JP2920721B2 - 射出成形機の制御方法 - Google Patents

射出成形機の制御方法

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JP2920721B2 JP10462593A JP10462593A JP2920721B2 JP 2920721 B2 JP2920721 B2 JP 2920721B2 JP 10462593 A JP10462593 A JP 10462593A JP 10462593 A JP10462593 A JP 10462593A JP 2920721 B2 JP2920721 B2 JP 2920721B2
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【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は射出成形機の制御方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、射出成形機の制御方法は様々な方
式のものが提案されている。そのうち、特に型開量に注
目した制御方法として、次の２つの方法が知られてい
る。第１の方法は、樹脂の射出時に金型が微小量開くこ
とに着目し、型開量を設定して射出圧力や保圧を制御し
たりあるいは順次ショット毎に変化させるようにした方
法であり、例えば特公昭５９−２９４１５号公報に開示
されている。
【０００３】第２の方法は、射出工程の際に型開量が一
定値を保持するように型締力を閉ループ制御する方法で
あり、例えば特開昭６３−９５２３号公報に開示されて
いる。
【０００４】上記２つの方法は、成型に際しては射出圧
力と型締力の２つの因子が相互に関連し合って成形品を
加圧しているにもかかわらず、いずれにおいてもいずれ
か一方の因子は経験的に設定を行い、他方を変化させて
型開量の目標値へ近づけるという方法である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記第１の方法では、
射出圧力を補正した時、金型内樹脂圧が低ければ型開量
の変化度は高く、大きな修正効果が得られる。しかしな
がら、金型内樹脂圧が高くなるにつれて、射出圧力とい
う成形品外部の圧力で金型内樹脂圧を高めるので、型開
量を補正する効果には限界があり、逆にバリ、変形、コ
ーナ部分の偏肉という不具合が発生する。このような特
性を図７に示す。
【０００６】他方、上記第２の方法では、型締力を低く
すれば型開量は大きくなり、型締力が成形品を全体加圧
するので、射出圧力が低いわりにヒケが小さくなる。し
かしながら、薄肉部分を有する複雑な形状の成形品で
は、薄肉部分が短時間（例えば、０．１秒）で固化する
ので、射出圧が低すぎると充填不良が発生してしまう。
また、型締力が低すぎると金型が開きすぎてバリが発生
してしまう。この様子を図８に示す。
【０００７】以上のような問題点は、次のような理由に
起因すると思われる。すなわち、射出圧力も型締力も成
形品への加圧という意味ではヒケの低減という同様な効
果を有するが、フィードバック制御のように射出圧力あ
るいは型締力の一因子のみを制御して型開量を目標値に
近づけるようにすると、無理に射出圧力を大きくした
り、型締力を小さくするようになり上記のような不具合
が発生する。
【０００８】ところで、型開量を目標値として、その理
想値に近づけようとすれば、一般的にはフィードバック
制御のように一因子による制御になる。これに対し、型
開量の目標値にあいまいさを許すとすれば、いわゆるフ
ァジー制御や、そのショット中でなく、次ショット、次
々ショットのように繰り返し修正するステップ修正方法
により一因子によらない制御を実現できると思われる。
【０００９】このような観点から、本発明の課題は、金
型内に充填された樹脂等が充分にパックされ、かつバリ
の発生を防ぎながらヒケの発生をも防止できる射出成形
機の制御方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、無理に大きな
射出圧力及び無理に小さな型締力を使わないようにし、
射出圧力と型締力の２つの因子を関連付けて型開量を目
標値として変化させれば、バリもヒケも少なく非常に良
い成形品が得られるという知見に基づいている。
【００１１】例えば、ポリアセタールを材料とする電子
