JPH0565516U - 射出成形機の製品良否判定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 成形材料に応じた充填時間を基準として成形
品の良否判定を行うことにより、成形品質を向上させ射
出成形の自動化を図る。 【構成】 金型１内への成形材料の注入を開始する信号
と当該成形材料の注入を終了する信号とを取り込む入力
部２と、この入力部に取り込まれた注入開始時と注入終
了時との差を演算する充填時間演算部３と、前記成形材
料に応じた金型内への基準充填時間を予め記憶させてお
く許容充填時間設定部４と、前記充填時間演算部で演算
された実際の充填時間が前記許容充填時間設定部に記憶
されている時間の範囲内にあるか否かを判断し、許容時
間外であるときは不良品としての信号を良否表示部６に
出力する判定部５とを有する。判定部で判断された結
果、実際の充填時間が許容時間外である場合は、当該判
定部から射出成形機の成形条件を修正させる信号を出力
する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、射出成形機の製品良否判定装置に係わり、特に、金型内への成形材 料の充填時間を基準にして製品の良否を判定する射出成形機の製品良否判定装置 に関する。

【０００２】

【従来の技術】

射出成形は、加熱溶融したプラスチックスあるいはゴムなどの成形材料を金型 内に射出充填し、冷却後成形品として取り出すことにより行われる。この射出成 形を行うための射出成形機は、成形材料を加熱溶融する可塑化装置、成形材料を 射出する射出装置、金型を保持して開閉および締め付けを行う型締め装置、およ びこれら各装置の作動を自動制御するための制御装置などで構成されている。 従来の射出成形機は、図３に示すように、成形材料をノズル７から上型１ａと 下型１ｂとの間に形成されたキャビティ８内に注入するための押出機９を有して いる。この押出機９は、内部に射出スクリュー１０が軸方向移動自在に挿入され た加熱シリンダ１１を有しており、この加熱シリンダ１１には、温度制御された 加熱媒体を流すための流路１２が形成され、射出スクリュー１０の回転によって 加熱シリンダ内部に導入される成形材料を加熱して成形材料の可塑化状態を維持 するようになっている。

【０００３】 一方、射出スクリュー１０は、図示しないスクリュー駆動用油圧モータで回転 しながら射出用油圧シリンダ１４の進退移動によって加熱シリンダ１１内を移動 する。また、この射出用油圧シリンダ１４を駆動させる油圧装置１３は、可変容 量ポンプ１５と、この可変容量ポンプ１５から圧送される圧力流体の圧送方向を 切り替えるための方向切替え弁（不図示）と、圧力流体の圧力を所定圧に保つた めの電磁リリーフ弁（不図示）とから構成されており、これら油圧装置１３を構 成する機器の駆動制御は制御装置１６により行われる。 このような射出成形機で射出成形を行うには、押出機９全体を上型１ａに近づ け、押出機のノズル７をキャビティ８の注入口１７に当接させて、射出用油圧シ リンダ１４を駆動させ、射出スクリュー１０をノズル方向に移動させてノズル７ からキャビティ８内に成形材料を押し出し注入する。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、射出行程は充填行程と保圧行程とに大別できるが、従来の射出成形 機の充填行程から保圧行程への切り替え制御については、射出スクリュー１０を ノズル方向に押し出す際に、この射出スクリューの押し出し位置を位置センサ１ ８で検出し、予め設定した押し出し位置に射出スクリューが来たときに、油圧装 置１３によって射出スクリューに作用させる油圧力を変化せしめ、保圧行程に切 り替えるようにしている。

【０００５】 しかしながら、充填行程において所定の時間内に材料の充填が完了しない場合 、すなわち、充填時間が長過ぎると、溶融材料は金型からの熱影響を受けながら キャビティ内を流れるので、流れ不良や、材料の合流部における接合が不十分な ジョイント不良などが発生する。このような流れ不良やジョイント不良の発生に よって成形品の剛性が低下したり外観品質が低下したりする。 一方、充填行程において充填時間が短すぎると、つまり、射出速度が早すぎる と溶融材料がキャビティ内を流れるときに生じる摩擦熱等によってジェッティン グが発生しやすくなる。

