JP3860999B2

JP3860999B2 - Mold clamping device and mold clamping method of injection compression molding machine

Info

Publication number: JP3860999B2
Application number: JP2001388612A
Authority: JP
Inventors: 浩司久保田
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Plastic Techonologies Co Ltd
Current assignee: U MHI Platech Co Ltd
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2001-12-21
Publication date: 2006-12-20
Anticipated expiration: 2021-12-21
Also published as: JP2003181895A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動サーボモータとボールねじ装置による型開閉手段と油圧シリンダによる型締手段を有する射出圧縮成形機において、射出圧縮成形のため寸開位置保持又は圧縮工程中の可動ダイプレートの倒れ、傾きを防止する型締装置および型締方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の複数の型締専用シリンダを有する射出圧縮成形機においては、金型を少量開いた位置（寸開位置）で一旦停止固定し、可塑化溶融樹脂を一定量射出し、次いで複数の型締シリンダにより固定ダイプレートに対して可動ダイプレートを型締して圧縮成形を行っているが、寸開位置に可動ダイプレートを停止させる工程を油圧シリンダの作動圧と背圧を加減して位置決めをする場合は、射出圧縮成形機が大型になるほど微妙な調整が難しく、寸開位置を精度良く保持することが困難である。
【０００３】
特開２０００−２２９３４２号に公示されている寸開位置を高精度で決める方法は、可動ダイプレートの進退手段とは別の、可動ダイプレートの進退方向に伸びたフレームに取付けられたサーボモータ駆動のボールねじと、このボールねじに螺合し、ボールねじの回転により軸方向に移動する可動ダイプレート停止用ストッパを有し、圧縮成形を行うに際し、型閉をして可動ダイプレートを前進限にした後、前記ボールねじを回転させてストッパを予め定めた型圧縮代だけ後退させることで可動ダイプレートの停止位置を決定するようにしたものである。
【０００４】
また、非対称な形状の部品を成形する場合、圧縮時に型内圧分布が非対称になるため各型締シリンダの負荷が不均等となり、固定金型と可動金型が平行に閉まらず、成形品の肉厚が不均一になるという不具合が生じる。このような金型間の相対的な傾きを防止するための装置方法が、種々提案されている。
【０００５】
そのような提案の中で、特開平５−２６９７５０号に公示されたものは、図８に示すように、固定金型１０３と可動金型１０７との間に成形素材１００を収納して、複数の型締シリンダ６５ａ、６５ｂ（６５ｃ、６５ｄ）の型締により成形品を成形する型締装置において、各型締シリンダ６５ａ、６５ｂ（６５ｃ、６５ｄ）のラム位置を計測する位置センサ７ａ、７ｂ（７ｃ、７ｄ）と、作動油圧の圧力を調整する減圧弁７１０と、各型締シリンダ６５ａ、６５ｂ（６５ｃ、６５ｄ）に接続された電磁サーボ弁６６ａ、６６ｂ（６６ｃ、６６ｄ）と、前記位置センサが検出した各型締シリンダ６５ａ、６５ｂ（６５ｃ、６５ｄ）のラム位置を規定値と比較し、その差が閾値を外れたときに、型締シリンダ６５ａ、６５ｂ（６５ｃ、６５ｄ）に増減速の指令を出す制御装置とからなり、少なくとも可動金型１０７が固定金型１０３に対して平行移動及び所定の可変速度で固定金型１０３に向かって移動しているときに、型締シリンダ６５ａ、６５ｂ（６５ｃ、６５ｄ）が指令より遅れ、その各型締シリンダ６５ａ、６５ｂ（６５ｃ、６５ｄ）の遅れ量の差が所定値より大きくなったときに、所定値以内になるように型締シリンダ６５ａ、６５ｂ（６５ｃ、６５ｄ）の移動を増減速して平行移動を行うものである。
【０００６】
また、別の従来例の中には、比例電磁流量調整弁を使用して可動型盤を平行移動動作させるものもあるが、この場合、制御はオープンループとなり、圧力制御は困難である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
特開２０００−２２９３４２号に公示されている従来例は、移動ダイプレートの寸開後、溶融材料を金型内に射出すると、溶融材料の圧力により移動ダイプレートは予め定めた型圧縮代だけ後退してストッパに当接し、ストッパは、移動ダイプレートがその位置を越えて後退しないように位置決めしているが、そのとき力点がダイプレートの下部にのみ集中しているため、ダイプレートが傾いてボールねじに曲げがかかり、ボールねじナットが変形してボールが齧り、ボールねじが破損する不具合が発生する。また、ダイプレートの傾きにより、タイバーを案内しているタイバーブッシュが摩耗して型盤平行度が狂ってくる不具合が発生する。
【０００８】
また、特開平５−２６９７５０号によって公示された、従来の型締平行移動制御方法及び装置は、型締圧力を電磁パイロット付減圧弁で制御しているが、減圧弁のオーバーライド特性により、型締圧力の−１５ｋｇ／ｃｍ^２〜−２０ｋｇ／ｃｍ^２の圧力から可動ダイプレートの移動速度が低下し、型締圧力が２０ｋｇ／ｃｍ^２程度の場合は移動速度が出なくなる。また、サーボ弁の入口圧力（元圧）が減圧弁の設定によって変化するため、設定圧が低いほどサーボ弁の制御レスポンスが低下する。さらに、サーボ弁の入口圧力（元圧）が変わるとフィードバック制御の最適ゲインも変わるため、最適なゲインでの速度制御ができなくなる。このように、従来例の装置は、圧力制御の繰り返し性、再現性、安定性が不十分であり、また、電磁パイロット付減圧弁は高価であるので、装置のコストが高くなる。
【０００９】
本発明は、射出圧縮前の可動ダイプレートの寸開時に、可動ダイプレートを正確に位置決めして平行保持制御させ、射出圧縮工程においても可動ダイプレートを平行移動制御させて成形品の板厚を均等にし、型開閉用のボールねじに曲げ変形を起こさぬようにしてボールねじの寿命を向上させることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の問題点に対し、本発明は以下の構成及び方法を特徴とする。
（１）固定側金型を取付け基盤に固設された固定ダイプレートと、可動側金型を取付け基盤上を金型取付面に直角方向に往復移動可能な可動ダイプレートと、サーボモータによって回転位置と回転速度を駆動制御されるボールねじ機構を用いた可動ダイプレート移動手段と、固定ダイプレートに付属する複数の油圧型締シリンダと、同型締シリンダのピストンロッドと一体で可動ダイプレートの貫通孔に貫通可能な複数のタイバーと、可動ダイプレートに取付けられた割りナットの内側溝によりタイバーに設けられたリング状溝又はねじと噛合ってタイバーと可動ダイプレートを着脱可能なタイバー脱着手段と、各々のタイバーに設けられ固定ダイプレートとタイバーとの相対位置を検出する複数の位置検出センサと、油圧及び油量が可変である油圧源から各型締シリンダに至る油圧配管にそれぞれ設けられ各型締シリンダへの作動油流量を個別に調整可能なサーボ弁と、圧縮型締前に可動ダイプレートを小寸法開き側に移動するとき、その後に位置保持するとき及び圧縮型締時に可動ダイプレートを平行位置制御することができる制御回路を内蔵した制御装置とを備え、前記可動ダイプレート移動手段は、前記可動ダイプレートの対角の位置に平行に設置されサーボモータによって回転位置と回転速度を同期駆動制御される２組若しくはそれ以上の組数のボールねじ機構を用いて構成され、油圧及び油量が可変である前記油圧源は、油圧ポンプと、同油圧ポンプを回転制御するインバータモータ又はサーボモータとを具えて構成され、且つ、少なくとも可動ダイプレートの小寸法開き側に移動後の位置保持において、ボールねじの負荷トルクがサーボモータの回転トルク規定値を超えないときは可動ダイプレート移動手段のボールねじの駆動だけで行い、ボールねじの負荷トルクがサーボモータの回転トルク規定値を超えたときには、その回転トルク規定値を超えた部分のトルクを油圧に換算し、油圧サーボ弁により作動油圧をフィードバック制御をして型締シリンダを作動させるように構成されてなることを特徴とする射出圧縮成形機の型締装置。
【００１３】
