JP2008068409A - 射出成形機の異常監視方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 逆流防止バルブが完全に閉鎖されているか否かに対する信頼性及び安定性の高い監視を行うとともに、実施の容易化及びコストダウンを図る。
【解決手段】 先端部に逆流防止バルブ２を設けたスクリュ３を正回転させて計量を行う計量主処理工程Ｓａと、この計量主処理工程Ｓａの終了後、逆流防止バルブ２を閉鎖するための計量後処理を行う計量後処理工程Ｓｂとを含む計量工程における異常を監視するに際し、計量後処理工程Ｓｂの終了後、スクリュ３を回転自由状態にして前進移動させる射出工程Ｓｉを行うとともに、この射出工程Ｓｉの開始からスクリュ３の回転量Ｒｄを検出し、検出した回転量Ｒｄが少なくとも予め設定した設定量Ｒｓを越えたなら異常処理（Ｓ９）を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、逆流防止バルブを設けたスクリュにより計量を行った後、逆流防止バルブを閉鎖する際における異常を監視する射出成形機の異常監視方法に関する。

一般に、インラインスクリュ式射出成形機では、スクリュの先端部に逆流防止バルブ（リングバルブ）を設けることにより、射出時における溶融樹脂の逆流防止を図っている。また、この種の射出成形機では、より確実な逆流防止を実現するため、スクリュを回転（正回転）させて計量を行った後、スクリュを僅かな回転数（回転角）だけ逆回転させることにより、強制的に逆流防止バルブを閉鎖することも従来より行われている。

例えば、特開平１１−２４００５２号公報には、サックバック時や射出時に計量済みの射出すべき溶融混練樹脂の量が変動することを防止し、充填量のバラツキを小さくするようにしたインライン式の射出成形機の運転方法が開示されている。この運転方法は、加熱筒の先端部に貯溜する溶融混練樹脂の計量終了後、スクリュを逆回転させ、チェックリングをチェックシートに当接するまで移動させることによりチェックリングとチェックシートとの間に形成される樹脂通路を閉鎖し、その後、サックバック処理を行うようにしたものである。

ところで、通常の射出成形では、計量した樹脂にクッション量を含むため、樹脂量や密度が多少変動しても保圧を付与することにより充填量を補充でき、汎用品や精度要求の厳しくない成形品の場合には良品を得ることができる。しかし、近年、成形品の小型化や精密化により高度の成形精度が要求されるに至っており、例えば、大きさが数ミリメートル程度の狭ピッチコネクタでは、インサートされるコネクタピンの変形を防止するため、保圧を付与しない充填工程のみで成形する必要があるとともに、射出圧縮成形により成形される薄肉の光記憶ディスクでは、樹脂の充填量がそのままディスクの偏肉に影響するため、常に一定量の樹脂をキャビティに供給する必要がある。したがって、このような精密成形品を成形する場合には、常に正確な充填量（樹脂量）の確保が要求され、計量工程後に逆流防止バルブが完全に閉鎖しているか否かは、正確な充填量を確保する上での重要な問題となる。もし閉鎖が不完全な場合には樹脂の逆流が発生し、この際の逆流は僅かな量であっても、即、充填量のバラツキに影響してしまう。

このように、精密成形品を成形する場合、逆流防止バルブの閉鎖状態を的確に監視することは重要であり、既に、本出願人も、このような逆流防止バルブの閉鎖状態を確認することができる射出成形機を、特開昭６３−２２７３１６号公報により提案した。この射出成形機は、加熱筒内のスクリュ先端に逆流防止弁を備えた射出成形機であって、逆流防止弁の開閉に伴う位置の変化を外部に伝達するスクリュ内部の伝達手段と、この伝達手段によって伝達された位置変化を検出するスクリュ後部の位置検出手段を備えて構成したものである。
特開平１１−２４００５２号 特開昭６３−２２７３１６号

しかし、上述した逆流防止バルブの閉鎖状態を監視（確認）する従来の射出成形機は、次のような解決すべき課題が存在した。

第一に、逆流防止弁の位置の変化を外部に伝達する伝達手段やこの伝達手段により伝達された位置変化を検出する位置検出手段などにより構成するため、機械的な伝達機構が多くなり、逆流防止弁の僅かな変位を検出するには精度上の限界がある。したがって、逆流防止弁が完全に閉鎖されているか否かに対する信頼性及び安定性の高い監視を行うことができない。

