JPH0280221A

JPH0280221A - 射出成形機の可塑化制御方法

Info

Publication number: JPH0280221A
Application number: JP23270088A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Hara; 原　齊
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 1988-09-19
Filing date: 1988-09-19
Publication date: 1990-03-20
Anticipated expiration: 2011-10-30
Also published as: JP2548324B2

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、射出成形機における可塑化制御方法、特に加
熱シリンダ内で成形材料を流動化するとともに該成形材
料の射出量を計量する方法に関する。

（従来の技術）従来、加熱シリンダ内で加熱され流動化された成形材料
を高圧により金型内に射出し、その中で冷却細化又は硬
化させ、次いで金型を開いて成形品を取り出す射出成形
機においては、上記金型内に成形材料を射出する前に、
射出量を計量しておく必要がある。

上記射出成形機には、プランジャを前後進させて射出成
形するプランジャ型のものと、スクリュを前後進させて
射出成形するスクリュ式のもの等があるが、上記計量は
、スクリュ又はプランジャを後方に後退させながら行わ
れる。

第４図に上記従来のスクリュ式射出成形機の可塑化制御
装置を示す（特開昭６１−７２５１２号公報参照）。

図において、射出成形機の加熱シリンダ１の内部にスク
リュ２が回転自在かつ前後進自在に支持されている。す
なわち、スクリュ２はスプライン３、駆動軸４、スラス
トベアリング５、中間軸６を介して第一電動機７に接続
されている。そして、中間軸６に形成されたネジ８が、
ケーシング９に固定されたナラ目０と係合しており、該
ネジ８を第一電動機７によって回転させることにより、
上記スクリュ２を前方に移動させることができる。

また、上記スクリュ２は、駆動軸４に固定された従動歯
車１１、駆動歯車１２、滑りキー１３、駆動軸１４を介
して第二電動機１５に接続されている。

上記射出成形機において、射出が完了すると、上記第二
電動機１５が回転し始めスクリュ２を加熱シリンダｌ内
で回転させる。

この時、材料供給口１６から落下してくる成形材料は、
該スクリュ２の回転によって前方に押し出され、該移動
中に加熱シリンダ１内で溶融可塑化されてスクリュ２の
前方に蓄積される。これによって発生する加熱シリンダ
１内の樹脂圧力は、第二電動機１５の回転によって所定
の状態に維持される。

すなわち、加熱シリンダｌのノズル部の圧力がセンサ１
７で検出され、その信号が制御装置１８の増幅器１９を
介して比較演算器２０に送られる。そして、該比較演算
器２０において設定器２１より送られてきた信号と比較
されて偏差が求められ、駆動回路２２が該偏差をＯとす
るような駆動信号を第二電動機１５に送る。

上記射出成形機の可塑化制御装置においては、加熱シリ
ンダ１の前方に移送される成形材料の反力でスクリュ２
が後退するようになっているが、その時、成形材料に加
える背圧は上記第二電動機１５の回転によって得るよう
になっている。

他にも、成形材料に背圧を加えて制御するものとして油
圧シリンダを使用したもの、射出用サーボモータを使用
したもの、スクリュの後退運動に対してブレーキを掛け
るもの等が提供されている（特公昭６３−２５９３４号
公報参照）。

また、他の可塑化制御装置として、スクリュの後退速度
を一定にするものが提供されている（特開昭６１−１１
０５２４号公報参照）。

上記装置においては、スクリュの後退速度を一定にする
ため、スクリュの回転速度を変化させたり、スクリュの
背圧を変化させたりしている。

（発明が解決しようとする諜Ｂ）しかしながら、上記従来の方法では、次のような問題点
があって安定した可塑化計量を行うことができなかった
。

すなわち、スクリュを後退させつつ可塑化計量する際に
背圧をかける方法においては、可塑化計量の開始から終
了までの全ストロークに必要とされるスクリュの総回転
数、つまり成形材料に加える総仕事量が、成形のショッ
トごとに安定せず、特に、成形材料が前方に送られにく
くなる計量不調の状態が始まっても、加えている背圧を
小さくするだけの制御を行うに止まり、正常な計量に回
復することはできなかった。

