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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Spritzgießmaschine und eine Einstellungsunterstützungsvorrichtung einer Spritzgießmaschine.
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Diese Anmeldung beansprucht das Prioritätsrecht basierend auf der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2013-110930 , eingereicht beim japanischen Patentamt am 27. Mai 2013, die hier durch Bezugnahme vollständig mit aufgenommen ist.
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Beschreibung der verwandten Technik
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Eine Spritzgießmaschine ist mit einem Zylinder, einem Materialzufuhrabschnitt, der ein Gussmaterial in den Zylinder zuführt, und einer Schnecke, die so angeordnet ist, damit sie drehbar ist und in den Zylinder vorgeschoben und aus dem Zylinder zurückgezogen werden kann, versehen. Das Gussmaterial, das in eine Spiralnut zugeführt wird, die in der Schnecke ausgebildet ist, wird durch die Drehung der Schnecke vorwärts geschickt. Mehrere Bandheizvorrichtungen sind am äußeren Umfang des Zylinders vorgesehen, wobei die Wärme von den mehreren Bandheizvarrichtungen zu dem Zylinder übertragen wird und das Gussmaterial allmählich schmilzt, das in dem Zylinder vorgeschoben wird. Die Schnecke wird zurückgezogen, wie ein Gussmaterial in flüssiger Phase zum Vorderteil der Schnecke geschickt und in einem vorderen Abschnitt des Zylinders angesammelt worden ist. Danach wird, falls die Schnecke vorgeschoben wird, das vor der Schnecke angesammelte Gussmaterial von einer Düse, die in einem Spitzenabschnitt des Zylinders ausgebildet ist, gespritzt, wobei sie einen Hohlraum einer Gussformeinheit füllt. Durch das Erstarren des eingefüllten Gussmaterials wird ein Gussprodukt erhalten (siehe z. B. die ungeprüfte
japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungs-Nr. 2004-351661 ).
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In der Vergangenheit wurde eine Gießbedingung durch Versuch und Irrtum im Vertrauen auf die Erfahrung, die Intuition oder dergleichen eines Anwenders eingestellt, wobei die Möglichkeit bestand, dass es lange dauern würde, bis die Bedingung eingestellt sein würde.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf das oben beschriebene Problem gemacht worden, wobei sie die Aufgabe hat, eine Spritzgießmaschine zu schaffen, bei der es möglich ist, das Einstellen einer Gießbedingung zu unterstützen.
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Um das oben beschriebene Problem zu lösen, wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Spritzgießmaschine geschaffen, die enthält: einen Zylinder, der in einem hinteren Abschnitt einen Gussmaterial-Zufuhrkanal aufweist; einen Materialzufuhrabschnitt, der ein Gussmaterial dem Gussmaterial-Zufuhrkanal zuführt; eine Schnecke, die sich in dem Zylinder dreht und dadurch das Gussmaterial vorwärts schickt; einen Zufuhrzustands-Detektionsabschnitt, der einen Zufuhrzustand des Gussmaterials durch die Schnecke detektiert; und eine Einstellungsunterstützungsvorrichtung, die das Einstellen einer Gießbedingung unterstützt, wobei die Einstellungsunterstützungsvorrichtung die maximale Zufuhrrate des Materialzufuhrabschnitts entsprechend der Drehzahl der Schnecke oder die minimale Drehzahl der Schnecke entsprechend einer Zufuhrrate des Materialzufuhrabschnitts basierend auf einem Detektionsergebnis des Zufuhrzustands-Detektionsabschnitts berechnet, bei der die Zufuhrrate des Materialzufuhrabschnitts und eine Zufuhrrate der Schnecke miteinander übereinstimmen.
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Gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Spritzgießmaschine erhalten, bei der es möglich ist, das Einstellen einer Gießbedingung zu unterstützen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine graphische Darstellung, die eine Spritzgießmaschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel einer Druckverteilung eines Gussmaterials zeigt, das in einem Plastifizierungsprozess entlang einer Spiralnut, die in einer Schnecke ausgebildet ist, geschickt wird.
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3 ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel eines Zustands zeigt, wenn das Gussmaterial, das sich in einem Führungsabschnitt ansammelt, eine erste Position erreicht hat.
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4 ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel eines Zustands zeigt, wenn das Gussmaterial, das sich in dem Führungsabschnitt ansammelt, eine zweite Position erreicht hat.
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5 ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel einer Beziehung zwischen der Drehzahl einer Zufuhrschnecke und einer Ansammlungsrate des Gussmaterials in einem Fall zeigt, in dem die Drehzahl einer Schnecke konstant ist.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Im Folgenden wird eine Art zum Ausführen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In jeder der Zeichnungen ist die gleiche oder eine entsprechende Konfiguration durch das gleiche oder ein entsprechendes Bezugszeichen bezeichnet, wobei folglich deren Beschreibung weggelassen wird. Im Folgenden wird die Beschreibung hinsichtlich einer Bewegungsrichtung einer Schnecke in einem Füllprozess als die nach vorn und einer Bewegungsrichtung der Schnecke in einem Plastifizierungsprozess als die nach hinten gegeben.
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1 ist eine graphische Darstellung, die eine Spritzgießmaschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Eine Spritzgießmaschine füllt einen Hohlraum einer Gussformeinheit mit einem Gussmaterial in flüssiger Phase. Die Gussformeinheit ist z. B. durch eine stationäre Gussform und eine bewegliche Gussform konfiguriert, wobei der Hohlraum zwischen der stationären Gussform und der beweglichen Gussform ausgebildet ist. Das Gussmaterial in flüssiger Phase, das den Hohlraum füllt, erstarrt, wodurch ein Gussprodukt erhalten wird.