（２）上記（１）に記載する射出圧縮成形機の型締装置を用い、可動ダイプレート移動手段により可動ダイプレートを型閉の位置に移動して停止し、割りナットをタイバーのリング状溝又はねじに噛み合わせてタイバーが可動ダイプレートから抜け出さないようにした後、型締シリンダの型締側室を昇圧して、一旦型締めし、型締シリンダの両側室の油圧を下げて互通状態とし、可動ダイプレート移動手段により可動ダイプレートを型閉の位置から小寸法戻して金型間に所定の隙間を作り、その後型締シリンダの型締側室に通じる通路を切換弁においてブロックし、射出ユニットより金型のキャビティ内へ一定量の溶融樹脂を射出し、次いで型締シリンダの型締側室を昇圧して圧縮型締めを行う射出圧縮成形機の型締方法において、可動ダイプレートの小寸法開き側に移動後の位置保持は、ボールねじの負荷トルクがサーボモータの回転トルク規定値を超えないときは可動ダイプレート移動手段のボールねじの駆動だけで行い、ボールねじの負荷トルクがサーボモータの回転トルク規定値を超えたときには、その回転トルク規定値を超えた部分のトルクを油圧に換算し、油圧サーボ弁により作動油圧をフィードバック制御をして型締シリンダを作動させることを特徴とする射出圧縮成形機の型締方法。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明に係り本発明者が検討した一検討例の型締装置の構成と作用を図に基づいて説明する。図１は４本のタイバーを備えた射出成形機の型締装置を示す側面図（一部断面図）及び油圧系統図、図２は図１の型締装置の制御装置を示すブロック図、図３は図１の型締装置の型盤平行位置制御プログラムの例である。
【００１８】
図において、１は基盤で、基盤１の一端には固定金型４を取付けた固定ダイプレート２が固設されている。基盤１の上には固定ダイプレート２に対向して可動金型５を取付けた可動ダイプレート３が移動可能に載置される。２２は基盤１に固設されたガイドレールであり、このガイドレール２２にガイドされたリニアベアリング２１が、台２６を介して可動ダイプレート３を支えている。
固定ダイプレート２にはストロークが少なく断面積の大きな複数（本例では４基）の型締シリンダ９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、９Ｄが設けられる。型締シリンダ９Ｃ、９Ｄ、は固定ダイプレート２の縦の中心面に対して型締シリンダ９Ａ、９Ｂと対称に設けられている。この型締シリンダ９Ａ〜９Ｄの中を摺動するラム６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄはその一側面にそれぞれタイバー７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄが直結され、このタイバー７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄは対向する可動ダイプレート３が型閉のため近づいてきたとき、可動ダイプレート３に明けられた４個の挿通孔を貫通する。
【００１９】
２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、２７Ｄは各タイバー７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄに取付けられた位置センサであり、位置センサ２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、２７Ｄは固定ダイプレート２に取付けられた検出目盛溝又は検出目盛磁石を有するスケールと組んで固定ダイプレート２と各タイバー７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄとの相対位置（又は、これを言い換えれば、ラム６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄのそれぞれの基準位置からの移動距離）を検出する。
【００２０】
可動ダイプレート３の移動方向に平行に設置され、基盤１に取付けられた軸受箱１７と軸受箱１８によって回転可能に、軸方向を拘束して支えられ、サーボモータ１５により動力伝動ベルト１６を介して駆動されるボールねじ軸１３と、可動ダイプレート３の下方に固設された支持台２５に取付けられボールねじ軸１３に螺合し、ボールねじ軸１３の回転により直線移動するボールねじナット１４とで可動ダイプレート３の型開閉手段を構成している。ボールねじ軸１３は制御装置３７によりサーボモータ１５を介して、回転数、回転速度が制御される。
タイバー７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄの先端部は、それぞれ等ピッチの複数のリング溝部を形成し、一方可動ダイプレート３の反金型側面には、各タイバー７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄのリング状溝部又はねじと噛合するようになっていて、対向して対になった４組の割りナット１１が、タイバー７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄの軸直角方向に油圧シリンダ等で移動してタイバー７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄを挟んで固定するように設けられている。８は射出シリンダを示す。
【００２１】
この型開閉装置は、図１の金型が開いた状態、即ち、可動ダイプレート３が、２点鎖線で示すような、充分に固定ダイプレート２から離れた状態から、実線で示したように金型４と金型５が閉となるまで、可動ダイプレート３はサーボモータ１５で駆動されるボールねじ軸１３の回転によって移動する。制御装置３７に内蔵する型盤移動速度制御回路は可動ダイプレート３をゆっくり加速し、一定速度で移動した後、減速して金型５が金型４に接触する寸前に停止する。
【００２２】
この可動ダイプレート３の停止位置で割りナット１１が作動して割りナット１１の内側リング溝がタイバー７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄの先端部のリング溝と係合してタイバー７Ａ〜７Ｄと結合する。次に、型締シリンダ９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、９Ｄの型締側室２ａ、２ｃを昇圧して、一旦型締めし、次いで、型締シリンダ９Ａ〜９Ｄの両側室の油圧を下げて連通状態とし、ボールねじ軸１３を回転駆動して可動ダイプレート３を型閉の位置から小寸法戻して固定金型４と可動金型５の間に所定の隙間を作り（寸開工程）、型締シリンダ９Ａ〜９Ｄの型締側室２ａ、２ｃに通じる通路４５Ａ〜４５Ｄを４方向切換弁３４と２方向切換弁３５Ａ〜３５Ｄにおいてブロックし、射出シリンダ８より金型のキャビティ内へ一定量の溶融樹脂を射出し、次いで可変流量油圧ポンプ３１を高速で回転して作動油を高圧にし、４方向切換弁３４を開き、型締シリンダ９Ａ〜９Ｄの型締側室２ａ、２ｃを昇圧して圧縮型締めを行うことができる。
【００２３】
高圧の状態を保持する間に金型キャビティ内の溶融樹脂は冷却固化して成形品となり、冷却固化後、２方向切換弁３５Ａ〜３５Ｄを開いて、型締シリンダ９Ａ〜９Ｄのラム６Ａ〜６Ｄのヘッド側２ｂ、２ｄにも同圧の圧油が送り込まれ、型締シリンダ９Ａ〜９Ｄのラム６Ａ〜６Ｄの両側に同じ油圧が作用し、油圧作動面積の差によりヘッド２ｂ、２ｄ側の油圧作動力が大きくなり、離型力を生じ、金型が離型する。この工程の後、割りナット１１が逆作動してタイバー７Ａ〜７Ｄとの結合を外し、ボールねじ軸１３が型閉のときと逆回転して可動金型５と可動ダイプレート３を開側に移動させ、元の全開位置に停止する。成形品が取り出された後、次の型閉が始まる。
【００２４】
上記型締シリンダ９Ａ〜９Ｄの油圧制御回路は、制御装置３７、型締時及び離型時の高圧、寸開時の低圧を設定した油圧設定パネル５４、油圧ポンプ駆動用モータ３２、モータ３２を回転制御駆動するインバータ３８、可変流量油圧ポンプ３１、ブロックポートを有する４方向切換弁３４、同油圧ポンプ３１より圧し出された作動油を４方向切換弁３４まで供給する供給配管４４、４方向切換弁３４から型締シリンダ９Ａ〜９Ｄのポート２ａ、２ｃまで配設された型締側配管４５Ａ〜４５Ｄ、４方向切換弁３４から型締シリンダ９Ａ〜９Ｄのポート２ｂ、２ｄまで配設された離型側配管４６Ａ〜４６Ｄ、型締側配管４５Ａ〜４５Ｄと離型側配管４６Ａ〜４６Ｄとを結んだ配管上に設置された２方向切換弁３５Ａ〜３５Ｄ、型締側配管４５に設置された油圧検出センサ３９とで構成されている。なお、３６は安全弁の役目をするリリーフ弁、４０は作動油タンクである。
【００２５】
制御装置３７には、可動ダイプレート３が寸開位置での保持又は圧縮型締するとき、可動ダイプレート３が傾いたり捩じれたりしないように、図２に示すような、固定ダイプレート２に対して常に平行を保つように制御する可動ダイプレート平行位置制御回路が内蔵されている。このダイプレート平行位置制御回路は、ボールねじナット１４の移動距離算出回路５３、寸開工程時と型締時に回路を切換える切換スイッチ５１、制御基準距離と各タイバーに取付けられた位置センサ２７Ａ〜２７Ｄの検出値とを比較し、位置センサ２７Ａ〜２７Ｄの検出値が制御基準距離になるように、各サーボ弁３３Ａ〜３３Ｄをフィードバック制御する型締シリンダ９Ａ〜９Ｄ用ＰＩＤ制御回路５２Ａ〜５２Ｄ、作動油圧が規定油圧を保持するように規定油圧と油圧センサ３９の検出値を比較してフィードバック制御する作動油圧ＰＩＤ制御回路５５とで構成されている。
【００２６】
