JP6967566B2 - 射出成形機とバリ不良抑止方法 - Google Patents

Description

本発明は、射出成形機とバリ不良抑止方法に関するものである。

従来から射出成形機には型締装置と射出装置を備える成形機がある。前記型締装置は、機台上に固定の固定盤と機台上で移動可能とされた圧受け盤との間にタイバーを渡し、タイバーの一端を固定盤に固定支持させている。タイバーの他端側には、圧受け盤がこのタイバーに対する位置調整可能にして連結され、固定盤と圧受け盤との間に、可動盤をタイバーに沿って移動可能にして取り付けている。そして、圧受け盤と可動盤との間にトグル機構体が組み入れられて、トグル機構体の伸長によって可動盤と固定盤との間に配置された金型を型閉じし、さらに型締力を加えて型締めが行なわれる。

射出装置は、金型が型締めされたタイミングに合わせて溶融樹脂の射出充填を行なう。そして、型締装置と射出装置を備える射出成形機では、型閉じ、型締め、射出充填、計量、型開き、成形品取り出しを成形サイクルとしていて、この成形サイクルを繰り返して成形品を連続的に成形する。

上記射出成形機で成形を行なう場合、型締装置の最大の型締力によって金型を型締めすれば、成形品にバリを生じさせずに成形することができる。しかし、金型に過大な型締力を繰り返し加えるために金型が早期に劣化し、また、過大な型締力を加えるためのエネルギーに無用な増加を招くことになる。従って、無駄の無い適正な型締力で型締めを行なうことができれば、金型の早期の劣化を抑えるとともに、型締力を得るためのエネルギーを低減させることができる。

従来から上記射出成形機で成形を行なうに際し、適正な型締力を設定するための方法が提案されている。例えば特許文献１に示されている方法は、タイバーに取り付けたタイバーセンサからなる型締力センサを用いるものであって、設定型締力を、型締装置で加えることのできる最大値から成形サイクルごとに徐々に低減して成形を行なっている。そして、射出充填時に、金型に加わる型締力の変化をタイバーの歪みから検出し、この検出された変化に基づいて設定型締力の値を適正にするものである。

また、特許文献２に示された方法では、任意の異なる大きさの設定型締力の下で射出成形を行ない、金型が閉じたときの型締力と、金型内に溶融樹脂を射出する際に発生する射出中の型締力の最大値を検出していて、このようにして各時点での型締力を予め得るようにしている。つぎに、金型が閉じたときの型締力と射出中の型締力の最大値である型締力最大増加量を算出し、この型締力最大増加量が異なっていて金型が開かない区間での設定型締力を二つ以上抽出する。さらに、抽出した二つ以上の設定型締力と型締力最大増加量の組み合わせから設定型締力に対する型締力最大増加量を示す関係式を求める。また、抽出した二つ以上の設定型締力より小さい設定型締力で射出を行なって、前記抽出の二つ以上の設定型締力より小さい区間での型締力最大増加量を算出する。
そして、算出した型締力最大増加量が、先の関係式に基づく比較値を超えるときの設定型締力を計算にて求めて、この求められた設定型締力の直前の型締力を、金型が開かない必要最小限の型締力とする方法である。

また、特許文献３に示されている方法では、最大型締力から所定の大きさで順次低下させた設定型締力により試しの成形を行なうとともに、型位置センサで射出工程での固定盤に対する可動盤の型位置を検出する。そして、型位置の変化が生じたときの設定型締力に対して所定の大きさだけ増加させた型締力を適正型締力として設定する。さらに、最大型締力から順次低下させる設定型締力に対し、低下させる際の限界値を設定し、限界値に達しても型位置に変化が生じないときには、前記限界値を適正型締力として設定する方法である。

特許第５０００２１３号公報 特許第５１８０３５７号公報 特許第４８０５９９４号公報

上述したように、上記特許文献１においては、設定型締力を徐々に下げて成形し、その成形の都度、タイバーセンサから型締力を検出するようにし、また、特許文献２に示された方法では、例えば金型の歪みの解放が生じる区間の型締力最大増加量を測定する場合に、タイバーセンサから型締力を検出するようにしている。さらに、特許文献３に示された方法でも、固定盤と可動盤とに型位置センサを取り付けて、固定盤と可動盤との相対位置を検出するようにしている。

ところで、設定型締力を段階的に下げてその都度に射出を行なう過程で、溶融樹脂の射出圧が型締力に勝って固定型と可動型とが押し開かれて型合わせ部分（固定型と可動型との当接し合う当接面の部分）に隙間が生じてキャビティ（充填空間）が大きくなる。そして、キャビティが大きくなっている金型に射出装置から溶融樹脂を射出充填すると、射出ピーク圧が下がるという現象が生じる。

また、キャビティが大きくなっているので、設定の充填量より多くの溶融樹脂が充填されて、射出装置のスクリュの射出最前進位置が所定の位置よりも前方（型締装置側）に移動してしまう現象も生じる。

このように、設定型締力を段階的に下げて金型に射出充填するときに、射出ピーク圧が下がって異常となり、スクリュの射出最前進位置も所定位置から前方に変化する異常が生じ、このような状況においては成形品にバリ不良が生じる可能性が高い。従って設定型締力を徐々に下げていく過程で、射出ピーク圧と射出最前進位置とが正常であるか否かを検出することも、前記設定型締力を適正な型締力に調整してバリ不良を抑止する上で有効である。これらの事項は特許文献１から３の何れにも、開示も示唆もされていない。