第二に、スクリュ内部の伝達手段やスクリュ後部の位置検出手段を必要とするため、構造が煩雑かつ複雑となり部品コスト及び製造コストに伴う無視できないコストアップや大型化を招く。

本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した射出成形機の異常監視方法の提供を目的とするものである。

本発明に係る射出成形機Ｍの異常監視方法は、上述した課題を解決するため、先端部に逆流防止バルブ２を設けたスクリュ３を正回転させて計量を行う計量主処理工程Ｓａと、この計量主処理工程Ｓａの終了後、逆流防止バルブ２を閉鎖するための計量後処理を行う計量後処理工程Ｓｂとを含む計量工程における異常を監視するに際し、計量後処理工程Ｓｂの終了後、スクリュ３を回転自由状態にして前進移動させる射出工程Ｓｉを行うとともに、この射出工程Ｓｉの開始からスクリュ３の回転量Ｒｄを検出し、検出した回転量Ｒｄが少なくとも予め設定した設定量Ｒｓを越えたなら異常処理（Ｓ９）を行うようにしたことを特徴とする。

この場合、発明の好適な態様により、回転量Ｒｄをスクリュ３の回転角度により検出する際に、設定量Ｒｓを０．０５〜０．５〔゜〕の角度範囲から選定することが望ましい。また、回転量Ｒｄは、スクリュ３を回転させるスクリュ回転用サーボモータ５に付設したロータリエンコーダ６から得るエンコーダパルスＤｐにより検出することができる。さらに、異常処理は、成形品を良否判別処理により不良品として処理することができる。一方、計量後処理工程Ｓｂでは、計量主処理工程Ｓａの終了後、スクリュ３を回転自由状態にして前進移動させるとともに、この前進移動時におけるスクリュ３の回転状態を監視し、スクリュ３の回転が停止状態になったならスクリュ３を所定の逆回転量だけ逆回転させることができる。また、計量後処理工程Ｓｂには、スクリュ３を逆回転させた後、スクリュ３を所定ストロークだけ後退移動させるサックバック処理を含ませることができる。さらに、射出工程では、トルクリミッタによりスクリュ３の回転に対するトルク制限を行うことができる。

このような手法による本発明に係る射出成形機Ｍの異常監視方法によれば、次のような顕著な効果を奏する。

（１） 射出工程Ｓｉの開始からスクリュ３の回転量Ｒｄを検出し、検出した回転量Ｒｄが少なくとも予め設定した設定量Ｒｓを越えたなら異常処理（Ｓ９）を行うようにしたため、逆流防止バルブ２の閉鎖の有無をより直接的に検出することができ、逆流防止バルブ２が完全に閉鎖されているか否かに対する信頼性及び安定性の高い監視を行うことができる。

（２） 従来のようなスクリュ内部の伝達手段やスクリュ後部の位置検出手段などの別途の構成が不要のため、実施の容易化、更には構造の簡略化（単純化）により部品コスト及び製造コストに係わる大幅なコストダウンを図れるとともに、成形機全体の小型化にも寄与できる。

（３） 好適な態様により、回転量Ｒｄをスクリュ３の回転角度により検出する際に、設定量Ｒｓを０．０５〜０．５〔゜〕の角度範囲から選定すれば、各種成形機或いは各種成形条件の下において本発明に係る異常監視方法を的確に実施することができる。

（４） 好適な態様により、回転量Ｒｄを、スクリュ３を回転させるスクリュ回転用サーボモータ５に付設したロータリエンコーダ６から得るエンコーダパルスＤｐにより検出すれば、別途の検出器等は不要となり、既設の装備を利用して容易かつ低コストに実施できる。

（５） 好適な態様により、異常処理を行うに際し、成形品を良否判別処理により不良品として処理するようにすれば、良否判別処理の容易化に寄与できるとともに、他の良否判別処理と併用すれば、より信頼性の高い良否判別を行うことができる。

