JP3310772B2 - 射出成形機の制御方法 - Google Patents
射出成形機の制御方法Info
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- JP3310772B2 JP3310772B2 JP08812194A JP8812194A JP3310772B2 JP 3310772 B2 JP3310772 B2 JP 3310772B2 JP 08812194 A JP08812194 A JP 08812194A JP 8812194 A JP8812194 A JP 8812194A JP 3310772 B2 JP3310772 B2 JP 3310772B2
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- heating cylinder
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
- B29C45/78—Measuring, controlling or regulating of temperature
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
- B29C45/72—Heating or cooling
- B29C45/74—Heating or cooling of the injection unit
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プラスチック製品を成
形する射出成形機において、特に計量工程を高精度に制
御する射出成形機の制御方法に関するものである。
形する射出成形機において、特に計量工程を高精度に制
御する射出成形機の制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図4は従来の射出成形機の要部構成を簡
略化して示す概要図である。図4において、射出装置3
0を構成する加熱シリンダ3内にはスクリュ1が回転と
前後進が自在なように挿入されており、加熱シリンダ3
の先端にはノズル4が取付けられている。
略化して示す概要図である。図4において、射出装置3
0を構成する加熱シリンダ3内にはスクリュ1が回転と
前後進が自在なように挿入されており、加熱シリンダ3
の先端にはノズル4が取付けられている。
【0003】また、後部にはスクリュ1を前後進させる
ピストン14を挿入した射出シリンダ20が取付けられ
ており、その後方にスクリュ1に回転を与えるスクリュ
回転用の油圧モータ5が装着されている。
ピストン14を挿入した射出シリンダ20が取付けられ
ており、その後方にスクリュ1に回転を与えるスクリュ
回転用の油圧モータ5が装着されている。
【0004】射出シリンダ20の油圧室9はロッド側油
圧室9aとヘッド側油圧室9bから構成されており、こ
の油圧室9には図示省略した油圧ポンプから作動油が供
給され油圧作動バルブ11で制御される。この油圧作動
バルブ11は、ロッド側油圧室9aに通じるロッド側油
圧作動バルブ11aとヘッド側油圧室9bに通じるヘッ
ド側油圧作動バルブ11bから構成されている。
圧室9aとヘッド側油圧室9bから構成されており、こ
の油圧室9には図示省略した油圧ポンプから作動油が供
給され油圧作動バルブ11で制御される。この油圧作動
バルブ11は、ロッド側油圧室9aに通じるロッド側油
圧作動バルブ11aとヘッド側油圧室9bに通じるヘッ
ド側油圧作動バルブ11bから構成されている。
【0005】また、スクリュ回転用の油圧モータ5にも
図示を省略した油圧ポンプからの作動油が供給されてお
り、油圧作動バルブ11cを制御することにより回転
数、回転時間が制御できるようになっている。
図示を省略した油圧ポンプからの作動油が供給されてお
り、油圧作動バルブ11cを制御することにより回転
数、回転時間が制御できるようになっている。
【0006】加熱シリンダ3の外周部には熱を発生させ
るヒータ6が配設されるとともに、加熱シリンダ3の内
壁近傍には加熱シリンダ3の軸方向の温度を測定するた
めに熱電対7が所定間隔離間した距離で装着されてい
る。
るヒータ6が配設されるとともに、加熱シリンダ3の内
壁近傍には加熱シリンダ3の軸方向の温度を測定するた
