JP2008087190A

JP2008087190A - 射出成形機の射出制御装置と射出制御方法

Info

Publication number: JP2008087190A
Application number: JP2006267546A
Authority: JP
Inventors: Masanori Aso; 昌規麻生
Original assignee: YAMASHIRO SEIKI SEISAKUSHO KK; Sanjo Seiki Seisakusho KK
Current assignee: YAMASHIRO SEIKI SEISAKUSHO KK; Sanjo Seiki Seisakusho KK
Priority date: 2006-09-29
Filing date: 2006-09-29
Publication date: 2008-04-17

Abstract

【課題】１サイクルの射出工程で形状の異なる成形品を加工する場合に、成形条件が異なっても安定した成形品を加工することができるようにする射出成形機の射出制御装置と射出制御方法を提供する。
【解決手段】シリンダ２内の樹脂材料を射出するに先立って成形品に応じた射出条件を設定し、プレ射出を行って樹脂圧力を上昇させた状態のスクリュ３の位置を射出の基点Ｏ_１とし、この基点Ｏ₁から所定位置までスクリュ３を移動させて射出を行う。当該成形品の成形加工が終了した後、金型６を交換し、該金型による成形品の射出条件を設定し、プレ射出により樹脂圧力を所定の圧力とし、当該時のスクリュ３の位置を射出の基点Ｏ_２として射出成形する。金型６のそれぞれにバブルノズルを具備させておくことにより、射出条件への対応を容易に行えるようにする。
【選択図】図１

Description

この発明は、形状等の異なる複数種の成形品を一度のサイクルで射出成形するための射出成形機の射出制御装置と射出制御方法に関する。

射出成形機は、シリンダ中で可塑化された樹脂などの成形材料を加圧してノズルから金型内に射出する射出装置を備えており、例えばスクリュ式射出装置では、スクリュがシリンダ内を後退して成形材料が計量され、このときスクリュの回転によって成形材料が混練され発熱すると共に、シリンダを加熱することにより可塑化され、所定の成形材料がシリンダに充填されたならば、スクリュを前進させてシリンダ先端のノズルから金型内に射出する。

この種の射出装置で成形材料を計量するには、スクリュがシリンダ内の先端に位置した状態、すなわちシリンダ内に成形材料が存しない状態を基点とし、スクリュを後退させながら成形材料を供給し、スクリュが所定の位置まで後退した状態で所定の量の成形材料が充填されたとしている。そして、計量完了後に射出してシリンダ内に充填された成形材料を金型内に射出することにより、所定の量の成形材料が射出される。

他方、特許文献１には金型が所定間隔開いているときに可塑物を供給し射出圧縮成形機の射出量制御方法が開示されている。この射出量制御方法は、加熱シリンダの先端部に有するバルブを経て、固定金型および可動金型内のキャビティ内に溶融樹脂を逆流防止リング付きスクリュの前進により射出量を決める射出成形機の射出量制御方法において、バルブを閉じたままスクリュを前進させて逆流防止リングをスクリュに当接するとともに、加熱シリンダ内の溶融樹脂の圧力を所定圧力まで上昇させ、このスクリュの前進位置（あるいは時間）を射出量の原点とし、さらにスクリュを前進させ溶融樹脂を射出したときのスクリュの前進位置より溶融樹脂の射出量を決めるようにしたものである。

特開平５−２２０８０１

ところで、射出成形機の利点として材料替えや色替えの操作が容易である点が上げられるが、この利点に着目して形状の異なる数種類の成形品を小ロットで成形加工することが要求されている。特に、材料樹脂が共通で、形状等が異なる場合には、射出条件等を変更することに対応が容易である。

しかしながら、前述したように計量の基点をシリンダ内におけるスクリュの前進端とした場合には、計量される樹脂材料の性状が計量毎に異なるおそれがある。この基点を前進端とした場合で、種々の形状の製品を成形加工する場合には、シリンダ先端にバルブを設け、成形品に応じてこのバルブの開度を調整したり、スクリュの速度を調整して射出速度を調整する必要があるが、樹脂材料の性状が異なる場合に、射出量をスクリュの移動量として決定すると、一定の射出圧力を得ることができず、成形品にばらつきが生じるおそれがある。

