JPH0363117A - 射出成形機の保圧制御方法およびその装置 - Google Patents
射出成形機の保圧制御方法およびその装置Info
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- JPH0363117A JPH0363117A JP19798289A JP19798289A JPH0363117A JP H0363117 A JPH0363117 A JP H0363117A JP 19798289 A JP19798289 A JP 19798289A JP 19798289 A JP19798289 A JP 19798289A JP H0363117 A JPH0363117 A JP H0363117A
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- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、射出成形機の保圧制御方法およびその装置に
関する。 〔従来の技術] 保圧工程における金型の型内圧力pcの挙動を次式で表
わすことができる。 ここで、 t:時間、 V :金型キャビティの体積、 β:金型キャビティ内の溶融樹脂の 圧縮率、 q、:金型キャビティへの樹脂流入 量、 qe:金型キャビティ内の溶融樹脂の 体積収縮速度、 である。 また、上記のq、を次式で表わすことができる。 qa =α+(p+ pc) (2)
ここで、pl:圧力制御時のスクリュ前部室圧力、 α、:溶融樹脂の流動のしやすさを表 わす流量係数であり、ノズル流 路および金型流路の形状、金型 温度、溶融樹脂の温度、特性等 により定まる。 ここで、スクリュに接続された油圧ピストンの断面積を
A、該油圧ピストンを収容する油圧シリンダの内圧力(
保圧油圧力)をp、、スクリュの断面積をaとすると、
近似的に次式が成り立つ。 従来の射出成形機の保圧制御では、溶融樹脂が金型キャ
ビティ内に完全に充満された後の保圧工程において、経
験に基いて予め設定された設定保圧力どおりに各ショッ
トの保圧力制御を行う、すなわち各ショットの保圧油圧
力p、を一定にすることにより上記第(3)式で表わさ
れるスクリュ前部室圧力p、を一定にしていた。
関する。 〔従来の技術] 保圧工程における金型の型内圧力pcの挙動を次式で表
わすことができる。 ここで、 t:時間、 V :金型キャビティの体積、 β:金型キャビティ内の溶融樹脂の 圧縮率、 q、:金型キャビティへの樹脂流入 量、 qe:金型キャビティ内の溶融樹脂の 体積収縮速度、 である。 また、上記のq、を次式で表わすことができる。 qa =α+(p+ pc) (2)
ここで、pl:圧力制御時のスクリュ前部室圧力、 α、:溶融樹脂の流動のしやすさを表 わす流量係数であり、ノズル流 路および金型流路の形状、金型 温度、溶融樹脂の温度、特性等 により定まる。 ここで、スクリュに接続された油圧ピストンの断面積を
A、該油圧ピストンを収容する油圧シリンダの内圧力(
保圧油圧力)をp、、スクリュの断面積をaとすると、
近似的に次式が成り立つ。 従来の射出成形機の保圧制御では、溶融樹脂が金型キャ
ビティ内に完全に充満された後の保圧工程において、経
験に基いて予め設定された設定保圧力どおりに各ショッ
トの保圧力制御を行う、すなわち各ショットの保圧油圧
力p、を一定にすることにより上記第(3)式で表わさ
れるスクリュ前部室圧力p、を一定にしていた。
【発明が解決しようとする課題]
上述した従来の保圧制御方法は、各ショットごとにおい
てスクリュ前部室圧力plを一定にしていたので、各シ
ョットにおける保圧切換時の初期保圧力すなわち保圧切
換圧力が同一であっても、保圧工程初期における金型キ
ャビティへの樹脂流入量がショットごとに変動し、この
ため、型内圧力pcもショットごとに変動することにな
る。この結果、成形品重量、収縮量、ヒケ、寸法などの
品質にバラツキが生じるという欠点がある。 その理由は、第(2)式で示した流量係数α1は、ショ
ットごとにおける金型温度、樹脂温度等の変動に伴ない
、スプル部、ランナ部およびゲート部の金型流路におけ
る樹脂の固化状態が異なるため、第(2)式においてp
++pcが同一であっても保圧工程初期における樹脂流
入量q、が各ショットごとに変動し、この結果、第(1
)式により型内圧力pcの挙動は各ショットごとにおい
て変動するからである。 次に、型内圧力りcの変動について敷延して述べる。 第4図(a)および(b)はそれぞれ両金型It。 !□内における溶融樹脂の状態を示し、第4図(a)に
おける金型温度をT1.第4図(b)における金型温度
をT′、とじ、T、>T’、とする。 この温度関係により金型キャビティ1aに溶融樹脂が完
全に充満されたときから始まる保圧工程における樹脂の
表面固化層の厚さは、第4図(b)よりも第4図(a)
の場合の方が薄くなる。このため、第4図(a)におけ
る流量係数なα、第4図(b)における流量係数なα°
とすると、α〉αとなるので、p++pcが同一と仮定
すると第(2)式によりQe>Q’−となる。一方、上
記温度関係により体積収縮速度についてはQe<Q’。 どなるので、>p’。どなる。つまり、保圧油圧力p、
が同一すなわちスクリュ前部室圧力p+が同一であって
も、金型温度が高いほど型内圧力りcは高くなることに
なる。 本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、シ
ョットごとの保圧工程初期における金型キャビティへの
樹脂流入量を演算し、該樹脂流入量が良品成形時に得た
基準樹脂流入量に一致するように設定保圧力を修正する
ことにより、ショットごとの金型温度や樹脂温度の変動
にかかわらず、ショットごとの型内圧力の変動を抑制し
て、重量や寸法のバラツキの少ない安定した品質の成形
品を得ることができる射出成形機の保圧制御方法および
その装置を提供することを目的としている。 [課題を解決するための手段] 上記目的を達成するため本発明の射出成形機の保圧制御
