JP3282437B2 - Injection compression molding method and control device - Google Patents

Injection compression molding method and control device

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JP3282437B2 JP09250895A JP9250895A JP3282437B2 JP 3282437 B2 JP3282437 B2 JP 3282437B2 JP 09250895 A JP09250895 A JP 09250895A JP 9250895 A JP9250895 A JP 9250895A JP 3282437 B2 JP3282437 B2 JP 3282437B2
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は低圧型締した金型内に溶
融樹脂を射出充填し、この充填された樹脂圧によって金
型が若干開き、その後型締側で圧縮を行うようにした射
出圧縮成形方法および制御装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an injection molding method in which a molten resin is injected and filled into a mold which has been clamped at a low pressure, the mold is slightly opened by the filled resin pressure, and then compression is performed on the mold clamping side. The present invention relates to a compression molding method and a control device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の射出圧縮成形は次のような方法で
行われていた。 (1)トグル機構が伸び切った状態で型締を完了すると
ともに、この状態で金型に所定の隙間を確保しておく。
そして溶融樹脂を金型内に射出充填後、可動盤あるいは
固定盤に別途付設した圧縮専用の油圧シリンダなどによ
り圧縮を行う。 (2)トグル機構が伸び切らない状態下でトグル機構の
クロスヘッド位置と可動盤の変位量(型開量、型締力)
の幾何学的関係を用いて、射出充填によって金型が開く
型締力設定値をクロスヘッドの後退移動位置に換算した
設定値に基づいて制御を行い、この制御によりトグル機
構を停止させて型締を行った後金型内に溶融樹脂を射出
充填し、その後トグル機構の再駆動により伸び切った状
態にして圧縮を行う。
2. Description of the Related Art Conventional injection compression molding has been performed by the following method. (1) The mold clamping is completed with the toggle mechanism fully extended, and a predetermined gap is secured in the mold in this state.
Then, after the molten resin is injected and filled into the mold, compression is performed by a hydraulic cylinder dedicated to compression or the like separately provided on a movable platen or a fixed platen. (2) The crosshead position of the toggle mechanism and the displacement of the movable plate (die opening, mold clamping force) when the toggle mechanism is not fully extended
Using the geometrical relationship of the above, control is performed based on the set value obtained by converting the mold clamping force set value at which the mold is opened by injection filling to the crosshead retreat position, and the toggle mechanism is stopped by this control. After the tightening, the molten resin is injected and filled in the mold, and thereafter, the compression is performed by re-driving the toggle mechanism so that the resin is fully extended.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の射出
圧縮成形では、次のような問題があった。すなわち、 (1)トグル機構側には何ら特別な改造を必要としない
が、トグル機構とは別に圧縮専用の油圧シリンダなどの
成形機への組込み改造が必要なため、成形機の複雑・コ
スト高を招く。そのため、圧縮機構のみをユニット化し
て、成形機の可動盤または固定盤に脱着可能とする方法
も考えられるが、圧縮ユニット取付に伴い成形機への重
量増負担、金型取付有効範囲の縮小により成形機本体の
機能低下を招くため、成形可能範囲が限定されてしま
う。
However, the conventional injection compression molding has the following problems. (1) Although no special modification is required on the toggle mechanism side, it is necessary to incorporate and remodel it into a molding machine such as a hydraulic cylinder dedicated for compression separately from the toggle mechanism, which increases the complexity and cost of the molding machine. Invite. For this reason, a method is considered in which only the compression mechanism is unitized so that it can be attached to and detached from the movable platen or fixed platen of the molding machine. Since the function of the molding machine main body is reduced, the moldable range is limited.

【0004】(2)トグル機構のクロスヘッド位置と可
動盤の変位量の幾何学的関係は取付る金型の厚さに応じ
た型厚設定値と、金型の大きさに応じた型締完了時の最
大発生型締力を増減調整させるダイハイト調整値の組合
せによって関係式は無限大に存在するため、使用する金
型毎に幾何学的関係に基づいて計算しなければならず、
操作性は極めて悪く、非現実的である。さらに、射出圧
縮成形で最も重要な型開量の制御はあくまでも演算推定
値による型締力設定であるので、実際の成形時の射出充
填によって金型が開く型開量を正確に制御しておらず、
そのため高圧型締切替に際しては、金型内の樹脂流速の
変化がないように、射出側と型締側の連動操作などの高
度なタイミング制御を必要とし、高品質な成形品を安定
して供給することは困難である。
(2) The geometric relationship between the crosshead position of the toggle mechanism and the amount of displacement of the movable platen is determined by a mold thickness set value according to the thickness of the mold to be mounted and a mold clamping according to the size of the mold. Since the relational expression exists infinitely depending on the combination of die height adjustment values that increase or decrease the maximum generated mold clamping force at the time of completion, it must be calculated based on the geometric relationship for each mold used,
Operability is extremely poor and impractical. Furthermore, since the most important control of the mold opening in the injection compression molding is the setting of the mold clamping force based on the calculated and estimated value, it is necessary to accurately control the mold opening that the mold is opened by injection filling during actual molding. Without
Therefore, when switching to high-pressure mold clamping, advanced timing control such as interlocking operation between the injection side and mold clamping side is required so that there is no change in the resin flow rate in the mold, and stable supply of high quality molded products It is difficult to do.

