JP4237547B2 - 射出成形機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形機において、樹脂材料の無駄を削減する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、射出成形機の付帯設備である材料ホッパー部及びそのホッパーからシリンダへ繋がる経路に材料切れ検知機能を有し、材料が不足すると成形機側及び付帯設備側に動作制御信号を送り、自動運転停止もしくは材料の再投入の要請をしたり、スクリューの回転数を落して射出しないようにする制御方法が使用されている。例えば、特許文献１には、材料のフィード穴内の堆積レベルをレベルセンサで検出し、 材料フィーダのスクリュー送り量を制御することが記載されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−９４１１０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
材料ホッパー部に材料が不足すると自動運転停止もしくは材料の再投入を要請する制御方法が使用されているが、どれも付帯設備との連携が殆どであり、配線及び操作が複雑であり、扱いが煩雑であるという問題がある。また、それら付帯設備は高価であり、成形機以上にスペースを占有してしまい不適合である。また、多品種少量生産の生産体制において、生産現場の変化が激しく、これら付帯設備との連携はフレキシブルな生産体制を阻害し、重荷となっていた。
【０００５】
また、射出成形機における生産は無人運転稼動が要求されている。無人時において材料の再投入を要請した場合、あらかじめタンク内にて乾燥した材料を風力等で供給する機構を設けた付帯設備が多く存在しているが、もとの材料が完全に切れてなくなってしまうと機械側は稼動をやめ、生産を停止する。このとき、材料の再投入がされずに機械が自動運転を停止すると、成形機のシリンダ内には、十分に成形可能な樹脂が依然として残されているまま停止することになる。再度、生産開始するとき前記シリンダ内残留樹脂は、樹脂の焼け、劣化及び滞留が発生しており、成形品の品質上廃棄せねばならない。これは材料コストが必要以上に増大し、無駄となる。
【０００６】
また、上記の生産上の問題に関連して、大型の成形機においてはシリンダ全長の拡張に伴い、比例拡大して廃棄材料は多くなり、材料コストが増大してしまう。
【０００７】
また、上記の残留樹脂の完全な廃棄作業がままならずに、再開して生産を実行し、成形品のショートショット、焼け、コンタミ等の品質にかかわる問題が発生し、それに伴う装置側のトラブルや金型破損といった問題も発生してしまう。
【０００８】
従って、本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、射出成形において、材料の無駄を極力低減できるようにすることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係わる射出成形機は、射出成形機の本体部と、該本体部に供給するための樹脂材料を蓄えるホッパー部と、該ホッパー部と前記本体部とを繋ぎ、前記樹脂材料を流通させる樹脂材料供給通路と、該樹脂材料供給通路の第１の位置に配置され、該樹脂材料供給通路内の前記第１の位置における前記樹脂材料の有無を検出する第１の検出手段と、前記第１の検出手段よりも前記樹脂材料供給通路の下流側に配置された第２の検出手段とを具備し、前記第１の検出手段の位置から前記第２の検出手段の位置までの間の樹脂材料を消費するのに必要な成形動作の回数を検出し、該検出された回数に基づいて、前記第２の検出手段よりも前記樹脂材料供給通路の下流側に充填されている前記樹脂材料を消費するために必要な前記成形動作の回数を予測することを特徴とする。
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【００１６】
また、この発明に係わる射出成形機において、前記予測された成形動作の回数だけ成形動作を実行し、該成形動作が終了した後に成形動作を停止することを特徴とする。
【００１７】
また、この発明に係わる射出成形機において、前記成形動作を停止させる動作に伴って、警報を発することを特徴とする。
【００１８】
また、この発明に係わる射出成形機において、前記成形動作を停止させてから所定時間後に、前記射出成形機の本体部への電力供給を遮断することを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の射出成形機の一実施形態の全体正面図である。また、図２は、射出成形機の側面図である。図３は射出機構部の詳細図、図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃは材料供給部の断面図である。図１、図２、図３、図４Ａ〜図４Ｃを参照して、本実施形態の射出成形機の構造及び動作について説明する。