そこで本発明は、射出成形機において金型を型締めして成形を行なうに際し、型隙間検出センサを用いて検出する金型の型変位や、射出成形機側の射出ピーク圧や射出最前進位置に基づいて金型の型締力を調整し、バリ不良が生じず、また、型締めに要するエネルギーが低減できる適正な型締力にて成形を行なうことを目的とするものである。

（請求項１の発明）
本発明は、
型締装置と射出装置とを備えた射出成形機であって、型締装置は、固定盤と圧受け盤とに渡るタイバーに沿って可動盤が移動可能に取り付けられ、圧受け盤と可動盤との間に位置するトグル機構体の伸長により、可動盤に取り付けられた可動型と固定盤に取り付けられた固定型とからなる金型を型閉じして型締力を加えて型締めを行なうとともに、射出装置は、型締めされた金型に溶融樹脂の射出充填を行なって、成形サイクルを繰り返す自動運転が可能とされた射出成形機において、
射出充填時にタイバーの長さ変化を伴なって前記可動型と固定型とにおける当接面の隙間が変化する金型の型変位を検出する型隙間検出センサと、射出ピーク圧を検出する射出圧センサと、射出装置のスクリュの射出最前進位置を検出するスクリュ位置センサとを有するとともに、前記型隙間検出センサと射出圧センサとスクリュ位置センサとのそれぞれが接続されている制御部を有していて、
金型の型変位量の閾値としてバリが発生しない許容量が設定されているとともに、射出ピーク圧と射出最前進位置の閾値としてバリが発生しない許容量が設定されており、
前記制御部は、射出充填時の型変位量、射出充填時の射出ピーク圧、および射出最前進位置の関係が下記条件１を満たすと判定する場合、成形サイクルを繰り返す前記自動運転を継続する一方、射出充填時の型変位量、射出充填時の射出ピーク圧、および射出最前進位置の関係が下記条件２を満たすと判定する場合、射出成形機の稼動を停止するものであり、
前記圧受け盤の背部に突出するタイバーの端部と機台側の不動部分との何れか一方に、前記型隙間検出センサが取り付けられているとともに、他方に、型隙間検出センサに隙間を介して相対する感知板が取り付けられていて、
前記型隙間検出センサと感知板とは、タイバー伸長時に離間する方向で相対する位置関係にして配置されて、前記型隙間検出センサは、前記感知板との間の距離変化を検出するものであることを特徴とする射出成形機を提供して、上記目的を達成するものである。
（条件１） 射出充填時の型変位量が所定の閾値を越えない場合、または、射出充填時の射出ピーク圧が所定の閾値を越えず、且つ、射出最前進位置が所定の閾値を越えない場合。
（条件２） 射出充填時の型変位量が所定の閾値を越える場合、または、射出充填時の射出ピーク圧が所定の閾値を越え、且つ、射出最前進位置が所定の閾値を越える場合。

（請求項２の発明）
上記発明において、上記制御部は型締力自動調整の制御を行なうものであって、この型締力自動調整の制御は、
型変位変化が発生せず、または、射出ピーク圧異常と射出最前進位置異常とが発生しない成形サイクルが、事前設定の回数で連続した場合は、型締力を事前設定の減圧量分で下げてから、次成形サイクルに進み、
型変位変化が発生し、または、射出ピーク圧異常と射出最前進位置異常が発生した場合は、型締力を事前設定の増圧量分で上げてから、次成形サイクルに進むものであることが良好である。

（請求項３の発明）
また、上記発明において、上記制御部は、型締力を上記増圧量分で上げた後の次成形サイクルで、上記型変位変化が発生し、または上記射出ピーク圧異常と射出最前進位置異常が発生した場合は、射出成形機の稼動を停止するものであることが良好である。

（請求項４の発明）
また、上記発明において、上記型隙間検出センサの検出値を波形表示するディスプレイを有していることが良好である。

（請求項５の発明）
また、上記発明において、上記制御部は、型変位量が事前設定の型変位量最大値に達した場合に、射出成形機の稼動を停止するものであることが良好である。

（請求項６の発明）
また、もう一つの発明は、型締装置により金型を閉じて型締力を加えて型締めを行ない、射出装置により前記金型に溶融樹脂を射出充填する射出成形機のバリ不良抑止方法において、
金型の型変位量の閾値としてバリが発生しない許容量を事前に設定するとともに、射出ピーク圧と射出最前進位置の閾値としてバリが発生しない許容量を事前に設定しておき、
成形サイクルを繰り返す自動運転中に、前記型変位量を監視するとともに、前記射出ピーク圧と射出最前進位置とを監視して、
型変位変化が発生し、または、射出ピーク圧異常と射出最前進位置異常が発生した場合は、射出成形機の稼動を停止するものであって、
前記射出成形機は型締力自動調整工程を備えていて、この型締力自動調整工程は、
型締力自動調整工程中に、前記型変位変化が発生せず、または、前記射出ピーク圧異常と射出最前進位置異常が発生しない成形サイクルが、事前設定の回数で連続した場合は、型締力を事前設定の減圧量分で下げてから、次成形サイクルに進み、
型締力自動調整工程中に、型変位変化が発生し、または、射出ピーク圧異常と射出最前進位置異常が発生した場合は、型締力を事前設定の増圧量分で上げてから、次成形サイクルに進むものであり、
型締力自動調整工程中に、型締力を前記増圧量分で上げた後の次成形サイクルで、前記型変位変化が発生し、または前記射出ピーク圧異常と射出最前進位置異常が発生した場合は、射出成形機の稼動を停止することを特徴とするバリ不良抑止方法であり、このバリ不良抑止方法を提供して、上記目的を達成するものである。

