CN113453865A - 注塑成型机的成型辅助装置 - Google Patents

Abstract

注塑成型机的成型辅助装置具有：基本信息设定功能部(Fi)，其设定基本信息(Do)，该基本信息(Do)包含与颗粒材料(Rp)相关的树脂数据(Dr)、与螺杆(3)相关的螺杆数据(Ds)以及与成型条件相关的成型条件数据(Dm)；运算处理功能部(5)，其具有根据基本信息(Do)通过运算来求出临时塑化时间(Hm)的临时塑化时间运算处理部(Fca)、根据由该临时塑化时间运算处理部(Fca)得到的临时塑化时间(Hm)通过运算来求出熔膜(Rpf)的发热量(Em)的熔膜发热量运算处理部(Fcb)、以及将由该熔膜发热量运算处理部(Fcb)得到的熔膜(Rpf)的发热量(Em)转换为塑化延迟时间(Hmr)的塑化延迟时间转换处理部(Fcc)；以及输出处理功能部(6)，其输出塑化延迟时间(Hmr)或者根据该塑化延迟时间(Hmr)而得到的塑化信息。

Description

注塑成型机的成型辅助装置

技术领域

本发明涉及适用于在进行针对注塑成型机的成型辅助时使用的注塑成型机的成型辅助装置，该注塑成型机通过螺杆将熔融树脂注射填充到模具中来进行成型。

背景技术

一般而言，注塑成型机通过螺杆将已塑化的熔融树脂注射填充到模具中来进行成型，因此，能否将熔融树脂的熔融状态维持在适当的状态在确保期望的成型质量方面成为重要的因素。特别是在过度进行了塑化的情况下，树脂分解率升高，导致熔融树脂的变质(碳化等)或成为产生无用气体的原因等的不良情况。这样的不良情况与熔融树脂相关的成型条件或滞留时间等密切相关，在成型条件不适合的情况或滞留时间较长的情况下，因过度塑化而产生树脂分解率升高的风险。因此，还提出了各种用于掌握加热筒内的熔融树脂的状态并降低树脂分解率的技术。

另一方面，通过确保适当的塑化时间并将熔融树脂的未熔融分率(固相率)维持在一定水准以下来实现熔融状态的稳定化在降低成型品的塑化不良的方面成为重要的因素。因此，还提出了用于掌握塑化时间来确保适当的塑化时间的技术。

以往，作为这种技术，公知有专利文献1所公开的注塑成型机的塑化管理装置和专利文献2所公开的注塑成型机(塑化时间的估计方法)。专利文献1所公开的塑化管理装置的目的在于得到能够精确地判别塑化状态是否稳定的注塑成型机的塑化管理装置，具体而言，设置有：电流检测单元，其在计量动作中，检测使螺杆进行旋转的塑化马达的驱动电流；旋转速度检测单元，其检测使螺杆进行旋转的塑化马达的转速；扭矩计算单元，其根据塑化马达的驱动电流来计算马达的驱动扭矩；以及运算单元，其根据计算出的驱动扭矩和检测出的马达的转速来运算塑化马达的驱动电力的瞬时值，此外，设置有将计算出的驱动电力的瞬时值在塑化时间的期间进行累计的累计器。

另外，专利文献2所公开的注塑成型机设置有：存储部，其使用作为将特定的树脂连续塑化时的单位时间的处理能力的理想塑化能力已知的标准注塑成型机来对某一树脂进行注塑成型，根据该成型品的重量计测1次注射的实际量，并计测此时的塑化时间，通过在求出塑化功率的运算式中加入1次注射的质量、塑化时间以及理想塑化能力来计算塑化功率，通过对其他种类的树脂也实施相同的计算来存储制作出的树脂的种类和塑化功率的相关映射；输入部，其输入在与标准注塑成型机不同的注塑成型机中想要使用的树脂的种类、模具的型腔体积以及该不同的注塑成型机的理想塑化能力；运算部，其根据在该不同的注塑成型机中使用的树脂的种类和相关映射来选择塑化功率，并根据模具的型腔体积和所使用的树脂的密度来估计1次注射的质量，通过将塑化功率、1次注射的质量以及该不同的注塑成型机的理想塑化能力加入到塑化时间的运算式来估计塑化时间；以及显示部，其显示由该运算部估计出的塑化时间。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-340891号公报

专利文献2：日本特开2002-067109号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，上述现有的用于掌握塑化时间的技术还存在以下要解决的课题。

第一，在任何情况下都根据从注塑成型机的运转状态得到的所谓间接的物理量来掌握塑化时间，因此从准确地掌握塑化时间的观点出发，在质和量上未必称得上充分。因此，停留在能够掌握粗略的信息，不容易进行基于准确的塑化时间的准确的应对。因此，在通过确保适当的塑化时间并将熔融树脂的未熔融分率(固相率)维持在一定水准以下来实现塑化不良的减少的方面存在限制。

第二，基本上是使注塑成型机实际运转而根据从成型机的运转状态得到的信息来掌握塑化时间，因此用于掌握的处理(作业工序)变得麻烦。因此，存在作业工时的增加和产生树脂材料的浪费的难点等，从有效利用成型辅助装置的观点来看，在易用性方面存在困难。特别是，从用于成型条件的设定的观点出发，难以准确且容易地反映，并且需要对应于各个注塑成型机等，在作为成型辅助装置的通用性和发展性方面存在困难。

本发明的目的在于提供解决了这样的背景技术中存在的课题的注塑成型机的成型辅助装置。

用于解决课题的手段

本发明为了解决上述的课题，提供一种注塑成型机的成型辅助装置1，其对注塑成型机M进行成型辅助，该注塑成型机M通过螺杆3将已塑化的熔融树脂注射填充到模具2中来进行成型，其特征在于，该注塑成型机的成型辅助装置1具有：基本信息设定功能部Fi，其设定基本信息Do，该基本信息Do至少包含与颗粒材料Rp相关的树脂数据Dr、与螺杆3相关的螺杆数据Ds以及与成型条件相关的成型条件数据Dm；运算处理功能部5，其至少具有临时塑化时间运算处理部Fca、熔膜发热量运算处理部Fcb以及塑化延迟时间转换处理部Fcc，该临时塑化时间运算处理部Fca根据基本信息Do通过运算来求出临时塑化时间Hm，该熔膜发热量运算处理部Fcb根据由该临时塑化时间运算处理部Fca得到的临时塑化时间Hm通过运算来求出熔膜Rpf的发热量Em，该塑化延迟时间转换处理部Fcc将由该熔膜发热量运算处理部Fcb得到的熔膜Rpf的发热量Em转换为塑化延迟时间Hmr；以及输出处理功能部6，其输出塑化延迟时间Hmr或者根据该塑化延迟时间Hmr而得到的塑化信息。

在该情况下，根据发明的优选的方式，能够使树脂数据Dr至少包含树脂的种类和熔体流动速率(MFR)Drf。另外，能够在运算处理功能部5中设置第1判定处理部Fci，该第1判定处理部Fci根据预先设定的判断基准来判定塑化延迟时间Hmr，并输出所得到的判定结果，并且能够在输出处理功能部6中设置判定结果显示处理部Fdi，该判定结果显示处理部Fdi将该判定结果至少显示于成型机控制器7所具有的显示器7d。此外，能够在运算处理功能部5中设置估计塑化时间运算处理部Fcs，该估计塑化时间运算处理部Fcs求出估计塑化时间Hms，该估计塑化时间Hms为利用塑化延迟时间Hmr对临时塑化时间Hm进行校正后的塑化时间，并且能够在输出处理功能部6中设置估计塑化时间显示处理部Fds，该估计塑化时间显示处理部Fds将估计塑化时间Hms显示于成型机控制器7所具有的显示器7d。另一方面，能够在运算处理功能部5中设置固相率运算处理部Fcp，该固相率运算处理部Fcp通过基于固相率运算式数据Dc的运算来求出计量结束时的熔融树脂的估计固相率Xc，该固相率运算式数据Dc根据基本信息Do来运算加热筒4内的熔融树脂的固相率。另外，能够使螺杆数据Ds包含与螺杆表面3f的材质的种类相关的数据，由此，能够在运算处理功能部5中设置分解率运算处理部Fcr，该分解率运算处理部Fcr通过基本信息Do和基于分解率运算式数据Dr的运算来求出估计树脂分解率Xr，该分解率运算式数据Dr根据该基本信息Do来求出成型时的螺杆表面3f的树脂分解率。此外，能够在运算处理功能部5中设置第2判定处理部Fcj，该第2判定处理部Fcj判定估计固相率Xc和/或估计树脂分解率Xr的大小并输出所得到的判定结果，并且能够在判定结果显示处理部Fdi中设置显示由第2判定处理部Fcj得到的判定结果的功能。

