JP3895476B2 - 型開閉制御方法及びその装置 - Google Patents

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    • B29C45/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C45/766Measuring, controlling or regulating the setting or resetting of moulding conditions, e.g. before starting a cycle

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形において、型締装置により金型の型開閉を行う場合に、型開閉のスタートアップ時から型開閉安定時までの型開閉条件を自動的に設定する型開閉制御方法及びその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
射出成形機は、型閉じされた金型キャビテイ内に溶融樹脂を射出することによって成形を行う。この際、金型は、型締装置により、所定速度及び圧力で制御されて、型開閉される。従来の装置では、型開閉のスタートアップ時から安定時までの各段階において型開閉条件を変更する制御機能がないために、量産運転の必要から、スタートアップ時から型開閉を、いきなり高速及び高圧で行うようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の射出成形機では、型開閉をいきなり高速及び高圧で行うために、以下の問題点がある。
(1)型開閉のスタートアップ時は、金型温度も安定しておらず金型内摺動部が滑らかに摺動しないため、型内構造に多用されるスライドコアのある金型の場合、スライドコア、アンギュラピンの囓り、或いはどの金型にもある固定型と可動型を案内するガイドピン及びブッシュ等が噛り易い状態となり、金型破損等を生じ易い。
(2)射出成形開始時は、金型内エジェクタ機構が滑らかに摺動せず、また金型温度も不安定であり、成形品の離型状態が悪いため、型内に成形品が残り易く、成形品が残ったまま高速及び高圧で型を閉じると、固定型と可動型が滑らかに型閉しないために、型内の微細なピン等の破損を起こし易い。
(3)射出成形機の型締装置自体も、いきなり高速及び高圧で型開閉動作を行うと、機械的機構に負担がかかり損傷につながりやすい。
このため、成形スタートにあたって、型開閉のスタートアップ時には、型締装置の速度及び圧力を、低速及び低圧で動作させる暖気運転から、徐々に、速度及び圧力を増加させていき、高速及び高圧で動作させる通常運転とするのが、射出成形機や金型の保護及び量産運転の観点より望ましい。
【0004】
しかしながら、上述のように、従来の装置では、暖気運転から通常運転とするためには、熟練した作業者が、型開閉のスタートアップ時に低速及び低圧の型開閉条件を設定し、徐々に、速度及び圧力を増加させて、型開閉安定時に、高速及び高圧に条件設定を変更する必要がある。かかる条件を変更するタイミングは、作業者が、金型,成形品等の状態を、経験に基づいて視診、聴診及び触診し、又は実際の金型温度を測定しながら、決定しなければならない。また、型開閉の条件設定は、変更するパラメータが非常に多く、例えば、型閉動作の速度条件だけでも、1段→2段→3段→4段→金型保護と、5箇所について速度を変更しなくてはならず、速度以外にも圧力或いは位置について、各段階において条件を変更する必要がある。更に、型閉動作だけでなく、型開動作、エジェクタ動作についても、同様に条件を変更するパラメータがあるため、成形スタート時に、1箇所毎に、条件を設定するのは、非常に面倒で時間がかかるものとなっている。このため、たとえ、スタートアップ時及び安定時のみの2回の条件変更としても、条件設定のパラメータが非常に多くかつ複雑なことから、時間的にも労力的にも非常に作業者に負担がかかるという問題点がある。更に、条件変更をする際に、射出成形機の運転を停止あるいは半自動運転という1ショット毎に作業者が成形をスタートさせる運転で成形しなくてはならず、全自動運転という作業者がノータッチである運転に比べて、生産性も悪いという問題点もある。