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Eine Spritzgießmaschine 10 ist mit einem Zylinder 11, der in einem hinteren Abschnitt einen Gussmaterial-Zufuhrkanal 14 aufweist, einem Materialzufuhrabschnitt 80, der ein Gussmaterial dem Gussmaterial-Zufuhrabschnitt 14 zuführt, einer Schnecke 20, die sich in dem Zylinder 11 dreht und dadurch das Gussmaterial vorwärts schickt, einem Antriebsabschnitt 60, der die Schnecke 20 antreibt, einem Zufuhrzustands-Detektionsabschnitt 70, der einen Zufuhrzustand des Gussmaterials durch die Schnecke 20 detektiert, und einem Controller 40 versehen.
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Die Schnecke 20 ist so angeordnet, damit sie drehbar ist und in der axialen Richtung des Zylinders 11 vorgeschoben und zurückgezogen werden kann. Die Schnecke 20 ist so konfiguriert, dass sie hauptsächlich einen Schneckenhauptkörper 21 und einen Spritzabschnitt 22, der weiter zur Vorderseite als der Schneckenhauptkörper 21 angeordnet ist, enthält. Der Schneckenhauptkörper 21 ist mit einem Schneckenstegabschnitt 23 und einem Druckabschnitt 24, der am vorderen Ende des Schneckenstegabschnitts 23 angeordnet ist, versehen.
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Der Schneckenstegabschnitt 23 ist mit einem stabförmigen Hauptkörperabschnitt 23a und einem spiralförmigen Schneckensteg 23b, der so ausgebildet ist, dass er an der äußeren Umfangsfläche des Hauptkörperabschnitts 23a vorsteht, versehen, wobei entlang des Schneckenstegs 23b eine Spiralnut 26 ausgebildet ist. Zwischen einem hinteren Ende und einem vorderen Ende des Schneckenstegabschnitts 23 kann die Tiefe der Nut 26 konstant sein und kann ein Schneckenkompressionsverhältnis konstant sein.
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Der Druckabschnitt 24 kann so konfiguriert sein, dass er einen zylinderförmigen Abschnitt aufweist, der einen größeren Außendurchmesser als der stabförmige Hauptkörperabschnitt 23a aufweist. Ein (nicht gezeigter) abgeschnittener kegelförmiger geneigter Abschnitt, dessen Außendurchmesser vom Hauptkörperabschnitt 23a zu dem zylinderförmigen Abschnitt allmählich zunimmt, kann zwischen dem Hauptkörperabschnitt 23a und dem zylinderförmigen Abschnitt vorgesehen sein, wobei der Druckabschnitt 24 durch den geneigten Abschnitt und den zylinderförmigen Abschnitt konfiguriert sein kann.
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Außerdem kann der Schneckenstegabschnitt über der Gesamtheit des Schneckenhauptkörpers 21 ausgebildet sein, ohne den Druckabschnitt 24 vorzusehen. Der Schneckenhauptkörper 21 kann zwischen einem hinteren Ende und einem vorderen Ende des Schneckenhauptkörpers 21 in eine Zufuhrzone, zu der das Gussmaterial zugeführt wird, eine Kompressionszone, die das zugeführte Gussmaterial schmilzt, während das Gussmaterial komprimiert wird, und eine Dosierzone, die das geschmolzene Gussmaterial in einer konstanten Menge dosiert, unterteilt sein. In diesem Fall ist die Tiefe der Spiralnut in der Zufuhrzone tief und in der Dosierzone flach, wobei sie flacher wird, wie sie zur Kompressionszone vorangeht.
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Der Spritzabschnitt 22 ist so konfiguriert, dass er einen Kopfabschnitt 31, der an seiner Spitze eine konische Stelle aufweist, einen Stababschnitt 32, der der Rückseite des Kopfabschnitts 31 benachbart ist, einen Rückschlagverhinderungsring 33, der um den Stababschnitt 32 angeordnet ist, und einen Dichtungsring (einen Stoppring) 34, der an einem vorderen Ende des Druckabschnitts 24 angeordnet ist, aufweist.
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Der Antriebsabschnitt 60 kann eine allgemeine Konfiguration aufweisen, wobei er z. B. einen Plastifizierungsmotor, der die Schnecke 20 dreht, und einen Spritzmotor, der die Schnecke 20 vorschiebt und zurückzieht, aufweist.
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Der Materialzufuhrabschnitt 80 führt das Gussmaterial dem Gussmaterial-Zufuhrkanal 14 des Zylinders 11 mit einer Zufuhrrate zu, die einem Befehlswert von dem Controller 40 entspricht. Der Gussmaterial-Zufuhrkanal 14 ist in einem hinteren Abschnitt des Zylinders 11 ausgebildet.
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Der Materialzufuhrabschnitt 80 ist mit einem Trichter 82, der das Gussmaterial (z. B. Harzpellets) aufnimmt, einem Zufuhrzylinder 83, der sich von einem unteren Ende des Trichters 82 horizontal erstreckt, einem röhrenförmigen Führungsabschnitt 84, der sich von einem vorderen Ende des Zufuhrzylinders 83 nach unten erstreckt, einer Zufuhrschnecke 85, die in dem Zufuhrzylinder 83 drehbar angeordnet ist, einem Zufuhrmotor 86, der die Zufuhrschnecke 85 dreht, und dergleichen versehen. Außerdem muss sich der Zufuhrzylinder 83 nicht in einer horizontalen Richtung erstrecken und kann sich z. B. bezüglich der horizontalen Richtung schräg erstrecken, wobei die Auslassseite höher als die Einlassseite sein kann.
