JP4166747B2

JP4166747B2 - Injection molding machine characteristic measuring apparatus and characteristic measuring method

Info

Publication number: JP4166747B2
Application number: JP2004310174A
Authority: JP
Inventors: 久登清水; 道宏龍野; 隆仁塩入; 和樹林
Original assignee: Nissei Plastic Industrial Co Ltd
Current assignee: Nissei Plastic Industrial Co Ltd
Priority date: 2004-10-25
Filing date: 2004-10-25
Publication date: 2008-10-15
Anticipated expiration: 2024-10-25
Also published as: JP2006116921A

Description

本発明は、射出成形機における成形時の特性を測定する射出成形機の特性測定装置及び特性測定方法に関する。 The present invention relates to an injection molding machine characteristic measuring apparatus and a characteristic measuring method for measuring characteristics during molding in an injection molding machine.

一般に、射出成形機における成形条件の設定は、オペレータのノウハウや経験等に大きく依存する側面があるとともに、各種物理量が相互に影響し合うため、多くの試打ちや設定作業時間が必要となる。このため、射出成形ＣＡＥ（射出成形コンピュータ支援技術）により仮想成形（シミュレーション）を行い、この仮想成形に基づいて成形条件等を設定することも行われている。 In general, the setting of molding conditions in an injection molding machine has a side that greatly depends on the know-how and experience of the operator, and various physical quantities affect each other, so that a lot of trial driving and setting work time are required. For this reason, virtual molding (simulation) is performed by injection molding CAE (injection molding computer support technology), and molding conditions and the like are set based on this virtual molding.

ところで、射出成形ＣＡＥにおいては、金型に射出充填する溶融樹脂の流動状況（樹脂特性）を正確に把握することが良好な仮想成形を実現する鍵となる。通常、射出成形ＣＡＥでは、溶融樹脂の樹脂特性として、圧力Ｐ，比容積Ｖ及び樹脂温度Ｔを含むＰＶＴ特性を用いるとともに、金型における溶融樹脂の流動状況を予測する際には、射出ノズルから金型に流入する溶融樹脂の流量、即ち、スクリュの移動量に基づく射出量と時間の変化から得る射出率を用いている。 By the way, in the injection molding CAE, accurately grasping the flow state (resin characteristics) of the molten resin injected and filled into the mold is the key to realizing good virtual molding. Usually, in injection molding CAE, PVT characteristics including pressure P, specific volume V and resin temperature T are used as the resin characteristics of the molten resin, and when predicting the flow state of the molten resin in the mold, from the injection nozzle The flow rate of the molten resin flowing into the mold, that is, the injection rate based on the change in the injection amount and time based on the moving amount of the screw is used.

従来、このようなＰＶＴ特性を測定する手段としては専用測定器が知られている。しかし、射出成形機の場合、熱履歴や強い剪断応力に起因する分子量の分布変化等が発生するため、専用測定器で測定したＰＶＴ特性は、実際の射出成形機におけるＰＶＴ特性とは一致しない場合が多く、結局、専用測定器を用いても射出成形機にとっての望ましいＰＶＴ特性を得れないとともに、射出成形ＣＡＥに必要な射出ノズルから金型に流入する溶融樹脂の流出量や流量を得ることもできず、的確で正確な射出成形ＣＡＥは実現できない。 Conventionally, a dedicated measuring instrument is known as a means for measuring such PVT characteristics. However, in the case of an injection molding machine, a change in molecular weight distribution caused by thermal history or strong shear stress occurs, so the PVT characteristics measured with a dedicated measuring device do not match the PVT characteristics of an actual injection molding machine After all, it is not possible to obtain the desired PVT characteristics for the injection molding machine even using a dedicated measuring instrument, and to obtain the outflow amount and flow rate of the molten resin flowing into the mold from the injection nozzle necessary for the injection molding CAE. Therefore, accurate and accurate injection molding CAE cannot be realized.

このため、樹脂特性を射出成形機により検出するようにした射出成形機の樹脂特性検出方法も、特許第２５０７１４８号公報で知られている。同公報で開示される樹脂特性検出方法は、射出成形機のシリンダ内部から成形用金型のキャビティ部に至るまでの間に、シリンダ内部とキャビティ部間の溶融樹脂の流通を阻止する流路開閉機構を設け、この流路開閉機構を閉じた状態にし、スクリュに基準の押圧値の押圧力を付与してそのスクリュを平衡移動させ、このスクリュが平衡移動を停止した基準の停止位置におけるスクリュの位置値を得る第一工程、及びスクリュに基準の押圧値とは異なる押圧値の押圧力を付与してそのスクリュを平衡移動させ、このスクリュが平衡移動を停止した停止位置におけるスクリュの位置値を得、基準の停止位置からのスクリュ移動距離を得る第二工程を、溶融樹脂の所定溶融状態のもとで順次行い、押出値および移動距離の関係を所定関数式によって近似することにより溶融樹脂圧力値及び溶融樹脂容積値の関係式を得るものである。
特許第２５０７１４８号 For this reason, a resin characteristic detection method for an injection molding machine in which the resin characteristic is detected by an injection molding machine is also known from Japanese Patent No. 2507148. The resin characteristic detection method disclosed in the publication discloses a flow path opening / closing operation that prevents the flow of molten resin between the inside of the cylinder and the cavity between the inside of the cylinder of the injection molding machine and the cavity of the molding die. A mechanism is provided, the flow path opening / closing mechanism is closed, a pressing force of a reference pressing value is applied to the screw to move the screw in an equilibrium manner, and the screw at the reference stop position where the screw stops the equilibrium movement is provided. The first step of obtaining the position value, and applying a pressing force with a pressing value different from the reference pressing value to the screw to cause the screw to move in equilibrium, the screw position value at the stop position where this screw stopped the equilibrium movement. The second step of obtaining the screw movement distance from the reference stop position is sequentially performed under a predetermined molten state of the molten resin, and the relationship between the extrusion value and the movement distance is expressed by a predetermined function equation. It is intended to obtain a relational expression of the molten resin pressure value and the molten resin volume value by approximating.
Patent No. 2507148

しかし、上述した従来における射出成形機の樹脂特性検出方法（特性測定方法）は、次のような問題点があった。 However, the above-described conventional resin characteristic detection method (characteristic measurement method) for an injection molding machine has the following problems.

第一に、射出成形機を直接利用するものであるが、実際に射出ノズルから溶融樹脂を射出することなく樹脂特性を検出するに留まるため、得られる特性に限界があり、射出成形ＣＡＥ等にとって必要な溶融樹脂の挙動に係わる様々な特性を十分に得ることができない。結局、射出成形ＣＡＥ等を利用した各種解析等を広範囲にできないとともに、正確かつ高い信頼性により行うには不十分である。 First, an injection molding machine is used directly. However, since the resin characteristics are detected without actually injecting the molten resin from the injection nozzle, there is a limit to the characteristics that can be obtained. Various characteristics related to the required behavior of the molten resin cannot be sufficiently obtained. In the end, various analyzes using injection molding CAE or the like cannot be performed over a wide range, and it is insufficient for accurate and high reliability.

第二に、実際に射出ノズルから溶融樹脂を射出して樹脂特性を測定（検出）する場合であっても、射出は、所定のキャビティを有する通常の金型に対して行うため、キャビティ固有の形状等に左右される特性については、他の金型に適用できなかったり或いは適用するにも修正等が必要になるなど、測定データを利用する際の使い勝手に難があり、汎用性及び応用性の高い測定データを得にくい。 Secondly, even when the molten resin is actually injected from the injection nozzle and the resin characteristics are measured (detected), the injection is performed on a normal mold having a predetermined cavity. The characteristics that depend on the shape, etc. are difficult to use when using measurement data, such as being inapplicable to other molds or requiring modification, etc., and versatility and applicability High measurement data is difficult to obtain.

第三に、能動性を有しない通常の金型に射出するため、高度なデータや静的状態では表面化しない特性を得るには限界がある。結局、成形動作時の挙動を十分に把握できず、得られる特性に対して十分な評価を行うことができない。 Thirdly, since injection is performed on a normal mold having no activity, there is a limit in obtaining characteristics that do not surface in advanced data or static conditions. Eventually, the behavior during the molding operation cannot be sufficiently grasped, and the obtained characteristics cannot be sufficiently evaluated.

本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した射出成形機の特性測定装置及び特性測定方法の提供を目的とするものである。 An object of the present invention is to provide a characteristic measuring device and a characteristic measuring method for an injection molding machine that have solved the problems existing in the background art.

本発明に係る射出成形機の特性測定装置１は、上述した課題を解決するため、射出成形機Ｍにおける成形動作時の特性を測定する装置であって、内部に樹脂路２を有し、射出成形機Ｍの射出ノズルＭｉｎの先端に当接することにより樹脂路２の一端２ｓが射出ノズルＭｉｎに連通するマニホールド部１ｍと、樹脂路２の他端２ｔに連通するバレル３と当該バレル３に収容したプランジャ４と当該プランジャ４をバレル３の軸方向に移動させるプランジャ駆動部５を有するプランジャユニット部１ｐと、射出ノズルＭｉｎから樹脂路２に溶融樹脂Ｒを供給した際における当該溶融樹脂Ｒの挙動に基づく、少なくとも、溶融樹脂Ｒの温度（樹脂温度）Ｔｓを検出する温度検出器６ａ，溶融樹脂Ｒの圧力（樹脂圧）Ｐｓを検出する圧力検出器６ｂ，プランジャ４の位置（プランジャ位置）Ｘｓを検出する位置検出器６ｃの一又は二以上を有する測定部１ｓを備えることを特徴とする。 An injection molding machine characteristic measuring apparatus 1 according to the present invention is an apparatus for measuring characteristics at the time of a molding operation in an injection molding machine M in order to solve the above-described problems. Abutting on the tip of the injection nozzle Min of the molding machine M, one end 2s of the resin passage 2 communicates with the injection nozzle Min, a manifold portion 1m communicating with the other end 2t of the resin passage 2, and the barrel 3 accommodated in the barrel 3 The plunger unit 1p having the plunger 4 and the plunger drive unit 5 for moving the plunger 4 in the axial direction of the barrel 3, and the behavior of the molten resin R when the molten resin R is supplied from the injection nozzle Min to the resin path 2 A temperature detector 6a for detecting at least the temperature (resin temperature) Ts of the molten resin R, a pressure detector 6b for detecting the pressure (resin pressure) Ps of the molten resin R, Characterized in that it comprises a measuring portion 1s with one or more position detectors 6c for detecting the position (the plunger position) Xs of the plunger 4.

