JPH01280520A - 射出成形機における計量・混練方法 - 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、スクリューの回転及び射出をモータによって
駆動する射出成形機における成形材料の計ｌ・混練方法
に関する。

従来技術と問題点 スクリュー式射出の射出成形機においては、スクリュー
を回転させ、スクリューの剪断作用とヒータによる加熱
により成形材料を？１７融、混練し、加熱シリンダ先端
部に溶融材料が貯えられるにつれて、その材料の溶融圧
力によってスクリューは該スクリューに加えられた背圧
に打ち勝ち、後方に押し戻され、その押し戻された量に
より射出用を決め（計量）、その後、スクリューを前進
させて溶融材料を射出するものであるが、従来の射出成
形機においては、上記スクリューの回転は電動機で駆動
するものや油圧モータで駆動するものが主である。電動
機で駆動する場合は、スクリューの回転数を歯車の組合
わせ方を変えることによって段階的にしか変換できなか
った。また、油圧モータを使用したものは無段階的にス
クリュー回転数を変えることができるが、油圧の駆動源
や油圧制御のための弁等を必要とし、エネルギー的にも
制御の行い易さの点からも不便であった。また、射出の
ためにスクリューを前進させる駆動源や背圧を印加する
機構も従来のものは油圧をもって行っていたが、この点
に関しても油圧を用いる上の不便やエネルギーロスは上
述したとおりである。

また、スクリューを回転させる駆動源に電動機を使用し
、さらにスクリューを軸方向に駆動し、射出させる射出
機構の駆動源にサーボモータを使用したものも、特開昭
５８−１７９６３１号公報で公知になっている。

しかし、上記特開昭５８−１７９６３１号公報に記載さ
れているものは、計量・混練時、樹脂の溶融圧力によっ
て後退するスクリューを回転運動に変換し、その回転力
をブレーキ装置によって制御し、所定背圧を付与する方
法である。そのため、ブレーキ装置を必要とする。また
、スクリューの後退運動を回転運動に変換する手段は通
常ｒ！Ｊ擦力を有する。その結果、ブレーキ装置で背圧
を付与する場合、上記摩擦力以上の背圧を与えることが
できでも、上記摩擦力より小さい背圧を与えることがで
きない。また、計量点検出も他の何らかの手段を必要と
する。

そこで、本発明の目的は、スクリューを軸方向に駆動す
る射出用のサーボモータを利用し、計は・混練時に背圧
を与え、どのような背圧でも設定でき、かつ、設定計量
点の検出も容易にできる計量・混練方法を提供すること
にある。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために、本発明は、スクリューを
回転させるためのスクリュー回転用サーボモータを設け
ると共に、スクリューを軸方向に駆動し、射出を行わせ
る射出用サーボモータによって背圧の制御及び設定計量
点の検出もできるようにしたものである。

実施例 第１図は、本発明を実施する射出成形機の射出機構の一
実施例の一部断面側面図で、第２図は、第１図の右側面
図である。１はスクリュー軸で、該軸１の先端は加熱シ
リンダ２内に内装されたスクリューを形成し、後部はス
ラスト軸受部３を介して、プッシャープレート４に回転
自在に固定されている。また、該スクリュー軸１の後端
はスプライン結合５．歯＊６．１０を介してスクリュー
回転用サーボモータＭ１のモータ軸１４に連結されてい
る。ブツシャ−プレート４は２つのボールスクリュー８
．８′と各々螺合するナツト７゜７′が固着され、上記
２つのボールスクリュー８゜８′は歯車９．９′及び歯
車１１を介して射出用サーボモータＭ２のモータ軸１５
に連結されている。

上述した構成によって、スクリューの回転による計量工
程の動作は、スクリュー回転用サーボモータＭ１の回転
により歯車１０，６が回転され、スプライン結合５を介
してスクリュー軸１は回転し、成形材料を溶融し、その
溶融によってスクリューを後退（第１図右方）させよう
とする力が生じるが、この力はスクリュー軸１．プッシ
ャープレート４．ナツト７．７′に印加され、射出用サ
ーボモータＭ２により加えられた背圧以上になりたとき
ボールスクリュー８．８′は射出時とは逆回転して、ス
クリューを後退させることとなる。

こうして、スクリューが計量点まで後退し計量が完了す
ると、スクリュー回転用サーボモータＭ１の駆動を止め
、次に射出を行うが、これは射出用サーボモータＭ２を
駆動し、歯車９，９′を介してボールスクリュー８，８
′を回転させる。ボールスクリュー８．８′の回転によ
り、該ボールスクリュー８．８′と螺合しているナツト
７．７′は前進し、上述したような構成により、該ナツ
ト７．７′に固着されたブツシャ−プレート４は館進し
、スクリュー軸１をスラスト軸受部３を介して前進させ
、射出を行うものである。

上記計量（混練）、＋）ｌ出動作の制御を行う制聞部の
ブロック図を第３図に示す。

制御装置２０は中央処理袋Ｎ（以下ＣＰＵという）２１
、全体制御のプログラムを記憶するＲＯＭ２２、演算等
の、ためのＲＡＭ２３、出力回路２４、入力回路２５で
あり、２６は後述する背圧。

