JP4704321B2 - 射出成形機のスクリュ角度設定方法 - Google Patents

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本発明は、加熱筒に挿入したスクリュの回転方向における角度(スクリュ角度)を所定の角度に設定するための射出成形機のスクリュ角度設定方法に関する。
一般に、インラインスクリュ式射出成形機は、成形材料を供給するホッパーを後部に配し、かつ射出ノズルを前部に設けた加熱筒を有するとともに、この加熱筒にスクリュを挿入した射出装置を備えている。そして、計量工程ではスクリュを回転させることにより溶融した成形材料をスクリュの前方に計量蓄積するとともに、射出工程ではスクリュを前進させて計量した成形材料を金型へ射出充填する。したがって、この種の射出成形機では、射出速度や射出圧力(保圧圧力)等を正確に制御することが、高精密、高品質、更には均質性の高い成形品を確保する上で極めて重要となる。
ところで、高品質かつ均質性の高い成形品を確保するには、射出工程におけるスクリュ角度の影響も無視できないことが知られている。この影響は、主に加熱筒の内径精度やスクリュ(フライト部)の外径精度等の機械的精度に依存するものであり、スクリュ角度が異なることによって成形品の品質及び均質性も異なる現象を生じる。
このため、従来、スクリュ角度を考慮した制御、即ち、スクリュの姿勢が同一となるようにして、成形品の品質、特に重量を安定させるようにしたスクリュ角度設定方法を含む射出成形機の制御方法も、特開2002−144390号公報により知られている。この制御方法は、スクリュの回転角度位置に基準角度位置をあらかじめ設定し、計量工程の直前あるいは直後において、スクリュの回転角度位置が基準角度位置に合うように補正する角度補正動作を任意のショット間隔で実行するようにしたものである。
特開2002−144390号
しかし、上記公報で開示される従来における射出成形機の制御方法(スクリュ角度設定方法)は、次のような問題点があった。
第一に、基準角度位置は、単にスクリュ角度を一定に維持するための基準に過ぎず、必ずしも成形上、最適(最良)なスクリュ角度を意味するものではない。したがって、機械的精度に依存する影響を排除することができず、高精密及び高品質の成形品を安定に確保するには限界がある。
第二に、計量工程の直前あるいは直後においてスクリュの回転角度位置を補正する角度補正動作を行うため、角度補正結果が計量動作に直接影響する虞れがある。即ち、角度補正が返って計量時の樹脂密度や樹脂量に少なからず影響を及ぼし、成形品における均質性の低下要因となる。
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スクリュ角度設定方法の提供を目的とするものである。
本発明に係る射出成形機Mのスクリュ角度設定方法は、上述した課題を解決するため、加熱筒4に挿入したスクリュ2の回転方向の角度(スクリュ角度)Qを所定の角度に設定するに際し、試し成形時の所定の期間に、所定のスクリュ角度に保持するサーボロックを行い、かつサーボロックを行う際の回転トルクTrを検出するとともに、この回転トルクTrを検出する処理を、スクリュ2の一回転における複数の異なるスクリュ角度Qa,Qb,Qc…に対して行い、検出した回転トルクTr…の大きさが相対的に小さくなるスクリュ角度を最適角度Qoとして設定するようにしたことを特徴とする。
この場合、発明の好適な態様により、所定の期間は、射出工程終了時から計量工程開始時までの期間、又は計量工程終了時から射出工程開始時までの期間を用いることができる。また、最適角度Qoは、スクリュ2の前進時における樹脂圧Prのショット毎のバラツキRが相対的に小さいスクリュ角度として用いることができる。一方、射出工程を行う際に、当該射出工程が開始してからスクリュ2の回転を禁止する所定の回転禁止区間Znが経過した後に、スクリュ2を最適角度Qoに設定することができる。この回転禁止区間Znは、射出工程が開始してからスクリュ2の先端部に設けた逆流防止バルブ3が閉鎖するまでの区間Zsに基づいて設定することができる。また、スクリュ2を最適角度Qoまで回転させるに際しては、計量工程の回転方向に対して逆方向に回転させることができる。なお、回転トルクTr…は、各スクリュ角度Qa,Qb…毎に検出する複数の回転トルクTr…の平均値を用いることが望ましい。
