JP2023087261A - 射出成形機の表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】金型装置の内部から外部にガスを抜く制御の設定を支援する、技術を提供する。【解決手段】射出成形機の表示装置は、画面を表示する。前記画面は、複数のタブが配列されるタブ表示領域と、前記タブ毎に選ばれる選択画面を表示する選択画面表示領域と、を有する。前記タブ表示領域は第1タブを有する。前記第1タブが選択されたときに前記選択画面表示領域に表示される第1選択画面は、金型装置の内部から外部にガスを抜く制御に用いられる複数の入力欄を含む。【選択図】図7
Description
本発明は、射出成形機の表示装置に関する。
特許文献1の射出成形機は、ディスプレイを備える。ディスプレイは、射出・計量画面を表示する。射出・計量画面は、射出開始から冷却終了までのパーティング開量の変化を表示する波形表示部を有する。パーティング開量とは、可動型と固定型の間に生じる隙間の大きさのことである。パーティング開量の波形(変化)を確認しながら、型締力を設定できる。パーティング開量が所定範囲に収まるように、型締力が設定される。これにより、良好なガス抜きが行われる。
射出成形機の表示装置は、画面を表示する。画面は、複数のタブが配列されるタブ表示領域と、タブ毎に選ばれる選択画面を表示する選択画面表示領域と、を有する。選択画面表示領域には、複数の選択画面が切換えて表示される。
従来、金型装置の内部から外部にガスを抜く制御に用いられる入力欄が複数の選択画面に点在しており、ガスを抜く制御の設定が煩雑であった。
本発明の一態様は、金型装置の内部から外部にガスを抜く制御の設定を支援する、技術を提供する。
本発明の一態様に係る射出成形機の表示装置は、画面を表示する。前記画面は、複数のタブが配列されるタブ表示領域と、前記タブ毎に選ばれる選択画面を表示する選択画面表示領域と、を有する。前記タブ表示領域は第1タブを有する。前記第1タブが選択されたときに前記選択画面表示領域に表示される第1選択画面は、金型装置の内部から外部にガスを抜く制御に用いられる複数の入力欄を含む。
本発明の一態様によれば、ガスを抜く制御に用いられる複数の入力欄を第1選択画面にまとめて設けることで、ガスを抜く制御の設定を支援できる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図面において同一の又は対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略することがある。
(射出成形機)
図1は、一実施形態に係る射出成形機の型開完了時の状態を示す図である。図2は、一実施形態に係る射出成形機の型締時の状態を示す図である。本明細書において、X軸方向、Y軸方向およびZ軸方向は互いに垂直な方向である。X軸方向およびY軸方向は水平方向を表し、Z軸方向は鉛直方向を表す。型締装置100が横型である場合、X軸方向は型開閉方向であり、Y軸方向は射出成形機10の幅方向である。Y軸方向負側を操作側と呼び、Y軸方向正側を反操作側と呼ぶ。
図1は、一実施形態に係る射出成形機の型開完了時の状態を示す図である。図2は、一実施形態に係る射出成形機の型締時の状態を示す図である。本明細書において、X軸方向、Y軸方向およびZ軸方向は互いに垂直な方向である。X軸方向およびY軸方向は水平方向を表し、Z軸方向は鉛直方向を表す。型締装置100が横型である場合、X軸方向は型開閉方向であり、Y軸方向は射出成形機10の幅方向である。Y軸方向負側を操作側と呼び、Y軸方向正側を反操作側と呼ぶ。
図1~図2に示すように、射出成形機10は、金型装置800を開閉する型締装置100と、金型装置800で成形された成形品を突き出すエジェクタ装置200と、金型装置800に成形材料を射出する射出装置300と、金型装置800に対し射出装置300を進退させる移動装置400と、射出成形機10の各構成要素を制御する制御装置700と、射出成形機10の各構成要素を支持するフレーム900とを有する。フレーム900は、型締装置100を支持する型締装置フレーム910と、射出装置300を支持する射出装置フレーム920とを含む。型締装置フレーム910および射出装置フレーム920は、それぞれ、レベリングアジャスタ930を介して床2に設置される。射出装置フレーム920の内部空間に、制御装置700が配置される。以下、射出成形機10の各構成要素について説明する。
(型締装置)
型締装置100の説明では、型閉時の可動プラテン120の移動方向(例えばX軸正方向)を前方とし、型開時の可動プラテン120の移動方向(例えばX軸負方向)を後方として説明する。
型締装置100の説明では、型閉時の可動プラテン120の移動方向(例えばX軸正方向)を前方とし、型開時の可動プラテン120の移動方向(例えばX軸負方向)を後方として説明する。
型締装置100は、金型装置800の型閉、昇圧、型締、脱圧および型開を行う。金型装置800は、固定金型810と可動金型820とを含む。
型締装置100は例えば横型であって、型開閉方向が水平方向である。型締装置100は、固定金型810が取付けられる固定プラテン110と、可動金型820が取付けられる可動プラテン120と、固定プラテン110に対し可動プラテン120を型開閉方向に移動させる移動機構102と、を有する。
固定プラテン110は、型締装置フレーム910に対し固定される。固定プラテン110における可動プラテン120との対向面に固定金型810が取付けられる。
可動プラテン120は、型締装置フレーム910に対し型開閉方向に移動自在に配置される。型締装置フレーム910上には、可動プラテン120を案内するガイド101が敷設される。可動プラテン120における固定プラテン110との対向面に可動金型820が取付けられる。
移動機構102は、固定プラテン110に対し可動プラテン120を進退させることにより、金型装置800の型閉、昇圧、型締、脱圧、および型開を行う。移動機構102は、固定プラテン110と間隔をおいて配置されるトグルサポート130と、固定プラテン110とトグルサポート130を連結するタイバー140と、トグルサポート130に対して可動プラテン120を型開閉方向に移動させるトグル機構150と、トグル機構150を作動させる型締モータ160と、型締モータ160の回転運動を直線運動に変換する運動変換機構170と、固定プラテン110とトグルサポート130の間隔を調整する型厚調整機構180と、を有する。
トグルサポート130は、固定プラテン110と間隔をおいて配設され、型締装置フレーム910上に型開閉方向に移動自在に載置される。尚、トグルサポート130は、型締装置フレーム910上に敷設されるガイドに沿って移動自在に配置されてもよい。トグルサポート130のガイドは、可動プラテン120のガイド101と共通のものでもよい。
尚、本実施形態では、固定プラテン110が型締装置フレーム910に対し固定され、トグルサポート130が型締装置フレーム910に対し型開閉方向に移動自在に配置されるが、トグルサポート130が型締装置フレーム910に対し固定され、固定プラテン110が型締装置フレーム910に対し型開閉方向に移動自在に配置されてもよい。
タイバー140は、固定プラテン110とトグルサポート130とを型開閉方向に間隔Lをおいて連結する。タイバー140は、複数本(例えば4本)用いられてよい。複数本のタイバー140は、型開閉方向に平行に配置され、型締力に応じて伸びる。少なくとも1本のタイバー140には、タイバー140の歪を検出するタイバー歪検出器141が設けられてよい。タイバー歪検出器141は、その検出結果を示す信号を制御装置700に送る。タイバー歪検出器141の検出結果は、型締力の検出などに用いられる。
尚、本実施形態では、型締力を検出する型締力検出器として、タイバー歪検出器141が用いられるが、本発明はこれに限定されない。型締力検出器は、歪ゲージ式に限定されず、圧電式、容量式、油圧式、電磁式などでもよく、その取付け位置もタイバー140に限定されない。
トグル機構150は、可動プラテン120とトグルサポート130との間に配置され、トグルサポート130に対し可動プラテン120を型開閉方向に移動させる。トグル機構150は、型開閉方向に移動するクロスヘッド151と、クロスヘッド151の移動によって屈伸する一対のリンク群と、を有する。一対のリンク群は、それぞれ、ピンなどで屈伸自在に連結される第1リンク152と第2リンク153とを有する。第1リンク152は可動プラテン120に対しピンなどで揺動自在に取付けられる。第2リンク153はトグルサポート130に対しピンなどで揺動自在に取付けられる。第2リンク153は、第3リンク154を介してクロスヘッド151に取付けられる。トグルサポート130に対しクロスヘッド151を進退させると、第1リンク152と第2リンク153とが屈伸し、トグルサポート130に対し可動プラテン120が進退する。
