JP2006110759A - Injection molding machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、計量完了後にスクリューを後退させることによりサックバックを行うようにしたインラインスクリュー式の射出成形機に関する。 The present invention relates to an in-line screw type injection molding machine in which sucking back is performed by retracting a screw after completion of measurement.
加熱シリンダ内に回転並びに前後進可能に配設されたスクリューをもつインラインスクリュー式の射出成形機では、スクリューの回転で樹脂原料を可塑化・混練してスクリューの先端側に溶融樹脂を送り込んで貯めこみ、スクリューの前進でスクリューの先端側に貯えられた溶融樹脂を金型内に射出充填するようになっている。上記のスクリュー回転によってスクリューの先端側に溶融樹脂を貯めこむ計量動作では、貯めこまれる溶融樹脂に圧力が立つように制御しており、このため、計量完了後に加熱シリンダ先端のノズルから樹脂漏れを生じやすい。この樹脂漏れは、可塑化・射出系メカニズムを横配置したインラインスクリュー式の横型射出成形機でも生じる現象であるが、特に、金型の上方に可塑化・射出系メカニズム(可塑化・射出ユニット)を縦配置して、加熱シリンダ先端のノズルから金型内に、上から下へと溶融樹脂を射出充填する構成をとるインラインスクリュー式の縦型射出成形機においては、重力の影響で、ノズルからの樹脂漏れが顕著になる。 In an in-line screw type injection molding machine with a screw that can be rotated and moved back and forth in a heating cylinder, the resin material is plasticized and kneaded by rotating the screw, and the molten resin is fed to the tip of the screw and stored. The molten resin stored on the tip end side of the screw by the advancement of the screw is injected and filled into the mold. In the weighing operation in which the molten resin is stored on the screw tip side by rotating the screw, the pressure is applied to the stored molten resin. Prone to occur. This resin leak is a phenomenon that occurs even in an in-line screw type horizontal injection molding machine in which the plasticization / injection system mechanism is arranged horizontally. In particular, the plasticization / injection system mechanism (plasticization / injection unit) is located above the mold. In an in-line screw type vertical injection molding machine that is configured to inject and fill molten resin from the nozzle at the tip of the heating cylinder into the mold from the top to the bottom, due to the influence of gravity, The resin leakage becomes remarkable.
上記の樹脂漏れを防止するため、ノズル先端にバルブを付設したバブルノズルを用いる手法もあるが、バルブノズルを採用すると、構造が複雑となる上、ノズル先端のバルブ専用の駆動源も必要となり、コストアップを招来するので、一般的には、計量動作の完了後に、スクリューを所定量だけ後退させて、スクリューの先端側に貯えられた1ショット分の溶融樹脂の圧力を下げる、サックバック動作を行わせるようにしている。このようなサックバック動作は、インラインスクリュー式の射出成形機においては、普く公知のものである。 In order to prevent the above resin leakage, there is also a method using a bubble nozzle with a valve attached to the nozzle tip, but if the valve nozzle is adopted, the structure becomes complicated and a drive source dedicated to the valve at the nozzle tip is also required, In general, after the completion of the metering operation, the screw is retracted by a predetermined amount to reduce the pressure of the molten resin for one shot stored at the tip of the screw. I try to do it. Such a suck-back operation is generally known in an in-line screw type injection molding machine.
射出成形機においては、1成形サイクル毎にノズルバック/タッチを行うノズル反復モードをとると、1サイクル時間が延びるため、一般的に、ノズルタッチ状態(ノズルの先端が金型の樹脂注入口に押し付けられた状態)で連続自動運転を行うようになっている。そして、この連続自動運転を行っている間は、一般的に、成形品の突出しを行う前に、計量とサックバックとが終了するようになっている。 In the injection molding machine, if the nozzle repetition mode in which the nozzle back / touch is performed for each molding cycle is taken, one cycle time is extended. Therefore, in general, the nozzle touch state (the tip of the nozzle is in the resin injection port of the mold) It is designed to perform continuous automatic operation in the pressed state. During the continuous automatic operation, the weighing and suck back are generally completed before the molded product is projected.
