JP6083362B2 - Method for replacing intrusion resin in injection device of injection molding machine - Google Patents
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Description
本発明は、射出成形機の射出装置におけるイントルージョン樹脂替え方法に関する。 The present invention relates to a method for replacing an intrusion resin in an injection apparatus of an injection molding machine.
射出成形機を使用した射出成形品の成形作業においては、射出成形品の変更に伴う樹脂材料の変更や、同じ射出成形品であっても、樹脂材料の色の変更等、原料となる樹脂材料の樹脂替え作業が必要となる。樹脂替え作業について簡単に説明する。成形サイクルにおいて、射出充填完了後に成形作業を中止させ、射出装置を固定金型の樹脂注入孔から離間させる。そして、射出装置内のスクリュを射出前進限位置近傍に前進させ、所定の背圧を付与させた状態で回転させ、射出装置内に残留した樹脂材料を射出装置先端のノズルから排出(パージ)させる。樹脂材料がノズルから排出されなくなった後、新たな樹脂材料の供給を開始させる。その後、新たな樹脂材料が可塑化(溶融)されて、ノズルから排出されるようになった時点で、射出装置での新たな樹脂材料の可塑化を中断させ、再び、射出装置を固定金型の樹脂注入孔に接続させる。その後、新たな材料による成形作業を開始させて、樹脂替え作業が完了する。このような樹脂替え作業を行う方法をイントルージョン樹脂替え方法と呼称する。 In the molding work of injection molded products using an injection molding machine, resin materials used as raw materials, such as changes in resin materials accompanying changes in injection molded products, and changes in the color of resin materials, even for the same injection molded products It is necessary to replace the resin. The resin replacement operation will be briefly described. In the molding cycle, after the injection filling is completed, the molding operation is stopped, and the injection device is separated from the resin injection hole of the fixed mold. Then, the screw in the injection device is advanced to the vicinity of the injection advance limit position, rotated with a predetermined back pressure applied, and the resin material remaining in the injection device is discharged (purged) from the nozzle at the tip of the injection device. . After the resin material is no longer discharged from the nozzle, supply of a new resin material is started. After that, when the new resin material is plasticized (melted) and discharged from the nozzle, plasticization of the new resin material in the injection device is interrupted, and the injection device is again fixed to the mold. To the resin injection hole. Thereafter, a molding operation using a new material is started, and the resin replacement operation is completed. A method for performing such a resin changing operation is referred to as an intrusion resin changing method.
上記とは別に、射出装置内に残留した樹脂材料の排出に重点を置いて、射出装置を固定金型から一度離間させて、スクリュの回転動作と後退動作と前進動作を組み合わせて、射出装置内に残留した樹脂材料をノズルから略完全に排出(パージ)させた後、新たな樹脂材料を供給させる方法や、射出成形品が同じ場合、成形作業を継続したまま、単純に、射出装置の材料供給部へ供給する樹脂材料を切り替える方法もあるが、これらの樹脂替え方法においては、前の樹脂材料から新しい樹脂材料に完全に切り替わるまでの間、多くの時間を要すると共に、その間排出される樹脂材料や、成形される樹脂成形品が、新旧樹脂材料の混合状態により無駄になるという問題があった。また、イントルージョン樹脂替え方法を含め、樹脂替え作業は、オペレータの目視による確認や、経験や勘に依るところが大きく、都度確認、都度操作による手動作業が多い。そのため、成形作業の自動化に伴い、近年、これらの樹脂替え作業の自動化が切望されている。 Separately from the above, placing emphasis on the discharge of the resin material remaining in the injection device, the injection device is once separated from the fixed mold, and the screw rotation operation, retraction operation, and advance operation are combined. After the resin material remaining in the nozzle is almost completely discharged (purged) from the nozzle, if a new resin material is supplied or if the injection-molded product is the same, the material of the injection device is simply kept while continuing the molding operation. There is also a method of switching the resin material supplied to the supply unit, but in these resin replacement methods, it takes a lot of time to completely switch from the previous resin material to the new resin material, and the resin discharged during that time There has been a problem that the material and the resin molded product to be molded are wasted due to the mixed state of the old and new resin materials. In addition, the resin changing work including the intrusion resin changing method largely depends on the operator's visual confirmation, experience and intuition, and there are many manual operations by checking and operating each time. Therefore, with the automation of molding operations, in recent years, automation of these resin changing operations has been desired.
特許文献1には、樹脂替えの際に、好適な樹脂替え運転制御条件を自動的に選択可能とする射出成形機が開示されている。また、特許文献2には、射出成形機の可塑化装置(射出装置)においてパージ動作を自動により行わせる場合に、可塑化装置内から排出される樹脂が無くなる時点を正確に検出するパージ動作の停止方法が開示されている。更に、特許文献3には、樹脂の切替え時に生じる混合樹脂を成形品の材料として用いた場合でも、成形品の表面に不具合を出現させないと共に、この混合樹脂による成形を樹脂の切替え操作と共に行えるようにする射出成形方法が開示されている。
特許文献1の射出成形機においては、樹脂替えの際に、好適な樹脂替え運転制御条件を自動的に選択可能としているが、樹脂替えにおける上記のような課題を解決し、具体的にどのように樹脂替え作業が自動化されるかについては記載されていない。また、特許文献2のパージ動作の停止方法においてはパージ動作を自動により行わせる場合に、可塑化装置(射出装置)内から排出される樹脂が無くなる時点を正確に検出することにより、可塑化装置内の摩耗の増大や、残留樹脂のヤケ(焼け)などの問題を防止できるとしているが、新しい樹脂材料をどのようなタイミングで供給を開始すれば良いか等、パージ動作を含む、樹脂替え作業を自動化する場合に必要な方法ではない。更に、特許文献3の射出成形方法においては、2つの射出ユニット(射出装置)を連結することにより、樹脂の切替え時に生じた混在樹脂をコア層、所望の樹脂(新しい樹脂材料)をスキン層とするサンドイッチ成形品を成形させ、樹脂替えにおける上記のような課題を解決するとしている。しかしながら、複数の射出ユニット(射出装置)とそれら射出ユニットを連結する射出ユニット連結装置とを有する、サンドイッチ成形専用の射出成形機が前提となっており、汎用の射出成形機においてこの射出成形方法を行うことは困難である。尚、サンドイッチ成形品とは、コア層(内層)がスキン層(表層)に略完全に包含されるように成形された樹脂成形品である。
In the injection molding machine of
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたもので、具体的には、汎用の射出成形機であっても、樹脂の切替え時間を短縮すると共に、樹脂替え作業の自動化に好適な、射出成形機の射出装置のイントルージョン樹脂替え方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems. Specifically, even in a general-purpose injection molding machine, the resin switching time can be shortened and the resin replacement operation can be automated. An object of the present invention is to provide a method for replacing an intrusion resin in an injection device of an injection molding machine.
上記の目的を達成するための、本発明に係る、射出成形機の射出装置のイントルージョン樹脂替え方法は、予め、
前記射出装置の材料供給部へ第1樹脂を供給させ、前記射出装置のノズルから可塑化された前記第1樹脂が連続で排出される状態になった後のスクリュ回転負荷率Z1Lと、
前記第1樹脂が連続で排出される状態になった後、前記材料供給部への前記第1樹脂の供給を停止させ、前記射出装置のノズルから前記第1樹脂が排出されない状態になった後のスクリュ回転負荷率Z0と、から、
前記射出装置のノズルから前記材料供給部までのスクリュ長手方向距離Lに対して、前記第1樹脂が、前記射出装置のノズルからスクリュ長手方向の距離LXまで満たされている状態におけるスクリュ回転負荷率Z1Xを、
式Z1X=(Z1L−Z0)/L×LX+Z0で定義すると共に、
前記第1樹脂から第2樹脂へのイントルージョン樹脂替えにおいて、スクリュ回転負荷率Zを監視し、前記材料供給部への前記第1樹脂の供給を停止させた後、スクリュ回転負荷率Zが、前記式において、前記第1樹脂が略完全に排出されず、前記第1樹脂及び、後に供給が開始される前記第2樹脂間に、樹脂で満たされていない空間が形成されるスクリュ長手方向距離LXまで、前記第1樹脂が満たされている状態におけるスクリュ回転負荷率Zの設定値Aの範囲内において、前記第2樹脂の供給を開始させる。
In order to achieve the above object, an intrusion resin replacement method for an injection device of an injection molding machine according to the present invention,
A screw rotation load factor Z1 L after the first resin is supplied to the material supply unit of the injection device and the plasticized first resin is continuously discharged from the nozzle of the injection device;
After the first resin is continuously discharged, the supply of the first resin to the material supply unit is stopped, and the first resin is not discharged from the nozzle of the injection device. From the screw rotation load factor Z0 of
Screw rotation load in a state in which the first resin is filled from the nozzle of the injection device to a distance L X in the screw longitudinal direction with respect to the screw longitudinal direction distance L from the nozzle of the injection device to the material supply unit Rate Z1 X ,
It is defined by the formula Z1 X = (Z1 L −Z0) / L × L X + Z0,
In the intrusion resin change from the first resin to the second resin, after monitoring the screw rotation load factor Z and stopping the supply of the first resin to the material supply unit, the screw rotation load factor Z is In the above formula, the first resin is not substantially completely discharged, and a screw longitudinal distance in which a space not filled with resin is formed between the first resin and the second resin to be supplied later Up to L X , the supply of the second resin is started within the range of the set value A of the screw rotation load factor Z in the state where the first resin is filled.