尚、トグル機構150の構成は、図1および図2に示す構成に限定されない。例えば図1および図2では、各リンク群の節点の数が5つであるが、4つでもよく、第3リンク154の一端部が、第1リンク152と第2リンク153との節点に結合されてもよい。
型締モータ160は、トグルサポート130に取付けられており、トグル機構150を作動させる。型締モータ160は、トグルサポート130に対しクロスヘッド151を進退させることにより、第1リンク152と第2リンク153とを屈伸させ、トグルサポート130に対し可動プラテン120を進退させる。型締モータ160は、運動変換機構170に直結されるが、ベルトやプーリなどを介して運動変換機構170に連結されてもよい。
運動変換機構170は、型締モータ160の回転運動をクロスヘッド151の直線運動に変換する。運動変換機構170は、ねじ軸と、ねじ軸に螺合するねじナットとを含む。ねじ軸と、ねじナットとの間には、ボールまたはローラが介在してよい。
型締装置100は、制御装置700による制御下で、型閉工程、昇圧工程、型締工程、脱圧工程、および型開工程などを行う。
型閉工程では、型締モータ160を駆動してクロスヘッド151を設定移動速度で型閉完了位置まで前進させることにより、可動プラテン120を前進させ、可動金型820を固定金型810にタッチさせる。クロスヘッド151の位置や移動速度は、例えば型締モータエンコーダ161などを用いて検出する。型締モータエンコーダ161は、型締モータ160の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置700に送る。
尚、クロスヘッド151の位置を検出するクロスヘッド位置検出器、およびクロスヘッド151の移動速度を検出するクロスヘッド移動速度検出器は、型締モータエンコーダ161に限定されず、一般的なものを使用できる。また、可動プラテン120の位置を検出する可動プラテン位置検出器、および可動プラテン120の移動速度を検出する可動プラテン移動速度検出器は、型締モータエンコーダ161に限定されず、一般的なものを使用できる。
昇圧工程では、型締モータ160をさらに駆動してクロスヘッド151を型閉完了位置から型締位置までさらに前進させることで型締力を生じさせる。
型締工程では、型締モータ160を駆動して、クロスヘッド151の位置を型締位置に維持する。型締工程では、昇圧工程で発生させた型締力が維持される。型締工程では、可動金型820と固定金型810との間にキャビティ空間801(図2参照)が形成され、射出装置300がキャビティ空間801に液状の成形材料を充填する。充填された成形材料が固化されることで、成形品が得られる。
キャビティ空間801の数は、1つでもよいし、複数でもよい。後者の場合、複数の成形品が同時に得られる。キャビティ空間801の一部にインサート材が配置され、キャビティ空間801の他の一部に成形材料が充填されてもよい。インサート材と成形材料とが一体化した成形品が得られる。
脱圧工程では、型締モータ160を駆動してクロスヘッド151を型締位置から型開開始位置まで後退させることにより、可動プラテン120を後退させ、型締力を減少させる。型開開始位置と、型閉完了位置とは、同じ位置であってよい。
型開工程では、型締モータ160を駆動してクロスヘッド151を設定移動速度で型開開始位置から型開完了位置まで後退させることにより、可動プラテン120を後退させ、可動金型820を固定金型810から離間させる。その後、エジェクタ装置200が可動金型820から成形品を突き出す。
型閉工程、昇圧工程および型締工程における設定条件は、一連の設定条件として、まとめて設定される。例えば、型閉工程および昇圧工程におけるクロスヘッド151の移動速度や位置(型閉開始位置、移動速度切換位置、型閉完了位置、および型締位置を含む)、型締力は、一連の設定条件として、まとめて設定される。型閉開始位置、移動速度切換位置、型閉完了位置、および型締位置は、後側から前方に向けてこの順で並び、移動速度が設定される区間の始点や終点を表す。区間毎に、移動速度が設定される。移動速度切換位置は、1つでもよいし、複数でもよい。移動速度切換位置は、設定されなくてもよい。型締位置と型締力とは、いずれか一方のみが設定されてもよい。
脱圧工程および型開工程における設定条件も同様に設定される。例えば、脱圧工程および型開工程におけるクロスヘッド151の移動速度や位置(型開開始位置、移動速度切換位置、および型開完了位置)は、一連の設定条件として、まとめて設定される。型開開始位置、移動速度切換位置、および型開完了位置は、前側から後方に向けて、この順で並び、移動速度が設定される区間の始点や終点を表す。区間毎に、移動速度が設定される。移動速度切換位置は、1つでもよいし、複数でもよい。移動速度切換位置は、設定されなくてもよい。型開開始位置と型閉完了位置とは同じ位置であってよい。また、型開完了位置と型閉開始位置とは同じ位置であってよい。
尚、クロスヘッド151の移動速度や位置などの代わりに、可動プラテン120の移動速度や位置などが設定されてもよい。また、クロスヘッドの位置(例えば型締位置)や可動プラテンの位置の代わりに、型締力が設定されてもよい。
ところで、トグル機構150は、型締モータ160の駆動力を増幅して可動プラテン120に伝える。その増幅倍率は、トグル倍率とも呼ばれる。トグル倍率は、第1リンク152と第2リンク153とのなす角θ(以下、「リンク角度θ」とも呼ぶ)に応じて変化する。リンク角度θは、クロスヘッド151の位置から求められる。リンク角度θが180°のとき、トグル倍率が最大になる。
金型装置800の交換や金型装置800の温度変化などにより金型装置800の厚さが変化した場合、型締時に所定の型締力が得られるように、型厚調整が行われる。型厚調整では、例えば可動金型820が固定金型810にタッチする型タッチの時点でトグル機構150のリンク角度θが所定の角度になるように、固定プラテン110とトグルサポート130との間隔Lを調整する。
型締装置100は、型厚調整機構180を有する。型厚調整機構180は、固定プラテン110とトグルサポート130との間隔Lを調整することで、型厚調整を行う。なお、型厚調整のタイミングは、例えば成形サイクル終了から次の成形サイクル開始までの間に行われる。型厚調整機構180は、例えば、タイバー140の後端部に形成されるねじ軸181と、トグルサポート130に回転自在に且つ進退不能に保持されるねじナット182と、ねじ軸181に螺合するねじナット182を回転させる型厚調整モータ183とを有する。
ねじ軸181およびねじナット182は、タイバー140ごとに設けられる。型厚調整モータ183の回転駆動力は、回転駆動力伝達部185を介して複数のねじナット182に伝達されてよい。複数のねじナット182を同期して回転できる。尚、回転駆動力伝達部185の伝達経路を変更することで、複数のねじナット182を個別に回転することも可能である。
回転駆動力伝達部185は、例えば歯車などで構成される。この場合、各ねじナット182の外周に従動歯車が形成され、型厚調整モータ183の出力軸には駆動歯車が取付けられ、複数の従動歯車および駆動歯車と噛み合う中間歯車がトグルサポート130の中央部に回転自在に保持される。尚、回転駆動力伝達部185は、歯車の代わりに、ベルトやプーリなどで構成されてもよい。
型厚調整機構180の動作は、制御装置700によって制御される。制御装置700は、型厚調整モータ183を駆動して、ねじナット182を回転させる。その結果、トグルサポート130のタイバー140に対する位置が調整され、固定プラテン110とトグルサポート130との間隔Lが調整される。尚、複数の型厚調整機構が組み合わせて用いられてもよい。
間隔Lは、型厚調整モータエンコーダ184を用いて検出する。型厚調整モータエンコーダ184は、型厚調整モータ183の回転量や回転方向を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置700に送る。型厚調整モータエンコーダ184の検出結果は、トグルサポート130の位置や間隔Lの監視や制御に用いられる。尚、トグルサポート130の位置を検出するトグルサポート位置検出器、および間隔Lを検出する間隔検出器は、型厚調整モータエンコーダ184に限定されず、一般的なものを使用できる。
型締装置100は、金型装置800の温度を調節する金型温調器を有してもよい。金型装置800は、その内部に、温調媒体の流路を有する。金型温調器は、金型装置800の流路に供給する温調媒体の温度を調節することで、金型装置800の温度を調節する。