发明效果

根据这样的本发明的注塑成型机的成型辅助装置1，起到如下的显著的效果。

(1)注塑成型机的成型辅助装置1具有：基本信息设定功能部Fi，其设定基本信息Do，该基本信息Do至少包含与颗粒材料Rp相关的树脂数据Dr、与螺杆3相关的螺杆数据Ds以及与成型条件相关的成型条件数据Dm；运算处理功能部5，其至少具有临时塑化时间运算处理部Fca、熔膜发热量运算处理部Fcb以及塑化延迟时间转换处理部Fcc，该临时塑化时间运算处理部Fca根据基本信息Do通过运算来求出临时塑化时间Hm，该熔膜发热量运算处理部Fcb根据由该临时塑化时间运算处理部Fca得到的临时塑化时间Hm通过运算来求出熔膜Rpf的发热量Em，该塑化延迟时间转换处理部Fcc将由该熔膜发热量运算处理部Fcb得到的熔膜Rpf的发热量Em转换为塑化延迟时间Hmr；以及输出处理功能部6，其输出塑化延迟时间Hmr或者根据该塑化延迟时间Hmr而得到的塑化信息，因此能够求出考虑了熔膜Rpf的发热量Em的塑化时间。其结果为，能够进行将熔融树脂的未熔融分率(固相率)维持在一定水准以下的熔融状态的稳定的生产，特别是能够有助于排除了塑化不良的良品率的提高和成型品质的提高。

(2)在进行生产之前，能够通过成型辅助装置1取得与塑化时间相关的数据，因此能够不需要使实际的注塑成型机运转的工序。因此，能够有效地避免求出塑化时间的工时的减少和产生树脂材料的浪费的不良情况，并且能够根据树脂数据Dr、螺杆数据Ds以及成型条件数据Dm等数据容易且准确地求出塑化时间，因此能够在各种注塑成型机中广泛利用等，作为成型辅助装置的通用性和发展性优异。

(3)根据优选的方式，如果在运算处理功能部5中设置第1判定处理部Fci，该第1判定处理部Fci根据预先设定的判断基准来判定塑化延迟时间Hmr，并输出所得到的判定结果，则能够在不依赖于操作员的判断的情况下进行与塑化延迟时间Hmr相关的客观的优劣判定，因此即使是初学者等也能够容易且可靠地确认塑化时间。

(4)根据优选的方式，如果在输出处理功能部6中设置判定结果显示处理部Fdi，该判定结果显示处理部Fdi将该判定结果至少显示于成型机控制器7所具有的显示器7d，则操作员例如能够在视觉上且容易地确认“优、良、中、不合格”等的程度(等级)作为判定结果，因此能够显示与该程度对应的适当的辅助消息，也能够迅速且准确地进行成型条件的修正等。

(5)根据优选的方式，如果在运算处理功能部5中设置估计塑化时间运算处理部Fcs，该估计塑化时间运算处理部Fcs求出成为利用塑化延迟时间Hmr对临时塑化时间Hm进行校正后的塑化时间的估计塑化时间Hms，则能够得到考虑了熔膜Rpf的影响的适当的塑化时间作为估计塑化时间Hms，因此除了能够掌握基于塑化延迟时间Hmr的塑化状态的适当与否以外，还能够掌握塑化中的适当的塑化时间长度。

(6)根据优选的方式，如果在输出处理功能部6中设置估计塑化时间显示处理部Fds，该估计塑化时间显示处理部Fds将估计塑化时间Hms显示于成型机控制器7所具有的显示器7d，则从视觉上的观点出发，操作员能够迅速且容易地获知适当的塑化时间，因此能够容易地进行以该塑化时间为指针的成型条件的微调整等，从而能够有助于熔融状态的进一步稳定化。

(7)根据优选的方式，如果在运算处理功能部5中设置固相率运算处理部Fcp，该固相率运算处理部Fcp通过使用了固相率运算式数据Dc的运算来求出计量结束时的熔融树脂的估计固相率Xc，该固相率运算式数据Dc根据基本信息Do来运算加热筒4内的熔融树脂的固相率，则能够从估计固相率Xc的侧面掌握熔融树脂的塑化不足，因此能够采取针对塑化不足的适当的对策。特别是通过与估计塑化时间Hms和塑化延迟时间Hmr所相关的塑化信息组合，能够进一步提高针对树脂的熔融状态的适当与否判定的可靠性。

(8)根据优选的方式，如果在螺杆数据Ds中包含与螺杆表面3f的材质的种类相关的数据，则能够将因螺杆表面3f的金属材质对熔融树脂的催化效果或粘接难易度而产生的劣化主要原因反映到运算处理中，因此能够进行针对熔融状态的更精确(准确)的估计。

(9)根据优选的方式，如果在运算处理功能部5设置分解率运算处理部Fcr，该分解率运算处理部Fcr通过使用了分解率运算式数据Dr的运算来求出估计树脂分解率Xr，该分解率运算式数据Dr根据基本信息Do来求出成型时的螺杆表面3f的树脂分解率，则能够容易地得到利用了基本信息Do的估计树脂分解率Xr，并且能够根据所得到的估计树脂分解率Xr准确地掌握熔融树脂的劣化状态。其结果为，除了基于估计固相率Xc的熔融状态的一侧(塑化不足侧)的界限点以外，还能够通过基于估计树脂分解率Xr的熔融状态的另一侧(塑化过度侧)的界限点这双方来设定熔融状态的适当范围，从而能够实现成型品质的高度化和稳定化。

(10)根据优选的方式，如果在运算处理功能部5中设置第2判定处理部Fcj，该第2判定处理部Fcj判定估计固相率Xc和/或估计树脂分解率Xr的大小并输出所得到的判定结果，并且在判定结果显示处理部Fdi中设置显示由第2判定处理部fcj得到的判定结果的功能，则操作员能够在视觉上确认判定结果，因此能够容易地掌握难以判断的熔融树脂的熔融状态。因此，即使是经验较少的初学者操作员，也能够容易且可靠地确认熔融树脂的熔融状态是否适当，并且能够迅速地采取成型条件的设定变更等必要的对策，从而能够实现成型品生产的高效化和效率化。特别是通过与塑化延迟时间Hmr的适当与否判定和估计塑化时间Hms的掌握组合，能够实现成型处理工序的进一步最佳化。

附图说明

图1是本发明的优选实施方式的注塑成型机的成型辅助装置中的处理系统(控制系统)的系统框图。

图2是该成型辅助装置中的输入输出系统(控制系统)的系统框图。

图3是示出具有该成型辅助装置的注塑成型机的机械构造的结构图。

图4是示出作为用于该注塑成型机的树脂材料的颗粒材料的一例的示意性地描绘的立体图。

图5是该注塑成型机中的塑化处理时的加热筒的原理图。

图6是用于对该成型辅助装置所具有的固相率运算处理部的运算功能进行说明的固相率相对于螺杆的位置的变化特性图。

图7是按种类示出作为该树脂分解率的基础的树脂相对于金属的粘接难易度的一览表。

图8是作为由该成型辅助装置所具有的树脂分解率运算处理部运算的树脂分解率的基础的树脂的劣化原理说明图。

图9是按种类示出作为该树脂分解率的基础的树脂相对于金属的分解难易度的一览表。

图10是示出该成型辅助装置中的估计上升温度与实测上升温度之间的关系的相关特性图。

图11是该成型辅助装置所具有的第2判定处理部的功能说明图。

图12是该注塑成型机中的塑化时间产生延迟时的温度分布说明图。

图13是该注塑成型机中的塑化时间未产生延迟时的温度分布说明图。

图14是示出该注塑成型机中的实测塑化时间与基于该成型辅助装置的计算的临时塑化时间之间的关系的相关特性图。

图15是示出该注塑成型机中的实测塑化时间与通过塑化延迟时间对临时塑化时间进行了校正的估计塑化时间之间的关系的相关特性图。

图16是示出基于该成型辅助装置的计算的熔膜的发热量的积分值与塑化延迟时间之间的关系的相关特性图。

图17是示出基于该成型辅助装置的计算的塑化延迟时间与塑化时间稳定性之间的关系的相关特性图。

图18是该成型辅助装置所具有的第1判定处理部的功能说明图。

图19是该成型辅助装置中的数据显示部的画面图。

图20a是示出由该成型辅助装置所具有的输出处理功能部显示的判定消息的一例的显示画面图。

图20b是示出由该成型辅助装置所具有的输出处理功能部显示的判定消息的一例的其他显示画面图。

图20c是示出由该成型辅助装置所具有的输出处理功能部显示的判定消息的一例的其他显示画面图。

图20d是示出由该成型辅助装置所具有的输出处理功能部显示的判定消息的一例的其他显示画面图。

图21是示出使用了该成型辅助装置的成型辅助的处理顺序的流程图。

标号说明

1：成型辅助装置；2：模具；3：螺杆；3f：螺杆表面；4：加热筒；5：运算处理功能部；6：输出处理功能部；7：成型机控制器；7d：显示器；M：注塑成型机；Rp：颗粒材料；Rpf：熔膜；Dr：树脂数据；Drf：熔体流动速率(MFR)；Ds：螺杆数据；Dm：成型条件数据；Do：基本信息；Dc：固相率运算式数据；Dr：分解率运算式数据；Fi：基本信息设定功能部；Fca：临时塑化时间运算处理部；Fcb：熔膜发热量运算处理部；Fcc：塑化延迟时间转换处理部；Fci：第1判定处理部；Fcs：估计塑化时间运算处理部；Fcp：固相率运算处理部；Fcr：分解率运算处理部；Fcj：第2判定处理部；Fdi：判定结果显示处理部；Fds：估计塑化时间显示处理部；Hm：临时塑化时间，Hmr：塑化延迟时间；Hms：估计塑化时间；Em：发热量；Xc：估计固相率；Xr：估计树脂分解率。