方法は、流体圧シリンダによりスクリュが移動される射
出成形機を使用し、充填工程の速度制御を射出開始時か
らスクリュが予め設定された設定位置に移動するまで行
い、前記スクリュが前記設定位置に移動したとき圧力制
御に切換え、続いて、保圧工程を行う射出成形方法にお
いて、良品成形時に得た保圧工程初期における金型キャ
ビティへの樹脂流入量、流量係数および保圧力を、基準
樹脂流入量、基準流量係数および基準保圧力としてそれ
ぞれ予め設定しておき、前記充填工程における圧力制御
時のスクリュの移動速度、型内圧力およびスクリュ前部
室圧力または前記流体圧シリンダの内圧力を検出し、こ
れらの検出値に基いて保圧工程初期における金型キャビ
ティへの樹脂流入量および溶融樹脂の流量係数を演算し
、該樹脂流入量が前記基準樹脂流入量に一致するように
設定保圧力を修正して保圧初期以降の保圧工程の保圧力
の制御を行うことを特徴とする。 また、スクリュの移動速度を、圧力制御開始時からの時
間経過とスクリュの移動位置とから計算する。 他方、本発明の射出成形機の保圧制御装置は、流体圧シ
リンダによりスクリュが移動され、充填工程の速度制御
を射出開始時からスクリュが予め設定された設定位置に
移動するまで行い、前記スクリュが前記設定位置に移動
したとき圧力制御に切換え、続いて、保圧工程を行う射
出成形機において、 前記流体圧シリンダに、該流体圧シリンダの内圧力を調
節可能な圧力制御手段を介して流体圧発生源を接続し、
また、スクリュの移動速度を検出する速度センサ、型内
圧力を検出する圧力センサおよび流体圧シリンダと前記
圧力制御手段間の流体圧力を検出する流体圧力センサを
それぞれ設けるとともに、良品の成形時に得た保圧工程
初期における金型キャビティへの樹脂流入量および流量
係数を基準樹脂流入量および基準流量係数としてそれぞ
れ予め記憶するためのメモリと、前記保圧工程初期にお
ける保圧力を基準保圧力として予め設定するための設定
器とを備え、各センサの出力信号を入力することにより
保圧工程初期における金型キャビティへの樹脂流入量お
よび溶融樹脂の流量係数を演算し、該樹脂流入量が前記
基準樹脂流入量に一致するように設定保圧力を修正して
前記圧力制御手段を制御する制御装置を設けたこと屯 を特徴とする。 [作用] 圧力制御時において、スクリュの移動速度V I +型
内圧力Pcおよび流体圧シリンダの内圧力plを速度セ
ンサ、圧力センサおよび流体圧力センサによりそれぞれ
検出する。型内圧力−)cが所定の保圧切換圧力pcに
達した時点すなわち保圧工程初期における金型キャビテ
ィへの樹脂流入ilq、は近似的に次式により表わされ
る。 qm = av+ (4)さらに
、上記の第(2)式を変形し、第(4)式を代入すると
、 Q+a aVi αl−−一+ (5) p+−pc り+ 9c である。 ここで、良品成形時(例えばi回目のショット)に得た
樹脂流入量を基準樹脂流入量ql、流量係数α1を基準
流量係数α5、保圧力p、を基準保圧力p、とすると、
第(2)式、第(3)式および第(4)式により次式が
成り立つ。 qm = av: = a I(#s −;c)
(6)さらに、i+1回目のショットにおいては
次式が成り立つ。 、:、*+ =8VH*+ = aHer (A−
p二゛−p二”) (7)i11回目のショット
における樹脂流入fi q4+1q4+1とすると、第
(6)式および第(7)式により次式が成り立つ。 ;1(判、−門。)=α:゛″(ξ二゛−p二”)
(8)a a
第(8)式を変形すると、 となる。 本発明は、良品の成形時に得た保圧工程初期における金
型キャビティへの樹脂流入量および溶融樹脂の流量係数
を第(4)式および第(5)式に基いて予め演算し、基
準樹脂流入f!k q mおよび基準流量係数α1とし
てそれぞれ設定しておくとともに、基準保圧力p、も設
定しておく。そして、繰り返し行なわれるショットごと
において、保圧工程初期における金型キャビティへの樹
脂流入量および溶融樹脂の流量係数を演算し、該樹脂流
入量がml樹脂流入量q、に一致するように第(9)式
に基いて設定器の設定保圧力p、を修正して保圧初期以
降の保圧工程の保圧力を制御することにより、各ショッ
トごとの型内圧力の変動を抑制、すなわち各ショットご
との型内圧力を均一に安定化させるものである。 〔実施例〕 次に、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説
明する。 第1図に示すように、加熱シリンダ3内に収容されたス
クリュ4の先端部に、ノズル通路2aが形成されたノズ
ル2が螺合されており、スクリュ4の他端部には、スプ
ライン軸4aを介して油圧ピストン5が接続されている
。この加熱シリンダ3には、加熱筒ヒータ(図示せず)
および樹脂材料を加熱シリンダ3内に供給するためのホ
ッパ7が設けられているとともに、油圧ピストン5を収
容する油圧シリンダ6が固着されている。そして、油圧
ピストン5には正逆回転可能なオイルモータ14の出力
軸14aがスプライン結合されており、このオイルモー
タ14の起動に伴ないスクリュ4が回転する。一方、油
圧シリンダ6には、チエツク弁15を介して油圧ポンプ
16.該油圧ポンプ16を作動させる電動機17および
油圧タンク18とからなる油圧発生源20が接続されて
おり、チエツク弁15と油圧ポンプ16との間の油圧回
路13には、油圧シリンダ6の内圧力を調節可能な圧力
制御手段である比例電磁式リリーフ弁19が配設されて
いる。一方、両金型り、 12の金型キャビティ1aの
一部位に型内圧力センサ8.油圧ピストン5にスクリュ
4の移動速度Viを検出するスクリュ速度センサ9およ
び油圧シリンダ6内に油圧力センサ10がそれぞれ設け
られている。型内圧力センサ8.スクリュ速度センサ9
および油圧力センサ10でそれぞれ検出されるアナログ
信号である型内圧力信号8a、スクリュ速度信号9aお
よび油圧力信号teaは、それぞれ増幅器8b、 9b