【0005】本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされ
たもので、本発明の目的は、現行のトグル機構の成形機
を大幅に改造することなく、高精度な型開量制御によ
り、高品質の製品を安定して連続的に供給するようにし
た射出圧縮成形方法および制御装置を提供するものであ
る。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a high-precision mold opening amount control without significantly modifying the existing molding machine of a toggle mechanism. It is an object of the present invention to provide an injection compression molding method and a control device capable of stably and continuously supplying quality products.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明では上記目的を達
成するために、本発明に係る第1の発明では、タイバー
伸び量検出部を備えたトグル式の型締機構を有する射出
成形機を用いておこなう射出圧縮成形方法であって、金
型キャビティ内に充填した樹脂の樹脂圧によって樹脂の
冷却固化収縮量に相当する型開量までタイバーが伸びる
ことにより金型が開くことのできる型締力に設定した
後、射出充填を行い、射出充填完了後は再度型締動作を
続行させて圧縮を行う。また、第2の発明では、タイバ
ー端面から反端面側へ向けて照射した超音波信号が反射
する時間で検出するようにした。さらに、第3の発明で
は、射出充填を制御する射出制御部と、型締を制御する
型締制御部を有し、樹脂の冷却固化収縮量に相当する型
開量を設定する型開量設定部と、タイバー伸び量の検出
をタイバーに組込んだ超音波センサと該センサからの信
号をカウントする超音波受発信部からなるタイバー伸び
量検出部で行い、前記型開量設定部の設定値と、前記タ
イバー伸び量検出部の検出信号に基づいて前記型締制御
部へ型締保持信号と前記射出制御部へ射出開始信号を発
生させる比較制御部を有した構成にする。
According to the present invention, in order to achieve the above object, in the first invention according to the present invention, a tie bar is provided.
Injection with toggle- type mold clamping mechanism with elongation detector
An injection compression molding method performed by using a molding machine, wherein a tie bar is extended to a mold opening amount corresponding to a cooling solidification shrinkage amount of a resin by a resin pressure of a resin filled in a mold cavity. Is set to a mold clamping force that can be opened
Thereafter, injection filling is performed, and after completion of the injection filling, the mold clamping operation is continued again to perform compression. Further, in the second invention, the detection is made based on the time at which the ultrasonic signal irradiated from the tie bar end face to the opposite end face side is reflected. Furthermore, in the third invention, a mold opening amount setting unit that has an injection control unit that controls injection filling and a mold clamping control unit that controls mold clamping, and sets a mold opening amount corresponding to the amount of cooling, solidification, and shrinkage of the resin. And the tie-bar elongation amount detection unit consisting of an ultrasonic sensor incorporating the tie-bar elongation amount and an ultrasonic wave transmission / reception unit for counting the signal from the sensor, the set value of the die opening amount setting unit And a comparison control unit for generating a mold clamping holding signal to the mold clamping control unit and an injection start signal to the injection control unit based on a detection signal of the tie bar extension amount detection unit.

【0007】[0007]

【作用】型締動作中のタイバー伸び量が、樹脂の冷却固
化収縮量に相当する型開量設定値に達した後、型締動作
を停止保持させるとともに、前記収縮量を加えた樹脂量
を射出充填することにより、金型へ樹脂がほぼ満充填
(ジャストパック)の状態であるため、圧縮工程切替に
際しても、金型内の樹脂流速の不連続に起因するフロー
マークなどの欠陥発生は皆無となる。したがって、従来
必要とされていた圧縮工程切替の極めて高度なタイミン
グ制御が不要となる。
After the tie bar elongation during the mold clamping operation reaches the mold opening set value corresponding to the amount of the resin solidifying and shrinking, the mold clamping operation is stopped and held, and the resin amount obtained by adding the shrinkage is reduced. By injection filling, the mold is almost completely filled with resin (just pack). Therefore, even when switching the compression process, there is no occurrence of defects such as flow marks due to discontinuous resin flow velocity in the mold. Becomes Therefore, it is not necessary to perform an extremely sophisticated timing control for switching the compression process, which is conventionally required.

【0008】射出圧縮成形で最も重要な型開量(タイバ
ーの伸び量)の制御をタイバーに組込んだタイバー伸び
量検出部で行っていることにより、型厚設定値、ダイハ
イト調整値の影響を全く受けず、高精度な型開量(タイ
バー伸び量)が直接検出できるので、高精度な射出圧縮
成形の制御が可能となる。さらに、タイバー伸び量の検
出を超音波信号を用いて行い、タイバー反端面の反射波
信号の反射時間で制御していることにより、タイバー内
部を伝播する超音波信号は極めて高速であるため、タイ
バー伸び量の検出応答性は極めて高く、成形動作に対応
した連続検出が可能である。また、超音波信号の処理を
反射時間のカウントのみで行っているため、複雑な演算
処理を必要とせず、高精度な型開量検出が簡単なソフト
・ハードで可能となる。
The most important control of the mold opening (elongation of the tie bar) in the injection compression molding is performed by the tie bar elongation detecting unit incorporated in the tie bar, so that the influence of the mold thickness set value and the die height adjustment value can be reduced. Since it is possible to directly detect the mold opening amount (tie bar elongation amount) with high accuracy without receiving it at all, it is possible to control injection compression molding with high accuracy. Furthermore, since the tie bar elongation is detected using an ultrasonic signal and controlled by the reflection time of the reflected wave signal from the end face of the tie bar, the ultrasonic signal propagating inside the tie bar is extremely fast. The detection response of the elongation amount is extremely high, and continuous detection corresponding to the molding operation is possible. Further, since the processing of the ultrasonic signal is performed only by counting the reflection time, complicated arithmetic processing is not required, and highly accurate detection of the mold opening amount can be performed with simple software and hardware.