（６） 好適な態様により、計量後処理工程Ｓｂにおいて、計量主処理工程Ｓａの終了後、スクリュ３を回転自由状態にして前進移動させるとともに、この前進移動時におけるスクリュ３の回転状態を監視し、スクリュ３の回転が停止状態になったならスクリュ３を所定の逆回転量だけ逆回転させるようにすれば、逆流防止バルブ２の閉鎖をより確実に行うことができるとともに、特に、逆回転後における樹脂圧のバラツキ、更には計量した樹脂量のショット毎の変動を大幅に低減でき、高い計量精度を確保できる。

（７） 好適な態様により、計量後処理工程Ｓｂに、スクリュ３を逆回転させた後、スクリュ３を所定ストロークだけ後退移動させるサックバック処理を含ませるようにすれば、サックバック処理の前に、逆流防止バルブ２に対して前方の樹脂圧を後方の樹脂圧よりも高くした状態で逆流防止バルブ２を閉鎖することができるため、この後のサックバック処理により逆流防止バルブ２が再度開いてしまう弊害を排除できる。したがって、射出開始の前に逆流防止バルブ２をより安定に閉鎖することができる。

（８） 好適な態様により、射出工程において、トルクリミッタによりスクリュ３の回転に対するトルク制限を行うようにすれば、スクリュ３や逆流防止バルブ２の耐久性や挙動に基づく安全性を高めることができる。即ち、逆流防止バルブ２が万が一閉鎖していない場合、高速回転する虞れがあるが、トルクリミッタによりスクリュ３の回転速度を制限することにより、この際におけるスクリュ３や逆流防止バルブ２の破損を回避することができる。

次に、本発明に係る最良の実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。

まず、本実施形態に係る異常監視方法を実施できる射出成形機Ｍの構成について、図３及び図４（ａ）を参照して説明する。

図３に示す射出成形機Ｍは、型締装置を除いた射出装置Ｍｉのみを示す。射出装置Ｍｉは、離間した射出台１１と駆動台１２を備え、この射出台１１の前面により加熱筒１３の後端が支持される。加熱筒１３は、前端に射出ノズル１４を、また、後部に当該加熱筒１３の内部に成形材料を供給するホッパ１５をそれぞれ備えるとともに、加熱筒１３の内部にはスクリュ３を挿通させる。

このスクリュ３は、先端部にリングバルブ（逆流防止バルブ）２を備える。スクリュ３は、図４（ａ）に拡大して示すように、最先端部に、先端が尖形となる円錐状のスクリュヘッド３ｈを有するとともに、このスクリュヘッド３ｈからフライト３ｆ側間に、比較的小径のバルブ装填軸部３ｓを有し、このバルブ装填軸部３ｓに円筒形のリングバルブ２を変位自在に装填する。これにより、リングバルブ２は、バルブ装填軸部３ｓの軸方向（前後方向）に所定ストロークにわたってスライド自在となり、リングバルブ２が後退し、フライト３ｆ側に形成したバルブシート３ｒに当接すれば、フライト３ｆ側からスクリュヘッド３ｈ側に至る樹脂通路が遮断されるとともに、リングバルブ２が前進し、バルブシート３ｒから離間すれば、当該樹脂通路が開放される。この場合、樹脂通路が遮断されるとは、リングバルブ２が閉鎖することと同意である。

一方、射出台１１と駆動台１２間には四本のタイバー１６…を架設し、このタイバー１６…に、スライドブロック１７をスライド自在に装填する。スライドブロック１７の前端には、被動輪１８を一体に有するロータリブロック１９を回動自在に支持し、このロータリブロック１９の中央にスクリュ３の後端を結合する。また、スライドブロック１７の側面には、スクリュ回転用サーボモータ（電動モータ）５を取付け、このサーボモータ５の回転シャフトに固定した駆動輪２１は、回転伝達機構２２を介して被動輪１８に接続する。この回転伝達機構２２は、伝達ギアを用いたギア式伝達機構であってもよいし、タイミングベルトを用いたベルト式伝達機構であってもよい。さらに、サーボモータ５には、このサーボモータ５の回転速度（回転数）を検出するロータリエンコーダ６を付設する。

