JP2012006297A

JP2012006297A - 成形機

Info

Publication number: JP2012006297A
Application number: JP2010145149A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Nagashima; 健長嶋; Tatsuaki Matsudo; 達明松戸
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2010-06-25
Filing date: 2010-06-25
Publication date: 2012-01-12
Anticipated expiration: 2030-06-25
Also published as: JP5634767B2

Abstract

【課題】自動パージを行った場合に、その後、適切に成形動作を自動的に再開することができる射出成形機の提供。
【解決手段】制御装置９０を備える成形機であって、制御装置９０は、成形動作の停止を要求する停止要求信号を受けた場合に、成形動作を停止すると共に、当該成形機の自動パージを実行する自動パージ実行手段と、所定条件が成立した場合に、前記自動パージを終了し、前記停止した成形動作を自動的に再開する自動再開手段とを備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、制御装置を備える成形機に関する。

射出成形機における射出成形は、典型的には、金型を閉じる型閉工程と、金型を締め付ける型締め工程と、金型のスプルにノズルを押しつけるノズルタッチ工程と、シリンダ内のスクリュを前進させて、スクリュ前方に溜まった溶融材料を金型キャビティ内に射出する射出工程と、その後、気泡、ヒケの発生を抑制するために保持圧力をしばらくかける保圧工程と、金型キャビティ内に充填された溶融材料が冷却されて固まるまでの間の時間に次のサイクルのために、スクリュを回転させて、樹脂を溶融しながらシリンダの前方にため込む可塑化／計量工程と、固化された成形品を金型から取り出すために、金型を開く型開工程と、成形品を金型に設けられた突出しピンによって押し出す成形品突出し工程とからなる。

射出ユニットは、成形用樹脂を加熱して溶融させる加熱シリンダ、及び、該加熱シリンダの前端に取り付けられ、溶融させられた成形用樹脂を射出する射出ノズルを備え、加熱シリンダ内にスクリュが回転自在に、かつ、進退自在に配設される。そして、該スクリュを、後端に配設された駆動部によって前進させることにより射出ノズルから成形用樹脂が射出され、駆動部によって回転させることにより成形用樹脂の計量が行われる。

射出成形機においては、射出成形機の運転を開始する前に残留成形用樹脂のパージを行い、加熱シリンダ内に残留する劣化した成形用樹脂を排出するパージ機能が知られており、このパージ機能を自動的に実現する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開2004-306497号公報

しかしながら、特許文献１においては、自動パージを行った場合にその後成形動作を如何にして開始するかについて記載されていない。

そこで、本発明は、自動パージを行った場合に、その後、適切に成形動作を自動的に再開することができる射出成形機の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一局面によれば、制御装置を備える成形機であって、
前記制御装置は、
成形動作の停止を要求する停止要求信号を受けた場合に、成形動作を停止すると共に、当該成形機の自動パージを実行する自動パージ実行手段と、
所定条件が成立した場合に、前記自動パージを終了し、前記停止した成形動作を自動的に再開する自動再開手段とを備えることを特徴とする、成形機が提供される。

本発明によれば、自動パージを行った場合に、その後、適切に成形動作を自動的に再開することができる射出成形機が得られる。

本発明の実施の形態における射出成形機１００の要部正面図である。制御装置９０により実行される主要処理の一例を示すフローチャートである。ノズル孔遮蔽部材５３が射出ユニット２０の射出ノズル２３の吐出口を塞ぐ位置にあるときの射出成形機１００の要部正面図である。ノズル孔遮蔽部材５３が射出ユニット２０の射出ノズル２３の吐出口を塞ぐ位置にあるときの射出成形機１００の状態を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。

図１は、本発明の実施の形態における射出成形機１００の要部正面図である。

図１において、２０は射出ユニット、３０は該射出ユニット２０と対向して配設された型締装置、４０はパージ樹脂落下シュート、５０はパージシャッタ装置、１１は射出ユニット２０及び型締装置３０を支持する成形機フレームである。本実施の形態においては、射出成形機１００が、いわゆる竪型締及び竪射出を行う竪型射出成形機である場合について説明する。但し、本発明は、横型射出成形機にも適用可能である。

ここで、３１は型締装置３０における金型支持部材としての固定プラテンであり、成形機フレーム１１上に固定されている。また、固定プラテン３１の金型取付面（図１における上側の面）には、金型装置を構成する固定金型としての下側金型３２が取り付けられている。そして、３４は型締装置３０における金型支持部材としての可動プラテンであり、成形機フレーム１１に対して上下方向に移動可能に取り付けられている。また、可動プラテン３４の金型取付面（図１における下側の面）には、金型装置を構成する可動金型としての上側金型３３が取り付けられている。さらに、可動プラテン３４は、金型取付面と背面とを連通するノズル挿入孔（図示せず）を備える。