【００２１】
図１及び図３において、射出成形機本体の上部にはホッパー１が備えられており、射出プレート１３にて、射出シリンダ１４と、ホッパー１を装着可能なホッパー接続部２とを支えている。射出シリンダ１４は油圧ポンプ２５を駆動源とし、かつ射出プランジャー１２が接続されている。射出プランジャー１２はジャケット７の天地方向の貫通穴に摺動可能に嵌合しながら移動できるように取り付けられている。これにより、射出プランジャー１２が下方向に移動すると、樹脂経路１１にある樹脂材料を押しだす射出構造となっている。
【００２２】
また、図３において、材料を蓄えるホッパー１と、ホッパー１と成形機本体部分である射出プレート１３とを繋ぐホッパー接続部２と、ホッパー接続部２の下部に取り付けられた材料ホース５と、材料ホース５の下部分が接続されるジャケット７の上部突出部とにより、ホッパー１より供給される樹脂材料が通る樹脂経路１１を構成している。そして、ホッパー１と成形機本体とを繋ぐホッパー接続部２と射出プレート１３に、材料の有無を検出する検出器３ａ，３ｂを備えている。
【００２３】
また、図２及び図３において、ホッパー１から材料ホース５までの部分で構成される材料供給部よりジャケット７に投入された樹脂材料を、ジャケット７の後方部に接続された材料押込みユニット６で、射出プランジャー１２の下部付近まで送り込む。そして、ジャケット７に摺動可能に嵌合し、天地方向に稼動可能に取り付けられた射出プランジャー１２が、送りこまれた樹脂を下方向に押すと、樹脂は加熱シリンダ９へと送られる。そこで、トービート８で流路を分断し、せん断発熱を発生させ、加熱シリンダ９に巻かれたバンドヒータ１０の熱により樹脂がさらに溶融される。固定プラテン１６との接触を最小限に抑えた構造で接続されたノズル１５により、固定プラテン１６に吊り下げ接続された中間プレート１７と型締めシリンダ１９とに接続され、かつ可動プレート１８に保持されたカセット金型２７に、溶融された樹脂が射出される。
【００２４】
図４Ａは上記の材料供給部において、ホッパー１と材料ホース５とジャケット７により構成される樹脂経路１１に残留樹脂３１が存在する状態を示し、図４Ｂはホッパー１に投入された樹脂が、材料押込みユニット６により送られ、射出プランジャー１２が樹脂を下方向に押し出して、樹脂が減少している状態を示している。
【００２５】
また、図１及び図２において、溶融された樹脂はカセット金型２７内で冷却・固化され、油圧ポンプ２５を駆動源とした型締めシリンダ１９に接続された可動プレート１８が、タイバー２０にガイドされて下方向へ移動することで、型開き作業がおこなわれ、成形品がエジェクトされる。成形品はワーク取出しユニット２２にて、金型外に排出される。また、ランナーも同様にランナー取出しユニット２１にて、金型外に排出される。そして、再び可動プレート１８がタイバー２０にガイドされて上方向に移動し、型締め作業がおこなわれる。再び、射出機構部により溶融した樹脂がカセット金型２７内に充填され、成形品が作られて各取出しユニットにて排出される。可動プレート１８が上方向に移動し、型締め作業が開始してから、成形品が排出されるまでを本実施形態の射出成形機における一連の成形サイクルとする。
【００２６】
図１及び図３において、ホッパー１と成形機本体とを繋ぐホッパー接続部２と射出プレート１３に、材料の有無を検出する検出器３ａ，３ｂを備え、検知器３ａ，３ｂは制御盤４と配線接続されている。検出器３ａ，３ｂで材料が無いと判断されると、制御盤４で成形機に指令を送り、動作制御を行う。また、制御盤４における操作＆メッセージパネル２８において、警報認知時間の設定ができる。また、操作＆メッセージパネル２８では射出時間、冷却時間といった成形条件の設定入力も可能である。
図４Ａは、材料供給部において、ホッパー１と材料ホース５とジャケット７により構成される樹脂経路１１に存在する残留樹脂３１を検出器３ａにて検出し、材料が有ると判断している状態を示し、図４Ｂは、残留樹脂３１が材料押込みユニット６により送られ、射出プランジャー１２が樹脂を下方向に押し出して、樹脂が減少し、検出器３ａでは材料が無いことを検出し検出器３ｂでは材料があることを検出することにより、材料が減少していると判断している状態を示す。また、図４Ｃは残留樹脂３１がさらに減少し、検出器３ｂでも材料が無いと判断している状態を示す。
【００２７】
【００２８】
【００２９】
【００３０】
【００３１】
【００３２】
【００３３】
【００３４】
【００３５】
【００３６】
【００３７】
以下、図５のフローチャート、図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃを参照して、本実施形態の射出成形機における材料不足時の検出器が複数（２つ以上）の場合の制御方法を説明する。
【００３８】
