JP2004230751A - 射出成形機 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂漏れが発生するのを防止することができ、サックバック条件を容易に設定することができ、成形品の品質を向上させることができるようにする。
【解決手段】シリンダ部材と、射出部材と、操作者による操作部の操作に基づいて成形条件を設定する成形条件設定処理手段と、成形条件に対応させてサックバック条件の初期値を設定する初期値設定処理手段とを有する。この場合、操作者が操作部を操作して入力された成形条件が設定されると、成形条件に対応させてサックバック条件の初期値が設定されるので、サックバック条件を容易に設定することができる。したがって、樹脂漏れが発生するのを防止することができるだけでなく、サックバック条件を設定するための作業を簡素化することができる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、射出成形機は射出装置、金型装置及び型締装置を有し、前記射出装置の加熱シリンダ内にスクリューが回転自在に、かつ、進退自在に配設され、該スクリューを回転させたり、進退させたりすることができるようになっている。そして、計量工程において、スクリューが正方向に回転させられ、ホッパから落下した樹脂が溶融させられ、スクリューの前端に形成されたスクリューヘッドの前方に蓄えられ、それに伴ってスクリューが後退させられる。
【０００３】
続いて、射出工程が開始され、スクリューが前進させられ、スクリューヘッドの前方に蓄えられた樹脂が加熱シリンダの前方に形成された射出ノズルから射出される。
【０００４】
そして、前記型締装置は、固定プラテン、該固定プラテンに対して進退自在に配設された可動プラテン、該可動プラテンを進退させる型締シリンダ等を備え、金型装置は、前記固定プラテンに取り付けられた固定金型、及び可動プラテンに取り付けられた可動金型を備え、前記型締シリンダを駆動して可動プラテンを進退させ、固定金型に可動金型を接離させることによって、金型装置の型閉じ、型締め及び型開きを行うことができる。
【０００５】
ところで、前記金型装置には、コールドランナ式の金型装置及びホットランナ式の金型装置があり、該ホットランナ式の金型装置においては、キャビティ空間に樹脂を供給するためのマニホールド、ゲートチップ等にヒータが配設され、該ヒータによって、マニホールド、ゲートチップ等に形成されたランナ、ノズルランナ等内の樹脂が加熱され、溶融状態に維持される。そして、前記射出ノズルから射出された樹脂は、前記ランナ、ゲートチップ等を通り、前記キャビティ空間に臨ませて形成されたゲートからキャビティ空間に充填（てん）される。
【０００６】
その後、型開きが行われ、キャビティ空間から成形品が取り出された後、次の成形のための計量工程が開始される。そして、スクリューが後退させられてあらかじめ設定された計量終了位置に到達すると、計量工程が完了されるが、このとき、前記ゲートから溶融状態の樹脂が前方に漏れ出して樹脂漏れが発生し、樹脂漏れが発生した後の固化した樹脂が次の射出工程において溶融状態の樹脂に混入すると、成形品にマークが形成され、成形品の品質が低下してしまう。
【０００７】
そこで、計量工程が完了すると、スクリューヘッドの前方の樹脂の圧力、すなわち、樹脂圧を低くするサックバック工程を行い、樹脂漏れが発生するのを防止するようにしている。該サックバック工程においては、スクリューが、所定の速度で後退させられてあらかじめ設定されたサックバック終了位置に到達すると、停止させられ、サックバック工程が完了される。
【０００８】
また、冷却工程が完了した後においても、マニホールド、ゲートチップ等における樹脂の圧力を低くするサックバック工程を行い、キャビティ空間内に樹脂が漏れるのを防止するようにしている。
【０００９】
ところで、前記サックバック工程においてサックバックを行う条件、すなわち、サックバック条件として、例えば、スクリューが後退させられる量、すなわち、サックバック量を設定する必要がある。そこで、成形を行うことによって得られた成形品の品質を目視検査等によって検査し、検査結果に基づいてサックバック量を設定するようになっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の射出成形機においては、サックバック量を設定するに当たり、樹脂の種類、溶融温度、金型装置の温度、マニホールドの温度、ゲートチップの温度、ゲートチップにおける加熱量等を考慮する必要があり、サックバック量を設定するための作業が極めて煩わしいだけでなく、溶融温度、金型装置の温度、マニホールドの温度、ゲートチップの温度等の温度変化によって外乱が加わってしまうと、成形品の品質を安定させることができない。
