JP2004299135A - Method for controlling push-in force of molding material and injection molding machine for carrying out the method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、射出成形機において、シート状又は、円柱状をしたペレットに比較すると大きな固形の成形材料がホッパー内に投入され、成形サイクル中は同ホッパー内で前記成形材料に対し上方より押込み力を与えて加圧する際の押込み力調整に関する。
【0002】
【従来の技術】
射出成形機による成形用プラスチック材料には様々なものがあるが、これらを大別するとPE、PET(ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート)等の熱可塑性材料と、メラニン、尿素樹脂等の熱硬化性材料及び、シリコンゴムやBMC(Bulk Modulus Compound)等の熱硬化性に近い材料とに分けることができる。
【0003】
前記熱可塑性の成形材料は予めペレット状に加工されており、ペレットとして射出成形機のホッパーに投入される。また、前記熱硬化性の成形材料は粉末状である。しかるに、前記BMCや、シリコンゴム等のゴム系の成形材料はシート状または円柱・円筒状のものが成形材料として市場に供給されている。なお、本願出願人は、シート状あるいは円筒状の成形材料をホッパー内に効率よく供給及び切換える装置をすでに提案している。
【0004】
【特許文献1】
実公平7−53956号公報
【0005】
このようなBMCやゴム系成形材料(以下単に成形材料という)はその製造段階で加硫されまた、揮発性の成分を多く含むためその保管・搬送に際しても劣化即ち、揮発性成分が材料中に保存されるべく外気に曝されないよう細心の注意が払われている。(例えば揮発性成分の少なくなった前記成形材料を用いて射出成形するとその成形品には白濁が現れ成形品質を損なうこととなる。)
【0006】
さらに、この成形材料が射出成形機のバレル内で射出スクリュによる過度のせん断や加熱を受けその有効揮発性成分が散逸しないよう計量工程時の運転条件にも注意が払われている。
また、ペレットとは異なり、この成形材料はホッパーから自重によりバレル開口部を通ってバレル内側へ落下・供給できないためホッパー内にて成形材料の上端面部分を下方に向けて押圧し、成形材料をバレル開口部へ押込むための押込み手段が必要である。この押込み手段による成形材料の押圧は、通常、計量工程即ち、射出スクリュを回転させながら可塑化された成形材料がバレル先端部に送られて滞留し、その滞留量が所定量に達するまで射出スクリュは滞留量に応じて後退する工程の間続けられる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した射出成形機による成形品には、なお成形品質の点で可塑化不均一性が存在し、成形品中に成形材料の粗密を生じるという問題がある。
【0008】
本発明者は上記問題点を解決せんとして鋭意努力・検討した結果、前記計量工程に続く射出工程においては、ペレットと異なるこの成形材料に対し前記押込み力を与えていないことに着目し、射出動作中にも押込み力を与えることにより前記問題が解決できることを突き止めた。
【0009】
従って、本発明の目的は、BMCやゴム系の成形材料による成形において、可塑化の不均一性や成形材料の粗密を可及的に少なくした成形品を得ることが可能な押込み力制御方法及び同方法を用いた射出成形機を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明による押込み力制御方法は、
先端部に射出ノズルを取付けると共に内部に射出スクリュを回転及び進退自在に挿通したバレル、同バレル後部の成形材料供給口位置に配設したホッパー、同ホッパー内に予め供給された前記成形材料を同ホッパー底部開口を介して前記バレル内側へ押込むための第1駆動手段、射出工程中前記射出スクリュを前進移動せしめる第2駆動手段、計量工程中前記射出スクリュを回転せしめる第3駆動手段及び前記第1駆動手段の駆動により発生する押込み力を測定する押込力検出手段を備えた射出装置における前記第1駆動手段を駆動制御する方法であって、
前記計量工程中前記第1駆動手段を駆動して前記ホッパー内の成形材料を前記バレル内へ供給する第1の段階と、
前記射出工程中前記第1駆動手段を駆動して前記ホッパー内の成形材料を前記バレル内へ供給する第2の段階とから構成される。
【0011】
その場合、前記第2の段階が、前記射出工程中の射出動作状態を反映する物理量と前記押込み力検出手段により検出された押込み力とを関連させて前記射出工程中前記第1駆動手段を駆動制御するための駆動指令信号を生成する段階を含むように構成されることができる。
【0012】
またその場合、前記射出工程中前記第2駆動手段の駆動に基づく射出圧力を検出し、同検出値と予め設定された射出圧力の設定値との大小を比較し、前記検出値が設定値より大きいときは押込み力を低下せしめるよう前記第1駆動手段の駆動力を調整し、前記検出値が設定値より小さいときは押込み力を増加せしめるよう前記第1駆動手段の駆動力を調整することができる。
【0013】
またその場合、前記計量工程中前記第3駆動手段の駆動に基づく射出スクリュに対する回転駆動力を検出し、同検出値と予め設定された回転駆動力の設定値との大小を比較し、前記検出値が設定値より大きいときは押込み力を低下せしめるよう前記第1駆動手段の駆動力を調整し、前記検出値が設定値より小さいときは押込み力を増加せしめるよう前記第1駆動手段の駆動力を調整することができる。
【0014】
さらにまたその場合、前記射出工程中前記第2駆動手段の駆動に基づく射出圧力を検出し、同検出値と予め設定された射出圧力の設定値との大小を比較し、前記検出値が設定値より大きいときは押込み力を低下せしめるよう前記第1駆動手段の駆動力を調整し、前記検出値が設定値より小さいときは押込み力を増加せしめるよう前記第1駆動手段の駆動力を調整すると共に、
前記計量工程中前記第3駆動手段の駆動に基づく射出スクリュに対する回転駆動力を検出し、同検出値と予め設定された回転駆動力の設定値との大小を比較し、前記検出値が設定値より大きいときは押込み力を低下せしめるよう前記第1駆動手段の駆動力を調整し、前記検出値が設定値より小さいときは押込み力を増加せしめるよう前記第1駆動手段の駆動力を調整することができる。