本発明によれば、必要以上の型締力や射出圧力を金型に加えることなくバリ発生のない成形良品を製造できるとともに、射出成形機や金型に与える負荷が少なく、射出成形機や金型の寿命を延ばすことができ、省エネルギー化にも貢献できる。

本発明に係る射出成形機の一例を示す説明図である。 型締装置側のカバーを外した状態で射出成形機の一例を示す説明図である。 型隙間検出センサの一例の取付状態を示す説明図である。 射出成形機の自動運転と型締力自動調整の制御の流れをフローチャートにて示す説明図である。

つぎに本発明を図１から図４に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。図１と図２は本発明の実施の形態である射出成形機１を示していて、この射出成形機１はトグル式の型締装置２と射出装置３とを備え、型閉じ、型締め、溶融樹脂の射出充填、計量、型開き、成形品取り出しを成形サイクルとし、成形サイクルを繰り返して成形品を製造する自動運転が可能とされた成形機である。

（型締装置）
トグル式の型締装置２は、機台４の上に固定の固定盤５と、機台４の上で移動可能に設置されている圧受け盤６と、固定盤５から圧受け盤６に亘って渡されていて、固定盤５には一方の端部が固定されているとともに、他方の端部が通って圧受け盤６が位置調整可能にして連結されているタイバー７と、このタイバー７に沿って移動可能にして取り付けられている可動盤８とを有している。そして、圧受け盤６と可動盤８との間にトグル機構体９が組み入られていて、このトグル機構体９の伸縮によって可動盤８がタイバー７の長手方向に移動する。

（射出装置）
射出装置３は、固定盤５に配置の固定型１０と可動盤８に配置の可動型１１とからなる金型１２に溶融樹脂を射出充填する装置であり、周囲をヒーターとする加熱シリンダ１３の先端の射出ノズル１４が金型１２に当接する。

（トグル機構体）
トグル機構体９は、型締めモータ１５からの駆動を受けて軸回転する駆動軸１６、駆動軸１６が螺合するクロスヘッド１７、クロスヘッド１７に枢支されているトグルレバー１８、圧受け盤６に枢支されているトグルレバー１９、可動盤８に枢支されているトグルアーム２０とを有し、トグルレバー１８と１９との間、およびトグルレバー１９とトグルアーム２０との間がリンク結合されており、駆動軸１６の軸回転でクロスヘッド１７を前後進させて可動盤８を移動させ、そして、金型１２の型閉じと型開きとが行なわれ、さらに金型１２に型締力を加える働きを行なうものである。

（圧受け盤）
圧受け盤６に上記タイバー７が通っていてこの圧受け盤６の背方（可動盤とは反対側）にタイバー７の端部が突出するように位置している。そして、突出したタイバー７の端部それぞれにはねじ部７ａが設けられており、このねじ部７ａに螺合するナット体２１を、前記圧受け盤６に回転自由にして取り付けている。このようにタイバー７の端部のねじ部に螺合するナット体２１を介して圧受け盤６がタイバー７に連結されており、ナット体２１を回転させることで、後述のように圧受け盤６がタイバー７に対して位置調整可能とされている。

各ナット体２１は、圧受け盤６の背部にある駆動伝達機構２２を介して同期して回転する。さらに型締装置２には、型締め位置調整用の駆動源とする型厚モータ２３が設けられており、型厚モータ２３からの駆動力を前記駆動伝達機構２２を介して回転力としてナット体２１に伝え、このナット体２１が回転することで圧受け盤６がタイバー７の長手方向に移動し、さらにトグル機構体９及び可動盤８も一体になって移動する。所望の型締力を発生させるために、型厚モータ２３を動作させて圧受け盤６を位置決めし、その圧受け盤６が位置決めされた状態でトグル機構体９を伸ばすと、設定の型締力（所望の型締力）が発生する。

（型位置センサ、型厚センサ）
型位置センサ２４が、固定盤５から可動盤８に亘って取り付けられている。図２に示されているように型位置センサ２４は、固定盤５の上部に固定したセンサ本体２４ａから可動盤８の上部側に向けてロッド２４ｂを延設し、可動盤８の上部に固定した検出体２４ｃに前記ロッド２４を移動可能に貫通させていて、検出体２４ｃを貫通しているロッド２４ｂの位置を測定するものである。そして、この型位置センサ２４を固定盤５から可動盤８に亘って取り付けて、固定盤５と可動盤８との距離をリニア（直線変位測定）で測定するように設けられている。後述の制御部が前記型位置センサ２４が検出する検出値に基づいて型締めモータ１５の動作を制御して、型開閉に際しての可動型１１の位置を設定する。
また、型厚モータ２３の回転軸には型厚センサ２５が取り付けられている。そして、後述の制御部が前記型厚センサ２５が検出する検出値に基づいて型厚モータ２３の動作を制御して型締力を設定する。

（型隙間検出センサ）
さらに本実施の射出成形機１では圧受け盤６の背方に型隙間検出センサ２６が設けられている。図３に示すように上記タイバー７の内の下段に位置するタイバー７の端部が、圧受け盤６の背方に突出している。そして、タイバー７の端部の端面２７からセンサ支持金具２８が下垂するようにして取り付けられていて、センサ支持金具２８の下部に、型隙間検出センサ２６が取り付けられている。