なお、可動プラテン３４は、複数本のタイバー３５の上端部に固定されている。そして、該タイバー３５は、成形機フレーム１１に配設された図示されない型締用駆動装置によって上下方向に移動させられる。これにより、可動プラテン３４及び該可動プラテン３４に取り付けられた上側金型３３が上下方向に移動させられるようになっている。そして、上側金型３３を下側金型３２に対して接離させて、型閉、型締及び型開を行うようになっている。なお、型締用駆動装置は、例えば、サーボモータ等の電動モータを駆動源とし、ボールねじ機構による運動方向変換装置を備えるアクチュエータであるが、油圧シリンダ装置、空圧シリンダ装置等を駆動源とするアクチュエータであってもよい。また、可動プラテン３４を成形機フレーム１１に対して固定された状態として、固定プラテン３１が型締用駆動装置によって上下方向に移動させられるようにすることもできる。さらに、可動プラテン３４及び固定プラテン３１が上下方向に移動させられるようにすることもできる。

２１は射出ユニット２０に取り付けられた加熱シリンダである。ここで、射出ユニット２０は、図示されない射出駆動装置によって、成形機フレーム１１に対して上下方向に移動可能に、即ち前進・後退可能に（図１の矢印Ｃ参照）構成される。なお、射出駆動装置は、例えば、サーボモータ等の電動モータを駆動源とし、ボールねじ機構による運動方向変換装置を備えるアクチュエータであるが、油圧シリンダ装置、空圧シリンダ装置等を駆動源とするアクチュエータであってもよい。尚、図１では、射出ユニット２０は、後退位置で示されている。

また、加熱シリンダ２１の前端（図１における下端）にノズルとしての射出ノズル２３が配設される。なお、加熱シリンダ２１の外周面には、ヒータ（図示せず）が複数配設され、加熱シリンダ２１の温度を調節する。そして、該加熱シリンダ２１には、成形用樹脂を供給する図示されないホッパが配設されるとともに、加熱シリンダ２１の内部には図示されないスクリュが前後方向（図１における下方を前方とし、上方を後方とする）に移動可能に、かつ、回転可能に配設される。ここで、スクリュは、後方（図１における上方）に配設された図示されないスクリュ駆動装置によって前後方向に移動させられるとともに、図示されないスクリュ回動装置によって回転させられる。なお、スクリュ駆動装置は、例えば、サーボモータ等の電動モータを駆動源とし、ボールねじ機構による運動方向変換装置を備えるアクチュエータであるが、油圧シリンダ装置、空圧シリンダ装置等を駆動源とするアクチュエータであってもよい。また、スクリュ回動装置は、サーボモータ等の電動モータを駆動源とし、図示されないギヤ、タイミングベルト、チェーン等によって回転をスクリュの後方部に伝達する。

そして、射出ユニット２０の計量工程においては、スクリュ回動装置を駆動してスクリュを回転させ、スクリュ駆動装置を駆動してスクリュを所定の位置まで後退（図１における上方向に移動）させる。このとき、加熱シリンダ２１はヒータによって所定の温度にまで加熱されており、ホッパから供給された成形用樹脂は、加熱シリンダ２１内において加熱され溶融させられて、スクリュの後退に伴って該スクリュの前方（図における下方）に溜められる。

次に、射出工程においては、射出駆動装置を駆動して射出ユニット２０を下方向に移動させ、加熱シリンダ２１の前端に配設された射出ノズル２３を上側金型３３の背面（図１における上側の面）に当接させてノズルタッチが行われる。なお、可動プラテン３４には、ノズル貫通孔（図示せず）が形成されており、下方向に移動してきた射出ノズル２３がノズル貫通孔を通過して、上側金型３３の背面に当接することができるようになっている。

そして、スクリュ駆動装置を駆動してスクリュを前進させるので、該スクリュの前方に溜められた成形用樹脂は射出ノズル２３から射出され、上側金型３３内に形成された図示されないスプルー、ランナ等を通過して、下側金型３２と上側金型３３との間に形成された図示されないキャビティ内に充填される。なお、成形用樹脂が射出される時点においては、上側金型３３の金型合わせ面と下側金型３２の金型合わせ面とが接触して型締された状態となっている。

ここで、成形用樹脂は、熱可塑性樹脂であっても熱硬化性樹脂であってもよく、例えば、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＳ（ポリスチレン）、発泡ポリスチレン、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネイト）、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）、ＡＳ（スチレン／アクリロニトリル）、ＡＢＳ樹脂、メタクリル樹脂、生分解性樹脂等であるが、いかなる樹脂であってもよい。また、高耐熱性樹脂、スーパーエンジニアリングプラスチック、難燃剤が添加された樹脂、ガラス繊維等のフィラーが混入された樹脂、化学発泡剤が添加された樹脂等であってもよい。