この場合、発明の好適な態様により、マニホールド部１ｍには、樹脂路２を開閉する第一開閉バルブ１１及び／又は樹脂路２における溶融樹脂Ｒの流量を制御する制御バルブを設けることができるとともに、樹脂路２から分岐して外部に臨むドレン路１２及びこのドレン路１２を開閉する第二開閉バルブ１３を設けることができる。さらに、マニホールド部１ｍ及びプランジャユニット部１ｐには、樹脂路２内及びバレル３内の溶融樹脂Ｒを加熱する加熱ヒータ１４…を付設することができる。一方、プランジャ駆動部５には、プランジャ４に対して溶融樹脂Ｒの圧力に対する任意の背圧を付与する背圧付与手段１５を設けることができる。 In this case, according to a preferred aspect of the invention, the manifold portion 1m can be provided with a first opening / closing valve 11 for opening and closing the resin passage 2 and / or a control valve for controlling the flow rate of the molten resin R in the resin passage 2. A drain path 12 that branches off from the resin path 2 and faces the outside, and a second opening / closing valve 13 that opens and closes the drain path 12 can be provided. Furthermore, heaters 14 for heating the molten resin R in the resin passage 2 and the barrel 3 can be attached to the manifold portion 1m and the plunger unit portion 1p. On the other hand, the plunger drive unit 5 can be provided with back pressure applying means 15 for applying an arbitrary back pressure against the pressure of the molten resin R to the plunger 4.

また、本発明に係る射出成形機Ｍの特性測定方法は、上述した課題を解決するため、射出成形機Ｍにおける成形動作時の特性を測定するに際して、特性測定装置１を使用し、予め、プランジャ４を最前進位置にセットし、この最前進位置でプランジャ４を固定して射出成形機Ｍの動作による計量工程を行うとともに、この後、プランジャ４の固定を解除して射出成形機Ｍの動作による射出工程を行うことにより、計量工程及び／又は射出工程における、少なくとも、樹脂温度Ｔｓ，樹脂圧Ｐｓ，プランジャ位置Ｘｓの一又は二以上を検出するようにしたことを特徴とする。 In addition, in order to solve the above-described problem, the characteristic measuring method of the injection molding machine M according to the present invention uses the characteristic measuring device 1 when measuring the characteristic during the molding operation in the injection molding machine M, and uses a plunger in advance. 4 is set at the most advanced position, the plunger 4 is fixed at the most advanced position, and the metering process is performed by the operation of the injection molding machine M. Thereafter, the fixation of the plunger 4 is released and the operation of the injection molding machine M is performed. By performing the injection step, at least one or more of the resin temperature Ts, the resin pressure Ps, and the plunger position Xs in the metering step and / or the injection step are detected.

この場合、発明の好適な態様により、プランジャ４に対して溶融樹脂Ｒの圧力に対する所定の背圧を付与することができる。この際、背圧は、予め設定した変化特性、例えば、所定の金型を用いて実成形した際における実測データを利用し、これに基づき変化するように可変制御することもできる。一方、計量工程及射出工程を行う際には、第一開閉バルブ１１及び／又は制御バルブにより樹脂路２を開き、かつ第二開閉バルブ１３によりドレン路１２を閉じることができる。また、射出工程が終了したなら、第一開閉バルブ１１及び／又は制御バルブにより樹脂路２を閉じ、かつ第二開閉バルブ１３によりドレン路１２を開くとともに、この後、プランジャ４を前進させて最前進位置にセットすることができる。 In this case, according to a preferred aspect of the invention, a predetermined back pressure with respect to the pressure of the molten resin R can be applied to the plunger 4. At this time, the back pressure can be variably controlled so as to change based on a preset change characteristic, for example, actual measurement data when actual molding is performed using a predetermined mold. On the other hand, when performing the metering process and the injection process, the resin path 2 can be opened by the first opening / closing valve 11 and / or the control valve, and the drain path 12 can be closed by the second opening / closing valve 13. When the injection process is completed, the resin passage 2 is closed by the first opening / closing valve 11 and / or the control valve, and the drain passage 12 is opened by the second opening / closing valve 13. Can be set to the forward position.

このような本発明に係る射出成形機の特性測定装置１及び特性測定方法によれば、次のような顕著な効果を奏する。 According to the characteristic measuring apparatus 1 and characteristic measuring method for an injection molding machine according to the present invention as described above, the following remarkable effects can be obtained.

（１）実際に射出ノズルＭｉｎから溶融樹脂Ｒを射出して各種物理量（樹脂温度Ｔｓ，樹脂圧Ｐｓ，プランジャ位置Ｘｓの一又は二以上）を検出できるため、射出成形ＣＡＥ等にとって必要な溶融樹脂Ｒの挙動に係わる様々な特性を得ることができ、もって、射出成形ＣＡＥ等を用いた各種解析等を広範囲かつ正確に行うことができるとともに、その信頼性を高めることができる。 (1) Since the molten resin R is actually injected from the injection nozzle Min and various physical quantities (one or more of the resin temperature Ts, the resin pressure Ps, and the plunger position Xs) can be detected, the molten resin necessary for injection molding CAE and the like Various characteristics related to the behavior of R can be obtained, so that various analyzes using injection molding CAE or the like can be performed in a wide range and accurately, and the reliability thereof can be enhanced.

（２）実際の射出成形機Ｍと組合わせることにより、いわば疑似金型として機能させるとともに、キャビティとしてプランジャ４を収容したバレル３を利用するため、通常の金型におけるキャビティ固有の形状等に左右されることなく、汎用性のある各種測定データを容易に得ることができる。この結果、利用する際における測定データの使い勝手を高めることができるなど、汎用性及び応用性の高い測定データを得ることができる。 (2) In combination with the actual injection molding machine M, it functions as a pseudo mold, and uses the barrel 3 containing the plunger 4 as a cavity. Thus, various measurement data having versatility can be easily obtained. As a result, it is possible to obtain measurement data with high versatility and applicability, such as improving the usability of measurement data when used.

（３）好適な態様により、プランジャ駆動部５に、プランジャ４に対して溶融樹脂Ｒの圧力に対する任意の背圧を付与する背圧付与手段１５を設ければ、特性測定装置１に能動性を持たせることができ、例えば、複雑な金型に近似した態様を疑似的に作り出すことができるなど、高度なデータや静的状態では表面化しない特性を得ることができる。この結果、成形動作時の挙動を十分に把握でき、得られる特性に対して十分な評価を行うことができるとともに、特性を条件設定等に実用的に利用することも可能となる。 (3) According to a preferred embodiment, if the plunger driving unit 5 is provided with back pressure applying means 15 for applying an arbitrary back pressure to the plunger 4 with respect to the pressure of the molten resin R, the characteristic measuring device 1 is active. For example, it is possible to obtain a characteristic that does not surface in high-level data or a static state, for example, it is possible to artificially create a mode close to a complicated mold. As a result, the behavior at the time of the molding operation can be sufficiently grasped, the obtained characteristics can be sufficiently evaluated, and the characteristics can be practically used for setting conditions.

（４）好適な態様により、マニホールド部１ｍに、樹脂路２を開閉する第一開閉バルブ１１及び／又は樹脂路２における溶融樹脂Ｒの流量を制御する制御バルブを設けるとともに、樹脂路２から分岐して外部に臨むドレン路１２及びこのドレン路１２を開閉する第二開閉バルブ１３を設ければ、特性測定装置１に対する溶融樹脂Ｒの供給（射出）及び排出をノズルタッチを解除することなく容易に行うことができるとともに、測定の繰り返しを迅速に行うことができる。 (4) According to a preferred embodiment, the manifold portion 1m is provided with a first opening / closing valve 11 for opening / closing the resin passage 2 and / or a control valve for controlling the flow rate of the molten resin R in the resin passage 2, and branching from the resin passage 2 If the drain passage 12 facing the outside and the second opening / closing valve 13 for opening and closing the drain passage 12 are provided, it is easy to supply (inject) and discharge the molten resin R to the characteristic measuring device 1 without releasing the nozzle touch. In addition, the measurement can be repeated quickly.

次に、本発明に係る最良の実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。 Next, the best embodiment according to the present invention will be given and described in detail with reference to the drawings.

まず、本実施形態に係る射出成形機の特性測定装置１の構成について、図１を参照して説明する。 First, the configuration of the characteristic measuring apparatus 1 for an injection molding machine according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

特性測定装置１は、射出成形機Ｍと組合わせて用いる。この場合、射出成形機Ｍは、一般的なインラインスクリュ式射出成形機における射出装置Ｍｉをそのまま利用する。射出装置Ｍｉは、外周部に加熱ヒータ５１…を付設した加熱筒５２を備え、この加熱筒５２の前端に射出ノズルＭｉｎを備えるとともに、加熱筒５２の後部にホッパ５３を備える。また、加熱筒５２の内部には、スクリュ５４が挿通するとともに、加熱筒５２の後端には、スクリュ５４を駆動する駆動部５５を備える。駆動部５５は、スクリュ５４を前進又は後退させる射出シリンダ５６及びスクリュ５４を回転させるオイルモータ５７を備える。さらに、射出装置Ｍｉには、スクリュ５４の位置（スクリュ位置）Ｘｍを検出する位置検出器５８を備えるとともに、射出ノズルＭｉｎには、内部の溶融樹脂Ｒの圧力（樹脂圧）Ｐｍを検出する圧力検出器５９及び溶融樹脂Ｒの温度（樹脂温度）Ｔｍを検出する温度検出器６０を付設する。 The characteristic measuring device 1 is used in combination with the injection molding machine M. In this case, the injection molding machine M uses the injection device Mi in a general inline screw type injection molding machine as it is. The injection device Mi includes a heating cylinder 52 provided with heaters 51... At the outer peripheral portion, an injection nozzle Min at the front end of the heating cylinder 52, and a hopper 53 at the rear of the heating cylinder 52. A screw 54 is inserted into the heating cylinder 52, and a drive unit 55 that drives the screw 54 is provided at the rear end of the heating cylinder 52. The drive unit 55 includes an injection cylinder 56 that moves the screw 54 forward or backward, and an oil motor 57 that rotates the screw 54. Further, the injection device Mi is provided with a position detector 58 for detecting the position (screw position) Xm of the screw 54, and the injection nozzle Min has a pressure for detecting the pressure (resin pressure) Pm of the internal molten resin R. A detector 59 and a temperature detector 60 for detecting the temperature (resin temperature) Tm of the molten resin R are additionally provided.

一方、特性測定装置１は、全体を一体化したユニットブロック２１を備える。ユニットブロック２１は、マニホールド部１ｍとプランジャユニット部１ｐを備えるとともに、外面には、加熱ヒータ１４…を付設して、マニホールド部１ｍ及びプランジャユニット部１ｐの全体を加熱することにより、後述する樹脂路２内及びバレル３内の溶融樹脂Ｒを加熱する。 On the other hand, the characteristic measuring apparatus 1 includes a unit block 21 that is integrated as a whole. The unit block 21 includes a manifold portion 1m and a plunger unit portion 1p, and is provided with heaters 14 on the outer surface to heat the manifold portion 1m and the plunger unit portion 1p as a whole. 2 and the molten resin R in the barrel 3 are heated.

