JPH0780900A - 射出成形機のハナタレ防止制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 パージ作業に伴う樹脂のハナタレを防止し、
自動成形作業を支承なく行わせることのできる射出成形
機のハナタレ防止制御方法を提供すること。 【構成】 連続運転のために必要とされる第１のサック
バック量よりも大きい第２のサックバック量を射出成形
機の制御装置に設定し、自動パージ処理直後における計
量動作完了時には第２のサックバック量でスクリューを
後退させる。自動パージを行うためには射出シリンダを
大きく後退させる必要があるので自動パージ処理直後に
おける計量動作完了から次の射出開始には連続運転時に
比べて長い待機時間が必要とされるが、第２のサックバ
ック量が大きく設定されているので不用意なハナタレが
未然に防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、射出成形機のハナタレ
防止制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】連続運転のためのサックバック量を射出
成形機の制御装置に予め設定して計量動作完了時にスク
リューを後退させることにより射出シリンダのノズル先
端に加わる樹脂圧を下げ、次の射出開始までの待機時間
中に生じる樹脂のハナタレを防止するようにした射出成
形機が既に公知である。しかし、サックバックによって
スクリューを後退させるとその後退量に応じて僅かでは
あるが射出時間が増大し、連続運転における成形サイク
ルの所要時間が増長されるといった問題がある。また、
スクリューの後退量を大きくすると、射出シリンダに侵
入する空気の量が増大するため、計量した溶融樹脂に劣
化が生じる恐れもあり、少なくとも、計量完了から次の
射出開始までの待機時間の短い連続運転に関していえ
ば、サックバック量の値はできるだけ小さく設定するこ
とが望ましい。

【０００３】また、金型の積替えおよび障害復旧等のた
めに比較的長い時間に亘り成形動作を停止させた場合に
生じる残留劣化樹脂を排出したり、使用樹脂の切替えの
ために残留樹脂を排出したりするために、射出動作と計
量動作を繰り返し自動的に行うようにした自動パージ機
能も公知である。この時に行われる計量動作は射出動作
に備えるためのものではなく滞留樹脂を排出するための
ものに過ぎないので、計量の完了にともなってサックバ
ックによるスクリューの後退が行われることはない。そ
して、パージ動作を開始するに際しては、射出により排
出される樹脂から金型やプラテン等を保護し、また、排
出された樹脂の回収作業を容易に行う必要上、射出シリ
ンダを相当度に後退させてからこの動作を行わせなけれ
ばならない。この結果、パージ動作が完了してから射出
シリンダを前進させてノズルを金型に押圧して次の射出
動作を開始するまでには、連続運転の場合と比べて相当
に長い待機時間が必要とされ、スクリューの後退が行わ
れないことと相俟って、ハナタレ発生の危険性は著しく
増大する。また、連続運転時と同様のサックバックを行
ったとしても、待機時間の関係からパージ作業完了後の
ハナタレ防止には十分ではない。ハナタレによって射出
シリンダ内の樹脂が減少すると、ショートショットやヒ
ケ等を始めとする様々な成形不良が発生し、正常な成形
動作が行えなくなる。また、ノズルを金型から離間させ
た状態でハナタレした溶融樹脂が劣化してノズルの先端
で固化したりすると、正常なノズルタッチ力が保持され
なくなったり、ノズルと金型のスプールとの密着性が悪
化して不用意な樹脂洩れが生じる等といった弊害も生じ
る。

【０００４】このため、ノズル先端に接離可能に設けら
れたノズルタッチ板によりパージ動作完了後にノズルの
先端を封止して製品取出しロボットの調整等を始めとす
る段取作業中のハナタレを防止するようにした射出成形
機も知られているが、ノズルタッチ板を離してから射出
シリンダを前進させてノズルを金型に押圧するまでには
前記と同様の時間が必要となり、樹脂のハナタレを根本
的に解消することはできない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
従来技術の欠点を解消し、金型の積替えや障害復旧およ
び使用樹脂の切替え等のためのパージ動作が行われる場
合であっても、パージ作業に伴う樹脂のハナタレを確実
に防止し、自動成形作業を支承なく行わせることのでき
る射出成形機のハナタレ防止制御方法を提供することに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、射出成形機の
制御装置に予め連続運転のために必要とされる第１のサ
ックバック量および該第１のサックバック量よりも大き
い第２のサックバック量を設定しておき、前記制御装置
は、連続運転における計量動作完了時には前記第１のサ
ックバック量だけスクリューを後退させ、自動パージ処
理直後における計量動作完了時には前記第２のサックバ
ック量でスクリューを後退させることを特徴とする構成
により前記目的を達成した。