型隙間検出センサ２６は、機台４の不動部分の上に起立して固定されている感知板２９に対応する位置にある。そして、この型隙間検出センサ２６は、タイバー７の長手方向に沿った方向にして前記感知板２９に相対していて、直接的には感知板２９との間の距離変位を検出するものである。型隙間検出センサ２６は、感知板２９の固定盤５側とは反対側に配置されており、タイバー７が伸長したときに、型隙間検出センサ２６と感知板２９との間の隙間３０が大きくなる位置関係にしている。そして、後述するように射出充填時に金型の型変位（固定型１０と可動型１１の当接し合う当接面での隙間の変化）が生じればタイバー７が伸長することとなり、このタイバー７の伸長を含むタイバー７の伸び縮みが前記距離変位に対応する。よって、この型隙間検出センサ２６は型変位を検出するセンサである。なお、タイバー７が最大で収縮したとしても、型隙間検出センサ２６と感知板２９との間には前記隙間３０が確保されていて、型隙間検出センサ２６が感知板２９に接触することがない。

型隙間検出センサ２６は、直接的には機台４の不動部分である感知板２９までの間の距離変位を検出しているが、本射出成形機１において設定された型締力が金型１２に加えられて型締めされた後、溶融樹脂の射出充填圧が型締力に勝ると、金型１２が開く方向に可動型１１や可動盤８が押され、この力はトグル機構体９も含めて圧受け盤６が後退する方向に押す力となり、そして、圧受け盤６にナット体２１を介して連結されているタイバー７を伸ばす方向の力になる。

タイバー７を伸ばす方向の上記力によってタイバー７の長さが変化すると、型隙間検出センサ２６から感知板２９までの距離の変化として検出される。そのため、型締め後に射出充填圧によって金型１２が上記型変位するときは、その型変位量が型隙間検出センサ２６が検出する感知板２９までの距離に対応し、その型変位量が大となったり小となったりする変化も含めて型隙間検出センサ２６が検出するように設けられている。

図示された上記実施の形態では、機台４側に感知板２９を取り付けるとともに、タイバー７の端部側に型隙間検出センサ２６を取り付けているが、本発明は型隙間検出センサ２６と感知板２９との位置関係はこの配置に限定されるものではく、配置が逆であってもよい。即ち、機台４の不動部分に前記型隙間検出センサ２６を取り付けるとともに、この型隙間検出センサ２６に相対するようにしてタイバー７の端部側に感知板２９を取り付けるようにすることも可能である。

（射出圧センサ）
射出装置３には、型締めされた金型１２に溶融樹脂を射出充填するに際し、射出充填時の射出ピーク圧を検出する射出圧センサ３１を備えている。また、射出充填では加熱シリンダ１３に位置するスクリュが前進するが、射出充填時のスクリュの射出最前進位置を検出するスクリュ位置センサ３２も備えている。

（制御部）
射出成形機１は制御部３３を有している。この制御部３３は射出成形機１の動作を制御する役目を有している。この制御部３３に、型締めモータ１５、型厚モータ２３、型位置センサ２４、型厚センサ２５、型隙間検出センサ２６、射出圧センサ３１、スクリュ位置センサ３２が接続されている。

射出成形に際し、上記制御部３３は、型位置センサ２４から信号に基づいて型締めモータ１５を動作させて金型１２の型閉じ、型開きを行なう。また、型厚センサ２５からの信号に基づいて型厚モータ２３を動作させて、設定された型締力を金型１２に加えて型締めを行なうように設けられている。

そして、射出成形機１では、型締めした金型１２に溶融樹脂の射出充填を行なって成形するに際し、型隙間検出センサ２６、射出圧センサ３１、スクリュ位置センサ３２それぞれから得られる信号（検出値）に基づいて、過大な型締力にはならないとともに、金型の型合わせ部分が開き過ぎて成形品のバリ不良が発生するということがないように、以下のバリ不良抑止方法を実施することが可能である。

（方法）
上述したように通常の射出成形機による成形に際し、金型に加えられている型締力より射出充填圧が勝って型変位し、型合わせ面の部分に隙間ができると、成形品にバリ不良が発生し易くなる。そこで、本射出成形機１では、自動運転に際してバリ不良が発生する成形サイクルが繰り返されないようにする方法を備えており、さらに、過大な型締力にならないとともに金型の型合わせ面が開き過ぎない型締力に調整する方法を備えている。

（型変位量）
まず、射出成形機１の制御部３３には、射出充填時の金型１２の型変位量に対して閾値が予め設定されている。この型変位量の閾値については、成形に際してバリ不良が生じない範囲の変化量の許容値（許容閾値）である。そして、この型変位量の閾値は、射出成形機側ユーザが経験値から定められる。

型変位量は、型隙間検出センサ２６によって検出していて、型締めが完了した金型１２への射出充填中に検出を行なう。そして、型隙間検出センサ２６からの信号（検出値）を制御部３３が受けることで、射出充填時の金型の型変位量を制御部３３が常時監視し、検出された型変位量と閾値との比較を行なうようにしている。

（射出ピーク圧）
射出成形機１では、金型１２に対して射出充填圧と充填量とを予め定めている。そして、溶融樹脂を金型１２に射出充填するとき、上記射出圧センサ３１によって射出ピーク圧を検出するようにしている。仮に、金型１２に加えた設定型締力より射出充填圧が勝って型合わせ面の部分が開くまでに型変位が変化している場合、金型１２のキャビティ（溶融樹脂を充填する空間）が大きくなる。そのため前記射出ピーク圧は低下するようになる。