めに熱電対7が所定間隔離間した距離で装着されてい
る。
【0007】符号33はヒータ制御装置であり、電源3
4から供給される電力を調整するとともに、ヒータ7で
発生する熱量を制御することにより加熱シリンダ3が所
望する温度になるように制御している。符号8はスクリ
ュ1の前後進距離を測定するスクリュ位置センサであ
る。スクリュ1の先端にはチェックシート1aを置いて
スクリュヘッド27が螺着されており、スクリュヘッド
27は先端に向かった略円錐形状で同円錐形状の後側
(図中右側)は段状になって小径になり、この小径部2
7aには軸方向摺動が自在なチェックリング2が嵌挿さ
れている。なお、符号15はホッパ、15aは樹脂ペレ
ット、18はスクリュヘッド前部、32は成形機制御装
置を示す。
4から供給される電力を調整するとともに、ヒータ7で
発生する熱量を制御することにより加熱シリンダ3が所
望する温度になるように制御している。符号8はスクリ
ュ1の前後進距離を測定するスクリュ位置センサであ
る。スクリュ1の先端にはチェックシート1aを置いて
スクリュヘッド27が螺着されており、スクリュヘッド
27は先端に向かった略円錐形状で同円錐形状の後側
(図中右側)は段状になって小径になり、この小径部2
7aには軸方向摺動が自在なチェックリング2が嵌挿さ
れている。なお、符号15はホッパ、15aは樹脂ペレ
ット、18はスクリュヘッド前部、32は成形機制御装
置を示す。
【0008】こうした射出装置30からプラスチック製
品が得られるメカニズムは以下のようになる。ホッパ1
5へ投入された樹脂ペレット15aはホッパ供給口から
スクリュ1側へ落下し、落下した樹脂ペレット15aは
スクリュ1の回転運動により加熱シリンダ3前方(図4
中左方向)へ移送される。
品が得られるメカニズムは以下のようになる。ホッパ1
5へ投入された樹脂ペレット15aはホッパ供給口から
スクリュ1側へ落下し、落下した樹脂ペレット15aは
スクリュ1の回転運動により加熱シリンダ3前方(図4
中左方向)へ移送される。
【0009】この時樹脂ペレット15aは加熱された加
熱シリンダ3の内面で加熱シリンダ3からの伝熱および
スクリュ1の回転による加熱シリンダ3内壁面での摩擦
発熱あるいは剪断発熱により加熱シリンダ3内壁面近く
で溶融され、溶融状態でスクリュヘッド前部18に貯留
される。
熱シリンダ3の内面で加熱シリンダ3からの伝熱および
スクリュ1の回転による加熱シリンダ3内壁面での摩擦
発熱あるいは剪断発熱により加熱シリンダ3内壁面近く
で溶融され、溶融状態でスクリュヘッド前部18に貯留
される。
【0010】スクリュヘッド前部18に貯留される溶融
樹脂量が増加するに従いスクリュ1は後方へ移動し、ス
クリュ1の後退移動距離によって決まる溶融樹脂量が設
定された値に達するとスクリュ1の回転を停止し、計量
工程は完了する。
樹脂量が増加するに従いスクリュ1は後方へ移動し、ス
クリュ1の後退移動距離によって決まる溶融樹脂量が設
定された値に達するとスクリュ1の回転を停止し、計量
工程は完了する。
【0011】引続く射出工程では射出シリンダ20内の
ヘッド側油圧室9bに図示しない油圧源より作動油が供
給されスクリュ1は前進し射出工程を開始するのであ
る。
ヘッド側油圧室9bに図示しない油圧源より作動油が供
給されスクリュ1は前進し射出工程を開始するのであ
る。
【0012】この射出工程の開始に伴ってスクリュヘッ
ド前部18に貯留された溶融樹脂はノズル4を介して図
示しない金型キャビティ部に射出充填され、金型内で溶
融樹脂は冷却固化された後、金型を型開されプラスチッ
ク成形品を得るのである。
ド前部18に貯留された溶融樹脂はノズル4を介して図
示しない金型キャビティ部に射出充填され、金型内で溶
融樹脂は冷却固化された後、金型を型開されプラスチッ
ク成形品を得るのである。
【0013】ところで、前記した射出工程において、金
型内に樹脂を充填する時の樹脂温度は、成形される製品
の品質に大きな影響を与える。例えば樹脂は温度による
体積膨張が激しいので、高い樹脂温度で成形した時の製
品重量は軽く、低い温度の時は重くなり、温度のバラつ
きが重量をバラつかせることになる。
型内に樹脂を充填する時の樹脂温度は、成形される製品
の品質に大きな影響を与える。例えば樹脂は温度による
体積膨張が激しいので、高い樹脂温度で成形した時の製
品重量は軽く、低い温度の時は重くなり、温度のバラつ