マニホールド部１ｍは、内部に樹脂路２を有し、この樹脂路２の一端２ｓは、射出ノズルＭｉｎの先端に当接して、射出ノズルＭｉｎの内部に連通するノズル接続口になるとともに、樹脂路２の他端２ｔは、プランジャユニット部１ｐにおける後述するバレル３の内部に連通する。マニホールド部１ｍにおける樹脂路２の一端２ｓの近傍には、樹脂路２を開閉する第一開閉バルブ（シャットオフバルブ）１１を配設する。この第一開閉バルブ１１は、開閉駆動用の操作シリンダ２２を備える。また、マニホールド部１ｍには、樹脂路２における樹脂温度Ｔｓを検出する温度検出器（物理量検出器）６ａ及び樹脂路２における樹脂圧Ｐｓを検出する圧力検出器（物理量検出器）６ｂを備える。さらに、マニホールド部１ｍには、樹脂路２から分岐して外部に臨むドレン路１２を有し、このドレン路１２には、このドレン路１２を開閉する第二開閉バルブ（ドレンバルブ）１３を配設する。この第二開閉バルブ１３は、開閉駆動用の操作シリンダ２３を備える。 The manifold portion 1m has a resin path 2 therein, and one end 2s of the resin path 2 is in contact with the tip of the injection nozzle Min and becomes a nozzle connection port communicating with the inside of the injection nozzle Min. The other end 2t of 2 communicates with the inside of a barrel 3 described later in the plunger unit portion 1p. A first opening / closing valve (shutoff valve) 11 for opening and closing the resin path 2 is disposed in the vicinity of one end 2s of the resin path 2 in the manifold portion 1m. The first opening / closing valve 11 includes an operation cylinder 22 for opening / closing driving. The manifold section 1m includes a temperature detector (physical quantity detector) 6a for detecting the resin temperature Ts in the resin path 2 and a pressure detector (physical quantity detector) 6b for detecting the resin pressure Ps in the resin path 2. Further, the manifold portion 1m has a drain path 12 that branches off from the resin path 2 and faces the outside. The drain path 12 is provided with a second on-off valve (drain valve) 13 that opens and closes the drain path 12. Set up. The second opening / closing valve 13 includes an operation cylinder 23 for opening / closing driving.

プランジャユニット部１ｐは、マニホールド部１ｍから一体に突出するバレル３を有し、このバレル３には軸方向に変位するプランジャ４を収容するとともに、バレル３の端部には、プランジャ４をバレル３の軸方向へ前進又は後退させる駆動シリンダ２４を付設する。また、プランジャユニット部１ｐには、プランジャ位置Ｘｓを検出する位置検出器（物理量検出器）６ｃを備える。 The plunger unit portion 1p has a barrel 3 that protrudes integrally from the manifold portion 1m. The plunger 3 accommodates a plunger 4 that is displaced in the axial direction. A drive cylinder 24 is provided to advance or retract in the axial direction. In addition, the plunger unit portion 1p includes a position detector (physical quantity detector) 6c that detects the plunger position Xs.

さらに、特性測定装置１は、油圧ポンプ等を内蔵する油圧回路３１と各種制御を司るコントローラ３２を備え、油圧回路３１には、前述した射出シリンダ５６、オイルモータ５７、操作シリンダ２２，２３及び駆動シリンダ２４を接続する。一方、コントローラ３２には、油圧回路３１を接続するとともに、前述した位置検出器５８、圧力検出器５９、温度検出器６０、温度検出器６ａ、圧力検出器６ｂ、位置検出器６ｃを接続する。 The characteristic measuring apparatus 1 further includes a hydraulic circuit 31 incorporating a hydraulic pump and the like, and a controller 32 that controls various controls. The hydraulic circuit 31 includes the above-described injection cylinder 56, oil motor 57, operation cylinders 22 and 23, and a drive. The cylinder 24 is connected. On the other hand, to the controller 32, the hydraulic circuit 31 is connected, and the position detector 58, pressure detector 59, temperature detector 60, temperature detector 6a, pressure detector 6b, and position detector 6c described above are connected.

この場合、少なくとも、温度検出器６ａ，圧力検出器６ｂ及び位置検出器６ｃは、射出ノズルＭｉｎから樹脂路２に溶融樹脂Ｒを供給した際における当該溶融樹脂Ｒの挙動に基づく物理量（樹脂温度Ｔｓ，樹脂圧Ｐｓ及びプランジャ位置Ｘｓ）を検出する測定部１ｓを構成する。また、駆動シリンダ２４，油圧回路３１及びコントローラ３２はプランジャ駆動部５を構成するとともに、コントローラ３２により駆動シリンダ２４を接続した油圧回路３１を制御することにより、プランジャ４に対して溶融樹脂Ｒの圧力に対する任意の背圧を付与する背圧付与手段１５を構成する。したがって、このような制御系により、背圧は、予め設定した変化特性に従って変化するように可変制御することができる。 In this case, at least the temperature detector 6a, the pressure detector 6b, and the position detector 6c have physical quantities (resin temperature Ts) based on the behavior of the molten resin R when the molten resin R is supplied from the injection nozzle Min to the resin path 2. , Resin pressure Ps and plunger position Xs) is configured. The drive cylinder 24, the hydraulic circuit 31, and the controller 32 constitute the plunger drive unit 5, and the controller 32 controls the hydraulic circuit 31 to which the drive cylinder 24 is connected, so that the pressure of the molten resin R is applied to the plunger 4. A back pressure applying means 15 for applying an arbitrary back pressure is configured. Therefore, by such a control system, the back pressure can be variably controlled so as to change according to a preset change characteristic.

次に、このような特性測定装置１を用いた本実施形態に係る射出成形機の特性測定方法について、図１を参照しつつ図２に示すフローチャートに従って説明する。 Next, the characteristic measuring method of the injection molding machine according to the present embodiment using such a characteristic measuring apparatus 1 will be described according to the flowchart shown in FIG. 2 with reference to FIG.

まず、射出成形機Ｍにおける射出ノズルＭｉｎを特性測定装置１にノズルタッチさせる（ステップＳ１）。これにより、マニホールド部１ｍにおける樹脂路２の一端（ノズル接続口）２ｓと射出ノズルＭｉｎの先端が当接し、樹脂路２の内部と射出ノズルＭｉｎの内部が連通する。また、駆動シリンダ２４を駆動制御し、プランジャ４を前進させることにより最前進位置にセットする（ステップＳ２）。そして、プランジャ４を最前進位置にセットしたなら、駆動シリンダ２４の駆動制御により、プランジャ４を最前進位置に固定する（ステップＳ３）。さらに、操作シリンダ２２を駆動制御して第一開閉バルブ１１を開側に制御するとともに、操作シリンダ２３を駆動制御して第二開閉バルブ１３を閉側に制御する（ステップＳ４）。 First, the characteristic measurement device 1 is touched with the injection nozzle Min in the injection molding machine M (step S1). As a result, one end (nozzle connection port) 2s of the resin passage 2 in the manifold portion 1m abuts the tip of the injection nozzle Min, and the inside of the resin passage 2 communicates with the inside of the injection nozzle Min. Further, the drive cylinder 24 is driven and controlled, and the plunger 4 is advanced to set it to the most advanced position (step S2). When the plunger 4 is set at the most advanced position, the plunger 4 is fixed at the most advanced position by drive control of the drive cylinder 24 (step S3). Further, the operation cylinder 22 is driven to control the first opening / closing valve 11 to the open side, and the operation cylinder 23 is driven to control the second opening / closing valve 13 to the closing side (step S4).

次いで、射出成形機Ｍを動作させて計量工程を行う（ステップＳ５）。計量工程では、ホッパ５３に収容した樹脂材料（例示は、ポリプロピレン）が加熱筒５２内に供給され、スクリュ５４の回転により可塑化溶融されるとともに、可塑化溶融された溶融樹脂Ｒは、スクリュ５４の前方に蓄積される。この際、スクリュ５４の前方は、加熱筒５２の内部，射出ノズルＭｉｎの内部，樹脂路２の内部を通してプランジャ４の前端まで連通状態になっているため、溶融樹脂Ｒは、これら加熱筒５２の内部，射出ノズルＭｉｎの内部，樹脂路２の内部を通してプランジャ４の前端まで進入して充填が行われるとともに、この後、スクリュ５４は、溶融樹脂Ｒの蓄積に伴って後退変位する。 Next, the injection molding machine M is operated to perform a weighing process (step S5). In the measuring step, a resin material (polypropylene, for example) accommodated in the hopper 53 is supplied into the heating cylinder 52 and is plasticized and melted by the rotation of the screw 54, and the molten resin R plasticized and melted is the screw 54. Accumulated in front of. At this time, since the front of the screw 54 is in communication with the inside of the heating cylinder 52, the inside of the injection nozzle Min, the inside of the resin passage 2 and the front end of the plunger 4, the molten resin R is in contact with the heating cylinder 52. Filling is performed by entering the inside of the injection nozzle Min and the inside of the resin passage 2 to the front end of the plunger 4, and thereafter, the screw 54 is displaced backward as the molten resin R accumulates.

そして、計量工程では、測定部１ｍにより計測処理を行う（ステップＳ６）。即ち、位置検出器５８によりスクリュ位置Ｘｍを、圧力検出器５９により射出ノズルＭｉｎにおける溶融樹脂Ｒの圧力Ｐｍを、温度検出器６０により射出ノズルＭｉｎにおける樹脂温度Ｔｍをそれぞれ検出するとともに、さらに、温度検出器６ａによりマニホールド部１ｍおける樹脂温度Ｔｓを、圧力検出器６ｂによりマニホールド部１ｍおける樹脂圧Ｐｓを、位置検出器６ｃによりプランジャ位置Ｘｓをそれぞれ検出する。一方、計量工程が進行し、スクリュ５４が予め設定した後退位置である計量終了位置に達したなら計量工程を終了する（ステップＳ７）。 In the weighing process, measurement processing is performed by the measurement unit 1m (step S6). That is, the screw position Xm is detected by the position detector 58, the pressure Pm of the molten resin R at the injection nozzle Min is detected by the pressure detector 59, the resin temperature Tm at the injection nozzle Min is detected by the temperature detector 60, and the temperature The detector 6a detects the resin temperature Ts in the manifold section 1m, the pressure detector 6b detects the resin pressure Ps in the manifold section 1m, and the position detector 6c detects the plunger position Xs. On the other hand, if the weighing process has progressed and the screw 54 has reached the weighing end position, which is a preset retracted position, the weighing process is terminated (step S7).

計量工程が終了したなら、駆動シリンダ２４に対する駆動制御を停止してプランジャ４に対する固定を解除する（ステップＳ８）。これにより、プランジャ４は、蓄積された溶融樹脂Ｒの圧力に押され、いわゆる圧抜きが行われる。この後、射出工程に移行する。射出工程では、スクリュ５４を予め設定した所定の成形条件、即ち、設定された射出速度により前進させる（ステップＳ９）。これにより、加熱筒５２内の溶融樹脂Ｒは、射出ノズルＭｉｎを通して樹脂路２の内部に射出されるとともに、射出充填が進行するに従ってプランジャ４が後退する（ステップＳ１０）。この際、コントローラ３２は、プランジャ４に対して溶融樹脂Ｒの圧力に対する背圧制御を行うことができる。 When the metering process is completed, the drive control for the drive cylinder 24 is stopped and the fixation for the plunger 4 is released (step S8). Thereby, the plunger 4 is pushed by the pressure of the accumulated molten resin R, and so-called depressurization is performed. Thereafter, the process proceeds to the injection process. In the injection process, the screw 54 is advanced by a predetermined molding condition set in advance, that is, at the set injection speed (step S9). As a result, the molten resin R in the heating cylinder 52 is injected into the resin passage 2 through the injection nozzle Min, and the plunger 4 is retracted as injection filling proceeds (step S10). At this time, the controller 32 can perform back pressure control with respect to the pressure of the molten resin R with respect to the plunger 4.

