JP2006198851A - 成形機、成形機の成形条件設定方法及び成形機の成形方法 - Google Patents

成形機、成形機の成形条件設定方法及び成形機の成形方法 Download PDF

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Abstract

【課題】金型を交換したときに、成形条件を設定する作業を簡素化することができるようにする。
【解決手段】複数の金型を備えた金型装置と、前記各金型ごとの成形条件を記録するための記録装置82と、操作部83と、前記各金型のうちの所定の金型についての成形条件を基本の成形条件として設定し、基本の成形条件に基づいて他の金型についての成形条件を設定する成形条件設定処理手段とを有する。各金型のうちの所定の金型についての成形条件を基本の成形条件として設定し、基本の成形条件に基づいて他の金型についての成形条件が設定されるので、各金型について成形条件の項目を設定する必要がなくなる。したがって、成形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

本発明は、成形機、成形機の成形条件設定方法及び成形機の成形方法に関するものである。
従来、成形機、例えば、射出成形機においては、加熱シリンダ内において加熱され溶融させられた樹脂を、高圧で射出して金型装置のキャビティ空間に充填(てん)し、該キャビティ空間内において冷却して固化させた後、成形品を取り出すようになっている。
前記射出成形機は金型装置、型締装置及び射出装置を有し、前記金型装置は固定金型及び可動金型から成る金型を備え、型締装置は、固定プラテン、可動プラテン及び型締用モータを備え、該型締用モータを駆動し、可動プラテンを進退させることによって型閉じ、型締め及び型開きを行う。一方、前記射出装置は、ホッパから供給された樹脂を加熱して溶融させる前記加熱シリンダ、及び溶融させられた樹脂を射出する射出ノズルを備え、前記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る。そして、計量用モータを駆動し、前記スクリューを回転させることによって、スクリューの前方に樹脂を溜め、射出用モータを駆動し、前記スクリューを前進させることによって、射出ノズルから樹脂を射出する(例えば、特許文献1参照。)。
ところで、金型装置に複数の金型が配設され、一つ又は複数の射出装置の射出ノズルから樹脂を射出して、所定の順で各金型のキャビティ空間に充填するようにした射出成形機においては、各金型ごとの寸法に、公差によるばらつきがあり、その結果、固定金型と可動金型との合せ面の位置にもばらつきが発生してしまう。また、複数取りの金型の各キャビティ空間のうちの一つに損傷が発生すると、損傷が発生したキャビティ空間を使用せず、残りのキャビティ空間で成形を行うことがあるが、その場合、各金型ごとの取り数にばらつきが発生してしまう。
このように、各金型ごとに合せ面の位置、取り数等にばらつきが発生したときに、各金型について同じ射出条件、計量条件等の成形条件を設定して成形を行うと、成形品の品質にもばらつきが発生してしまう。そこで、各金型ごとに最適な成形条件を算出し、該各成形条件を設定して、成形品の品質を向上させるようにしている。
特開2002−1757号公報
しかしながら、前記従来の射出成形機においては、金型の数だけ成形条件を設定する必要が生じるので、設定するための作業が煩わしい。
本発明は、前記従来の射出成形機の問題点を解決して、成形条件を設定するための作業を簡素化することができる成形機、成形機の成形条件設定方法及び成形機の成形方法を提供することを目的とする。
そのために、本発明の成形機においては、複数の金型を備えた金型装置と、前記各金型ごとの成形条件を記録するための記録装置と、操作部と、前記各金型のうちの所定の金型についての成形条件を基本の成形条件として設定し、基本の成形条件に基づいて他の金型についての成形条件を設定する成形条件設定処理手段とを有する。
本発明によれば、成形機においては、複数の金型を備えた金型装置と、前記各金型ごとの成形条件を記録するための記録装置と、操作部と、前記各金型のうちの所定の金型についての成形条件を基本の成形条件として設定し、基本の成形条件に基づいて他の金型についての成形条件を設定する成形条件設定処理手段とを有する。
