JP2007160905A - スクリュー型樹脂可塑化装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】品質指向要素設定手段6Bで設定されたヒータ昇温設定信号S6Bf・スクリュー減速設定信号S6Bgの何れかの存在と熱流束qFの外向き判別の両立で、ヒータ昇温案内表示7A・スクリュー減速案内表示7Bをする。生産性指向要素設定手段6Cで設定されたヒータ降温設定信号S6Bh・スクリュー増速設定信号S6Biの何れかの存在と熱流束qFの内向き判別の両立で、ヒータ降温案内表示7E・スクリュー増速案内表示7Fをする。
【選択図】図1
Description
そこで、便法として、成形品質ないし成形上の生産性に対し、最も強い相関関係が知られている加熱シリンダのヒータ温度とスクリュー回転速度とに関し、他の要素を無視して、先行的に上記2つの要素相互における適正値ないし最適値を設定することが提案されている。
その場合でも、従前のこの種の装置にあっては、加熱シリンダのヒータ温度に関し、該加熱シリンダ外周表面に装着されたヒータ近傍の温度センサによる温度計測値を基準にして、その基準の温度計測値が所定のヒータ設定温度値になることが実証済みのであるところのヒータ給電量を設定するようにしたオープンループの温度制御系ないし該温度センサによる温度計測値依存で、ヒータ給電量の制御により、所定のヒータ設定温度値に対して、その温度計測値を追い込んで一致させるようにしたクローズドループの温度制御系により、何れにせよ、該ヒータ近傍に設けられた温度センサによる点的な存在の温度計測値に着目して、所定のヒータ設定温度値が実現されるものであった。
因みに、実際のこの種のスクリュー型樹脂可塑化装置では、樹脂供給孔から、加熱シリンダ内で回転駆動されているスクリュー基部付近の樹脂供給領域におけるフライト間の空間に供給された未溶融樹脂が、該スクリューの回転運動につれて、該空間内で溶融、混練されながら、該フライトに案内されて回転前進する。上記樹脂供給領域のスクリュー先端側に隣接し、該スクリューが大径化傾向を帯びる樹脂圧縮領域内にまで運び込まれた残留の未溶融樹脂が、ここで圧縮せん断された場合には、未溶融樹脂のせん断時の盛んな発熱により、溶融樹脂が予定外の高温に晒される結果となる。
しかるところ、ヒータ温度に関し、所定のヒータ設定温度値を実現するのに、フライト間での空間的な存在である未溶融樹脂のせん断による発熱源由来の温度には拘りなく、加熱シリンダ外周表面に装着されたヒータ近傍での点的な存在であるヒータ自体の発熱源由来の温度を計測して得られる温度計測値に着目することで、その限りにおいて、所定のヒータ設定温度を実現する従前装置の構成では、上記シリンダ内の溶融樹脂から該シリンダ外周表面のヒータに向けて外向きの方向に熱流束が流れる状態のときは、フライト間の空間内の未溶融樹脂の混練時の機械的発熱昇温がヒータ近傍の温度計測値に対し、影響を与え、該温度計測値の擬似的な温度上昇を伴うことで、樹脂の溶融状態との関係で適正ないし最適に設定された本来の所定のヒータ設定温度値に到達する以前に、ヒータ給電量が設定的ないし制御的に制限されてしまう。
こうした場合には、ヒータから加熱シリンダ内に供給されていた熱流が断たれるので、樹脂供給領域のフライト間の空間内では、未溶融樹脂の溶融が阻害されて、悪循環的に、樹脂圧縮領域のフライト間の空間内に残留する未溶融樹脂が増量することで、ここでの未溶融樹脂の圧縮、せん断による溶融樹脂の過激な発熱昇温が起こり、これにより、成形品の可塑化樹脂に「焼け」などの欠陥がもたらされる。かかる不都合は、加熱シリンダのヒータ近傍の温度計測値に基づく従前装置での設定、制御では避け難いものであった。
そして、この場合、既述のように、上記シリンダ内の溶融樹脂から該シリンダ外周表面のヒータに向けて外向きの方向に熱流束が流れる状態のときは、加熱ヒータへの給電量が、本来の所定のヒータ設定温度値の実現以前に、早めに制限されてしまうので、対応のスクリュー回転速度に関しては、実際の給電量制限を受けて実現しているヒータの温度計測値に対し、結果的に、適正値よりも、過大の不適正なスクリュー設定回転速度値であるスクリュー回転速度が実現されることになる。
