JP2004237700A - Injection molding machine and its temperature monitoring method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂材料を加熱するためのシリンダ装置を有する射出成形機およびその温度監視方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の射出成形機は、例えば、特開平7−290531号公報に開示されている。
【0003】
射出成形機は、金型を開閉すると共に型締を行う型締装置と、これに対向配置され、供給される樹脂材料をヒータで加熱溶融して溶融樹脂を金型内に射出するための筒状を呈するシリンダ装置とを有している。シリンダ装置は、内部にスクリュが回転自在に配設された加熱シリンダと、加熱シリンダ後方に配設され、ホッパが接続された水冷シリンダと、計量工程時にスクリュの回転によって溶融しながらスクリュの前方に蓄えられた後に射出工程時にスクリュの前進によって溶融樹脂を射出する射出ノズルとを備えている。
【0004】
この公報に開示された射出成形機に類似した装置の構造の一例を、図1(a)および(b)に示す。図1(a)および(b)を参照して、この射出成形機は、ヒータ15を備えたシリンダ装置10と、シリンダ装置10に装着され、シリンダ装置10の温度を検出する温度検出部20とを有している。シリンダ装置10は、筒状を呈する加熱シリンダ11と、加熱シリンダ11の軸方向一端に形成された射出ノズル12と、加熱シリンダ11の軸方向他端に取り付けられた水冷シリンダ13とで構成されている。また、シリンダ装置10内には、回転可能に設置されたスクリュ14が備えられている。さらに、シリンダ装置10に設けられた温度検出部20は、水冷シリンダ13の温度を検出する温度センサ21と、加熱シリンダ11の温度を検出する温度センサ22a〜24aならびに22b〜24bと、射出ノズル12の温度を検出する温度センサ25とを備えており、供給される樹脂材料が加熱溶融されて射出されるまでの区間の各所の温度を検出している。
【0005】
【特許文献1】
特開平7−290531号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
図1(a)および(b)に示した例をも含め、従来の射出成形機におけるシリンダ装置の温度測定方法では、加熱シリンダ、射出ノズル、水冷シリンダの温度測定点が内壁近傍であるため、ヒータから温度測定点までの熱伝達に時間がかかる。したがって、シリンダ装置内面近傍に設置された温度測定点の温度検出値が設定温度値に達し、直ちにヒータをオフしたとしても、シリンダ装置にはヒータをオフする以前に与えられた余熱が残っているため、余分な熱が加熱シリンダ内の樹脂に加えられることになる。このような理由から、樹脂に加えられる熱量が一定せず、計量される樹脂の溶融状態が安定しなかったり、熱の過供給または熱の不足によってヤケや変色といった成形品の不具合が発生する。
【0007】
それ故、本発明の技術的課題は、シリンダ装置、射出ノズル、水冷シリンダに与えられる熱が、ヒータによるものなのか、せん断によって発生する自己発熱なのかを検出し、樹脂のヤケや変色といった成形品不具合を発生させないようにできる射出成形機を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、供給される樹脂材料をヒータで加熱溶融して溶融樹脂を射出するための筒状を呈するシリンダ装置と、前記シリンダ装置に装着され、該シリンダ装置の温度を検出する温度検出部とを有する射出成形機において、前記温度検出部には、前記シリンダ装置の軸方向同位置の少くとも内径領域と外径領域の温度を検出する複数の温度センサが備えられていることを特徴とする射出成形機が得られる。
【0009】
本発明によればまた、前記複数の温度センサは、前記シリンダ装置の内径領域の温度を検出する第1の温度センサと、前記第1の温度センサと該シリンダ装置の軸方向同位置における外径領域の温度を検出する第2の温度センサとを有し、前記第1および前記第2の温度センサの組み合わせを、同一制御信号によって制御されるヒータゾーン内に一組以上備えている前記射出成形機が得られる。
【0010】
本発明によればさらに、前記第1および前記第2の温度センサの組み合わせを、前記シリンダ装置の前記軸方向の複数位置毎に有する前記射出成形機が得られる。
【0011】
また、本発明によれば、前記第1および前記第2の温度センサの検出値の少くともどちらかを表示する表示部をさらに有する前記射出成形機が得られる。
【0012】
さらに、本発明によれば、前記第1および前記第2の温度センサの検出結果から該第1および該第2の温度センサ間の温度差を算出し、該温度差が予め設定された許容値よりも大きい場合には、前記シリンダ装置の温度が前記ヒータによる加熱よりもせん断される樹脂材料の自己発熱によるものであると判断して、その旨の警報を発する監視手段部をさらに有することを特徴とする前記射出成形機が得られる。
