JPH06851A

JPH06851A - 成形機

Info

Publication number: JPH06851A
Application number: JP16306192A
Authority: JP
Inventors: Susumu Miura; 進三浦
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1992-06-22
Filing date: 1992-06-22
Publication date: 1994-01-11

Abstract

(57)【要約】【目的】保圧工程中のスクリューの位置を知って、成
形不良の原因を的確に分析できるようにする。【構成】加熱シリンダー11内のスクリュー15は、電動
式サーボモーター22の駆動により前進、後退する。射出
工程では、スクリュー15を速度および位置で制御する。
保圧工程では、圧力および時間で制御する。スクリュー
15の位置をパルスジェネレーターを介して検出する。検
出した位置を記憶手段27に記憶し、ディスプレー42に数
秒間以上表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、樹脂成形に用いられる
成形機に係わり、特に、成形動作についての情報の表示
に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、インラインスクリュー式の射出
成形機においては、外周面にバンドヒーターを設けた容
器としての加熱シリンダー内に押圧部材としてのスクリ
ューを設けている。このスクリューは、油圧シリンダー
装置あるいは電動式サーボモーターなどの駆動源によ
り、回転するとともに、軸方向にも移動するものであ
る。そして、成形に際しては、射出成形機において、ま
ず計量工程が行われる。この計量工程においては、ホッ
パーから加熱シリンダー内に供給された熱可塑性樹脂の
パレットが、バンドヒーターによる加熱と、スクリュー
の回転に伴う剪断力とにより溶融する。こうして溶融す
る樹脂は、スクリューが回転しながら後退することによ
り、加熱シリンダー内の先端部に所定量溜められる。そ
の後、射出工程に移るが、射出工程においては、スクリ
ューが前進して加熱シリンダー内の溶融樹脂がこの加熱
シリンダーの先端部のノズルから射出される。このノズ
ルは金型に接続されており、ノズルから射出された樹脂
は、金型内のキャビティに充填される。ついで、保圧工
程となるが、保圧工程においては、スクリューに対し前
方へのある程度の圧力が加えられる。これにより、キャ
ビティからの溶融樹脂の逆流が防止されるとともに、キ
ャビティ内での溶融樹脂の冷却による収縮分の樹脂がキ
ャビティ内に補充される。保圧工程の終了後には、再び
計量工程となる。なお、前記射出工程において、スクリ
ューは、例えば速度と位置とに応じて制御される。すな
わち、数段階に分けて、スクリューが設定速度で設定位
置まで前進する。また、前記保圧工程において、スクリ
ューは、例えば圧力と時間とに応じて制御される。すな
わち、数段階に分けて、スクリューに設定時間の間設定
圧力が加えられる。

【０００３】このような射出成形機においては、操作・
表示ユニットの表示部に、前記設定速度、設定位置、設
定時間および設定圧力やそれらの実測値などが表示でき
るようになっている。例えば、スクリューの実測位置も
保圧工程時を含めてデジタル表示により常時表示可能で
ある。しかしながら、従来の射出成形機では、刻々と変
わるスクリューの位置をそのまま追従して、その位置の
表示も刻々と変わるようになっており、一つの位置の表
示は瞬時のみである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、特にマイク
ロフロッピーディスク用ディスケットの成形のように超
精密な成形の場合、十分な製品の品質を得るために、保
圧時の圧力や時間の設定が重要である。例えば保圧時の
圧力が高すぎると、ばりの発生やスキン層の破れなどを
きたし、一方、保圧時の圧力が低すぎると、ひけの発生
をきたしたりする。このような成形不良の原因を分析す
るには、スクリューの位置などが分かるとよい。すなわ
ち、スクリューの位置を含めて分析を行うことにより、
成形不良の原因が、設定圧力や時間にあるのか、あるい
は、金型に問題があるのか、製品の設計に問題があるの
かなどがわかるようになる。ところが、前記従来の射出
成形機では、スクリューの位置が表示されるにしても、
この表示は、刻々と変わるスクリューの位置をそのまま
追従して刻々と変わるようになっているので、実際に読
み取ることは不可能であり、結局保圧工程中のスクリュ
ーの位置はわからず、データとして利用できない問題が
あった。

【０００５】本発明は、このような問題点を解決しよう
とするもので、保圧工程時におけるスクリューなどの押
圧部材の位置をデータとして利用できるようにすること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、容器と、この容器内に前進および後退自
在に設けられた押圧部材と、この押圧部材を駆動する駆
動源とを備え、前記容器内の樹脂材料を前記押圧部材に
より押圧して金型内のキャビティへ射出する射出工程
と、この射出工程後に前記容器内の樹脂材料を前記押圧
部材により押圧して前記キャビティ内の樹脂を加圧する
保圧工程とを行う成形機において、前記押圧部材の位置
を検出する位置検出手段と、保圧工程時にこの位置検出
手段により検出された前記押圧部材の位置を記憶する記
憶手段と、この記憶手段に記憶された前記保圧工程時の
押圧部材の位置を表示する表示手段とを備えたものであ
る。