すなわち、予め、上記データZ1L(ゼットワンエル)及びZ0(ゼットゼロ)をテスト成形等で求め、射出装置内のスクリュにおいて、スクリュ長手方向に、第1樹脂がノズルからどの距離まで排出(パージ)されたかを、スクリュ回転負荷率Z(ゼット)に換算する式を定義する。この式により、スクリュ回転負荷率Zから、第1樹脂の排出状況(射出装置内の第1樹脂の残存状況)を把握し、第1樹脂が略完全に排出されず、第1樹脂及び第2樹脂間に、樹脂で満たされていない空間が形成される距離まで、第1樹脂が排出されたタイミングとなる設定値Aの範囲の範囲内で、第2樹脂の供給を開始させることができる。 That is, the data Z1 L (Zet One L ) and Z0 (Zet Zero) are obtained in advance by test molding or the like, and in the screw in the injection device, how far the first resin is discharged (purged) from the nozzle in the screw longitudinal direction. Is converted into a screw rotation load factor Z (zette). From this formula, the discharge state of the first resin (the remaining state of the first resin in the injection device) is grasped from the screw rotation load factor Z, and the first resin and the second resin are not completely discharged. The supply of the second resin can be started within the range of the set value A, which is the timing at which the first resin is discharged, up to a distance at which a space not filled with resin is formed between the resins.
この設定値Aは、第1樹脂が排出されすぎて、射出装置内でスクリュが略完全な片持ち状態になることによる、射出装置内におけるスクリュと加熱シリンダ等の他構成部品との金属接触による摩耗や損傷を防止すると共に、第1樹脂と、後に投入される第2樹脂との間に、樹脂が満たされていない空間を形成させることにより、第1樹脂と第2樹脂との混合状態を樹脂替えの終盤まで回避して、樹脂替えにおける第1樹脂及び第2樹脂の混合状態を最短(時間)・最小(量)に抑えることができる、第2樹脂の供給開始のタイミングである。その結果、樹脂替えにおける第1樹脂から第2樹脂への樹脂替え時間を大幅に短縮することができる。 This set value A is due to metal contact between the screw in the injection apparatus and other components such as a heating cylinder, because the first resin is discharged too much and the screw is in a substantially complete cantilever state in the injection apparatus. While preventing wear and damage, by forming a space in which the resin is not filled between the first resin and the second resin to be introduced later, the mixed state of the first resin and the second resin is changed. This is the timing for starting the supply of the second resin, which can be avoided until the final stage of the resin change and the mixing state of the first resin and the second resin in the resin change can be suppressed to the shortest (time) and minimum (amount). As a result, the resin change time from the first resin to the second resin in the resin change can be greatly shortened.
また、本発明に係る、射出成形機の射出装置のイントルージョン樹脂替え方法においては、前記設定値Aの上限値を、前記式において、LXが、前記射出装置のノズルから前記スクリュの圧縮部の起点位置までの距離である場合のスクリュ回転負荷率ZAUとし、
前記設定値Aの下限値を、前記式において、LXが、前記射出装置のノズルから前記スクリュの計量部の起点位置までの距離である場合のスクリュ回転負荷率ZALとすることが好ましい。
Further, in the intrusion resin changing method for an injection device of an injection molding machine according to the present invention, the upper limit value of the set value A is expressed by the above equation, where L X is a compression portion of the screw from the nozzle of the injection device. The screw rotation load factor Z AU when the distance to the starting position of
The lower limit of the set value A, in the formula, L X are preferably from the nozzle of the injection device and the screw rotating load factor Z AL when the distance to the start position of the metering portion of the screw.
一般的に、射出装置のスクリュは、射出成形に使用される樹脂材料の特性に合わせて、材料供給部側から、供給部(フィードゾーン)、圧縮部(コンプレッションゾーン)及び計量部(メータリングゾーン)の各部位(スクリュ直径、長さ及びフライト仕様等)が設計されている。よって、上記のように、設定値Aの上限値ZAU(ゼットエーユー)及び下限値ZAL(ゼットエーエル)を、スクリュの設計仕様から容易に得られるLX(エルエックス)の位置に基づいて設定することができれば、射出成形機を操作するオペレータの経験や勘に依らず、使用する射出成形機の射出装置のスクリュに応じた設定値Aを成形作業前に設定することができ、樹脂替え作業の自動化に好適である。 In general, the screw of an injection device is supplied from the material supply unit side in accordance with the characteristics of the resin material used for injection molding, from the supply unit (feed zone), the compression unit (compression zone), and the metering unit (metering zone). ) (Screw diameter, length, flight specifications, etc.) are designed. Therefore, as described above, the upper limit value Z AU (Zet AY) and the lower limit value Z AL (Zet AEL) of the set value A are based on the position of L X (LX) that can be easily obtained from the design specifications of the screw. If it can be set, the set value A corresponding to the screw of the injection device of the injection molding machine to be used can be set before the molding operation regardless of the experience and intuition of the operator who operates the injection molding machine. It is suitable for automation of work.
更に、本発明に係る、射出成形機の射出装置のイントルージョン樹脂替え方法においては、予め、前記スクリュ回転負荷率Z0を求める際に、前記射出装置のノズルから前記第1樹脂が排出されない状態になった後、前記射出装置の前記材料供給部へ前記第2樹脂を供給させ、前記射出装置のノズルから可塑化された前記第2樹脂が連続で排出される状態になった後のスクリュ回転負荷率Z2Lを求めておき、
前記第2樹脂での生産を開始させるスクリュ回転負荷率Zの設定値Bを、前記スクリュ回転負荷率Z2Lとすることが好ましい。
Furthermore, in the intrusion resin replacement method for an injection device of an injection molding machine according to the present invention, when the screw rotation load factor Z0 is obtained in advance, the first resin is not discharged from the nozzle of the injection device. A screw rotation load after the second resin is supplied to the material supply unit of the injection device and the plasticized second resin is continuously discharged from the nozzle of the injection device. Find the rate Z2 L ,
The set value of screw rotational load factor Z for starting the production in the second resin B, it is preferred to the screw rotating load factor Z2 L.
通常、樹脂替えにおいて、新旧樹脂材料の切替えが完全に完了したかどうかの判断は、射出装置のノズルから排出される可塑化された樹脂材料や、成形された樹脂成形品を、オペレータが目視で確認して判断したり、供給する樹脂材料の新旧切替え時点からの経過時間や、成形回数等の経験的なデータを判断基準にしたりする方法で行われる。これに対して、上記のように、第2樹脂での生産を開始させるスクリュ回転負荷率Zの設定値Bを、スクリュ回転負荷率Z2L(ゼットツーエル)、すなわち、射出装置のノズルから第2樹脂が連続で排出される状態になった後のスクリュ回転負荷率Zとすることにより、オペレータの目視による確認や経験的データに依らず、供給する樹脂材料の新旧切替えが完了する時点を成形作業前に設定することができ、樹脂替え作業の自動化に好適である。 Normally, in the resin change, whether or not the switching between the old and new resin materials is completely completed is determined by the operator visually checking the plasticized resin material discharged from the nozzle of the injection device or the molded resin molded product. It is performed by a method of making a judgment based on confirmation, or by using empirical data such as the elapsed time from the switching time of the new and old resin materials and the number of moldings. On the other hand, as described above, the set value B of the screw rotation load factor Z for starting production with the second resin is changed from the screw rotation load factor Z2 L (Zet-to- L ), that is, from the nozzle of the injection device to the second resin. By using the screw rotation load factor Z after a continuous discharge state, the point at which the switching of the new and old resin materials to be completed is completed before the molding operation, regardless of visual confirmation or empirical data by the operator. This is suitable for automating the resin changing operation.