図３の制御プログラムの例を参照しながら、可動ダイプレート平行位置制御方法による工程を説明する。
（１）サーボモータ１５によりボールねじ軸１３を駆動回転し、可動ダイプレート３を閉側へ高速移動させる。
（２）サーボモータ１５の速度制御機能を用いて可動ダイプレート３を減速し、可動ダイプレート３を停止させる。
（３）４組の割りナット１１を作動させて可動ダイプレート３とタイバー７Ａ〜７Ｄを結合する。
（４）油圧ポンプ３１を駆動し、低圧の規定油圧に制御し、４方向切換弁３４を型締側に切換え、型締シリンダ９Ａ〜９Ｄの型締側２ａ、２ｃに作動油を送り、金型４と金型５を締切る。
【００２７】
（５）４方向切換弁３４を離型側へ切換え、各２方向切換弁３５Ａ〜３５Ｄを開く。
（６）各サーボ弁３３Ａ〜３３Ｄを作動状態にし、ボールねじ軸１３を緩速で逆回転して金型開の方向へ可動ダイプレート３を戻し、位置センサ２７Ａ〜２７Ｄが固定ダイプレート２と各タイバー７Ａ〜７Ｄとの移動距離を検出し、この距離をボールねじナット１４の移動距離と比較して各型締シリンダ９Ａ〜９Ｄ毎に備えられたＰＩＤ制御回路５２Ａ〜５２Ｄにより各サーボ弁３３Ａ〜３３Ｄをフィードバック制御して、タイバーに直結した各ラム６Ａ〜６Ｄをボールねじナット１４の移動に追随させ、可動ダイプレート３を緩速平行移動させ、所定距離移動し（金型の圧縮型締め開始位置で）停止する（寸開制御）。
【００２８】
（７）４方向切換弁３４をブロック状態に切換えて各ラム６Ａ〜６Ｄを固定する。
（８）寸開の状態のまま金型キャビティ内に定量の溶融樹脂を射出する。
（９）ボールねじ軸は回転停止して位置保持。各位置センサが検出した可動ダイプレートのボールねじ軸との相対距離を零にする（すなわち、可動ダイプレートの金型４、５締切位置からの相対移動距離をタイバーの各位置検出センサで検出し、その相対移動距離が、ボールねじの回転数から換算したボールねじナットの金型４、５締切位置から寸開位置までの距離に一致する）様にサーボ弁をフィードバック制御し、各型締シリンダのラムを移動して可動ダイプレートの傾きを無くす。（寸開保持制御）
（１０）モータ３２を全力回転して油圧ポンプ３１を駆動し、高圧の作動油を供給し、各サーボ弁３３Ａ〜３３Ｄを開き、圧縮型締を開始する。
（１１）タイバー７Ａの位置センサ２７Ａの検出値を可動ダイプレート３とタイバー７との相対移動距離の基準値とし、この基準値と各型締シリンダのタイバー７Ｂ〜７Ｄの位置センサ２７Ｂ〜２７Ｄの検出値とを比較して、ＰＩＤ制御回路５２Ｂ〜５２Ｄによりサーボ弁３３Ｂ〜３３Ｄをフィードバック制御して、ラム６Ｂ〜６Ｄをラム６Ａの移動に追随させ可動ダイプレート３を平行移動させる。
（１２）上記（１１）の工程の間、作動油圧が規定高圧を保持するように、作動油圧ＰＩＤ制御回路で規定高圧と油圧センサ３９の検出値を比較してフィードバック制御して高圧作動油で圧縮型締を続ける。
【００２９】
（１３）適当な時間金型締切のまま圧力保持し、冷却、固化をさせる。
（１４）２方向切換弁３５Ａ〜３５Ｄを開き、型締シリンダ９Ａ〜９Ｄのヘッド側２ｂ、２ｄ側にも同圧の圧油が送り込まれ、ラム６Ａ〜６Ｄの両側の油圧作動面積の差により、ラム６Ａ〜６Ｄに離型方向の力が生じ、金型が離型する。
（１５）割りナット１１を逆作動してタイバー７Ａ〜７Ｄとの結合を外し、ボールねじ軸１３が型閉のときと逆回転して可動ダイプレート３を開側に移動させ、元の全開位置に停止する。成形品が取り出され、射出圧縮成形の工程の１サイクルを終了する。
【００３０】
型締の速度は可変流量油圧ポンプ３１の回転速度で制御することができる。
型締工程中、金型キャビティへの溶融樹脂の射出、保持冷却が行われ、溶融樹脂が固化する間は同油圧ポンプ３１は完全に停止した状態である。
【００３１】
次に、本発明の実施の一形態を図に基づいて説明する。図４は射出成形機の型締装置を示す側面図及び型締装置の油圧作動を示す油圧系統図、図５は図４の型締装置の制御装置を示すブロック図、図６は図４の型締装置の可動ダイプレート平行位置制御プログラムの例、図７は図４の型締装置の寸開時にボールねじに掛かるトルクと型締シリンダによる助勢を示す図である。
【００３２】
図４と図１を比較して分かるように、本実施の形態は、前記の検討例の型締装置の可動ダイプレートを開閉する手段であるボールねじを２組、可動ダイプレートの対角の位置に設けたものであり、金型の中心（射出シリンダの中心軸線）に対して対称に設置されている。この構成以外の部分は前記検討例と全く同じであるので、構成の説明は省略する。従って、一対のボールねじ及びその周辺の装置を除く型締装置を構成する大部分は前記検討例と同じ部品番号を付してある。
【００３３】
図４におけるボールねじ及びその周辺の構造について説明する。
同じサイズ容量のボールねじ軸６３Ａとボールねじ軸６３Ｂは、可動ダイプレート３の対角の位置に、即ち、金型の中心線（射出シリンダ８の中心軸線）に対して対称に、平行に設置されている。ボールねじ軸６３Ａは軸受箱１７を介して基盤１に回転可能に、軸方向を拘束して支えられ、減速機付サーボモータ６５Ａと軸継ぎ手で直結され駆動される。ボールねじ軸６３Ｂは軸受箱１７を介して固定ダイプレート２に固設された台板６６に回転可能に、軸方向を拘束して支えられ、減速機付サーボモータ６５Ｂと軸継ぎ手で直結され駆動される。
【００３４】
ボールねじ軸６３Ａに螺合するボールねじナット１４Ａは、可動ダイプレート３に固設されたブラケット２５Ａに取付けられ、ボールねじ軸６３Ｂに螺合するボールねじナット１４Ｂは、可動ダイプレート３に固設されたブラケット２５Ｂに取付けられる。サーボモータ６５Ａとサーボモータ６５Ｂを同期して同方向に回転することにより、また、両方のボールねじ軸のねじとボールねじナット１４との螺合を可動ダイプレート３が正しい面方向となるようにセットして置けば、可動ダイプレート３は傾くことなく平行移動することができ、且つ、ボールねじナット１４Ａ、１４Ｂは可動ダイプレート３を進退させる力を２分して分け合うことができる。
【００３５】
このように、同サイズの２組のボールねじ装置を可動ダイプレート３の対角に設けると、ボールねじナット１４Ａ、１４Ｂが力を２分して可動ダイプレート３を平行移動することができるので、可動ダイプレート３が傾くことなくボールねじ軸６３Ａ、６３Ｂが曲げ力を受けず、ボールねじナット１４Ａ、１４Ｂを変形させるような捩じれが生じないので、ボールねじの許容負荷容量限度近くでの使用が可能となる。
従って、寸開工程において、ボールねじだけで間に合う場合もあり、ボールねじの負荷容量不足の場合は型締シリンダ９の僅かな助勢で寸開が可能である。
【００３６】
図５の型締装置の制御装置６７を示すブロック図は、一対のサーボモータ６５Ａ、６５Ｂのどちらかの回転数を基準にすれば良く、その他は第１の実施形態のブロック図である図２と同じである。
図６の制御プログラムの例を参照しながら、可動ダイプレート平行位置制御方法による工程を説明する。
（１）サーボモータ６５Ａ、６５Ｂを同期回転させ、ボールねじ軸６３Ａ、６３Ｂを駆動し、可動ダイプレート３を閉側へ高速移動させる。
（２）サーボモータ６５Ａ、６５Ｂの速度制御機能を用いて可動ダイプレート３を減速し、可動ダイプレート３を停止させる。
【００３７】
（３）４組の割りナット１１を作動させて可動ダイプレート３とタイバー７Ａ〜７Ｄを結合する。
（４）可変流量油圧ポンプ３１を駆動し、低圧の規定油圧に制御し、４方向切換弁３４を型締側に切換え、型締シリンダ９Ａ〜９Ｄの型締側２ａ、２ｃに作動油を送り、金型４と金型５を締切る。
（５）４方向切換弁３４は型締側に切換えたまま、同油圧ポンプ３１を停止し、各２方向切換弁３５Ａ〜３５Ｄを開いて、型締シリンダ９Ａ〜９Ｄの両側室を無圧で通にし、ボールねじ軸６３Ａ、６３Ｂを緩速で逆回転して金型開の方向へ可動ダイプレート３を戻す（ボールねじ機構だけによる寸開制御）。
【００３８】
（６）このとき、図７に示すように、ボールねじ軸６３Ａ、６３Ｂに掛かるトルクＴが、ボールねじ装置のトルク規定値Ｔ０を超えたとき、可変流量油圧ポンプ３１を低圧の規定油圧に制御して回し、４方向切換弁３４を離型側へ切換え（各２方向切換弁３５Ａ〜３５Ｄは開いたままの状態）、各サーボ弁３３Ａ〜３３Ｄを作動状態にしてトルクＴがトルク規定値Ｔ０を超えた図７にハッチングで示したＴＡのトルク分だけを助勢する。さらに、位置センサ２７Ａ〜２７Ｄは固定ダイプレート２と各タイバー７Ａ〜７Ｄとの移動距離を検出し、この距離をボールねじナット１４の移動距離と比較して各型締シリンダ９Ａ〜９Ｄ毎に備えられたＰＩＤ制御回路５２Ａ〜５２Ｄにより各サーボ弁３３Ａ〜３３Ｄをフィードバック制御して、タイバーに直結した各ラム６Ａ〜６Ｄをボールねじナット１４Ａ又は１４Ｂの移動に追随させ、可動ダイプレート３を緩速平行移動させる。可動ダイプレート３は所定距離移動し（金型の圧縮型締め開始位置で）停止する（ボールねじ機構に型締シリンダの圧し力を助勢した寸開制御）。
【００３９】
（７）４方向切換弁３４をブロック状態に切換えて各ラム６Ａ〜６Ｄを固定する。
（８）寸開の状態のまま金型キャビティ内に定量の溶融樹脂を射出する。
