JP3795005B2

JP3795005B2 - 射出成形機、射出成形方法及び射出成形機の制御装置

Info

Publication number: JP3795005B2
Application number: JP2002323355A
Authority: JP
Inventors: 浩司久保田; 博乙松下; 英紀浅野
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Plastic Techonologies Co Ltd
Current assignee: U MHI Platech Co Ltd
Priority date: 2002-11-07
Filing date: 2002-11-07
Publication date: 2006-07-12
Anticipated expiration: 2022-11-07
Also published as: JP2004155071A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、形状やサイズの異なった複数のキャビティを有する金型を用い、キャビティを選択して成形する射出成形方法及び射出と保圧の制御表示に関する。また、その射出成形をキャビティ毎に個別に行う射出成形方法と、個別及びキャビティ全部を同時に表示できるようにした射出成形機の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形機の金型に、形状やサイズの異なった複数のキャビティを有するときに、溶融樹脂圧による型開力を低減し、射出成形による製品取数を増やす方法として例えば特許文献１（特開平５−３０９７０４号公報）に開示された射出成形方法がある。この射出成形方法は、複数のキャビティを有し、各キャビティ毎に樹脂通路を開閉できるゲートが設けられている金型に１つの射出シリンダから射出成形するとき、第１のキャビティに樹脂を射出し、適当な時間保圧した後、第１のキャビティのゲートを閉じると同時に、第２のキャビティのゲートを開いて樹脂を射出し同様に適当な時間保圧、ゲート閉の後、さらに次のキャビティへの射出工程へ移行するようにした射出成形方法である。
【０００３】
また、特許文献２（特開平７−４０３９３号公報）で開示された射出成形方法は、１回の成形中に射出、保圧を複数回行い、成形金型に設けたランナ開閉装置により、キャビティ別に樹脂を充填するタイミングを制御し、異なる形状のキャビティには同時に充填せず、時間をずらして充填することにより、各キャビティに充填する樹脂量を安定させる方法で、充填する順番を必要冷却時間によって決定することにより、効率的な成形効果を狙いとしている。
【０００４】
通常、射出成形機は射出成形サイクルにおける設定値と実測値を表示パネルに表示し、成形状態を確認できるようになっている。この確認項目は、例えば、特許文献３（特許第３２４８６２０号公報）に開示されているように、スクリュ位置、射出成形サイクル時間、クッション位置、樹脂充填時間、樹脂圧、保圧時間等である。表示は数値表示、グラフィック表示、あるいは表形式表示等でなされ、これらの表示は一括、又は、表示パネルの大きさに応じて、分割し画面を変換して表示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−３０９７０４号公報
【特許文献２】
特開平７−４０３９３号公報
【特許文献３】
特許第３２４８６２０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
形状やサイズの異なった複数のキャビティ内に溶融樹脂を満遍なく充填するための従来の射出成形方法において、特開平５−３０９７０４号に開示された射出成形方法も、また、特開平７−４０３９３号で開示された方法も、各キャビティに個別に順番に射出充填して保圧し、各キャビティの個別の工程に従い射出スクリュを前進停止の位置と速度の制御を行ない、キャビティ毎の充填完了位置から保圧時間制御するようにしているが、そのとき、充填完了位置において射出スクリュは殆ど動かず一定位置であることを前提にしている。しかし、保圧完了時のスクリュ位置は、金型温度の変化、樹脂温度の変動、溶融樹脂の密度変化や、チェックリングの閉鎖時間のバラツキ等による溶融樹脂の洩れによって変動するので、次の射出のスタートまでにスクリュの位置が変わり、次の第２、第３の充填完了位置がずれ、充填樹脂量が変わってしまって、成形品の重量バラツキ、形状不良の原因となる。
【０００７】