【0005】
このように、作業者にとって、条件変更作業が、非常に負担がかかるものであるため、実際の現場では、射出成形機の型締装置をいきなり高速及び高圧の型開閉条件で運転してしまう場合があり、前述のように、金型や型締装置等を損傷してしまうという問題点がある。
本発明は、かかる不具合を防止するためになされたもので、射出成形において金型の型開閉のスタートアップ時から型開閉安定時までの型開閉条件を自動的に設定する型開閉制御方法及び装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1に記載の射出成形における型開閉制御方法は、金型の型開閉のスタートアップ時から型開閉の安定時までを、少なくとも回以上の所定間隔に分け、前記所定間隔毎の型開閉条件を予め各々設定しておき、型開閉のスタートアップ時から安定時までの型開閉条件を、所定間隔毎に、自動的に、変更させるようにした型開閉制御方法であり、
上記型開閉条件は、型開動作、型閉動作及びエジェクタ動作各々の速度、圧力及び位置であり、1ショット(1成形サイクル)において、複数段階について、各々条件が設定されるようにしたものである。型開閉条件は、スタートアップ時に、低速及び低圧とし、徐々に、安定時に高速及び高圧となるように設定するのが好ましい。なお、型開閉条件のパラメータとしては、型開動作、型閉動作及びエジェクタ動作各々の速度、圧力及び位置等であり、1ショット(1成形サイクル)において、複数段階について、各々条件が設定される。例えば、型閉動作の速度条件では、1段→2段→3段→4段→金型保護と、5箇所の速度が変更される。かかる構成とすることにより、射出成形のスタートアップ時の金型温度が安定していない間は、初期型開閉条件として低速及び低圧の暖気運転を行い、滑らかに型開閉を行える状態となったときに安定型開閉条件に自動的に切りかえるようにしたので、射出成形機の機械的損傷を防止しつつ、かつスタートアップ時に一旦条件設定をすることにより、成形スタート後に、従来のような作業者による設定条件変更作業が不要となり、成形スタートから安定成形まで全自動成形という作業者がノータッチの状態で運転できるため運転の中断あるいは半自動運転をすることなく、生産性が向上する。
【0007】
請求項2記載の型開閉制御方法は、前記所定間隔を、予め設定された型開閉のショット回数により設定するようにしたものである。
ここで、ショット回数とは、射出成形における1サイクルであり、金型の型開閉毎の回数をいう。予め設定するショット回数は、射出成形機の種類、大きさ、又は成形製品により異なる。
なお、所定間隔を、ショット回数により、設定するようにしているが、所定金型温度により、所定間隔を設定するようにしても良い。例えば、スタートアップ時の金型温度から安定時までの金型温度を所定間隔毎に分割し、所定の金型温度となった時点において、型開閉条件を変更するようにしても良い。
また、この他に、スタートアップ時から安定時まで平均時間を出して、均等に分けて所定時間を求めて、その近傍のショット回数に設定するようにしても良い。
【0008】
請求項3記載の型開閉制御装置は、型締装置の型開閉制御を行う型開閉制御装置であって、金型の型開閉のスタートアップ時から型開閉の安定時までを、少なくとも回以上の所定間隔に分けて設定する所定間隔設定器(11)と、所定間隔設定器(11)において設定された各間隔における型開閉条件を各々設定する型開閉条件設定器(9,10)と、実際の型開閉が所定間隔設定器(11)のどの間隔にあるかを判断する所定間隔判断器(12,13)と、前記所定間隔における型開閉条件により、型締装置の型開閉を制御する制御器(8)と、を備えてなり、型開閉のスタートアップ時から安定時までの型開閉条件を、所定間隔毎に、自動的に、変更させるようにした型開閉制御装置であり、
上記型開閉条件は、型開動作、型閉動作及びエジェクタ動作各々の速度、圧力及び位置であり、1ショット(1成形サイクル)において、複数段階について、各々条件が設定されるようにしたものである。型開閉条件設定器(9,10)では、各所定間隔毎に、型開閉条件として、例えば、型閉動作、型開動作、及びエジェクタ動作の速度、圧力及び位置等を各々設定する。これらの型開閉条件は、最初のトライの時に、最適な条件を作業者が経験により、見い出して、その型開閉条件を型開閉条件設定器(9,10)に設定する。
