JP7209546B2

JP7209546B2 - 射出成形機およびその制御方法

Info

Publication number: JP7209546B2
Application number: JP2019007743A
Authority: JP
Inventors: 靖丈澤田
Original assignee: Toyo Machinery and Metal Co Ltd
Current assignee: Toyo Innovex Co Ltd
Priority date: 2019-01-21
Filing date: 2019-01-21
Publication date: 2023-01-20
Anticipated expiration: 2039-01-21
Also published as: JP2020116767A; CN111452321A

Description

本発明は、射出成形機およびその制御方法に関する。

従来の射出成形機の一例が特許文献１に開示されている。特許文献１の射出成形機は射出シリンダを有している。射出シリンダの後部には油が収容されており、この油を射出シリンダに対して注入および排出することにより油圧を制御するサーボ弁が設けられている。サーボ弁により油圧を変えると、スクリューの位置が変化して、射出シリンダ内の樹脂圧および金型内の樹脂圧が変化する。サーボ弁は制御装置に接続されている。

制御装置は、金型内樹脂圧閉ループ制御手段と、リザーバ内樹脂圧閉ループ制御手段と、切換区間制御手段と、を有している。金型内樹脂圧閉ループ制御手段は、金型内の樹脂圧とその目標値とに基づいてサーボ弁の操作量を制御する。リザーバ内樹脂圧閉ループ制御手段は、射出シリンダのリザーバ内の樹脂圧とその目標値とに基づいてサーボ弁の操作量を制御する。そして、切換区間制御手段は、金型内樹脂圧閉ループ制御手段による操作量からリザーバ内樹脂圧閉ループ制御手段による操作量へ切り換える。

特許文献１の射出成形機では、保圧工程の開始時点ｔ１から時点ｔ２までの区間Ａでは、金型内樹脂圧閉ループ制御手段によりサーボ弁の操作量を制御する。時点ｔ２から時点ｔ３までの区間Ｂでは、切換区間制御手段によりサーボ弁の操作量を制御する。時点ｔ３以後の区間Ｃでは、リザーバ内樹脂圧閉ループ制御手段によりサーボ弁の操作量を制御する。

特開平３－８３６２１号公報

保圧工程において、金型内の樹脂圧に基づいて樹脂材料に適切な圧力を加えることにより、（１）樹脂材料の製造ロットの変更や成形サイクル時間のばらつきによる樹脂材料の流動性の変化による影響を抑制することができ、（２）インサート成形では、不適切な圧力が加わることによるインサートワークの破損を防ぐことができる。

上記射出成形機では、金型内樹脂圧閉ループ制御手段の制御によりスクリューの位置が変化してから金型内の樹脂圧が変化するまでに比較的長い時間がかかる。そのため、スクリューの位置が必要以上に大きく変化してしまい、金型内の樹脂圧が目標値から一時的に大きくずれるオーバーシュートやアンダーシュートが生じることがある。このようなオーバーシュートやアンダーシュートは、成形品の品質低下の要因となり得る。閉ループ制御のゲインの調整によりオーバーシュートやアンダーシュートを抑制することが考えられるが、その調整は専門的な知識を必要とする高度かつ困難なものであり、また、調整の困難さのわりには効果が小さい。

本発明者はこの課題について鋭意検討した。その結果、一般的には金型内樹脂圧の変化に対して追従性をよくするためにスクリューを最大速度で移動させることが好ましいと考えられていたが、本発明者は、スクリューの速度が速すぎるために必要以上にスクリューの位置が変化してしまうことが原因であることに気がついた。そこで、本来、オーバーパック（金型への樹脂材料の過充填）を防止するために設けられたスクリューの前進時速度を規制する機能を用い、保圧工程時のスクリューの前進時速度を最大速度より低くすることでオーバーシュートを抑制できることを見いだした。

しかしながら、スクリューの前進時速度を低くすると、アンダーシュートから金型内の樹脂圧が上昇して目標値に戻るまでに時間がかかってしまう。そのため、保圧工程時のスクリューの前進時速度を十分に低くすることができず、オーバーシュートおよびアンダーシュートを十分に抑制することができない。

