JP2631069B2 - Method and apparatus for controlling holding pressure in injection molding - Google Patents

Method and apparatus for controlling holding pressure in injection molding

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JP2631069B2
JP2631069B2 JP13902593A JP13902593A JP2631069B2 JP 2631069 B2 JP2631069 B2 JP 2631069B2 JP 13902593 A JP13902593 A JP 13902593A JP 13902593 A JP13902593 A JP 13902593A JP 2631069 B2 JP2631069 B2 JP 2631069B2
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temperature
pressure
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tnf
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  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、射出成形における保圧
の制御方法および装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for controlling a holding pressure in injection molding.

【0002】[0002]

【従来の技術】射出成形は、季節変化、朝夕の気温変
化、成形立上りや中断などの種々の温度変化がある中で
行われる。また、溶融粘度や収縮率をはじめとするプラ
スチック材料諸物性には、温度への依存度が大きいとい
う特徴がある。このため、前記温度変化は、形状寸法や
重量精度を始めとする成形品の品質を変動させる主原因
となっている。
2. Description of the Related Art Injection molding is performed in the presence of various temperature changes such as seasonal changes, temperature changes in the morning and evening, rising and stopping of molding. In addition, various properties of the plastic material such as the melt viscosity and the shrinkage ratio are characterized by a large dependence on temperature. For this reason, the temperature change is a main cause of changing the quality of the molded product including the shape and size and the weight accuracy.

【0003】一般的に、前記の温度変化は、金型温度、
冷却水温度、および加熱シリンダ温度などの変動として
現れる。そうすると、型内に充填され、冷却固化して取
出されるまでの樹脂の温度に変化が生じ、樹脂圧力や流
動速度の再現性がそこなわれて、成形サイクル毎の形状
寸法にばらつきが生じることになる。こうした問題を解
決するには、圧力や温度などの樹脂の状態を毎ショット
一定に維持するか、あるいは、たとえ温度変化が不可避
な要因であっても、所定の成形品品質が得られるよう
に、圧力などを制御する方法を講じる必要がある。
[0003] Generally, the temperature change is determined by the mold temperature,
Appears as fluctuations such as cooling water temperature and heating cylinder temperature. As a result, the temperature of the resin before it is filled into the mold, cooled and solidified, is changed, and the reproducibility of the resin pressure and flow speed is impaired, and the shape and dimensions of each molding cycle vary. become. In order to solve such a problem, the state of the resin such as pressure and temperature is kept constant every shot, or even if a temperature change is an inevitable factor, a predetermined molded product quality is obtained. It is necessary to take a method of controlling pressure and the like.

【0004】温度変化によるこのような問題を解決する
ために、従来は、型内に樹脂圧力センサや樹脂温度セン
サを取付けて、成形材料(樹脂)の圧力(P)、温度
(T)、および比容積(V)の関係を示す基礎物性デー
タであるPVT特性データに基づいて、温度変化に拘ら
ず成形品の比容積が目標値と一致するように、前記型内
の樹脂圧力を制御する方法がとられている(特開昭63
−3926号公報、特開昭63−3927号公報参
照)。
Conventionally, in order to solve such a problem caused by temperature change, a resin pressure sensor or a resin temperature sensor is mounted in a mold, and the pressure (P), temperature (T), and temperature of a molding material (resin) are increased. A method for controlling the resin pressure in the mold based on PVT characteristic data, which is basic physical property data indicating the relationship of specific volume (V), so that the specific volume of a molded article matches a target value regardless of a temperature change. (JP-A-63
-3926, JP-A-63-3927).

【0005】前記の従来の方法においては、金型に樹脂
が充填された後の型内の樹脂圧力や型内の樹脂温度を時
々刻々計測し、これらの計測値と前記のPVT特性デー
タとから、目標とする成形品比容積となるように型内の
樹脂圧力をフィードバック制御する制御方法が採られて
いる。また、これらの中には、型内の樹脂圧力を検出す
るものの、これをフィードバック制御することはせず、
シャットオフノズルやゲートバルブを用いて、金型への
樹脂供給を機械的に遮断する時刻を制御する方法も報告
されている(DE4026731)。さらに、型内の樹
脂温度を得る方法については、直接これを計測によって
得るものや、あるいは、金型温度や加熱シリンダ温度の
計測値から型内の樹脂温度を間接的に推定する方法も報
告されている(US4983336)。
In the above-mentioned conventional method, the resin pressure in the mold and the resin temperature in the mold after the resin is filled in the mold are measured every moment, and the measured values and the PVT characteristic data are used. In addition, a control method is employed in which the resin pressure in the mold is feedback-controlled so as to obtain a target molded product specific volume. Some of them detect the resin pressure in the mold, but do not perform feedback control on this.
A method of using a shut-off nozzle or a gate valve to control the time at which the supply of resin to a mold is mechanically shut off has also been reported (DE4026731). Furthermore, regarding the method of obtaining the resin temperature in the mold, a method of directly obtaining the temperature by measurement or a method of indirectly estimating the resin temperature in the mold from the measured values of the mold temperature and the heating cylinder temperature have been reported. (US Pat. No. 4,983,336).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の技
術には次のような問題があった。
However, the above-mentioned prior art has the following problems.

【0007】まず、いずれにしても型内に樹脂圧力セン
サを取付ける必要があり、経済的でなく、しかも、この
圧力センサの調整や取付けに手間がかかる。
In any case, it is necessary to mount the resin pressure sensor in the mold, which is not economical, and it takes time to adjust and mount the pressure sensor.

【0008】次に、金型に充填された溶融樹脂は、急速
に冷却されるので、短時間のうちに粘度が上昇し、固化
される。粘度の上昇と固化は、樹脂の圧力をもはやスク
リュの押圧によって、充分に制御することを不可能とす
る。このため、金型に樹脂を充填した後に、急速な粘度
上昇および固化を示す型内の樹脂の圧力や温度を計測し
て制御しようとしても、制御は困難となる。特に、成形
品の形状寸法は型内の樹脂が流動性を消失してキャビテ
ィへの樹脂補給が途絶える時点で決定されるので、該流
動性消失時点での型内の樹脂圧力や樹脂温度を所定の状
態に維持する必要がある。しかし、前述した理由によ
り、この時点では樹脂挙動を制御できる自由度は無くな
っており、型内の樹脂圧力や樹脂温度を計測してしかる
後これらをフィードバック制御する方法では、所定の品
質を得ることができなくなり、こうした問題は、特に薄
肉やゲートの小さい金型では、冷却固化がより急速に進
行するので、顕著である。つまり、金型に樹脂を充填し
た後にその圧力や温度を検出して制御する方法には、お
のずとその制御性に限界がある。シャットオフノズルや
バルブゲートを用いる場合は、付加的な設備を要し、経
済性、段取性、さらには保守性において特殊な場合に限
定される。
Next, since the molten resin filled in the mold is rapidly cooled, the viscosity increases in a short time and is solidified. The increase and solidification of the viscosity makes it impossible to control the pressure of the resin anymore by pressing the screw. For this reason, after filling the mold with the resin, it is difficult to control by measuring and controlling the pressure and temperature of the resin in the mold that shows a rapid rise in viscosity and solidification. In particular, since the shape and dimensions of the molded product are determined when the resin in the mold loses fluidity and the supply of resin to the cavity is interrupted, the resin pressure and resin temperature in the mold at the time when the fluidity disappears are determined. It is necessary to maintain the state. However, for the reasons described above, there is no freedom to control the resin behavior at this point, and the method of measuring the resin pressure and the resin temperature in the mold and then feedback-controlling them to obtain a predetermined quality. This problem is remarkable, particularly in a mold having a small thickness or a small gate, because cooling and solidification proceeds more rapidly. That is, the method of detecting and controlling the pressure and temperature after filling the resin into the mold naturally has a limit in its controllability. The use of shut-off nozzles and valve gates requires additional equipment and is limited to special cases in terms of economy, setup, and even maintainability.