図4は、連続自動運転の1成形サイクル中の各工程を時間軸に沿って示す図である。同図に示すように、射出工程(1次射出工程および保圧工程)が終了すると、直ちに冷却タイマーが働き(起動し)、この冷却タイマーの起動と同時に計量が開始されて、冷却期間内に(冷却タイマーがタイムアップする前に)、計量工程とそれに引続くサックバック工程とが完了するようになっている。 FIG. 4 is a diagram showing each step in one molding cycle of continuous automatic operation along the time axis. As shown in the figure, as soon as the injection process (primary injection process and pressure holding process) is completed, the cooling timer works (starts), and the metering starts simultaneously with the start of the cooling timer, and within the cooling period. The weighing process and the subsequent suckback process are completed (before the cooling timer expires).
したがって、計量動作中には金型内には樹脂が詰まっており、計量動作の途上でノズル先端から溶融樹脂が金型内に入り込むことはない。また、サックバックの終了後には、スクリューの先端側に貯えられた溶融樹脂の圧力は下げられており、かつ、サックバックの完了から次の射出充填までの時間はごく短いので、ノズル先端から金型内への樹脂漏れは略皆無となるようになっている。 Therefore, the resin is clogged in the mold during the metering operation, and the molten resin does not enter the mold from the nozzle tip during the metering operation. In addition, after the sackback is completed, the pressure of the molten resin stored on the tip side of the screw is reduced, and the time from the completion of the sackback to the next injection filling is very short. There is almost no resin leakage into the mold.
ところで、連続自動運転後に金型交換を行うときなどには、1成形サイクルの区切りであるエジェクト動作(エジェクト突出し・エジェクト戻し)の終了タイミング(エジェクト戻しの終了タイミング)で、連続自動運転を停止させた後、ノズルバック動作を行わせることになるが、上記したように、エジェクト動作の前には計量とサックバックが完了とが完了している。このため、可塑化・射出系メカニズム(可塑化・射出ユニット)を後退させてノズルバック動作(ノズルの先端を金型から離間させる動作)を行わせると、連続自動運転の際のサックバック量のまま(ノズルバック状態をとるにはサックバック量が足りないまま)ノズルバックが行われることになり、このまま、ある程度の時間が経過すると、ノズルの先端から溶融樹脂が垂れ流れるドルーリング(drooling)が発生し、特に、インラインスクリュー式の縦型射出成形機ではこれが顕著である。ドルーリングが発生すると、縦型射出成形機においては、ノズルの先端から落下した樹脂が金型の樹脂注入口近傍に落下して、固化する不都合が生じるので、ノズルバックが完了した後に、マシンのオペレータがノズルの下に受け皿などを手で配置して、ドルーリングに対処しているのが現状であった。したがって、ノズルタッチ状態からノズルバック状態への移行に際して、オペレータに負担を強いているという指摘があった。また、横型射出成形機においても、ある程度のドルーリングが生じることは避けがたく、ドルーリングで滴下した樹脂やノズル先端側から垂れ下がった樹脂を、拭き去る作業を行うことを余儀なくされていた。 By the way, when exchanging dies after continuous automatic operation, the continuous automatic operation is stopped at the end timing (eject ejection end timing) of the eject operation (eject ejection / eject return), which is the break of one molding cycle. After this, the nozzle back operation is performed. As described above, the weighing and suck back are completed before the eject operation. For this reason, if the plasticizing / injecting system mechanism (plasticizing / injecting unit) is moved backward to perform the nozzle back operation (the operation of separating the nozzle tip from the mold), the amount of suck back during continuous automatic operation is reduced. Nozzle back will be performed as it is (the amount of suck back is not enough to take the nozzle back state), and after a certain amount of time, drooling that dripping the molten resin from the tip of the nozzle will occur In particular, this is remarkable in an in-line screw type vertical injection molding machine. When drooling occurs, in a vertical injection molding machine, the resin that has dropped from the tip of the nozzle falls near the resin inlet of the mold and solidifies. The current situation is that the operator handles the drooling by placing a pan or the like under the nozzle by hand. Therefore, it has been pointed out that the operator is burdened when shifting from the nozzle touch state to the nozzle back state. Also, in a horizontal injection molding machine, it is inevitable that drooling will occur to some extent, and it has been unavoidable to wipe off the resin dripped by the drooling or the resin dripping from the nozzle tip side.