そこで、本発明は、保圧動作時の金型内樹脂圧のオーバーシュートおよびアンダーシュートを効果的に抑制できる射出成形機およびこの射出成形機の制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る射出成形機は、金型のキャビティに通じるノズルが先端に設けられた射出シリンダと、前記射出シリンダに収容されたスクリューと、前記スクリューを回転および前後進させるスクリュー駆動部と、前記キャビティ内の樹脂材料の圧力である金型内樹脂圧を検出する、前記金型に設けられた金型内圧力検出部と、前記スクリューによって前記射出シリンダの樹脂材料を前記キャビティに射出する射出動作および前記スクリューによって前記キャビティに充填された樹脂材料に圧力を加える保圧動作を実行するように前記スクリュー駆動部を制御する制御部と、を有する射出成形機であって、前記制御部は、前記射出動作において、前記金型内圧力検出部によって検出された前記金型内樹脂圧が動作切替圧力値に到達すると、前記射出動作から前記保圧動作に切り替え、前記保圧動作において、前記金型内圧力検出部によって検出された前記金型内樹脂圧に基づいて当該金型内樹脂圧が保圧目標圧力値となるように前記スクリュー駆動部を制御して前記スクリューを前後進させ、前記保圧動作での前記スクリューの前進時速度が前進時速度規制値以下となるように規制し、前記保圧動作での前記スクリューの後退時速度が後退時速度規制値以下となるように規制することを特徴とする。

本発明によれば、保圧動作でのスクリューの前進時速度が前進時速度規制値以下となるように規制するとともに、保圧動作でのスクリューの後退時速度が後退時速度規制値以下となるように規制する。このようにすることで、保圧動作においてスクリューの位置が必要以上に大きく変化してしまうことを抑制できる。そのため、金型内樹脂圧のアンダーシュートを効果的に抑制できるので、前進時速度を低くしてもアンダーシュートから金型内樹脂圧が上昇して目標値に戻るまでに要する時間を短くすることができる。これにより、前進時速度を十分に低くすることができるので、金型内樹脂圧のオーバーシュートも効果的に抑制できる。

本発明において、前記前進時速度規制値および前記後退時速度規制値を設定するための設定画面を表示する表示部をさらに有することが好ましい。このようにすることで、射出成形機のユーザーによって前進時速度規制値および後退時速度規制値を適切に設定することができる。

本発明において、前記制御部は、前記保圧動作において前記金型内圧力検出部によって検出された前記金型内樹脂圧に基づいて前記前進時速度規制値および前記後退時速度規制値を調整することが好ましい。このようにすることで、保圧動作時に実際に検出された金型内樹脂圧が適切な値となるように前進時速度規制値および後退時速度規制値を自動的に調整することができる。これにより、ユーザーによる調整作業を省略したり、調整作業の負担を軽減したりすることができる。

本発明において、前記制御部は、前記金型内樹脂圧が前記保圧目標圧力値を含む許容圧力範囲の上限値より大きいとき前記前進時速度規制値を減少させ、かつ、下限値より小さいとき前記後退時速度規制値を減少させることが好ましい。このようにすることで、比較的簡易な処理によって前進時速度規制値および後退時速度規制値を自動的に調整することができる。

上記目的を達成するために、本発明の他の一態様に係る射出成形機の制御方法は、金型のキャビティに通じるノズルが先端に設けられた射出シリンダと、前記射出シリンダに回転および前後進可能に収容されたスクリューと、前記キャビティ内の樹脂材料の圧力である金型内樹脂圧を検出する、前記金型に設けられた金型内圧力検出部と、を有する射出成形機の制御方法であって、前記スクリューによって前記射出シリンダの樹脂材料を前記キャビティに射出する射出工程において、前記金型内圧力検出部によって検出された前記金型内樹脂圧が動作切替圧力値に到達すると、前記射出工程から前記スクリューによって前記キャビティに充填された樹脂材料に圧力を加える保圧工程に切り替え、前記保圧工程において、前記金型内圧力検出部によって検出された前記金型内樹脂圧に基づいて当該金型内樹脂圧が保圧目標圧力値となるように前記スクリューを前後進させ、前記スクリューの前進時速度が前進時速度規制値以下となるように規制するとともに前記スクリューの後退時速度が後退時速度規制値以下となるように規制することを特徴とする。