図４Ｂにおいて、検出器３ａで材料が切れたと判断しても、樹脂材料はその下部分である材料ホース５と、ジャケット７で構成される樹脂経路１１に残留樹脂３１として存在している。これを全て無駄なく使用することが必要になる。これを検出器３ａと３ｂの２つを用いることで、樹脂材料の減少量と成形回数との関係が概算できる。言いかえれば、２つの検出器で検知される樹脂材料の減少量と成形サイクルの関係から、残り何回成形可能かどうか算出できる。例えば、成形品の重量が小さい（樹脂材料の減少量が少ない）ということは、検出器３ａで無いと判断してから、検出器３ｂで無いと判断するまで（検出器３ａから３ｂまでの間の樹脂材料を使い切るまで）、多くの成形サイクルを繰り返すことが必要になる。反対に、成形品の重量が大きい場合は、検出器３ａで無いと判断してから、検出器３ｂで無いと判断するまで（検出器３ａから３ｂまでの間の樹脂材料を使い切るまで）僅かな成形回数で到達してしまい、残留樹脂３１を使い果たすのが早くなる。
【００３９】
図５において、実際にステップＳ０で成形を開始する。成形機は動作を行う前に、ステップＳ１にて、樹脂材料の有無を検出器３ａより検知する。検出器３ａの位置で材料が有る場合、ステップＳ２に進み、成形動作をはじめる。材料がない場合（図４Ｂの状態）、ステップＳ４に進む。
【００４０】
材料が有る場合、成形作業を開始する。ステップＳ２で型締め作業を行い、可動プレート１８が中間プレート１７を押しやるように接触しながらタイバー２０にガイドされて固定プラテン１６まで上昇し、型締め作業をする。中間プレート１７と固定プラテン１６が接触するまで上昇すると型締め作業が完了となる。型締めが完了すると、射出動作を行い、射出プランジャー１２が下降し、材料供給部より送られた樹脂を射出する。そして樹脂を冷却・固化し、設定した冷却時間まで型締めを継続させる。次に、型開き作業を開始する。可動プレート１８が型締め時と同様に、タイバー２０にガイドされて下方向へ移動し、下降端まで移動を完了すると、ワーク取出しユニット２２及びランナー取出しユニット２１が動作を開始して成形品とランナーを排出する。ここで一連の成形サイクルが終了しステップＳ３となる。
【００４１】
一連の成形サイクルが終了した時点で、再び樹脂材料の有無を検出器３ａにより検知する。材料が有る場合（図４Ａ）、前述の通常の成形作業を行うが、樹脂材料が無い場合（図４Ｂの状態）、ステップＳ４で成形カウント（１）がスタートし（一連の成形サイクルの回数をかぞえる）、成形回数ｎをカウントし始める。ここで材料切れ検知の開始となる。
【００４２】
ステップＳ４にて成形カウント（１）がスタートするとき、ステップＳ５にて材料切れ検知後の成形カウント（１）でｎ＝０を読みこませ、いままでの記録をリセットした後で、成形カウントを開始する。
【００４３】
ステップＳ６において、２つ目の検出器３ｂにより、同様に樹脂材料の有無をこの検出地点で検知する。材料が有る場合（図４Ｂの状態）、ステップＳ７にて成形スタート（２）が発生し、一連の成形サイクルがスタートし、ステップＳ８、ステップＳ９へと進む。成形が終了するとステップＳ１０にて、ｎ＝ｎ＋１で１サイクル終了した演算処理を施し成形回数をカウントする。そして、ステップＳ６に戻り、検出器３ｂで、前工程より減少した樹脂材料が、この地点で有るか無いか判断する。有る場合はステップＳ７に進み、成形作業を実施し成形回数をカウントしながら検出器３ｂの地点で樹脂材料が無いと検知するまでこのループを繰り返す。
【００４４】
材料が無い場合（図４Ｃの状態）、ステップＳ１１に進みｎの回数を読み出す。ｎ＝０ならば、材料がまったくなく、一回も成形開始していないと判断しステップＳ１２へ進む。ステップＳ１３にて操作＆メッセージパネル２８にエラーメッセージを表示し、材料がないことを操作者に告知し、警告燈３０にても警告する。
【００４５】
エラーメッセージを表示しても材料の投入が行なわれず操作＆メッセージパネルにてエラーが解除されずに、あらかじめ設定してある時間以上に放置されると、成形機側にて無人と判断し、安全対策のため、加熱シリンダ９を温めるバンドヒータ１０への通電を停止し、火災等の災害を未然に防止する。
【００４６】
ｎ＝０でない場合、ステップＳ１６にて、検出器３ｂで樹脂材料が無いと検知したときの成形回数ｎを読み出す。ステップＳ１７にてｎからショート回数Ｘ（製品がショートショットする回数）を自動計算し、演算処理を施す。この演算処理は、検出器３ａ及び３ｂ間にある材料の量と３ｂ以下の残留樹脂の量との比率ωにより計算する。本実施形態における射出成形機に関しては、検出器３ａ及び３ｂの間の樹脂量は、３ｂ以下の樹脂量の約３分の１である。そのため、検出器３ａ，３ｂ間で使った樹脂の３倍を成形すれば、残留樹脂を無駄なく成形できる。ここで３倍を比率ωとし計算する。Ｘ＝ｎ×ωとし、Ｘ＝３ｎとなる。なお、このωは、成形機の種類、あるいは検出器の取付け位置等により変化するため、臨機応変に入力変更可能であるものとする。
【００４７】