【0015】
さらに、前記目的を達成するため本発明によるホッパー内の成形材料に対し押込み力を与える射出成形機は、
先端部に射出ノズルを取付けると共に内部に射出スクリュを回転及び進退自在に挿通したバレル、同バレル後部の成形材料供給口位置に配設したホッパー、同ホッパー内に予め供給された前記成形材料を同ホッパー底部開口を介して前記バレル内側へ押込むための第1駆動手段、射出工程中前記射出スクリュを前進移動せしめる第2駆動手段、計量工程中前記射出スクリュを回転せしめる第3駆動手段及び前記第1駆動手段の駆動により発生する押込み力を測定する押込力検出手段を備えた射出装置と、前記射出装置の各駆動手段に対する駆動指令信号を生成すると共に同各駆動手段からの駆動に関わる検出信号を受けてデータメモリにストアするコントローラとを有する射出成形機であって、
前記コントローラは、前記駆動指令信号を生成する手段として前記射出装置の第1駆動手段、第2駆動手段及び第3駆動手段にそれぞれ対応する押込工程、射出工程及び計量工程における指令制御プログラムを格納するプログラムメモリを有しておりさらに、前記押込工程における指令制御プログラムは前記射出工程の進行中に遂行され、前記第1駆動手段は射出動作中前記コントローラからの駆動指令信号に応答して押込み力を発生させるよう構成される。
【0016】
その場合、前記コントローラは、前記射出工程中前記第2駆動手段の駆動に基づく射出圧力を検出し、同検出値と予め設定された射出圧力の設定値との大小を比較し、前記検出値が設定値より大きいときは押込み力を低下せしめるよう前記第1駆動手段の駆動力を調整し、前記検出値が設定値より小さいときは押込み力を増加せしめるよう前記第1駆動手段の駆動力を調整するよう指令制御信号を生成する押込工程制御プログラムを備えて構成されることができる。
【0017】
またその場合、前記コントローラは、前記計量工程中前記第3駆動手段の駆動に基づく射出スクリュに対する回転駆動力を検出し、同検出値と予め設定された回転駆動力の設定値との大小を比較し、前記検出値が設定値より大きいときは押込み力を低下せしめるよう前記第1駆動手段の駆動力を調整し、前記検出値が設定値より小さいときは押込み力を増加せしめるよう前記第1駆動手段の駆動力を調整するように指令制御信号を生成する押込工程制御プログラムを備えて構成されることができる。
【0018】
さらにまたその場合、前記コントローラは、前記射出工程中前記第2駆動手段の駆動に基づく射出圧力を検出し、同検出値と予め設定された射出圧力の設定値との大小を比較し、前記検出値が設定値より大きいときは押込み力を低下せしめるよう前記第1駆動手段の駆動力を調整し、前記検出値が設定値より小さいときは押込み力を増加せしめるよう前記第1駆動手段の駆動力を調整すると共に、
前記計量工程中前記第3駆動手段の駆動に基づく射出スクリュに対する回転駆動力を検出し、同検出値と予め設定された回転駆動力の設定値との大小を比較し、前記検出値が設定値より大きいときは押込み力を低下せしめるよう前記第1駆動手段の駆動力を調整し、前記検出値が設定値より小さいときは押込み力を増加せしめるよう前記第1駆動手段の駆動力を調整するように指令制御信号を生成する押込工程制御プログラムを備えて構成されることができる。
【0019】
【作用】
計量工程中第1駆動手段を駆動してホッパー内の成形材料をバレル内へ供給し、さらに射出工程中前記第1駆動手段を駆動してホッパー内の成形材料をバレル内へ供給する。その場合、射出工程中の射出動作状態を反映する物理量と押込み力検出手段により検出された押込み力とを関連させて前記射出工程中第1駆動手段を駆動制御するための駆動指令信号を生成する。
射出工程中も第1駆動手段を駆動することによってバレル内の射出スクリュ溝に供給される成形材料の粗密が解消される。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係る実施態様の1実施例について図1乃至図5を参照して詳細に説明する。
【0021】
図1は、BMC,ゴム等の成形材料からなる成形品を射出成形するための射出成形機における射出装置の正面図である。図2は、成形材料が射出スクリュ内へ供給される部分を示す射出スクリュの拡大縦断面図であり,さらに図3は、図2のZ−Z線矢視図であって成形材料供給口の形状を示す。
【0022】
図1において、射出成形機の射出装置側に配置された基台BSには支持台10が載置されている。前記支持台10には、射出スクリュ16を回転可能且つ進退可能に挿通するバレル14を貫通させ、且つ締結手段12Aにより固定するためのバレル支持部12が配設されている。さらに、バレル14の左方側外周部分にはバンドヒータ18が配設されバレル14内部を加熱するようになっている。
【0023】
参照符号20は射出ノズルであって、バレル14左端部に取付けられたノズル支持体24の左端部に取付けられている。なお、参照符号16Aは射出スクリュ16の軸部、16B(図2参照)は射出スクリュ16の先端近傍に取付けられたシールリングであって、計量時における溶融樹脂の逆流を防止する。
【0024】
前記バレル支持部12のバレル14上部には、成形材料をバレル14を介して射出スクリュ16の溝部へ供給するためのホッパー26が配設されている。さらに、バレル支持部12の上端部にはガイド22が配設されている。このガイド22上には、上端部に圧力センサ32Aを設けた油圧シリンダ32と同シリンダ32のロッド下端に取付けられホッパー26内の成形材料に対しホッパー26の上部開口から下方に向けて押込み力を発生させるための押込み部材30を有する押込み装置PSDが設けられている。
【0025】
即ち、図示の如く、この押込み装置PSDは、さらに、前記ガイド22上において図の紙面垂直方向に摺動可能に立設されたフレーム体25とその頂部に固定したシリンダ取付けプレート28ならびに、図示しないが前記フレーム体25を前記ガイド22に沿って移動せしめる駆動部を有する。
【0026】
この駆動部は、ホッパー26の上部開口から成形材料を新たに供給する作業あるいは、ホッパー26自体の清掃、取付け、分解等の作業時に前記押込み部材30、フレーム体25を移動させて、ホッパー26の開口部上方にスペースを確保するものである。
【0027】