【0009】[0009]

【実施例】以下に、本発明に係る射出圧縮成形方法およ
び制御装置について図面を用いて詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An injection compression molding method and a control device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0010】図1は本発明に係る射出成形機の制御図、
図2はトグル式型締装置におけるタイバー伸び量と設定
型締力の関係図、図3は超音波信号の検出概念図、図4
は制御フロー図である。
FIG. 1 is a control diagram of an injection molding machine according to the present invention,
2 is a diagram showing the relationship between the amount of tie bar elongation and the set mold clamping force in the toggle mold clamping device, FIG. 3 is a conceptual diagram of detecting an ultrasonic signal, and FIG.
Is a control flow diagram.

【0011】本実施例における射出成形装置100は、
トグル式型締装置50、射出装置40および制御部60
から構成されている。
The injection molding apparatus 100 according to the present embodiment
Toggle type mold clamping device 50, injection device 40, and control unit 60
It is composed of

【0012】図1はトグル式の型締装置50を備えた射
出成形装置100を示し、中心線より上半分は射出充填
前の型締状態を示し、中心線より下半分は圧縮工程完了
後の型締状態を示している。図1におけるトグル式型締
装置50は、リンクハウジング1、固定盤(固定プラテ
ン)2、可動盤(可動プラテン)3、金型4(固定金型
4bおよび可動金型4a)、キャビティ5、トグル機構
6、クロスヘッド7、型締シリンダ(ダイロックシリン
ダ)8、ピストンロッド9およびガイドロッド10より
構成される。
FIG. 1 shows an injection molding apparatus 100 provided with a toggle-type mold clamping device 50. The upper half of the center line shows the mold clamping state before injection filling, and the lower half of the center line after the completion of the compression step. This shows a mold clamping state. 1 includes a link housing 1, a fixed platen (fixed platen) 2, a movable platen (movable platen) 3, a mold 4 (fixed mold 4b and movable mold 4a), a cavity 5, and a toggle. It comprises a mechanism 6, a crosshead 7, a mold clamping cylinder (die lock cylinder) 8, a piston rod 9, and a guide rod 10.

【0013】ダブルトグル式の型締装置50を備えた射
出成形装置100では、図1に示すように、可動盤3と
リンクハウジング1との間に3つのトグルリンク6a、
6b、6cからなる上下一対のトグル機構6を備え、リ
ンクハウジング1の外端面の略中心部に型締シリンダ
(ダイロックシリンダ)8を装着し、型締シリンダ8の
ピストンロッド9の先端をクロスヘッド7に連結し、該
クロスヘッド7を進退自在に挿通したガイドロッド10
に沿って前後進させるとともに、該クロスヘッド7を介
して前記トグル機構6を作動させ、固定盤2に対して可
動盤(可動プラテン)3を移動して型締動作を行うよう
になっている。符号11はタイバーを示す。
In the injection molding apparatus 100 provided with the double toggle type mold clamping device 50, as shown in FIG. 1, three toggle links 6a are provided between the movable platen 3 and the link housing 1.
A pair of upper and lower toggle mechanisms 6b and 6c are provided, and a mold clamping cylinder (die-lock cylinder) 8 is mounted substantially at the center of the outer end surface of the link housing 1, and the tip of the piston rod 9 of the mold clamping cylinder 8 is crossed. A guide rod 10 connected to the head 7 and having the crosshead 7
And the toggle mechanism 6 is operated via the crosshead 7 to move the movable platen (movable platen) 3 with respect to the fixed platen 2 to perform a mold clamping operation. . Reference numeral 11 indicates a tie bar.

【0014】次に、射出装置40について述べる。本実
施例における射出装置40はバレル41内にスクリュ4
2が配設され、ホッパ43内の樹脂原料が供給ゾーン、
圧縮ゾーンにおいて加熱圧縮され、計量ゾーンにおいて
溶融計量され、そして射出ゾーンを経てノズル44内へ
射出されるように構成されている。
Next, the injection device 40 will be described. In this embodiment, the injection device 40 includes a screw 4 in a barrel 41.
2 is provided, and the resin material in the hopper 43 is supplied to the supply zone,
It is configured to be heated and compressed in a compression zone, melt metered in a metering zone, and injected into a nozzle 44 via an injection zone.

【0015】そして、バレル41の外周面には樹脂原料
を外部加熱するためのヒータが設けられており、樹脂原
料がスクリュ42の回転によって前方へ送られるように
なっている。
A heater for externally heating the resin material is provided on the outer peripheral surface of the barrel 41, and the resin material is fed forward by the rotation of the screw 42.