この場合、前記各金型のうちの所定の金型についての成形条件を基本の成形条件として設定し、基本の成形条件に基づいて他の金型についての成形条件が設定されるので、各金型について成形条件の項目を設定する必要がなくなる。したがって、成形条件を設定するための作業を簡素化することができる。
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。なお、この場合、成形機、例えば、射出成形機について説明する。
図1は本発明の第1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は本発明の第1の実施の形態における射出成形機の正面図、図3は本発明の第1の実施の形態における射出成形機の平面図である。
図において、11はフレームであり、該フレーム11は、ベース12、該ベース12と所定の距離を置いて配設された上板13、及び前記ベース12と上板13との間に配設された側板14から成り、前記上板13には、固定プラテンとして、かつ、下プラテンとして機能し、円形の形状を有するテーブル16が図示されないベアリングによってフレーム11に対して回転自在(移動自在)に配設される。また、前記上板13より上方において、可動プラテンとしての上プラテン17が進退自在(昇降自在)に、上板13より下方において、ベースプレートとしてのトグルプレート18が進退自在に配設され、前記上プラテン17とトグルプレート18とが3本のタイバー19によって連結される。なお、本実施の形態においては、上プラテン17とトグルプレート18とが3本のタイバー19によって連結されるようになっているが、上プラテン17とトグルプレート18とを4本のタイバーによって連結することもできる。
そして、前記テーブル16の上面には、円周方向における複数箇所に、本実施の形態においては2箇所に、第1の型部材としての下金型21a、21bが取り付けられ、前記テーブル16を回転(移動)させることによって、各下金型21a、21bは、交互に、各タイバー19によって包囲された領域内に設定された型締位置S1、及び前記領域外に設定された操作位置S2を採る。そのために、前記上板13の所定の位置に、反転用の駆動部としてのモータ54が取り付けられ、該モータ54の出力軸55に取り付けられた駆動要素としての駆動ギヤ56と、前記テーブル16の外周に配設された従動要素としての従動ギヤ58とが噛合させられる。前記モータ54の制御は制御部81によって行われる。なお、前記駆動ギヤ56及び従動ギヤ58によって第1の伝動機構60が構成される。本実施の形態においては、第1の伝動機構60として駆動ギヤ56及び従動ギヤ58が使用されるようになっているが、駆動ギヤ56及び従動ギヤ58に代えて、駆動要素としての駆動プーリ、従動要素としての従動プーリ、伝動要素としてのタイミングベルト等を使用することもできる。
前記モータ54を駆動することによって発生させられた回転は、駆動ギヤ56及び従動ギヤ58を介してテーブル16に伝達され、該テーブル16が回転させられ、下金型21a、21bが型締位置S1及び操作位置S2に選択的に置かれる。なお、本実施の形態においては、前記各下金型21a、21bは当ピッチ角で、すなわち、互いに180度隔てて配設される。
また、前記上プラテン17の下面には、型締位置S1に交互に置かれる下金型21a、21bと対向させて第2の型部材としての上金型22が取り付けられ、前記下金型21a、21b及び上金型22によって金型装置が構成され、該金型装置は、複数の、下金型21a及び上金型22から成る金型91、並びに下金型21b及び上金型22から成る金型92を備える。
そして、前記上プラテン17を進退させることによって上金型22と下金型21a、21bとを接離させ、前記金型装置の型閉じ、型締め及び型開きを行うことができる。そのために、型締装置31が配設され、該型締装置31は、トグルプレート18を進退させるとともに、型締力を発生させるトグル機構29、該トグル機構29を作動させるための型締用の駆動部としてのモータ61、該モータ61を駆動することによって発生させられた回転を伝達する第2の伝動機構62、及び該第2の伝動機構62を介して伝達された回転を受け、回転運動を直進運動に変換して前記トグル機構29に伝達する運動方向変換部としてのボールねじ63を備える。前記モータ61の制御は制御部81によって行われる。