本発明によれば、保圧工程でのスクリューの前進時速度が前進時速度規制値以下となるように規制するとともに、保圧工程でのスクリューの後退時速度が後退時速度規制値以下となるように規制する。このようにすることで、保圧工程においてスクリューの位置が必要以上に大きく変化してしまうことを抑制できる。そのため、金型内樹脂圧のアンダーシュートを効果的に抑制できるので、前進時速度を低くしてもアンダーシュートから金型内樹脂圧が上昇して目標値に戻るまでに要する時間を短くすることができる。これにより、前進時速度を十分に低くすることができるので、金型内樹脂圧のオーバーシュートも効果的に抑制できる。

本発明によれば、保圧動作時の金型内樹脂圧のオーバーシュートおよびアンダーシュートを効果的に抑制できる。そのため、成形品の品質低下を効果的に抑制できる。

本発明の一実施形態に係る射出成形機の正面図である。図１の射出成形機の要部拡大断面図である。図１の射出成形機の機能ブロックを説明する図である。図１の射出成形機の表示部が表示する設定画面の一例を示す図である。図１の射出成形機の射出工程および保圧工程を説明する図である。図１の射出成形機において前進時速度規制値および後退時速度規制値を自動的に調整する動作を説明する図である（調整初期状態）。図１の射出成形機において前進時速度規制値および後退時速度規制値を自動的に調整する動作を説明する図である（調整途中状態）。図１の射出成形機において前進時速度規制値および後退時速度規制値を自動的に調整する動作を説明する図である（調整完了状態）。

以下、本発明の一実施形態に係る射出成形機について、図１～図５を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る射出成形機の正面図である。図２は、図１の射出成形機の要部拡大断面図である。図３は、図１の射出成形機の機能ブロックを説明する図である。図４は、図１の射出成形機の表示部が表示する設定画面の一例を示す図である。図５は、図１の射出成形機の射出工程および保圧工程を説明する図である。

図１～図３に構成を示す本実施形態に係る射出成形機１は、上金型２および下金型３を型締することで形成されるキャビティ４に溶融した樹脂材料を射出充填し、冷却固化することで成形品を得るものである。なお、本実施形態は、金型が鉛直方向に開閉しかつ射出シリンダが鉛直方向に沿って配置された竪型射出成形機に本発明を適用した構成の一例を示すものである。これ以外にも、金型が水平方向に開閉しかつ射出シリンダが水平方向に沿って配置された横型の射出成形機に本発明を適用してもよい。

射出成形機１は、機台６上に、樹脂材料を射出するための射出ユニット１０と、上金型２と下金型３とを当接させ、型締力を発生させて型締を行うための型締ユニット２０と、表示操作ユニット３０と、を有している。また、射出成形機１は、当該射出成形機１全体の動作を司る制御部４０を有している。

射出ユニット１０は、下方を向くノズル１１ａが先端に設けられた射出シリンダ１１と、射出シリンダ１１内に回転および前後進可能に収容されたスクリュー１２と、を有している。ノズル１１ａは、上金型２にタッチした状態においてランナーやスプール、ゲートなどを有する樹脂流路５を介してキャビティ４に通じている。また、射出ユニット１０は、ノズル１１ａを上金型２にタッチさせる電動モータなどを有する射出ユニット駆動部１３（図１、図２において図示を省略）、および、射出シリンダ１１内でスクリュー１２を回転および前後進させる電動モータなどを有するスクリュー駆動部１４を有している。射出ユニット１０が下方に移動して上金型２に近づくことを前進といい、上方に移動して上金型２から離れることを後退という。射出ユニット駆動部１３およびスクリュー駆動部１４は、制御部４０に接続されており、制御部４０からの制御信号に応じて動作する。