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Das aus dem Inneren des Trichters 82 in den Zufuhrzylinder 83 zugeführte Gussmaterial wird entlang einer Spiralnut, die in der Zufuhrschnecke 85 ausgebildet ist, in Übereinstimmung mit der Drehung der Zufuhrschnecke 85 vorgeschoben. Das von einem vorderen Ende der Zufuhrschnecke 85 in den Führungsabschnitt 84 geschickte Gussmaterial fällt in den Führungsabschnitt 84 und wird dem Gussmaterial-Zufuhrkanal 14 des Zylinders 11 zugeführt. Außerdem kann das in den Zufuhrzylinder 83 zugeführte Gussmaterial durch eine (nicht gezeigte) Heizvorrichtung erwärmt (vorgewärmt) werden. Zu diesem Zeitpunkt kann das Gussmaterial auf eine Temperatur, bei der das Gussmaterial nicht geschmolzen ist, z. B. eine vorgegebene Temperatur, die kleiner als ein oder gleich einem Glasübergangspunkt ist, vorgewärmt werden.
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Als Nächstes wird eine Operation der Spritzgießmaschine zum Zeitpunkt des Spritzgießens abermals bezüglich 1 beschrieben. Durch den Controller 40 werden verschiedene Operationen der Spritzgießmaschine gesteuert. Der Controller 40 ist so konfiguriert, dass er eine CPU 41, einen ROM 42, der ein Steuerprogramm oder dergleichen speichert, einen RAM 43, in dem Lesen und Schreiben möglich sind und der ein Berechnungsergebnis oder dergleichen speichert, einen Speicherabschnitt 44, wie z. B. eine Festplatte, eine Eingabeschnittstelle, eine Ausgabeschnittstelle, einen Zeitgeber, einen Zähler und dergleichen enthält. Der Controller 40 führt ein in dem ROM 42, dem Speicherabschnitt 44 oder dergleichen gespeichertes Programm in der CPU 41 aus und verwirklicht dadurch verschiedene Funktionen.
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In einem Gussform-Schließprozess nähert sich die bewegliche Gussform der stationären Gussform. Falls die bewegliche Gussform und die stationäre Gussform miteinander in Kontakt gelangen, ist das Schließen der Gussform abgeschlossen. Nach dem Abschluss des Schließens der Gussform wird anschließend ein Formverschlussprozess der Gussform begonnen.
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In dem Formverschlussprozess der Gussform wird zwischen der beweglichen Gussform und der stationären Gussform eine Gussform-Formverschlusskraft erzeugt. Zwischen der stationären Gussform und der beweglichen Gussform ist in einem Gussform-Formverschlusszustand ein Hohlraum ausgebildet. Während des Formverschlussprozesses der Gussform werden ein Füllprozess, ein Nachdruckprozess und ein Kühlprozess ausgeführt.
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Bei dem Füllprozess wird die Schnecke 20 durch das Antreiben des Spritzmotors mit einer Einstellrate vorgeschoben. Das im Vorderteil der Schnecke 20 angesammelte Gussmaterial in flüssiger Phase wird von einer Düse 12, die in einem Vorderteil des Zylinders 11 ausgebildet ist, gespritzt und füllt den Hohlraum in der Gussformeinheit. Die Einstellrate der Schnecke 20 kann konstant sein oder kann außerdem in Übereinstimmung mit einer Schneckenposition oder der vergangenen Zeitdauer geändert werden. Wenn die Schnecke 20 zu einer vorgegebenen Position (einer so genannten V/P-Wechselposition) vorgeschoben wird, wird der Nachdruckprozess begonnen. Außerdem kann der Nachdruckprozess begonnen werden, falls die vergangene Zeitdauer vom Beginn des Füllprozesses eine vorgegebene Zeitdauer erreicht.
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In dem Nachdruckprozess wird die Schnecke 20 bei einem Einstelldruck durch das Antreiben des Spritzmotors vorwärts geschoben, wobei das Gussmaterial um eine Menge ergänzt wird, die dem Volumenschwund aufgrund des Abkühlens des Gussmaterials in dem Hohlraum entspricht. Der Einstelldruck der Schnecke 20 kann konstant sein oder kann außerdem in Übereinstimmung mit der vergangenen Zeitdauer oder dergleichen geändert werden. Nachdem ein Einlass (ein so genanntes Tor) des Hohlraums abgedichtet worden ist und folglich die Rückströmung des Gussmaterials aus dem Hohlraum verhindert wird, wird der Kühlprozess begonnen.
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Bei dem Kühlprozess erstarrt das Gussmaterial in dem Hohlraum. Während des Kühlprozesses kann ein Plastifizierungsprozess, der die Menge des Gussmaterials für das nächste Gussprodukt abmisst, ausgeführt werden.
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Bei dem Plastifizierungsprozess wird die Schnecke 20 mit der Einstelldrehzahl durch das Antreiben des Plastifizierungsmotors gedreht, wobei dadurch das Gussmaterial entlang der Spiralnut 26, die in der Schnecke 20 ausgebildet ist, vorwärts geschickt wird, wobei das Gussmaterial mit der Wärme von den Heizvorrichtungen h11 bis h13 allmählich schmilzt. Die Schnecke 20 wird zurückgezogen, wie das Gussmaterial in flüssiger Phase zum Vorderteil der Schnecke 20 geschickt und im vorderen Abschnitt des Zylinders 11 angesammelt worden ist.
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Bei dem Plastifizierungsprozess kann, um das schnelle Zurückziehen der Schnecke 20 zu begrenzen, durch das Antreiben des Spritzmotors ein vorgegebener Gegendruck auf die Schnecke 20 ausgeübt werden. Falls die Schnecke 20 in eine vorgegebene Position zurückgezogen wird und eine vorgegebene Menge des Gussmaterials im Vorderteil der Schnecke 20 angesammelt ist, wird der Plastifizierungsprozess beendet.