他方、スライドブロック１７の後部には、ナット部２５を同軸上一体に設けるとともに、駆動台１２に回動自在に支持されたボールねじ部２６の前側をナット部２５に螺合させることにより、ボールねじ機構２４を構成する。また、駆動台１２から後方に突出したボールねじ部２６の後端には、被動輪２７を取付けるとともに、駆動台１２に取付けた支持盤１２ｓには、スクリュ進退用のサーボモータ（電動モータ）２８を取付け、このサーボモータ２８の回転シャフトに固定した駆動輪２９は、回転伝達機構３０を介して被動輪２７に接続する。この回転伝達機構３０は、伝達ギアを用いたギア式伝達機構であってもよいし、タイミングベルトを利用したベルト式伝達機構であってもよい。さらに、サーボモータ２８には、このサーボモータ２８の回転速度（回転数）を検出するロータリエンコーダ３１を付設する。

また、図３において、３２は射出成形機Ｍに備えるコントローラであり、格納した制御プログラム３２ｐにより本実施形態に係る計量方法における一連の制御（シーケンス制御）を実行することができる。一方、コントローラ３２には、上述したサーボモータ５，２８及びロータリエンコーダ６，３１をそれぞれ接続するとともに、ロータリブロック１９とスライドブロック１７間に介在させたロードセル（圧力検出器）３３を接続する。このロードセル３３によりスクリュ３が受ける圧力（樹脂圧）を検出することができる。さらに、コントローラ３２には、液晶表示器等を用いたディスプレイ７を接続する。

次に、このような射出成形機Ｍを用いた本実施形態に係る異常監視方法について、図３〜図５を参照しつつ図１及び図２に示すフローチャートに従って説明する。

本実施形態に係る異常監視方法は、計量工程における異常を検出、特に、計量工程においてリングバルブ２が完全に閉鎖されたか否かを射出工程の期間に検出を行う。

まず、計量工程が行われる（ステップＳ１）。計量工程の処理手順を図２に示すフローチャートに従って説明する。計量工程には、計量主処理工程Ｓａと計量後処理工程Ｓｂが含まれる。最初に計量主処理工程Ｓａが行われる。計量主処理工程Ｓａではコントローラ３２によりスクリュ回転用サーボモータ５が駆動制御（速度制御）される。これにより、サーボモータ５の回転は回転伝達機構２２を介してスクリュ３に伝達され、スクリュ３が正回転することにより、可塑化された溶融樹脂が加熱筒１３の内部におけるスクリュ３の前方に計量蓄積されるとともに、これに対応してスクリュ３が後退する（ステップＳ２１）。また、計量主処理工程Ｓａでは、スクリュ進退用サーボモータ２８が通電制御されることにより、スクリュ３に対する背圧制御が行われる（ステップＳ２１）。図５（ａ），（ｂ）には、スクリュ回転用サーボモータ５及びスクリュ進退用サーボモータ２８の動作状態をタイミングチャートにより示す。図５において、Ｘｏは計量開始位置，Ｖｍは計量主処理工程Ｓａにおけるスクリュ回転用サーボモータ５の回転速度をそれぞれ示す。一方、図４（ａ）は、計量主処理工程Ｓａにおけるスクリュ３の状態を示し、矢印Ｒｐはスクリュ３の回転方向（正回転方向）を示すとともに、矢印Ｆｆは溶融樹脂の相対移動方向を示す。

そして、スクリュ３が予め設定した計量終了位置Ｘｍまで後退することにより計量主処理工程Ｓａが終了する（ステップＳ２２）。図４（ｂ）は計量終了位置Ｘｍにおけるスクリュ３の状態を示している。この状態では、リングバルブ２に対してフライト３ｆ側の樹脂圧Ｐｆがノズルヘッド３ｈ側の樹脂圧Ｐｈよりも相対的に高い状態、即ち、Ｐｈ＜Ｐｆの状態にある。

次いで、計量後処理工程Ｓｂに移行する。計量後処理工程Ｓｂでは、最初に、リングバルブ２がバルブシート３ｒに当接する位置（タッチ位置）までスクリュ３を前進移動させる処理を行う（ステップＳ２３〜Ｓ２９）。この場合、スクリュ３は回転自由状態、即ち、外力により受動回転可能となるように切換えられるとともに、コントローラ３２によりスクリュ進退用サーボモータ２８が駆動制御される。この際の駆動制御は、圧力リミッタの付加された速度制御となり、サーボモータ２８の回転は、回転伝達機構３０及びボールねじ機構２４を介して運動変換され、スクリュ３を前進移動させる（ステップＳ２３，Ｓ２４）。図５（ｂ）において、Ｖｆはスクリュ３の前進移動時におけるスクリュ進退用サーボモータ２８の回転速度を示す。