射出ユニット１０は、スクリュー１２とスクリュー駆動部１４との間に射出シリンダ内圧力検出部としてのロードセル１６を有している。ロードセル１６は、射出シリンダ１１内でスクリュー１２に作用する樹脂材料の圧力を検知するものである。ロードセル１６は、スクリュー１２またはスクリュー駆動部１４に取り付けられており、射出シリンダ１１の外に設けられている。ロードセル１６は、制御部４０に接続されており、射出シリンダ１１内の樹脂材料の圧力である射出シリンダ内樹脂圧Ｐｉを検出して制御部４０に射出シリンダ内樹脂圧Ｐｉを示す信号を送信する。なお、ロードセル１６に代えて、例えば、射出シリンダ１１の内壁に圧力センサーを埋め込んだ構成としてもよいが、ロードセル１６を採用することで、射出シリンダ１１の外に設けることができるため、簡易な構成で射出シリンダ内樹脂圧Ｐｉを検出できる。

射出ユニット１０は、射出シリンダ１１内でのスクリュー１２の前後方向（図１の上下方向）の位置を検出するスクリュー位置検出部としての位置センサー１７を有している。位置センサー１７は、制御部４０に接続されており、射出シリンダ１１内でのスクリュー１２の位置であるスクリュー位置Ｌを検出して制御部４０にスクリュー位置Ｌを示す信号を送信する。

型締ユニット２０は、上金型２が下面２１ａに取り付けられる平板状の上部プレートとしての可動プレート２１と、上金型２と型締される下金型３が上面２２ａに取り付けられる下部プレートとしての円板状のロータリーテーブル２２と、を有している。上金型２と下金型３とを型締することによりキャビティ４が形成される。ロータリーテーブル２２は、複数の下金型３が取り付けられ、回転することにより複数の下金型３を上金型２と対向する位置まで順次搬送する。型締ユニット２０は、上金型２および下金型３の開閉ならびに製品取り出しのための図示しないアクチュエータを有している。

可動プレート２１の上方に射出シリンダ１１が配置されている。可動プレート２１の中心部には、射出シリンダ１１のノズル１１ａを挿入できる大きさの貫通孔２１ｂが形成されている。貫通孔２１ｂの上部はすり鉢状に形成されている。ノズル１１ａは、貫通孔２１ｂに挿通されて上金型２にタッチする。

型締ユニット２０は、可動プレート２１の上面２１ｃにノズル１１ａを囲うように設けられた立方体の箱形のカバー２３を有している。

型締ユニット２０は、上金型２と下金型３とが型締されることにより形成されるキャビティ４内の樹脂材料の圧力を検出する金型内圧力検出部としての金型内圧力センサー２６を有している。金型内圧力センサー２６は、制御部４０に接続されており、キャビティ４内の樹脂材料の圧力である金型内樹脂圧Ｐｃを検出して制御部４０に金型内樹脂圧Ｐｃを示す信号を送信する。

表示操作ユニット３０は、射出成形機１に係る情報を表示する表示部３１と、操作を入力するため操作部３２と、を有している。表示部３１および操作部３２は、制御部４０に接続されている。表示部３１は、制御部４０からの制御信号に基づき、表示領域に各種画面を表示する。操作部３２は、複数のキーを備えており、各キーに入力された操作に応じた信号を制御部４０に送信する。なお、表示操作ユニット３０は、操作部３２としてタッチパネルを備え、表示部３１に表示領域に重ねられたタッチパネルとそこに表示したアイコンとを組み合わせて構成したソフトウェアスイッチを有していてもよい。

制御部４０は、例えば、ＣＰＵ、メモリ、各種Ｉ／Ｏインタフェースなどを有する組み込み機器用のマイクロコンピュータを有して構成されている。制御部４０は、型閉工程、計量工程、射出工程、保圧工程、型開工程および取り出し工程などの各工程において、射出ユニット１０が有する射出ユニット駆動部１３およびスクリュー駆動部１４や型締ユニット２０が有する図示しないアクチュエータなどの動作を制御する。

制御部４０からの制御信号に基づき、表示部３１は、射出動作および保圧動作に関する各種パラメータを設定するための設定画面３３を表示する。図４に設定画面３３の一例を示す。各種パラメータの設定値は、操作部３２を通じて入力され、制御部４０のメモリに記憶される。設定画面３３は、射出動作設定部３４および保圧動作設定部３５を有している。射出動作設定部３４には、パラメータとして「位置」、「速度」、「１次圧」が設定される。保圧動作設定部３５には、パラメータとして「圧力」、「タイマ」、「前進速度」、「後退速度」が設定される。射出動作設定部３４および保圧動作設定部３５は、多段設定可能（本実施形態においては１段～７段）である。各種パラメータは、射出成形機１や成形品の構成などに応じた設定値が適宜設定される。