尚、本実施形態の型締装置100は、型開閉方向が水平方向である横型であるが、型開閉方向が上下方向である竪型でもよい。
尚、本実施形態の型締装置100は、駆動部として、型締モータ160を有するが、型締モータ160の代わりに、油圧シリンダを有してもよい。また、型締装置100は、型開閉用にリニアモータを有し、型締用に電磁石を有してもよい。
(エジェクタ装置)
エジェクタ装置200の説明では、型締装置100の説明と同様に、型閉時の可動プラテン120の移動方向(例えばX軸正方向)を前方とし、型開時の可動プラテン120の移動方向(例えばX軸負方向)を後方として説明する。
エジェクタ装置200の説明では、型締装置100の説明と同様に、型閉時の可動プラテン120の移動方向(例えばX軸正方向)を前方とし、型開時の可動プラテン120の移動方向(例えばX軸負方向)を後方として説明する。
エジェクタ装置200は、可動プラテン120に取付けられ、可動プラテン120と共に進退する。エジェクタ装置200は、金型装置800から成形品を突き出すエジェクタロッド210と、エジェクタロッド210を可動プラテン120の移動方向(X軸方向)に移動させる駆動機構220とを有する。
エジェクタロッド210は、可動プラテン120の貫通穴に進退自在に配置される。エジェクタロッド210の前端部は、可動金型820のエジェクタプレート826と接触する。エジェクタロッド210の前端部は、エジェクタプレート826と連結されていても、連結されていなくてもよい。
駆動機構220は、例えば、エジェクタモータと、エジェクタモータの回転運動をエジェクタロッド210の直線運動に変換する運動変換機構とを有する。運動変換機構は、ねじ軸と、ねじ軸に螺合するねじナットとを含む。ねじ軸と、ねじナットとの間には、ボールまたはローラが介在してよい。
エジェクタ装置200は、制御装置700による制御下で、突き出し工程を行う。突き出し工程では、エジェクタロッド210を設定移動速度で待機位置から突き出し位置まで前進させることにより、エジェクタプレート826を前進させ、成形品を突き出す。その後、エジェクタモータを駆動してエジェクタロッド210を設定移動速度で後退させ、エジェクタプレート826を元の待機位置まで後退させる。
エジェクタロッド210の位置や移動速度は、例えばエジェクタモータエンコーダを用いて検出する。エジェクタモータエンコーダは、エジェクタモータの回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置700に送る。尚、エジェクタロッド210の位置を検出するエジェクタロッド位置検出器、およびエジェクタロッド210の移動速度を検出するエジェクタロッド移動速度検出器は、エジェクタモータエンコーダに限定されず、一般的なものを使用できる。
(射出装置)
射出装置300の説明では、型締装置100の説明やエジェクタ装置200の説明とは異なり、充填時のスクリュ330の移動方向(例えばX軸負方向)を前方とし、計量時のスクリュ330の移動方向(例えばX軸正方向)を後方として説明する。
射出装置300の説明では、型締装置100の説明やエジェクタ装置200の説明とは異なり、充填時のスクリュ330の移動方向(例えばX軸負方向)を前方とし、計量時のスクリュ330の移動方向(例えばX軸正方向)を後方として説明する。
射出装置300はスライドベース301に設置され、スライドベース301は射出装置フレーム920に対し進退自在に配置される。射出装置300は、金型装置800に対し進退自在に配置される。射出装置300は、金型装置800にタッチし、金型装置800内のキャビティ空間801に成形材料を充填する。射出装置300は、例えば、成形材料を加熱するシリンダ310と、シリンダ310の前端部に設けられるノズル320と、シリンダ310内に進退自在に且つ回転自在に配置されるスクリュ330と、スクリュ330を回転させる計量モータ340と、スクリュ330を進退させる射出モータ350と、射出モータ350とスクリュ330の間で伝達される荷重を検出する荷重検出器360と、を有する。
シリンダ310は、供給口311から内部に供給された成形材料を加熱する。成形材料は、例えば樹脂などを含む。成形材料は、例えばペレット状に形成され、固体の状態で供給口311に供給される。供給口311はシリンダ310の後部に形成される。シリンダ310の後部の外周には、水冷シリンダなどの冷却器312が設けられる。冷却器312よりも前方において、シリンダ310の外周には、バンドヒータなどの第1加熱器313と第1温度検出器314とが設けられる。
シリンダ310は、シリンダ310の軸方向(例えばX軸方向)に複数のゾーンに区分される。複数のゾーンのそれぞれに第1加熱器313と第1温度検出器314とが設けられる。複数のゾーンのそれぞれに設定温度が設定され、第1温度検出器314の検出温度が設定温度になるように、制御装置700が第1加熱器313を制御する。
ノズル320は、シリンダ310の前端部に設けられ、金型装置800に対し押し付けられる。ノズル320の外周には、第2加熱器323と第2温度検出器324とが設けられる。ノズル320の検出温度が設定温度になるように、制御装置700が第2加熱器323を制御する。
スクリュ330は、シリンダ310内に回転自在に且つ進退自在に配置される。スクリュ330を回転させると、スクリュ330の螺旋状の溝に沿って成形材料が前方に送られる。成形材料は、前方に送られながら、シリンダ310からの熱によって徐々に溶融される。液状の成形材料がスクリュ330の前方に送られシリンダ310の前部に蓄積されるにつれ、スクリュ330が後退させられる。その後、スクリュ330を前進させると、スクリュ330前方に蓄積された液状の成形材料がノズル320から射出され、金型装置800内に充填される。
スクリュ330の前部には、スクリュ330を前方に押すときにスクリュ330の前方から後方に向かう成形材料の逆流を防止する逆流防止弁として、逆流防止リング331が進退自在に取付けられる。
逆流防止リング331は、スクリュ330を前進させるときに、スクリュ330前方の成形材料の圧力によって後方に押され、成形材料の流路を塞ぐ閉塞位置(図2参照)までスクリュ330に対し相対的に後退する。これにより、スクリュ330前方に蓄積された成形材料が後方に逆流するのを防止する。
一方、逆流防止リング331は、スクリュ330を回転させるときに、スクリュ330の螺旋状の溝に沿って前方に送られる成形材料の圧力によって前方に押され、成形材料の流路を開放する開放位置(図1参照)までスクリュ330に対し相対的に前進する。これにより、スクリュ330の前方に成形材料が送られる。
逆流防止リング331は、スクリュ330と共に回転する共回りタイプと、スクリュ330と共に回転しない非共回りタイプのいずれでもよい。
尚、射出装置300は、スクリュ330に対し逆流防止リング331を開放位置と閉塞位置との間で進退させる駆動源を有していてもよい。
計量モータ340は、スクリュ330を回転させる。スクリュ330を回転させる駆動源は、計量モータ340には限定されず、例えば油圧ポンプなどでもよい。
射出モータ350は、スクリュ330を進退させる。射出モータ350とスクリュ330との間には、射出モータ350の回転運動をスクリュ330の直線運動に変換する運動変換機構などが設けられる。運動変換機構は、例えばねじ軸と、ねじ軸に螺合するねじナットとを有する。ねじ軸とねじナットの間には、ボールやローラなどが設けられてよい。スクリュ330を進退させる駆動源は、射出モータ350には限定されず、例えば油圧シリンダなどでもよい。
荷重検出器360は、射出モータ350とスクリュ330との間で伝達される荷重を検出する。検出した荷重は、制御装置700で圧力に換算される。荷重検出器360は、射出モータ350とスクリュ330との間の荷重の伝達経路に設けられ、荷重検出器360に作用する荷重を検出する。
荷重検出器360は、検出した荷重の信号を制御装置700に送る。荷重検出器360によって検出される荷重は、スクリュ330と成形材料との間で作用する圧力に換算され、スクリュ330が成形材料から受ける圧力、スクリュ330に対する背圧、スクリュ330から成形材料に作用する圧力などの制御や監視に用いられる。
尚、成形材料の圧力を検出する圧力検出器は、荷重検出器360に限定されず、一般的なものを使用できる。例えば、ノズル圧センサ、又は型内圧センサが用いられてもよい。ノズル圧センサは、ノズル320に設置される。型内圧センサは、金型装置800の内部に設置される。