【０００７】

【作用】射出成形機の制御装置に連続運転のために必要
とされる第１のサックバック量と該第１のサックバック
量よりも大きい第２のサックバック量を設定しておく。
射出成形機の制御装置は、連続運転における計量動作完
了時には前記第１のサックバック量でスクリューを後退
させ、次の射出開始までの待機時間が長い自動パージ処
理直後における計量動作完了時には、前記第２のサック
バック量でスクリューを後退させることによりハナタレ
を防止する。

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は本発明を適用した一実施例の射出成形機の
要部を示すブロック図で、符号１は先端にノズルを備え
た射出成形機の射出シリンダ、符号２はスクリューであ
る。スクリュー２は、駆動源の軸回転を射出軸方向の直
線運動に変換するための駆動変換機５を介して射出用サ
ーボモータＭ１により射出軸方向に駆動され、また、歯
車機構３を介してスクリュー回転用サーボモータＭ２に
より計量回転されるようになっている。スクリュー２の
基部には圧力検出器４が設けられ、スクリュー２の軸方
向に作用する樹脂圧力、即ち、射出保圧工程における射
出保圧圧力や計量工程におけるスクリュー背圧がＡ／Ｄ
変換器１６を介して検出される。射出用サーボモータＭ
１にはスクリュー２の位置や移動速度を検出するための
パルスコーダＰ１が配備され、また、スクリュー回転用
サーボモータＭ２にはスクリュー２の回転速度を検出す
るための速度検出器Ｐ２が配備されている。

【０００９】射出成形機の制御装置１０は、数値制御用
のマイクロプロセッサであるＣＮＣ用ＣＰＵ２５，プロ
グラマブルマシンコントローラ用のマイクロプロセッサ
であるＰＭＣ用ＣＰＵ１８，サーボ制御用のマイクロプ
ロセッサであるサーボＣＰＵ２０および射出保圧圧力や
スクリュー背圧のサンプリング処理を行うための圧力モ
ニタ用ＣＰＵ１７を有し、バス２２を介して相互の入出
力を選択することにより各マイクロプロセッサ間での情
報伝達が行えるようになっている。

【００１０】ＰＭＣ用ＣＰＵ１８には射出成形機のシー
ケンス動作を制御するシーケンスプログラムや自動パー
ジ機能を実現するための制御プログラム等を記憶したＲ
ＯＭ１３および演算データの一時記憶等に用いられるＲ
ＡＭ１４が接続されている。一方、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５
には射出成形機を全体的に制御するプログラム等を記憶
したＲＯＭ２７および演算データの一時記憶等に用いら
れるＲＡＭ２８が接続されている。また、サーボＣＰＵ
２０および圧力モニタ用ＣＰＵ１７の各々には、サーボ
制御専用の制御プログラムを格納したＲＯＭ２１やデー
タの一時記憶に用いられるＲＡＭ１９、および、成形デ
ータのサンプリング処理等に関する制御プログラムを格
納したＲＯＭ１１やデータの一時記憶に用いられるＲＡ
Ｍ１２が接続されている。更に、サーボＣＰＵ２０に
は、該ＣＰＵ２０からの指令に基いて型締め用，エジェ
クタ用（図示せず）および射出用，スクリュー回転用等
の各軸のサーボモータを駆動するサーボアンプ１５が接
続され、射出用サーボモータＭ１に配備したパルスコー
ダＰ１およびスクリュー回転用サーボモータＭ２に配備
したパルスコーダＰ２からの出力の各々がサーボＣＰＵ
２０に帰還され、パルスコーダＰ１からのフィードバッ
クパルスに基いてサーボＣＰＵ２０により算出されたス
クリュー２の現在位置や、速度検出器Ｐ２で検出される
スクリュー２の回転速度が、ＲＡＭ１９の現在位置記憶
レジスタおよび現在速度記憶レジスタの各々に記憶され
る。