計量点、スクリュー回転用のサーボモータの回転数等の
パラメータを設定するための手操作入力装置で、２７は
バスである。上記出力回路２４にはサーボモータＭ１．
Ｍ２を駆動し速度１御を行うサーボ駆動速度制御装置２
８．２９が結合されている。３０．３１はサーボモータ
Ｍ１．Ｍ２への駆動電流を検出する電流検出計で、該Ｎ
流検出計３０．３１の出力はＡ／Ｄコンバータ３２．３
３を介してデジタル信号にされ入力回路２５に入力され
ている。Ｐｌ、Ｐ２はパルスコーダで、該パルスコーダ
Ｐ１．Ｐ２の出力はサーボ駆動速度制御１１装＠２８．
２９に入力され、かつ、射出用サーボモータＭ２のパル
スコーダＰ２の出力は入力回路２５にも入力されている
。

上述したような構成によって、本発明の一実施例を第４
図の動作処理フローと共に説明する。

射出が終了し、計８（混練）行程に入ると、ＣＰＵ２１
は、まず、射出用サーボモータＭ２へ設定背圧に応じた
一定電流を流し、スクリューを前進（第１図左方）させ
る方向に射出用サーボモータＭ２を回転させるようにす
る（ステップ８１）。

そして、スクリュー回転用サーボモータＭ１を駆動させ
、歯車１０，６．スプライン結合部５を介してスクリュ
ー軸１を回転させ、混練を開始すると共に計量点を検出
するためのカウンタをリセットする（ステップ８２）。

その結果、成形材料（樹脂）は混練され、溶融し、スク
リューを後退させようとする反力が生じ、その反力が射
出用サーボモータＭ２によってスクリューを前進させよ
うとする力に打ち勝ち、スクリュー軸１が後退し、ブツ
シャ−プレート４．ナツト７．７′を後退させる。その
ため、ボールスクリュー８．８′は回転し、歯車９．９
’、１１を介して射出用サーボモータＭ２は駆動方向と
は反対方向にスリップして回転することとなる。このよ
うに、スクリューに印加する背圧は射出用サーボモータ
Ｍ２に印加する一定電圧によって制御することとなる。

射出用サーボモータＭ２がスリップし回転すると、該射
出用サーボモータＭ２に設けられたバルスコーダＰ２か
らパルスが発生し、このパルスが入力回路２５を介して
入力されるから、このパルスをカウンタで計数し、手操
作入力装置を介して設定された設定値、即ち、計量点に
達するまでスクリュー回転用サーボモータＭ１を駆動し
続ける（ステップ８２．８３）。そして、設定された計
量点に達するとスクリュー回転用サーボモータＭ１の駆
動を停止し、計量すなわち混練は終了する（ステップ８
４）。このように背圧を印加するにはスクリューを前進
させる射出用サーボモータＭ２に一定電流を印加するの
みでよいから、背圧の印加が簡単で、また、印加する一
定電流の値を手操作入力装置２６から任意の値に設定で
きるから、成形材料に応じて適正な背圧を加えることが
できる。

発明の効果 本発明は、スクリューを回転させるためにサーボモータ
を使用し、また、射出を行わせるための駆動源にもサー
ボモータを使用したから、すべて電気制御によって計１
．混練が制御できる。また、スクリュー回転用にサーボ
モータを使用したから、スクリューの回転速度を任意に
制御することができる。さらに、背圧を射出用のサーボ
モータでＩ制御するようにしたから、他に背圧用の制御
装置を必要とせず、射出用のサーボモータを射出用と背
圧ＩＩＩＩｌ用に利用し、サーボモータの有効利用を図
っている。そして、背圧制御用にサーボモータを使用し
たから、スクリューの後退運動時に機械的摩擦があり、
設定しようとする背圧がこの摩擦抵抗より小さい場合で
も、射出用サーボモータに上記摩擦抵抗を考慮して設定
背圧になるようにスクリューが後退する方向に一定の設
定駆動電流を流すようにすればよく、どのような背圧で
も設定できる。

さらに、サーボモータは位置決め、即ち、サーボモータ
の回転位置を検出できるものであるから、計量・混練時
にスクリューが後退゛し射出用サーボモータがスリップ
すればそのスリップ迫を検出できるので、設定された計
量点の検出も容易となり、計量点検出のための他の手段
も何ら必要としない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実施する射出成形機の射出機構の一
実施例の一部断面側面図、 第２図は、第１図の右側面図、 第３図は、本発明を実施する一実施例の制御部のブロッ
ク図、 第４図は、本発明の一実施例の動作フローである。 １・・・スクリュー軸、２・・・シリンダ、４・・・プ
ッシャープレート、７．７′・・・ナツト、８，８′・
・・ボールスクリュー、６，９．９’　、１０．１１・
・・歯車、Ｍｌ、Ｍ２・・・サーボモータ、Ｐｌ、Ｐ２
・・・バルスコーダ、３０．３１・・・電流検出計、３
２．３３・・・Ａ／Ｄコンバータ。 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 射出成形機においてスクリューを回転させるためのスク
   リュー回転用サーボモータと、スクリューを軸方向に駆
   動し射出させる射出用サーボモータを有し、計量・混練
   時には、上記スクリュー回転用サーボモータを駆動しス
   クリューを回転させると共に上記射出用サーボモータに
   一定電流を流し背圧を印加し、スクリューの回転により
   生じた成形材料の溶融による反力が上記背圧を上回ると
   、上記射出用サーボモータはスリップしてスクリューを
   後退させ、該射出用サーボモータのスリップ量を測定し
   、測定スリップ量が計量点に達すれば、スクリュー回転
   用サーボモータの駆動を停止し、計量・混練を終えるよ
   うにしたことを特徴とする射出成形機における計量・混
   練方法。