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、インラインスクリュー式の射出成形機において、ノズルタッチ状態での連続自動運転を停止させた後、ノズルバック状態に移行しても、自動的に、ドルーリングの発生を防止できるようにすることにある。 The present invention has been made in view of the above points. The purpose of the present invention is to stop a continuous automatic operation in a nozzle touch state in an in-line screw type injection molding machine, and then shift to a nozzle back state. It is also possible to automatically prevent drooling from occurring.
本発明は上記した目的を達成するため、加熱シリンダ内に回転並びに前後進可能に配設されたスクリューをもち、計量完了後にスクリューを後退させることによりサックバックを行うようにしたインラインスクリュー式の射出成形機において、マシンの動作制御を司るコントローラは、連続自動運転の最終の成形サイクルであることを認知すると、当該最終の成形サイクルにおいては、計量動作およびサックバック動作を行わない制御を実行するように、構成する。 In order to achieve the above-mentioned object, the present invention has an in-line screw type injection having a screw disposed in a heating cylinder so as to be able to rotate and move forward and backward, and performing a suck back by moving the screw backward after completion of measurement. In the molding machine, when the controller that controls the operation of the machine recognizes that it is the final molding cycle of continuous automatic operation, the controller does not perform the weighing operation and the suck-back operation in the final molding cycle. Configure.
本発明によれば、連続自動運転の最終の成形サイクルであることを認知すると、コントローラは、当該最終の成形サイクルにおいては、計量動作およびサックバック動作を行わないように制御するので、当該最終の成形サイクルではスクリュー先端側に溶融樹脂が貯めこまれることはない。したがって、この後ノズルバック状態へ移行しても、ドルーリングが発生することは一切ない。 According to the present invention, when recognizing that it is the final molding cycle of continuous automatic operation, the controller controls the metering operation and the suckback operation not to be performed in the final molding cycle. In the molding cycle, molten resin is not stored on the screw tip side. Therefore, no drooling occurs even if the nozzle back state is subsequently changed.
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。図1は、本発明の一実施形態(以下、本実施形態と記す)に係るインラインスクリュー式の縦型射出成形機の要部構成を示す図である。なお、本実施形態では縦型射出成形機への適用を例にとっているが、本発明は、インラインスクリュー式の横型射出成形機にも適用可能である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a main configuration of an in-line screw type vertical injection molding machine according to an embodiment of the present invention (hereinafter referred to as the present embodiment). In this embodiment, application to a vertical injection molding machine is taken as an example, but the present invention can also be applied to an inline screw type horizontal injection molding machine.