ところで、上述のヒータ温度とスクリュー回転速度という、相互に因子交絡があり、成形品質ないし成形上の生産性に対して支配性の高い2つの要素に関しては、前者のヒータ温度を上昇させると、生産性の観点からは、樹脂冷却工程が伸張することで、不利な傾向を帯びる半面、成形品の品質の観点からは、樹脂混練溶融工程が完全化することで、有利な傾向を帯び、一方、該ヒータ温度を低下させると、上記とは逆の傾向を帯びることが想定される。さらに、後者のスクリュー速度を増加させると、生産性の観点からは、樹脂混練溶融工程が短縮することで、有利な傾向を帯びる半面、成形品の質の観点からは、樹脂混練溶融工程が不完全化することで、不利な傾向を帯び、一方、該スクリュー速度を減少させると、上記とは逆の傾向を帯びることが想定される。こうした想定に基づき、これらヒータ温度、スクリュー回転速度という2つの要素に関し、成形品の品質の観点ないし成形作業の生産性の観点から、適正化ないし最適化する際には、上記両要素間のトレードオフにより探り出される両要素の最適配分ないしその最適配分を実現する最適値を中心的に包含し、該両要素値の有用な組合せの範囲を示す適正領域を把握することが、生産現場での実務的な要請であるところであるが、かかる要請に応えるのに、生産現場での技能、経験頼りの試行錯誤のみで、ここでの最適値ないし適正領域を探し当てるのは至難の業である。かかる不都合は、加熱シリンダのヒータ近傍でのヒータの温度計測値に基づく所定のヒータ設定温度値を参照対象とする構成を前提とし、ヒータ設定温度とスクリュー設定回転速度に関し、設定指針の情報を装置自体から提供することのない従前装置には、不可避的なものであった。
そして、以上の3つの不都合を一挙に解決するのが本願の発明の課題である。
加熱シリンダ外周表面に配置されたヒータ手段が、該加熱シリンダ内の樹脂をヒータ設定温度で加熱することで、これを溶融樹脂の状態にし、ヒータ温度可変設定手段により、上記ヒータ設定温度が可変に設定されていて、上記加熱シリンダ内に回転自在に配置されたスクリュー手段が、スクリュー設定回転速度で回転駆動されて、該加熱シリンダ内の溶融樹脂を混練し、スクリュー回転速度可変設定手段により、上記スクリュー設定回転速度が可変に設定されていて、品質指向要素設定手段には、操作者により、上記ヒータ設定温度に対するヒータ昇温案内のためのヒータ昇温設定信号とスクリュー減速案内のためのスクリュー減速設定信号との択一的存在ないし該両信号の不存在が設定されていて、熱流束方向計測手段が、上記加熱シリンダと該加熱シリンダ内の溶融樹脂との間の熱流束を計測し、熱流束の方向を表す熱流束方向信号を出力し、ヒータ昇温案内表示手段が、上記加熱シリンダ内の溶融樹脂から上記ヒータ手段に向かう方向を表す熱流束方向信号と上記ヒータ昇温設定信号の同時的存在を判別して、ヒータ昇温案内を表示し、スクリュー減速案内表示手段が、上記加熱シリンダ内の溶融樹脂から上記ヒータ手段に向かう方向を表す熱流束方向信号と上記スクリュー減速設定信号の同時的存在を判別して、スクリュー減速案内を表示するように働くものである。
但し、上記熱流束方向信号は、品質指向要素の実証的設定余裕領域を確保するのに必要な逆方向の所定量の熱流束、即ち、上記ヒータ手段から上記加熱シリンダ内の溶融樹脂に向かう方向の所定量の熱流束の存在を表す熱流束方向信号であってもよい。
但し、上記熱流束方向信号は、生産性指向要素の実証的設定余裕領域を確保するのに必要な逆方向の所定量の熱流束、即ち、上記加熱シリンダ内の溶融樹脂から上記加ヒータ手段に向かう方向の所定量の熱流束の存在を表す熱流束方向信号であってもよい。
ΔT+=[qF×A×Tim/c×ρ×Vol]×α
に基づいて、ヒータ昇温増分ΔT+を算定するように働くものである。
但し、qF=熱流束、A=ヒータの面積、Tim=スクリュー回転の継続時間、c=シリンダ壁の比熱、ρ=シリンダ壁の密度、Vol=ヒータで覆われたシリンダ壁の肉厚部分の体積、α=実証的定数(0.5−1.5)であり、ΔT+は、シリンダ内の溶融樹脂からシリンダ外表面のヒータに向かう熱流束を表す正極性のqFに対応する昇温増分を表現している。
ΔT−=[qF×A×Tim/c×ρ×Vol]×α
に基づいて、ヒータ降温減増分ΔT−を算定するように働くものである。
但し、qF=熱流束、A=ヒータの面積、Tim=スクリュー回転の継続時間、c=シリンダ壁の比熱、ρ=シリンダ壁の密度、Vol=ヒータで覆われたシリンダ壁の肉厚部分の体積、α=実証的定数(0.5−1.5)であり、ΔT−は、シリンダ外表面のヒータからシリンダ内の溶融樹脂に向かう熱流束を表す負極性のqFに対して降温減分を表現している。
ΔT+=[qF×A×Tim/c×ρ×Vol]×α
に基づいて、実行するように構成したので、上記請求項4記載の発明により実現されるところの、操作者を介在させた人・機械連携システムにおいて、人の経験を反映させた1種のフォアワード制御が一層確実に運用できるという効果が奏される。
ΔT−=[qF×A×Tim/c×ρ×Vol]×α
に基づいて、実行するように構成したので、上記請求項7記載の発明により実現されるところの、操作者を介在させた人・機械連携システムにおいて、人の経験を反映させた1種のフォアワード制御が一層確実に運用できるという効果が奏される。