【０００６】 したがって、充填行程ではキャビティ容積に対して１００％の充填を行うと同 時に、所定の時間内（以下、許容充填時間と称する）に充填を完了する必要があ るものの、従来では、充填に要する時間については特に監視することがなく作業 者の経験等に基づいて成形条件を設定していたので、成形条件の判断や成形条件 の設定錯誤によって不良品が多発するおそれがあった。 特に、プラスチックスやゴム材料などの粘弾性材料では、材料の製造ロット差 によって粘度等が変動して射出速度が変動し、このような物性変化により充填時 間に変動が生じることが少なくない。

【０００７】 本考案は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、成形材 料に応じた充填時間を基準として成形品の良否判定を行うことにより、成形品質 を向上させ、射出成形の自動化を図ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案の射出成形機の製品良否判定装置は、金型 内に成形材料を注入して成形を行う射出成形機において、前記金型内への成形材 料の注入を開始する信号と当該成形材料の注入を終了する信号とを取り込む入力 部と、この入力部に取り込まれた注入開始時と注入終了時との差を演算する充填 時間演算部と、前記成形材料に応じた金型内への基準充填時間を予め記憶させて おく許容充填時間設定部と、前記充填時間演算部で演算された実際の充填時間が 前記許容充填時間設定部に記憶されている時間の範囲内にあるか否かを判定し、 許容時間外であるときは不良品としての信号を良否表示部に出力する判定部とを 有することを特徴としている。 判定部で判断された結果、実際の充填時間が許容時間外である場合は、当該判 定部から射出成形機の成形条件を修正させる信号を出力することが好ましい。

【０００９】

【作用】

プラスチックスやゴムなどの粘弾性材料を射出成形する場合、製造ロット差に よって物性が変動し、これにより射出充填時間が変動しても、材料種類に応じた 適切な基準射出充填時間は変動することがない。この知見に基づいて、成形しよ うとする材料の基準射出充填時間を計測しておき、これを許容充填時間として許 容充填時間設定部に記憶させておく。 射出成形の材料充填を開始すると、入力部にこの材料注入の開始信号が入力さ れ、続いて材料充填を完了すると入力部に材料注入の終了信号が入力される。こ れら入力部に取り込まれた注入開始時と注入終了時との差を充填時間演算部で演 算して求め、実際の充填時間として判定部に出力する。

【００１０】 この判定部では、充填時間演算部によって求められた実際の充填時間が、予め 許容充填時間設定部に記憶されている許容充填時間の範囲内にあるか否かを判定 する。仮に、実際の充填時間が許容充填時間外であるときは、良否表示部にこの 成形工程により得られる製品は不良品である旨の信号を出力して作業者等に注意 を喚起する。 また同時に、判定部で判断された結果、実際の充填時間が許容時間外である場 合は、当該判定部から射出成形機の成形条件を修正させる信号を出力すれば、成 形工程の自動化を図りながら成形品質を向上させることができる。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。 図１は本考案の一実施例に係る射出成形機の製品良否判定装置を示す装置構成 図、図２は同実施例の制御手順を示すフローチャートである。 まず、本考案の一実施例に係る製品良否判定装置を適用する射出成形機につい て説明するが、本考案の製品良否判定装置はこの射出成形機にのみ限定されるこ となく他の成形機についても適用することができる。

【００１２】 本実施例に係る射出成形機は、金型およびこの金型を開閉して締め付けるため の型締め装置、材料を金型に注入するための押出機、材料を可塑化するための可 塑化装置、および、これらの各装置の動作を自動制御するための制御装置とから 構成されている。 金型は上型１ａと下型１ｂとからなり、これら上下型１ａ，１ｂが組み合わさ れることにより内部にキャビティ８が形成される。上型１ａおよび下型１ｂは、 それぞれ加熱盤２１ａ，２１ｂおよび断熱盤２２ａ，２２ｂを介してダイプレー ト２３ａ，２３ｂに装着されており、一方のダイプレートが他方のダイプレート に対して接近離反移動可能に構成されている。本実施例では、下ダイプレート２ ３ｂを固定して上ダイプレート２３ａを上下移動可能に構成してある。そして、 上型１ａに形成された注入口１７に押出機９のノズル７の先端を当接させるため 、加熱盤２１ａ、断熱盤２２ａおよびダイプレート２３ａにはそれぞれノズル７ を通すための貫通孔２４が形成されている。このように上下のダイプレートを接 近離反移動させると共に、このダイプレートに固定された金型が射出圧力によっ て押し開かれないように当該金型を締め付けておくのが型締め装置２５であり、 型締めシリンダー等により構成されている。