【0013】
また、本発明によれば、供給される樹脂材料をヒータで加熱溶融して溶融樹脂を射出するための筒状を呈するシリンダ装置と、前記シリンダ装置に装着され、該シリンダ装置の温度を検出する温度検出部とを有する射出成形機の温度監視方法において、前記温度検出部に設けられた複数の温度センサによって、前記シリンダ装置の軸方向同位置の少くとも内径領域と外径領域の温度を検出する工程を有することを特徴とする射出成形機の温度監視方法が得られる。
【0014】
さらに、本発明によれば、前記温度検出部は、前記シリンダ装置の内径領域の温度を検出する第1の温度センサと、前記第1の温度センサと該シリンダ装置の外径領域の温度を検出する第2の温度センサとを備えており、前記第1および前記第2の温度センサの検出値の少くともどちらかを表示する工程をさらに有する前記射出成形機の温度監視方法が得られる。
【0015】
また、本発明によれば、前記第1および前記第2の温度センサの検出結果から該第1および該第2の温度センサ間の温度差を算出し、該温度差が予め設定された許容値よりも大きい場合には、前記シリンダ装置の温度が前記ヒータによる加熱よりもせん断される樹脂材料の自己発熱によるものであると判断して、その旨の警報を発する工程を有することを特徴とする前記射出成形機の温度監視方法が得られる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態による射出成形機およびその温度監視方法を説明する。
【0017】
[実施の形態1]
図2(a)および(b)を参照して、本射出成形機は、図1(a)および(b)に示した従来例と同様に、ヒータ15を備えたシリンダ装置10と、シリンダ装置10に装着され、シリンダ装置10の温度を検出する温度検出部70とを有している。シリンダ装置10は、筒状を呈する加熱シリンダ11と、加熱シリンダ11の軸方向一端に形成された射出ノズル12と、加熱シリンダ11の軸方向他端に取り付けられた水冷シリンダ13とで構成されている。また、シリンダ装置10内には、回転可能に設置されたスクリュ14が備えられている。
【0018】
温度検出部70は、シリンダ装置10の内径領域の温度を検出する第1の温度センサ群70aと、第1の温度センサ群70aとシリンダ装置10の軸方向同位置かつシリンダ装置10の外径領域の温度を検出する第2の温度センサ群70bとを備えている。
【0019】
第1の温度センサ群70aは、水冷シリンダ13に取り付けられた図示しないホッパから供給される樹脂材料が加熱シリンダ11内のスクリュ14の回転によって溶融される際に生じる溶融熱を主に検出する。一方、第2の温度センサ群70bは、加熱シリンダ11を加熱するためのヒータ15から生じる熱を主に検出する。
【0020】
より具体的には、第1の温度センサ群70aとして、水冷シリンダ13の温度を検出する温度センサ71aと、加熱シリンダ11の温度を検出する温度センサ72a〜74aと、射出ノズル12の温度を検出する温度センサ75aとが、シリンダ装置の内壁近傍に備えられている。一方、第2の温度センサ群70bとして、水冷シリンダ13の温度を検出する温度センサ71bと、加熱シリンダ11の温度を検出する温度センサ72b〜74bと、射出ノズル12の温度を検出する温度センサ75bとが、シリンダ装置の外壁近傍に備えられている。
【0021】
ここで、樹脂供給部として水冷シリンダに代えて、ヒートシンクやファン等を外壁に備えた空冷シリンダを設けてもよい。この場合には、第1の温度センサによってホッパから供給される樹脂材料の噛み込み部の温度を検出する一方、第2の温度センサによって空冷シリンダのヒートシンクやファン等から放熱される外壁近傍の温度を検出することができる。そして、両者の温度偏差を小さくすることにより、樹脂の噛み込みの安定性を監視することが可能となり、計量時間を安定させることができる。ひいては、可塑化領域全域に亘る樹脂に与えられる熱遍歴を安定にすることでき、計量工程を安定させ、成形品の不具合を防止できる。
【0022】
図3をも併せ参照して、本射出成形機は、第1および第2の温度センサ群70aおよび70bの検出結果を表示する表示部30をさらに有している。
【0023】
表示部30は、温度センサ71a〜75aならびに温度センサ71b〜75bのそれぞれに接続された増幅器31aならびに31bと、増幅された各温度センサの検出結果が入力される制御器32と、制御器32に接続された液晶ディスプレイ等によって構成された表示器33とにより構成されている。
【0024】
以上の構成により、本射出成形機のユーザは、表示器33による表示を参照し、温度センサ71a〜75aそれぞれの温度センサ71b〜75bに対する各温度差分のいずれかが、それぞれに予め設定された許容値よりも大きい場合には、シリンダ装置10(加熱シリンダ11、加熱シ射出ノズル12、水冷シリンダ13)の温度がヒータによる加熱よりもせん断される樹脂材料の自己発熱によるものであると判断して、警報を表示器33に表示する。これにより、従来は生じ得た樹脂のヤケや変色といった成形品不具合を発生させないようにできる。