（９）このとき、図７に示すように、射出力によって生じるボールねじ軸６３Ａ、６３Ｂに掛かるトルクＴが、ボールねじ装置のトルク規定値Ｔ０を超えたとき、可変流量油圧ポンプ３１を低圧の規定油圧に制御して回し、４方向切換弁３４を型締側へ切換え（各２方向切換弁３５Ａ〜３５Ｄは閉じたままの状態）、各サーボ弁３３Ａ〜３３Ｄを作動状態にしてトルクＴがトルク規定値Ｔ０を超えた図７にハッチングで示したＴＡのトルク分だけを助勢する。さらに、位置センサ２７Ａ〜２７Ｄは固定ダイプレート２と各タイバー７Ａ〜７Ｄとの相対移動距離を検出し、この相対距離を零にするように各型締シリンダ９Ａ〜９Ｄ毎に備えられたＰＩＤ制御回路５２Ａ〜５２Ｄにより各サーボ弁３３Ａ〜３３Ｄをフィードバック制御して、タイバーに直結した各ラム６Ａ〜６Ｄをボールねじナット１４Ａ又は１４Ｂの保持に対して傾かない様、可動ダイプレート３を緩速で平行にする。可動ダイプレート３は所定距離移動し（金型の圧縮型締め開始位置で）保持する（ボールねじ機構に型締シリンダの圧し力を助勢した寸開保持制御）。
（１０）モータ３２を全力回転して可変流量油圧ポンプ３１を駆動し、高圧の作動油を供給し、各サーボ弁３３Ａ〜３３Ｄを開き、圧縮型締を開始する。
（１１）タイバー７Ａの位置センサ２７Ａの検出値を可動ダイプレート３とタイバー７との相対移動距離の基準値とし、この基準値と各型締シリンダのタイバー７Ｂ〜７Ｄの位置センサ２７Ｂ〜２７Ｄの検出値とを比較して、ＰＩＤ制御回路５２Ｂ〜５２Ｄによりサーボ弁３３Ｂ〜３３Ｄをフィードバック制御して、ラム６Ｂ〜６Ｄをラム６Ａの移動に追随させ可動ダイプレート３を平行移動させる。
（１２）上記（１１）の工程の間、作動油圧が規定高圧を保持するように、作動油圧ＰＩＤ制御回路で規定高圧と油圧センサ３９の検出値を比較してフィードバック制御して高圧作動油で圧縮型締を続ける。
【００４０】
（１３）適当な時間金型締切のまま圧力保持し、冷却、固化をさせる。
（１４）２方向切換弁３５Ａ〜３５Ｄを開き、型締シリンダ９Ａ〜９Ｄのヘッド側２ｂ、２ｄ側にも同圧の圧油が送り込まれ、ラム６Ａ〜６Ｄの両側の油圧作動面積の差により、ラム６Ａ〜６Ｄに離型方向の力が生じ、金型が離型する。
（１５）割りナット１１を逆作動してタイバー７Ａ〜７Ｄとの結合を外し、ボールねじ軸６３Ａ、６３Ｂが型閉のときと逆回転して可動ダイプレート３を開側に移動させ、元の全開位置に停止する。成形品が取り出され、射出圧縮成形の工程の１サイクルを終了する。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば射出圧縮成形機において、型締装置に可動ダイプレート移動手段のボールねじを２組若しくはそれ以上の組数、可動ダイプレート対角の位置に平行に設けて可動ダイプレートの寸開及び保持を複数組のボールねじで行わせ、ボールねじナットの負荷容量の不足分は、固定ダイプレートと各タイバーの相対位置検出センサの検出値を可動ダイプレート移動手段のボールねじの回転数から換算した可動ダイプレートの位置と一致させるように油圧サーボ弁により作動油の流量を制御して型締シリンダを作動させ、可動ダイプレートを平行に保つようにしたので、寸開、保持及び圧縮型締の工程においてボールねじの精度の高い速度制御、停止位置制御ができ、ボールねじに曲力負荷が働かない。また、少なくとも可動ダイプレートの小寸法開き側に移動後の位置保持において、ボールねじの負荷トルクがサーボモータの回転トルク規定値を超えないときは可動ダイプレート移動手段のボールねじの駆動だけで行い、ボールねじの負荷トルクがサーボモータの回転トルク規定値を超えたときには、その回転トルク規定値を超えた部分のトルクを油圧に換算し、油圧サーボ弁により作動油圧をフィードバック制御をして型締シリンダを作動させる型締シリンダのラムがボールねじへの過剰トルクを負担するので、ボールねじに掛かる負荷は軽くなり、ボールねじの寿命が長くなる。また、型締シリンダの担当負荷が少ないので、油圧作動につきものの起動遅れ、オーバーラン等が抑えられ、ボールねじによる可動ダイプレートの速度制御、停止位置制御はより確実となる。
【００４４】
また、型締油圧シリンダの油圧源を、油圧ポンプと、それを回転制御するサーボモータ又はインバータモータを具えて構成したので、上記の可動ダイプレートの寸開、及び保持並びに圧縮型締時に、制御装置の指示によりモータを回転制御することにより、油圧ポンプから油量、油圧共、必要な最小限度の作動油を送り出して運転が可能であるので、一般の定圧定量ポンプを使用した設備に比べ、使用する作動油は少なくて済み、電力エネルギーも少なく、ランニングコストを大幅に節約できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係り検討された一検討例の射出成形機の型締装置を示す側面図及び型締装置の油圧作動を示す油圧系統図である。
【図２】図１の型締装置の制御装置を示すブロック図である。
【図３】図１の型締装置の型盤平行位置制御プログラムの例である。
【図４】本発明の実施の一形態に係る射出成形機の型締装置を示す側面図及び型締装置の油圧作動を示す油圧系統図である。
【図５】図４の型締装置の制御装置を示すブロック図である。
【図６】図４の型締装置の型盤平行位置制御プログラムの例である。
【図７】図４の型締装置の寸開時にボールねじに掛かるトルクと型締シリンダによる助勢を示す図である。
【図８】従来の型締装置と電磁サーボ弁部分の模式図である。
【符号の説明】
２固定ダイプレート
３可動ダイプレート
４固定金型
５可動金型
６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄラム
９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、９Ｄ型締シリンダ
１１割りナット
１３、６３Ａ、６３Ｂボールねじ軸
１４、１４Ａ、１４Ｂボールねじナット
１５，６５Ａ、６５Ｂサーボモータ
２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、２７Ｄタイバー位置センサ
３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄサーボ弁
３４４方向切換弁
３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ、３５Ｄ２方向切換弁
３７制御装置
３８インバータ
３９油圧センサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an injection compression molding machine having a mold opening / closing means using an electric servo motor and a ball screw device and a mold clamping means using a hydraulic cylinder, and holding the open position for injection compression molding or tilting of the movable die plate during the compression process, The present invention relates to a mold clamping device and a mold clamping method for preventing inclination.
[0002]
[Prior art]
In a conventional injection compression molding machine having a plurality of mold clamping cylinders, the mold is temporarily stopped and fixed at a small open position (dimension position), a certain amount of plasticized molten resin is injected, and then a plurality of mold clamping is performed. Compression molding is performed by clamping the movable die plate against the fixed die plate by the cylinder, but the process of stopping the movable die plate at the open position is adjusted by adjusting the hydraulic cylinder operating pressure and back pressure. In this case, the larger the injection compression molding machine is, the more difficult it is to make fine adjustments, and it is difficult to accurately maintain the opening position.
