JP2021045892A - 射出成形機の制御装置および制御方法 - Google Patents

射出成形機の制御装置および制御方法 Download PDF

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【課題】減圧の速やかな達成、および減圧の所要時間の安定化が容易な射出成形機の制御装置および制御方法を提供する。【解決手段】射出成形機10の制御装置20であって、樹脂の圧力を取得する圧力取得部72と、スクリュ28が所定の計量位置に到達した後、スクリュ28を逆回転させる逆回転制御部76と、スクリュ28が所定の計量位置に到達してからの経過時間またはスクリュ28の回転量を計測する計測部78と、スクリュ28が所定の計量位置に到達してから、予め決められた後退開始時間が経過した場合、またはスクリュ28が予め決められた後退開始回転量だけ回転した場合に、逆回転と重複するようにサックバックを開始する後退制御部84と、を備える。【選択図】図3

Description

本発明は、射出成形機の制御装置および制御方法に関する。
射出成形機については、成形品の品質のばらつきを低減するための手法がいくつか提案されている。例えば、特許文献1には、射出装置(射出ユニット)について、樹脂の計量後にスクリュのサックバックと同スクリュの逆回転とをこの順序で行うことが提案されている。開示によると、これにより、シリンダ内の樹脂の重量のばらつきが低減される。
特開平09−029794号公報
スクリュのサックバックと逆回転とを順番に行う手法は、一方が完了するまで他方の開始を待たなければならない。また、したがって、時間的に効率よく成形品を得るという観点では好ましくない。
そこで、本発明は、減圧の速やかな達成、および減圧の所要時間の安定化が容易な射出成形機の制御装置および制御方法を提供することを目的とする。
発明の一つの態様は、樹脂を入れるシリンダと、前記シリンダ内で進退および回転するスクリュと、を備え、前記スクリュを順回転させながら所定の計量位置まで後退させることで前記シリンダ内の前記樹脂を溶融しつつ計量する射出成形機の制御装置であって、前記樹脂の圧力を取得する圧力取得部と、前記スクリュが前記所定の計量位置に到達した後、前記樹脂の圧力を下げるように所定の逆回転条件に基づいて前記スクリュを逆回転させる逆回転制御部と、前記スクリュが前記所定の計量位置に到達してからの経過時間または前記スクリュの回転量を計測する計測部と、前記スクリュが前記所定の計量位置に到達してから、予め決められた後退開始時間が経過した場合、または前記スクリュが予め決められた後退開始回転量だけ回転した場合に、前記スクリュの逆回転と重複するように所定の後退条件に基づくサックバックを開始する後退制御部と、を備える。
発明のもう一つの態様は、樹脂を入れるシリンダと、前記シリンダ内で進退および回転するスクリュと、を備え、前記スクリュを順回転させながら所定の計量位置まで後退させることで前記シリンダ内の前記樹脂を溶融しつつ計量する射出成形機の制御方法であって、前記スクリュが前記所定の計量位置に到達してから、前記シリンダ内の前記樹脂の圧力と、経過時間または前記スクリュの回転量と、を計測しつつ、前記樹脂の圧力を下げるように所定の逆回転条件に基づいて前記スクリュを逆回転させる逆回転制御ステップと、前記スクリュが前記所定の計量位置に到達してから、予め決められた後退開始時間が経過した場合、または前記スクリュが予め決められた後退開始回転量だけ回転した場合に、前記スクリュの逆回転と重複するように所定の後退条件に基づくサックバックを行う後退制御ステップと、を含む。
本発明によれば、減圧の速やかな達成、および減圧の所要時間の安定化が容易な射出成形機の制御装置および制御方法が提供される。
実施の形態の射出成形機の側面図である。 実施の形態の射出ユニットの概略断面図である。 実施の形態の制御装置の概略構成図である。 実施の形態の計測部が参照するテーブルの一例である。 実施の形態の制御装置により実行される射出成形機の制御方法の一例が示されたフローチャートである。 図5の制御方法が行われた場合の、スクリュの回転速度についてのタイムチャート(後退開始時間未設定)である。 図5の制御方法が行われた場合の、スクリュの後退速度についてのタイムチャート(後退開始時間未設定)である。 図5の制御方法が行われた場合の、シリンダ内の樹脂にかかる背圧についてのタイムチャート(後退開始時間未設定)である。 図7とは別の成形サイクルの、スクリュの後退速度についてのタイムチャート(後退開始時間設定済)である。 シリンダ内の樹脂にかかる背圧の、図9と同じ成形サイクルのタイムチャートである。 変形例5の制御装置の概略構成図である。
以下、本発明に係る射出成形機の制御装置および制御方法について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に記載する各方向は、各図面に示された矢印に従うものとする。
[実施の形態]
図1は、実施の形態の射出成形機10の側面図である。
本実施の形態の射出成形機10は、開閉可能な金型12を有する型締めユニット14と、型締めユニット14に前後方向で対向する射出ユニット16と、これらを支持する機台18と、射出ユニット16を制御する制御装置20と、を備える。
これらのうち、型締めユニット14と機台18とに関しては、既知の技術に基づいて構成して構わない。したがって、以下では、型締めユニット14と機台18とについての説明は適宜割愛する。
以下、本実施の形態の制御装置20の説明に先立ち、まずは制御装置20の制御対象である射出ユニット16について説明する。
射出ユニット16は、ベース22に支持され、当該ベース22は機台18に設置されたガイドレール24により前後に進退可能に支持されている。これにより、射出ユニット16は機台18上で前後に進退可能となり、型締めユニット14に対して離接可能となる。
図2は、射出ユニット16の概略断面図である。
射出ユニット16は、筒状の加熱シリンダ(シリンダ)26と、シリンダ26内に設けられたスクリュ28と、スクリュ28に設けられた圧力センサ30と、スクリュ28に接続された第1駆動装置32および第2駆動装置34と、を備える。
シリンダ26とスクリュ28との各々の軸線は、本実施の形態では仮想線Lで一致する。このような方式は「インライン(インラインスクリュ)方式」とも呼ばれる。また、インライン方式が適用された射出成形機は「インライン式射出成形機」とも呼ばれる。
インライン式射出成形機の利点としては、例えば他方式の射出成形機と比較して射出ユニット16の構造がシンプルである点、メンテナンス性に優れる点等が挙げられる。ここで他方式とは、例えばプリプラ方式等が知られる。
シリンダ26は、図2のように、後方向側に設けられたホッパ36と、シリンダ26を加熱するヒータ38と、前方向側の先端に設けられたノズル40と、を有する。これらのうち、ホッパ36には、シリンダ26に成形材料の樹脂を供給するための供給口が設けられる。また、ノズル40には、シリンダ26内の樹脂を射出するための射出口が設けられる。
スクリュ28は、前後方向に亘って設けられたらせん状のフライト部42を有する。フライト部42は、シリンダ26の内壁とともにらせん状の流路44を構成する。らせん状の流路44は、ホッパ36からシリンダ26に供給される樹脂を前方向側に導く。
スクリュ28は、前方向側の先端部であるスクリュヘッド46と、スクリュヘッド46から後方向に距離をおいて設けられるチェックシート48と、スクリュヘッド46とチェックシート48との間で前後に移動可能な逆流防止リング50と、を有する。