マルチキャビティの成形品の不良率がキャビティによって異なると、成形品のセットの完成個数が合わなくなる。このようなときは、足りない部分のみ成形したいが、従来行われているように、全射出成形サイクルにより全部分を成形すると、余分なものも同時に成形され、余った成形品は、粉砕してリサイクルへ回す等の手間が掛かった。マルチキャビティの成形品の１部が補用品として要求される場合にも同様の問題が生じる。
【０００８】
射出成形サイクルにおける設定値と実測値の表示について、従来は表示パネルに一括、又は、表示パネルの大きさに応じて、分割し画面を換えて表示しているが、マルチキャビティの場合は、成形を順次組み合わせた状態での成形条件の設定値を数値表示し、実測値をグラフィック表示することができるが、最初のキャビティ成形から次のキャビティに切り替わるスクリュ位置が毎ショット変わるため、設定値と実測値の関連を監視できない問題があった。またキャビティ毎に設定値と実測値を比較するにしても、キャビティ毎に画面を切り換える必要があり、キャビティ間の制御を関連させたいときは、総合的な一括画面も必要になる。
【０００９】
本発明は、形状サイズの異なった複数のキャビティを有する金型を用いた射出成形方法において、各キャビテイにおける充填から保圧までを予め設定した射出スクリュの速度と射出圧力で成形を行うとき、射出開始時のスクリュ位置補正を行うことにより、重量、寸法、形状が安定した成形品を得られると同時に、複数のキャビティの中から任意のキャビティを選択して、任意の成形品だけを得るようにする射出成形方法と、このキャビティ選択が容易に実施できるように監視する制御表示パネルを提供することを課題としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
以上の問題点に対して本発明は、以下の各項を特徴とする手段により課題の解決を図る。
（１）複数のキャビティと該キャビティへ通じる各々の溶融樹脂通路を開閉する開閉手段を有する金型と、射出スクリュと射出シリンダを有し溶融樹脂を前記金型へ射出充填・保圧する射出装置と、前記開閉手段の開閉と前記射出装置による前記金型への射出充填・保圧作動を制御する制御装置を備える射出成形機において、前記制御装置は、一つのキャビティへの射出充填・保圧後に該キャビティに通じる溶融樹脂通路を閉じ、前記射出シリンダと該射出シリンダに通じる前記樹脂通路の樹脂圧を抜き、その樹脂圧を抜いた後の射出スクリュ停止位置を射出工程開始起点として次のキャビティへの射出充填・保圧を行うように制御することを特徴とする射出成形機。
（２）前記複数のキャビティの内、溶融樹脂が射出充填されるキャビテイを選択する選択手段を備えた上記（１）に記載の射出成形機。
（３）操作表示パネルを備え、該操作表示パネルには、射出充填・保圧の条件設定画面が、選択手段で選択されたキャビティ毎に切り換え表示される上記（１）に記載の射出成形機。
（４）前記条件設定画面には、射出充填する工程においては、分割された射出スクリュ位置に対する射出スクリュの速度設定値及び射出圧力設定値が、また保圧する工程においては、分割された時間に対する射出圧力設定値が、数値表示及び／又はグラフ表示される上記（３）に記載の射出成形機。
（５）前記操作表示パネルには、同一の画面に、前記複数のキャビティの全てについて、射出充填する工程の射出速度と射出圧力の各々の設定値と実測値を重ねたグラフ及び保圧する工程の射出圧力と射出速度の各々の設定値と実測値を重ねたグラフが、各キャビティ毎に独立して表示される上記（３）に記載の射出成形機。
（６）形状やサイズの異なった複数のキャビティを有し、射出シリンダの射出ノズルに通じる樹脂通路から各キャビティへ通じる分岐樹脂通路をそれぞれ個別に開閉する樹脂ゲート手段を有する金型を用い、一つのキャビティの樹脂ゲート手段を開いて前記樹脂通路から溶融樹脂を予め設定された成形条件で射出充填し、設定時間保圧した後に当該樹脂ゲートを閉じ、次のキャビティの樹脂ゲート手段を開いて樹脂を射出充填、保圧、樹脂ゲートを閉じ、それ以降のキャビティに対しても同様の工程を繰り返して複数の成形品を成形する射出成形方法において、複数のキャビティの中から樹脂を充填して成形するキャビティを選択し、選択された各キャビティの充填量に相当する射出スクリュのストロークを算出し、その各キャビティの算出ストロークを加算し、計量スクリュストロークを前記加算値以上に設定してそのストロークまで可塑化し、選択した最初のキャビティの樹脂ゲートを開き、該キャビティの個別の設定条件に基づいて射出速度と射出圧力を制御し、射出充填保圧が完了した後、当該樹脂ゲート手段を閉じ、射出シリンダ先端とこれに通じる樹脂通路の樹脂圧を抜いた後の射出スクリュ停止位置を次のキャビティの射出工程開始起点として、次のキャビティの設定条件に基づく射出充填、保圧、ゲート閉、樹脂圧抜き動作を行い、それ以降のキャビティも同様に、樹脂圧抜、射出スクリュ停止位置を射出工程開始起点として、射出充填、保圧、ゲート閉、樹脂圧抜きを繰り返して、段階的に全キャビティ、又は、選択したキャビティに射出成形を行うようにした射出成形方法。