このような手法による本発明に係る射出成形機Mのスクリュ角度設定方法によれば、次のような顕著な効果を奏する。
(1) 試し成形時の所定の期間において検出した回転トルクTr…の大きさが相対的に小さくなるスクリュ角度を最適角度Qoとして設定するため、機械的精度に依存する影響を排除することにより、樹脂圧Prの安定した高精密かつ高品質の成形品を得ることができるとともに、計量時の樹脂密度(樹脂量)に与える影響を排除することにより、成形品(重量)の均質性をより高めることができる。
(2) 好適な態様により、試し成形時の所定の期間に、射出工程終了時から計量工程開始時までの期間、又は計量工程終了時から射出工程開始時までの期間を用いれば、射出成形機の種類等に応じてより適した期間を選択することができる。
(3) 好適な態様により、最適角度Qoを、スクリュ2の前進時における樹脂圧Prのショット毎のバラツキRが相対的に小さいスクリュ角度として用いれば、当該最適角度Qoを、実際の樹脂圧Prを検出することなく容易に設定できるとともに、高価な圧力センサ等の使用を排除できる。
(4) 好適な態様により、射出工程を行う際に、当該射出工程が開始してからスクリュ2の回転を禁止する所定の回転禁止区間Znが経過した後に、スクリュ2を最適角度Qoに設定するようにすれば、射出工程における無用なスクリュ回転によって生じる不具合を確実に排除し、高品質かつ高精密、更には均質性の高い成形品を安定して得ることができる。
(5) 好適な態様により、回転禁止区間Znを設定する際し、射出工程が開始してからスクリュ2の先端部に設けた逆流防止バルブ3が閉鎖するまでの区間Zsに基づいて設定すれば、逆流防止バルブ3が閉鎖するまでの間における当該逆流防止バルブ3を通した無用な樹脂の移動を阻止し、この区間Zsにおける悪影響要因を有効に解消することができる。
(6) 好適な態様により、スクリュ2を最適角度Qoまで回転させるに際して、計量工程の回転方向に対して逆方向に回転させるようにすれば、スクリュ2の回転による樹脂への影響を抑えることができる。
(7) 好適な態様により、回転トルクTr…に、各スクリュ角度Qa,Qb…毎に検出する複数の回転トルクTr…の平均値を用いれば、回転トルクTr…の検出精度をより高めることができる。
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。
まず、本実施形態に係るスクリュ角度設定方法を実施できる射出成形機Mの構成について、図2を参照して説明する。
図2に示す射出成形機Mは、型締装置を除いた射出装置Miのみを示す。射出装置Miは、離間した射出台11と駆動台12を備え、この射出台11の前面により加熱筒4の後端が支持される。加熱筒4は、前端に射出ノズル14を、また、後部に当該加熱筒4の内部に成形材料を供給するホッパ15をそれぞれ備えるとともに、加熱筒4の内部にはスクリュ2を挿通させる。スクリュ2は、先端部に逆流防止バルブ3を備える。スクリュ2は、最先端部に、先端が尖形となる円錐状のスクリュヘッド部2hを有するとともに、このスクリュヘッド部2hからフライト部2f側間に、比較的小径のバルブ装填軸部2sを有し、このバルブ装填軸部2sに円筒形(リング形)の逆流防止バルブ3を変位自在に装填する。これにより、逆流防止バルブ3は、バルブ装填軸部2sの軸方向(前後方向)に所定ストロークにわたってスライド自在となり、逆流防止バルブ3が後退し、フライト部2f側に形成したバルブシート2rに当接すれば、フライト部2f側からスクリュヘッド部2h側に至る樹脂通路が遮断されるとともに、逆流防止バルブ3が前進し、バルブシート2rから離間すれば、当該樹脂通路が開放される。この場合、樹脂通路が遮断されるとは、逆流防止バルブ3が閉鎖することと同義である。