そして、射出工程では、測定部１ｍにより計測処理を行う（ステップＳ１１）。即ち、位置検出器５８によりスクリュ位置Ｘｍを、圧力検出器５９により射出ノズルＭｉｎにおける樹脂圧Ｐｍを、温度検出器６０により射出ノズルＭｉｎにおける樹脂温度Ｔｍをそれぞれ検出するとともに、さらに、温度検出器６ａによりマニホールド部１ｍおける樹脂温度Ｔｓを、圧力検出器６ｂによりマニホールド部１ｍおける樹脂圧Ｐｓを、位置検出器６ｃによりプランジャ位置Ｘｓをそれぞれ検出する。これにより、特に、射出ノズルＭｉｎから樹脂路２に溶融樹脂Ｒを射出した際における当該溶融樹脂Ｒの挙動に基づく物理量を検出し、射出成形機Ｍにおける成形動作時の特性を測定することができる。一方、射出工程が進行し、スクリュ５４が予め設定した射出終了位置に達したなら射出工程を終了する（ステップＳ１２）。 In the injection process, measurement processing is performed by the measurement unit 1m (step S11). That is, the screw position Xm is detected by the position detector 58, the resin pressure Pm at the injection nozzle Min is detected by the pressure detector 59, the resin temperature Tm at the injection nozzle Min is detected by the temperature detector 60, and the temperature detector 6a. To detect the resin temperature Ts in the manifold portion 1m, the pressure detector 6b to detect the resin pressure Ps in the manifold portion 1m, and the position detector 6c to detect the plunger position Xs. Thereby, in particular, the physical quantity based on the behavior of the molten resin R when the molten resin R is injected from the injection nozzle Min into the resin path 2 can be detected, and the characteristics during the molding operation in the injection molding machine M can be measured. . On the other hand, if the injection process proceeds and the screw 54 reaches the preset injection end position, the injection process is ended (step S12).

射出工程の終了により、操作シリンダ２２を駆動制御して第一開閉バルブ１１を閉側に制御するとともに、操作シリンダ２３を駆動制御して第二開閉バルブ１３を開側に制御する（ステップＳ１３）。また、駆動シリンダ２４を駆動制御してプランジャ４を前進させる（ステップＳ１４）。これにより、バレル３内の溶融樹脂Ｒは、開放されたドレン路１２を通って外部に排出される（ステップＳ１５）。そして、プランジャ４が前進し、最前進位置に達したならプランジャ４を停止させるとともに、さらに、同様の測定作業を繰り返して行う場合には、プランジャ４を最前進位置に固定する（ステップＳ１６，Ｓ１７，Ｓ３）。この後、前述したように、操作シリンダ２２を駆動制御して第一開閉バルブ１１を開側に制御するとともに、操作シリンダ２３を駆動制御して第二開閉バルブ１３を閉側に制御して同様の処理を繰り返せばよい（ステップＳ４…）。 Upon completion of the injection process, the operation cylinder 22 is driven and controlled to control the first opening / closing valve 11 to the closed side, and the operation cylinder 23 is driven to control the second opening / closing valve 13 to the opening side (step S13). . Further, the drive cylinder 24 is driven and controlled to advance the plunger 4 (step S14). Thereby, the molten resin R in the barrel 3 is discharged to the outside through the open drain path 12 (step S15). When the plunger 4 moves forward and reaches the most advanced position, the plunger 4 is stopped, and when the same measurement operation is repeated, the plunger 4 is fixed at the most advanced position (steps S16 and S17). , S3). Thereafter, as described above, the operation cylinder 22 is driven to control the first opening / closing valve 11 to be opened, and the operation cylinder 23 is driven to control the second opening / closing valve 13 to be closed. This process may be repeated (step S4...).

次に、このようにして測定した代表的な測定結果（特性データ）を、図３〜図７を参照して説明する。 Next, typical measurement results (characteristic data) measured in this way will be described with reference to FIGS.

まず、図３（ａ），（ｂ）は、可塑化状態を測定した特性図を示す。この場合、樹脂材料としてポリプロピレンを使用し、樹脂温度Ｔｓに対して異なる温度設定を行うとともに、射出速度を１００〔ｍｍ／ｓ〕に設定して射出工程を行った。図３（ａ）は、樹脂温度Ｔｓを温度不足となる１９０〔℃〕に設定した場合を示し、図３（ｂ）は、樹脂温度Ｔｓを標準温度の２３０〔℃〕に設定した場合を示す。また、図中、Ｋｖは射出速度（スクリュ速度）、Ｋｐｖはプランジャ速度、Ｋｍｔは温度検出器６ａから得るマニホールド部１ｍにおける樹脂温度Ｔｓの特性データをそれぞれ示す。なお、射出速度は、位置検出器５８により検出されるスクリュ位置Ｘｍから得られるとともに、プランジャ速度は、位置検出器６ｃにより検出されるプランジャ位置Ｘｓから得られる。 First, FIGS. 3 (a) and 3 (b) show characteristic diagrams obtained by measuring the plasticized state. In this case, polypropylene was used as the resin material, the temperature was set differently with respect to the resin temperature Ts, and the injection speed was set to 100 [mm / s] to perform the injection process. FIG. 3A shows a case where the resin temperature Ts is set to 190 [° C.] at which the temperature is insufficient, and FIG. 3B shows a case where the resin temperature Ts is set to a standard temperature of 230 [° C.]. . In the drawing, Kv is an injection speed (screw speed), Kpv is a plunger speed, and Kmt is characteristic data of the resin temperature Ts in the manifold portion 1m obtained from the temperature detector 6a. The injection speed is obtained from the screw position Xm detected by the position detector 58, and the plunger speed is obtained from the plunger position Xs detected by the position detector 6c.

同図から明らかなように、射出速度は、樹脂温度Ｔｓが異なってもほぼ同一になるが、充填挙動を示すプランジャ速度は、温度不足の１９０〔℃〕の場合、標準温度の２３０〔℃〕の場合に比べて、上下の振幅が大きくかつ激しくなり、可塑化状態の質的部分に問題のあることが判る。したがって、温度測定データ以上に明確となるこのような特性データを利用すれば、例えば、上下の振幅が大きくかつ激しくなる直前の樹脂温度に設定することにより、可塑化状態の質的部分を必要最低限確保しつつ、省エネルギ性を高める等の対策に利用できる。なお、このようなプランジャ４の充填挙動が大きく振幅する理由は、射出ノズルＭｉｎを通過する溶融樹脂Ｒの負荷圧力が不安定になり、溶融樹脂Ｒの圧縮性が変動することに起因する。 As is clear from the figure, the injection speed is almost the same regardless of the resin temperature Ts, but the plunger speed indicating the filling behavior is 190 [° C.] of the standard temperature when the temperature is 190 [° C.] under insufficient temperature. Compared with the above case, the upper and lower amplitudes become larger and more intense, indicating that there is a problem in the qualitative part of the plasticized state. Therefore, if such characteristic data that is clearer than the temperature measurement data is used, for example, by setting the resin temperature immediately before the upper and lower amplitudes become large and intense, the qualitative part of the plasticized state is minimized. It can be used for measures such as improving energy saving while ensuring the limit. The reason why the filling behavior of the plunger 4 has a large amplitude is that the load pressure of the molten resin R passing through the injection nozzle Min becomes unstable and the compressibility of the molten resin R varies.

図４は、スクリュ射出率、プランジャ充填率、射出ノズルＭｉｎにおける樹脂圧Ｐｍ、マニホールド部１ｍにおける樹脂圧Ｐｓを測定した結果を示したものであり、図中、Ｋｒはスクリュ射出率、Ｋｐｒはプランジャ充填率、Ｋｐは射出ノズルＭｉｎにおける樹脂圧Ｐｍ、Ｋｍｐはマニホールド部１ｍにおける樹脂圧Ｐｓ、Ｋｅはスクリュ射出量とプランジャ充填量の差分に係わる特性データをそれぞれ示す。この場合、樹脂材料としてポリプロピレンを使用し、射出速度を１００〔ｍｍ／ｓ〕に設定するとともに、プランジャ４に概ね１３〔ＭＰａ〕の背圧を付与して射出工程を行った。 FIG. 4 shows the results of measuring the screw injection rate, the plunger filling rate, the resin pressure Pm at the injection nozzle Min, and the resin pressure Ps at the manifold portion 1m, where Kr is the screw injection rate and Kpr is the plunger. The filling rate, Kp is the resin pressure Pm at the injection nozzle Min, Kmp is the resin pressure Ps at the manifold portion 1m, and Ke is characteristic data relating to the difference between the screw injection amount and the plunger filling amount. In this case, polypropylene was used as the resin material, the injection speed was set to 100 [mm / s], and a back pressure of approximately 13 [MPa] was applied to the plunger 4 to perform the injection process.

同図から明らかなように、射出開始時には、スクリュ射出率Ｋｒに対してプランジャ充填率Ｋｐｒに遅れが発生する。また、プランジャ４に背圧が付与される時点では、プランジャ充填率Ｋｐｒは低下し、充填遅れは更に大きくなるとともに、その後、オーバシュートして定常化する。これらの現象は、溶融樹脂Ｒの圧縮性に原因があり、本実施形態に係る特性測定装置１により測定することができる。さらに、スクリュ射出量とプランジャ充填量の差分Ｋｅをグラフ化することにより充填挙動の評価を行うことができる。なお、最終的には、未充填樹脂量を計算することもできる。 As is apparent from the figure, at the start of injection, a delay occurs in the plunger filling rate Kpr with respect to the screw injection rate Kr. Further, at the time when the back pressure is applied to the plunger 4, the plunger filling rate Kpr is decreased, the filling delay is further increased, and thereafter, it is overshoot and becomes steady. These phenomena are caused by the compressibility of the molten resin R and can be measured by the characteristic measuring apparatus 1 according to the present embodiment. Furthermore, the filling behavior can be evaluated by graphing the difference Ke between the screw injection amount and the plunger filling amount. Finally, the amount of unfilled resin can also be calculated.

図５は、プランジャ４に付与する背圧を解除した場合の測定結果を示す。この場合、背圧を解除する点を除き、他の条件は、図４の場合と同一条件により射出工程を行った。したがって、同図中、Ｋｒはスクリュ射出率、Ｋｐｒはプランジャ充填率、Ｋｐは射出ノズルＭｉｎにおける樹脂圧Ｐｍ、Ｋｍｐはマニホールド部１ｍにおける樹脂圧Ｐｓ、Ｋｅはスクリュ射出量とプランジャ充填量の差分に係わる特性データをそれぞれ示す。また、図中、Ｃｃの部分は、波形の上からの各特性の変曲点を示し、特に、プランジャ充填率Ｋｐｒ，マニホールド部１ｍにおける樹脂圧Ｋｍｐ（Ｐｓ）及びスクリュ射出量とプランジャ充填量の差分Ｋｅの変曲点は一致している。 FIG. 5 shows the measurement results when the back pressure applied to the plunger 4 is released. In this case, the injection process was performed under the same conditions as in FIG. 4 except that the back pressure was released. Therefore, in the figure, Kr is the screw injection rate, Kpr is the plunger filling rate, Kp is the resin pressure Pm at the injection nozzle Min, Kmp is the resin pressure Ps at the manifold portion 1m, and Ke is the difference between the screw injection amount and the plunger filling amount. Each characteristic data is shown. In the figure, Cc indicates the inflection point of each characteristic from the top of the waveform. In particular, the plunger filling rate Kpr, the resin pressure Kmp (Ps) in the manifold portion 1m, the screw injection amount, and the plunger filling amount are shown. The inflection points of the difference Ke are the same.