前記トグル機構29は、上板13に対して揺動自在に配設されたトグルアームa、トグルプレート18に対して揺動自在に配設され、かつ、前記トグルアームaと揺動自在に連結された第1のトグルレバーb、該第1のトグルレバーbの中央において、第1のトグルレバーbに対して揺動自在に配設された第2のトグルレバーc、及び該第2のトグルレバーcと揺動自在に連結された直進運動伝達部としてのクロスヘッド64を備える。また、第2の伝動機構62は、前記モータ61の出力軸65に取り付けられた駆動要素としての駆動プーリ67、前記ベース12に対して回転自在に配設された従動要素としての従動プーリ68、及び前記駆動プーリ67と従動プーリ68との間に張設された伝動要素としてのタイミングベルト69から成る。本実施の形態においては、第2の伝動機構62として駆動プーリ67、従動プーリ68及びタイミングベルト69が使用されるようになっているが、駆動プーリ67、従動プーリ68及びタイミングベルト69に代えて、駆動要素としての駆動ギヤ、従動要素としての従動ギヤ等を使用することもできる。
そして、前記ボールねじ63は、前半部(上半部)にボールねじ軸部73を、後半部(下半部)にスプライン部74を備え、上端が前記クロスヘッド64に対して回転自在に支持され、下端が従動プーリ68に対してスプライン係合させられた伝動軸としてのボールねじ軸・スプラインユニット71、及び前記ボールねじ軸部73と螺(ら)合させられ、かつ、前記トグルプレート18に取り付けられたボールナット72から成る。なお、本実施の形態においては、運動方向変換部としてボールねじ63が使用されるようになっているが、該ボールねじ63に代えてローラねじを使用することができる。
前記制御部81の図示されない型閉処理手段は、型閉処理を行い、モータ61を駆動して駆動プーリ67を正方向に回転させる。そして、該駆動プーリ67の回転がタイミングベルト69を介して従動プーリ68に伝達されると、ボールねじ軸・スプラインユニット71が正方向に回転させられる。このとき、該ボールねじ軸・スプラインユニット71の回転に伴って、ボールナット72に対してボールねじ軸・スプラインユニット71が相対的に前進させられ、トグルプレート18とクロスヘッド64との距離が長くなる。それに伴って、トグル機構29が伸展させられ、伸展させられた量に対応する分だけトグルプレート18が後退させられ、上プラテン17が前進(下方に移動)させられると、上金型22が下金型21a、21bと当接させられて型閉じが行われる。
続いて、前記制御部81の図示されない型締処理手段は、型締処理を行い、モータ61を更に駆動し、トグル機構29によって型締力を発生させる。そして、該型締力によって上金型22が下金型21a、21bに押し付けられ、型締めが行われる。なお、前記スプライン部74と従動プーリ68とがスプライン係合させられているので、ボールナット72に対してボールねじ軸・スプラインユニット71が相対的に前進する量と、トグルプレート18が後退する量とを相殺した分だけクロスヘッド64及びボールねじ軸・スプラインユニット71が後退させられる。
また、前記制御部81の図示されない型開処理手段は、型開処理を行い、モータ61を駆動して駆動プーリ67を逆方向に回転させる。そして、該駆動プーリ67の回転がタイミングベルト69を介して従動プーリ68に伝達されると、ボールねじ軸・スプラインユニット71が逆方向に回転させられる。このとき、該ボールねじ軸・スプラインユニット71の回転に伴って、ボールナット72に対してボールねじ軸・スプラインユニット71が相対的に後退させられ、トグルプレート18とクロスヘッド64との距離が短くなる。それに伴って、トグル機構29が収縮させられ、収縮させられた量に対応する分だけトグルプレート18が前進させられ、上プラテン17が後退(上方に移動)させられて型開きが行われる。なお、前述されたように、スプライン部74と従動プーリ68とがスプライン係合させられているので、ボールナット72に対してボールねじ軸・スプラインユニット71が相対的に後退する量と、トグルプレート18が前進する量とを相殺した分だけクロスヘッド64及びボールねじ軸・スプラインユニット71が前進させられる。
また、前記型締位置S1における上金型22と下金型21a、21bの一方とに隣接させて、図示されない射出装置が配設される。該射出装置は、ホッパから供給された樹脂を加熱して溶融させるシリンダ部材として加熱シリンダ、該加熱シリンダの前端に取り付けられ、溶融させられた樹脂を射出する射出ノズル、前記加熱シリンダ内に回転自在に、かつ、進退自在に配設された射出部材としてのスクリュー、計量用の駆動部としての計量用モータ、射出用の駆動部としての射出用モータ等を備える。そして、制御部81の図示されない計量処理手段は、計量処理を行い、計量用モータを駆動し、前記スクリューを回転させることによって、スクリューの前方に樹脂を溜め、前記制御部81の図示されない射出処理手段は、射出処理を行い、射出用モータを駆動し、前記スクリューを前進させることによって、射出ノズルから樹脂を射出する。