一方、前記式において、LXが、前記射出装置のノズルから前記スクリュの計量部の終点位置までの距離である場合のスクリュ回転負荷率ZCを設定値Cとし、スクリュ回転負荷率Zが前記設定値Cに到達した場合、前記スクリュの回転停止及び警報作動の少なくとも一方が行われることが好ましい。 On the other hand, in the above formula, the screw rotation load factor Z C when L X is the distance from the nozzle of the injection device to the end point position of the screw metering section is set as the set value C, and the screw rotation load factor Z is When the set value C is reached, it is preferable that at least one of the screw rotation stop and the alarm operation is performed.
先に説明したように、第1樹脂が排出されすぎて、射出装置内でスクリュが略完全な片持ち状態になると、射出装置内においてスクリュと加熱シリンダ等の他構成部品とが金属接触し、接触部分の摩耗や破損が生じる危険性がある。このような、スクリュが略完全な片持ち状態になる危険な状態も、スクリュ回転負荷率Zの設定値Cとして、スクリュ回転負荷率ZC(ゼットシー)を、スクリュの設計仕様から容易に得られるLXの位置に基づいて設定することができれば、オペレータの経験や勘に依らず、成形作業前に設定することができると共に、スクリュの回転停止や警報の作動を自動で行わせることができ、樹脂替え作業の自動化の安全確保に好適である。 As described above, when the first resin is discharged too much and the screw is in a substantially complete cantilever state in the injection device, the screw and other components such as a heating cylinder are in metal contact in the injection device, There is a risk of wear and damage to the contact area. Such is also dangerous condition the screw is substantially complete cantilever, as the set value C of the screw rotating load factor Z, the screw rotating load factor Z C (Zettoshi), readily obtained from the screw design specifications if it is possible to set based on the position of the L X, regardless of the operator's experience and intuition, it is possible to set before the molding operation, can be performed automatically the operation of the rotation stop and an alarm of the screw, It is suitable for ensuring the safety of automation of resin replacement work.
同様に、予め、前記スクリュ回転負荷率Z2Lを求める際に、前記射出装置のノズルから前記第1樹脂が排出されなくなった後、前記材料供給部へ前記第2樹脂を供給させてから、前記射出装置のノズルから可塑化された前記第2樹脂が連続で排出される状態になるまでの所要時間T2を求めておき、
前記第2樹脂の供給開始から前記所要時間T2経過後に、スクリュ回転負荷率Zが前記設定値Bに到達しない場合や、前記第2樹脂の供給開始から前記所要時間T2経過前に、スクリュ回転負荷率Zが前記設定値Bに到達した、あるいは、前記設定値Bを超えた場合にも、前記スクリュの回転停止及び警報作動の少なくとも一方が行われることが好ましい。
Similarly, when the screw rotation load factor Z2 L is obtained in advance, after the first resin is no longer discharged from the nozzle of the injection device, the second resin is supplied to the material supply unit, The time T2 required until the plasticized second resin is continuously discharged from the nozzle of the injection device is obtained,
If the screw rotation load factor Z does not reach the set value B after the required time T2 has elapsed from the start of the supply of the second resin, or before the required time T2 has elapsed since the start of the supply of the second resin, Even when the rate Z reaches the set value B or exceeds the set value B, it is preferable that at least one of the screw rotation stop and the alarm operation is performed.
前者の場合、上流の材料供給部側に何らかの異常があり、第2樹脂が設定通り供給されず、樹脂切れ状態に陥っている可能性がある。また、後者の場合、第2樹脂が設定以上供給され、樹脂詰り状態に陥っている可能性がある。このような危険な状態も、予め求めたデータの組み合わせにより、危険な状態だと判断させることができれば、オペレータの経験や勘に依らず、成形作業前に設定することができると共に、スクリュの回転停止や警報の作動を自動で行わせることができ、樹脂替え作業の自動化の安全確保に好適である。 In the former case, there is some abnormality on the upstream material supply unit side, the second resin may not be supplied as set, and the resin may be out of service. In the latter case, there is a possibility that the second resin is supplied in excess of the set value and the resin is clogged. If such a dangerous state can be determined to be a dangerous state by combining data obtained in advance, it can be set before the molding operation regardless of the operator's experience and intuition, and the rotation of the screw Stopping and alarming can be performed automatically, which is suitable for ensuring safety of automation of resin changing work.
本発明に係る、射出成形機の射出装置のイントルージョン樹脂替え方法は、予め、
前記射出装置の材料供給部へ第1樹脂を供給させ、前記射出装置のノズルから可塑化された前記第1樹脂が連続で排出される状態になった後のスクリュ回転負荷率Z1Lと、
前記第1樹脂が連続で排出される状態になった後、前記材料供給部への前記第1樹脂の供給を停止させ、前記射出装置のノズルから前記第1樹脂が排出されない状態になった後のスクリュ回転負荷率Z0と、から、
前記射出装置のノズルから前記材料供給部までのスクリュ長手方向距離Lに対して、前記第1樹脂が、前記射出装置のノズルからスクリュ長手方向の距離LXまで満たされている状態におけるスクリュ回転負荷率Z1Xを、
式Z1X=(Z1L−Z0)/L×LX+Z0で定義すると共に、
前記第1樹脂から第2樹脂へのイントルージョン樹脂替えにおいて、スクリュ回転負荷率Zを監視し、前記材料供給部への前記第1樹脂の供給を停止させた後、スクリュ回転負荷率Zが、前記式において、前記第1樹脂が略完全に排出されず、前記第1樹脂及び、後に供給が開始される前記第2樹脂間に、樹脂で満たされていない空間が形成されるスクリュ長手方向距離LXまで、前記第1樹脂が満たされている状態におけるスクリュ回転負荷率Zの設定値Aの範囲内において、前記第2樹脂の供給を開始させるため、汎用の射出成形機であっても、樹脂の切替え時間を短縮すると共に、樹脂替え作業の自動化に好適である。
An intrusion resin changing method for an injection device of an injection molding machine according to the present invention is as follows:
A screw rotation load factor Z1 L after the first resin is supplied to the material supply unit of the injection device and the plasticized first resin is continuously discharged from the nozzle of the injection device;
After the first resin is continuously discharged, the supply of the first resin to the material supply unit is stopped, and the first resin is not discharged from the nozzle of the injection device. From the screw rotation load factor Z0 of
Screw rotation load in a state in which the first resin is filled from the nozzle of the injection device to a distance L X in the screw longitudinal direction with respect to the screw longitudinal direction distance L from the nozzle of the injection device to the material supply unit Rate Z1 X ,
It is defined by the formula Z1 X = (Z1 L −Z0) / L × L X + Z0,
In the intrusion resin change from the first resin to the second resin, after monitoring the screw rotation load factor Z and stopping the supply of the first resin to the material supply unit, the screw rotation load factor Z is In the above formula, the first resin is not substantially completely discharged, and a screw longitudinal distance in which a space not filled with resin is formed between the first resin and the second resin to be supplied later In order to start the supply of the second resin within the range of the set value A of the screw rotation load factor Z in the state where the first resin is filled up to L X, even if it is a general-purpose injection molding machine, It is suitable for automating the resin changing operation while shortening the resin switching time.
以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、説明を容易にするために、射出成形機の固定盤や固定金型及び可動金型等、射出装置以外の構成は図示していない。また、図2乃至図10は、図1に示す射出成形機の射出装置内を示す概略図のため、説明に必要な構成以外は図示していない。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. For ease of explanation, FIG. 1 does not show the configuration other than the injection device such as a fixed plate, a fixed mold, and a movable mold of the injection molding machine. 2 to 10 are schematic views showing the inside of the injection apparatus of the injection molding machine shown in FIG. 1, and therefore, components other than those necessary for explanation are not shown.