なお、図1中左側のスクリュー1a先端部位の中心軸に緩挿されたリング弁1gは、射出時ないし押出し時に限って時期選択的に開弁し、樹脂可塑化室1c内の溶融樹脂をノズルヘッド1b経由で、図外の金型に向けて射出ないし押し出し可能にするための周知部材である。
発明者らの鋭意の研究によれば、加熱シリンダ1aの樹脂可塑化室1c内の溶融樹脂と、加熱シリンダ1a外周表面の加熱ヒータ2との間で、加熱シリンダ1a外周壁を介して、加熱シリンダ1aの半径方向沿いに流出ないし流入する熱流束に着目することで、成形品の高品質指向を根拠とする適切さの観点から、ヒータ温度値とスクリュー回転速度値との適切な対応値の組合せを選定することができ、一方では、それとの2者択一の選択により、成形作業の高生産性指向を根拠とする適切さの観点から、ヒータ温度値とスクリュー回転速度値との適切な対応値の組合せを選定することもできるということが判明した。
上記の「高温」臨界点CRh、「中温」臨界点CRm、「低温」臨界点CRlは、熱流束0の条件達成のために要請されるところの、ヒータ温度とスクリュー回転速度との間の臨界的な対応値の組合せを与えるものであるが、こうした臨界点により与えられる臨界的な対応値の組合せだけが、常に最良の満足を提供するとは限らない。ヒータ温度を高めれば、樹脂溶融の完全化による成形品の高品質化に繋がる半面、冷却工程の長期化による成形作業の生産性の悪化を招き、一方で、スクリュー回転速度を高めれば、樹脂混練工程の短期化による成形作業の生産性の向上に繋がる半面、溶融樹脂の過激な局所的発熱昇温による成形品の品質劣化を招くことになるという要素効果を伴うので、樹脂材質、製品サイズ、製品用途等の観点から、これらの要素効果を勘案しながら、高品質指向ないし高生産性指向という背反二律の選択的運転方針に則って、ヒータ温度とスクリュー回転速度との間の適切な対応値の組合せを選定することが要請されるところである。
これと同時に、設定スイッチ6f、6gの択一選択的な閉成操作に応じて、コンピュータ内での後述のプロラムの実行により実現され、図3の表示卓7上にディスプレイを有するヒータ昇温案内表示手段7Aからは、加熱シリンダ1aの半径方向熱流束の外向きに切り換わる運転動作点、即ち、同半径方向熱流束の0になる運転動作点を指向するのに、加熱ヒータ2のさらなる昇温方向への変更(可変)設定操作が必要であることを案内するヒータ昇温案内表示が提供され、又は、同プログラムの実行により実現され、表示卓7上にディスプレイを有するスクリュー減速案内表示手段7Bからは、同運転動作点を指向するのに、スクリュー1eのさらなる減速方向への変更(可変)設定操作が必要であることを案内するスクリュー減速案内表示が択一的に提供される。
今度は、操作者が、後者の高生産性化指向の選択を意思決定した場合には、生産性指向要素設定手段6Cとしてのヒータ降温設定スイッチ6h又はスクリュー増速設定スイッチ6iの択一選択的な閉成操作に応じて、操作卓6からは、電源6E電圧の抵抗器6d又は抵抗器6e経由の択一選択的な接地6Ecがヒータ降温設定信号S6Bh又は、スクリュー増速設定信号S6Biとして、図3中の入出力インターフェースPcに対して択一的に供給される。
これと同時に、設定スイッチ6f、6gの択一選択的な閉成操作に応じて、コンピュータ内での後述のプロラムの実行により実現され、図3の表示卓7上にディスプレイを有するヒータ降温案内表示手段7Eからは、加熱シリンダ1aの半径方向熱流束の外向きに切り換わる運転動作点、即ち、同半径方向熱流束の0になる運転動作点を指向するのに、加熱ヒータ2のさらなる降温方向への変更(可変)設定操作が必要であることを案内するヒータ降温案内表示が提供され、又は、同プログラムの実行により実現され、表示卓7上にディスプレイを有するスクリュー増速案内表示手段7Fからは、同運転動作点を指向するのに、スクリュー1eのさらなる増速方向への変更(可変)設定操作が必要であることを案内するスクリュー増速案内表示が択一的に提供される。
このとき、ヒータ昇温増分案内表示手段7Cから、操作者に提供されるヒータ昇温増分ΔT+は、コンピュータ内での後述のプロラムの実行により実現されるヒータ昇温増分算定手段CΔT+により、
ΔT+=[qF×A×Tim/c×ρ×Vol]×α
但し、qF=熱流束、A=ヒータの面積、Tim=1ショット分のスクリューの回転継続時間、c=シリンダ壁の比熱、ρ=シリンダ壁の密度、Vol=ヒータで覆われたシリンダ壁の肉厚部分の体積、α=実証的定数(0.5−1.5)
なる算出式に基づいて、算定されるものである。