きが重量をバラつかせることになる。
【0014】また、樹脂温度は樹脂の粘度にも大きな影
響を及ぼす。即ち、高い温度では粘度は低いため射出工
程での射出圧力は小さくなり、低い温度では粘度が高い
ので射出圧力は大きく、射出工程での充填状態をバラつ
かせるため、品質もバラつかせることになる。このよう
なことから計量工程で、樹脂を精度よく安定した温度で
溶融しスクリュヘッド前部に溶融樹脂を貯留すること
は、良品の安定成形を実現するために不可欠な条件とな
る。
響を及ぼす。即ち、高い温度では粘度は低いため射出工
程での射出圧力は小さくなり、低い温度では粘度が高い
ので射出圧力は大きく、射出工程での充填状態をバラつ
かせるため、品質もバラつかせることになる。このよう
なことから計量工程で、樹脂を精度よく安定した温度で
溶融しスクリュヘッド前部に溶融樹脂を貯留すること
は、良品の安定成形を実現するために不可欠な条件とな
る。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
計量工程時の制御では、スクリュ1の回転数が一定のま
まの状態で、加熱シリンダ3の温度があらかじめ設定し
た目標値になるようにヒータ6の発熱量を制御してお
り、このため、仮に溶融樹脂温度を200℃にしたいの
であれば、ノズル4側に近いゾーンの目標温度を200
℃に設定し、ホッパ15側に近づくに従って徐々に低く
なるようにしていた。
計量工程時の制御では、スクリュ1の回転数が一定のま
まの状態で、加熱シリンダ3の温度があらかじめ設定し
た目標値になるようにヒータ6の発熱量を制御してお
り、このため、仮に溶融樹脂温度を200℃にしたいの
であれば、ノズル4側に近いゾーンの目標温度を200
℃に設定し、ホッパ15側に近づくに従って徐々に低く
なるようにしていた。
【0016】そのため、加熱シリンダ3の内壁部の温度
が十分に伝わらない時は200℃より低い温度の樹脂が
スクリュヘッド前部18に貯留されることになる。ま
た、逆にスクリュ1回転による剪断発熱や摩擦発熱が大
きい場合は200℃より高い温度の樹脂がスクリュヘッ
ド前部18に貯留され、金型のキャビティ(図示なし)
に充填されるといった問題点がある。
が十分に伝わらない時は200℃より低い温度の樹脂が
スクリュヘッド前部18に貯留されることになる。ま
た、逆にスクリュ1回転による剪断発熱や摩擦発熱が大
きい場合は200℃より高い温度の樹脂がスクリュヘッ
ド前部18に貯留され、金型のキャビティ(図示なし)
に充填されるといった問題点がある。
【0017】また、射出シリンダ20内のピストン14
の摩擦抵抗やその他の摺動部の摩擦抵抗は成形機の機差
や雰囲気状態に左右されやすく、計量中にスクリュ1が
後退する時の速度に影響を与えるので計量時間がバラつ
くことから、溶融樹脂の温度をバラつかせる結果となっ
ていた。
の摩擦抵抗やその他の摺動部の摩擦抵抗は成形機の機差
や雰囲気状態に左右されやすく、計量中にスクリュ1が
後退する時の速度に影響を与えるので計量時間がバラつ
くことから、溶融樹脂の温度をバラつかせる結果となっ
ていた。
【0018】さらに、樹脂の粘度は同種類、同グレード
の樹脂でも製造ロットによりバラつきやすい性質を持っ
ているため、同じ計量条件でも粘度の高い樹脂では剪断
発熱が大きくなって樹脂温度は高くなり、逆に樹脂の粘
度が低い樹脂では温度が低くなるなど、スクリュヘッド
前部18に貯留された樹脂温度がバラつくため、このよ
うな樹脂が金型キャビティに射出充填されると成形され
る製品の品質を不安定なものにするといった問題点があ
った。
の樹脂でも製造ロットによりバラつきやすい性質を持っ
ているため、同じ計量条件でも粘度の高い樹脂では剪断
発熱が大きくなって樹脂温度は高くなり、逆に樹脂の粘
度が低い樹脂では温度が低くなるなど、スクリュヘッド
前部18に貯留された樹脂温度がバラつくため、このよ
うな樹脂が金型キャビティに射出充填されると成形され
る製品の品質を不安定なものにするといった問題点があ
った。
【0019】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、品質のよい成形品を安定して得られるようにした射
出成形機の計量方法を提供することを目的とするもので
ある。
で、品質のよい成形品を安定して得られるようにした射