具体实施方式

接下来，列举本发明的优选实施方式，基于附图详细地进行说明。

首先，参照图1至图3对能够利用本实施方式的成型辅助装置1的注塑成型机M的概要进行说明。

图3示出注塑成型机M、特别是省略了合模装置的注塑装置Mi。在注塑装置Mi中，4是加热筒，在该加热筒4的前端部经由头部4h来安装喷嘴4n。喷嘴4n具有向以假想线表示的模具2注射加热筒4内部的熔融树脂的功能。另外，在加热筒4的后端上部具有漏斗11h，并且在该漏斗11h的下端开口与加热筒4的内部之间形成贯穿加热筒4的材料落下口11d。由此，漏斗11h和加热筒4的内部经由材料落下口11d而连通，在漏斗11h内以假想线表示的树脂材料R通过材料落下口11d而被提供至加热筒4的内部。因此，漏斗11h和材料落下口11d构成向加热筒4的内部提供树脂材料R的材料提供部11。

另一方面，在漏斗11h的外周面附设对收纳于漏斗11h的内部的树脂材料R进行加热的加热器12h，并且在材料落下口11d的周围的加热筒4上形成水套12j。而且，加热器12h与调温驱动器12d的供电电路12de连接，并且水套12j与调温驱动器12d的调温水循环回路12dw连接。调温水循环回路12dw通过使已调温的水介质(温水或冷却水)在水套12j中循环，能够对通过材料落下口11d的颗粒材料Rp进行调温(加热或冷却)。此外，供电电路12de和调温水循环回路12dw分别与控制器主体22连接。由此，从控制器主体22对调温驱动器12d赋予针对供电电路12de和调温水循环回路12dw的控制指令。另外，调温温度Tr由省略了图示的温度传感器检测，该检测信号被赋予至调温驱动器12d。因此，加热器12h、水套12j以及调温驱动器12d构成进行材料提供部11的调温的调温部12。

另一方面，在加热筒4的内部转动自如以及进退自如地装填有螺杆3。在该螺杆3的外周面上形成有螺旋状的螺棱部3mp，并且，考虑耐久性等而对螺杆表面3f实施了基于规定的表面材料(金属)的涂敷处理。该螺杆3从前侧到后侧具有计量区域Zm、压缩区域Zc、进料区域Zf。另一方面，螺杆3的后端部与螺杆驱动部13相结合。螺杆驱动部13具有使螺杆3旋转的螺杆旋转机构13r和使螺杆3前进以及后退的螺杆进退机构13m。另外，在例示的情况下，螺杆旋转机构13r和螺杆进退机构13m的驱动方式示出了使用电动马达的电气方式，但也可以是使用液压回路的液压方式，该驱动方式哪种都可以。而且，螺杆旋转机构13r和螺杆进退机构13m与供电驱动器13d连接，并且该供电驱动器13d与控制器主体22连接。由此，从控制器主体22对供电驱动器13d赋予针对螺杆旋转机构13r和螺杆进退机构13m的控制指令。另外，螺杆3的速度和位置等物理量由省略了图示的速度传感器和位置传感器等检测，该检测信号被赋予至供电驱动器13d。

此外，加热筒4从前侧到后侧具有加热筒前部4f、加热筒中部4m和加热筒后部4r，在各部4f、4m、4r的外周面分别附设有前部加热部14f、中部加热部14m和后部加热部14r。同样，在头部4h的外周面附设有头加热部14h，并且在喷嘴4n的外周面附设有喷嘴加热部14n。这些各加热部14f、14m、14r、14h、14n能够由带式加热器等构成。因此，喷嘴加热部14n、头加热部14h、前部加热部14f、中部加热部14m、后部加热部14r构成加热组部14。而且，该加热组部14与加热器驱动器14d连接，并且加热器驱动器14d与控制器主体22连接。由此，从控制器主体22对加热器驱动器14d赋予针对各加热部14f、14m、14r、14h、14n的控制指令，另外，加热温度由省略了图示的温度传感器(热电偶等)检测，该检测信号被赋予至加热器驱动器14d。

另一方面，图1和图2示出负责注塑成型机M的整体控制的成型机控制器7。成型机控制器7具有：控制器主体22，其内置有CPU等硬件，具有计算机功能；以及内部存储器22m，其写入包含各种数据和程序的登记数据22md。另外，将显示器7d与控制器主体22连接。显示器7d能够进行必要的信息显示，并且附设有触摸面板7dt，能够使用该触摸面板7dt来进行输入、设定、选择等各种输入操作。此外，将对各种致动器进行驱动(动作)的驱动器组27与控制器主体22连接。在该驱动器组27中包含有调温驱动器12d、供电驱动器13d以及加热器驱动器14d，该调温驱动器12d包含图3所示的上述供电电路12de和调温水循环回路12dw。

因此，成型机控制器7包含HMI控制系统及PLC控制系统，在内部存储器22m中储存有PLC程序和HMI程序。通过PLC程序，执行注塑成型机M中的各种工序的序列动作和注塑成型机M的监视等，并且通过HMI程序来执行注塑成型机M的动作参数的设定和显示、注塑成型机M的动作监视数据的显示等。

接下来，参照图1至图19和图20a至图20d对能够用于这样的注塑成型机M的本实施方式的成型辅助装置1的结构进行说明。

本实施方式的成型辅助装置1由图1和图2所示的成型机控制器7和周边致动器构成。因此，在成型机控制器7的内部存储器22m中存储有基于使成型辅助装置1发挥功能的应用程序的辅助程序Ps。

成型辅助装置1具有用于将加热筒4内的树脂的熔融状态维持为最佳状态的基本功能。因此，首先，为了容易理解本实施方式的成型辅助装置1的主要部分结构，对成型辅助装置1的基本功能进行说明。

如图2所示，具有基本功能的成型辅助装置1具有基本信息设定功能部Fi，该基本信息设定功能部Fi设定基本信息Do，该基本信息Do至少包含与颗粒材料Rp相关的树脂数据Dr、与螺杆3相关的螺杆数据Ds以及与成型条件相关的成型条件数据Dm。该基本信息设定功能部Fi能够使用附设于显示器7d的触摸面板7dt。即，由于在显示器7d上显示有省略了图示的输入画面，因此能够通过经由触摸面板7dt进行必要的数值的输入、选择等来设定。

在该情况下，在树脂数据Dr中至少包含有与树脂的种类和熔体流动速率相关的数据(MFR数据)Drf。另外，树脂的种类能够通过树脂选择部Drs选择。因此，在登记数据22md中预先登记有与各种树脂相关的特性等数据，即与熔融特性等每种颗粒材料Rp…的各种物性相关的数据。另外，MFR数据Drf可以通过数值输入来设定，也可以通过树脂的选择而一起输入。每种颗粒材料Rp…的物理性质(熔融特性等)被反映到后述的固相率Xc的运算中，从而能够求出更精确(准确)的估计固相率Xcs。图4示意性地示出颗粒材料Rp的一例。

在成型条件数据Dm中包含有与用于通过注塑成型机M成型的成型条件相关的各种数据，作为一例，包含有螺杆转速、计量时间、背压、计量位置、前部温度、中部温度、后部1温度、后部2温度、成型循环时间等与各种物理量相关的各种数据，即与成型条件相关的各种信息。

在螺杆数据Ds中包含有与螺杆3的形态相关的各种数据，作为一例，包含有螺杆外径、螺杆螺纹宽度、固体与螺杆的摩擦系数、螺杆槽深度、螺杆宽度方向长度、螺杆导程、螺纹系数、螺杆螺纹的螺旋角、螺距数等与各种维度相关的数据、以及与螺杆表面3f的材质的种类相关的数据等与螺杆有关的各种信息。特别是，如果包含与螺杆表面3f的材质的种类相关的数据，则能够将因螺杆表面3f的金属材质对熔融树脂的催化效果或粘接难易度而产生的劣化原因反映到运算处理中，因此能够进行针对熔融状态的更精确(准确)的估计。

另一方面，成型辅助装置1具有图1所示的数据处理部F。数据处理部F包含使用了内部存储器22m的运算式数据设定部9，在该运算式数据设定部9中设定有固相率运算式数据Dc、分解率运算式数据Dr以及上升温度运算式数据Dw。固相率运算式数据Dc是与用于根据上述的基本信息Do来运算加热筒4内的熔融树脂的固相率Xc的运算式相关的数据，分解率运算式数据Dr是与用于根据上述的基本信息Do来运算成型时的螺杆表面3f的树脂分解率Xr的运算式相关的数据，上升温度运算式数据Dw是与用于根据与剪切发热量Ec相关的数据来求出上升温度ΔTu的运算式相关的数据，该剪切发热量Ec用于基于分解率运算式数据Dr的运算处理。

接下来，对求出作为固相率运算式数据Dc的基础的固相率Xc的固相率运算式、求出作为分解率运算式数据Dr的基础的树脂分解率Xr的分解率运算式以及求出作为上升温度运算式数据Dw的基础的上升温度ΔTu的上升温度运算式分别具体地进行说明。

首先，参照图5所示的塑化处理时的加热筒的原理图对固相率运算式进行说明。在该图中，3表示螺杆，31表示螺杆槽底，3mp表示螺杆螺纹，并且4表示加热筒(内壁部)。另外，通过螺杆螺纹3mp在加热筒4内移送的熔融树脂(颗粒材料Rp)通常以成为颗粒材料Rp不溶解的固体区域的实心底座Rps、颗粒材料Rp溶解后的粘度较低的液体区域即作为熔融树脂的熔池Rpp、成为到达熔融树脂的跟前的粘度较高的粘性区域的熔膜Rpf这三个区域存在。另外，Cx表示当前位置的实心底座Rps(固体区域)的宽度，Cw表示从螺距宽度中减去螺纹宽度而得到的长度。

