JP2670412B2 - 射出成形機における運転条件設定方法及び装置 - Google Patents
射出成形機における運転条件設定方法及び装置Info
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- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/76—Measuring, controlling or regulating
- B29C45/766—Measuring, controlling or regulating the setting or resetting of moulding conditions, e.g. before starting a cycle
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- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、射出成形機における運
転条件設定方法及び装置に関するものである。
転条件設定方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の射出成形機における運転条件設定
方法としては、成形材料や成形条件に応じて作業者が加
熱筒の設定温度、スクリュー回転数、及びスクリューに
作用させる背圧を経験的に定め、これに基づいて試験的
に成形を行い、得られた成形品の寸法精度などに応じて
加熱筒の設定温度、スクリュー回転数、及び背圧を修正
する作業を繰り返し、最終的な加熱筒の設定温度、スク
リュー回転数、及び背圧を求めるようにしていた。
方法としては、成形材料や成形条件に応じて作業者が加
熱筒の設定温度、スクリュー回転数、及びスクリューに
作用させる背圧を経験的に定め、これに基づいて試験的
に成形を行い、得られた成形品の寸法精度などに応じて
加熱筒の設定温度、スクリュー回転数、及び背圧を修正
する作業を繰り返し、最終的な加熱筒の設定温度、スク
リュー回転数、及び背圧を求めるようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の射出成形機における運転条件設定方法に
は、最終的な運転条件を決定するまでに時間がかかるだ
けでなく、特に精密成形の場合に、加熱筒の設定温度が
所定の範囲内にあるにもかかわらず、成形品の寸法精度
が所定範囲から外れてしまうことがあるという問題点が
あった。そこで本発明者は、図３に示すような加熱筒内
の半径方向の材料の温度を測定可能な装置を用いて温度
計測を行った。図３において加熱筒５０内にはスクリュ
ー６０が回転可能かつ軸方向移動可能にはめ合わされて
いる。加熱筒５０の先端部には、シリンダヘッド５２が
配置されている。シリンダヘッド５２は、スペーサ５４
を介して加熱筒５０に取り付けられている。スペーサ５
４内には、保持具５６が取り付けられており、これによ
ってシリンダ穴の半径方向に所定の間隔で複数の温度セ
ンサ５８がそれぞれ保持されるようになっている。各温
度センサ５８によって検知された温度は、それぞれ記録
器６４によって記録されるようになっている。加熱筒５
０及びシリンダヘッド５２の外周部には複数のヒータ６
２がそれぞれ取り付けられている。ヒータ６２をそれぞ
れ加熱しながら、図示してない駆動装置を駆動すること
によってスクリュー６０を回転させて加熱筒５０の図示
してない樹脂供給口から供給された樹脂を混練・溶融す
ることが可能である。このような装置を用いて可塑化さ
れた溶融樹脂をごく低速で射出させることにより摩擦熱
の影響を小さくしながら温度計測を行った結果、だいた
いの傾向として加熱筒５０内の半径方向の材料の温度分
布が、非晶性合成樹脂では、図５に示すように中心部ほ
ど温度が高く、また結晶性合成樹脂では、図６に示すよ
うに外周部ほど温度が高くなっていること、したがっ
て、加熱筒５０の温度をヒータ６２によって所定範囲内
に維持したとしても、基本的に材料温度にむらがある状
態で射出していたことが、安定した精密成形を困難にし
ていた原因であるということがわかった。本発明はこの
ような課題を解決することを目的としている。
ような従来の射出成形機における運転条件設定方法に
は、最終的な運転条件を決定するまでに時間がかかるだ
けでなく、特に精密成形の場合に、加熱筒の設定温度が
