JP3794609B2

JP3794609B2 - Control method of injection molding machine

Info

Publication number: JP3794609B2
Application number: JP2000037508A
Authority: JP
Inventors: 晃伊藤; 嘉彦牧野
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2000-02-16
Filing date: 2000-02-16
Publication date: 2006-07-05
Anticipated expiration: 2020-02-16
Also published as: JP2001225372A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は射出成形機の制御方法に関し、特に樹脂を加熱するためのヒータの制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形機においては、加熱シリンダ内で樹脂を溶融させ、この溶融樹脂を金型のキャビティ内に射出して成形を行う。加熱シリンダの温度、溶融樹脂の射出圧力や保圧等の制御の良し悪しは成型品の品質に大きな影響を与える。このうち、特に加熱シリンダの温度について言えば、内部の樹脂の溶融状態に影響を与える。
【０００３】
射出成形機において樹脂を溶融する手段として次の２種類がある。
【０００４】
Ａ．加熱シリンダの周囲に配設されたヒータに加えられる熱量による溶融。
【０００５】
Ｂ．加熱シリンダ内に配置されたスクリュによって樹脂がせん断されることにより発生する、いわゆるせん断発熱による溶融。
【０００６】
通常の射出成形機では、上記の２つが合わさった状態で樹脂の溶融が行われており、それぞれの比率が変わると樹脂の溶融状態も異なってくる。言い換えれば、加熱シリンダ内の樹脂の溶融の割合は、Ａによる溶融と、Ｂによる溶融の割合が時間によってばらつくことが避けられない。これによって、樹脂の溶融状態がばらつき、計量モータのトルク・計量時間等がばらついてしまう。これらのばらつきは、成型品の品質がばらつく原因となる。
【０００７】
また、成型品の良否に関わる樹脂の劣化の原因の１つとして、樹脂の溶融時に過大な発熱が生じることによるものがある。その主要因として、せん断発熱の過多があげられている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
これまで、加熱シリンダの周囲に配設されたヒータの制御は以下のようにして行われている。加熱シリンダには、その温度を検出するために熱電対等による温度センサが設置されている。そして、この温度センサからの検出信号に基づいてヒータへの通電を制御するためのコントローラが備えられている。コントローラは、ソリッドステートリレー（以下、ＳＳＲと呼ぶ）のような通電制御手段を介してヒータへの通電を制御する。すなわち、加熱シリンダの温度を安定に保つために、温度センサを用いて加熱シリンダの温度を計測し、その結果から、ヒータに流す電流をコントロールしているＳＳＲをコントローラで制御し、温度を制御するようにしている。
【０００９】
しかし、温度センサからは現在の温度状態及び温度の推移しか情報を得られない。このため、例えば温度が上昇した場合には、その温度上昇がヒータに加えられた熱量によるものなのか、せん断発熱によるものなのか分からなかった。よって、樹脂の溶融状態の変化による劣化がおこっても、それがせん断発熱の過多によるものなのか分からなかった。
【００１０】
また、これまでは、加熱シリンダ内の樹脂の溶融の割合、すなわちヒータに加えられた熱量による溶融と、せん断発熱による溶融との割合の変化を知ることはできなかった。
【００１１】
そこで、本発明の課題は、加熱シリンダにおけるヒータによる樹脂溶融とせん断発熱による樹脂溶融との割合を安定させることで樹脂の溶融状態を均一にすることのできる射出成形機の制御方法を提供することにある。
【００１２】
本発明の他の課題は、せん断発熱量の推移を知ることのできる射出成形機の制御方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明による射出成形機の制御方法は、加熱シリンダの周囲にヒータが配設されると共に、温度センサが設置され、前記温度センサからの検出信号を受けて前記ヒータへの通電を通電制御手段を介して制御するコントローラを備えた射出成形機において、加熱シリンダ内に樹脂が充填されしかもスクリュを回転させない状態にて、前記ヒータにより発生される熱量と前記加熱シリンダの温度との対応関係をあらかじめ計測しておき、前記コントローラは、実成形において前記通電制御手段により前記ヒータに与えられた電流及び時間とに基づいて前記ヒータにより発生される熱量を算出すると共に、前記対応関係と算出された熱量とに基づいて前記ヒータの発熱による温度上昇分を求め、実成形において検出された加熱シリンダ温度と前記ヒータの発熱による温度上昇分との差又は割合をせん断発熱による温度上昇分として算出して出力することを特徴とする。
【００１４】
前記コントローラはまた、前記出力された差又は割合を用いて前記ヒータによる発熱とせん断発熱との割合が安定するように前記通電制御手段を制御することを特徴とする。
【００１５】
前記通電制御手段はソリッドステートリレーで実現することができる。
【００１６】
また、前記算出された差又は割合は成型品の品質情報として記録あるいは表示されるのが好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１において、加熱シリンダ１０の周囲にはヒータ１１が配設されている。図１ではヒータ１１は象徴的に１個のみ示しているが、実際には加熱シリンダ１０の軸方向に間隔をおいて複数箇所に設置される。ヒータ１１には、その温度を加熱シリンダ１０の温度として検出するために熱電対等による温度センサ１２が設置されている。そして、温度センサ１２からの検出信号及び後述する情報に基づいてヒータ１１への通電を制御するためのコントローラ１３が備えられている。コントローラ１３は、ＳＳＲによる通電制御部１４を介してヒータ１１への通電を制御する。
【００１８】
本発明による制御方法は以下のようにして実行される。
【００１９】
（１）あらかじめ、せん断発熱させない場合、すなわち加熱シリンダ１０内に樹脂を充填ししかもスクリュを回転させない場合における、ヒータ１１により発生される熱量（ヒータに流れる電流値と通電時間とにより算出される）とヒータ１１における温度上昇、すなわち加熱シリンダ１０の温度上昇（温度センサ１２の検出値）との対応関係を求めておく。この対応関係はコントローラ１３におけるメモリに保存される。図２は、上記の対応関係の一例を示す。
【００２０】
（２）実際の成形動作に入ると、コントローラ１３は温度センサ１２による検出温度をサンプリングして記憶すると共に、ヒータ１１に流される電流とその時間とによりヒータ１１で発生される熱量を上記サンプリング周期で算出して記憶する。
【００２１】
（３）コントローラ１３は更に、上記（１）、（２）で得られた情報、すなわち前記対応関係と算出された熱量とに基づいて、実際の成形において検出された加熱シリンダ温度とヒータ１１の発熱による温度上昇分との差又は割合をせん断発熱による温度上昇分として算出して出力する。これは、プリンタにより記録したり、ディスプレイにて表示することができる。
【００２２】
図３には、実際の加熱シリンダ１０の温度上昇（せん断発熱よる上昇分を含む）とヒータ１１の発熱量との関係の一例を示す。ここで、図３に示されたあるヒータ発熱量での加熱シリンダ温度と、図２に示された上記あるヒータ発熱量での加熱シリンダ温度との差又は割合が、せん断発熱によるものであることは明らかである。
【００２３】
このようにして、上記の対応関係からせん断発熱分を知ることができ、その推移を知ることもできる。これは、樹脂の溶融状態を左右しているせん断発熱とヒータ１１の発熱との割合の変化の推移が分かることを意味する。せん断発熱分の推移は、コントローラ１３から成型品の品質情報の１つとして出力される。
【００２４】
（４）一方、コントローラ１３は、せん断発熱とヒータ１１の発熱との割合を示す情報に基づいて、これらの割合が安定するように通電制御部１４を制御、すなわちヒータ１１に流す電流を調整する。
【００２５】
本形態によれば、加熱シリンダ１０の温度とヒータ１１に流す電流を調整している通電制御部１４の出力とにより、加熱シリンダ１０の温度上昇におけるせん断発熱の割合がわかる。よって、コントローラ１３の出力により、せん断発熱の推移がわかり、樹脂の溶融状態の推移を知ることができると共に、成型品の品質情報として出力することができる。勿論、上記（１）〜（３）におけるヒータ１１の温度設定条件は同じである。
【００２６】
なお、コントローラ１３は、射出成形機本体を制御するために備えられている制御装置で実現することもできるし、この制御装置とは別に専用に備えられても良い。また、本発明は、油圧式、電動式のいずれのタイプの射出成形機にも適用できることは言うまでも無い。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、加熱シリンダにおけるヒータによる樹脂溶融とせん断発熱による樹脂溶融との割合を安定させることができるので樹脂の溶融状態を均一にすることができ、もって成型品の品質のばらつきを無くすことができる。また、せん断発熱の推移もロギングデータとして知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による制御方法を実施するための構成を示したブロック図である。
【図２】スクリュを回転させずヒータのみの発熱で樹脂の溶融を行った場合のヒータ発熱量と加熱シリンダ温度との関係を示した図である。