スクリュメタリング樹脂圧の変曲点は、スクリュ逆止弁前の樹脂圧が逆止弁後部に伝達しなくなった時点と言えることから、発生する変曲点Ｃｃは、逆止弁閉鎖時点と考えられる。プランジャ充填率の変曲点は、逆止弁の閉鎖により樹脂バックフローが無くなったことによると考えられる。また、差分Ｋｅの変曲点は、同様に樹脂バックフローが無くなったため、スクリュ射出率との乖離が改善されたためと考えられる。したがって、これらの変曲点Ｃｃの一致は逆止弁閉鎖を明らかに意味していることが判る。さらに、逆止弁閉鎖前後での充填挙動を観察した場合、樹脂バックフロー中でも充填率は低くなるが一定になることが判る。 Since the inflection point of the screw metering resin pressure can be said to be a point in time when the resin pressure before the screw check valve is not transmitted to the rear part of the check valve, the inflection point Cc generated is considered as the check valve closing time. It is done. The inflection point of the plunger filling rate is considered to be due to the absence of the resin back flow due to the closing of the check valve. Further, the inflection point of the difference Ke is considered to be because the deviation from the screw injection rate has been improved because the resin backflow is similarly eliminated. Therefore, it can be seen that the coincidence of these inflection points Cc clearly means that the check valve is closed. Further, when observing the filling behavior before and after closing the check valve, it can be seen that the filling rate is low but constant even during the resin backflow.

図６は、プランジャ４に対する背圧の大きさを変更した場合の測定結果を示す。この場合、樹脂材料としてポリプロピレンを使用し、射出速度を５０〔ｍｍ／ｓ〕に設定するとともに、プランジャ４に対して０，１０，２０〔ＭＰａ〕の背圧を付与して射出工程を行った。同図は、背圧を０，１０，２０〔ＭＰａ〕に設定して充填したときの充填量の差を示しており、Ｋｐｒａは背圧を０〔ＭＰａ〕、Ｋｐｒｂは背圧を１０〔ＭＰａ〕、Ｋｐｒｃは背圧を２０〔ＭＰａ〕、Ｋｐｒｅは１０〔ＭＰａ〕と２０〔ＭＰａ〕の差に係わる特性データをそれぞれ示す。 FIG. 6 shows the measurement results when the magnitude of the back pressure on the plunger 4 is changed. In this case, polypropylene was used as the resin material, the injection speed was set to 50 [mm / s], and a back pressure of 0, 10, 20 [MPa] was applied to the plunger 4 to perform the injection process. . The figure shows the difference in filling amount when the back pressure is set to 0, 10, 20 [MPa], Kpra is the back pressure 0 [MPa], Kprb is the back pressure 10 [MPa]. ], Kprc represents back pressure of 20 [MPa], and Kpre represents characteristic data relating to a difference between 10 [MPa] and 20 [MPa], respectively.

同図から明らかなように、２０〔ＭＰａ〕は１０〔ＭＰａ〕と比較した場合、背圧が立ち上がった時点で圧縮率の違いにより充填量が遅れるが、逆止弁の閉鎖は早くなり、充填量の差は少なくなって行くことが判る。このように、負荷圧力（背圧）により充填挙動が異なることが判る。充填量の差は損失量になるため、図６の場合も背圧により損失量が異なる。なお、実際の射出中は、背圧により異なる樹脂圧縮量が発生しているため、射出終了時点でのスクリュ圧縮量を考慮して損失量を計算する必要がある。 As is clear from the figure, when 20 [MPa] is compared with 10 [MPa], the filling amount is delayed due to the difference in compression rate when the back pressure rises, but the check valve closes earlier, and It can be seen that the difference in quantity is decreasing. Thus, it turns out that filling behavior changes with load pressure (back pressure). Since the difference in the filling amount becomes the loss amount, the loss amount also varies depending on the back pressure in the case of FIG. Note that during actual injection, different resin compression amounts are generated due to back pressure, so it is necessary to calculate the loss amount in consideration of the screw compression amount at the end of injection.

図７（ａ）は、ショット毎の充填量におけるバラツキの測定結果を示す。この場合、ドレン路１２を閉じた状態でプランジャ４を前進させて圧縮量を測定する。Ｋ１はスクリュ５４が最前進位置、Ｋ２はマニホールド部１ｍにおける第一開閉バルブ１１の作動による樹脂押出、Ｋ３はプランジャ４による圧縮、Ｋ４は圧縮開放時のそれぞれのプランジャ位置Ｘｓを、連続３０ショット実行した中での最大値と最小値の波形を示す。そして、この３０ショット分のプランジャ排出樹脂量を重量測定し、各位置との相関を確認した結果、いずれも高い相関を示した。各位置はプランジャ４の充填量を正確に反映している。この各位置でのバラツキは、チャージ量、損失量、その他のバラツキを含めた総合的なものであるが、損失量のバラツキは充填量の差の計算により求めることができる。チャージ量のバラツキは、計量後のプランジャ４の後退量として測定できるため、この位置を求めればよい。図７（ｂ）は、このバラツキを示している。このように、ショット毎の充填量のバラツキにより、その主な原因と考えられる損失量とチャージ量のバラツキを定量的に解析できる。 FIG. 7A shows a measurement result of variation in the filling amount for each shot. In this case, the amount of compression is measured by moving the plunger 4 forward with the drain passage 12 closed. K1 is the most advanced position of the screw 54, K2 is resin extrusion by the operation of the first opening / closing valve 11 in the manifold section 1m, K3 is compressed by the plunger 4, and K4 is continuously executed 30 shots of each plunger position Xs when the compression is released. The maximum and minimum waveforms are shown. Then, the amount of resin discharged from the plunger for 30 shots was measured by weight, and the correlation with each position was confirmed. As a result, all showed high correlation. Each position accurately reflects the filling amount of the plunger 4. The variation at each position is a comprehensive one including the charge amount, the loss amount, and other variations. The variation in the loss amount can be obtained by calculating the difference in the filling amount. Since the variation in the charge amount can be measured as the retraction amount of the plunger 4 after measurement, this position may be obtained. FIG. 7B shows this variation. Thus, the variation in the amount of charge and the amount of charge considered to be the main cause can be quantitatively analyzed by the variation in the filling amount for each shot.

よって、このような本実施形態に係る特性測定装置１及び特性測定方法によれば、実際に射出ノズルＭｉｎから溶融樹脂Ｒを射出して各種物理量、即ち、樹脂温度Ｔｓ，樹脂圧Ｐｓ，プランジャ位置Ｘｓ等を検出できるため、射出成形ＣＡＥ等にとって必要な溶融樹脂Ｒの挙動に係わる様々な特性を得ることができ、もって、射出成形ＣＡＥ等を用いた各種解析等を広範囲かつ正確に行うことができるとともに、その信頼性を高めることができる。また、実際の射出成形機Ｍと組合わせることにより、いわば疑似金型として機能させるとともに、キャビティとしてプランジャ４を収容したバレル３を利用するため、通常の金型におけるキャビティ固有の形状等に左右されることなく、汎用性のある各種測定データを容易に得ることができる。この結果、利用する際における測定データの使い勝手を高めることができるなど、汎用性及び応用性の高い測定データを得ることができる。 Therefore, according to the characteristic measuring apparatus 1 and the characteristic measuring method according to the present embodiment, the molten resin R is actually injected from the injection nozzle Min, and various physical quantities, that is, the resin temperature Ts, the resin pressure Ps, and the plunger position. Since Xs etc. can be detected, various characteristics related to the behavior of the molten resin R necessary for injection molding CAE etc. can be obtained, and various analyzes using injection molding CAE etc. can be performed extensively and accurately. As well as being able to improve its reliability. Further, when combined with an actual injection molding machine M, it functions as a pseudo mold and uses the barrel 3 containing the plunger 4 as a cavity, so that it depends on the shape unique to the cavity in a normal mold. Therefore, versatile measurement data can be easily obtained. As a result, it is possible to obtain measurement data with high versatility and applicability, such as improving the usability of measurement data when used.

加えて、プランジャ駆動部５には、プランジャ４に対して溶融樹脂Ｒの圧力に対する任意の背圧を付与する背圧付与手段１５を設けたため、特性測定装置１に能動性を持たせることができ、高度なデータや静的状態では表面化しない特性を得ることができる。この結果、成形動作時の挙動を十分に把握でき、得られる特性に対して十分な評価を行うことができるとともに、特性を条件設定等に実用的に利用することも可能となる。しかも、マニホールド部１ｍに、樹脂路２を開閉する第一開閉バルブ１１及び／又は樹脂路２における溶融樹脂Ｒの流量を制御する制御バルブを設けるとともに、樹脂路２から分岐して外部に臨むドレン路１２及びこのドレン路１２を開閉する第二開閉バルブ１３を設けたため、特性測定装置１に対する溶融樹脂Ｒの供給（射出）及び排出をノズルタッチを解除することなく容易に行うことができるとともに、測定の繰り返しを迅速に行うことができる。 In addition, since the plunger drive unit 5 is provided with back pressure applying means 15 for applying an arbitrary back pressure to the plunger 4 with respect to the pressure of the molten resin R, the characteristic measuring device 1 can be made active. Advanced data and characteristics that do not surface in static state can be obtained. As a result, the behavior at the time of the molding operation can be sufficiently grasped, the obtained characteristics can be sufficiently evaluated, and the characteristics can be practically used for setting conditions. In addition, the manifold portion 1m is provided with a first opening / closing valve 11 for opening and closing the resin passage 2 and / or a control valve for controlling the flow rate of the molten resin R in the resin passage 2, and a drain that branches off from the resin passage 2 and faces the outside. Since the passage 12 and the second opening / closing valve 13 for opening and closing the drain passage 12 are provided, the molten resin R can be easily supplied (injected) and discharged from the characteristic measuring device 1 without releasing the nozzle touch, Measurement can be repeated quickly.

他方、本実施形態に係る特性測定装置１は、各種応用測定に利用することができる。以下、この応用例について、図８〜図１３を参照して説明する。 On the other hand, the characteristic measuring apparatus 1 according to the present embodiment can be used for various applied measurements. Hereinafter, this application example will be described with reference to FIGS.

図８は、プランジャ４に付与する背圧を、予め設定した変化特性に従って変化するように可変制御する場合の応用例であり、同図は、そのときの処理手順をフローチャートで示す。なお、変化特性は、所定の金型を用いて実成形した際における実測データを利用する場合を示す。 FIG. 8 is an application example in the case where the back pressure applied to the plunger 4 is variably controlled so as to change in accordance with a preset change characteristic, and FIG. 8 is a flowchart showing the processing procedure at that time. Note that the change characteristic indicates a case in which measured data when actual molding is performed using a predetermined mold is used.