一方、射出台11と駆動台12間には四本のタイバー16…を架設し、このタイバー16…に、スライドブロック17をスライド自在に装填する。スライドブロック17の前端には、被動輪18を一体に有するロータリブロック19を回動自在に支持し、このロータリブロック19の中央にスクリュ2の後端を結合する。また、スライドブロック17の側面には、スクリュ回転用サーボモータ20を取付け、このサーボモータ20の回転シャフトに固定した駆動輪21は、回転伝達機構22を介して被動輪18に接続する。この回転伝達機構22は、伝達ギアを用いたギア式伝達機構であってもよいし、タイミングベルトを用いたベルト式伝達機構であってもよい。さらに、サーボモータ20には、このサーボモータ20の回転速度(回転数)を検出するロータリエンコーダ23を付設する。
他方、スライドブロック17の後部には、ナット部25を同軸上一体に設けるとともに、駆動台12に回動自在に支持されたボールねじ部26の前側を、ナット部25に螺合させることにより、ボールねじ機構24を構成する。また、駆動台12から後方に突出したボールねじ部26の後端には、被動輪27を取付けるとともに、駆動台12に取付けた支持盤12sには、スクリュ進退用のサーボモータ28を取付け、このサーボモータ28の回転シャフトに固定した駆動輪29は、回転伝達機構30を介して被動輪27に接続する。この回転伝達機構30は、伝達ギアを用いたギア式伝達機構であってもよいし、タイミングベルトを利用したベルト式伝達機構であってもよい。さらに、サーボモータ28には、このサーボモータ28の回転速度(回転数)を検出するロータリエンコーダ31を付設する。
また、図2において、32は射出成形機Mに備えるコントローラであり、格納した制御プログラム32pにより本実施形態に係るスクリュ角度設定方法における一連の制御(シーケンス制御)を実行することができる。一方、コントローラ32には、上述したサーボモータ20,28及びロータリエンコーダ23,31をそれぞれ接続するとともに、ロータリブロック19とスライドブロック17間に介在させたロードセル(圧力検出器)33を接続する。このロードセル33によりスクリュ2が受ける圧力(樹脂圧)を検出することができる。さらに、コントローラ32は成形条件等の各種データを格納したデータメモリ32sを有する。
次に、射出成形機Mを用いた本実施形態に係るスクリュ角度設定方法について、図3及び図5を参照しつつ図1に示すフローチャートに従って詳細に説明する。
本実施形態に係るスクリュ角度設定方法は、試し成形時の所定の期間に、所定のスクリュ角度に保持するサーボロックを行い、かつサーボロックを行う際の回転トルクTrを検出するとともに、この回転トルクTrを検出する処理を、スクリュ2の一回転における複数の異なるスクリュ角度Qa,Qb,Qc…に対して行い、検出した回転トルクTr…の大きさが相対的に小さくなるスクリュ角度を最適角度Qoとして設定するものである。例示の場合、複数のスクリュ角度Qa…は、30〔゜〕単位、即ち、0,30,60,90…300,330〔゜〕の計十二の異なる角度を選定した。なお、スクリュ角度は、スクリュ2の回転方向における角度である。また、サーボロックは、スクリュ角度を一定に保持するようにフィードバック制御することである。
最適角度Qoは、試し成形を行うことにより設定できるため、所定の成形材料を用いて計量工程を行う(ステップS1)。計量が終了したならそのままスクリュ2を目標角度(スクリュ角度)Qaまで回転させ、目標角度Qaに達した時点でスクリュ2の回転を停止させる(ステップS2,S3)。この場合、最初の目標角度Qaは0〔゜〕となるが、この0〔゜〕は任意の角度位置を選定できる。そして、目標角度Qaに達したなら、スクリュ2の回転を固定、即ち、サーボモータ20をサーボロックして目標角度Qaに保持する(ステップS4)。この時点を、図3中taで示す。この時点taは、計量直後(射出直前)のため、樹脂圧Prがスクリュ2に付加され、かつ逆流防止バルブ3は開いた状態になっているため、スクリュ2を計量工程の回転方向に対して逆方向へ回転させようとする。したがって、サーボモータ20にはこの回転に抗する回転トルクTrが必要となるため、このときの回転トルクTr(図3中、Trd)を検出し、回転トルクデータとして一時記憶する(ステップS5)。