【0009】また、型内の樹脂温度を金型温度や加熱シ
リンダ温度から間接的に推定する場合、従来は、金型と
樹脂との間の熱伝達率を無限大とみなした熱伝導解析解
の級数第1項のみを考慮した近似式であるため、計算精
度が悪く、この結果、成形品品質を高精度で推定および
制御する上で支障をきたしていた。さらに、型内の樹脂
温度を計算する上で、成形品の肉厚、有効熱拡散率など
の付加的なデータを必要とするため、これらのデータを
収集する手間がかかるという問題点がある。
When the temperature of the resin in the mold is indirectly estimated from the temperature of the mold and the temperature of the heating cylinder, conventionally, a heat conduction analysis solution in which the heat transfer coefficient between the mold and the resin is regarded as infinite is considered. Since the approximation formula takes into account only the first term of the series, the calculation accuracy is poor. As a result, there has been a problem in estimating and controlling the quality of the molded article with high accuracy. Furthermore, since calculating the resin temperature in the mold requires additional data such as the thickness of the molded product and the effective thermal diffusivity, there is a problem that it takes time to collect these data.

【0010】以上の問題点は、主に制御の方式に関わる
ものである。これに加えて、実際的な制御の品質改善の
寄与という面では、次のような問題点があった。
The above problems mainly relate to the control method. In addition to this, there are the following problems in terms of the contribution of practical control quality improvement.

【0011】まず、高温のノズルと低温の金型とが接触
すると、ノズルから金型に向う熱移動が生じ、ノズル先
端部分の樹脂温度は急激に低下する。そうすると、ノズ
ルから金型に流入する樹脂の量が不安定となる。このた
め、温度変化の1つとして、ノズルから金型に向う熱移
動を考慮することが、成形品重量や形状寸法を高精度で
制御する上で重要である。しかしながら、従来は、ノズ
ルから金型への熱移動を充分な精度で捉えられる計測方
法およびこれに基づく制御については報告されていなか
った。
First, when a high-temperature nozzle comes into contact with a low-temperature die, heat transfer from the nozzle toward the die occurs, and the resin temperature at the tip of the nozzle rapidly drops. Then, the amount of resin flowing into the mold from the nozzle becomes unstable. For this reason, it is important to consider the heat transfer from the nozzle to the mold as one of the temperature changes in controlling the molded product weight and shape dimensions with high accuracy. However, a measurement method capable of capturing heat transfer from a nozzle to a mold with sufficient accuracy and control based on the measurement method have not been reported.

【0012】次に、同じく金型温度が変化するとして
も、それが、大気温度の変化や金型に充填される樹脂温
度の変化のように、金型キャビティ表面から一時的にも
たらされる温度変化なのか、あるいは、冷却水温度の変
化のように、金型の内部から生じて金型冷却能力の変化
を意味するものかによっては、金型温度変化のもたらす
成形品品質への影響は異なったものとなる。従って、キ
ャビティ表面からもたらされる一時的な金型温度変化
と、冷却水温度の変化によってもたらされる金型冷却能
力の変化とを、区別することが、成形品品質の高精度で
の予測と制御において重要である。しかしながら、従来
の技術では、これらを区別して扱う計測および制御の方
法は報告されていなかった。このため、品質の安定性を
維持する上で、従来の制御はその精度が満足なものでは
なかった。
Next, even if the mold temperature changes, the change in temperature is temporarily caused from the surface of the mold cavity, such as a change in the atmospheric temperature or a change in the temperature of the resin filled in the mold. The effect of the mold temperature change on the quality of the molded product differs depending on whether the mold temperature changes from the inside of the mold, such as a change in cooling water temperature. It will be. Therefore, distinguishing between temporary mold temperature changes caused by the cavity surface and changes in mold cooling capacity caused by changes in cooling water temperature is highly accurate in predicting and controlling molded product quality. is important. However, in the related art, there has been no report on a method of measurement and control that treats them separately. For this reason, in maintaining the stability of quality, the accuracy of the conventional control was not satisfactory.

【0013】本発明は、上記従来の技術の有する問題点
に鑑みてなされたものであり、型内に樹脂圧力センサお
よび樹脂温度センサを取付ける必要がなく、また、成形
品の肉厚やゲート形状に左右されない充分な制御性を得
られるとともに、シャットオフノズルやゲートバルブな
どの特別な機器を必要としない、成形品品質を高精度で
制御できる射出成形における保圧制御方法および装置を
提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and does not require mounting a resin pressure sensor and a resin temperature sensor in a mold. To provide a pressure-holding control method and apparatus for injection molding that can control the quality of a molded article with high accuracy, while achieving sufficient controllability that is not affected by temperature and without requiring special equipment such as a shut-off nozzle and a gate valve. With the goal.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の射出成形における保圧制御方法は、射出成
形機の加熱シリンダ内の溶融樹脂をスクリュの前進によ
りノズルおよび金型内の樹脂流路を介してキャビティに
充填する充填段階と、前記溶融樹脂を前記キャビティに
充填した後、該溶融樹脂が前記キャビティ内で冷却固化
されるにつれて収縮するのを補うため、前記スクリュを
押圧して前記溶融樹脂を補充する保圧段階とを有する射
出成形において、充填段階の初期にスクリュが前進を開
始する直前の時点において、ノズル先端部温度(TR
)、スプール部温度(TS )、金型キャビティ壁面温
度(TW )、および金型用冷却水温度(TE )を計測
し、これらの計測値(TR ,TS ,TW ,TE )に基づ
いて、後続する保圧段階において成形品重量がほぼ確定
するとみなせる時刻(tnf) の型内の樹脂温度の推定値
(TC(tnf))を推定し、次に、予め設定された成形品重
量目標値(WC*)を達成するのに必要な前記時刻(tnf)
の型内の樹脂圧力(PC*(tnf) )を前記型内の樹脂温度
の推定値(TC(tnf))から求め、さらに、前記型内の樹
脂圧力(PC*(tnf) )を達成するのに必要な保圧設定値
(PL*)を前記型内の樹脂圧力(PC*(tnf) )および前
記各計測値(TR ,TS ,TW ,TE )とから求め、次
に、前記保圧段階に入ると、予め充填段階に求めておい
た前記保圧設定値(PL*)に基づいて保圧力を制御する
ことを特徴とするものである。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a method for controlling a dwelling pressure in injection molding, wherein a molten resin in a heating cylinder of an injection molding machine is fed to a resin in a nozzle and a mold by advancing a screw. A filling step of filling the cavity through the flow path, and after filling the molten resin into the cavity, press the screw to compensate for the molten resin contracting as it is cooled and solidified in the cavity. In the injection molding having a pressure-holding step of replenishing the molten resin, at a point immediately before the screw starts to advance at the beginning of the filling step, the nozzle tip temperature (TR
), The temperature of the spool part (TS), the temperature of the mold cavity wall surface (TW), and the temperature of the cooling water for the mold (TE). Based on these measured values (TR, TS, TW, TE), The estimated value (TC (tnf)) of the resin temperature in the mold at the time (tnf) at which the weight of the molded article can be considered to be substantially determined in the holding pressure stage, is then estimated. * ) Time required to achieve (tnf)
The resin pressure (PC * (tnf)) in the mold is obtained from the estimated value (TC (tnf)) of the resin temperature in the mold, and further, the resin pressure (PC * (tnf)) in the mold is achieved. calculated from the resin pressure in the mold coercive pressure setpoint (PL *) required (PC * (tnf)) and the respective measurement values (TR, TS, TW, TE ) to, then, the pressure-holding In the stage, the holding pressure is controlled based on the holding pressure set value (PL * ) obtained in advance in the filling stage.