【0016】符号46は射出シリンダ、47は正逆転用
モータであってスクリュ42に直結されており、スクリ
ュ42を正逆回転するようになっている。
Reference numeral 46 denotes an injection cylinder, and 47 denotes a forward / reverse rotation motor which is directly connected to the screw 42 so as to rotate the screw 42 forward / reverse.

【0017】次に、制御部60について述べる。制御部
60は型締制御部61、型締シリンダストロークセンサ
62、射出制御部63、型開量設定部64、タイバー伸
び量検出部65、超音波受発信部66および比較制御部
67、油圧制御弁68、69、油圧供給源70a、70
b、超音波センサ71から構成されている。
Next, the control unit 60 will be described. The control unit 60 includes a mold clamping control unit 61, a mold clamping cylinder stroke sensor 62, an injection control unit 63, a mold opening amount setting unit 64, a tie bar elongation amount detecting unit 65, an ultrasonic wave transmitting / receiving unit 66 and a comparison control unit 67, a hydraulic control. Valves 68, 69, hydraulic supply sources 70a, 70
b, an ultrasonic sensor 71.

【0018】射出制御部63は射出シリンダ46の動作
を制御する油圧制御弁69に接続され、前記射出制御部
63は比較制御部67に接続されている。
The injection control section 63 is connected to a hydraulic control valve 69 for controlling the operation of the injection cylinder 46, and the injection control section 63 is connected to a comparison control section 67.

【0019】また、型締工程におけるタイバー伸び量の
検知とタイバー11に組込まれた超音波受発信部66は
タイバー伸び量検出部65に接続され、このタイバー伸
び量検出部65と型開量設定部64は比較制御部67に
接続されている。
The tie-bar elongation detecting unit 65 detects the tie-bar elongation in the mold clamping process, and the ultrasonic transmission / reception unit 66 incorporated in the tie bar 11 is connected to the tie-bar elongation detection unit 65. The unit 64 is connected to the comparison control unit 67.

【0020】型締シリンダ8のピストンロッド9途上の
反クロスヘッド7側には型締シリンダストロークセンサ
62が配設され型締制御部61に接続されており、設定
タイバー伸び量に達した時の型締シリンダ8のストロー
クを検知して、その位置を保持することにより型締シリ
ンダ8の動作を固定させるための手段として用いる。そ
して、型締制御部61は比較制御部67に接続されてい
る。
A mold clamping cylinder stroke sensor 62 is provided on the side of the mold clamping cylinder 8 opposite the crosshead 7 on the way of the piston rod 9 and is connected to the mold clamping control unit 61. When the set tie bar extension amount is reached, It is used as a means for fixing the operation of the mold clamping cylinder 8 by detecting the stroke of the mold clamping cylinder 8 and holding the position. The mold clamping control section 61 is connected to the comparison control section 67.

【0021】以上のように構成された射出圧縮成形装置
の作用について述べる。
The operation of the injection compression molding apparatus configured as described above will be described.

【0022】金型キャビティ容積とキャビティ投影面積
および充填する樹脂物性などから算出される射出充填に
よって樹脂の冷却固化収縮量に相当する型開量をタイバ
ー伸び量として型開量設定部64で設定する。
The mold opening amount corresponding to the amount of cooling, solidification, and shrinkage of the resin by injection filling calculated from the mold cavity volume, the cavity projected area, and the physical properties of the resin to be filled is set as the tie bar elongation by the mold opening amount setting section 64. .

【0023】この場合、トグル機構6は伸び切らない状
態であり、図2を用いてタイバー伸び量と設定型締力の
関係について詳しく説明する。
In this case, the toggle mechanism 6 is in a state where it is not fully extended, and the relationship between the tie bar extension amount and the set mold clamping force will be described in detail with reference to FIG.

【0024】すなわち、トグル式型締装置50における
型締力の発生原理は、トグル機構6を駆動させて可動盤
3を前進させ、可動金型4aと固定金型4bがタッチし
た状態(この時、トグル機構6は未だ伸び切っていな
い、Ko 値)からさらに可動盤3を固定盤2側へ押圧さ
せてタイバー11を伸延させることによって(型締シリ
ンダ8を前進させる)型締力が発生する。そして、トグ
ル機構6が最も伸び切った状態で型締力は最大値(ただ
し、金型保護のため金型サイズによりキャビティ投影面
積に応じた型締力値にダイハイト調整した場合、Kma
x値)を示し、この時、タイバー11は最大値(△lm
ax値)まで伸びていることになる。
That is, the principle of generation of the mold clamping force in the toggle-type mold clamping device 50 is as follows: the toggle mechanism 6 is driven to move the movable platen 3 forward, and the movable mold 4a and the fixed mold 4b are touched (at this time, The toggle mechanism 6 has not yet fully extended, Ko value), and the movable platen 3 is further pressed toward the fixed platen 2 to extend the tie bar 11 (the mold clamping cylinder 8 is advanced) to generate a mold clamping force. . The mold clamping force is the maximum value in the state where the toggle mechanism 6 is fully extended (however, when the die height is adjusted to the mold clamping force value according to the cavity projection area by the mold size to protect the mold, Kma
x value). At this time, the tie bar 11 has the maximum value (△ lm
ax value).