出成形機の計量方法を提供することを目的とするもので
ある。
【0020】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するためになされたもので、スクリュを回動後退させな
がらスクリュヘッド前方に溶融樹脂を貯留する計量工程
であって、加熱シリンダの内壁近傍で離間した深さの異
なる2個所の温度を測定し、測定された温度勾配から加
熱シリンダ内に流入する熱量を算出するとともに、前記
スクリュの回転に伴って生じる熱量をスクリュ回転トル
クおよび回転時間より算出し、前記算出した熱量の総和
を制御することにより溶融樹脂の温度を制御するように
した。
するためになされたもので、スクリュを回動後退させな
がらスクリュヘッド前方に溶融樹脂を貯留する計量工程
であって、加熱シリンダの内壁近傍で離間した深さの異
なる2個所の温度を測定し、測定された温度勾配から加
熱シリンダ内に流入する熱量を算出するとともに、前記
スクリュの回転に伴って生じる熱量をスクリュ回転トル
クおよび回転時間より算出し、前記算出した熱量の総和
を制御することにより溶融樹脂の温度を制御するように
した。
【0021】
【作用】加熱シリンダから樹脂に伝えられる熱量を算出
するためには、加熱シリンダの内壁近傍で離間した深さ
の違う2個所の温度を測定し、加熱シリンダの半径方向
の温度勾配を計算し、加熱シリンダの熱伝導係数から樹
脂側へ伝えられる熱量を算出する。また、スクリュが回
転することにより樹脂側に供給される熱量を算出するた
めには、摩擦力と剪断力がスクリュの回転トルクにより
発生することから、スクリュ回転トルクと回転時間を測
定しそれらより算出する。そして熱量の総和を制御する
ことによって所望の溶融樹脂温度を容易に得ることがで
きる。
するためには、加熱シリンダの内壁近傍で離間した深さ
の違う2個所の温度を測定し、加熱シリンダの半径方向
の温度勾配を計算し、加熱シリンダの熱伝導係数から樹
脂側へ伝えられる熱量を算出する。また、スクリュが回
転することにより樹脂側に供給される熱量を算出するた
めには、摩擦力と剪断力がスクリュの回転トルクにより
発生することから、スクリュ回転トルクと回転時間を測
定しそれらより算出する。そして熱量の総和を制御する
ことによって所望の溶融樹脂温度を容易に得ることがで
きる。
【0022】
【実施例】以下、本発明に係る射出成形機の計量方法を
図面に示す実施例に基づいて詳細に説明する。
図面に示す実施例に基づいて詳細に説明する。
【0023】図1は本発明に係る一実施例の射出成形機
の要部構成を簡略化して示す概要図、図2は深さの違う
2個所を熱電対で温度測定をする状態を示す加熱シリン
ダの横断面図、図3は加熱シリンダの縦断面図を示す。
の要部構成を簡略化して示す概要図、図2は深さの違う
2個所を熱電対で温度測定をする状態を示す加熱シリン
ダの横断面図、図3は加熱シリンダの縦断面図を示す。
【0024】図1において、射出装置30を構成する加
熱シリンダ3内にはスクリュ1が回転と前後進が自在な
ように挿入されており、加熱シリンダ3の先端にはノズ
ル4が取付けられている。
熱シリンダ3内にはスクリュ1が回転と前後進が自在な
ように挿入されており、加熱シリンダ3の先端にはノズ
ル4が取付けられている。
【0025】また、後部にはスクリュ1を前後進させる
ピストン14を挿入した射出シリンダ20が取付けられ
ており、その後方にスクリュ1に回転を与えるスクリュ
回転用の油圧モータ5が設けられている。そしてこのス
クリュ回転用の油圧モータ5へ駆動源として適宜な量の
圧油を供給するスクリュモータ用の油圧作動バルブ11
cが設けられている。
ピストン14を挿入した射出シリンダ20が取付けられ
ており、その後方にスクリュ1に回転を与えるスクリュ
回転用の油圧モータ5が設けられている。そしてこのス
クリュ回転用の油圧モータ5へ駆動源として適宜な量の
圧油を供給するスクリュモータ用の油圧作動バルブ11
cが設けられている。
【0026】射出シリンダ20の油圧室9はロッド側油
圧室9aとヘッド側油圧室9bから構成されており、こ
の油圧室9には図示省略した油圧ポンプから作動油が供
給され油圧作動バルブ11で制御される。この油圧作動
バルブ11は、ロッド側油圧室9aに通じるロッド側油
圧作動バルブ11aとヘッド側油圧室9bに通じるヘッ
ド側油圧作動バルブ11bから構成されている。