【0009】
請求項4記載の型開閉制御装置は、型締装置の型開閉制御を行う型開閉制御装置であって、金型の型開閉のスタートアップ時の初期型開閉条件を、型開動作、型閉動作及びエジェクタ動作各々の速度、圧力及び位置であり、1ショット(1成形サイクル)において、複数段階について、各々条件が設定されるようにして設定する初期型開閉条件設定器(9)と、型開閉安定時の安定型開閉条件を設定する安定型開閉条件設定器(10)と、前記初期型開閉条件から前記安定型開閉条件に切り換えるまでの型開閉の所定ショット回数を設定するショット回数設定器(11)と、実際の型開閉のショット回数をカウントするショットカウンタ(12)と、ショット回数設定器(11)に予め設定されたショット回数とショットカウンタで実際にカウントされた回数を比較する比較器(13)と、比較器(13)により、実際のショットカウント回数が、ショット回数設定器(11)で設定されたショット回数未満とされた場合には、初期型開閉条件設定器(9)からの初期型開閉条件とし、ショット回数設定器(11)で設定されたショット回数以上とされた場合には、安定型開閉条件設定器(10)からの安定型開閉条件として、型締装置の型開閉を制御する制御器(8)と、を有するものである。
【0010】
本発明では、図1に示すように、初期型開閉条件設定器9、安定型開閉条件設定器10及びショット回数設定器11に各々所定の設定が行われた状態で、成形スタート釦14が押下されて成形が開始される。成形開始直後は、初期型開閉条件設定器9で設定された低速及び低圧の初期型開閉条件が制御器8を介して型締装置に送られる。これにより、初期型開閉条件下で、型締装置により型開閉が行われる。この初期型開閉条件による成形はショット回数設定器11で設定された回数だけ行われ、自動的に初期型開閉条件から安定型開閉条件に切り換えられる。
なお、型締装置は、具体的には、図1に示すように、トグルリンク機構2を介して型開閉シリンダ3によって、可動盤1を駆動することにより、金型の型開閉動作を行うトグル式の型締装置である。
この時、実際に型開閉されたショット回数は、ショットカウンタ12により、カウントされて、初期型開閉条件により可動盤1の開閉が開始した時点からの型開閉の実際のショット回数がカウントされる。この実際のカウント回数が、比較器13により、ショット回数設定器11で設定された回数と比較され、ショット回数設定器11で設定された回数だけ初期型開閉条件で成形される。成形が連続して行われ、ショットカウンタ12でカウントした回数がショット回数設定器11で設定された回数に達すると、上述のように、安定型開閉条件設定器10の安定型開閉条件に、自動的に切り換えられ、その安定型開閉条件が、制御器8を介して、型締装置に送られ、安定型開閉条件下で、型開閉が行われる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の型開閉制御装置の実施の形態を示す概略構成図である。
本発明は、射出成型装置において、型締装置の型開閉制御を行う型開閉制御装置である。型締装置は、トグルリンク機構2を介して型開閉シリンダ3によって、可動盤1を駆動することにより、金型の型開閉動作を行うトグル式の型締装置である。
型締装置の型開閉制御は、制御器8からの方向切換弁4、流量調整弁6及び圧力調整弁7への指令により行われる。具体的には、型開閉シリンダ3への油圧の供給は方向切換弁4によって切り換えられ、方向切換弁4へ供給される作動油は、油圧源5からの作動油を流量調整弁6及び圧力調整弁7によって調整される。
【0012】