所定の範囲内にあるにもかかわらず、成形品の寸法精度
が所定範囲から外れてしまうことがあるという問題点が
あった。そこで本発明者は、図３に示すような加熱筒内
の半径方向の材料の温度を測定可能な装置を用いて温度
計測を行った。図３において加熱筒５０内にはスクリュ
ー６０が回転可能かつ軸方向移動可能にはめ合わされて
いる。加熱筒５０の先端部には、シリンダヘッド５２が
配置されている。シリンダヘッド５２は、スペーサ５４
を介して加熱筒５０に取り付けられている。スペーサ５
４内には、保持具５６が取り付けられており、これによ
ってシリンダ穴の半径方向に所定の間隔で複数の温度セ
ンサ５８がそれぞれ保持されるようになっている。各温
度センサ５８によって検知された温度は、それぞれ記録
器６４によって記録されるようになっている。加熱筒５
０及びシリンダヘッド５２の外周部には複数のヒータ６
２がそれぞれ取り付けられている。ヒータ６２をそれぞ
れ加熱しながら、図示してない駆動装置を駆動すること
によってスクリュー６０を回転させて加熱筒５０の図示
してない樹脂供給口から供給された樹脂を混練・溶融す
ることが可能である。このような装置を用いて可塑化さ
れた溶融樹脂をごく低速で射出させることにより摩擦熱
の影響を小さくしながら温度計測を行った結果、だいた
いの傾向として加熱筒５０内の半径方向の材料の温度分
布が、非晶性合成樹脂では、図５に示すように中心部ほ
ど温度が高く、また結晶性合成樹脂では、図６に示すよ
うに外周部ほど温度が高くなっていること、したがっ
て、加熱筒５０の温度をヒータ６２によって所定範囲内
に維持したとしても、基本的に材料温度にむらがある状
態で射出していたことが、安定した精密成形を困難にし
ていた原因であるということがわかった。本発明はこの
ような課題を解決することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者は、図３に示す
ような装置を用いてさらに試験を続けた結果、使用する
材料が非晶性材料であるか、結晶性材料であるかには無
関係に、図４に示すように半径方向に温度差が生じない
で、しかも軸方向の材料温度変化（通常は材料投入側の
温度が低く、ノズル側の温度が高い）を数℃以内に制御
可能な可塑化工程における運転条件が存在することを見
出し、本発明に到った。本発明は、加熱筒設定温度、ス
クリュー回転速度、及びスクリュー背圧の３つのパラメ
ータを用いる数式に基づいて射出成形機の運転条件を設
定することにより上記課題を解決する。すなわち本発明
の射出成形機における運転条件設定方法は、射出成形機
において、スクリュー回転速度Ｒおよび背圧Ｐの組み合
わせを変更して所定回数温度計測を行うか、あるいは数
値シミュレーションなどによる机上実験によって加熱筒
内が均温となる（Ｔｎ，Ｒｎ，及びＰｎ）集合を得るこ
とで、関数式Ｔａ＝ｆ（Ｔ，Ｒ，Ｐ） ここに Ｔａ：シリンダ内における溶融樹脂材料の半径方向に測
った温度平均値 Ｔ：加熱筒設定温度 Ｒ：スクリュー回転速度 Ｐ：スクリュー背圧を決定することにより、スクリューの回転速度Ｒ、背圧
Ｐおよび加熱筒温度Ｔのパラメータの内、１つのパラメ
ータの変化に応じて、他の２つのパラメータを調整しあ
うように最適のパラメータを設定することを特徴とする
ものである。 なお、関数式は、 関数式Ｆ（Ｔ，Ｒ，Ｐ）＝０ ここに Ｔ：加熱筒設定温度 Ｒ：スクリュー回転速度 Ｐ：スクリュー背圧 を用いることもできる。上記関数式は、重回帰式を用い
る統計処理的数式であるとよい。また、上記方法を実施
する装置は、加熱筒（１０）と、これに回転可能かつ軸
方向に移動可能にはめ合わされたスクリュー（１２）
と、スクリュー（１２）に連結されこれを回転可能なス
クリュー回転駆動装置（１８）と、スクリュー（１２）
に連結されこれに後退力とは反対方向の力を与えること
が可能なスクリュー後退抵抗装置（２０）と、加熱筒
（１０）を加熱可能なヒータ（１４）と、加熱筒（１
０）の温度を測定可能な温度センサ（１６）と、ヒータ
（１４）を制御する温度制御装置（３８）と、温度設定
器（３２）と、スクリュー回転速度設定器（３４）と、
スクリュー後退抵抗力設定器（３６）と、コントローラ
（２２）と、を有しており、コントローラ（２２）によ
ってスクリュー回転駆動装置（１８）、スクリュー後退
抵抗装置（２０）、及び温度制御装置（３８）が制御さ
れるように構成されているものを対象にしており、条件