圧室9aとヘッド側油圧室9bから構成されており、こ
の油圧室9には図示省略した油圧ポンプから作動油が供
給され油圧作動バルブ11で制御される。この油圧作動
バルブ11は、ロッド側油圧室9aに通じるロッド側油
圧作動バルブ11aとヘッド側油圧室9bに通じるヘッ
ド側油圧作動バルブ11bから構成されている。
【0027】また、符号8はスクリュ1の前後進距離を
測定するスクリュ位置センサである。スクリュ1の先端
にはチェックシート1aを置いてスクリュヘッド27が
螺着されており、スクリュヘッド27は先端に向かった
略円錐形状で同円錐形状の後側(図中右側)は段状にな
って小径になり、この小径部27aには軸方向摺動が自
在なチェックリング2が嵌挿されている。
測定するスクリュ位置センサである。スクリュ1の先端
にはチェックシート1aを置いてスクリュヘッド27が
螺着されており、スクリュヘッド27は先端に向かった
略円錐形状で同円錐形状の後側(図中右側)は段状にな
って小径になり、この小径部27aには軸方向摺動が自
在なチェックリング2が嵌挿されている。
【0028】加熱シリンダ3の外周軸方向に加熱用ヒー
タ6が装着されている。また、加熱シリンダ3の軸方向
には2本を1組とした熱電対7が一定間隔で装着され、
この2本を1組とした熱電対7a、7bは図2に示すよ
うに加熱シリンダ3の内壁近傍において深さの異なるも
のとなっている。
タ6が装着されている。また、加熱シリンダ3の軸方向
には2本を1組とした熱電対7が一定間隔で装着され、
この2本を1組とした熱電対7a、7bは図2に示すよ
うに加熱シリンダ3の内壁近傍において深さの異なるも
のとなっている。
【0029】符号32は射出成形機の制御装置であり、
例えば温度センサ、圧力センサ、位置センサなどから得
られた測定値を受信し、目標値と比較することにより様
々な制御指令を出すようになっている。なお、符号13
はスクリュ油圧センサを示す。
例えば温度センサ、圧力センサ、位置センサなどから得
られた測定値を受信し、目標値と比較することにより様
々な制御指令を出すようになっている。なお、符号13
はスクリュ油圧センサを示す。
【0030】また、符号10は金型であり、金型10は
雄金型10b、雌金型10aから構成され、前記雄金型
10bと雌金型10a間でキャビティ10cを形成して
いる。
雄金型10b、雌金型10aから構成され、前記雄金型
10bと雌金型10a間でキャビティ10cを形成して
いる。
【0031】以上のように構成した射出成形機の制御方
法について述べる。
法について述べる。
【0032】まず、加熱シリンダ3の内壁部からスクリ
ュ1によって搬送中の樹脂側へ伝熱される熱量の算出方
法について説明する。加熱シリンダ3の内壁に近い側
(スクリュ1中心から熱電対までの距離ra)の熱電対
7aによって測定された温度の測定値をTa、同様に内
壁から離れた側(スクリュ1中心から熱電対までの距離
rb)の熱電対7bによって測定された温度の測定値を
Tbとする(ここでrb>raとなる)とし、この時の
温度勾配をT′とすると
ュ1によって搬送中の樹脂側へ伝熱される熱量の算出方
法について説明する。加熱シリンダ3の内壁に近い側
(スクリュ1中心から熱電対までの距離ra)の熱電対
7aによって測定された温度の測定値をTa、同様に内
壁から離れた側(スクリュ1中心から熱電対までの距離
rb)の熱電対7bによって測定された温度の測定値を
Tbとする(ここでrb>raとなる)とし、この時の
温度勾配をT′とすると
【0033】
【数1】 となる。
【0034】また、加熱シリンダ3はヒータ6により均
一に加熱されているので、加熱シリンダ3の半径が同じ
である同円周上の点では温度は等しいと考えられるた
め、加熱シリンダ3の熱伝導率をλs とすると内側方向
(ヒータ6からスクリュ1方向)に伝えられる熱流束q
はq=λs T′となる。この部分の平均半径は(rb+
ra)/2であり、また軸方向長さをLとすると、ヒー
タ6の加熱によって加熱シリンダ3側からスクリュ1内
の樹脂側へ伝熱される単位時間当たりの熱量は、
一に加熱されているので、加熱シリンダ3の半径が同じ
である同円周上の点では温度は等しいと考えられるた
め、加熱シリンダ3の熱伝導率をλs とすると内側方向
(ヒータ6からスクリュ1方向)に伝えられる熱流束q
はq=λs T′となる。この部分の平均半径は(rb+