次いで、スクリュ2を前進させる通常の射出工程を行う(ステップS6)。図3中、tb時点が射出開始時点を示す。一方、射出工程が終了したなら、同様の試し成形をN回(例示は30回)繰り返して行う(ステップS7,S1…)。これにより、N個の回転トルクデータが得られるため、その平均値となる回転トルクTrを算出して記憶する(ステップS8)。このように、平均値となる回転トルクTrを用いることにより、より検出精度を高めることができる。以上の試し成形による回転トルクTrの収集を他の目標角度Qb…に対しても同様に行う(ステップS9,S1…)。即ち、目標角度を、Qb(30〔゜〕),Qc(60〔゜〕),Qd(90〔゜〕)…Qk(300〔゜〕),Ql(330〔゜〕)の順に変更して同様の試し成形を行う。そして、全目標角度Qa…に対して回転トルクTr…の収集が終了すれば、目標角度Qa…と回転トルクTr…の関係を、図5に示すレーダーチャートに表すことができる。このレーダーチャートは、外側ほど回転トルクTrが小さいことを示している。例示の場合、30〔゜〕前後のスクリュ角度が相対的に最も回転トルクTrが小さいため、30〔゜〕のスクリュ角度を最適角度Qoとして設定できる(ステップS10)。
次に、このような回転トルクTrに基づいて設定した最適角度Qoと樹脂圧Prのショット毎のバラツキRの関係について、図4及び図6を参照しつつ図7に示すフローチャートに従って詳細に説明する。
樹脂圧Prは、試し成形を行うことにより得られるため、所定の成形材料を用いて計量工程を行う(ステップS11)。計量が終了したならそのままスクリュ2を目標角度Qaまで回転させ、目標角度Qaに達した時点でスクリュ2の回転を停止させる(ステップS12,S13)。この場合、最初の目標角度Qaは0〔゜〕となるが、この0〔゜〕は上述した回転トルクTrを検出した際における角度位置に一致させる。そして、目標角度Qaに達したなら、スクリュ2の回転を固定、即ち、サーボモータ20をサーボロックして目標角度Qaに保持する(ステップS14)。次いで、スクリュ2を前進させる通常の射出工程を行う(ステップS15)。射出工程中は樹脂圧(ピーク値)Prを検出し、樹脂圧データとして一次記憶する(ステップS16)。樹脂圧Prの検出は、前述したロードセル33による検出も可能であるが、できるだけ正確な樹脂圧Prを求めるため、射出ノズル又は金型に対して実験用に付設した圧力センサにより直接樹脂圧Prを検出することが望ましい。
一方、射出工程が終了したなら、同様の試し成形をN回(例示は30回)繰り返して行う(ステップS17,S11…)。これにより、N個の樹脂圧データが得られるため、この樹脂圧データを利用して樹脂圧Pr…のバラツキRを求める。具体的には、最大値−最小値、或いは標準偏差を算出して記憶する(ステップS18)。以上の試し成形による樹脂圧Pr…のバラツキRに係わる収集を他の目標角度Qb…に対しても同様に行う(ステップS19,S11…)。即ち、目標角度を、Qb(30〔゜〕),Qc(60〔゜〕),Qd(90〔゜〕)…Qk(300〔゜〕),Ql(330〔゜〕)の順に変更して同様の試し成形を行う。そして、全目標角度Qa…に対する樹脂圧Pr…のバラツキR…に係わる収集が終了すれば、目標角度Qa…と樹脂圧Pr…のバラツキR…の関係を図6に示すレーダーチャートに表すことができる。図6のレーダーチャートは、外側ほどバラツキRが大きいことを示しており、例示の場合、30〔゜〕前後のスクリュ角度が相対的に最もバラツキRが小さい。
よって、図5に示すレーダーチャートに基づき設定した最適角度Qo=30〔゜〕は、図6に示すレーダーチャートに基づく最もバラツキRが小さいスクリュ角度=30〔゜〕とほぼ一致する。換言すれば、スクリュ2の前進時における樹脂圧Prのショット毎のバラツキRが相対的に小さいスクリュ角度を最適角度Qoとして設定する場合、前述したスクリュ2の回転トルクTrの大きさに基づいて設定することが可能であり、実際の樹脂圧Prを検出することなく容易に設定できるとともに、高価な圧力センサ等の使用を排除できる利点がある。
図4は、回転トルクTrと樹脂圧PrのバラツキRの相関図(散布図)を示すが、回転トルクTrと樹脂圧PrのバラツキRはマイナス相関があり、例示の場合の相関係数は、−0.86である(ステップS20)。なお、回転トルクTrと樹脂圧Prは、一回の試し成形において同時に検出することが可能であるが、本実施形態では、説明上の理解を容易にするため、それぞれ別々の試し成形により検出する場合を示した。