【0025】
さらに、軸方向同位置における内径領域と外径領域の温度検出値を表示器33に表示することにより、ヒータを制御する上でのシリンダ装置内の溶融樹脂とシリンダ装置に取り付けられたヒータの熱伝達特性を把握し、成形条件に応じた最適なヒータ温度制御を実現することができる。
【0026】
[実施の形態2]
本発明の実施の形態2による射出成形機は、実施の形態1と同様に、図2(a)および(b)に示した構成を有している。したがって、実施の形態1と同一の構成を有する箇所については、説明を省略する。
【0027】
図4を参照して、本射出成形機は、第1および第2の温度センサ群70aおよび70bの検出結果から第1の温度センサ71a〜75aと第2の温度センサ71b〜75bとの各温度差分を算出し、第1の温度センサ71a〜75aの第2の温度センサ71b〜75bに対する温度差分が予め設定された許容値よりも大きい場合には、シリンダ装置10の温度がヒータによる加熱よりもせん断される樹脂材料の自己発熱によるものであると判断し、その旨の警報を発する監視手段としての警報部40をさらに有している。
【0028】
警報部40は、温度センサ71a〜75aならびに温度センサ71b〜75bのそれぞれに接続された増幅器41aならびに41bと、増幅された各温度センサ71a〜75aの各温度センサ71b〜75bに対する温度差分「a−b」を算出する差分演算器42と、温度差分「a−b」を予め設定および制御器44内のメモリに記憶された許容値と比較する比較器43と、比較器43による比較結果が「許容値<(a−b)」の場合にシリンダ装置10の温度がヒータによる加熱よりもせん断される樹脂材料の自己発熱によるものであると判断し、その旨の警報信号を出力する制御器44と、制御器44による警報信号に応じて表示、発光、およびブザーまたはサイレンを発する表示器45、フラッシュランプ46、およびブザー47とにより構成されている。
【0029】
以上の構成により、本射出成形機のユーザは、表示器45、フラッシュランプ46、およびブザー47を参照し、温度センサ71a〜75aそれぞれの温度センサ71b〜75bに対する各温度差分のいずれかが、それぞれに予め設定された許容値よりも大きい場合に警報が発せられると、成形条件を調整し、シリンダ装置10(加熱シリンダ11、加熱シ射出ノズル12、水冷シリンダ13)の温度がヒータによる加熱よりもせん断される樹脂材料の自己発熱によるものである状況を回避させる。これにより、従来は生じ得た樹脂のヤケや変色といった成形品不具合を発生させないようにできる。
【0030】
尚、第1の温度センサおよび第2の温度センサの組み合わせが、シリンダ装置10の軸方向の複数位置毎に設けられていると共に、許容値もシリンダ装置10の軸方向の複数位置毎に設定されているため、警報部40は、シリンダ装置10の軸方向の複数位置のうちの少くとも一位置の温度差分が予め設定された許容値よりも大きい場合に、警報が発せられるようになっている。
【0031】
さらに、本願発明では、第1の温度センサと第2の温度センサは、必ずしも軸方向同位置でなくともよく、軸方向にずらして配置してもよい。この場合には、検出された温度検出値を演算することで、軸方向同位置における温度差分を求めることができる。
【0032】
【発明の効果】
本発明による射出成形機は、シリンダ装置の水冷シリンダ、加熱シリンダ、および射出ノズル等の温度上昇が、ヒータの加熱によるものなのか、せん断によって発生する自己発熱によるのかを検出し、樹脂のヤケや変色といった成形品不具合を抑制したり、樹脂供給部においては樹脂材料の噛み込みを安定させて成形品不具合の発生を抑止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)および(b)は、従来の射出成形機を示す概略的な断面図である。
【図2】(a)および(b)は、本発明の実施の形態による射出成形機を示す概略的な断面図である。
【図3】本発明の実施の形態1による射出成形機を示す概略的な回路図である。
【図4】本発明の実施の形態2による射出成形機を示す概略的な回路図である。
【符号の説明】
10 シリンダ装置
11 加熱シリンダ
12 射出ノズル
13 水冷シリンダ
14 スクリュ
15 ヒータ
20 温度検出部
21、22a、22b、23a、23b、24a、24b、25 温度センサ
31a、31b 増幅器
32 制御器
33 表示器
40 警報部
41a、41b 増幅器
42 差分演算器
43 比較器
44 制御器
45 表示器
46 フラッシュランプ
47 ブザー
70 温度検出部
70a 第1の温度センサ群
70b 第2の温度センサ群
71a〜75a、71b〜75b 温度センサ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an injection molding machine having a cylinder device for heating a resin material and a method for monitoring the temperature thereof.
