JPH01218814A - 射出成形機の成形品良否判定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は射出成形機の保圧工程におけるゲートシール時
間に着目した成形品良否判定装置に関する。

（従来の技術） 射出成形機の自動操作工程において、溶融樹脂を加熱シ
リンダから金型キャビティに圧入する射出充填工程の後
、キャビティに圧入された溶融樹脂が冷却収縮するのに
応じて、適当な圧力で更に押圧する保圧工程がある。こ
の保圧工程をどの点で終らせて次の工程に切り替えるか
について、従来は保圧工程に切り替えてからの時間で設
定していた。

しかし、時間で保圧工程の終了時点を設定する方法は、
キャビティ内に圧入された溶融樹脂の冷却収縮の進行状
態とは関係なく、その成形品製作についての従来の経験
に基づいて、この程度の時間をかければキャビティ内の
溶融樹脂のゲート部分の冷却固化が完了するだろうとい
う予測で、適当に保圧工程の時間を設定していたに過ぎ
なかった。

ところで、ゲート部分の冷却固化が完全に完了しない時
期に保圧を止めると、キャビティ内の完全に固化してい
ない樹脂がゲート通って射出ノズルの方に逆流し、成形
品がヒケを生じて不良品となるから、保圧時間の設定は
非常に重要である・従って、この点に鑑み′て成形不良
を避けるために、従来は必要より若干長めの見当で保圧
時間を設定し、良品を成形するために、成形サイクルが
若干長くなるのは止むを得ないとしていた。

そこで、我々はさきに特願昭６２−１４６８５８号にお
いて、ゲート部分の冷却固化、すなわちゲートシールの
瞬間を実測で求めることを提案した。すなわち、射出部
材の前進速度の減速率が一定値を越えた時をゲートシー
ルと判定して、射出充填工程から保圧工程に切替った時
点からゲートシールまでのゲートシール時間を演算し、
該ゲートシール時間によって保圧工程の終了時点を決め
、次の工程に移るように自動制御するものである。

（発明が解決しようとする課題） ′　上記の制御は、キャビティ内の樹脂流動を正確に反
映する。保圧工程中の射出部材の前進速度（以下保圧速
度と称する）に着目して保圧工程を制御するので、成形
品の寸法精度を向上させ、かつ、オーバーハック歪の無
い良品を得ることができる。

ところで、我々は上記の制御装置を使用して試験を続け
ている中に、保圧工程において実測したゲートシール時
間の長短が、成形品の良否と大きな因果関係を有するこ
とを発見し、本発明ではゲートシール時間を測定し、基
準値と比較することによって、射出した成形品の良否を
、型開きして取出す前に判定する、射出成形機の成形品
良否判定装置を提供するものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、射出成形
機において、溶融樹脂を金型に圧入する射出部材の前進
速度を実測する速度検出手段と、前記射出部材の前進速
度の減速率が一定値を越えた時をゲートシールと判定す
るシール判定手段と、保圧切替時点からゲートシール完
了までのゲートシール時間を演算する演算手段と、該ゲ
ートシール時間を、予め設定した最適なゲートシール時
間の上限、下限と比較する比較手段とを具備し・前記金
型の型開きまでにシミツトごとの成形品の良否を判定す
るものである。

（作用） 射出充填を開始すると、速度検出手段から射出部材の前
進位置を示す位置信号が出力される。この位置信号が判
定手段に導入され、保圧切替時刻とゲートシール完了時
刻とを求める。このとき、保圧速度の減速率が一定値を
超えると、ゲートシールの完了時刻が出力される。そし
て、演算手段により保圧切替時刻から起算されたゲート
シール開始時間と前記ゲートシール完了時間とが減算処
理され、ゲートシール時間が求められる。このゲートシ
ール時間は、比較手段により上下限設定値と比較され、
設定範囲内であるか否かの判定によって１シヨツト毎の
成形品の良否が判別される。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

射出成形機の成形品良否判定装置は、第１図に示すよう
に、サーボモータ駆動方式による射出装置Ａに配設され
、射出部材の位置検出手段Ｂと、比較器１６．カウンタ
１７、シール判定手段１８、演算手段１９および比較手
段２０からなる制御装置Ｃを具備して構成されている。

射出装置Ａは加熱シリンダ１の内部に射出部材であるス
クリュー２を配置しており、このスクリュー２は該スク
リューを回転させるサーボモータ３、ロードセル４およ
び推力軸受５を介してスクリュー前進駆動のためのボー
ルねじ６に固着されている。このボールねじ６に螺合す
る推力ナツト７は、ベアリング８で支承されており、推
力ナツト７はギヤ変速装置９を介してスクリュー前進用
サーボモータ１０で駆動される。