逆流防止リング50は、自身の後方向側の樹脂から前方向の圧力を受けるとスクリュ28に対して相対的に前方向に移動する。また、自身の前方向側の樹脂から後方向の圧力を受けるとスクリュ28に対して相対的に後方向に移動する。
計量(後述)時においては、ホッパ36からシリンダ26の供給口に供給された樹脂がスクリュ28の順方向への回転によって流路44に添って溶融しつつ前方向に圧送され、逆流防止リング50の前方向側より後方向側の圧力が大きくなる。そうすると、逆流防止リング50が前方向に移動し、それに伴って流路44は徐々に開放される。これにより、樹脂は、流路44に沿ってチェックシート48よりも前方向側に流動可能になる。
逆に、射出時においては、逆流防止リング50の後方向側より前方向側の圧力が大きくなる。そうすると、逆流防止リング50がスクリュ28に対して相対的に後方向に移動し、それに伴って流路44は徐々に閉鎖される。逆流防止リング50がチェックシート48まで後退すると、逆流防止リング50の前後を樹脂が最も流れにくい状態となり、チェックシート48よりも前方向側の樹脂がチェックシート48よりも後方向側に逆流することが抑制される。
スクリュ28には、シリンダ26内の樹脂にかかる圧力を逐次検出するためのロードセル等の圧力センサ30が取り付けられている。本実施の形態では、上記の「シリンダ26内の樹脂にかかる圧力」は、単に「背圧」あるいは「樹脂の圧力」とも称される。
第1駆動装置32は、スクリュ28をシリンダ26内において回転させるものである。第1駆動装置32は、サーボモータ52a、駆動プーリ54a、従動プーリ56、およびベルト部材58aを有する。駆動プーリ54aは、サーボモータ52aの回転軸と一体的に回転する。従動プーリ56は、スクリュ28と一体的に設けられる。ベルト部材58aは、サーボモータ52aの回転力を駆動プーリ54aから従動プーリ56に伝達する。
サーボモータ52aの回転軸が回転すると、その回転力が駆動プーリ54a、ベルト部材58a、および従動プーリ56を介してスクリュ28に伝達される。これにより、スクリュ28が回転する。
このように、第1駆動装置32は、サーボモータ52aの回転軸を回転させることによって、スクリュ28を回転させるものである。なお、サーボモータ52aの回転軸の回転方向を変えることにより、それに応じてスクリュ28の回転方向を順回転と逆回転とに切り替えることが可能である。
また、サーボモータ52aには、位置速度センサ60aが設けられている。位置速度センサ60aは、サーボモータ52aの回転軸の回転位置および回転速度を検出する。検出結果は、制御装置20に出力される。これにより、制御装置20は、位置速度センサ60aが検出する回転位置および回転速度に基づいて、スクリュ28の回転量、回転加速度、および回転速度を算出することができる。
第2駆動装置34は、スクリュ28をシリンダ26内において進退させるものである。第2駆動装置34は、サーボモータ52b、駆動プーリ54b、ベルト部材58b、ボールネジ61、従動プーリ62、およびナット63、を有する。駆動プーリ54bは、サーボモータ52bの回転軸と一体的に回転する。ベルト部材58bは、駆動プーリ54bから従動プーリ62にサーボモータ52bの回転力を伝達する。ボールネジ61の軸線とスクリュ28の軸線とは、仮想線Lにおいて一致する。ナット63は、ボールネジ61に螺合する。
ボールネジ61は、ベルト部材58bから回転力が伝達されると、当該回転力を直動運動に変換してスクリュ28に伝達する。これにより、スクリュ28が進退する。
このように、第2駆動装置34は、サーボモータ52bの回転軸を回転させることによって、スクリュ28を進退させるものである。なお、サーボモータ52bの回転軸の回転方向を変えることにより、それに応じてスクリュ28の進退方向を前進と後退とに切り替えることが可能である。
また、サーボモータ52bには、位置速度センサ60aと同様の位置速度センサ60bが設けられている。位置速度センサ60bとしては、上述した位置速度センサ60aと同様のセンサを用い得るが、これに限定されるものではない。これにより、制御装置20は、位置速度センサ60bが検出する回転位置および回転速度に基づいて、スクリュ28の前後方向における前進位置および後退位置、スクリュ28の前進速度および後退速度を算出することができる。
上記の射出ユニット16においては、ホッパ36を通じてシリンダ26に樹脂を導入しつつスクリュ28を順回転させると、流路44に沿いつつ、樹脂が次第に前方向に圧送される。
その間、樹脂は、ヒータ38による加熱とスクリュ28の回転力とにより溶融(可塑化)する。溶融した樹脂は、シリンダ26内のチェックシート48の前方向側の領域に溜まる。以下、シリンダ26内のチェックシート48の前方向側の領域を「計量領域」とも記載する。
スクリュ28の順回転は、スクリュ28がシリンダ26内を前進しきった状態(計量領域の容積が最小の状態)から開始され、スクリュ28が所定の位置(計量位置)に後退するまで行われる。また、このときのスクリュ28の後退は、背圧が所定値(計量圧力)P1の近傍に維持されるように行われる。この一連の工程は「計量(計量工程)」とも呼ばれる。
計量中の背圧を計量圧力P1の近傍に維持するようにスクリュ28の進退を制御しながらスクリュ28を後退させてスクリュ28の位置を計量位置に決めることで、計量領域の容積と樹脂の密度とを、計量のたびにほぼ一定にすることができる。
ただし、スクリュ28を回転させるサーボモータ52a、および回転力を伝達する駆動プーリ54a、ベルト部材58a、ならびに従動プーリ56には、イナーシャが生じる。したがって、スクリュ28の回転を停止させようとしても、スクリュ28を瞬時に停止させることはできない。そのため、スクリュ28が計量位置に到達してからスクリュ28の順回転が停止するまでの時間には、タイムラグが生じる。そのタイムラグの間も、後方向から前方向への樹脂の圧送は継続される。さらに、スクリュ28の順回転が停止した後も、溶融した樹脂の粘性抵抗の影響により、樹脂の後方向から前方向への流れは瞬時には止まらず、暫くの間は計量領域への樹脂の圧送が継続される。
以上の要因から、計量領域に溜められる樹脂量は、実際には、良質な成形に必要な樹脂量(適正量)よりも多くなることがほとんどである。これは、製造された成形品の質量がばらつく成形不良の原因となる。ただし、後述するように、本実施の形態の制御装置20によれば、仮に適正量よりも多い樹脂が計量領域に溜められたとしても、成形品の質量を均一化することが容易に達成可能である。
スクリュ28が計量位置に到達した後は、背圧を下げるために、スクリュ28の逆回転またはスクリュ28の後退(サックバック)が行われる。この一連の工程は「減圧(減圧工程)」とも呼ばれる。減圧は、背圧をゼロ近傍(目標圧力P0)に低減するまで継続することが望ましい。
ただし、減圧が過多であると、ノズル40からシリンダ26内に空気が引き込まれ、シリンダ26内の樹脂に気泡が混入する。ここでいう過多な減圧とは、例えば、逆回転やサックバックによる減圧の量(回転量、後退位置)が過多であること、あるいは減圧の勢い(回転速度、後退速度)が過多であることを指す。気泡が混入した樹脂を用いて後述の射出を行うと、射出して得られる成形品の質量にばらつきが生じる。これは、外観不良や品質不良の原因となる。
逆に、減圧が不十分であると、ノズル40の先端から溶融した樹脂が漏れるドローリング(ハナタレ)と呼ばれる成形不良が生じる。したがって、減圧は、シリンダ26内に溜められた樹脂に気泡が混入することを防止しつつ、ドローリングをも防止するように実行されることが理想である。なお、本実施の形態の制御装置20によれば、後述するように、理想的な減圧を容易に達成可能である。
