JP2649992B2 - キャビティ内樹脂位置モニタ方法 - Google Patents

キャビティ内樹脂位置モニタ方法

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JP2649992B2 JP3015960A JP1596091A JP2649992B2 JP 2649992 B2 JP2649992 B2 JP 2649992B2 JP 3015960 A JP3015960 A JP 3015960A JP 1596091 A JP1596091 A JP 1596091A JP 2649992 B2 JP2649992 B2 JP 2649992B2
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C45/7693Measuring, controlling or regulating using rheological models of the material in the mould, e.g. finite elements method

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プロセッサで制御され
る射出成形機に関し、特に、キャビティ内の樹脂先端位
置のモニタ方法に関する。
【0002】
【従来の技術】射出条件を設定する場合、射出速度はキ
ャビティ内に樹脂が通るときの流動抵抗に応じて設定す
る必要がある。またキャビティ内はその領域に応じて流
量抵抗が異なり、そのため、キャビティ内の樹脂の充填
状態を調べながら、射出速度の切換え位置を求めねばな
らない。
【0003】従来、このキャビティ内の樹脂の充填状態
を調べる方法として、ショートショット法などが用いら
れていた。このショートショット法は樹脂を少量射出し
た後金型を開き、樹脂の充填量を調べ、順次射出樹脂量
を増大していき、流動抵抗が変化するスクリュー位置を
金型内に充填された樹脂位置より求め、この位置より、
射出速度切換え位置を求めるようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ショートショット法で
は上述したように、少量づつ樹脂量を増大させて射出を
行い、射出を行うごとに金型を開き金型に充填された樹
脂先端位置を調べる必要があり、多大な時間と労働を必
要とする。また、コネクタ等の金型ではシーョートショ
ット法が使用できないものもある。さらに、このショー
トショット法により条件出し中に過充填して金型を破損
させてしまう場合があり、問題がある。
【0005】また、キャビティ内の樹脂充填状態とスク
リュー位置の関係を把握することは、射出速度の切換え
位置を決める上で重要であることはもちろん、射出速度
や射出圧を決める際にも参考になるものである。
【0006】そこで、本発明の目的は、キャビティ内の
樹脂充填状態とスクリュー位置の関係を自動的に表示し
てモニタできるキャビティ内樹脂位置モニタ方法を提供
することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】予め金型設計時に求めら
れたキャビティ内の流動抵抗が異なる領域毎にその領域
の体積を求めておき、この各体積を射出成形機を制御す
る制御装置に設定し、成形条件設定時に、スクリューバ
ック位置が設定されたとき、若しくは、クッション量が
設定されると、スクリューバック位置若しくはクッショ
ン量とスクリュー径および上記各体積よりキャビティ内
の樹脂先端が流動抵抗の異なる境界位置に達したときの
スクリュー位置、スクリューバック位置を順次求め表示
装置に表示する。これにより、スクリュー位置とキャビ
ティ内の樹脂充填量の関係が把握できる。
【0008】
【作用】キャビティ内のある領域の体積をvとし、スク
リューの直径をDとし、この体積vの領域に樹脂を充填
するに必要なスクリューストローク(スクリュー移動
量)をSとすると、次の数式1の関係が成立する。
【0009】
【数1】 S=v/[(D/2)2 ・π] その結果、キャビティの全体積、すなわち、流動抵抗が
異なる領域毎に設定されたその領域の体積の合計を上記
数式1の体積vとし上記数式1を演算すれば、キャビテ
ィ内を全て充填させるスクリューストローク量Sが求め
られ、このスクリューストローク量Sに設定されたクッ
ション量を加算すればスクリューバック位置が求められ
る。さらに、設定された流動抵抗が異なる領域毎にその
領域の体積毎に上記第1式よりスクリューストロークを
求め、樹脂が充填される領域順に順次各スクリュースト
ロークを求め順次加算し該加算した値と上記スクリュー
バック位置よりキャビティ内の樹脂先端が流動抵抗の異
なる境界位置に達したときのスクリュー位置が求められ
る。また、樹脂が充填される領域順とは逆方向に順次各
スクリューストロークを求め順次加算し、該加算した値