ステップＳ１８にて、新たに成形スタート（３）が開始され、ｎと同様に新たにｍをカウントする。成形カウント（２）がスタートするとき、ステップＳ２０にて成形カウント（２）でｍ＝０を読みこませ、いままでの記録をリセットした後で、成形カウント（２）を開始する。
【００４８】
ステップＳ２１にて、演算処理を施したショート回数Ｘ（製品がショートショットする回数）と成形カウント（２）のｍとを比較評価する。
【００４９】
Ｘ＞ｍならば、ステップＳ２５、ステップＳ２６へとすすみ、前述の一連の成形作業を実施する。１サイクルが終了するとステップＳ２７にてｍ＝ｍ＋１の演算処理を施し、ステップＳ２１に戻って、再びＸとｍを比較評価する。これをＸ＝ｍになるまで繰り返す。
【００５０】
Ｘ＝ｍならば、ステップＳ２２にて材料が無いと判断し、ステップＳ２３にて操作＆メッセージパネル２８にエラーメッセージを表示し、材料がないことを操作者に告知し、警告燈３０にても警告する。
【００５１】
エラーメッセージを表示しても材料の投入が行なわれず操作＆メッセージパネルにてエラーが解除されずに、あらかじめ設定してある時間以上に放置されると、成形機側にて無人と判断し、安全対策のため、加熱シリンダ９を温めるバンドヒータ１０への通電を停止し、火災等の災害を未然に防止する。
【００５２】
（他の実施形態１）
図７に示すように、本発明は横型の成形機に関しても同様に適用できる。
【００５３】
具体的には、ホッパー１とホッパー接続部２の間に複数の検出器を設け、ホッパー１より落下してくる樹脂材料の有無を検知する。ホッパー１からの樹脂材料が加熱シリンダ９に流れヒータ１０で温められ、スクリュウもしくはプランジャー等の射出機構６によって樹脂材料を押出し、ノズル１５より射出する構造の横型射出成形機でも構わない。
【００５４】
（他の実施形態２）
また、本発明の射出成形機において、材料の有無を検出する検出器のセンサの種類は材料の有無を検知する物であれば、透過式、反射式等種類によらずどのような物でも構わない。
【００５５】
【００５６】
（他の実施形態３）
また、本発明の制御方法において、材料の有無を検知する検出器は２つだけでなく、図６のように検出器３ｃを上部に加え、複数備えて検知能力をより正確にしても構わない。
【００５７】
以上説明したように、上記の実施形態によれば、機械側に直接検知機能を持たせることで付帯設備及びそれに係る複雑な操作、配線等が必要なくなり、構造がシンプルになり、安価でかつ、操作、修理、移動簡易性、また小型機のメリットである多品種少量生産への柔軟な対応が可能となる。
【００５８】
また、材料の減り具合を予測し、自動的に材料の残量と比較して算出した成形回数で成形機の稼動を自動停止することで、シリンダ内の樹脂材料を残さず生産工程を行うことが容易になり、材料コストの無駄排除、樹脂の焼け、劣化及び滞留が無くなり、成形品のショートショット、コンタミ等によるトラブル、金型破損といった問題が解消できる。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、射出成形において、材料の無駄を極力低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の射出成形機の一実施形態の全体正面図である。
【図２】 射出成形機の側面図である。
【図３】 射出機構部の詳細図である。
【図４Ａ】 材料供給部の断面図である。
【図４Ｂ】 材料供給部の断面図である。
【図４Ｃ】 材料供給部の断面図である。
【図５】 検出器が２つの場合の射出成形機の動作を示すフローチャートである。
【図６】 他の実施形態３の構成を示す図である。
【図７】 他の実施形態１の構成を示す図である。
【符号の説明】
１ ホッパー
２ ホッパー接続部
３ａ 検出器
３ｂ 検出器
３ｃ 検出器
４ 制御盤
５ 材料ホース
６ 材料押込みユニット
７ ジャケット部
８ トービート
９ 加熱シリンダ
１０ バンドヒータ
１１ 樹脂経路
１２ 射出プランジャー
１３ 射出プレート
１４ 射出シリンダ
１５ ノズル
１６ 固定プラテン
１７ 中間プレート
１８ 可動プレート
１９ 型締めシリンダ
２０ タイバー
２１ ランナー取出しユニット
２２ ワーク取出しユニット
２３ エアレギュレータ
２４ 架台
２５ 油圧ポンプ
２６ 電磁弁
２７ カセット金型
２８ 操作＆メッセージパネル
２９ 成形品
３０ 警告燈
３１ 残留樹脂
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形機において、樹脂材料の無駄を削減する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、射出成形機の付帯設備である材料ホッパー部及びそのホッパーからシリンダへ繋がる経路に材料切れ検知機能を有し、材料が不足すると成形機側及び付帯設備側に動作制御信号を送り、自動運転停止もしくは材料の再投入の要請をしたり、スクリューの回転数を落して射出しないようにする制御方法が使用されている。例えば、特許文献１には、材料のフィード穴内の堆積レベルをレベルセンサで検出し、 材料フィーダのスクリュー送り量を制御することが記載されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−９４１１０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