[式101]表示固相率运算式的一例。

固相率Xc＝Cx/Cw

＝(Cx′/Cw)·(1-ka·Φi)…[式101]

其中，Φi＝f(Tq，Tc)·Φe

如[式101]所示，固相率Xc基本上可以通过Cx/Cw求出。另外，在[式101]中，Cx′表示1螺距前的固体的宽度，ka表示调整系数，Φi表示注射的熔融速度，Φe表示挤出的熔融速度，Tq表示计量时间，Tc表示循环时间。

一般而言，在如挤出成型机那样具有连续运转的加热筒的熔融机构中，作为预测塑化状态的理论式，广泛利用了1978年由Tadmor提出的公知的模型式。

另一方面，在注塑成型机M中，由于进行间歇运转(注射→计量→待机)，因此包含与挤出成型机的情况不同的注射位置或螺杆停止时间等注射条件。因此，无法将公知的模型式直接应用于注塑成型机M。因此，关于本实施方式中使用的固相率运算式，将能够适用于挤出成型机的模型式变换为能够适用于注塑成型机M的模型式，即，将能够适用于挤出成型机的模型式如[式101]所示的f(Tq，Tc)·Φe那样将包含计量时间Tq和循环时间Tc的函数式乘以树脂材料熔融的速度Φe(表示熔融速度的量，单位为无量纲)而得到的Φi用于固相率运算式。

由此，如果使用[式101]所示的运算式，则将能够适用于挤出成型机的模型式变换为能够适用于注塑成型机M的模型式，因此能够作为表示收纳有螺杆3的加热筒4内的熔融树脂中的熔融比例(熔融程度)的固相率Xc而求出。因此，通过该固相率运算式得到的固相率Xc能够用作根据所输入的基本信息Do而得到的估计出的固相率Xc即估计固相率Xcs。

此外，在对该估计固相率Xcs进行与实际得到的熔融树脂的固相率即实测的固相率是否一致的验证并且进行调整之后，优选将大致一致的固相率运算式设定为本实施方式中的固相率运算式数据Dc。

另外，[式101]中的(1-ka·Φi)的项表示越接近0即速度Φi越快，固相率Xc越接近0，加热筒4内的熔融树脂被完全地熔融。在实施方式中，进一步根据固相率Xc计算残留有多少未熔融的固体，考察出与成型时的树脂温度的波动方式的相关性。

熔膜Rpf的厚度一般用于剪切发热的计算，但实测值与计算值较大地偏离。因此，通过指定完全熔融时的固相率(调整值)，并分离为固相和液相来计算仅液相产生剪切发热的值。其结果为，能够确认与实测值大致一致。

图6示出了由固相率运算式得到的固相率Xc相对于螺杆3的位置的变化。该图的横轴表示螺距编号，数字越大，越接近喷嘴侧。另外，纵轴表示固相率Xc，固相率Xc越接近0，越接近完全熔融状态，固相率Xc为0时成为完全熔融状态。在图6中，将Xcs所示的位置处的固相率Xc看作计量结束时的熔融树脂的估计固相率Xcs。

估计固相率Xcs在实际应用上不必一定为0。该判断基准优选选定为“0.06”，该数值能够通过实验的结果确认是适当值。由此，在估计固相率Xcs为“Xcs≤0.06”的情况下，能够判断为处于良好的熔融状态，并且在“Xcs＞0.06”的情况下，能够判断为熔融不充分(塑化不足)。这样，估计固相率Xcs的大小成为表示熔融树脂的塑化不足等熔融状态的指标。另外，估计固相率Xcs表示熔融树脂的熔融水平，因此也可以使用未熔融聚合物分率。

因此，如果在运算式数据设定部Fs中设定根据基本信息Do来运算加热筒4内的熔融树脂的固相率Xc的固相率运算式数据Dc，则通过后述的固相率运算处理部Fcp，能够通过基于基本信息Do和固相率运算式数据Dc的运算处理来求出计量结束时的熔融树脂的估计固相率Xcs，因此能够通过所得到的估计固相率Xcs准确(定量地)地掌握树脂的塑化不足，因此能够采取针对该塑化不足的适当的对策。特别是，由于无需要求经验等的人为判断，因此即使是经验较少的初学者操作员也能够提高成型品的成品率和成型质量，能够进行更优选的成型(生产)。而且，由于能够将颗粒材料Rp…的每个种类的物理特性(熔融特性等)反映到估计固相率Xcs的运算中，因此能够得到更精确(准确)的估计固相率Xcs。

接下来，对分解率运算式进行说明。[式102]表示在本实施方式中使用的分解率运算式的一例。

树脂分解率Xr＝Ec·Wa·kb…[式102]

其中，Ec＝f(W、L、σ、γ、ζ)

Wa∝f(Φm，Φc，Qs)

[式102]基本上以Tadmor的模型式为基础，成为求出注塑成型机M中的树脂分解率Xr的运算式。在[式102]中，Ec是根据Tadmor的模型式计算出的剪切发热量[MJ]，是对从完全熔融位置到螺杆3的前端的剪切发热量进行累计而得到的总剪切发热量。Wa表示熔融树脂与金属的粘接功〔MJ/m²〕，kb表示考虑了金属的催化效果的调整系数。

另外，在计算剪切发热量Ec时，W表示从螺距宽度中减去螺纹宽度所得的长度，L表示螺杆螺旋长度，σ表示剪切应力，γ表示剪切速度，ζ表示无量纲深度，并且，在计算粘接功Wa时，Φm表示母材金属的功函数，Φc表示涂敷在母材金属上的金属的功函数，Qs表示附着在最表面金属上的氧量。另外，氧量Qs能够通过X射线分析装置(EDX装置)来测量。该粘接功Wa表示熔融树脂与金属的粘接难易度，图7中按种类示出了熔融树脂相对于螺杆表面3f的金属的粘接难易度。图7中的数字越大，表示越容易粘接。

此外，金属的催化效果(氧化诱导时间)成为熔融树脂的劣化主要原因，因此该催化效果被反映到系数kb中。一般而言，已知有在对聚合物(树脂)进行了加热的情况下，通过提取氢而成为聚合物自由基活性物质。在采用聚合物自由基活性物质的情况下，在该状态下不会导致聚合物的分子量下降，但是，在与金属发生了接触的情况下，通过产生催化作用，与空气中的氧和自由基结合而产生促进溶解树脂的分解的现象。图8的(a)至(c)示意性地示出该现象。图8的(a)示出高分子(聚合物)45因热而活化(热分解)的状态。当在该状态下被金属成分进行催化活化时，如图8的(b)所示，产生氧46与已活化的聚合物45结合的氧化现象。然后，在进一步进行的情况下，如图8的(c)所示，产生因聚合物45的氧化分解而发生低分子化的现象。图9中按种类示出了熔融树脂相对于螺杆表面3f的金属的分解难易度。图9中的数字的数值越大，表示越容易分解。

在基于[式102]的分解率运算式的树脂分解率Xr的运算结果中，考虑了熔融树脂的滞留时间、粘接功、氧化诱导时间、螺杆形状等，因此通过该分解率运算式得到的树脂分解率Xr可以用作根据所输入的基本信息Do得到的估计出的树脂分解率Xr即估计树脂分解率Xrs。如果设定这样的分解率运算式数据Dr，则也能够将在上述的固相率运算式数据Dc的运算处理中使用的基本信息Do用于分解率运算式数据Dr的运算处理等，从而能够容易地求出估计树脂分解率Xrs。

另外，通过实验(实证)的结果能够确认出，只要估计树脂分解率Xrs能够维持0.00，就不会发生劣化。因此，在大于0.00的值的情况下，能够掌握熔融树脂处于劣化状态(包含转移到劣化状态的风险较高的情况)。即，在估计树脂分解率Xrs为“Xrs＝0.00”的情况下，能够判断为处于没有劣化的良好的熔融状态，并且，在“Xrs＞0.00”的情况下，能够判断为劣化状态或转移到劣化状态的风险较高。这样，估计树脂分解率Xrs的大小可以用作表示因过度进行塑化而产生的熔融树脂的劣化状态的指标。

因此，如果在运算式数据设定部9中设定根据基本信息Do来求出成型时的螺杆表面3f的树脂分解率Xr的分解率运算式数据Dr，则通过后述的分解率运算处理部Fct，能够通过进行基于基本信息Do和分解率运算式数据Dr的运算处理来求出估计树脂分解率Xrs，因此能够将用于固相率运算式数据Dc的运算处理的基本信息Do也用于分解率运算式数据Dr的运算处理等，能够容易地求出估计树脂分解率Xrs。

而且，由于能够通过利用运算处理而容易地得到的估计树脂分解率Xrs来准确地掌握熔融树脂的劣化状态，因此除了基于估计固相率Xcs的熔融状态的一侧(塑化不足侧)的界限点以外，还能够通过基于估计树脂分解率Xrs的熔融状态的另一侧(塑化过度侧)的界限点这双方来设定熔融状态的适当范围，能够实现成型性和成型质量的稳定化和高度化。

接下来，对上升温度运算式进行说明。[式103]示出作为上升温度运算式数据Dw的基础的上升温度运算式的一例。

上升温度ΔTu＝Ec/(Qh·Cm)…[式103]

