JP2008074114A - 射出成形機の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 成形品精度の向上を実現できる射出成形機の制御方法を提供する。
【解決手段】 本発明による射出成形機の制御方法においては、スクリュを前進させて樹脂の金型のキャビティ内への充填を開始し、前記キャビティ内で樹脂が満杯になる手前より、前記樹脂の圧縮性を利用して前記キャビティ内を充満させることを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は射出成形機の制御方法に関する。

射出成形において成形品の精度を決める要素として、充填・保圧工程の射出圧のプロファイルによるものが大きいことが知られている。薄肉成形品の場合、特にＶ／Ｐ切換（射出工程から保圧工程への切換）前後の射出圧の違いにより、ショート、ヒケ、バリ、ソリ等の成形不良現象が発生してしまう。特に、バリ発生の原因である過充填は、金型破損の直接的な原因でもあり、もっとも嫌う成形不良現象である。

上述の不良現象を回避させるための成形条件としては、Ｖ／Ｐ切換位置設定、射出速度設定、保圧圧力設定等があるが、それぞれの設定が相互に複雑に影響し合うので、良好な成形条件を見出だすには熟練者でも非常に煩雑な作業を必要とする。

一方、金型内に設置した型内圧センサの検出値を用いてＶ／Ｐ切換を行ったとしても（いわゆる、型内圧Ｖ／Ｐ切換）、Ｖ／Ｐ切換後の保圧設定を決めるのは容易ではない。

図３に従来の射出・保圧工程のスクリュ速度、ゲート圧力、スクリュ位置、射出圧の挙動を示す。通常、保圧工程の制御は圧力、時間の設定により行われている。

しかし、金型キャビティ内の樹脂の振る舞いは、ゲート等で圧縮された樹脂がキャビティ内で開放する時に起こる体積増加等があり、保圧工程における保圧圧力（スクリュヘッド部の圧力）を変更したとしてもスクリュヘッドからキャビティまでのノズル内流路、スプール及びランナ内の樹脂体積によりキャビティ内の樹脂には影響が少ない。

一方、以下のような射出成形方法が提案されている。射出工程開始後、スクリュが前進して設定位置に到達した時、その設定位置にスクリュを設定時間だけ静止させる。あるいはまた、射出工程開始後、射出シリンダ内圧力が設定圧力に達した時、その到達時点での位置に、設定時間だけスクリュを静止させる（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−２９９８５０号公報（第２頁、図３）

しかしながら、上記のような方法では、成形サイクル毎にスクリュ位置や、射出シリンダ内圧力にはばらつきが生じ易いために、精度の良い成形品を安定して成形することが難しい。

そこで、本発明の課題は、成形品精度の向上を実現できる射出成形機の制御方法を提供することにある。

本発明による射出成形機の制御方法は、スクリュを前進させて樹脂の金型のキャビティ内への充填を開始し、前記キャビティ内で樹脂が満杯になる手前より、前記樹脂の圧縮性を利用して前記キャビティ内を充満させることを特徴とする。

本発明による制御方法においては、前記キャビティ内を充満させた後保圧工程に移行することを特徴とする。

また、本発明による制御方法においては、前記樹脂の圧縮性を利用した前記キャビティ内への充填の間、前記スクリュはスクリュ位置を維持することを特徴とする。

更に、本発明による制御方法においては、前記スクリュ位置の維持時間は、０．５（ｓｅｃ）以下であることを特徴とする。

本発明によれば、精度の良い成形品を安定して成形することができる。

本発明による制御方法は、溶融樹脂の特性（弾性体としての圧縮性）を利用した成形方法であるとも言え、これについては後述される。

図１は、本発明が適用される油圧式射出成形機の概略構成を示す。油圧式の射出装置側においては、スクリュ駆動用シリンダ１１で射出軸（図示省略）を介して加熱シリンダ２０内のスクリュ１２を駆動する。つまり、シリンダ駆動用サーボ弁１３によりスクリュ駆動用シリンダ１１への作動油の流入、流出を制御することによりスクリュ１２を前進、後退、停止させることができる。シリンダ駆動用サーボ弁１３はスクリュ駆動用シリンダ１１と油圧源１４、作動油タンク１５との間の油圧経路を切り換えるものである。油圧配管には射出圧センサ１６、１７が設けられ、スクリュ１２と一体に動く可動部にはスクリュ位置センサ１８が設けられる。

一方、型締装置側においては、固定プラテン２１に固定金型２２が取り付けられ、可動プラテン２３には可動金型２４が取り付けられている。本形態では、金型の型内圧を検出するために、金型のキャビティ面に型内圧センサ２５が設けられている。型内圧センサは、ランナ部あるいはゲートに設けられても良く、いずれの場合も検出される圧力は型内圧と呼ぶこととする。