射出装置300は、制御装置700による制御下で、計量工程、充填工程および保圧工程などを行う。充填工程と保圧工程とをまとめて射出工程と呼んでもよい。
計量工程では、計量モータ340を駆動してスクリュ330を設定回転速度で回転させ、スクリュ330の螺旋状の溝に沿って成形材料を前方に送る。これに伴い、成形材料が徐々に溶融される。液状の成形材料がスクリュ330の前方に送られシリンダ310の前部に蓄積されるにつれ、スクリュ330が後退させられる。スクリュ330の回転速度は、例えば計量モータエンコーダ341を用いて検出する。計量モータエンコーダ341は、計量モータ340の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置700に送る。尚、スクリュ330の回転速度を検出するスクリュ回転速度検出器は、計量モータエンコーダ341に限定されず、一般的なものを使用できる。
計量工程では、スクリュ330の急激な後退を制限すべく、射出モータ350を駆動してスクリュ330に対して設定背圧を加えてよい。スクリュ330に対する背圧は、例えば荷重検出器360を用いて検出する。スクリュ330が計量完了位置まで後退し、スクリュ330の前方に所定量の成形材料が蓄積されると、計量工程が完了する。
計量工程におけるスクリュ330の位置および回転速度は、一連の設定条件として、まとめて設定される。例えば、計量開始位置、回転速度切換位置および計量完了位置が設定される。これらの位置は、前側から後方に向けてこの順で並び、回転速度が設定される区間の始点や終点を表す。区間毎に、回転速度が設定される。回転速度切換位置は、1つでもよいし、複数でもよい。回転速度切換位置は、設定されなくてもよい。また、区間毎に背圧が設定される。
充填工程では、射出モータ350を駆動してスクリュ330を設定移動速度で前進させ、スクリュ330の前方に蓄積された液状の成形材料を金型装置800内のキャビティ空間801に充填させる。スクリュ330の位置や移動速度は、例えば射出モータエンコーダ351を用いて検出する。射出モータエンコーダ351は、射出モータ350の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置700に送る。スクリュ330の位置が設定位置に達すると、充填工程から保圧工程への切換(所謂、V/P切換)が行われる。V/P切換が行われる位置をV/P切換位置とも呼ぶ。スクリュ330の設定移動速度は、スクリュ330の位置や時間などに応じて変更されてもよい。
充填工程におけるスクリュ330の位置および移動速度は、一連の設定条件として、まとめて設定される。例えば、充填開始位置(「射出開始位置」とも呼ぶ。)、移動速度切換位置およびV/P切換位置が設定される。これらの位置は、後側から前方に向けてこの順で並び、移動速度が設定される区間の始点や終点を表す。区間毎に、移動速度が設定される。移動速度切換位置は、1つでもよいし、複数でもよい。移動速度切換位置は、設定されなくてもよい。
スクリュ330の移動速度が設定される区間毎に、スクリュ330の圧力の上限値が設定される。スクリュ330の圧力は、荷重検出器360によって検出される。スクリュ330の圧力が設定圧力以下である場合、スクリュ330は設定移動速度で前進される。一方、スクリュ330の圧力が設定圧力を超える場合、金型保護を目的として、スクリュ330の圧力が設定圧力以下となるように、スクリュ330は設定移動速度よりも遅い移動速度で前進される。
尚、充填工程においてスクリュ330の位置がV/P切換位置に達した後、V/P切換位置にスクリュ330を一時停止させ、その後にV/P切換が行われてもよい。V/P切換の直前において、スクリュ330の停止の代わりに、スクリュ330の微速前進または微速後退が行われてもよい。また、スクリュ330の位置を検出するスクリュ位置検出器、およびスクリュ330の移動速度を検出するスクリュ移動速度検出器は、射出モータエンコーダ351に限定されず、一般的なものを使用できる。
保圧工程では、射出モータ350を駆動してスクリュ330を前方に押し、スクリュ330の前端部における成形材料の圧力(以下、「保持圧力」とも呼ぶ。)を設定圧に保ち、シリンダ310内に残る成形材料を金型装置800に向けて押す。金型装置800内での冷却収縮による不足分の成形材料を補充できる。保持圧力は、例えば荷重検出器360を用いて検出する。保持圧力の設定値は、保圧工程の開始からの経過時間などに応じて変更されてもよい。保圧工程における保持圧力および保持圧力を保持する保持時間は、それぞれ複数設定されてよく、一連の設定条件として、まとめて設定されてよい。
保圧工程では金型装置800内のキャビティ空間801の成形材料が徐々に冷却され、保圧工程完了時にはキャビティ空間801の入口が固化した成形材料で塞がれる。この状態はゲートシールと呼ばれ、キャビティ空間801からの成形材料の逆流が防止される。保圧工程後、冷却工程が開始される。冷却工程では、キャビティ空間801内の成形材料の固化が行われる。成形サイクル時間の短縮を目的として、冷却工程中に計量工程が行われてよい。
尚、本実施形態の射出装置300は、インライン・スクリュ方式であるが、プリプラ方式などでもよい。プリプラ方式の射出装置は、可塑化シリンダ内で溶融された成形材料を射出シリンダに供給し、射出シリンダから金型装置内に成形材料を射出する。可塑化シリンダ内には、スクリュが回転自在に且つ進退不能に配置され、またはスクリュが回転自在に且つ進退自在に配置される。一方、射出シリンダ内には、プランジャが進退自在に配置される。
また、本実施形態の射出装置300は、シリンダ310の軸方向が水平方向である横型であるが、シリンダ310の軸方向が上下方向である竪型であってもよい。竪型の射出装置300と組み合わされる型締装置は、竪型でも横型でもよい。同様に、横型の射出装置300と組み合わされる型締装置は、横型でも竪型でもよい。
(移動装置)
移動装置400の説明では、射出装置300の説明と同様に、充填時のスクリュ330の移動方向(例えばX軸負方向)を前方とし、計量時のスクリュ330の移動方向(例えばX軸正方向)を後方として説明する。
移動装置400の説明では、射出装置300の説明と同様に、充填時のスクリュ330の移動方向(例えばX軸負方向)を前方とし、計量時のスクリュ330の移動方向(例えばX軸正方向)を後方として説明する。
移動装置400は、金型装置800に対し射出装置300を進退させる。また、移動装置400は、金型装置800に対しノズル320を押し付け、ノズルタッチ圧力を生じさせる。移動装置400は、液圧ポンプ410、駆動源としてのモータ420、液圧アクチュエータとしての液圧シリンダ430などを含む。
液圧ポンプ410は、第1ポート411と、第2ポート412とを有する。液圧ポンプ410は、両方向回転可能なポンプであり、モータ420の回転方向を切換えることにより、第1ポート411および第2ポート412のいずれか一方から作動液(例えば油)を吸入し他方から吐出して液圧を発生させる。尚、液圧ポンプ410はタンクから作動液を吸引して第1ポート411および第2ポート412のいずれか一方から作動液を吐出することもできる。
モータ420は、液圧ポンプ410を作動させる。モータ420は、制御装置700からの制御信号に応じた回転方向および回転トルクで液圧ポンプ410を駆動する。モータ420は、電動モータであってよく、電動サーボモータであってよい。
液圧シリンダ430は、シリンダ本体431、ピストン432、およびピストンロッド433を有する。シリンダ本体431は、射出装置300に対して固定される。ピストン432は、シリンダ本体431の内部を、第1室としての前室435と、第2室としての後室436とに区画する。ピストンロッド433は、固定プラテン110に対して固定される。
液圧シリンダ430の前室435は、第1流路401を介して、液圧ポンプ410の第1ポート411と接続される。第1ポート411から吐出された作動液が第1流路401を介して前室435に供給されることで、射出装置300が前方に押される。射出装置300が前進され、ノズル320が固定金型810に押し付けられる。前室435は、液圧ポンプ410から供給される作動液の圧力によってノズル320のノズルタッチ圧力を生じさせる圧力室として機能する。
一方、液圧シリンダ430の後室436は、第2流路402を介して液圧ポンプ410の第2ポート412と接続される。第2ポート412から吐出された作動液が第2流路402を介して液圧シリンダ430の後室436に供給されることで、射出装置300が後方に押される。射出装置300が後退され、ノズル320が固定金型810から離間される。