上記算出式の左辺のΔT+は、シリンダ内の溶融樹脂からシリンダ外表面のヒータに向かう外向きの熱流束+qFが流れている状態下で、1ショット分のスクリューの回転継続時間が経過する間に、シリンダ自体(肉厚部分)に向かって移動し、そこに蓄積された熱量により、同回転継続時間の経過後に、シリンダ自体が昇温して到達する筈の温度の、同回転継続時間の開始時点のシリンダ自体の温度に対する温度増分を表している。そして、ここでの熱流束の計量値は、図1中の熱流束計測手段4Aにより、1ショット分のスクリューの回転継続時間の開始時点で獲得できるので、上記算出式の左辺のΔT+は、同開始時点において、同回転継続時間経過後の温度増分を同回転継続時間分だけ先行して、当面の制御目標値の予測値を提示するものである。この予測値としてのヒータ温度増分ΔT+が、上記ヒータ昇温増分案内表示手段7Cにより、表示されると、操作者は、同予測値を勘案しながら、上述のヒータ温度可変設定手段6Aの操作を行う。従って、ここでの温度設定のための操作は、その時点で、熱流束計測手段4Aにより採取される熱流束値依存で、即時に算出されるヒータ温度増分ΔT+の案内表示に応答して行われる。ここでの、熱流束計測手段4Aによる熱流束値の採取と、ヒータ昇温増分算定手段CΔT+によるヒータ温度増分ΔT+の算出に関しては、1ショットごとに対処する制御動作というミクロ的な視点から、各ショットの開始時点で熱流束値を採取して、これに対応する各ショット終了時点のヒータ温度増分ΔT+を算出してもよいが、多数のショットからなる間欠的な動作群を均して対処する制御動作というマクロ的な視点から、経常的な繰り返しのサンプリング時点で熱流束値を採取して、これらに対応する次のサンプリング時点のヒータ温度増分ΔT+を算出してもよい。
そして、上記の点の構成により、温度計測値基づいて、ここでの設定温度を操作者経由で又は直接的にフィードバックさせるとうにした通常的な温度制御系がそうであるように、樹脂可塑化室1c内の溶融樹脂を含む加熱シリンダ全体の熱的慣性に由来する応答遅れにより、温度計測値が実際に上昇変化するのが遅れ、その結果、フィードバックの制御系が応答緩慢で、しかも、振動的で不安定なものになるのを有効に解消することで、操作者による操作を介して、応答迅速でかつ、安定的なフィードフォアワードを実現することができるものである。こうした操作者を介するフィードフォアワードの制御系では、操作者の技量により、フィードフォアワードの迅速応答の性質を活かしながらも、制御動作終盤の平衡期には、操作量を手加減することで、オーバシュートによる制御動作の不安定化を有効に回避することができる。
このとき、スクリュー減速減分案内表示手段7Dから、操作者に提供されるスクリュー減速減分ΔV−に関しては、コンピュータ内での後述のプロラムの実行により実現されるスクリュー減速減分算定手段CΔV−おいて、スクリュー1eのスクリュー設定回転速度最適値に向けて操作過程での、1ショット分のスクリューの回転継続時間経過後のための減速方向への変更(可変)設定操作の際に推奨されるスクリュー減速減分ΔV−と熱流束値+qFとの好適な相対関係を予め実測により実証的データとして獲得することで、こうした実証データに基づいて、+qF対ΔVの検索テーブルの形態でコンピュータ内に準備しておくことができる。そうすれば、現時点での実測の熱流束値+qFの観点から、1ショット分のスクリューの回転継続時間経過後に向けての好適なスクリュー減速減分ΔV−を検索テーブルに対し、テーブル・ルックアップ処理を施すことで、同スクリュー減速減分ΔV−を算出し、これをスクリュー減速減分案内表示手段7Dで案内表示することができる。ここでのスクリュー減速減分ΔV−算出の便法として、上記と同様の実証データに基づく、概ね妥当な一定値のスクリュー減速減分ΔV−を上記のテーブル・ルックアップ処理に代えて、固定的に設定しておく処理が採用されてもよい。
続いて、高生産性指向の選択を意思決定し、スクリュー減速設定スイッチ6iを閉成操作した操作者には、図3の表示卓7上にディスプレイを有するスクリュー増速増分案内表示手段7Hから、スクリュー1eのスクリュー設定回転速度最適値に向けてのさらなる増速方向への変更(可変)設定操作において推奨されるスクリュー増速増分ΔV+を案内するスクリュー増速増分案内表示が提供される。ここで案内表示されるスクリュー増速増分ΔV+は、上記スクリュー減速減分算定手段CΔV−によるものと同様の演算処理により、負の熱流束−qF値に基づいて、スクリュー増速増分算定手段CΔV+により算出されるもので、加熱シリンダ1aの半径方向熱流束の内向きに切り換わる運転動作点、即ち、同半径方向熱流束の外側から0になる運転動作点を迅速、かつ安定的に指向するのに際し、既述のスクリュー減速減分ΔV−に対し、半面的に同一の技術的意義を有している。
