JP2507139B2 - 射出成形機の射出制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、射出成形機の射出制御方法に関するもので
ある。

（従来の技術） 従来の射出成形機の射出制御方法の１例としては、例
えば特公平１−33331号公報に開示されているように、
所定充填量を充填後、スクリューをロックする方式のも
のが提案されている。

樹脂の射出成形においては、一般に主射出工程のあと
に保圧工程が必要である。

例えば、高速にて射出する場合には、ノズル先端圧力
は高くなければ成形用金型のスプルーランナ、ゲートの
抵抗に充分打ち勝てない。しかしながら、このままの圧
力にて樹脂材料を成形用金型のキャビティに充填する
と、過大な圧力がキャビティに作用してしまいバリおよ
びオーバーパックの原因となるので、充填完了の直前に
は圧力を低下させる。この時点においてスクリューの後
退が発生する。この後は、キャビティの成形品の収縮を
補うだけの樹脂量分だけスクリューが少し再前進する。
この方式は、「単純保圧方式」とも称されるべきもの
で、第４図〜第６図に略示するような経過をたどる。

第４図において、前述の主射出工程は線分（Ａ）で表
わされ、スクリューの始点（S₁）から終点（S₂）まで矢
印のようにスクリューが前進すると、ほぼ所定量の樹脂
が成形用金型のキャビティへ供給される。この終点
（S₂）は前述の「充填完了直前」のスクリュー位置であ
り、この位置で前述のようにスクリュー押圧がブレーク
され保圧工程になると線分（Ｂ）のようにスプリングバ
ックが起こる。言い換えれば、スクリュー押圧が低下し
た場合にはスクリュー先端部または成形用金型のキャビ
ティに圧縮充填された材料によってスクリューが点
（S₃）まで押し戻される。

線分（Ｃ）においては、主射出工程での圧よりも若干
低い圧をスクリューに印加して点（S₄）まで再前進さ
せ、キャビティでの樹脂冷却による収縮を補償してい
る。この点（S₄）が保圧終結時点である。

このような経過をスクリュー位置と時間経過との関係
のグラフとして示したのが第５図であり、同じくスクリ
ュー押圧と時間経過との関係のグラフとして示したのが
第６図である。

このような場合、射出ストロークに所定値（S₄）を設
定し、この値で成形金型王のキャビティへの充填を中断
すると線分（Ｂ）のスプリングバック中に点（S₄）を通
過した瞬間が、あたかも線分（Ｃ）での保圧の終点であ
るかのように誤認され、希望する充填量よりも少なくな
ってしまう。

したがって、従来の方法では射出ストロークが単調増
加するような成形条件の場合にしか充填量の適正な制御
が出来なかった。

前述のような単純保圧方式とは異なり、主としてタイ
マーにより制御されるのが、次の多段保圧方式である。
なお、第７〜９図には、多段射出速度（本例は３速）と
多段保圧力（本例はP_H1，P_H2，P_H3の３圧）との射出成
形条件例を示す。

通常の射出成形機にあっては、射出工程ではスクリュ
ーのストローク（または位置）による速度切換制御によ
り、また保圧工程ではタイマーでもっての保圧切換制御
による。

射出速度設定が第８図のようであり、圧力設定値が第
９図のような場合に、スクリューの動きは第７図に示さ
れるようになる。

制御を行ない一定に保ちたい値はΔX_s（スクリュー位
置）であるが、最大スクリュー移動ストロークはΔX_max
となり、ΔX_s＜ΔX_maxである。

スクリューの移動ストロークのみを検出、監視してい
たのではP_H2に移ると同時にΔX_e点にて保圧を中断して
しまい、P_H2，P_H3の保圧工程が省略されてしまうことと
なる。

多段保圧は、成形品の表面品質および寸法校正等に効
果を発揮することは従来より知られており、この観点か
らもΔX_e点での射出の中断は望ましくない。また、スプ
リングバック中のΔX′_e点であっても好ましくない。

（発明が解決しようとする課題） 前述の実情に鑑み本発明は、主射出工程とそのあとの
保圧工程とを有する射出工程において、溶融樹脂の最適
充填量を保証し得る保圧工程の終結時点の設定および検
出を可能とする射出成形機の射出制御方法の提供を目的
とする。特に、前記設定および検出には主としてスクリ
ューのストローク位置を用い、このストローク位置にタ
イマーによる遅延時間を加味した制御方式とすることに
より正確かつ生産効率上も優れた射出制御方法を提供し
ようとするものである。