図1において、1は型開閉系メカニズムの固定ダイプレート、1aは固定ダイプレート1の中心開口、2は固定ダイプレート1に取り付けられた固定側金型、2aは固定側金型2の樹脂注入口、3は縦型配置されたインラインスクリュータイプの可塑化・射出ユニット、4は下側保持盤、5は上側保持盤、6は下側保持盤4と上側保持盤5との間に掛け渡らされた案内軸、7は、その基端部を下側保持盤4に取り付けられ、その先端にノズル8を保持した加熱シリンダ、9は加熱シリンダ7内に回転並びに前後進(上下方向に直線移動)可能であるように配設されたスクリュー、10は案内軸に沿って前後進(上下方向に直線移動)可能な移動体、11は、移動体10に回転可能に保持され、スクリュー9の基端部を保持したプーリ体、12は、移動体10に搭載され、プーリ体11(スクリュー9)を駆動プーリ13および図示せぬタイミングベルトを介して回転駆動する計量用サーボモータ、14は回転運動を直線運動に変換するボールネジ機構、14aはその端部を移動体10に固定されたボールネジ機構14のナット体、14bは、ナット体14aに螺合され、上側保持盤5に回転可能に保持されたボールネジ機構14のネジ軸、15はネジ軸14bに固定されたプーリ、16は、上側保持盤5に搭載され、プーリ15を駆動プーリ17および図示せぬタイミングベルトを介して回転駆動することで、ボールネジ機構14を介して移動体10(スクリュー9)を直線運動させる射出用サーボモータ、18はその一端を固定ダイプレート1に固定された支軸、19は、下側保持盤4に回転可能に保持されると共に、支軸18のネジ部18aに螺合されたプーリ・ナット体、20は、下側保持盤4に搭載され、プーリ・ナット体19を駆動プーリ21および図示せぬタイミングベルトを介して回転駆動することで、プーリ・ナット体19を支軸18のネジ部18aに沿って直線運動させ、これによって、可塑化・射出ユニット3全体を前後進(上下方向に直線移動)させるノズルタッチ/バック用サーボモータである。
In FIG. 1, 1 is a fixed die plate of the mold opening / closing system mechanism, 1a is a central opening of the fixed die plate 1, 2 is a fixed mold attached to the
また、31は計量用サーボモータ12を駆動制御するサーボドライバ、32は射出用サーボモータ16を駆動制御するサーボドライバ、33はノズルタッチ/バック用サーボモータ20を駆動制御するサーボドライバ、34は、マシン(射出成形機)全体の統括制御を司り、あらかじめ与えられた各種のプログラムとあらかじめ設定された各工程の各種設定値に基づき、マシンの各部に設置された各種センサからの計測情報や計時情報などを参照して、サーボドライバ31〜33などの各種ドライバ部を駆動制御するコントローラである。
In addition, 31 is a servo driver that drives and controls the
なお、コントローラ34のメモリ34aの設定条件格納部には、型締め、型開き、エジェクト、射出、計量、サックバックの各工程の設定運転条件値や、ノズルタッチ、ノズルバックの制御条件値などが書き換え可能に格納されている。また、メモリ34aの設定条件格納部には、連続自動運転の最終の成形サイクルのみに用いられる動作制御条件も格納されている。
In the setting condition storage section of the
図1に示す構成において、加熱シリンダ7の先端のノズル8が固定側金型2の樹脂注入口2aに押し付けられたノズルタッチ状態からノズルバック動作を行う際には、オペレータの指示などに基づきコントローラ34が、サーボドライバ33を介してノズルタッチ/バック用サーボモータ20を所定方向に所定量だけ回転駆動して、この回転力を、駆動プーリ21→図示せぬタイミングベルトを経由してプーリ・ナット体19に伝達して、プーリ・ナット体19を所定方向に回転させ、これによって、プーリ・ナット体19と支軸18のネジ部18aとで構成されるボールネジ機構により回転運動を直線運動に変換して、ボールネジ機構のプーリ・ナット体19を所定量だけ後退(後退上昇)させる。そしてこれによって、可塑化・射出ユニット3が所定量だけ後退(後退上昇)されて、ノズル8が固定ダイプレート1の中心開口1aから十分に抜け出たノズルバック状態に移行するようになっている。
In the configuration shown in FIG. 1, when the nozzle back operation is performed from the nozzle touch state in which the