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Ferner wird in dem Plastifizierungsprozess die Zufuhrschnecke 85 durch das Antreiben des Zufuhrmotors 86 mit der Einstelldrehzahl gedreht. Das Gussmaterial wird von dem Materialzufuhrabschnitt 80 dem Gussmaterial-Zufuhrkanal 14 des Zylinders 11 zugeführt. Das Gussmaterial wird durch die Drehung der Schnecke 20 sofort vorwärts geschickt, ohne in dem Gussmaterial-Zufuhrkanal 14 zu bleiben. Das Gussmaterial wird nicht dicht in die Nut 26 der Schnecke 20 gefüllt, wobei der Zustand des Gussmaterials in der Nut 26 der Schnecke 20 als ein spärlicher Zustand (ein verkümmerter Zustand) betrachtet wird.
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Die Zufuhrschnecke 85 und die Schnecke 20 können synchron gedreht werden oder können die Drehung gleichzeitig beginnen und die Drehung gleichzeitig beenden. Die Einstelldrehzahl der Zufuhrschnecke 85 und die Einstelldrehzahl der Schnecke 20 können konstant sein oder können außerdem in Übereinstimmung mit der Schneckenposition oder der vergangenen Zeitdauer geändert werden.
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Nach dem Kühlprozess wird ein Gussform-Öffnungsprozess ausgeführt. In dem Gussform-Öffnungsprozess wird die bewegliche Gussform von der stationären Gussform getrennt. Nach dem Abschluss des Gussformöffnens steht ein Gussprodukt von der beweglichen Gussform vor.
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2 ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel einer Druckverteilung des Gussmaterials zeigt, das in dem Plastifizierungsprozess entlang der Spiralnut geschickt wird, die in der Schnecke ausgebildet ist. In 2 repräsentiert SO die vordere Endposition des Druckabschnitts 24, repräsentiert S1 die hintere Endposition des Druckabschnitts 24 (d. h. die Grenzposition zwischen dem Druckabschnitt 24 und dem Schneckenstegabschnitt 23) und repräsentiert S2 die Druckanstiegsposition des Gussmaterials in dem Schneckenstegabschnitt 23.
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In der vorderen Endposition S0 des Druckabschnitts 24 und in dessen Vorderteil wirkt der Druck P0, der gleich dem Gegendruck der Schnecke 20 ist, auf das Gussmaterial. Der auf das Gussmaterial wirkende Druck nimmt von der vorderen Endposition S0 des Druckabschnitts 24 zur hinteren Endposition S1 des Druckabschnitts 24 allmählich zu, wie in 2 gezeigt ist, wobei er den maximalen Druck P1 in der hinteren Endposition S1 des Druckabschnitts 24 erreicht. Der auf das Gussmaterial wirkende Druck nimmt von der hinteren Endposition S1 des Druckabschnitts 24 zur Rückseite allmählich ab, wie in 2 gezeigt ist, und wird in der Druckanstiegsposition S2 des Gussmaterials in dem Schneckenstegabschnitt 23 im Wesentlichen null. Die Druckanstiegsposition S2 des Gussmaterials bezüglich der Schnecke 20 ändert sich während des Plastifizierungsprozesses beinahe nicht.
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Die Druckanstiegsposition S2 ist durch den Anteil oder dergleichen des Gussmaterials, der einen Raum in der Nut 26 der Schnecke 20 einnimmt, bestimmt und ist durch das Verhältnis oder dergleichen zwischen der Drehzahl der Schnecke 20 und der Drehzahl der Zufuhrschnecke 85 bestimmt. Falls sich die Druckanstiegsposition S2 innerhalb eines vorgegebenen Bereichs befindet, der sich ferner von der Rückseite als die hintere Endposition S1 des Druckabschnitts 24 befindet, ist z. B. eine Variation der Messzeit oder eine Variation der Auflageposition klein, wobei folglich ein Gussprodukt mit guter Qualität stabil erhalten wird.
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Deshalb besitzt der Controller 40 eine Funktion als eine Einstellungsunterstützungsvorrichtung, die das Einstellen einer Gießbedingung unterstützt, bei der die Druckanstiegsposition S2 eine Zielposition wird. Außerdem kann die Einstellungsunterstützungsvorrichtung getrennt von dem Controller 40 vorgesehen sein und kann außerdem getrennt von der Spritzgießmaschine vorgesehen und mit der Spritzgießmaschine verbunden sein.
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Der Controller 40 berechnet basierend auf dem Detektionsergebnis des Zufuhrzustands-Detektionsabschnitts 70 die maximale Zufuhrrate des Materialzufuhrabschnitts 80 entsprechend der Drehzahl der Schnecke 20, bei der die Zufuhrrate des Materialzufuhrabschnitts 80 und die Zufuhrrate der Schnecke 20 miteinander übereinstimmen. Hier bezieht sich die Zufuhrrate des Materialzufuhrabschnitts 80 auf die Menge des Gussmaterials, das der Materialzufuhrabschnitt 80 pro Einheitszeit dem Gussmaterial-Zufuhrkanal 14 zuführt. Ferner bezieht sich die Zufuhrrate der Schnecke 20 auf die Menge des Gussmaterials, das die Schnecke 20 pro Einheitszeit von dem Gussmaterial-Zufuhrkanal 14 vorwärts schickt.
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Die Zufuhrrate der Schnecke 20 hängt von der Drehzahl der Schnecke 20 und der Zufuhrrate des Materialzufuhrabschnitts 80 ab. Je größer die Drehzahl der Schnecke 20 ist, desto größer wird die potentielle Menge des Gussmaterials, das die Schnecke 20 pro Einheitszeit schicken kann. Jedoch wird in einem Fall, in dem das Gussmaterial gar nicht durch den Materialzufuhrabschnitt 80 zugeführt wird, ungeachtet der Drehzahl der Schnecke 20 die Zufuhrrate der Schnecke 20 null. Deshalb hängt die Zufuhrrate der Schnecke 20 sowohl von der Drehzahl der Schnecke 20 als auch der Zufuhrrate des Materialzufuhrabschnitts 80 ab.