また、コントローラ３２は、スクリュ３の前進移動の開始と同時に計時を開始するとともに、スクリュ３の受動回転による回転状態の監視（回転検出）を開始する（ステップＳ２３）。この場合、図４（ｃ）に示すように、スクリュ３の前進移動により、スクリュヘッド３ｈ側の溶融樹脂がフライト３ｆ側（矢印Ｆｒ方向）に逆流するとともに、この逆流によりスクリュ３は正回転に対して逆方向（矢印Ｒｒｓ方向）に受動回転する。したがって、この状態では、リングバルブ２に対してノズルヘッド３ｈ側の樹脂圧Ｐｈがフライト３ｆ側の樹脂圧Ｐｆよりも相対的に高くなり、Ｐｆ＜Ｐｈの関係になる。

そして、リングバルブ２は、逆流する溶融樹脂により後方に押されて後退変位するとともに、バルブシート３ｒに当接した位置（タッチ位置）で停止する。したがって、リングバルブ２は、事実上、このタッチ位置で閉鎖した状態となる（図４（ｄ）の位置参照）。この時点では、同時に溶融樹脂の逆流が止まるとともに、スクリュ３の受動回転も停止する。スクリュ３はこのような挙動を伴うため、コントローラ３２はスクリュ３の回転状態を監視し、スクリュ３の回転が停止状態になったなら、直ちにスクリュ３の前進移動を停止させる制御を行う（ステップＳ２５，Ｓ２６，Ｓ２７）。

この場合、スクリュ３の回転状態及び停止状態は、コントローラ３２により、サーボモータ５に付設したロータリエンコーダ６から得るエンコーダパルスＤｐを監視して行うことができる。具体的には、予め設定した監視時間内のパルス数が所定数になったり或いはパルス出力間隔が所定間隔（時間）になったなら停止状態と判断できる。したがって、停止状態とは完全に停止する場合のみならず所定の速度以下まで低下した状態をも含む概念である。そして、スクリュ３の停止状態を検出したなら、同時に計時をリセットする（ステップＳ２８）。

よって、このようなスクリュ前進処理を行うことにより、スクリュ３は、常に、リングバルブ２がバルブシート３ｒに当接するタッチ位置で正確に停止させることができる。また、このようなタッチ位置（停止状態）を、ロータリエンコーダ６から得るエンコーダパルスＤｐにより検出することにより、別途の検出器等は不要となり、既設の装備を利用して容易かつ低コストに実施できる利点がある。

ところで、スクリュ３の前進移動中に、リングバルブ２の一部が欠けたりリングバルブ２に異物が挟まるなどによる異常が発生することも考えられる。このような異常が発生した場合、スクリュ３の回転が正常に停止することなく無用に回転が継続する。そこで、本実施形態では、スクリュ３の前進移動の開始と同時に計時を開始し、予め設定した時間（判定時間）Ｔｓに達してもスクリュ３の停止状態を検出できないときは、第一エラー処理を行う（ステップＳ２５，Ｓ２９）。第一エラー処理としては、運転（動作）の停止処理やアラーム報知処理等を行うことができる。これにより、リングバルブ２の動作異常を速やかに検知し、かつ動作異常に対する対策を迅速に講じることができる。

