JP2680003B2 - 熱可塑性合成樹脂の射出成形方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は前に用いた他の射出成形機について最適な噴
射速度特性関係の各指標値が既にその成形機を用いて求
められ、知られているような型の中に、スライド可能な
スクリューの備えられた射出成形機から、この射出成形
機への上記既に得られている各最適指標値の換算適用の
もとに、射出して成形する方法に関する。 ［従来の技術］ 射出成形機のフレキシブルな運転はその型（Wergzeu
g）の頻繁な交換を必要とするけれども別なロットのも
の対しては前の、好ましい各指標値、中でも最適の噴射
速度特性関係が既に求められているその同じ射出成形機
を常に使用できるとは限らない。一般にはその用いられ
るべき多数の射出成形機からそれぞれの場合に好都合な
一つの成形機が選ばれる。さて、その予め与えられた型
がもう一つの射出成形機で用いられる場合には、通常そ
の射出成形過程は同じ型部分の特性を得るために改めて
最適化しなければならず、と言うのはそれら型部分の諸
特性は中でも型充填過程、後押し圧入過程、材料温度等
によって影響を受けるからである。最初の射出成形機に
ついて最適化された型充填過程から或る特定化されたス
クリューの前駆運転速度特性関係が得られた。次にその
同じ型を他の射出成形機で使用した場合にはこれに対し
てその同じ型についての最適化された型充填過程に導く
ような等価の噴射速度特性関係を求めなければならな
い。 型充填過程の終了とともに後押し圧入過程が導入され
る。噴射から後押し圧入過程への切り換えはストロー
ク、時間又は圧力に依存して行なうことができる。この
切り換えの実施がどのような量に対して非依存性になる
かと言うことには無関係に、常に、その型に関連する噴
射時間又は型充填時間は、高い品質の成型品を得るため
には噴射行程の際に実質的に維持すべきパラメーターで
ある。 スクリュー道に沿っての噴射速度を制御装置に入力す
ること及び場合によりそれをグラフ的に表示することは
従来技術に属する。この制御は時間に依存して行なわれ
るので、ストロークの前駆運転における速度−ストロー
ク関係は常に何等本質的な労作なく速度−時間関係とし
て表わし且つ処理することができる。 西ドイツ特許第3524310号によってスクリューストロ
ーク−時間曲線をその型についての噴射時間とともに記
録してその進行した道程単位数を基準に従い求めること
によってもう一つの機械についての最適値への換算を可
能にすることが知られている。しかしながらこれに記述
されている方法は比較的回りくどくて過度に高い制御労
作を必要とする。 ［発明が解決しようとする問題点］ 従って本発明は、第１の射出成形機の上で、予め与え
られた型について求められたた最適の各指標値から第２
の射出成形機でその型を使用するための対応する最適の
各指標値を迅速、簡単且つ自動化された態様で見出すと
いう課題より出発する。 ［問題点を解決するための手段］ 上記の課題は本発明によれば、 イ） 上記第１の射出成形機（Ａ）について既に知られ
ている最適噴射速度特性関係［V_A＝ｆ（ｔ）］を手動
で、及び／またはデータキャリアを介して今度使用する
第２の射出成形機（Ｂ）の制御装置へ入力すること、 ロ） 上記射出成形機（Ｂ）を或る許容し得る任意の噴
射速度特性関係［V_b′（ｔ）］で運転し、その際与られ
る噴射時間（t_Eb）を上記噴射速度特性関係の乗算的な
変化によって第１の射出成形機（Ａ）のそれに合致（t
_EA＝t_Eb）させてV_b（ｔ）を決定すること、 ハ） 平均積分噴射速度の商として合致係数 K_V＝（_ｂ）／（_Ａ） を作り出すこと、及び ニ） 第２の射出成形機（Ｂ）の制御装置の中でその充
填されるべき型に対する最適噴射速度特性関係［V
_B（ｔ）］を換算式V_B（ｔ）＝K_V・V_A（ｔ）から作り出
してV_B（ｔ）からのもう一つの換算により該当する噴射
ストローク特性関係［V_B（ｓ）］を求めること によって解決される。 その最適化された噴射−速度特性関係V_B（ｔ）を迅速
に求めることができるばかりでなく、実際上自動化され
た態様で得ることができると言うことが有利であると示
されている。その噴射時間が何等かの理由から変化した
場合にはその全体的噴射速度特性関係はただ一つの補正
係数によって、最適の噴射時間が再び得られるまで乗算
的に容易に変化させることができる。これによってその
型の設けられた射出成形機の準備時間を短くすることが
達成されるばかりでなく、その見出された各最適値もた
とえ種々の妨害量が現われ、及び／又は種々の運転指標
量の変化が認めうるようになったとしても容易に且つ僅