よって、このような本実施形態に係るスクリュ角度設定方法によれば、試し成形時の所定の期間において検出した回転トルクTr…の大きさが相対的に小さくなるスクリュ角度を最適角度Qoとして設定するため、機械的精度に依存する影響を排除することにより、樹脂圧Prの安定した高精密かつ高品質の成形品を得ることができるとともに、計量時の樹脂密度(樹脂量)に与える影響を排除することにより、成形品(重量)の均質性をより高めることができる。
次に、本実施形態に係るスクリュ角度設定方法により設定される最適角度Qoの利用方法の一例について、図8〜図11を参照して説明する。
まず、射出工程が開始してからスクリュ2の回転を禁止する回転禁止区間Zn及びその設定方法について、図9及び図10を参照しつつ図8に示すフローチャートに従って詳細に説明する。
この回転禁止区間Znは、射出工程が開始してからスクリュ2の先端部に設けた逆流防止バルブ3が閉鎖するまでの区間Zsに基づいて設定することができる。回転禁止区間Znは、試し成形を行うことにより設定できるため、所定の成形材料を用いて計量工程を行う(ステップS21)。計量工程が終了したならスクリュ2の回転を固定、即ち、サーボモータ20をサーボロックする(ステップS22,S23)。そして、スクリュ2を射出開始位置から前進させる射出工程を実行する(ステップS24)。この際、射出工程中におけるスクリュ2の回転角Qsをサーボモータ20に付設したロータリエンコーダ23により検出する(ステップS25)。検出した回転角Qs〔゜〕を図9に示す。図9は、横軸に射出工程の開始からの時間t〔ms〕を示すとともに、縦軸には回転角Qs〔゜〕をはじめ、サーボモータ20に電流を流してサーボロックする際の回転トルクTr〔Mm〕、射出速度(スクリュ前進速度)Vi〔mm/s〕、射出圧力Pi〔MPa〕、スクリュ位置X〔mm〕をそれぞれ示す。
図9から明らかなように、射出工程中は、スクリュ2が回転しないようにサーボロックを行うが、スクリュ2を回転させようとする外力が付加された場合、それを修正するためのフィードバック制御が行われるため、スクリュ2は僅かに回転する。なお、このときの回転は、最大でも0.1〔゜〕程度である。したがって、射出開始位置からスクリュ2を前進させた場合、最初は逆流防止バルブ3が開いた状態にあるため、樹脂圧がスクリュ2に付加されることによりスクリュ2が僅かに回転する。そして、この後に逆流防止バルブ3が閉鎖すれば、樹脂圧はスクリュ2に付加されなくなるため、フィードバック制御によりスクリュ2は元の位置(ロック位置)に戻される。このように、射出開始位置からスクリュ2を前進させた場合、図9に示すtr時点でスクリュ2の回転角Qsがピーク(最大)になる僅かな回転挙動を生じるため、このピークの発生時点を逆流防止バルブ3の閉鎖時点(閉鎖位置Xc)と見做すことができる。
図10は、回転角Qsのピークを閉鎖位置Xcと見做した場合における成形(ショット)毎の閉鎖位置Xc〔mm〕とこの閉鎖位置Xcにおける成形品質量G〔g〕の関係を示すデータである。このデータから明らかなように、成形品質量Gのバラツキと閉鎖位置Xcのバラツキは明白な相関関係があり、回転角Qsのピークを閉鎖位置Xcと見做すことが可能である。なお、サーボモータ20をサーボロックすることなくフリーにして回転角Qsを検出することも可能であるが、この場合、スクリュ2は0.5〜3〔゜〕程度と大きく回転してしまう。したがって、樹脂の逆流量が不安定になり、正確で安定した回転角Qsを検出できない。しかし、回転角Qsの検出に際して、サーボモータ20をサーボロックすることにより、樹脂の流量を安定化させることができるため、正確な回転角Qsを検出できる。