ra)/2であり、また軸方向長さをLとすると、ヒー
タ6の加熱によって加熱シリンダ3側からスクリュ1内
の樹脂側へ伝熱される単位時間当たりの熱量は、
【0035】
【数2】 となる。
【0036】ここでTa、Tbは時々刻々変化する値で
あるため熱量Qも時間の関数Q(t)となる。一旦射出
工程が完了した時刻tを0とし、次の射出工程が完了す
る時刻をT0 とすると、樹脂に伝えられる熱量Q0 は
あるため熱量Qも時間の関数Q(t)となる。一旦射出
工程が完了した時刻tを0とし、次の射出工程が完了す
る時刻をT0 とすると、樹脂に伝えられる熱量Q0 は
【0037】
【数3】 となる。ここで、測定する2個所の位置は加熱シリンダ
3の内壁部に近いほど算出される熱量Q0 の値はより精
度が良くなる。また、熱伝導解析に使う有限要素法や有
限差分法を用いて、温度の測定値Ta、Tbを代入する
ことにより熱流束を求め、精度良く熱量Q0 を算出する
こともできる。
3の内壁部に近いほど算出される熱量Q0 の値はより精
度が良くなる。また、熱伝導解析に使う有限要素法や有
限差分法を用いて、温度の測定値Ta、Tbを代入する
ことにより熱流束を求め、精度良く熱量Q0 を算出する
こともできる。
【0038】こうした考えを加熱シリンダ3の軸方向全
長L0 に当てはめて考えてみる。図3に示すように軸方
向全長L0 をLA 、LB 、LC 、LD 、LE の5つのゾ
ーンに分け、それぞれの各ゾーン毎の熱量を算出すると
QA 、QB 、QC 、QD 、Q E となり、加熱シリンダ3
の軸方向全長L0 にわたって加熱シリンダ3から樹脂へ
伝えられる総熱量QS は QS =QA +QB +QC +QD +QE となる。
長L0 に当てはめて考えてみる。図3に示すように軸方
向全長L0 をLA 、LB 、LC 、LD 、LE の5つのゾ
ーンに分け、それぞれの各ゾーン毎の熱量を算出すると
QA 、QB 、QC 、QD 、Q E となり、加熱シリンダ3
の軸方向全長L0 にわたって加熱シリンダ3から樹脂へ
伝えられる総熱量QS は QS =QA +QB +QC +QD +QE となる。
【0039】次にスクリュ1の回転トルクにより樹脂に
剪断発熱や摩擦熱として伝熱される熱量を算出する。
剪断発熱や摩擦熱として伝熱される熱量を算出する。
【0040】計量工程中にスクリュ油圧センサ13で測
定されるスクリュ回転トルクRは時間とともに変化する
ためR(t)とし、スクリュ回転数は一定速度に制御す
るためNとする。こうしたスクリュ1回転により単位時
間に樹脂に与えられる熱量E(t)とすると、
定されるスクリュ回転トルクRは時間とともに変化する
ためR(t)とし、スクリュ回転数は一定速度に制御す
るためNとする。こうしたスクリュ1回転により単位時
間に樹脂に与えられる熱量E(t)とすると、
【0041】
【数4】 となる。なお、スクリュ回転トルクRは油圧モータであ
れば油圧力、電気モータであれば電流値を測定すること
により算出できる。また、計量工程の開始時刻を0、完
了時刻をT1 とすると、1回の計量工程でスクリュ1の
回転により樹脂に与えられる総熱量ES は、
れば油圧力、電気モータであれば電流値を測定すること
により算出できる。また、計量工程の開始時刻を0、完
了時刻をT1 とすると、1回の計量工程でスクリュ1の
回転により樹脂に与えられる総熱量ES は、
【0042】
【数5】 となる。
【0043】よって1サイクル内に剪断発熱や摩擦熱と
して樹脂に伝熱される総熱量Jは、J=QS +ES とな
る。ホッパ15内での樹脂ペレット15aの温度をT
p、加熱シリンダ3内で溶融してスクリュヘッド前部1
8に貯留する目標の樹脂温度をTm、平均比熱C、射出
する樹脂重量をWとすると、J=C・W・(Tm−T
p)となるように計算工程の制御をすればよいのであ
る。
して樹脂に伝熱される総熱量Jは、J=QS +ES とな
る。ホッパ15内での樹脂ペレット15aの温度をT
p、加熱シリンダ3内で溶融してスクリュヘッド前部1
8に貯留する目標の樹脂温度をTm、平均比熱C、射出
する樹脂重量をWとすると、J=C・W・(Tm−T
p)となるように計算工程の制御をすればよいのであ
る。
【0044】ヒータ6から加熱シリンダ3を介して伝え
られる熱は加熱シリンダ3の厚みがあるため時間がかか