計量工程と、その後の減圧工程と、の後は、シリンダ26内の計量領域に溜められた樹脂を金型12内のキャビティに充填する。この工程は、「射出(射出工程)」とも呼ばれる。射出工程では、型締めユニット14側で閉じた金型12に型締め力をかけながら、射出ユニット16側でスクリュ28を前進させる。このとき、金型12とノズル40とは、圧接(ノズルタッチ)した状態である。これにより、ノズル40の先端より金型12内のキャビティに向けて、溶融した樹脂が射出される。射出工程の後は、型締めユニット14において、金型12を開く「型開き(型開き工程)」と呼ばれる工程を行う。これにより、金型12内のキャビティ内に充填された樹脂が成形品として金型12から取り出される。型開き工程に続いて、次の成形に備えて、型締めユニット14が有する金型12を閉じる「型閉じ(型閉じ工程)」と呼ばれる工程を行う。
成形品を製造するために射出成形機10が実行する複数の工程の組み合わせは、「成形サイクル」とも呼ばれる。上記の計量工程、減圧工程、射出工程、型開き工程、および型閉じ工程は、いずれも成形サイクルに含まれ得る工程である。射出成形機10は、成形サイクルを繰り返し実行することで、成形品を量産することができる。
制御装置20は、成形サイクルに含まれる複数の工程のうちの少なくとも減圧工程を実行するものである。以下、本実施の形態の制御装置20の構成について説明する。
図3は、制御装置20の概略構成図である。
制御装置20は、図3のように、ハードウェア的な構成として、記憶部64と、表示部66と、操作部68と、演算部70と、を備える。演算部70は、例えば、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサによって構成され得るが、これに限定されるものではない。記憶部64は、不図示の揮発性メモリと、不図示の不揮発性メモリとを含む。揮発性メモリとしては、例えばRAM等が挙げられる。不揮発性メモリとしては、例えばROM、フラッシュメモリ等が挙げられる。
記憶部64には、射出ユニット16を制御するための所定の制御プログラム85が予め記憶されるほか、当該制御プログラム85の実行中において必要に応じた情報が適宜記憶される。
表示部66は、特に限定されないが、例えば液晶画面を備えたディスプレイ装置であって、制御装置20が行う制御処理に関する情報を適宜表示する。
操作部68は、特に限定されないが、例えばキーボード、マウス、あるいは表示部66の画面に取り付けられたタッチパネルを有し、オペレータが制御装置20に指示を送るために使用される。
演算部70は、図3のように、圧力取得部72と、計量制御部74と、逆回転制御部76と、計測部78と、判定部80と、条件設定部82と、後退制御部84と、を有する。これらの各部は、演算部70が記憶部64と協働して上記した制御プログラム85を実行することにより実現される。
圧力取得部72は、圧力センサ30が検出する背圧を逐次取得する。取得された背圧は記憶部64に記憶される。このとき、取得された背圧は、例えば時系列データの形式で記憶部64に記憶される。
計量制御部74は、所定の計量条件(以下、単に「計量条件」とも記載する)に基づいて、上記した計量を行う。計量条件は、計量中のスクリュ28の順回転速度(計量回転速度)、および計量圧力P1を指定するものである。計量制御部74は、記憶部64に予め記憶された計量条件を参照してもよいし、操作部68を介してオペレータが指示した計量条件にしたがってもよい。
また、計量制御部74は、スクリュ28が計量位置に到達するまでの間、第1駆動装置32を制御して計量回転速度でスクリュ28を順回転させ、且つ背圧が計量圧力P1になるように第2駆動装置34を制御してスクリュ28の後退速度と位置とを調整する。この間、計量制御部74は、圧力取得部72が取得する背圧を適宜参照しながら制御を行う。
そして、計量制御部74は、スクリュ28が計量位置まで後退すると、スクリュ28の順回転および後退を停止させる。また、計量制御部74は、逆回転制御部76を呼び出す。
逆回転制御部76は、スクリュ28の順回転が停止した後、所定の逆回転条件(以下、単に「逆回転条件」とも記載する)に基づいて、スクリュ28を逆回転させる。逆回転条件は、スクリュ28の逆回転について、スクリュ28の回転角度(回転量)、回転加速度、回転速度、および、回転時間のうちの少なくとも1つを指定するものである。逆回転制御部76は、記憶部64に予め記憶された逆回転条件を参照してもよいし、操作部68を介してオペレータが指示した逆回転条件にしたがってもよい。
スクリュ28を逆回転させると、チェックシート48より後方側の樹脂は、らせん状の流路44に沿ってチェックシート48からホッパ36側に向って計量時とは逆方向に掻き出される。これにより、チェックシート48より後方側の樹脂の密度が低下するので、結果として背圧が低下する。
また、スクリュ28の逆回転を開始した時点では、逆流防止リング50はスクリュヘッド46側に位置して流路44を開放している。したがって、計量領域に溜まった樹脂は、スクリュ28の逆回転を継続することにより、逆流防止リング50を通過して前方向から後方向に移動(逆流)する。すなわち、計量を終えてスクリュ28の順方向の回転が停止した直後は、溶融した樹脂の粘性抵抗の影響により、暫くの間はチェックシート48の後方向から前方向へ樹脂の移動は継続する。しかし、スクリュ28の逆回転を開始した後は、逆回転による背圧の低下に伴って、樹脂は前方向に移動しにくくなる。そして、スクリュ28がさらに逆回転を続けると、樹脂の流れ方向が反転し、チェックシート48の前方向から後方向への樹脂の逆流が始まる。
チェックシート48の前方向から後方向へと樹脂が逆流すると、チェックシート48より前方側の樹脂の密度が低下するので、結果として背圧が低下する。また、計量領域の樹脂量が減少するので、適正量よりも多くなってしまった計量領域の樹脂量を、適正量に近づけることができる。
このように、逆回転制御部76は、樹脂の逆流を引き起こすことで背圧を低下させるのみならず、計量領域に溜まった樹脂量の調整をも達成し得る。
計測部78は、基本的には、スクリュ28が計量位置まで後退したときを始点として経過時間を計測する。ただし、その動作は、本実施の形態で「後退開始時間Ts」と呼ばれる情報が設定済であるか否かに応じて異なる。なお、後退開始時間Tsがどういった情報であるのかは、以下で追って説明する。
後退開始時間Tsが設定済か否かの判定は、判定部80が行う。判定部80は、記憶部64を参照し、記憶部64に後退開始時間Tsが記憶済であれば、後退開始時間Tsが設定済と判定する。記憶部64に後退開始時間Tsが記憶されていなければ、判定部80は、後退開始時間Tsが未設定と判定する。
後退開始時間Tsが設定済か否かで異なる計測部78の動作について、まずは、後退開始時間Tsが未設定の場合を説明する。後退開始時間Tsが未設定の場合、計測部78は、当該後退開始時間Tsを設定するために必要な動作を行う。
具体的に、計測部78は、スクリュ28が計量位置に到達してから背圧が所定の後退起動圧力P2に到達するまでの所要時間を計測する。このとき、計測部78は、圧力取得部72が取得する背圧を逐次参照(監視)しながら時間を計測する。
後退起動圧力P2は、逆回転制御部76によるスクリュ28の逆回転に先立って、計量圧力P1以下且つ目標圧力P0超過の範囲内で予め決定するものである(P1≧P2>P0)。ここで、理想的な後退起動圧力P2は、計量領域の樹脂量が、スクリュ28を逆回転させた際に生じる樹脂の逆流によって適正量に一致したときの背圧の大きさである。
上記の理想的な後退起動圧力P2の具体値は逆回転条件によって異なり、必ずしも計量圧力P1に一致しない。本実施の形態では、逆回転条件と、その逆回転条件下での理想的な後退起動圧力P2と、を対応付けたテーブル86に基づいて、理想的な後退起動圧力P2を容易に決定することとする。