[0003]
The method for determining the opening position disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-229342 with high accuracy is driven by a servo motor attached to a frame extending in the advancing and retreating direction of the movable die plate separately from the advancing and retreating means of the movable die plate. And a movable die plate stop stopper that is screwed onto this ball screw and moves in the axial direction by the rotation of the ball screw. When performing compression molding, the mold is closed and the movable die plate is moved forward. After that, the stop position of the movable die plate is determined by rotating the ball screw and retracting the stopper by a predetermined die compression allowance.
[0004]
Also, when molding asymmetrically shaped parts, the pressure distribution in the mold becomes asymmetric during compression, resulting in an uneven load on each clamping cylinder, the fixed mold and the movable mold do not close in parallel, and the molded product meat is not closed. There is a problem that the thickness becomes uneven. Various apparatus methods for preventing such relative inclination between molds have been proposed.
[0005]
Among such proposals, one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-269750 is that a plurality of molding materials 100 are accommodated between a fixed mold 103 and a movable mold 107 as shown in FIG. Position sensors 7a, 7b (for measuring the ram position of each of the clamping cylinders 65a, 65b (65c, 65d) in a clamping device for molding a molded product by clamping of the clamping cylinders 65a, 65b (65c, 65d). 7c, 7d), a pressure reducing valve 710 for adjusting the hydraulic pressure, electromagnetic servo valves 66a, 66b (66c, 66d) connected to the respective mold clamping cylinders 65a, 65b (65c, 65d), and the position sensor The ram positions of the respective mold clamping cylinders 65a and 65b (65c and 65d) detected by the above are compared with a specified value, and when the difference exceeds the threshold value, the mold clamping cylinders 65a and 65b (65c and 65d) And a control device that issues a command for deceleration, and at least when the movable mold 107 moves parallel to the fixed mold 103 and moves toward the fixed mold 103 at a predetermined variable speed, the mold clamping cylinder 65a. , 65b (65c, 65d) are delayed from the command, and when the difference between the delay amounts of the respective mold clamping cylinders 65a, 65b (65c, 65d) is larger than a predetermined value, the mold clamping cylinders are within a predetermined value. The movement of 65a, 65b (65c, 65d) is accelerated and decelerated to perform parallel movement.
[0006]
Another conventional example uses a proportional electromagnetic flow rate adjusting valve to move the movable platen in parallel. In this case, the control is open loop, and pressure control is difficult.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional example disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-229342, when the molten material is injected into the mold after the movable die plate is opened, the movable die plate is retracted by a predetermined die compression allowance due to the pressure of the molten material. The stopper is positioned so that the moving die plate does not move backward beyond that position, but the force point is concentrated only on the lower part of the die plate so that the die plate is tilted. The ball screw is bent, the ball screw nut is deformed, the ball is rolled, and the ball screw is damaged. In addition, due to the tilt of the die plate, the tie bar bush that guides the tie bar wears out, resulting in a problem that the parallelism of the platen becomes out of order.
[0008]
Further, in the conventional mold clamping parallel movement control method and apparatus announced by Japanese Patent Laid-Open No. 5-269750, the mold clamping pressure is controlled by the pressure reducing valve with an electromagnetic pilot. -15kg / cm of pressure²~ -20kg / cm²The moving speed of the movable die plate decreases from the pressure of the mold, and the clamping pressure is 20 kg / cm²If it is about, the movement speed will not come out. Further, since the inlet pressure (original pressure) of the servo valve changes depending on the setting of the pressure reducing valve, the control response of the servo valve decreases as the set pressure decreases. Furthermore, when the inlet pressure (source pressure) of the servo valve is changed, the optimum gain of feedback control is also changed, so that speed control with the optimum gain cannot be performed. As described above, the conventional apparatus has insufficient pressure control repeatability, reproducibility, and stability, and the pressure reducing valve with an electromagnetic pilot is expensive, which increases the cost of the apparatus.
[0009]
In the present invention, when the movable die plate before injection compression is opened, the movable die plate is accurately positioned and controlled in parallel, and the movable die plate is also controlled in parallel in the injection compression process to control the thickness of the molded product. An object is to improve the life of the ball screw by equalizing and preventing bending deformation of the ball screw for opening and closing the mold.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
  To solve the above problems, the present invention is characterized by the following configurations and methods.
(1) A fixed die plate with a fixed die fixed to the mounting base, a movable die plate that can move back and forth in a direction perpendicular to the die mounting surface on the mounting base, and a servo motor. Movable die plate moving means using a ball screw mechanism whose position and rotational speed are driven and controlled, a plurality of hydraulic clamping cylinders attached to the stationary die plate, and a piston rod of the clamping cylinder penetrate through the movable die plate. A plurality of tie bars that can penetrate through the holes, and a tie bar detachable means that can be attached to and detached from the tie bar and the movable die plate by meshing with a ring-shaped groove or screw provided in the tie bar by an inner groove of a split nut attached to the movable die plate , Multiple position detection sensors provided on each tie bar to detect the relative position of the fixed die plate and tie bar, and the hydraulic pressure and oil quantity are variable Servo valves that are individually installed in the hydraulic piping from the hydraulic pressure source to each mold clamping cylinder and can individually adjust the flow rate of hydraulic oil to each mold clamping cylinder, and the movable die plate is moved to the small dimension opening side before compression mold clamping When holding the position afterPressureAnd a control device with a built-in control circuit that can control the parallel position of the movable die plate during compaction clampingThe movable die plate moving means includes two or more pairs of ball screw mechanisms installed in parallel to the diagonal positions of the movable die plate and controlled to synchronously control the rotational position and rotational speed by a servo motor. The hydraulic pressure source that is configured using the hydraulic pressure and the oil amount is variable includes a hydraulic pump and an inverter motor or a servo motor that controls the rotation of the hydraulic pump, and at least a small size of the movable die plate If the load torque of the ball screw does not exceed the specified torque value of the servo motor when the position is maintained after moving to the open side, the ball screw load torque is controlled only by driving the ball screw of the movable die plate moving means. When the specified torque exceeds the specified torque value, the torque exceeding the specified torque value is converted to hydraulic pressure, and the hydraulic servo It is configured to actuate the clamping cylinder and the feedback control of the hydraulic pressure byBecomeIt is characterized byClamping device for injection compression molding machine.
[0013]
(2)the above(1)Injection compression molding machineUsing a mold clamping deviceThe movable die plate is moved to the mold closing position by the movable die plate moving means and stopped. The split nut is engaged with the ring-shaped groove or screw of the tie bar so that the tie bar does not come out of the movable die plate. Pressurize the mold clamping side chamber of the clamping cylinder, clamp the mold once, lower the hydraulic pressure in the chambers on both sides of the clamping cylinder to make them communicate with each other, and move the movable die plate back from the mold closed position by the movable die plate moving means. A predetermined gap is formed between the molds, and then the passage leading to the mold clamping side chamber of the clamping cylinder is blocked by the switching valve, and a certain amount of molten resin is injected into the mold cavity from the injection unit, and then the clamping cylinder In the mold clamping method of an injection compression molding machine that pressurizes the mold clamping side chamber and performs compression mold clamping,If the load torque of the ball screw does not exceed the specified torque of the servo motor, the position of the movable die plate after moving to the small dimension opening side is held only by driving the ball screw of the movable die plate moving means. When the load torque of the servo motor exceeds the specified torque value of the servo motor, the torque of the portion exceeding the specified torque value is converted to hydraulic pressure, and the hydraulic pressure is controlled by the hydraulic servo valve to operate the mold clamping cylinder. MakeIt is characterized byClamping method for injection compression molding machine.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
BookinventionExample of the study that the present inventor examinedThe structure and operation of the mold clamping apparatus will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view (partially sectional view) showing a mold clamping device of an injection molding machine having four tie bars and a hydraulic system diagram, and FIG. 2 is a block diagram showing a control device of the mold clamping device in FIG. 3 is an example of a mold platen parallel position control program of the mold clamping apparatus of FIG.
[0018]
In the figure, reference numeral 1 denotes a base, and a fixed die plate 2 to which a fixed mold 4 is attached is fixed to one end of the base 1. A movable die plate 3 having a movable die 5 attached thereto is mounted on the base 1 so as to be opposed to the fixed die plate 2. Reference numeral 22 denotes a guide rail fixed to the base 1, and a linear bearing 21 guided by the guide rail 22 supports the movable die plate 3 via a base 26.