プログラムの実行を開始した(図7中a)コンピュータPaは、樹脂可塑化装置内に、必須的に組み込まれており、種々のシーケンスのためのタイミング信号を生成する図外のタイミング信号生成装置から出力されるタイミング信号の中で、樹脂成形工程にかかるシーケンス制御に不可欠の射出・押出し工程の開始時点を表すショット開始信号を読んで(図7中b)、ショット開始信号が受領されているかどうか、即ち、射出・押出し工程が開始されたかどうかを判別し(図7中c)判別結果がNoで、いまだ射出・押出し工程が開始されていない状態下では、ループパスを巡回しながら、ショット開始信号の受領を待つ。ショット開始信号が受領されて、上記判別結果(図7中c)がYesに転ずると、コンピュータPaは、熱流束qFを読む(図7中d)。即ち、図1に示されるアナログ・デジタル変換器である熱流束信号変換器4bから出力される熱流束方向信号S4ないし熱流束信号S4Aが、図3に示されるように、該熱流束信号変換器4bから入出力インターフェースPcを介して、共通バスPd経由でコンピュータPaにより受領される。ここで受領された熱流束方向信号S4ないし熱流束信号S4Aにより表される熱流束qFの値に関し、コンピュータPaは、正負の極性を判別する(図7中e)。この場合、熱流束方向信号S4により表されるのは、熱流束qF値の極性であるが、本質的には、熱流束計4、4A近傍の熱の移動方向(向き)であり、熱流束計の設計仕様如何で、熱流束方向の切り換わり状態対応の熱流束qF信号値を零以外の値に選定するのは随意である。また、熱流束信号S4Aにより表されるのは、熱流束qF値の絶対値を含む熱流束の情報である。熱流束の向きが加熱シリンダ1aの半径方向外向き故に、熱流束qFが正極性であり、上記判別結果(図7中e)がYesの場合には、コンピュータPaは、品質指向要素を設定するための案内を表示する(図7中f)。これにより、図3に示される表示卓7上のディスプレイに、例えば、『「ヒータ昇温」「スクリュー減速」の1つを設定して下さい。』を表示することで、品質重視の意思決定を行った操作者に対し、操作対象の品質指向要素の1つを選択して設定することを案内する。但し、ここでの熱流束qFの極性判別(図7中e)に関しては、熱流束方向の切り換わり状態対応の熱流束qF=0を判別基準とするものであるが、これに代えて、実証的に選定された零以外の熱流束値を判別基準とするものであってもよい。その場合、上記判別基準として、負の所定値のqFを採用するのは、品質指向要素の実証的設定余裕領域を確保することを意味し、上記判別基準として、正の所定値を採用するのは、生産性指向要素の実証的設定余裕領域を確保することを意味する。
次いで、コンピュータPaは、ここでの設定操作による品質指向要素設定信号S6Bf・S6Bgを読む(図7中g)。品質指向要素設定信号としてのヒータ昇温設定信号S6Bfとスクリュー減速設定信号S6Bgは、図1ないし図3に示されるように、操作卓6から出力され、入出力インターフェースPcを介して共通バスPd経由でコンピュータPaに受領されるものである。品質指向要素設定信号S6Bf・S6Bgを読んだコンピュータPaは、ヒータ昇温設定信号S6Bfが受領されているかどうかを判別する(図7中h)。判別結果(図7中h)がYesの場合には、ヒータ昇温案内を表示する(図7中i)。これにより、ヒータ昇温案内表示手段7Aが実現されて、図3に示される表示卓7上のディスプレイに、例えば、『ヒータ温度を昇温させて下さい。』を表示することで、品質指向要素にかかるヒータ昇温設定スイッチ6fを操作した操作者に対し、図1に示されるヒータ温度可変設定手段6Aの操作によりヒータ設定温度を昇温方向に変更設定することを案内する。同別定結果(図7中h)がNoの場合には、読み込み済みの品質指向要素設定信号S6Bf・S6Bgのうちのスクリュー減速設定信号S6Bgが受領されているかどうかを判別し(図7中j)、判別結果がYesの場合には、スクリュー減速案内を表示する(図7中k)。これにより、スクリュー減速案内表示手段7Bが実現されて、図3に示される表示卓7上のディスプレイに、例えば、『スクリュー回転速度を減速させて下さい。』を表示することで、品質指向要素にかかるスクリュー減速設定スイッチ6gを操作した操作者に対し、図1に示されるスクリュー回転速度可変設定手段6Dの操作によりスクリュー設定回転速度を減速方向に変更設定することを案内する。同判別結果(図7中j)がNoの場合には、以降の処理を行わずに図7中b の処理に戻る。
ΔT+=[qF×A×Tim/c×ρ×Vol]×α
但し、qF=熱流束、A=ヒータの面積、Tim=1ショット分のスクリューの回転継続時間、c=シリンダ壁の比熱、ρ=シリンダ壁の密度、Vol=ヒータで覆われたシリンダ壁の肉厚部分の体積、α=実証的定数(0.5−1.5)