【0015】また、保圧段階における型内の樹脂温度
(TC(t))を次式 TC(t)=TCS(t) +(TRS−TCS(t) )/(TRS−TWS)・ΔTW +(TCS(t) −TWS)/(TRS−TWS)・ΔTR +e・ΔTE ただし、 TCS(t) :良品が成形された時のショットにおける時刻
tの型内の樹脂温度 TC(t):任意のショットの時刻tの型内の樹脂温度 TRS:良品が成形されたショットのノズル先端部温度 TR :任意のショットのノズル先端部温度 TWS:良品が成形されたショットの金型キャビティ壁面
温度 TW :任意のショットの金型キャビティ壁面温度 TES:良品が成形されたショットの冷却水温度 TE :任意のショットの冷却水温度 e:設定される冷却水温度係数 ΔTW =TW −TWS ΔTR =TR −TRS ΔTE =TE −TES で推定し、保圧段階における型内の樹脂圧力(PC(t))
を次式 PC(t)=a1 ・TW +a2 ・TS +b・TR +c・PL
+d ただし、 PC(t):任意のショットにおける時刻tの型内の樹脂圧
力 PL :任意のショットにおける保圧設定値 a1 ,a2 ,b,c,d:設定される定数 で推定する。
Further, the resin temperature (TC (t)) in the mold in the pressure holding stage is calculated by the following equation: TC (t) = TCS (t) + (TRS-TCS (t)) / (TRS-TWS) .DELTA.TW + (TCS (t) -TWS) / (TRS-TWS) .DELTA.TR + e.DELTA.TE where TCS (t) is the resin temperature in the mold at time t in the shot when a good product is molded. TC (t): any Resin temperature in mold at time t of shot TRS: Nozzle tip temperature of shot in which good product was molded TR: Nozzle tip temperature of arbitrary shot TWS: Mold cavity wall surface temperature of shot in which good product was molded Tw: Any TES: Cooling water temperature of a shot in which a non-defective product is molded TE: Cooling water temperature of an arbitrary shot e: Cooling water temperature coefficient to be set ΔTW = TW−TWS ΔTR = TR−TRS ΔTE = Estimated by TE-TES, the resin pressure in the mold at the packing stage (t))
Is calculated by the following equation: PC (t) = a 1 · T W + a 2 · TS + b · TR + c · PL
+ D However, PC (t): the resin pressure PL in the mold at time t at any shots: coercive pressure value a 1 in any of the shots, a 2, b, c, d: estimating a constant to be set.

【0016】さらに、成形品重量(WC )を次式 VC /WC =ω+{R′・(TC(t)+273)}/(P
C(t)+πi) ただし、 VC :金型のキャビティ部体積 ω,R′πi:設定される材料定数 WC :型内の樹脂圧力(PC(t))、型内の樹脂温度(T
C(t))のショットにおける成形品重量。 で推定する。
Further, the molded article weight (WC) is calculated by the following equation: VC / WC = ω + {R '. (TC (t) +273)} / (P
C (t) + πi) where, VC: cavity volume of the mold ω, R′πi: set material constant WC: resin pressure in the mold (PC (t)), resin temperature in the mold (T
C (t)) Molded product weight in shot. Estimate by

【0017】加えて、型内の樹脂圧力(PC(t))および
型内の樹脂温度(TC(t))を評価する保圧段階における
時刻(tnf) を次のようにして求める。
In addition, the time (tnf) in the dwell stage for evaluating the resin pressure in the mold (PC (t)) and the resin temperature in the mold (TC (t)) is determined as follows.

【0018】TCS(tnf) =Tnf ただし、 Tnf:材料によって定まる流動停止温度 すなわち、tnf とは、良品が成形された基準となる成形
ショットにおける型内の樹脂温度TCS(t) が、流動停止
温度Tnfに達する時刻である。
TCS (tnf) = Tnf, where Tnf is the flow stop temperature determined by the material. That is, tnf is the resin temperature TCS (t) in the mold at the molding shot which is a reference for molding a good product, and is the flow stop temperature. It is time to reach Tnf.

【0019】本発明の射出成形における保圧制御装置
は、加熱シリンダと、その内部に配設されたスクリュ
と、該スクリュを軸方向へ往復移動および回転させるス
クリュ駆動手段とを備えた射出装置と、金型を型締めす
る型締装置とを備えた射出成形機において、ノズル先端
部の温度(TR )を計測するための温度センサと、スプ
ール部温度(TS )を計測するための温度センサと、金
型キャビティ壁面温度(TW )を計測するための温度セ
ンサと、金型用冷却水温度(TE )を計測するための温
度センサと、これらの各計測値を基にして、目標とする
成形品重量目標値(WC*)を得るのに必要な保圧設定値
(PL*)を算出する制御演算部と、該保圧設定値(P
L*)を圧力制御弁アンプに出力するための切換器と、該
保圧設定値(PL*)の算出に必要な設定値および計測値
のモニタを行うための設定モニタ部とを有することを特
徴とするものである。
According to the present invention, there is provided an injection molding apparatus comprising a heating cylinder, a screw disposed therein, and a screw driving means for reciprocating and rotating the screw in an axial direction. A temperature sensor for measuring the temperature (TR) at the tip of the nozzle and a temperature sensor for measuring the temperature (TS) of the spool portion in an injection molding machine having a mold clamping device for clamping a mold. , A temperature sensor for measuring the mold cavity wall surface temperature (TW), a temperature sensor for measuring the mold cooling water temperature (TE), and a target molding based on these measured values. A control operation unit for calculating a holding pressure set value (PL * ) required to obtain a product weight target value (WC * );
L * ) to a pressure control valve amplifier, and a setting monitor for monitoring set values and measured values required for calculating the holding pressure set value (PL * ). It is a feature.

【0020】[0020]

【作用】ノズル先端部とスプール部とにそれぞれ取付け
た温度センサによって、ノズルから金型への熱移動を知
ることができる。この結果、金型に充填される樹脂の温
度を検出できる。
The heat transfer from the nozzle to the mold can be known by the temperature sensors attached to the nozzle tip and the spool. As a result, the temperature of the resin filled in the mold can be detected.

【0021】金型キャビティの壁面近くに取付けた金型
温度センサと、金型冷却水の配管部分に取付けた冷却水
温度センサとによって、金型温度が示す2つの意味での
温度、すなわち、樹脂に対する流動抵抗と冷却能力とを
把握することができる。
A mold temperature sensor mounted near the wall surface of the mold cavity and a cooling water temperature sensor mounted on the piping section of the cooling water of the mold make the temperature in two senses indicated by the mold temperature, namely, the resin temperature. The flow resistance and the cooling capacity for the air can be grasped.