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Andererseits wird in einem Fall, in dem die Zufuhrrate des Materialzufuhrabschnitts 80 kleiner als eine oder gleich einer Bezugsrate in Übereinstimmung mit der Drehzahl der Schnecke 20 ist, das durch den Materialzufuhrabschnitt 80 zugeführte Gussmaterial sofort vorwärts geschickt, ohne es in der Umgebung des Gussmaterial-Zufuhrkanals 14 anzusammeln, wobei die Zufuhrrate des Materialzufuhrabschnitts 80 und die Zufuhrrate der Schnecke 20 miteinander übereinstimmen.
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In einem Fall, in dem die Zufuhrrate des Materialzufuhrabschnitts 80 die Bezugsrate übersteigt, sammelt sich andererseits das durch den Materialzufuhrabschnitt 80 zugeführte Gussmaterial in der Umgebung des Gussmaterial-Zufuhrkanals 14 an und wird in dem Gussmaterial-Zufuhrkanal 14 abgelagert. In diesem Fall stimmen die Zufuhrrate des Materialzufuhrabschnitts 80 und die Zufuhrrate der Schnecke 20 nicht miteinander überein. In diesem Fall ist die Zufuhrrate der Schnecke 20 kleiner als die Zufuhrrate des Materialzufuhrabschnitts 80, wobei sie ungeachtet der Zufuhrrate des Materialzufuhrabschnitts 80 konstant ist.
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Der Controller 40 berechnet basierend auf dem Detektionsergebnis des Zufuhrzustands-Detektionsabschnitts 70 die maximale Drehzahl (die im Folgenden außerdem als die ”Bezugsdrehzahl” bezeichnet wird) der Zufuhrschnecke 85 entsprechend der Drehzahl der Schnecke 20, bei der die Zufuhrrate des Materialzufuhrabschnitts 80 und die Zufuhrrate der Schnecke 20 miteinander übereinstimmen. Die Drehzahl der Zufuhrschnecke 85 repräsentiert die Zufuhrrate des Materialzufuhrabschnitts 80, wobei die Zufuhrrate des Materialzufuhrabschnitts 80 umso größer ist, je größer die Drehzahl der Zufuhrschnecke 85 ist.
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Die Bezugsdrehzahl der Zufuhrschnecke 85 ist in einem Fall, in dem die Abmessung oder die Form des Zylinders 11, die Abmessung oder die Form der Schnecke 20 und der Typ des Gussmaterials die gleichen sind, durch die Drehzahl der Schnecke 20 bestimmt. Je größer die Drehzahl der Schnecke 20 ist, desto größer wird die potentielle Menge des Gussmaterials, die die Schnecke 20 pro Einheitszeit schicken kann, wobei die Bezugsdrehzahl der Zufuhrschnecke 85 groß ist.
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In einem Fall, in dem die Drehzahl der Zufuhrschnecke 85 kleiner als die oder gleich der Bezugsdrehzahl ist, kann das Gussmaterial sofort durch die Drehung der Schnecke 20 von dem Gussmaterial-Zufuhrkanal 14 vorwärts transportiert werden, wobei sich das Gussmaterial in der Umgebung des Gussmaterial-Zufuhrkanals 14 nicht ansammelt.
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Andererseits kann in einem Fall, in dem die Drehzahl der Zufuhrschnecke 85 die Bezugsdrehzahl übersteigt, das Gussmaterial nicht sofort durch die Drehung der Schnecke 20 von dem Gussmaterial-Zufuhrkanal 14 vorwärts transportiert werden. Falls eine Gießoperation wiederholt ausgeführt wird, sammelt sich aus diesem Grund das Gussmaterial schließlich in der Umgebung des Gussmaterial-Zufuhrkanals 14 an, wobei sich das Gussmaterial, das aus dem Gussmaterial-Zufuhrkanal 14 überläuft, in dem Führungsabschnitt 84 ansammelt.
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3 ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel eines Zustands zeigt, in dem das Gussmaterial, das sich in dem Führungsabschnitt ansammelt, eine erste Position erreicht hat. 4 ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel eines Zustands zeigt, in dem das Gussmaterial, das sich in dem Führungsabschnitt ansammelt, eine zweite Position erreicht hat. Die zweite Position befindet sich über der ersten Position.
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Falls das Gussmaterial, das sich in dem Führungsabschnitt 84 ansammelt, die erste Position erreicht, ändert sich die durch ein erstes Lichtempfangselement 72, das Licht von einem ersten lichtemittierenden Element 71 empfängt, empfangene Lichtmenge, wobei folglich festgestellt werden kann, dass das Gussmaterial, das sich in dem Führungsabschnitt 84 ansammelt, die erste Position erreicht. Falls das Gussmaterial, das sich in dem Führungsabschnitt 84 ansammelt, danach die zweite Position erreicht, ändert sich die durch ein zweites Lichtempfangselement 74, das Licht von einem zweiten lichtemittierenden Element 73 empfängt, empfangene Lichtmenge, wobei folglich festgestellt werden kann, dass das Gussmaterial, das sich in dem Führungsabschnitt 84 ansammelt, die zweite Position erreicht. Der Zufuhrzustands-Detektionsabschnitt 70 ist durch das erste lichtemittierende Element 71, das erste Lichtempfangselement 72, das zweite lichtemittierende Element 73 und das zweite Lichtempfangselement 74 konfiguriert. Das Detektionsergebnis des Zufuhrzustands-Detektionsabschnitts wird dem Controller 40 zugeführt.