とクッション量より、キャビティ内の樹脂先端が流動抵
抗の異なる境界位置に達したときのスクリュー位置を求
めることができる。
【0010】
【実施例】図4は、本発明の方法を実施する一実施例の
電動式射出成形機及び該射出成形機の制御系要部を示す
図で、符号1はスクリュー、符号4は加熱シリンダ、符
号2はスクリュー1を軸方向に駆動する射出用サーボモ
ータであり、該サーボモータ2にはパルスコーダ3が装
着されている。
【0011】符号100は射出成形機を制御する数値制
御装置(以下、NC装置という)で、該NC装置100
はNC用のマイクロプロセッサ(以下、CPUという)
108とプログラマブルマシンコントローラ(以下、P
MCという)用のCPU110を有しており、PMC用
のCPU110には射出成形機のシーケンス動作を制御
するシーケンスプログラム等を記憶したROM113と
データの一時記憶に用いられるRAM106が接続され
ている。
【0012】NC用CPU108には射出成形機を全体
的に制御する管理プログラムを記憶したROM111及
び射出用,クランプ用,スクリュー回転用,エジェクタ
用等の各軸のサーボモータを駆動制御するサーボ回路1
01がサーボインタフェイス107を介して接続されて
いる。なお、図4では、射出用サーボモータ2,該サー
ボモータ2のサーボ回路101のみ図示している。ま
た、103はバブルメモリやCMOSメモリで構成され
る不揮発性の共有RAMで、射出成形機の各動作を制御
するNCプログラム等を記憶するメモリ部と各種設定
値,パラメータ,マクロ変数を記憶する設定メモリ部と
を有する。
【0013】109はバスアービタコントローラ(以
下、BACという)で、該BAC109にはNC用CP
U108及びPMC用CPU110,共有RAM10
3,入力回路104,出力回路105の各バスが接続さ
れ、該BAC109によって使用するバスを制御するよ
うになっている。また、114はオペレータパネルコン
トローラ112を介してBAC109に接続されたCR
T表示装置付手動データ入力装置(以下、CRT/MD
Iという)であり、ソフトキーやテンキー等の各種操作
キーを操作することにより様々な指令及び設定データの
入力ができるようになっている。なお、102はNC用
CPU108にバス接続されたRAMで、データの一時
記憶等に利用されるものである。
【0014】図4では、射出成形機の射出軸に関するも
の、即ち、スクリュー1を駆動して射出させるための射
出用サーボモータ2,射出用サーボモータ2に取付けら
れ、該サーボモータの回転を検出しスクリュー位置を検
出するパルスコーダを示しており、他の型締軸,スクリ
ュー回転軸,エジェクタ軸等は省略している。そのた
め、NC装置100内のサーボ回路101も射出用サー
ボモータ用のものだけを示し、他の軸のサーボ回路は省
略している。
【0015】以上の構成において、各軸への移動指令に
対し、NC用CPU108はサーボインタフェイス,各
軸のサーボ回路を介してパルス分配を行い、各軸のサー
ボモータを駆動し、PMC用CPU110は従来と同様
にシーケンス制御を実施する。
【0016】次に、スクリュー1の位置と金型内の樹脂
充填量の関係をモニタする処理について説明する。
【0017】まず、金型設計時にキャビティの流量抵抗
が異なる領域毎に、その領域の体積を求めておく。金型
設計は通常、CADシステムで行われるから、各領域の
体積は簡単に求めることができる。例えば、図3に示す
ようなキャビティ形状11を有する金型10の場合に
は、流動抵抗の異なる樹脂が最初に充填される第1の領
域の体積v1、中間部の第2の領域の体積v2、そして
最後に充填される第3の領域の体積v3を順次求める。
このように、樹脂が充填される順に、かつ、流動抵抗が
異なる領域毎にその領域の体積v1〜vNを求めてお
く。そして、この各領域の体積v1〜vNをCRT/M
DI114から入力し共有RAM103に設定した後、
若しくは、射出成形機とCAD装置を結合して、CAD
装置から直接該各領域の体積v1〜vNを直接入力する
ようにしてもよく、さらには、金型に取り付けた金型の
特徴やその金型を使用するときの成形条件を記憶した記
憶装置から上記体積v1〜vNを入力するようにしても
よい。このようにして上記体積v1〜vNを設定した
後、キャビティ内樹脂位置モニタモードにするとPMC
用CPU110は図1にフローチャートで示す処理を開
始する。
【0018】まず、クッション量Lcの入力があるか、
若しくはすでにクョション量Lcが設定されているか否
か判断し(ステップ200)、入力されていれば射出完
了位置をCRT/MDI114の表示画面に表示する
(ステップ201)。通常、加熱シリンダ4の先端位置
を座標系の原点とし、スクリューがこの先端位置から遠
ざかる方向をプラス方向に設定されているから、設定さ
れたクッション量Lcが射出完了位置となる。次に指標