ることになる。このため、早いサイクルで成形する場合
は主としてスクリュ1回転からの熱量Esを制御し、総
熱量Jを一定値になるように調整する方がよい。
られる熱は加熱シリンダ3の厚みがあるため時間がかか
ることになる。このため、早いサイクルで成形する場合
は主としてスクリュ1回転からの熱量Esを制御し、総
熱量Jを一定値になるように調整する方がよい。
【0045】そのためには、ヘッド側油圧作動バルブ1
1bを制御して、射出シリンダ20のヘッド側油圧室9
bに圧力を発生させ、スクリュ1が後退する速度を遅く
し、計量時間を調整すれば総熱量Jは容易に制御可能と
なる。
1bを制御して、射出シリンダ20のヘッド側油圧室9
bに圧力を発生させ、スクリュ1が後退する速度を遅く
し、計量時間を調整すれば総熱量Jは容易に制御可能と
なる。
【0046】よって加熱シリンダ3から樹脂に与えられ
る熱量Qsと、スクリュ1回転により樹脂に与える熱量
Esを別々に測定し、その和(Qs+Es)が目標値に
一致するように制御すれば所望する温度を有した溶融樹
脂を金型キャビティ10cに射出充填することができ
る。
る熱量Qsと、スクリュ1回転により樹脂に与える熱量
Esを別々に測定し、その和(Qs+Es)が目標値に
一致するように制御すれば所望する温度を有した溶融樹
脂を金型キャビティ10cに射出充填することができ
る。
【0047】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明ではスクリュを回動後退させながらスクリュヘッ
ド前方に溶融樹脂を貯留する計量工程であって、加熱シ
リンダの内壁近傍で離間した深さの異なる2個所の温度
を測定し、測定された温度勾配から加熱シリンダ内に流
入する熱量を算出するとともに、前記スクリュの回転に
伴って生じる熱量をスクリュ回転トルクおよび回転時間
より算出し、前記算出した熱量の総和を制御することに
より溶融樹脂の温度を制御するようにしたことにより、
金型内に充填される溶融樹脂の温度が高精度かつ安定す
ることになり理想的な射出工程が実現でき、よって成形
されるプラスチック製品の品質も極めて高く安定する。
特に射出成形機による機差、雰囲気状態、樹脂の粘度の
バラつきの影響が補正されるので、良品の安定成形への
効果は絶大である。
本発明ではスクリュを回動後退させながらスクリュヘッ
ド前方に溶融樹脂を貯留する計量工程であって、加熱シ
リンダの内壁近傍で離間した深さの異なる2個所の温度
を測定し、測定された温度勾配から加熱シリンダ内に流
入する熱量を算出するとともに、前記スクリュの回転に
伴って生じる熱量をスクリュ回転トルクおよび回転時間
より算出し、前記算出した熱量の総和を制御することに
より溶融樹脂の温度を制御するようにしたことにより、
金型内に充填される溶融樹脂の温度が高精度かつ安定す
ることになり理想的な射出工程が実現でき、よって成形
されるプラスチック製品の品質も極めて高く安定する。
特に射出成形機による機差、雰囲気状態、樹脂の粘度の
バラつきの影響が補正されるので、良品の安定成形への
効果は絶大である。
【図1】本発明に係る一実施例の射出成形機の要部構成
を簡略化して示す概要図である。
を簡略化して示す概要図である。
【図2】深さの違う2個所を熱電対で温度測定する状態
を示す加熱シリンダの横断面図である。
を示す加熱シリンダの横断面図である。
【図3】加熱シリンダの縦断面図である。
【図4】従来の射出成形機の要部構成を簡略化して示す
概要図である。
概要図である。
1 スクリュ 2 チェックリング 3 加熱シリンダ 4 ノズル 5 油圧モータ 6 ヒータ 7(7a、7b) 熱電対 8 スクリュ位置センサ 9 油圧室 9a ロッド側油圧室 9b ヘッド側油圧室 10 金型 10c キャビティ 11 油圧作動バルブ 11a ロッド側油圧作動バルブ 11b ヘッド側油圧作動バルブ 11c スクリュモータ用油圧作動バルブ 13 スクリュ油圧センサ 14 ピストン 18 スクリュヘッド前部 20 射出シリンダ 27 スクリュヘッド 30 射出装置 32 成形機制御装置 33 ヒータ制御装置 34 電源