他方、スクリュ2の回転角Qsを検出したなら、ピークの回転角Qsが発生した時間trを取込み、時間データとして一次記憶する(ステップS26)。この後、同様の試し成形をN回繰り返し、N個の時間データを収集する(ステップS27,S21…)。N個の時間データを収集したなら、その平均値となる時間trを算出する(ステップS28)。この時間trは、射出工程が開始してから逆流防止バルブ3が閉鎖するまでの区間Zsに対応するため、得られた時間trに基づいて回転禁止区間Znを設定する。この場合の回転禁止区間Znは、逆流防止バルブ3が完全に閉鎖してからスクリュ回転制御を開始させるための区間であるため、例えば、時間trに所定の余裕時間を付加して設定でき、これにより、回転禁止区間Znの終了時間tsaを求める(ステップS29)。
このように、回転禁止区間Znを、射出工程が開始してから逆流防止バルブ3が閉鎖するまでの区間Zsに基づいて設定すれば、逆流防止バルブ3が閉鎖するまでの間における当該逆流防止バルブ3を通した無用な樹脂の移動を阻止し、この区間Zsにおける悪影響要因を有効に解消できる。特に、試し成形を行うとともに、射出工程を開始してからスクリュ2の回転角Qsが最大に達するまでの区間Zsに基づいて設定することにより、逆流防止バルブ3の閉鎖点を容易かつ確実に検出できる利点がある。
次に、実際の成形工程における制御方法について、各図を参照しつつ図11に示すフローチャートに従って説明する。
まず、所定の成形材料を用いて計量工程を行う(ステップS31)。計量工程ではサーボモータ20を正方向に駆動制御し、スクリュ2を正方向に回転させて計量を行う。計量工程が終了したならスクリュ2の回転を固定、即ち、サーボモータ20をサーボロックする(ステップS32,S33)。また、この時点におけるスクリュ角度をロータリエンコーダ23から検出し、開始角度Qiとして一時記憶する(ステップS34)。そして、射出工程を開始する(ステップS35)。射出工程では、サーボモータ28を駆動制御してスクリュ2を射出開始位置から前進させる。この場合、データメモリ32sから射出速度目標値が付与され、スクリュ2は射出速度目標値となるように駆動制御される。
他方、射出工程が開始すると同時に計時を開始する(ステップS36)。この後、設定された回転禁止区間Znを経過、即ち、前述した終了時間tsaに達したならサーボモータ20に対するサーボロックを解除し、スクリュ2を最適角度Qoまで回転させる。この際、スクリュ2は、計量工程における回転方向に対して逆方向に回転させる(ステップS37,S38)。これにより、スクリュ2の回転による樹脂への影響が抑えられる。そして、回転禁止区間Znを経過した以後は、スクリュ2を最適角度Qoに保持、即ち、最適角度Qoを維持するようにサーボモータ20をサーボロックして射出工程を終了まで行う(ステップS39,S40)。また、射出工程が終了したなら、スクリュ2が開始角度Qiになるように、計量工程の回転方向に対して逆方向に回転させ、射出工程の終了時におけるスクリュ角度を開始角度Qiに一致させる(ステップS41)。これにより、ショット毎の回転を量的及び質的に一定にできるため、成形品の均質性をより高めることができる。さらに、次の成形工程を継続して行う場合にも、同様の成形工程が行われる(ステップS42,S31…)。
この制御方法によれば、射出工程が開始してからスクリュ2の回転を禁止する回転禁止区間Znが経過した後に、スクリュ2を、前進時における樹脂圧Prのショット毎のバラツキRが相対的に小さい最適角度Qoまで回転させ、以後、スクリュ2を最適角度Qoに保持して射出工程を行うため、射出工程における無用なスクリュ回転によって生じる不具合を確実に排除し、高品質かつ高精密、更には均質性の高い成形品を安定して得ることができる利点がある。
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,数値,手法等において、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、逆流防止バルブ3としてリング形のバルブ(リングバルブ)を例示したが必ずしもリングバルブに限定されるものではない。また、回転禁止区間Znは、時間tにより設定する場合を示したが、スクリュ位置(スクリュ移動距離)により設定してもよい。さらに、回転禁止区間Znは、射出工程が開始してから逆流防止バルブ3が閉鎖するまでの区間Zsに基づいて設定した場合を示したが、他の条件により設定することも可能であり、例えば、速度制御領域に係わる区間、或いは、計量工程が終了した後、射出工程が開始するまでの区間などに基づいて設定することができる。