在[式103]中，Ec[MJ]能够利用求出上述的树脂分解率Xr的[式102]中的剪切发热量Ec。另外，Qh表示塑化能力，Cm表示熔融比热(树脂比热)。

这样，为了求出上升温度ΔTu，能够利用与上述的剪切发热量Ec相关的数据，因此能够容易地求出估计上升温度ΔTus。即，为了求出估计上升温度ΔTus，能够将从完全熔融位置至螺杆末端的剪切发热量Ec除以塑化能力Qh和树脂比热Cm来求出。另外，熔融树脂不是作为水那样的牛顿流体，而是作为糖稀那样的指数定律流体来处理。

上述的固相率Xc和树脂分解率Xr也与树脂的上升温度ΔTu密切相关。因此，除了与估计固相率Xcs和/或估计树脂分解率Xrs相关的信息以外，作为与估计固相率Xcs和估计树脂分解率Xrs相关联的信息，如果将估计上升温度Δtus作为与熔融树脂的熔融状态相关的信息进行显示，则也能够一并确认与估计上升温度ΔTus相关的信息，因此操作员(用户)能够更准确地掌握该熔融状态。

图10示出估计上升温度ΔTus与实测上升温度的相关特性。该特性是使用ABS树脂作为树脂的特性，估计上升温度ΔTus全部低于危险值p＝0.01，能够确认出充分的相关性。

另一方面，数据处理部F具有使用成型机控制器7(控制器主体22和内部存储器22m)的运算处理功能部5。该运算处理功能部5基本上能够进行利用了上述的固相率运算式数据Dc、分解率运算式数据Dr以及上升温度运算式数据Dw的运算处理。

因此，在该运算处理功能部5中至少包含：固相率运算处理部Fcp，其用于通过基于基本信息Do和固相率运算式数据Dc的运算处理来求出计量结束时的熔融树脂的固相率Xc即估计固相率Xcs；分解率运算处理部Fcr，其通过基于基本信息Do和分解率运算式数据Dr的运算处理来求出熔融树脂的树脂分解率Xr即估计树脂分解率Xrs；以及上升温度运算处理部Fct，其通过基于上升温度运算式数据Dw的运算处理来求出估计上升温度ΔTus。

此外，运算处理功能部5具有第2判定处理部Fcj，该第2判定处理部Fcj对估计固相率Xcs和/或估计树脂分解率Xrs的程度(大小)进行判定处理，输出与该处理的结果对应的第2辅助消息数据Dhs。

图11示出了用于判定处理的判定基准。在图11中，判定结果“01”为“Xcs≤0.06”并且“Xrs＝0.00”的情况。在该情况下，熔融状态处于充分的状态且也不处于劣化状态，因此能够判断为处于良好的成型环境。判定结果“02”为“Xcs≤0.06”并且“Xrs＞0.00”的情况。在该情况下，虽然熔融状态处于充分状态，但能够判断为有可能成为劣化状态。判定结果“03”为“Xcs＞0.06”并且“Xrs＝0.00”的情况。在该情况下，有可能产生塑化不足，但能够判断为不会成为劣化状态。判定结果“04”为“Xcs＞0.06”并且“Xrs＞0.00”的情况。在该情况下，能够判定为有可能产生塑化不足，同时有可能成为劣化状态。

此外，判定处理部Fcj具有输出与判定结果“01”至“04”对应的第2辅助消息数据Dhs的功能。具体而言，在判定结果为“01”的情况下，输出辅助消息mr，在判定结果为“02”的情况下，输出辅助消息m1，在判定结果为“03”的情况下，输出辅助消息m2，在判定结果为“04”的情况下，输出辅助消息m3。

另外，成型辅助装置1具有图1所示的输出处理功能部6。该输出处理功能部6是所谓利用判定结果的输出的处理功能的一个方式，具有显示从第2判定处理部Fcj输出的判定结果的判定结果显示处理部Fdi。由此，判定结果显示于图2所示的数据显示部23的第2判定显示部26s。另外，在例示的情况下，通过切换后述的第1判定显示部26，能够显示第2判定显示部26s。另外，该数据显示部23显示于显示器7d。

由此，各辅助消息mr、m1、m2、m3显示于第2判定显示部26s。在该情况下，能够在各辅助消息mr、m2…中包含表示判定处理的结果的判定消息和用于与该判定消息对应地进行对策的对策消息。因此，在内部存储器22m中存储有与辅助消息mr、m1、m2、m3对应的第2辅助消息数据Dhs。另外，虽然省略了图示，但作为辅助消息mr、m1、m2……的一例，例如在辅助消息mr的情况下，显示“是适当范围”的字符作为判定消息。在辅助消息m1的情况下，显示“树脂有可能产生碳化”的字符作为判定消息，显示“请降低Tm、Tr、Pr、Rm或者缩短Tc”(Tm：加热用的设定温度，Tr：调温温度，Pr：背压，Rm：转速，Tc：成型周期时间)的字符作为对策消息。在辅助消息m2的情况下，显示“有可能产生未熔融树脂”的字符作为判定消息，显示“请提高Tm、Tr、Pr、Rm或者延长Tc”的字符作为对策消息。在辅助消息m3的情况下，显示“请检查成型条件”作为对策消息，从而促进针对成型条件的所谓全面的重新设定。

这样，如果在运算处理功能部5中设置第2判定处理部Fcj，该第2判定处理部Fcj判定估计固相率Xc和/或估计树脂分解率Xr的大小，输出所得到的判定结果，并且，在判定结果显示处理部Fdi中设置从第2判定处理部Fcj得到的判定结果的显示功能，则操作员能够在视觉上确认判定结果，因此能够容易地掌握难以判断的熔融树脂的熔融状态。因此，即使是经验较少的初学者操作员，也能够容易且可靠地确认熔融树脂的熔融状态是否适当，并且能够迅速地采取成型条件的设定变更等必要的对策，能够实现成型品生产的高效化和效率化。特别是，通过与后述的塑化延迟时间Hmr的适当与否判定和估计塑化时间Hms的掌握进行组合，能够实现成型处理工序中的高水平的最佳化。

此外，作为利用判定结果的其他处理功能，虽然省略了图示，但也能够将与估计固相率Xcs相关的数据和与估计树脂分解率Xrs相关的数据用作与对策消息对应的校正数据，并用于自动校正对应的成型条件的自动校正处理。

此外，如图2所示，在图19所示的数据显示部23中，除了辅助消息显示部26以外，还包含调温温度显示部24、树脂状态显示部25以及后述的塑化时间显示部25r。在该情况下，在调温温度显示部24中还显示材料落下口温度、漏斗温度以及树脂材料温度，并且在树脂状态显示部25中设置估计树脂分解率显示部25dp、估计固相率显示部25dc以及估计上升温度显示部25du。在这些各显示部中数值显示各物理量。以上是成型辅助装置1的基本功能。该基本功能成为用于将加热筒4内的树脂的熔融状态维持为最佳状态的功能。

接下来，参照图12至图19和图20a至图20d，对成为本实施方式的成型辅助装置1的主要部分结构的用于通过掌握更准确的塑化时间来实现基于塑化不足的塑化不良的减少的辅助功能进行说明。

如上述的图5所示，通过螺杆螺纹3mp在加热筒4内移送的熔融树脂(颗粒材料Rp)以成为固体区域的实心底座Rps、作为熔融树脂的熔池Rpp、成为粘性区域的熔膜Rpf这三个方式存在。

在该情况下，从加热筒4的喷嘴4n射出的熔融树脂成为熔池Rpp中的熔融树脂，因此在上述的熔融树脂的估计上升温度ΔTus和估计固相率Xcs的运算中，专门使用熔池Rpp作为参数，忽视了熔膜Rpf。

但是，由于熔膜Rpf处于到达熔池Rpp的跟前的状态，因此进行了熔膜Rpf如何影响树脂温度、塑化状态的实验。其结果为，判明了从喷嘴4n射出的熔融树脂的温度因素主要由熔池Rpp的发热量引起，几乎不由熔膜Rpf的发热量引起。另一方面，还判明了熔膜Rpf的发热量对不会成为针对熔融树脂的直接的温度因素的物质的塑化时间有很大影响，熔膜Rpf的发热量与塑化时间的延迟现象有关。

以下，参照图12和图13，通过加热筒4内的颗粒材料Rp的行为对这些现象进行考察。另外，图12和图13是明示了螺杆的计量完成位置处的加热筒温度与螺杆表面温度之差的图。

通常，在将加热筒4与颗粒材料Rp之间的动摩擦系数设为fb、将螺杆3与颗粒材料Rp之间的动摩擦系数设为fs的情况下，通过满足“fb＞fs”的关系，将颗粒材料Rp向前方移送。动摩擦系数大致与温度成比例，因此在加热筒4的温度比螺杆3的表面温度低的情况下，成为“fb＜fs”的关系，通过所谓的移动现象的反转而产生延迟。

图12示出了产生3〔秒〕的延迟时间的温度分布。图中，Ttb表示加热筒4的内壁温度，Tts表示螺杆3的表面温度。另外，延迟时间是从实测的塑化时间Hd减去计算上的塑化时间Hm而得到的值。根据图12所示的椭圆范围A的温度分布可知，在发生延迟时，能够确认加热筒4的内壁温度Ttb比螺杆3的表面温度Tts低。另一方面，图13示出了未发生延迟的温度分布(延迟时间：-0.5〔秒〕)。在该情况下，能够确认加热筒4的内壁温度Ttb与螺杆3的表面温度Tts几乎没有差异。