【0025】このタイバー11が伸びることを利用して
射出圧縮成形を行う場合、タイバー11の最大許容伸び
量(△lmax値)が、射出充填圧による型開量の調整
可能な範囲となり、タイバー伸び量を検知することによ
り正確な型開量制御ができる。
In the case of performing the injection compression molding by utilizing the extension of the tie bar 11, the maximum allowable extension (△ lmax value) of the tie bar 11 becomes a range in which the mold opening can be adjusted by the injection filling pressure. By detecting the amount, accurate mold opening amount control can be performed.

【0026】射出充填完了時の樹脂の冷却固化収縮量に
相当する型開量(タイバー伸び量)をS値とすると、最
大タイバー伸び量(△lmax値)よりもS値だけ小さ
いタイバー伸び量(△ls 値)を示す型締状態(Ks
値)とすれば、型開量S値を確保することができる。
Assuming that the mold opening amount (tie bar elongation amount) corresponding to the cooling solidification shrinkage amount of the resin at the time of completion of injection filling is an S value, the tie bar elongation amount ((lmax value) smaller than the maximum tie bar elongation amount (△ lmax value). Mold clamping state (Ks
Value), the mold opening amount S value can be secured.

【0027】次に、タイバー伸び量を超音波信号を用い
て計測する場合について図3を用いて述べる。
Next, a case where the tie bar elongation is measured using an ultrasonic signal will be described with reference to FIG.

【0028】タイバー11の端面に取付けた超音波セン
サ71から反端面へ向けて照射した超音波信号は、タイ
バー11の内部を伝播してタイバー反端面で反射して再
び超音波センサ71へ戻る。この状態を例えばデジタル
オシログラフスコープを用いて画面で観察すると超音波
センサ71からの発信信号は、送信波信号としてピーク
値を示し、また、反射した超音波センサへの受信信号は
反射波信号としてピーク値を示す。
The ultrasonic signal emitted from the ultrasonic sensor 71 attached to the end surface of the tie bar 11 toward the opposite end surface propagates inside the tie bar 11, is reflected at the opposite end surface of the tie bar 11, and returns to the ultrasonic sensor 71 again. When this state is observed on a screen using, for example, a digital oscillograph scope, the transmitted signal from the ultrasonic sensor 71 shows a peak value as a transmitted wave signal, and the reflected received signal to the ultrasonic sensor is a reflected wave signal. Shows the peak value.

【0029】ここで、図2に示す型締力Ko 値(タイバ
ー伸び量△lo 値)の時の反射波信号(△lo 値)の反
射時間(to 値)と比較して、型締力Kmax値(△l
max値)の時の反射波信号(△lmax値)の反射時
間(tmax値)は△tmax値程長くなる。すなわ
ち、タイバー内部を伝播する超音波信号の伝播速度(タ
イバー材質を鋼をすると約5300m/sec)は、通
常の成形機を使用する環境条件では一定であるため、外
乱因子の影響を全く受けずタイバー伸び量(△lmax
値)=反射時間の変化量(△tmax値)として計測で
きる。
Here, the mold clamping force Kmax is compared with the reflection time (to value) of the reflected wave signal (△ lo value) at the time of the mold clamping force Ko value (tie bar elongation amount △ lo value) shown in FIG. Value (△ l
The reflection time (tmax value) of the reflected wave signal (△ lmax value) at the time of (max value) becomes longer as the Δtmax value. That is, the propagation speed of the ultrasonic signal propagating inside the tie bar (about 5300 m / sec when the tie bar material is steel) is constant under the environmental conditions in which a normal molding machine is used, and is not affected by disturbance factors at all. Tie bar extension (△ lmax
Value) = the amount of change in reflection time (Δtmax value).

【0030】したがって、型締動作中の反射波信号の変
化(△lo →△lmax)をモニタして、型開量(S
値)に相当する反射時間の変化量(△t値、これは、超
音波信号の伝播速度をタイバー長さから算出するか、ま
たは、△lmax値と△tmax値が直線関係であるこ
とを利用して算出する。)を確保した反射波信号(△l
s 値)の反射時間(ts 値)を検知することにより、正
確な型開量制御ができる。
Therefore, the change of the reflected wave signal during the mold clamping operation (△ lo → 型 max) is monitored, and the mold opening amount (S
(Δt value, which is obtained by calculating the propagation speed of the ultrasonic signal from the tie bar length or utilizing the linear relationship between the Δlmax value and the Δtmax value) The reflected wave signal (△ l
By detecting the reflection time (ts value) of the s value), accurate mold opening amount control can be performed.

【0031】さらに、超音波信号の検出は、反射波信号
の反射時間を計測するのみとしているので、実際には、
図3の説明で用いたデジタルオシロスコープなどは不要
であり、超音波センサ71と超音波信号を受発信して反
射時間をカウントする機能を付加した超音波受発信部6
6の簡単なソフト・ハード構成でよく、コストダウンも
可能となる。
Further, since the detection of the ultrasonic signal only measures the reflection time of the reflected wave signal, in practice,
The digital oscilloscope or the like used in the description of FIG. 3 is unnecessary, and the ultrasonic sensor 71 is provided with an ultrasonic sensor 71 and an ultrasonic receiving / transmitting unit 6 having a function of receiving and transmitting an ultrasonic signal and counting a reflection time.
6, a simple software and hardware configuration is sufficient, and cost reduction is possible.