そこで、上記制御部３３には、射出充填時の射出ピーク圧に対して閾値が予め設定されている。射出ピーク圧の閾値は、バリ不良が生じない範囲（バリ非発生範囲）の射出ピーク圧として許容できる最大値（許容量）である。射出ピーク圧の閾値に設定するピーク圧値については、射出成形機側ユーザが経験値から定める。

上述したように射出ピーク圧は、上記射出圧センサ３１からの検出値として制御部３３が受けている。そして、制御部３３が射出充填時の射出ピーク圧を常時監視し、検出された射出ピーク圧値と射出ピーク圧の前記閾値との比較を行なうようにしている。

（射出最前進位置）
さらに、射出成形機１では、上述のように射出充填圧と充填量とを予め定めて溶融樹脂を金型１２に射出充填していて、射出充填を行なうときにスクリュ位置センサ３２によって射出最前進位置を検出している。

仮に、金型１２に加えた設定型締力より射出充填圧が勝って型合わせ面の部分が開くまでに型変位が変化して、金型１２のキャビティが大きくなると、必要以上の溶融樹脂が充填されてしまうため、加熱シリンダ内で移動したスクリュの射出最前進位置は、キャビティが正規の大きさである場合に比べて前方（金型側）になる。

そこで、上記制御部３３には、射出充填時の射出最前進位置に対して閾値が予め設定されている。この射出最前進位置の閾値は、バリ不良が生じない範囲（バリ非発生範囲）の射出最前進位置として許容できる最大値（許容量）である。そして、射出最前進位置の閾値にする値は、射出成形機側ユーザが経験値から定める。

（自動運転）
射出成形機１の成形サイクルは、上述したように型閉じと型締めと溶融樹脂の射出充填と型開きと成形品取り出しとを順に行なう。そして、制御部３３は、自動運転が行なわれるときには、前記成形サイクルを繰り返して成形品が連続的に成形されるように動作し、さらにこの自動運転中に型締力自動調整を伴なう成形サイクルが繰り返して行なうことができるように動作する。

図４のフローチャートの一部分に、自動運転に際して成形サイクルを連続させる制御部３３の動作の流れＡが示されている。なお、図中「自動運転開始」をこの動作の流れＡのスタート（ｓｔａｒｔ）とする。

（ステップＡ１、処理）
射出成形機１において自動運転の開始が選択された後に成形サイクルが開始すると、ステップＡ１の処理として、型閉じ、設定型締力による型締めを行ない、型締め完了後に射出装置３による射出充填を開始させる。図中で「型締め完了／射出開始」と表示するが、保圧が完了し、型開き前段階までに関する工程を制御する。

（ステップＡ２、判断）
上記ステップＡ１での型締装置２と射出装置３との動作中、型隙間検出センサ２６、射出圧センサ３１、スクリュ位置センサ３２が検出する検出値は制御部３３が受けている。勿論、他のセンサからの検出値や信号を受けていて、制御を行なう上での情報として処理しているが、その説明は省略する。そして、ステップＡ１の次の段階としてはステップＡ２の判断を行なう。このステップＡ２での判断は、センサが検出した型変位量、または射出ピーク圧と射出最前進位置とに係るものである。

ステップＡ２において制御部３３は、型隙間検出センサ２６から検出された型変位量と型変位量の閾値とを比較し、検出された型変位量が前記閾値を越えているか否かを判断する。また、射出圧センサ３１から検出された射出ピーク圧と射出ピーク圧の閾値とを比較するとともに、スクリュ位置センサ３２から検出された射出最前進位置と射出最先進位置の閾値とを比較し、検出の射出ピーク圧が射出ピーク圧に対する閾値を越えているか否か、さらに、射出最前進位置が射出最前進位置に対する閾値を越えているか否かを判断する。

（ステップＡ２Ｙ、判断内容）
ステップＡ２の判断の流れが結果Ｙ／Ｎとして分岐した状態で図示されている。結果Ｙの内容がステップＡ２Ｙに示されており、「検出された型変位量が型変位量閾値を越えていて、バリ不良が生じる型変位変化があり」とする内容、または、「検出の射出ピーク圧が射出ピーク圧閾値を越えているとともに、射出最前進位置も射出最前進位置閾値を越えていて、バリ不良が生じる射出ピーク圧異常が発生し、射出最先進位置異常が発生した」とする内容である。すなわち、ステップＡ２において制御部３３が下記条件を満たすと判定する場合、Ａ２Ｙに進む。
（条件） 射出充填時の型変位量が所定の閾値（型変位量閾値）を越える場合、または、射出充填時の射出ピーク圧が所定の閾値（射出ピーク圧閾値）を越え、且つ、射出最前進位置が所定の閾値（射出最前進位置閾値）を越える場合。

（ステップＡ２Ｎ、判断内容）
もう一方の結果Ｎの内容がステップＡ２Ｎに示されている。結果Ｎの内容は、「検出された型変位量が型変位量閾値を越えず、バリ不良が生じる型変位変化が無い」とする内容、または、［検出の射出ピーク圧が射出ピーク圧閾値を越えていないとともに、射出最前進位置が射出最前進位置閾値を越えず、バリ不良が生じる射出ピーク圧異常が無く、射出最先進位置異常が無い」とする内容である。すなわち、ステップＡ２において制御部３３が下記条件を満たすと判定する場合、Ａ２Ｎに進む。
（条件） 射出充填時の型変位量が所定の閾値（型変位量閾値）を越えない場合、または、射出充填時の射出ピーク圧が所定の閾値（射出ピーク圧閾値）を越えず、且つ、射出最前進位置が所定の閾値（射出最前進位置閾値）を越えない場合。