図1乃至図6を参照しながら、本発明の実施例1に係る、射出成形機の射出装置のイントルージョン樹脂替え方法を説明する。このイントルージョン樹脂替え方法は、汎用の射出成形機におけるイントルージョン樹脂替え方法であるため、射出装置側に特別な構成は不要である。よって、最初に、図1を参照しながら、一般的な射出成形機の射出装置1の基本構成について説明する。
An intrusion resin changing method for an injection device of an injection molding machine according to
加熱シリンダ15の、図示しない固定盤側(図1左側)端部にはノズル13が配置され、その他端(図1右側)端部外周面上方には材料供給部14が配置されている。そして、加熱シリンダ15は、その内部に、その長手軸中心に回転可能にスクリュ16が配置され、加熱シリンダ15の内周面とスクリュ16の外周面との間に樹脂流路10が形成される。ここで、説明を簡単にするために、加熱シリンダ15のノズル13側(図1左側)を射出装置1の”前方”、その他方(図1右側)を射出装置1の”後方”とし、スクリュ16や樹脂材料等のそれぞれの方向への移動を”前進”及び”後退”とする。
A
次に、個々の基本構成の詳細について説明する。加熱シリンダ15及びノズル13のそれぞれの外周面には、電気ヒータ等の加熱手段15aが巻き付けられるように配置されている。また、加熱シリンダ15の後方外周面上方の材料供給部14は、上方が大きく開放可能な材料供給ホッパであることが一般的であり、同ホッパに配置されたレベルセンサ等によって同ホッパ内の樹脂材料量をモニタしながら、外部からバッチで樹脂材料が供給されることが多い。しかしながら、樹脂替えや樹脂の色替えの頻度が高い場合や、樹脂替え作業を自動化する場合、必要に応じて、材料供給装置がその上流に取り付けられたり、材料供給パイプ等の材料供給手段が直接、連結されたりする。
Next, details of each basic configuration will be described. Heating means 15 a such as an electric heater is disposed around the outer peripheral surfaces of the
そして、スクリュ16の前方先端にはスクリュヘッド17が形成され、スクリュヘッド17以降の外周面には、樹脂流路10において、スクリュ16を回転させることにより、材料供給部14から供給された樹脂ペレット等の樹脂材料を、樹脂流路10において前方のノズル13側に流動させるフライト16aが連続して形成される。
A
ここで、材料供給部14から供給されたペレット状(粒状)の樹脂材料は、樹脂流路10において、前方のノズル13側まで流動される間、加熱手段15aからの熱エネルギー及び回転するフライト16との接触や樹脂材料同士の接触による生じる、せん断熱エネルギーにより加熱され、溶融状態(可塑化状態)へと変換される。そのため、射出装置1のスクリュ16は、使用される樹脂材料の特性に合わせて、材料供給部14側から、供給部16F(フィードゾーン)、圧縮部16P(コンプレッションゾーン)及び計量部16M(メータリングゾーン)の各部位(スクリュ直径、長さ及びフライト仕様等)が設計されている。
Here, while the pellet-like (granular) resin material supplied from the
通常の成形サイクルにおいては、ノズル13を図示しない固定金型にドッキングさせ、ノズル13側、あるいは、固定金型側の接続孔に設けられた遮断開放切替弁を閉じた状態で、図1に示すスクリュ16の位置(射出スクリュ前進限位置)において、スクリュ16を回転させる。こうして、可塑化させた樹脂材料をノズル13側の貯留部に連続して貯留させ、貯留量の増大に伴い、スクリュ16を後退させる(計量工程)。そして、貯留部に所望する容量の溶融樹脂が貯留された後、スクリュ16の回転を停止させ、遮断開放切替弁を開放させた後、スクリュ16を所定の射出圧力及び射出速度で前進させ、貯留部の溶融樹脂を図示しない金型キャビティに射出充填させる(射出充填工程)。この計量工程及び射出充填工程において、スクリュヘッドとフライト16aとの間に、スクリュ16の長手軸方向に移動可能に配置される逆止リング18(チェックリングとも呼称される)により、それぞれの工程において、意図しない方向への溶融樹脂の流動が防止される。尚、スクリュ16の計量部16Mの前端(計量部16Mの終点位置)から、逆止リング18を含むスクリュヘッド17前端までを、スクリュヘッド部16Hとする。
In a normal molding cycle, the
一方、イントルージョン樹脂替え方法においては、先に説明したように、成形サイクルにおいて、射出充填完了後に成形作業を中止させ、射出装置を固定金型から一度離間させた後、射出スクリュ前進限位置でスクリュを回転させて、射出装置のノズルから新旧樹脂材料を排出させて樹脂替えを行う。引き続き、図2乃至図6を参照しながら、本発明の実施例1に係るイントルージョン樹脂替え方法を説明する。 On the other hand, in the intrusion resin changing method, as described above, in the molding cycle, after the injection filling is completed, the molding operation is stopped, the injection device is once separated from the fixed mold, and then at the injection screw advance limit position. The screw is rotated, and the old and new resin materials are discharged from the nozzle of the injection device to change the resin. The intrusion resin changing method according to Example 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 6.
実施例1においては、第1樹脂14aから第2樹脂14bへ樹脂替えを行うものとする。まず、スクリュ回転負荷率Z1L及びスクリュ回転負荷率Z0を、本成形ではなくテスト成形等で求める。具体的には、図2に示すように、スクリュ16を回転させ、材料供給部14へ第1樹脂14aを供給させる。先に説明したように、スクリュ16は、射出スクリュ前進限位置もしくはその近傍に前進させ、所定の背圧を付与させた状態で回転させ、通常の成形サイクルにおける計量工程のようにスクリュ16を後退させない。
In Example 1, the resin is changed from the
そして、第1樹脂14aの供給とスクリュ16の回転を継続させると、射出装置1内が第1樹脂14aで満たされ、可塑化された第1樹脂14aがノズル13から連続して排出される。この状態におけるスクリュ回転負荷率Zを計測し、これをスクリュ回転負荷率Z1Lとする。ここで、図2(以降、他図も同じ)においては、第1樹脂14aを小丸ドットで表示しているが、小丸ドットは、ペレット等、樹脂材料としての状態を示すものではなく、射出装置1内の第1樹脂14aで満たされている領域を示すものである。
When the supply of the
尚、スクリュ回転負荷率Zは、電動式射出装置の場合、スクリュ回転モータの回転トルク、回転速度、更には、電流値や電圧値等、スクリュ16の回転負荷率を表す数値であれば特に限定はない。油圧モータ等でスクリュ16を回転させる油圧式射出装置においては、油圧モータ等のスクリュ回転駆動手段への作動油供給ラインの作動油圧力であっても良い。また、第1樹脂14aのみが連続で排出される状態になった後も、モニタリング中のスクリュ回転負荷率Zは安定した値を示さすとは限らず、若干の変動を伴う場合も考えられるため、そのような変動を加味して、所定時間内におけるその平均値等を採用したり、この平均値を基準値として、その変動幅を許容範囲としたりすることが好ましい。スクリュ回転負荷率Z1Lも同様である。
In the case of an electric injection device, the screw rotational load factor Z is not particularly limited as long as it is a numerical value representing the rotational load factor of the
次に、スクリュ回転負荷率Z1Lの計測後、スクリュ16の回転を継続させた状態で、樹脂供給部14への第1樹脂14aの供給を停止させる。この第1樹脂14aの供給停止により、図3(a)及び図3(b)に示すように、射出装置1内の第1樹脂14aは連続して排出され、最終的に、図3(c)に示すように、スクリュ16のフライト16aが形成されている範囲に第1樹脂14aがない状態になる。この状態においては、スクリュヘッド部16Hにはフライト16a等がないため、スクリュ16の回転が継続されてもスクリュヘッド部16H内の第1樹脂14aをノズル13から排出させることができない。そして、この状態におけるスクリュ回転負荷率Zを計測し、これをスクリュ回転負荷率Z0とする。スクリュ回転負荷率Z0においても、スクリュ回転負荷率Z1Lと同様に、所定時間内におけるスクリュ回転負荷率Zの変動を加味した平均値としたり、許容範囲を定めたりすることが好ましい。
Next, after the screw rotation load factor Z1 L is measured, the supply of the
ここで、射出装置1のスクリュ16のノズル13から材料供給部14までのスクリュ長手方向距離をLとすると、射出装置1内全体が第1樹脂14aで満たされている状態、すなわち、第1樹脂14aが、射出装置1のノズル13からスクリュ長手方向の距離Lまで満たされている状態におけるスクリュ回転負荷率ZがZ1Lである。一方、射出装置1のノズル13から第1樹脂14aが排出されない状態、すなわち、第1樹脂14aが、射出装置1のノズル13からスクリュ長手方向の距離0(ゼロ)まで排出(パージ)された状態におけるスクリュ回転負荷率ZがZ0である。
Here, when the screw longitudinal direction distance from the
これらを前提にすれば、第1樹脂14aが排出されている状態において、意図的にスクリュ16の回転負荷率に係る数値(スクリュ回転トルク、回転速度、スクリュ背圧等)を変化させない限り、第1樹脂14aが、射出装置1のノズル13からスクリュ長手方向の距離LX(0<LX<L)まで満たされている状態におけるスクリュ回転負荷率Z1Xは、Z0<Z1X<Z1Lであり、且つ、Z1XとZ0及びZ1Lとは線形関係が成立する。これを図4に示す。図4上方のグラフは、射出装置1内において、スクリュ長手方向に、第1樹脂14aが満たされているノズル13からの距離LX(ノズルからの樹脂残り距離)と、その状態におけるスクリュ回転負荷率Z1Xの関係を示すグラフであり、図4下方は、同グラフにおける、射出装置1のノズル13からスクリュ長手方向の距離LXまで第1樹脂14aが満たされている状態の、射出成形機の射出装置内を示す概略図である。
Based on these assumptions, in the state in which the
このように、図4のグラフより、射出装置1のノズル13からスクリュ長手方向の距離LXまで満たされている状態におけるスクリュ回転負荷率Z1Xは、式Z1X=(Z1L−Z0)/L×LX+Z0で定義することができる(以後、式α(アルファ)とする)。この式αにより、イントルージョン樹脂替え時において、スクリュ回転負荷率Zをモニタリングして、第1樹脂14aの排出状況(射出装置1内の第1樹脂14aの残存状況)を把握することが可能となる。これは、射出成形機を操作するオペレータの経験や勘に依らず、第2樹脂14bの供給を開始させるタイミングを決めるために重要である。