また、スクリュの回転速度を変えてその後退速度を一定
にする方法においては、回転速度が変わるたびに成形材
料に対する剪断速度が変化することになり、樹脂粘度が
変化して精密成形が困難であった。

そして、背圧を変えてスクリュの後退速度を一定にする
方法においては、計量不調が始まると、背圧が小さくさ
れるが、もともと存在する機械抵抗のために正常な計量
を回復することは困難であるだけでなく、背圧が小さ（
なると成形材料内にエアが残存して、成形品が不良とな
る率が高くなっていた。

本発明は、以上述べたような可塑化計量の際の問題点を
解決して、成形材料に加わる剪断速度及び総仕事量を安
定させてショットごとの樹脂粘度を一定に保ち、成形材
料内に含まれるエアを確実に脱気して樹脂密度を均一化
するとともに、可塑化計量に要する時間を安定させ、ま
た計量不調が生じてもそれを回復できる射出成形機の可
塑化制御方法を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）そのために本発明は、加熱シリンダと、該加熱シリンダ
内で前後進可能に支持されるスクリュ又はプランジャと
、該スクリュ又はプランジ中を前後進させる手段とから
なる射出成形機の可塑化制御方法において、計量開始か
ら計量終了までの時間に対するスクリュ又はプランジ中
の位置を予め設定しておき、微小時間ごとにスクリュ又
はプランジャの位１を検出して該検出位置と上記設定位
置との比較を行って位置の差を求め、該位置の差がある
時にそれを無くす方向に上記スクリュ又はプランジャを
前後進させる手段を駆動するようにしている。

また、微小時間ごとに求めた位置の差が設定値を越えた
場合、及び計量開始から計量終了までの全時間において
、上記位置の差が生じた回数が設定値を越えた場合に計
量不良と判定するようにしている。

（作用）本発明によれば、微小時間ごとにスクリュ又はプランジ
ャの位置を検出して、その検出位置と設定位置とを比較
することにより、スクリュ又はプランジャが本来あるべ
き位置まで後退しているかどうかが判断される。そして
、設定位置との間にズレのあることが分かると、スクリ
ュ又はプランジャを前後進する手段が駆動されて設定位
置に移動させる。

また、ズレの量が大きくなり設定値以上となった場合、
またズレの生ずる回数が多くなり設定値以上となった場
合、には、計量不良と判定して警報等を働かせることも
できる。

（実施例）以下、本発明の実施例について第１図〜第３図に基づき
詳細に説明する。

第１図は本発明の射出成形機の可塑化制御方法を実施す
るための制御装置、第２図は制御動作フロー図、第３図
は制御動作説明図である。

図において、３１は加熱シリンダ、３２は該加熱シリン
ダ３１内において回転自在かつ前後進自在に支持された
スクリュである。ホッパ３３から供給された成形材料３
４はスクリュ３２の回転に伴い、溝３５に案内されて供
給部３６、圧縮部３７を介して前方に移動し、蓄積空間
３８に蓄えられる。

上記スクリュ３２は駆動スプライン軸３９、伝達機構４
０を介して射出用モータ４１に連結されており、また、
駆動スプライン軸３９に形成されているネジ４２が固定
ナツト４３と係合しているため、上記射出用モータ４１
を回転させることによってスクリュ３２を回転させつつ
前後に移動させることができる。

また、上記駆動スプライン軸３９にはスプライン４４が
形成され、歯車４５を介してスクリュモータ４６に連結
されている。

ここで、該スクリュモータ４６を駆動してスクリュ３２
を回転させると、上記ホッパ３３から供給された成形材
料３４は供給部３６で発生する摩擦供給力によって前方
へ圧送され、溝３５の体積が減少させられた圧縮部３７
において更に圧縮されつつ加熱シリンダ３１によって加
熱され、溶融して蓄積空間３８に蓄えられる。