速度検出手段Ｂは、図示省略した金型に溶融樹脂を圧入
する前記射出スクリュー２の前進速度を実測するもので
、該射出スクリューの前進作動と連動するラックアンド
ピニオン機構および、ピニオンと共軸に作動するエンコ
ーダ１４等の位置センサを具備している。詳細に説明す
ると、前記うツクアンドピニオン機構は、スクリュー２
を前進させる部材に固定したブラケット１１に、精密ラ
ック１２が固定され、該精密ラック１２に精密ピニオン
１３が係合する構成となっている。そして、前記エンコ
ーダ１４は、この精密ピニオン１３の軸端に連結され、
回転によりスクリュー前進位置信号をパルス列Ｑとして
発信する。なお、これらラック１２とピニオン１３の精
密度は、例えばスクリュー２が０．００１ａｍ前進する
間に、エンコーダ１４から１パルス程度発信できるぐら
いの精密度が適当である。

前記制御装置Ｂの比較器１６は、成形工程において第２
図に示すように、射出充填から保圧に切替る保圧切替位
置を検出するもので、キーボード２１から予め入力され
た保圧切替位置の設定値りと、インタフェース１５を介
して導入される前記位置信号パルスＱによるデジタル値
とを比較し、両データが一致したときに保圧開始信号Ｘ
を出力するようになっている。

カウンタ１７は、前記位置信号パルス列Ｑの間にクロッ
クパルス数がいくつ入っているかを計測するもので、第
３図に示す如く前記スクリュー２の前進０．００１ｍｍ
毎に、カウンタ１７に入力するパルスとパルスとの間に
、中央演算処理装置（ＣＰＵ）２２に付設され、かつ制
御のタクトを決定するパルス発振装置２３から出力され
る周期１μ５（１０−６秒）のクロックパルスＰが何個
入るかをカウントする。但し、このクロックパルスの周
期ではカウンタ１７への入力が過大であるため、分局器
２４において、例えば１０−４程度に分周した後にカウ
ンタ１７でカウントし、エンコーダ１４からの入力パル
スΩ毎に上記のカウント数をメモリ機構（ＲＡＭ）２５
に書き込むようになされている。

シール判定手段１８は、前記スクリュー２の前進速度の
減速率が一定値を超えて大きくなった時をゲートシール
完了と判定する比較器で、キーボード２１よりＲＡＭ２
５に入力して記憶されたゲートシール時の非常に小さい
保圧速度に相当する、非常に大きなカウントパルス数の
設定値Ｎｓと、前記カウンタ１７から出力されるカウン
トパルス数ｎとを比較し、ｎ＝＝Ｎｓのとき保圧完了信
号ｙを出力するようになっている・ 演算手段１９は、第２図に示す前記保圧切替時点ｖ１か
ら起算してゲートシール完了までのゲートシール時間ｔ
を演算するもので、前記比較器１６から出力される保圧
開始信号Ｘの出力時刻と、シール判定手段１８から出力
される保圧完了信号ｙの出力時刻とを減算処理し、各シ
ョット毎のゲートシール時間ｔ＝ｙ−ｘを出力するよう
になっている。

比較手段２０は、前記ゲートシール時間ｔが夫々の成形
条件について、予め設定したゲートシール時間の上下限
値内にあるか否かを判断するもので、上限比較器２０ａ
および下限比較器２０ｂを具備している。上限比較器２
０ａには、キーボード２１により予めゲートシール時間
の上限値Ｔ１、例えば３．５秒が設定値として入力され
る一方。

下限比較器２０ｂには下限値Ｔ２として例えば３゜３秒
が入力されている。そして、前記ゲートシール時間ｔが
この上下限値Ｔ工、Ｔ２内にあると、成形品が良品と判
断されて加算器２７により良品信号が出され、ｔがＴ１
．Ｔ２の範囲から外れると、不良品と判定され、図示省
略した警報器から成形不良信号が出されるように構成さ
れている。

なお、第１図に示すＲＯＭ２６には、第４図に示すよう
な制御のフローチャートに対応するデータ（プログラム
）が予め入力してあり、そのプログラムの指令により、
ＣＰＵ２２がＲＡＭ２５に書き込まれた前記各種データ
から、ショット毎の演算処理を実行する。

上記構成により、射出装置Ａにおいてショットが開始さ
れると、成形品良否判定装置がスタートする。即ち、エ
ンコーダ１４から出力されたスクリュー２の前進位置信
号パルスｎは制御装置Ｃの入力インターフェース１５を
介して比較器１６とカウンタ１７に分岐して入力される
。

次にこの装置の作動状態を第４図を参考にステップ毎に
説明する。

ステップ１：キーボード２１を用いて保圧切替位置Ｌ、
保圧速度の設定値Ｎｓおよびゲートシール時間の上下限
値Ｔ１．Ｔ２を各々条件設定する。

Ｘ９≧乙プ」Ｌ工」−：射出充填開始により、スクリュ
ー位置をエンコーダ１４でパルス列Ｑに変換して制御装
［ＩＣに入力する。エンコーダからのパルス間隔は例え
ばスクリュー２の前進０．００１ｍにつき１個程度でよ
い。

よ’；１９７　ｊ　４ニー」−：エンコーダ１４からの
入力パルス列Ｑによるスクリュー前進位置のデジタル値
は比較器１６により保圧切替位置りと比較され、両信号
Ｑ、Ｌの値が一致すると、保圧開始信号Ｘが出力される
。

