JPH0112651B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明の産業上の利用分野は射出成形機やダイ
カストマシーン等の射出成形装置の分野である。

［従来の技術］ 射出成形装置は固定金型と可動金型を突き合わ
せ、両金型の突き合わせ面に形成されたキヤビテ
イ内に溶融した樹脂や金属を所定の圧力で射出
し、キヤビテイの形状に応じた製品を成形する装
置である。

この様な射出成形装置に於ては成形品に求めら
れる品質は次第に高精度化し、サブミクロン程度
の寸法精度、表面精度、あるいは光学的均質性等
を求められる成形品が多くなつてきた。

一方、射出成形装置は射出制御システムの高度
化、高精度化の面で性能が向上してきているが、
前述した様な高品質の成形品の成形に於ては十分
に目的を達しておらず、まだ、かなりな成形不良
品の発生があるのが現状である。

高品質の成形品の良、不良を判別するために
は、高度な検査用の測定器を必要とするのみなら
ず、検査に多大な工数を必要とする。

そこで、従来から各種の成形品の良否を判別す
る方法が提案されている。

その一つは、成形時における成形条件の変動要
因を測定し、測定データを覧視することにより成
形品の良否を判別する方法である。

例えば、クツシヨンストローク、溶融材料温
度、射出速度、射出圧力などの変動要因の測定値
を基準上限値、加減値と比較し、基準値範囲内に
あれば良品、基準値範囲外にあれば不良品とする
方法である。

しかし、実際上基準値範囲内を決定することは
極めて困難である。その理由は次の通りである。

前述した各変動要因は、高度で高精度な制御方
式により一定値になるように制御しても、外乱の
影響によつて変動してしまう。

従つて、一つの変動要因を残し、他の変動要因
を一定に保ちながら、その変動要因の値と成形品
の品質を対比することにより良品となる変動幅を
求めることは事実上不可能である。

実際には全ての変動要因が変動する中で個々の
変動要因の良品となる変動幅を求めることにな
る。

しかし、ある条件において不良品となつたこと
まではわかるが、どの変動要因が原因であるかは
わからない。

すなわち、多く変動要因が相乗的に作用して不
良品となるわけである。

変動要因が少ない場合には試行錯誤の中からあ
る程度の信頼性をもつ変動幅を設定することも可
能であるが、射出成形における変動要因は極めて
多く、設定した変動幅に若干の訂正を加える程度
で、あまり信頼性の高い良否の判別はできない。

そこで、総合的な良否判別を金型キヤビテイ内
の溶融材料の挙動に求めるいくつかの製品の良否
判別方法が考えられる。

例えば、金型キヤビテイ内の溶融材料の圧力を
測定し、成形品が良品となる基準値を設定する方
法がある。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、このような方法を採用すると次のよ
うな問題点がある。

まず、第一に溶融材料の圧力検出用のセンサの
取付位置が限定されるという問題がある。

すなわち、成形品の外観に与える影響によりセ
ンサの取付位置が限定され、金型のセンサ取付穴
の機械加工の面からも限定される。

従つて、効果的な位置にセンサを取付けられな
いために、良否判定がしにくい金型もある。

第２の問題点は、金型を交換する際にセンサの
接続部分を着脱する必要があるという点にある。

これは全金型にセンサを専用的に取付けた場合
であり、コスト高にもなる。

そこで、経済的な理由により、センサは全金型
に共用となるようにすると、金型交換時にセンサ
そのものを着脱しなければならない。

すなわち、一方では高度なシステムを用いて製
品の良否の判別を自動化しようとしながら、その
手段としてセンサの着脱や接続部分の着脱を人手
に頼るのは極めてアンバランスである。

また、金型段取装置や、金型クランプ装置によ
る金型交換作業の合理化や、自動金型交換装置の
採用が実施される中で、溶融材料の圧力検出用の
センサの存在は大きなネツクとなる。

なお、射出工程における金型キヤビテイ内の溶
融材料の圧力による金型の変形に着目し、金型の
パーテイング面の開き量をセンサを用いて測定し
ようとする方法もあるが、この場合にも金型交換
時にセンサの着脱の手間を要するという不都合が
生じる。

［問題点を解決するための手段］ 本発明においては、上述した問題点を解決する
ために、金型取付盤と金型の間の微少な間隙を測
定する間隙測定装置を設け、射出過程における間
隙測定値が予め設定された間隙値に等しくなつた
時に信号を発するようにし、一方、射出スタート
から前記信号が発せられるまでの時間を計測し、
その時間の計測値が予め設定しておいた良品成形
となる時間範囲を外れた場合に成形不良信号を発
生させる方法を採用した。