[0002]
[Prior art]
This type of injection molding machine is disclosed, for example, in JP-A-7-290531.
[0003]
The injection molding machine includes a mold clamping device that opens and closes a mold and performs mold clamping, and a cylinder that is disposed opposite to the mold clamping device and heats and melts a supplied resin material with a heater to inject the molten resin into the mold. And a cylinder device having a shape. The cylinder device is equipped with a heating cylinder in which the screw is rotatably arranged inside, a water-cooled cylinder in which the hopper is connected behind the heating cylinder, and a screw cooling unit. And an injection nozzle for injecting the molten resin by advancing the screw during the injection process after being stored.
[0004]
FIGS. 1A and 1B show an example of the structure of an apparatus similar to the injection molding machine disclosed in this publication. Referring to FIGS. 1A and 1B, the injection molding machine includes a
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-7-290531
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional method for measuring the temperature of a cylinder device in an injection molding machine, including the examples shown in FIGS. 1A and 1B, the temperature measurement points of a heating cylinder, an injection nozzle, and a water-cooled cylinder are near the inner wall. It takes time to transfer heat from the heater to the temperature measurement point. Therefore, even if the temperature detection value of the temperature measurement point installed near the inner surface of the cylinder device reaches the set temperature value and immediately turns off the heater, the cylinder device still has residual heat given before turning off the heater. Therefore, extra heat is added to the resin in the heating cylinder. For these reasons, the amount of heat applied to the resin is not constant, and the molten state of the resin to be measured is not stable, or excessive supply or insufficient heat of the molded product causes problems such as burnt or discoloration of the molded product.