ステップ６：保圧工程に入ってからは第２図に示すよう
に、スクリュー２の前進速度は非常に微速になるが、第
３図に示す如くエンコーダ１４からの各パルスＱの間に
分周されたクロックパルスＰが何個入っているかが測定
される。

以上のカウント値の数値例を次に示す。

エンコーダ１４からのパルスＱ間隔を０．００１ｍにつ
き１パルス、ＣＰＵのクロックパルス周期を１μｓ、分
周器による分局率を１／１００とすると、第２図に示す
射出充填Ｖ。から保圧ｖ２に切替った際の保圧速度Ｖ（
ｍｍ／ｓ）とエンコーダからの入力パルス間にカウント
される分周クロックパルス数（以下ｒカウントパルス数
ｎ）と称する）との関係は、以下に示す表１の如く保圧
速度Ｖが低下すると、その数が増大するという関係を有
している。

表１ 以上のように、微小な保圧速度Ｖが係数処理し易い大き
さのカウントパルス数ｎに順次変換されていく、これは
、保圧完了の領域に入り、ゲート部が固化すると、保圧
速度が急激に０近くまで減速し、カウントパルス数ｎが
急上昇することを示している。

２９　ｙ　ｉユ、旦：この保圧速度パルス数。ト保圧速
度の設定値とに相当するパルス数Ｎ８とがシール判定手
段１８によって比較され、ｎ　＝Ｎ　ｓとなったならば
保圧完了信号ｙが出力される・スヱユズ旦ニ一方、保圧
をＯにし、保圧工程を完了させて次の工程のチャージお
よび冷却工程に移行する。

ステップ１ｏ：演算手段１９によって比較器１６から出
力された保圧開始信号Ｘの出力時刻と、判定手段１８か
ら出力された保圧完了信号ｙの出力時刻とが減算処理さ
れ、各ショットのゲートシール時間ｔが求められる。

工Δ９ｙｉユ≦ＬニーＬ」ユニこのゲートシール時間Ｔ
が、比較手段２０に導入されると、現ショットによる成
形品の良否が判別される。まず、上限比較器によりゲー
トシール時間ｔが上限値Ｔ１と比較され、設定値を超え
ていなければＹＥＳとされて、次の下限値Ｔ２と比較さ
れる。そして、このゲートシール時間ｔが、設定値以下
となっていなければＹＥＳとされて、成形品は所望のゲ
ートシールがなされた良品と判定され、一方、ゲートシ
ール時間ｔが上限値Ｔ１を超えた場合や、上限値内であ
っても下限値Ｔ２に達していなければ、ＮＯとされてこ
の成形品が不良と判定され、警報器により成形不良信号
か出力される。

エフ、、ｆｙプ」２呈ニーＩＡユニ冷却タイマーがタイ
ムアツプすると型開き工程に入る。

そして、この成形品の良否判定サイクルは、１シヨツト
毎に順次繰り返して行われ、自動成形作業がなされる。

上記のように、ゲートシール時間に着目して、射出成形
品の良否判定装置としたので、従来の金型温度、射出さ
れた樹脂の温度、スクリュー回転数など複数の要因の綜
合結果として良否判定していたものが、すべてゲートシ
ール時間という１要因に絞られるので、良否判定におけ
る上下限設定が非常にやりやすくなった。

（発明の効果） 以上詳述したように本発明によれば、射出部材の前進速
度の減速率が一定値を超えたゲートシール時間と、予め
設定されるゲートシールの上下限値とを比較して成形品
の良否判定を行うので、ゲートシール時間と成形品との
因果関係をより適確に対応させることができるから、シ
ョット毎の良否判別が正確になされる。また、成形品の
種別に応じてゲートシール時間の設定値を調節できるた
め、簡単な取扱い操作によって成形品の良否判定規準を
設定できるから、成形品の寸法精度や製作効率の向上に
も反映させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の実施例を示し、第１図は
射出成形機に接続した成形品良否判定装置のブロック図
、第２図は保圧工程における保圧速度、時間の変化を示
す線図、第３図は位置信号パルス間に入るクロックパル
ス数を示すタイムチャート、第４図は成形品良否判定装
置の作用を説明するフローチャートである。 ２・・・・・・射出部材、１８・・・・・・シール判定
手段、１９・・・・・・演算手段、２０・・・・・・比
較手段、Ａ・・・・・・対比装置、Ｂ・・・・・・速度
検出手段、Ｃ・・・・・・制御装置。 ■ 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）射出成形機において、溶融樹脂を金型に圧入する
   射出部材の前進速度を実測する速度検出手段と、前記射
   出部材の前進速度の減速率が一定値を超えた時をゲート
   シール完了と判定するシール判定手段と、保圧切替時点
   から起算してゲートシール完了までのゲートシール時間
   を演算する演算手段と、該ゲートシール時間を予め設定
   したゲートシール時間の上限、下限と比較する比較手段
   とを具備し、前記金型の型開きまでにショットごとの成
   形品の良否を判定することを特徴とする射出成形機の成
   形品良否判定装置。