前記支持台10の右方上面にはガイド34が配設され、同ガイド34上には射出スクリュ26の軸部16Aに係合部36を介し回転力を与える回転伝達装置42が搭載されている。前記係合部36は射出スクリュ16の軸方向の移動はナット42Bにより規制され回転のみを伝達可能に構成されている。
【0028】
前記回転伝達装置42の上方には支持台40を介して計量用のサーボモータ38が配設されている。従って、サーボモータ38の回転はカバー42A内側のプーリ、タイミングベルトを介して下方の回転伝達装置42へ伝達され、さらに前記係合部36を介して射出スクリュ16の軸部16Aへ与えられる。
【0029】
また、回転伝達装置42はガイド34上にてX方向に摺動可能に配設されている。図示しないが、前記回転伝達装置42及び射出スクリュ16をX方向に移動せしめる射出用の射出シリンダが前記バレル支持部12に射出スクリュ16と並列に配設されており、その各シリンダのピストンロッド端部は回転伝達装置42に固定されている。
【0030】
図2において、バレル14の左方部外周面には前述の如く、バンドヒータ18が取付けられている。ホッパー26の底部26Aはバレル14内に開口しており、成形材料はその開口を介してバレル14内の射出スクリュ16の溝に供給されるようになっている。
【0031】
参照符号36Aは係合部36を構成している回転力伝達部材であり、射出スクリュ16の軸部16Aの右端部において同軸部16Aとスプライン結合している。
【0032】
図3は前記の如く、図2のZ−Z線矢視図であり、ホッパー26の底部26Aは楕円状に形成されたバレル14の供給口内に気密的に挿入されている。従って、ホッパー26内部の成形材料は上方から押込み部材30で押圧されると開口部26Bを介して射出スクリュ16の溝内へ圧入されるようになっている。
【0033】
図4は、本発明が適用される射出成形機の各種駆動機構における駆動制御の構成をブロック図で示す。同図4において、参照符号50は型締装置側に配設される型開閉及び型締駆動機構を示し、センサ部50Sは同型開閉及び型締駆動機構50の駆動に関わる物理量を検出する各種の検出器群を総称するものである。そして、ライン50SGはセンサ部50Sからインターフェイスユニット58を経て射出成形機のコントローラ60へ与えられる各種検出信号の伝達ラインを総称するものである。又、ライン50Dは前記コントローラ60からインターフェイスユニット58を経て前記駆動機構50へ与えられる各種駆動指令信号の伝達ラインを総称するものである。
【0034】
同様にして、参照符号52は射出駆動機構であって、前述した射出シリンダはその駆動部として機能する。センサ部52Sを構成するものとしては射出スクリュ16の位置及び/または速度を検出する位置検出器、射出シリンダの背圧を検出する圧力センサ等が該当する。なお、前記速度は直接速度を検出する検出器であってもよいが、コントローラ60で位置信号を微分して速度信号を生成することも可能である。また、前記射出シリンダの代わりに、電動型射出成形機のように、射出駆動力をサーボモータやリニアモータを用いて発生させるようにしてもよい。その場合ライン52SGを通るセンサ部54Sからの信号としては前記モータの電機子電流値及び別途射出スクリュ軸上に設けたロードセルにより検出した背圧に相当する負荷の値がそれに相当する。
【0035】
同様に、計量駆動機構54では計量用のサーボモータ38(図1参照)により計量機構における駆動力を発生させるようになっており、所定の背圧条件のもとで計量動作が遂行される。センサ部54Sからは前記サーボモータ38に流れる電機子電流値が電流検出器で検出され、ライン54SGを介して与えられる。その際、ライン54Dには前記サーボモータ38への指令電流値として与えられる。
【0036】
さらに、参照符号56は押込み装置(PSD)の駆動機構である。同駆動機構56において、押込み力を発生するものとして前述したように、シリンダ32が設けられており、同シリンダ32による押込み部材30の下降中または下降限等の位置検出器及びシリンダ32の上部に設けた圧力検出器32A等がセンサ部56Sを構成する。なお、前記駆動機構56には上記のほか図1にて説明したようにフレーム体25の移動及び位置制御も含まれるがその説明は省略する。前記センサ部56Sからの信号はライン56SGを介してコントローラ60へ与えられる。また、ライン56Dを介して駆動機構56の各駆動部に駆動指令が与えられる。なお、シリンダ30に代わりに電動サーボモータまたは油圧モータならびに回転を直線移動に変換するメカニズムを用いてもよい。
【0037】
参照符号70は油圧ユニットである。同ユニット70には前記各駆動機構50、52及び56の油圧シリンダへの圧油の給排を行う電磁弁、方向切換弁、電磁流量制御弁並びに圧力検出器等が配設されている。これら各弁への指令信号はライン70Dを介して与えられ、各検出器からの信号はライン70SGを介してコントローラ60に与えられる。
【0038】
前記コントローラ60は、中央演算処理装置CPUとデータメモリDM及びプログラムメモリPMと前記インターフェイスユニット58とで基本的に構成されバスラインBSを介して互いに接続されている。データメモリDMには前記各駆動機構を適切に駆動するための位置、速度、ストローク量等のパラメータの設定値や射出速度パターンデータが予め格納されている。プログラムメモリPMのメモリ領域62には、射出工程を駆動制御するための一連の指令群からなる射出工程制御プログラムが格納されている。同様に、メモリ領域64、66、68には、それぞれ計量工程制御プログラム、押込工程制御プログラム、型締工程制御プログラムが格納されている。
【0039】
参照符号69は、前記各制御プログラムの実行開始や終了に関する工程間のシーケンスならびにシステム全体の制御、モニタリング等を遂行するプログラムが格納されている。
【0040】
本発明においては、図5に示されるように、従来独立して行われていた計量工程進行中における押込み動作を射出工程進行中にも遂行し、さらにその押込み動作中の押込み力即ち、ホッパー内での成形材料に対する加圧力をそれぞれ射出圧力、射出スクリュ回転駆動力と関連させて制御するものである。その押込み力制御の詳細を図5に示されるフローチャートを参照して以下に説明する。
【0041】