材料ホッパー部に材料が不足すると自動運転停止もしくは材料の再投入を要請する制御方法が使用されているが、どれも付帯設備との連携が殆どであり、配線及び操作が複雑であり、扱いが煩雑であるという問題がある。また、それら付帯設備は高価であり、成形機以上にスペースを占有してしまい不適合である。また、多品種少量生産の生産体制において、生産現場の変化が激しく、これら付帯設備との連携はフレキシブルな生産体制を阻害し、重荷となっていた。
【０００５】
また、射出成形機における生産は無人運転稼動が要求されている。無人時において材料の再投入を要請した場合、あらかじめタンク内にて乾燥した材料を風力等で供給する機構を設けた付帯設備が多く存在しているが、もとの材料が完全に切れてなくなってしまうと機械側は稼動をやめ、生産を停止する。このとき、材料の再投入がされずに機械が自動運転を停止すると、成形機のシリンダ内には、十分に成形可能な樹脂が依然として残されているまま停止することになる。再度、生産開始するとき前記シリンダ内残留樹脂は、樹脂の焼け、劣化及び滞留が発生しており、成形品の品質上廃棄せねばならない。これは材料コストが必要以上に増大し、無駄となる。
【０００６】
また、上記の生産上の問題に関連して、大型の成形機においてはシリンダ全長の拡張に伴い、比例拡大して廃棄材料は多くなり、材料コストが増大してしまう。
【０００７】
また、上記の残留樹脂の完全な廃棄作業がままならずに、再開して生産を実行し、成形品のショートショット、焼け、コンタミ等の品質にかかわる問題が発生し、それに伴う装置側のトラブルや金型破損といった問題も発生してしまう。
【０００８】
従って、本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、射出成形において、材料の無駄を極力低減できるようにすることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係わる射出成形機は、射出成形機の本体部と、該本体部に供給するための樹脂材料を蓄えるホッパー部と、該ホッパー部と前記本体部とを繋ぎ、前記樹脂材料を流通させる樹脂材料供給通路と、該樹脂材料供給通路の第１の位置に配置され、該樹脂材料供給通路内の前記第１の位置における前記樹脂材料の有無を検出する第１の検出手段と、前記第１の検出手段よりも前記樹脂材料供給通路の下流側に配置された第２の検出手段とを具備し、前記第１の検出手段の位置から前記第２の検出手段の位置までの間の樹脂材料を消費するのに必要な成形動作の回数を検出し、該検出された回数に基づいて、前記第２の検出手段よりも前記樹脂材料供給通路の下流側に充填されている前記樹脂材料を消費するために必要な前記成形動作の回数を予測することを特徴とする。
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【００１６】
また、この発明に係わる射出成形機において、前記予測された成形動作の回数だけ成形動作を実行し、該成形動作が終了した後に成形動作を停止することを特徴とする。
【００１７】
また、この発明に係わる射出成形機において、前記成形動作を停止させる動作に伴って、警報を発することを特徴とする。
【００１８】
また、この発明に係わる射出成形機において、前記成形動作を停止させてから所定時間後に、前記射出成形機の本体部への電力供給を遮断することを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の射出成形機の一実施形態の全体正面図である。また、図２は、射出成形機の側面図である。図３は射出機構部の詳細図、図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃは材料供給部の断面図である。図１、図２、図３、図４Ａ〜図４Ｃを参照して、本実施形態の射出成形機の構造及び動作について説明する。
【００２１】
図１及び図３において、射出成形機本体の上部にはホッパー１が備えられており、射出プレート１３にて、射出シリンダ１４と、ホッパー１を装着可能なホッパー接続部２とを支えている。射出シリンダ１４は油圧ポンプ２５を駆動源とし、かつ射出プランジャー１２が接続されている。射出プランジャー１２はジャケット７の天地方向の貫通穴に摺動可能に嵌合しながら移動できるように取り付けられている。これにより、射出プランジャー１２が下方向に移動すると、樹脂経路１１にある樹脂材料を押しだす射出構造となっている。
【００２２】