次いで、スクリュ３を逆回転させる処理を行う。なお、スクリュ３の逆回転は上述したスクリュ３の停止状態の検出から直ちに行ってもよいし、所定の設定時間を経てから行ってもよい。この場合、コントローラ３２によりスクリュ回転用サーボモータ５が駆動制御（速度制御）される。これにより、スクリュ３は図４（ｄ）に示すように、矢印Ｒｒ方向へ能動的に逆回転する（ステップＳ３０）。図５（ａ）において、Ｖｒはスクリュ３の逆回転時におけるサーボモータ５の回転速度を示すとともに、θｓ，θｅはスクリュ３の角度を示している。逆回転させるスクリュ３の逆回転量は、成形機毎に任意に設定できるが、概ね１／４回転前後に設定できる。したがって、この場合には、図５（ａ）における（θｅ−θｓ）を概ね９０〔°〕前後に設定できる。また、スクリュ３の逆回転時には、コントローラ３２によりスクリュ進退用サーボモータ２８が駆動制御され、スクリュ３の前後方向位置が固定される位置制御が行われる。これにより、スクリュ３が逆回転してもスクリュ３の前後方向位置が固定されるため、計量した樹脂量の更なる変動防止及び計量精度の向上に寄与できる。図５（ａ）において、Ｘｄはスクリュ３を逆回転させた後のスクリュ位置（逆回転終了位置）を示している。

なお、スクリュ３を逆回転させる際における回転数（回転角）又は回転速度は、コントローラ３２に接続したディスプレイ７に表示することができる。このような表示を行うことにより、オペレータはリングバルブ２の動作状態を視覚的にも容易に把握することができる。そして、スクリュ３の逆回転が、設定した逆回転量（回転角）に達したならスクリュ３の回転を停止させる制御を行う（ステップＳ３１，Ｓ３２）。

ところで、スクリュ３の逆回転時には、スクリュ３の前後方向位置が固定されることから、図４（ｄ）に示すように、溶融樹脂に対して後方（矢印Ｆｉ方向）への圧力が付与される。この場合、スクリュ３を逆回転させる直前では、リングバルブ２に対してノズルヘッド３ｈ側の樹脂圧Ｐｈがフライト３ｆ側の樹脂圧Ｐｆよりも相対的に高い状態、即ち、Ｐｆ＜Ｐｈの状態にあるため、スクリュ３を逆回転させた後は、リングバルブ２に対してノズルヘッド３ｈ側の樹脂圧Ｐｈがフライト３ｆ側の樹脂圧Ｐｆよりも更に高い状態、即ち、Ｐｆ≪Ｐｈの状態になる。

一方、スクリュ３を逆回転させる処理が終了したなら、スクリュ３を予め設定したストローク（例えば、１〜２〔ｍｍ〕前後）だけ後退移動させて圧抜きを行うサックバック処理を行う（ステップＳ３３）。サックバック処理では、コントローラ３２によりサーボモータ２８が駆動制御（速度制御）され、スクリュ３が後退移動する。この場合、スクリュ３の後退ストロークは、圧抜きが完了する位置を考慮し、当該後退ストロークの終端をサックバック終了位置Ｘｓとして予め設定する。これにより、スクリュ３がサックバック終了位置Ｘｓに達すれば、スクリュ３の後退移動を停止し、サックバック処理を終了させるとともに、次の工程である射出工程に移行させる。図５において、Ｖｓはサックバック処理時におけるスクリュ進退用サーボモータ２８の回転速度、Ｘｓはサックバック終了位置をそれぞれ示し、このサックバック終了位置Ｘｓは射出開始位置となる。なお、サックバック処理は、計量終了後、スクリュ３を予め設定した僅かなストロークだけ後退させて圧抜きを行い、型開き時の樹脂圧による弊害、即ち、低粘度樹脂による所謂鼻ダレ現象や高粘度樹脂による成形スプルからの所謂糸引き現象等の発生を防止する処理である。

図４（ｅ）は、このようなサックバック処理を行った後におけるスクリュ３の状態を示し、リングバルブ２に対してノズルヘッド３ｈ側の樹脂圧Ｐｈがフライト３ｆ側の樹脂圧Ｐｆよりも相対的にやや高い状態かほぼ同じ状態、即ち、Ｐｆ＜Ｐｈの状態かＰｆ≒Ｐｈの状態にある。したがって、サックバック処理を行っても、サックバック処理の前に、リングバルブ２に対して前方（スクリュヘッド３ｈ側）の樹脂圧Ｐｈを後方（フライト３ｆ側）の樹脂圧Ｐｆよりも常に高くした状態でリングバルブ２を閉鎖できるため、この後のサックバック処理によりリングバルブ２が再度開いてしまう弊害を排除できる。これにより、射出開始の前にリングバルブ２を安定に閉鎖することができる。