[0007]
Therefore, the technical problem of the present invention is to detect whether the heat given to the cylinder device, the injection nozzle, and the water-cooled cylinder is generated by a heater or by self-heating generated by shearing, and molding such as burning or discoloration of resin. An object of the present invention is to provide an injection molding machine capable of preventing product defects.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, a cylinder device having a cylindrical shape for injecting a molten resin by heating and melting a supplied resin material with a heater, and a temperature detector mounted on the cylinder device and detecting a temperature of the cylinder device In the injection molding machine having a part, the temperature detecting part is provided with a plurality of temperature sensors for detecting temperatures of at least an inner diameter region and an outer diameter region at the same position in the axial direction of the cylinder device. Is obtained.
[0009]
According to the present invention, the plurality of temperature sensors are a first temperature sensor for detecting a temperature in an inner diameter region of the cylinder device, and an outer diameter at the same axial position of the first temperature sensor and the cylinder device. A second temperature sensor for detecting the temperature of the area, and wherein at least one set of a combination of the first and second temperature sensors is provided in a heater zone controlled by the same control signal. Machine.
[0010]
According to the present invention, further, the injection molding machine having the combination of the first and second temperature sensors at each of the plurality of positions in the axial direction of the cylinder device is obtained.
[0011]
Further, according to the present invention, the injection molding machine further has a display unit for displaying at least one of the detection values of the first and second temperature sensors.
[0012]
Further, according to the present invention, a temperature difference between the first and second temperature sensors is calculated from the detection results of the first and second temperature sensors, and the temperature difference is set to a predetermined allowable value. If it is larger than the above, it is determined that the temperature of the cylinder device is caused by self-heating of the resin material that is sheared rather than the heating by the heater, and a monitoring unit that issues an alarm to that effect is further provided. The above-described injection molding machine is obtained.
[0013]
Further, according to the present invention, a cylinder device having a cylindrical shape for injecting a molten resin by heating and melting a supplied resin material with a heater, and mounted on the cylinder device to detect a temperature of the cylinder device In the temperature monitoring method for an injection molding machine having a temperature detection unit, a plurality of temperature sensors provided in the temperature detection unit detect temperatures of at least an inner diameter region and an outer diameter region at the same axial position of the cylinder device. And a method for monitoring the temperature of the injection molding machine.
[0014]
Further, according to the present invention, the temperature detecting unit detects a temperature of an inner diameter region of the cylinder device, a first temperature sensor, and detects a temperature of the first temperature sensor and an outer diameter region of the cylinder device. And a temperature monitoring method for the injection molding machine, further comprising a step of displaying at least one of the detection values of the first and second temperature sensors.
[0015]
Further, according to the present invention, a temperature difference between the first and second temperature sensors is calculated from the detection results of the first and second temperature sensors, and the temperature difference is set to a preset allowable value. If the temperature is greater than the temperature of the cylinder device, it is determined that the temperature of the cylinder device is caused by self-heating of the resin material which is sheared more than the heating by the heater, and a step of issuing an alarm to that effect is provided. A method for monitoring the temperature of the injection molding machine is obtained.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an injection molding machine and a temperature monitoring method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0017]
[Embodiment 1]
Referring to FIGS. 2A and 2B, this injection molding machine includes a
[0018]
The
[0019]
The first
[0020]
More specifically, as the first
[0021]
Here, instead of the water-cooled cylinder as the resin supply unit, an air-cooled cylinder having a heat sink, a fan, or the like on the outer wall may be provided. In this case, while the temperature of the biting portion of the resin material supplied from the hopper is detected by the first temperature sensor, the temperature near the outer wall radiated from the heat sink or the fan of the air-cooled cylinder by the second temperature sensor. Can be detected. By reducing the temperature deviation between the two, the stability of the resin biting can be monitored, and the measuring time can be stabilized. As a result, it is possible to stabilize the thermal history imparted to the resin over the entire plasticizing region, stabilize the measuring process, and prevent problems with the molded product.