、 10bを介して制御装置30のA/D変換器21a
、 21b、 21cにそれぞれ入力される。 この制御装置30は、上述の3つのA/D変換器21a
、 21b、 21cと、3つのA/D変換器21a、
21b、21cで各信号8a、 9a、 10aがデ
ジタル変換された後の各デジタル信号を入力して一時保
持する変換データバッファ22と、保圧工程初期におけ
る金型キャビティ】aへの樹脂流入量および流量係数を
記憶可能なアドレスをi個(i≧2)有するメモリ23
と、保圧切換圧力paおよび保圧工程初期における所望
の保圧力をn組(n> i )設定可能な設定器24と
、デジタル入力部25と、良質の成形品を得るまで、す
なわち良品成形時までの各ショットごとにおいて、変換
データバッファ22の出力信号を入力することにより保
圧工程初期における金型キャビティ1aへの樹脂流入量
および流量係数を第(4)式および第(5)式に基いて
演算し、外部指令信号11aによるデジタル入力部25
の指令により前記樹脂流入量および流量係数をメモリ2
3の各アドレスに記憶させるとともに、基準値を得た以
降、すなわち通常の各ショットごとの保圧工程初期にお
ける金型キャビティ1aへの樹脂流入量および溶融樹脂
の流量係数を、変換データバッファ22の出力信号を入
力することにより演算し、該樹脂流入量が予めメモリ2
3に記憶された良品成形時の基準樹脂流入量q、に一致
するように、設定器24の設定保圧力p、を第(9)式
に基いて修正した後、上述の比例電磁式リリーフ弁19
にD/A変換器27を介して修正後の保圧力p!°1に
対応するアナログ電圧信号v0.を出力し、該リリーフ
弁19の開度を制御するCPt126とから構成されて
いる。 次に、本実施例の動作について第2図および第3図も参
照して説明する。 まず、良質の成形品を得るまで、すなわち良品成形時ま
での各ショットの工程について説明する。 設定器24に経験で得られた1番目の保圧切換圧力およ
び保圧力を設定し、清掃後の両全型il、 12を型閉
じする(ステップ100)。そして、オイルモータ14
の起動に伴うスクリュ4の回転剪断作用により加熱シリ
ンダ3内の樹脂材料を可塑化する。可塑化された溶融樹
脂をスクリュ4の回転移送作用によりスクリュ前部室3
aに溜めた後、油圧発生源20の作動によりスクリュ4
を前進させ、スクリュ4の設定位置までの前進作用によ
り前記溶融樹脂の一部をスプル部1d、ランナ部1cお
よびゲート部1bを介して金型キャビティ1aに一定速
度で充填することにより充填工程の速度制御を行う(ス
テップ101) 、 続いて、金型キャビティ1aを完
全に充満するまで溶融樹脂を圧力制御により一定圧力で
金型キャビティ1aに充填する(ステップ102 )
、さらに、型内圧力センサ8で検出される型内圧力信号
8aが設定器24の前記1番目の保圧切換圧力1)eに
達したことがCPU 26にて判断されるすなわち保圧
初期時点に達すると(ステップ103 ) 、CP[I
26は、上述の充填工程の圧力制御時において各セン
サ8.9.10でそれぞれ検出された各信号8a、 9
a、 IOa、すなわち変換データバッファ22の出力
信号に基いて保圧工程初期における金型キャビティ1a
への樹脂流入量および溶融樹脂の流量係数を第(4)式
および第(5)式に基いて演算する(ステップ104)
、この後、図示しない操作パネルのボタンをオンにし
てデジタル入力部25に外部指令信号11aを入力する
と(ステップ105 ) 、デジタル入力部25の指令
によりCPo 26は、現在のショットを基準ショット
の候補、すなわち基準値を得るための候補のショットと
判断する(ステップ106)。万が一1前記ボタンをオ
フ状態に維持すると、ステップ109が行なわれる。 そして、上述の操作ボタンをオフにして外部指令信号1
1aをクリアすると(ステップ107 ) 、 CPU
26は、演算した前記樹脂流入量および流量係数をメモ
リ23の1番目のアドレスに記憶させる(ステップ10
8)。続いて、CPU Z6にて現在のショットがi+
1回目のショットより以降のショットでないことが判断
されるので(ステップ109 ) 、CPU26は、前
記保圧切換圧力に対応する設定器24内の保圧力を採用
しくステップ111 ) 、該保圧力に対応するアナロ
グ電圧信号■。をD/A変換器27を介して比例電磁式
リリーフ弁19に出力する(ステップ112)。すると
、スクリュ4が油圧シリンダ6内の油圧力、すなわち前
記保圧力で前進し、金型キャビティ1aに溶融樹脂が圧
入され、充填工程にて充填された溶融樹脂の冷却固化に
伴う体積収縮を補うことができる。成形品が取出し可能
な温度まで両金型II、 12を冷却し、順次両金型1
1.1□の型開き、成形品の取出し、成形品の品質の良
否判定および成形品の成形順番の記録を行い、i回目の
ショットが終了する。この際、次のショットの準備のた
め、ホッパ7より供給された加熱シリンダ3内の樹脂材
料を可塑化する(ステップ113 )。 ここで、成形品の良否の判定は次に述べる方法により行
う。つまり射出成形において、成形品の品質の良否は、
成形品の外観による判別のほか、成形品の寸法や重量を
計測することにより判別するのが便利である。良品の場
合、その寸法や重量が一定しており、各ショットごとの
成形品の寸法や重量の変動が小さい、したがって、成形
品の品質の良否は、各ショットごとの成形品の寸法や重
量の変動をみることにより判別できる。 この後、設定器24に別の、すなわち2番目の保圧切換
圧力および保圧力を入力し、上述の過程と同じショット
を行ない、最終的に良品が成形されるまでのi回のショ
ットを繰り返す。すると、メモリ23のi個の各アドレ
スには、樹脂流入量および流量係数が記憶されているこ
とになり、設定器24にも保圧切換圧力および保圧力が
i組設定されていることになる。 i回目のショットにおける樹脂流入量、流量係数および
保圧力をそれぞれ基準樹脂流入量4、、基準流量係数7
.および基準保圧力5.とじ、i11回目のショット、
すなわち通常のショットを行う。以下にそのi+1回目
