JP2009208412A - 射出成形機の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】固定型・可動型が熱膨張しても固定型と可動型との間の間隙が変化しないようにする制御方法を提供することを目的とする。
【解決手段】可動型５を型閉じし、型位置センサ８で位置検出する可動盤６を可動型５と固定型４との間隙が間隙Ｇとなるような目標位置Ａに位置決めし、射出に続く成形工程を実行するとともに、成形開始の成形サイクルの可動盤６位置決め時に型間隙センサ７で検出した位置決め位置の記憶値Ｂから、現成形サイクルの可動盤６位置決め時に型間隙センサ７で検出した位置決め位置の記憶値Ｃを減算して補正量を求め、次の成形サイクルの型閉じまでの間に前記目標位置Ａ及び／又は型閉完了位置の目標位置Ｄを前記補正量で補正する。
【選択図】図１

Description

本発明は、射出成形機における射出開始時の可動型と固定型との間隙を制御する方法に関するものである。

図１に示す射出成形機１１で射出圧縮成形を行う場合には、型駆動手段９は、可動盤６を固定盤３に向けて移動させ、固定型４と可動型５とが間隙Ｇをもって対向する位置で可動盤６を停止させる。その状態で、射出装置２は、間隙Ｇだけ開いて容積が大きくなったキャビティへ溶融材料を射出する。溶融材料は、間隙Ｇが形成されていることにより、キャビティ内を極めて容易に流動する。所定量の溶融材料がキャビティへ射出された後、型駆動手段９は、可動盤６を固定盤３側へ押圧して固定型４と可動型５を圧締し、流動性を有する溶融材料をキャビティ内で圧縮・延展させてキャビティを溶融材料で充填させる。このような射出圧縮成形は、密着した固定型と可動型で形成されたキャビティを射出装置の射出力のみで溶融材料を充填させる射出成形では成形し得ない肉薄の成形品を成形することができる。しかしながら、成形品の肉厚が薄くなればなるほど間隙Ｇの値も小さくなる。例えば厚さ０．５ｍｍの導光板を射出圧縮成形する場合、間隙Ｇは０．１〜０．３ｍｍとなる。ところで、間隙Ｇは、可動盤６が停止する目標位置Ａと可動盤６の位置を検出する型位置センサ８の信号とが一致するように型駆動手段９を制御装置１０がフィードバック制御し可動盤６を位置決めして形成される。そのため、成形サイクルが続行して固定型４と可動型５の温度が上昇したときには、可動盤６が同じ目標位置Ａで位置決めされても間隙Ｇは固定型４と可動型５の熱膨張分小さくなる。この熱膨張の量は、前記導光板用の金型で例示すると、成形開始から２時間程度で０．１ｍｍ程である。このように、好ましい間隙Ｇが消滅する程までに間隙が減少する導光板の成形においては、良好な圧縮成形は不可能である。実際の成形では、型温度が安定するまで、状況を監視しつつ目標位置Ａの設定を絶えず修正しなければならない。

また、型駆動手段９がトグル機構である場合には、トグルが延びきった型閉完了時の可動盤６の位置に応じて圧締力が変化する。すなわち、固定型４と可動型５の温度が上昇して熱膨張したときには、可動盤６は固定型４と可動型５が熱膨張する前の同じ位置に位置決めしようとするため、熱膨張の距離だけタイバが余計に伸長し圧締力が増加してしまう。

このような金型の熱膨張による影響を自動的に補正する技術は、例えば、特許文献１に開示されている。特許文献１は、固定型に対して接近／離隔移動せしめられる可動型の位置を検出する型位置検出手段と、それら固定型および可動型の型厚寸法を記憶する型厚記憶手段と、該型厚記憶手段に記憶された型厚寸法を考慮しつつ前記型位置検出手段にて検出される可動型の位置に基づいて型閉および型締作動を制御する型閉・型締制御装置とを有する型締装置において、型締作動の完了を検出する型締完了確認手段と、該型締完了確認手段による型締作動の完了確認後に前記型位置検出手段によって検出された可動型の位置に基づいて、前記型厚記憶手段に記憶された型厚寸法を補正する型厚補正手段とを、設けたものである。しかしながら、特許文献１の技術は、型締完了時の可動型の位置に基づいて型厚寸法を補正するものであり、成形時に固定型と可動型とを密着させ型締完了させることのない射出圧縮成形を行う射出成形機には適用できない。
特開平７−１４８７４０号公報

本発明は、上記した問題を解決すべくなされたものであって、固定型・可動型が熱膨張しても固定型と可動型との間の間隙が変化しないようにする制御方法を提供することを目的とする。