尚、本実施形態では移動装置400は液圧シリンダ430を含むが、本発明はこれに限定されない。例えば、液圧シリンダ430の代わりに、電動モータと、その電動モータの回転運動を射出装置300の直線運動に変換する運動変換機構とが用いられてもよい。
(制御装置)
制御装置700は、例えばコンピュータで構成され、図1~図2に示すようにCPU(Central Processing Unit)701と、メモリなどの記憶媒体702と、入力インターフェース703と、出力インターフェース704とを有する。制御装置700は、記憶媒体702に記憶されたプログラムをCPU701に実行させることにより、各種の制御を行う。また、制御装置700は、入力インターフェース703で外部からの信号を受信し、出力インターフェース704で外部に信号を送信する。
制御装置700は、例えばコンピュータで構成され、図1~図2に示すようにCPU(Central Processing Unit)701と、メモリなどの記憶媒体702と、入力インターフェース703と、出力インターフェース704とを有する。制御装置700は、記憶媒体702に記憶されたプログラムをCPU701に実行させることにより、各種の制御を行う。また、制御装置700は、入力インターフェース703で外部からの信号を受信し、出力インターフェース704で外部に信号を送信する。
制御装置700は、計量工程、型閉工程、昇圧工程、型締工程、充填工程、保圧工程、冷却工程、脱圧工程、型開工程、および突き出し工程などを繰り返し行うことにより、成形品を繰り返し製造する。成形品を得るための一連の動作、例えば計量工程の開始から次の計量工程の開始までの動作を「ショット」または「成形サイクル」とも呼ぶ。また、1回のショットに要する時間を「成形サイクル時間」または「サイクル時間」とも呼ぶ。
一回の成形サイクルは、例えば、計量工程、型閉工程、昇圧工程、型締工程、充填工程、保圧工程、冷却工程、脱圧工程、型開工程、および突き出し工程をこの順で有する。ここでの順番は、各工程の開始の順番である。充填工程、保圧工程、および冷却工程は、型締工程の間に行われる。型締工程の開始は充填工程の開始と一致してもよい。脱圧工程の完了は型開工程の開始と一致する。
尚、成形サイクル時間の短縮を目的として、同時に複数の工程を行ってもよい。例えば、計量工程は、前回の成形サイクルの冷却工程中に行われてもよく、型締工程の間に行われてよい。この場合、型閉工程が成形サイクルの最初に行われることとしてもよい。また、充填工程は、型閉工程中に開始されてもよい。また、突き出し工程は、型開工程中に開始されてもよい。ノズル320の流路を開閉する開閉弁が設けられる場合、型開工程は、計量工程中に開始されてもよい。計量工程中に型開工程が開始されても、開閉弁がノズル320の流路を閉じていれば、ノズル320から成形材料が漏れないためである。
尚、一回の成形サイクルは、計量工程、型閉工程、昇圧工程、型締工程、充填工程、保圧工程、冷却工程、脱圧工程、型開工程、および突き出し工程以外の工程を有してもよい。
例えば、保圧工程の完了後、計量工程の開始前に、スクリュ330を予め設定された計量開始位置まで後退させる計量前サックバック工程が行われてもよい。計量工程の開始前にスクリュ330の前方に蓄積された成形材料の圧力を削減でき、計量工程の開始時のスクリュ330の急激な後退を防止できる。
また、計量工程の完了後、充填工程の開始前に、スクリュ330を予め設定された充填開始位置(「射出開始位置」とも呼ぶ。)まで後退させる計量後サックバック工程が行われてもよい。充填工程の開始前にスクリュ330の前方に蓄積された成形材料の圧力を削減でき、充填工程の開始前のノズル320からの成形材料の漏出を防止できる。
制御装置700は、ユーザによる入力操作を受け付ける操作装置750や画面を表示する表示装置760と接続されている。操作装置750および表示装置760は、例えばタッチパネル770で構成され、一体化されてよい。表示装置760としてのタッチパネル770は、制御装置700による制御下で、画面を表示する。タッチパネル770の画面には、例えば、射出成形機10の設定、現在の射出成形機10の状態等の情報が表示されてもよい。また、タッチパネル770の画面には、例えば、ユーザによる入力操作を受け付けるボタン、入力欄等の操作部が表示されてもよい。操作装置750としてのタッチパネル770は、ユーザによる画面上の入力操作を検出し、入力操作に応じた信号を制御装置700に出力する。これにより、例えば、ユーザは、画面に表示される情報を確認しながら、画面に設けられた操作部を操作して、射出成形機10の設定(設定値の入力を含む)等を行うことができる。また、ユーザが画面に設けられた操作部を操作することにより、操作部に対応する射出成形機10の動作を行わせることができる。なお、射出成形機10の動作は、例えば、型締装置100、エジェクタ装置200、射出装置300、移動装置400等の動作(停止も含む)であってもよい。また、射出成形機10の動作は、表示装置760としてのタッチパネル770に表示される画面の切り替え等であってもよい。
尚、本実施形態の操作装置750および表示装置760は、タッチパネル770として一体化されているものとして説明したが、独立に設けられてもよい。また、操作装置750は、複数設けられてもよい。操作装置750および表示装置760は、型締装置100(より詳細には固定プラテン110)の操作側(Y軸負方向)に配置される。
(制御装置の詳細)
次に、図3を参照して、制御装置700の構成要素の一例について説明する。なお、図3に図示される各機能ブロックは概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。各機能ブロックの全部または一部を、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することが可能である。各機能ブロックにて行われる各処理機能は、その全部または任意の一部が、CPUにて実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現されうる。
次に、図3を参照して、制御装置700の構成要素の一例について説明する。なお、図3に図示される各機能ブロックは概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。各機能ブロックの全部または一部を、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することが可能である。各機能ブロックにて行われる各処理機能は、その全部または任意の一部が、CPUにて実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現されうる。
図3に示すように、制御装置700は、例えば、型締制御部711と、エジェクタ制御部712と、射出制御部713と、計量制御部714と、を有する。型締制御部711は、型締装置100の型締駆動源を制御し、図4に示す型閉工程、昇圧工程、型締工程、脱圧工程、及び型開工程を実施する。型締駆動源は、例えば型締モータ160であるが、油圧シリンダなどであってもよい。エジェクタ制御部712は、エジェクタ装置200を制御し、突き出し工程を実施する。射出制御部713は、射出装置300の射出駆動源を制御し、射出工程を実施する。射出駆動源は、例えば射出モータ350であるが、油圧シリンダなどであってもよい。射出工程は、充填工程と保圧工程を含む。射出工程は、型締工程中に行われる。計量制御部714は、射出装置300の計量駆動源を制御し、計量工程を実施する。計量駆動源は、例えば計量モータ340であるが、油圧ポンプなどであってもよい。計量工程は、冷却工程中に行われる。
充填工程は、シリンダ310の内部に設けられる射出部材の移動速度の実績値が設定値になるように射出駆動源を制御する工程である。充填工程は、射出部材を前方に移動させることで、射出部材の前方に蓄積された液状の成形材料を金型装置800の内部に充填させる工程である。射出部材は、例えばスクリュ330(図1及び図2参照)であるが、プランジャであってもよい。
射出部材の移動速度は、速度検出器を用いて検出する。速度検出器は、例えば射出モータエンコーダ351である。充填工程では、射出部材が前進することで、射出部材から成形材料に作用する圧力(以下、「充填圧力」とも呼ぶ。)が上昇する。充填工程は、保圧工程の直前に、射出部材を一時停止させる工程、又は射出部材を後退させる工程を含んでもよい。
保圧工程は、充填圧力の実績値が設定値になるように射出駆動源を制御する工程である。保圧工程は、射出部材を前方に押すことで、金型装置800内での冷却収縮による不足分の成形材料を補充する工程である。充填圧力は、荷重検出器360などの圧力検出器を用いて検出する。圧力検出器として、ノズル圧センサ、又は型内圧センサが用いられてもよい。