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Der Controller 40 berechnet eine reziproke Zahl (1/Δt) eines Zeitunterschieds Δt (Δt = t2 – t1) zwischen dem Zeitpunkt t1, zu dem das Gussmaterial, das sich in dem Führungsabschnitt 84 ansammelt, die erste Position erreicht hat, und dem Zeitpunkt t2, zu dem das Gussmaterial, dass sich in dem Führungsabschnitt 84 ansammelt, die zweite Position erreicht hat, als einen Wert, der eine Ansammlungsrate des Gussmaterials in den Führungsabschnitt 84 repräsentiert. Der Zeitunterschied Δt wird durch einen Zeitgeber oder dergleichen des Controllers 40 gemessen. Der Zeitunterschied Δt wird ähnlich zum Zeitpunkt des Spritzgießens durch das wiederholte Ausführen der Gießoperation gemessen. Außerdem kann anstelle der Gießoperation eine Spüloperation wiederholt ausgeführt werden. Bei der Spüloperation wird das Gussmaterial in den Zylinder zugeführt und zum Vorderteil der Schnecke geschickt, wobei es dadurch aus dem Zylinder ausgestoßen wird, ohne die Gussformeinheit mit dem Gussmaterial zu füllen.
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5 ist eine graphische Darstellung, die ein Beispiel einer Beziehung zwischen der Drehzahl der Zufuhrschnecke und der Ansammlungsrate des Gussmaterials in einem Fall zeigt, in dem die Drehzahl der Schnecke konstant ist. Wenn die in 5 gezeigte Beziehung erhalten wird, ist die Drehzahl der Zufuhrschnecke 85 so eingestellt, dass sie größer als die Bezugsdrehzahl ist.
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In einem Fall, in dem die Drehzahl der Schnecke 20 konstant ist, ist die Ansammlungsrate des Gussmaterials umso kleiner, je kleiner die Drehzahl der Zufuhrschnecke 85 ist. Die Drehzahl r0 der Zufuhrschnecke 85, wenn die Ansammlungsrate des Gussmaterials null erreicht, ist zur Bezugsdrehzahl äquivalent.
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In einem Fall, in dem die Drehzahl der Schnecke 20 konstant ist, wird die Beziehung zwischen der Drehzahl der Zufuhrschnecke 85 und der Ansammlungsrate des Gussmaterials durch eine lineare Funktion ausgedrückt. Aus diesem Grund kann die Bezugsdrehzahl r0 durch Extrapolation berechnet werden, falls es wenigstens zwei Datensätze der Drehzahl der Zufuhrschnecke 85 und der Ansammlungsrate des Gussmaterials gibt.
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Auf diese Weise berechnet der Controller 40 die Bezugsdrehzahl r0 der Zufuhrschnecke 85. Weil die Bezugsdrehzahl r0 der Zufuhrschnecke 85 ein Index ist, wenn die Gießbedingung bestimmt wird, kann die Bedingungseinstellung der Gießbedingung unterstützt werden.
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In einem Fall, in dem z. B. die Drehzahl der Schnecke 20 zum Zeitpunkt der Berechnung der Bezugsdrehzahl r0 und zum Zeitpunkt des Spritzgießens die gleiche ist, berechnet der Controller 40 das Produkt (r0 × A) aus der Bezugsdrehzahl r0 der Zufuhrschnecke 85 und einem Koeffizienten A (A < 1) als die Drehzahl der Zufuhrschnecke 85 zum Zeitpunkt des Spritzgießens.
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Der Koeffizient A repräsentiert den Anteil des Gussmaterials, der den Raum in der Nut 26 der Schnecke 20 einnimmt, wobei der Anteil des Gussmaterials, der den Raum einnimmt, umso kleiner ist, je kleiner der Koeffizient A ist. Weil der Koeffizient A so bestimmt wird, dass die Druckanstiegsposition S2 des Gussmaterials bezüglich der Schnecke 20 eine Zielposition wird, wird ein Gussprodukt mit guter Qualität zum Zeitpunkt des Spritzgießens stabil erhalten.
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Der Controller 40 kann ferner den Maximalwert (der im Folgenden außerdem als ein ”Bezugsverhältnis” bezeichnet wird) des Verhältnisses (r2/r1) der Drehzahl der Zufuhrschnecke 85 (r2) zur Drehzahl der Schnecke 20 (r1) berechnen, bei dem die Zufuhrrate des Materialzufuhrabschnitts 80 und die Zufuhrrate der Schnecke 20 miteinander übereinstimmen. Das Bezugsverhältnis kann aus der Bezugsdrehzahl r0 der Zufuhrschnecke 85 und der Drehzahl der Schnecke 20, die zum Zeitpunkt der Berechnung der Bezugsdrehzahl r0 verwendet wird, berechnet werden.
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In einem Fall, in dem das Verhältnis (r2/r1) kleiner als das oder gleich dem Bezugsverhältnis ist, kann das Gussmaterial sofort von dem Gussmaterial-Zufuhrkanal 14 durch die Drehung der Schnecke 20 vorwärts transportiert werden, wobei sich folglich das Gussmaterial in der Umgebung des Gussmaterial-Zufuhrkanals nicht ansammelt.
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Andererseits kann in einem Fall, in dem das Verhältnis (r2/r1) das Bezugsverhältnis übersteigt, das Gussmaterial nicht sofort durch die Drehung der Schnecke 20 von dem Gussmaterial-Zufuhrkanal 14 vorwärts transportiert werden. Aus diesem Grund sammelt sich das Gussmaterial in der Umgebung des Gussmaterial-Zufuhrkanals 14 an, falls die Gießoperation wiederholt ausgeführt wird.