かな労作で維持される。 本発明の好都合且つ有利な幾つかの実施態様は特許請
求の範囲の各従属請求項に挙げてある。 ［実施例］ 以下に本発明を１実施例について添付の図面の参照の
もとに更に詳細に説明する。 この明細書においては或る特定の型を既に或る射出成
形機（Ａ）の上で運転し、そしてその際この射出成形機
について特性的な各最適指標値、中でも噴射速度特性関
係V_A（ｔ）並びに噴射時間t_EAが求められていると言う
ことより出発する。更にまた、この型は次に別な、異な
った諸特性を有する射出成形機（Ｂ）の上に取り付けら
れることとする。この最適の指標値を別に求めることは
比較的煩雑であって時間がかかることが示されているの
で、上記射出成形機（Ａ）について求められた値から出
発するのがよい。このためには以下に記述するように行
なうのが有利であることが実証されている。 先ず最初射出成形機（Ａ）を用いて求めた最適噴射速
度特性関係V_A（ｔ）を射出成形機（Ｂ）の制御装置に入
力する。この速度特性関係の入力は手動的に行なうこと
ができるけれども、データキャリアを介してこれが予め
与えられるならば単純化される。 同時にこの型はまた射出成形機（Ｂ）の任意の噴射速
度特性関係V_b′（ｔ）を用いて充填され、そしてここで
この特性関係に合致する噴射時間t_Ebが求められる。こ
の任意の噴射速度特性関係においてはこれがその機械及
び型に許容できて何等の危険が生じないということだけ
に注意すればよい。しかしながら或る一定の速度特性関
係を用いた場合に特に簡単な諸関係が与えられる。その
用いた特性関係V_b′（ｔ）を時間軸に関して変化させる
ことによってこれは射出成形機（Ａ）の運転に際して噴
射時間t_EAとして求められていたと同じ噴射時間t_EBに達
するまで変化させられ、これによってV_b（ｔ）が決定さ
れる。或る一定の噴射速度特性関係を用いて運転した場
合には、その乗算的な変化はその得られた各噴射時間の
比t_Eb/t_EAとして与えられ、従って特に別の近似段階は
不必要である。 次にそれら両方の噴射特性関係、すなわち射出成形機
（Ａ）の最適噴射特性関係V_A（ｔ）及び射出成形機
（Ｂ）の今度用いた最適噴射特性関係V_b（ｔ）からそれ
ぞれの平均積分噴射速度_Ａ及び_ｂを求める。前述の
予め与えられた噴射速度特性関係の場合にこれは既に射
出成形機（Ａ）の中でその制御装置によって行なわれて
いてもよい。射出成形機（Ｂ）においてその型を導入充
填する場合には、既に或る一定の速度特性関係を用いて
運転した場合に上述の速度を求めるのが容易になる。 これら両方の平均積分噴射速度_Ａと_ｂとから次に
速度−合致係数K_V K_V＝_b/_Ａ を求めることができる。 次いで射出成形機（Ｂ）についての最適噴射速度特性
関係がV_B（ｔ）＝K_V・V_A（ｔ）の関係式によって容易に
計算することができる。その機械の制御装置へ伝達する
ためにはもう一度V_B（ｔ）からV_B（ｓ）への換算値を求
めるのが好都合である。これによりその機械の制御装置
によって僅かな支援により実施することのできる比較的
少ない作業過程で速度−合致係数が得られ、これを用い
て今度使用する射出成形機についての最初の最適噴射速
度特性関係が算出され、そして同様にして種々の障害的
な影響が現われた場合にもその噴射時間をこの速度−合
致係数の容易な変化によって一定に保つことが容易に可
能である。 第１図には射出成形機（Ａ）で求められた噴射速度特
性関係１とともに射出成形機（Ｂ）で求めようとするそ
れ２も示されている。両方の場合に線３及び４は平均積
分噴射速度_Ａ及び_ｂを示し、それらの商が速度−合
致係数K_Vを与える。 次に曲線１の噴射速度特性関係V_A（ｔ）にこの合致係
数K_Vを乗算するならば曲線１が曲線２へ移行し、そして
機械（Ｂ）についての所望の噴射速度特性関係［V
_B（ｔ）］が見出される。 しかしながら実際においては或る一つの製造ラインに
おいて或る射出サイクル内で求められた噴射時間t_Ebの
予め与えられた噴射時間t_Ebからの偏差が現われる場合
がある。その原因は用いた材料の特性の違い、若干異な
った温度、圧力、又はその他のパラメータであり得る。
ここで制御装置を備えるのが好都合であり、これが例え
ばその噴射速度特性関係のほんの僅かな変化によりその
値１の範囲内にある係数によって予め与えられた特定の
値に調節する。これに対しては後押し圧力期間決定の場
合と同様に噴射時間又は型充填過程の始点と終点とを一
義的に決定することが重要である。基本的にはこれには
幾つかの方式が可能である。 そのような可能性の第１のものは、実際に全ての制御
されている射出成形機が１個のストローク／時間信号発