（ステップＡ３、処理）
制御の流れが、判断の上記ステップＡ２と結果ＮのステップＡ２Ｎを経ると、制御部３３は「型開き」の処理を行なうステップＡ３の段階に入って型締装置２に対して型開きを行なわせる。なお、「型開き」のステップＡ３の次ステップとして判断のステップＡ４が示されていて、ステップＡ４までの間に成形品取り出しなどの処理を行なうが、制御部３３の動作を分かり易くするためにその説明は省略している。

（ステップＡ４、判断）
ステップＡ４は型締力の自動調整開始に対する判断を行なう段階であり、型締力自動調整開始スイッチがオン（ＳＷ-ＯＮ）になっているか否かの判断を行なう。型締力自動調整開始スイッチがオンであるかオフであるかの状況は、制御部３３に常時送られているものである。

型締力自動調整開始スイッチがオンであるかの判断として、オフの場合（判断結果Ｎ）は、制御の流れは上記ステップＡ１の処理（型締完了、射出開始）に戻るように設けられている。即ち、次成形サイクルの制御に進むことになる。オンの場合（判断結果Ｙ）の制御の流れについては後述する。

（ステップＡ５、処理）
制御部３３は、上記ステップＡ２Ｙで示す判断に続くステップＡ５の段階として、射出充填時に型変位が変化する状況が発生したとする処理を行なう。

（ステップＡ６、処理）
制御部３３は、上記ステップＡ５に続くステップＡ６の段階として、成形品に影響あり、良品判別異常とする処理を行なう。

（成形機停止）
そして、制御部３３は上記ステップＡ６で成形品に影響あり、良品判別異常とする処理を行なった後に、射出成形機の稼動を停止する。この射出成形機の稼動を停止する時点が、制御部３３の「自動運転開始」の動作の流れＡのエンド（ｅｎｄ）であり、自動運転の制御も終了する。さらに、後述するように「型締力自動調整」の制御が行なわれていて、その制御の流れの一部としてステップＡ１，Ａ２（Ａ２Ｙ）、Ａ５，Ａ６の段階を経る場合には、「型締力自動調整」の制御も終了する。

（型締力自動調整）
制御部３３は、上記自動運転の制御の流れＡ中のステップＡ４の判断で結果Ｙとなると、型締力自動調整の制御の流れＢに移る。この型締力自動調整では、設定型締力を徐々に減圧し、金型の型変位の変化の有無、または、射出ピーク圧異常と射出最前進位置異常の有無を判断する。そして、型変位変化がありとなった場合、または、射出ピーク圧異常と射出最前進位置異常とがあった場合は型締力を増圧するようにしているものである。

型締力自動調整の制御の流れＢは図４に示されていて、図中「型締力自動調整開始」を流れＢのスタート（ｓｔａｒｔ）とする。型締力自動調整の制御は上記自動運転の制御の一部分と同じ段階を経るものである。

（ステップＢ１、処理）
型締力自動調整の制御が開始されると、始めにステップＢ１の段階となる。この段階は自動運転でのステップＡ１と同一の処理である。

（ステップＢ２、判断）
ステップＢ１の処理が終わると、ステップＢ２の判断の段階に入る。このステップＢ２の判断は、上記ステップＡ２と同じである。さらに、ステップＢ２の判断結果Ｙ／ＮであるステップＢ２ＹとステップＢ２Ｎの内容も、ステップＡ２ＹとステップＡ２Ｎと同じである。

（ステップＢ３、処理）
ステップＢ２Ｎに続くステップＢ３の処理は、上記ステップＡ３の処理と同じである。なお、次ステップとの間に成形品取り出しなどの処理を行なうが、制御部３３の動作を分かり易くするためにその説明は省略している。

（ステップＢ４、判断）
上記ステップＢ３に続くステップＢ４の段階は、繰り返し回数のカウントを実施すべき成形回数であるか否かを判断する段階である。同一の設定型締力（同一型締圧）で成形を繰り返して行なう繰り返し回数が、制御部３３に事前に設定回数として設定できる。そして、上記ステップＢ３の段階を経た成形に紐付けられた繰り返し回数が設定回数と比較してカウント（加算或いは減算）すべき成形回数であるときには判断結果Ｙとして制御の流れが移って、図示されているように、ステップＢ１の処理に戻るようにしている。この場合、次成形サイクルでは、再び同一設定型締力の下で型締めが行なわれることになる。

一方、カウントすべき成形回数でないときには、結果Ｎとして制御の流れが移るように設けられている。即ち、前記結果Ｎは、同一の設定型締力による成形が設定回数で連続した場合であり、次成形サイクルにおいて設定型締力を下げた状態での成形をするためのものである。

（ステップＢ５、処理）
制御部３３は、上記ステップＢ２Ｙで示す判断に続くステップＢ５の段階で、成形の繰り返し回数のリセットを実施する。

（ステップＢ６、処理）
ステップＢ５に続くステップＢ６の段階では、型締力を定圧分で減圧してこの減圧された型締力を設定型締力にする処理を行なう。その後、ステップＢ１の処理に戻るようにしている。この場合、減圧された設定型締力の下で金型１２が型締めされて射出充填が行なわれることになる。

（ステップＢ７、処理）
ステップＢ２Ｙの判断結果に基づいて制御部３３はステップＢ７の「型開き」として示す処理を行なう。このステップＢ７の処理は、上記ステップＢ３と同じである。