【0022】次に、射出保圧段階においては、充填開始
の初期に、スクリュが前進を開始する直前の時点におい
て、前記のノズル先端部温度(TR )、スプール部温度
(TS )、金型キャビティ壁面温度(TW )および金型
用冷却水温度(TE )をそれぞれ計測し、各計測値(T
R ,TS ,TW ,TE )に基づいて、後続の保圧段階に
おける型内の樹脂温度(TC(t))を迅速かつ高精度の予
測式にて推定し、該推定した型内の樹脂温度から目標と
する成形品重量目標値(WC*)を達成するのに必要な保
圧段階の型内の樹脂圧力(PC*(t) )を算出し、該型内
の樹脂圧力(PC*(t) )を得るのに必要な保圧設定値
(PL*)を算出する。以上の計算は、スクリュが前進を
開始する前の数十msecで完了する。以上、算出され
た保圧設定値(PL*)は保圧段階がくると圧力制御弁ア
ンプに出力される。
Next, in the injection pressure-holding stage, at the beginning of filling, just before the screw starts to advance, the above-mentioned nozzle tip temperature (TR), spool temperature (TS), mold cavity The wall surface temperature (TW) and the mold cooling water temperature (TE) were measured, and the measured values (T
R, TS, TW, TE), the resin temperature (TC (t)) in the mold in the subsequent pressure-holding stage is estimated by a quick and highly accurate prediction formula, and the estimated resin temperature in the mold is estimated. Calculate the resin pressure (PC * (t)) in the mold at the dwell stage required to achieve the target molded product weight target value (WC * ), and calculate the resin pressure (PC * ( t) Calculate the holding pressure set value (PL * ) necessary to obtain). The above calculation is completed in several tens of msec before the screw starts moving forward. As described above, the calculated holding pressure set value (PL * ) is output to the pressure control valve amplifier when the holding pressure stage comes.

【0023】従って、型内圧力センサ、型内樹脂温度セ
ンサ、シャットオフノズル、ゲートバルブなどを必要と
しない簡素な制御が可能である。また、保圧段階で設定
される保圧設定値(PL*)は充填前に迅速に決定される
ので、保圧段階において、時々刻々と計測を行う必要は
なく、フィードバック制御は不要であるので、どのよう
に急速に樹脂が型内で固化しようとも、制御ができ、薄
肉品、ゲート形状を問わず適用が可能である。さらに、
ノズルから金型への熱移動や金型の冷却能力を考慮した
制御が可能である。
Therefore, simple control that does not require an in-mold pressure sensor, an in-mold resin temperature sensor, a shut-off nozzle, a gate valve, and the like is possible. Also, since the holding pressure set value (PL * ) set in the holding pressure stage is determined quickly before filling, it is not necessary to measure every moment in the holding pressure stage, and the feedback control is not required. No matter how quickly the resin solidifies in the mold, it can be controlled, and can be applied to thin products and gate shapes. further,
Control is possible in consideration of heat transfer from the nozzle to the mold and the cooling capacity of the mold.

【0024】[0024]

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0025】図1は、本発明の射出成形における保圧制
御装置の一実施例を示す説明図である。加熱シリンダ1
0内に配設されたスクリュ1は、油圧シリンダ11およ
びモータMの駆動力により加熱シリンダ10内を軸方向
へ往復移動すなわち図示左右方向に前進および後退さ
れ、かつ回転されるように構成されている。加熱シリン
ダ10の先端に設けられたノズル2には、加熱シリンダ
10および金型3と連通するノズル樹脂流路2aが形成
されており、金型3は、固定側金型3aおよび可動側金
型3bからなり、その内部には、前記ノズル2に近い側
から順に、スプール部3c、およびキャビティ3eが設
けられている。
FIG. 1 is an explanatory view showing an embodiment of a pressure-holding control device in injection molding according to the present invention. Heating cylinder 1
The screw 1 disposed inside the heating cylinder 10 is configured to reciprocate in the axial direction in the heating cylinder 10 by the driving force of the hydraulic cylinder 11 and the motor M, that is, to advance and retreat in the left and right directions in the drawing, and to be rotated. I have. A nozzle resin channel 2a communicating with the heating cylinder 10 and the mold 3 is formed in the nozzle 2 provided at the tip of the heating cylinder 10, and the mold 3 includes a fixed mold 3a and a movable mold 3a. 3b, a spool portion 3c and a cavity 3e are provided therein in order from the side close to the nozzle 2.

【0026】また、図2および図3に示すように、ノズ
ル2の先端部2bの外周面に形成した凹所には、温度セ
ンサ4aの感熱部が取付けられており、その後方部には
ノズル用ヒータ12およびノズル温度制御用熱電対13
が取付けられている。
As shown in FIGS. 2 and 3, a heat-sensitive portion of a temperature sensor 4a is attached to a concave portion formed on the outer peripheral surface of a tip portion 2b of the nozzle 2, and a nozzle is provided at a rear portion thereof. Heater 12 and nozzle temperature control thermocouple 13
Is installed.

【0027】上記スプール部3cには、図4および図5
に示すように、環状の温度センサ取付金具14により温
度センサ4bの感熱部が取付けられている。
FIGS. 4 and 5 show the spool portion 3c.
As shown in the figure, the heat-sensitive portion of the temperature sensor 4b is attached by the annular temperature sensor attachment 14.

【0028】さらに、図6に示すように、上記可動側金
型3bのキャビティ3eの表面から3mm〜10mmの
深さの位置には、温度センサ4cの感熱部が取付けられ
おり、上記可動側金型3bの冷却水配管3fには、温度
センサ4dの感熱部が取付けられている。なお、温度セ
ンサ4cおよび4dは、固定側金型3aに設けても良
く、また、可動側および固定側両方に設けてその平均値
を求めても良い。
Further, as shown in FIG. 6, a heat-sensitive portion of a temperature sensor 4c is mounted at a depth of 3 mm to 10 mm from the surface of the cavity 3e of the movable mold 3b. The heat sensing part of the temperature sensor 4d is attached to the cooling water pipe 3f of the mold 3b. The temperature sensors 4c and 4d may be provided on the fixed mold 3a, or may be provided on both the movable side and the fixed side to calculate the average value.

【0029】これら各温度センサ4a,4b,4c,4
dの各信号出力端は、制御装置5内の各増幅器5a,5
b,5c,5dを介してそれぞれA/D変換器5e,5
f,5g,5hに接続されており、各A/D変換器5
e,5f,5g,5hの出力端は、それぞれ制御演算部
5iの入力端に接続されている。
Each of these temperature sensors 4a, 4b, 4c, 4
d are connected to the respective amplifiers 5a, 5a in the controller 5.
A / D converters 5e and 5d through b, 5c and 5d, respectively.
f, 5g, 5h, and each A / D converter 5
Output terminals of e, 5f, 5g, and 5h are connected to input terminals of the control operation unit 5i, respectively.