【図３】スクリュを回転させてせん断発熱とヒータの発熱で樹脂の溶融を行った場合のヒータ発熱量と加熱シリンダ温度との関係を示した図である。
【符号の説明】
１０加熱シリンダ
１１ヒータ
１２温度センサ
１３コントローラ
１４通電制御部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for controlling an injection molding machine, and more particularly to a method for controlling a heater for heating a resin.
[0002]
[Prior art]
In an injection molding machine, resin is melted in a heating cylinder, and this molten resin is injected into a cavity of a mold to perform molding. The control of the temperature of the heating cylinder, the injection pressure and the holding pressure of the molten resin has a great influence on the quality of the molded product. Among these, especially regarding the temperature of the heating cylinder, it affects the molten state of the resin inside.
[0003]
There are the following two types of means for melting the resin in the injection molding machine.
[0004]
A. Melting due to the amount of heat applied to the heater around the heating cylinder.
[0005]
B. Melting due to so-called shearing heat generated when the resin is sheared by a screw arranged in a heating cylinder.
[0006]
In a normal injection molding machine, the resin is melted in a state where the above two are combined, and when the respective ratios change, the molten state of the resin also differs. In other words, the melting rate of the resin in the heating cylinder is unavoidable that the melting rate due to A and the melting rate due to B vary with time. As a result, the molten state of the resin varies, and the torque and measuring time of the measuring motor vary. These variations cause variations in the quality of the molded product.
[0007]
Further, one of the causes of the deterioration of the resin related to the quality of the molded product is that excessive heat is generated when the resin is melted. The main factor is an excessive amount of shear heat.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
Until now, the control of the heater arranged around the heating cylinder has been performed as follows. The heating cylinder is provided with a temperature sensor such as a thermocouple in order to detect its temperature. And the controller for controlling electricity supply to a heater based on the detection signal from this temperature sensor is provided. The controller controls energization of the heater via energization control means such as a solid state relay (hereinafter referred to as SSR). That is, in order to keep the temperature of the heating cylinder stable, the temperature of the heating cylinder is measured using a temperature sensor, and from the result, the SSR that controls the current flowing to the heater is controlled by the controller, and the temperature is controlled. I am doing so.
[0009]
However, only the current temperature state and temperature transition can be obtained from the temperature sensor. For this reason, for example, when the temperature rises, it has not been known whether the temperature rise is due to the amount of heat applied to the heater or due to shear heat generation. Therefore, even if the deterioration due to the change in the molten state of the resin occurred, it was not known whether it was due to excessive shearing heat generation.
[0010]
Until now, it has not been possible to know a change in the rate of melting of the resin in the heating cylinder, that is, the rate of melting due to the amount of heat applied to the heater and the rate of melting due to shearing heat generation.
[0011]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for controlling an injection molding machine capable of making the molten state of the resin uniform by stabilizing the ratio of the resin melting by the heater and the resin melting by the shear heat generation in the heating cylinder. It is in.
[0012]