【００１１】
本発明は、前記従来の射出成形機の問題点を解決して、樹脂漏れが発生するのを防止することができ、サックバック条件を容易に設定することができ、成形品の品質を向上させることができる射出成形機を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の射出成形機においては、シリンダ部材と、該シリンダ部材内において進退自在に配設された射出部材と、操作者による操作部の操作に基づいて成形条件を設定する成形条件設定処理手段と、前記成形条件に対応させてサックバック条件の初期値を設定する初期値設定処理手段とを有する。
【００１３】
本発明の他の射出成形機においては、さらに、前記成形条件は樹脂の種類である。
【００１４】
本発明の更に他の射出成形機においては、さらに、前記サックバック条件は、計量工程完了後のサックバック量、樹脂圧及びサックバック時間のうちのいずれか一つである。
【００１５】
本発明の更に他の射出成形機においては、さらに、前記サックバック条件は、保圧工程完了後のサックバック量、樹脂圧及びサックバック時間のうちのいずれか一つである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１７】
図１は本発明の実施の形態における射出成形機の制御装置を示す図、図２は本発明の実施の形態における射出成形機の概念図である。
【００１８】
図において、１０は射出装置、２０は金型装置、３０は型締装置であり、射出装置１０、金型装置２０及び型締装置３０によって射出成形機が構成される。また、１１はシリンダ部材としての加熱シリンダ、１２は該加熱シリンダ１１内において回転自在に、かつ、進退（図１及び２において左右方向に移動）自在に配設された射出部材としてのスクリュー、１３は前記加熱シリンダ１１の後端 （図１において右端） に配設され、スクリュー１２を進退させるための射出用の駆動部としての射出シリンダ、１４は前記スクリュー１２の後端に配設され、スクリュー１２を回転させるための計量用の駆動部としての油圧モータである。そして、前記加熱シリンダ１１の前端（図１及び２において左端）に射出ノズル２１が形成され、後端の近傍にホッパ２２が配設される。また、３７は前記スクリュー１２の前端に配設されたスクリューヘッドである。本実施の形態においては、射出用の駆動部として射出シリンダ１３が使用され、計量用の駆動部として油圧モータ１４が使用されるようになっているが、射出シリンダ１３及び油圧モータ１４に代えて電動機、例えば、サーボモータを使用することもできる。
【００１９】
前記加熱シリンダ１１の外周面には、図示されないヒータ及びセンサが配設され、前記ヒータを通電することによって加熱シリンダ１１が加熱され、加熱シリンダ１１内の樹脂が溶融させられる。そのために、前記センサによって検出された加熱シリンダ１１の温度がフィードバック制御される。
【００２０】
前記射出シリンダ１３内にはピストン１５が進退自在に配設され、該射出シリンダ１３は、サックバック用の油室としての第１の油室１６、及び射出用の油室としての第２の油室１７を備える。そして、前記第１の油室１６には調整手段としての流量調整弁２３を介して、第２の油室１７にはサーボ弁２４を介して、油圧モータ１４にはサーボ弁２５を介してそれぞれ油が供給される。なお、前記流量調整弁２３及びサーボ弁２４、２５の開度は制御部３３によって制御され、前記流量調整弁２３は、制御部３３において発生させられた制御指令としての流量指令に基づいて、前記第１の油室１６に供給される油の量を調整する。
【００２１】
また、前記加熱シリンダ１１の後方（図１において右方）には、スクリュー１２の速度、すなわち、スクリュー速度を検出するスクリュー速度検出器２６、スクリュー１２の位置、すなわち、スクリュー位置を検出するスクリュー位置検出器２７、及びスクリュー１２の回転速度、すなわち、スクリュー回転速度を検出するスクリュー回転速度検出器２８がそれぞれ配設される。前記第２の油室１７に臨ませて、第２の油室１７に供給される油圧を検出する圧力検出器３１が配設される。そして、前記スクリュー速度検出器２６によって検出されたスクリュー速度、前記スクリュー位置検出器２７によって検出されたスクリュー位置、スクリュー回転速度検出器２８によって検出されたスクリュー回転速度、及び圧力検出器３１によって検出された油圧は、いずれも制御部３３に送られる。
【００２２】
なお、該制御部３３には、操作部としての操作盤３４及びメモリ３６が接続され、前記操作盤３４に設定器３５が配設される。
【００２３】