【0030】制御演算部5iは、これらA/D変換器5
e,5f,5g,5hの出力、設定モニタ部5jにて設
定される(1)式〜(5)式で示した各式および各定数
TRS,TWS,Tnf,e,R′,ω,πi,VC ,WC ,
1 ,a2 ,b,c,dを始めとする各種設定値、およ
びシーケンス制御装置6より出力される各種のタイミン
グをはかるための射出開始信号(S1)、保圧開始信号
(S2)を入力して保圧設定値(PL*)を計算し、アナ
ログ信号で切換器5kに出力するマイクロコンピュータ
で構成されている。これとともに、制御演算部5iは、
算出した保圧設定値(PL*)を圧力制御弁アンプ8に出
力可能なことを示す制御開始信号(S3)を切換器5k
にデジタル信号として出力する。また、制御演算部5i
はノズル先端部温度(TR )、スプール部温度(TS
)、金型キャビティ壁面温度(TW)、金型用冷却水温
度(TE )を計測値として設定モニタ部5jに出力し、
さらに、保圧設定値(PL*)、型内の樹脂温度の推定値
(TC(tnf))、成形品重量(WC )を演算値として出力
する。設定モニタ部5jには、保圧段階において保圧設
定値(PL*)に制御する時間(tPL)を設定でき、(t
PL)は、制御演算部5iが保圧設定値(PL*)を切換器
5kに出力する時間として用いる。
The control operation section 5i is provided with the A / D converter 5
Outputs of e, 5f, 5g, and 5h, each of the equations (1) to (5) and constants TRS, TWS, Tnf, e, R ', ω, πi, which are set by the setting monitor 5j. , VC, WC,
Various set values including a 1 , a 2 , b, c, and d, and an injection start signal (S 1) and a pressure holding start signal (S 2) for measuring various timings output from the sequence controller 6. The microcomputer is constituted by a microcomputer which inputs and calculates a holding pressure set value (PL * ) and outputs it to the switch 5k as an analog signal. At the same time, the control operation unit 5i
The control start signal (S3) indicating that the calculated holding pressure set value (PL * ) can be output to the pressure control valve amplifier 8 is output to the switch 5k.
Output as a digital signal. Also, the control operation unit 5i
Is the nozzle tip temperature (TR) and the spool temperature (TS)
), The mold cavity wall surface temperature (TW), and the mold cooling water temperature (TE) are output to the setting monitor 5j as measured values,
Further, the set pressure holding value (PL * ), the estimated value of the resin temperature in the mold (TC (tnf)), and the weight of the molded product (WC) are output as calculated values. In the setting monitor section 5j, a time (tPL) for controlling to the pressure holding set value (PL * ) in the pressure holding stage can be set.
PL) is used as a time during which the control operation unit 5i outputs the pressure holding set value (PL * ) to the switch 5k.

【0031】切換器5kは、シーケンス制御装置6から
入力されるデジタル信号である射出開始信号(S1)、
保圧開始信号(S2)および制御開始信号(S3)が全
てON状態の時には、制御演算部5iから入力する保圧
設定値(PL*)を圧力制御弁アンプ8に出力するが、上
記信号(S1,S2,S3)のうち1つでもOFF状態
であれば、機械制御装置7が出力するアナログ出力(A
I)を圧力制御弁アンプ8に出力する回路構成となって
いる。すなわち、保圧段階の開始から制御時間(tpL)
の間のみ、保圧設定値(PL*)が圧力制御弁アンプ8に
出力されるように形成されている。
The switching unit 5k outputs an injection start signal (S1), which is a digital signal input from the sequence control unit 6,
When the pressure-holding start signal (S2) and the control start signal (S3) are all in the ON state, the pressure-holding set value (PL * ) input from the control calculation unit 5i is output to the pressure control valve amplifier 8; If at least one of S1, S2, S3) is in the OFF state, the analog output (A
I) is output to the pressure control valve amplifier 8. That is, the control time (tpL) from the start of the pressure holding stage
Only during this period, the pressure holding set value (PL * ) is output to the pressure control valve amplifier 8.

【0032】圧力制御弁アンプ8は、入力された保圧設
定値(PL*)を増幅して圧力制御弁9に出力する。そう
すると、油圧シリンダ11内の油圧力が保圧設定値(P
L*)に相当する圧力に制御される。
The pressure control valve amplifier 8 amplifies the input holding pressure set value (PL * ) and outputs the amplified value to the pressure control valve 9. Then, the hydraulic pressure in the hydraulic cylinder 11 becomes equal to the holding pressure set value (P
L * ).

【0033】ここで、本発明の射出成形における保圧制
御方法について説明する。
Here, a method for controlling the dwell pressure in the injection molding of the present invention will be described.

【0034】任意の成形ショットの射出保圧段階におい
て、スクリュ1の前進が開始される直前の充填初期の段
階において、ノズル先端部温度(TR )、スプール部温
度(TS )、金型キャビティ壁面温度(TW )および金
型用冷却水温度(TE )を検出する。
In the injection holding pressure stage of an arbitrary molding shot, in the initial stage of filling immediately before the screw 1 starts to advance, the nozzle tip temperature (TR), spool temperature (TS), mold cavity wall surface temperature. (TW) and the mold cooling water temperature (TE) are detected.

【0035】ついで、予め設定された良品成形のショッ
トのノズル先端部温度(TRS)、金型キャビティ壁面温
度(TWS)および金型冷却水温度(TES)と、冷却水温
度係数(e)とを用いて、現在の成形ショットの型内の
樹脂温度の推定値(TC(tnf))を次式で推定する。
Next, a preset nozzle tip temperature (TRS), a mold cavity wall surface temperature (TWS), a mold cooling water temperature (TES), and a cooling water temperature coefficient (e) of a shot of a good molding are set. The estimated value (TC (tnf)) of the resin temperature in the mold of the current molding shot is estimated using the following equation.

【0036】 TC (tnf) =TCS(tnf) +(TRS−TCS(tnf) )/(TRS−TWS)・ΔTW +(TCS(tnf) −TWS)/(TRS−TWS)・ΔTR +e・ΔTE ・・・・・(1) ただし、ΔTW =TW −TWS ΔTR =TR −TRS ΔTE =TE −TES tnf は、ある基準となる良品成形のショットにおける型
内の樹脂温度(TCS(t) )が材料毎に定まる流動停止温
度(Tnf)を迎える保圧段階における時刻であり、次式
で定義される。
TC (tnf) = TCS (tnf) + (TRS-TCS (tnf)) / (TRS-TWS) .DELTA.TW + (TCS (tnf) -TWS) / (TRS-TWS) .DELTA.TR + e.DELTA.TE. ... (1) where ΔTW = TW−TWSΔTR = TR−TRSΔTE = TE−TEStnf is the resin temperature (TCS (t)) in the mold in a non-defective molding shot as a reference for each material. Is the time in the pressure-holding stage at which the flow stop temperature (Tnf) is reached, and is defined by the following equation.

【0037】 TCS(tnf) =Tnf ・・・・・(2) ここで、(tnf)は、定数としてその存在が仮定できる量
であり、これを数値として求める必要は無く、(Tnf)
を(1)式中の(TCS(tnf) )に代入するだけで(TC
(tnf))を求めることができる。
TCS (tnf) = Tnf (2) Here, (tnf) is a quantity whose existence can be assumed as a constant, and need not be obtained as a numerical value.
Is simply substituted into (TCS (tnf)) in equation (1), and (TC
(tnf)).

【0038】次に、予め設定された成形品重量目標値
(WC*)と、(1)式で得られる(TC(tnf))と、SP
ENCER&GILMOREの状態方程式[Spenc
er,R.S.,Gilmore,G.D,:Jour
nal of AppliedPhysics,Vo
l.20,p.502(1949)]とを用いて、成形
品重量目標値(WC*)を達成するための型内の樹脂圧力
(PC*(tnf) )を次式で求める。
Next, a predetermined molded product weight target value (WC * ), (TC (tnf)) obtained by equation (1), and SP
ENCER &GILMORE's equation of state [Spence
er, R .; S. Gilmore, G .; D ,: Jour
nal of AppliedPhysics, Vo
l. 20, p. 502 (1949)], the resin pressure (PC * (tnf)) in the mold to achieve the molded product weight target value (WC * ) is obtained by the following equation.