【0032】なお、超音波信号を用いてタイバー伸び量
を検出するメリットとして次のようなことが考えられ
る。 超音波信号の伝播速度が極めて速いため、検出応答
性が高く、その結果、短時間の型締動作中のタイバー1
1の伸長挙動を遅れることなく検出できる。 超音波信号の伝播速度が極めて速いため、検出分解
能が高く、高精度な型開量の検出ができる。 実用範囲内における超音波信号の伝播速度への変動
がほとんどなく、外乱要因に強い信頼性の高い計測がで
きる。 超音波センサをタイバーに固定するだけで計測でき
るため、成形機の改造を全く必要としない。また、超音
波センサは極めて小さいためスペース的に無駄を生じさ
せない。
The following are conceivable advantages of detecting the tie bar elongation amount using the ultrasonic signal. Since the propagation speed of the ultrasonic signal is extremely high, the detection response is high, and as a result, the tie bar 1 during the mold clamping operation for a short time is used.
1 can be detected without delay. Since the propagation speed of the ultrasonic signal is extremely high, the detection resolution is high and the mold opening amount can be detected with high accuracy. There is almost no change in the propagation speed of the ultrasonic signal within the practical range, and highly reliable measurement that is strong against disturbance factors can be performed. Since the measurement can be performed only by fixing the ultrasonic sensor to the tie bar, no modification of the molding machine is required. Also, since the ultrasonic sensor is extremely small, it does not cause waste in space.

【0033】因みに、超音波計測のスペックとしては次
のものが望ましい。 超音波センサ…周波数=5MHz、センサ径=1/
2インチ ・周波数は高い程、直進性が高くなるが、伝播距離が短
くなる。 ・センサ径が小さい程、ビーム性は高くなるが、信号レ
ベルが低くなる。 超音波受発信部…超音波信号をパルス制御できるも
の。
Incidentally, the following are desirable as the specifications of the ultrasonic measurement. Ultrasonic sensor: frequency = 5 MHz, sensor diameter = 1 /
2 inches-The higher the frequency, the higher the straightness, but the shorter the propagation distance. -The smaller the sensor diameter, the higher the beam quality, but the lower the signal level. Ultrasonic transmission / reception unit: A unit that can control the ultrasonic signal in pulses

【0034】なお、図3は説明しやすいように、送信波
信号と反射波信号を同位相で示したが、実際の反射波信
号は以下の数1の理由により逆位相である。
Although FIG. 3 shows the transmitted wave signal and the reflected wave signal in the same phase for easy explanation, the actual reflected wave signal has the opposite phase for the following equation (1).

【0035】[0035]

【数1】 (Equation 1)

【0036】ここでZ1 とZ2 は超音波信号が伝播する
物体の音響インピーダンス(kg/m2 ・s)を示し、
反射波信号はタイバー11(Z1 )→空気(Z2 )を経
由することによりタイバー11(鉄製)のZ1 は45.
3×106 、空気のZ2 は4×102 であるためこれを
上記式に代入すると音圧反射率(Rp )は負となり逆位
相となる。
Here, Z1 and Z2 indicate the acoustic impedance (kg / m 2 · s) of the object through which the ultrasonic signal propagates.
The reflected wave signal passes through the tie bar 11 (Z1) → air (Z2), so that Z1 of the tie bar 11 (iron) becomes 45.
Since 3 × 10 6 and Z 2 of air are 4 × 10 2 , when these values are substituted into the above equation, the sound pressure reflectance (Rp) becomes negative and has an opposite phase.

【0037】次に、図4を用いて本実施例の成形動作を
説明する。
Next, the molding operation of this embodiment will be described with reference to FIG.

【0038】(1)型開量設定部64の型開量設定値に
基づいて、型締制御部61は型締シリンダ8の油圧を制
御して型締を行う。型締動作中はタイバー伸び量検出部
65でタイバー伸び量をモニタする。 (2)タイバー伸び量が設定値(ts )に達したことを
検知後、比較制御部67は型締保持信号を発信して、型
締動作を停止・保持させる。この場合の型締保持は、例
えば型締シリンダ8のストローク値を型締シリンダスト
ロークセンサ62で検出し、型締シリンダ8の油圧を制
御して、型締シリンダ8位置保持制御を行う。
(1) The mold clamping control section 61 controls the oil pressure of the mold clamping cylinder 8 to perform mold clamping based on the mold opening amount set value of the mold opening amount setting section 64. During the mold clamping operation, the tie-bar elongation detecting unit 65 monitors the tie-bar elongation. (2) After detecting that the tie bar elongation amount has reached the set value (ts), the comparison control unit 67 transmits a mold clamping holding signal to stop and hold the mold clamping operation. In this case, for example, the stroke value of the mold clamping cylinder 8 is detected by the mold clamping cylinder stroke sensor 62, the hydraulic pressure of the mold clamping cylinder 8 is controlled, and the mold clamping cylinder 8 position holding control is performed.