前記構成の射出成形機においては、加熱シリンダ１１内において加熱され、溶融させられた樹脂を、高圧で射出し、金型装置２０のキャビティ空間Ｃに充填し、該キャビティ空間Ｃ内において冷却し、固化することによって成形品を成形するようになっている。
【００２４】
そのために、前記型締装置３０は、固定プラテン４１、該固定プラテン４１と所定の距離を置いて、かつ、固定プラテン４１と対向させて配設されたサポートプレート４２、前記固定プラテン４１とサポートプレート４２との間に架設された４本のタイバー４３（図２においては、そのうちの２本だけを示す。）、該タイバー４３に沿って進退自在に配設された可動プラテン４４、及び前記サポートプレート４２の後端に取り付けられた、型締用の駆動源としての型締シリンダ４８等を備え、前記固定プラテン４１に固定金型４６が、前記可動プラテン４４に可動金型４７が取り付けられる。
【００２５】
前記型締シリンダ４８は、シリンダ５１、該シリンダ５１内において進退自在に配設されたピストン５２、該ピストン５２に固定され、前方（図２において右方）に延び、可動プラテン４４と連結されるピストンロッド５３、前記ピストン５２によって区画され、型閉じ用及び型締め用の油室としての第１の油室５４、及び型開き用の油室としての第２の油室５５を備える。
【００２６】
前記型締装置３０において、型締シリンダ４８を駆動し、第１の油室５４に油を供給し、第２の油室５５から油を排出すると、可動プラテン４４が前進（図２において右方に移動）させられ、可動金型４７が前進させられて型閉じ及び型締めを行うことができる。また、第２の油室５５に油を供給し、第１の油室５４から油を排出すると、可動プラテン４４が後退（図２において左方に移動）させられ、可動金型４７が後退させられて型開きを行うことができる。
【００２７】
なお、本実施の形態においては、型締用の駆動部として型締シリンダ４８が使用されるようになっているが、型締シリンダ４８に代えて電動機、例えば、サーボモータを使用することができる。また、電動機を使用するのに伴って、型締機構としてトグル機構を使用することもできる。
【００２８】
次に、前記固定金型４６について説明する。
【００２９】
図３は本発明の実施の形態における固定金型の断面図である。
【００３０】
図において、４６は固定金型、６１はノズルプレート、６２はマニホールドであり、前記ノズルプレート６１内にゲートチップ６３が配設される。前記マニホールド６２の外周面にヒータ６４が、前記ゲートチップ６３の外周面にヒータ６５が配設され、ヒータ６４、６５によって、マニホールド６２、ゲートチップ６３等に形成されたランナ６６、ノズルランナ６７等内の樹脂が加熱され、溶融状態に維持される。そして、射出ノズル２１（図１）から射出された樹脂は、前記ランナ６６、ノズルランナ６７等を通り、前記キャビティ空間Ｃに臨ませて形成されたゲート６８からキャビティ空間Ｃに充填される。なお、前記マニホールド６２には、ランナ６６に臨ませて樹脂圧を検出する圧力検出部としてのセンサ６９が配設され、検出された樹脂圧は制御部３３に送られる。なお、前記樹脂圧によって射出圧力が表されるので、センサ６９によって射出圧力を検出することもできる。本実施の形態においては、マニホールド６２にセンサ６９が配設されるようになっているが、圧力検出部としてのセンサを、加熱シリンダ１１内に配設したり、ゲートチップ６３のノズルランナ６７に臨ませて配設したりすることもできる。また、スクリュー１２の後端に圧力検出部としてロードセルを配設し、該ロードセルによって射出圧力を検出することもできる。
【００３１】
次に、前記構成の射出成形機の動作について説明する。
【００３２】
図４は本発明の実施の形態における射出成形機の動作を示す第１のタイムチャート、図５は本発明の実施の形態における射出成形機の動作を示す第２のタイムチャートである。
【００３３】
まず、スクリュー位置検出器２７（図１）によってスクリュー位置Ｓが検出され、計量工程を開始する前に、スクリュー１２は計量開始位置Ｓ１に置かれ、タイミングｔ０で計量工程が開始されると、制御部３３の図示されない計量処理手段は、計量処理を行い、油圧モータ１４を駆動し、スクリュー１２をスクリュー回転速度Ｎで回転させる。そして、前記ホッパ２２内の樹脂が加熱シリンダ１１内に落下し、スクリュー１２の溝内を前進して、スクリューヘッド３７の前方に蓄えられる。これに伴って、スクリュー１２は後退させられる。また、計量が行われている間、計量処理手段は、サーボ弁２４を駆動し、第２の油室１７内に所定の量の油を供給し、前記スクリュー１２に背圧ＰＢを加える。
【００３４】
なお、前記スクリュー回転速度Ｎ及び背圧ＰＢは、図４に示されるパターンで変化させられ、タイミングｔ１で高くされ、タイミングｔ２で低くされる。