【0039】 PC*(tnf) =R′・(TC(tnf)+273)/(VC /WC*−ω)−πi ・・・・・(3) ただし、VC :設定される金型キャビティ部体積 ω,R′,πi:設定される材料定数 型内の樹脂圧力(PC(t))と、保圧設定値(PL )、金
型キャビティ壁面温度(TW )、スプール部温度(TS
)、ノズル先端部温度(TR )との関係を次式で近似
する。
PC * (tnf) = R '. (TC (tnf) +273) / (VC / WC * -. Omega.)-. Pi.i (3) where VC is a set mold cavity volume. ω, R ', πi: Material constants to be set Resin pressure in the mold (PC (t)), holding pressure set value (PL), mold cavity wall surface temperature (TW), spool temperature (TS)
), The relationship with the nozzle tip temperature (TR) is approximated by the following equation.

【0040】 PC(t)=a1 ・TW +a2 ・TS +b・TR +c・PL +d ・・・・・(4) (3)式で表わされるPC*(tnf) を達成するための保圧
設定値(PL*)は、(4)式より、次式で求められる。
PC (t) = a 1 · T W + a 2 · TS + b · TR + c · PL + d (4) Pressure holding for achieving PC * (tnf) represented by the equation (3) The set value (PL * ) is obtained by the following equation from the equation (4).

【0041】 PL*={PC*(tnf) −a1 ・TW −a2 ・TS −b・TR −d}/c ・・・・・(5) ただし、a1 ,a2 ,b,c,d:設定される定数 以上によって、成形品重量目標値(WC*)を達成する上
で必要な現在の成形ショットの保圧設定値(PL*)が得
られる。(1)〜(4)式の計算は数十msecで完了
するため、充填段階において、スクリュ1が前進を開始
する前に迅速に保圧設定値(PL*)が得られる。
The PL * = {PC * (tnf ) -a 1 · TW -a 2 · TS -b · TR -d} / c ····· (5) However, a 1, a 2, b , c , d: the above constants set, moldings weight target value (WC *) required to achieve the current molding shots coercive pressure setpoint (PL *) is obtained. Since the calculations of the equations (1) to (4) are completed in several tens of msec, in the filling stage, the holding pressure set value (PL * ) can be quickly obtained before the screw 1 starts moving forward.

【0042】次に図8と図9を用いて、以上の制御の意
味について説明する。
Next, the meaning of the above control will be described with reference to FIGS.

【0043】図8に成形ショット間における型内の樹脂
温度変化を示す。
FIG. 8 shows a change in resin temperature in the mold between molding shots.

【0044】図8に示すように、固定された時刻(tnf)
の型内の樹脂温度は、良品が成形されたショットにおい
てTCS(tnf) =Tnfであるが、金型キャビティ壁面温度
(TW )や、冷却水温度(TE )、およびノズル先端部
温度(TR )が変化すると、(TC ′(tnf)) 、(TC
″(tnf) )のように変化する。(TC ′(tnf) )、
(TC ″(tnf) )は、前述したように(1)式で計算で
きる。
As shown in FIG. 8, a fixed time (tnf)
The resin temperature in the mold is TCS (tnf) = Tnf in a shot in which a good product is molded. However, the mold cavity wall surface temperature (TW), the cooling water temperature (TE), and the nozzle tip temperature (TR) Changes, (TC '(tnf)), (TC
″ (Tnf)). (TC ′ (tnf)),
(TC "(tnf)) can be calculated by equation (1) as described above.

【0045】図9に、成形ショット間における型内の樹
脂圧力変化を示す。
FIG. 9 shows a change in the resin pressure in the mold between molding shots.

【0046】図9に示すように、固定された時刻(tnf
)の型内の樹脂圧力は、良品が成形されたショットに
おいてPCS(tnf) =Pnfであるが、金型キャビティ温度
(TW)や、スプール部温度(TS )、ノズル先端部温
度(TR )、および保圧(PL)が変化すると、(PC
′(tnf) )、(PC ″(tnf) )のように変化する。
(PC ′(tnf) )、(PC ″(tnf) )は、前述したよう
に(5)式で計算できる。目標とする成形品重量(WC
)が得られるために、これら型内の樹脂温度(TC )
と型内の樹脂圧力(PC )とが満足する関係は、(3)
式で表わされる。そこで(3)式を用いて(PC )を求
め、(5)式に基づいて、保圧設定値(PL*) を算出す
れば、所定の成形品重量(WC )を得るための保圧制御
が可能となる。
As shown in FIG. 9, a fixed time (tnf
The resin pressure in the mold in () is, in a shot in which a good product is molded, PCS (tnf) = Pnf, but the mold cavity temperature (TW), spool temperature (TS), nozzle tip temperature (TR), And when the holding pressure (PL) changes, (PC
'(Tnf)) and (PC "(tnf)).
(PC '(tnf)) and (PC "(tnf)) can be calculated by equation (5) as described above.
) Is obtained, the resin temperature (TC) in these molds
And the resin pressure in the mold (PC) satisfy (3)
It is expressed by an equation. Then, (PC) is obtained by using the equation (3), and if the holding pressure set value (PL * ) is calculated based on the equation (5), the holding pressure control for obtaining a predetermined molded article weight (WC) is obtained. Becomes possible.

【0047】以上の後、保圧段階がくると、求めておい
た保圧設定値(PL*)に制御される。上述の計算は、成
形品重量(WC )は型内の樹脂がその流動性をほぼ消失
するあたりの固定された時刻の型内の樹脂温度と型内の
樹脂圧力によって高い精度で予測できるという事実に基
づいている。
After the above, when the pressure-holding stage comes, the pressure is controlled to the determined pressure-holding set value (PL * ). The above calculation indicates that the molded article weight (WC) can be predicted with high accuracy by the resin temperature and the resin pressure in the mold at a fixed time when the resin in the mold almost loses its fluidity. Based on

【0048】次に本実施例の全工程を図7を参照しつつ
説明する。
Next, all steps of this embodiment will be described with reference to FIG.

【0049】シーケンス制御装置6から射出開始信号
(S1)が制御装置5に入力される(ステップ101)
と、制御演算部5iは、ノズル先端部温度(TR )(ス
テップ102)、スプール部温度(TS )(ステップ1
03)、金型キャビティ壁面温度(TW )(ステップ1
04)、および金型用冷却水温度(TE )(ステップ1
05)をそれぞれ計測する。次にこれらの計測値を用い
て、(1)式と(2)式より、型内の樹脂温度(TC(tn
f))(ステップ106)を算出する。そして、成形品重
量目標値(WC*)を達成する型内の樹脂圧力(PC*(tn
f) )を(3)式より算出(ステップ107)し、該型
内の樹脂圧力(PC*(tnf) )を達成するのに必要な保圧
設定値(PL*)を(5)式より算出(ステップ108)
する。
The injection start signal (S1) is input from the sequence controller 6 to the controller 5 (step 101).
The control calculation unit 5i determines the nozzle tip temperature (TR) (step 102) and the spool temperature (TS) (step 1).
03), mold cavity wall surface temperature (TW) (Step 1)
04) and cooling water temperature for mold (TE) (step 1)
05) is measured. Next, using these measured values, the resin temperature in the mold (TC (tn
f)) (Step 106) is calculated. Then, the resin pressure (PC * (tn) in the mold to achieve the molded product weight target value (WC * )
f)) is calculated from the equation (3) (step 107), and the holding pressure set value (PL * ) required to achieve the resin pressure (PC * (tnf)) in the mold is calculated from the equation (5). Calculation (Step 108)
I do.