The fixed die plate 2 is provided with a plurality of (four in this example) mold clamping cylinders 9A, 9B, 9C and 9D having a small stroke and a large cross-sectional area. The mold clamping cylinders 9C and 9D are provided symmetrically with the mold clamping cylinders 9A and 9B with respect to the vertical center plane of the fixed die plate 2. The rams 6A, 6B, 6C and 6D sliding in the mold clamping cylinders 9A to 9D are directly connected to tie bars 7A, 7B, 7C and 7D on one side, respectively, and the tie bars 7A, 7B, 7C and 7D are opposed to each other. When the movable die plate 3 to be moved approaches due to the mold closing, it penetrates through the four insertion holes opened in the movable die plate 3.
[0019]
27A, 27B, 27C, 27D are position sensors attached to the tie bars 7A, 7B, 7C, 7D, and the position sensors 27A, 27B, 27C, 27D are detection scale grooves or detection scales attached to the fixed die plate 2. Relative position of fixed die plate 2 and each tie bar 7A, 7B, 7C, 7D in combination with a scale having a magnet (or, in other words, movement distance from each reference position of rams 6A, 6B, 6C, 6D) ) Is detected.
[0020]
It is installed in parallel with the moving direction of the movable die plate 3 and is supported by a bearing box 17 and a bearing box 18 mounted on the base 1 so as to be rotatable and constrained in the axial direction, and is driven by a servo motor 15 via a power transmission belt 16. And a ball screw nut 14 which is attached to a support base 25 fixed below the movable die plate 3 and screwed to the ball screw shaft 13 and moves linearly by the rotation of the ball screw shaft 13. And constitutes a mold opening / closing means of the movable die plate 3. The rotation speed and rotation speed of the ball screw shaft 13 are controlled by the control device 37 via the servo motor 15.
The tip portions of the tie bars 7A, 7B, 7C, and 7D form a plurality of ring grooves with equal pitches, respectively, while the tie bars 7A, 7B, 7C, and 7D are ring-shaped on the side opposite to the mold of the movable die plate 3 Four sets of split nuts 11 that are meshed with grooves or screws and that are opposed to each other are moved by a hydraulic cylinder or the like in the direction perpendicular to the axis of the tie bars 7A, 7B, 7C, and 7D. 7B, 7C, and 7D are provided so as to be sandwiched between them. Reference numeral 8 denotes an injection cylinder.
[0021]
This mold opening and closing device is as shown by the solid line from the state in which the mold of FIG. 1 is opened, that is, the movable die plate 3 is sufficiently away from the fixed die plate 2 as shown by the two-dot chain line. The movable die plate 3 is moved by the rotation of the ball screw shaft 13 driven by the servo motor 15 until the mold 4 and the mold 5 are closed. The mold platen moving speed control circuit built in the control device 37 accelerates the movable die plate 3 slowly, moves at a constant speed, then decelerates, and stops just before the mold 5 comes into contact with the mold 4.
[0022]
The split nut 11 is actuated at the stop position of the movable die plate 3 so that the inner ring groove of the split nut 11 engages with the ring groove at the tip of the tie bars 7A, 7B, 7C, 7D and couples with the tie bars 7A to 7D. . Next, the mold clamping side chambers 2a and 2c of the mold clamping cylinders 9A, 9B, 9C and 9D are boosted and temporarily clamped, and then the hydraulic pressures in both side chambers of the mold clamping cylinders 9A to 9D are lowered to be in a communication state. The ball screw shaft 13 is rotationally driven to return the movable die plate 3 to a small size from the mold closing position to create a predetermined gap between the fixed mold 4 and the movable mold 5 (dimensioning process), and the mold clamping cylinder 9A The passages 45A to 45D leading to the mold clamping side chambers 2a and 2c of ~ 9D are blocked by the four-way switching valve 34 and the two-way switching valves 35A to 35D, and a fixed amount of molten resin is injected from the injection cylinder 8 into the mold cavity. Then, the variable flow hydraulic pump 31 is rotated at a high speed to make the hydraulic oil high pressure, the four-way switching valve 34 is opened, and the mold clamping side chambers 2a and 2c of the mold clamping cylinders 9A to 9D are pressurized to perform compression mold clamping. be able to.
[0023]
While the high pressure state is maintained, the molten resin in the mold cavity is cooled and solidified to form a molded product. After cooling and solidification, the two-way switching valves 35A to 35D are opened and the rams 6A to 6D of the clamping cylinders 9A to 9D are opened. The pressure oil of the same pressure is also fed to the head sides 2b and 2d, and the same hydraulic pressure acts on both sides of the rams 6A to 6D of the clamping cylinders 9A to 9D. The actuating force is increased, a mold release force is generated, and the mold is released. After this step, the split nut 11 is reversely operated to disconnect the tie bars 7A to 7D, and the ball screw shaft 13 is rotated reversely to the closed state to move the movable mold 5 and the movable die plate 3 to the open side. Move it to the original fully open position. After the molded product is taken out, the next mold closing starts.
[0024]
The hydraulic control circuit of the mold clamping cylinders 9A to 9D includes a control device 37, a hydraulic pressure setting panel 54 that sets a high pressure at the time of mold clamping and releasing, a low pressure at the time of opening, a hydraulic pump drive motor 32, and a motor 32. Inverter 38 for rotational control, variable flow hydraulic pump 31, four-way switching valve 34 having a block port, supply piping 44 for supplying hydraulic oil pumped out from the hydraulic pump 31 to the four-way switching valve 34, and four-way switching Mold clamping side pipes 45A to 45D arranged from the valve 34 to the ports 2a and 2c of the clamping cylinders 9A to 9D, and separation from the four-way switching valve 34 to the ports 2b and 2d of the clamping cylinders 9A to 9D. Die-side piping 46A-46D, mold-clamping side piping 45A-45D and release-side pipes 46A-46D are installed on two-way switching valves 35A-35D installed on the clamping side piping 45. It is constituted by a hydraulic sensor 39, which is. Reference numeral 36 denotes a relief valve that serves as a safety valve, and reference numeral 40 denotes a hydraulic oil tank.
[0025]
The control device 37 has a fixed die plate 2 as shown in FIG. 2 so that the movable die plate 3 is not tilted or twisted when the movable die plate 3 is held or compressed in the open position. In addition, a movable die plate parallel position control circuit is built in which is controlled so as to always keep parallel. This die plate parallel position control circuit includes a moving distance calculation circuit 53 for the ball screw nut 14, a changeover switch 51 for switching the circuit during the opening process and mold clamping, a control reference distance, and position sensors 27A to 27D attached to each tie bar. PID control circuits 52A to 52D for the clamping cylinders 9A to 9D for feedback control of the servo valves 33A to 33D so that the detection values of the position sensors 27A to 27D become the control reference distance. The operation oil pressure PID control circuit 55 performs feedback control by comparing the specified oil pressure with the detection value of the oil pressure sensor 39 so that the oil pressure is maintained at the specified oil pressure.
[0026]
The process by the movable die plate parallel position control method will be described with reference to the control program example of FIG.
(1) The ball screw shaft 13 is driven and rotated by the servo motor 15 to move the movable die plate 3 to the closing side at a high speed.
(2) The movable die plate 3 is decelerated using the speed control function of the servo motor 15, and the movable die plate 3 is stopped.
(3) The four sets of split nuts 11 are operated to couple the movable die plate 3 and the tie bars 7A to 7D.
(4) The hydraulic pump 31 is driven and controlled to a low prescribed hydraulic pressure, the four-way switching valve 34 is switched to the mold clamping side, hydraulic oil is sent to the mold clamping sides 2a and 2c of the mold clamping cylinders 9A to 9D, Close the mold 4 and the mold 5.
[0027]
(5) The four-way switching valve 34 is switched to the mold release side, and the two-way switching valves 35A to 35D are opened.
(6) The servo valves 33A to 33D are operated, the ball screw shaft 13 is reversely rotated at a slow speed to return the movable die plate 3 in the direction of the mold opening, and the position sensors 27A to 27D are connected to the fixed die plate 2. The movement distance to each tie bar 7A to 7D is detected, and this distance is compared with the movement distance of the ball screw nut 14, and each servo valve 33A is detected by a PID control circuit 52A to 52D provided for each mold clamping cylinder 9A to 9D. -33D is feedback-controlled so that each ram 6A-6D directly connected to the tie bar follows the movement of the ball screw nut 14, and the movable die plate 3 is moved in parallel at a slow speed and moved a predetermined distance (compression mold clamping) Stop at the start position (dimension control).
[0028]
(7) The four-way switching valve 34 is switched to the blocked state to fix the rams 6A to 6D.
(8) A fixed amount of molten resin is injected into the mold cavity in the open state.
(9) The ball screw shaft stops rotating and maintains its position. The relative distance between the movable die plate and the ball screw shaft detected by each position sensor is set to zero (that is, the relative movement distance of the movable die plate from the die 4 and 5 cut-off position is detected by each position detection sensor of the tie bar. The servo valve is feedback controlled so that the relative movement distance is the same as the distance from the ball screw nut die 4, 5 cut-off position to the open position, converted from the number of rotations of the ball screw. Move the ram to eliminate the tilt of the movable die plate. (Zoom open control)
(10) The motor 32 is fully rotated to drive the hydraulic pump 31, supply high-pressure hydraulic oil, open the servo valves 33A to 33D, and start compression mold clamping.