なる演算式を実行することで、ヒータ昇温増分ΔT+を算出する(図7中r)。
次いで、コンピュータPaは、算出済みのヒータ昇温増分ΔT+案内を表示する(図8中s)。これにより、ヒータ昇温増分案内表示手段7Cが実現されて、図3に示される表示卓7上のディスプレイに、例えば、『ヒータ昇温増分ΔT+をXXX℃に設定して下さい。』を表示することで、ヒータ昇温案内表示(図7中i)の提供を受けた操作者に対し、図1に示されるヒータ温度可変設定手段6Aの操作によりヒータ設定温度を昇温方向に変更設定する際の好ましい変更量を案内する。一方、同処理ルーティン(図7中f、g、h、j)で、スクリュー減速案内処理(図7中k)を終えたコンピュータPaは、正極性の熱流束qF値対応のスクリュー減速減分ΔV−をテーブル検索する(図7中t)ことで、スクリュー減速減分ΔV−案内を表示する(図7中u)。これにより、スクリュー減速減分案内表示手段7Dが実現されて、図3に示される表示卓7上のディスプレイに、例えば、『スクリュー減速減分ΔV−をXXXrpmに設定して下さい。』を表示することで、スクリュー減速案内表示(図7中t)の提供を受けた操作者に対し、図1に示されるスクリュー回転速度可変設定手段6Dの操作によりスクリュー設定回転速度を減速方向に変更設定する際の好ましい変更量を案内する。
スクリュー増速案内表示処理(図8中o)を終えたコンピュータPaは、負正極性の熱流束qF値対応のスクリュー増速増分ΔV+をテーブル検索する(図7中v)ことで、スクリュー増速増分ΔV+案内を表示する(図7中w)。これにより、スクリュー増速増分案内表示手段7Hが実現されて、図3に示される表示卓7上のディスプレイに、例えば、『スクリュー増速増分ΔV+をXXXrpmに設定して下さい。』を表示することで、スクリュー増速案内表示(図7中o)の提供を受けた操作者に対し、図1に示されるスクリュー回転速度可変設定手段6Dの操作によりスクリュー設定回転速度を増速方向に変更設定する際の好ましい変更量を案内する。一方、同処理ルーティン(図8中m、l、n、p)で、ヒータ降温案内表示処理(図8中q)を終えたコンピュータPaは、負極性の熱流束値のqF−を変数に代入して、[0037]既述の:
ΔT+=[qF×A×Tim/c×ρ×Vol]×α
の実行により、ヒータ降温減分ΔT−を算出する(図8中x)。次いで、コンピュータPaは、算出済みのヒータ降温減分ΔT−案内を表示する(図8中y)。これにより、ヒータ降温減分案内表示手段7Gが実現されて、図3に示される表示卓7上のディスプレイに、例えば、『ヒータ降温減分ΔT−をXXX℃に設定して下さい。』を表示することで、ヒータ降温案内表示(図8中q)の提供を受けた操作者に対し、図1に示されるヒータ温度可変設定手段6Aの操作によりヒータ設定温度を降温方向に変更設定する際の好ましい変更量を案内する。
1a 加熱シリンダ
1b ノズルヘッド
1c 可塑化室
1d 樹脂供給孔
1e スクリュー
1f フライト
1g リング弁
1aF 樹脂供給領域
1aC 樹脂圧縮領域
1aM 樹脂計量領域
2 加熱ヒータ
2a 保温ヒータ
3 温度センサ
3a 温度計測回路
3b 温度信号変換器
4、4A 熱流束計
4a 熱流束計測回路
4b 熱流束信号変換回路
5 回転駆動装置
6 操作卓
6a ポテンショメータ
6A ヒータ温度可変設定手段
6B 品質指向要素設定手段
6C 生産性指向要素設定手段
6D スクリュー回転速度可変設定手段
6f ヒータ昇温設定スイッチ
6g スクリュー減速設定スイッチ
6h ヒータ降温設定スイッチ
6i スクリュー増速設定スイッチ
6j ポテンショメータ
S3 ヒータ温度信号
S4 熱流束方向信号
S4A 熱流束信号
S6aa ヒータ温度可変信号
S6jj スクリュー回転速度可変信号
S6Bf ヒータ昇温設定信号
S6Bg スクリュー減速設定信号
S6Bh ヒータ降温設定信号
S6Bi スクリュー増速設定信号
7 表示卓
7A ヒータ昇温案内表示手段
7B スクリュー減速案内表示手段
7C ヒータ昇温増分案内表示手段
7D スクリュー減速減分案内表示手段
7E ヒータ降温案内表示手段
7F スクリュー増速案内表示手段
7G ヒータ降温減分案内表示手段
7H スクリュー増速増分案内表示手段
P 操作・表示処理装置
Pa コンピュータ
Pb メモリ
Pc 入出力インターフェース
Claims (9)
- 加熱シリンダに配置され、該加熱シリンダ内の樹脂が溶融樹脂になるように、該樹脂をヒータ設定温度で加熱するヒータ手段と、
上記ヒータ設定温度を可変に設定するヒータ温度可変設定手段と、