信器を備え、これによってその型充填過程のストローク
／時間曲線を表わすことができるようにすることより出
発する。このような曲線の一つが第２図に例示的に示さ
れている。その曲線の区間５は型充填過程開始までのス
クリューの一定ポジションを示す。型に充填するために
スクリューを軸方向へスライドさせ、それによって型充
填時間の始点t_sと終点t_fとの間に下降する曲線区間６が
与えられる。型の充填の後にスクリューはもはや先へス
ライドされないか、またはこれは、漏洩損失によって定
められてその後押し圧入期間の間中実際上一定の高さに
保たれる曲線部分７が後続するように僅かに先へ進めら
れる。この場合に横座標t_s並びにt_fはその曲線の傾斜が
比較的に自然的に変化するということによって特徴付け
られ、現在t_sに属している点においてそれは負の値であ
り、t_fの時点においてそれは零へ向つて進む。それによ
ってそのストローク／時間信号発信器より送り出された
各信号から、そのストロークの時間による導関数を求め
ることができ、そしてこの導関数を監視することによっ
て或る予め与えられた負の閾値から下へ超過したときに
型充填過程の開始時点t_sが、そしてもう一つの負の閾値
から上へ超過したときに型充填期間の終点t_fが与えられ
る。例えば漏洩過程又は圧縮性に基づいて僅かな傾斜が
既に現われる場合があるので、型の本来の充填過程が開
始される前に或るあまり低過ぎない負の閾値から下へ超
えること、及び引き続いて或る閾値から上へ超過するこ
とが推奨される。第２図にこれらの傾斜の各限界値が見
易さのために過度に大きく選んでそれら各時点t_s及びt_f
における図示の曲線への接線８及び９として示してあ
る。 しかしながらまた、噴射期間の始点と終点とを正確に
決定するための他の幾つかの可能性も存在する。すなわ
ち例えば噴射に際して現われる圧力を或る圧力信号発信
器によって監視することができ、その際この信号発信器
は射出装置の液圧シリンダに接続されていることができ
てその駆動圧力を測定するものであるか、またはこれは
ノズルヘッドに接続されまたはその中に収容されていて
そこに現われる圧力を記録するものであることができ、
或はまたこれは型の注入口の近く又はその型自身の中に
設けられていてその型内部空間又は型注入導溝内に現わ
れる圧力を捕捉するものであってもよい。第３図に射出
装置の液圧シリダに接続された圧力信号発信器の測定結
果を曲線10によって後押し圧力とともに図式的に示して
あり、一方ノズルヘッドに設けられた圧力信号発信器は
曲線11に対応する圧力状態を与えることができ、そして
型の注入口の近傍に設けられたものは曲線12のように求
めることができる。 実際に現われる種々の状態を曲線10と組合わせて説明
する。型の充填を開始する前に実際上無圧力の状態の曲
線区間13が存在する。噴射の開始に際して先ず圧力の絶
対値は区間14において著しく且つ大きな傾斜で上昇して
区間15において型充填の或る定常状態が現われるまで上
昇し、この区間15においてはなお僅かに上昇する圧力し
か示さない。型の充填が完全に終了したときにもう一
度、先ず最初一定の曲線区間17で示される比較的高い後
押し圧力までへの急傾斜した強い圧力上昇が曲線区間16
に現われ、上記比較的高い後押し圧力に後続して、予め
与えられた冷却の後に零点への漸近的な圧力低下部分18
が現われる。 この場合に噴射期間t_EBの始点t_sとその終点t_fとを予
め与えられた圧力水準の超過によって確認すると言う可
能性が与えられる。第１の比較的低い圧力閾値を超過し
たときにその始点が、そして或る本質的により高い圧力
閾値に達したときにその噴射期間の終点が示される。し
かしながらまた、この場合にもその制御装置のマイクロ
コンピュータ中に圧力の時間による導関数を作り出して
第１の傾斜閾値の最初の超過を始点t_sの基準として評価
するという可能性も存在する。終点t_fの基準としては第
２の傾斜閾値を超えることと比較的高い或る圧力水準を
超えることとの組合わせを用いるか、又は或る傾斜極小
を通過した後の第２の傾斜閾値の超過が利用される。 この方法に従って行なわれた各時間の測定値はその差
額として噴射過程の時間長さt_Ebを、また従って型充填
時間を与える。なお、時点t_fは後押し圧入の始点を与え
る。 噴射時間は先ず最初射出成形機（Ａ）によって或る予
め与えられた値として受け取られ、そして既に述べたよ
うにその成形機（Ａ）の最適の噴射速度特性関係が合致
係数K_Vによって射出成形機（Ｂ）に同じ噴射時間を与え
るように合致させられる。しかしながら前駆運転期間に
おいてのみならずその運転の間においてもその噴射時間
の始点と終点とが、また従って噴射時間の長さが継続的