次に、前記構成の射出成形機の動作について説明する。
まず、前記制御部81の図示されない反転処理手段は、反転処理を行い、前記モータ54を駆動してテーブル16を正方向(矢印A方向)に回転させる。そして、該テーブル16は、下金型21bが型締位置S1に、下金型21aが操作位置S2に置かれる第1の停止位置で停止させられる。このとき、モータ54に配設された位置検出部としての図示されないエンコーダはモータ54の回転数に基づいてテーブル16の位置を検出し、位置信号を制御部81に送る。
続いて、前記型閉処理手段は、前記モータ61を駆動してトグル機構29を作動させ、トグルプレート18を後退させ、上プラテン17を前進させることによって型閉じを行い、その後、前記型締処理手段は、トグル機構29によって型締力を発生させ、該型締力により前記上金型22を下金型21a、21bの一方に押し付け、型締めを行う。この間、操作位置S2において、図示されない取出機は、前の工程で成形された成形品を他の下金型から取り出すとともに、次の工程で成形を行うためのインサートを他の下金型にセットする。なお、前記操作位置S2における上板13の下方には、前記成形品を下金型21a、21bの他方から取り出すために、図示されないエジェクト装置が配設され、該エジェクト装置のエジェクタピンを前進させることによって前記下金型21a、21bの他方から成形品が突き出される。
そして、型締めが行われた金型装置においては、下金型21a、21bの一方と上金型22との間に図示されないキャビティ空間が形成され、前記射出処理手段は、射出ノズルから樹脂を射出し、前記キャビティ空間に充填する。そして、該キャビティ空間内の樹脂が冷却されて成形品が成形されると、前記型開処理手段は、前記モータ61を駆動してトグル機構29を作動させ、トグルプレート18を前進させ、上プラテン17を後退させることによって型開きを行う。その間に、前記計量処理手段は、計量を行う。
続いて、前記反転処理手段は、モータ54を駆動してテーブル16を逆方向(矢印B方向)に回転させる。そして、前記取出機は、操作位置S2に置かれた下金型21a、21bの一方から成形品を取り出すとともに、次の工程で成形を行うためのインサートを下金型21a、21bの他方にセットする。
なお、本実施の形態においては、テーブル16上に複数の下金型21a、21bが配設されたロータリ式の金型装置を使用するようになっているが、往復自在に配設されたスライド板上に複数の第1の型部材としての下金型を備えたスライド式の金型装置を使用することができる。
ところで、本実施の形態においては、前述されたように、下金型21a及び上金型22によって金型91が、下金型21b及び上金型22によって金型92が構成される。そして、金型装置に複数の金型91、92が配設され、一つ又は複数の射出装置の射出ノズルから樹脂を射出して、所定の順で各金型91、92のキャビティ空間に充填するようにした射出成形機においては、各金型91、92ごとの寸法に、公差によるばらつきがあり、その結果、下金型21aと上金型22との合せ面、下金型21bと上金型22との合せ面等の各位置にもばらつきが発生してしまう。また、各金型91、92が複数取りの構造を有している場合、所定の金型の各キャビティ空間のうちの一つに損傷が発生すると、損傷が発生したキャビティ空間を使用せず、残りのキャビティ空間で成形を行うことがあるが、その場合、各金型91、92ごとの取り数にばらつきが発生してしまう。
このように、各金型91、92ごとに合せ面の位置、取り数等にばらつきが発生したときに、各金型91、92について同じ射出条件、計量条件等の成形条件を設定して成形を行うと、成形品の品質にもばらつきが発生してしまう。そこで、各金型91、92ごとに最適な成形条件を算出し、該各成形条件を設定して、成形品の品質を向上させるようにしている。
ところが、各金型91、92ごとに成形条件を設定すると、金型91、92の数だけ成形条件を設定する必要が生じるので、設定するための作業が煩わしい。