設定器（２４）と、演算器（２６）と、制御器（２８）
と、関数設定器（３０）と、が設けられており、上記温
度設定器（３２）、スクリュー回転速度設定器（３
４）、及びスクリュー後退抵抗力設定器（３６）には、
これらのうちから任意に選択したいずれか２つの設定器
のみに設定値が設定されるものとされており、関数設定
器（３０）には、あらかじめ決定した関数式を設定可能
であり、制御器（２８）には、関数設定器（３０）から
の関数式と、上記いずれか２つの設定器からの設定値
と、がそれぞれ入力されるように構成されており、演算
器（２６）は、制御器（２８）からの上記２つの設定
値、及び関数設定器（３０）からの関数式をそれぞれ入
力して、所定の演算を行って、演算値を制御器（２８）
に出力可能であり、制御器（２８）は、上記２つの設定
値、及び演算器（２６）からの演算値に基づいて、条件
設定器（２４）に３つの条件設定値をそれぞれ入力可能
であり、上記コントローラ（２２）は、条件設定器（２
４）に設定された３つの条件設定値に基づいて上記スク
リュー回転駆動装置（１８）、スクリュー後退抵抗装置
（２０）、及び温度制御装置（３８）の制御を行うもの
とされている。なお、かっこ内の符号は実施例の対応す
る部材を示す。
ような装置を用いてさらに試験を続けた結果、使用する
材料が非晶性材料であるか、結晶性材料であるかには無
関係に、図４に示すように半径方向に温度差が生じない
で、しかも軸方向の材料温度変化（通常は材料投入側の
温度が低く、ノズル側の温度が高い）を数℃以内に制御
可能な可塑化工程における運転条件が存在することを見
出し、本発明に到った。本発明は、加熱筒設定温度、ス
クリュー回転速度、及びスクリュー背圧の３つのパラメ
ータを用いる数式に基づいて射出成形機の運転条件を設
定することにより上記課題を解決する。すなわち本発明
の射出成形機における運転条件設定方法は、射出成形機
において、スクリュー回転速度Ｒおよび背圧Ｐの組み合
わせを変更して所定回数温度計測を行うか、あるいは数
値シミュレーションなどによる机上実験によって加熱筒
内が均温となる（Ｔｎ，Ｒｎ，及びＰｎ）集合を得るこ
とで、関数式Ｔａ＝ｆ（Ｔ，Ｒ，Ｐ） ここに Ｔａ：シリンダ内における溶融樹脂材料の半径方向に測
った温度平均値 Ｔ：加熱筒設定温度 Ｒ：スクリュー回転速度 Ｐ：スクリュー背圧を決定することにより、スクリューの回転速度Ｒ、背圧
Ｐおよび加熱筒温度Ｔのパラメータの内、１つのパラメ
ータの変化に応じて、他の２つのパラメータを調整しあ
うように最適のパラメータを設定することを特徴とする
ものである。 なお、関数式は、 関数式Ｆ（Ｔ，Ｒ，Ｐ）＝０ ここに Ｔ：加熱筒設定温度 Ｒ：スクリュー回転速度 Ｐ：スクリュー背圧 を用いることもできる。上記関数式は、重回帰式を用い
る統計処理的数式であるとよい。また、上記方法を実施
する装置は、加熱筒（１０）と、これに回転可能かつ軸
方向に移動可能にはめ合わされたスクリュー（１２）
と、スクリュー（１２）に連結されこれを回転可能なス
クリュー回転駆動装置（１８）と、スクリュー（１２）
に連結されこれに後退力とは反対方向の力を与えること
が可能なスクリュー後退抵抗装置（２０）と、加熱筒
（１０）を加熱可能なヒータ（１４）と、加熱筒（１
０）の温度を測定可能な温度センサ（１６）と、ヒータ
（１４）を制御する温度制御装置（３８）と、温度設定
器（３２）と、スクリュー回転速度設定器（３４）と、
スクリュー後退抵抗力設定器（３６）と、コントローラ
（２２）と、を有しており、コントローラ（２２）によ
ってスクリュー回転駆動装置（１８）、スクリュー後退
抵抗装置（２０）、及び温度制御装置（３８）が制御さ
れるように構成されているものを対象にしており、条件
設定器（２４）と、演算器（２６）と、制御器（２８）
と、関数設定器（３０）と、が設けられており、上記温
度設定器（３２）、スクリュー回転速度設定器（３
４）、及びスクリュー後退抵抗力設定器（３６）には、
これらのうちから任意に選択したいずれか２つの設定器
のみに設定値が設定されるものとされており、関数設定
器（３０）には、あらかじめ決定した関数式を設定可能
であり、制御器（２８）には、関数設定器（３０）から
の関数式と、上記いずれか２つの設定器からの設定値
と、がそれぞれ入力されるように構成されており、演算
器（２６）は、制御器（２８）からの上記２つの設定