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−47120(JP,A) 特開 平4−45912(JP,A) 特開 昭63−91221(JP,A) 特開 平6−55600(JP,A) 特開 平5−237892(JP,A) 特開 平4−168024(JP,A) 特開 平4−94915(JP,A) 特開 昭63−283922(JP,A) 特開 平2−98421(JP,A) 特開 平2−43020(JP,A) 特開 平7−186227(JP,A) 特開 平4−83626(JP,A) 特開 昭52−124061(JP,A) 実開 昭55−144018(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29C 45/50 B29C 45/78
Claims (1)
- 【請求項1】 スクリュを回動後退させながらスクリュ
ヘッド前方に溶融樹脂を貯留する計量工程であって、加
熱シリンダの内壁近傍で離間した深さの異なる2個所の
温度を測定し、測定された温度勾配から加熱シリンダ内
に流入する熱量を算出するとともに、前記スクリュの回
転に伴って生じる熱量をスクリュ回転トルクおよび回転
時間より算出し、前記算出した熱量の総和を制御するこ
とにより溶融樹脂の温度を制御するようにしたことを特
徴とする射出成形機の制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08812194A JP3310772B2 (ja) | 1994-04-26 | 1994-04-26 | 射出成形機の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08812194A JP3310772B2 (ja) | 1994-04-26 | 1994-04-26 | 射出成形機の制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07290531A JPH07290531A (ja) | 1995-11-07 |
JP3310772B2 true JP3310772B2 (ja) | 2002-08-05 |
Family
ID=13934080
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP08812194A Expired - Fee Related JP3310772B2 (ja) | 1994-04-26 | 1994-04-26 | 射出成形機の制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3310772B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1658949A4 (en) * | 2003-08-27 | 2009-11-11 | Sumitomo Heavy Industries | INJECTION MOLDING MACHINE AND TEMPERATURE CONTROL METHOD FOR INJECTION MOLDING MACHINE |
JP4684969B2 (ja) * | 2006-08-28 | 2011-05-18 | 住友重機械工業株式会社 | 成形機及びその監視方法 |
WO2008149742A1 (ja) * | 2007-05-31 | 2008-12-11 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | 射出成形機の表示装置 |
JP5345311B2 (ja) * | 2007-11-26 | 2013-11-20 | 住友重機械工業株式会社 | 射出成形機の温度表示装置 |
JP5064191B2 (ja) * | 2007-12-04 | 2012-10-31 | 住友重機械工業株式会社 | 射出成形機の温度表示装置 |
JP6075693B2 (ja) * | 2013-07-19 | 2017-02-08 | 宇部興産機械株式会社 | 射出成形機の計量工程の制御方法 |
-
1994
- 1994-04-26 JP JP08812194A patent/JP3310772B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07290531A (ja) | 1995-11-07 |
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