以降のショットについて説明する。 ステップ100からステップ104までの工程が、上述
の良品成形時までのショットと同様に行われ、設定器2
4に保圧切換圧力prlが設定されるとともに第(4)
式および第(5)式に基いて樹脂流入ff1q!”Iお
よび流量係数α1+lがCPU26により演算される。 そして、上述の操作ボタンをオンにせずオフの状態に維
持すると、デジタル入力部25には外部指令信号11a
が入力されず(ステップ105)、さらにCPU 26
にて現在のショットがi+1回目のショットと判断され
るので(ステップ109)、CPU26は、メモリ23
のi番目のアドレスを指定し、該アドレスに記憶されて
いる基準樹脂流入量q+aおよび基準流量係数71と、
設定器24のi番目の基準保圧力5.および保圧切換圧
カミ;。を読出し、ステップ104にて演算したi+1
番目のショットにおける樹脂流入量q!+1が前記基準
樹脂流入量q、に一致するように、第(9)式に基いて
設定保圧力p、を修正した後(ステップ110) 、上
述の比例電磁式リリーフ弁19にD/A変換器27を介
して修正後の保圧力prlに対応する7ナログ電圧信号
v0゜を出力し、該リリーフ弁19の開度を制御する(
ステップ112)。このことにより、油圧回路13およ
び油圧シリンダ6内には比例電磁式リリーフ弁19の開
度に対応する油圧力が発生し、該油圧力、すなわち上述
の修正後の保圧力pA41によりスクリュ4を前進させ
、金型キャビティ1aに溶融樹脂を圧入することができ
る。成形品が取出し可能な温度まで両金型り、lxを冷
却し、順次両金型11.12の型開きおよび成形品の取
出しを行い、良質の成形品を確認し、次のショットのた
め、加熱シリンダ3内の樹脂材料を可塑化する(ステッ
プ113)。 続いて、上述のi+1回目のショットと同様に、i+2
. i◆3.・・・n回のショットを順次行い、一連の
射出成形サイクルを完了する。 上記実施例においては、スクリュ4の移動速度Vlをス
クリュ速度センサ9を用いて直接検出しているものを示
したが、これに限られず、第2図に示すように、油圧ピ
ストン5あるいはスクリュ4の射出保圧過渡工程での移
動位置S、を検出する位置センサを設け、前記射出保圧
過渡工程開始時からの経過時間t、を検出し、これらの
検出値によりスクリュ4の移動速度Vlを求めてもよい
。 また、上記実施例において、スクリュ4の移動用動力源
として油圧発生源20を用いているが、これに限られず
、空気圧発生源を用いてもよい。 〔発明の効果J 本発明は、上記のとおり構成されているので、次に記載
するような効果を奏する。 請求項1および2に記載の発明においては、ショットご
との保圧工程初期における金型キャビティへの樹脂流入
量を演算し、該樹脂流入量が良品成形時の基準樹脂流入
量に一致するように設定保圧力を修正して保圧初期以降
の保圧工程の保圧力の制御を行うことにより、ショット
ごとの金型温度や樹脂温度の変動にかかわらず、ショッ
トごとの型内圧力の変動を抑制して、重量や寸法のバラ
ツキの少ない安定した品質の成形品を得ることができる
。 請求項3に記載の発明においては、上記保圧制御を容易
かつ確実に行うことができる。
てスクリュ前部室圧力plを一定にしていたので、各シ
ョットにおける保圧切換時の初期保圧力すなわち保圧切
換圧力が同一であっても、保圧工程初期における金型キ
ャビティへの樹脂流入量がショットごとに変動し、この
ため、型内圧力pcもショットごとに変動することにな
る。この結果、成形品重量、収縮量、ヒケ、寸法などの
品質にバラツキが生じるという欠点がある。 その理由は、第(2)式で示した流量係数α1は、ショ
ットごとにおける金型温度、樹脂温度等の変動に伴ない
、スプル部、ランナ部およびゲート部の金型流路におけ
る樹脂の固化状態が異なるため、第(2)式においてp
++pcが同一であっても保圧工程初期における樹脂流
入量q、が各ショットごとに変動し、この結果、第(1
)式により型内圧力pcの挙動は各ショットごとにおい
て変動するからである。 次に、型内圧力りcの変動について敷延して述べる。 第4図(a)および(b)はそれぞれ両金型It。 !□内における溶融樹脂の状態を示し、第4図(a)に
おける金型温度をT1.第4図(b)における金型温度
をT′、とじ、T、>T’、とする。 この温度関係により金型キャビティ1aに溶融樹脂が完
全に充満されたときから始まる保圧工程における樹脂の
表面固化層の厚さは、第4図(b)よりも第4図(a)
の場合の方が薄くなる。このため、第4図(a)におけ
る流量係数なα、第4図(b)における流量係数なα°
とすると、α〉αとなるので、p++pcが同一と仮定
すると第(2)式によりQe>Q’−となる。一方、上
記温度関係により体積収縮速度についてはQe<Q’。 どなるので、>p’。どなる。つまり、保圧油圧力p、
が同一すなわちスクリュ前部室圧力p+が同一であって
も、金型温度が高いほど型内圧力りcは高くなることに
なる。 本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、シ
ョットごとの保圧工程初期における金型キャビティへの
樹脂流入量を演算し、該樹脂流入量が良品成形時に得た
基準樹脂流入量に一致するように設定保圧力を修正する
ことにより、ショットごとの金型温度や樹脂温度の変動
にかかわらず、ショットごとの型内圧力の変動を抑制し
て、重量や寸法のバラツキの少ない安定した品質の成形
品を得ることができる射出成形機の保圧制御方法および
その装置を提供することを目的としている。 [課題を解決するための手段] 上記目的を達成するため本発明の射出成形機の保圧制御
方法は、流体圧シリンダによりスクリュが移動される射
出成形機を使用し、充填工程の速度制御を射出開始時か
らスクリュが予め設定された設定位置に移動するまで行
い、前記スクリュが前記設定位置に移動したとき圧力制
御に切換え、続いて、保圧工程を行う射出成形方法にお
いて、良品成形時に得た保圧工程初期における金型キャ