に監視される。対応的な制御によってこの噴射時間は一
定に保たれる。すなわち或る射出サイクルにおいて或る
長過ぎる噴射時間が測定された場合にはそれに続くサイ
クルに対してはその噴射速度特性関係は乗算的に僅かに
上昇され、それによってその現われた時間差は次のサイ
クルにおいて除かれるようにする。同様にして速過ぎる
型充填の場合には次のサイクルのための噴射速度特性関
係が僅かに乗算的に低下されてそれによりこの場合にも
その現われた差額が補償され、そして以降のサイクルに
おいてはその予め与えられている噴射時間が確保される
ようにする。これによって最初移して求められた各関係
指標値が長い運転期間にわたって確保され、そしてその
都度最適の射出成形物を得ることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は２つの、時間についての噴射速度特性関係の曲
線を示し、第２図はスクリューのストロークに依存する
充填過程の経過の曲線を示し、第３図は型を充填する際
に現われる圧力の経過曲線を図式的に示す。 ３、４……平均積分噴射速度 t_s……充填の始点、t_f……充填の終点 ８、９……接線

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．前に用いた射出成形機で得られ、この成形機につい
   ての最適の噴射速度特性関係の各指標値が既に知られて
   いる型の中に、或るスライド可能なスクリューの備えら
   れた射出成形機から、この成形機への上記既に得られて
   いる各最適指標値の換算適用のもとに、射出して成形す
   る方法において、 イ） 上記前に用いた射出成形機（Ａ）について既に知
   られている最適噴射速度特性関係［V_A＝ｆ（ｔ）］を手
   動で、及び／またはデータキャリアを介して、今度使用
   する射出成形機（Ｂ）の制御装置へ入力すること、 ロ） 上記射出成形機（Ｂ）を或る許容し得る任意の噴
   射速度特性関係［V_b′（ｔ）］で運転し、その際与えら
   れる噴射時間（t_Eb）を上記噴射速度特性関係の乗算的
   な変化によって第一の射出成形機（Ａ）のそれに合致
   （t_EA＝t_Eb）させてV_b（ｔ）を決定すること、 ハ） 平均積分噴射速度の商として合致係数 K_V＝（_ｂ）／（_Ａ） を作り出すこと、及び ニ） 射出成形機（Ｂ）の制御装置中でその充填される
   べき型に対する最適噴射速度特性関係［V_B（ｔ）］を換
   算式V_B（ｔ）＝K_V・V_A（ｔ）から作りだし、そして更に
   V_B（ｔ）からのもう一つの換算により該当する噴射スト
   ローク特性関係［V_B（ｓ）］を求めること を特徴とする、上記方法。 ２．運転の間に噴射時間（t_Eb）を測定して予め与えら
   れている固定値［t_EB＝t_EA］に対して調節し、その際前
   記の求めた噴射速度特性関係［V_B（ｔ）］を、中でも乗
   算的に補正する、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３．噴射時間（t_Eb）の始点（t_s）と終点（t_f）とをそ
   の射出成形機のストローク／時間信号発信器によって求
   め、その際スクリューのストロークの時間による導関数
   （ds/dt）を作りだし、そしてその第１の或る予め与え
   られた閾値（−a₁）の最初の超過を噴射時間（t_Eb）の
   始点（t_s）と、またその第２の閾値（−a₂）の最初の超
   過を終点（t_f）と評価する、特許請求の範囲第１又は第
   ２項記載の方法。 ４．噴射時間（t_Eb）の始点（t_s）と終点（t_f）とを、
   噴射に際して現れる圧力を圧力信号発信器によって検出
   することによって評価し、その際第１の予め与えられて
   いる圧力閾値（P₁）の最初の超過を噴射時間（t_Eb）の
   始点（t_s）と、また第２の高い方の圧力閾値（P₂）の最
   初の超過を終点（t_f）と評価する、特許請求の範囲第１
   又は第２項記載の方法。 ５．噴射時間（t_Eb）の始点（t_s）と終点（t_f）とを圧
   力信号発信器によって検出し、それにより圧力の時間に
   よる導関数（dp/dt）を求め、その際第１閾値への到達
   により噴射過程の始点（t_s）が、そしてより高い第２閾
   値の超過によって終点（t_f）が与えられる、特許請求の
   範囲第１又は第２項記載の方法。 ６．スクリューのストロークを決定する液圧シリンダに
   設けられた圧力発信器を利用する、特許請求の範囲第５
   項記載の方法。 ７．型中に設けられている圧力発信器を利用する、特許
   請求の範囲第５項記載の方法。