型開閉制御装置は、型締装置の型開閉を制御するものであり、基本的に、金型の型開閉のスタートアップ時の初期型開閉条件を設定する初期型開閉条件設定器9と、型開閉安定時の安定型開閉条件を設定する安定型開閉条件設定器10と、前記初期型開閉条件から前記安定型開閉条件に切り換えるまでの型開閉の所定ショット回数を設定するショット回数設定器11と、実際の型開閉のショット回数をカウントするショットカウンタ12と、ショット回数設定器11に予め設定されたショット回数とショットカウンタで実際にカウントされた回数を比較する比較器13と、比較器13により、実際のショットカウント回数が、ショット回数設定器11で設定されたショット回数未満とされた場合には、初期型開閉条件設定器9からの初期型開閉条件とし、ショット回数設定器11で設定されたショット回数以上とされた場合には、安定型開閉条件設定器10からの安定型開閉条件として、型締装置の型開閉を制御する制御器8と、を有するものである。
【0013】
ショット回数設定器11は、金型の型開閉のスタートアップ時から安定時までに、型開閉条件を切り換える所定間隔を所定ショット回数により設定する。
本実施の形態では、スタートアップ時及び安定時の2回条件変更を行うようにしており、ショット回数設定器11には、1つの所定ショット回数が設定されている。ショット回数設定器11には、予め作業者により、最初の成形トライの時に、条件を変更するタイミングとして最適であるとされたショット回数が設定される。なお、ショット回数は、射出成形機の種類、大きさ、又は成形製品により異なる。例えば、型締力が150トンの機械であれば、1サイクルが約6〜8秒が一般的であり、また、上記機械で、スタートアップ時から安定時に移行するまでに、例えば、約20〜30ショット程度である。
実際のショット回数をカウントするショットカウンタ12は、金型装置の近傍に配置され、金型の開閉の1サイクルがリミットスイッチ等のオンオフにより検知されて、ショット回数が加算されてカウントされていき、所定回数に達した時点でカウント回数はクリアされる。
なお、成形開始のための成形スタート釦14が設けられており、釦の押下により初期型開閉条件設定器9で設定された初期型開閉条件が制御器8に出力され、成形が開始される。
【0014】
型開閉条件設定器である初期型開閉条件設定器9若しくは安定型開閉条件設定器10のいずれかの設定器から出力される速度及び圧力の条件に基づいて決定される。型開閉条件のパラメータとしては、型開動作、型閉動作及びエジェクタ動作各々の速度、圧力及び位置であり、1ショット(1成形サイクル)において、複数段階について、各々条件が設定される。例えば、型閉動作の速度条件では、1段→2段→3段→4段→金型保護と、5箇所の速度が段階的に変更される。
スタートアップ時及び安定時について、型開、型閉及びエジェクタ動作の速度、圧力及び位置等の1ショットにおける各段階のデータが各々設定される。このデータは、作業者により、最初の成形トライの時に、スタートアップ時及び安定時において、最適であるとされたデータが設定される。
【0015】
次に、この実施の形態の作用について説明する。
まず、初期型開閉条件設定器9、安定型開閉条件設定器10及びショット回数設定器11により各々所定条件が設定される。初期型開閉条件設定器9には、スタートアップ時の金型損傷等の不具合発生を防止するために、低速及び低圧の型開閉条件が設定される。安定型開閉条件設定器10には、連続して不具合発生がなく成形できる程度の高速及び高圧の安定型開閉条件が設定される。また、ショット回数設定器11には、初期型開閉条件から安定型開閉条件に切り換わるまでのショット回数が設定される。
【0016】
初期型開閉条件設定器9、安定型開閉条件設定器10及びショット回数設定器11に各々所定の設定が行われた状態で、成形スタート釦14が押下されて成形が開始される。成形開始直後は、初期型開閉条件設定器9で設定された低速及び低圧の初期型開閉条件が制御器8を介して流量調整弁6及び圧力調整弁7に送られる。これにより、圧力源5からの作動油は低速及び低圧で型開閉シリンダ3に供給され、トグルリンク機構2を介して可動盤1が開閉される。この初期型開閉条件による成形はショット回数設定器11で設定された回数だけ行われ、自動的に初期型開閉条件から安定型開閉条件に切り換えられる。
【0017】
