容範囲Ｒｅを越えたときは、再度、検出値Ｄｄの検出を行う（ステップＳ２７，Ｓ２８，Ｓ２１）。即ち、実施例は、検出値Ｄｄを複数回にわたって連続して検出し、求めた偏差Ｋｅが連続して許容範囲Ｒｅを越えたなら型締力Ｆｍに対する補正を行う（ステップＳ２９）。例えば、検出値Ｄｄを２回連続して検出し、求めた偏差Ｋｅ…が２回連続して許容範囲Ｒｅを越えた場合に、型締力Ｆｍに対する補正を行う。したがって、１回のみ許容範囲Ｒｅを越えた場合には、外乱等による一時的な要因によるものと判断し、補正は行わない。これにより、補正を行う際の安定性及び信頼性を高めることができる。なお、閉鎖位置検出モード処理及び補正処理を実行する際には、自動成形（生産稼働）の一部又は全部或いは処理の一部区間又は全区間を一時中断し、閉鎖位置検出モード処理及び補正処理が終了してから再開させる（ステップＳ３０，Ｓ２１）。

次に、型締力Ｆｍに対する補正の処理手順について、図３にフローチャートを参照して説明する。

実施例は、偏差Ｋｅが２回連続して許容範囲Ｒｅを越えた場合に補正を行う例を示したため、偏差Ｋｅは複数得られる。したがって、この例では、複数の偏差Ｋｅ…を平均して平均値を求める（ステップＳ３１）。なお、複数の偏差Ｋｅ…の場合、平均値を利用してもよいし、直近の偏差Ｋｅを利用してもよい。

ところで、偏差Ｋｅは、可動盤２の位置に対する偏差であるため、この偏差Ｋｅ分だけ圧受盤６を変位させる補正を行えば、偏差Ｋｅを相殺することができる。しかし、偏差Ｋｅをそのまま補正量に利用した場合には、ハッチング等が生じて補正が不安定になる虞れがあるため、偏差Ｋｅに対して、１未満の係数ｋ（通常、０．１＜ｋ＜１）を乗算し、本来の偏差Ｋｅを減じた大きさの補正量Ｋｓ、即ち、Ｋｓ＝Ｋｅ・ｋによる補正量Ｋｓにより補正を行う（ステップＳ３２）。

一方、補正を行うに際しては、補正量Ｋｓに基づいて圧受盤移動用駆動モータ７を駆動制御し、圧受盤６を、偏差Ｋｅが解消する方向に変位させる（ステップＳ３３）。この場合、圧受盤６は、正規の速度、即ち、本実施例に係る型締力補正方法を実施する以外で移動させる正規の速度よりも低速で移動させる。また、圧受盤６の位置検出は、駆動モータ７に付設したロータリエンコーダ８のエンコーダパルスを用いて検出し、位置に対するフィードバック制御を行う。ロータリエンコーダ８は、インクリメンタルエンコーダであり、基準位置に対するエンコーダパルスの発生数により絶対位置の検出を行う。そして、補正量Ｋｓに対応する目標位置まで圧受盤６を移動させたなら駆動モータ７を停止制御する（ステップＳ３４，Ｓ３５）。

以上の補正処理は自動で行われ、このような自動補正により、タイムリーかつ迅速な補正が可能となる。また、他の自動補正としては、トグル式型締装置Ｍｃにおける既設の自動型締力設定機能（自動型厚調整機能）をそのまま利用して行うこともできる。自動型締力設定機能は、金型交換時などにおいて、初期段階で型締力の目標値をセットすることにより自動で型締力が設定される機能である。このような既設の自動型締力設定機能を利用した場合、一般的に、補正に係る処理時間は長くなる傾向があるも、より正確な補正を行うことができる利点がある。

他方、このような自動補正に対して、オペレータによる手動補正も可能である。手動補正は、予め、偏差Ｋｅに対する許容範囲Ｒｅを設定し、偏差Ｋｅが許容範囲Ｒｅを越えたなら、その旨を警報等により報知すればよく、これに基づいて、オペレータは手動により補正を行うことができる。これにより、オペレータの経験やノウハウ等を加味した補正を行うことができるとともに、必要により成形品の種類によっては補正の必要なしと判断して生産を優先させることもできる。したがって、オペレータが補正のための操作を行うまで、生産稼働（自動成形）はそのまま継続する。なお、このような手動補正と自動補正は、それぞれ単独で用いてもよいし併用してもよい。

このように、本実施例に係るトグル式型締装置Ｍｃの型締力補正方法によれば、金型１（可動盤２）に対して相対的に変位が大きくなるクロスヘッド３の変位を検出するとともに、金型１の閉鎖に伴う物理量の変動に基づいて金型１の閉鎖点Ｃｓを検出するため、可動盤２の正確な閉鎖位置を検出できる。この結果、型締力Ｆｍの変動量を正確に検出でき、型締力Ｆｍに対する精度の高い補正を行うことができる。また、金型１の厚さを直接検出するスケールや位置検出器等の型厚検出手段が不要になるため、部品点数の削減によるコストダウンを図れるとともに、特に、金型１周りにおける構成の煩雑化を解消することができる。

以上、実施例について詳細に説明したが、本発明は、このような実施例に限定されるものではなく、細部の構成，形状，数量，数値等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。