図5において、今ステップST1で射出成形機が成形サイクル動作について「ON」状態であるとする。ステップST2で射出成形機の動作の種類即ち、工程の種類(射出工程、計量工程、型開閉及び型締工程等)について順次判定される。同ステップST2において、進行中の工程が射出動作であると判定された場合、ステップST3に移行し、同ST3で、検出された射出圧力Pが設定値xより大きい場合はステップST4においてホッパー26内での加圧力を低下させるようシリンダ32への圧油の供給が指令される。一方、ステップST3で射出圧力Pが設定値xより小さい場合は、ステプST5において、ホッパー26内での加圧力を増加させるようシリンダ32への圧油の供給が指令される。
【0042】
また、前記ステップST2で判定が「NO」の場合はステップST6に移行し、同ST6において、進行中の工程が計量動作か否か判定される。計量動作と判定されると、ステップST7に移行し、同ST7において、さらに計量回転駆動中のスクリュ駆動力Fがその設定値yより大きいと判定されると、ステップST8において、前記加圧力を低下させるようシリンダ32への圧油の供給が指令される。一方、前記ST7において、前記スクリュ駆動力Fがその設定値yより小さいと判定されると、ステップST9において、前記加圧力を増加させるようシリンダ32への圧油の供給が指令される。
【0043】
また、前記ステップST6において、さらに「NO」であるとステップST10において、シリンダ32への圧油の供給を停止するよう指令される。その結果、加圧力がなくなり、ホッパー26からバレル14内への成形材料の押込みは中断されることとなる。
【0044】
なお、上記ステップST3、ST7でそれぞれ大小比較した結果その差が許容範囲を超えた場合に加圧力を増減させるようにしてもよい。図5において、射出圧力Pや可変の設定値xは本発明の射出工程における射出動作状態を反映する物理量に相当している。また、射出圧力の目標値である設定値xは予め射出時の圧力パターンデータとしてデータメモリDM内に設定されており、通常射出ストローク位置またはゾーンに応じて変化する。
【0045】
なお、上述した図1の説明では、押込み装置PSDはフレーム体25を水平方向に移動させるように構成しているが、同フレーム体25の高さを大きくすることによりその移動機構は不要である。さらに、ホッパー26の上部側壁に開閉可能な成形材料の投入口を設けるようにすればホッパー26の上面開口から成形材料を供給しなくて済むのでシリンダ32のストローク量はそれだけ小さくなる。
【0046】
また、図2に示すように、ホッパー26の底部26Aはコーン状に形成されているがその下端の開口面積は、射出スクリュ16の直径がホッパー26の円筒部内径より小さいのでその円筒部の面積に比べかなり小さくなっており、結果として成形材料は絞られることとなる。成形材料に対しより効果的に押込み力を与えるためにホッパー底部の形状は必ずしもコーン状に限定されるものではない。
以上本発明の好適な実施例について説明をしたが、本発明は前記実施例に限定されることなく、その精神を逸脱しない範囲内において多くの設計変更が可能である。
【0047】
【発明の効果】
本発明によれば、射出工程の遂行中、成形材料をバレル内へ供給するようにホッパー内の成形材料に対する加圧力を与えるようにしたので、バレル内部で射出スクリュの溝に成形材料の粗密状態が発生するのを回避することが可能となる。
【0048】
その上さらに、射出動作中検出された射出圧力とその設定値との大小を比較しその差があるときにはホッパー内の成形材料に対する加圧力を増減するようにし、バレル内への成形材料供給量を射出圧力に関連させて調整しているので前記粗密状態をより高精度に回避することが可能となる。
【0049】
またさらに、計量工程の遂行中、検出された射出スクリュの回転駆動力とその設定値との大小を比較しその差があるときにはホッパー内の成形材料に対する加圧力を増減するようにし、バレル内への成形材料供給量を射出スクリュの回転駆動力に関連させて調整しているので計量中において従来よりも前記粗密状態をより高精度に回避することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用される射出成形機の射出装置の正面図である。
【図2】図1において、成形材料がホッパー底部から射出スクリュ内へ供給される部分を含む射出スクリュの拡大縦断面図である。
【図3】成形材料供給口の形状を示す、図2におけるZ−Z線矢視図である。
【図4】本発明の適用される射出成形機の各種駆動機構における駆動制御の構成を示すブロック図である。
【図5】本発明における押込工程制御プログラムの要部を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
10 支持台
12 バレル支持部
14 バレル
16 射出スクリュ
18 バンドヒータ
20 射出ノズル
22 ガイド
24 ノズル支持体
25 フレーム体
26 ホッパー
28 シリンダ取付けプレート
30 押込み部材
32 シリンダ
34 ガイド
36 係合部
38 サーボモータ
40 支持台
42 回転伝達装置
50 型開閉及び型締機構
52 射出駆動機構
54 計量駆動機構
56 押込装置駆動機構
58 インターフェイスユニット
60 コントローラ
62 射出工程制御プログラム
64 計量工程制御プログラム
66 押込工程制御プログラム
68 型締工程制御プログラム
70 油圧ユニット[0001]
[Industrial applications]
According to the present invention, in an injection molding machine, a sheet-shaped or solid molding material larger than a pellet having a columnar shape is charged into a hopper, and a pressing force is applied to the molding material from above in the hopper during a molding cycle. And the adjustment of the pressing force when applying pressure.
[0002]
[Prior art]