図4は、計測部78が参照するテーブル86の一例である。
テーブル86は、例えば実験により、予め作成される。テーブル86を作成する際には、射出ユニット16の仕様、および樹脂の種類に応じた複数のテーブル86を作成しておくことが好ましい。作成されたテーブル86は、記憶部64に記憶される。
テーブル86では、スクリュ28の逆回転速度と逆回転角度との設定値ごとでの組み合わせが「逆回転条件」の欄に格納され、これらの組み合わせの各々に対応する後退起動圧力P2の値が「後退起動圧力」の欄に格納されている。
テーブル86に基づけば、例えば逆回転条件で指定された逆回転速度が49min−1、且つ逆回転角度が179度のときの後退起動圧力P2は0.1MPaである。また、逆回転条件で指定された逆回転速度が200min−1であれば、逆回転角度に依らず、後退起動圧力P2は1.0MPaである。
このように、予め作成したテーブル86に基づくことで、理想的な後退起動圧力P2を決定するためのオペレータの試行錯誤が不要になる。言うまでもないが、テーブル86は、逆回転条件と後退起動圧力P2とが対応付いていれば、図4の例に限定されない。
スクリュ28の逆回転中に背圧が後退起動圧力P2以下になると、計測部78は、計測した所要時間を記憶部64に記憶させる。また、計測部78は、条件設定部82を呼び出す。以上が、後退開始時間Tsが未設定の場合の計測部78の動作である。
条件設定部82は、上記の通り、後退開始時間Tsが未設定の場合において、背圧が後退起動圧力P2に到達したときに計測部78に呼び出される。
条件設定部82は、記憶部64を参照することで計測部78が計測した所要時間を取得する。また、条件設定部82は、取得した所要時間に基づいて後退開始時間Tsを求め、求めた後退開始時間Tsを記憶部64に記憶させる。これにより、後退開始時間Tsが設定される。なお、条件設定部82は、後退開始時間Tsを求めるとき、取得した所要時間を補正したものを後退開始時間Tsとしてもよいし、取得した所要時間をそのまま後退開始時間Tsとしてもよい。
条件設定部82は、後退開始時間Tsを設定すると、後退制御部84を呼び出す。後退制御部84については後述することとし、次に、後退開始時間Tsが設定済の場合の計測部78の動作を説明する。後退開始時間Tsが設定済の場合、計測部78は、当該後退開始時間Tsに基づき後退制御部84を呼び出すために必要な動作を行う。
具体的に、計測部78は、スクリュ28が計量位置に到達してからの経過時間を計測する。後退開始時間Tsが未設定の場合とは異なり、計測部78は、この間に背圧を参照しなくてもよい。
計測部78は、計測している経過時間が後退開始時間Tsに到達すると後退制御部84を呼び出す。後退開始時間Tsが設定済の場合の計測部78の動作は以上である。
後退制御部84は、上記の通り、本実施の形態では計測部78または条件設定部82により呼び出される。後退制御部84は、所定の後退条件(以下、単に「後退条件」とも記載する)に基づいて、スクリュ28をサックバックさせる。
上記から分かるように、後退開始時間Tsは、サックバックの開始に先立って予め決められる情報であって、サックバックの開始タイミングを決定する情報である。
スクリュ28をサックバックさせることにより、チェックシート48の位置がシリンダ26に対して相対的に後退するので、計量領域の容積が拡大する。これにより、計量領域の樹脂に付与される前方向の圧力が緩和されるので、背圧が低下する。
後退条件は、スクリュ28のサックバックについて、スクリュ28の後退距離、後退速度、および、後退時間のうち少なくとも1つを指定するものである。後退制御部84は、記憶部64に予め記憶された後退条件を参照してもよいし、操作部68を介してオペレータが指示した後退条件にしたがってもよい。
後退制御部84は、逆回転制御部76によるスクリュ28の逆回転に重複するようにサックバックを開始する。スクリュ28の逆回転とサックバックとを重複させることで、スクリュ28の逆回転とサックバックとのいずれか一方のみを行う場合、およびこれらをそれぞれ順番に行う場合と比較して、背圧は速やかに低下する。
また、スクリュ28の逆回転とサックバックとを併用することにより、サックバックには背圧を低下させる役目を主に担わせ、逆回転には計量領域に余分に溜まった樹脂量を減少させることを主に担うように逆回転条件を指定することができる。すなわち、スクリュ28の逆回転中にサックバックを重複させることで、背圧を速やかに下げるのみならず、計量領域の樹脂量が過多になることを抑制し得る。したがって、本実施の形態では、金型12に射出する樹脂量が過多となることが抑制され、製造される成形品の質量がばらつくことが低減される。その結果、樹脂量に起因するヒケやバリ等の成形不良を低減し、良質な成形品を安定して成形することができる。
また、サックバックの開始タイミングは、スクリュ28の逆回転の継続時間が後退開始時間Ts以上になったときである。このようにサックバックの開始タイミングを決めたことにより、成形サイクルを繰り返し実行する場合に、計量後のスクリュ28の逆回転開始からサックバック開始までの時間幅が各成形サイクルで均一化される。したがって、成形サイクルを繰り返す場合の、各成形サイクルにおける減圧の所要時間が安定する。このように、上記の制御装置20によれば、減圧の速やかな達成、および減圧の所要時間の安定化を容易に実現することができる。
また、樹脂の種類、計量条件、および逆回転条件が不変であれば、後退開始時間Ts以上になったときの背圧および計量領域の樹脂量は、各成形サイクルで概ね近しいものとなる。したがって、本実施の形態の制御装置20によれば、射出成形機10において複数の成形サイクルで製造する複数の成形品の質量のばらつきが抑えられる。
とくに、本実施の形態では、予め用意したテーブル86を参照することで、オペレータに試行錯誤させることなく理想的な後退起動圧力P2を決定している。これにより、理想的な後退起動圧力P2に基づいて、理想的な後退開始時間Tsを容易に求めることができる。後退開始時間Tsが理想的であれば、スクリュ28の逆回転の継続時間が後退開始時間Ts以上になったときの計量領域の樹脂量は、適正量に近い状態になる。したがって、本実施の形態の制御装置20によれば、良質な成形品を製造することが容易となる。
続いて、上記の制御装置20により行われる射出成形機10の制御方法について説明する。前提として、計量条件、逆回転条件、および後退条件は、予め記憶部64に記憶されているものとする。
図5は、実施の形態の制御装置20により実行される射出成形機10の制御方法の一例が示されたフローチャートである。
まず、制御装置20は、計量条件に基づいて、スクリュ28が計量位置に後退するまでスクリュ28の順回転および後退を制御することでシリンダ26内の樹脂を計量する(S1:計量ステップ)。計量ステップは、スクリュ28が計量位置に到達するまで継続する。
図6〜図8は、図5の制御方法が行われた場合の、(スクリュ28の)回転速度、(スクリュ28の)後退速度、および背圧についてのタイムチャート(後退開始時間Ts未設定)である。図6〜図8の各々について、縦軸がそれぞれ回転速度、後退速度、背圧である。また、横軸が時間である。
図6〜図8のt0は、計量ステップの開始時点を示す。また、t1は、スクリュ28の計量位置到達時点を示す。