上記のノズルバック状態からノズルタッチ動作を行う際には、オペレータの指示などに基づきコントローラ34が、サーボドライバ33を介してノズルタッチ/バック用サーボモータ20を先とは逆方向に所定量だけ回転駆動して、この回転力を、駆動プーリ21→図示せぬタイミングベルトを経由してプーリ・ナット体19に伝達して、プーリ・ナット体19を先とは逆方向に回転させ、これによって、プーリ・ナット体19と支軸18のネジ部18aとで構成されるボールネジ機構により回転運動を直線運動に変換して、ボールネジ機構のプーリ・ナット体19を所定量だけ前進(前進下降)させる。そしてこれによって、可塑化・射出ユニット3が所定量だけ前進(前進下降)されて、ノズル8が固定側金型2の樹脂注入口2aに押し付けられたノズルタッチ状態に移行するようになっている。なお、連続自動運転モードには、このノズルタッチ状態がとられるようになっており、ノズルタッチ状態で実行される計量、サックバック、射出の各動作は、次のようにして行われる。
When performing the nozzle touch operation from the nozzle back state described above, the
まず、計量工程時には、コントローラ34は、サーボドライバ31を介して計量用サーボモータ12を所定方向に回転駆動して、この回転力を、駆動プーリ13→図示せぬタイミングベルト→プーリ体11を経由して、スクリュー9に伝達して、スクリュー9を所定方向に回転させて、加熱シリンダ7の基端側に供給された樹脂原料を混練・可塑化しつつ、スクリュー9のネジ送り作用によりスクリュー先端側に送り込む。そして、スクリュー先端側に溶融樹脂が貯えられるにしたがって、スクリュー9が背圧を制御(これは、コントローラ34の指示に基づくサーボドライバ32による射出用サーボモータ16の駆動制御により、後述する力の伝達系を介しての、スクリュー9に対する圧力制御によって実行される)されつつ後退し、スクリュー先端側に所定量の溶融樹脂が貯えられた時点で、コントローラ34が、計量用サーボモータ12を停止させるようになっている(スクリュー9の回転を停止させるようになっている)。
First, at the time of the weighing process, the
計量工程に引続くサックバック工程では、コントローラ34は、サーボドライバ32を介して射出用サーボモータ16を所定方向に回転駆動して、この回転力を、駆動プーリ17→図示せぬタイミングベルト→プーリ15を経由して、ボールネジ機構14のネジ軸14bに伝達して、ネジ軸14bを所定方向に回転させ、これによって、ボールネジ機構14により回転運動を直線運動に変換してボールネジ機構14のナット体14aを後退(後退上昇)させて、ナット体14aと共に、移動体10およびこれと一体になって前後進する各部材(スクリュー9など)を所定量だけ後退(後退上昇)させ、このスクリュー9の後退により、スクリュー先端側に貯えられた溶融樹脂の圧力を低減させる。
In the suck-back process subsequent to the weighing process, the
射出工程では、コントローラ34は、サーボドライバ32を介して射出用サーボモータ16をサックバック工程とは逆方向に速度フィードバック制御により回転駆動して、この回転力を、駆動プーリ17→図示せぬタイミングベルト→プーリ15を経由して、ボールネジ機構14のネジ軸14bに伝達して、ネジ軸14bをサックバック工程とは逆方向に回転させ、これによって、ボールネジ機構14により回転運動を直線運動に変換してボールネジ機構14のナット体14aを急速に前進(前進下降)させて、ナット体14aと共に、移動体10およびこれと一体になって前後進する各部材(スクリュー9など)を急速に前進(前進下降)させ、このスクリューの急速前進によりスクリュー先端側に貯えられた溶融樹脂を、固定側金型2と図示せぬ可動側金型とで形成されたキャビティ(成形空間)内に、射出充填するようになっている。この後、コントローラ34は、射出用サーボモータ16を圧力フィードバック制御により駆動し、これによって、スクリュー9の先端に僅かに残存したクッション量と称する樹脂を介して、金型内の樹脂に保圧圧力を印加するようになっている。
In the injection process, the
本実施形態では、コントローラ34は、オペレータにより連続自動運転の停止を指示されると、あるいは、コントローラ34自身が連続自動運転の最終の成形サイクルであることを認知すると、最終の成形サイクルにおいては、計量動作およびサックバック動作を行わないように制御する。したがって、当該最終の成形サイクルではスクリュー先端側に溶融樹脂が貯めこまれることはないので、この後ノズルバック状態へ移行しても、ドルーリングが発生することは一切ない。
In the present embodiment, when the
なお、コントローラ34が、連続自動運転の最終の成形サイクルであると認知する条件としては、ショット数(成形サイクル数)を累計演算しあらかじめ設定されたショット数の最終ショットに相当する成形サイクルであると判定すること、あるいは、連続自動運転中にオペレータにより運転停止が指示されること、あるいは、異常が発生して運転を停止させる必要があると判定すること、などが挙げられる。