【００１１】
（７）上記（６）の射出成形方法において、前記複数のキャビティの内、樹脂を充填後の保圧冷却時間が長いキャビティから順に射出成形を行う射出成形方法。
（８）形状やサイズの異なった複数のキャビティを有し、射出シリンダの射出ノズルに通じる樹脂通路から各キャビティへ通じる分岐樹脂通路をそれぞれ個別に開閉する樹脂ゲート手段を有する金型を備え、一つのキャビティの樹脂ゲート手段を開いて前記樹脂通路から溶融樹脂を予め設定された条件で射出充填し、設定時間保圧した後に当該樹脂ゲートを閉じ、次のキャビティの樹脂ゲート手段を開いて樹脂を射出充填、保圧、樹脂ゲートを閉じ、それ以降のキャビティに対しても同様の工程を繰り返して複数の成形品を成形するように制御する射出成形機の制御装置において、
複数のキャビティの中から成形を実施するキャビティを選択する選択スイッチと、該スイッチにより選択されたキャビティ毎に切り換えられる画面に該キャビティに対する射出速度と射出圧力の設定値を数値表示する操作表示パネルと、選択された各キャビティの充填量に相当する射出スクリュのストロークを加算し、該加算値以上になるように可塑化ストロークを算出する可塑化計量ストローク算出回路と、前記キャビティ選択スイッチで選択したキャビティの樹脂ゲートに開を指令し、該キャビティへの個別の射出速度と射出圧力の設定値になるように射出速度と射出圧力を制御し、一つのキャビティへの射出充填保圧後、当該樹脂ゲート手段の閉を指令し、射出スクリュ駆動手段に樹脂通路の樹脂圧の圧抜き動作を指令し、そのときの射出スクリュ停止位置を次のキャビティの射出工程開始起点として、次のキャビティの射出を指令し、該キャビティの個別の設定条件に基づく射出充填、保圧、ゲート閉、樹脂圧抜き動作を指示し、それ以降のキャビティに対しても同様の樹脂圧抜後の射出スクリュ停止位置を射出工程開始起点として、射出充填、保圧、ゲート閉、樹脂圧抜きの指示を繰り返して、段階的に全キャビティ、又は、選択したキャビティに射出成形を行う、上記（６）の射出成形方法により射出成形制御する制御回路とにより構成された射出成形機の制御装置。
【００１２】
（９）上記（８）の射出成形機の制御装置において、
表示パネルに表示される射出充填、保圧工程の設定画面は、選択されたキャビティ毎に切り換えられ、射出工程は、分割された射出スクリュ位置に対する射出スクリュの速度と射出圧力の設定値を、保圧工程は、分割された時間に対する射出圧力の設定値を右側面に数値表示し、左側面には射出工程はスクリュ位置を横軸に速度と射出圧力の設定値をグラフィック表示、保圧工程は時間を横軸にして射出圧力の設定値をグラフィック表示し、スクリュ射出開始位置は当該キャビティの樹脂容量に見合うスクリュ移動距離を数値表示し、０点において当該キャビティに対する射出保圧工程が終了するように位置表示するものとし、一つのキャビティから次のキャビティへ画面が替わるとき、前回の射出と保圧が終わって樹脂を脱圧した時点のスクリュ停止位置を射出工程開始起点として横軸のスクリュ位置が設定されるようにして、選択されたキャビティへの射出開始時の射出スクリュ位置の数値を変えないようにした射出成形機の制御表示パネル。
【００１３】
（１０）上記（９）の射出成形機の制御装置において、同一画面に全キャビティに対する条件の設定数値表示、或いは、全キャビティに対する射出時の射出速度、射出速度の設定値に重ねて実測値を、保圧時の射出圧力、射出速度の設定値に重ねて実測値をグラフ表示することができるようにして、全部のキャビティの射出充填、保圧工程の射出スクリュ速度と射出圧力の条件設定値に対する実測値を同時に監視できる射出成形機の制御装置。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、射出スクリュの前後進の直線駆動に電動式ボールねじ装置を使用した射出ユニットと、マルチキャビティを有し各キャビティへ通じる樹脂通路に樹脂ゲートが設置された金型を組み込んだ型締装置を有する射出成形機を用いて説明する。
図１は実施の形態に係わる射出成形方法が利用可能な複数のキャビティを有する金型と射出ユニットの制御系統を示す模式図、図２は図１の金型と射出ユニットの制御系統によって射出成形するときの工程順ブロック図、図３は図１の金型と射出ユニットの制御系統によって射出成形するときの、各キャビティへの充填保圧時のそれぞれのストロークを示すブロック図、図４は図１の制御装置の構成を示すブロック図、図５は図４に示す表示パネルの表示例（成形条件設定）、図６は図４に示す表示パネルの他の表示例（１次〜４次成形条件設定値と実測値を重ねたグラフィック表示例）である。