【００１３】 押出機９は、成形材料をノズル７から上型１ａと下型１ｂとの間に形成された キャビティ８内に注入するための装置であり、内部に射出スクリュー１０が軸方 向移動自在に挿入された加熱シリンダ１１を有している。加熱シリンダ１１には 、温度制御された加熱媒体を流すための流路１２が形成されており、射出スクリ ュー１０の回転によって加熱シリンダ内部に導入される成形材料を加熱して成形 材料の可塑化状態を維持する可塑化装置１９を構成している。この可塑化装置１ ９の駆動制御は制御装置２０により行われる。 また、この加熱シリンダ１１には、成形材料を加熱シリンダ１１内に供給する ホッパー２６が接続されている。

【００１４】 一方、射出スクリュー１０は、図示しないスクリュー駆動用油圧モータで回転 しながら射出用油圧シリンダ１４の進退移動によって加熱シリンダ１１内を移動 する。また、この射出用油圧シリンダ１４を駆動させる油圧装置１３は、可変容 量ポンプ（不図示）と、この可変容量ポンプ１５から圧送される圧力流体の圧送 方向を切り替えるための方向切替え弁（不図示）と、圧力流体の圧力を所定圧に 保つための電磁リリーフ弁（不図示）とから構成されており、これら油圧装置１ ３を構成する機器の駆動制御は制御装置２０により行われる。 図１において符号「１８」は位置センサであり、射出スクリュー１０の軸方向 の位置を検出して制御装置２０に出力する。

【００１５】 このような射出成形機で射出成形を行うには、押出機９全体を上型１ａに近づ け、押出機のノズル７をキャビティ８の注入口１７に当接させて、射出用油圧シ リンダ１４を駆動させ、射出スクリュー１０をノズル方向に移動させてノズル７ からキャビティ８内に成形材料を押し出し注入する。 射出行程は、材料をキャビティ内に充填する充填行程と射出圧力を一定に保持 する保圧行程とからなり、充填行程では、キャビティ内に成形材料を１００％充 填する必要があるため、キャビティ容積と成形材質に応じた射出スクリュー１０ の移動量を予め測定している。そして、上述した位置センサ１８によって成形材 料の充填開始位置と充填終了位置とが検出され制御装置２０に出力されて保圧行 程への切り替えタイミング等が制御されるようになっている。 なお、本考案の製品良否判定装置は、充填行程の射出速度・圧力を多段階制御 する射出成形機に適用することも可能である。

【００１６】 本実施例の製品良否判定装置では、射出成形機の制御装置２０に取り込まれた 充填開始信号と充填終了信号とを利用して、これらの信号を取り込む入力部２を 有している。また、この入力部２に取り込まれた充填開始信号と充填終了信号と の時間差を演算して実際の充填時間を求める充填時間演算部３を有している。 本実施例に係る許容充填時間設定部４には、予め成形しようとする材料の基準 射出充填時間を各金型毎に計測しておき、これを許容充填時間として入力してお く。例えば、最短許容充填時間が２秒、最長許容充填時間が４秒であるときは、 許容充填時間は２〜４秒となる。

【００１７】 一方、判定部５は、充填時間演算部３で求められた実際の成形工程における充 填時間と、許容充填時間設定部４に予め入力されている許容充填時間とを比較し て、実際の充填時間が許容充填時間内にあるか否かを判断する。そして、例えば 許容充填時間が２〜４秒で、実際の充填時間が５秒である場合には、充填行程の 実際の時間が最長許容充填時間を越えているので、流れ不良やジョイント不良な どの製品不良が懸念され、したがって、このショットにより得られた成形品を不 良品と認識して良否表示部６に不良品である旨の信号を出力する。逆に、実際の 充填時間が許容充填時間内にある場合には、良否表示部６に良品である旨の信号 を出力する。このような良否の表示を行う良否表示部６は、電光表示盤あるいは 警告ランプなど、成形品の良否が作業者等に喚起できる手段であれば良い。

【００１８】 また、本実施例では、判定部５により判断された結果、不良品が発生すると、 射出成形機の制御装置２０にフィードバック信号を出力するようにしている。例 えば、実際の充填時間が最短許容充填時間より短い場合には、制御装置２０を介 して油圧装置１３に信号を出力し、射出用油圧シリンダ１４の前進移動速度を減 少させる。逆に、実際の充填時間が最長許容充填時間より長い場合には、制御装 置２０を介して油圧装置１３に信号を出力し、射出用油圧シリンダ１４の前進移 動速度を増加させる。 なお、本考案では、判定部５から制御装置２０にフィードバック信号を出力す ることを省略して、良否表示部６を見た作業者が射出成形機の制御装置２０を操 作するようにしても良い。