パージ樹脂落下シュート４０は、図１に示すように、可動プラテン３４上に配置される。パージ樹脂落下シュート４０は、図１に示すように、傾斜する上面を有し、パージ樹脂を受けて下方に流すように構成される。

パージシャッタ装置５０は、図１に示すように、エアシリンダ５１を備える。エアシリンダ５１は、ロッドの先端部５２を前進・後退（図１の矢印Ａ）させるように構成される。ロッドの先端部５２には、ノズル孔遮蔽部材５３が上昇・下降可能（図１の矢印Ｂ）に支持される。尚、ノズル孔遮蔽部材５３の上昇・下降は、任意のアクチュエータにより実現されてよい。ノズル孔遮蔽部材５３は、パージ樹脂落下シュート４０の上面と同一の方向に傾斜する上面を有する。ロッドの先端部５２が前進位置にあり且つノズル孔遮蔽部材５３が下降位置にあるとき、ノズル孔遮蔽部材５３の上面（傾斜）と、パージ樹脂落下シュート４０の上面（傾斜）は略連続する位置関係・傾斜関係となるように構成される。これにより、射出ノズル２３からのパージ樹脂がノズル孔遮蔽部材５３の上面からパージ樹脂落下シュート４０の上面へと流すことができる。ロッドの先端部５２が前進位置にあり且つノズル孔遮蔽部材５３が上昇位置にあるとき、ノズル孔遮蔽部材５３は、後退位置にある射出ユニット２０の射出ノズル２３の吐出口を塞ぐような位置に来るように構成される。

射出成形機１００は、制御装置９０を有する。該制御装置９０は、ＣＰＵ、ＭＰＵ等の演算手段、磁気ディスク、半導体メモリ等の記憶手段、キーボード、マウス、押しボタン、タッチパネル等の入力手段、ＣＲＴ、液晶ディスプレイ等の表示手段、通信インターフェイス等を備えるコンピュータである。なお、制御装置９０は独立して構成されたものであってもよく、他の制御装置と一体的に構成されたものであってもよい。そして、制御装置９０は、射出成形機１００全体の動作を統括的に制御するものであり、射出ユニット２０、型締装置３０、パージシャッタ装置５０等の各装置の動作を制御する。

図２は、制御装置９０により実行される主要処理の一例を示すフローチャートである。図２に示す処理ルーチンは、全自動モードが開始されると起動され実行される。

ステップ２００では、今回のサイクルで射出成形機１００にて成形されている成形品が不良品であるか否かが判定される。不良品であるか否かは、例えば射出ユニット２０のスクリュ内圧等の検出結果に基づいて判断されてもよい。不良品であると判定された場合は、停止要求信号を出力して、ステップ２０２に進む。尚、停止要求信号は、フラグの形態であってもよい。

ステップ２０２では、今回のサイクル（１サイクル）の完了を待つ待機状態となる。今回のサイクルが終了し、成形品（不良品）が取り出されると、ステップ２０４に進む。

ステップ２０４では、停止要求信号を受けて、自動パージ動作が実行される。尚、この間、通常時の成形動作は停止（中断を含む）される。自動パージ動作の詳細は、図３を参照して詳説する。自動パージ動作が終了すると、ステップ２０６に進む。

ステップ２０６では、自動パージ動作中に後退された射出ユニット２０（図３のステップ３００参照）を前進させる。この処理が終了すると、そのまま自動運転が再開される。自動運転が再開されると、ステップ２００に戻る。

図３は、制御装置９０により実行される主要処理の一例を示すフローチャートである。

ステップ３００では、射出ユニット２０が後退される。

ステップ３０２では、パージシャッタ装置５０のノズル孔遮蔽部材５３が下降される。

ステップ３０４では、パージシャッタ装置５０のロッドの先端部５２が前進される。これにより、パージシャッタ装置５０のノズル孔遮蔽部材５３の上面（傾斜）と、パージ樹脂落下シュート４０の上面（傾斜）とが略連続した傾斜面を形成する。

ステップ３０６では、射出ユニット２０においてパージ計量工程が実行される。

ステップ３０８では、射出ユニット２０においてパージ射出・保圧工程が実行される。尚、ステップ３０６，３０８においては、パージシャッタ装置５０のノズル孔遮蔽部材５３は、射出ユニット２０の射出ノズル２３の吐出口を塞ぐ位置に来ていないため、射出ユニット２０の射出ノズル２３の吐出口からはパージ樹脂がそのまま垂れる（落下する）。このパージ樹脂は、ノズル孔遮蔽部材５３の上面に受けられるので、可動プラテン３４の上面に落下することはなく、ノズル孔遮蔽部材５３の上面からパージ樹脂落下シュート４０の上面へと流されて回収される。