【００１５】
図１の射出成形機１の構成において、
射出ユニットは射出シリンダ３と、射出シリンダ３に内嵌する射出スクリュ２と、射出スクリュ２を回転するモータ４と、射出シリンダ３と一体に構成された固定フレーム１２と、図示略の基台の上を、射出シリンダ３の軸方向に移動可能な移動フレーム１４とで構成される。固定フレーム１２の両側にボールねじナット１６、１６が固設され、移動フレーム１４には、射出スクリュ２を回転駆動するモータ４と、射出スクリュ２の軸に対して対称にボールねじ軸１５、１５が回転可能に軸方向を拘束して取り付けられ、また、このボールねじ軸１５を回転駆動するサーボモータ１７、１７が備えられている。移動フレーム１４とサーボモータ１７に挟まれてボールねじ軸１５の負荷力を検出するロードセンサ４７が設置されている。モータ４及びサーボモータ１７、１７は制御装置３５により制御される。
【００１６】
固定金型７は射出成形機１に図示略の固定型盤と支持盤９を介して固定されている。図示略の型締機構により、固定金型７が可動金型８と結合したとき、溶融樹脂を受け入れる複数の金型キャビティ１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃを形成する（図１では、キャビティ３個を示しているが、例えばキャビティＤ、キャビティＥ…等が同時に設けられてもよい）。可動金型８は成形品取り出しのとき固定金型７から離れる方向に大きく移動可能である。固定金型７にはホットランナ１０が取り付けられ、ホットランナ１０には各キャビティ１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃへ溶融樹脂を供給する樹脂通路が設けられ、樹脂を溶融状態に保持するために常時加温されている。ホットランナ１０の各キャビティ１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃへの入り口１０ａ、１０ｂ、１０ｃは円錐形状に絞られて、プランジャー形状の樹脂ゲートバルブ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃのバルブ受け座となっている。
【００１７】
樹脂ゲートバルブ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃは、ホットランナ１０を突き通して支持盤９に設けられた３組の油圧シリンダ９ａ、９ａ、９ａに結合されている。制御装置３５は、内蔵する制御回路３４によって、射出工程の各キャビティ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃのタイミング順に従って３組の図示せぬ油圧切換バルブを設置する油圧圧切換弁２６に開閉作動の信号を送り、樹脂ゲートバルブ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃを開閉する油圧シリンダ９ａに個別に圧油を送る。
【００１８】
制御装置の構成と制御機能について説明する。図４において、操作表示パネル３３には、複数のキャビティ１１の中から成形を実施するキャビティを選択するキャビティ選択スイッチ４２が設けられる。同スイッチ４２は図５に示す画面の上部に設けられ、パネルの記述枠をタッチすることにより、１次射出、２次射出、３次射出…ｎ次射出が選択できるもので、タッチされた次元の射出に対応するキャビテイが選択され、選択されたキャビテイへの射出速度と射出圧力の設定値が画面に数値表示される。例えば、１次射出４２Ａが選択されたとき（対応するキャビテイはキャビテイ１１Ａである）、１次射出４２Ａのタッチボタンは明色に変わり、キャビテイ１１Ａに射出充填するときの射出速度と射出圧力の設定値が画面に数値表示される。２次射出４２Ｂがタッチされると、１次射出４２Ａのタッチボタンは暗色になり、２次射出４２Ｂのタッチボタンが明色に変わり、設定画面にキャビテイ１１Ｂに射出充填するときの射出速度と射出圧力の設定値に変更して数値表示される。
【００１９】
また、１〜ｎ次射出のタッチボタンの隣の有効、無効のタッチボタンは押す度に有効、無効が交番に現れ、実成形工程において、有効と表示されたキャビテイのみが選択され実行される。
制御回路３４から射出の指令が出されたとき、１次射出から射出工程が始まり、数字の順に成形が行われる。
【００２０】
画面に表示される射出速度Ｖ１は、射出スクリュが移動するときの距離を適当に分割し、その分割位置Ｌ１毎に射出速度Ｖ１の設定と射出制限圧力ＰＨの圧設定をしている。保圧工程の射出圧力は保圧時間ＴＢを適当に分割しその分割時間毎に圧力ＰＬを設定している。