例えば、負荷トルクＴは、ドライバ４２の出力（トルクモニタ）を利用したが、トルクリミッタ４１の入力となるトルク指令を用いてもよい。また、型締力Ｆｍに対する補正が終了したなら、必要により、所定回数だけ型締動作を行い、正しく補正されたか否か確認する工程を設けてもよい。なお、この場合、実成形は行わない。さらに、型締力Ｆｍに対する補正が終了したなら、直ちに自動成形を再開させることなく、一旦、高圧型締を行い再度型開きを行った後に、自動成形を再開させてもよい。

本発明の好適な実施例に係る型締力補正方法における閉鎖位置検出モードの処理手順を示すフローチャート、 同型締力補正方法の処理手順を示すフローチャート、 同型締力補正方法における補正の処理手順を示すフローチャート、 同型締力補正方法を説明するためのクロスヘッドの位置に対する負荷トルクの変動曲線図、 同型締力補正方法を説明するためのクロスヘッドの位置に対する各種物理量の変動曲線図、 同型締力補正方法を実施するトグルリンク式型締装置の構成図、 同トグルリンク式型締装置に備えるコントローラの一部を示すブロック回路図、 背景技術を説明するためのクロスヘッドの位置に対する負荷トルクの変動曲線図、 背景技術の問題点を説明するための時間に対する型締力の変動曲線図、

符号の説明

１ 金型
２ 可動盤
３ クロスヘッド
４ 型締用サーボモータ
５ ロータリエンコーダ
６ 圧受盤
７ 圧受盤移動用駆動モータ
８ ロータリエンコーダ
Ｍｃ トグル式型締装置
Ｌ トグル機構
Ｆｍ 型締力
Ｃｓ 閉鎖点
Ｃｆ… 閉鎖点
Ｔ 負荷トルク
Ｔｆ… 負荷トルク
Ｔｓ 閾値
Ｖ クロスヘッドの速度
Ｖｓ 閾値
Ａ クロスヘッドの加速度
Ａｓ 閾値
Ｅ 外乱により発生する推定トルク
Ｅｓ 閾値
Ｘ クロスヘッドの位置
Ｘｓ 閾値
Ｚｄ 異物検出区間
Ｚｃ 閉鎖点検出区間

Claims (12)

1. 生産稼働時における型締力を補正するトグル式型締装置の型締力補正方法において、金型の閉鎖に伴う物理量の変動量が予め設定した閾値に達したことに基づいて前記金型の閉鎖点を検出するとともに、前記閉鎖点を検出したときのトグル機構におけるクロスヘッドの位置を検出し、かつ検出したクロスヘッドの位置から前記閉鎖点における可動盤の位置（閉鎖位置）を求める閉鎖位置検出モードを設け、予め、閉鎖位置検出モードを実行することにより、目標値の型締力を得る閉鎖位置を基準値として設定するとともに、生産稼働時に、閉鎖位置検出モードを実行することにより、実際の閉鎖位置（検出値）を求め、この検出値と基準値の偏差に基づいて型締力を補正することを特徴とするトグル式型締装置の型締力補正方法。
2. 前記物理量は、前記金型の閉鎖に伴う負荷トルク，前記金型の閉鎖に伴うクロスヘッドの速度，前記金型の閉鎖に伴うクロスヘッドの加速度，前記金型の閉鎖に伴う外乱により発生する推定トルク，前記金型の閉鎖に伴うクロスヘッドの位置偏差の一又は二以上を用いることを特徴とする請求項１記載のトグル式型締装置の型締力補正方法。
3. 前記金型を閉鎖するに際し、前段に設定した異物検出区間により異物検出処理を行うとともに、この異物検出区間が終了したなら、後段に設定した閉鎖点検出区間により前記金型に対する閉鎖点の検出処理を行うことを特徴とする請求項１記載のトグル式型締装置の型締力補正方法。
4. 前記クロスヘッドの位置は、型締用サーボモータの回転数を検出するロータリエンコーダのエンコーダパルスを用いて検出することを特徴とする請求項１記載のトグル式型締装置の型締力補正方法。
5. 前記検出値は、前記閉鎖位置検出モードを複数回にわたって実行し、得られる複数の閉鎖位置の平均から求めることを特徴とする請求項１記載のトグル式型締装置の型締力補正方法。
6. 前記偏差に対する許容範囲を設定し、前記偏差が前記許容範囲を越えたなら前記補正を行うことを特徴とする請求項１又は５記載のトグル式型締装置の型締力補正方法。
7. 前記偏差を複数回にわたって連続して求め、求めた偏差が連続して前記許容範囲を越えたなら前記補正を行うことを特徴とする請求項６記載のトグル式型締装置の型締力補正方法。
8. 前記偏差に対する許容範囲を設定し、前記偏差が前記許容範囲を越えたなら、その旨を報知することにより、オペレータが手動で補正できるようにしたことを特徴とする請求項１記載のトグル式型締装置の型締力補正方法。
9. 前記補正は、前記偏差が小さくなる方向に圧受盤を移動させることにより自動で行うことを特徴とする請求項１記載のトグル式型締装置の型締力補正方法。
10. 前記補正は、前記偏差に対して１未満の係数を乗算して得た補正量により行うことを特徴とする請求項９記載のトグル式型締装置の型締力補正方法。
11. 前記補正は、トグル式型締装置における既設の自動型締力設定機能を利用することにより自動で行うことを特徴とする請求項１記載のトグル式型締装置の型締力補正方法。
12. 前記圧受盤の位置は、圧受盤移動用駆動モータの回転数を検出するロータリエンコーダのエンコーダパルスを用いて検出することを特徴とする請求項９記載のトグル式型締装置の型締力補正方法。

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