对该现象进行考察，在上述的椭圆范围A的区域中，由于固体(实心底座Rps)占大多数，因此几乎不产生由熔池Rpp引起的发热。因此，能够推测为熔膜Rpf的发热相对变大，延迟时间的主要原因是熔膜Rpf中的发热量。

其结果为，可以认为塑化时间的延迟现象与熔膜Rpf的发热量Em密切相关，因此，可以认为塑化延迟时间Hmr的程度、即塑化延迟时间Hmr的长度能够通过获知熔膜Rpf的发热量Em来进行预测。因此，对这一点进行了具体验证。

以下，参照图14至图17，对能够根据熔膜Rpf的发热量Em来预测塑化延迟时间Hmr的验证结果进行说明。

如上所述，在挤出成型机的情况下，假定固体输送部中的塑化能力是固体塞占用螺杆的能力来进行计算。该固体输送理论式已知为通过Tadmor而被一般化的[式104]。即，固体输送量Gc〔kg/h〕为，

[数学式1]

这里，ρs表示固体密度，H表示槽深度，Db表示加热筒的内径，Ds表示螺杆的外径，θ表示塞表面的移动角，

表示螺杆的螺旋角，e表示螺纹宽度，

表示平均螺旋角。

在该情况下，塞表面的移动角θ由[式105]导出。

[数学式2]

其中，

这里，Da是螺杆平均直径，表示从加热筒的内径减去槽深度所得的值，fs表示螺杆与颗粒材料Rp之间的动摩擦系数。

本次将该fs设为fs＝fs(Δt)，预测出塑化时间作为具有温度梯度的动摩擦系数。即，只要能够获知动摩擦系数fs，就能够掌握考虑了螺杆3的形状和成型条件的塑化能力。关于[式105]的M，也能够导入fs(Δt)来求出。

因此，只要求出基于计量的使用树脂容量Vs，并将该使用树脂容量Vs除以从上述的[式104]得到的固体输送量Gc，则塑化时间Hm能够进行时间换算。即，能够通过下式进行换算。

Hm＝f(Gc，Vs，Kb)…[式106]

另外，Kb是考虑了背压的系数。将通过[式106]的换算而得到的塑化时间Hm定义为临时塑化时间Hm。

图14示出通过计算而得到的临时塑化时间Hm的一例。该图是使用PBT树脂(聚对苯二甲酸丁二醇酯)作为颗粒材料Rp的图，与通过实测而得到的塑化时间Hd对应地显示。

在该情况下，相关系数是r≈0.91，表示即使是计算出的临时塑化时间Hm也能够充分地预测。

另一方面，在[式107]和[式108]中示出将作为挤出理论式存在的Tadmor模型式在注射理论式中展开的式子。

[数学式3]

这里，δ表示熔膜厚，km表示熔体的导热率，Tb表示加热筒温度，Tmo表示熔点，Tro表示固体颗粒温度，Va、Vb表示描述熔融速度的系数，Φ表示描述熔融速度的量，X表示实心底座宽度，Vbx表示螺杆宽度方向的气缸圆周速度成分，Cs表示固体比热，ρm表示液体密度，λ表示熔融潜热，Gm表示考虑了循环时间的塑化能力，ηo表示零剪切粘度，n表示粘度指数，Vj表示相对速度。另外，熔融树脂依存于指数定律流体，b′表示由指数定律流体引起的量。

由[式107]和[式108]可知，[式107]的分子项由传热项(2·km(Tb-Tmo)与发热项(Va·X)之和表示，因此，能够使用[式104]、[式107]以及[式108]来计算由熔膜Rpf引起的发热量Em，因此，向[式108]导入[式104]的Gc，计算出临时的熔膜Rpf的发热量。另外，这里使用的Gc是从在[式106]中考虑了背压的塑化时间再次转换为Gc的数值，总之，使用了将[式104]乘以Kb的数值。

图16示出了计算出的熔膜Rpf的发热量(积分值)Em与塑化延迟时间Hmr之间的关系。在该情况下，塑化延迟时间Hmr是从实测的塑化时间Hd减去临时塑化时间Hm而得到的时间。另外，用于验证的树脂是PBT树脂。

另外，虽然省略了图示，但在其他树脂(聚丙烯(PP)、通用聚苯乙烯(GPPS)、聚缩醛(POM)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、耐冲击性聚苯乙烯(HIPS)、高密度聚乙烯(HDPE)、丙烯腈苯乙烯(AS)、丙烯酸(PMMA)、PC(聚碳酸酯)等)中也进行了同样的验证。其结果为，能够确认计算出的熔膜Rpf的发热量Em与塑化延迟时间Hmr之间的较强的相关性。

在该情况下，塑化延迟时间Hmr成为相对于适当(理想)的塑化时间的所谓的误差，因此该塑化延迟时间Hmr能够用作校正值。即，该塑化延迟时间Hmr能够根据图16并通过下式来求出。

Hmr＝(x·Em)+y…[式109]

因此，即使是未知的树脂，也能够使用[式106]来计算临时塑化时间Hm，通过将[式106]的结果导入至[式108]，并且进行[式107]和[式108]的反复计算，能够计算熔膜Rpf的发热量Em。而且，如果将发热量Em转换为塑化延迟时间Hmr，并通过该塑化延迟时间Hmr来校正临时塑化时间Hm，则会接近本来的适当的塑化时间(理想值)。在本实施方式中，将校正后的临时塑化时间Hm定义为估计塑化时间Hms。

图15示出实测的塑化时间Hd与估计塑化时间Hms之间的关系。在上述的图14所示的相关图表中，还存在大幅偏离平均值的数值，但在图15所示的相关图表中，它们也接近平均值，能够确认通过校正而变得不明显。

另外，图17示出实测的塑化时间Hd的偏差(稳定性)与塑化延迟时间Hmr之间的关系。从该图能够确认，偏差越小(稳定性越高)，塑化延迟时间Hmr越短(越小)。

因此，如果汇总这些验证结果，则通过包含[式104]和[式105]的[式106]，能够预测临时塑化时间Hm。而且，通过导入了该预测结果的[式107]和[式108]的反复计算，能够计算由熔膜Rpf引起的发热量Em。另外，通过[式109]，能够将熔膜Rpf的发热量Em转换为作为校正值的塑化延迟时间Hmr。在该塑化延迟时间Hmr较大的情况下，意味着相对于适当(理想)的塑化时间(即估计塑化时间Hms)的误差较大，能够根据该塑化延迟时间Hmr的大小来判定稳定性的适当与否。另外，能够掌握成为适当的塑化时间的估计塑化时间Hms。

接下来，根据这些验证结果，参照图1至图3，对应用了通过塑化延迟时间Hmr来判定稳定性的是否适当的原理和掌握估计塑化时间Hms的原理的本实施方式的成型辅助装置1的具体结构进行说明。

首先，直接利用图2所示的基本信息设定功能部Fi。因此，能够通过基本信息设定功能部Fi来设定必要的基本信息Do，该必要的基本信息Do至少包含与颗粒材料Rp相关的树脂数据Dr、与螺杆3相关的螺杆数据Ds以及与成型条件相关的成型条件数据Dm。

另一方面，如图1所示，在运算处理功能部5中至少设置临时塑化时间运算处理部Fca，该临时塑化时间运算处理部Fca根据基本信息Do并通过运算来求出临时塑化时间Hm。即，设置临时塑化时间运算处理部Fca，该临时塑化时间运算处理部Fca根据基本信息Do中的基于计量值的使用树脂容量、加热筒4内的颗粒材料Rp的每单位时间的移动量以及上述的包含[式104]和[式105]的[式106]，通过运算来求出临时塑化时间Hm。另外，设置熔膜发热量运算处理部Fcb，该熔膜发热量运算处理部Fcb根据从临时塑化时间运算处理部Fca得到的临时塑化时间Hmr，通过运算来求出熔膜Rpf的发热量Em。即，设置熔膜发热量运算处理部Fcb，该熔膜发热量运算处理部Fcb利用导入了由塑化时间运算处理部Fca得到的临时塑化时间Hm的[式108]和[式107]的反复计算，通过运算来求出熔膜Rpf的发热量Em。

另外，设置塑化延迟时间转换处理部Fcc，该塑化延迟时间转换处理部Fcc利用[式109]将从熔膜发热量运算处理部Fcb得到的熔膜Rpf的发热量Em转换为塑化延迟时间Hmr。此外，设置估计塑化时间运算处理部Fcs，该估计塑化时间运算处理部Fcs通过塑化延迟时间Hmr来校正临时塑化时间Hm并求出估计塑化时间Hms。而且，在输出处理功能部6中设置估计塑化时间显示处理部Fds，显示在图2和图19所示的数据显示部23中的塑化时间显示部25r中。如图19所示，塑化时间显示部25r具有显示估计塑化时间Hms的估计塑化时间显示部25pr和显示塑化延迟时间Hmr的塑化延迟时间显示部25rr。

这样，如果在运算处理功能部5中设置求出成为通过塑化延迟时间Hmr校正临时塑化时间Hm而得的塑化时间的估计塑化时间Hms的估计塑化时间运算处理部Fcs，则能够得到考虑了熔膜Rpf的影响的适当的塑化时间作为估计塑化时间Hms，因此除了能够掌握基于塑化延迟时间Hmr的塑化状态的适当与否以外，还能够掌握塑化中的适当的塑化时间长度。另外，如果在输出处理功能部6中设置将估计塑化时间Hms显示于成型机控制器7所具有的显示器7d的估计塑化时间显示处理部Fds，则从视觉上的观点出发，操作员能够迅速且容易地获知适当的塑化时间，因此具有如下的优点：能够容易地进行以该塑化时间为指针的成型条件的微调整等，从而能够有助于熔融状态的进一步稳定化。