【００１１】不揮発性メモリ２４は射出成形作業で成形
される製品に関する成形条件（射出保圧条件，計量条件
等）と各種設定値，パラメータ，マクロ変数を従来と同
様にして記憶する成形データ保存用のメモリであり、更
に、本実施例においては、計量条件の一部を構成する第
１のサックバック量とは別に第２のサックバック量が記
憶されるようになっている。ここでいう第１のサックバ
ック量とは、射出成形機を連続運転させる際に樹脂のハ
ナタレを防止するために必要とされるサックバック量の
ことであり、実質的なスクリュー２の後退動作を含まな
い場合の設定値０を含む。また、第２のサックバック量
とは、自動パージ実行後の最初の計量に対するサックバ
ック量のことであり、その値は０よりも大きい。第２の
サックバック量は射出成形作業毎に条件化して不揮発性
メモリ２４に設定してもよいし、予め大きめの値、即
ち、射出シリンダの温度や樹脂の種類およびスクリュー
バック量や射出開始までの待機時間の大小に関わりなく
自動パージ後の計量によるハナタレを防止できるような
値を半固定的に設定しておいて、成形作業に関わりなく
共通化するようにしてもよい。

【００１２】図３は製品毎の射出成形作業に関する成形
条件を記憶した不揮発性メモリ２４のファイル手段の一
例を示す図である。図３の例では、射出成形作業に用い
られる金型，樹脂の色や種類，成形条件，生産予定数
（ショット数）が射出成形作業を実施する製品の順序に
従って記憶されているが、これらのデータは射出成形機
の運転スケジュールを管理するセルコントローラから射
出成形機に転送してもよいし、また、製品に対応する金
型，樹脂の色や種類，成形条件，生産予定数を一対一に
対応して不揮発性メモリ２４のファイル手段に記憶させ
ておき、セルコントローラから射出成形作業を実施する
製品の順序のみを指定して射出成形作業を行わせるよう
にしてもよい。

【００１３】インターフェイス２３は射出成形機の各部
に配備したリミットスイッチや操作盤からの信号を受信
したり射出成形機の周辺機器、例えば、金型交換装置や
成形材料供給装置および製品取りだしロボット等に各種
の指令を伝達したりするための入出力インターフェイス
である。

【００１４】そして、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５がＲＯＭ２７
の制御プログラムに基いて各軸のサーボモータに対して
パルス分配を行い、サーボＣＰＵ２０は各軸に対してパ
ルス分配された移動指令とパルスコーダＰ１，速度検出
器Ｐ２等の検出器で検出された位置のフィードバック信
号および速度のフィードバック信号に基いて、従来と同
様に位置ループ制御，速度ループ制御さらには電流ルー
プ制御等のサーボ制御を行い、いわゆるディジタルサー
ボ処理を実行する。

【００１５】ディスプレイ付手動データ入力装置２９は
ＣＲＴ表示回路２６を介してバス２２に接続され、モニ
タ表示画面や機能メニューの選択および各種データの入
力操作等が行えるようになっており、数値データ入力用
のテンキーおよび各種のファンクションキー等が設けら
れている。

【００１６】図２は斯る射出成形機と自動化された金型
交換装置および供給する樹脂の切替え機能を有する成形
材料供給装置ならびに製品取りだしロボット等によって
構成される自動運転システムによって行われる射出成形
作業の概略を示すフローチャートであり、以下、図２を
参照して本実施例のハナタレ防止制御方法について説明
する。

【００１７】自動運転の処理を開始したＰＭＣ用ＣＰＵ
１８は、まず、ファイル検索指標ｉに初期値１をセット
して（ステップＳ１）、図３のファイル手段の第ｉアド
レスから最初に成形する製品に対応する成形条件ｉと生
産予定数ｉを読込んで実行対象データとして記憶し、成
形サイクルの繰り返し実行回数を数えるショット数カウ
ンタの値を０に初期化して、実行対象データとして記憶
された成形条件に基き射出シリンダ１の加熱を開始する
（ステップＳ２）。次いで、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、最
初に成形する製品に対応する金型ｉを射出成形機に搬入
および装着するための指令を金型交換装置に出力すると
共に、最初に成形する製品に対応する樹脂ｉを供給対象
として選択するための指令を成形材料供給装置に出力し
て、金型ｉの搬入および装着と樹脂の入替えならびに射
出シリンダ１の設定温度到達を待機する（ステップＳ
３，ステップＳ４）。

【００１８】そして、これらの条件が整ったならば、Ｐ
ＭＣ用ＣＰＵ１８は、射出シリンダ１を固着した射出ユ
ニット（図示せず）を後退させた状態で、従来と同様の
パージ機能により射出シリンダ１内の残留樹脂を完全に
排出し、射出シリンダ１内の残留樹脂を樹脂ｉに置き換
える（ステップＳ５）。