Thus, from the graph of FIG. 4, the screw rotating load factor Z1 X in a state which is filled from the
第2樹脂14bの供給を開始させるタイミングは、第1樹脂14aが排出されすぎて、射出装置1内でスクリュ16が略完全な片持ち状態になる前で、且つ、第1樹脂14aと第2樹脂14bとの混合状態を回避するために、第1樹脂14a及び第2樹脂14b間に、樹脂で満たされていない空間を形成させることができるタイミングであることが好ましい。先に説明したZ1L及びZ0、そして上記式αにより、モニタリングするスクリュ回転負荷率Zから第1樹脂14aの排出状況を把握することが可能なため、使用する射出成形機の射出装置1のスクリュ16の設計仕様に基づき、上記タイミングを、スクリュ回転負荷率Zに係る、所定の範囲を有する設定値Aとして決定し、スクリュ回転負荷率Zがこの設定値Aの範囲に到達した段階で第2樹脂14bの供給を開始させることが可能である。
The timing for starting the supply of the
具体的には、図5(a)に示すように、射出装置1のノズル13からスクリュ長手方向の距離LXが、スクリュ16の圧縮部16Pの起点位置(供給部16Fの終点位置)となるまで、第1樹脂14aが排出されたタイミングで第2樹脂14bの供給を開始させる。このタイミングにおけるスクリュ回転負荷率ZAUは、上記式αにおいて、LXにスクリュ16の圧縮部16Pの起点位置となる数値(スクリュ16の設計仕様から)を代入することで得られる。
Specifically, as shown in FIG. 5A, the distance L X in the screw longitudinal direction from the
すなわち、モニタリングしているスクリュ回転負荷率Zが低下し、ZAUに到達した段階で第2樹脂14bの供給を開始させれば、図5(b)及び図5(c)に示すように、射出装置1内の第1樹脂14aと供給を開始させた第2樹脂14bとの間に、樹脂で満たされていない空間部(空気層)を維持しながら、第1樹脂14aがノズル13から排出され、第2樹脂14bがノズル13側に流動される。そして、第1樹脂14aがスクリュヘッド部16H内に残留しノズル13から排出されなくなると、第2樹脂14bのみがノズル13側に流動され、第1樹脂14aとの間の空間部の距離を縮め、該空間部内の空気層が圧縮されていく。その後、図5(d)に示すように、第2樹脂14bがスクリュヘッド部16H内に到達し、第1樹脂14aは第2樹脂14bに押されるようにノズル13から排出されると同時に、圧縮された空気層の噴出力によって第1樹脂14aはノズル13から噴出(排出)される。この圧縮された空気層の噴出力による第1樹脂14aのノズル13からの噴出は、第1樹脂14aの排出効果の向上に好適である。その後、第1樹脂14a及び第2樹脂14bの混合状態での排出が所定時間継続した後、図示はしていないが、第2樹脂14bがノズル13から連続して排出され、第2樹脂14bへの樹脂替えが完了する。
That is, decrease screw rotation load factor Z being monitored, if starting the supply of the
このように、上記のタイミングにおいては、スクリュ16は、その前方を第1樹脂14aにより回転支持され、同時にその後方を第2樹脂14bにより回転支持された安定状態である。また、第1樹脂14aと第2樹脂14bとの間に樹脂で満たされていない空間を確保することができ、第1樹脂14aと第2樹脂14bの混合状態を樹脂替えの終盤まで回避することができる。このような樹脂替えにより、両樹脂の混合状態を最短(時間)・最小(量)に抑えることができる。ここで、図5(以降、他図も同じ)においては、第2樹脂14bをグレーの網掛けで表示しているが、グレーの網掛けが、溶融状態等、樹脂材料としての状態を示すものではなく、射出装置1内の第2樹脂14bで満たされている領域を示すものである。図5(d)の図面左側のように、第1樹脂14aとの混合状態も図示可能にすることを鑑み、第1樹脂14aのようなドット表示とは異なる表示とした。
Thus, at the above timing, the
また、一般的な射出成形機の射出装置のスクリュにおいては、スクリュ16の回転による供給部16F、圧縮部16P及び計量部16Mの各部位の樹脂の輸送速度(スクリュ前方への流動速度)は、樹脂の溶融(可塑化)状態毎の挙動に応じて、供給部16Fが最も速くて、圧縮部16P及び計量部16Mの順で遅くなる。
Moreover, in the screw of the injection device of a general injection molding machine, the transport speed (flow speed to the front of the screw) of the resin in each part of the
ここで、射出装置1のノズル13からスクリュ長手方向の距離LXが、スクリュ16の供給部16Fのある距離まで、第1樹脂14aが排出されたタイミングで第2樹脂14bの供給を開始させた場合には、タイミングによっては、先に説明した、スクリュ16の各部位の樹脂の輸送速度の差異により、樹脂替えの途中で、両樹脂間の空間部が極端に減少し、第1樹脂14aがスクリュヘッド部16Hまで流動される前に、第2樹脂14bの流動部先端が第1樹脂14aの流動部後端に追い付いてしまい、第1樹脂14aと第2樹脂14bとが混合状態となり易い。このような両樹脂の混合状態が生じた場合、圧縮された空気層による噴出力も低下し、第1樹脂14aの排出効果も低下せざるを得ない。従って、上記のような、スクリュ16の圧縮部16Pの起点位置(供給部16Fの終点位置)に基づくスクリュ回転負荷率ZAUを、第2樹脂14bの供給を開始させる、スクリュ回転負荷率Zの設定値Aの上限値とすることが好ましい。
Here, the distance L X of the screw longitudinally from the
一方、図6(a)に示すように、射出装置1のノズル13からスクリュ長手方向の距離LXが、スクリュ16の計量部16Mの起点位置(圧縮部16Pの終点位置)となるまで、第1樹脂14aが排出されたタイミングで第2樹脂14bの供給を開始させても良い。このタイミングにおけるスクリュ回転負荷率ZALも、上記式αにおいて、LXにスクリュ16の計量部16Mの起点位置となる数値(スクリュ16の設計仕様から)を代入することで得られる。また、このタイミングにおいても、射出装置1内の前方の少なくとも計量部16Mに第1樹脂14aが満たされているため、先のタイミングと同様に、スクリュ16が前後の2箇所で回転支持された安定状態であり、且つ、図6(b)及び図6(c)に示すように、第1樹脂14aと第2樹脂14bとの間に樹脂で満たされていない空間を、先のタイミング以上に確保することができる。
On the other hand, as shown in FIG. 6 (a), from the
ただし、第2樹脂14bの供給開始をこのタイミング以上に遅くする場合(スクリュ16の計量部16Mの起点位置よりノズル13側)は、第1樹脂14aが排出されすぎて、スクリュ16が片持ち状態に近くなる可能性が高まる。そのため、このスクリュ回転負荷率ZALを、第2樹脂14bの供給を開始させる、スクリュ回転負荷率Zの設定値Aの下限値とすることが好ましい。
However, when the supply start of the
そして、第1樹脂14aがスクリュヘッド部16H内に残留し、ノズル13から排出されなくなると、第2樹脂14bのみがノズル13側に流動され、第1樹脂14aとの間の空間部の距離を縮め、空間部内の空気層は圧縮されていく。その後、図6(d)に示すように、第2樹脂14bがスクリュヘッド部16H内に到達し、第1樹脂14aは、第2樹脂14bに押されるようにノズル13から排出されると同時に、圧縮された空気層の噴出力によってノズル13から噴出(排出)される。その後の樹脂替えは先のタイミングによる樹脂替えと同様である。図6においては、図5で示した場合よりも空間部の距離が長く、圧縮された空気層の噴出力も大きいため、スクリュヘッド部16H内に残存する第1樹脂14aの排出効果はより大きくなり、樹脂替えの効率アップが可能となる。
When the
尚、本実施例1においては、第2樹脂14bの供給を開始させるタイミングを、オペレータの経験や勘に依らず、使用する射出成形機の射出装置1のスクリュ16の設計仕様に基づき、スクリュ回転負荷率Zに係る、所定の範囲を有する設定値Aを決定する具体例を説明したが、この決定した設定値Aの範囲を、オペレータの経験や勘に依り、適宜変更していくことを否定するものではない。
In the first embodiment, the timing for starting the supply of the
次に、図7を参照しながら、本発明の実施例2に係る、射出成形機の射出装置のイントルージョン樹脂替え方法を説明する。実施例2が実施例1と異なる点は、第2樹脂14bでの生産を開始させるスクリュ回転負荷率Zの設定値Bを決定する点である。それ以外の射出成形機の射出装置の構成や、イントルージョン樹脂替え方法は、実施例1と基本的に同じため、同じ構成については、実施例1と同じ符号を使用すると共に、重複する説明は割愛する。
Next, an intrusion resin changing method for an injection device of an injection molding machine according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG. The difference between the second embodiment and the first embodiment is that a set value B of the screw rotation load factor Z for starting production with the
本発明の実施例1に係る、射出成形機の射出装置のイントルージョン樹脂替え方法においては、射出成形機を操作するオペレータの経験や勘に依らず、使用する射出成形機の射出装置1のスクリュ16の設計仕様に基づき、第2樹脂14bの供給を開始させるタイミングを決めることができる。しかしながら、イントルージョン樹脂替え作業の自動化を前提とすれば、第1樹脂14aから第2樹脂14bへの樹脂替えが完了し、第2樹脂14bによる生産を開始させるタイミングについても、オペレータの経験や勘に依らず決定できることがより好ましい。
In the method for replacing the intrusion resin of the injection device of the injection molding machine according to the first embodiment of the present invention, the screw of the
具体的には、実施例1の図2及び図3で説明した、スクリュ回転負荷率Z1L及びスクリュ回転負荷率Z0と同様に、予め、テスト成形等で、新たなスクリュ回転負荷率Z2Lを求めておき、このスクリュ回転負荷率Z2Lを、第2樹脂14bによる生産を開始させるスクリュ回転負荷率Zの設定値Bと決定するものである