そこで、制御部81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、各金型91、92のうちの所定の金型、本実施の形態においては、金型91についての成形条件を、基本の成形条件、すなわち、基本成形条件c1として設定し、続いて、金型92についての成形条件を設定するに当たり、前記基本成形条件c1を複写し、その後、必要に応じて基本成形条件c1の一部を変更して金型92についての成形条件を設定するようにしている。
そのために、前記制御部81のほかに、記録装置82及び操作部83が配設される。そして、まず、操作者は、成形条件の各項目の値を入力し、金型91を使用して試し打ちの成形を行い、成形条件の各項目の値を、良品を成形することができるように変更し、良品が得られると、前記成形条件設定処理手段は、そのときの成形条件を基本成形条件c1として設定する。
続いて、操作者は、基本成形条件c1に基づいて金型92を使用して試し打ちの成形を行い、良品が得られると、前記基本成形条件c1を金型92に対してそのまま適用することになる。そこで、操作者が複写モードを指定すると、前記成形条件設定処理手段は、前記基本成形条件c1を複写し、複写された基本成形条件c1を金型92についての成形条件として設定し、記録装置82に記録する。一方、前記金型92を使用して試し打ちの成形を行ったとき、良品が得られない場合には、前記基本成形条件c1を金型92に対してそのまま適用することができない。そこで、前記基本成形条件c1を、金型92における最適な成形条件に変更するようにしている。
この場合、操作者は、金型92を使用して試し打ちの成形を行い、良品を成形することができるように、基本成形条件c1の各項目について評価し、修正が必要な所定の項目について値を変更し、良品が得られると、前記成形条件設定処理手段は、そのときの変更された基本成形条件c1を、金型92を使用するための最適な成形条件として設定する。
このように、本実施の形態においては、複数の金型91、92のうちの所定の金型91についての基本成形条件c1を複写し、該基本成形条件c1を必要に応じて変更して金型92についての成形条件を設定するようになっているので、各金型91、92の各項目について入力する必要がなくなるので、成形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、金型91、92を使用して成形を行った後に、別の金型に交換して成形した後、再び金型91、92を使用して成形を行う際に、たとえ、金型91、92を誤って取り付けたとしても、金型91の成形条件と金型92の成形条件とをそれぞれ入れ替えるようにすることができる。この場合、操作者が金型91、92を誤って取り付けたことに気づき、条件入替モードを選択すると、設定された各金型91、92の成形条件は、一旦(いったん)記録装置82の空きの領域に記録された後、各金型91、92に対応した領域に記録される。そして、操作者は各金型91、92を使用して試し打ちの成形を行い、良品が得られると、量産モードを設定して成形品の量産を行う。また、金型の経時変化等の影響を受けてしまい、そのままの成形条件では良品が得られない場合でも、一度、金型に適応した成形条件出しが完了しているので、成形条件をわずかに変更するだけで、良品を得ることができるようになる。
本実施の形態においては、金型91についての基本成形条件c1を設定した後、基本成形条件c1を一括して複写し、基本成形条件c1の各項目のうちの修正が必要な項目について値を変更し、金型92についての成形条件を設定するようにしているが、所定の金型について成形条件を設定する間に、各項目の値を逐次複写して他の金型についての仮の成形条件を作成し、該各仮の成形条件を変更して最適な成形条件を設定することができる。
図4は本発明の第2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。
図において、81は制御部、82は記録装置であり、該記録装置82には、各金型di(i=1、2、…、n)についての成形条件ei(i=1、2、…、n)が記録される。
この場合、まず、操作者は、成形条件の各項目の値を入力し、各金型diのうちの所定の金型、例えば、金型d1の基本となる成形条件の各項目の値を、逐次複写して金型d1〜dnについての成形条件の各項目の値を記録装置82に記録する。
ところで、各金型d1〜dnの成形条件には、共通した成形条件の設定項目、及び各金型d1〜dnに対応した成形条件の設定項目が存在する。そのため、操作者が同時入力モードを指定し、金型d1〜dnのうちの所定の金型を選択し、選択された金型の成形条件を変更すると、金型d1〜dnのすべての成形条件中の対応する項目が、選択された金型の変更内容と連動して同時に変更される。