【００３５】
そして、タイミングｔ３でスクリュー１２があらかじめ設定された計量終了位置Ｓ２に到達すると、前記計量処理手段は、油圧モータ１４の駆動を停止させ、スクリュー１２を停止させる。このようにして、計量工程が完了され、前記スクリューヘッド３７の前方に１回のショットに必要なだけの樹脂が蓄えられる。
【００３６】
これに伴って、制御部３３の図示されないサックバック処理手段は、サックバック処理を行い、タイミングｔ３で計量工程完了後のサックバック工程を開始し、流量制御弁２３及びサ−ボ弁２４を駆動して第１の油室１６に油を供給し、第２の油室１７から油をドレーンしてスクリュー１２を後退させる。そして、スクリュー１２があらかじめ設定されたサックバック終了位置Ｓ３に到達すると、前記サックバック処理手段は、流量制御弁２３及びサ−ボ弁２４の作動を停止させ、サックバック工程を完了する。この間、前記サックバック処理手段は、背圧ＰＢを更に低くする。
【００３７】
続いて、制御部３３の図示されない射出処理手段は、射出処理を行い、タイミングｔ１０で射出工程を開始し、流量調整弁２３及びサーボ弁２４を駆動し、第１の油室１６内の油をドレーンするとともに、第２の油室１７に油を供給することによって、スクリュー１２をサックバック終了位置Ｓ３である射出開始位置から前進させる。そして、タイミングｔ１０からｔ１１までの間、射出速度がＶ１にされ、タイミングｔ１１からｔ１２までの間、射出速度がＶ２（＞Ｖ１）にされ、タイミングｔ１２からｔ１３までの間、射出速度がＶ３（Ｖ１＜Ｖ３＜Ｖ２）にされる。
【００３８】
ところで、前記射出速度がＶ１からＶ２に切り換えられるのに伴って樹脂圧ＰＭによって表される射出圧力は次第に高くなり、射出速度がＶ２からＶ３に切り換えられるのに伴って射出圧力は低くなった後、次第に高くなり、キャビティ空間Ｃ（図３）の全体に樹脂が充填される直前のタイミングｔ１３において、射出圧力が設定値ＰＭ１になると、前記射出処理手段は、Ｖ−ｐ切換えを行い、スクリュー１２が射出終了位置Ｓ４に到達すると射出工程を完了する。
【００３９】
続いて、前記制御部３３の図示されない保圧処理手段は、保圧処理を行い、前記タイミングｔ１３で保圧工程を開始し、流量調整弁２３及びサーボ弁２４を駆動し、第２の油室１７に供給される油の圧力を制御する。このとき、タイミングｔ１３から設定時間が経過するタイミングｔ１４までの間、保圧力の設定値はＰＨ１にされ、タイミングｔ１４になると、設定値ＰＨ２（＞ＰＨ１）にされる。この間、センサ６９によって検出された樹脂圧ＰＭは図に示されるように変動する。
【００４０】
また、保圧力の設定値がＰＨ２にされると、スクリュー１２がわずかに前進させられ、タイミングｔ１５で保圧終了位置Ｓ５に到達すると、前記保圧処理手段は、サ−ボ弁２４の駆動を停止させ、保圧工程を完了する。
【００４１】
続いて、前記サックバック処理手段は、タイミングｔ１５で保圧工程完了後のサックバック工程を開始し、流量制御弁２３及びサ−ボ弁２４を駆動して第１の油室１６に油を供給し、第２の油室１７から油をドレーンしてスクリュー１２を後退させ、樹脂圧ＰＭを更に低くする。そして、スクリュー１２があらかじめ設定されたサックバック終了位置Ｓ６に到達すると、前記サックバック処理手段は、流量制御弁２３及びサ−ボ弁２４の作動を停止させ、サックバック工程を完了する。
【００４２】
ところで、保圧工程が完了するタイミングｔ１５においてスクリュー１２は保圧終了位置Ｓ５に置かれるが、該保圧終了位置Ｓ５は、射出成形機の図示されない操作画面に表示される。そこで、操作者が操作盤３４を操作して、射出成形機に使用される樹脂の種類等を入力すると、制御部３３の図示されない成形条件設定処理手段は、成形条件設定処理を行い、樹脂の種類等を第１の成形条件として設定し、制御部３３の図示されない初期値設定処理手段は、初期値設定処理を行い、樹脂の種類等に対応させて、サックバック量、樹脂圧ＰＭ、サックバック時間等のサックバック条件の初期値を設定する。すなわち、初期値設定処理手段は、前記保圧終了位置Ｓ５を基準位置（０〔ｍｍ〕）とするサックバック量を、第１の初期値（デフォルト）として０〜−１００〔ｍｍ〕の範囲の所定の値に、サックバックによって減圧される樹脂圧ＰＭの目標値を、第２の初期値として０〜５００〔ｂａｒ〕の範囲の所定の値に、サックバック時間（除圧時間）を第３の初期値として０〜１０〔ｓｅｃ〕の範囲の所定の値に設定する。なお、樹脂の種類、溶融温度、金型装置２０の温度、マニホールド６２の温度、ゲートチップ６３の温度等に基づいてサックバック量をどのように設定するかは、あらかじめ前記初期値設定処理手段において設定される。例えば、樹脂の粘度が高い場合、溶融温度が低い場合、金型装置２０の温度が低い場合、マニホールド６２の温度が低い場合、ゲートチップ６３の温度が低い場合等にサックバック量が多くされ、樹脂の粘度が低い場合、溶融温度が高い場合、金型装置２０の温度が高い場合、マニホールド６２の温度が高い場合、ゲートチップ６３の温度が高い場合等にサックバック量が少なくされる。