Specifically, like the screw rotation load factor Z1 L and the screw rotation load factor Z0 described in FIGS. 2 and 3 of the first embodiment, a new screw rotation load factor Z2 L is obtained in advance by test molding or the like. determined advance, the screw rotational load factor Z2 L, is to determine the set value of screw rotational load factor Z to start production of the
まず、スクリュ回転負荷率Z0を求めた状態、すなわち、図3(c)に示すように、射出装置1のノズル13から第1樹脂14aが排出されない状態になった後、図7(a)に示すように、材料供給部14への第2樹脂14bの供給を開始する。
First, after the screw rotation load factor Z0 is obtained, that is, as shown in FIG. 3C, the
そして、第1樹脂14aの供給とスクリュ16の回転を継続させると、図7(b)に示すように、樹脂流路10において、第2樹脂14bはノズル13側に流動される。その後、図7(c)に示すように、第2樹脂14bがスクリュヘッド部16H内に到達すると、先に説明したように、第1樹脂14aは、第2樹脂14b及び第2樹脂14bにより圧縮された空気層の噴出力によって、ノズル13から噴出(排出)される。その後、第1樹脂14a及び第2樹脂14bの混合状態での排出が所定時間継続した後、図7(d)に示すように、第2樹脂14bが連続して排出され、第2樹脂14bへの樹脂替えが完了する。ここで、この状態におけるスクリュ回転負荷率Zを計測し、これをスクリュ回転負荷率Z2Lとする。スクリュ回転負荷率Z2Lにおいても、スクリュ回転負荷率Z1Lと同様に、所定時間内におけるスクリュ回転負荷率Zの変動を加味した平均値としたり、許容範囲を定めたりすることが好ましい。
Then, when the supply of the
実際の樹脂替え作業においては、ノズルから排出される樹脂や成形される樹脂成形品を、オペレータが目視で確認して、樹脂の混合状態が解消されたか判断する。あるいは、オペレータの経験や勘に依り、新たな樹脂材料の供給を開始してからの樹脂材料の排出時間や成形ショット数を設定して、その設定への到達をもって、樹脂の混合状態が解消されたものとして、新たな樹脂材料による生産を開始させる。しかしながら、本実施例2においては、上記のように、予め、テスト成形等で、第1樹脂14aから第2樹脂14bへの樹脂替えを行い、ノズル13から第2樹脂14bが連続で排出される状態になった後のスクリュ回転負荷率Z2Lを求めておき、これを第2樹脂14bでの生産を開始させる設定値Bとする。
In the actual resin changing operation, the operator visually checks the resin discharged from the nozzle and the resin molded product to be molded, and determines whether the resin mixing state has been eliminated. Or, depending on the experience and intuition of the operator, set the resin material discharge time and number of molding shots after starting the supply of a new resin material, and when the setting is reached, the resin mixing state is resolved As a result, production with a new resin material is started. However, in the second embodiment, as described above, the resin is changed from the
そして、実際の樹脂替え作業において、第2樹脂14bの供給を開始させてからのスクリュ回転負荷率Zが、射出装置1内の同樹脂量の増大に伴い徐々に増加し、設定値Bの範囲に到達した時点で第2樹脂14bによる樹脂成形品の生産を開始させる。その結果、オペレータの経験や勘に依らず第2樹脂14bによる生産を開始させるタイミングを決めることができ、そのタイミングで開始された生産において、樹脂材料の混合状態に起因する不良を最小限に抑えることができる。
In the actual resin changing operation, the screw rotation load factor Z after the supply of the
尚、図7(a)乃至図7(d)の図面右側に示すように、スクリュ回転負荷率Z2Lを求める際、第2樹脂14bの供給を開始してから、ノズル13から第2樹脂14bが連続で排出される状態になるまでの所要時間T2を求めておくことが好ましい。この所要時間T2の活用については後述する。
As shown in the drawing the right shown in FIG. 7 (a) to FIG. 7 (d), the time of obtaining the screw rotational load factor Z2 L, from the start of the supply of the
次に、図8を参照しながら、本発明の実施例3に係る、射出成形機の射出装置のイントルージョン樹脂替え方法を説明する。実施例3が実施例1及び実施例2と異なる点は、スクリュ16の片持ち状態に起因する、射出装置内におけるスクリュ16と加熱シリンダ等の他構成部品との金属接触を防止するために、スクリュ16の回転停止や警報作動を行わせるスクリュ回転負荷率Zの設定値Cを決定する点である。それ以外の射出成形機の射出装置の構成や、イントルージョン樹脂替え方法は、実施例1及び実施例2と基本的に同じため、同じ構成については、実施例1及び実施例2と同じ符号を使用すると共に、重複する説明は割愛する。
Next, an intrusion resin changing method for an injection device of an injection molding machine according to
イントルージョン樹脂替え作業の自動化を前提とすれば、材料供給部14やそれより上流の材料供給ラインにおける機械的不具合の検出も重要である。これら機械的不具合は、それぞれの装置や装置のセンサー等の作動状態を電気的にモニタリングすることにより検出は可能である。しかしながら、使用する樹脂材料が、ペレット状(粒状)の固体であるため、材料供給部14やそれより上流の材料供給ライン上の装置が正常に作動している状態でも、それら装置における樹脂材料の閉塞や供給量の変動等の不具合が発生する場合がある。
Assuming automation of the intrusion resin changing operation, it is also important to detect mechanical malfunctions in the
このような、材料供給部14やそれより上流の材料供給ライン上の、機械的不具合を伴わない材料供給不良の発見は、オペレータの経験や勘に依るところが大きい。そのため、実施例1における第2樹脂14bの供給を開始させるタイミングや、実施例2における第2樹脂14bによる生産を開始させるタイミングに加えて、第1樹脂14aから第2樹脂14bへの樹脂替え作業において想定される、樹脂材料の供給不具合についても、オペレータの経験や勘に依らない安全上の管理項目があることがより好ましい。
The discovery of such a material supply failure without mechanical failure on the
図8(a)は、第1樹脂14aから第2樹脂14bへの樹脂替え作業において、何らかの要因により、材料供給部14へ第2樹脂14bが供給されず、スクリュ16のスクリュヘッド部16H内にのみ第1樹脂14aが残留したまま、スクリュ16が回転している状態を示す。先に説明したように、この状態においては、スクリュ16の回転が継続されても第1樹脂14aがノズル13から排出されることはない。
FIG. 8A shows that the
よって、この状態が継続すれば、スクリュヘッド部16Hより上流に樹脂材料がほとんど残留していないため、スクリュヘッド部16H内の可塑化(溶融)状態の残留第1樹脂14aの樹脂圧力は、樹脂材料の正常な排出時よりも低くなる。その結果、図8(b)に示すように、スクリュヘッド部16H内の残留第1樹脂14aがスクリュ16の前方部分(図中P部)を回転支持力が低下して、スクリュ16の前方部分の振れ力を抑えることが困難になり、P部において、スクリュ16(特に逆止リング18やスクリュ16前方のフライト16a等)と加熱シリンダ15内面との金属接触が発生する虞がある。
Therefore, if this state continues, since almost no resin material remains upstream from the
このような状況を鑑み、図8(a)に示すように、射出装置1のノズル13からスクリュ長手方向の距離LXが、スクリュ16の計量部16Mの終点位置となるまで、第1樹脂14aが排出されたタイミングでスクリュ16の回転停止や警報作動を行わせる。このタイミングにおけるスクリュ回転負荷率ZCは、先に説明したスクリュ回転負荷率Z1Xを求める式αにおいて、LXにスクリュ16の計量部16Mの終点位置となる数値(スクリュ16の設計仕様から)を代入することで得られる。
In view of such a situation, as shown in FIG. 8A, the
そして、このスクリュ回転負荷率ZCを、スクリュ16の回転停止や警報作動を行わせる設定値Cとし、第2樹脂14bの供給を開始させてからのスクリュ回転負荷率Zが、第2樹脂14bによる樹脂成形品の生産を開始させる設定値Bの範囲に到達せず、設定値Cまで低下するような場合、スクリュ16の回転停止や警報作動を行わせる。
Then, the screw rotation load factor Z C is set to a set value C for stopping the rotation of the
第1樹脂14aがスクリュヘッド部16H内にのみ残留している場合は、スクリュ16が回転状態であっても第1樹脂14が排出されない。一方、第1樹脂14aが計量部16M内にも所定距離、残留している場合は、計量部16M内の第1樹脂14aのノズル13側への流動力により、スクリュヘッド部16H内の残留第1樹脂14aの樹脂圧力はある程度高く維持され、残留第1樹脂14aによるスクリュ16の前方の回転支持力もある程度維持される。これら状況から、スクリュ16と加熱シリンダ15内面との金属接触を防止するために、スクリュ16の回転停止や警報作動を行わせるタイミングを、第1樹脂14aがスクリュ16の計量部16Mの終点位置となるまで排出されたタイミングとすることは合理的であり、且つ、オペレータの経験や勘に依らず決定することができる。
When the
尚、図8(a)を見て分かるように、この状態は、実施例1で説明した、図3(c)に示す、スクリュ回転負荷率Z0を求める状態と同じである。よって、スクリュ回転負荷率Z0をそのまま設定値Cとしても良い。また、設定値Cをスクリュ16の回転を自動停止させる設定値として、スクリュ回転負荷率Z0より低い数値としても良いし、安全を鑑み、警報作動を行わせる設定値として、スクリュ回転負荷率Z0より高い数値としても良い。