そして、金型d1を使用して試し打ちの成形を行い、良品が得られると、前記成形条件設定処理手段は、そのときの金型d1についての成形条件を最適な成形条件として設定する。これに伴って、各金型d2〜dnについて、各項目の値が記録されると、基本成形条件としての仮の成形条件が作成され、記録装置82に記録される。続いて、各金型d2〜dnに対応した成形条件出しが必要になると、操作者は、同時入力モードを解除するか、又は個別入力モードに切り換えた後、各金型d2〜dnに対応した成形条件の設定を行う。
そして、操作者は、仮の成形条件で金型d1〜dnを使用して試し打ちの成形を行い、所定の金型で良品が得られると、前記仮の成形条件を前記所定の金型に対してそのまま適用することになる。前記成形条件設定処理手段は、良品が得られた金型の仮の成形条件を最適な成形条件として設定し、記録装置82に記録する。一方、前記金型d1〜dnを使用して試し打ちの成形を行ったとき、良品が得られない場合には、前記仮の成形条件を各金型d1〜dnに対してそのまま適用することができない。そこで、前記各仮の成形条件を、各金型d1〜dnにおける最適な成形条件に変更するようにしている。
この場合、操作者は、各金型d1〜dnを使用して試し打ちの成形を行い、良品を成形することができるように、各仮の成形条件の各項目について評価し、修正が必要な所定の項目について値を変更し、良品が得られると、前記成形条件設定処理手段は、そのときの変更された成形条件を、各金型d1〜dnを使用するための最適な成形条件として設定する。
ここで、金型d1の成形条件と、金型d2の成形条件とが大きく異なる場合に、金型d1の良品時の成形条件を複写して金型d2の成形条件のベースとすると、金型d2において良品を成形する際に、変更項目が多くなり、煩わしい。この場合、金型d1の成形条件が入力されると、成形の段取り設定等のように各金型に共通した成形条件が同時入力モードで入力されて基本の成形条件が作成され、その後、他の各金型ごとに変更が必要な成形条件については、個別入力モードで入力が行われる。
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。
本発明の第1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。 本発明の第1の実施の形態における射出成形機の正面図である。 本発明の第1の実施の形態における射出成形機の平面図である。 本発明の第2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。
符号の説明
21a、21b 下金型
22 上金型
81 制御部
82 記録装置
83 操作部
91、92、di 金型

Claims (5)

  1. (a)複数の金型を備えた金型装置と、
    (b)前記各金型ごとの成形条件を記録するための記録装置と、
    (c)操作部と、
    (d)前記各金型のうちの所定の金型についての成形条件を基本の成形条件として設定し、基本の成形条件に基づいて他の金型についての成形条件を設定する成形条件設定処理手段とを有することを特徴とする成形機。
  2. 前記成形条件設定処理手段は、基本の成形条件を一括して複写し、複写された基本の成形条件を変更して他の金型についての成形条件を設定する請求項1に記載の成形機。
  3. 前記成形条件設定処理手段は、基本の成形条件を設定する際に、基本の成形条件の各項目の値を逐次複写して他の金型についての成形条件を設定する請求項1に記載の成形機。
  4. 複数の金型を備えた金型装置、前記各金型ごとの成形条件を記録するための記録装置、及び操作部を備えた成形機の成形条件設定方法において、
    前記各金型のうちの所定の金型についての成形条件を基本の成形条件として設定し、基本の成形条件に基づいて他の金型についての成形条件を設定することを特徴とする成形機の成形条件設定方法。
  5. 複数の金型を備えた金型装置、前記各金型ごとの成形条件を記録するための記録装置、及び操作部を備えた成形機の成形方法において、
    (a)前記各金型のうちの所定の金型についての成形条件を基本の成形条件として設定し、基本の成形条件に基づいて他の金型についての成形条件を設定し、
    (b)前記各成形条件に基づいて成形を行うことを特徴とする成形機の成形方法。
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