JP3645411B2

JP3645411B2 - スクリュ冷間起動防止回路

Info

Publication number: JP3645411B2
Application number: JP34030797A
Authority: JP
Inventors: 信秀戸村; 弘勝田
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1997-12-10
Filing date: 1997-12-10
Publication date: 2005-05-11
Anticipated expiration: 2017-12-10
Also published as: JPH11170327A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形機の運転に際し、加熱シリンダが所定温度に上昇するまでは、スクリュが回転しないように構成したスクリュ冷間起動防止回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、射出成形機の成形運転に入る準備段階として、溶融樹脂をエアショットし、樹脂温度、樹脂の重量、樹脂の混練状態等をモニタリングする工程がある。この場合、手動運転により、スクリュ回転（可塑化）→エアショット→スクリュ回転→エアショット等を繰返し操作するが、最初のスクリュ回転時に、スクリュを挿通配置した加熱シリンダ内の樹脂が完全に溶融していない状態で、スクリュを回転させると、スクリュ頭部、スクリュ本体等の折損事故につながるため、これを防止する目的で、従来より冷間起動防止回路が設けられている。
【０００３】
すなわち、この冷間起動防止回路は、図４に示すように、加熱シリンダの温度（実線で示す）が温度調節計（以下、単に温調計と称する）に設定した温度Ｔ1 に達した後、加熱シリンダの温度Ｔ1 に対し加熱シリンダ内の樹脂の温度はかなり低くなっているため、ある時間Δｔ（例えば、１０〜２０分）を設定して、この時間Δｔを経過した際に前記シリンダ内の樹脂材料が溶融したとして（破線で示す）、スクリュ回転を可能とするように構成されている。この場合、前記設定時間が短すぎると、加熱シリンダ内の樹脂が未溶融状態のままでスクリュの回転が可能となり、前記折損事故につながる惧れがあり、また設定時間を長すぎると、射出成形運転の立上がり時間が長くなるために、生産性が低下するという不具合を生じる。
【０００４】
さらに、一度設定温度に達して、所定時間が経過し、スクリュ回転が可能になった後、所定の射出成形運転が行われている間において、何等かの理由により電源が遮断された場合や短時間内のメンテナンス等により射出成形機の動作を一時的に停止した後、再起動する場合、加熱シリンダ内の樹脂温度が所定温度範囲内にあるとしても、前記設定時間によるタイミングが完了した後でなければ再起動することができない。このため、例えば熱に敏感なポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）やポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）等の樹脂材料を取り扱う場合には、前記設定時間の間に樹脂分解や黄変等の問題を発生する。
【０００５】
このような観点から、従来においては、図５に示すように、油圧モータ１０により回転駆動する可塑化スクリュ１１と加熱シリンダ１２とを有する射出成形機の可塑化装置において、加熱シリンダ１２の温度を検知してこの検知信号を発信する温度検知器１３と、スクリュの起動開始温度を設定する温度設定器１４と、前記加熱シリンダ１２を昇温させるためのヒータをオン状態としてから設定温度達成時までの任意時刻の温度勾配の大きさを、予め決定した温度勾配の定数と比較演算する（または前記任意時刻の温度勾配より、前記設定温度に達するに要する時間を演算処理する）演算器１５と、この演算器１５の処理信号を受けてスクリュ１１の起動を停止する時間を設定してタイマにセットするスクリュ起動停止時間設定器１６とを備え、前記スクリュ起動停止時間設定器１６においてセットされたタイマがタイムアップすることによって得られるスクリュ起動指令を成形機制御装置１７へ送出して、スクリュ回転を可能として前記油圧モータ１０を駆動制御するように構成したスクリュ冷間起動防止回路が提案されている（実公平６−１５００４号公報）。