この時、実際に型開閉されたショット回数は、ショットカウンタ12により、カウントされて、初期型開閉条件により可動盤1の開閉が開始した時点からの型開閉の実際のショット回数がカウントされる。この実際のカウント回数が、比較器13により、ショット回数設定器11で設定された回数と比較され、ショット回数設定器11で設定された回数だけ初期型開閉条件で成形される。成形が連続して行われ、ショットカウンタ12でカウントした回数がショット回数設定器11で設定された回数に達すると、上述のように、安定型開閉条件設定器10の安定型開閉条件に、自動的に切り換えられ、その安定型開閉条件が、制御器8を介して、流量調整弁6及び圧力調整弁7に送られる。これにより、油圧源5からの作動油は、高速及び高圧で型開閉シリンダ3に供給され、トグルリンク機構2を介して可動盤1が開閉される。この後は、型開閉動作を停止するまで、安定型開閉条件で成形が行われる。
【0018】
このように、本発明では、スタートアップ時には初期型開閉条件で型開閉が行われ、所定の型開閉ショット後に、自動的に、安定型開閉条件により型開閉が行われるので、スタートアップ時には低速及び低圧で型開閉が行われ、金型温度の安定後に高速及び高圧で型開閉が行われるため、従来のように作業者による条件変更設定作業のために成形が中断あるいは半自動運転されることなく、金型及び型締装置の損傷を防止し、かつ高速量産運転を行うことができる。
【0019】
なお、本実施の形態では、初期型開閉条件を低速及び低圧とし、安定型開閉条件を高速及び高圧としているが、射出成形機の使用条件等により、例えば、初期型開閉条件を低速及び中圧又は中速及び低圧のように、設定条件を変更するようにしても良い。
ここで、低圧、中圧、高圧、低速、中速、高速を一例として説明すると、低圧(30kgf/cm2 以下)、中圧(31kgf/cm2 以上70kgf/cm2 未満)、高圧(71kgf/cm2 以上150kgf/cm2 未満)、低速(10m/min以下)、中速(30m/min程度)、高速(80m/min程度)というように分けることができる。なお、メーカーや、機械の大きさによって異なる。
【0020】
また、本実施の形態では、初期型開閉条件及び安定型開閉条件の2回の条件変更のみとしているが、これに限るものではなく、スタートアップ時から安定時に移行するのに、3回以上、設定条件を変更することも可能である。例えば、設定条件を変更するまでの所定のショット回数及び各時点の速度、圧力及び位置を設定することにより、徐々に、型開閉条件を変更することができる。このとき、ショット回数設定器11には、型開閉条件変更する時点のショット回数を設定し、初期型開閉条件設定器9にも、各時点の型開閉条件を各々設定する。また、比較器13においては、ショットカウンタ12により実際にカウントされたショット回数が、どの時点にあるかを比較して判断し、その結果を、初期型開閉条件設定器9へを出力する。初期型開閉条件設定器9より、所定の型開閉条件が制御器8へ出力され、制御器8により型締装置の型開閉が制御される。
【0021】
なお、3回以上、条件変更を行う場合に、図1において、ショット回数設定器11及び初期型開閉条件設定器9の各設定器を複数個に設けるようにしても良い。(例えば、n回条件を変更する場合に、n個設定器を各々設ける。)
また、本実施の形態では、所定間隔を、ショット回数により、設定するようにしているが、金型温度により、所定間隔を設定するようにしても良い。例えば、スタートアップ時の金型温度から安定時までの金型温度を所定温度毎に設定し、所定の金型温度となった時点において、型開閉条件を変更するようにすることも可能である。さらに、スタートアップ時から安定時までの平均時間を出して、均等に分けて所定時間を求め、その近傍のショット回数として設定しても良い。
本実施の形態は、油圧トグル式で説明したが、本発明を油圧直圧式、電動トグル式及び電動直圧式においても、同様に適用できることは明らかである。