図５の例で説明すると、この画面の射出において、射出スクリュの移動距離は１２０ｍｍ、これを６分割しそれぞれのスクリュ位置の射出速度を枠内に数値表示をしてあり、この枠内の数値は枠をタッチすることにより、変更可能に明色になり、テンキー４１より新しい設定値を数値入力し、テンキー４１のエントリーキーを押すことにより決定され、設定値が表示され、暗色に変更する。スクリュの移動位置に対する射出制限圧力ＰＨを設定したいときは同様の手順で射出制限圧力ＰＨの枠内の数値の設定変更を行うことができる。図５の保圧工程の圧力ＰＬは保圧時間ＴＢを３分割し、圧力ＰＬと保圧継続時間ＴＢを枠内に数値表示し、この枠をタッチして数値変更可能にし、テンキー４１より新しい設定値を数値入力し、テンキー４１のエントリーキーにより、決定される。上記の射出スクリュ位置の区分番号は、作業側から見たときの射出スクリュの進行方向に合わせて右から左に数字が付けられ、スクリュの移動起点はスクリュ移動距離１２０ｍｍ、終点は０ｍｍとなっている。保圧工程の保圧時間ＴＢの進行方向も射出速度に合わせて右から左に時間が進められている。
【００２１】
図５の左側の画面には、射出速度設定値と射出制限圧力設定値及び保圧設定値をグラフィック表示し、射出速度設定値と射出制限圧力設定値にサーボモータ１７の回転速度から算出したスクリュ位置に対する射出速度と射出圧力の実測値を、保圧設定値に時間経過に対する射出圧力実測値を設定値グラフと違う色で重ねて表示してある。このグラフィック図においてもスクリュ位置、時間は右から左方向に進むように表示してある。
図６は操作表示パネル３３の画面において、複数のキャビテイに対する射出速度設定値と射出制限圧力設定値及び射出圧力設定値のグラフィック表示を同一面に表示したものであり、この画像においては、キャビテイ選択時に４次射出を無効としたため、このキャビテイに対して射出充填が行われず、実測値が記入されていない例を示してある。
【００２２】
図４において、３６は選択された各キャビティの充填量に相当する射出スクリュ２のストロークを加算し、該加算値以上になるように可塑化ストロークを算出する可塑化計量ストローク算出回路である。制御回路３４は、キャビティ選択スイッチ４２で選択した最初のキャビティ１１Ａの樹脂ゲート１３Ａに開を指令し、キャビティ１１Ａへの１次射出の画面に表示された射出速度になるようにサーボモータ１７の回転数をフィードバック制御し、ロードセンサ４７の圧力信号が射出圧力設定値になるようにサーボモータ１７のトルク（電流）を制御する。キャビティ１１Ａへの射出充填保圧後、制御回路３４は、樹脂ゲート１３Ａの閉を指令し、射出スクリュ駆動サーボモータ１７に樹脂通路の樹脂圧の圧抜きを指令し、そのときの射出スクリュ停止位置を次のキャビティ１１Ｂの射出工程開始起点として、キャビティ１１Ｂの射出を指令し、キャビティ１１Ｂの設定条件に基づく射出充填、保圧制御をし、ゲート閉、樹脂圧抜き動作を指示し、それ以降のキャビティに対しても同様の樹脂圧抜後の射出スクリュ停止位置を射出工程開始起点として、射出充填、保圧制御、ゲート閉、樹脂圧抜き動作の指令を繰り返して、段階的に全キャビティ、又は、選択したキャビティに射出成形制御を行う。
【００２３】
射出成形機１によって射出成形するときの工程を、図２の工程ブロック図によって説明する。
図２の横軸は時間軸である。最上段は射出ユニットの射出シリンダ３、射出スクリュ２による溶融樹脂の射出工程を示し、その下段にはキャビティ１１Ａの射出充填と樹脂圧力の保持、冷却をブロックで示し、その下にキャビティ１１Ａのゲートバルブ１３Ａ開閉のタイミングを示している。キャビティ１１Ａの作動形態の下側に、キャビティ１１Ｂの射出充填と樹脂圧力の保持、冷却をブロック図で示し、これに並行してキャビティ１１Ｂのゲートバルブ１３Ｂ開閉のタイミングを示す。キャビティ１１Ｂの作動形態の下側に、キャビティ１１Ｃの射出充填と樹脂圧力の保持、冷却をブロック図で示し、これに並行してキャビティ１１Ｃのゲートバルブ１３Ｃ開閉のタイミングを示す。又、その下には前記の各工程に合わせた射出スクリュのストローク位置を示している。Ｓは全ストロークを示す。射出工程は、射出ユニットのボールねじ軸１５、１５の回転速度と回転トルクによる各キャビテイへの個別の溶融樹脂の射出充填と樹脂圧保持の後、ボールねじ軸１５、１５の回転を戻して樹脂圧を降圧し、射出スクリュ２を回転しながら後退させて樹脂の溶融可塑化を行い、その間に型締装置は、圧力保持冷却の工程中は型締めを継続し、全てのキャビティ内樹脂の降圧の工程が終了し、成形品の冷却固化後に降圧、型開、成形品取出が行われ、射出工程の１サイクルが完了する。その後再び、型締が行われた後に次の射出充填が始まる。
【００２４】