There are various types of plastic materials for molding by an injection molding machine. These are roughly classified into thermoplastic materials such as PE and PET (polyethylene, polyethylene terephthalate), thermosetting materials such as melanin and urea resin, and It can be divided into materials close to thermosetting such as silicon rubber and BMC (Bulk Modulus Compound).
[0003]
The thermoplastic molding material is preliminarily processed into a pellet shape, and is put into a hopper of an injection molding machine as a pellet. Further, the thermosetting molding material is in a powder form. However, rubber-based molding materials such as BMC and silicone rubber are supplied to the market as molding materials in sheet form or cylindrical / cylindrical form. The present applicant has already proposed a device for efficiently feeding and switching a sheet-like or cylindrical molding material into a hopper.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Publication No. 7-53956
Such a BMC or rubber-based molding material (hereinafter simply referred to as a molding material) is vulcanized at the manufacturing stage and contains a large amount of volatile components, so that it deteriorates during storage and transportation, that is, the volatile components are contained in the material. Great care has been taken not to be exposed to the open air to preserve. (For example, when injection molding is performed using the molding material having a reduced volatile component, the molded product becomes cloudy and impairs the molding quality.)
[0006]
Attention is also paid to the operating conditions during the metering process so that the molding compound is not subjected to excessive shearing or heating by the injection screw in the barrel of the injection molding machine and its effective volatile components are dissipated.
Also, unlike pellets, this molding material cannot be dropped or supplied from the hopper to the inside of the barrel through the barrel opening by its own weight, so the upper end portion of the molding material is pressed downward in the hopper, and the molding material is pressed. Pushing means for pushing into the barrel opening is required. The pressing of the molding material by the pushing means is usually performed in a measuring step, that is, while the injection screw is rotated, the plasticized molding material is sent to the barrel tip and stays there, and the injection screw is kept until the staying amount reaches a predetermined amount. Is continued during the step of retracting according to the amount of residence.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, there is a problem in that a molded article produced by the above-described injection molding machine still has plasticization non-uniformity in terms of molding quality, and the molding material becomes uneven in the molded article.