The condition that the
図2は、本実施形態のコントローラ34による制御処理フローを示す図である。まず、ステップ1において、次の成形サイクルが連続自動運転の最終の成形サイクルであるか否かを判定し、NO判定であるとステップS2に進み、YES判定であればステップS3に進む。ステップS2では、通常の成形サイクルの制御条件で(すなわち、図4に示したような各工程が実行されるような制御条件で)1成形サイクルの制御を行い、ステップS1に戻る。ステップS3では、最終の成形サイクルの制御条件で、つまり、計量動作およびサックバック動作を行わない制御条件で1成形サイクルの制御を行い、ステップS4に進む。ステップS4では、連続自動運転を停止させて、この処理フローを終了する。図3は、ステップS3で実行される1成形サイクルの各工程を、時間軸に沿って示している。
FIG. 2 is a diagram showing a control processing flow by the
なお、連続自動運転の終了の後に、直ちにノズルバックを行う運転条件設定である場合には、コントローラ34は、連続自動運転を終了させた後、ノズルバック動作を実行し、連続自動運転の終了の後に、オペレータによる手動運転モードへの移行を指示する操作がなされたときに、ノズルバックを行う運転条件設定である場合には、オペレータが手動運転モードへの移行を指示したタイミングで、コントローラ34はノズルバック動作を実行する。
In addition, when it is the operation condition setting which performs nozzle back immediately after completion | finish of continuous automatic driving | operation, after ending continuous automatic driving | operation, the
1 固定ダイプレート
1a 中心開口
2 固定側金型
2a 樹脂注入口
3 可塑化・射出ユニット
4 下側保持盤
5 上側保持盤
6 案内軸
7 加熱シリンダ
8 ノズル
9 スクリュー
10 移動体
11 プーリ体
12 計量用サーボモータ
13 駆動プーリ
14 ボールネジ機構
14a ナット体
14b ネジ軸
15 プーリ
16 射出用サーボモータ
17 駆動プーリ
18 支軸
18a ネジ部
19 プーリ・ナット体
20 ノズルタッチ/バック用サーボモータ
21 駆動プーリ
31、32、33 サーボドライバ
34 コントローラ
34a メモリ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fixed die plate 1a Center opening 2 Fixed side metal mold | die 2a
Claims (1)
マシンの動作制御を司るコントローラは、連続自動運転の最終の成形サイクルであることを認知すると、当該最終の成形サイクルにおいては、計量動作およびサックバック動作を行わない制御を実行することを特徴とする射出成形機。 In an in-line screw type injection molding machine that has a screw arranged to be able to rotate and move back and forth in a heating cylinder, and to suck back by retreating the screw after completion of measurement,
When the controller that controls the operation of the machine recognizes that it is the final molding cycle of continuous automatic operation, it performs control that does not perform the metering operation and the suck-back operation in the final molding cycle. Injection molding machine.
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US9339961B2 (en) | 2011-10-14 | 2016-05-17 | Fanuc Corporation | Metering controller for injection molding machine |
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