射出成形するときの、各キャビティへの充填保圧時のそれぞれのストロークを示す図３のブロック図において、ＰＡの位置からサーボモータ１７の回転が始まって射出スクリュ２は設定された速度で制御され、キャビテイ１１Ａの射出保圧が開始し、保圧がタイムアップしたときに停止したときのストロークをｌＡとし、ゲートバルブ１３Ａを閉じ、サーボモータ１７、１７の電流を切ってトルクをゼロに脱力して射出シリンダ３先端の樹脂圧を圧抜きし、射出スクリュ２がｍＡ戻った位置で、サーボモータ１７、１７を保持制御してスクリュ２を停止させ、この射出スクリュ２の停止位置ＰＢをキャビティ１１Ｂへの射出開始位置にリセットし、このリセットした位置をキャビティ１１Ｂに対する射出スクリュ２の射出開始位置とする。その後、キャビティ１１Ｂへの設定条件に基づく射出充填、保圧、ゲート閉動作を行う。それ以降の他のキャビティ１１も同様に、射出開始位置リセット、射出充填、保圧、ゲート閉を繰り返して全キャビティでの段階的な射出充填、保圧を行った後、冷却をする。このように、キャビティが代わる度に射出スクリュ２の射出開始位置をリセットするようにしているので、成形品の重量バラツキ、形状不良等を生じることが無くなる。また、ボールねじ装置を電動駆動する機構は、油圧作動に見られる移動速度が早いときに予定停止位置をオーバーするような事が無く、より正確で精密な位置と速度制御が可能である。
【００２５】
各キャビテイに充填される樹脂量、形状はそれぞれ違っており、従って、各キャビテイに対する射出保圧の条件も異なってくるので、スクリュ２の設定速度、設定射出圧力も別個のものとなる場合がある。また、樹脂圧抜き時のスクリュ２の後退距離は、射出シリンダ３に溜まっている樹脂量、その時の金型（ホットランナ１０）の温度により変わるので一定になることはない。
【００２６】
従来の複数のキャビティを設けた金型へ多段射出する射出成形機の場合は、各キャビティに順番に射出充填して保圧し、各キャビティの個別の工程に従って、射出スクリュを前進停止の位置と速度が決められ、その位置と速度をキープする制御を行ない、キャビティ毎の充填完了位置から保圧時間制御するようにしているが、保圧完了時のスクリュ位置は、金型温度の変化、樹脂温度の変動、溶融樹脂の密度変化や、チェックリングの閉鎖時間のバラツキ等による溶融樹脂の洩れによって変動するので、次の射出のスタートまでにスクリュの位置が変わり、次の第２の充填完了位置までの樹脂量が変わってしまって、成形品の重量バラツキ、形状不良の原因となる。
【００２７】
キャビティの射出順を変えるとき、又は、任意のキャビティに射出しない場合でも、樹脂ゲート開閉の順を変更、又は、開閉を止めて、２番目以降の射出開始位置をリセットすることにより、容易に多段の射出保圧が可能であり、且つ、品質の良い成形品が得られる。
また、キャビティ１１Ａがキャビティ１１Ｂより大型で、キャビティ１１Ｃはキャビティ１１Ｂよりも小型であるとき、溶融樹脂の射出充填、保圧、冷却の時間は、キャビティ１１Ｃが最も短く、キャビティ１１Ｂはその次ぎに短く、キャビティ１１Ａが最も長くなり、各キャビティ内の樹脂の冷却工程は、次のキャビティの射出充填、保圧工程中に行われるので、図２のように、最も冷却の時間が短いキャビティＣを最後の工程とすれば、全体の射出工程１サイクルの時間を最短とすることができる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の射出成形方法によれば、形状やサイズの異なった複数のキャビティを有する金型を用いて複数の成形品を成形するときに、複数のキャビティの中から樹脂を充填して成形するキャビティを選択し、金型の各キャビティ毎に設けられている樹脂ゲートを用い、まず第１のキャビティの樹脂ゲートを開き、キャビティの個別の設定値に基づいて射出速度と射出圧力を制御し、射出充填保圧が完了した後、当該樹脂ゲート手段を閉じ、射出シリンダ先端とこれに通じる樹脂通路の樹脂圧を抜いた後の射出スクリュ停止位置を次のキャビティの射出工程開始起点として、第２のキャビティの設定値に基づいた射出速度と保圧を制御し、ゲート閉を行い、それ以降の他のキャビティも同様に、樹脂圧を抜いた後の射出スクリュ停止位置を次のキャビティの射出開始位置として、射出充填、保圧、ゲート閉を繰り返して全キャビティでの段階的な設定値に基づく射出充填、保圧制御を行うようにしたので、各キャビティ毎の充填量が安定し、成形品の重量寸法形状が安定する。また、キャビティの射出順を変えるとき、又は、任意のキャビティに射出しない場合でも、樹脂ゲート開閉の順を変更、又は開閉を止め、射出スクリュ停止位置を２番目以降の射出開始位置とすることにより、容易に多段の射出保圧が可能であり、且つ、品質の良い成形品が得られる。
【００２９】