Another object of the present invention is to provide a method for controlling an injection molding machine capable of knowing the transition of the amount of heat generated by shearing.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In the injection molding machine control method according to the present invention, a heater is disposed around the heating cylinder, a temperature sensor is installed, and an energization control means is provided for energizing the heater in response to a detection signal from the temperature sensor. In an injection molding machine equipped with a controller for controlling the temperature, the correspondence between the amount of heat generated by the heater and the temperature of the heating cylinder is measured in advance in a state where the heating cylinder is filled with resin and the screw is not rotated. In addition, the controller calculates the amount of heat generated by the heater based on the current and time applied to the heater by the energization control means in actual molding, and calculates the correspondence and the calculated amount of heat. the calculated temperature rise due to heat generation of the heater, the heat and the heating cylinder temperature detected in real molding based on And calculating and outputting a difference or ratio between the temperature rise due to heat generation of the motor as a temperature rise due to shear heat generation.
[0014]
The controller also controls the energization control means using the output difference or ratio so that the ratio of heat generation by the heater and shear heat generation is stabilized.
[0015]
The energization control means can be realized by a solid state relay.
[0016]
The calculated difference or ratio is preferably recorded or displayed as quality information of the molded product.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 1, a heater 11 is disposed around the heating cylinder 10. Although only one heater 11 is shown symbolically in FIG. 1, it is actually installed at a plurality of locations at intervals in the axial direction of the heating cylinder 10. The heater 11 is provided with a temperature sensor 12 such as a thermocouple in order to detect the temperature as the temperature of the heating cylinder 10. And the controller 13 for controlling electricity supply to the heater 11 based on the detection signal from the temperature sensor 12 and the information mentioned later is provided. The controller 13 controls energization to the heater 11 via the energization control unit 14 by SSR.
[0018]
The control method according to the present invention is executed as follows.
[0019]
(1) The amount of heat generated by the heater 11 (calculated by the current value flowing through the heater and the energization time) when no heat is generated in advance, that is, when the heating cylinder 10 is filled with resin and the screw is not rotated. And the temperature rise in the heater 11, that is, the temperature rise of the heating cylinder 10 (detected value of the temperature sensor 12) is obtained. This correspondence is stored in a memory in the controller 13. FIG. 2 shows an example of the above correspondence.
[0020]
(2) When the actual molding operation is started, the controller 13 samples and stores the temperature detected by the temperature sensor 12, and calculates the amount of heat generated by the heater 11 based on the current passed through the heater 11 and the time, in the sampling period. stored in calculation to.
[0021]
(3) The controller 13 further determines the heating cylinder temperature detected in the actual molding and the heater 11 based on the information obtained in the above (1) and (2), that is, the correspondence and the calculated heat quantity. The difference or rate from the temperature rise due to heat generation is calculated and output as the temperature rise due to shear heat generation. This can be recorded by a printer or displayed on a display.
[0022]
FIG. 3 shows an example of the relationship between the actual temperature rise of the heating cylinder 10 (including the rise due to shearing heat generation) and the heat generation amount of the heater 11. Here, the difference or ratio between the heating cylinder temperature at a certain heater heating value shown in FIG. 3 and the heating cylinder temperature at the certain heater heating value shown in FIG. 2 is due to shear heating. Is clear.
[0023]
In this way, it is possible to know the amount of shear heat generation from the above correspondence, and it is also possible to know its transition. This means that the transition of the change in the ratio between the shear heat generation that influences the molten state of the resin and the heat generation of the heater 11 can be known. The transition of the amount of heat generated by shearing is output from the controller 13 as one of quality information of the molded product.