【0050】以上の計算を完了すると、制御演算部5i
は、制御開始信号(S3)と保圧設定値(PL*)を切換
器5kに出力(ステップ109)し、保圧開始信号(S
2)がシーケンス制御装置6から入力されるのを待機
(ステップ110)する。
When the above calculation is completed, the control operation unit 5i
Outputs the control start signal (S3) and the pressure holding set value (PL * ) to the switch 5k (step 109), and outputs the pressure holding start signal (S3).
It waits for 2) to be input from the sequence controller 6 (step 110).

【0051】この後、シーケンス制御装置6が保圧開始
信号(S2)を制御演算部5iおよび切換器5kに出力
すると、切換器5kは制御演算部5iが出力した保圧設
定値(PL*)を圧力制御アンプ8に出力(ステップ11
1)する。これと同時に、制御演算部5iは、制御時間
の計算(ステップ112)を始め、制御時間が予め設定
されたtPLS 以上(ステップ113)になると、制御開
始信号(S3)をOFF状態とし、保圧設定値(PL*
の出力を終了(ステップ114),(ステップ115)
する。そうすると、切換器5kは、機械制御装置のアナ
ログ出力(AI)を圧力制御弁アンプ8に出力するよう
に切換えて、制御演算部5iで求めた保圧設定値(P
L*)による制御を終了する。
Thereafter, when the sequence control device 6 outputs a pressure-holding start signal (S2) to the control operation unit 5i and the switch 5k, the switch 5k outputs the pressure-holding set value (PL * ) output from the control operation unit 5i. Is output to the pressure control amplifier 8 (step 11).
1) Yes. At the same time, the control calculation unit 5i starts calculating the control time (step 112), and when the control time becomes equal to or longer than the preset tPLS (step 113), sets the control start signal (S3) to the OFF state, and maintains the pressure. Set value (PL * )
Output (Step 114), (Step 115)
I do. Then, the switch 5k switches to output the analog output (AI) of the machine control device to the pressure control valve amplifier 8, and sets the pressure holding set value (P
The control according to L * ) ends.

【0052】[0052]

【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
ので、以下に記載するような効果を奏する。
Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.

【0053】温度変化に起因する成形品品質の変動を解
消し、高い寸法精度の成形品を安定して生産できる。
It is possible to eliminate the fluctuation of the quality of the molded article caused by the temperature change and to stably produce the molded article with high dimensional accuracy.

【0054】また、型内に樹脂圧力センサおよび樹脂温
度センサを取付ける必要が無い簡単な構成であり、しか
も、成形品の肉厚やゲート状に左右されない高い制御性
と適用性を有する。
Further, it has a simple structure which does not require mounting a resin pressure sensor and a resin temperature sensor in a mold, and has high controllability and applicability which are not affected by the thickness of the molded product and the gate shape.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing one embodiment of the present invention.

【図2】ノズル部の温度センサ取付の断面図を示す。FIG. 2 shows a cross-sectional view of the attachment of a temperature sensor to a nozzle portion.

【図3】ノズル部の温度センサ取付の正面図を示す。FIG. 3 shows a front view of mounting a temperature sensor on a nozzle portion.

【図4】スプール部の温度センサ取付の断面図を示す。FIG. 4 is a cross-sectional view of a temperature sensor attached to a spool portion.

【図5】スプール部の温度センサ取付の正面図を示す。FIG. 5 shows a front view of attachment of a temperature sensor to a spool portion.

【図6】金型キャビティ壁面部の温度センサ、および金
型冷却水の温度センサ取付の金型断面図を示す。
FIG. 6 is a sectional view of a mold in which a temperature sensor on a wall surface of a mold cavity and a temperature sensor for mold cooling water are mounted.

【図7】本実施例の工程を示すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart showing the steps of this embodiment.

【図8】成形ショット間における型内の樹脂温度変化を
示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing a change in resin temperature in a mold between molding shots.

【図9】成形ショット間における型内の樹脂圧力変化を
示すグラフである。
FIG. 9 is a graph showing a change in resin pressure in a mold between molding shots.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 スクリュ 2 ノズル 2a ノズル樹脂流路 2b ノズル先端部 3 金型 3a 固定側金型 3b 可動側金型 3c スプール部 3d スプール流路 3e キャビティ 3f 冷却水配管(可動側) 3g 冷却水配管(固定側) 4a〜4d 温度センサ 5a〜5d 増幅器 5e〜5h A/D変換器 5i 制御演算部 5j 設定モニタ部 5k 切換器 6 シーケンス制御装置 7 機械制御装置 8 圧力制御弁アンプ 9 圧力制御弁 10 加熱シリンダ 11 油圧シリンダ 12 ノズル用ヒータ 13 ノズル温度制御用熱電対 14 温度センサ取付金具 15 ロケートリング DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Screw 2 Nozzle 2a Nozzle resin flow path 2b Nozzle tip 3 Mold 3a Fixed mold 3b Movable mold 3c Spool section 3d Spool flow path 3e Cavity 3f Cooling water pipe (movable side) 3g Cooling water pipe (fixed side) 4a to 4d Temperature sensors 5a to 5d Amplifiers 5e to 5h A / D converters 5i Control calculation unit 5j Setting monitor unit 5k Switch 6 Sequence control device 7 Machine control device 8 Pressure control valve amplifier 9 Pressure control valve 10 Heating cylinder 11 Hydraulic cylinder 12 Nozzle heater 13 Nozzle temperature control thermocouple 14 Temperature sensor mounting bracket 15 Locate ring