iを射出段数Nに設定し、すなわち、設定された流動抵
抗が異なる領域の数Nに設定し(ステップS202)、
次の数式2によってi−1段からi段への切換え位置L
i-1 を求め表示画面に表示する(ステップ203)。
【0019】
【数2】次に、指標iから「1」減算し、該指標iが
「0」か否か判断し(ステップ204,205)、該指
標iが「0」になるまで、ステップ203からステップ
205の処理を繰り返し、各射出速度切換え位置Ln-1
〜L0 を表示し、指標iが「0」になるとこの処理を終
了する。
【0020】例えば、図4に示すように体積を設定した
領域の数(射出段数の数)Nが「3」の場合、図2に示
すように、まず、クッション量Lcが設定されると、射
出完了位置L3として、このクッション量Lcに対応す
る位置が表示され(ステップ201)、次に、第2段の
射出速度から第3段の射出速度への切換え位置L2(=
Lc+S3)が表示され(ステップ203)、次に第1
段の射出速度から第2段の射出速度への切換え位置L1
(=Lc+S2+S3)が表示され、最後にスクリュー
バック位置L0=Lb(=Lc+S1+S2+S3)が
表示されることになる。
【0021】こうして表示された各段の射出速度切換え
位置L0 〜Ln および樹脂の粘性等を参照し各段の射出
速度切換え位置を設定するようにすればよい。
【0022】なお、上記実施例では、クッション量Lc
が設定されたとき、N段から1段へと切換え位置を順次
求めたが、スクリューバック位置Lbが設定されたと
き、若しくはクッション量とキャビティ全体積からスク
リューバック位置Lbを求め、求められたスクリューバ
ック位置Lbから、第1段目から第2段目、第2段目か
ら第3段目…第N−1段目から第N段め、第N段めから
射出完了位置を求めるようにすることもでき、この場合
には第1段めのスクリューストローク量S1から順次各
段のストローク量Siを加算していき、この加算した量
をスクリューバック位置から減ずることによって各段の
切換え位置を求めることができる。
【0023】
【発明の効果】本発明においては、キャビティ内の流動
抵抗が変化する毎その異なる領域毎の体積により、各領
域が樹脂で充填されるスクリュー位置を射出速度を切換
える位置として求めて表示するようにしたので、樹脂充
填量とスクリュー位置の関係が明確になり、この表示さ
れたスクリュー切換え位置より、樹脂の粘性その他の条
件を考慮して、容易に射出速度切換え位置を設定するこ
とができる。また、キャビティ内の樹脂充填状態とスク
リュー位置の関係が把握できるので、射出圧力の設定等
にも参考になるものである。さらにはキャビティの体積
とスクリュー位置との関係が把握できているから、条件
出し中に過充填して金型を破損させるようなことも防止
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のキャビティ内樹脂位置モニ
タ処理のフローチャートである。
【図2】スクリュー位置の説明図である。
【図3】金型のキャビティにおける流動抵抗の異なる領
域に対する体積の説明図である。
【図4】本発明の一実施例を実施する射出成形機の要部
ブロック図である。
【符号の説明】
1 スクリュー 2 射出用サーボモータ 3 パルスコーダ 4 加熱シリンダ 10 金型 100 数値制御装置 11 キャビティ

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プロセッサを有する制御装置で制御され
    る射出成形機において、予め金型設計時に求められたキ
    ャビティ内の流動抵抗が変化する毎その異なる領域毎に
    その領域の体積を求めておき、この各体積を上記制御装
    置に設定し、成形条件設定時に、クッション量が設定さ
    れると、該クッション量,スクリュー径および上記各体
    積とよりキャビティ内の樹脂先端が流動抵抗の異なる境
    界位置に達したときのスクリュー位置、およびスクリュ
    ーバック位置を順次求め表示装置に表示するようにした
    キャビティ内樹脂位置モニタ方法。
  2. 【請求項2】 プロセッサを有する制御装置で制御され
    る射出成形機において、予め金型設計時に求められたキ
    ャビティ内の流動抵抗が変化する毎その異なる領域毎に
    その領域の体積を求めておき、この各体積を上記制御装
    置に設定し、成形条件設定時に、スクリューバック位置
    が設定されると、該スクリューバック位置および上記各
    体積とスクリュー径からキャビティ内の樹脂先端が流動
    抵抗の異なる境界位置に達したときのスクリュー位置を
    順次求め表示装置に表示するようにしたキャビティ内樹
    脂位置モニタ方法。
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