以上により計量工程Ｓ１が終了し、次いで射出工程Ｓｉが行われる。ところで、計量工程Ｓ１において、リングバルブ２を閉鎖するための計量後処理工程Ｓｂを行っても、実際のリングバルブ２の状態、即ち、リングバルブ２が完全に閉鎖状態になっているか否かは不明である。このため、射出工程の期間に、リングバルブ２が完全に閉鎖されたか否かを検出する（ステップＳ６〜Ｓ９）。なお、射出工程では、スクリュ３を回転自由状態、即ち、外力により受動回転可能となるように切換えられる。また、トルクリミッタによりスクリュ３の回転に対するトルク制限が行われる。このようなトルク制限を行うことにより、スクリュ３やリングバルブ２の耐久性や挙動に基づく安全性を高めることができる。即ち、リングバルブ２が万が一閉鎖していない場合、高速回転する可能性があり、トルクリミッタによりスクリュ３の回転速度を制限することにより、この際におけるスクリュ３やリングバルブ２の破損を回避することができる。

射出工程Ｓｉでは、コントローラ３２によりスクリュ進退用サーボモータ２８が駆動制御される。これにより、スクリュ３が前進移動する（ステップＳ３，Ｓ４）。また、射出工程Ｓｉの開始からスクリュ３の回転角度を回転量Ｒｄとして検出する（ステップＳ３，Ｓ６）。この場合、回転量Ｒｄは、スクリュ３を回転させるスクリュ回転用サーボモータ５に付設したロータリエンコーダ６から得るエンコーダパルスＤｐにより検出する。このロータリエンコーダ６を利用することにより、別途の検出器等は不要となり、既設の装備を利用して容易かつ低コストに実施できる。

一方、コントローラ３２には予め設定量Ｒｓを設定する。即ち、リングバルブ２が完全に閉鎖されているか否かを判定するためのスクリュ３の回転角度（回転量Ｒｄ）に対する設定値（回転角度）を設定量Ｒｓとして設定する。この場合、設定量Ｒｓは、０．０５〜０．５〔゜〕の角度範囲から選定、望ましくは０．１〔゜〕程度に選定する。この角度範囲から選定することにより、各種成形機或いは各種成形条件の下において本発明に係る異常監視方法を的確に実施できる利点がある。

そして、コントローラ３２では、検出された回転量Ｒｄと設定量Ｒｓの比較処理を行う（ステップＳ７）。この際、回転量Ｒｄがほとんど検出されずに設定量Ｒｓ以下であれば、リングバルブ２は完全に閉鎖されているものと判定する（ステップＳ８）。これに対して、回転量Ｒｄが設定量Ｒｓを越えたなら、リングバルブ２の閉鎖が不完全と判定して異常処理を行う（ステップＳ９）。この場合、樹脂状態などによる何らかの異常挙動が考えられるとともに、少なくとも逆流が発生することにより樹脂の充填量が変動（減少）している可能性が高いため、この際の異常処理は、成形品に対する良否判別処理と同様の処理を行う。したがって、このショットにおいて成形された成形品は不良品として処理する。このような良否判別処理に利用することにより、良否判別処理の容易化に寄与できるとともに、他の良否判別処理と併用すれば、より信頼性の高い良否判別を行うことができる。

なお、リングバルブ２の閉鎖が不完全であると判定する異常処理が、例えば、３回（一般的にはＮ回）以上継続して発生した場合には、第二エラー処理を行うことができる（ステップＳ１０，Ｓ１１）。この場合、リングバルブ２の破損や異物詰まり等による動作異常が考えられるため、運転（動作）の停止処理やアラーム報知処理等を行う。これにより、リングバルブ２の動作異常を速やかに検知し、かつ動作異常に対する対策を迅速に講じることができる。そして、スクリュ３が設定された射出時間に達すれば、射出工程Ｓｉは終了する（ステップＳ５）。

よって、このような本実施形態に係る異常監視方法によれば、射出工程Ｓｉの開始からスクリュ３の回転量Ｒｄを検出し、検出した回転量Ｒｄが設定量Ｒｓを越えたなら異常処理（ステップＳ９）を行うようにしたため、リングバルブ２の閉鎖の有無をより直接的に検出することができ、リングバルブ２が完全に閉鎖されているか否かに対する信頼性及び安定性の高い監視を行うことができる。また、従来のようなスクリュ内部の伝達手段やスクリュ後部の位置検出手段などの別途の構成が不要のため、実施の容易化、更には構造の簡略化（単純化）により部品コスト及び製造コストに係わる大幅なコストダウンを図れるとともに、成形機全体の小型化にも寄与できる。