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Das Bezugsverhältnis wird außerdem ein Index, wenn die Gießbedingung bestimmt wird. Weil sich das Bezugsverhältnis durch eine Änderung der Drehzahl der Schnecke 20, im Gegensatz zu der Bezugsdrehzahl r0, nicht leicht ändert, ist das Bezugsverhältnis als ein Index hervorragend, wenn die Gießbedingung bestimmt wird. Das Bezugsverhältnis ist z. B. in einem Fall effektiv, in dem die Drehzahl der Schnecke 20 zum Zeitpunkt der Berechnung der Bezugsdrehzahl r0 und zum Zeitpunkt des Spritzgießens unterschiedlich ist.
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Der Controller 40 berechnet z. B. das Produkt aus dem Bezugsverhältnis und dem Koeffizienten A (A < 1) als das Verhältnis zwischen der Drehzahl der Schnecke 20 und der Drehzahl der Zufuhrschnecke 85 zum Zeitpunkt des Spritzgießens. Der Koeffizient A, der mit dem Bezugsverhältnis multipliziert wird, und der Koeffizient A, der mit der Bezugsdrehzahl r0 multipliziert wird, besitzen die gleiche Bedeutung und den gleichen Wert.
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Der Controller 40 speichert den Koeffizienten A, bei dem das Produkt aus dem Koeffizienten A und der Bezugsdrehzahl r0 (oder dem Bezugsverhältnis) eine Gießbedingung wird. Der Koeffizient A wird durch das wiederholte Ausführen der Gießoperation nach der Berechnung von z. B. der Bezugsdrehzahl r0 erhalten.
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Weil die Bezugsdrehzahl r0 (oder das Bezugsverhältnis) bekannt ist, kann der Koeffizient A genau berechnet werden, indem die Drehzahl der Schnecke 20 konstant gehalten wird und die Drehzahl der Zufuhrschnecke 85 in einem geeigneten Bereich geändert wird. Falls die Drehzahl der Zufuhrschnecke 85 als r3 gesetzt wird, wenn die Variation der Qualität eines Gussprodukts (z. B. die Messzeit) die kleinste ist, kann der Koeffizient A aus der Gleichung A = r3/r0 berechnet werden. Weil der Koeffizient A außerdem mit dem Bezugsverhältnis multipliziert wird, können sowohl die Drehzahl der Schnecke 20 als auch die Drehzahl der Zufuhrschnecke 85 zum Zeitpunkt der Berechnung des Koeffizienten A geändert werden. Der berechnete Koeffizient A kann bis zu einem gewissen Grad auf eine übliche Gießbedingung angewendet werden.
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Der Controller 40 kann die Bezugsdrehzahl r0 oder dergleichen in Übereinstimmung mit einer Eingabeoperation an einem Eingabeabschnitt 45 berechnen und das Berechnungsergebnis auf einem Anzeigeabschnitt 46 anzeigen. Die Berechnung der Bezugsdrehzahl r0 oder dergleichen kann zum Zeitpunkt einer Änderung der Gießbedingung ausgeführt werden. Als die Änderung der Gießbedingung kann z. B. eine Änderung des Typs des Gussmaterials, ein Ersatz der Schnecke 20 oder dergleichen gegeben sein. Außerdem sind in dieser Ausführungsform der Eingabeabschnitt 45 und der Anzeigeabschnitt 46 getrennt vorgesehen. Der Eingabeabschnitt 45 und der Anzeigeabschnitt 46 können jedoch einteilig hergestellt sein oder können außerdem z. B. durch einen Berührungsbildschirm konfiguriert sein.
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Die Ausführungsform der Spritzgießmaschine ist oben beschrieben worden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform eingeschränkt, wobei verschiedene Modifikationen und Verbesserungen innerhalb des Schutzumfangs des Kerns der vorliegenden Erfindung, der in den beigefügten Ansprüchen dargelegt ist, vorgenommen werden können.
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Der Materialzufuhrabschnitt in der oben beschriebenen Ausführungsform enthält z. B. die Zufuhrschnecke. Der Materialzufuhrabschnitt kann jedoch eine Unterdruck-Ladevorrichtung enthalten, wobei deren Konfiguration nicht besonders eingeschränkt ist. Es ist vorteilhaft, falls der Materialzufuhrabschnitt ein Materialzufuhrabschnitt ist, bei dem eine Zufuhrrate geändert werden kann.
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Ferner dreht die Spritzgießmaschine gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform die Schnecke 20 und die Zufuhrschnecke 85 synchron. Die Spritzgießmaschine kann jedoch die Schnecke 20 und die Zufuhrschnecke 85 separat drehen. Der Zeitpunkt des Beginns der Drehung der Zufuhrschnecke 85 kann z. B. um den Zeitraum, während dessen das Gussmaterial in den Führungsabschnitt 84 fällt, früher als der Zeitpunkt des Beginns der Drehung der Schnecke 20 sein, während der Zeitpunkt des Endes der Drehung der Zufuhrschnecke 85 früher als der Zeitpunkt des Endes der Drehung der Schnecke 20 sein kann.
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Ferner ist die Spritzgießmaschine gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform ein Typ mit der Schnecke in der Leitung. Die Spritzgießmaschine kann jedoch ein Schnecken-Vorplastifizierungs-Typ sein. In dem Schnecken-Vorplastifizierungs-Typ wird ein in einem Plastifizierungszylinder geschmolzenes Gussmaterial einem Spritzzylinder zugeführt und aus dem Spritzzylinder in eine Gussformeinheit gespritzt. In dem Schnecken-Vorplastifizierungs-Typ ist eine Schnecke in dem Plastifizierungszylinder angeordnet.