また、特許文献１に記載された射出量制御方法では、一度のサイクルで計量された樹脂材料を金型内に射出するものであるため、種々の形状の成形品を加工することはできない。

そこで、この発明は、一度のサイクルで種々の形状の成形品を安定して加工することができる射出成形機の射出制御装置と射出制御方法を提供することを目的としている。

前記目的を達成するための技術的手段として、この発明に係る射出成形機の射出制御装置と射出制御方法は、シリンダ内に配したスクリュを回転させながら後退させて樹脂材料の計量を行い、このスクリュを前進させてシリンダ先端に配したノズルから樹脂材料を射出する射出成形機の射出制御装置において、前記スクリュの位置を検出する位置検出手段と、シリンダ内の樹脂材料圧力を検出する圧力検出手段とを備え、金型を順次交換しながら、当該金型による成形品に応じた樹脂圧力となるまでスクリュを前進させてプレ射出を行い、所定の樹脂圧力となる位置を射出の基点として当該成形品に応じた量で射出を行い、金型を交換した後、プレ射出と基点の設定、射出工程を、初期計量の樹脂材料が射出されるまで繰り返すことを特徴としている。

１サイクルで形状等の異なる成形品を射出成形するために、成形品ごとに金型を交換するようにするためで、成形品に応じて射出条件が異なる場合に、それぞれの成形品の加工前にプレ射出を行って樹脂材料の圧力を当該成形品に応じた大きさとし、樹脂圧力に達した状態におけるスクリュの位置を射出の基点とすることにより、この基点からのスクリュの移動量で射出量を調整する。すなわち、前記位置検出手段でスクリュの位置を検出して基点の設定と移動量の調整を行い、前記圧力検出手段で樹脂圧力を検出して、成形品に応じて射出条件を調整するものである。

また、請求項２の発明に係る射出成形機の射出制御装置は、前記金型のそれぞれにはバルブノズルを具備させてあり、プレ射出時にはこのバルブノズルを閉鎖することを特徴としている。

前記シリンダのノズルに開閉するバルブを配しても構わないが、成形品の形状等に応じて射出条件が大きく異なる場合にはそれぞれの金型ごとにバルブを備えさせて射出条件への対応をより簡便に行えるようにしたものである。

また、請求項３の発明に係る射出成形機の射出制御方法は、シリンダ内に配したスクリュを回転させながら後退させて樹脂材料の計量を行い、このスクリュを前進させてシリンダ先端に配したノズルから樹脂材料を射出する射出成形機の射出制御方法において、プレ射出を行って所定の樹脂圧力に調整した位置を射出の基点として設定して所定量の射出を行い、金型を交換した後、プレ射出と基点の設定、射出工程を繰り返して複数種の金型に対応させて成形品を加工することを特徴としている。

異なる形状の成形品を１サイクルで射出成形するための方法で、金型を交換するたびごとにプレ射出を行って樹脂材料の圧力を調整すると共に基点を設定する。この基点からスクリュを移動させることにより射出量を調整するようにしたものである。

また、請求項４の発明に係る射出成形機の射出制御方法は、前記金型のそれぞれにはバルブノズルを具備させてあり、プレ射出時にはこのバルブノズルを閉鎖することを特徴としている。

成形品の形状等の変更により射出条件が大きく変更する場合には、シリンダのノズルに設けたバルブでは対応できない場合があり、そのため、金型ごとにバルブを備えさせて、射出条件の変更に簡便に対応できるようにしたものである。

以下、図示した好ましい実施の形態に基づいて、この発明に係る射出成形機の射出制御装置と射出制御方法を具体的に説明する。

図３はこの発明に係る射出成形機の射出制御装置の概略の構成を示すブロックズで、射出成形機１は、シリンダ２内に進退可能で回動可能にスクリュ３が配されている。シリンダ２の後部には樹脂材料Ｍが貯留されるホッパ４が配されて、このホッパ４からシリンダ２内に樹脂材料Ｍが供給されるようにしてある。シリンダ２の先端部にはノズル５が設けられ、このノズル５に金型６が接続されて、金型６のキャビティに樹脂材料が射出される。なお、ノズル５には開閉用のバルブが設けられているバルブノズルとしても構わない。また、金型６には金型駆動シリンダ７が連繋させてあり、この駆動シリンダ７の作動によって型締めと型開きが行われる。

