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
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- 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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|---|---|---|---|
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