次に、図5を参照して、金型装置800の内部に流れ込む成形材料Mの一例について説明する。成形材料Mは、例えば樹脂である。成形材料Mは、金型装置800の内部のキャビティ空間801に流れ込む。キャビティ空間801は、固定金型810と可動金型820の分割面830に形成される。分割面830は、一般的にパーティングラインと呼ばれる。
成形材料Mがキャビティ空間801に流れ込む際にその流れが急激であると、キャビティ空間801のガスが分割面830などを介して金型装置800の外部に抜けにくい。その結果、ガス焼けと呼ばれる不良が発生してしまう。ガス焼けは、キャビティ空間801のガスが圧縮され発熱し、成形材料Mを炭化させる現象である。
ガス焼けが生じる場合、キャビティ空間801のガスが金型装置800の外部に抜けにくく、ガスがキャビティ空間801に残りやすいので、ショートと呼ばれる不良も生じうる。ショートは、成形材料Mがキャビティ空間801の全体に充填される前に冷却され固化する現象である。
成形材料Mの流れ方は、例えば射出部材の移動速度に応じて変わる。射出部材の前進速度が速いほど、成形材料Mの流れが速くなる。保圧工程において、充填圧力の実績値が設定値に比べて小さい場合、充填圧力の実績値が設定値になるように、射出部材が前進させられる。射出部材の前進が急激であると、成形材料Mの流れが急激になってしまう。
射出部材の急激な前進は、充填工程から保圧工程への切換(いわゆるV/P切換)の時に生じやすい。V/P切換時に、キャビティ空間801には、通常、空隙が残っている。V/P切換時に、充填圧力の実績値が設定値に比べて小さく且つ実績値と設定値の差が大きいと、射出部材の急激な前進が生じうる。
図3に示すように、制御装置700は、制限部715を有する。制限部715は、保圧工程における射出部材の前進を制限する。制限部715は、例えば保圧工程における射出部材の前進速度に上限値を設定する。保圧工程において充填圧力の実績値が設定値に比べて小さく且つ実績値と設定値の差が大きくても、射出部材の前進速度が上限値を超えることはない。その結果、ガス焼けを抑制できる。ガス焼けのみならず、ショートの発生をも抑制できる。
従来、制限部715が射出部材の前進速度に上限値を設定することで、ガス焼けを抑制していたが、ガス焼けの抑制が不十分なことがあった。例えば、前進速度が上限値以下であっても、前進加速度が大きければ、成形材料の流動先端の加速度が大きく、ガスが圧縮されやすいからである。
そこで、本実施形態の制限部715は、保圧工程における射出部材の前進加速度に上限値を設定する。射出部材の前進速度の上限値と、前進加速度の上限値とは、別々に設定される。保圧工程において充填圧力の実績値が設定値に比べて小さく且つ実績値と設定値の差が大きくても、射出部材の前進加速度が上限値を超えることはない。その結果、ガス焼けを抑制できる。ガス焼けのみならず、ショートの発生をも抑制できる。
なお、本実施形態の制限部715は、保圧工程における射出部材の前進速度と前進加速度の両方に上限値を設定するが、前進速度と前進加速度の一方に上限値を設定することでガス焼けを抑制できる場合もある。従って、制限部715は、保圧工程における射出部材の前進速度と前進加速度の少なくとも1つの上限値を設定すればよい。
ところで、図5に示すように成形材料Mが金型装置800の内部に流れ込む際に、充填圧力P1が型締圧力P2よりも大きいと、固定金型810と可動金型820が開き、成形材料Mが漏出する。その結果、バリと呼ばれる不良が発生してしまう。バリは、成形材料Mが固定金型810と可動金型820の間に漏出し固化する現象である。バリの発生を抑制すべく、型締力Fが固定金型810と可動金型820を締め付ける。なお、型締圧力P2は、型締力Fを分割面830の面積Sで除した値(P2=F/S)である。
但し、型締圧力P2及び型締力Fが大き過ぎると、成形材料Mがキャビティ空間801に流れ込む際に、キャビティ空間801のガスが分割面830を介して金型装置800の外部に抜けにくい。その結果、ガス焼けと呼ばれる不良が発生してしまう。ガス焼けの他に、ショートと呼ばれる不良も生じうる。
成形材料Mは、射出装置300によって射出された後、固定金型810のスプルー(不図示)などを通り、固定金型810と可動金型820の間に形成されるキャビティ空間801に流れ込む。成形材料Mの流動先端が固定金型810と可動金型820の分割面830に到達するまでは、型締力Fが低くても、固定金型810と可動金型820が開くことはなく、バリが発生することはない。
型締制御部711は、バリとガス焼けの両方の発生を抑制すべく、図6に示すように、充填工程の途中の予め設定した昇圧タイミングで型締力Fの設定値を第1設定値F1(F1>0)から第1設定値F1よりも大きい第2設定値F2(F2>F1)に変更してもよい。充填工程の途中まで型締力Fを低く設定することでガス焼けの発生を抑制でき、充填工程の途中から型締力Fを高く設定することでバリの発生を抑制できる。充填工程の途中まで型締力Fを低く設定することで、ガス焼のみならずショートの発生をも抑制できる。
型締力Fの昇圧タイミングは、例えば射出部材の位置を用いて設定する。射出部材は、充填工程の開始後に前進させられる。射出部材の位置は、位置検出器を用いて検出する。位置検出器は、例えば射出モータエンコーダ351である。射出部材の位置が設定位置(以下、型締力切換位置とも呼ぶ。)に達すると、型締力Fの設定値が第1設定値F1から第2設定値F2に変更される。
型締力切換位置が前方に移動させられるほど、昇圧タイミングが遅くなる。昇圧タイミングは充填工程の途中に設定されるので、型締力切換位置は充填開始位置よりも前方に且つV/P切換位置よりも後方に設定される。なお、昇圧タイミングは、充填工程の開始からの経過時間を用いて設定してもよい。経過時間が設定時間に達すると、型締力Fの設定値が第1設定値F1から第2設定値F2に変更される。
ところで、型締力Fの昇圧タイミングが早過ぎると、金型装置800の内部から外部にガスが抜けにくく、金型装置800の内部でガスが圧縮されて発熱し、ガス焼けが発生してしまう。また、型締力Fの昇圧タイミングが遅過ぎると、成形材料Mが固定金型810と可動金型820の間に漏れ出し、バリが発生してしまう。従来、昇圧タイミングの設定は熟練者が自身の経験に基づき行っており、熟練者以外の作業者が昇圧タイミングを設定することは困難であった。
図3に示すように、制御装置700は、監視部716を有する。監視部716は、型締力Fの設定値の変更に伴う型締力Fの実績値の変化を監視する。型締力Fの設定値が変更されると、型締力Fの実績値が変化するので、その後の変化を監視部716が監視すればよい。監視部716は、タイバー歪検出器141などの型締力検出器を用いて、型締力Fの実績値を取得する。詳しくは後述するが、型締力Fの実績値の変化から、成形材料Mの充填状況を推定できる。それゆえ、型締力Fの実績値の変化を監視すれば、昇圧タイミングの設定を支援できる。
型締制御部711は、例えば型締力Fの設定値をクロスヘッド位置の設定値に換算し、クロスヘッド位置の実績値が設定値になるように型締モータ160を制御する。型締力Fの第1設定値F1と第2設定値F2は、クロスヘッド位置の第1設定値と第2設定値に換算される。クロスヘッド位置は、トグルサポート130に対するクロスヘッド151の相対的な位置である。クロスヘッド151が前進するほど、型締力Fが大きくなる。
成形材料Mが固定金型810と可動金型820の分割面830に到達し、充填圧力P1によって固定金型810と可動金型820が開くと、固定プラテン110とトグルサポート130と間隔Lが長くなる。間隔Lが長くなることは、タイバー140が伸びていることを意味しており、型締力Fの実績値が上昇していることを意味している。従って、型締力Fの実績値の変化から、成形材料Mの充填状況を推定できる。
図6に示すように昇圧タイミングが適度に早い場合、成形材料Mが固定金型810と可動金型820の分割面830に到達するまで、型締力Fの実績値は第2設定値F2で安定する。その後、成形材料Mが分割面830に到達すると、充填圧力P1によって固定金型810と可動金型820が開き始め、型締力Fの実績値が第2設定値F2からより高い値に向けてずれ始める。なお、固定金型810と可動金型820の開き量は、バリが生じない程度である。
なお、成形材料Mが分割面830に到達すると、型締力Fの実績値が第2設定値F2からより低い値に向けてずれ始める場合がある。そのような場合としては、例えば、金型装置800又はキャビティ空間801の中心が、固定プラテン110又は可動プラテン120の中心に対して偏心している場合が挙げられる。この場合、成形材料Mが分割面830に到達すると、一部のタイバー140の歪みが緩和され、一部のタイバー140に作用する引張応力が小さくなることがある。その結果、タイバー歪検出器141の検出値が小さくなり、型締力Fの実績値が小さくなることがある。