本発明は、可動型を型閉じし、型位置センサで位置検出する可動盤を可動型と固定型との間隙が間隙Ｇとなるような目標位置Ａに位置決めし、射出に続く成形工程を実行するとともに、成形開始の成形サイクルの可動盤位置決め時に型間隙センサで検出した位置決め位置の記憶値Ｂから、現成形サイクルの可動盤位置決め時に型間隙センサで検出した位置決め位置の記憶値Ｃを減算して補正量を求め、次の成形サイクルの型閉じまでの間に前記目標位置Ａ及び／又は型閉完了位置の目標位置Ｄを前記補正量で補正する射出成形機の制御方法に関する。

本発明の射出成形機の制御方法によれば、固定型・可動型が熱膨張しても固定型と可動型との間の間隙が変化しないようにすることができる。

図面に基づいて、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明を実施する射出成形機の構成と制御機構を示す説明図である。図２は、本発明の制御方法を示す流れ図である。

射出成形機１１は、型締装置１、射出装置２及び制御装置１０からなる。型締装置１は、固定型４を取付ける固定盤３と、型駆動手段９により固定盤３に接近・離隔移動し可動型５を取付ける可動盤６と、油圧シリンダやトグル機構等からなり可動盤６に固着される型駆動手段９と、固定盤３と型駆動手段９との間に張設され可動盤６を遊挿して案内する図示しないタイバと、可動盤６の固定盤３に対する位置を検出する型位置センサ８と、固定型４と可動型５との間の間隙Ｇを検出する型間隙センサ７と、型位置センサ８や型間隙センサ７からの信号を入力して自身に備えた目標位置Ａ等の設定値とともに演算処理してそれを型駆動手段９や射出装置２を制御する信号として出力する制御装置１０とからなる。

型位置センサ８は、可動盤６の側面に取付けられ、固定型４と可動型５のそれぞれの型合わせ面の間隙Ｇを間接的に計測する。そして、制御装置１０は、型位置センサ８の検出する可動盤６の位置が間隙Ｇを形成させる可動盤６の停止目標位置Ａに一致するように型駆動手段９をフィードバック制御して可動盤６を位置決めする。型位置センサ８は、検出原理により光学スリット板式、磁気式、磁歪式、超音波式、抵抗体（ポテンショメータ）式、作動トランス式、等様々なものがあり、それぞれに回転式と直線式の何れか又は双方の方式のものがある。型位置センサ８としては、直線式のものが好ましいが、回転式のものであればラックとピニオンを用いて直線式に変換して使用することができる。型位置センサ８は、可動盤６の型開閉移動の全ストロークを検出し、型閉完了位置、型開完了位置はもとより型開閉移動速度を変速する位置等も検出・制御する。

型間隙センサ７は、固定型４と可動型５との型合わせ面の間隙Ｇを直接的に検出するものである。そのため、型間隙センサ７は、固定型４と可動型５の熱膨張による影響を避けるため、固定型４と可動型５との型合わせ面に可能な限り近い個所に設ける必要がある。そして、取付けの容易な点と１０ｍｍ以下の短距離における位置検出が要求されることから、型間隙センサ７は、非接触式の渦電流式が好適であり、例えばＫＥＹＥＮＣＥ社のＥＸ−５００型が採用可能である。ＥＸ−５００型変位センサは、直径８〜２２ｍｍ、長さ２５〜４１ｍｍの円筒状であり、簡単な取付け金具を用いて固定型４と可動型５の上下面又は側面に容易に取付けることができる。また、その出力信号は、検出距離に応じた０〜５Ｖ、又は、４〜２０ｍＡのアナログ信号である。したがって、そのアナログ信号値により検出距離の絶対値を知ることができる。

次に、射出成形機１１の制御装置１０による射出圧縮成形方法について詳細に説明する。制御装置１０は、型駆動手段９へ信号を伝送して可動盤６を型閉じ移動させる（Ｓ１）。可動盤６は、型位置センサ８で検出した可動盤６の位置が、可動型５と固定型４との間隙を間隙Ｇにするような目標位置Ａに到達するまで型閉じし（Ｓ２）、目標位置Ａで型閉じを停止して位置決めさせる（Ｓ３）。

その後、射出成形機１１は、制御装置１０から射出装置２へ信号を伝送して射出装置２を固定型４に押圧させ、射出装置２は原料を可塑化・溶融して得た溶融材料の所定量を固定型４と可動型５で形成されたキャビティへ射出する（Ｓ４）。

それとともに、制御装置１０は、ステップＳ３で可動盤６が位置決めされたことにより形成された間隙Ｇを、型間隙センサ７で検出する。制御装置１０は、入力したアナログ信号を、予め自身に格納した演算式やテーブル等のパラメータに基づいて、型間隙センサ７の検出した間隙Ｇに対応した絶対値としてのデジタル信号に変換する。さらに、制御装置１０は、型間隙センサ７の検出値のノイズによる誤差を除去するため、連続する複数の過去の成形サイクル時における前記デジタル信号を移動平均したものを記憶値Ｃとして自身の記憶部に格納する（Ｓ６）。