【０００７】

【作用】本発明の成形機では、成形時、射出工程におい
て、容器内の樹脂材料を押圧部材により押圧して、金型
内のキャビティへ射出し、このキャビティ内に充填す
る。ついで、保圧工程において、容器内の樹脂材料を押
圧部材により押圧して、キャビティ内の樹脂を加圧し、
このキャビティからの樹脂の逆流を防止するとともに、
キャビティ内での収縮分の樹脂を補充する。そして、位
置検出手段が押圧部材の位置を検出しているが、特に保
圧工程中の所定時点の押圧部材の位置が記憶手段に記憶
され、この記憶された押圧部材の位置が表示手段より表
示される。この押圧部材の位置の表示は、所定時間続け
る。これにより、保圧工程における押圧部材の位置をデ
ータとして利用できるようにする。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の成形機の一実施例について、
図面を参照しながら説明する。この実施例の成形機は、
インラインスクリュー式の射出成形機である。図１にお
いて、１は固定側プラテン、２はタイバー、３は可動側
プラテンである。この可動側プラテン３は、型締機構４
の駆動によりタイバー２に沿って移動し、前記固定側プ
ラテン１に対して接近および離反するものである。前記
固定側プラテン１は、金型のうちの固定型６が取付けら
れるものであり、前記可動側プラテン３は、金型のうち
の可動型７が取付けられるものである。これら固定型６
と可動型７とは、可動側プラテン３の移動に伴って開閉
し、型締時に内部に製品形状のキャビティ８を形成する
ものである。また、このキャビティ８を外部に連通させ
るスプルー９が固定型６に形成されている。なお、図１
には概略的に表しているが、前記金型は、実際には、ホ
ットランナー金型などの複雑なものである。

【０００９】11は容器としての加熱シリンダーで、この
加熱シリンダー11は、固定側プラテン１に対して可動側
プラテン３と反対側に位置しており、前記固定型６のス
プルー９に接続されるノズル12を左側先端部に有してい
る。また、加熱シリンダー11には、バンドヒーター13が
外周面に設けられているとともに、ホッパー14が右部上
側に設けられている。そして、前記加熱シリンダー11内
には、押圧部材としてのスクリュー15が図示左右方向へ
摺動自在に嵌合されている。このスクリュー15は、歯車
列16を介してモーター17の出力軸に軸方向へは移動可能
に連結されており、このモーター17により回転駆動され
るものである。また、前記スクリュー15は、スラストベ
アリング18を介してスライダー19に回転自在に連結され
ているが、このスライダー19にボールスクリューねじ20
が螺貫されている。このボールスクリューねじ20は、歯
車列21を介して駆動源としての電動式サーボモーター22
の出力軸に連結されている。この構成により、サーボモ
ーター22の出力軸が回転すると、この回転が歯車列21を
介してボールスクリューねじ20に伝達されるとともに、
このボールスクリューねじ20の回転に伴い、スライダー
19とともにスクリュー15が前進または後退するものであ
る。前記サーボモーター22には、その制御のために、Ｃ
ＰＵ23がサーボアンプ24を介して接続されている。ま
た、前記スラストベアリング18部分には、スクリュー15
に加わる圧力を検出するためのロードセル25が組み込ま
れており、このロードセル25には、前記ＣＰＵ23がロー
ドセルアンプ26を介して接続されている。さらに、前記
ＣＰＵ23には、記憶手段27および表示手段28も接続され
ている。これら記憶手段27および表示手段28について
は、後に詳述する。

【００１０】つぎに、前記サーボアンプ24につき、図２
に基づいて説明する。31はデジタル制御部で、このデジ
タル制御部31は、パルス整形・方向判別手段32、偏差カ
ウンター33およびＤ／Ａ変換器34からなっている。さら
に、35はモーター制御部である。36はモジュラーサーボ
モーターで、このモジュラーサーボモーター36は、前記
サーボモーター22にタコジェネレーター37およびパルス
ジェネレーター38が組み付けられたものである。前記ロ
ードセル25は、加熱シリンダー11ないし型６，７内の樹
脂よりスクリュー15を介して加わる圧力を検出し、検出
値をロードセルアンプ26を介してＣＰＵ23へ出力するも
のである。前記デジタル制御部31は、パルス整形・方向
判別手段32において、ＣＰＵ23からの指令パルス信号と
指令符号信号とを入力するとともに、パルスジェネレー
ター38から位置フィードバック信号を入力する。この位
置フィードバック信号は、スクリュー15の前進および後
退方向における位置に対応している。そして、前記デジ
タル制御部31は、偏差カウンター33により指令パルス信
号と位置フィードバック信号との偏差を求め、指令パル
ス信号と位置フィードバック信号とに応じた速度指令信
号をＤ／Ａ変換器34を介してモーター制御部35に出力す
るものである。このモーター制御部35は、タコジェネレ
ーター37から速度フィードバック信号を入力し、この速
度フィードバック信号と前記速度指令信号との偏差を求
め、それに応じてサーボモーター22を制御するものであ
る。すなわち、サーボモーター22の速度が速度指令信号
に対応したものとなるように制御するものである。