【００１９】次いで、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、実行対象
データとして記憶された成形条件の計量条件に基いてス
クリュー回転用サーボモータＭ２を駆動制御して設定ス
クリュー回転数でスクリュー２を回転させ、射出用サー
ボモータＭ１で設定背圧を付与しながら１回の計量混練
り動作を行うことにより、設定スクリューバック位置に
までスクリュー２を後退させて射出シリンダ１内の樹脂
ｉを可塑化してスクリュー２の回転を停止させる（ステ
ップＳ６）。

【００２０】そして、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、不揮発性
メモリ２４に設定されている第２のサックバック量に従
って射出用サーボモータＭ１を駆動し、設定スクリュー
バック位置から更に第２のサックバック量の分だけスク
リュー２を後退させて、射出シリンダ１の先端に貯溜さ
れた溶融樹脂をノズルの射出口より退避させ、ノズルの
射出口からのハナタレの発生を防止し（ステップＳ
７）、以下、必要に応じて製品取出しロボットの調整や
ロボットハンドの取換えに関わる段取り作業等を自動で
行わせる（ステップＳ８）。

【００２１】そして、段取り作業が終了すると、ＰＭＣ
用ＣＰＵ１８は射出ユニットを前進させ、射出シリンダ
１のノズルを金型のスプールに密着させてノズルタッチ
を完了させ、射出成形機の連続運転を開始させることと
なる。

【００２２】ステップＳ６の処理による計量混練り動作
の完了からノズルタッチが完了するまでの所要時間は、
通常の連続運転時における計量完了から次の射出開始ま
での待機時間に比べると相当に長いが、自動パージ完了
直後の計量動作に対する第２のサックバック量は、その
待機時間に見合う大きな値が設定されているので、計量
動作の完了からノズルタッチの完了までの間に不用意な
ハナタレが生じることはなく、一旦計量された樹脂の容
量はそのまま射出シリンダ１内に保持される。この結
果、連続運転の開始直後に生じ易いショートショットや
ヒケ等を始めとする様々な成形不良が未然に防止され、
パージ動作の完了直後であっても正常な成形動作を行う
ことができる。また、計量中に生じるハナタレを防止す
ることはできないとはいうものの、計量混練り動作の完
了からノズルタッチが完了するまでのハナタレは確実に
防止されるので、ノズル先端に付着する樹脂の量が大幅
に減少し、正常なノズルタッチ力の保持およびノズルと
金型のスプールとの密着性の保持にも効果を発揮する。

【００２３】射出成形機の連続運転を開始したＰＭＣ用
ＣＰＵ１８は１成形サイクルが実行される毎に成形サイ
クルの繰り返し実行回数を数えるショット数カウンタの
値をカウントアップし（ステップＳ９）、その都度カウ
ンタの現在値が生産予定数ｉに達しているか否かを判別
し（ステップＳ１０）、カウンタの現在値が生産予定数
ｉに達するまでの間、射出成形機の連続運転を継続して
行う。製品によっては、連続運転における計量の完了か
ら次の射出開始までの間のハナタレを防止するために、
計量条件として設定された第１のサックバック量により
計量完了毎にサックバック動作を行わせるものもある
が、前述したように、これらの情報に関しては図３に示
されるようなファイル手段に成形条件の項目として予め
設定されている。連続運転におけるサックバック制御に
関しては既に公知であるので、ここでは特に説明しな
い。

【００２４】そして、ステップＳ１０の判別処理により
ショット数カウンタの値が生産予定数ｉに達し、必要数
の製品の成形が完了したことが確認されると、ＰＭＣ用
ＣＰＵ１８は、最後の成形サイクルの型開き完了を以て
連続運転を終了し、射出ユニットを後退させ、金型ｉを
射出成形機から搬出および回収するための指令を金型交
換装置に出力して射出成形機から金型を取外し（ステッ
プＳ１１）、ファイル検索指標ｉの値をインクリメント
する（ステップＳ１２）。

【００２５】次いで、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、ファイル
検索指標ｉの値が射出成形作業を行うべき製品の種別数
ｎの値を越えているか否かを判別するが（ステップＳ１
３）、越えていなければ、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、再び
ステップＳ２の処理へと移行し、更新されたファイル検
索指標ｉの値に基いて前記と同様の処理を繰り返し実行
する。そして、最終的に、ステップＳ１３の判別処理で
検出される指標ｉの値がｎを越え、成形すべき全ての製
品に関する射出成形作業が完了したことが確認されると
自動運転に関する全ての処理を終了する。