t0〜t1は、制御装置20が計量を行う時間帯である。スクリュ28の回転速度は、図6のように、計量ステップの開始t0から上昇を始め、その後、計量条件で指定された所定の計量回転速度に到達し、その後はt1までその速度を維持するように調整される。また、背圧は、図8のように、スクリュ28の順回転に伴ってt0以降で上昇を始め、その後、計量条件で指定された所定の計量圧力P1に到達する。スクリュ28の後退速度は、図7のように、計量ステップを開始した後に背圧が計量圧力P1の近傍になったら上昇を始め、それ移行では背圧が計量圧力P1になるように制御される。
t1以降は、制御装置20が減圧を行う時間帯である。制御装置20は、t1に至ると、後退開始時間Tsが設定済か否かを判定する(S2:判定ステップ)。このときの判定は、既に説明した通り判定部80により行われる。制御装置20は、この判定の結果が未設定(NO)であれば決定ステップ(S3)を実行し、設定済(YES)であれば逆回転制御ステップ(S7)を実行する。
以下、後退開始時間Tsが未設定の場合を説明する。この場合は、上記の通り決定ステップが実行される。決定ステップでは、計測部78が後退起動圧力P2を決定する。決定された後退起動圧力P2は、記憶部64により記憶される。
続いて、制御装置20は、逆回転条件に基づいてスクリュ28を逆回転させる(S4:逆回転制御ステップ)。逆回転制御ステップでは、圧力取得部72による背圧の取得と、計測部78によるスクリュ28が計量位置に到達してから背圧が後退起動圧力P2に到達するまでの所要時間の計測と、を行いつつ、スクリュ28を逆回転させる。
図6〜図8のt2は、スクリュ28の逆回転の開始時点を示す。なお、説明の便宜上、スクリュ28の順回転の停止は、t2と同時とする。
図6および図7から分かるように、スクリュ28の回転速度および後退速度はt1以降において急激に低下してゼロになる。この間、背圧は、図8のように、t2に至るまでは上昇を続ける。これは、既に説明したように、樹脂の圧送が継続しているためである。その結果、チェックシート48の前方向側(計量領域)には、適正量を超える樹脂が溜められることとなる。
背圧は、スクリュ28の逆回転が始まるt2以降から下がり始める。スクリュ28が逆回転すると、次第にシリンダ26内で樹脂の逆流が発生し、逆流発生後は計量領域の樹脂量が減少する。
背圧が後退起動圧力P2に到達すると、制御装置20は、条件設定部82により、計測していた所要時間に基づいて後退開始時間Tsを設定する(S5:条件設定ステップ)。
図6〜図8において、t3は、背圧の後退起動圧力P2到達時点を示す。本例の後退開始時間Tsは、スクリュ28の逆回転が開始してから背圧が後退起動圧力P2以下になるまでの時間とする(Ts=t3−t2)。
続いて、制御装置20は、所定の後退条件に基づくスクリュ28のサックバックを行う(S6:後退制御ステップ)。これにより、計量領域の容積が拡大するとともに樹脂の密度が低下するので、背圧が低下する。
図6〜図8において、t4は、背圧の目標圧力P0到達時点(減圧終了時点)を示す。
サックバックは、t3〜t4の間で、スクリュ28の逆回転に重複して行われる。t3〜t4の間では、サックバックによってチェックシート48自体がシリンダ26に対して相対的に後退するので、スクリュ28の逆回転による計量領域からチェックシート48より後方向への樹脂の逆流は抑制される。これにより、t3以降では、逆回転制御ステップS4にて調整された樹脂量が維持される。
しかし、チェックシート48の前方向側から後方向側への樹脂の逆流が抑制されても、チェックシート48の後方向側の樹脂は、スクリュ28の逆回転によって引き続き逆流する。このため、t3〜t4の間においても、スクリュ28の逆回転によって背圧が引き続き低下する。
その結果、t3〜t4の間ではサックバックによる背圧の低下とスクリュ28の逆回転による背圧の低下とが並行するので、背圧が目標圧力P0に向かって速やかに低下する。後退制御ステップは、背圧が目標圧力P0まで下がることで終了する(END)。
次に、判定ステップの時点で後退開始時間Tsが設定済であった場合を説明する。
後退開始時間Tsが設定済であった場合、制御装置20は、計測部78によるスクリュ28の逆回転の継続時間の計測を行いつつ、逆回転条件に基づいてスクリュ28を逆回転させる(S7:逆回転制御ステップ)。逆回転制御ステップS7は、逆回転制御ステップS4とは異なり、背圧の監視は不要である。
図9は、図7とは別の成形サイクルの、(スクリュ28の)後退速度についてのタイムチャート(後退開始時間Ts設定済)である。図9は、図7と同様に、縦軸が後退速度であり、横軸が時間である。
図9において、t5は、スクリュ28の逆回転の継続時間が後退開始時間Tsに至った時点(図6〜図8の時系列におけるt3)を示す。
逆回転制御ステップS7においてスクリュ28の逆回転の継続時間が後退開始時間Ts以上になると、制御装置20は後退制御ステップ(S6)を実行する。これにより、図9のように、スクリュ28は所定の後退速度で後退する。
図10は、図9と同じ成形サイクルの、樹脂にかかる背圧についてのタイムチャートである。図10は、図8と同様に、縦軸が背圧であり、横軸が時間である。
図10の例では、t5における背圧P2’が後退起動圧力P2よりも大きい(P2’>P2)。P2とP2’との差は、樹脂が流体状で不安定であるために生じるものである。なお、図10の例に限らず、成形サイクルによってはt5における背圧(P2’)がP2に一致する場合もあり得るし、P2よりも小さい場合もあり得る。
制御装置20は、後退開始時間Tsが設定済の場合の背圧が後退起動圧力P2以下か否かではなく、スクリュ28の逆回転の継続時間が後退開始時間Ts以上か否かに基づいて後退制御ステップを開始する。制御装置20は、仮に、t5に至るよりも先に背圧が後退起動圧力P2以下になったとしても、t5に至るまで後退制御ステップを開始しない。
上記の制御方法では、後退開始時間Tsが設定されている場合においては、t5がサックバックの開始タイミングとして均一化される。これにより、減圧の所要時間が安定する。
また、上記の制御方法では、逆回転制御ステップS7を経て後退制御ステップを開始した場合でも、スクリュ28の逆回転終了を待つことなく、サックバックが重複して開始される。これにより、スクリュ28の逆回転とサックバックとのいずれか一方、あるいはこれらを順番に行う場合よりも、速やかに減圧を達成し得る。
逆回転制御ステップS7の後に続く後退制御ステップ以降の制御の流れは、図5の通り、後退開始時間Tsが未設定の場合と同様であるので、ここでは説明を省略する(END)。
以上が、本実施の形態の制御装置20および制御方法の一例である。なお、本実施の形態の制御装置20および制御方法は、以下に例示されるように、上記に限定されない。
計量が他の装置で実行され得る場合、制御装置20は計量制御部74を備えていなくてもよい。この場合、制御装置20は、計量が終了するときに起動されればよい。これに関連し、制御装置20は、成形サイクルのうちの射出および型開きを制御するための構成要素を有してもよい。
制御装置20が適用され得るのは、インライン式射出成形機(射出成形機10)に限定されない。制御装置20は、スクリュを備えたプリプラ式射出成形機(スクリュプリプラ式射出成形機)に適用されてもよい。
第1駆動装置32および第2駆動装置34の各々の構成は、上記に限定されない。例えば、第1駆動装置32および第2駆動装置34の少なくとも一方は、サーボモータ52aおよびサーボモータ52bに代えて、油圧シリンダ、または油圧モータを有してもよい。
[変形例]
以上、本発明の一例として実施の形態が説明されたが、上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることはもちろんである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
(変形例1)