本制御方法では、図示しない制御装置が射出圧センサ１６、１７、スクリュ位置センサ１８、型内圧センサ２５等の各種センサからの検出信号を受けて、シリンダ駆動用サーボ弁１３を制御することで以下の制御方法を実行する。

次に、本制御方法による制御動作について説明する。以下では、１サイクル当たりの成形動作のうち、本発明にかかわる制御動作部分のみを重点的に説明する。

本形態による制御方法では、射出工程開始後、金型内に設置した型内圧センサ２５により得られた圧力が、あらかじめ設定された圧力（以下、スクリュ位置制御開始型内圧と呼ぶ）に到達したら、その時点のスクリュ位置にスクリュを維持するスクリュ位置制御を行い、あらかじめ設定されたスクリュ位置制御時間の経過後、従来の保圧工程に移行する。つまり、本制御方法では、従来のＶ／Ｐ切換は無いと言える。

図２に、本発明を適用した場合の射出工程・スクリュ位置制御工程・保圧工程を含む成形動作におけるスクリュ速度、型内圧力、スクリュ位置、射出圧の挙動を示す。ここで、使用した樹脂は溶融状態では高い圧縮性の特性を示し、型内圧センサはランナ部に配置した場合を示している。従って、図２に示された型内圧力はランナ部の圧力を示している。

射出圧センサ１６、１７の検出信号に基づく充填工程開始後、ランナ部の圧力がキャビティ内で樹脂が満杯状態になるわずか手前で設定されている型内圧（スクリュ位置制御開始型内圧）に達すると、スクリュ位置センサ１８、型内圧センサ２５の検出信号を用いてスクリュ位置制御を行うことにより、その時点のスクリュ位置を維持しキャビティ内の過充填を防止することができ、キャビティ内におけるゲートから遠方の箇所で生じるバリの発生を防止することができる。言い換えれば、スクリュの位置を維持した状態ではキャビティ内でちょうど樹脂が充満して満杯状態となっている。

その後、あらかじめ設定された時間が経過すると、スクリュ位置制御が解除、つまりスクリュの位置保持が解除され、再び射出圧センサ１６、１７の検出信号に基づく圧力制御による保圧工程に移行する。この保圧工程への移行により、スクリュは一旦後退する場合もあるが、圧力制御にて型内に所定の圧力を与える保圧工程の作用により射出圧が一定に維持される。

なお、スクリュ位置保持を開始するための型内圧や、位置保持を維持し保圧工程へ移行するまでの時間等は、成形条件出しにおいて良好な成形品が得られた時の値が採用される。また、スクリュ位置制御時間は、薄肉成形品の場合、通常０．５（ｓｅｃ）以下の値である。

上記のように、スクリュ位置制御のために型内圧センサを採用すると、成形サイクル毎の型内圧のばらつきも小さいので、精度の良い成形品を安定して成形することが可能となる。

本発明は、図１で説明したような油圧式射出成形機に限らず、電動式射出成形機へも適用可能であることは言うまでも無い。

本発明が適用される油圧式射出成形機の概略構成を示す。 本発明を適用した場合の射出工程・スクリュ位置制御工程・保圧工程を含む成形動作におけるスクリュ速度、型内圧力、スクリュ位置、射出圧の挙動を示す。 従来の射出・保圧工程のスクリュ速度、ゲート圧力、スクリュ位置、射出圧の挙動を示す。

符号の説明

１１ スクリュ駆動用シリンダ
１２ スクリュ
１３ シリンダ駆動用サーボ弁
１４ 油圧源
１５ 作動油タンク
１６、１７ 射出圧センサ
１８ スクリュ位置センサ
２０ 加熱シリンダ
２１ 固定プラテン
２２ 固定金型
２３ 可動プラテン
２４ 可動金型
２５ 型内圧センサ

Claims (4)

1. スクリュを前進させて樹脂の金型のキャビティ内への充填を開始し、
   前記キャビティ内で樹脂が満杯になる手前より、前記樹脂の圧縮性を利用して前記キャビティ内を充満させることを特徴とする射出成形機の制御方法。
2. 請求項１に記載の制御方法において、前記キャビティ内を充満させた後保圧工程に移行することを特徴とする射出成形機の制御方法。
3. 請求項１あるいは２に記載の制御方法において、前記樹脂の圧縮性を利用した前記キャビティ内への充填の間、前記スクリュはスクリュ位置を維持することを特徴とする射出成形機の制御方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の制御方法において、前記スクリュ位置の維持時間は、０．５（ｓｅｃ）以下であることを特徴とする射出成形機の制御方法。

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