[0008]
The present inventor has made intensive efforts and studies to solve the above problems, and as a result, in the injection step following the measurement step, paying attention to not applying the indenting force to this molding material different from the pellet, It has been found that the above problem can be solved by applying a pushing force.
[0009]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for controlling a pressing force capable of obtaining a molded product with as little plasticization non-uniformity and compactness as possible in molding with a BMC or rubber-based molding material. An object of the present invention is to provide an injection molding machine using the method.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The pushing force control method according to the present invention for achieving the above object,
A barrel in which an injection nozzle is mounted at the tip and an injection screw is rotatably and removably inserted therein, a hopper disposed at a molding material supply port position at the rear of the barrel, and the molding material supplied in advance in the hopper are used. First driving means for pushing the inside of the barrel through the hopper bottom opening, second driving means for moving the injection screw forward during the injection step, third driving means for rotating the injection screw during the measuring step, and the first drive A method for controlling the driving of the first driving means in an injection device including a pressing force detecting means for measuring a pressing force generated by driving the means,
A first step of driving the first drive means during the weighing step to supply the molding material in the hopper into the barrel;
A second step of driving the first drive means during the injection step to supply the molding material in the hopper into the barrel.
[0011]
In that case, the second step drives the first drive unit during the injection process by associating a physical quantity reflecting the injection operation state during the injection process with the pressing force detected by the pressing force detection unit. It may be configured to include a step of generating a drive command signal for controlling.
[0012]
In this case, during the injection step, an injection pressure based on the driving of the second drive unit is detected, and the detected value is compared with a preset injection pressure set value. When the detection value is smaller than a set value, the driving force of the first driving unit is adjusted so as to increase the pressing force when the detected value is smaller than the set value. it can.
[0013]
In this case, a rotational driving force for the injection screw based on the driving of the third driving means is detected during the measuring step, and the detected value is compared with a preset value of the rotational driving force, and the detection is performed. When the value is larger than the set value, the driving force of the first driving means is adjusted so as to decrease the pushing force, and when the detected value is smaller than the set value, the driving force of the first driving means is increased so as to increase the pushing force. Can be adjusted.
[0014]
Furthermore, in that case, the injection pressure based on the driving of the second driving means is detected during the injection step, and the detected value is compared with a preset injection pressure set value, and the detected value is set to the set value. When the detected value is smaller than the set value, the driving force of the first driving unit is adjusted so as to increase the pressing force when the detected value is smaller than the set value. ,
During the weighing step, a rotational driving force for the injection screw based on the driving of the third driving unit is detected, and the detected value is compared with a preset value of the rotational driving force, and the detected value is set to the set value. When the value is larger, the driving force of the first driving means is adjusted so as to decrease the pushing force, and when the detected value is smaller than the set value, the driving force of the first driving means is adjusted so as to increase the pushing force. Can be.
[0015]
Further, to achieve the above object, an injection molding machine for applying a pressing force to a molding material in a hopper according to the present invention,
A barrel having an injection nozzle attached to the tip thereof and having an injection screw rotatably and removably inserted therein, a hopper disposed at a molding material supply port position at the rear of the barrel, and the molding material previously supplied into the hopper are used. First driving means for pushing the inside of the barrel through the hopper bottom opening, second driving means for moving the injection screw forward during the injection step, third driving means for rotating the injection screw during the measuring step, and the first drive An injection device having a pressing force detecting means for measuring a pressing force generated by driving the means, generating a drive command signal for each driving means of the injection device, and receiving a detection signal relating to driving from each driving means. An injection molding machine having a controller for storing in a data memory.
The controller stores, as means for generating the drive command signal, a command control program in a pushing step, an injection step, and a weighing step corresponding to the first drive unit, the second drive unit, and the third drive unit of the injection device, respectively. A command control program in the pushing step is executed while the injection step is in progress, and the first driving means controls the pushing force in response to a drive command signal from the controller during the injection operation. Configured to generate.
[0016]
In that case, the controller detects the injection pressure based on the driving of the second driving means during the injection step, compares the detected value with a preset injection pressure set value, and determines that the detected value is When the detected value is smaller than the set value, the driving force of the first driving unit is adjusted so as to increase the pressing force when the detected value is smaller than the set value. And a push-in process control program that generates a command control signal.
[0017]
In this case, the controller detects the rotational driving force of the injection screw based on the driving of the third driving means during the measuring process, and compares the detected value with a preset value of the rotational driving force. When the detected value is larger than the set value, the driving force of the first driving means is adjusted so as to reduce the pushing force, and when the detected value is smaller than the set value, the first driving means is made to increase the pushing force. It can be provided with a pushing process control program for generating a command control signal to adjust the driving force of the means.
[0018]
Furthermore, in that case, the controller detects an injection pressure based on the driving of the second driving means during the injection step, compares the detected value with a preset injection pressure set value, and performs the detection. When the value is larger than the set value, the driving force of the first driving means is adjusted so as to decrease the pushing force, and when the detected value is smaller than the set value, the driving force of the first driving means is increased so as to increase the pushing force. And adjust
During the weighing step, a rotational driving force for the injection screw based on the driving of the third driving unit is detected, and the detected value is compared with a preset value of the rotational driving force, and the detected value is set to the set value. When the detected value is smaller than the set value, the driving force of the first driving unit is adjusted so as to increase the pressing force when the detected value is smaller than the set value. And a push-in process control program for generating a command control signal.