一方、制御装置１０は、ある固定型４と可動型５による成形を開始したときの成形サイクルにおいて、ステップＳ３で可動盤６が位置決めされたことにより形成された間隙Ｇを、型間隙センサ７で検出する。制御装置１０は、入力したアナログ信号を、予め自身に格納した演算式やテーブル等のパラメータに基づいて、型間隙センサ７の検出した間隙Ｇに対応した絶対値としてのデジタル信号に変換する。さらに、制御装置１０は、型間隙センサ７の検出値のノイズによる誤差を除去するため、連続する複数の過去の成形サイクル時における前記デジタル信号を移動平均したものを記憶値Ｂとして自身の記憶部に格納する（Ｓ６）。

そして、制御装置１０は、記憶値Ｂから記憶値Ｃを減算して補正量（Ｂ−Ｃ）を演算して求める（Ｓ６）。続いて、制御装置１０は、補正量を目標位置Ａに加算又は減算して目標位置Ａを補正する。目標位置Ａが、型閉完了位置すなわち間隙Ｇが零のときからの距離を基準とするものであれば、補正量は目標位置Ａに加算される。一方、目標位置Ａが、型開完了位置すなわち間隙Ｇが最大のときからの距離を基準とするものであれば、補正量は目標位置Ａから減算される（Ｓ７）。

Ｓ６及びＳ７の工程は、射出成形機１１が射出開始するときかその直前に実行開始し、可動盤６を固定盤３側に押圧して圧縮成形し（Ｓ５）、キャビティ内の溶融材料が冷却され型開きして（Ｓ８）成形工程を行い、この成形サイクルが終了後次の成形サイクルの型閉じが開始するまでの間に実行完了される。

ところで、型駆動手段９がトグル機構である場合には、型閉完了時の可動盤６の位置すなわち型厚調整位置に応じて型締力が変化する。トグル機構で発生させる型締力を設定する型厚調整は、温度上昇前の固定型４と可動型５とが密着した型閉完了位置を基準にして行われる。したがって、固定型４と可動型５の温度が上昇して熱膨張したときには、可動盤６は固定型４と可動型５が熱膨張する前と同じ位置に位置決めしようとするので、熱膨張の距離だけタイバは余計に伸長し型締力が増加することになる。そこで、前記補正量を型閉完了位置（型厚）の目標位置Ｄに加算して目標位置Ｄを補正することが、固定型４と可動型５との間隙（圧締力）を一定にする点で効果的である。なお、型駆動手段９がトグル機構ではない油圧シリンダやボール螺子等を使用した場合であっても、固定型４と可動型５の熱膨張は、型位置センサ８で検出・制御する金型保護位置、型閉減速位置、型締開始位置等を変動させるので、型閉完了の目標位置Ｄを補正量で補正することが望ましい。この目標位置Ｄの補正は、目標位置Ａの補正とは別個に行っても良いし、目標位置Ａの補正とともに双方を行うようにしてもよい。

この発明は以上説明した実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を付加して実施することができる。

本発明を実施する射出圧縮成形機の構成と制御機構を示す説明図である。 本発明の制御方法を示す流れ図である。

符号の説明

１ 型締装置
２ 射出装置
３ 固定盤
４ 固定型
５ 可動型
６ 可動盤
７ 型間隙センサ
８ 型位置センサ
９ 型駆動手段
１０ 制御装置
１１ 射出圧縮成形機
Ｇ 間隙

Claims (2)

1. 可動型を型閉じし、型位置センサで位置検出する可動盤を可動型と固定型との間隙が間隙Ｇとなるような目標位置Ａに位置決めし、射出に続く成形工程を実行するとともに、成形開始の成形サイクルの可動盤位置決め時に型間隙センサで検出した位置決め位置の記憶値Ｂから、現成形サイクルの可動盤位置決め時に型間隙センサで検出した位置決め位置の記憶値Ｃを減算して補正量を求め、次の成形サイクルの型閉じまでの間に前記目標位置Ａ及び／又は型閉完了位置の目標位置Ｄを前記補正量で補正することを特徴とする射出成形機の制御方法。
2. 制御装置は、前記型間隙センサで検出した位置決め位置信号を処理して記憶値とするに際し、入力された位置のアナログ信号を前記間隙Ｇに対応するデジタル信号へ所定のパラメータに基づいて変換するとともに、連続する複数の成形サイクル時の検出値を移動平均する請求項１に記載の射出成形機の制御方法。

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