一方、本発明では、最適角度Qoを、回転トルクTrを検出して設定するが、樹脂圧Prを直接検出して設定することも可能である。また、最適角度Qoを設定するための回転トルクTrを検出する所定の期間として、計量工程終了時から射出工程開始時までの期間を用いた場合を示したが、射出工程終了時から計量工程開始時までの期間を用いることも可能であり、射出成形機の種類等に応じてより適した期間を選択することができる。他方、射出工程が開始する際における開始角度Qiを検出し、当該射出工程が終了したなら、スクリュ2が開始角度Qiになるように回転させる手法を含ませたが、必ずしも含ませることを要しない。
本発明の最良の実施形態に係る射出成形機のスクリュ角度設定方法の処理手順を示すフローチャート、 同スクリュ角度設定方法を実施できる射出成形機の一部断面平面図、 同スクリュ角度設定方法を説明する際に用いる時間対各種物理量の変化特性図、 同スクリュ角度設定方法を説明する際に用いる回転トルクに対する樹脂圧のバラツキを示す相関図(散布図)、 同スクリュ角度設定方法を実施する際に用いるスクリュ角度と回転トルクの関係を示すレーダーチャート、 同スクリュ角度設定方法を説明する際に用いるスクリュ角度と樹脂圧のバラツキの関係を示すレーダーチャート、 同スクリュ角度設定方法を検証する樹脂圧のバラツキを求める際の処理手順を示すフローチャート、 同スクリュ角度設定方法により設定した最適角度の利用時における回転禁止区間を設定する際の処理手順を示すフローチャート、 図8に示す処理手順により回転禁止区間を設定する試し成形を行った際の時間に対するスクリュの回転角を含むデータ図、 図8に示す処理手順により回転禁止区間を設定する試し成形を行った際の逆流防止バルブの閉鎖位置と成形品質量の関係を示すデータ図、 同スクリュ角度設定方法により設定した最適角度の利用時の処理手順を示すフローチャート、
符号の説明
2:スクリュ,3:逆流防止バルブ,4:加熱筒,M:射出成形機,Tr:回転トルク,Qa…:スクリュ角度,Qo:最適角度,Pr:樹脂圧,R:バラツキ,Zn:回転禁止区間,Zs:逆流防止バルブが閉鎖するまでの区間

Claims (7)

  1. 加熱筒に挿入したスクリュの回転方向の角度(スクリュ角度)を所定の角度に設定するための射出成形機のスクリュ角度設定方法において、試し成形時の所定の期間に、所定のスクリュ角度に保持するサーボロックを行い、かつサーボロックを行う際の回転トルクを検出するとともに、この回転トルクを検出する処理を、前記スクリュの一回転における複数の異なるスクリュ角度に対して行い、検出した回転トルクの大きさが相対的に小さくなるスクリュ角度を最適角度として設定することを特徴とする射出成形機のスクリュ角度設定方法。
  2. 前記所定の期間は、射出工程終了時から計量工程開始時までの期間、又は計量工程終了時から射出工程開始時までの期間を用いることを特徴とする請求項1記載の射出成形機のスクリュ角度設定方法。
  3. 前記最適角度は、前記スクリュの前進時における樹脂圧のショット毎のバラツキが相対的に小さいスクリュ角度として用いることを特徴とする請求項1記載の射出成形機のスクリュ角度設定方法。
  4. 射出工程を行う際に、当該射出工程が開始してから前記スクリュの回転を禁止する所定の回転禁止区間が経過した後に、前記スクリュを前記最適角度に設定することを特徴とする請求項1記載の射出成形機のスクリュ角度設定方法。
  5. 前記回転禁止区間は、前記射出工程が開始してから前記スクリュの先端部に設けた逆流防止バルブが閉鎖するまでの区間に基づいて設定することを特徴とする請求項4記載の射出成形機のスクリュ角度設定方法。
  6. 前記スクリュを計量工程の回転方向に対して逆方向に回転させることにより前記最適角度に設定することを特徴とする請求項5記載の射出成形機のスクリュ角度設定方法。
  7. 前記回転トルクは、各スクリュ角度毎に検出する複数の回転トルクの平均値を用いることを特徴とする請求項1記載の射出成形機のスクリュ角度設定方法。
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