射出動作設定部３４の「位置」には、各段におけるスクリュー１２の動作開始位置（単位：ｍｍ）が設定される。射出動作設定部３４の「速度」には、各段におけるスクリュー１２の速度（スクリュー速度Ｖ）の目標値（単位：ｍｍ／秒）が設定される。射出動作設定部３４の「１次圧」には、各段における射出シリンダ内樹脂圧Ｐｉの許容上限値（単位：ＭＰａ）が設定される。本実施形態では、１段目の「位置」、「速度」、「１次圧」の設定値として、順に「１００ｍｍ」、「５０ｍｍ／秒」、「８０ＭＰａ」が設定されている。２段目～７段目は未使用（未設定）である。

保圧動作設定部３５の「圧力」には、各段における保圧目標圧力値Ｐｓ（単位：ＭＰａ）が設定される。保圧動作設定部３５の「タイマ」には、各段における保圧時間Ｔｈ（単位：秒）が設定される。保圧動作設定部３５の「前進速度」には、各段におけるスクリュー１２の前進時速度規制値Ｖｆ（単位：ｍｍ／秒）が設定される。保圧動作設定部３５の「後退速度」には、各段におけるスクリュー１２の後退時速度規制値Ｖｂ（単位：ｍｍ／秒）が設定される。本実施形態では、１段目の「圧力」、「タイマ」、「前進速度」、「後退速度」の設定値として、順に「６０ＭＰａ」、「１０秒」、「２ｍｍ／秒」、「１ｍｍ／秒」が設定されている。２段目～７段目は未使用（未設定）である。スクリュー１２の速度に関する値は、スクリュー１２が前進するときは前進方向を正の値とし、スクリュー１２が後退するときは後退方向を正の値としている。

次に、上述した本実施形態の射出成形機１の動作（制御方法）の一例について、図５を参照して説明する。

図５は、射出工程および保圧工程におけるスクリュー速度Ｖおよび金型内樹脂圧Ｐｃの変化の様子を示すグラフである。図５の右側部分は、射出工程時のグラフであり、スクリュー位置Ｌ（横軸）に対するスクリュー速度Ｖおよび金型内樹脂圧Ｐｃ（縦軸）を示す。図５の右側部分において、左方向に進むほどスクリュー１２の位置が前方に移動する。図５の左側部分は、保圧工程時のグラフであり、保圧時間Ｔｈ（横軸）に対するスクリュー速度Ｖおよび金型内樹脂圧Ｐｃ（縦軸）を示す。図５の左側部分において、左方向に進むほど保圧時間Ｔｈが進む。

まず、射出成形機１の制御部４０は、射出ユニット駆動部１３を制御して、射出ユニット１０を前進させ、ノズル１１ａを上金型２にタッチさせる。この状態において、ノズル１１ａとキャビティ４とが樹脂流路５を介して通じており、スクリュー１２は初期位置（例えば０ｍｍの位置）にある。また、射出シリンダ１１は図示しないヒーターによって加熱されているとともに、射出シリンダ１１内の樹脂材料がスクリュー１２により混練されており、射出シリンダ１１の先端部近傍の樹脂材料は溶融状態となっている。

そして、制御部４０は、型閉工程において、図示しない型締駆動部を制御して、上金型２および下金型３を重ねて型締めする（型閉動作）。

制御部４０は、計量工程において、スクリュー駆動部１４を制御して、スクリュー１２を回転させながら計量位置（例えば、射出動作設定部３４の１段目の「位置」）まで後退させ、１回の射出に必要となる量の樹脂材料を射出シリンダ１１の先端部に供給する（計量動作）。

制御部４０は、射出工程において、スクリュー駆動部１４を制御して、スクリュー１２を前進させることによって、射出シリンダ１１の先端部の樹脂材料を樹脂流路５を介してキャビティ４に射出する（射出動作）。