値、及び関数設定器（３０）からの関数式をそれぞれ入
力して、所定の演算を行って、演算値を制御器（２８）
に出力可能であり、制御器（２８）は、上記２つの設定
値、及び演算器（２６）からの演算値に基づいて、条件
設定器（２４）に３つの条件設定値をそれぞれ入力可能
であり、上記コントローラ（２２）は、条件設定器（２
４）に設定された３つの条件設定値に基づいて上記スク
リュー回転駆動装置（１８）、スクリュー後退抵抗装置
（２０）、及び温度制御装置（３８）の制御を行うもの
とされている。なお、かっこ内の符号は実施例の対応す
る部材を示す。
【０００５】
【作用】加熱筒設定温度、スクリュー回転速度、及びス
クリュー背圧の３つのパラメータを用いる関数式Ｔａ＝
ｆ（Ｔ，Ｒ，Ｐ） ここに Ｔａ：シリンダ内における溶融樹脂材料の半径方向に測
った温度平均値 Ｔ：加熱筒設定温度 Ｒ：スクリュー回転速度 Ｐ：スクリュー背圧 によって射出成形機の運転条件を設定すると、射出成形
機を射出動作させる際、加熱筒内の溶融樹脂は所望の溶
融温度（平均温度Ｔａ）の状態でノズルから射出される
ことになる。なお、関数式としてＦ（Ｔ，Ｒ，Ｐ）＝０
を用いた場合には、ほとんど温度のばらつきのない状態
で、しかも、よりいっそう加熱筒内の溶融樹脂を設定温
度に近いものとすることができる。これにより安定した
精密成形を行うことができる。
クリュー背圧の３つのパラメータを用いる関数式Ｔａ＝
ｆ（Ｔ，Ｒ，Ｐ） ここに Ｔａ：シリンダ内における溶融樹脂材料の半径方向に測
った温度平均値 Ｔ：加熱筒設定温度 Ｒ：スクリュー回転速度 Ｐ：スクリュー背圧 によって射出成形機の運転条件を設定すると、射出成形
機を射出動作させる際、加熱筒内の溶融樹脂は所望の溶
融温度（平均温度Ｔａ）の状態でノズルから射出される
ことになる。なお、関数式としてＦ（Ｔ，Ｒ，Ｐ）＝０
を用いた場合には、ほとんど温度のばらつきのない状態
で、しかも、よりいっそう加熱筒内の溶融樹脂を設定温
度に近いものとすることができる。これにより安定した
精密成形を行うことができる。
【０００６】
【実施例】図１に本発明の射出成形装置を示す。加熱筒
１０内にはスクリュー１２が回転可能かつ軸方向移動可
能にはめ合わされている。加熱筒１０の外周部には複数
のヒータ１４がそれぞれ取り付けられている。加熱筒１
０には、これの温度を測定可能な温度センサ１６が取り
付けられている。各ヒータ１４、及び温度センサ１６
は、温度制御装置３８とそれぞれ接続されている。スク
リュー１２にはスクリュー回転駆動装置１８及び背圧付
与装置（スクリュー後退抵抗装置）２０がそれぞれ連結
されている。温度制御装置３８、スクリュー回転駆動装
置１８、及び背圧付与装置２０は、これらを制御可能な
コントローラ２２にそれぞれ接続されている。コントロ
ーラ２２には、条件設定器２４が接続されている。条件
設定器２４には、制御器２８が接続されている。条件設
定器２４は、後述するように制御器２８から受け取った
３つのパラメータをコントローラ２２に出力可能であ
る。制御器２８には、温度設定器３２、スクリュー回転
速度設定器３４、背圧設定器（スクリュー後退抵抗力設
定器）３６、演算器２６、及び関数設定器３０がそれぞ
れ接続されている。関数設定器３０には、後述する関数
式を設定・記憶することが可能である。温度設定器３２
には、加熱筒１０の温度を設定可能である。スクリュー
回転速度設定器３４には、スクリュー１２の回転速度を
設定可能である。背圧設定器３６には、スクリュー１２
に作用させる背圧を設定可能である。なお、温度設定器
３２、スクリュー回転速度設定器３４、及び背圧設定器
３６のうち、いずれか１つには設定値を入力しないよう
になっている。制御器２８は、温度設定器３２、スクリ
ュー回転速度設定器３４、及び背圧設定器３６の設定状
況をチェックして、いずれか２つの設定器にそれぞれ設
定された各データを演算器２６に出力可能であり、ま
た、演算器２６の演算結果を受け取って条件設定器２４
に残りのパラメータとして出力可能である。なお、３つ
の設定器３０、３２、及び３４のうち、未設定の設定器
には、−１が入力されて、制御器２８が各設定器３２、
３４、及び３６の設定状況を容易にチェックできるよう
になっている。
１０内にはスクリュー１２が回転可能かつ軸方向移動可
能にはめ合わされている。加熱筒１０の外周部には複数
のヒータ１４がそれぞれ取り付けられている。加熱筒１