前記スクリュ３は、後端部に連繋されたスクリュ駆動シリンダ８の作動により進退する。また、スクリュ駆動シリンダ８の後部にはスクリュ回動機構９が設けられており、このスクリュ回動機構９の作動によってスクリュ３が回動される。また、前記シリンダ２には加熱装置10が設けられており、シリンダ２の内部を加熱して樹脂材料の可塑化の促進が図られている。

前記スクリュ３の駆動や加熱装置10の作動等はCPU11を主体として構成された制御装置により制御されている。前記スクリュ駆動シリンダ８のピストン8aの位置を検出する位置センサ12が設けられており、このピストン8aの位置を検出することによりスクリュ３の位置が検出されるようにしてある。検出されたスクリュ３の位置データは信号線21を介して前記CPU11に入力される。また、シリンダ２の駆動圧力を制御する圧力制御弁13の駆動信号と圧力信号とが信号線22を介してCPU11とので交換され、背圧を制御することによりシリンダ２内の樹脂材料Ｍの圧力が調整される。また、CP11からスクリュ駆動シリンダ８に対して信号線23を介して計量信号が送出されて、スクリュ３の進退距離が調整されると共に、信号線24を介して速度信号が送出されてスクリュ３の前進速度が調整される。CPU11から前記加熱装置10に対して信号線25を介して温度信号が送出されて、加熱装置10によりシリンダ２の加熱温度が調整される。また、金型温度データと金型内樹脂圧力データとが、それぞれ信号線26と信号線27を介してCPU11に入力されている。

以上により構成されたこの発明に係る射出成形機の射出制御装置と射出制御方法の作用、図２に示すフローチャートを参照して説明する。

射出工程が開始されると、樹脂材料Ｍの計量が開始される（ステップ２０１）。前記ホッパ４から樹脂材料Ｍを供給しながらスクリュ３を回転させると、供給された樹脂材料Ｍがシリンダ２内を前部側に押動され、シリンダ２内の前部側に滞留することになる。このため、スクリュ３は樹脂材料Ｍに押動されてシリンダ２内を後退する。この後退に伴われて前記スクリュ駆動シリンダ８のピストン8aも後退して前記位置センサ12によって、該ピストン8aを介してスクリュ３の位置が検出される。スクリュ３が所定位置まで後退したか否かが判断され（ステップ２０２）、所定位置に後退するまで樹脂材料Ｍが供給される。所定位置までスクリュ３が後退したならば、所定量の樹脂材料Ｍがシリンダ２に滞留されたこととなり、計量が終了する。計量の終了によって（ステップ２０２／Ｙ）、射出条件が設定される（ステップ２０３）。

前記設定される射出条件は、その時点でセットされている金型６により成形される成形品に応じたものである。そして、スクリュ３を前進させてプレ射出、すなわちプレ射出が実行される(ステップ２０４)。このプレ射出によって前記射出条件に応じて設定された（ステップ２０３）樹脂圧力となるまでスクリュ３を前進させる。樹脂圧力が所定の圧力となった状態でスクリュ３の前進を停止してプレ射出を終了する。そして、図１(ａ)に示すように、このスクリュ３の位置を射出の基点Ｏ₁として設定する（ステップ２０５）。次いで、スクリュ３をこの基点Ｏ₁から所定の位置まで前進させて樹脂材料Ｍを金型６に射出して所望の製品を成形加工する（ステップ２０６）。このとき、スクリュ３の移動量によって射出量を調整し、所定量の樹脂材料Ｍが射出される位置まで移動させる（ステップステップ２０７）。射出が完了したならば（ステップ２０７／Ｙ）、当初にシリンダ２に充填された樹脂材料Ｍの全てが射出されたか否かを判断し（ステップ２０８）、完了していない場合には金型６を交換してステップ２０３に戻り、交換された金型６で成形する製品に応じた射出条件を設定して、図１(ｂ)に示すように、プレ射出（ステップ２０４）と射出の基点Ｏ₂の設定（ステップ２０５）、この基点Ｏ₂から所定距離でスクリュ３を移動させて所定量の樹脂材料Ｍを射出する。