【０００６】
すなわち、前記提案に係るスクリュ冷間起動防止回路においては、所定の設定温度に達するまでの温度上昇曲線を監視して、設定温度に達するまでの任意区間での温度勾配、または所定の温度差を昇温させる時間を演算して、その結果に基づいて、スクリュが起動可能となる時間を可変制御することにより、最適化を図り、生産性を向上することができるものである。
【０００７】
また、従来においては、図６に示すように、設定部に設定された温度となるように前記設定部の設定温度と温度検出装置２１により検出された検出温度を比較演算し、加熱シリンダ２２の温度制御を行うように構成した射出成形機の温度調節計２３において、温度検出装置２１により検出された検出温度が、前記温度調節計２３に設定した温度に達した時、最初に発せられる出力信号により作動して所定の設定時間をカウントするタイマ２４と、前記タイマ２４のタイミング状態を表示する表示部２５と、前記所定時間を設定する設定部２６と、前記設定部２６と前記表示部２５の値を比較して一致した時に信号を発信する第１の比較判定部２７と、前記第１の比較判定部２７からの信号を記憶してこの信号がクリアされるまで継続して信号を発信する記憶部２８と、スクリュ回転スイッチＳが動作信号を発信した時、前記記憶部２８からの信号が発せられているかどうかを判定して前記記憶部２８からの信号を受けている時のみスクリュ回転用駆動制御回路３０にスクリュ回転可能の信号を送出する第２の比較判定部２９とから構成したスクリュ冷間起動防止機能を備えた温度調節計が提案されている（特開昭６２−２２７７２０号公報）。
【０００８】
この図６に示された提案に係るスクリュ冷間起動防止機能を備えた温度調節計においては、射出成形機の電源が投入された時、あるいは温度設定値が変更された時、検出温度と設定温度とを比較して、その状態によりスクリュ冷間起動防止機能を有効とするか無効とするかを、温度調節計２３から出力するクリア信号ＣＬ、ＮＯＴ要素３１、ＡＮＤ要素３２、ＯＲ要素３３により判定し、確実な動作を行うように構成されている。
【０００９】
すなわち、図６において、記憶部２８が第１の比較判定部２７からの信号を受けたことを記憶した状態で電源をオフ状態とした後、再び電源をオン状態にした時の動作は、例えば検出温度が設定温度よりも低ければ、クリア信号ＣＬにより記憶部２８の記憶状態はクリアされ、第２の比較判定部２９への信号が出力されなくなるため、スクリュは回転しない。しかし、検出温度が設定温度よりも高ければ、クリア信号ＣＬが発せられないので、ＡＮＤ要素３２にはＮＯＴ要素３１による反転信号と記憶部２８からの出力信号が、共に“１”となり、ＯＲ要素３３へ“１”信号を出力して、第２の比較判定部２９では記憶部２８の状態が確実に保持されて、スクリュは回転可能とすることができる。従って、この場合、前記２つの比較判定部２７、２９によって、温度が十分に上昇し、スクリュ回転が可能か否かを適正に判断することができると共に、再起動に際して停止時の状態と現在の温度がどのような状態であるかを適確に判断して、スクリュを安全に回転可能とすることができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、前述した従来のスクリュ冷間起動防止回路等において、前記図５に示す構成によれば、ヒータをオン状態にしてからの昇温曲線を監視して、設定温度達成まで適宜の時間増分での温度勾配を監視し、そして前記設定温度達成までの任意時刻の温度勾配の大きさを、演算器１５で予め設定してある温度勾配の定数と比較して、その大きさに見合った時間をスクリュ冷間起動停止設定器１６に指示してタイマをセットすると共に、前記タイマ動作を開始させてタイマがタイムアップすることによりスクリュ回転を可能とするように動作させることができる。また、前記動作に代えて、現在の加熱シリンダの温度と、加熱シリンダの設定温度との間の任意の温度差だけ昇温する時間を演算器１５で検知し、この時間を予め設定した所要時間と比較してその大きさに見合った時間をスクリュ冷間起動停止設定器１６に指示してタイマをセットして、前記と同様にタイマがタイムアップすることによりスクリュ回転を可能とするように動作させることができる。
