JPH03236926A - 射出成形方法 - 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、金型キャビティ内の樹脂圧などを制御する合
成樹脂のプログラムド射出底形法の改良に関し、特に製
品重量のばらつきを小さくすることのできる制御方法に
関する。

（従来技術） 射出成形工程は、射出成形機のシリンダー内のスクリュ
ー（またはプランジャー）を最後退位置にして樹脂の溶
融、計量を行い、次いでスクリューを最前進位置まで前
進させて樹脂を金型キャビティ内に射出充填し、金型内
の樹脂の冷却固化に伴う収縮を補うため一定時間保圧し
、最後にゲートカットして冷却された成形品を取り出し
て、次のショットに移行する。

この射出工程を制御する方法として、金型キャビティ内
の樹脂圧力を測定し、この樹脂圧力を設定圧力と比較し
なからその偏差をスクリュー駆動系にフィードバックし
て、スクリューの作動をサーボ制御することにより偏差
を修正制御する方法（型内圧制御法）が知られている。

また、射出速度や射出圧力を制御対象とする方法もある
。

（発明が解決しようとする課題） ところが従来の制御は一つの要因を制御しているため、
例えば型内圧制御法により制御を行うと、樹脂温度、射
出速度などの変動が外乱となって、製品重量の変動か生
じる。

すなわち、金型キャビティ内樹脂圧力を一定にしても、
樹脂温度、射出速度などが変動するとキャビティ内の圧
力分布が変わり、測定点での圧力が一定であってもキャ
ビティ内に充填される樹脂量が変動する。これは特に、
薄くて投影面積の大きい製品を得ようとする場合に顕著
になる。

また、射出速度や射出圧力を制御する方法においても、
外乱により製品重量が変動する。

（課題を解決するための手段） 本発明は、型内圧制御などのプログラムド射出底形法が
製品品質の均一化には有効であることから、型内圧制御
などを行いながら、樹脂の充填に伴う金型の変位をモニ
ターして、その変位を基準値に近づける調整を次のショ
ットに対し行うことにより、製品重量の安定化を可能に
したものである。

以下本発明を図面に従って、型内圧制御の例で詳細に説
明する。

第１図は本発明の適用される射出成形機の構成例を示す
断面図およびブロック図、第２図は金型開き量の変化の
様子を示す説明図、第３図は金型開き量と可変要素の関
係を示す図、第４図は本発明の型内圧制御方法における
型内圧制御パターンの一例を示す図である。

第１図において、射出成形機１はシリンター１１内にス
クリュー１２を備え、このスクリュー１２をモーター１
４および油圧シリンター１５で駆動して、樹脂を金型２
内に射出する。なお以下の説明はスクリュー式成形機で
行うか、プランジャー式でもよいことは勿論である。

射出成形機のシリンター１１の周囲にはヒーター１３が
備えられている。

金型２のキャビティ２１には圧力センサー２２か備えら
れ、樹脂の充填から保圧を経てゲートカットに至るまで
の樹脂圧を検出する。

型内圧設定器３２には、第４図ａに示すように圧カバタ
ーンや型内圧最高値Ｐ１を設定し、この設定値と圧力セ
ンサー２２の検出値とを比較演算器３１で比較しながら
、その偏差信号を制御演算パラメーター設定器３４に入
力したパラメーターで操作量に変換し、射出制御装置３
３から操作信号を出して、サーボアンプ３５、サーボ弁
３６を経て、そのショットの油圧シリンタ１５の作動を
制御する。この部分は従来の型内圧制御方法と同じであ
る。

本発明においては、この型内圧制御を行いながら、以下
の操作を行う。

すなわち第１図において、金型２部分に位置検出器４１
を設け、型締め完了時と樹脂充填後の金型位置をモニタ
ーして１ショット毎の金型開き量を求める。

金型開き量について第２図により説明すると、型締め完
了時には、第２図（Ａ）に示すように金型２の各半型２
３．２４は強く密着してやや歪んだ状態になっている。

そしてキャビティ２１内に樹脂を射出充填すると、第２
図（Ｂ）に示ずように金型２は開方向にわずかに変位す
るが、この変位量ｔを金型開き量という。

この金型開き量はキャビティ２１への樹脂の充填量（す
なわち製品重量）と相関があり、金型開き量を一定にす
ると製品重量を一定にできることが判明した。

金型開き量を検出するには、型ｍｓ禍の可動部（例えば
可動半型２４の取付は盤２５）の位置や、半型２３を基
準にした半型２４の位置などを、差動トランスやレーザ
ー変位計などの位置検出器４１で検出する。

金型開き量は、樹脂の充填完了時に最大となり、樹脂が
冷却されるとともに減少するから、例えば最大値を金型
開き量として採用する。

この金型開き量の検出値は金型開き量比較演算器４２に
入り、そこで、金型開き置設定器４３に設定された基準
値との偏差を算出する。

ここで金型開き量は、前述の通り、金型キャビティ２１
への樹脂の充填量、すなわち製品重量と相関があり、金
型開き量を一定にすれば充填樹脂量はほぼ一定になる。

また金型開き量（すなわち充填樹脂量）は、第３図に示
すように、型内圧設定値、射出速度、射出圧力、シリン
ダー温度などの外乱要因により変動する。

例えば型内圧制御を行っている状態で射出成形機のシリ
ンター温度が高くなると、型内圧を制御していても第３
図（Ｄ）に示すように金型開き量が大きくなって充填樹
脂量が増加する。