【００１１】前述のように、パルスジェネレーター38
は、スクリュー15の位置を検出する位置検出手段となっ
ているが、特に保圧工程中の所定時点で検出されたスク
リュー15の位置が記憶手段27に記憶され、この記憶され
たスクリュー15の位置が表示手段28により表示されるも
のである。この表示手段28は、例えば、固定側プラテン
１の側方などに設けられた図３に示すような操作・表示
ユニット41にあるディスプレー42である。そして、前記
保圧工程において記憶されたスクリュー15の位置は、人
間が読み取れる十分な時間、例えば、検出時から一成形
サイクルの終了まで数秒間表示されるようになってい
る。なお、前記スクリュー15の位置の表示は、プリンタ
ーにより紙に印刷するなどして行うことも、もちろん可
能である。

【００１２】つぎに、前記の構成について、その作用を
説明する。成形に際し、射出成形機においては、計量工
程と射出工程と保圧工程とが繰り返される。計量工程に
おいては、ホッパー14から加熱シリンダー11内に供給さ
れた熱可塑性樹脂のパレットが、バンドヒーター13によ
る加熱と、スクリュー15の回転に伴う剪断力とにより溶
融する。こうして溶融する樹脂は、スクリュー15がモー
ター17の駆動により回転しながらモーター22の駆動によ
り後退することにより、加熱シリンダー11内の先端部に
所定量溜められる。計量工程後の射出工程においては、
スクリュー15が前進し、このスクリュー15により押圧さ
れて加熱シリンダー11内の溶融樹脂がこの加熱シリンダ
ー11の先端部のノズル12から射出される。射出工程の開
始前に型締されており、ノズル12から射出された樹脂
は、固定型６と可動型７との間に形成されたキャビティ
８に充填される。射出工程後の保圧工程においては、ス
クリュー15に対し前方へのある程度の圧力が加えられ
て、加熱シリンダー11内の先端部の溶融樹脂が押圧され
る。これにより、キャビティ８内の樹脂が加圧されて、
キャビティ８からの溶融樹脂の逆流が防止されるととも
に、キャビティ８内での溶融樹脂の冷却による収縮分の
樹脂がキャビティ８内に補充される。保圧工程の終了後
には、再び計量工程となる。なお、金型側においては、
保圧工程の終了後、キャビティ８内の樹脂が十分に冷
却、固化した後、型開となって、キャビティ８内で固化
した樹脂である製品が取り出される。

【００１３】ところで、スクリュー15は、前記射出工程
において、速度と位置とに応じて制御され、前記保圧工
程において、圧力と時間とに応じて制御される。すなわ
ち、射出工程時には、操作・表示ユニット41を介して予
め設定された速度と位置とに基づきＣＰＵ23からデジタ
ル制御部31に出力される指令パルス信号および指令符号
信号に応じて、サーボモーター22が制御される。このと
き、パルスジェネレーター38からの位置フィードバック
信号に応じて、デジタル制御部31からモーター制御部35
に出力される速度指令信号が適当に変化する。これによ
り、スクリュー15が設定位置まで設定速度で前進するよ
うに、サーボモーター22が制御されることになる。ま
た、スクリュー15がある位置まで前進した時点で、射出
工程から保圧工程に切り替わる。そして、保圧工程にお
いては、ロードセル25により検出される圧力が、操作・
表示ユニット41を介して予め設定された値に設定された
時間保たれるように、デジタル制御部31およびモーター
制御部35を介してサーボモーター22が制御される。この
ように保圧工程においては圧力制御が行われるので、ス
クリュー15は前進し続けるとは限らず、前進した後後退
したり、停止したりする。なお、前記設定値の一例を表
１に示す。