０には、これの温度を測定可能な温度センサ１６が取り
付けられている。各ヒータ１４、及び温度センサ１６
は、温度制御装置３８とそれぞれ接続されている。スク
リュー１２にはスクリュー回転駆動装置１８及び背圧付
与装置（スクリュー後退抵抗装置）２０がそれぞれ連結
されている。温度制御装置３８、スクリュー回転駆動装
置１８、及び背圧付与装置２０は、これらを制御可能な
コントローラ２２にそれぞれ接続されている。コントロ
ーラ２２には、条件設定器２４が接続されている。条件
設定器２４には、制御器２８が接続されている。条件設
定器２４は、後述するように制御器２８から受け取った
３つのパラメータをコントローラ２２に出力可能であ
る。制御器２８には、温度設定器３２、スクリュー回転
速度設定器３４、背圧設定器（スクリュー後退抵抗力設
定器）３６、演算器２６、及び関数設定器３０がそれぞ
れ接続されている。関数設定器３０には、後述する関数
式を設定・記憶することが可能である。温度設定器３２
には、加熱筒１０の温度を設定可能である。スクリュー
回転速度設定器３４には、スクリュー１２の回転速度を
設定可能である。背圧設定器３６には、スクリュー１２
に作用させる背圧を設定可能である。なお、温度設定器
３２、スクリュー回転速度設定器３４、及び背圧設定器
３６のうち、いずれか１つには設定値を入力しないよう
になっている。制御器２８は、温度設定器３２、スクリ
ュー回転速度設定器３４、及び背圧設定器３６の設定状
況をチェックして、いずれか２つの設定器にそれぞれ設
定された各データを演算器２６に出力可能であり、ま
た、演算器２６の演算結果を受け取って条件設定器２４
に残りのパラメータとして出力可能である。なお、３つ
の設定器３０、３２、及び３４のうち、未設定の設定器
には、−１が入力されて、制御器２８が各設定器３２、
３４、及び３６の設定状況を容易にチェックできるよう
になっている。
【０００７】次に、この実施例の作用を説明する。あら
かじめ関数式Ｆ（Ｔ，Ｒ，Ｐ）＝０の重回帰式である次
式 ａＴ＋ｂＲ＋ｃＰ＋ｄ＝０ ただしａ，ｂ，ｃ，ｄは、重回帰によって求められた係
数。について、係数ａ，ｂ，ｃ，及びｄを求めておく。
係数ａ，ｂ，ｃ，及びｄを決定するには、図３に示すよ
うな加熱筒内の半径方向の材料の温度を測定可能な装置
を用いて、可塑化された溶融樹脂をごく低速で射出させ
ることにより摩擦熱の影響を小さくしながら温度計測を
行い、均温となるための少なくとも４つのパラメータの
組み合わせを見出すようにする。たとえば、任意のスク
リュー回転速度Ｒ1 、及び任意の背圧Ｐ1 に対して、加
熱筒設定温度Ｔのみを変更して試験を行う。こうするこ
とによって図２に１例を示すような、スクリュー回転速
度Ｒ1 （実施例では１５０ｒｐｍ）、及び背圧Ｐ1 （実
施例では５ｋｇ／ｃｍ2 ）における加熱筒設定温度Ｔ
ｓ、シリンダ壁面部溶融材料温度Ｔｗ、シリンダ中心部
溶融材料温度Ｔｃ、及び半径方向平均溶融材料温度Ｔａ
の線図が得られる。このようにして同図に示されるよう
に、ある加熱筒設定温度Ｔｓのときに、シリンダ壁面部
溶融材料温度Ｔｗ、シリンダ中心部溶融材料温度Ｔｃ、
及び半径方向平均溶融材料温度Ｔａのすべてが一致する
ような加熱筒温度Ｔ1 を求めることができる。すなわ
ち、３つのパラメータが与えられたときに、これらから
求められる加熱筒温度Ｔ1 になるように、たとえばヒー
タ１４を制御することにより、加熱筒内の温度を所定の
精度で均温に維持することができる。以上のような作業
を任意にスクリュー回転速度Ｒ1 、及び背圧Ｐ1 の組み
合わせを変更して係数分の回数（４回）以上繰り返して
温度計測を行い、加熱筒内が均温となる（Ｔｎ，Ｒｎ，
及びＰｎ）の集合を得る。このようにして得られた集合
に基づいて上記回帰式を求め、関数式を決定する。次に
作業者によって、得られた関数式を関数設定器３０に設
定する。また、加熱筒温度、スクリュー回転速度、及び
背圧の３つの条件のうち成形材料などに応じて作業者が
決定した優先順位にしたがって２つのデータ（たとえば
加熱筒温度、及びスクリュー回転速度）を対応する設定
器（たとえば温度設定器３２、及びスクリュー回転速度
設定器３４）に設定し、残りの設定器（たとえば背圧設
定器３６）に−１（未設定を示す値）を設定する。次に
装置を駆動して演算器２６により残りのパラメータを演
算によって求めるようにさせて、これを制御器２８を介
して条件設定器２４に設定させる。次に射出動作を開始