【００２６】以上、一実施例として、射出成形機の制御
装置１０が各種周辺機器に指令を出力して射出成形機の
連続運転のスケジュールを管理する場合について説明し
たが、成形条件等のデータをスケジュールに従ってセル
コントローラから射出成形機の制御装置１０に転送して
連続運転のスケジュールを管理したり、また、金型の搬
入搬出および樹脂替え等に関する各種周辺機器の動作を
セルコントローラによって制御することも可能である。

【００２７】前述の実施例では使用する金型および樹脂
を同時に交換して次の連続運転を行う場合を例に挙げて
説明しているが、金型を交換せずに樹脂の色だけを替え
て次の連続運転を行う場合（ステップＳ３，ステップＳ
１１をオミット）、樹脂の種類を替えずに金型のみを交
換して次の連続運転を行う場合（ステップＳ４をオミッ
ト）等、様々な状況がある。金型を交換せずに樹脂の色
だけを替えて次の連続運転を行う場合はいうまでもなく
自動パージ作業が必要であり、また、樹脂の種類を替え
ずに金型のみを交換して次の連続運転を行う場合であっ
ても、射出シリンダ１内に残留した樹脂は少なくとも金
型交換に必要とされる時間だけ射出シリンダ１内に滞留
することになるので、次の連続運転を行う前には必ず自
動パージ作業を行う必要がある。また、連続運転の実行
中に発生した異常を自動検出して射出成形機の運転を一
時停止させ、自動化された障害復旧作業により異常を解
消してから連続運転を再開させるといったような場合
（ステップＳ９とステップＳ１０で構成されるループで
異常を検出し、異常が検出されると障害復旧作業の後ス
テップＳ５の処理へとジャンプ）にも、障害復旧操作に
必要とされる時間、即ち、樹脂の滞留時間によっては、
前記と同様の自動パージ作業が必要になるが、前述した
実施例のステップＳ５〜ステップＳ７の各処理を必要に
応じて適用すれば、これらの全ての場合において次の連
続運転の開始や連続運転の再開に対処することができ
る。

【００２８】

【発明の効果】本発明の射出成形機のハナタレ防止制御
方法は、自動パージ処理直後における計量動作完了時
に、連続運転のために必要とされる第１のサックバック
量よりも大きい第２のサックバック量でスクリューを後
退させるようにしたので、自動運転作業を開始するため
に必要とされる計量動作が完了してから該自動運転作業
が開始されるまでの間に不用意なハナタレを生じること
がない。この結果、自動運転作業を開始するために必要
とされる溶融樹脂が射出シリンダ内に確実に保持され、
従来みられがちであった自動運転開始時のショートショ
ットやヒケ等の成形異常が解消され、自動成形作業を支
承なく行うことができる。また、射出シリンダのノズル
を金型のスプールから離した状態で生じる全体としての
ハナタレの量が従来に比べて大幅に減少し、ノズルタッ
チ力の安定化とノズルおよびスプールの保護等にも効果
がある。また、自動パージ処理直後における計量動作に
対するサックバック量と通常の自動運転における計量動
作に対するサックバック量とを個別に設定するようにし
ているので、自動運転における成形サイクルの所要時間
が増長されたりとか、溶融樹脂に劣化が生じたりすると
いった弊害も未然に予防される。また、ノズルタッチ板
等を始めとする格別の付加装置を設ける必要も一切な
く、しかも、ノズルタッチ板を配備した場合に比べて、
より確実にハナタレを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した一実施例の射出成形機の要部
を示すブロック図である。

【図２】同実施例の射出成形機を始めとして構成される
自動運転システムによって行われる射出成形作業の概略
を示すフローチャートである。

【図３】同実施例の射出成形機の制御装置に設けられた
ファイル手段の一例を示す図である。

【符号の説明】

１ 射出シリンダ ２ スクリュー １０ 制御装置 １８ ＰＭＣ用ＣＰＵ ２０ サーボＣＰＵ ２２ バス ２４ 不揮発性メモリ Ｍ１ 射出用サーボモータ Ｍ２ スクリュー回転用サーボモータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 射出成形機の制御装置に予め連続運転の
   ために必要とされる第１のサックバック量および該第１
   のサックバック量よりも大きい第２のサックバック量を
   設定しておき、前記制御装置は、連続運転における計量
   動作完了時には前記第１のサックバック量だけスクリュ
   ーを後退させ、自動パージ処理直後における計量動作完
   了時には前記第２のサックバック量でスクリューを後退
   させることを特徴とした射出成形機のハナタレ防止制御
   方法。