（課題を解決するための手段） 前記目的を達成するべく、本発明による射出成形機の
射出制御方法は、 射出成形機の射出工程が主射出工程とそのあとの保圧
工程とを有し、この保圧工程への切換タイミングとその
保圧工程の終結タイミングとをスクリューのストローク
位置に基いて定める射出成形機の射出制御方法におい
て、 射出直前から前記スクリューのストローク位置を検出
し始め、前記保圧工程への切換をストローク位置が第１
設定値に達したときに行い、この切換時点から予め設定
されている所定の遅延時間を経過したのち、ストローク
位置が第２設定値に達したときに前記保圧工程を終結さ
せることを特徴とするものである。

なお、前記保圧工程の終結のための操作は、前記射出
成形機のシリンダ内部から成形用金型のキャビティに至
るまでの間の溶融樹脂流路中に設ける樹脂流動停止手段
によって行うことが好ましい。

前述の本発明による射出成形機の射出制御方法を実施す
る一つの態様は、 前記保圧工程が高圧期間につづく低圧期間を設ける多
段保圧方式であり、前記遅延時間をその高圧期間が終わ
るまえよりも長い時間とする ものである。また、他の態様は、 前記保圧工程が単純保圧方式であり、前記遅延時間を
少なくともスプリングバックの時間と同一とする ものである。さらに、今一つの態様は、 前記所定の遅延時間の経過時が所望の前記保圧工程を
終結させる開始タイミングであり前記スクリューの移動
方向が前記射出成形機のノズル部への前進方向である場
合に、ストローク位置が前記第２設定値に達したときに
前記保圧工程を終結する方式である。

（作用） スクリューが前記第１設定値に達したときに主射出工
程を終え、圧力を保圧工程用の水準に切換える点は従来
同様ではあるが、この切換後に所定の遅延時間を経過さ
せるから、スプリングバックの過程は終っており、ある
いはスプリングバックとその後の高圧期間も終っている
から、その後にスクリューが第２設定値に達したときに
は本来の保圧工程が完了している。

（発明の効果） 本発明方法は、前述のように構成されているので、ス
クリューが押し戻されるような成形条件の場合にも射出
ストロークを一定に制御した成形が可能となり、保圧設
定も従来と同様に行うことが出来る。

（実施例） 次に、本発明による射出成形機の射出制御方法におい
て、図面を参照しつつ説明する。

本発明方法が適用される装置の例を示す第１図におい
て、制御装置１は射出成形機の動作制御を行うものであ
り、リミットスイッチ、タイマー、スクリュー位置検出
器２等からの信号により電磁フロコン3,電磁リリーフ弁
４等の駆動を順次に行なうものである。なお、番号５は
油圧源である。

この射出成形機のスクリュー６はスクリュー回転モー
タ７によりシリンダ８内で回転させられ、射出の際には
油圧シリンダ９により図上左方へストロークさせられ
る。また、成形用金型10とノズル部11との間、言い換え
れば射出成形機のシリンダ８内部から成形用金型10のキ
ャビティに至るまでの間の溶融樹脂流路中に設けられて
いるノズル閉塞弁12は、駆動装置13により保圧工程の終
結の際に閉止されるものである。

この制御装置１には、第２図に示されるように第２設
定値ΔX_S用の射出量ストローク設定器14と、遅延時間設
定値TX₁用の非監視領域である遅延時間設定タイマ15と
が設けられている。この遅延時間設定タイマ15がスイッ
チ16によりONされるタイミングは、射出のスクリュース
トローク制御の終了時点、つまり第１設定値到達、以降
である。言い換えれば、保圧工程中にONされる。

次に、遅延時間経過後に接点17が遅延時間設定タイマ
15により閉じられれば、射出量ストローク設定器14の設
定値ΔX_Sと、スクリュー位置検出器２からのスクリュー
位置信号は比較器18にて比較され、両者が一致した時、
射出工程中断信号が発せられる。

なお、スクリュー位置信号は、遅延時間設定値TX₁用
の接点17が閉じられなければ比較器18へ送られず、設定
値ΔX_Sとの値が一致することはない。

また、遅延時間設定値TX₁用の接点17が閉じられるの
は、遅延時間設定タイマ15による遅延時間設定値TX₁の
計時後であり、この遅延時間設定タイマ15が計時をスタ
ートするのは保圧工程への切換時である。