以上、最良の実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成，形状，数量，数値，手法等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。

例えば、逆流防止バルブ２としてリングバルブを例示したが必ずしもリングバルブに限定されるものではない。また、スクリュ３の回転量Ｒｄを検出する手段として、ロータリエンコーダ６から得るエンコーダパルスＤｐを利用する場合を例示したが、他の検出方法を排除するものではない。さらに、異常処理を行うに際し、成形品を良否判別処理における不良品として処理する場合を示したが、アラーム報知処理等の他の処理に置換し、或いは併用してもよい。一方、計量後処理工程Ｓｂでは、計量主処理工程Ｓａの終了後、スクリュ３を回転自由状態にして前進移動させるとともに、この前進移動時におけるスクリュ３の回転状態を監視し、スクリュ３の回転が停止状態になったならスクリュ３を所定の逆回転量だけ逆回転させる処理、更にはスクリュ３を逆回転させた後、スクリュ３を所定ストロークだけ後退移動させるサックバック処理を含ませたが、これらの処理を含ませるか否かは任意である。

本発明の最良の実施形態に係る射出成形機の異常監視方法の処理手順を示すフローチャート、 同異常監視方法を実施する計量工程の処理手順を示すフローチャート、 同異常監視方法を実施できる射出成形機の一部断面平面図、 同異常監視方法を実施する際のスクリュの状態を示す作用説明図、 同異常監視方法を実施する際のスクリュ回転用サーボモータ及びスクリュ進退用サーボモータの動作状態を示すタイミングチャート、

符号の説明

２：逆流防止バルブ，３：スクリュ，５：スクリュ回転用サーボモータ，６：ロータリエンコーダ，Ｍ：射出成形機，Ｓａ：計量主処理工程，Ｓｂ：計量後処理工程，Ｓｉ：射出工程，Ｓ９：異常処理，Ｄｐ：エンコーダパルス

Claims (7)

1. 先端部に逆流防止バルブを設けたスクリュを正回転させて計量を行う計量主処理工程と、この計量主処理工程の終了後、前記逆流防止バルブを閉鎖するための計量後処理を行う計量後処理工程とを含む計量工程における異常を監視する射出成形機の異常監視方法において、前記計量後処理工程の終了後、前記スクリュを回転自由状態にして前進移動させる射出工程を行うとともに、この射出工程の開始から前記スクリュの回転量を検出し、検出した回転量が少なくとも予め設定した設定量を越えたなら異常処理を行うことを特徴とする射出成形機の異常監視方法。
2. 前記回転量を前記スクリュの回転角度により検出する際に、前記設定量を０．０５〜０．５〔゜〕の角度範囲から選定することを特徴とする請求項１記載の射出成形機の異常監視方法。
3. 前記回転量は、前記スクリュを回転させるスクリュ回転用サーボモータに付設したロータリエンコーダから得るエンコーダパルスにより検出することを特徴とする請求項１又は２記載の射出成形機の異常監視方法。
4. 前記異常処理は、成形品を良否判別処理により不良品として処理することを特徴とする請求項１記載の射出成形機の異常監視方法。
5. 前記計量後処理工程では、前記計量主処理工程の終了後、前記スクリュを回転自由状態にして前進移動させるとともに、この前進移動時における前記スクリュの回転状態を監視し、前記スクリュの回転が停止状態になったなら前記スクリュを所定の逆回転量だけ逆回転させることを特徴とする請求項１記載の射出成形機の異常監視方法。
6. 前記計量後処理工程には、前記スクリュを逆回転させた後、前記スクリュを所定ストロークだけ後退移動させるサックバック処理を含むことを特徴とする請求項１記載の射出成形機の異常監視方法。
7. 前記射出工程では、トルクリミッタによりスクリュの回転に対するトルク制限を行うことを特徴とする請求項１記載の射出成形機の異常監視方法。

Images