另外，在运算处理功能部5中设置第1判定处理部Fci，该第1判定处理部Fci根据预先设定的判断基准来判定塑化延迟时间Hmr是否适当，并输出所得到的判定结果。在例示的情况下，该第1判定处理部Fci设定了图18所示的判定基准。由此，判定塑化延迟时间Hmr是否适当，并能够通过输出处理功能部6所具有的判定结果显示处理部Fdi将该判定结果和基于该判定结果的辅助消息mdr、md1、md2、md3显示于图2和图19所示的第1判定显示部26。因此，在内部存储器22m中存储有与辅助消息mdr、md1、md2、md3对应的第1辅助消息数据Dhf。

这样，如果在运算处理功能部5中设置第1判定处理部Fci，该第1判定处理部Fci根据预先设定的判断基准来判定塑化延迟时间Hmr，并输出所得到的判定结果，则能够在不依赖于操作员的判断的情况下进行与塑化延迟时间Hmr相关的客观的优劣判定，因此即使是初学者等也能够容易且可靠地确认塑化时间。

具体而言，设定了如下的判定基准：在塑化延迟时间Hmr满足“-2＜Hmr＜2”的情况下设为“优”，另外，在塑化延迟时间Hmr满足“2≤Hmr＜5”的情况下设为“中”。另外，实际的塑化延迟时间Hmr使用从适当的塑化时间Hms减去临时塑化时间Hm而得到的数值。与此相对，在塑化延迟时间Hmr处于“5≤Hmr”的条件时，塑化延迟时间Hmr变得过长而设为“不合格”。另一方面，在塑化延迟时间Hmr为-2以下的情况下，即处于“-2≥Hmr”的条件时，能够根据图17确认处于稳定倾向，并且处于与塑化不足相反的方向，因此设为“良”。

此外，判定结果通过输出处理功能部6中的判定结果显示处理部Fdi，显示于图19所示的第1判定显示部26。在该情况下，在判定结果显示部26j上显示判定结果，并且在辅助消息显示部26m上显示基于与判定结果对应的第1辅助消息数据Dhf的辅助消息mdr、md1、md2、md3。

在图20a至图20d中示出显示的一例。图20a表示判定结果为“优”的情况，在判定结果显示部26j上显示“优”的字符，作为一例，在辅助消息显示部26m上显示“适当/请进入下一步骤”的辅助消息mdr。图20b表示判定结果为“良”的情况，在判定结果显示部26j上显示“良”的字符，作为一例，在辅助消息显示部26m上显示“塑化时间变快/请降低Tr、Ti、Ct，提高Pr、Rm(其中，Tr：后部温度，Ti：落下口温度，Ct：周期时间，Pr：背压，Rm：转速)”的辅助消息md1。图20c表示判定结果为“中”的情况，在判定结果显示部26j上显示“中”的字符，作为一例，在辅助消息显示部26m上显示“塑化时间变慢/请提高Tr、Ti、Ct，降低Pr、Rm”的辅助消息md2。图20d表示判定结果为“不合格”的情况，在判定结果显示部26j上显示“不合格”的字符，在辅助消息显示部26m上例如显示“塑化时间不适当/请检查所有成型条件”的辅助消息md3。

这样，如果在输出处理功能部6中设置将该判定结果至少显示于成型机控制器7所具有的显示器7d的判定结果显示处理部Fdi，则操作员例如能够在视觉上且容易地确认“优、良、中、不合格”等的程度(级别)作为判定结果，因此能够显示与该程度对应的适当的辅助消息，也能够迅速且准确地进行成型条件的修正等。

接下来，参照各图并参照图21所示的流程图对本实施方式的成型辅助装置1的使用方法(成型辅助方法)进行说明。

成型辅助装置1基本上能够在设定开始生产之前的成型条件时使用。另外，与该成型辅助处理相关的动作通过存储在内部存储器21m中的辅助程序Ps来执行。

首先，启动辅助程序Ps而使成型辅助处理功能有效(步骤S1)。接着，操作员从显示器7d所显示的输入画面(基本信息设定功能部Fi)输入与颗粒材料Rp相关的树脂数据Dr(步骤S2)。在例示的情况下，如果从输入画面所显示的树脂选择部Drs(图2)中选择所使用的树脂的类别，则将与从与各种树脂相关的数据中选择出的树脂对应的数据设定为输入数据，该各种树脂与预先登记于内部存储器22m的各种颗粒材料Rp相关。另外，通过数值来输入MFR数据Drf(图2)(步骤S3)。在该情况下，MFR数据Drf也可以能够与树脂的类别同样地进行选择输入。接着，输入螺杆数据Ds(步骤S4)。在该情况下，可以从螺旋数据输入画面通过数值或者选择来输入各个维度和素材等，也可以通过从输入画面的显示中选择附加给螺杆的型号等，根据预先登记的数据自动地设定。

另一方面，如果基本信息Do的设定(输入)结束，则操作员按照通常的设定顺序进行注塑成型机M中的成型条件的设定处理(步骤S5)。成型条件的设定能够通过成型条件设定画面来进行。所设定的成型条件被设定为成型条件数据Dm。此外，如果进行成型准备所需的输入处理，则与所需的基本信息Do相关的设定(输入)结束。

然后，如果成型条件的设定处理结束，则打开规定的辅助开始键(未图示)。由此，首先，执行基于临时塑化时间运算处理部Fca的运算处理，根据所设定的基本信息Do求出临时塑化时间Hm(步骤S6)。另外，执行基于熔膜发热量运算处理部Fcb的运算处理，求出熔膜Rpf的发热量Em(步骤S7)。进而，将由熔膜发热量运算处理部Fcb得到的与熔膜Rpf的发热量Em相关的数据赋予给塑化延迟时间转换处理部Fcc，并通过执行基于塑化延迟时间转换处理部Fcc的运算处理，将该数据转换为塑化延迟时间Hmr(步骤S8)。

接着，将由临时塑化时间运算处理部Fca得到的与临时塑化时间Hm相关的数据和由熔膜发热量运算处理部Fcb得到的与塑化延迟时间Hmr相关的数据赋予给估计塑化时间运算处理部Fcs，并通过基于估计塑化时间运算处理部Fcs的运算处理，利用塑化延迟时间Hmr来校正临时塑化时间Hm。由此，能够得到估计塑化时间Hms(步骤S9)。

另外，将与塑化延迟时间Hmr相关的数据赋予给第1判定处理部Fci，执行针对塑化延迟时间Hmr的长度(大小)的判定处理(步骤S10)。然后，将基于第1判定处理部Fci的判定结果赋予给判定结果显示处理部Fdi，进行基于判定结果显示处理部Fdi的显示处理。由此，判定结果由数据显示部23中的第1判定显示部26显示。即，在图19所示的判定结果显示部26j中显示成为判定结果的“优”、“良”、“中”、“不合格”中的任意一种字符，并且在辅助消息显示部26m中显示与判定结果对应的上述的辅助消息(图20a至图20d)。

进而，通过塑化时间显示部25r中的估计塑化时间显示部25pr来数值显示估计塑化时间Hms，并且通过塑化延迟时间显示部25rr来数值显示塑化延迟时间Hmr(步骤S11)。

此时，在判定结果为“优”时，能够进入下一步骤。与此相对，在显示了“良”、“中”、“不合格”中的任意一种时，按照与判定结果对应地显示的辅助消息md1、md2或md3进行成型条件的修正或者再设定(步骤S12、S5……)。而且，只要反复进行与成型条件的修正或者再设定相关的处理直至最终判定结果成为“优”即可。由此，基于本实施方式的成型辅助装置1的适当(理想)的塑化时间、即估计塑化时间Hms的设定结束(步骤S12)。

另一方面，在本实施方式的成型辅助装置1中具有对上述的估计固相率Xcs、估计树脂分解率Xrs以及估计上升温度ΔTus进行估计的基本功能。因此，在这些估计处理中也能够进行利用了校正后的适当的估计塑化时间Hms的估计处理。

因此，在进一步利用基本功能的情况下，能够继续进行成型辅助处理。在该情况下，首先，通过基于固相率运算处理部Fcp的运算处理，根据基本信息Do和固相率运算式数据Dc来求出估计固相率Xcs(步骤S13)。接着，通过基于分解率运算处理部Fcr的运算处理，根据基本信息Do和分解率运算式数据Dr来求出估计树脂分解率Xrs(步骤S14)。接着，通过上升温度运算处理部Fct的运算处理，根据上升温度运算式数据Dw来求出估计上升温度ΔTus(步骤S15)。所得到的估计固相率Xcs、估计树脂分解率Xrs以及估计上升温度ΔTus分别显示于图2所示的树脂状态显示部25、即图19中的估计树脂分解率显示部25dp、估计固相率显示部25dc以及估计上升温度显示部25du。