後退起動圧力P2の決定手法は、テーブル86を参照することに限定されない。決定ステップでは、操作部68を介してオペレータが指定することで、後退起動圧力P2が決定されてもよい。
また、オペレータが操作部68を操作することにより、テーブル86を参照して後退起動圧力P2が決定された後で、当該後退起動圧力P2の値を調整してもよい。この場合においては、オペレータは、成形品の品質が自身の許容する範囲内であるか否かを確認することが好ましい。
射出成形機10の運用においては、スクリュ28の逆回転とサックバックとの重複時間をより長くすることで、背圧をより速やかに下げたいとオペレータが考える場合があり得る。本変形例によれば、そういったオペレータの意図に対して便宜を図ることができる。
(変形例2)
計測部78は、時間に代えて、スクリュ28の回転量を計測してもよい。その場合、条件設定部82は、スクリュ28が計量位置に到達してから樹脂の圧力が後退起動圧力P2に到達するまでのスクリュ28の回転量(所要回転量)に基づいて、後退開始回転量を設定する。条件設定部82は、取得した所要回転量を後退開始回転量としてもよいし、取得した所要回転量を補正したものを後退開始回転量としてもよい。
後退制御部84は、後退開始回転量が設定済の場合は、回転量が後退開始回転量に到達したときにサックバックを開始すればよい。この場合も、減圧の速やかな達成、および減圧の所要時間の安定化を容易に実現することができる。
(変形例3)
実施の形態では、背圧が目標圧力P0まで下がるt4までスクリュ28の逆回転を継続させたが、t3(t5)〜t4の間でスクリュ28の逆回転を停止させてもよい。その場合、t3(t5)〜t4の間でスクリュ28の逆回転が停止するように、逆回転条件を指定してもよい。
t3(t5)以降からスクリュ28の逆回転を停止するまでは、スクリュ28の逆回転とサックバックとが重複して行われる。したがって、そのぶん、スクリュ28の逆回転とサックバックとを別々の時間帯に分けて行う場合よりも速やかな減圧の達成が可能である。
また、スクリュ28の逆回転を停止した以降では、計量領域から後方向への樹脂の逆流が、実施の形態と比較してさらに抑制される。
(変形例4)
条件設定部82は、複数の所要時間の最小値、最大値、平均値、中央値、または最頻値を後退開始時間Tsとして設定してもよい。換言すると、条件設定ステップS5では、複数の所要時間の最小値、最大値、平均値、中央値、または最頻値を後退開始時間Tsとして設定してもよい。最小値、最大値、平均値、中央値、または最頻値のどれを選択するのかは、オペレータが適宜指定してよい。
本変形例は、実施の形態とは異なり、所要時間の計測(逆回転制御ステップS4)を複数回行う。この場合、制御装置20は、例えば成形サイクルを繰り返し行う中で、予め決められたサイクル数までは判定ステップに依らず逆回転制御ステップS4を行う。また、所要時間が計測されるたびに、当該所要時間を記憶部64に記憶させる(記憶ステップ)。その後、それまでに計測した複数の所要時間に基づいて、後退開始時間Tsを決定すればよい。そして、それ以降においては、逆回転制御ステップS4ではなく逆回転制御ステップS7を実行するようにすればよい、
また、変形例2を本変形例に組み合わせてもよい。つまり、制御装置20は、所要時間に基づく後退開始時間Tsではなく、所要回転量に基づく後退開始回転量を求めてもよい。この場合、条件設定部82は、複数の所要回転量の最小値、最大値、平均値、中央値、または最頻値を後退開始回転量として設定してもよい。換言すると、条件設定ステップS5では、複数の所要回転量の最小値、最大値、平均値、中央値、または最頻値を後退開始回転量として設定してもよい。
(変形例5)
図11は、変形例5の制御装置20’の概略構成図である。なお、実施の形態と同様の要素には同様の符号を付している。
制御装置20’は、報知部88をさらに備えてもよい。この報知部88は、後退制御部84がスクリュ28を後退させる前にスクリュ28の逆回転が終了した場合におけるその旨を報知してもよい。また、この報知部88は、後退制御部84がスクリュ28の後退を開始する時点で背圧が後退起動圧力P2以下になっていない場合におけるその旨を報知してもよい。あるいは、報知部88は、上記した2つの旨の両方を報知してもよい。
換言すると、制御方法は、後退制御ステップを実行することなくスクリュ28の逆回転が終了した場合におけるその旨を報知する報知ステップをさらに含んでもよい。また、その報知ステップは、後退制御ステップでスクリュ28の後退を開始する時点で背圧が後退起動圧力P2以下になっていない場合におけるその旨を報知してもよい。あるいは、報知ステップでは、上記した2つの旨の両方を報知してもよい。
これにより、逆回転条件の見直しをオペレータに促すことができ、それ以降での射出成形機10の適切な運用を促すことができる。
報知部88は、特に限定されないが、例えば音を発するスピーカや、点灯するランプ(報知灯)を有する。また、報知部88は、図11のように、実施の形態で説明した表示部66を有してもよい。表示部66を有する報知部88の報知形式は、例えば所定のアイコンやメッセージを表示部66に表示させる形式が考えられる。
(変形例6)
上記の実施の形態および各変形例は、矛盾の生じない範囲で適宜組み合わされてもよい。
[実施の形態から得られる発明]
上記実施の形態および変形例から把握しうる発明について、以下に記載する。
<第1の発明>
樹脂を入れるシリンダ(26)と、前記シリンダ(26)内で進退および回転するスクリュ(28)と、を備え、前記スクリュ(28)を順回転させながら所定の計量位置まで後退させることで前記シリンダ(26)内の前記樹脂を溶融しつつ計量する射出成形機(10)の制御装置(20、20’)であって、前記樹脂の圧力を取得する圧力取得部(72)と、前記スクリュ(28)が前記所定の計量位置に到達した後、前記樹脂の圧力を下げるように所定の逆回転条件に基づいて前記スクリュ(28)を逆回転させる逆回転制御部(76)と、前記スクリュ(28)が前記所定の計量位置に到達してからの経過時間または前記スクリュ(28)の回転量を計測する計測部(78)と、前記スクリュ(28)が前記所定の計量位置に到達してから、予め決められた後退開始時間(Ts)が経過した場合、または前記スクリュ(28)が予め決められた後退開始回転量だけ回転した場合に、前記スクリュ(28)の逆回転と重複するように所定の後退条件に基づくサックバックを開始する後退制御部(84)と、を備える。
これにより、減圧の速やかな達成、および減圧の所要時間の安定化が容易な射出成形機(10)の制御装置(20、20’)が提供される。
前記後退開始時間(Ts)または前記後退開始回転量が設定済か否かを判定する判定部(80)と、前記後退開始時間(Ts)が未設定の場合に、前記スクリュ(28)が前記所定の計量位置に到達してから前記樹脂の圧力が予め決められた後退起動圧力(P2)に到達するまでの所要時間に基づいて前記後退開始時間(Ts)を設定する、または前記後退開始回転量が未設定の場合に、前記スクリュ(28)が前記所定の計量位置に到達してから前記樹脂の圧力が前記後退起動圧力(P2)に到達するまでの前記スクリュ(28)の所要回転量に基づいて前記後退開始回転量を設定する条件設定部(82)と、をさらに備えてもよい。これにより、後退開始回転量が未設定の場合は、条件設定部(82)により後退開始回転量が設定される。
前記所要時間、または前記所要回転量を記憶する記憶部(64)をさらに備え、前記条件設定部(82)は、前記記憶部(64)が複数の前記所要時間を記憶している場合に複数の前記所要時間の最小値、最大値、平均値、中央値、または最頻値を前記後退開始時間(Ts)として設定し、または前記記憶部(64)が複数の前記所要回転量を記憶している場合に複数の前記所要回転量の最小値、最大値、平均値、中央値、または最頻値を前記後退開始回転量として設定してもよい。これにより、複数の所要時間または所要回転量に基づいて、後退開始時間(Ts)または後退開始回転量を決定することができる。