まず、所定の金型に射出成形機Ｍをノズルタッチして実成形を行う（ステップＳ２１）。そして、この際、射出成形中におけるスクリュ位置，射出速度，射出圧力を計測する（ステップＳ２２）。また、実成形により得られた成形品が良品か否かを判定し、良品でない場合には良品が得られるまで実成形を繰り返して行う（ステップＳ２３，Ｓ２４，Ｓ２１…）。一方、実成形により良品が得られたなら、そのときのスクリュ位置，射出速度，射出圧力を実成形データとしてコントローラ３２のメモリに登録する。 First, actual molding is performed by nozzle-touching the injection molding machine M on a predetermined mold (step S21). At this time, the screw position, injection speed, and injection pressure during injection molding are measured (step S22). Further, it is determined whether or not the molded product obtained by actual molding is a non-defective product. If the molded product is not a good product, actual molding is repeated until a good product is obtained (steps S23, S24, S21...). On the other hand, if a good product is obtained by actual molding, the screw position, injection speed, and injection pressure at that time are registered in the memory of the controller 32 as actual molding data.

次いで、金型を特性測定装置１に交換する（ステップＳ２５）。そして、射出成形機Ｍにより前述した射出工程を実施するとともに、登録した実成形データ（スクリュ位置，射出速度，射出圧力）が再現されるように、プランジャ４の背圧をプログラム制御（可変制御）する（ステップＳ２６，Ｓ２７，Ｓ２８）。即ち、実成形データであるスクリュ位置，射出速度，射出圧力を目標値としてプランジャ４の背圧をフィードバック制御する。この場合、射出成形機Ｍの射出工程では、射出速度が制御されているが、特性測定装置１では、射出圧力が実成形時と等しくなるようにプランジャ４の背圧を制御する。また、射出成形機Ｍの保圧工程では、射出圧力が制御されているが、特性測定装置１では、スクリュ速度が実成形時と等しくなるようにプランジャ４の背圧を制御する。これにより、実成形時に射出ノズルＭｉｎから射出される樹脂量を、特性測定装置１のプランジャ位置Ｘｓの変化により測定することができる。よって、特性測定装置１により、例えば、複雑な金型に近似した態様を疑似的に作り出すことができ、より高度のデータや静的状態では表面化しない特性を得ることができる。 Next, the mold is replaced with the characteristic measuring device 1 (step S25). The injection molding machine M performs the above-described injection process, and program control (variable control) of the back pressure of the plunger 4 so that the registered actual molding data (screw position, injection speed, injection pressure) is reproduced. (Steps S26, S27, S28). That is, the back pressure of the plunger 4 is feedback-controlled with the actual molding data as the screw position, injection speed, and injection pressure as target values. In this case, the injection speed is controlled in the injection process of the injection molding machine M, but the characteristic measuring device 1 controls the back pressure of the plunger 4 so that the injection pressure becomes equal to that in actual molding. Further, in the pressure holding process of the injection molding machine M, the injection pressure is controlled, but the characteristic measuring device 1 controls the back pressure of the plunger 4 so that the screw speed becomes equal to that at the time of actual molding. Thereby, the amount of resin injected from the injection nozzle Min during actual molding can be measured by a change in the plunger position Xs of the characteristic measuring device 1. Therefore, the characteristic measuring apparatus 1 can artificially create an aspect that approximates a complicated mold, for example, and can obtain characteristics that do not surface in higher-level data or in a static state.

図９〜図１３は、樹脂特性、具体的には、圧力Ｐ及び樹脂温度Ｔを変数とした溶融樹脂Ｒの圧縮率Ｃ（Ｐ，Ｔ）の変化特性、更には、射出ノズル２を通して流出する溶融樹脂Ｒの流出量Ｆ及び単位時間当たりの流量Ｑを求める応用例であり、図９及び図１０には、樹脂特性を測定する際における処理手順をフローチャートで示す。 9 to 13 show resin characteristics, specifically, change characteristics of the compression rate C (P, T) of the molten resin R with the pressure P and the resin temperature T as variables, and further, the resin flows out through the injection nozzle 2. FIG. 9 and FIG. 10 are flowcharts showing a processing procedure when measuring resin characteristics. FIG. 9 and FIG. 10 are application examples for obtaining the outflow amount F of the molten resin R and the flow rate Q per unit time.

まず、測定に際しては、測定対象となる樹脂材料（ポリプロピレン）を選定し、ホッパ５３に収容する（ステップＳ３１）。 First, at the time of measurement, a resin material (polypropylene) to be measured is selected and accommodated in the hopper 53 (step S31).

次いで、樹脂特性に対する測定処理を行う（ステップＳ３２）。図１０は、具体的な測定処理手順を示す。測定に際しては、第一開閉バルブ１１を閉側に制御して射出ノズルＭｉｎを閉鎖状態にする（ステップＳ４１）。この後、スクリュ５４を回転させて樹脂材料に対する可塑化処理を行う（ステップＳ４２）。可塑化処理により加熱筒５２内におけるスクリュ５４の前方に溶融樹脂Ｒが充填されるため、所定量の溶融樹脂Ｒが計量されたなら可塑化処理を終了する（ステップＳ４３）。 Next, a measurement process for resin characteristics is performed (step S32). FIG. 10 shows a specific measurement processing procedure. At the time of measurement, the first opening / closing valve 11 is controlled to be closed and the injection nozzle Min is closed (step S41). Thereafter, the screw 54 is rotated to plasticize the resin material (step S42). Since the molten resin R is filled in front of the screw 54 in the heating cylinder 52 by the plasticizing process, the plasticizing process is ended when a predetermined amount of the molten resin R is measured (step S43).

これにより、スクリュ５４の前方に溶融樹脂Ｒが充填状態となるため、圧抜きにより溶融樹脂Ｒに付加される圧力Ｐを大気圧に解放する（ステップＳ４４）。そして、このときの圧力Ｐを圧力検出器５９により検出するとともに、スクリュ位置Ｘを位置検出器５８により検出する。また、樹脂温度Ｔを温度検出器６０により検出する（ステップＳ４５）。なお、樹脂温度Ｔの目標温度は、予め設定しておく。このときの検出結果は、圧力がＰ₀、スクリュ位置がＸ₀、樹脂温度がＴ₀となる。 Accordingly, since the molten resin R is filled in front of the screw 54, the pressure P applied to the molten resin R by depressurization is released to the atmospheric pressure (step S44). The pressure P at this time is detected by the pressure detector 59 and the screw position X is detected by the position detector 58. Further, the resin temperature T is detected by the temperature detector 60 (step S45). The target temperature for the resin temperature T is set in advance. As a result of detection at this time, the pressure is P ₀ , the screw position is X ₀ , and the resin temperature is T ₀ .

一方、検出が終了したなら、射出シリンダ５６を駆動制御してスクリュ５４を圧力Ｐ₁により前方へ加圧する（ステップＳ４６，Ｓ４７）。そして、このときの圧力Ｐを圧力検出器５９により検出するとともに、スクリュ位置Ｘを位置検出器５８により検出する。また、樹脂温度Ｔを温度検出器６０により検出する（ステップＳ４８）。このときの検出結果は、圧力がＰ₁、スクリュ位置がＸ₁、樹脂温度がＴ₁となる。検出が終了したなら、圧抜きを行い、溶融樹脂Ｒに付加される圧力Ｐを大気圧に解放する（ステップＳ４９，Ｓ５０）。そして、このときの圧力Ｐを圧力検出器５９により検出するとともに、スクリュ位置Ｘを位置検出器５８により検出する。また、樹脂温度Ｔを温度検出器６０により検出する（ステップＳ５１）。このときの検出結果は、圧力がＰ₂、スクリュ位置がＸ₂、樹脂温度がＴ₂となる。 On the other hand, when the detection is completed, the injection cylinder 56 is driven and controlled, and the screw 54 is pressurized forward by the pressure P ₁ (steps S46 and S47). The pressure P at this time is detected by the pressure detector 59 and the screw position X is detected by the position detector 58. Further, the resin temperature T is detected by the temperature detector 60 (step S48). As a result of detection at this time, the pressure is P ₁ , the screw position is X ₁ , and the resin temperature is T ₁ . When the detection is completed, the pressure is released and the pressure P applied to the molten resin R is released to the atmospheric pressure (steps S49 and S50). The pressure P at this time is detected by the pressure detector 59 and the screw position X is detected by the position detector 58. Further, the resin temperature T is detected by the temperature detector 60 (step S51). As a result of detection at this time, the pressure is P ₂ , the screw position is X ₂ , and the resin temperature is T ₂ .

以上の検出結果が得られたなら、圧縮率の演算を行う（ステップＳ５２）。この場合、圧縮率Ｃ（Ｐ₁，Ｔ₁）は、πｒ²Ｘ＋Ａ（ｒ：スクリュ半径，Ａ：スクリュ位置０における射出ノズル及び加熱筒内の樹脂量）をＵ（Ｘ，Ｔ）とすれば、
Ｃ（Ｐ₁，Ｔ₁）＝〔Ｕ（Ｘ₀（Ｐ₀，Ｔ₀））−Ｕ（Ｘ₁（Ｐ₁，Ｔ₁））〕
／Ｕ（Ｘ₀（Ｐ₀，Ｔ₀））
又は
Ｃ（Ｐ₁，Ｔ₁）＝〔Ｕ（Ｘ₂（Ｐ₂，Ｔ₂））−Ｕ（Ｘ₁（Ｐ₁，Ｔ₁））〕
／Ｕ（Ｘ₂（Ｐ₂，Ｔ₂））
のいずれかの式により算出できる。なお、必要により双方の平均値を求めてもよい。 If the above detection result is obtained, the compression ratio is calculated (step S52). In this case, if the compression rate C (P ₁ , T ₁ ) is πr ² X + A (r: screw radius, A: amount of resin in the injection nozzle and heating cylinder at screw position 0), U (X, T). ,
_{_{C (P 1, T 1)}} = _{_{[U (X 0 (P 0,}} T 0)) - U (X 1 (P 1, T 1)) ]
/ U (X ₀ (P ₀ , T ₀ ))
Or C (P ₁ , T ₁ ) = [U (X ₂ (P ₂ , T ₂ )) − U (X ₁ (P ₁ , T ₁ ))]
/ U (X ₂ (P ₂ , T ₂ ))
It can be calculated by any of the following formulas. In addition, you may obtain | require the average value of both if necessary.

そして、得られた圧縮率Ｃ（Ｐ₁，Ｔ₁）はコントローラ３２のメモリに登録する（ステップＳ５３）。 The obtained compression rate C (P ₁ , T ₁ ) is registered in the memory of the controller 32 (step S53).

全ての処理が終了したなら、スクリュ５４に対して圧力Ｐ₁とは異なる他の圧力Ｐｎにより前方へ加圧し、同様に圧縮率Ｃ（Ｐ，Ｔ）を求めて登録する一連の処理を、目標圧力数になるまで順次圧力Ｐｎを変化させて行う（ステップＳ５４，Ｓ５５，Ｓ４８…Ｓ５４）。このようにして得られた圧力Ｐに対する圧縮率Ｃ（Ｐ，Ｔ）の変化特性は、樹脂温度Ｔをパラメータとしてグラフ化することにより、図１１に示すようになる。同図において、Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３は、それぞれ樹脂温度Ｔが２００〔℃〕，２２０〔℃〕，２４０〔℃〕の場合の変化特性を示す。 When all the processes are completed, a series of processes in which the screw 54 is pressurized forward with another pressure Pn different from the pressure P ₁ and the compression rate C (P, T) is obtained and registered in the same manner. The pressure Pn is sequentially changed until the pressure number is reached (steps S54, S55, S48... S54). The change characteristic of the compression rate C (P, T) with respect to the pressure P obtained in this way is as shown in FIG. 11 by graphing the resin temperature T as a parameter. In the figure, U1, U2 and U3 indicate the change characteristics when the resin temperature T is 200 [° C.], 220 [° C.] and 240 [° C.], respectively.