なお、型締力Fの設定値が第1設定値F1から第2設定値F2に変更された後、型締力Fの実績値は図6では第2設定値F2で安定するが、第2設定値F2からシフトした値F2´(F2´=F2+E(Eはゼロ以外の数値))で安定することがある。誤差Eは、例えば型締力Fの設定値をクロスヘッド位置の設定値に換算する際に生じる誤差、または温度変化に伴う金型装置800の寸法変化によって生じる誤差である。
以下、型締力Fの実績値が基準値(例えばF2またはF2´)で安定した後に基準値からずれ始めるタイミングt0を、基準タイミングt0と呼ぶ。基準タイミングt0は、成形材料Mが分割面830に到達したタイミングを表す。基準タイミングt0は、例えば型締力Fの実績値の時間微分値が閾値を超えたタイミングである。閾値は、後述する画面761の入力欄A13(図7参照)を用いて設定変更可能である。
型締力Fの実績値は、基準値(例えばF2またはF2´)を超えた後、基準値からシフトしたまま一定になる。これは、型締圧力P2(P2=F2/S)が充填圧力P1に比べて小さく、固定金型810と可動金型820が開いた後に、閉じないからである。なお、型締力Fの実績値が基準値を超えた後に基準値に向けて小さくなってもよい。第2設定値F2の大小に関係なく、基準タイミングt0は成形材料Mが分割面830に到達したタイミングを表すからである。
図3に示すように、制御装置700は、設定変更部717を有してもよい。設定変更部717は、監視部716で監視する型締力Fの実績値の変化に基づいて、昇圧タイミングの設定を変更する。例えば、設定変更部717は、型締力Fの実績値が基準値(例えばF2またはF2´)に到達する到達タイミングt1が許容範囲Δt1に収まるように、昇圧タイミングを変更する。
許容範囲Δt1は、基準タイミングt0を基準として設定される。許容範囲Δt1は、下限値と上限値を有する。到達タイミングt1が許容範囲Δt1に収まる場合、バリの発生を抑制しつつ、昇圧タイミングを可及的に遅く設定でき、ガス焼けの発生をも抑制できる。従来、熟練者のみが設定可能であった昇圧タイミングを自動で設定できる。
許容範囲Δt1は幅を有し許容範囲Δt1の下限値と上限値は異なるが、許容範囲Δt1は点であってもよく許容範囲Δt1の下限値と上限値は同じでもよい。許容範囲Δt1は、図6に示すように基準タイミングt0よりも早い範囲であるが、基準タイミングt0を含む範囲であってもよい。
許容範囲Δt1の中央値と、基準タイミングt0との時間差Δt2が設定されてもよい。時間差Δt2は、後述する画面761の入力欄A12(図7参照)に入力した値を使用してもよいし、予め決められた値を使用してもよい。どちらの値を使用するかは、後述する画面761の入力欄A11を用いて選択可能である。
到達タイミングt1が許容範囲Δt1よりも早い場合、設定変更部717は昇圧タイミングを遅く設定変更する。一方、到達タイミングt1が許容範囲Δt1よりも遅い場合、設定変更部717は昇圧タイミングを早く設定変更する。設定変更量は、一定量でもよいし、到達タイミングt1と許容範囲Δt1のずれ量に応じた量でもよい。後者の場合、到達タイミングt1と許容範囲Δt1のずれ量が大きいほど、設定変更量が大きい。
昇圧タイミングを早く設定変更することは、例えば型締力切換位置を後方に設定変更することを含む。一方、昇圧タイミングを遅く設定変更することは、例えば型締力切換位置を前方に設定変更することを含む。なお、昇圧タイミングは、上記の通り、型締力切換位置の代わりに、充填工程の開始からの経過時間を用いて設定してもよい。
設定変更部717は、到達タイミングt1が許容範囲Δt1に収まるまで昇圧タイミングの設定を繰り返し変更する。設定変更部717は、例えばn(nは1以上の自然数)回目の成形サイクルにおける到達タイミングt1に基づいて、n+1回目以降の成形サイクルにおける昇圧タイミングの設定を変更する。
(画面)
次に、図7及び図8を参照して、表示装置760によって表示する画面761の一例について説明する。画面761は、例えば、図7に示すように、アイコン表示領域762と、タブ表示領域763と、選択画面表示領域764と、を有する。画面761は、例えばタッチパネル770(図1及び図2参照)の画面である。
次に、図7及び図8を参照して、表示装置760によって表示する画面761の一例について説明する。画面761は、例えば、図7に示すように、アイコン表示領域762と、タブ表示領域763と、選択画面表示領域764と、を有する。画面761は、例えばタッチパネル770(図1及び図2参照)の画面である。
アイコン表示領域762には、複数のアイコンI1~I9が配列される。アイコンI1~I9の選択は、例えば作業者がタブ表示領域763を見ながらアイコンをタッチすることで行われる。表示制御部720(図3参照)は、作業者の入力操作に応じたタブをタブ表示領域763に表示する。
タブ表示領域763には、アイコンI1~I9毎に選ばれる複数のタブT1~T4が配列される。図7及び図8に示す複数のタブT1~T4は、アイコンI4が選択されたときにタブ表示領域763に表示される。タブT1~T4の選択は、例えば作業者がタブ表示領域763を見ながらタブをタッチすることで行われる。表示制御部720は、作業者の入力操作に応じた選択画面を選択画面表示領域764に表示する。
選択画面表示領域764には、タブT1~T4毎に選ばれる選択画面が表示される。複数の選択画面は、選択画面表示領域764に、切り替えて表示される。図7に示す選択画面765は、タブT3が選択されたときに選択画面表示領域764に表示される。以下、タブT3を第1タブT3と呼び、選択画面765を第1選択画面765とも呼ぶ。
第1選択画面765は、図7に示すように、金型装置800の内部から外部にガスを抜く制御に用いられる複数の入力欄A1~A14を含む。ガスを抜く制御に用いられる複数の入力欄A1~A14を第1選択画面765にまとめて設けることで、複数の入力欄A1~A14が複数の選択画面に点在している場合に比べて、ガスを抜く制御の設定を支援できる。
第1タブT3は、例えばガスを表す文字を含む。ガスを表す文字として、「ガス」の他に、「気体」などが使用されてもよい。作業者がタブ表示領域763を見たときに、第1タブT3をタッチすれば、ガスを抜く制御に用いられる第1選択画面765が選択画面表示領域764に表示されることを、作業者が理解しやすい。第1タブT3は、図7に示すように「ガス抜き」の文字を含んでもよい。第1タブT3は、図示しないが「ガス焼け」の文字を含んでもよい。
金型装置800の内部から外部にガスを抜く制御は、例えば、後述する第1制御と第2制御と第3制御から選ばれる2つ以上を含んでもよい。2つ以上の制御に用いられる複数の入力欄A1~A14を第1選択画面765にまとめて設けることで、複数の入力欄A1~A14が複数の選択画面に点在している場合に比べて、ガスを抜く制御の設定を支援できる。
第1制御は、射出部材から射出部材の前方の成形材料に作用する圧力の実績値が設定値になるように射出部材を進退させる射出駆動源を制御する保圧工程において、射出部材の前進を制限する制御である。射出部材は、例えばスクリュ330(図1及び図2参照)であるが、プランジャであってもよい。射出駆動源は、例えば射出モータ350であるが、油圧シリンダなどであってもよい。
第1制御を実施することで、保圧工程において充填圧力の実績値が設定値に比べて小さく且つ実績値と設定値の差が大きくても、射出部材の前進速度または前進加速度が上限値を超えることはない。その結果、成形材料がキャビティ空間801に緩やかに流れ込み、キャビティ空間801のガスが金型装置800の外部に抜けやすい。
第2制御は、成形材料を後方から前方に押す射出部材の移動速度の実績値が設定値になるように射出部材を進退させる射出駆動源を制御する充填工程の終期に、射出部材を一時停止させる制御である。V/P切換の直前に射出部材を一時停止させることで、キャビティ空間801に流れ込む成形材料の流れを緩和できる。よって、キャビティ空間801のガスが金型装置800の外部に抜けやすい。
第3制御は、成形材料を後方から前方に押す射出部材の移動速度の実績値が設定値になるように射出部材を進退させる射出駆動源を制御する充填工程の途中の所定の昇圧タイミングで型締力Fを上昇させる制御である。充填工程の途中まで型締力Fを低く設定することで、キャビティ空間801のガスが金型装置800の外部に抜けやすい。また、充填工程の途中から型締力Fを高く設定することでバリの発生を抑制できる。