また、図３において、材料を蓄えるホッパー１と、ホッパー１と成形機本体部分である射出プレート１３とを繋ぐホッパー接続部２と、ホッパー接続部２の下部に取り付けられた材料ホース５と、材料ホース５の下部分が接続されるジャケット７の上部突出部とにより、ホッパー１より供給される樹脂材料が通る樹脂経路１１を構成している。そして、ホッパー１と成形機本体とを繋ぐホッパー接続部２と射出プレート１３に、材料の有無を検出する検出器３ａ，３ｂを備えている。
【００２３】
また、図２及び図３において、ホッパー１から材料ホース５までの部分で構成される材料供給部よりジャケット７に投入された樹脂材料を、ジャケット７の後方部に接続された材料押込みユニット６で、射出プランジャー１２の下部付近まで送り込む。そして、ジャケット７に摺動可能に嵌合し、天地方向に稼動可能に取り付けられた射出プランジャー１２が、送りこまれた樹脂を下方向に押すと、樹脂は加熱シリンダ９へと送られる。そこで、トービート８で流路を分断し、せん断発熱を発生させ、加熱シリンダ９に巻かれたバンドヒータ１０の熱により樹脂がさらに溶融される。固定プラテン１６との接触を最小限に抑えた構造で接続されたノズル１５により、固定プラテン１６に吊り下げ接続された中間プレート１７と型締めシリンダ１９とに接続され、かつ可動プレート１８に保持されたカセット金型２７に、溶融された樹脂が射出される。
【００２４】
図４Ａは上記の材料供給部において、ホッパー１と材料ホース５とジャケット７により構成される樹脂経路１１に残留樹脂３１が存在する状態を示し、図４Ｂはホッパー１に投入された樹脂が、材料押込みユニット６により送られ、射出プランジャー１２が樹脂を下方向に押し出して、樹脂が減少している状態を示している。
【００２５】
また、図１及び図２において、溶融された樹脂はカセット金型２７内で冷却・固化され、油圧ポンプ２５を駆動源とした型締めシリンダ１９に接続された可動プレート１８が、タイバー２０にガイドされて下方向へ移動することで、型開き作業がおこなわれ、成形品がエジェクトされる。成形品はワーク取出しユニット２２にて、金型外に排出される。また、ランナーも同様にランナー取出しユニット２１にて、金型外に排出される。そして、再び可動プレート１８がタイバー２０にガイドされて上方向に移動し、型締め作業がおこなわれる。再び、射出機構部により溶融した樹脂がカセット金型２７内に充填され、成形品が作られて各取出しユニットにて排出される。可動プレート１８が上方向に移動し、型締め作業が開始してから、成形品が排出されるまでを本実施形態の射出成形機における一連の成形サイクルとする。
【００２６】
図１及び図３において、ホッパー１と成形機本体とを繋ぐホッパー接続部２と射出プレート１３に、材料の有無を検出する検出器３ａ，３ｂを備え、検知器３ａ，３ｂは制御盤４と配線接続されている。検出器３ａ，３ｂで材料が無いと判断されると、制御盤４で成形機に指令を送り、動作制御を行う。また、制御盤４における操作＆メッセージパネル２８において、警報認知時間の設定ができる。また、操作＆メッセージパネル２８では射出時間、冷却時間といった成形条件の設定入力も可能である。
図４Ａは、材料供給部において、ホッパー１と材料ホース５とジャケット７により構成される樹脂経路１１に存在する残留樹脂３１を検出器３ａにて検出し、材料が有ると判断している状態を示し、図４Ｂは、残留樹脂３１が材料押込みユニット６により送られ、射出プランジャー１２が樹脂を下方向に押し出して、樹脂が減少し、検出器３ａでは材料が無いことを検出し検出器３ｂでは材料があることを検出することにより、材料が減少していると判断している状態を示す。また、図４Ｃは残留樹脂３１がさらに減少し、検出器３ｂでも材料が無いと判断している状態を示す。
【００２７】
【００２８】
【００２９】
【００３０】
【００３１】
【００３２】
【００３３】
【００３４】
【００３５】
【００３６】
【００３７】
以下、図５のフローチャート、図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃを参照して、本実施形態の射出成形機における材料不足時の検出器が複数（２つ以上）の場合の制御方法を説明する。
【００３８】
図４Ｂにおいて、検出器３ａで材料が切れたと判断しても、樹脂材料はその下部分である材料ホース５と、ジャケット７で構成される樹脂経路１１に残留樹脂３１として存在している。これを全て無駄なく使用することが必要になる。これを検出器３ａと３ｂの２つを用いることで、樹脂材料の減少量と成形回数との関係が概算できる。言いかえれば、２つの検出器で検知される樹脂材料の減少量と成形サイクルの関係から、残り何回成形可能かどうか算出できる。例えば、成形品の重量が小さい（樹脂材料の減少量が少ない）ということは、検出器３ａで無いと判断してから、検出器３ｂで無いと判断するまで（検出器３ａから３ｂまでの間の樹脂材料を使い切るまで）、多くの成形サイクルを繰り返すことが必要になる。反対に、成形品の重量が大きい場合は、検出器３ａで無いと判断してから、検出器３ｂで無いと判断するまで（検出器３ａから３ｂまでの間の樹脂材料を使い切るまで）僅かな成形回数で到達してしまい、残留樹脂３１を使い果たすのが早くなる。