操作表示パネルの射出選択スイッチにより、必要なキャビティを選択し、そのキャビテイへ射出保圧成形のみを有効とすれば、選択したキャビテイの条件を組み合わせて成形するので、条件を標準化でき、また、各キャビティ成形において、設定値と実測値とを併記することにより、キャビテイ毎の違いを見ながら成形条件を最適化することができる。
マルチキャビティの成形品の不良率がキャビティによって異なると、成形品のセットの完成個数が合わなくなるが、従来行われているように、全射出成形サイクルにより全部分を成形すると、余分なものも同時に成形され、余った成形品は、粉砕してリサイクルへ回す等の手間がかかる。また、マルチキャビティの成形品の１部が補用品として要求される場合にも同様の問題が生じるが、本発明のように、射出選択スイッチにより、必要なキャビティを選択して射出充填すれば、この問題は簡単に解決できる。
また、上記の射出成形方法において、複数のキャビティの内、樹脂を充填後、保圧冷却時間が長いキャビティから順に射出成形を行うので、全体の射出工程１サイクルの時間を最短とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わる射出成形方法が利用可能な複数のキャビティを有する金型と射出ユニットの制御系統を示す模式図である。
【図２】図１の金型と射出ユニットの制御系統によって射出成形するときの工程順ブロック図である。
【図３】図１の金型と射出ユニットの制御系統によって射出成形するときの、各キャビティへの充填保圧時のそれぞれのストロークを示すブロック図である。
【図４】図１の制御装置の構成を示すブロック図である。
【図５】図４に示す表示パネルの表示例（成形条件設定）である。
【図６】図４に示す表示パネルの他の表示例（１次〜４次成形条件設定値と実測値を重ねたグラフィック表示例）である。
【符号の説明】
１…射出成形機
２…射出スクリュ
３…射出シリンダ
７…固定金型
８…可動金型
９…支持盤
９ａ…油圧シリンダ
１０…ホットランナ
１１Ａ…キャビティＡ
１１Ｂ…キャビティＢ
１１Ｃ…キャビティＣ
１２…固定フレーム
１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ…樹脂ゲートバルブ
１４…移動フレーム
１５…ボールねじ軸
１６…ボールねじナット
１７…サーボモータ
２６…切換バルブ
３３…操作表示パネル
３４…制御回路
３５…制御装置
４２…キャビティ選択スイッチ
４７…射出スクリュロードセンサ

Claims

複数のキャビティと該キャビティへ通じる各々の溶融樹脂通路を開閉する開閉手段を有する金型と、射出スクリュと射出シリンダを有し溶融樹脂を前記金型へ射出充填・保圧する射出装置と、前記開閉手段の開閉と前記射出装置による前記金型への射出充填・保圧作動を制御する制御装置を備える射出成形機において、前記制御装置は、一つのキャビティへの射出充填・保圧後に該キャビティに通じる溶融樹脂通路を閉じ、前記射出シリンダと該射出シリンダに通じる前記樹脂通路の樹脂圧を抜き、その樹脂圧を抜いた後の射出スクリュ停止位置を射出工程開始起点として次のキャビティへの射出充填・保圧を行うように制御することを特徴とする射出成形機。
前記複数のキャビティの内、溶融樹脂が射出充填されるキャビテイを選択する選択手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の射出成形機。
操作表示パネルを備え、該操作表示パネルには、射出充填・保圧の条件設定画面が、選択手段で選択されたキャビティ毎に切り換え表示されることを特徴とする請求項１に記載の射出成形機。
前記条件設定画面には、射出充填する工程においては、分割された射出スクリュ位置に対する射出スクリュの速度設定値及び射出圧力設定値が、また保圧する工程においては、分割された時間に対する射出圧力設定値が、数値表示及び／又はグラフ表示されることを特徴とする請求項３に記載の射出成形機。
前記操作表示パネルには、同一の画面に、前記複数のキャビティの全てについて、射出充填する工程の射出速度と射出圧力の各々の設定値と実測値を重ねたグラフ及び保圧する工程の射出圧力と射出速度の各々の設定値と実測値を重ねたグラフが、各キャビティ毎に独立して表示されることを特徴とする請求項３に記載の射出成形機。
形状やサイズの異なった複数のキャビティを有し、射出シリンダの射出ノズルに通じる樹脂通路から各キャビティへ通じる分岐樹脂通路をそれぞれ個別に開閉する樹脂ゲート手段を有する金型を用い、一つのキャビティの樹脂ゲート手段を開いて前記樹脂通路から溶融樹脂を予め設定された成形条件で射出充填し、設定時間保圧した後に当該樹脂ゲートを閉じ、次のキャビティの樹脂ゲート手段を開いて樹脂を射出充填、保圧、樹脂ゲートを閉じ、それ以降のキャビティに対しても同様の工程を繰り返して複数の成形品を成形する射出成形方法において、