オペレータが前記後退起動圧力(P2)を指示するための操作部(68)をさらに備え、前記条件設定部(82)は、前記操作部(68)により指示された前記後退起動圧力(P2)に基づいて前記後退開始時間(Ts)または前記後退開始回転量を設定してもよい。これにより、樹脂の圧力が指示された後退起動圧力(P2)以下になった以降で、スクリュ(28)の逆回転とサックバックとを重複させることができる。
前記所定の逆回転条件と前記後退起動圧力(P2)とが対応付いたテーブル(86)を有し、前記条件設定部(82)は、前記所定の逆回転条件と前記テーブル(86)とに基づいて求まる前記後退起動圧力(P2)に基づいて前記後退開始時間(Ts)または前記後退開始回転量を設定してもよい。これにより、理想的な後退起動圧力(P2)を、オペレータに試行錯誤させることなしに決定することができる。
前記所定の逆回転条件は、前記スクリュ(28)の回転量、回転加速度、回転速度、および回転時間のうちの少なくとも1つを指定してもよい。これにより、スクリュ(28)の逆回転によって樹脂の圧力(背圧)を下げることができる。
前記所定の後退条件は、前記スクリュ(28)の後退距離、後退速度、および、後退時間のうちの少なくとも1つを指定してもよい。これにより、スクリュ(28)の後退によって樹脂の圧力を下げることができる。
前記後退制御部(84)が前記スクリュ(28)を後退させる前に前記逆回転制御部(76)による前記スクリュ(28)の逆回転が終了した場合におけるその旨、および前記後退制御部(84)が前記スクリュ(28)の後退を開始する時点で前記樹脂の圧力が所定の範囲内にない場合におけるその旨の、少なくとも一方を報知する報知部(88)をさらに備えてもよい。これにより、オペレータに射出成形機(10)の適切な運用を促すことができる。
<第2の発明>
樹脂を入れるシリンダ(26)と、前記シリンダ(26)内で進退および回転するスクリュ(28)と、を備え、前記スクリュ(28)を順回転させながら所定の計量位置まで後退させることで前記シリンダ(26)内の前記樹脂を溶融しつつ計量する射出成形機(10)の制御方法であって、前記スクリュ(28)が前記所定の計量位置に到達してから、前記シリンダ(26)内の前記樹脂の圧力と、経過時間または前記スクリュ(28)の回転量と、を計測しつつ、前記樹脂の圧力を下げるように所定の逆回転条件に基づいて前記スクリュ(28)を逆回転させる逆回転制御ステップと、前記スクリュ(28)が前記所定の計量位置に到達してから、予め決められた後退開始時間(Ts)が経過した場合、または前記スクリュ(28)が予め決められた後退開始回転量だけ回転した場合に、前記スクリュ(28)の逆回転と重複するように所定の後退条件に基づくサックバックを行う後退制御ステップと、を含む。
これにより、減圧の速やかな達成、および減圧の所要時間の安定化が容易な射出成形機(10)の制御方法が提供される。
前記後退制御ステップよりも前に、前記後退開始時間(Ts)または前記後退開始回転量が設定済か否かを判定する判定ステップと、前記後退開始時間(Ts)が未設定の場合に、前記判定ステップの後且つ前記後退制御ステップよりも前に、前記スクリュ(28)が前記所定の計量位置に到達してから前記樹脂の圧力が所定の後退起動圧力(P2)に到達するまでの所要時間に基づいて前記後退開始時間(Ts)を設定する、または前記後退開始回転量が未設定の場合に、前記判定ステップの後且つ前記後退制御ステップよりも前に、前記スクリュ(28)が前記所定の計量位置に到達してから前記樹脂の圧力が前記後退起動圧力(P2)に到達するまでの所要回転量に基づいて前記後退開始回転量を設定する条件設定ステップと、をさらに含んでもよい。これにより、後退開始時間(Ts)が未設定の場合は、条件設定部(82)により後退開始時間(Ts)が設定される。また、後退開始回転量が未設定の場合は、条件設定部(82)により後退開始回転量が設定される。
前記所要時間、または前記所要回転量を記憶する記憶ステップをさらに含み、前記条件設定ステップでは、これまでに複数の前記所要時間が記憶されている場合に複数の前記所要時間の最小値、最大値、平均値、中央値、または最頻値を前記後退開始時間(Ts)として設定する、またはこれまでに複数の前記所要回転量が記憶されている場合に複数の前記所要回転量の最小値、最大値、平均値、中央値、または最頻値を前記後退開始回転量として設定してもよい。これにより、複数の所要時間または所要回転量に基づいて、後退開始時間(Ts)または後退開始回転量を決定することができる。
前記逆回転制御ステップよりも前に、オペレータの指示に基づいて前記後退起動圧力(P2)を決定する決定ステップをさらに含み、前記条件設定ステップでは、前記決定ステップで決定された前記後退起動圧力(P2)に基づいて前記後退開始時間(Ts)または前記後退開始回転量を設定してもよい。これにより、樹脂の圧力が指示された後退起動圧力(P2)以下になった以降で、スクリュ(28)の逆回転とサックバックとを重複させることができる。
前記逆回転制御ステップの前に、前記所定の逆回転条件と前記後退起動圧力(P2)とが対応付いたテーブル(86)を参照することで前記後退起動圧力(P2)を決定する決定ステップをさらに含み、前記条件設定ステップでは、前記所定の逆回転条件と前記テーブル(86)とに基づいて求まる前記後退起動圧力(P2)に基づいて前記後退開始時間(Ts)または前記後退開始回転量を設定してもよい。これにより、理想的な後退起動圧力(P2)をオペレータの試行錯誤なしに決定することができる。
前記所定の逆回転条件は、前記スクリュ(28)の回転量、回転加速度、回転速度、および回転時間のうちの少なくとも1つを指定してもよい。これにより、スクリュ(28)の逆回転によって樹脂の圧力(背圧)を下げることができる。
前記所定の後退条件は、前記スクリュ(28)の後退距離、後退速度、および、後退時間のうち少なくとも1つを指定してもよい。これにより、スクリュ(28)の後退によって樹脂の圧力を下げることができる。
前記後退制御ステップの実行前に前記スクリュ(28)の逆回転が終了した場合におけるその旨、および前記後退制御ステップで前記スクリュ(28)の後退を開始する時点で前記樹脂の圧力が予め決められた範囲内にない場合におけるその旨の、少なくとも一方を報知する報知ステップをさらに含んでもよい。これにより、オペレータに射出成形機(10)の適切な運用を促すことができる。
10…射出成形機 20…制御装置
26…シリンダ 28…スクリュ
64…記憶部 68…操作部
72…圧力取得部 74…計量制御部
76…逆回転制御部 78…計測部
80…判定部 82…条件設定部
84…後退制御部 86…テーブル
88…報知部 P2…後退起動圧力
Ts…後退開始時間

Claims (16)

  1. 樹脂を入れるシリンダと、前記シリンダ内で進退および回転するスクリュと、を備え、前記スクリュを順回転させながら所定の計量位置まで後退させることで前記シリンダ内の前記樹脂を溶融しつつ計量する射出成形機の制御装置であって、
    前記樹脂の圧力を取得する圧力取得部と、
    前記スクリュが前記所定の計量位置に到達した後、前記樹脂の圧力を下げるように所定の逆回転条件に基づいて前記スクリュを逆回転させる逆回転制御部と、
    前記スクリュが前記所定の計量位置に到達してからの経過時間または前記スクリュの回転量を計測する計測部と、