具体的には、制御部４０は、射出動作中に位置センサー１７から送信される信号に基づいてスクリュー位置Ｌを取得する。そして、制御部４０は、スクリュー駆動部１４を制御して、スクリュー速度Ｖがスクリュー位置Ｌに応じて設定された目標値（射出動作設定部３４の「速度」）となるようにスクリュー１２を前進させる。また、制御部４０は、射出動作中に金型内圧力センサー２６から送信される信号に基づいて金型内樹脂圧Ｐｃを取得する。そして、制御部４０は、金型内樹脂圧Ｐｃが所定の動作切替圧力値に到達すると、射出動作から保圧動作に切り替える（型内圧切替方式）。なお、このような型内圧切替の構成に代えて、スクリュー位置Ｌが所定の動作切替位置に到達すると、射出動作から保圧動作に切り替える構成（スクリュー位置切替方式）を採用してもよい。

制御部４０は、保圧工程において、スクリュー駆動部１４を制御して、スクリュー１２を前後進させることによって、キャビティ４に充填された樹脂材料に圧力を加える（保圧動作）。具体的には、制御部４０は、金型内圧力センサー２６から送信される信号に基づいて金型内樹脂圧Ｐｃを取得するとともに、スクリュー駆動部１４をフィードバック制御して金型内樹脂圧Ｐｃが保圧目標圧力値Ｐｓ（保圧動作設定部３５の「圧力」）となるようにスクリュー１２を前後進させる。制御部４０は、保圧動作を所定の保圧時間Ｔｈ（保圧動作設定部３５の「タイマ」）にわたって実行する。

また、制御部４０は、保圧工程において、スクリュー１２の前進時速度および後退時速度を規制する。具体的には、制御部４０は、保圧動作中に位置センサー１７から送信される信号に基づいてスクリュー位置Ｌを取得し、スクリュー位置Ｌからスクリュー速度Ｖを得る。そして、制御部４０は、前進時のスクリュー速度Ｖが前進時速度規制値Ｖｆ以下となるようにスクリュー駆動部１４を制御するとともに、後退時のスクリュー速度Ｖが後退時速度規制値Ｖｂ以下となるようにスクリュー駆動部１４を制御する。このようにすることで、前進時および後退時のスクリュー速度Ｖの大きさ（絶対値）がスクリューの最大速度の大きさより十分に小さくなるように規制することができる。そのため、保圧動作において、スクリュー１２が前進および後退した際にスクリュー位置Ｌが必要以上に大きく変化してしまうことを抑制できる。

次に、制御部４０は、型開工程において、型締駆動部を制御して、上金型２および下金型３を上下方向に開く（型開動作）。そして、制御部４０は、取り出し工程において、図示しないエジェクトピンによりキャビティ４から成形品を取り出す（取り出し動作）。

以降、上記型閉工程～上記取り出し工程を繰り返して成形品の成形を行う。

以上より、本実施形態の射出成形機１によれば、保圧動作でのスクリュー１２の前進時速度が前進時速度規制値Ｖｆ以下となるように規制するとともに、保圧動作でのスクリュー１２の後退時速度が後退時速度規制値Ｖｂ以下となるように規制する。このようにすることで、保圧動作においてスクリュー位置Ｌが必要以上に大きく変化してしまうことを抑制できる。そのため、金型内樹脂圧Ｐｃのアンダーシュートを効果的に抑制できるので、前進時速度を低くしてもアンダーシュートから金型内樹脂圧Ｐｃが上昇して保圧目標圧力値Ｐｓに戻るまでに要する時間を短くすることができる。これにより、スクリュー１２の前進時速度を十分に低くすることができるので、金型内樹脂圧Ｐｃのオーバーシュートも効果的に抑制できる。

また、前進時速度規制値Ｖｆおよび後退時速度規制値Ｖｂを設定するための設定画面３３を表示する表示部３１を有している。このようにすることで、射出成形機１のユーザーによって前進時速度規制値Ｖｆおよび後退時速度規制値Ｖｂを適切に設定することができる。

上述した実施形態では、設定画面３３において設定された前進時速度規制値Ｖｆおよび後退時速度規制値Ｖｂ（保圧動作設定部３５の「前進速度」および「後退速度」）を用いて保圧動作を実行する構成であった。このような構成以外にも、例えば、前進時速度規制値Ｖｆおよび後退時速度規制値Ｖｂを適切な値に自動調整する構成としてもよい。このような構成について、図６～図８を参照して説明する。