(11) The detection value of the position sensor 27A of the tie bar 7A is used as a reference value for the relative movement distance between the movable die plate 3 and the tie bar 7, and this reference value and the position sensors 27B to 27D of the tie bars 7B to 7D of the respective clamping cylinders are used. The detected values are compared, and the servo valves 33B to 33D are feedback-controlled by the PID control circuits 52B to 52D to cause the rams 6B to 6D to follow the movement of the ram 6A and to move the movable die plate 3 in parallel.
(12) During the step (11), the operating oil pressure PID control circuit compares the specified high pressure with the detected value of the oil pressure sensor 39 so that the operating oil pressure is maintained at the specified high pressure, and feedback control is performed. Continue compression mold clamping.
[0029]
(13) Hold the pressure with the mold deadline for an appropriate time, and cool and solidify.
(14) The two-way switching valves 35A to 35D are opened, and the same pressure oil is sent to the head sides 2b and 2d of the clamping cylinders 9A to 9D. Due to the difference in the hydraulic operation areas on both sides of the rams 6A to 6D , A force in the mold release direction is generated in the rams 6A to 6D, and the mold is released.
(15) The split nut 11 is reversely operated to disconnect the tie bars 7A to 7D, and the ball screw shaft 13 rotates in the reverse direction as when the mold is closed to move the movable die plate 3 to the open side. To stop. The molded product is taken out, and one cycle of the injection compression molding process is completed.
[0030]
The mold clamping speed can be controlled by the rotational speed of the variable flow hydraulic pump 31.
During the mold clamping process, injection of molten resin into the mold cavity and holding cooling are performed, and the hydraulic pump 31 is completely stopped while the molten resin is solidified.
[0031]
  next,The present inventionThe fruitOutoneA form is demonstrated based on figures. 4 is a side view showing the mold clamping device of the injection molding machine and a hydraulic system diagram showing the hydraulic operation of the mold clamping device, FIG. 5 is a block diagram showing the control device of the mold clamping device of FIG. 4, and FIG. An example of the movable die plate parallel position control program of the mold clamping device, FIG. 7 is a diagram showing the torque applied to the ball screw when the mold clamping device of FIG.
[0032]
  As can be seen by comparing FIG. 4 and FIG.BookThe embodiment isExample of the above studyTwo sets of ball screws, which are means for opening and closing the movable die plate of the mold clamping device, are provided at diagonal positions of the movable die plate, and are symmetrical with respect to the center of the mold (center axis of the injection cylinder) Is installed. Other than this configurationExample of examinationThe description of the configuration is omitted. Therefore, most of the mold clamping device excluding the pair of ball screws and the peripheral devices isExample of examinationThe same part number is attached.
[0033]
The ball screw and its peripheral structure in FIG. 4 will be described.
The ball screw shaft 63A and the ball screw shaft 63B having the same capacity are installed in parallel to the diagonal position of the movable die plate 3, that is, symmetrical to the center line of the mold (center axis of the injection cylinder 8). Has been. The ball screw shaft 63A is rotatably supported by the base 1 via the bearing housing 17 and restrained in the axial direction. The ball screw shaft 63A is directly connected to the servomotor 65A with a speed reducer by a shaft joint and driven. The ball screw shaft 63B is rotatably supported by a base plate 66 fixed to the fixed die plate 2 via the bearing housing 17, and is supported by restraining the axial direction, and is directly connected to a servo motor 65B with a speed reducer by a shaft joint. Is done.
[0034]
A ball screw nut 14A screwed to the ball screw shaft 63A is attached to a bracket 25A fixed to the movable die plate 3, and a ball screw nut 14B screwed to the ball screw shaft 63B is fixed to the movable die plate 3. Is attached to the bracket 25B. By rotating the servo motor 65A and the servo motor 65B in the same direction in synchronism, the screw of both the ball screw shafts and the ball screw nut 14 are screwed so that the movable die plate 3 is in the correct surface direction. If set and placed, the movable die plate 3 can move in parallel without being inclined, and the ball screw nuts 14A and 14B can share the force for moving the movable die plate 3 forward and backward in two.
[0035]
In this way, if two sets of ball screw devices of the same size are provided at the opposite corners of the movable die plate 3, the ball screw nuts 14A and 14B can divide the force in two to move the movable die plate 3 in parallel. The ball screw shafts 63A and 63B are not subjected to bending force without the movable die plate 3 being tilted, and no twisting that deforms the ball screw nuts 14A and 14B occurs, so that the ball screw is used near the allowable load capacity limit. Is possible.
Therefore, in the dimensioning process, there are cases where the ball screw alone is sufficient, and in the case where the load capacity of the ball screw is insufficient, the dimension clamping process can be performed with a slight assist.
[0036]
The block diagram showing the control device 67 of the mold clamping device of FIG. 5 may be based on the rotational speed of either one of the pair of servo motors 65A and 65B, and the others are block diagrams of the first embodiment. Is the same.
The process by the movable die plate parallel position control method will be described with reference to the example of the control program of FIG.
(1) The servo motors 65A and 65B are rotated synchronously, the ball screw shafts 63A and 63B are driven, and the movable die plate 3 is moved to the closed side at a high speed.
(2) The movable die plate 3 is decelerated using the speed control function of the servo motors 65A and 65B, and the movable die plate 3 is stopped.
[0037]
(3) The four sets of split nuts 11 are operated to couple the movable die plate 3 and the tie bars 7A to 7D.
(4) The variable flow hydraulic pump 31 is driven and controlled to a low prescribed hydraulic pressure, the four-way switching valve 34 is switched to the mold clamping side, and hydraulic oil is sent to the mold clamping sides 2a and 2c of the clamping cylinders 9A to 9D. Then, the mold 4 and the mold 5 are closed.
(5) While the four-way switching valve 34 is switched to the mold clamping side, the hydraulic pump 31 is stopped, the two-way switching valves 35A to 35D are opened, and the two side chambers of the mold clamping cylinders 9A to 9D are pressurized. Then, the ball screw shafts 63A and 63B are reversely rotated at a slow speed to return the movable die plate 3 in the mold opening direction (dimension opening control only by the ball screw mechanism).
[0038]
(6) At this time, as shown in FIG. 7, when the torque T applied to the ball screw shafts 63A and 63B exceeds the torque specification value T0 of the ball screw device, the variable flow hydraulic pump 31 is controlled to a low specified hydraulic pressure. Then, the four-way switching valve 34 is switched to the mold release side (the two-way switching valves 35A to 35D are kept open), the servo valves 33A to 33D are operated, and the torque T is the torque specified value T0. Only the torque of TA indicated by hatching in FIG. Further, the position sensors 27A to 27D detect the moving distance between the fixed die plate 2 and each tie bar 7A to 7D, and this distance is compared with the moving distance of the ball screw nut 14 and provided for each mold clamping cylinder 9A to 9D. The servo valves 33A to 33D are feedback-controlled by the PID control circuits 52A to 52D, so that the rams 6A to 6D directly connected to the tie bars follow the movement of the ball screw nut 14A or 14B, and the movable die plate 3 is moved at a slow speed. Translate. The movable die plate 3 is moved by a predetermined distance (at a compression mold clamping start position of the mold) and stopped (an opening control in which the pressing force of the clamping cylinder is assisted by the ball screw mechanism).
[0039]
(7) The four-way switching valve 34 is switched to the blocked state to fix the rams 6A to 6D.
(8) A fixed amount of molten resin is injected into the mold cavity in the open state.
(9) At this time, as shown in FIG. 7, when the torque T applied to the ball screw shafts 63A and 63B generated by the radiation output exceeds the specified torque value T0 of the ball screw device, the variable flow hydraulic pump 31 is turned to a low pressure. Controlled to the specified hydraulic pressure, the four-way switching valve 34 is switched to the mold clamping side (the two-way switching valves 35A to 35D remain closed), and the servo valves 33A to 33D are operated to generate torque T. Only the torque amount of TA shown by hatching in FIG. 7 exceeding the torque specification value T0 is supported. Further, the position sensors 27A to 27D detect relative movement distances between the fixed die plate 2 and the tie bars 7A to 7D, and PID control provided for the respective mold clamping cylinders 9A to 9D so as to make the relative distances zero. The servo valves 33A to 33D are feedback-controlled by the circuits 52A to 52D, and the movable die plate 3 is moved at a low speed so that the rams 6A to 6D directly connected to the tie bars are not inclined with respect to the holding of the ball screw nut 14A or 14B. Make parallel. The movable die plate 3 is moved by a predetermined distance (at the mold compression clamping start position) and held (indentation holding control in which the pressing force of the clamping cylinder is assisted by the ball screw mechanism).