【００１４】

【表１】

【００１５】表１において、Ｓはシリンダー15の位置
で、図４にも示すように、このシリンダー15の前進限位
置を原点位置とし、図示右方向を正方向としてmm単位で
示してある。また、Ｖはシリンダー15の速度で、最大速
度の百分率で示してある。HPは保圧力で、最大圧力の百
分率で示してある。Ｔは時間で、秒単位で示してある。
表１に示す例では、計量は最大であり、射出工程を４段
切り替えとし、保圧工程を３段切り替えとしている。す
なわち、計量工程の終了時点で、シリンダー15は、その
後退限位置であるS9位置すなわち原点から52mmの位置ま
で後退する。射出工程が始まると、シリンダー15は、ま
ずV1＝50％の速度でS1＝40mmの位置まで前進し、ついで
V2＝55％の速度でS2＝28mmの位置まで前進し、ついでV3
＝40％の速度でS3＝13mmの位置まで前進し、最後にV4＝
20％の速度でS4＝５mmの位置まで前進する。このS4が射
出工程でのスクリュー15の前進限位置である。S4から原
点までは、保圧工程においてスクリュー15が前進するた
めの余裕である。そして、保圧工程において、スクリュ
ー15は、まず HP1＝35％の圧力でT1＝0.1 秒加圧され、
ついで HP2＝25％の圧力でT1＝0.3 秒加圧され、最後に
HP3＝18％の圧力でT3＝0.5 秒加圧される。なお、一成
形サイクルの時間は、約10秒である。もちろん、前述の
設定値は、一例であって、成形される製品や金型などの
条件に応じて適宜変わってくる。

【００１６】ところで、スクリュー15の位置は、パルス
ジェネレーター38により射出工程中のみならず保圧工程
中にも検出される。そして、保圧工程中の複数の所定時
点で検出されたスクリュー15の位置が記憶手段27に記憶
され、操作・表示ユニット41のディスプレー42に十分な
時間、例えば数秒間表示される。あるいは、プリンター
により印刷される。こうして、保圧工程中のスクリュー
15の位置が明確にわかるようになり、これをデータとし
て利用できるようになる。そして、保圧工程中のスクリ
ュー15の位置を含めて分析を行うことにより、ばりやひ
けなどの成形不良が生じている場合、その原因を的確に
分析できるようになる。すなわち、射出工程においてキ
ャビティ８内に溶融樹脂が充填された後、このキャビテ
ィ８内などの溶融樹脂の圧力によりスクリュー15は後退
しようとするので、スクリュー15に対し前進方向へ保圧
して、樹脂をキャビティ８内に押し込むのであるが、そ
のときスクリュー15がどの位置にくるかは、製品の品質
に大きく影響する要素である。そして、保圧工程におけ
るスクリュー15の位置を分析することにより、成形不良
の原因が、設定圧力や時間にあるのか、あるいは、金型
に問題があるのか、製品の設計に問題があるのかなども
判断できるようになり、外部要因にも対応できるように
なる。

【００１７】なお、本発明は、前記実施例に限定される
ものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、
前記実施例では、スクリュー15が電動式のモーター22に
より駆動されるインラインスクリュー式の射出成形機を
例に採って説明したが、本発明は、スクリューが油圧シ
リンダーにより駆動される射出成形機やプランジャー式
の射出成形機などにももちろん適用できる。さらに、熱
硬化性樹脂用のトランスファー成形機などにも適用でき
る。また、保圧工程におけるスクリュー15などの押圧部
材の位置の検出手段は、前記実施例のパルスジェネレー
ター38の他、エンコーダーなど各種のものを用いられ、
さらに、押圧部材の位置の表示手段も、既述のように、
ディスプレーやプリンターなど各種のものを用いられ
る。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、容器内の樹脂材料を押
圧して金型内のキャビティへ射出する押圧部材の位置を
検出する位置検出手段と、保圧工程時に検出された押圧
部材の位置を記憶する記憶手段と、記憶された前記保圧
工程時の押圧部材の位置を表示する表示手段とを備えた
ので、保圧工程時における押圧部材の位置が明確にわか
るようになって、その位置をデータとして利用できるよ
うになり、これにより、成形不良が生じているような場
合、その原因を的確に分析できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の成形機の一実施例を示す概略図であ
る。

【図２】同上ブロック図である。

【図３】同上操作・表示ユニットの正面図である。

【図４】同上スクリューの位置の説明図である。

【符号の説明】

６固定型（金型）７可動型（金型）８キャビティ 11 加熱シリンダー（容器） 15 スクリュー（押圧部材） 22 電動式サーボモーター（駆動源） 27 記憶手段 28 表示手段 38 パルスジェネレーター（位置検出手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】容器と、この容器内に前進および後退自
在に設けられた押圧部材と、この押圧部材を駆動する駆
動源とを備え、前記容器内の樹脂材料を押圧して金型内
のキャビティへ射出する射出工程と、この射出工程後に
前記容器内の樹脂材料を押圧して前記キャビティ内の樹
脂を加圧する保圧工程とを行う成形機において、前記押
圧部材の位置を検出する位置検出手段と、保圧工程時に
この位置検出手段により検出された前記押圧部材の位置
を記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶された前記
保圧工程時の押圧部材の位置を表示する表示手段とを備
えたことを特徴とする成形機。