As can be seen from FIG. 8A, this state is the same as the state of obtaining the screw rotation load factor Z0 shown in FIG. 3C described in the first embodiment. Therefore, the screw rotation load factor Z0 may be set as the set value C as it is. Further, the setting value C may be a numerical value lower than the screw rotation load factor Z0 as a setting value for automatically stopping the rotation of the
次に、図9及び図10を参照しながら、本発明の実施例4に係る、射出成形機の射出装置のイントルージョン樹脂替え方法を説明する。実施例4は、スクリュ16の回転停止や警報作動を行わせる、実施例3のスクリュ回転負荷率Zの設定値Cのような安全上の管理項目を別に提示するものである。
Next, an intrusion resin changing method for an injection device of an injection molding machine according to Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 and 10. In the fourth embodiment, safety management items such as the set value C of the screw rotation load factor Z in the third embodiment that cause the
実施例3で説明した、使用する樹脂材料が、樹脂ペレット等の固体であることに起因する不具合は、材料供給部14やそれより上流の材料供給ライン上の装置内だけでなく、射出装置1内においても発生する虞がある。具体的には、樹脂材料が完全に可塑化されていない、材料供給部14から供給部16F及び圧縮部16Pにかけての範囲における、樹脂切れ状態や樹脂詰り状態の発生である。
The problem caused by the resin material used in the third embodiment being a solid such as resin pellets is not only in the apparatus on the
このような不具合の発見もオペレータの経験や勘に依るところが大きい。本実施例5は、このような不具合をオペレータの経験や勘に依らず、予め求めたデータの組み合わせによる管理項目で判断させるものである。 The discovery of such defects is largely dependent on the experience and intuition of the operator. In the fifth embodiment, such a problem is determined by a management item based on a combination of data obtained in advance without depending on the experience and intuition of the operator.
組み合わせるデータは、実施例2で説明した、第2樹脂14bでの生産を開始させるスクリュ回転負荷率Zの設定値B(Z2L)及び所要時間T2である。所定時間T2は、図7に示すように、スクリュ回転負荷率Z2Lを求める際、射出装置1内の第1樹脂14aが略完全に排出された状態から第2樹脂14bの供給を開始させて、ノズル13から第2樹脂14bが連続で排出される状態になるまでの時間、すなわち、第1樹脂14aから第2樹脂14bへのイントルージョン樹脂替え作業において、第2樹脂14bの供給を開始させてから樹脂替え作業が完了まで、順調に推移した場合に要する所要時間の最大値である。
The data to be combined is the set value B (Z2 L ) and the required time T2 of the screw rotation load factor Z for starting production with the
1つ目の組み合わせは、第1樹脂14aから第2樹脂14bへのイントルージョン樹脂替え作業において、第2樹脂14bの供給開始から、所要時間T2を経過してもスクリュ回転負荷率Zが、第2樹脂14bでの生産を開始させる設定値B(Z2L)に到達しない場合である。これを「樹脂切れ状態判断条件」とする。例えば、樹脂替え作業において、第1樹脂14aの供給を停止させ同樹脂のノズル13からの排出を継続させる。その後、図9(a)に示すように、スクリュ回転負荷率Zが設定値Aの範囲(ZAL<A<ZAU)に到達した後、第2樹脂14bの供給を開始させる。第2樹脂14bが適切に供給され、ノズル13側へ適切に流動されれば、所定時間T経過後、図9(b)に示すように、第2樹脂14bがノズル13から連続で排出される。このような、図9(a)から図9(b)の状態の変化、すなわち、第2樹脂14bの供給開始から、スクリュ回転負荷率Zが設定値B(Z2L)に到達するのに要する所定時間Tは、第2樹脂14bの供給開始タイミングを鑑みると、第1樹脂14aが略完全に排出された後に第2樹脂14bの供給が開始される場合の所定時間T2よりも確実に短いはずである。
In the first combination, in the intrusion resin changing operation from the
しかしながら、上記のような「樹脂切れ状態判断条件」を満たす場合、まず、図9(c)に示すように、第2樹脂14bの供給開始直後に、何らかの樹脂供給不良が発生し、その後、樹脂供給不良は解消したものの、その時点で生じた樹脂が満たされていない空間(樹脂切れ状態Q部)が前方に移動されるだけで、第2樹脂14bの供給開始から、所要時間T2を経過しても、第1樹脂14aがノズル13から排出されないまま、スクリュ回転負荷率Zが設定値B(Z2L)に到達していない状態が想定される。
However, when satisfying the “resin running out condition determination condition” as described above, first, as shown in FIG. 9C, some resin supply failure occurs immediately after the start of the supply of the
また、上記のような「樹脂切れ状態判断条件」を満たす場合、図9(d)に示すように、第2樹脂14bの供給開始後、しばらく経過した後に何らかの樹脂供給不良が発生し、これにより生じた樹脂切れ状態Q部’により、第1樹脂14a、あるいは、第1樹脂14a及び第2樹脂14bの混合樹脂がノズル13から排出されるものの、第2樹脂14bの供給開始から、所要時間T2を経過しても、スクリュ回転負荷率Zが設定値B(Z2L)に到達していない状態も想定される。
Further, when the “resin running out condition determination condition” as described above is satisfied, as shown in FIG. 9D, some resin supply failure occurs after a while after the supply of the
一方、2つ目の組み合わせは、第1樹脂14aから第2樹脂14bへのイントルージョン樹脂替え作業において、第2樹脂14bの供給開始から、所要時間T2を経過する前に、スクリュ回転負荷率Zが、第2樹脂14bでの生産を開始させる設定値Bに到達した、あるいは、設定値B(Z2L)を超えた場合である。これを「樹脂詰り状態判断条件」とする。
On the other hand, in the second combination, in the intrusion resin changing operation from the
上記のような「樹脂詰り状態判断条件」を満たす場合、まず、図10(a)に示すように、供給された第2樹脂14bがスクリュヘッド部16Hに到達する前に、スクリュ16のいずれかの部分に、何らかの要因で樹脂詰り状態が発生したため、スクリュ回転負荷率が増大し、第1樹脂14aがノズル13から排出されないまま、第2樹脂14bの供給開始から、所要時間T2を経過する前に、スクリュ回転負荷率Zが設定値B(Z2L)に到達、あるいは超えた状態が想定される。
When satisfying the “resin clogging condition determination condition” as described above, first, as shown in FIG. 10A, before the supplied
また、上記のような「樹脂詰り状態判断条件」を満たす場合、図10(b)に示すように、供給された第2樹脂14bがスクリュヘッド部16Hに到達した後に、スクリュ16のいずれかの部分に、何らかの要因で樹脂詰り状態が発生したため、スクリュ回転負荷率が増大し、第2樹脂14bがノズル13から排出されるものの、第2樹脂14bの供給開始から、所要時間T2を経過する前に、スクリュ回転負荷率Zが設定値B(Z2L)に到達、あるいは超えた状態も想定される。
In addition, when the “resin clogging condition determination condition” as described above is satisfied, after the supplied
尚、先に説明したように、所定時間T2は、第2樹脂14bの供給を開始させてから樹脂替え作業が完了まで、順調に推移した場合に要する所要時間の最大値であるため、第2樹脂14bの供給開始から、所要時間T2を経過する前に、スクリュ回転負荷率Zが設定値Bに到達することは考えられる。よって、「樹脂詰り状態判断条件」については、これを満たす場合、まず、警報のみ作動させる、あるいは、所要時間T2を経過する前に、スクリュ回転負荷率Zが設定値Bを超える場合を重要視して、設定値Bからのスクリュ回転負荷率Zの増加量等も管理項目に加えても良い。
Note that, as described above, the predetermined time T2 is the maximum value of the required time required for the smooth transition from the start of the supply of the
このように、スクリュ回転負荷率Zの設定値B及び所要時間T2の組み合わせに基づく「樹脂切れ状態判断条件」や「樹脂詰り状態判断条件」により、オペレータの経験や勘に依らず、スクリュの回転停止や警報の作動の条件設定を成形作業前に設定することができると共に、これらの安全動作を自動で行わせることができる。実施例3の、スクリュ16の回転停止や警報作動を行わせるスクリュ回転負荷率Zの設定値Cと合わせれば、樹脂替え作業の自動化の安全確保に更に好適である。