ビティへの樹脂流入量、流量係数および保圧力を、基準
樹脂流入量、基準流量係数および基準保圧力としてそれ
ぞれ予め設定しておき、前記充填工程における圧力制御
時のスクリュの移動速度、型内圧力およびスクリュ前部
室圧力または前記流体圧シリンダの内圧力を検出し、こ
れらの検出値に基いて保圧工程初期における金型キャビ
ティへの樹脂流入量および溶融樹脂の流量係数を演算し
、該樹脂流入量が前記基準樹脂流入量に一致するように
設定保圧力を修正して保圧初期以降の保圧工程の保圧力
の制御を行うことを特徴とする。 また、スクリュの移動速度を、圧力制御開始時からの時
間経過とスクリュの移動位置とから計算する。 他方、本発明の射出成形機の保圧制御装置は、流体圧シ
リンダによりスクリュが移動され、充填工程の速度制御
を射出開始時からスクリュが予め設定された設定位置に
移動するまで行い、前記スクリュが前記設定位置に移動
したとき圧力制御に切換え、続いて、保圧工程を行う射
出成形機において、 前記流体圧シリンダに、該流体圧シリンダの内圧力を調
節可能な圧力制御手段を介して流体圧発生源を接続し、
また、スクリュの移動速度を検出する速度センサ、型内
圧力を検出する圧力センサおよび流体圧シリンダと前記
圧力制御手段間の流体圧力を検出する流体圧力センサを
それぞれ設けるとともに、良品の成形時に得た保圧工程
初期における金型キャビティへの樹脂流入量および流量
係数を基準樹脂流入量および基準流量係数としてそれぞ
れ予め記憶するためのメモリと、前記保圧工程初期にお
ける保圧力を基準保圧力として予め設定するための設定
器とを備え、各センサの出力信号を入力することにより
保圧工程初期における金型キャビティへの樹脂流入量お
よび溶融樹脂の流量係数を演算し、該樹脂流入量が前記
基準樹脂流入量に一致するように設定保圧力を修正して
前記圧力制御手段を制御する制御装置を設けたこと屯 を特徴とする。 [作用] 圧力制御時において、スクリュの移動速度V I +型
内圧力Pcおよび流体圧シリンダの内圧力plを速度セ
ンサ、圧力センサおよび流体圧力センサによりそれぞれ
検出する。型内圧力−)cが所定の保圧切換圧力pcに
達した時点すなわち保圧工程初期における金型キャビテ
ィへの樹脂流入ilq、は近似的に次式により表わされ
る。 qm = av+ (4)さらに
、上記の第(2)式を変形し、第(4)式を代入すると
、 Q+a aVi αl−−一+ (5) p+−pc り+ 9c である。 ここで、良品成形時(例えばi回目のショット)に得た
樹脂流入量を基準樹脂流入量ql、流量係数α1を基準
流量係数α5、保圧力p、を基準保圧力p、とすると、
第(2)式、第(3)式および第(4)式により次式が
成り立つ。 qm = av: = a I(#s −;c)
(6)さらに、i+1回目のショットにおいては
次式が成り立つ。 、:、*+ =8VH*+ = aHer (A−
p二゛−p二”) (7)i11回目のショット
における樹脂流入fi q4+1q4+1とすると、第
(6)式および第(7)式により次式が成り立つ。 ;1(判、−門。)=α:゛″(ξ二゛−p二”)
(8)a a
第(8)式を変形すると、 となる。 本発明は、良品の成形時に得た保圧工程初期における金
型キャビティへの樹脂流入量および溶融樹脂の流量係数
を第(4)式および第(5)式に基いて予め演算し、基
準樹脂流入f!k q mおよび基準流量係数α1とし
てそれぞれ設定しておくとともに、基準保圧力p、も設
定しておく。そして、繰り返し行なわれるショットごと
において、保圧工程初期における金型キャビティへの樹
脂流入量および溶融樹脂の流量係数を演算し、該樹脂流
入量がml樹脂流入量q、に一致するように第(9)式
に基いて設定器の設定保圧力p、を修正して保圧初期以
降の保圧工程の保圧力を制御することにより、各ショッ
トごとの型内圧力の変動を抑制、すなわち各ショットご
との型内圧力を均一に安定化させるものである。 〔実施例〕 次に、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説
明する。 第1図に示すように、加熱シリンダ3内に収容されたス
クリュ4の先端部に、ノズル通路2aが形成されたノズ
ル2が螺合されており、スクリュ4の他端部には、スプ
ライン軸4aを介して油圧ピストン5が接続されている
。この加熱シリンダ3には、加熱筒ヒータ(図示せず)
および樹脂材料を加熱シリンダ3内に供給するためのホ
ッパ7が設けられているとともに、油圧ピストン5を収
容する油圧シリンダ6が固着されている。そして、油圧
ピストン5には正逆回転可能なオイルモータ14の出力
軸14aがスプライン結合されており、このオイルモー
タ14の起動に伴ないスクリュ4が回転する。一方、油
圧シリンダ6には、チエツク弁15を介して油圧ポンプ
16.該油圧ポンプ16を作動させる電動機17および
油圧タンク18とからなる油圧発生源20が接続されて
おり、チエツク弁15と油圧ポンプ16との間の油圧回
路13には、油圧シリンダ6の内圧力を調節可能な圧力
制御手段である比例電磁式リリーフ弁19が配設されて
いる。一方、両金型り、 12の金型キャビティ1aの
一部位に型内圧力センサ8.油圧ピストン5にスクリュ
4の移動速度Viを検出するスクリュ速度センサ9およ
び油圧シリンダ6内に油圧力センサ10がそれぞれ設け
られている。型内圧力センサ8.スクリュ速度センサ9
および油圧力センサ10でそれぞれ検出されるアナログ
信号である型内圧力信号8a、スクリュ速度信号9aお
よび油圧力信号teaは、それぞれ増幅器8b、 9b
、 10bを介して制御装置30のA/D変換器21a
、 21b、 21cにそれぞれ入力される。 この制御装置30は、上述の3つのA/D変換器21a
、 21b、 21cと、3つのA/D変換器21a、
21b、21cで各信号8a、 9a、 10aがデ
ジタル変換された後の各デジタル信号を入力して一時保
持する変換データバッファ22と、保圧工程初期におけ