上記加熱シリンダ内に回転自在に配置され、該加熱シリンダ内の溶融樹脂を混練すべく、スクリュー設定回転速度で回転駆動されるスクリュー手段と、
上記スクリュー設定回転速度を可変に設定するスクリュー回転速度可変設定手段と、
上記ヒータ設定温度に対するヒータ昇温案内のためのヒータ昇温設定信号とスクリュー減速案内のためのスクリュー減速設定信号との択一的存在ないし該両信号の不存在が操作者により設定される品質指向要素設定手段と、
上記加熱シリンダと該加熱シリンダ内の溶融樹脂との間の熱流束を計測し、熱流束の方向を表す熱流束方向信号を出力する熱流束方向計測手段と、
上記加熱シリンダ内の溶融樹脂から上記ヒータ手段に向かう方向を表す熱流束方向信号と上記ヒータ昇温設定信号の同時的存在を判別して、ヒータ昇温案内を表示するヒータ昇温案内表示手段と、
上記加熱シリンダ内の溶融樹脂から上記ヒータ手段に向かう方向を表す熱流束方向信号と上記スクリュー減速設定信号の同時的存在を判別して、スクリュー減速案内を表示するスクリュー減速案内表示手段と、
を備えていることを特徴するスクリュー型樹脂可塑化装置。 - 加熱シリンダに配置され、該加熱シリンダ内の樹脂が溶融樹脂になるように、該樹脂をヒータ設定温度で加熱するヒータ手段と、
上記ヒータ設定温度を可変に設定するヒータ温度可変設定手段と、
上記加熱シリンダ内に回転自在に配置され、該加熱シリンダ内の溶融樹脂を混練すべく、スクリュー設定回転速度で回転駆動されるスクリュー手段と、
上記スクリュー設定回転速度を可変に設定するスクリュー回転速度可変設定手段と、
上記ヒータ設定温度に対するヒータ降温案内のためのヒータ降温設定信号とスクリュー増速案内のためのスクリュー増速設定信号との択一的存在ないし該両信号の不存在が操作者により設定される生産性指向要素設定手段と、
上記加熱シリンダと該加熱シリンダ内の溶融樹脂との間の熱流束を計測し、熱流束の方向を表す熱流束方向信号を出力する熱流束方向計測手段と、
上記ヒータ手段から上記加熱シリンダ内の溶融樹脂に向かう方向を表す熱流束方向信号と上記降温設定信号の同時的存在を判別して、ヒータ降温案内を表示するヒータ降温案内表示手段と、
上記ヒータ手段から上記加熱シリンダ内の溶融樹脂に向かう方向を表す熱流束方向信号と上記スクリュー増速設定信号の同時的存在を判別して、スクリュー増速案内を表示するスクリュー増速案内表示手段と、
を備えていることを特徴するスクリュー型樹脂可塑化装置。 - 加熱シリンダに配置され、該加熱シリンダ内の樹脂が溶融樹脂になるように、該樹脂をヒータ設定温度で加熱するヒータ手段と、
上記ヒータ設定温度を可変に設定するヒータ温度可変設定手段と、
上記加熱シリンダ内に回転自在に配置され、該加熱シリンダ内の溶融樹脂を混練すべく、スクリュー設定回転速度で回転駆動されるスクリュー手段と、
上記スクリュー設定回転速度を可変に設定するスクリュー回転速度可変設定手段と、
上記ヒータ設定温度に対するヒータ昇温案内のためのヒータ昇温設定信号とスクリュー減速案内のためのスクリュー減速設定信号との択一的存在ないし該両信号の不存在が操作者により設定される品質指向要素設定手段と、
上記ヒータ設定温度に対するヒータ降温案内のためのヒータ降温設定信号とスクリュー増速案内のためのスクリュー増速設定信号との択一的存在ないし該両信号の不存在が操作者により設定される生産性指向要素設定手段と、
上記加熱シリンダと該加熱シリンダ内の溶融樹脂との間の熱流束を計測し、熱流束の方向を表す熱流束方向信号を出力する熱流束方向計測手段と、
上記加熱シリンダ内の溶融樹脂から上記ヒータ手段に向かう方向を表す熱流束方向信号と上記ヒータ昇温設定信号の同時的存在を判別して、ヒータ昇温案内を表示するヒータ昇温案内表示手段と、
上記加熱シリンダ内の溶融樹脂から上記ヒータ手段に向かう方向を表す熱流束方向信号と上記スクリュー減速設定信号の同時的存在を判別して、スクリュー減速案内を表示するスクリュー減速案内表示手段と、
上記ヒータ手段から上記加熱シリンダ内の溶融樹脂に向かう方向を表す熱流束方向信号と上記降温設定信号の同時的存在を判別して、ヒータ降温案内を表示するヒータ降温案内表示手段と、
上記ヒータ手段から上記加熱シリンダ内の溶融樹脂に向かう方向を表す熱流束方向信号と上記スクリュー増速設定信号の同時的存在を判別して、スクリュー増速案内を表示するスクリュー増速案内表示手段と、
を備えていることを特徴するスクリュー型樹脂可塑化装置。 - 上記加熱シリンダと該加熱シリンダ内の溶融樹脂との間の熱流束を計測し、熱流束の方向を表す熱流束方向信号を出力する熱流束方向計測手段に代えて、該熱流束を計測し、該熱流束を表す熱流束信号を出力する熱流束計測手段を含み、