部品（スイッチ）を成形する場合、型締力７５（ｔ）、
射出圧力２３００（ｋｇ／ｃｍ2 ）の条件下でもガス逃
げ不良、ヒケが発生したが、型締力を４０（ｔ）に落と
し、バリが発生しないように射出圧力を１６００（ｋｇ
／ｃｍ2 ）にしたらヒケが発生しなくなった。しかし、
型締力４５（ｔ）で射出圧力を１５００（ｋｇ／ｃ
ｍ2 ）にしたらヒケが発生し、射出圧力１６００（ｋｇ
／ｃｍ2 ）で型締力を３０（ｔ）に落したらバリが発生
した。
【００１２】本発明による射出成形機の制御方法は、以
上のような知見にもとづいて、任意に定めた型締力のも
とに射出圧力をショット毎に変化させて型開量が設定さ
れた目標値になるように制御して複数回のショットによ
り射出圧力を決定し、次に、決定された射出圧力のもと
に型締力をショット毎に変化させて型開量が設定された
目標値になるように制御して複数回のショットにより型
締力を決定することを特徴とする。
【００１３】
【実施例】はじめに、図１を参照して射出成形機の概略
動作を説明する。図１の型締シリンダ１により、プラテ
ン２が移動し、金型３を型締する。射出シリンダ４によ
りスクリュ５がノズル６側に前進し、樹脂７を金型３に
充填する。この時、金型３には微量に型開量ΔＬを生ず
る事は周知のとうりである。この型開量は金型３やプラ
テン２に設けた位置検出器９と突当てブロック１０によ
り検出される。
【００１４】本実施例では、位置検出器９の他に、少な
くとも型締力検出器２１、射出圧力検出器２２を備え、
制御装置２０は位置検出器９で検出された型開量、型締
力検出器２１で検出された型締力、射出圧力検出器２２
で検出された射出圧力、及び設定部２５で設定された各
種設定値に基づいて後述する制御動作により型締シリン
ダ１の駆動源２３、射出シリンダ４の駆動源２４を制御
する。
【００１５】図２〜図６は横軸が時間、タテ軸が、実線
は射出圧力、点線は型開量、一点鎖線は型締力を示す。
【００１６】先ず、図２に示すように、第１ショットは
やや大きめの型締力Ｆ0 を設定しておく。樹脂充填完了
付近、即ち、金型内に冷えた樹脂の外皮が出来る以前に
あまり射出圧力を高くするとバリが発生するので、射出
圧に最高値を設定してこの最高値以下に制約する。この
値をＰ０とする。射出開始からタイマによる計時時間Ｔ
1 が経過してＰ０に到達した後、計時時間Ｔ1 の終了に
続く次の計時時間Ｔ2をタイマで定め、この区間Ｔ2 を
Ｐ０と同じ射出圧力Ｐ１１で成形し、時間Ｔ2満了後、
従来同様の保圧に移行する。
【００１７】このショット中の最大型開量を検出し、こ
の値をΔＬmax1とする。あらかじめ設定しておいた型開
量の目標値ΔＬとの比（偏差等でも可）を求めて、次シ
ョットのＰ１２の設定値を次の数式１により修正する。
【００１８】
【数１】
【００１９】なお、Ｋ1 は定数である。
【００２０】図３は第２ショット目の特性を示し、区間
Ｔ2 の射出圧力の設定値はＰ１２となる。
【００２１】この操作をｎ回（通常３〜４ショット位）
くり返すと、図４に示すように、タイマによる計時区間
Ｔ2 の射出圧力設定値はＰ１ｎとなる。
【００２２】次に、あらかじめ設定した型締力Ｆ0 を変
化させる。即ち、その直前の型開量ΔＬmaxnと目標値Δ
Ｌとにより次のショットの型締力Ｆ(n+1) を数式２によ
り設定する。
【００２３】
【数２】
【００２４】なお、Ｋ2 は定数である。
【００２５】この時の特性を図５に示す。
【００２６】更に、次のショットの型締力Ｆ(n+2) は次
の数式３となり、型締修正の（ｎ＋ｍ）ショット目で、
次のように固定される。
【００２７】
【数３】
【００２８】射出圧力はＰ０を設定された計時時間Ｔ1
の終了後、次の定められた時間Ｔ2はＰ１ｎで射出さ
れ、時間Ｔ2 満了後、保圧に移る。図６に示す型締力Ｆ
(n+m)は次の数式４にもとづいて設定される。
【００２９】
【数４】
【００３０】以上のパターンで、毎ショット成形する事
により、むやみに射出圧力を高くするよりバラツキの少
ない成形品が得られる。
【００３１】もちろん、型開量にある幅を設け、それを
脱したショットにおける成形品は不良としてはじく事は
いうまでもない。
【００３２】本発明の制御方法によれば、金型内で成形
品の表面となる部分に固化層ができてから数秒間のタイ
マー設定と定数Ｋ1 ，Ｋ2 とを設定するイージーオペレ
ーションが可能となる。そして、このような制御方法