る金型キャビティ】aへの樹脂流入量および流量係数を
記憶可能なアドレスをi個(i≧2)有するメモリ23
と、保圧切換圧力paおよび保圧工程初期における所望
の保圧力をn組(n> i )設定可能な設定器24と
、デジタル入力部25と、良質の成形品を得るまで、す
なわち良品成形時までの各ショットごとにおいて、変換
データバッファ22の出力信号を入力することにより保
圧工程初期における金型キャビティ1aへの樹脂流入量
および流量係数を第(4)式および第(5)式に基いて
演算し、外部指令信号11aによるデジタル入力部25
の指令により前記樹脂流入量および流量係数をメモリ2
3の各アドレスに記憶させるとともに、基準値を得た以
降、すなわち通常の各ショットごとの保圧工程初期にお
ける金型キャビティ1aへの樹脂流入量および溶融樹脂
の流量係数を、変換データバッファ22の出力信号を入
力することにより演算し、該樹脂流入量が予めメモリ2
3に記憶された良品成形時の基準樹脂流入量q、に一致
するように、設定器24の設定保圧力p、を第(9)式
に基いて修正した後、上述の比例電磁式リリーフ弁19
にD/A変換器27を介して修正後の保圧力p!°1に
対応するアナログ電圧信号v0.を出力し、該リリーフ
弁19の開度を制御するCPt126とから構成されて
いる。 次に、本実施例の動作について第2図および第3図も参
照して説明する。 まず、良質の成形品を得るまで、すなわち良品成形時ま
での各ショットの工程について説明する。 設定器24に経験で得られた1番目の保圧切換圧力およ
び保圧力を設定し、清掃後の両全型il、 12を型閉
じする(ステップ100)。そして、オイルモータ14
の起動に伴うスクリュ4の回転剪断作用により加熱シリ
ンダ3内の樹脂材料を可塑化する。可塑化された溶融樹
脂をスクリュ4の回転移送作用によりスクリュ前部室3
aに溜めた後、油圧発生源20の作動によりスクリュ4
を前進させ、スクリュ4の設定位置までの前進作用によ
り前記溶融樹脂の一部をスプル部1d、ランナ部1cお
よびゲート部1bを介して金型キャビティ1aに一定速
度で充填することにより充填工程の速度制御を行う(ス
テップ101) 、 続いて、金型キャビティ1aを完
全に充満するまで溶融樹脂を圧力制御により一定圧力で
金型キャビティ1aに充填する(ステップ102 )
、さらに、型内圧力センサ8で検出される型内圧力信号
8aが設定器24の前記1番目の保圧切換圧力1)eに
達したことがCPU 26にて判断されるすなわち保圧
初期時点に達すると(ステップ103 ) 、CP[I
26は、上述の充填工程の圧力制御時において各セン
サ8.9.10でそれぞれ検出された各信号8a、 9
a、 IOa、すなわち変換データバッファ22の出力
信号に基いて保圧工程初期における金型キャビティ1a
への樹脂流入量および溶融樹脂の流量係数を第(4)式
および第(5)式に基いて演算する(ステップ104)
、この後、図示しない操作パネルのボタンをオンにし
てデジタル入力部25に外部指令信号11aを入力する
と(ステップ105 ) 、デジタル入力部25の指令
によりCPo 26は、現在のショットを基準ショット
の候補、すなわち基準値を得るための候補のショットと
判断する(ステップ106)。万が一1前記ボタンをオ
フ状態に維持すると、ステップ109が行なわれる。 そして、上述の操作ボタンをオフにして外部指令信号1
1aをクリアすると(ステップ107 ) 、 CPU
26は、演算した前記樹脂流入量および流量係数をメモ
リ23の1番目のアドレスに記憶させる(ステップ10
8)。続いて、CPU Z6にて現在のショットがi+
1回目のショットより以降のショットでないことが判断
されるので(ステップ109 ) 、CPU26は、前
記保圧切換圧力に対応する設定器24内の保圧力を採用
しくステップ111 ) 、該保圧力に対応するアナロ
グ電圧信号■。をD/A変換器27を介して比例電磁式
リリーフ弁19に出力する(ステップ112)。すると
、スクリュ4が油圧シリンダ6内の油圧力、すなわち前
記保圧力で前進し、金型キャビティ1aに溶融樹脂が圧
入され、充填工程にて充填された溶融樹脂の冷却固化に
伴う体積収縮を補うことができる。成形品が取出し可能
な温度まで両金型II、 12を冷却し、順次両金型1
1.1□の型開き、成形品の取出し、成形品の品質の良
否判定および成形品の成形順番の記録を行い、i回目の
ショットが終了する。この際、次のショットの準備のた
め、ホッパ7より供給された加熱シリンダ3内の樹脂材
料を可塑化する(ステップ113 )。 ここで、成形品の良否の判定は次に述べる方法により行
う。つまり射出成形において、成形品の品質の良否は、
成形品の外観による判別のほか、成形品の寸法や重量を
計測することにより判別するのが便利である。良品の場
合、その寸法や重量が一定しており、各ショットごとの
成形品の寸法や重量の変動が小さい、したがって、成形
品の品質の良否は、各ショットごとの成形品の寸法や重
量の変動をみることにより判別できる。 この後、設定器24に別の、すなわち2番目の保圧切換
圧力および保圧力を入力し、上述の過程と同じショット
を行ない、最終的に良品が成形されるまでのi回のショ
ットを繰り返す。すると、メモリ23のi個の各アドレ
スには、樹脂流入量および流量係数が記憶されているこ
とになり、設定器24にも保圧切換圧力および保圧力が
i組設定されていることになる。 i回目のショットにおける樹脂流入量、流量係数および
保圧力をそれぞれ基準樹脂流入量4、、基準流量係数7
.および基準保圧力5.とじ、i11回目のショット、
すなわち通常のショットを行う。以下にそのi+1回目
以降のショットについて説明する。 ステップ100からステップ104までの工程が、上述
の良品成形時までのショットと同様に行われ、設定器2
4に保圧切換圧力prlが設定されるとともに第(4)
式および第(5)式に基いて樹脂流入ff1q!”Iお
よび流量係数α1+lがCPU26により演算される。 そして、上述の操作ボタンをオンにせずオフの状態に維