または、良品成形となるまでの射出時間を設定
し、この設定時間に達した時点において金型取付
盤と金型の間の間隙値を測定し、この測定した間
隙値があらかじめ設定しておいた間隙値範囲外に
ある場合に、成形不良信号を発生するような方法
を採用した。

［作用］ このような方法を採用することにより、金型の
取扱いが容易となり、金型交換時に人手による作
業を不要とし、十分な信頼性のある成形品の良否
判別方法が得られる。

実施例 以下、図面と共に本発明方法の詳細を説明す
る。

［第１実施例］ 第１図〜第８図は本発明の第１の実施例を説明
するもので、第２図〜第６図には射出成形装置の
概略を示してある。

第２図〜第６図に於て符号１で示すものは固定
金型取付盤で、一方の側には固定金型２が固定さ
れ、他方の側には射出ユニツト３が取付けられて
いる。３ａはノズルである。

また、符号４で示すものは可動金型取付盤で可
動金型５が固定されている。

符号６で示すものはタイバー、６ａはタイバー
ナツトである。

また、固定金型取付盤１と固定金型２との間に
は間隙測定装置７が取付けられている。この間隙
測定装置７は第５図に拡大して示す様に射出ユニ
ツト３のノズル３ａの近傍に設けられている。

この間隙測定装置７は例えば差動トランスの様
にロツド等の機械的変位量を電機的に読取ること
ができるように構成されている。

なお、間隙測定装置７は、第６図に示す様に、
可動金型取付盤４側に取付けてもよい。

次に、以上の様な構造を有する射出成形装置の
型締動作について説明する。

まず、図示していない型締装置により、可動金
型取付盤（以下、可動盤という）４が可動金型５
と共に固定金型２側に接近し、第１図に示す様に
固定金型２と可動金型５とが接触する。

この状態では型締力は作用しておらず固定金型
取付盤（以下、固定盤という）１及び可動盤４に
たわみは生じていない。

この状態から型締の最終工程が開始され、型締
完了の状態では、第３図に示すようにタイバー６
には型締力に応じた引張力が作用し、固定盤１は
固定金型２とタイバーナツト６ａによつて挟みつ
けられ、たわみを生じる。

この結果、固定金型２と固定盤１との間には間
隙が生じ、この間隙は間隙測定装置７によつて測
定される。

型締が完了すると、溶融材料が射出ユニツト３
側からノズル３ａを介して金型キヤビテイ内へ射
出される。

金型キヤビテイ内に溶融材料の充填が完了する
と、溶融材料の圧力により、第４図に示すように
固定金型２がたわみ、誇張して言えば、固定金型
５との間が中央部において離れる。

この状態では、第４図に示すように固定金型２
は固定盤１側に寄り、固定盤１との間の間隙は小
さくなる。この間隙の変化は間隙測定装置７によ
つて測定される。

なお、型締時には可動盤４側もたわむため、可
動盤４側にも間隙測定装置を設け、可動金型５と
の間の間隙を測定してもよい。

間隙測定装置７による実際の間隙測定値の変化
を第７図に示す。

第７図において符号ａで示す時点で金型のタツ
チが行なわれ、ｂ点において型締が完了し、ｃ点
において射出スタートとなる。

そして、所定の射出圧を保持し、金型キヤビテ
イ内への溶融材料の充填完了直前において射出圧
は下がる。

この間において、固定盤１と固定金型２の間の
間隙は最大値に達する。

充填が完了するとｄ点において射出圧が最小と
なり、射出一次圧から射出二次圧への切り換えが
行なわれる。

このｄ点において、射出工程途中における固定
盤１と固定金型２の間の間隙は最小値をとる。

そしてｄ点から射出二次圧が加えられ、所定時
間過ぎるとｅ点において射出圧が解除される。

そして、この時点から前記間隙が増大し、ｆ点
において可塑化がスタートする。

そして、ｇ点において可塑化が完了し、ｈ点に
おいて冷却が完了し、ｉ点において型開がスター
トし、ｊ点において型開が完了する。

このようにして１サイクルの成形動作が完了す
る。

なお、第１図は第７図のＰ部の拡大図である。

ところで、上述した射出成形装置は第８図に示
すような制御回路によつて制御される。

第８図において、符号８で示すものは間隙値設
定装置で、後述する成形品が良品となる範囲に適
した間隙値を設定する。

この設定値と間隙測定装置７による実測値を信
号発生装置９において比較し、両者の値が等しく
なつた時、計時信号を計時装置１０に与える。

この計時装置１０は射出スタート信号を受けて
計時を開始し、信号発生装置９からに計時信号に
より計時を停止し、その時の実測時間を成形品の
良否判別装置１１に入力する。