【００３９】
図５において、実際にステップＳ０で成形を開始する。成形機は動作を行う前に、ステップＳ１にて、樹脂材料の有無を検出器３ａより検知する。検出器３ａの位置で材料が有る場合、ステップＳ２に進み、成形動作をはじめる。材料がない場合（図４Ｂの状態）、ステップＳ４に進む。
【００４０】
材料が有る場合、成形作業を開始する。ステップＳ２で型締め作業を行い、可動プレート１８が中間プレート１７を押しやるように接触しながらタイバー２０にガイドされて固定プラテン１６まで上昇し、型締め作業をする。中間プレート１７と固定プラテン１６が接触するまで上昇すると型締め作業が完了となる。型締めが完了すると、射出動作を行い、射出プランジャー１２が下降し、材料供給部より送られた樹脂を射出する。そして樹脂を冷却・固化し、設定した冷却時間まで型締めを継続させる。次に、型開き作業を開始する。可動プレート１８が型締め時と同様に、タイバー２０にガイドされて下方向へ移動し、下降端まで移動を完了すると、ワーク取出しユニット２２及びランナー取出しユニット２１が動作を開始して成形品とランナーを排出する。ここで一連の成形サイクルが終了しステップＳ３となる。
【００４１】
一連の成形サイクルが終了した時点で、再び樹脂材料の有無を検出器３ａにより検知する。材料が有る場合（図４Ａ）、前述の通常の成形作業を行うが、樹脂材料が無い場合（図４Ｂの状態）、ステップＳ４で成形カウント（１）がスタートし（一連の成形サイクルの回数をかぞえる）、成形回数ｎをカウントし始める。ここで材料切れ検知の開始となる。
【００４２】
ステップＳ４にて成形カウント（１）がスタートするとき、ステップＳ５にて材料切れ検知後の成形カウント（１）でｎ＝０を読みこませ、いままでの記録をリセットした後で、成形カウントを開始する。
【００４３】
ステップＳ６において、２つ目の検出器３ｂにより、同様に樹脂材料の有無をこの検出地点で検知する。材料が有る場合（図４Ｂの状態）、ステップＳ７にて成形スタート（２）が発生し、一連の成形サイクルがスタートし、ステップＳ８、ステップＳ９へと進む。成形が終了するとステップＳ１０にて、ｎ＝ｎ＋１で１サイクル終了した演算処理を施し成形回数をカウントする。そして、ステップＳ６に戻り、検出器３ｂで、前工程より減少した樹脂材料が、この地点で有るか無いか判断する。有る場合はステップＳ７に進み、成形作業を実施し成形回数をカウントしながら検出器３ｂの地点で樹脂材料が無いと検知するまでこのループを繰り返す。
【００４４】
材料が無い場合（図４Ｃの状態）、ステップＳ１１に進みｎの回数を読み出す。ｎ＝０ならば、材料がまったくなく、一回も成形開始していないと判断しステップＳ１２へ進む。ステップＳ１３にて操作＆メッセージパネル２８にエラーメッセージを表示し、材料がないことを操作者に告知し、警告燈３０にても警告する。
【００４５】
エラーメッセージを表示しても材料の投入が行なわれず操作＆メッセージパネルにてエラーが解除されずに、あらかじめ設定してある時間以上に放置されると、成形機側にて無人と判断し、安全対策のため、加熱シリンダ９を温めるバンドヒータ１０への通電を停止し、火災等の災害を未然に防止する。
【００４６】
ｎ＝０でない場合、ステップＳ１６にて、検出器３ｂで樹脂材料が無いと検知したときの成形回数ｎを読み出す。ステップＳ１７にてｎからショート回数Ｘ（製品がショートショットする回数）を自動計算し、演算処理を施す。この演算処理は、検出器３ａ及び３ｂ間にある材料の量と３ｂ以下の残留樹脂の量との比率ωにより計算する。本実施形態における射出成形機に関しては、検出器３ａ及び３ｂの間の樹脂量は、３ｂ以下の樹脂量の約３分の１である。そのため、検出器３ａ，３ｂ間で使った樹脂の３倍を成形すれば、残留樹脂を無駄なく成形できる。ここで３倍を比率ωとし計算する。Ｘ＝ｎ×ωとし、Ｘ＝３ｎとなる。なお、このωは、成形機の種類、あるいは検出器の取付け位置等により変化するため、臨機応変に入力変更可能であるものとする。
【００４７】
ステップＳ１８にて、新たに成形スタート（３）が開始され、ｎと同様に新たにｍをカウントする。成形カウント（２）がスタートするとき、ステップＳ２０にて成形カウント（２）でｍ＝０を読みこませ、いままでの記録をリセットした後で、成形カウント（２）を開始する。
【００４８】
ステップＳ２１にて、演算処理を施したショート回数Ｘ（製品がショートショットする回数）と成形カウント（２）のｍとを比較評価する。
【００４９】
Ｘ＞ｍならば、ステップＳ２５、ステップＳ２６へとすすみ、前述の一連の成形作業を実施する。１サイクルが終了するとステップＳ２７にてｍ＝ｍ＋１の演算処理を施し、ステップＳ２１に戻って、再びＸとｍを比較評価する。これをＸ＝ｍになるまで繰り返す。
【００５０】