すると、条件設定器２４から出力された３つのパラメー
タに応じて、コントローラ２２によって温度制御装置３
８、スクリュー回転駆動装置１８、及び背圧付与装置２
０がそれぞれ制御される。すなわち、温度制御装置３８
によって温度センサ１６が所定範囲の温度を検出し続け
るようにヒータ１４が制御され、スクリュー回転駆動装
置１８によってスクリュー１２が所定の回転速度をもっ
て駆動され、また、背圧付与装置２０によってスクリュ
ー１２が所定の背圧を受けるように制御される。こうす
ることによって、使用される材料が、非晶質樹脂材料で
あるか、結晶質樹脂材料であるかには関係なく、安定し
た精密成形を行うことができる。
かじめ関数式Ｆ（Ｔ，Ｒ，Ｐ）＝０の重回帰式である次
式 ａＴ＋ｂＲ＋ｃＰ＋ｄ＝０ ただしａ，ｂ，ｃ，ｄは、重回帰によって求められた係
数。について、係数ａ，ｂ，ｃ，及びｄを求めておく。
係数ａ，ｂ，ｃ，及びｄを決定するには、図３に示すよ
うな加熱筒内の半径方向の材料の温度を測定可能な装置
を用いて、可塑化された溶融樹脂をごく低速で射出させ
ることにより摩擦熱の影響を小さくしながら温度計測を
行い、均温となるための少なくとも４つのパラメータの
組み合わせを見出すようにする。たとえば、任意のスク
リュー回転速度Ｒ1 、及び任意の背圧Ｐ1 に対して、加
熱筒設定温度Ｔのみを変更して試験を行う。こうするこ
とによって図２に１例を示すような、スクリュー回転速
度Ｒ1 （実施例では１５０ｒｐｍ）、及び背圧Ｐ1 （実
施例では５ｋｇ／ｃｍ2 ）における加熱筒設定温度Ｔ
ｓ、シリンダ壁面部溶融材料温度Ｔｗ、シリンダ中心部
溶融材料温度Ｔｃ、及び半径方向平均溶融材料温度Ｔａ
の線図が得られる。このようにして同図に示されるよう
に、ある加熱筒設定温度Ｔｓのときに、シリンダ壁面部
溶融材料温度Ｔｗ、シリンダ中心部溶融材料温度Ｔｃ、
及び半径方向平均溶融材料温度Ｔａのすべてが一致する
ような加熱筒温度Ｔ1 を求めることができる。すなわ
ち、３つのパラメータが与えられたときに、これらから
求められる加熱筒温度Ｔ1 になるように、たとえばヒー
タ１４を制御することにより、加熱筒内の温度を所定の
精度で均温に維持することができる。以上のような作業
を任意にスクリュー回転速度Ｒ1 、及び背圧Ｐ1 の組み
合わせを変更して係数分の回数（４回）以上繰り返して
温度計測を行い、加熱筒内が均温となる（Ｔｎ，Ｒｎ，
及びＰｎ）の集合を得る。このようにして得られた集合
に基づいて上記回帰式を求め、関数式を決定する。次に
作業者によって、得られた関数式を関数設定器３０に設
定する。また、加熱筒温度、スクリュー回転速度、及び
背圧の３つの条件のうち成形材料などに応じて作業者が
決定した優先順位にしたがって２つのデータ（たとえば
加熱筒温度、及びスクリュー回転速度）を対応する設定
器（たとえば温度設定器３２、及びスクリュー回転速度
設定器３４）に設定し、残りの設定器（たとえば背圧設
定器３６）に−１（未設定を示す値）を設定する。次に
装置を駆動して演算器２６により残りのパラメータを演
算によって求めるようにさせて、これを制御器２８を介
して条件設定器２４に設定させる。次に射出動作を開始
すると、条件設定器２４から出力された３つのパラメー
タに応じて、コントローラ２２によって温度制御装置３
８、スクリュー回転駆動装置１８、及び背圧付与装置２
０がそれぞれ制御される。すなわち、温度制御装置３８
によって温度センサ１６が所定範囲の温度を検出し続け
るようにヒータ１４が制御され、スクリュー回転駆動装
置１８によってスクリュー１２が所定の回転速度をもっ
て駆動され、また、背圧付与装置２０によってスクリュ
ー１２が所定の背圧を受けるように制御される。こうす
ることによって、使用される材料が、非晶質樹脂材料で
あるか、結晶質樹脂材料であるかには関係なく、安定し
た精密成形を行うことができる。
【０００８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
射出成形機において、スクリュー回転速度Ｒおよび背圧
Ｐの組み合わせを変更して所定回数温度計測を行うか、
数値シミュレーションなどによる机上実験によって加熱
筒内が均温となる（Ｔｎ，Ｒｎ，及びＰｎ）集合を得る
ことで、スクリューの回転速度Ｒ、背圧Ｐおよび加熱筒
温度Ｔの３つのパラメータが含まれる関数式を用いて、
１つのパラメータの変化に応じて他のパラメータを互い