[0019]
[Action]
During the measuring step, the first driving means is driven to supply the molding material in the hopper into the barrel, and during the injection step, the first driving means is driven to supply the molding material in the hopper into the barrel. In this case, a drive command signal for driving and controlling the first drive unit during the injection process is generated by associating a physical quantity reflecting the injection operation state during the injection process with the pressing force detected by the pressing force detection unit. .
By driving the first driving means also during the injection process, the density of the molding material supplied to the injection screw groove in the barrel is eliminated.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an example of an embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
[0021]
FIG. 1 is a front view of an injection device in an injection molding machine for injection-molding a molded product made of a molding material such as BMC or rubber. FIG. 2 is an enlarged vertical sectional view of the injection screw showing a portion where the molding material is supplied into the injection screw, and FIG. 3 is a view taken along line ZZ of FIG. Show the shape.
[0022]
In FIG. 1, a
[0023]
[0024]
A
[0025]
That is, as shown in the drawing, the pushing device PSD further includes a
[0026]
The drive unit moves the pushing
[0027]
A
[0028]
Above the
[0029]
The
[0030]
In FIG. 2, the
[0031]
[0032]
FIG. 3 is a view taken along the line ZZ in FIG. 2 as described above, and the bottom 26A of the
[0033]
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of drive control in various drive mechanisms of an injection molding machine to which the present invention is applied. In FIG. 4,
[0034]
Similarly,
[0035]
Similarly, in the weighing
[0036]
Further,
[0037]
[0038]
The
[0039]
Reference numeral 69 stores a sequence between processes relating to the start and end of execution of each control program, and a program for performing control, monitoring, and the like of the entire system.
[0040]
In the present invention, as shown in FIG. 5, the pushing operation during the measuring step, which was conventionally performed independently, is also performed during the injection step, and the pushing force during the pushing operation, that is, the hopper inside the hopper, Is controlled in relation to the injection pressure and the injection screw rotation driving force, respectively. Details of the pushing force control will be described below with reference to a flowchart shown in FIG.
[0041]
In FIG. 5, it is assumed that the injection molding machine is in the “ON” state in the molding cycle operation in step ST1. In step ST2, the type of operation of the injection molding machine, that is, the type of process (injection process, measuring process, mold opening and closing, mold clamping process, and the like) is sequentially determined. If it is determined in step ST2 that the ongoing process is an injection operation, the process proceeds to step ST3. If the detected injection pressure P is larger than the set value x in step ST3, the process proceeds to step ST4. The supply of the pressure oil to the
[0042]
If the determination in step ST2 is "NO", the process proceeds to step ST6, where it is determined whether the ongoing process is a weighing operation. If it is determined that the weighing operation is performed, the process proceeds to step ST7. If it is determined in step ST7 that the screw driving force F during the weighing rotation is larger than the set value y, the pressure is reduced in step ST8. The supply of the pressure oil to the
[0043]
In step ST6, if "NO" is determined, a command is issued in step ST10 to stop the supply of the pressure oil to the
[0044]
The pressure may be increased or decreased when the difference between the magnitudes in steps ST3 and ST7 exceeds the allowable range. In FIG. 5, the injection pressure P and the variable set value x correspond to physical quantities reflecting the injection operation state in the injection process of the present invention. The set value x, which is the target value of the injection pressure, is preset in the data memory DM as pressure pattern data at the time of injection, and usually changes according to the injection stroke position or zone.
[0045]
In the description of FIG. 1 described above, the pushing device PSD is configured to move the
[0046]
As shown in FIG. 2, the bottom 26A of the
Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and many design changes can be made without departing from the spirit of the present invention.
[0047]
【The invention's effect】
According to the present invention, during the execution of the injection process, the pressing force is applied to the molding material in the hopper so as to supply the molding material into the barrel. Can be avoided.
[0048]
Furthermore, the magnitude of the injection pressure detected during the injection operation and the set value are compared, and if there is a difference, the pressure applied to the molding material in the hopper is increased or decreased, and the amount of molding material supplied to the barrel is reduced. Since the adjustment is made in relation to the injection pressure, it is possible to avoid the above-mentioned state of coarse and dense with higher accuracy.
[0049]
Further, during the measurement process, the detected rotational driving force of the injection screw is compared with the set value, and when there is a difference, the pressure applied to the molding material in the hopper is increased or decreased, and the pressure is transferred into the barrel. The amount of molding material supplied is adjusted in relation to the rotational driving force of the injection screw, so that the dense state can be avoided with higher precision during measurement than before.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of an injection device of an injection molding machine to which the present invention is applied.
FIG. 2 is an enlarged vertical sectional view of the injection screw including a portion in which a molding material is supplied from a hopper bottom into the injection screw in FIG. 1;
FIG. 3 is a view taken along line ZZ in FIG. 2, showing the shape of a molding material supply port.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of drive control in various drive mechanisms of an injection molding machine to which the present invention is applied.