另一方面，如果得到了估计固相率Xcs和估计树脂分解率Xrs，则通过第2判定处理部Fcj来进行判定处理。即，按照图11所示的判定基准，对估计固相率Xcs和估计树脂分解率Xrs的大小(程度)进行判定处理(步骤S16)。然后，根据该判定处理的结果，显示与该结果对应的图11所示的辅助消息mr、m1、m2或者m3(步骤S17)。如上所述，该显示能够将图2所示的基于第1判定显示部26的显示切换为基于第2判定显示部26s的显示来进行。

作为一例，基于第2判定显示部26s的显示如下进行。首先，在图11所示的判定结果为“01”的情况下，显示“是适当范围”的辅助消息mr，能够进入下一步骤。与此相对，在判定结果为“02”的情况下，由于处于估计树脂分解率Xrs较高的状态，因此在辅助消息m1中，例如显示“树脂有可能产生碳化”的判定消息，并显示“请降低Tm、Tr、Pr、Rm或者缩短Tc”(Tm：加热用的设定温度、Tr：调温温度、Pr：背压、Rm：转速、Tc：成型周期时间)的对策消息。在判定结果为“03”的情况下，由于处于估计固相率Xcs较高的状态，因此在辅助消息m2中，例如显示“有可能产生未熔融树脂”的判定消息，并显示“请提高Tm、Tr、Pr、Rm或者延长Tc”的对策消息。在判定结果为“04”的情况下，由于处于不适当的状态，因此在辅助消息m3中，例如显示“请检查成型条件”，从而促进对成型条件的全面的再设定。

而且，在显示了判定结果的“02”、“03”、“04”中的任意一种时，按照与判定结果对应地显示的辅助消息m1、m2或m3来进行成型条件的修正或者再设定(步骤S18、S5…)。在该情况下，只要反复进行与成型条件的修正或者再设定相关的处理直至最终判定结果成为“01”即可。

由此，能够实现基于本实施方式的成型辅助装置1的辅助的成型条件的最佳化，因此确定成型条件的设定(S19)。另外，打开未图示的结束键，使辅助程序Ps的执行结束(步骤S20)。

因此，根据这样的本实施方式的成型辅助装置1，作为基本的结构，具有：基本信息设定功能部Fi，其设定基本信息Do，该基本信息Do至少包含与颗粒材料Rp相关的树脂数据Dr、与螺杆3相关的螺杆数据Ds以及与成型条件相关的成型条件数据Dm；运算处理功能部5，其至少具有临时塑化时间运算处理部Fca、熔膜发热量运算处理部Fcb以及塑化延迟时间转换处理部Fcc，该临时塑化时间运算处理部Fca根据基本信息Do并通过运算来求出临时塑化时间Hm，该熔膜发热量运算处理部Fcb根据由该临时塑化时间运算处理部Fca得到的临时塑化时间Hm并通过运算来求出熔膜Rpf的发热量Em，该塑化延迟时间转换处理部Fcc将由该熔膜发热量运算处理部Fcb得到的熔膜Rpf的发热量Em转换为塑化延迟时间Hmr；以及输出处理功能部6，其输出塑化延迟时间Hmr或根据该塑化延迟时间Hmr而得到的塑化信息Dt，因此能够求出考虑了熔膜Rpf的发热量Em的塑化时间。其结果为，能够进行将熔融树脂的未熔融分率(固相率)维持在一定水准以下的熔融状态的稳定的生产，特别是能够有助于排除了塑化不良的良品率的提高和成型品质的提高。另外，在进行生产之前，能够通过成型辅助装置1取得与塑化时间相关的数据，因此能够不需要使实际的注塑成型机运转的工序。因此，能够有效地避免求出塑化时间的工时的减少和产生树脂材料的浪费的不良情况，并且能够根据树脂数据Dr、螺杆数据Ds以及成型条件数据Dm等数据容易且准确地求出塑化时间，因此能够在各种注塑成型机中广泛利用等，作为成型辅助装置的通用性和发展性优异。

以上，对优选实施方式详细地进行了说明，但本发明并不限定于这样的实施方式，在细节部分的结构、形状、素材、材料、数量、数值、方法等方面，能够在不脱离本发明的主旨的范围内任意地变更、增加和删除。

例如，在实施方式中列举的树脂数据Dr、螺杆数据Ds、成型条件数据Dm的种类是一例，能够包含关联的其他各种数据，并且能够根据需要进行追加。另外，在第1判定处理部Fci和第2判定处理部Fcj中举出的判断基准也是一例，能够设定可以由任意的等级和范围设定的任意的判断基准。另一方面，用于临时塑化时间运算处理部Fca、熔膜发热量运算处理部Fcb、塑化延迟时间转换处理部Fcc的运算式等并不限定于例示，只要能够得到作为目的的运算结果，则能够利用其他各种运算单元。另外，虽然优选设置估计塑化时间显示处理部Fds，但设置与否是任意的。此外，虽然优选将估计固相率Xc和估计树脂分解率Xr与和估计塑化时间Hms相关的处理组合使用，但在本发明中不是必须的要素。另一方面，虽然列举了应用颗粒材料Rp的例子，但也可以是与颗粒材料Rp类似的树脂材料等而不一定限定于颗粒材料Rp。此外，作为基本信息设定功能部Fi，列举了从显示器7d的触摸面板7dt输入的例子，但在传送存储基本信息Do的外部存储器的数据或者通过通信单元来进行发送的情况下等，能够将各种输入单元应用为基本信息设定功能部Fi。

产业上的可利用性

本发明的成型辅助装置能够用于通过螺杆将已塑化的熔融树脂注射填充到模具中来进行成型的各种注塑成型机。

Claims (12)

1.一种注塑成型机的成型辅助装置，其对注塑成型机进行成型辅助，该注塑成型机通过螺杆将已塑化的熔融树脂注射填充到模具中来进行成型，其特征在于，

该注塑成型机的成型辅助装置具有：

基本信息设定功能部，其设定基本信息，该基本信息至少包含与颗粒材料相关的树脂数据、与螺杆相关的螺杆数据以及与成型条件相关的成型条件数据；

运算处理功能部，其至少具有临时塑化时间运算处理部、熔膜发热量运算处理部以及塑化延迟时间转换处理部，该临时塑化时间运算处理部根据所述基本信息通过运算来求出临时塑化时间，该熔膜发热量运算处理部根据由该临时塑化时间运算处理部得到的临时塑化时间通过运算来求出熔膜的发热量，该塑化延迟时间转换处理部将由该熔膜发热量运算处理部得到的熔膜的发热量转换为塑化延迟时间；以及

输出处理功能部，其输出所述塑化延迟时间或者根据该塑化延迟时间而得到的塑化信息。

2.根据权利要求1所述的注塑成型机的成型辅助装置，其特征在于，

所述树脂数据至少包含与树脂的种类和熔体流动速率相关的数据。

3.根据权利要求1或2所述的注塑成型机的成型辅助装置，其特征在于，

所述运算处理功能部具有第1判定处理部，该第1判定处理部根据预先设定的判断基准来判定所述塑化延迟时间，并输出所得到的判定结果。

4.根据权利要求3所述的注塑成型机的成型辅助装置，其特征在于，

所述输出处理功能部具有判定结果显示处理部，该判定结果显示处理部将所述判定结果至少显示于所述成型机控制器所具有的显示器。

5.根据权利要求1所述的注塑成型机的成型辅助装置，其特征在于，

所述运算处理功能部具有估计塑化时间运算处理部，该估计塑化时间运算处理部求出估计塑化时间，该估计塑化时间为利用所述塑化延迟时间对所述临时塑化时间进行校正后的塑化时间。

6.根据权利要求5所述的注塑成型机的成型辅助装置，其特征在于，

所述输出处理功能部具有估计塑化时间显示处理部，该估计塑化时间显示处理部将所述估计塑化时间显示于所述成型机控制器所具有的显示器。

7.根据权利要求1所述的注塑成型机的成型辅助装置，其特征在于，

所述运算处理功能部具有固相率运算处理部，该固相率运算处理部通过使用了固相率运算式数据的运算来求出计量结束时的熔融树脂的估计固相率，该固相率运算式数据根据所述基本信息来运算所述加热筒内的熔融树脂的固相率。

8.根据权利要求1所述的注塑成型机的成型辅助装置，其特征在于，

所述螺杆数据包含与螺杆表面的材质的种类相关的数据。

9.根据权利要求8所述的注塑成型机的成型辅助装置，其特征在于，

所述运算处理功能部具有分解率运算处理部，该分解率运算处理部通过使用了分解率运算式数据的运算来求出估计树脂分解率，该分解率运算式数据根据所述基本信息来求出成型时的螺杆表面的树脂分解率。

10.根据权利要求4或7所述的注塑成型机的成型辅助装置，其特征在于，

所述运算处理功能部具有第2判定处理部，该第2判定处理部判定所述估计固相率的大小并输出所得到的判定结果，并且所述判定结果显示处理部具有显示由所述第2判定处理部得到的判定结果的功能。

11.根据权利要求4或9所述的注塑成型机的成型辅助装置，其特征在于，

所述运算处理功能部具有第2判定处理部，该第2判定处理部判定所述估计树脂分解率的大小并输出所得到的判定结果，并且所述判定结果显示处理部具有显示由所述第2判定处理部得到的判定结果的功能。

12.根据权利要求4、7、9中的任意一项所述的注塑成型机的成型辅助装置，其特征在于，

所述运算处理功能部具有第2判定处理部，该第2判定处理部判定所述估计固相率和所述估计树脂分解率的大小并输出所得到的判定结果，并且所述判定结果显示处理部具有显示由所述第2判定处理部得到的判定结果的功能。

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