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 射出成形機の加熱シリンダ内の溶融樹脂
をスクリュの前進によりノズルおよび金型内の樹脂流路
を介してキャビティに充填する充填段階と、前記溶融樹
脂を前記キャビティに充填した後、該溶融樹脂が前記キ
ャビティ内で冷却固化されるにつれて収縮するのを補う
ため、前記スクリュを押圧して前記溶融樹脂を補充する
保圧段階とを有する射出成形において、 充填段階の初期にスクリュが前進を開始する直前の時点
において、ノズル先端部温度(TR )、スプール部温度
(TS )、金型キャビティ壁面温度(TW )、および金
型用冷却水温度(TE )を計測し、これらの計測値(T
R ,TS ,TW,TE )に基づいて、後続する保圧段階
において成形品重量がほぼ確定するとみなせる時刻(tn
f) の型内の樹脂温度の推定値(TC(tnf))を推定し、
次に、予め設定された成形品重量目標値(WC*)を達成
するのに必要な前記時刻(tnf) の型内の樹脂圧力(PC*
(tnf) )を前記型内の樹脂温度の推定値(TC(tnf))か
ら求め、さらに、前記型内の樹脂圧力(PC*(tnf) )を
達成するのに必要な保圧設定値(PL*)を前記型内の樹
脂圧力(PC*(tnf) )および前記各計測値(TR ,TS
,TW ,TE )とから求め、次に、前記保圧段階に入
ると、予め充填段階に求めておいた前記保圧設定値(P
L*)に基づいて保圧力を制御することを特徴とする射出
成形における保圧制御方法。
1. A filling step of filling molten resin in a heating cylinder of an injection molding machine into a cavity through a nozzle and a resin flow path in a mold by advancing a screw, and after filling the molten resin into the cavity. In order to compensate for the shrinkage of the molten resin as it is cooled and solidified in the cavity, a pressure-holding step of pressing the screw and replenishing the molten resin is included in the injection molding. Immediately before starting the forward movement, the nozzle tip temperature (TR), the spool temperature (TS), the mold cavity wall temperature (TW), and the mold cooling water temperature (TE) are measured. Value (T
R, TS, TW, TE), the time (tn) at which the molded article weight can be considered to be substantially determined in the subsequent dwelling stage.
f) Estimate the estimated value of the resin temperature in the mold (TC (tnf)),
Next, the resin pressure (PC * ) in the mold at the time (tnf) required to achieve the predetermined molded product weight target value (WC * ) .
(tnf)) is determined from the estimated value of the resin temperature in the mold (TC (tnf)), and further, the holding pressure set value (PC * (tnf)) required to achieve the resin pressure (PC * (tnf)) in the mold. PL * ) and the resin pressure (PC * (tnf)) in the mold and the measured values (TR, TS)
, TW, TE), and then, when the dwelling stage is started, the dwelling set value (P) previously determined in the filling stage is obtained.
A holding pressure control method in injection molding, wherein the holding pressure is controlled based on L * ).
【請求項2】 保圧段階における型内の樹脂温度(TC
(t))を、次式で推定する請求項1記載の射出成形にお
ける保圧制御方法。 TC(t)=TCS(t) +(TRS−TCS(t) )/(TRS−TWS)・ΔTW +(TCS(t) −TWS)/(TRS−TWS)・ΔTR +e・ΔTE ただし、 TCS(t) :良品が成形された時のショットにおける時刻
tの型内の樹脂温度 TC(t):任意のショットの時刻tの型内の樹脂温度 TRS:良品が成形されたショットのノズル先端部温度 TR :任意のショットのノズル先端部温度 TWS:良品が成形されたショットの金型キャビティ壁面
温度 TW :任意のショットの金型キャビティ壁面温度 TES:良品が成形されたショットの冷却水温度 TE :任意のショットの冷却水温度 e:設定される冷却水温度係数 ΔTW =TW −TWS ΔTR =TR −TRS ΔTE =TE −TES
2. The resin temperature (TC) in the mold during the pressure-holding stage.
2. A pressure-holding control method in injection molding according to claim 1, wherein (t)) is estimated by the following equation. TC (t) = TCS (t) + (TRS-TCS (t)) / (TRS-TWS) .DELTA.TW + (TCS (t) -TWS) / (TRS-TWS) .DELTA.TR + e.DELTA.TE where TCS ( t): Resin temperature in the mold at time t in a shot when a good product is molded TC (t): Resin temperature in the mold at time t of an arbitrary shot TRS: Nozzle tip temperature of a shot in which a good product is molded TR: Nozzle tip temperature of any shot TWS: Mold cavity wall surface temperature of non-defective shot TW: Mold cavity wall surface temperature of any shot TES: Cooling water temperature of non-defective shot TE: Any E: Cooling water temperature coefficient to be set ΔTW = TW−TWS ΔTR = TR−TRSΔTE = TE−TES
【請求項3】 保圧段階における型内の樹脂圧力(PC
(t))を次式で推定する請求項1記載の射出成形におけ
る保圧制御方法。 PC(t)=a1 ・TW +a2 ・TS +b・TR +c・PL
+d ただし、 PC(t):任意のショットにおける時刻tの型内の樹脂圧
力 PL :任意のショットにおける保圧設定値 a1 ,a2 ,b,c,d:設定される定数
3. The resin pressure (PC) in the mold during the dwelling stage.
2. The pressure-holding control method in injection molding according to claim 1, wherein (t)) is estimated by the following equation. PC (t) = a 1 · T W + a 2 · TS + b · TR + c · PL
+ D However, PC (t): the resin pressure PL in the mold at time t at any shots: coercive pressure value a 1 in any of the shots, a 2, b, c, d: constants set
【請求項4】 成形品重量(WC )を次式の状態方程式
で推定する請求項1記載の射出成形における保圧制御方
法。 VC /WC =ω+{R′・(TC(t)+273)}/(P
C(t)+πi) ただし、 VC :金型のキャビティ部体積 ω,R′πi:設定される材料定数 WC :型内の樹脂圧力(PC(t))、型内の樹脂温度(T
C(t))のショットにおける成形品重量。
4. The method according to claim 1, wherein the weight of the molded product (WC) is estimated by the following equation. VC / WC = ω + {R ′ · (TC (t) +273)} / (P
C (t) + πi) where, VC: cavity volume of the mold ω, R′πi: set material constant WC: resin pressure in the mold (PC (t)), resin temperature in the mold (T
C (t)) Molded product weight in shot.
【請求項5】 型内の樹脂圧力(PC(t))および型内の
樹脂温度(TC(t))を評価する保圧段階における時刻(t
nf) を次のようにして求める請求項1記載の射出成形に
おける保圧制御方法。 TCS(tnf) =Tnf ただし、 Tnf:材料によって定まる流動停止温度 すなわち、tnf とは、良品が成形された基準となる成形
ショットにおける型内の樹脂温度TCS(t) が、流動停止
温度Tnfに達する時刻である。
5. The time (t) in the pressure-holding stage for evaluating the resin pressure in the mold (PC (t)) and the resin temperature in the mold (TC (t)).
2. The method according to claim 1, wherein nf) is determined as follows. TCS (tnf) = Tnf where Tnf: flow stop temperature determined by the material. That is, tnf means that the resin temperature TCS (t) in the mold in the molding shot serving as a reference for forming a non-defective product reaches the flow stop temperature Tnf. It is time.
【請求項6】 加熱シリンダと、その内部に配設された
スクリュと、該スクリュを軸方向へ往復移動および回転
させるスクリュ駆動手段とを備えた射出装置と、金型を
型締めする型締装置とを備えた射出成形機において、ノ
ズル先端部温度(TR )を計測するための温度センサ
と、スプール部温度(TS )を計測するための温度セン
サと、金型キャビティ壁面温度(TW )を計測するため
の温度センサと、金型用冷却水温度(TE )を計測する
ための温度センサと、これらの各計測値を基にして、目
標とする成形品重量目標値(WC*)を得るのに必要な保
圧設定値(PL*)を算出する制御演算部と、該保圧設定
値(PL*)を圧力制御弁アンプに出力するための切換器
と、該保圧設定値(PL*)の算出に必要な設定値および
計測値のモニタを行うための設定モニタ部とを有するこ
とを特徴とする射出成形における保圧制御装置。
6. An injection device comprising a heating cylinder, a screw disposed therein, a screw driving means for reciprocating and rotating the screw in an axial direction, and a mold clamping device for clamping a mold. A temperature sensor for measuring the nozzle tip temperature (TR), a temperature sensor for measuring the spool temperature (TS), and a mold cavity wall temperature (TW). A temperature sensor for measuring the temperature of the cooling water for the mold (TE) and a temperature sensor for measuring the cooling water temperature for the mold (TE), and a target molded product weight target value (WC * ) is obtained based on these measured values. a control arithmetic unit for calculating a holding pressure setpoint (PL *) necessary for the switcher to output-holding pressure setpoint to (PL *) to the pressure control valve amplifiers,-holding pressure setpoint (PL * Monitors set values and measured values required for calculation of) And a pressure monitor for injection molding, comprising:
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