[0022]
Referring also to FIG. 3, the injection molding machine further includes a display unit 30 for displaying detection results of the first and second
[0023]
The display unit 30 includes
[0024]
With the above configuration, the user of the injection molding machine refers to the display on the
[0025]
Further, by displaying the temperature detection values of the inner diameter region and the outer diameter region at the same position in the axial direction on the
[0026]
[Embodiment 2]
The injection molding machine according to the second embodiment of the present invention has the configuration shown in FIGS. 2A and 2B as in the first embodiment. Therefore, description of portions having the same configuration as in the first embodiment will be omitted.
[0027]
Referring to FIG. 4, the present injection molding machine obtains the respective temperatures of
[0028]
The
[0029]
With the above-described configuration, the user of the injection molding machine refers to the
[0030]
A combination of the first temperature sensor and the second temperature sensor is provided at each of a plurality of positions in the axial direction of the
[0031]
Further, in the present invention, the first temperature sensor and the second temperature sensor do not necessarily have to be located at the same position in the axial direction, and may be arranged shifted in the axial direction. In this case, the temperature difference at the same position in the axial direction can be obtained by calculating the detected temperature detected value.
[0032]
【The invention's effect】
The injection molding machine according to the present invention detects whether the temperature rise of the water-cooled cylinder, the heating cylinder, the injection nozzle, etc. of the cylinder device is due to the heating of the heater or to the self-heating caused by shearing. It is possible to suppress a molded article defect such as discoloration, or to stabilize the biting of the resin material in the resin supply section, thereby suppressing the occurrence of a molded article defect.
[Brief description of the drawings]
1 (a) and 1 (b) are schematic cross-sectional views showing a conventional injection molding machine.
FIGS. 2A and 2B are schematic sectional views showing an injection molding machine according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic circuit diagram showing an injection molding machine according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 4 is a schematic circuit diagram showing an injection molding machine according to Embodiment 2 of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記温度検出部には、前記シリンダ装置の軸方向同位置の少くとも内径領域と外径領域の温度を検出する複数の温度センサが備えられていることを特徴とする射出成形機。Injection molding having a cylinder device having a cylindrical shape for injecting a molten resin by heating and melting a supplied resin material with a heater, and a temperature detector mounted on the cylinder device and detecting a temperature of the cylinder device. On the machine,
An injection molding machine, characterized in that the temperature detecting section is provided with a plurality of temperature sensors for detecting temperatures in at least an inner diameter region and an outer diameter region at the same position in the axial direction of the cylinder device.
前記第1および前記第2の温度センサの組み合わせを、同一制御信号によって制御されるヒータゾーン内に一組以上備えている請求項1に記載の射出成形機。The plurality of temperature sensors are a first temperature sensor that detects a temperature in an inner diameter region of the cylinder device, and a second temperature sensor that detects a temperature in an outer diameter region at the same axial position of the first temperature sensor and the cylinder device. And two temperature sensors,
The injection molding machine according to claim 1, wherein one or more sets of the combination of the first and second temperature sensors are provided in a heater zone controlled by the same control signal.
前記温度検出部に設けられた複数の温度センサによって、前記シリンダ装置の軸方向同位置の少くとも内径領域と外径領域の温度を検出する工程を有することを特徴とする射出成形機の温度監視方法。Injection molding having a cylinder device having a cylindrical shape for injecting a molten resin by heating and melting a supplied resin material with a heater, and a temperature detector mounted on the cylinder device and detecting a temperature of the cylinder device. In the method of monitoring the temperature of the machine,
Temperature monitoring of an injection molding machine, comprising a step of detecting at least the temperature of an inner diameter region and an outer diameter region at the same position in the axial direction of the cylinder device by a plurality of temperature sensors provided in the temperature detection unit. Method.
前記第1および前記第2の温度センサの検出値の少くともどちらかを表示する工程をさらに有する請求項6に記載の射出成形機の温度監視方法。The temperature detection unit includes a first temperature sensor that detects a temperature of an inner diameter region of the cylinder device, a first temperature sensor, and a second temperature sensor that detects a temperature of an outer diameter region of the cylinder device. Equipped,
7. The temperature monitoring method for an injection molding machine according to claim 6, further comprising a step of displaying at least one of the detection values of said first and second temperature sensors.
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