持すると、デジタル入力部25には外部指令信号11a
が入力されず(ステップ105)、さらにCPU 26
にて現在のショットがi+1回目のショットと判断され
るので(ステップ109)、CPU26は、メモリ23
のi番目のアドレスを指定し、該アドレスに記憶されて
いる基準樹脂流入量q+aおよび基準流量係数71と、
設定器24のi番目の基準保圧力5.および保圧切換圧
カミ;。を読出し、ステップ104にて演算したi+1
番目のショットにおける樹脂流入量q!+1が前記基準
樹脂流入量q、に一致するように、第(9)式に基いて
設定保圧力p、を修正した後(ステップ110) 、上
述の比例電磁式リリーフ弁19にD/A変換器27を介
して修正後の保圧力prlに対応する7ナログ電圧信号
v0゜を出力し、該リリーフ弁19の開度を制御する(
ステップ112)。このことにより、油圧回路13およ
び油圧シリンダ6内には比例電磁式リリーフ弁19の開
度に対応する油圧力が発生し、該油圧力、すなわち上述
の修正後の保圧力pA41によりスクリュ4を前進させ
、金型キャビティ1aに溶融樹脂を圧入することができ
る。成形品が取出し可能な温度まで両金型り、lxを冷
却し、順次両金型11.12の型開きおよび成形品の取
出しを行い、良質の成形品を確認し、次のショットのた
め、加熱シリンダ3内の樹脂材料を可塑化する(ステッ
プ113)。 続いて、上述のi+1回目のショットと同様に、i+2
. i◆3.・・・n回のショットを順次行い、一連の
射出成形サイクルを完了する。 上記実施例においては、スクリュ4の移動速度Vlをス
クリュ速度センサ9を用いて直接検出しているものを示
したが、これに限られず、第2図に示すように、油圧ピ
ストン5あるいはスクリュ4の射出保圧過渡工程での移
動位置S、を検出する位置センサを設け、前記射出保圧
過渡工程開始時からの経過時間t、を検出し、これらの
検出値によりスクリュ4の移動速度Vlを求めてもよい
。 また、上記実施例において、スクリュ4の移動用動力源
として油圧発生源20を用いているが、これに限られず
、空気圧発生源を用いてもよい。 〔発明の効果J 本発明は、上記のとおり構成されているので、次に記載
するような効果を奏する。 請求項1および2に記載の発明においては、ショットご
との保圧工程初期における金型キャビティへの樹脂流入
量を演算し、該樹脂流入量が良品成形時の基準樹脂流入
量に一致するように設定保圧力を修正して保圧初期以降
の保圧工程の保圧力の制御を行うことにより、ショット
ごとの金型温度や樹脂温度の変動にかかわらず、ショッ
トごとの型内圧力の変動を抑制して、重量や寸法のバラ
ツキの少ない安定した品質の成形品を得ることができる
。 請求項3に記載の発明においては、上記保圧制御を容易
かつ確実に行うことができる。
第1図は本発明に係る射出成形機の一実施例の構成図、
第2図は本実施例における射出成形サイクルでの時間と
スクリュ位置、スクリュ前部室圧力および型内圧力の関
係を示す線図、第3図は本実施例における射出成形サイ
クルのフローチャートを示す図、第4図(a)、(b)
は従来の保圧制御方法による金型の要部断面図である。 pl・・・・スクリュ前部室圧力、 pl・・・保圧油圧力、 ql・・・樹脂流入量、1
)c・・・・型内圧力、 Qc・・・・体積収縮速
度、h・・・・上金型、 1□・・・・下金型
、1a・・・・金型キャビティ、lb・・・・ゲート部
、1c・・・・ランナ部、 ld・・・・スプル
部、2・・・・ノズル、 2a・・・・ノズル通
路、3・・・・加熱シリンダ、 3a・・・・スクリュ前部室、4・・・・スクリュ、4
a・・・・スプライン軸、 5・・・・油圧ピストン
、6・・・・油圧シリンダ、 7・・・・ホッパ、8
・・・・型内圧力センサ、8a・・・・型内圧力信号、
9・・・・スクリュ速度センサ、 9a・・・・スクリュ速度信号 10・・・・油圧力センサ、 8b、 9b、 10b・・・・・増幅器、3・・・・
油圧回路、 4a・・・出力軸、 6・・・・油圧ポンプ、 8・・・・油圧タンク、 9・・・・比例電磁式り 20・・・・油圧発生源、 21a、21b、21c=A/D変換器、0a・・・油
圧力信号、 1a・・・外部指令信号、 4・・・・オイルモータ、 5・・・・チエツク弁、 7・・・・電動機、 リーフ弁、 22・・・・変換データバッファ、 23・・・・メモリ、 24・・・・設定器、
25・・・・デジタル入力部、26・・・・CPU、2
7・・・・D/A変換器、 30・・・・制御装置、
100〜113・・・・・ステップ。
第2図は本実施例における射出成形サイクルでの時間と
スクリュ位置、スクリュ前部室圧力および型内圧力の関
係を示す線図、第3図は本実施例における射出成形サイ
クルのフローチャートを示す図、第4図(a)、(b)
は従来の保圧制御方法による金型の要部断面図である。 pl・・・・スクリュ前部室圧力、 pl・・・保圧油圧力、 ql・・・樹脂流入量、1
)c・・・・型内圧力、 Qc・・・・体積収縮速
度、h・・・・上金型、 1□・・・・下金型
、1a・・・・金型キャビティ、lb・・・・ゲート部
、1c・・・・ランナ部、 ld・・・・スプル
部、2・・・・ノズル、 2a・・・・ノズル通
路、3・・・・加熱シリンダ、 3a・・・・スクリュ前部室、4・・・・スクリュ、4
a・・・・スプライン軸、 5・・・・油圧ピストン
、6・・・・油圧シリンダ、 7・・・・ホッパ、8
・・・・型内圧力センサ、8a・・・・型内圧力信号、
9・・・・スクリュ速度センサ、 9a・・・・スクリュ速度信号 10・・・・油圧力センサ、 8b、 9b、 10b・・・・・増幅器、3・・・・
油圧回路、 4a・・・出力軸、 6・・・・油圧ポンプ、 8・・・・油圧タンク、 9・・・・比例電磁式り 20・・・・油圧発生源、 21a、21b、21c=A/D変換器、0a・・・油
圧力信号、 1a・・・外部指令信号、 4・・・・オイルモータ、 5・・・・チエツク弁、 7・・・・電動機、 リーフ弁、 22・・・・変換データバッファ、 23・・・・メモリ、 24・・・・設定器、