(10) The variable flow hydraulic pump 31 is driven by rotating the motor 32 as much as possible, high pressure hydraulic oil is supplied, the servo valves 33A to 33D are opened, and compression mold clamping is started.
(11) The detection value of the position sensor 27A of the tie bar 7A is used as a reference value for the relative movement distance between the movable die plate 3 and the tie bar 7, and this reference value and the position sensors 27B to 27D of the tie bars 7B to 7D of the respective clamping cylinders are used. The detected values are compared, and the servo valves 33B to 33D are feedback-controlled by the PID control circuits 52B to 52D to cause the rams 6B to 6D to follow the movement of the ram 6A and to move the movable die plate 3 in parallel.
(12) During the step (11), the operating oil pressure PID control circuit compares the specified high pressure with the detected value of the oil pressure sensor 39 so that the operating oil pressure is maintained at the specified high pressure, and feedback control is performed. Continue compression mold clamping.
[0040]
(13) Hold the pressure with the mold deadline for an appropriate time, and cool and solidify.
(14) The two-way switching valves 35A to 35D are opened, and the same pressure oil is sent to the head sides 2b and 2d of the clamping cylinders 9A to 9D. Due to the difference in the hydraulic operation areas on both sides of the rams 6A to 6D , A force in the mold release direction is generated in the rams 6A to 6D, and the mold is released.
(15) The split nut 11 is reversely operated to disconnect from the tie bars 7A to 7D, and the ball screw shafts 63A and 63B are rotated reversely when the mold is closed to move the movable die plate 3 to the open side. Stop at the fully open position. The molded product is taken out, and one cycle of the injection compression molding process is completed.
[0041]
【The invention's effect】
  The present inventionAccording to injection compression molding machine,Two or more pairs of ball screws for moving die plate moving means are provided in the mold clamping device in parallel to the diagonal position of the movable die plate, and the movable die plate is opened and held by a plurality of sets of ball screws. The shortage of the load capacity of the ball screw nutDetection value of relative position detection sensor between fixed die plate and each tie barAllowedTo match the position of the movable die plate converted from the number of rotations of the ball screw of the moving die plate moving meansTo hydraulicSince the servo cylinder controlled the flow rate of hydraulic oil and operated the mold clamping cylinder, the movable die plate was kept parallel.PressureHigh-precision speed control and stop position control of the ball screw can be performed in the compaction clamping process, and bending load is applied to the ball screw.Absent. Also, if the load torque of the ball screw does not exceed the specified torque of the servo motor at least when the position of the movable die plate is moved to the small dimension opening side, it is only necessary to drive the ball screw of the movable die plate moving means. When the load torque of the ball screw exceeds the specified torque value of the servo motor, the torque of the part exceeding the specified torque value is converted to hydraulic pressure, and the hydraulic pressure is controlled by the hydraulic servo valve to perform mold clamping. Operate the cylinderThe clamping cylinder ramExcess torque to the ball screwTherefore, the load on the ball screw is lightened and the life of the ball screw is prolonged.The In addition, since the load assigned to the mold clamping cylinder is small, start delay, overrun, etc. associated with hydraulic operation can be suppressed, and the speed control and stop position control of the movable die plate by the ball screw are more reliable.
[0044]
  Also,The hydraulic source of the mold clamping hydraulic cylinder is composed of a hydraulic pump and a servo motor or inverter motor that controls the rotation of the hydraulic pump.BecauseOpening the movable die plate, andBihoWhen holding and compressing the mold, it is possible to operate the pump by controlling the rotation of the motor according to the instructions of the control device, so that the required minimum amount of hydraulic fluid can be sent from the hydraulic pump. Compared to equipment using pumps, less hydraulic oil is used, less energy is consumed, and running costs can be saved significantly.The
[Brief description of the drawings]
[Figure 1] Main departureClearlyPerson in chargeAn example of an investigationFIG. 2 is a side view showing a mold clamping device of an injection molding machine and a hydraulic system diagram showing hydraulic operation of the mold clamping device.
FIG. 2 is a block diagram showing a control device of the mold clamping device of FIG. 1;
FIG. 3 is an example of a mold platen parallel position control program of the mold clamping apparatus of FIG. 1;
FIG. 4 The present inventionThe fruitOutoneIt is the side view which shows the mold clamping apparatus of the injection molding machine which concerns on a form, and the hydraulic system figure which shows the hydraulic action of a mold clamping apparatus.
FIG. 5 is a block diagram showing a control device of the mold clamping device of FIG. 4;
6 is an example of a mold platen parallel position control program of the mold clamping device of FIG. 4;
7 is a diagram showing torque applied to the ball screw and assisting by the mold clamping cylinder when the mold clamping device of FIG. 4 is opened. FIG.
FIG. 8 is a schematic view of a conventional mold clamping device and an electromagnetic servo valve portion.
[Explanation of symbols]
2 Fixed die plate
3 Movable die plate
4 Fixed mold
5 Movable mold
6A, 6B, 6C, 6DLamb
9A, 9B, 9C, 9DClamping cylinder
11 Split nut
13, 63A, 63B Ball screw shaft
14, 14A, 14B Ball screw nut
15, 65A, 65B Servo motor
27A, 27B, 27C, 27D Tie bar position sensor
33A, 33B, 33C, 33D Servo valve
34 Four-way selector valve
35A, 35B, 35C, 35D 2-way switching valve
37 Controller
38 Inverter
39 Hydraulic sensor

Claims

A fixed die plate fixed to the fixed base mold, a movable die plate that can be moved back and forth in the direction perpendicular to the mold mounting surface on the fixed base mold, and a rotational position and rotation by a servo motor. A movable die plate moving means using a ball screw mechanism whose speed is controlled, a plurality of hydraulic clamping cylinders attached to the fixed die plate, and a piston rod of the same clamping cylinder are integrated into the through hole of the movable die plate. A plurality of possible tie bars and a tie bar attaching / detaching means for detaching the tie bar and the movable die plate by meshing with a ring-shaped groove or screw provided in the tie bar by an inner groove of a split nut attached to the movable die plate; A plurality of position detection sensors provided on the tie bar for detecting the relative positions of the fixed die plate and the tie bar, and oil whose oil pressure and oil amount are variable. Servo valves that are individually installed in the hydraulic piping from the power source to each mold clamping cylinder and can individually adjust the flow rate of hydraulic oil to each mold clamping cylinder, and when the movable die plate is moved to the small dimension opening side before compression mold clamping , and a built-in controller control circuit of the movable die plate can be positioned control parallel during及beauty compression mold clamping when located held thereafter, the movable die plate moving means, said pair of movable die plate The hydraulic pressure is configured using two or more sets of ball screw mechanisms installed in parallel to the corner position and controlled to synchronously control the rotational position and rotational speed by a servo motor, and the hydraulic pressure and the oil amount are variable. The source comprises a hydraulic pump and an inverter motor or servo motor for controlling the rotation of the hydraulic pump, and at least a small dimension opening side of the movable die plate If the load torque of the ball screw does not exceed the specified torque value of the servo motor when the position is maintained after movement, the load torque of the ball screw is determined by the drive torque of the servo motor. When the specified value is exceeded, the torque of the portion exceeding the specified rotational torque value is converted into hydraulic pressure, and the mold clamping cylinder is operated by feedback control of the hydraulic pressure by the hydraulic servo valve. A mold clamping device for an injection compression molding machine.

Using the mold clamping device of the injection compression molding machine according to claim 1 , the movable die plate is moved to the closed position by the movable die plate moving means and stopped, and the split nut is engaged with the ring-shaped groove or screw of the tie bar. At the same time, after preventing the tie bar from coming out of the movable die plate, pressurize the mold clamping side chamber of the mold clamping cylinder, temporarily clamp the mold, and lower the oil pressure in both side chambers of the mold clamping cylinder so that they can communicate with each other. The movable die plate is returned to the small size from the mold closed position by the moving means to create a predetermined gap between the molds, and then the passage leading to the mold clamping side chamber of the clamping cylinder is blocked by the switching valve, and the mold is moved from the injection unit to the mold. In a mold clamping method of an injection compression molding machine that injects a fixed amount of molten resin into a cavity and then pressurizes a mold clamping side chamber of a clamping cylinder to perform compression clamping, a movable die plate If the load torque of the ball screw does not exceed the specified torque of the servo motor, the position is maintained only by driving the ball screw of the movable die plate moving means. when it exceeds the rotational torque prescribed value of the servo motor, converts the torque of the part exceeding the rotational torque prescribed value to a hydraulic, a Rukoto actuates the clamping cylinder and the feedback control of the hydraulic pressure by a hydraulic servo valve A mold clamping method for an injection compression molding machine .