ステップ３１０では、パージ計量遅延時間のタイムアップを待つ待機状態となる。尚、このパージ計量遅延時間は、任意に設定されてよく、例えば、通常時の成形サイクルの計量工程の開始タイミングに、次のサイクルのパージ計量工程の開始タイミングが合うように設定されてもよい。

ステップ３１２では、パージ動作が最終回であるか否かが判定される。即ちステップ３０６からステップ３１０までのパージ動作を１回として、所定回数のパージ動作が実行されたか否かが判定される。この所定回数は、固定値（デフォルト値）であってもよいし、ユーザにより任意に設定（可変）されてもよい。また、所定回数に代えて、所定時間でパージ動作の終了タイミングを判定してもよい。

ステップ３１４では、パージシャッタ装置５０のノズル孔遮蔽部材５３が上昇される。これにより、ノズル孔遮蔽部材５３は、射出ユニット２０の射出ノズル２３の吐出口を塞ぐ。図４は、ノズル孔遮蔽部材５３が射出ユニット２０の射出ノズル２３の吐出口を塞ぐ位置にあるときの射出成形機１００の状態を示す。

ステップ３１６では、射出ユニット２０においてパージ計量工程が実行される。このパージ計量工程は、自動運転再開前の最終のパージ計量工程に相当し、通常時の計量工程と同様の態様で実行されてもよい。例えば、ノズル孔遮蔽部材５３が射出ユニット２０の射出ノズル２３の吐出口を塞いでいるので、背圧等の調整が可能である。

ステップ３１８では、パージシャッタ装置５０のノズル孔遮蔽部材５３が下降される。これにより、パージ樹脂は、ノズル孔遮蔽部材５３の上面に受けられ、ノズル孔遮蔽部材５３の上面からパージ樹脂落下シュート４０の上面へと流されて回収される。その後、パージシャッタ装置５０のロッドの先端部５２が後退されてもよい。

ステップ３１８の処理が終了すると、自動パージ動作が終了し、図２のステップ２０６の処理を経由して自動運転が自動的に再開される。このように本実施例によれば、所定の条件が成立すると、自動パージ動作が実行され、その後、所定の条件が成立すると、自動パージ動作が終了して、速やかに自動運転を再開することができる。

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、上述の実施例では、不良品が出た場合に自動パージ動作が実行されているが、本発明は、他の状況で自動パージ動作が実行される場合にも適用可能である。例えば、何らかの異常が発生した場合、射出成形機１００の運転を停止することがあるが、かかる場合にも、上述の実施例と同様の態様で、自動パージ動作が実行され、自動パージ動作後に、自動運転が自動的に再開される。また、本発明は、定期的に又は不定期的に（例えば、ユーザのスイッチ操作等により）自動パージ動作を実行する場合にも適用可能である。

また、上述の実施例において、周辺装置から停止要求信号を受けた場合に、上述の実施例と同様の態様で、自動パージ動作が実行され、自動パージ動作後に、自動運転が自動的に再開されることとしてもよい。この場合、自動パージ動作を終了させるための所定条件は、上述の条件（パージ動作が所定回数以上実行されたこと）と、周辺装置から再開許可信号を受けたという条件の双方が満たされた場合であってよいし、周辺装置から再開許可信号を受けたという条件のみが満たされた場合であってもよい。また、これら場合、所定の上限時間内に周辺装置から再開許可信号を受けない場合、又は、パージ動作が所定上限回数を超えるまでに周辺装置から再開許可信号を受けない場合、パージ樹脂の無駄を無くすために、パージ動作を停止させてもよい。

また、上述の実施例では、エアシリンダ５１等を用いてノズル孔遮蔽部材５３が射出ユニット２０の射出ノズル２３の吐出口を塞ぐ位置と、ノズル孔遮蔽部材５３が射出ユニット２０の射出ノズル２３の吐出口を開放する位置との間で切り替えているが、他の駆動手段・機構を用いて同様の切り替えを実現することは可能である。

上述では、射出成形機１００に適用した場合ついて説明したが、本発明は、押出成形装置、ラミネータ、トランスファー成形装置、ダイキャストマシーン、ＩＪ封止プレス等の各種の成形機に適用することができる。

１１成形機フレーム
２０射出ユニット
２１加熱シリンダ
２３射出ノズル
３０型締装置
３１固定プラテン
３２下側金型
３３上側金型
３４可動プラテン
３５タイバー
４０パージ樹脂落下シュート
５０パージシャッタ装置
５１エアシリンダ
５２ロッドの先端部
９０制御装置
１００射出成形機

Claims

制御装置を備える成形機であって、
前記制御装置は、
成形動作の停止を要求する停止要求信号を受けた場合に、成形動作を停止すると共に、当該成形機の自動パージを実行する自動パージ実行手段と、
所定条件が成立した場合に、前記自動パージを終了し、前記停止した成形動作を自動的に再開する自動再開手段とを備えることを特徴とする、成形機。