【0039】(3)同時に比較制御部67は射出開始信
号を射出制御部63へ発信し、先に設定した射出充填量
設定値(樹脂の冷却固化収縮量を加算した樹脂量)に基
づいて、射出充填を行う。 (4)射出充填に伴い型開挙動(タイバー11が伸長)
を示し、射出完了時には、先に設定した型開量(樹脂の
冷却固化収縮量に相当)となる。こうすることにより、
金型へ樹脂がほぼ満充填(ジャストパック)の状態であ
るため、圧縮工程切替に際しても、金型内の樹脂流速の
不連続に起因するフローマークなどの欠陥発生は皆無で
ある。したがって、従来必要とされていた圧縮工程切替
の極めて高度なタイミング制御が不要となる。
(3) At the same time, the comparison control section 67 transmits an injection start signal to the injection control section 63, and based on the injection filling amount set value (the resin amount obtained by adding the cooling, solidification and shrinkage amount of the resin) set previously. Perform injection filling. (4) Mold opening behavior due to injection filling (tie bar 11 extends)
When the injection is completed, the mold opening amount previously set (corresponding to the amount of resin solidification shrinkage upon cooling) is obtained. By doing this,
Since the mold is almost fully filled with resin (just pack), there is no occurrence of defects such as flow marks due to discontinuity of the resin flow rate in the mold even when the compression process is switched. Therefore, it is not necessary to perform an extremely sophisticated timing control for switching the compression process, which is conventionally required.

【0040】(5)なお、射出完了時のタイバー伸び量
を検出して、例えば、型開量設定値と若干ズレが生じて
いた場合、あるいは、製品取出後の成形品の品質判定の
結果により型開量の補正の必要性が生じた場合には、タ
イバー伸び量検出部65は型開量設定部64へ型開量補
正信号を発信して、補正を行うことも可能である。
(5) It is to be noted that the tie bar elongation at the time of the completion of the injection is detected and, for example, when there is a slight deviation from the set value of the mold opening, or based on the result of the quality judgment of the molded product after the product is taken out. When it becomes necessary to correct the mold opening, the tie-bar elongation detecting unit 65 can transmit a mold opening correction signal to the mold opening setting unit 64 to perform the correction.

【0041】(6)射出充填完了後、型締を再起動させ
て高圧型締を行い、圧縮を開始する。この場合、射出完
了時には樹脂はジャストパック状態であること、タイバ
ー伸長による弾性回復力が樹脂の冷却固化収縮に対応し
て連続的に継続されていることにより、圧縮開始に際し
てタイムラグが生じていても、フローマーク発生などの
欠陥が生じることは皆無である。
(6) After the injection filling is completed, the mold clamping is restarted to perform high-pressure mold clamping, and compression is started. In this case, when the injection is completed, the resin is in a just-packed state, and the elastic recovery force due to the tie bar extension is continuously continued in response to the cooling, solidification, and shrinkage of the resin, so that a time lag occurs at the start of compression. No defects such as flow marks occur.

【0042】(7)圧縮工程および射出側制御は、例え
ば射出充填完了を検知後、起動するタイマの設定時間で
行う。 計量開始…ゲートシールする時間を基準とし、シャ
ットオフバルブが組込まれている場合では、シャットオ
フバルブ閉動作完了時間。 冷却完了…樹脂温度、金型冷却能力、成形品形状な
どによって樹脂の冷却時間を算出し、圧縮完了時間とす
る。 (8)冷却完了後、型開き動作を行って製品取出しをす
る。
(7) The compression step and the injection side control are performed, for example, at a set time of a timer which starts after detecting completion of injection filling. Start of measurement: Based on the gate sealing time, when the shut-off valve is installed, the shut-off valve closing operation completion time. Cooling completion: The cooling time of the resin is calculated based on the resin temperature, the mold cooling capacity, the shape of the molded product, and the like, and is set as the compression completion time. (8) After the cooling is completed, the mold is opened to take out the product.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上説明したことからも明らかなよう
に、本発明に係る射出圧縮成形方法および制御装置で
は、 (1)型締動作中のタイバー伸び量を検出して樹脂の冷
却固化収縮量に相当する型開量設定値に達すると同時
に、型締動作を停止保持させるとともに、前記収縮量を
加算した樹脂量を射出充填することにより、金型内の樹
脂はジャストパック状態であるので、樹脂流れの不連続
に起因するフローマークなどの欠陥発生が皆無となり、
その結果圧縮工程切替に際しての極めて高度なタイミン
グ制御が不要となり、操作性を簡単とする。 (2)射出圧縮成形で最も重要な型開量(タイバー伸び
量)制御を、超音波信号を用いて直接行っているので、
外乱因子に対して変動のない高応答・高精度な型開量制
御ができ、その結果、極めて高品質な成形品を連続して
供給できる。 (3)現行トグル式の型締成形機に超音波センサを取付
けるだけでよいので成形機の改造を全く必要とせず、ワ
ンタッチで高精度制御可能な射出圧縮成形機へ変換で
き、大幅なコストダウンが図れる。
As is apparent from the above description, the injection compression molding method and the control apparatus according to the present invention include: (1) detecting the amount of tie bar elongation during the mold clamping operation to cool, solidify, and shrink the resin; As soon as the mold opening amount set value corresponding to is reached, the mold clamping operation is stopped and held, and the resin in the mold is in a just-packed state by injection-filling the resin amount obtained by adding the shrinkage amount. There are no defects such as flow marks due to the discontinuity of resin flow,
As a result, extremely sophisticated timing control at the time of switching the compression process becomes unnecessary, and the operability is simplified. (2) Since the most important control of the mold opening (tie bar elongation) in injection compression molding is performed directly using ultrasonic signals,
High-response and high-precision mold opening control without fluctuations due to disturbance factors can be performed, and as a result, extremely high-quality molded products can be continuously supplied. (3) Since it is only necessary to attach an ultrasonic sensor to the current toggle-type mold clamping molding machine, there is no need to modify the molding machine at all, and it can be converted to an injection compression molding machine that can be controlled with high precision with one touch, greatly reducing costs. Can be achieved.