【００１９】 次に、図２に示すフローチャートを参照しながら、本実施例の製品良否判定装 置の作用を説明する。 プラスチックスやゴムなどの粘弾性材料を射出成形する場合、製造ロット差に よって粘度などの物性が変動し、これにより射出充填時間も変動する。しかしな がら、材料種類に応じた適切な基準射出充填時間は予め求めておくことができ、 この基準射出充填時間は上記のような物性の変動に影響されることはない。 本実施例では、この知見に基づいて、成形しようとする材料の基準射出充填時 間を予め計測しておき、これを許容充填時間として許容充填時間設定部４に入力 しておく（ステップ１）。例えば、最短許容充填時間ｔ₀ を２秒、最長許容充填 時間ｔ₁ を４秒とする。

【００２０】 射出成形の材料充填を開始すると、射出成形機の位置センサ１８から制御装置 ２０に射出開始位置の信号が入力され、この制御装置２０から入力部４に材料注 入の開始信号が入力される（ステップ２）。続いて材料充填を完了すると、同じ く射出成形機の位置センサ１８から制御装置２０に射出終了位置の信号が入力さ れ、この制御装置２０から入力部２に材料注入の終了信号が入力される（ステッ プ３）。 この入力部２に取り込まれた注入開始時間と注入終了時間との時間差ｔを充填 時間演算部３で演算して求め、実際の充填時間ｔとして判定部５に出力する（ス テップ４）。

【００２１】 この判定部５では、充填時間演算部３によって求められた実際の充填時間ｔが 、予め許容充填時間設定部４に入力されている許容充填時間の範囲内ｔ₀ 〜ｔ₁ にあるか否かを判断する（ステップ５）。 仮に、実際の充填時間が５秒であったり１秒であったりしたときは、許容充填 時間の範囲外であるので、良否表示部６に、このショットにより得られる製品は 不良品である旨の信号を出力して作業者等に注意を喚起する（ステップ７）。

【００２２】 また、このとき同時に、当該判定部５から射出成形機の制御装置２０に成形条 件を修正させる信号を出力する（ステップ８）。例えば、実際の充填時間ｔが最 短許容充填時間ｔ₀ より短い場合には、射出速度が早すぎてジェッティングなど の不具合が懸念されることから、制御装置２０を介して油圧装置１３に信号を出 力し、射出用油圧シリンダ１４の前進移動速度を減少させる。逆に、実際の充填 時間ｔが最長許容充填時間ｔ₁ より長い場合には、流れ不良やジョイント不良な どの不具合が懸念されることから、制御装置２０を介して油圧装置１３に信号を 出力し、射出用油圧シリンダ１４の前進移動速度を増加させる。 なお、実際の充填時間ｔが許容充填時間内ｔ₀ 〜ｔ₁ にある場合には、良否表 示部に良品である旨の信号を出力する（ステップ６）。

【００２３】 このように、本実施例の製品良否判定装置によれば、製品の良否を充填時間に よって判断することができ、成形工程の自動化を図りながら成形品質を向上させ 不良率を低減することができる。 なお、上述した実施例では、本考案の製品良否判定装置を射出成形機と別体に 設けた具体例を示したが、本考案はこれにのみ限定されることなく、例えば射出 成形機の制御装置内に本考案の製品良否判定装置を内蔵するように構成しても良 い。

【００２４】

【考案の効果】

本考案によれば、金型内への成形材料の注入開始と注入終了との信号を入力部 に取り込み、これら注入開始時と注入終了時との差を充填時間演算部で演算して 実際の充填時間を求め、この実際の充填時間が、予め許容充填時間設定部に記憶 されている許容充填時間の範囲内にあるか否かを判定部で判断し、許容時間外で あるときは不良品と認識して良否表示部に出力するように構成したので、成形材 料に応じて良品、不良品の判断を自動的に行うことができる。その結果、良品、 不良品の選別工程を省略することができ、これにより成形品のコストダウンを図 ることが可能となる。 また、実際の充填時間が許容時間外であるときに射出成形機の成形条件を修正 させるように判定部から信号を出力すれば、不良品の発生を自動的に抑制するこ とができる。したがって、成形工程の自動化に加えて無人化が可能となる。