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Ferner ist der Wert, der die Ansammlungsrate des Gussmaterials in der oben beschriebenen Ausführungsform repräsentiert, die reziproke Zahl (1/Δt) des Zeitunterschieds Δt (Δt = t2 – t1) zwischen dem Zeitpunkt t1, zu dem das Gussmaterial, das sich in dem Führungsabschnitt 84 ansammelt, die erste Position erreicht hat, und dem Zeitpunkt t2, zu dem das Gussmaterial, das sich in dem Führungsabschnitt 84 ansammelt, die zweite Position erreicht hat. Der Wert ist jedoch nicht darauf eingeschränkt. Der Wert, der die Ansammlungsrate des Gussmaterials repräsentiert, kann z. B. eine reziproke Zahl eines Zeitunterschieds (t4 – t3) zwischen dem Zeitpunkt t3, zu dem die Gießoperation in einem Zustand begonnen wird, in dem wenig von dem Gussmaterial in dem Zylinder 11 übrig ist, und dem Zeitpunkt t4, zu dem das Gussmaterial, das sich in dem Führungsabschnitt 84 ansammelt, dann eine vorgegebene Position erreicht. In diesem Fall ist es möglich, die Anzahl der Sätze aus einem lichtemittierenden Element und einem Lichtempfangselement zu verringern.
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Ferner ist der Zufuhrzustands-Detektionsabschnitt 70 in der oben beschriebenen Ausführungsform durch den Satz aus einem lichtemittierenden Element und einem Lichtempfangselement konfiguriert. Dessen Konfiguration ist jedoch nicht besonders eingeschränkt. Der Zufuhrzustands-Detektionsabschnitt kann z. B. durch einen sich drehenden Körper, der in dem Führungsabschnitt 84 vorgesehen ist, konfiguriert sein und den Ansammlungszustand des Gussmaterials basierend auf einem Drehaspekt des sich drehenden Körpers detektieren. Der Zufuhrzustands-Detektionsabschnitt kann z. B. einen Motor, der einen sich drehenden Körper dreht, und einen Drehmomentsensor, der das Drehmoment des Motors detektiert, enthalten und den Ansammlungszustand des Gussmaterials basierend auf einer Änderung des Drehmoments des Motors detektieren. Ferner kann der Zufuhrzustands-Detektionsabschnitt einen Motor, der einen sich drehenden Körper dreht, und einen Drehzahlsensor, der die Drehzahl des Motors detektiert, enthalten und den Ansammlungszustand des Gussmaterials basierend auf einer Änderung der Drehzahl des Motors detektieren. Ferner kann der Zufuhrzustands-Detektionsabschnitt einen Drehungssensor enthalten, der die Drehung eines sich drehenden Körpers detektiert, der durch das Auftreffen des Gussmaterials, das in den Führungsabschnitt 84 fällt, gedreht wird. Falls der sich drehende Körper in dem Gussmaterial, das sich in dem Führungsabschnitt 84 ansammelt, versenkt ist, wird der sich drehende Körper nicht gedreht.
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Ferner detektiert der Zufuhrzustands-Detektionsabschnitt 70 in der oben beschriebenen Ausführungsform den Ansammlungszustand des Gussmaterials in dem Führungsabschnitt 84. Es kann jedoch der Ansammlungszustand des Gussmaterials in dem Zylinder 11 detektiert werden. Falls der Ansammlungszustand des Gussmaterials in der Umgebung des Gussmaterial-Zufuhrkanals 14 detektiert werden kann, kann der Zufuhrzustand des Gussmaterials durch die Schnecke 20 auf jeden Fall detektiert werden.
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Ferner berechnet der Controller 40 in der oben beschriebenen Ausführungsform die maximale Zufuhrrate des Materialzufuhrabschnitts 80 entsprechend der Drehzahl der Schnecke 20 (insbesondere der maximalen Drehzahl der Zufuhrschnecke 85 entsprechend der Drehzahl der Schnecke 20), bei der die Zufuhrrate des Materialzufuhrabschnitts 80 und die Zufuhrrate der Schnecke 20 miteinander übereinstimmen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf eingeschränkt. Der Controller 40 kann die minimale Drehzahl der Schnecke 20 (die im Folgenden als eine ”Bezugsdrehzahl der Schnecke” bezeichnet wird) entsprechend der Zufuhrrate des Materialzufuhrabschnitts 80 (insbesondere der Drehzahl der Zufuhrschnecke 85) berechnen, bei der die Zufuhrrate des Materialzufuhrabschnitts 80 und die Zufuhrrate der Schnecke 20 miteinander übereinstimmen. In diesem Fall wird die Bezugsdrehzahl der Schnecke 20 z. B. gefunden, indem die Beziehung zwischen der Drehzahl der Schnecke 20 und der Ansammlungsrate des Gussmaterials unter der Bedingung erhalten wird, dass die Drehzahl der Zufuhrschnecke 85 konstant ist. In einem Fall, in dem die Drehzahl der Zufuhrschnecke 85 zum Zeitpunkt der Berechnung der Bezugsdrehzahl und zum Zeitpunkt des Spritzgießens die gleiche ist, berechnet der Controller 40 das Produkt aus der Bezugsdrehzahl der Schnecke 20 und einem Koeffizienten B (B > 1) als die Drehzahl der Schnecke 20 zum Zeitpunkt des Spritzgießens. Der Koeffizient B wird durch das wiederholte Ausführen der Gießoperation erhalten. Zum Zeitpunkt der Berechnung des Koeffizienten B kann die Drehzahl der Schnecke 20 geändert werden, wobei die Drehzahl der Zufuhrschnecke 85 konstant ist. Der Koeffizient B ist eine reziproke Zahl des Koeffizienten A (B = 1/A). Der Controller 40 speichert den Koeffizienten B.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2013-110930 [0002]
- JP 2004-351661 [0003]