一方、符号１２で示すものは良品範囲設定装置
で、成形品が良品となる時間範囲の上限値と下限
値を設定し、これを良品判別装置１１に入力す
る。

次に、以上のように構成された本実施例の動作
について説明する。

第１図には第７図のＰ部が拡大して示されてお
り、射出スタート時から溶融材料の金型キヤビテ
イへの充填完了までの間隙値の変化が示されてい
る。

今、理想的な間隙値をＧとすると、この間隙値
Ｇに達するまでの時間は各シヨツトにより異な
り、その下限値をt₁、上限値をt₂とすると、この
時間範囲に設定した間隙値Ｇに達する場合、その
シヨツトでは良品が得られることになる。

従つて、信号発生装置９によつてあらかじめ設
定された間隙値と間隙測定装置７による実測値と
を比較し、両者が一致した場合、計時信号を発生
させ、射出スタート信号から計時を開始している
計時装置１０のカウントを停止させ、その実測時
間を良否判別装置１１に入力させれば、良否判別
装置１１はこの実測時間が第１図に示した時間
t₁，t₂の間にあれば良品指令を発し、その範囲外
にあれば不良品指令を発することができる。

このようにして成形品の良否を客観的な基準の
もとに確実に判別することができる。

［第２実施例］ 第９図は本発明の第２の実施例を説明するもの
で、上述した実施例とは異なり理想的な間隙値に
達するまでの時間範囲を設定せず、良品が得られ
る理想的な間隙値に達するまでの時間Ｔを設定
し、射出スタートからこの時間に達した時、間隙
値がある一定の範囲内にあれば良品が得られると
判定する方法を採用している。

第９図において符号１３で示すものはタイマ
で、射出スタート時からカウントを開始する。

このタイマ１３があらかじめ設定された時間Ｔ
にまでカウントアツプすると、タイムアウト信号
が良否判別装置１１に入力される。

この良否判別装置１１には良品範囲設定装置１
２から間隙値の上限値g₁と下限値g₂とが入力され
ている。

従つて、良否判別装置１１はタイマ１３がタイ
ムアウトした時、間隙値があらかじめ設定した範
囲内にあれば良品指令を発し、他の場合には不良
品指令を発することができる。

このように間隙値の範囲に注目しても良品判別
を行なうことができる。

なお、間隙設定値Ｇは通常の場合１mm以下であ
り、タイマ設定値は５〜15秒程度である。

［効果］ 以上の説明から明らかなように本発明によれ
ば、良品が得られる理想的な間隙値をあらかじめ
設定し、この間隙値に達するまでの時間に一定範
囲を与えるか、理想的な間隙値に達するまでの時
間を設定し、この時間に達した時点における間隙
値に一定の範囲を与えることにより、良品である
か否かを判定する方法を採用しているため、客観
的な基準により成形品の良否の判定を正確に行な
うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第８図は本発明の第１の実施例を説明
するもので、第１図は間隙値変化を説明する線
図、第２図〜第４図はそれぞれ成形動作過程にお
ける各部のたわみ状態を説明する側面図、第５図
は間隙測定装置の取付け状態を説明する拡大断面
図、第６図は間隙測定装置を可動盤側に取付けた
状態の側面図、第７図は成形過程における間隙値
の変化を説明する線図、第８図は制御回路のブロ
ツク図、第９図は本発明の第２の実施例を説明す
る制御回路のブロツク図である。 １…固定盤、２…固定金型、３…射出ユニツ
ト、４…可動盤、５…可動金型、６…タイバー、
７…間隙測定装置、８…間隙値設定装置、９…信
号発生装置、１０…計時装置、１１…良否判別装
置、１２…良品範囲設定装置、１３…タイマ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 金型取付盤と金型の間の微少な間隙を測定す
   る間隙測定装置を設け、溶融材料を金型キヤビテ
   イ内へ充填する過程に於て、前記間隙測定装置に
   よる測定値があらかじめ設定された間隙値に等し
   くなつた場合に信号を発するようにし、一方、射
   出スタートから前記信号が発せられるまでの時間
   を測定し、この時間の測定値があらかじめ設定し
   ておいた良品成形となる時間範囲を外れた場合
   に、成形不良信号を発生させる様にしたことを特
   徴とする成形品の良否判別方法。 ２ 金型取付盤と金型の間の微少な間隙を測定す
   る間隙測定装置を設け、射出スタートからの時間
   を計測するタイマーを設け、良品成形となるまで
   の射出時間を設定し、この設定時間に達した時点
   において金型取付盤と金型の間の間隙値を測定
   し、この測定した間隙値があらかじめ設定してお
   いた間隙値範囲外にある場合に、成形不良信号を
   発生するようにしたことを特徴とする成形品の良
   否判別方法。