【0022】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の型開閉制御方法及び装置では、金型の型開閉のスタートアップ時から型開閉の安定時までを、少なくとも1回以上の所定間隔に分け、所定間隔毎の型開閉条件を予め各々設定しておき、型開閉のスタートアップ時から安定時までの型開閉条件を、所定間隔毎に、自動的に、変更させるようにし、型開閉条件は、型開動作、型閉動作及びエジェクタ動作各々の速度、圧力及び位置であり、1ショット(1成形サイクル)において、複数段階について、各々条件が設定されるようにしたので、スタートアップ時は、型開閉やエジェクタの速度及び圧力を段階的に暖気運転させて変化させることにより、滑らかに型開閉を行える状態となったときに、安定時の通常運転とするように、自動的に型開閉条件切り換えることができる。このため、金型及び型締装置の損傷を防止することができ、かつ、予め条件を設定することにより、従来のようにスタートアップ時から型開閉安定時までに必要な作業者の条件変更作業が不要となるので、装置の運転を中断したり半自動運転をすることもないため、格段に生産性が向上する。(請求項1,3) 前記所定間隔として、予め設定された型開閉のショット回数により設定するよことにより、成形のサイクルに同期して、型開閉条件を変更することができるので、簡易でかつ適切に型開閉の条件変更ができる。(請求項2,4)
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の型開閉制御装置の実施の形態を示す概要構成図である。
【符号の説明】
9 初期型開閉条件設定器(型開閉条件設定器)
10 安定型開閉条件設定器(型開閉条件設定器)
11 ショット回数設定器(所定間隔設定器)
12 ショットカウンタ(所定間隔判断器)
13 比較器(所定間隔判断器)

Claims (4)

  1. 金型の型開閉のスタートアップ時から型開閉の安定時までを、少なくとも回以上の所定間隔に分け、前記所定間隔毎の型開閉条件を予め各々設定しておき、型開閉のスタートアップ時から安定時までの型開閉条件を、所定間隔毎に、自動的に、変更させるようにした型開閉制御方法であり、
    上記型開閉条件は、型開動作、型閉動作及びエジェクタ動作各々の速度、圧力及び位置であり、1ショット(1成形サイクル)において、複数段階について、各々条件が設定されるようにした型開閉制御方法。
  2. 前記所定間隔は、予め設定された型開閉のショット回数により設定するようにした請求項1記載の型開閉制御方法。
  3. 型締装置の型開閉制御を行う型開閉制御装置であって、金型の型開閉のスタートアップ時から型開閉の安定時までを、少なくとも回以上の所定間隔に分けて設定する所定間隔設定器(11)と、所定間隔設定器(11)において設定された各間隔における型開閉条件を各々設定する型開閉条件設定器(9,10)と、実際の型開閉が所定間隔設定器(11)のどの間隔にあるかを判断する所定間隔判断器(12,13)と、前記所定間隔における型開閉条件により、型締装置の型開閉を制御する制御器(8)と、を備えてなり、型開閉のスタートアップ時から安定時までの型開閉条件を、所定間隔毎に、自動的に、変更させるようにした型開閉制御装置であり、
    上記型開閉条件は、型開動作、型閉動作及びエジェクタ動作各々の速度、圧力及び位置であり、1ショット(1成形サイクル)において、複数段階について、各々条件が設定されるようにした型開閉制御装置。
  4. 型締装置の型開閉制御を行う型開閉制御装置であって、
    金型の型開閉のスタートアップ時の初期型開閉条件を、型開動作、型閉動作及びエジェクタ動作各々の速度、圧力及び位置であり、1ショット(1成形サイクル)において、複数段階について、各々条件が設定されるようにして設定する初期型開閉条件設定器(9)と、型開閉安定時の安定型開閉条件を設定する安定型開閉条件設定器(10)と、前記初期型開閉条件から前記安定型開閉条件に切り換えるまでの型開閉の所定ショット回数を設定するショット回数設定器(11)と、実際の型開閉のショット回数をカウントするショットカウンタ(12)と、ショット回数設定器(11)に予め設定されたショット回数とショットカウンタで実際にカウントされた回数を比較する比較器(13)と、比較器(13)により、実際のショットカウント回数が、ショット回数設定器(11)で設定されたショット回数未満とされた場合には、初期型開閉条件設定器(9)からの初期型開閉条件とし、ショット回数設定器(11)で設定されたショット回数以上とされた場合には、安定型開閉条件設定器(10)からの安定型開閉条件として、型締装置の型開閉を制御する制御器(8)と、を有する型開閉制御装置。
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