ところで、制御装置１は、第２図の構成である必要は
なく、コンピュータプログラムのフローチャート図上で
は第３図（Ａ）のようでもよい。この第３図（Ａ）にお
いて、ΔX_Aは刻々検出されるスクリュー位置の信号であ
る。

したがって、保圧工程中の遅延時間設定タイマ経時後
に射出ストロークを監視し、射出量ストローク設定器の
設定値と一致した時点にて射出を中断すればよい。

前述の実施例では、一例として電磁フロコン３、電磁
リリーフ弁４、ノズル閉塞弁12へ同時に射出中断指令信
号が発せられるケースを示している。

なお、射出の中断方式としては、電磁フロコン３の
閉、または電磁リリーフ弁４の圧力低下のみでもよく、
またノズル閉塞弁12の閉止のみ、あるいは金型10に設け
られるゲートシャットオフ弁の閉塞でもよい。また、本
発明は、単純保圧方式に対しても適用できることは言う
までもない。

設定された遅延時間設定値TX₁の経過時が、所望の保圧
工程を終結させる開始タイミングである場合には遅延時
間設定値TX₁の設定も容易となるが、この場合にはΔX_S
点がスプリングバック中の値となることがないようにス
クリューが前進工程中である時に限って射出工程中断信
号を発すればよい。言い換えれば、第３図（Ｂ）の条件
を第３図（Ａ）の二判断の次に付け加えればよい。な
お、スクリューが前進方向であるか否かは、スクリュー
位置検出器２の抵抗値変化またはパルス変化方向の検出
により容易に確認可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明による射出成形機の射出制御
方法の具体的実施例を説明するための図面であって、第
１図は本発明方法が適用される装置を示した模式図、第
２図は同じく制御機構の一例を示した部分回路図、第３
図（Ａ）、（Ｂ）は同じく制御プログラムの部分的フロ
ーチャート図であるとともに、第４図乃至第９図は従来
例を説明するのに用いる図面であって、第４図は単純保
圧方式におけるスクリューの移動状況を示すグラフ、第
５図は同方式におけるスクリュー位置と時間経過との関
係を示すグラフ、第６図はスクリュー背圧と時間経過と
の関係を第５図に対応して示したグラフ、第７図は多段
保圧方式におけるスクリュー位置と時間経過との関係を
示すグラフ、第８図は同方式における射出速度と時間経
過との関係を示すグラフ、第９図は同方式におけるスク
リュー背圧と時間経過との関係を示すグラフである。 ２……スクリュー位置検出器 12……ノズル閉塞弁 13……駆動装置 14……射出量ストローク設定器 15……遅延時間設定タイマ 18……比較器

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】射出成形機の射出工程が主射出工程とその
   あとの保圧工程とを有し、この保圧工程への切換タイミ
   ングとその保圧工程の終結タイミングとをスクリューの
   ストローク位置に基いて定める射出成形機の射出制御方
   法において、 射出直前から前記スクリューのストローク位置を検出し
   始め、前記保圧工程への切換をストローク位置が第１設
   定値に達したときに行い、この切換時点から予め設定さ
   れている所定の遅延時間を経過したのち、ストローク位
   置が第２設定値に達したときに前記保圧工程を終結させ
   ることを特徴とする射出成形機の射出制御方法。
2. 【請求項２】前記保圧工程の終結のための操作を、前記
   射出成形機のシリンダ内部から成形用金型のキャビティ
   に至るまでの間の溶融樹脂流路中に設ける樹脂流動停止
   手段によって行う請求項１に記載の射出成形機の射出制
   御方法。
3. 【請求項３】前記保圧工程が高圧期間につづく低圧期間
   を設ける多段保圧方式であり、前記遅延時間をその高圧
   期間が終わるまでよりも長い時間とする請求項１または
   ２に記載の射出成形機の射出制御方法。
4. 【請求項４】前記保圧工程が単純保圧方式であり、前記
   遅延時間を少くともスプリングバックの時間と同一とす
   る請求項１または２に記載の射出成形機の射出制御方
   法。
5. 【請求項５】前記所定の遅延時間の経過時が所望の前記
   保圧工程を終結させる開始タイミングであり前記スクリ
   ューの移動方向が前記射出成形機のノズル部への前進方
   向である場合に、ストローク位置が前記第２設定値に達
   したときに前記保圧工程を終結させることを特徴とする
   請求項１または２に記載の射出成形機の射出制御方法。