（ステップＢ８，処理）
上記ステップＢ７の処理が完了すると、制御部３３はステップＢ８の「型締力を上げる」処理を行なう。このステップＢ８では、型締力を定圧分で増圧してこの増圧された型締力を設定型締力にする処理を行なう。その後、上記ステップＡ１の処理に戻るようにしている。この場合、次成形サイクルでは、増圧された設定型締力の下で金型１２が型締めされて射出充填が行なわれることになる。

上記型締力自動調整では、バリ不良となる型変位変化、または、射出ピーク圧と射出最前進位置との異常が無ければ、この成形サイクルで設定されている設定型締力で再度、次の成形サイクルの成形を行ない、設定した繰り返し回数での成形サイクルにて、型変位変化、または、射出ピーク圧と射出前進位置との異常が無ければ、型締力を減圧した設定型締力の下で成形を行なう。

さらに、型締力自動調整において、型締力を減圧した上記設定型締力の下での成形で、型変位変化、または、射出ピーク圧と射出前進位置との異常があれば、型締力を増圧し、その型締力が増圧した設定型締力の下で成形を行なうようにしている。仮に、増圧した設定型締力の下で成形を行なったときに、型変位変化、または、射出ピーク圧と射出前進位置との異常があれば、制御部３３は上述したように射出成形機の稼動を停止させるものである。

このように型締力自動調整では、バリ不良となる型変位、または、射出ピーク圧と射出最前進位置を制御部３３が監視して、型締力を調整することとなり、射出充填しても金型が開き過ぎない適正な型締力を極めて正確に設定できる。そのため、射出成形機１では射出充填圧に対して相対的に型締力を調整する機能を有するようになり、省エネルギーで型が開き過ぎない設定型締力の下でバリ不良の発生を抑止して、良品の成形品を連続的に成形することができる。

上記ステップＢ６の処理では設定型締力を減圧し、また、上記ステップＢ８の処理では増圧しているが、これらのステップで行なう減圧と増圧については、事前に制御部３３に、減圧量と増圧量とをそれぞれ射出成形機側ユーザが設定するものである。そして、減圧量と増圧量の分量は必ずしも同一である必要ない。

（表示制御器）
図１に示すように射出成形機１は、各種の設定情報などを入力することができるタッチパネル式の操作盤３４を有している。そして、この操作盤３４に上記型位置センサ２４、型厚センサ２５、型隙間検出センサ２６が検出する検出値を波形表示などの形態で表すための表示制御器３５が、上記制御部３３に組み込まれており、制御部３３の制御の下で表示制御器３５が動作して操作盤３４のディスプレイ３４ａに前記センサが検出した検出値を、設定された形態で表示する。

この実施の形態では、表示制御器３５の制御の下で、型隙間検出センサ２６が検出する型変位を波形表示の形態で常時表示するようにしており、上記閾値を越える型変位変化の頻度などを射出成形機ユーザが目視確認し易くなるというメリットがある。

（モニタ器、型変位量最大値）
上述したように制御部３３に、射出成形機側ユーザが型変位量の閾値に設定するようにしているが、金型１２の不具合によって射出充填時に型変位量の閾値を越える型変位変化が発生してしまう可能性がある。この場合、型変位変化が認められたために設定型締力を増圧することになるが、金型１２の不具合が解決されていないと、成形サイクルを経るごとに増圧が行なわれるという問題が生じる。

上記問題への対処として、型隙間検出センサ２６が検出する検出値を取得する制御部３３に、型変位量最大量がモニタ事項の一つとして設定されている。そして、制御部３３では、型隙間検出センサ２６が検出する検出値を受けるモニタ器３６が組み込まれていて、このモニタ器３６は、型隙間検出センサ２６が検出する型変位量と型変位量最大値との比較を行ない、型変位量が型変位量最大値になったときには、その旨を制御部３３に出力する。

さらに、制御部３３にあっては、型変位量が型変位量最大値になった旨の出力を受けると、上述したステップＡ５の段階で示すように射出充填時に型変位が変化する状況が発生したとする処理を行なう。制御部３３では、ステップＡ５の射出充填時に型変位が変化する状況が発生したとする処理を行なうと、続いて、上記ステップＡ６の段階の成形品に影響あり、良品判別異常とする処理を行なう。そして、上述したように射出成形機１の稼動を停止させることとなる。

このように型隙間検出センサ２６が検出する検出値を受けるモニタ器３６の働きによって、制御部３３は金型１２が故障する前に射出成形機１の稼動を止めることができる。

（モニタ器、良品判別）
制御部３３に組み込まれたモニタ器３６は型隙間検出センサ２６が検出する検出値を受けるものとしているが、型隙間検出センサ２６のみからでなく射出成形機１が備える各種のセンサからの検出値や信号を受けることができる。

例えばモニタ器３６は所定のセンサから受ける信号に基づいて成形品に対する良品判別を行なって、良品であるか否かの判別結果を信号として制御部３３に送り出すように設けられている。モニタ器３６で成形品に対して不良とする判断を行なわれたときには、その判断結果を制御部３３が受けて、ステップＡ６の成形品に影響あり、良品判別異常とする処理を行ない、続いて射出成形機１の稼動を停止させることとなる。

このように上記モニタ器３６の働きによって、制御部３３は成形品不良が連続する前に射出成形機１の稼動を止めることができる。

１…射出成形機
２…型締装置
３…射出装置
４…機台
５…固定盤
６…圧受け盤
７…タイバー
８…可動盤
１０…固定型
１１…可動型
１２…金型
１５…型締めモータ
２３…型厚モータ
２４…型位置センサ
２５…型厚センサ
２６…型隙間検出センサ
２８…センサ支持金具
２９…感知板
３０…隙間
３１…射出圧センサ
３２…スクリュ位置センサ
３３…制御部
３４…操作盤
３５…表示制御器
３６…モニタ器
Ａ…自動運転中の制御部動作の流れ
Ｂ…型締力自動調整の制御部動作の流れ