この時、前方に移動する成形材料３４の反力でスクリュ
３２は後退するが、該後退位置は位置検出センサ４７に
よって検出され、該位置検出センサ４７の信号が設定器
４８からの設定信号とともに演算制御装置４９に送られ
る。上記設定器４８には、可塑化計量の開始時から終了
時までの時間に対して適正なスクリュ位置が記憶されて
いる。したがって、上記演算制御装置４９はクロックパ
ルス発生器５０から送られてくるパルス信号を受けて、
微小時間が経過するごとに上記設定器４８から適切なス
クリュ位置の信号を取り出して現実のスクリュ位置と比
較し、現実のスクリュ位置が適切でないことが分かると
、電力増幅器５１に信号を送り、射出用モータ４１を回
転させてスクリュ位置の補正を行う。

次に、第２図及び第３図によって制御動作を説明する。

ステップ■　クロックパルス周期（微小時間Δｔ）、ク
ロックパルスごとの目標移動量Δ１１スクリュの位置補
正時の前後進速度■、計量完了位置し、スクリュ回転速
度Ｒｖ、計量完了後す・ツクハック前の前進量Ｌｐ、警
報出力用後退量異常回数設定値Ｎａ、警報出力用異常移
動量設定値Ｌａを設定する。

ステップ■　計量開始位置までスクリュ３２を前進させ
る。

ステップ■　スクリュ３２を回転させる。

ステップ■　スクリュ３２の位置Ｘｉを検出する。

ステップ■　ＬとＸ、を比較して、スクリュ３２の位置
Ｘ、が計量完了位置しになれば、ステップ■でスクリュ
３２の回転を停止し、ステップ■でＬρだけスクリュ３
２を前進させて脱気を十分行ってから、ステップ■で計
量完了出力を出し、次工程のサックバックを行う。

また、位置Ｘ、が計量完了位置しになっていなければ、
ステップ■に進む。

ステップ■　Δｔが経過したかどうかを判断する。

ステップ［相］　スクリュ３２の位置ｘ８．１を検出す
る。

ステップ■　微、小時間のスクリュ３２の後退量ΔＸ（
ΔＸ　＝Ｘ　ｉ、＋　　　Ｘ　ｉ　）を算出する。

ステップ＠　スクリュ３２の後退量ΔＸがＬａより大き
いかどうかを判断して、大きければステップ＠に進みス
クリュ３２の回転を停止させ、ステップ［相］で警報を
出力する。そして、スクリュ３２の後退量ΔＸがＬａよ
り小さければステップ■に進む。

ステップ■　スクリュ３２の後退量ΔＸが目標移動量Δ
２と等しいかどうかが判断される。等しければ（第３図
Ｂ点）、ステップ■でｉをカウントアツプしてステップ
■に戻り、等しくなければステップ■に進む。

ステップ■　スクリュ３２の後退量ΔＸが目標移動量Δ
２より小さいかどうかが判断される。小さいと（第３図
Ａ点）、ステップ■に進んで射出用モータ４１が駆動さ
れてスクリュ３２は後退し、大きいと（第３図Ｃ点）、
ステップ■に進んで射出用モータ４１が駆動されてスク
リュ３２は前進する。

ステップ［相］　異常回数Ｎａとなったかどうかが判断
され、異常回数Ｎａとなっていれば、ステップ■に進み
、スクリュ３２の回転が停止させられ、ステップ＠で警
報を出力する。

ステップ０　スクリュ位置Ｘを検出する。

ステップ［相］　スフ９１位置Ｘが目標移動量Δｌたけ
進んだか判断する。目標移動量Δまたけ進んだ場合、ス
テップ［相］で上記スクリュ３２の前後進を停止させ、
ステップ［相］でｉをカウントアツプしてステップ■に
戻る。目標移動量Δｌだけ進んでいない場合は、ステッ
プ［相］に進む。