【００４３】
また、計量工程が完了すると、前記初期値設定処理手段は、既に成形条件として入力された樹脂の種類等に対応させて、同様に各種の初期値を設定する。すなわち、前記初期値設定処理手段は、計量終了位置Ｓ２を基準位置（０〔ｍｍ〕）とするサックバック量を、第４の初期値として０〜−１００〔ｍｍ〕の範囲の所定の値に、サックバックによって減圧される樹脂圧ＰＭの目標値を、第５の初期値として０〜５００〔ｂａｒ〕の範囲の所定の値に、サックバック時間を第６の初期値として０〜１０〔ｓｅｃ〕の範囲の所定の値に設定する。
【００４４】
このように、成形条件が設定されると、サックバック条件の初期値が設定されるので、操作者は、前記初期値を参照し、第２の成形条件、例えば、溶融温度、金型装置２０（図２）の温度、マニホールド６２の温度、ゲートチップ６３の温度等の温度変化に基づいてサックバック条件を容易に設定することができる。
【００４５】
したがって、ゲート６８において樹脂漏れが発生するのを防止することができるだけでなく、サックバック条件を設定するための作業を簡素化することができる。また、溶融温度、金型装置２０の温度、マニホールド６２の温度、ゲートチップ６３の温度等の温度変化によって外乱が加わることがなくなり、成形品の品質を向上させることができる。
【００４６】
本実施の形態においては、サックバック条件として、サックバック量、樹脂圧ＰＭ、サックバック時間等を設定するようになっているが、サックバック量、樹脂圧ＰＭ及びサックバック時間のうちのいずれかを設定するようにすることもできる。
【００４７】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００４８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、射出成形機においては、シリンダ部材と、該シリンダ部材内において進退自在に配設された射出部材と、操作者による操作部の操作に基づいて成形条件を設定する成形条件設定処理手段と、前記成形条件に対応させてサックバック条件の初期値を設定する初期値設定処理手段とを有する。
【００４９】
この場合、操作者が操作部を操作して入力された成形条件が設定されると、成形条件に対応させてサックバック条件の初期値が設定されるので、サックバック条件を容易に設定することができる。
【００５０】
したがって、樹脂漏れが発生するのを防止することができるだけでなく、サックバック条件を設定するための作業を簡素化することができる。また、溶融温度、金型装置の温度、マニホールドの温度、ゲートチップの温度等の温度変化によって外乱が加わることがなくなり、成形品の品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における射出成形機の制御装置を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態における射出成形機の概念図である。
【図３】本発明の実施の形態における固定金型の断面図である。
【図４】本発明の実施の形態における射出成形機の動作を示す第１のタイムチャートである。
【図５】本発明の実施の形態における射出成形機の動作を示す第２のタイムチャートである。
【符号の説明】
１０ 射出装置
１１ 加熱シリンダ
１２ スクリュー
２０ 金型装置
３０ 型締装置
３３ 制御部
３４ 操作盤

Claims (4)

1. （ａ）シリンダ部材と、
   （ｂ）該シリンダ部材内において進退自在に配設された射出部材と、
   （ｃ）操作者による操作部の操作に基づいて成形条件を設定する成形条件設定処理手段と、
   （ｄ）前記成形条件に対応させてサックバック条件の初期値を設定する初期値設定処理手段とを有することを特徴とする射出成形機。
2. 前記成形条件は樹脂の種類である請求項１に記載の射出成形機。
3. 前記サックバック条件は、計量工程完了後のサックバック量、樹脂圧及びサックバック時間のうちのいずれか一つである請求項１に記載の射出成形機。
4. 前記サックバック条件は、保圧工程完了後のサックバック量、樹脂圧及びサックバック時間のうちのいずれか一つである請求項１に記載の射出成形機。

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