    前記スクリュが前記所定の計量位置に到達してから、予め決められた後退開始時間が経過した場合、または前記スクリュが予め決められた後退開始回転量だけ回転した場合に、前記スクリュの逆回転と重複するように所定の後退条件に基づくサックバックを開始する後退制御部と、
    を備える、射出成形機の制御装置。
  2. 請求項1に記載の射出成形機の制御装置であって、
    前記後退開始時間または前記後退開始回転量が設定済か否かを判定する判定部と、
    前記後退開始時間が未設定の場合に、前記スクリュが前記所定の計量位置に到達してから前記樹脂の圧力が予め決められた後退起動圧力に到達するまでの所要時間に基づいて前記後退開始時間を設定する、または前記後退開始回転量が未設定の場合に、前記スクリュが前記所定の計量位置に到達してから前記樹脂の圧力が前記後退起動圧力に到達するまでの前記スクリュの所要回転量に基づいて前記後退開始回転量を設定する条件設定部と、
    をさらに備える、射出成形機の制御装置。
  3. 請求項2に記載の射出成形機の制御装置であって、
    前記所要時間、または前記所要回転量を記憶する記憶部をさらに備え、
    前記条件設定部は、前記記憶部が複数の前記所要時間を記憶している場合に複数の前記所要時間の最小値、最大値、平均値、中央値、または最頻値を前記後退開始時間として設定する、または前記記憶部が複数の前記所要回転量を記憶している場合に複数の前記所要回転量の最小値、最大値、平均値、中央値、または最頻値を前記後退開始回転量として設定する、射出成形機の制御装置。
  4. 請求項2または3に記載の射出成形機の制御装置であって、
    オペレータが前記後退起動圧力を指示するための操作部をさらに備え、
    前記条件設定部は、前記操作部により指示された前記後退起動圧力に基づいて前記後退開始時間または前記後退開始回転量を設定する、射出成形機の制御装置。
  5. 請求項2または3に記載の射出成形機の制御装置であって、
    前記所定の逆回転条件と前記後退起動圧力とが対応付いたテーブルを有し、
    前記条件設定部は、前記所定の逆回転条件と前記テーブルとに基づいて求まる前記後退起動圧力に基づいて前記後退開始時間または前記後退開始回転量を設定する、射出成形機の制御装置。
  6. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の射出成形機の制御装置であって、
    前記所定の逆回転条件は、前記スクリュの回転量、回転加速度、回転速度、および回転時間のうちの少なくとも1つを指定する、射出成形機の制御装置。
  7. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の射出成形機の制御装置であって、
    前記所定の後退条件は、前記スクリュの後退距離、後退速度、および、後退時間のうち少なくとも1つを指定する、射出成形機の制御装置。
  8. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の射出成形機の制御装置であって、
    前記後退制御部が前記スクリュを後退させる前に前記逆回転制御部による前記スクリュの逆回転が終了した場合におけるその旨、および前記後退制御部が前記スクリュの後退を開始する時点で前記樹脂の圧力が所定の範囲内にない場合におけるその旨の、少なくとも一方を報知する報知部をさらに備える、射出成形機の制御装置。
  9. 樹脂を入れるシリンダと、前記シリンダ内で進退および回転するスクリュと、を備え、前記スクリュを順回転させながら所定の計量位置まで後退させることで前記シリンダ内の前記樹脂を溶融しつつ計量する射出成形機の制御方法であって、
    前記スクリュが前記所定の計量位置に到達してから、前記シリンダ内の前記樹脂の圧力と、経過時間または前記スクリュの回転量と、を計測しつつ、前記樹脂の圧力を下げるように所定の逆回転条件に基づいて前記スクリュを逆回転させる逆回転制御ステップと、
    前記スクリュが前記所定の計量位置に到達してから、予め決められた後退開始時間が経過した場合、または前記スクリュが予め決められた後退開始回転量だけ回転した場合に、前記スクリュの逆回転と重複するように所定の後退条件に基づくサックバックを行う後退制御ステップと、
    を含む、射出成形機の制御方法。
  10. 請求項9に記載の射出成形機の制御方法であって、
    前記後退制御ステップよりも前に、前記後退開始時間または前記後退開始回転量が設定済か否かを判定する判定ステップと、
    前記後退開始時間が未設定の場合に、前記判定ステップの後且つ前記後退制御ステップよりも前に、前記スクリュが前記所定の計量位置に到達してから前記樹脂の圧力が所定の後退起動圧力に到達するまでの所要時間に基づいて前記後退開始時間を設定する、または前記後退開始回転量が未設定の場合に、前記判定ステップの後且つ前記後退制御ステップよりも前に、前記スクリュが前記所定の計量位置に到達してから前記樹脂の圧力が前記後退起動圧力に到達するまでの所要回転量に基づいて前記後退開始回転量を設定する条件設定ステップと、
    をさらに含む、射出成形機の制御方法。
  11. 請求項10に記載の射出成形機の制御方法であって、
    前記所要時間、または前記所要回転量を記憶する記憶ステップをさらに含み、
    前記条件設定ステップでは、これまでに複数の前記所要時間が記憶されている場合に複数の前記所要時間の最小値、最大値、平均値、中央値、または最頻値を前記後退開始時間として設定する、またはこれまでに複数の前記所要回転量が記憶されている場合に複数の前記所要回転量の最小値、最大値、平均値、中央値、または最頻値を前記後退開始回転量として設定する、射出成形機の制御方法。
  12. 請求項10または11に記載の射出成形機の制御方法であって、
    前記逆回転制御ステップよりも前に、オペレータの指示に基づいて前記後退起動圧力を決定する決定ステップをさらに含み、
    前記条件設定ステップでは、前記決定ステップで決定された前記後退起動圧力に基づいて前記後退開始時間または前記後退開始回転量を設定する、射出成形機の制御方法。
  13. 請求項10または11に記載の射出成形機の制御方法であって、
    前記逆回転制御ステップの前に、前記所定の逆回転条件と前記後退起動圧力とが対応付いたテーブルを参照することで前記後退起動圧力を決定する決定ステップをさらに含み、
    前記条件設定ステップでは、前記所定の逆回転条件と前記テーブルとに基づいて求まる前記後退起動圧力に基づいて前記後退開始時間または前記後退開始回転量を設定する、射出成形機の制御方法。
  14. 請求項9〜13のいずれか1項に記載の射出成形機の制御方法であって、
    前記所定の逆回転条件は、前記スクリュの回転量、回転加速度、回転速度、および回転時間のうちの少なくとも1つを指定する、射出成形機の制御方法。
  15. 請求項9〜14のいずれか1項に記載の射出成形機の制御方法であって、
    前記所定の後退条件は、前記スクリュの後退距離、後退速度、および、後退時間のうち少なくとも1つを指定する、射出成形機の制御方法。
  16. 請求項9〜15のいずれか1項に記載の射出成形機の制御方法であって、
    前記後退制御ステップの実行前に前記スクリュの逆回転が終了した場合におけるその旨、および前記後退制御ステップで前記スクリュの後退を開始する時点で前記樹脂の圧力が予め決められた範囲内にない場合におけるその旨の、少なくとも一方を報知する報知ステップをさらに含む、射出成形機の制御方法。
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