に調整し合うように構成することにより、成形条件設定
時や、成形条件変更時に、自動的に最適パラメータの組
み合わせを演算することが可能となり、加熱筒内の材料
温度をほぼ均等にすることができるので、気温の変動、
投入材料の温度変動などの外乱の影響を解消するため
に、成形条件を頻繁に変更するような場合であっても、
長時間安定した精密成形を行うことができる。
射出成形機において、スクリュー回転速度Ｒおよび背圧
Ｐの組み合わせを変更して所定回数温度計測を行うか、
数値シミュレーションなどによる机上実験によって加熱
筒内が均温となる（Ｔｎ，Ｒｎ，及びＰｎ）集合を得る
ことで、スクリューの回転速度Ｒ、背圧Ｐおよび加熱筒
温度Ｔの３つのパラメータが含まれる関数式を用いて、
１つのパラメータの変化に応じて他のパラメータを互い
に調整し合うように構成することにより、成形条件設定
時や、成形条件変更時に、自動的に最適パラメータの組
み合わせを演算することが可能となり、加熱筒内の材料
温度をほぼ均等にすることができるので、気温の変動、
投入材料の温度変動などの外乱の影響を解消するため
に、成形条件を頻繁に変更するような場合であっても、
長時間安定した精密成形を行うことができる。
【図１】本発明の射出成形装置を示す図である。
【図２】温度測定結果を示す図である。
【図３】試験に用いた射出装置を示す図である。
【図４】本発明による加熱筒内の材料温度分布を示す図
である。
である。
【図５】従来の温度設定方法による加熱筒内の非晶性樹
脂材料の温度分布を示す図である。
脂材料の温度分布を示す図である。
【図６】従来の温度設定方法による加熱筒内の結晶性樹
脂材料の温度分布を示す図である。
脂材料の温度分布を示す図である。
１０ 加熱筒 １２ スクリュー １４ ヒータ １６ 温度センサ １８ スクリュー回転駆動装置 ２０ 背圧付与装置（スクリュー後退抵抗装置） ２２ コントローラ ２４ 条件設定器 ２６ 演算器 ２８ 制御器 ３０ 関数設定器 ３２ 温度設定器 ３４ スクリュー回転速度設定器 ３６ 背圧設定器（スクリュー後退抵抗力設定器） ３８ 温度制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−249722（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−74628（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−216028（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−96591（ＪＰ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】 射出成形機において、スクリュー回転速
度Ｒおよび背圧Ｐの組み合わせを変更して所定回数温度
計測を行い、加熱筒内が均温となる（Ｔｎ，Ｒｎ，及び
Ｐｎ）集合を得ることで、関数式Ｔａ＝ｆ（Ｔ，Ｒ，
Ｐ） ここに Ｔａ：シリンダ内における溶融樹脂材料の半径方向に測
った温度平均値 Ｔ：加熱筒設定温度 Ｒ：スクリュー回転速度 Ｐ：スクリュー背圧を決定することにより、スクリューの回転速度Ｒ、背圧
Ｐおよび加熱筒温度Ｔのパラメータの内、１つのパラメ
ータの変化に応じて、他の２つのパラメータを調整しあ
うように最適のパラメータを設定することを特徴と する
射出成形機の運転条件設定方法。 - 【請求項２】 射出成形機における運転条件を、任意の
スクリュー回転速度Ｒｎ及び任意の背圧Ｐｎ に対し
て、任意の加熱筒設定温度Ｔｓのときに、シリンダ壁面
部溶融材料温度Ｔｗ、シリンダ中心部溶融材料温度Ｔ
ｃ、及び半径方向平均溶融材料温度Ｔａのすべてが一致
するような加熱筒温度Ｔとなるような（Ｔｎ，Ｒｎ，及
びＰｎ）集合を所定回数得ることにより、 関数式Ｆ（Ｔ，Ｒ，Ｐ）＝０ ここに Ｔ：加熱筒設定温度 Ｒ：スクリュー回転速度 Ｐ：スクリュー背圧の係数を定めた後、該関数式を満足するＴ，Ｒ，Ｐで運
転させることを特徴と する射出成形機の運転条件設定方
法。 - 【請求項３】 上記関数式は、重回帰式を用いる統計処
理的数式である請求項１又は２記載の射出成形機の運転
条件設定方法。 - 【請求項４】 加熱筒（１０）と、これに回転可能かつ
軸方向に移動可能にはめ合わされたスクリュー（１２）
と、スクリュー（１２）に連結されこれを回転可能なス