図６～図８は、図１の射出成形機において前進時速度規制値および後退時速度規制値を自動的に調整する動作を説明する図であって、順に調整初期状態、調整途中状態、調整完了状態を示す。図６～図８は、図５と同様に、射出工程および保圧工程におけるスクリュー速度Ｖおよび金型内樹脂圧Ｐｃの変化の様子を示すグラフである。

射出成形機１の制御部４０のメモリには、前進時速度規制値Ｖｆおよび後退時速度規制値Ｖｂの初期値（例えば、Ｖｆ＝１０ｍｍ／秒、Ｖｂ＝１０ｍｍ／秒）が設定されている。また、制御部４０のメモリには、保圧動作において許容される金型内樹脂圧Ｐｃの範囲である許容圧力範囲Ｐｒ（上限値Ｐｕ、下限値Ｐｄ）が記憶されている。保圧目標圧力値Ｐｓは、許容圧力範囲Ｐｒに含まれている。例えば、許容圧力範囲Ｐｒの上限値Ｐｕは、保圧目標圧力値Ｐｓ＋５ＭＰａに設定され、下限値Ｐｄは、保圧目標圧力値Ｐｓ－５ＭＰａに設定される。前進時速度規制値Ｖｆおよび後退時速度規制値Ｖｂの初期値、ならびに、許容圧力範囲Ｐｒの上限値Ｐｕおよび下限値Ｐｄは、射出成形機１のユーザーによって設定可能としてあってもよい。

そして、上記実施形態と同様に保圧工程において保圧動作を実行した後、当該保圧動作時の金型内樹脂圧Ｐｃが許容圧力範囲Ｐｒの上限値Ｐｕより大きかったか否かを判定する。そして、金型内樹脂圧Ｐｃが許容圧力範囲Ｐｒの上限値Ｐｕより大きかったとき、現在の前進時速度規制値Ｖｆを所定値（例えば、１ｍｍ／秒）だけ減少させた値を、新たな前進時速度規制値Ｖｆとして設定する。また、当該保圧動作において、金型内樹脂圧Ｐｃが許容圧力範囲Ｐｒの下限値Ｐｄより小さかったか否かも判定する。そして、金型内樹脂圧Ｐｃが許容圧力範囲Ｐｒの上限値Ｐｕより小さかったとき、現在の後退時速度規制値Ｖｂを所定値（例えば、１ｍｍ／秒）だけ減少させた値を、新たな後退時速度規制値Ｖｂとして設定する。次回の保圧動作において、新たな前進時速度規制値Ｖｆおよび新たな後退時速度規制値Ｖｂが用いられる。

このように保圧動作を実行する毎に金型内樹脂圧Ｐｃに応じて前進時速度規制値Ｖｆおよび後退時速度規制値Ｖｂを減少させることで、図６～図８に模式的に示すように、金型内樹脂圧Ｐｃの変動が徐々に収束して許容圧力範囲Ｐｒに収まる。

この構成では、制御部４０は、保圧動作において金型内圧力センサー２６によって検出された金型内樹脂圧Ｐｃに基づいて前進時速度規制値Ｖｆおよび後退時速度規制値Ｖｂを調整する。このようにすることで、保圧動作時に実際に検出された金型内樹脂圧Ｐｃが適切な値となるように前進時速度規制値Ｖｆおよび後退時速度規制値Ｖｂを自動的に調整することができる。これにより、ユーザーによる調整作業を省略したり、調整作業の負担を軽減したりすることができる。

また、制御部４０は、保圧動作において金型内圧力センサー２６によって検出された金型内樹脂圧Ｐｃが保圧目標圧力値Ｐｓとなるようにスクリュー駆動部１４を制御する。そして、制御部４０は、金型内樹脂圧Ｐｃが許容圧力範囲Ｐｒの上限値Ｐｕより大きいとき前進時速度規制値Ｖｆを減少させ、かつ、下限値Ｐｄより小さいとき後退時速度規制値Ｖｂを減少させる。このようにすることで、比較的簡易な処理によって前進時速度規制値Ｖｆおよび後退時速度規制値Ｖｂを自動的に調整することができる。