【提出日】平成５年５月１９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００２

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００２】

【従来の技術】

射出成形は、加熱溶融したプラスチックスあるいはゴムなどの成形材料を金型 内に射出充填し、固化後成形品として取り出すことにより行われる。この射出成 形を行うための射出成形機は、成形材料を加熱溶融する可塑化装置、成形材料を 射出する射出装置、金型を保持して開閉および締め付けを行う型締め装置、およ びこれら各装置の作動を自動制御するための制御装置などで構成されている。 従来の射出成形機は、図３に示すように、成形材料をノズル７から上型１ａと 下型１ｂとの間に形成されたキャビティ８内に注入するための押出機９を有して いる。この押出機９は、内部に射出スクリュー１０が軸方向移動自在に挿入され た加熱シリンダ１１を有しており、この加熱シリンダ１１には、温度制御された 加熱媒体を流すための流路１２が形成され、射出スクリュー１０の回転によって 加熱シリンダ内部に導入される成形材料を加熱して成形材料の可塑化状態を維持 するようになっている。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１４】 一方、射出スクリュー１０は、図示しないスクリュー駆動用油圧モータで回転 しながら射出用油圧シリンダ１４の進退移動によって加熱シリンダ１１内を移動 する。また、この射出用油圧シリンダ１４を駆動させる油圧装置１３は、可変容 量ポンプ（不図示）と、この可変容量ポンプから圧送される圧力流体の圧送方向 を切り替えるための方向切替え弁（不図示）と、圧力流体の圧力を所定圧に保つ ための電磁リリーフ弁（不図示）とから構成されており、これら油圧装置１３を 構成する機器の駆動制御は制御装置２０により行われる。 図１において符号「１８」は位置センサであり、射出スクリュー１０の軸方向 の位置を検出して制御装置２０に出力する。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】 射出成形の材料充填を開始すると、射出成形機の位置センサ１８から制御装置 ２０に射出開始位置の信号が入力され、この制御装置２０から入力部２に材料注 入の開始信号が入力される（ステップ２）。続いて材料充填を完了すると、同じ く射出成形機の位置センサ１８から制御装置２０に射出終了位置の信号が入力さ れ、この制御装置２０から入力部２に材料注入の終了信号が入力される（ステッ プ３）。 この入力部２に取り込まれた注入開始時間と注入終了時間との時間差ｔを充填 時間演算部３で演算して求め、実際の充填時間ｔとして判定部５に出力する（ス テップ４）。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係る射出成形機の製品良否
判定装置を示す装置構成図である。

【図２】同実施例の制御手順を示すフローチャートであ
る。

【図３】従来の射出成形機を示す装置構成図である。

【符号の説明】

１…金型 １ａ…上型 １ｂ…下型 ２…入力部 ３…充填時間演算部 ４…許容充填時間設定部 ５…判定部 ６…良否表示部 ７…ノズル ８…キャビティ ９…押出機 １０…射出用スクリュー １１…加熱シリンダ １２…流路 １３…油圧装置 １４…射出用油圧シリンダ １５…可変容量ポンプ １６…制御装置 １７…注入口 １８…位置センサ １９…可塑化装置 ２０…制御装置 ２１ａ，２１ｂ…加熱盤 ２２ａ，２２ｂ…断熱盤 ２３ａ，２３ｂ…ダイプレート ２４…貫通孔 ２５…型締め装置

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【手続補正書】

【提出日】平成５年５月１９日

【手続補正５】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【手続補正６】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】金型内に成形材料を注入して成形を行う射
   出成形機において、 前記金型内への成形材料の注入を開始する信号と当該成
   形材料の注入を終了する信号とを取り込む入力部と、 この入力部に取り込まれた注入開始時と注入終了時との
   差を演算する充填時間演算部と、 前記成形材料に応じた金型内への基準充填時間を予め記
   憶させておく許容充填時間設定部と、 前記充填時間演算部で演算された実際の充填時間が前記
   許容充填時間設定部に記憶されている時間の範囲内にあ
   るか否かを判定し、許容時間外であるときは不良品とし
   ての信号を良否表示部に出力する判定部とを有すること
   を特徴とする射出成形機の製品良否判定装置。
2. 【請求項２】前記判定部で判断された結果、実際の充填
   時間が許容時間外である場合は、当該判定部から射出成
   形機の成形条件を修正させる信号を出力することを特徴
   とする請求項１に記載の射出成形機の製品良否判定装
   置。