As described above, the “resin out condition judgment condition” and the “resin clogging condition judgment condition” based on the combination of the set value B of the screw rotation load factor Z and the required time T2 can be used to rotate the screw regardless of the experience and intuition of the operator. Stop and alarm conditions can be set before the molding operation, and these safe operations can be performed automatically. In combination with the set value C of the screw rotation load factor Z that causes the rotation stop and alarm operation of the
1 射出装置
13 ノズル
14 材料供給部
14a 第1樹脂
14b 第2樹脂
16 スクリュ
16F 供給部(フィードゾーン)
16P 圧縮部(コンプレッションゾーン)
16M 計量部(メータリングゾーン)
DESCRIPTION OF
16P compression section (compression zone)
16M Measuring section (metering zone)
Claims (6)
予め、
前記射出装置の材料供給部へ第1樹脂を供給させ、前記射出装置のノズルから可塑化された前記第1樹脂が連続で排出される状態になった後のスクリュ回転負荷率Z1Lと、
前記第1樹脂が連続で排出される状態になった後、前記材料供給部への前記第1樹脂の供給を停止させ、前記射出装置のノズルから前記第1樹脂が排出されない状態になった後のスクリュ回転負荷率Z0と、から、
前記射出装置のノズルから前記材料供給部までのスクリュ長手方向距離Lに対して、前記第1樹脂が、前記射出装置のノズルからスクリュ長手方向の距離LXまで満たされている状態におけるスクリュ回転負荷率Z1Xを、
式Z1X=(Z1L−Z0)/L×LX+Z0で定義すると共に、
前記第1樹脂から第2樹脂へのイントルージョン樹脂替えにおいて、スクリュ回転負荷率Zを監視し、前記材料供給部への前記第1樹脂の供給を停止させた後、スクリュ回転負荷率Zが、前記式において、前記第1樹脂が略完全に排出されず、前記第1樹脂及び、後に供給が開始される前記第2樹脂間に、樹脂で満たされていない空間が形成されるスクリュ長手方向距離LXまで、前記第1樹脂が満たされている状態におけるスクリュ回転負荷率Zの設定値Aの範囲内において、前記第2樹脂の供給を開始させる、射出成形機の射出装置におけるイントルージョン樹脂替え方法。 An intrusion resin changing method in an injection device of an injection molding machine,
In advance,
A screw rotation load factor Z1 L after the first resin is supplied to the material supply unit of the injection device and the plasticized first resin is continuously discharged from the nozzle of the injection device;
After the first resin is continuously discharged, the supply of the first resin to the material supply unit is stopped, and the first resin is not discharged from the nozzle of the injection device. From the screw rotation load factor Z0 of
Screw rotation load in a state in which the first resin is filled from the nozzle of the injection device to a distance L X in the screw longitudinal direction with respect to the screw longitudinal direction distance L from the nozzle of the injection device to the material supply unit Rate Z1 X ,
It is defined by the formula Z1 X = (Z1 L −Z0) / L × L X + Z0,
In the intrusion resin change from the first resin to the second resin, after monitoring the screw rotation load factor Z and stopping the supply of the first resin to the material supply unit, the screw rotation load factor Z is In the above formula, the first resin is not substantially completely discharged, and a screw longitudinal distance in which a space not filled with resin is formed between the first resin and the second resin to be supplied later Intrusion resin replacement in an injection apparatus of an injection molding machine that starts supplying the second resin within the range of the set value A of the screw rotation load factor Z in a state where the first resin is filled up to L X Method.
前記設定値Aの下限値を、前記式において、LXが、前記射出装置のノズルから前記スクリュの計量部の起点位置までの距離である場合のスクリュ回転負荷率ZALとする、請求項1に記載の、射出成形機の射出装置におけるイントルージョン樹脂替え方法。 The upper limit value of the set value A is the screw rotation load factor Z AU when L X is the distance from the nozzle of the injection device to the starting position of the compression portion of the screw in the above formula,
2. The lower limit value of the set value A is a screw rotation load factor Z AL when L X is a distance from a nozzle of the injection device to a starting position of the measuring unit of the screw in the formula. The intrusion resin changing method in the injection device of the injection molding machine described in 1.
前記射出装置のノズルから前記第1樹脂が排出されない状態になった後、前記射出装置の前記材料供給部へ前記第2樹脂を供給させ、前記射出装置のノズルから可塑化された前記第2樹脂が連続で排出される状態になった後のスクリュ回転負荷率Z2Lを求めておき、
前記第2樹脂での生産を開始させるスクリュ回転負荷率Zの設定値Bを、前記スクリュ回転負荷率Z2Lとする、請求項1及び請求項2のいずれか1項に記載の、射出成形機の射出装置におけるイントルージョン樹脂替え方法。 When obtaining the screw rotation load factor Z0 in advance,
After the first resin is not discharged from the nozzle of the injection device, the second resin is supplied to the material supply unit of the injection device and plasticized from the nozzle of the injection device. The screw rotation load factor Z2 L after the state is continuously discharged,
The set value of screw rotational load factor Z for starting the production in the second resin B, wherein the screw rotational load factor Z2 L, according to any one of claims 1 and 2, an injection molding machine Method for replacing intrusion resin in an injection device.
前記射出装置のノズルから前記第1樹脂が排出されなくなった後、前記材料供給部へ前記第2樹脂を供給させてから、前記射出装置のノズルから可塑化された前記第2樹脂が連続で排出される状態になるまでの所要時間T2を求めておき、
前記第2樹脂の供給開始から前記所要時間T2経過後に、スクリュ回転負荷率Zが前記設定値Bに到達しない場合、前記スクリュの回転停止及び警報作動の少なくとも一方が行われる、請求項3及び請求項4のいずれか1項に記載の、射出成形機の射出装置におけるイントルージョン樹脂替え方法。 When obtaining the screw rotation load factor Z2 L in advance,
After the first resin is no longer discharged from the nozzle of the injection device, the second resin is supplied to the material supply unit, and then the plasticized second resin is continuously discharged from the nozzle of the injection device. Find the required time T2 until it becomes a state,
When the screw rotation load factor Z does not reach the set value B after the lapse of the required time T2 from the supply start of the second resin, at least one of the screw rotation stop and the alarm operation is performed. Item 5. A method for replacing an intrusion resin in an injection apparatus of an injection molding machine according to any one of Items4.
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