すなわち金型開き量を１ショット毎にモニターすること
により、外乱が入っているかどうかを知ることができる
。

そこで本発明においては、上記金型開き量に基準値との
偏差を生じた場合に、次回以降のショットにおいて、金
型開き量と相関のある可変要素を偏差を修正する測に開
ループで変更して金型開き量を基準値に近づける。

可変要素としては、型内圧設定値、射出速度、射出圧力
、射出成形機のシリンター温度、金型温度などがある。

例えば、型内圧設定値を変更して金型開き量の偏差を修
正する場合について説明すると、第４図ａに示すように
型内圧最大値（設定値）をＰｌとして型内圧制御をして
いる場合、何等かの原因で金型開き量が小さくなったと
すると、型内圧設定値をＰ２まで高めると、それに応じ
て圧カバターンはｂのようになり、金型開き量は第３図
（Ａ）の関係で大きくなって基準値に近づき、金型２に
充填される樹脂量は増加する。

このときの型内圧設定値の修正量は、外乱の影響を補償
する量に相当する。

そのためには、金型開き量比較演算器４２からの偏差を
偏差変換器４４に入れる。偏差変換器４４には、予め第
３図に示すような金型開き量と可変要素との相関が記憶
されているから、この関係から、金型開き量偏差に応し
た修正信号を型内圧設定器３２に送って（第１図の線ｄ
）型内圧設定値を変更する。

通常は、型内圧設定値を可変要素として選べは十分であ
るが、装置的に型内圧設定値の微少な変更かできない場
合や、金型開き量か型内圧設定値に対して敏感に変化し
すぎる場合などには、他の可変要素を選ぶのがよいこと
がある。

例えば可変要素として射出成形機のシリンター温度を選
んだ場合には、偏差変換器４４がらの信号により、シリ
ンターのヒーター１３の温度を変更する（第１図の線ｅ
）。ヒーター１３の温度を下げると、型内圧は一定に制
御されていても金型開き量（充填樹脂量）は第３図（Ｄ
）に示すように減少する。

型内圧制御は、一般に、型内圧設定値を参照しながらス
クリューの作動を制御することにより行われているから
、この型内圧制御の制御対象となっていない要素を可変
要素として選ぶことにより、型内圧の制御を行いながら
金型開き量の偏差を小さくすることができる。

しかし本発明においては、型内圧制御の制御対象となっ
ている要素を変更することもできる。

例えは型内圧制御の制御対象となっている射出速度、す
なわちスクリューの前進速度を増加させると、型内圧設
定値Ｐに達するまでの時間が短くなり、設定値Ｐが同じ
でも金型開き量は第３図（Ｂ）のように大きくなって充
填量が増加する。

そこで、ゲインなどの演算パラメーター（制御演算パラ
メーター設定器３４に入っている）を変えることにより
、金型開き量を基準値に近付けて、製品重量を一定にす
ることができる（第１図の線ｆ）。

なお金型開き量の検出は、例えば直前１ｏショットの平
均値を取り、次のショットの際は２回目から１１１回目
平均値を取るというように、移動平均値を金型開き量比
較演算器４２により算出して用いることもできる。

以上の説明は型内圧制御の射出成形法について０ 行ったが、本発明は射出速度や射出圧力を制御対象とす
る方法にも同様に適用することができる。

（発明の効果） 本発明方法は、プログラムド射出成形方法において、金
型開き量をモニターしながら、外乱となり得る可変要素
を変えて金型開き量を基準値に近ずけるようにしたから
、型内圧などの制御では修正できない外乱が入っても、
これに応じて最適成形条件を選ぶことができる。

また金型開き量を、スクリュー駆動系へのフィードバッ
ク制御で直接制御せずに、型内圧設定値などの金型開き
量変動の要因となり得る要素を開ループで修正すること
により調整するから、本来の制御を行いながら、品質の
不安定などの欠点を生ぜずに、製品重量のばらつきを小
さくすることができる。

また、各ショット毎の金型開き量を求めることにより、
製品重量を全品非接触で評価することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の適用される射出成形機の構成例を示す
断面図およびブロック図、第２図は金型開き量の変化の
様子を示す説明図、第３図は金型開き量と可変要素の関
係を示す図、第４図は本発明の型内圧制御方法における
型内圧制御パターンの一例を示す図 １１゜・・・シリンダー １３・・・ヒーター ２１・・・キャビティ ト・・射出成形機 １２・・・スクリュー ２・・・金型 ２２・・・圧力センサー ４１・・・金型位置検出器 ４２・・・金型開き量比較演算器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）合成樹脂を金型内に射出するにあたり、金型キャビ
   ティ内の樹脂圧や射出速度などを制御するプログラムド
   射出成形方法において、 ａ）金型の型閉め完了時と樹脂射出後の金型位置を検出
   して１ショット毎の金型開き量を求め、 ｂ）この金型開き量と、予め設定した金型開き量基準値
   との偏差を求め、 ｃ）別に予め、金型開き量と、この金型開き量と相関の
   ある可変要素との関係を求め、 ｄ）上記偏差を修正するように、前記金型開き量と相関
   のある可変要素を変える ことを特徴とする射出成形方法。 ２）可変要素が、型内圧設定値、射出速度、射出圧力ま
   たは射出成形機のシリンダーもしくは金型の温度である
   請求項１の射出成形方法。