すなわち、当初に充填された樹脂材料Ｍが全て射出されるまで、金型６を交換しながら射出を行い、金型６が交換されるごとに、当該金型６により成形される成形品に応じた射出条件を設定し、設定された樹脂圧力となったスクリュ３の位置を基点にして、この基点からのスクリュ３の移動量で射出量を決定するものである。したがって、常に射出の基点が設定されることにより、その時点の成形品に応じた射出条件で安定した射出を行える。

前記ステップ２０４で実行されるプレ射出時には、前記ノズル５をバルブノズルとする場合には、樹脂圧力の上昇により開放されて射出されるが、樹脂材料Ｍの射出速度等がほぼ一定となってしまい、形状に大きな変更がない成形品を成形加工する場合には十分である。しかし、形状等が異なって射出条件が異なる場合には不都合である。このような場合には、金型６ごとにバルブノズルを具備させて、プレ射出時には閉鎖され、樹脂圧力が所定の大きさとなった状態で開放するようにしてあれば、成形品に応じた射出条件に容易に対応できるので好ましい。

この発明に係る射出成形機の射出制御装置と射出制御方法によれば、射出成形機の１サイクルで形状の異なる成形品を容易に、しかも安定した加工をすることができるので、種々の形状の小ロット製品や関連部品を一連で成形加工する場合に有利となる。

この発明に係る射出成形機の射出制御装置と射出制御方法によるスクリュの動作を説明する概略図である。この発明に係る射出成形機の射出制御装置と射出制御方法による作動を説明するフローチャートである。この発明に係る射出成形機の射出制御装置の概略の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１射出成形機
２シリンダ
３スクリュ
４ホッパ
５ノズル
６金型
７金型駆動シリンダ
８スクリュ駆動シリンダ
8a ピストン
９スクリュ回動機構
10 加熱装置
11 CPU（制御装置）
12 位置センサ
13 圧力制御弁
Ｍ樹脂材料

Claims

シリンダ内に配したスクリュを回転させながら後退させて樹脂材料の計量を行い、このスクリュを前進させてシリンダ先端に配したノズルから樹脂材料を射出する射出成形機の射出制御装置において、
前記スクリュの位置を検出する位置検出手段と、
シリンダ内の樹脂材料圧力を検出する圧力検出手段とを備え、
金型を順次交換しながら、
当該金型による成形品に応じた樹脂圧力となるまでスクリュを前進させてプレ射出を行い、所定の樹脂圧力となる位置を射出の基点として当該成形品に応じた量で射出を行い、金型を交換した後、プレ射出と基点の設定、射出工程を、初期計量の樹脂材料が射出されるまで繰り返すことを特徴とする射出成形機の射出制御装置。
前記金型のそれぞれにはバルブノズルを具備させてあり、プレ射出時にはこのバルブノズルを閉鎖することを特徴とする請求項１に記載の射出成形機の射出制御装置。
シリンダ内に配したスクリュを回転させながら後退させて樹脂材料の計量を行い、このスクリュを前進させてシリンダ先端に配したノズルから樹脂材料を射出する射出成形機の射出制御方法において、
プレ射出を行って所定の樹脂圧力に調整した位置を射出の基点として設定して所定量の射出を行い、金型を交換した後、プレ射出と基点の設定、射出工程を繰り返して複数種の金型に対応させて成形品を加工することを特徴とする射出成形機の射出制御方法。
前記金型のそれぞれにはバルブノズルを具備させてあり、プレ射出時にはこのバルブノズルを閉鎖することを特徴とする請求項３に記載の射出成形機の射出制御方法。