Ｘ＝ｍならば、ステップＳ２２にて材料が無いと判断し、ステップＳ２３にて操作＆メッセージパネル２８にエラーメッセージを表示し、材料がないことを操作者に告知し、警告燈３０にても警告する。
【００５１】
エラーメッセージを表示しても材料の投入が行なわれず操作＆メッセージパネルにてエラーが解除されずに、あらかじめ設定してある時間以上に放置されると、成形機側にて無人と判断し、安全対策のため、加熱シリンダ９を温めるバンドヒータ１０への通電を停止し、火災等の災害を未然に防止する。
【００５２】
（他の実施形態１）
図７に示すように、本発明は横型の成形機に関しても同様に適用できる。
【００５３】
具体的には、ホッパー１とホッパー接続部２の間に複数の検出器を設け、ホッパー１より落下してくる樹脂材料の有無を検知する。ホッパー１からの樹脂材料が加熱シリンダ９に流れヒータ１０で温められ、スクリュウもしくはプランジャー等の射出機構６によって樹脂材料を押出し、ノズル１５より射出する構造の横型射出成形機でも構わない。
【００５４】
（他の実施形態２）
また、本発明の射出成形機において、材料の有無を検出する検出器のセンサの種類は材料の有無を検知する物であれば、透過式、反射式等種類によらずどのような物でも構わない。
【００５５】
【００５６】
（他の実施形態３）
また、本発明の制御方法において、材料の有無を検知する検出器は２つだけでなく、図６のように検出器３ｃを上部に加え、複数備えて検知能力をより正確にしても構わない。
【００５７】
以上説明したように、上記の実施形態によれば、機械側に直接検知機能を持たせることで付帯設備及びそれに係る複雑な操作、配線等が必要なくなり、構造がシンプルになり、安価でかつ、操作、修理、移動簡易性、また小型機のメリットである多品種少量生産への柔軟な対応が可能となる。
【００５８】
また、材料の減り具合を予測し、自動的に材料の残量と比較して算出した成形回数で成形機の稼動を自動停止することで、シリンダ内の樹脂材料を残さず生産工程を行うことが容易になり、材料コストの無駄排除、樹脂の焼け、劣化及び滞留が無くなり、成形品のショートショット、コンタミ等によるトラブル、金型破損といった問題が解消できる。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、射出成形において、材料の無駄を極力低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の射出成形機の一実施形態の全体正面図である。
【図２】 射出成形機の側面図である。
【図３】 射出機構部の詳細図である。
【図４Ａ】 材料供給部の断面図である。
【図４Ｂ】 材料供給部の断面図である。
【図４Ｃ】 材料供給部の断面図である。
【図５】 検出器が２つの場合の射出成形機の動作を示すフローチャートである。
【図６】 他の実施形態３の構成を示す図である。
【図７】 他の実施形態１の構成を示す図である。
【符号の説明】
１ ホッパー
２ ホッパー接続部
３ａ 検出器
３ｂ 検出器
３ｃ 検出器
４ 制御盤
５ 材料ホース
６ 材料押込みユニット
７ ジャケット部
８ トービート
９ 加熱シリンダ
１０ バンドヒータ
１１ 樹脂経路
１２ 射出プランジャー
１３ 射出プレート
１４ 射出シリンダ
１５ ノズル
１６ 固定プラテン
１７ 中間プレート
１８ 可動プレート
１９ 型締めシリンダ
２０ タイバー
２１ ランナー取出しユニット
２２ ワーク取出しユニット
２３ エアレギュレータ
２４ 架台
２５ 油圧ポンプ
２６ 電磁弁
２７ カセット金型
２８ 操作＆メッセージパネル
２９ 成形品
３０ 警告燈
３１ 残留樹脂
Claims (4)
- 射出成形機の本体部と、
該本体部に供給するための樹脂材料を蓄えるホッパー部と、
該ホッパー部と前記本体部とを繋ぎ、前記樹脂材料を流通させる樹脂材料供給通路と、
該樹脂材料供給通路の第１の位置に配置され、該樹脂材料供給通路内の前記第１の位置における前記樹脂材料の有無を検出する第１の検出手段と、
前記第１の検出手段よりも前記樹脂材料供給通路の下流側に配置された第２の検出手段とを具備し、
前記第１の検出手段の位置から前記第２の検出手段の位置までの間の樹脂材料を消費するのに必要な成形動作の回数を検出し、該検出された回数に基づいて、前記第２の検出手段よりも前記樹脂材料供給通路の下流側に充填されている前記樹脂材料を消費するために必要な前記成形動作の回数を予測することを特徴とする射出成形機。 - 前記予測された成形動作の回数だけ成形動作を実行し、該成形動作が終了した後に成形動作を停止することを特徴とする請求項１に記載の射出成形機。
- 前記成形動作を停止させる動作に伴って、警報を発することを特徴とする請求項２に記載の射出成形機。
- 前記成形動作を停止させてから所定時間後に、前記射出成形機の本体部への電力供給を遮断することを特徴とする請求項２に記載の射出成形機。
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