ステップＯスクリュ３２の前後進を継続する。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これ
らを本発明の範囲から排除するものではない。

（発明の効果）以上説明したように、本発明によれば、計量開始から計
量終了までの時間に対するスクリュ又はプランジャの位
置を予め設定しておき、微小時間ごとにスクリュ又はプ
ランジャの位置を検出して該検出位置と上記設定位置と
の比較を行って位置の差を求め、該位置の差を無くす方
向に上記スクリュ又はプランジャを前後進させるため、
計量不調の時には射出用モータがスクリュを必要量後退
させ、成形材料蓄積空間内の圧力を下げ、成形材料を前
方に送りやすくして計量不調の回復を図ることができる
ため、射出成形を中断する必要がなくなる。

また、計量が不調で所定の後退量が得られない回数が多
（なると計量不良の判定が行われるため、それを警報等
で操作者に知らせることができる。

そして、成形材料としてポリカーボネート等の硬質樹脂
を使用し、かつ、低温条件下で射出成形を行う場合にお
いては、成形材料がナツトの作用をしてスクリュが象、
激に後退することがあるが、この様な場合にも計量不良
の判定が行われるため、それを警報等で操作者に知らせ
ることができる。

一方、計量が順調な時は微小時間ごとにスクリュ又はプ
ランジャを前後進させるので、計量の所要時間が安定す
るだけでなく、成形材料が揺動して効果的に脱気するこ
とができる。

更に、計量に必要な時間は予め設定できるため、冷却時
間より少し前に計量を終了し、スクリュ回転数をできる
だけ低くして発熱量を押さえることにより、計量がサイ
クルタイムに与える影響を無くすことができる。

そして、成形材料に加わる剪断速度及び総仕事量が安定
するため、ショットごとの樹脂粘度が一定となり、成形
材料内に含まれるエアを確実に脱気して樹脂密度を均一
化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の射出成形機の可塑化制御方法を実施す
るための制御装置を示す図、第２図は制御動作フロー図
、第３図は制御動作説明図、第４図は従来のスクリュ式
射出成形機の可塑化制御装置を示す図である。３１・・・加熱シリンダ、３２・・・スクリュ、３３・
・・ホッパ、３４・・・成形材料、３５・・・溝、３６
・・・供給部、３７・・・圧縮部、３８・・・蓄積空間
、３９・・・駆動スプライン軸、４０・・・伝達機構、
４１・・・射出用モータ、４′２・・・ネジ、４３・・
・固定ナンド、４４・・・スプライン、４５・・・歯車
、４６・・・スクリュモータ、４７・・・位置検出セン
サ、４８・・・設定器、４９・・・演算制御装置、５０
・・・クロックパルス発生器、５１・・・電力増幅器。特許出願人　　　住友重機械工業株式会社復代理人　弁
理士　川　合　　誠（外１名）第図（Ｂ）第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）加熱シリンダと、該加熱シリンダ内で前後進可能
に支持されるスクリュ又はプランジャと、該スクリュ又
はプランジャを前後進させる手段とからなる射出成形機
の可塑化制御方法において、計量開始から計量終了まで
の時間に対するスクリュ又はプランジャの位置を予め設
定しておき、微小時間ごとにスクリュ又はプランジャの
位置を検出して該検出位置と上記設定位置との比較を行
って位置の差を求め、該位置の差がある場合にそれを無
くす方向に上記スクリュ又はプランジャを前後進させる
手段を駆動することを特徴とする射出成形機の可塑化制
御方法。
（２）微小時間ごとに求めた位置の差が設定値を越えた
場合に計量不良と判定する上記請求項１記載の射出成形
機の可塑化制御方法。
（３）計量開始から計量終了までの全時間において、上
記位置の差が生じた回数が設定値を越えた場合に計量不
良と判定する上記請求項１記載の射出成形機の可塑化制
御方法。