上記に本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。前述の実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、実施形態の特徴を適宜組み合わせたものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

１…射出成形機、２…上金型、３…下金型、４…キャビティ、５…樹脂流路、６…機台、１０…射出ユニット、１１…射出シリンダ、１１ａ…ノズル、１２…スクリュー、１３…射出ユニット駆動部、１４…スクリュー駆動部、１６…ロードセル、１７…位置センサー、２０…型締ユニット、２１…可動プレート、２１ａ…下面、２１ｂ…貫通孔、２１ｃ…上面、２２…ロータリーテーブル、２２ａ…上面、２３…カバー、２６…金型内圧力センサー、３０…表示操作ユニット、３１…表示部、３２…操作部、３３…設定画面、３４…射出動作設定部、３５…保圧動作設定部、４０…制御部、Ｖ…スクリュー速度、Ｌ…スクリュー位置、Ｐｉ…射出シリンダ内樹脂圧、Ｐｃ…金型内樹脂圧、Ｐｓ…保圧目標圧力値、Ｐｒ…許容圧力範囲、Ｐｕ…上限値、Ｐｄ…下限値、Ｔｈ…保圧時間

Claims

金型のキャビティに通じるノズルが先端に設けられた射出シリンダと、前記射出シリンダに収容されたスクリューと、前記スクリューを回転および前後進させるスクリュー駆動部と、前記キャビティ内の樹脂材料の圧力である金型内樹脂圧を検出する、前記金型に設けられた金型内圧力検出部と、前記スクリューによって前記射出シリンダの樹脂材料を前記キャビティに射出する射出動作および前記スクリューによって前記キャビティに充填された樹脂材料に圧力を加える保圧動作を実行するように前記スクリュー駆動部を制御する制御部と、を有する射出成形機であって、
前記制御部は、
前記射出動作において、前記金型内圧力検出部によって検出された前記金型内樹脂圧が動作切替圧力値に到達すると、前記射出動作から前記保圧動作に切り替え、
前記保圧動作において、前記金型内圧力検出部によって検出された前記金型内樹脂圧に基づいて当該金型内樹脂圧が保圧目標圧力値となるように前記スクリュー駆動部を制御して前記スクリューを前後進させ、
前記保圧動作での前記スクリューの前進時速度が前進時速度規制値以下となるように規制し、
前記保圧動作での前記スクリューの後退時速度が後退時速度規制値以下となるように規制することを特徴とする射出成形機。
前記前進時速度規制値および前記後退時速度規制値を設定するための設定画面を表示する表示部をさらに有する、請求項１に記載の射出成形機。
前記制御部は、前記保圧動作において前記金型内圧力検出部によって検出された前記金型内樹脂圧に基づいて前記前進時速度規制値および前記後退時速度規制値を調整する、請求項１または請求項２に記載の射出成形機。
前記制御部は、
前記金型内樹脂圧が前記保圧目標圧力値を含む許容圧力範囲の上限値より大きいとき前記前進時速度規制値を減少させ、かつ、下限値より小さいとき前記後退時速度規制値を減少させる、請求項３に記載の射出成形機。
金型のキャビティに通じるノズルが先端に設けられた射出シリンダと、前記射出シリンダに回転および前後進可能に収容されたスクリューと、前記キャビティ内の樹脂材料の圧力である金型内樹脂圧を検出する、前記金型に設けられた金型内圧力検出部と、を有する射出成形機の制御方法であって、
前記スクリューによって前記射出シリンダの樹脂材料を前記キャビティに射出する射出工程において、前記金型内圧力検出部によって検出された前記金型内樹脂圧が動作切替圧力値に到達すると、前記射出工程から前記スクリューによって前記キャビティに充填された樹脂材料に圧力を加える保圧工程に切り替え、
前記保圧工程において、前記金型内圧力検出部によって検出された前記金型内樹脂圧に基づいて当該金型内樹脂圧が保圧目標圧力値となるように前記スクリューを前後進させ、前記スクリューの前進時速度が前進時速度規制値以下となるように規制するとともに前記スクリューの後退時速度が後退時速度規制値以下となるように規制することを特徴とする射出成形機の制御方法。