【００１１】
従って、前記構成からなるスクリュ冷間起動防止回路においては、昇温過程状態によってスクリュ回転が可能となる時間を可変制御することができるが、タイマの設定時間をその都度前述した複雑な演算により求めてセットするため、演算処理操作も複雑になることから、制御機器等の設備コストが増大する難点がある。
【００１２】
また、前記図６に示す構成からなるスクリュ冷間起動防止機能を備えた温度調節計によれば、２つの比較判定部２７、２９によって、温度が十分に上昇し、スクリュ回転が可能かを判断すると共に、再起動に際して電源がオフ状態になった時の温度状態と現在の温度状態とを比較判断して、スクリュ冷間起動防止動作を開始するか否かを決定するものであり、従来のスクリュ冷間起動防止の機能を有効とするか無効とするかの二者択一の動作を行うため、演算処理操作は比較的単純に構成し得る利点はあるが、タイマの設定時間は一定であるため、精度の高い制御動作を行うことができない難点がある。
【００１３】
そこで、本発明者等は、鋭意研究を重ねた結果、射出成形機の成形運転に入る初期の準備段階においては、従来と同様のスクリュ冷間起動防止機能を発揮する温度調節を行うようにスクリュ冷間起動防止回路を構成し、その後所定の射出成形運転が行われている間に、射出成形機の運転を一時的に停止した後、再起動する場合において、前記停止時間が比較的短い一定時間内であれば、初期の準備段階とは異なり加熱シリンダ内の樹脂温度は殆ど低下しておらず、従って再起動の直後に加熱シリンダが設定温度に達していないうちにスクリュを回転させても弊害を生じないことを突き止めた。
【００１４】
このため、前記射出成形機の再起動に際しては、射出成形機の現在までの稼動状態、取扱い樹脂の種別、射出成形機の一時的な停止時間、再起動時の温度状態等をそれぞれ計測ないし記憶保持して、これらの条件から再起動の直後にスクリュを回転させてよいか否かの適正な判断を行って、スクリュを回転させると弊害を生じる場合にはスクリュを回転させることが可能となるまでの時間を算出し、この算出された時間をタイマに設定すると共にタイマ動作を開始させ、タイマがタイムアップすることによりスクリュを回転させるように構成すれば、比較的簡単な構成にしてかつ低コストの設備構成によって、再起動後における射出成形運転の開始時間の短縮を可能とすると共に、高品質の射出成形製品の生産を効率的に達成できることが判った。
【００１５】
従って、本発明の目的は、簡単な構成によりかつ低コストに製造することができ、特に再起動後における射出成形運転の開始時間の短縮を可能とすると共に、高品質の射出成形製品の生産を効率的に達成することができるスクリュ冷間起動防止回路を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
先の目的を達成するために、本発明に係るスクリュ冷間起動防止回路は、可塑化スクリュと加熱シリンダとを備える射出成形機の可塑化装置からなり、加熱シリンダの温度を検出してこの温度検出値を予め設定した温度設定値と比較し、前記温度検出値が温度設定値に到達した後、前記スクリュの回転を一定時間停止させるように構成したスクリュ冷間起動防止回路において、所定の射出成形運転中において射出成形機の運転を一時的に停止した後に再起動するに際し、当該成形運転の停止後予め定められた第１の時間の経過中に再起動指令が与えられたか否かの判断を行うと共に、同判断の結果が当該第１の時間の経過中であれば、少なくとも、取扱い樹脂の種別および前記成形運転の停止から再起動指令が与えられるまでの成形運転停止状態にある第２の時間を含むデータに基づいて、スクリュ回転を可能とするスタート条件を選択する演算制御を行い、前記選択されたスタート条件を満足した時にスクリュの回転を可能とする動作可能信号を出力するように構成することを特徴とする。