FIG. 5 is a flowchart illustrating a main part of a pressing process control program according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記計量工程中前記第1駆動手段を駆動して前記ホッパー内の成形材料を前記バレル内へ供給する第1の段階と、
前記射出工程中前記第1駆動手段を駆動して前記ホッパー内の成形材料を前記バレル内へ供給する第2の段階とを有する射出装置における前記第1駆動手段を駆動制御する方法。A barrel in which an injection nozzle is mounted at the tip and an injection screw is rotatably and removably inserted therein, a hopper disposed at a molding material supply port position at the rear of the barrel, and the molding material supplied in advance in the hopper are used. First driving means for pushing the inside of the barrel through the hopper bottom opening, second driving means for moving the injection screw forward during the injection step, third driving means for rotating the injection screw during the measuring step, and the first drive A method for controlling the driving of the first driving means in an injection device including a pressing force detecting means for measuring a pressing force generated by driving the means,
A first step of driving the first drive means during the weighing step to supply the molding material in the hopper into the barrel;
Driving the first drive means in the injection step to supply the molding material in the hopper into the barrel by driving the first drive means during the injection step.
前記計量工程中前記第3駆動手段の駆動に基づく射出スクリュに対する回転駆動力を検出し、同検出値と予め設定された回転駆動力の設定値との大小を比較し、前記検出値が設定値より大きいときは押込み力を低下せしめるよう前記第1駆動手段の駆動力を調整し、前記検出値が設定値より小さいときは押込み力を増加せしめるよう前記第1駆動手段の駆動力を調整することを特徴とする射出装置における前記第1駆動手段を駆動制御する方法。3. The injection pressure according to claim 2, wherein the injection pressure based on the driving of the second driving means is detected during the injection step, and the detected value is compared with a predetermined value of the injection pressure. When the detected value is smaller than the set value, the driving force of the first driving unit is adjusted so as to increase the pressing force when the detected value is smaller than the set value. ,
During the weighing step, a rotational driving force for the injection screw based on the driving of the third driving unit is detected, and the detected value is compared with a preset value of the rotational driving force, and the detected value is set to the set value. When the value is larger, the driving force of the first driving means is adjusted so as to decrease the pushing force, and when the detected value is smaller than the set value, the driving force of the first driving means is adjusted so as to increase the pushing force. A method for controlling the driving of the first driving means in the injection device.
前記コントローラは、前記駆動指令信号を生成する手段として前記射出装置の第1駆動手段、第2駆動手段及び第3駆動手段にそれぞれ対応する押込工程、射出工程及び計量工程における指令制御プログラムを格納するプログラムメモリを有しており、さらに前記押込工程における指令制御プログラムは前記射出工程の進行中に遂行され、前記第1駆動手段は射出動作中前記コントローラからの駆動指令信号に応答して押込み力を発生させることを特徴とする射出動作中ホッパー内の成形材料に対し押込み力を与える射出成形機。A barrel having an injection nozzle attached to the tip thereof and having an injection screw rotatably and removably inserted therein, a hopper disposed at a molding material supply port position at the rear of the barrel, and the molding material previously supplied into the hopper are used. First driving means for pushing the inside of the barrel through the hopper bottom opening, second driving means for moving the injection screw forward during the injection step, third driving means for rotating the injection screw during the measuring step, and the first drive An injection device having a pressing force detecting means for measuring a pressing force generated by driving the means, generating a drive command signal for each driving means of the injection device, and receiving a detection signal relating to driving from each driving means. An injection molding machine having a controller for storing in a data memory.
The controller stores, as means for generating the drive command signal, a command control program in a pushing step, an injection step, and a weighing step corresponding to the first drive unit, the second drive unit, and the third drive unit of the injection device, respectively. A command control program in the pushing step is executed while the injection step is in progress; and the first driving means controls the pushing force in response to a drive command signal from the controller during the injection operation. An injection molding machine for applying a pushing force to a molding material in a hopper during an injection operation.
前記計量工程中前記第3駆動手段の駆動に基づく射出スクリュに対する回転駆動力を検出し、同検出値と予め設定された回転駆動力の設定値との大小を比較し、前記検出値が設定値より大きいときは押込み力を低下せしめるよう前記第1駆動手段の駆動力を調整し、前記検出値が設定値より小さいときは押込み力を増加せしめるよう前記第1駆動手段の駆動力を調整するように指令制御信号を生成する押込工程制御プログラムを備えたことを特徴とする射出及び計量動作中ホッパー内の成形材料に対し押込み力を与える射出成形機。8. The controller according to claim 7, wherein the controller detects an injection pressure based on the driving of the second driving unit during the injection step, compares the detected value with a preset injection pressure set value, and performs the detection. When the value is larger than the set value, the driving force of the first driving means is adjusted so as to decrease the pushing force, and when the detected value is smaller than the set value, the driving force of the first driving means is increased so as to increase the pushing force. And adjust
During the weighing step, a rotational driving force for the injection screw based on the driving of the third driving unit is detected, and the detected value is compared with a preset value of the rotational driving force, and the detected value is set to the set value. When the detected value is smaller than the set value, the driving force of the first driving unit is adjusted so as to increase the pressing force when the detected value is smaller than the set value. An injection molding machine for applying a pressing force to a molding material in a hopper during an injection and metering operation, the program comprising: a pressing process control program for generating a command control signal.
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