複数のキャビティの中から樹脂を充填して成形するキャビティを選択し、選択された各キャビティの充填量に相当する射出スクリュのストロークを算出し、その各キャビティの算出ストロークを加算し、計量スクリュストロークを前記加算値以上に設定してそのストロークまで可塑化し、選択した最初のキャビティの樹脂ゲートを開き、該キャビティの個別の設定条件に基づいて樹脂の射出速度と保圧を制御し、射出充填保圧が完了した後、当該樹脂ゲート手段を閉じ、射出シリンダ先端とこれに通じる樹脂通路の樹脂圧を抜いた後の射出スクリュ停止位置を次のキャビティの射出工程開始起点として、次のキャビティの設定条件に基づく射出充填、保圧、ゲート閉、樹脂圧抜き動作を行い、それ以降のキャビティも同様に、樹脂圧抜、射出スクリュ停止位置を射出工程開始起点として、射出充填、保圧、ゲート閉、樹脂圧抜きを繰り返して、段階的に全キャビティ、又は、選択したキャビティに射出成形を行うようにしたことを特徴とする射出成形方法。
請求項６に記載する射出成形方法において、前記複数のキャビティの内、樹脂を充填後の保圧冷却時間が長いキャビティから順に射出成形を行うことを特徴とする射出成形方法。
形状やサイズの異なった複数のキャビティを有し、射出シリンダの射出ノズルに通じる樹脂通路から各キャビティへ通じる分岐樹脂通路をそれぞれ個別に開閉する樹脂ゲート手段を有する金型を備え、一つのキャビティの樹脂ゲート手段を開いて前記樹脂通路から溶融樹脂を予め設定された条件で射出充填し、設定時間保圧した後に当該樹脂ゲートを閉じ、次のキャビティの樹脂ゲート手段を開いて樹脂を射出充填、保圧、樹脂ゲートを閉じ、それ以降のキャビティに対しても同様の工程を繰り返して複数の成形品を成形するように制御する射出成形機の制御装置において、
複数のキャビティの中から成形を実施するキャビティを選択する選択スイッチと、該スイッチにより選択されたキャビティ毎に切り換えられる画面に該キャビティに対する射出速度と射出圧力の設定値を数値表示する操作表示パネルと、選択された各キャビティの充填量に相当する射出スクリュのストロークを加算し、該加算値以上になるように可塑化ストロークを算出する可塑化計量ストローク算出回路と、前記キャビティ選択スイッチで選択したキャビティの樹脂ゲートに開を指令し、該キャビティへの個別の射出速度と射出圧力の設定値になるように射出速度と射出圧力を制御し、一つのキャビティへの射出充填保圧後、当該樹脂ゲート手段の閉を指令し、射出スクリュ駆動手段に樹脂通路の樹脂圧の圧抜き動作を指令し、そのときの射出スクリュ停止位置を次のキャビティの射出工程開始起点として、次のキャビティの射出を指令し、該キャビティの個別の設定条件に基づく射出充填、保圧、ゲート閉、樹脂圧抜き動作を指示し、それ以降のキャビティに対しても同様の樹脂圧抜後の射出スクリュ停止位置を射出工程開始起点として、射出充填、保圧、ゲート閉、樹脂圧抜きの指示を繰り返して、段階的に全キャビティ、又は、選択したキャビティに射出成形を行う、請求項６の射出成形方法により射出成形制御する制御回路とにより構成されたことを特徴とする射出成形機の制御装置。
請求項８に記載する射出成形機の制御装置において、操作表示パネルに表示される射出充填、保圧工程の設定画面は、選択されたキャビティ毎に切り換えられ、射出工程は、分割された射出スクリュ位置に対する射出スクリュの速度と射出圧力の設定値を、保圧工程は、分割された時間に対する射出圧力の設定値を右側面に数値表示し、左側面には射出工程はスクリュ位置を横軸に速度と射出圧力の設定値をグラフィック表示、保圧工程は時間を横軸にして射出圧力の設定値をグラフィック表示し、スクリュ射出開始位置は当該キャビティの樹脂容量に見合うスクリュ移動距離を数値表示し、０点において当該キャビティに対する射出保圧工程が終了するように位置表示するものとし、１つのキャビティから次のキャビティへ画面が替わるとき、前回の射出と保圧が終わって樹脂圧を圧抜きした時点のスクリュ停止位置を射出工程開始起点として横軸のスクリュ位置が設定されるようにして、選択されたキャビティへの射出開始時の射出スクリュ位置の数値を変えないようにしたことを特徴とする射出成形機の制御装置。
請求項９に記載する射出成形機の制御装置において、同一画面に全キャビティに対する条件の設定数値表示、或いは、全キャビティに対する射出時の射出速度、樹脂圧の設定値に重ねて実測値を、保圧時の射出圧力、射出速度の設定値に重ねて実測値をグラフ表示することができるようにして、全部のキャビティの射出充填、保圧工程の射出スクリュ速度と樹脂圧の条件設定値に対する実測値を同時に監視できることを特徴とする射出成形機の制御装置。