JP3737716B2 - 射出成形機の射出制御方法 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形機の射出制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のインラインスクリュ式射出成形機では、可塑化計量工程において、設定された計量完了位置でスクリュの回転を停止した後、ドルーリング防止のために計量完了位置よりも後方にスクリュを下げるサックバック工程を行い、射出開始まで位置フィードバック制御を行うことでサックバックした位置を保持している。
【0003】
多量生産される成形品が一定の品質で安定して生産されているかを管理する方法として、一般的に残量バラツキと成形品の重量バラツキが重視される。残量バラツキや成形品の重量バラツキは、射出前のシリンダ内の溶融樹脂量のバラツキに大きく依存する。
【0004】
前記サックバック工程のサックバック量は、ドルーリングや外観的成形品質によって成形技術者の経験により決定され、その際、シリンダ内の溶融樹脂量の安定化のことは特に配慮されてないし、できない。
【0005】
一般的にサックバック工程後のシリンダ内の容積は、計量された溶融樹脂の容積よりも大きくシリンダ内の圧力はゼロから負圧となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
このように、成形技術者の経験によるサックバック量でサックバック工程を実施している従来の制御方法では、計量工程後のシリンダ内圧がゼロまたは負圧となるので、サックバック後から射出開始まで間にスクリュ内の溶融樹脂がスクリュ先端側に流出しやすく流出量のバラツキが大きいので射出前の溶融樹脂量のバラツキが大きい。また、サックバック量を小さくしていくとシリンダ内に溶融樹脂圧が発生し、スクリュからの流出バラツキが小さくなり、残量バラツキや重量バラツキが小さくなるが、サックバック量を小さくしすぎるとドルーリングの発生等によって逆に射出前の溶融樹脂量のバラツキが大きくなる。
【0007】
また、逆流防止リング前方の樹脂圧がゼロまたは負圧の状態では、射出開始時の逆流防止リングの閉じタイミングバラツキが大きくなり射出前の溶融樹脂量のバラツキが大きくなる。
【0008】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、重量バラツキの小さい安定した成形品が得られ、残量バラツキが小さく正確な不良判別を行うことができる射出成形機の射出制御方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、従来の制御方法では最適なサックバック量で射出制御していないことが主要因となって残量バラツキや重量バラツキが発生していることに着目して成されたものである。
【0010】
最適サックバック量はシリンダ内の最適溶融樹脂圧と相関があるが、溶融樹脂圧は回転数や回転時の背圧によって異なるため最適サックバック量を決定することが難しい。そこで、前もって残量バラツキや重量バラツキの小さい射出前のシリンダ内の最適溶融樹脂圧を実験的に求めておく。なお、最適溶融樹脂圧力は、ノズルからドルーリングしない圧力範囲で高い方が良いと思われるが、実際には圧力を変化させて成形し、各樹脂毎に残量バラツキが最小となる値を探すことにより求められる。
【0011】
可塑化計量工程後にサックバック制御の代わりに最適溶融樹脂圧に基づき樹脂圧制御を実施すると、圧力は一定に制御されるが射出開始位置のバラツキが発生し、残量バラツキや重量バラツキが改善できない。
【0012】
そこで、本発明では、連続成形開始初期のNショットの間は、可塑化計量工程後、サックバック工程の代わりに樹脂圧フィードバック制御を実行し、最適溶融樹脂圧に制御する。この樹脂圧制御では、射出開始時のスクリュ位置が変動するので、Nショット間の射出開始時のスクリユ位置を計測して平均値Sを求め、その平均値Sから設定された計量完了位置を差し引いて、値Lを得る。
【0013】
Nショット経過後は、可塑化計量工程後に従来のサックバック制御に切り替え、上記値Lをサックバック量としてスクリュ位置フィードバック制御により成形を継続する。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。
【0015】
図3は、射出成形機のスクリュ駆動部の構成図である。
【0016】
加熱シリンダ1内には、先端に逆流防止リング2を有するスクリュ3が回転可能かつ前後動可能に設けられている。
【0017】
スクリュ3の後部には、スクリュ3を回転する回転サーボモータ4が回転計5と共に連結され、また、スクリュ3をロードセル7、ボールネジ6を介して前後動する射出サーボモータ8がエンコーダ9と共に連結されている。
【0018】