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

【図1】本発明に係る射出成形機の制御図である。FIG. 1 is a control diagram of an injection molding machine according to the present invention.

【図2】トグル式型締装置におけるタイバー伸び量と設
定型締力の関係図である。
FIG. 2 is a relationship diagram between a tie bar elongation amount and a set mold clamping force in a toggle-type mold clamping device.

【図3】超音波信号の検出概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram of detection of an ultrasonic signal.

【図4】制御フロー図である。FIG. 4 is a control flowchart.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 リンクハウジング 2 固定盤 3 可動盤 4 金型 4a 可動金型 4b 固定金型 5 キャビティ 6 トグル機構 7 クロスヘッド 8 型締シリンダ 9 ピストンロッド 10 ガイドロッド 11 タイバー 40 射出装置 41 バレル 42 スクリュ 43 ホッパ 44 ノズル 46 射出シリンダ 47 正逆転用モータ 48 射出ピストン 50 トグル式型締装置 60 制御部 61 型締制御部 62 型締シリンダストロークセンサ 63 射出制御部 64 型開量設定部 65 タイバー伸び量検出部 66 超音波受発信部 67 比較制御部 68、69 油圧制御弁 70a、70b 油圧供給源 71 超音波センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Link housing 2 Fixed board 3 Movable board 4 Mold 4a Movable mold 4b Fixed mold 5 Cavity 6 Toggle mechanism 7 Crosshead 8 Mold clamping cylinder 9 Piston rod 10 Guide rod 11 Tie bar 40 Injection device 41 Barrel 42 Screw 43 Hopper 44 Nozzle 46 Injection cylinder 47 Forward / reverse rotation motor 48 Injection piston 50 Toggle type mold clamping device 60 Control unit 61 Mold clamping unit 62 Mold clamping cylinder stroke sensor 63 Injection control unit 64 Mold opening setting unit 65 Tie bar extension amount detection unit 66 Ultra Sound wave transmission / reception unit 67 Comparison control unit 68, 69 Hydraulic control valve 70a, 70b Hydraulic supply source 71 Ultrasonic sensor

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】タイバー伸び量検出部を備えたトグル式の
型締機構を有する射出成形機を用いておこなう射出圧縮
成形方法であって、 金型キャビティ内に充填した樹脂の樹脂圧によって樹脂
の冷却固化収縮量に相当する型開量までタイバーが伸び
ことにより金型が開くことのできる型締力に設定した
後、射出充填を行い、射出充填完了後は再度型締動作を
続行させて圧縮を行うことを特徴とする射出圧縮成形方
法。
1. A toggle type having a tie bar elongation detector .
An injection compression molding method using an injection molding machine with a mold clamping mechanism, in which the tie bar extends to the mold opening amount corresponding to the resin's cooling solidification shrinkage amount due to the resin pressure of the resin filled in the mold cavity.
Set the mold clamping force that can be mold is opened by that
After that, injection molding is performed, and after the injection filling is completed, compression is performed by continuing the mold clamping operation again to perform compression.
【請求項2】請求項1記載のタイバー伸び量を、タイバ
ー端面から反端面側へ向けて照射した超音波信号が反射
する時間で検出するようにしたことを特徴とする射出圧
縮成形方法。
2. The injection compression molding method according to claim 1, wherein the amount of elongation of the tie bar according to claim 1 is detected based on a time at which an ultrasonic signal irradiated from the end surface of the tie bar toward the opposite end surface is reflected.
【請求項3】射出充填を制御する射出制御部と、型締を
制御する型締制御部を有し、樹脂の冷却固化収縮量に相
当する型開量を設定する型開量設定部と、タイバー伸び
量の検出をタイバーに組込んだ超音波センサと該センサ
からの信号をカウントする超音波受発信部からなるタイ
バー伸び量検出部で行い、前記型開量設定部の設定値
と、前記タイバー伸び量検出部の検出信号に基づいて前
記型締制御部へ型締保持信号と前記射出制御部へ射出開
始信号を発生させる比較制御部を有することを特徴とす
る射出圧縮成形制御装置。
3. An injection control section for controlling injection filling, a mold closing control section for controlling mold clamping, and a mold opening amount setting section for setting a mold opening amount corresponding to an amount of cooling, solidification and shrinkage of resin. The detection of the tie-bar elongation is performed by a tie-bar elongation detection unit including an ultrasonic sensor incorporated in the tie bar and an ultrasonic transmission / reception unit that counts a signal from the sensor. An injection compression molding control device, comprising: a comparison control unit that generates a mold clamping holding signal to the mold clamping control unit and an injection start signal to the injection control unit based on a detection signal of a tie bar elongation amount detection unit.
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