一方、圧縮率Ｃ（Ｐ，Ｔ）の変化特性は、圧力Ｐ及び樹脂温度Ｔに対する関数に変換する。この場合、圧縮率Ｃ（Ｐ，Ｔ）は、
Ｃ（Ｐ，Ｔ）＝ΔＶ／ΣＶ
＝ａ・Ｐ^b
但し、ΔＶ：圧縮量
ΣＶ：圧縮前の樹脂量
ａ：ｃ₁・Ｔ＋ｄ₁
ｂ：ｃ₂・Ｔ＋ｄ₂
の関数で表すことができる。なお、ｃ1，ｄ₁，ｃ₂，ｄ₂は、樹脂材料の種類に対応した係数であり、ポリプロピレンの場合、
ｃ₁＝０．００５０３
ｄ₁＝−０．５９９９２
ｃ₂＝−０．００１４１
ｄ₂＝０．９７３８１（以上、単位：百分率）
を適用できる。これらの係数ｃ₁，ｄ₁，ｃ₂，ｄ₂は、樹脂材料の種類毎に予めデータベースとして設定しておく。これにより、圧縮率Ｃ（Ｐ，Ｔ）＝ａ・Ｐ^bの関数に変換処理する際は、樹脂材料に対応する係数ｃ₁，ｄ₁，ｃ₂，ｄ₂をデータベースから読み出し、これに基づいて変換処理すればよい（ステップＳ３３，Ｓ３４）。図１２は、ポリプロピレンにおける樹脂温度Ｔに対する係数ａ，ｂの値の変化特性を示す。 On the other hand, the change characteristic of the compression rate C (P, T) is converted into a function with respect to the pressure P and the resin temperature T. In this case, the compression rate C (P, T) is
C (P, T) = ΔV / ΣV
= A · P ^b
Where ΔV: compression amount
ΣV: Resin amount before compression
a: c ₁ · T + d ₁
b: c ₂ · T + d ₂
It can be expressed by the function of _{_{Incidentally, c1, d 1, c 2}} , d 2 is a coefficient corresponding to the type of resin material, for polypropylene,
c ₁ = 0.00503
d ₁ = −0.59992
c ₂ = −0.00141
d ₂ = 0.97381 (or more, unit: percentage)
Can be applied. These coefficients c ₁ , d ₁ , c ₂ , d ₂ are set in advance as a database for each type of resin material. Thereby, when converting into a function of compression ratio C (P, T) = a · P ^b , coefficients c ₁ , d ₁ , c ₂ , d ₂ corresponding to the resin material are read from the database, and based on this Conversion processing (steps S33 and S34). FIG. 12 shows the change characteristics of the values of the coefficients a and b with respect to the resin temperature T in polypropylene.

次いで、射出ノズルＭｉｎを開放状態にし、かつスクリュ５４を前進させた際に加熱筒５２内から射出ノズルＭｉｎを通して流出する任意の時刻ｔ₀，ｔ₁間における溶融樹脂Ｒの流出量Ｆを算出する（ステップＳ３５）。流出量Ｆは、圧縮率Ｃ（Ｐ，Ｔ）（＝ａ・Ｐ^b）を用いることにより、
Ｆ＝〔（Ｕ（Ｘ₀）／（１−Ｃ（Ｐ₀，Ｔ₀））〕
−〔（Ｕ（Ｘ₁）／（１−Ｃ（Ｐ₁，Ｔ₁））〕
＝〔（πｒ²Ｘ₀＋Ａ）／（１−Ｃ（Ｐ₀，Ｔ₀））〕
−〔（πｒ²Ｘ₁＋Ａ）／（１−Ｃ（Ｐ₁，Ｔ₁））〕
但し、ｒ：スクリュ半径
Ａ：スクリュ位置０における射出ノズル及び加熱筒内の樹脂量
Ｘ₀：時刻ｔ₀におけるスクリュ位置
Ｐ₀：時刻ｔ₀における圧力
Ｔ₀：時刻ｔ₀における温度
Ｘ₁：時刻ｔ₁におけるスクリュ位置
Ｐ₁：時刻ｔ₁における圧力
Ｔ₁：時刻ｔ₁における温度
により求めることができる。 Next, when the injection nozzle Min is opened and the screw 54 is moved forward, the outflow amount F of the molten resin R between arbitrary times t ₀ and t ₁ flowing out from the heating cylinder 52 through the injection nozzle Min is calculated. (Step S35). The outflow amount F is obtained by using the compression rate C (P, T) (= a · P ^b ).
F = [(U (X ₀ ) / (1-C (P ₀ , T ₀ ))]
- _{[(U (X 1) / (} 1-C (P 1, T 1)) ]
= [(Πr ² X ₀ + A) / (1-C (P ₀ , T ₀ ))]
− [(Πr ² X ₁ + A) / (1-C (P ₁ , T ₁ ))]
Where r: screw radius
A: Resin amount in injection nozzle and heating cylinder at screw position 0
X ₀ : Screw position at time t ₀
P ₀ : Pressure at time t ₀
Temperature at time t _{_0:} T ₀
X ₁ : Screw position at time t ₁
P ₁ : Pressure at time t ₁
T ₁ : It can be obtained from the temperature at time t ₁ .

また、射出成形ＣＡＥの利用に供するため、射出ノズルＭｉｎから流出する溶融樹脂Ｒの単位時間当たりの流量Ｑを、
Ｑ＝Ｆ／（ｔ₁−ｔ₀）
により求める（ステップＳ３６）。 Further, in order to use the injection molding CAE, the flow rate Q per unit time of the molten resin R flowing out from the injection nozzle Min is set as follows:
Q = F / (t ₁ −t ₀ )
(Step S36).

図１３は、このようにして得られる流出量Ｆ（非圧縮ノズル流出量Ｆ₁）の正確性を検証する実験結果（スクリュ位置・速度、射出圧（圧力）、プランジャ位置・速度、マニホールド圧力）と計算値（非圧縮ノズル射出率、マニホールド圧縮ノズル射出率）を示す。この場合、計算値は、Δｔ毎のスクリュ位置Ｘと実測した射出圧（圧力）Ｐから（１）式（（８）式）を用いてΔｔ間の非圧縮ノズル流出量を求めるとともに、それを非圧縮ノズル射出率に変換したものである。さらに、その積算値に対して実測値のマニホールド圧力による圧縮があるとしてマニホールド圧縮ノズル射出率を計算した。図１３中、Ｕａはスクリュ速度、Ｕｂはプランジャ速度、Ｕｃはスクリュ位置、Ｕｄはマニホールド圧力、Ｕｅはマニホールド圧縮ノズル射出率、Ｕｆは非圧縮ノズル射出率、Ｕｇは射出圧、Ｕｈはプランジャ位置を示す。 FIG. 13 shows experimental results (screw position / speed, injection pressure (pressure), plunger position / speed, manifold pressure) for verifying the accuracy of the outflow amount F (uncompressed nozzle outflow amount F ₁ ) thus obtained. And calculated values (non-compression nozzle injection rate, manifold compression nozzle injection rate). In this case, the calculated value is obtained from the screw position X for each Δt and the actually measured injection pressure (pressure) P to obtain the uncompressed nozzle outflow amount during Δt using the equation (1) (equation (8)). This is converted to an uncompressed nozzle injection rate. Furthermore, the manifold compression nozzle injection rate was calculated on the assumption that there was compression by the actually measured manifold pressure with respect to the integrated value. In FIG. 13, Ua is a screw speed, Ub is a plunger speed, Uc is a screw position, Ud is a manifold pressure, Ue is a manifold compression nozzle injection rate, Uf is an uncompressed nozzle injection rate, Ug is an injection pressure, and Uh is a plunger position. Show.

なお、実験は、特性測定装置１を使用することにより、前述した図２に示すフローチャートに基づいて行なった。したがって、この場合、特性測定装置１の第一開閉バルブ１１は開側に制御するとともに、第二開閉バルブ１３は閉側に制御する。また、プランジャ４は最前進位置にセットし、この後、図２に示すフローチャートのステップＳ３〜Ｓ１７の手順に従って行った。この際、射出工程では、スクリュ位置、スクリュ速度、射出圧（圧力）、プランジャ位置、プランジャ速度、マニホールド圧力（樹脂路２内の樹脂圧力）を検出する。 The experiment was performed using the characteristic measuring apparatus 1 based on the flowchart shown in FIG. Therefore, in this case, the first on-off valve 11 of the characteristic measuring apparatus 1 is controlled to open, and the second on-off valve 13 is controlled to close. Moreover, the plunger 4 was set to the most advanced position, and it performed according to the procedure of step S3-S17 of the flowchart shown in FIG. At this time, in the injection step, the screw position, screw speed, injection pressure (pressure), plunger position, plunger speed, and manifold pressure (resin pressure in the resin passage 2) are detected.

この実験結果から明らかなように、溶融樹脂Ｒの圧縮率Ｃ（Ｐ，Ｔ）＝ａ・Ｐ^bを用いて算出した流出量Ｆに基づく非圧縮ノズル射出率Ｕｆと、マニホールド圧力により圧縮補正した結果であるマニホールド圧縮ノズル射出率Ｕｅは、ほぼ一致した変化を示すことが分かる。したがって、任意の樹脂材料において、圧力Ｐに対する圧縮率Ｃ（Ｐ，Ｔ）の変化特性、即ち、Ｃ（Ｐ，Ｔ）＝ａ・Ｐ^bが得られれば、金型における溶融樹脂Ｒの流動状況を容易かつ的確に把握できる。 As apparent from the experimental results, the compression ratio C (P, T) of the molten resin R = uncompressed nozzle injection factor Uf-based outflow amount F calculated using a · P ^b, compressed corrected by manifold pressure It can be seen that the resulting manifold compression nozzle injection rate Ue shows a substantially consistent change. Therefore, in any resin material, if the change characteristic of the compressibility C (P, T) with respect to the pressure P, that is, C (P, T) = a · P ^b is obtained, the flow state of the molten resin R in the mold Can be grasped easily and accurately.