図2は、本発明に用いられる射出制御装置の一例を示すブロック図である。
【0019】
コントローラ10には、計量位置設定部11、最適サックバック量設定部12、回転後圧力設定部13、ショット数N設定部14が設けられている。
【0020】
計量位置設定部11は位置演算器15に、最適サックバック量設定部12は位置フィードバック制御器16に、回転後圧力設定部13は圧力フィードバック制御器17に、ショット数N設定部14の信号は、ショットカウンタ18の信号と比較され切替スイッチ19に出力される。
【0021】
位置演算器15は、計量位置設定部11とエンコーダ9の信号が入力され、最適サックバック量設定部12に出力する。位置フィードバック制御器16は、切替スイッチ19の入力端Aに、圧力フィードバック制御器17は、切替スイッチ19の入力端Bに接続されている。前記切替スイッチ19の出力端は、サーボアンプ20を介して射出サーボモータ8に接続されている。
【0022】
次に射出制御装置の動作を図1に示すフローチャートを参照して説明する。
【0023】
射出開始前に残量バラツキや重量バラツキが小さくなる射出開始前の最適溶融樹脂圧力を前もって求めておく。連続成形開始時には切替スイッチは自動的に図2に示したスイッチ位置となっている。
【0024】
コントローラ10の計量位置設定部11に設定された計量完了位置まで可塑化計量して、スクリュ回転を停止した時点で(ステップS1)、ショット数がNショットを超えていない場合は(ステップS2)、回転後圧力設定部13に設定された最適溶融樹脂圧力で圧力フィードバック制御器17により圧力フィードバック制御を実行して連続成形を開始し(ステップS3)、成形開始後、1ショットからNショットまでは全ショットの射出開始時のスクリュ位置を記憶する(ステップS4)。次に射出工程後(ステップS5)、ステップS1に戻る。
【0025】
上記ステップS2において、ショット数がNショットを超えた場合は、切替スイッチ19は、図2に示した位置と反対方向に自動的に切り替わる。その際、1ショットからNショットまでの射出開始時のスクリュ位置の平均値Sを演算し(ステップS6)、最適サックバック量L(=射出開始時のスクリュ位置の平均値S−設定計量完了位置)を求める(ステップS7)。計量完了位置まで可塑化計量して、スクリュ回転を停止した後から射出開始まで、スクリュ位置フィードバック制御に切り替えて連続成形を継続する(ステップS8)。可塑化計量工程後は、最適サックバック量設定部12に自動的に最適サックバック量を入力してサックバック工程を実施(ステップS10)し、射出成形を継続する。
【0026】
上記Nショットは、加熱シリンダやスクリュの温度が安定してから成形開始することを条件として、多いことにこしたことはないが、統計的にバラツキの平均値が求められる20〜30ショット程度が適当である。
【0027】
【発明の効果】
本発明によれば回転数や背圧を変更しても残量バラツキや重量バラツキの小さいサックバック量を自動的に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】射出制御装置の動作をフローチャートである。
【図2】本発明に用いられる射出制御装置の一例を示すブロック図である。
【図3】射出成形機のスクリュ駆動部の構成図である。
【符号の説明】
1 加熱シリンダ
2 逆流防止リング
3 スクリュ
4 回転サーボモータ
5 回転計
6 ボールネジ
7 ロードセル
8 射出サーボモータ
9 エンコーダ
10 コントローラ
11 計量位置設定部
12 最適サックバック量設定部
13 回転後圧力設定部
14 ショット数N設定部
15 位置演算器
16 位置フィードバック制御器
17 圧力フィードバック制御器
18 ショットカウンタ
19 切替スイッチ
20 サーボアンプ

Claims (2)

  1. スクリュ位置フィードバック制御と圧力フィードバック制御を備えた射出成形機の射出制御方法において、
    計量完了位置まで可塑化計量した後から射出開始までのスクリュの軸方向制御を、連続成形開始1ショットからNショットまでは圧力フィードバック制御とし、Nショット経過後は、位置フィードバックに切り替え
    前記圧力フィードバック制御における1ショットからNショット間の射出開始時のスクリュ位置を計測して平均値(S)を求め、その平均値(S)から設定された計量完了位置を差し引いた値(L)を演算し、Nショット経過後は、可塑化計量後に上記値(L)をサックバック量として成形を継続することを特徴とする射出成形機の射出制御方法。
  2. 前記圧力フィードバック制御の設定値を最適溶融樹脂圧力とすることを特徴とする請求項1記載の射出成形機の射出制御方法。
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