[0024]
(4) On the other hand, the controller 13 controls the energization control unit 14 so as to stabilize these ratios based on the information indicating the ratio between the shear heat generation and the heat generation of the heater 11, that is, adjusts the current flowing through the heater 11. .
[0025]
According to this embodiment, the ratio of the shear heat generation in the temperature rise of the heating cylinder 10 can be understood from the temperature of the heating cylinder 10 and the output of the energization control unit 14 that adjusts the current flowing through the heater 11. Therefore, the transition of the shear heat generation can be known from the output of the controller 13, the transition of the molten state of the resin can be known, and the quality information of the molded product can be output. Of course, the temperature setting conditions of the heater 11 in the above (1) to (3) are the same.
[0026]
The controller 13 can be realized by a control device provided for controlling the injection molding machine main body, or may be provided exclusively for this control device. Further, it goes without saying that the present invention can be applied to any type of injection molding machine of hydraulic type or electric type.
[0027]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the ratio of the resin melting by the heater and the resin melting by the shear heat generation in the heating cylinder can be stabilized, the molten state of the resin can be made uniform, thereby eliminating the variation in the quality of the molded product. be able to. In addition, the transition of shear heat generation can be known as logging data.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration for carrying out a control method according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the amount of heat generated by a heater and the temperature of a heating cylinder when the resin is melted by only the heater without rotating the screw.
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the amount of heat generated by a heater and the temperature of a heating cylinder when the resin is melted by rotating the screw and generating heat by shearing and heating from the heater.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Heating cylinder 11 Heater 12 Temperature sensor 13 Controller 14 Current supply control part

Claims

An injection molding machine comprising a controller in which a heater is disposed around the heating cylinder, a temperature sensor is installed, and energization of the heater is controlled via energization control means in response to a detection signal from the temperature sensor In
In a state in which the heating cylinder is filled with resin and the screw is not rotated, the correspondence between the amount of heat generated by the heater and the temperature of the heating cylinder is measured in advance,
Wherein the controller calculates the amount of heat generated by said heater based on said energization control the current and time given to the heater by the means in the real molding, on the basis of the said calculated as correspondence heat and wherein the calculated temperature rise due to heat generation of the heater is calculated and outputs the difference or ratio between the temperature rise due to heat generation of the the detected heating cylinder temperature heater in actual molding as a temperature rise caused by shearing heat generation Control method for injection molding machine.

2. The control method for an injection molding machine according to claim 1, wherein the controller further controls the energization control means using the output difference or ratio so that a ratio between heat generation by the heater and shear heat generation is stabilized. A method for controlling an injection molding machine.

3. The method of controlling an injection molding machine according to claim 2, wherein the energization control means is a solid state relay.

The injection molding machine control method according to any one of claims 1 to 3, wherein the calculated difference or ratio is recorded or displayed as quality information of a molded product.