25・・・・デジタル入力部、26・・・・CPU、2
7・・・・D/A変換器、 30・・・・制御装置、
100〜113・・・・・ステップ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、流体圧シリンダ(6)によりスクリュ(4)が移動
される射出成形機を使用し、充填工程の速度制御を射出
開始時からスクリュ(4)が予め設定された設定位置に
移動するまで行い、前記スクリュ(4)が前記設定位置
に移動したとき圧力制御に切換え、続いて、保圧工程を
行う射出成形方法において、 良品成形時に得た保圧工程初期における金型キャビティ
(1a)への樹脂流入量、流量係数および保圧力を、基
準樹脂流入量(@q_@m)、基準流量係数(@α@_
i)および基準保圧力(@p@_m)としてそれぞれ予
め設定しておき、前記充填工程における圧力制御時のス
クリュ(4)の移動速度(v_i)、型内圧力(p_c
)およびスクリュ前部室圧力(p_i)または前記流体
圧シリンダ(6)の内圧力(p_m)を検出し、これら
の検出値に基いて保圧工程初期における金型キャビティ
(1a)への樹脂流入量および溶融樹脂の流量係数を演
算し、該樹脂流入量が前記基準樹脂流入量(@q@_m
)に一致するように設定保圧力(p_m)を修正して保
圧初期以降の保圧工程の保圧力の制御を行うことを特徴
とする射出成形機の保圧制御方法。 2、スクリュ(4)の移動速度(v_i)を、圧力制御
開始時からの時間経過(t_m)とスクリュ(4)の移
動位置(s_m)とから計算する請求項1記載の射出成
形機の保圧制御方法。 3、流体圧シリンダ(6)によりスクリュ(4)が移動
され、充填工程の速度制御を射出開始時からスクリュ(
4)が予め設定された設定位置に移動するまで行い、前
記スクリュ(4)が前記設定位置に移動したとき圧力制
御に切換え、続いて、保圧工程を行う射出成形機におい
て、 前記流体圧シリンダ(6)に、該流体圧シリンダ(6)
の内圧力を調節可能な圧力制御手段(19)を介して流
体圧発生源(20)を接続し、また、スクリュ(4)の
移動速度(v_i)を検出する速度センサ(9)、型内
圧力(p_c)を検出する圧力センサ(8)および流体
圧シリンダ(6)と前記圧力制御手段(19)間の流体
圧力(p_m)を検出する流体圧力センサ(10)をそ
れぞれ設けるとともに、良品の成形時に得た保圧工程初
期における金型キャビティ(1a)への樹脂流入量およ
び流量係数を基準樹脂流入量(@q@_m)および基準
流量係数(@a@_i)としてそれぞれ予め記憶するた
めのメモリ(23)と、前記保圧工程初期における保圧
力を基準保圧力(@p@_m)として予め設定するため
の設定器(24)とを備え、各センサ(8、9、10)
の出力信号(8a、9a、10a)を入力することによ
り保圧工程初期における金型キャビティ(1a)への樹
脂流入量および溶融樹脂の流量係数を演算し、該樹脂流
入量が前記基準樹脂流入量(@q@_m)に一致するよ
うに設定保圧力(p_m)を修正して前記圧力制御手段
(19)を制御する制御装置(30)を設けたことを特
徴とする射出成形機の保圧制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19798289A JPH0363117A (ja) | 1989-08-01 | 1989-08-01 | 射出成形機の保圧制御方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19798289A JPH0363117A (ja) | 1989-08-01 | 1989-08-01 | 射出成形機の保圧制御方法およびその装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0363117A true JPH0363117A (ja) | 1991-03-19 |
JPH0544895B2 JPH0544895B2 (ja) | 1993-07-07 |
Family
ID=16383547
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19798289A Granted JPH0363117A (ja) | 1989-08-01 | 1989-08-01 | 射出成形機の保圧制御方法およびその装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0363117A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0516200A (ja) * | 1991-07-08 | 1993-01-26 | Toyo Mach & Metal Co Ltd | 射出成形機の射出制御方法 |
JP2020082367A (ja) * | 2018-11-15 | 2020-06-04 | 東洋機械金属株式会社 | 射出成形機およびその制御方法 |
-
1989
- 1989-08-01 JP JP19798289A patent/JPH0363117A/ja active Granted
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0516200A (ja) * | 1991-07-08 | 1993-01-26 | Toyo Mach & Metal Co Ltd | 射出成形機の射出制御方法 |
JP2020082367A (ja) * | 2018-11-15 | 2020-06-04 | 東洋機械金属株式会社 | 射出成形機およびその制御方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0544895B2 (ja) | 1993-07-07 |
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