なお、図１３において、スクリュ速度Ｕａとプランジャ速度Ｕｂを比較した場合、スクリュ５４の前進により、射出圧はほぼ同時に上昇するが、プランジャ４はやや遅れて後退する。その後、スクリュ速度は、２００〔ｍｍ／ｓ〕まで上昇するが、プランジャ３５は、１８０〔ｍｍ／ｓ〕（飛び出し現象）まで上昇した後、一旦下降し、この後、０．１６〔ｓ〕で３００〔ｍｍ／ｓ〕（オーバシュート現象）に到達する。この現象は、溶融樹脂Ｒの圧縮性に基づく固有の現象と考えられる。したがって、射出ノズルＭｉｎから流出する流量がスクリュ速度に追従しない原因は、溶融樹脂Ｒの圧縮性に基づくものであり、本実施形態に係る樹脂特性測定方法を利用して正確な射出率を実測値から算出すれば、射出成形ＣＡＥによる解析等の精度及び信頼性を格段に向上させることができる。 In FIG. 13, when the screw speed Ua and the plunger speed Ub are compared, the injection pressure rises almost simultaneously as the screw 54 advances, but the plunger 4 moves backward with a slight delay. Thereafter, the screw speed rises to 200 [mm / s], but the plunger 35 rises to 180 [mm / s] (the pop-out phenomenon) and then descends, and then 0.16 [s]. 300 [mm / s] (overshoot phenomenon) is reached. This phenomenon is considered to be an inherent phenomenon based on the compressibility of the molten resin R. Therefore, the reason why the flow rate flowing out from the injection nozzle Min does not follow the screw speed is based on the compressibility of the molten resin R, and an accurate injection rate is measured using the resin characteristic measurement method according to this embodiment. If it calculates from this, the precision and reliability of the analysis etc. by injection molding CAE can be improved significantly.

このような測定方法により、実際の射出成形機Ｍから溶融樹脂Ｒの圧縮率Ｃ（Ｐ，Ｔ）の変化特性を得るため、射出ノズルＭｉｎから射出される溶融樹脂Ｒの正確な流量Ｑ及び流出量Ｆを算出することができ、射出成形ＣＡＥを用いる解析等を高い精度で行うことができるとともに、その信頼性を高めることができる。また、溶融樹脂Ｒの流動状況を的確かつ容易に把握できるため、実際の射出工程における細部の設定や制御、具体的には、多段設定した射出速度又は射出圧力の各段に切換える際の切換点の設定や切換制御、更には充填工程から保圧工程に切換える際の切換点の設定や切換制御などを安定かつ高い精度で行うことができる。 In order to obtain the change characteristic of the compression ratio C (P, T) of the molten resin R from the actual injection molding machine M by such a measuring method, the accurate flow rate Q and the outflow of the molten resin R injected from the injection nozzle Min. The amount F can be calculated, and the analysis using the injection molding CAE can be performed with high accuracy and the reliability can be increased. In addition, since the flow state of the molten resin R can be accurately and easily grasped, the setting and control of details in the actual injection process, specifically, the switching point when switching to each stage of the injection speed or injection pressure set in multiple stages. And switching control, and further, switching point setting and switching control when switching from the filling process to the pressure holding process can be performed stably and with high accuracy.

以上、最良の実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成，手法，数値等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。例えば、樹脂路２を開閉する第一開閉バルブ１１の代わりに、樹脂路２における溶融樹脂Ｒの流量を制御する制御バルブを設けてもよい。制御バルブを単独で用いる場合には、制御バルブに樹脂路２を開閉する機能を持たせる必要があるとともに、制御バルブと第一開閉バルブ１１を併用する場合には、開閉機能を第一開閉バルブ１１に持たせることができる。一方、射出成形機Ｍの駆動部５５や駆動シリンダ２４等の駆動系として油圧駆動系を示したが、サーボモータを利用した電気駆動系であってもよい。 As described above, the best embodiment has been described in detail, but the present invention is not limited to such an embodiment, and the detailed configuration, method, numerical value, and the like are within the scope not departing from the gist of the present invention. It can be changed, added, or deleted arbitrarily. For example, instead of the first opening / closing valve 11 that opens and closes the resin path 2, a control valve that controls the flow rate of the molten resin R in the resin path 2 may be provided. When the control valve is used alone, the control valve needs to have a function of opening and closing the resin passage 2, and when the control valve and the first opening / closing valve 11 are used in combination, the opening / closing function is the first opening / closing valve. 11 can be provided. On the other hand, although the hydraulic drive system is shown as the drive system for the drive unit 55 and the drive cylinder 24 of the injection molding machine M, an electric drive system using a servo motor may be used.

本発明の最良の実施形態に係る特性測定装置の断面構成図、The cross-sectional block diagram of the characteristic measuring apparatus which concerns on the best embodiment of this invention, 本発明の最良の実施形態に係る特性測定方法の処理手順を示すフローチャート、The flowchart which shows the process sequence of the characteristic measuring method which concerns on the best embodiment of this invention, 同特性測定装置を用いた測定結果の一例を示す変化特性図、Change characteristic diagram showing an example of measurement results using the same characteristic measuring device, 同特性測定装置を用いた測定結果の一例を示す他の変化特性図、Another variation characteristic diagram showing an example of a measurement result using the same characteristic measuring device, 同特性測定装置を用いた測定結果の一例を示す他の変化特性図、Another variation characteristic diagram showing an example of a measurement result using the same characteristic measuring device, 同特性測定装置を用いた測定結果の一例を示す他の変化特性図、Another variation characteristic diagram showing an example of a measurement result using the same characteristic measuring device, 同特性測定装置を用いた測定結果の一例を示す他の変化特性図、Another variation characteristic diagram showing an example of a measurement result using the same characteristic measuring device, 同特性測定装置を用いた応用測定に係る応用例の処理手順を示すフローチャート、A flowchart showing a processing procedure of an application example related to application measurement using the same characteristic measuring apparatus, 同特性測定装置を用いた応用測定に係る他の応用例の処理手順を示すフローチャート、A flowchart showing a processing procedure of another application example related to applied measurement using the same characteristic measuring device, 同応用例に用いる樹脂特性測定方法の処理手順を説明するためのフローチャート、A flowchart for explaining a processing procedure of a resin characteristic measurement method used in the application example, 同樹脂特性測定方法に用いる圧力に対する圧縮率の変化特性図、Change characteristic diagram of compressibility against pressure used in the resin property measurement method, 同樹脂特性測定方法に用いる樹脂温度に対する係数の値の特性図、Characteristic diagram of coefficient value with respect to resin temperature used in the resin property measurement method, 同樹脂特性測定方法の効果を説明するための時間に対する各種物理量の実験結果と計算値の変化特性図、Experimental results of various physical quantities with respect to time for explaining the effect of the resin characteristic measurement method and change characteristic diagrams of calculated values,

Explanation of symbols

１特性測定装置
１ｍマニホールド部
１ｐプランジャユニット部
１ｓ測定部
２樹脂路
２ｓ樹脂路の一端
２ｔ樹脂路の他端
３バレル
４プランジャ
５プランジャ駆動部
６ａ物理量検出器（温度検出器）
６ｂ物理量検出器（圧力検出器）
６ｃ物理量検出器（位置検出器）
１１第一開閉バルブ
１２ドレン路
１３第二開閉バルブ
１４… 加熱ヒータ
１５背圧付与手段
Ｍ射出成形機
Ｍｉｎ射出ノズル
Ｒ溶融樹脂 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Characteristic measuring apparatus 1m Manifold part 1p Plunger unit part 1s Measurement part 2 Resin path 2s One end of resin path 2t The other end of resin path 3 Barrel 4 Plunger 5 Plunger drive part 6a Physical quantity detector (temperature detector)
6b Physical quantity detector (pressure detector)
6c Physical quantity detector (position detector)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 1st on-off valve 12 Drain path 13 2nd on-off valve 14 ... Heater 15 Back pressure provision means M Injection molding machine Min Injection nozzle R Molten resin

Claims

In the characteristic measuring device of an injection molding machine that measures characteristics at the time of a molding operation in an injection molding machine, the resin path is provided inside, and one end of the resin path is brought into contact with the tip of an injection nozzle of the injection molding machine. A manifold unit communicating with the injection nozzle, a barrel communicating with the other end of the resin path, a plunger housed in the barrel, a plunger unit having a plunger driving unit for moving the plunger in the axial direction of the barrel, and the injection Based on the behavior of the molten resin when the molten resin is supplied from the nozzle to the resin path, at least a temperature detector for detecting the temperature of the molten resin (resin temperature), a pressure for detecting the pressure of the molten resin (resin pressure) A detector and a measuring unit having one or more position detectors for detecting the position of the plunger (plunger position). Injection molding machine characteristic measuring apparatus.

2. The characteristic measurement of an injection molding machine according to claim 1, wherein the manifold portion includes a first opening / closing valve for opening / closing the resin passage and / or a control valve for controlling a flow rate of the molten resin in the resin passage. apparatus.

The characteristic measuring apparatus for an injection molding machine according to claim 1 or 2, wherein the manifold section includes a drain path that branches off from the resin path and faces the outside, and a second opening / closing valve that opens and closes the drain path. .

The characteristic measuring apparatus for an injection molding machine according to claim 1, wherein a heater for heating the molten resin in the resin path and the barrel is attached to the manifold part and the plunger unit part.

2. The characteristic measuring apparatus for an injection molding machine according to claim 1, wherein the plunger driving unit is provided with back pressure applying means for applying an arbitrary back pressure with respect to the pressure of the molten resin to the plunger.

In a method for measuring characteristics of an injection molding machine for measuring characteristics during a molding operation in an injection molding machine, the resin path is provided inside, and one end of the resin path is brought into contact with a tip of an injection nozzle of the injection molding machine. A manifold unit communicating with the injection nozzle, a barrel communicating with the other end of the resin path, a plunger housed in the barrel, a plunger unit having a plunger driving unit for moving the plunger in the axial direction of the barrel, and the injection Based on the behavior of the molten resin when the molten resin is supplied from the nozzle to the resin path, at least a temperature detector for detecting the temperature of the molten resin (resin temperature), a pressure for detecting the pressure of the molten resin (resin pressure) A characteristic measuring device comprising a detector and a measuring unit having one or more position detectors for detecting the position of the plunger (plunger position) In advance, the plunger is set at the most advanced position, the plunger is fixed at the most advanced position, and the metering process is performed by the operation of the injection molding machine. Thereafter, the plunger is unlocked. And performing at least one of the resin temperature, the resin pressure, and the plunger position in the metering step and / or the injection step by performing an injection step by the operation of the injection molding machine. A method for measuring the characteristics of an injection molding machine.

The method for measuring characteristics of an injection molding machine according to claim 6, wherein a predetermined back pressure with respect to the pressure of the molten resin is applied to the plunger.

8. The method of measuring characteristics of an injection molding machine according to claim 7, wherein the back pressure is variably controlled so as to change in accordance with preset change characteristics.

9. The method of measuring characteristics of an injection molding machine according to claim 8, wherein the change characteristic uses actual measurement data when actual molding is performed using a predetermined mold.

The manifold portion is provided with a first opening / closing valve for opening and closing the resin passage and / or a control valve for controlling the flow rate of the molten resin in the resin passage, and a drain passage branched from the resin passage and facing the outside, and the drain A second opening / closing valve for opening and closing the path, and when performing the metering step and the injection step, the resin path is opened by the first opening / closing valve and / or the control valve, and the drain is opened by the second opening / closing valve. 7. The method for measuring characteristics of an injection molding machine according to claim 6, wherein the path is closed.

When the injection step is completed, the resin path is closed by the first opening / closing valve and / or the control valve, and the drain path is opened by the second opening / closing valve. 11. The method for measuring characteristics of an injection molding machine according to claim 10, wherein the characteristic is set at the most advanced position.