上記熱流束信号に基づいて、ヒータ設定温度最適値に向けて、上記ヒータ温度可変設定手段に設定されることが推奨されるヒータ昇温増分ΔT+を算定するヒータ昇温増分算定手段と、
上記ヒータ昇温増分Δ+を案内するためのヒータ昇温増分ΔT+案内を表示するヒータ昇温増分案内表示手段と、
上記熱流束信号に基づいて、スクリュー設定回転速度最適値に向けて、上記スクリュー回転速度可変設定手段に設定されることが推奨されるスクリュー減速減分ΔV−を算定するスクリュー減速減分算定手段と、
上記スクリュー減速減分ΔV−を案内するためスクリュー減速減分ΔV−案内を表示するスクリュー減速減分案内表示手段と、
をさらに含んで成る請求項1又は3項記載のスクリュー型樹脂可塑化装置。 - ヒータ昇温増分算定手段が、
ΔT+=[qF×A×Tim/c×ρ×Vol]×α
但し、qF=熱流束、A=ヒータの面積、Tim=スクリュー回転の継続時間、c=シリンダ壁の比熱、ρ=シリンダ壁の密度、Vol=ヒータで覆われたシリンダ壁の肉厚部分の体積、α=実証的定数(0.5−1.5)であり、ΔT+=シリンダ内の溶融樹脂からシリンダ外表面のヒータに向かう熱流束を表す正極性のqFに対応する昇温増分
に基づいて、ヒータ昇温増分ΔT+を算定する請求項4記載のスクリュー型樹脂可塑化装置。 - 上記スクリュー回転速度減分算定手段が、スクリュー減速減分の単位値を減算して、スクリュー減速減分ΔV−を算定する請求項4記載のスクリュー型樹脂可塑化装置。
- 上記加熱シリンダと該加熱シリンダ内の溶融樹脂との間の熱流束を計測し、熱流束の方向を表す熱流束方向信号を出力する熱流束方向計測手段に代えて、該熱流束を計測し、該熱流束を表す熱流束信号を出力する熱流束計測手段を含み、
上記熱流束信号に基づいて、ヒータ設定温度最適値に向けて、上記ヒータ温度可変設定手段に設定されることが推奨されるヒータ降温減分ΔT−を算定するヒータ降温減分算定手段と、
上記ヒータ降温減分ΔT−を案内するためのヒータ降温減分ΔT−案内を表示するヒータ降温減分案内表示手段と、
上記熱流束信号に基づいて、スクリュー設定回転速度最適値に向けて、上記スクリュー回転速度可変設定手段に設定されることが推奨されるスクリュー増速増分ΔV+を算定するスクリュー増速増分算定手段と、
上記スクリュー増速増分ΔV+を案内するためスクリュー増速増分ΔV+案内を表示するスクリュー増速増分案内表示手段と、
をさらに含んで成る請求項2又は3項記載のスクリュー型樹脂可塑化装置。 - ヒータ降温減分算定手段が、
ΔT−=[qF×A×Tim/c×ρ×Vol]×α
但し、qF=熱流束、A=ヒータの面積、Tim=スクリュー回転の継続時間、c=シリンダ壁の比熱、ρ=シリンダ壁の密度、Vol=ヒータで覆われたシリンダ壁の肉厚部分の体積、α=(0.5−1.5)であり、ΔT−=シリンダ外表面のヒータからシリンダ内の溶融樹脂に向かう熱流束を表す負極性のqFに対応する降温減分
に基づいて、ヒータ昇温増分ΔT+を算定する請求項7記載のスクリュー型樹脂可塑化装置。 - 上記スクリュー増速増分算定手段が、スクリュー増速増分の単位値を加算してスクリュー増速増分ΔV+を算定する請求項7記載のスクリュー型樹脂可塑化装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005364049A JP2007160905A (ja) | 2005-12-16 | 2005-12-16 | スクリュー型樹脂可塑化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005364049A JP2007160905A (ja) | 2005-12-16 | 2005-12-16 | スクリュー型樹脂可塑化装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007160905A true JP2007160905A (ja) | 2007-06-28 |
Family
ID=38244329
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2007160905A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10920803B2 (en) | 2016-04-08 | 2021-02-16 | Denso Corporation | Monitoring device |
-
2005
- 2005-12-16 JP JP2005364049A patent/JP2007160905A/ja active Pending
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