【００１７】
この場合、前記スタート条件は、射出成形機の現在までの稼動状態、取扱い樹脂の種別、射出成形機の一時的な停止に対応する前記第２の時間及び再起動時の温度状態を含むデータに基づいてスクリュの回転が可能となるまでの第３の時間を算出し、この算出された第３の時間をタイマに設定すると共に当該タイマのカウント動作を開始させ、当該タイマがタイムアップした後にスクリュの回転を可能とする動作可能信号を出力するように構成することができる。
【００１８】
また、射出成形機の運転を一時的に停止した後に再起動するに際し、前記第２の時間が前記加熱シリンダ内の樹脂温度の低下量として無視できる程度の時間経過に相当する場合の前記スタート条件は、前記タイマに零時間を設定し、当該タイマのカウント動作をすることなくスクリュの回転を可能とする動作可能信号を出力するように構成することができる。
【００１９】
さらに、前記第１の時間の経過中に再起動指令が与えられたか否かの判断を行い、同判断の結果が当該第１の時間以上であれば、加熱シリンダの温度を検出してこの温度検出値を予め設定した温度設定値と比較し、前記温度検出値が前記温度設定値に到達した後、スクリュ回転を一定時間停止させるように設定することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係るスクリュ冷間起動防止回路の実施例につき、添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明に係るスクリュ冷間起動防止回路の一実施例を示す制御系統説明図である。図１において、参照符号４０は射出成形機の可塑化装置を構成する加熱シリンダ、４１はスクリュを示し、前記加熱シリンダ４０の軸方向に沿って、それぞれ所要間隔をもって複数の温度検出器４２ａ、４２ｂ、４２ｃが設けられている。前記各温度検出器４２ａ、４２ｂ、４２ｃにより検出された温度検出値信号は、それぞれアンプ部４３ａ、４３ｂ、４３ｃを介して比較部４４ａ、４４ｂ、４４ｃに転送され、これら比較部４４ａ、４４ｂ、４４ｃにおいて、それぞれ対応する温度設定部４５ａ、４５ｂ、４５ｃで設定された温度設定値と比較される。
【００２２】
そして、前記各比較部４４ａ、４４ｂ、４４ｃにおいて比較演算処理がなされた結果は、判断部４６へ転送される。そこで、判断部４６においては、成形動作信号Ｓｍを入力するように構成すると共に、時計機能部４７から出力されるクロック信号により動作する状態記憶部４８と、取扱い樹脂の種別を設定する樹脂設定部４９と、樹脂の種別によって異なる成形条件を設定する樹脂種別設定記憶部５０と、タイマ５２とがそれぞれ接続配置され、さらにスクリュ回転を指令する動作可能信号Ｓout を出力するように構成されている。
【００２３】
次に、前記構成からなる本実施例におけるスクリュ冷間起動防止回路の動作につき、図２に示す制御プログラムのフローチャートを参照しながら説明する。
【００２４】
まず、射出成形機の成形運転に入る初期の準備段階においては、第１のステップＳＴＥＰ−１において、それぞれ温度検出器４２ａ、４２ｂ、４２ｃにより加熱シリンダ４０の温度検出動作を行う。なお、この温度検出動作は、前述した温度検出器４２ａ、４２ｂ、４２ｃと、アンプ部４３ａ、４３ｂ、４３ｃと、温度設定部４５ａ、４５ｂ、４５ｃおよび比較部４４ａ、４４ｂ、４４ｃとにおける一連の動作を含む。
【００２５】
次いで、第２のステップＳＴＥＰ−２において、成形運転の停止後一定時間（ｘ分）以内に再起動したか否かの判断が行われる。しかるに、入力されている成形動作信号Ｓｍに対し初期の準備段階においては、第３のステップＳＴＥＰ−３に移行して、所定の温度設定に達したかの判断が行われる。その後、所定の設定温度に達した場合には、第４のステップＳＴＥＰ−４に移行して、タイマ５２を起動させる。そして、第５のステップＳＴＥＰ−５において、タイマ５２が予め設定された初期段階の設定時間をカウントしてタイムアップすることが確認されると、第６のステップＳＴＥＰ−６により、スクリュ回転を可能とする動作可能信号Ｓout を出力する。これら一連の動作は、判断部４６において実行される。
【００２６】