第1選択画面765は、第1制御に用いられる複数の入力欄A1~A2を含む。これらの入力欄A1~A2は、第1入力領域765aに設けられる。入力欄A1には、保圧工程における射出部材の前進速度の上限値が入力される。入力欄A2には、保圧工程における射出部材の前進加速度の上限値が入力される。
制限部715は、入力欄A1、A2に入力された設定に従って、保圧工程における射出部材の前進を制限する。
第1選択画面765は、第2制御に用いられる複数の入力欄A3~A5を含む。これらの入力欄A3~A5は、第2入力領域765bに設けられる。入力欄A3には、V/P切換の直前に射出部材を一時停止させる停止時間を「自動」で設定するか「手動」で設定するかの選択が入力される。
入力欄A4には、「自動」で設定される停止時間が入力される。入力欄A4は、例えばスイッチ形式またはプルダウン形式の入力欄であり、予め登録された複数の候補から一つの候補を選択させる入力欄である。例えば図7に示すように「充填時間比」が入力欄A4に入力されている場合、停止時間として、充填工程の時間に対して所定の比率を有する時間が使用される。入力欄A5には、「手動」で設定される停止時間が入力される。
射出制御部713は、入力欄A3~A5に入力された設定に従って、V/P切換の直前に射出部材を一時停止させる。なお、入力欄A3に「手動」が入力されており、且つ入力欄A5に「0.0」が入力されている場合、射出制御部713はV/P切換の直前に射出部材を一時停止させない。
第1選択画面765は、第3制御に用いられる複数の入力欄A6~A9を含む。これらの入力欄A6~A9は、第3入力領域765cに設けられる。入力欄A6には、充填工程の途中で型締力Fを上昇させるか否かの選択、つまり、第3制御を実施するか否かの選択が入力される。入力欄A6は、例えばスイッチ形式またはプルダウン形式の入力欄であり、予め登録された複数の候補から一つの候補を選択させる入力欄である。例えば図7に示すように「マルチトグル」が入力欄A6に入力されている場合、第3制御が実施される。図示しないが、「切」が入力欄A6に入力されている場合、第3制御が実施されない。
入力欄A7には、型締力Fの第1設定値F1が入力される。第1設定値F1は、第2設定値F2に対する比率で入力される。入力欄A8には、昇圧タイミングが入力される。昇圧タイミングは、例えば射出部材の位置を用いて設定する。なお、昇圧タイミングは、充填工程の開始からの経過時間を用いて設定してもよい。入力欄A9には、型締力Fの第2設定値F2が入力される。
入力欄A6に「マルチトグル」が入力されている場合、型締制御部711は入力欄A7~A9に入力された設定に従って、充填工程の途中で型締力Fを上昇させる。
第1選択画面765は、第3制御の設定を自動で変更するための、つまり、設定変更部717による第3制御の設定変更を実施するための複数の入力欄A10~A14を含む。これらの入力欄A10~A14は、第4入力領域765dに設けられる。
入力欄A10には、第3制御の設定変更を許容するか否かの選択が入力される。入力欄A10は、例えばスイッチ形式またはプルダウン形式の入力欄であり、予め登録された複数の候補から一つの候補を選択させる入力欄である。例えば図7に示すように「タイミング」が入力欄A10に入力されている場合、第3制御の設定変更が許容される。図示しないが、「切」が入力欄A10に入力されている場合、第3制御の設定変更が禁止される。
入力欄A11には、時間差Δt2を「自動」で設定するか「手動」で設定するかの選択が入力される。例えば図7に示すように「自動」が入力欄A11に入力されている場合、時間差Δt2として、充填工程の時間に対して所定の比率を有する時間が使用される。入力欄A12には、「手動」で設定される時間差Δt2が入力される。
入力欄A13には、基準タイミングt0を求める際に参照される閾値が入力される。入力欄A13は、例えばスイッチ形式またはプルダウン形式の入力欄であり、予め登録された複数の候補から一つの候補を選択させる入力欄である。候補は、閾値の大きさに応じて複数の段階で表され、例えば「高」、「標準」、「低」の3段階で表される。
入力欄A14は、第3制御の設定変更を開始するための開始ボタンである。入力欄A10に「タイミング」が入力されている状態で、入力欄A14の開始ボタンが押されると、設定変更部717が入力欄A11~A13に入力された設定に従って、第3制御の設定変更を開始する。
図8に示す選択画面766は、タブT4が選択されたときに選択画面表示領域764に表示される。以下、タブT4を第2タブT4と呼び、選択画面766を第2選択画面766とも呼ぶ。第2選択画面766は、タブ表示領域763に第1タブT3を表示するか否かの選択が入力される入力欄A15を含む。
入力欄A15は、例えばスイッチ形式またはプルダウン形式の入力欄であり、予め登録された複数の候補から一つの候補を選択させる入力欄である。例えば図7に示すように「入」が入力欄A15に入力されている場合、タブ表示領域763に第1タブT3が表示される。図示しないが、「切」が入力欄A15に入力されている場合、タブ表示領域763に第1タブT3が表示されない。
入力欄A15によって、タブ表示領域763の表示を切換えることができる。作業者が第1タブT3を使用しない場合に、タブ表示領域763から第1タブT3を除去でき、タブ表示領域763の視認性を向上できる。
以上、本発明に係る射出成形機の表示装置の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態などに限定されない。特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更、修正、置換、付加、削除、及び組み合わせが可能である。それらについても当然に本発明の技術的範囲に属する。
10 射出成形機
760 表示装置
761 画面
763 タブ表示領域
764 選択画面表示領域
800 金型装置
T3 第1タブ
760 表示装置
761 画面
763 タブ表示領域
764 選択画面表示領域
800 金型装置
T3 第1タブ
Claims (7)
- 複数のタブが配列されるタブ表示領域と、前記タブ毎に選ばれる選択画面を表示する選択画面表示領域とを有する画面を表示する、射出成形機の表示装置であって、
前記タブ表示領域は第1タブを有し、
前記第1タブが選択されたときに前記選択画面表示領域に表示される第1選択画面は、金型装置の内部から外部にガスを抜く制御に用いられる複数の入力欄を含む、射出成形機の表示装置。 - 前記第1タブは、ガスを表す文字を含む、請求項1に記載の射出成形機の表示装置。
- 前記金型装置の内部から外部にガスを抜く制御は、射出部材から前記射出部材の前方の成形材料に作用する圧力の実績値が設定値になるように前記射出部材を進退させる射出駆動源を制御する保圧工程において、前記射出部材の前進を制限する第1制御を含み、
前記第1選択画面は、前記第1制御に用いられる入力欄を含む、請求項1又は2に記載の射出成形機の表示装置。 - 前記金型装置の内部から外部にガスを抜く制御は、成形材料を後方から前方に押す射出部材の移動速度の実績値が設定値になるように前記射出部材を進退させる射出駆動源を制御する充填工程の終期に、前記射出部材を一時停止させる第2制御を含み、
前記第1選択画面は、前記第2制御に用いられる入力欄を含む、請求項1~3のいずれか1項に記載の射出成形機の表示装置。 - 前記金型装置の内部から外部にガスを抜く制御は、成形材料を後方から前方に押す射出部材の移動速度の実績値が設定値になるように前記射出部材を進退させる射出駆動源を制御する充填工程の途中の所定の昇圧タイミングで型締力を上昇させる第3制御を含み、
前記第1選択画面は、前記第3制御に用いられる入力欄を含む、請求項1~4のいずれか1項に記載の射出成形機の表示装置。 - 前記金型装置の内部から外部にガスを抜く制御は、成形材料を後方から前方に押す射出部材の移動速度の実績値が設定値になるように前記射出部材を進退させる射出駆動源を制御する充填工程の途中の所定の昇圧タイミングで型締力を上昇させる第3制御を含み、
前記第1選択画面は、前記第3制御の設定を自動で変更するための入力欄を含む、請求項1~5のいずれか1項に記載の射出成形機の表示装置。 - 前記タブ表示領域は第2タブを有し、
前記第2タブが選択されたときに前記選択画面表示領域に表示される第2選択画面は、前記タブ表示領域に前記第1タブを表示するか否かの選択が入力される入力欄を含む、請求項1~6のいずれか1項に記載の射出成形機の表示装置。
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