は、型開量の目標値にあいまいさを許容したうえで、フ
ァジー制御やステップ修正方法により実現することがで
きる。すなわち、あらかじめ成形態様を考慮してメンバ
シップ関数を設定し、少なくとも型開量、射出圧力、型
締力を検出してショット毎にファジー推論を行い、各駆
動源に必要な操作量を決定する。
【００３３】なお、定数Ｋ1 ，Ｋ2 はおおよその値で良
く、ｍ，ｎの数は通常３で充分であることが確認されて
いる。
【００３４】
【発明の効果】以上説明した本発明の制御方法によれ
ば、射出圧力のみ、型締力のみの型開量を目標値とする
従来の制御方式に比べて、複雑な形状の成形品でも充填
不良が出ず、ヒケの少ない成形品、バリが出にくくかつ
ヒケも少ない成形品、ヒケが少なくかつソリも少ない成
形品が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される射出成形機の要部構造を示
した図である。
【図２】本発明による制御方法の第１ショット目の射出
圧力と型開量の変化を示した特性図である。
【図３】本発明による制御方法の第２ショット目の射出
圧力と型開量の変化を示した特性図である。
【図４】本発明による制御方法の第ｎショット目の射出
圧力と型開量の変化を示した特性図である。
【図５】本発明による制御方法の第（ｎ＋１）ショット
目の射出圧力と型開量の変化を示した特性図である。
【図６】本発明による制御方法の第（ｎ＋ｍ）ショット
目の射出圧力と型開量の変化を示した特性図である。
【図７】従来の問題点を明らかにするために射出圧力と
型開量変化度との関係を示した図である。
【図８】従来の問題点を明らかにするために型締力と型
開量変化度との関係を示した図である。
【符号の説明】
１ 型締シリンダ ２ プラテン ３ 金型 ４ 射出シリンダ ５ スクリュ ６ ノズル ７ 樹脂 ９ 位置検出器 １０ 突当てブロック ２０ 制御装置 ２１ 型締力検出器 ２２ 射出圧力検出器 ２３、２４ 駆動源 ２５ 設定部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今▲冨▼ 芳幸 千葉県千葉市稲毛区長沼原町731番地１ 住友重機械工業株式会社千葉製造所内 (56)参考文献 特開 昭62−74617（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−355111（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−309713（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B29C 45/00 - 45/84 B29C 33/20 - 33/28 B22D 17/26

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 型開量を設定して成形条件を自動修正す
    る射出成形機の制御方法において、任意に定めた型締力
    のもとに射出圧力をショット毎に変化させて型開量が設
    定された目標値になるように制御して複数回のショット
    により射出圧力を決定し、次に、決定された射出圧力の
    もとに型締力をショット毎に変化させて型開量が設定さ
    れた目標値になるように制御して複数回のショットによ
    り型締力を決定することを特徴とする射出成形機の制御
    方法。
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DE10141858B4 (de) * 2001-08-27 2010-06-17 Kraussmaffei Technologies Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen flächenartiger Kunststoff-Formteile, insbesondere Kunststoffscheiben
JP5502766B2 (ja) * 2011-01-11 2014-05-28 日精樹脂工業株式会社 射出成形機の成形方法
JP6967566B2 (ja) * 2019-09-20 2021-11-17 日精樹脂工業株式会社 射出成形機とバリ不良抑止方法

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