一方、所定の射出成形運転が行われている途中で、射出成形機の運転を一時的に停止した場合、本実施例において、加熱シリンダにおける設定温度を２４０℃として、射出成形機の一時的な停止時間の時間経過に伴う、加熱シリンダの温度と加熱シリンダ内の樹脂温度との変化について、それぞれ測定した結果、図３に示すように、約５分以内の停止時間であれば、加熱シリンダ内の樹脂温度は殆ど低下していないことが確認された。
【００２７】
従って、再起動する場合においては、入力されている成形動作信号Ｓｍに対しては再起動段階であるため、前記第２のステップＳＴＥＰ−２において、成形運転の停止後予め定められた一定時間（ｘ分）以内に再起動したか否かの判断を行う。この時、再起動の指令が前記一定時間以内であれば、第７のステップＳＴＥＰ−７により、取扱い樹脂の種別および成形運転の停止から再起動指令が与えられるまでの成形運転停止状態の時間に基づいてスクリュ回転を可能とするスタート条件を選択する演算制御を行う。なお、このスタート条件は具体的には、判断部４６に与えられる成形動作信号Ｓｍ、状態記憶部４８、樹脂設定部４９、樹脂種別設定記憶部５０に基づいて得られる射出成形機の現在までの稼動状態、取扱い樹脂の種別、射出成形機の一時的な成形運転の停止時間、再起動時の温度状態等に関するデータに基づいて設定される。ここで、上記成形運転の停止後予め定められた一定時間（ｘ分）及び成形運転の停止から再起動指令が与えられるまでの成形運転停止状態の時間は、本発明における第１の時間及び第２の時間をそれぞれ構成している。
【００２８】
すなわち、前記成形運転の停止後ｘ分以内に再起動指令が与えられた場合であって、前記演算結果がｙ（５）分以内であれば、加熱シリンダ内の樹脂温度は殆ど低下しておらず、従って再起動指令が与えられた直後で、且つ加熱シリンダが前記設定温度に達していないときに、スクリュを回転させても弊害は生じないことから、タイマ５２には零時間が設定される。また、ｙ（５）分を超えｘ分以下の場合には、前記演算結果による時間がタイマ５２に設定される。ここで、前記零時間を含め前記タイマ５２に設定される演算結果による時間は、本発明における第３の時間を構成する。
【００２９】
このようにして、前記スタート条件が選択されると、第８のステップＳＴＥＰ−８に移行して、タイマ５２を起動させる。そして、第９のステップＳＴＥＰ−９において、タイマ５２が第７のステップＳＴＥＰ−７で設定された設定時間をカウントしてタイムアップすることが確認されると、第１０のステップＳＴＥＰ−１０に移行して、タイムアップ以外のスタート条件が満足されたかの判断を行い、前記スタート条件が満足されれば、第６のステップＳＴＥＰ−６により、スクリュ回転を可能とする動作可能信号Ｓout を出力する。なお、タイマ５２に前述した零時間が設定された場合には、タイマは起動するがカウントは零であるので、タイマ動作をすることなく前記動作可能信号Ｓout を出力することになる。
【００３０】
また、前記第２のステップＳＴＥＰ−２において、成形運転の停止後一定時間（ｘ分）以内に再起動指令が与えられたか否かの判断を行った場合に、前記一定時間以上であれば、前述した第３〜５のステップＳＴＥＰ−３〜５が実行される。
【００３１】
以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は前記実施例に限定されることなく、本発明の精神を逸脱しない範囲内において多くの設計変更が可能である。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るスクリュ冷間起動防止回路においては、可塑化スクリュと加熱シリンダとを備える射出成形機の可塑化装置からなり、加熱シリンダの温度を検出してこの温度検出値を予め設定した温度設定値と比較し、前記温度検出値が温度設定値に到達した後、前記スクリュの回転を一定時間停止させるように構成したスクリュ冷間起動防止回路において、所定の射出成形運転中において射出成形機の運転を一時的に停止した後に再起動するに際し、当該成形運転の停止後予め定められた第１の時間の経過中に再起動指令が与えられたか否かの判