Claims (6)

1. 型締装置と射出装置とを備えた射出成形機であって、型締装置は、固定盤と圧受け盤とに渡るタイバーに沿って可動盤が移動可能に取り付けられ、圧受け盤と可動盤との間に位置するトグル機構体の伸長により、可動盤に取り付けられた可動型と固定盤に取り付けられた固定型とからなる金型を型閉じして型締力を加えて型締めを行なうとともに、射出装置は、型締めされた金型に溶融樹脂の射出充填を行なって、成形サイクルを繰り返す自動運転が可能とされた射出成形機において、
   射出充填時にタイバーの長さ変化を伴なって前記可動型と固定型とにおける当接面の隙間が変化する金型の型変位を検出する型隙間検出センサと、射出ピーク圧を検出する射出圧センサと、射出装置のスクリュの射出最前進位置を検出するスクリュ位置センサとを有するとともに、前記型隙間検出センサと射出圧センサとスクリュ位置センサとのそれぞれが接続されている制御部を有していて、
   金型の型変位量の閾値としてバリが発生しない許容量が設定されているとともに、射出ピーク圧と射出最前進位置の閾値としてバリが発生しない許容量が設定されており、
   前記制御部は、射出充填時の型変位量、射出充填時の射出ピーク圧、および射出最前進位置の関係が下記条件１を満たすと判定する場合、成形サイクルを繰り返す前記自動運転を継続する一方、射出充填時の型変位量、射出充填時の射出ピーク圧、および射出最前進位置の関係が下記条件２を満たすと判定する場合、射出成形機の稼動を停止するものであり、
   前記圧受け盤の背部に突出するタイバーの端部と機台側の不動部分との何れか一方に、前記型隙間検出センサが取り付けられているとともに、他方に、型隙間検出センサに隙間を介して相対する感知板が取り付けられていて、
   前記型隙間検出センサと感知板とは、タイバー伸長時に離間する方向で相対する位置関係にして配置されて、前記型隙間検出センサは、前記感知板との間の距離変化を検出するものであることを特徴とする射出成形機。
   （条件１） 射出充填時の型変位量が所定の閾値を越えない場合、または、射出充填時の射出ピーク圧が所定の閾値を越えず、且つ、射出最前進位置が所定の閾値を越えない場合。
   （条件２） 射出充填時の型変位量が所定の閾値を越える場合、または、射出充填時の射出ピーク圧が所定の閾値を越え、且つ、射出最前進位置が所定の閾値を越える場合。
2. 上記制御部は型締力自動調整の制御を行なうものであって、この型締力自動調整の制御は、
   型変位変化が発生せず、または、射出ピーク圧異常と射出最前進位置異常とが発生しない成形サイクルが、事前設定の回数で連続した場合は、型締力を事前設定の減圧量分で下げてから、次成形サイクルに進み、
   型変位変化が発生し、または、射出ピーク圧異常と射出最前進位置異常が発生した場合は、型締力を事前設定の増圧量分で上げてから、次成形サイクルに進むものである請求項１に記載の射出成形機。
3. 上記制御部は、型締力を上記増圧量分で上げた後の次成形サイクルで、上記型変位変化が発生し、または上記射出ピーク圧異常と射出最前進位置異常が発生した場合は、射出成形機の稼動を停止するものである請求項２に記載の射出成形機。
4. 上記型隙間検出センサの検出値を波形表示するディスプレイを有している請求項１から３の何れか一項に記載の射出成形機。
5. 上記制御部は、型変位量が事前設定の型変位量最大値に達した場合に、射出成形機の稼動を停止するものである請求項１から４の何れか一項に記載の射出成形機。
6. 型締装置により金型を閉じて型締力を加えて型締めを行ない、射出装置により前記金型に溶融樹脂を射出充填する射出成形機のバリ不良抑止方法において、
   金型の型変位量の閾値としてバリが発生しない許容量を事前に設定するとともに、射出ピーク圧と射出最前進位置の閾値としてバリが発生しない許容量を事前に設定しておき、
   成形サイクルを繰り返す自動運転中に、前記型変位量を監視するとともに、前記射出ピーク圧と射出最前進位置とを監視して、
   型変位変化が発生し、または、射出ピーク圧異常と射出最前進位置異常が発生した場合は、射出成形機の稼動を停止するものであって、
   前記射出成形機は型締力自動調整工程を備えていて、この型締力自動調整工程は、
   型締力自動調整工程中に、前記型変位変化が発生せず、または、前記射出ピーク圧異常と射出最前進位置異常が発生しない成形サイクルが、事前設定の回数で連続した場合は、型締力を事前設定の減圧量分で下げてから、次成形サイクルに進み、
   型締力自動調整工程中に、型変位変化が発生し、または、射出ピーク圧異常と射出最前進位置異常が発生した場合は、型締力を事前設定の増圧量分で上げてから、次成形サイクルに進むものであり、
   型締力自動調整工程中に、型締力を前記増圧量分で上げた後の次成形サイクルで、前記型変位変化が発生し、または前記射出ピーク圧異常と射出最前進位置異常が発生した場合は、射出成形機の稼動を停止することを特徴とするバリ不良抑止方法。

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