クリュー回転駆動装置（１８）と、スクリュー（１２）
に連結されこれに後退力とは反対方向の力を与えること
が可能なスクリュー後退抵抗装置（２０）と、加熱筒
（１０）を加熱可能なヒータ（１４）と、加熱筒（１
０）の温度を測定可能な温度センサ（１６）と、ヒータ
（１４）を制御する温度制御装置（３８）と、温度設定
器（３２）と、スクリュー回転速度設定器（３４）と、
スクリュー後退抵抗力設定器（３６）と、コントローラ
（２２）と、を有しており、コントローラ（２２）によ
ってスクリュー回転駆動装置（１８）、スクリュー後退
抵抗装置（２０）、及び温度制御装置（３８）が制御さ
れるように構成されている射出成形機の運転条件設定装
置において、 条件設定器（２４）と、 演算器（２６）と、 制御器（２８）と、 関数設定器（３０）と、が設けられており、 上記温度設定器（３２）、スクリュー回転速度設定器
（３４）、及びスクリュー後退抵抗力設定器（３６）に
は、これらのうちから任意に選択したいずれか２つの設
定器のみに設定値が設定されるものとされており、 関数設定器（３０）には、あらかじめ決定した関数式を
設定可能であり、 制御器（２８）には、関数設定器（３０）からの関数式
と、上記いずれか２つの設定器からの設定値と、がそれ
ぞれ入力されるように構成されており、 演算器（２６）は、制御器（２８）からの上記２つの設
定値、及び関数設定器（３０）からの関数式をそれぞれ
入力して、所定の演算を行って、演算値を制御器（２
８）に出力可能であり、 制御器（２８）は、上記２つの設定値、及び演算器（２
６）からの演算値に基づいて、条件設定器（２４）に３
つの条件設定値をそれぞれ入力可能であり、 上記コントローラ（２２）は、条件設定器（２４）に設
定された３つの条件設定値に基づいて上記スクリュー回
転駆動装置（１８）、スクリュー後退抵抗装置（２
０）、及び温度制御装置（３８）の制御を行うことを特
徴とする射出成形機の運転条件設定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5032772A JP2670412B2 (ja) | 1993-01-28 | 1993-01-28 | 射出成形機における運転条件設定方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5032772A JP2670412B2 (ja) | 1993-01-28 | 1993-01-28 | 射出成形機における運転条件設定方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06218780A JPH06218780A (ja) | 1994-08-09 |
| JP2670412B2 true JP2670412B2 (ja) | 1997-10-29 |
Family
ID=12368137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5032772A Expired - Fee Related JP2670412B2 (ja) | 1993-01-28 | 1993-01-28 | 射出成形機における運転条件設定方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2670412B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2750918B1 (fr) * | 1996-07-09 | 1999-04-09 | Transvalor Sa | Procede de commande et de regulation d'une presse de moulage par injection |
| JP4951410B2 (ja) * | 2007-05-17 | 2012-06-13 | 東洋機械金属株式会社 | 射出成形機 |
-
1993
- 1993-01-28 JP JP5032772A patent/JP2670412B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06218780A (ja) | 1994-08-09 |
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