断を行うと共に、同判断の結果が当該第１の時間の経過中であれば、少なくとも、取扱い樹脂の種別および前記成形運転の停止から再起動指令が与えられるまでの成形運転停止状態にある第２の時間を含むデータに基づいて、スクリュ回転を可能とするスタート条件を選択する演算制御を行い、前記選択されたスタート条件を満足した時にスクリュの回転を可能とする動作可能信号を出力するように構成することにより、比較的簡単な構成にしてかつ低コストの設備構成によって、再起動後における射出成形運転の開始時間の短縮を可能とすると共に、高品質の射出成形製品の生産を効率的に達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るスクリュ冷間起動防止回路の一実施例を示す制御系統説明図である。
【図２】図１に示すスクリュ冷間起動防止回路の制御プログラムの一実施例を示すフローチャート図である。
【図３】本発明に係るスクリュ冷間起動防止回路を適用する射出成形機の射出装置における加熱シリンダの温度と加熱シリンダ内部の樹脂材料の温度との関係を示す特性線図である。
【図４】従来のスクリュ冷間起動防止回路における射出成形機の射出装置における加熱シリンダの温度と加熱シリンダ内部の樹脂材料の温度との相関関係を示す特性線図である。
【図５】従来の改良されたスクリュ冷間起動防止回路の構成例を示す制御系統説明図である。
【図６】従来の改良されたスクリュ冷間起動防止機能を有する温度調節装置の構成例を示す制御系統説明図である。
【符号の説明】
４０加熱シリンダ
４１スクリュ
４２ａ、４２ｂ、４２ｃ温度検出器
４３ａ、４３ｂ、４３ｃアンプ部
４４ａ、４４ｂ、４４ｃ比較器
４５ａ、４５ｂ、４５ｃ温度設定部
４６判断部
４７時計機能部
４８状態記憶部
４９樹脂設定部
５０樹脂種別記憶部
５２タイマ
Ｓｍ成形動作信号
Ｓout 動作可能信号

Claims

可塑化スクリュと加熱シリンダとを備える射出成形機の可塑化装置からなり、加熱シリンダの温度を検出してこの温度検出値を予め設定した温度設定値と比較し、前記温度検出値が温度設定値に到達した後、前記スクリュの回転を一定時間停止させるように構成したスクリュ冷間起動防止回路において、
所定の射出成形運転中において射出成形機の運転を一時的に停止した後に再起動するに際し、当該成形運転の停止後予め定められた第１の時間の経過中に再起動指令が与えられたか否かの判断を行うと共に、同判断の結果が当該第１の時間の経過中であれば、少なくとも、取扱い樹脂の種別および前記成形運転の停止から再起動指令が与えられるまでの成形運転停止状態にある第２の時間を含むデータに基づいて、スクリュ回転を可能とするスタート条件を選択する演算制御を行い、前記選択されたスタート条件を満足した時にスクリュの回転を可能とする動作可能信号を出力するように構成することを特徴とするスクリュ冷間起動防止回路。
スタート条件は、射出成形機の現在までの稼動状態、取扱い樹脂の種別、射出成形機の一時的な停止に対応する前記第２の時間及び再起動時の温度状態を含むデータに基づいてスクリュの回転が可能となるまでの第３の時間を算出し、この算出された第３の時間をタイマに設定すると共に当該タイマのカウント動作を開始させ、当該タイマがタイムアップした後にスクリュの回転を可能とする動作可能信号を出力するように構成してなる請求項１記載のスクリュ冷間起動防止回路。
射出成形機の運転を一時的に停止した後に再起動するに際し、前記第２の時間が前記加熱シリンダ内の樹脂温度の低下量として無視できる程度の時間経過に相当する場合の前記スタート条件は、前記タイマに零時間を設定し、当該タイマのカウント動作をすることなくスクリュの回転を可能とする動作可能信号を出力するように構成してなる請求項１記載のスクリュ冷間起動防止回路。
前記第１の時間の経過中に再起動指令が与えられたか否かの判断を行い、同判断の結果が当該第１の時間以上であれば、加熱シリンダの温度を検出してこの温度検出値を予め設定した温度設定値と比較し、前記温度検出値が前記温度設定値に到達した後、スクリュ回転を一定時間停止させるように設定してなる請求項１乃至３記載のスクリュ冷間起動防止回路。