JPH085102B2 - スクリュー保護方法 - Google Patents

スクリュー保護方法

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JPH085102B2
JPH085102B2 JP32217388A JP32217388A JPH085102B2 JP H085102 B2 JPH085102 B2 JP H085102B2 JP 32217388 A JP32217388 A JP 32217388A JP 32217388 A JP32217388 A JP 32217388A JP H085102 B2 JPH085102 B2 JP H085102B2
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screw
molding machine
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temperature
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英夫 内藤
徳久 宮内
正人 山村
哲明 根子
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ファナック株式会社
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/84Safety devices

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電動式射出成形機に関し、特にスクリュー
の破損を防止したスクリュー保護方法に関する。
従来の技術 射出成形機を駆動する際、加熱シリンダ及びノズル内
に前回の射出成形機駆動時に溶融し、その後固化した樹
脂が残留しており、加熱シリンダ内のスクリューはこの
固化した樹脂により加熱シリンダに固着されている状態
となっている。そこで、従来は、射出成形機,シリンダ
の加熱ヒータ及び金型の温度調整機等に電源を入れ、シ
リンダ等が所定設定温度に上昇した後所定時間経過する
のを待ち、これによりシリンダ内の残存樹脂が充分溶融
されたとみなしスクリューを回転させ、スクリューの破
損を防止する方法が採用されていた。
又、射出成形機においては計量終了時に、スクリュー
を所定設定量後退させるスクリューサックバックが行わ
れる。電動式射出成形機においては、このサックバック
時に、スクリューを軸方向に駆動する射出用ヒータを駆
動してサックバックを行うことから、出力トルクは最大
でそのモータの有する最大トルクとなっている。
発明が解決しようとする課題 上述したように、射出成形機を駆動する際、固化した
樹脂がシリンダ,ノズル内に存在し、これを溶融させる
ために、シリンダ,ノズルの温度上昇が完了した時から
所定時間経過した後スクリューを回転させるような従来
のスクリュー保護方法をとったとしても、樹脂の性質
や、設定温度の設定ミス等によって、残留樹脂が完全に
溶け切れない状態でスクリューを回転させる場合が生じ
る。このような場合、スクリューはスクリュー回転用モ
ータの最大トルクで回転させられることになるので、ス
クリューに大きな負荷が加わり、スクリューを破損させ
ることがある。又、ただちにスクリューを破損させるこ
とはなくても、このような場合がたびたび生じると、ス
クリューに疲労が蓄積し、結果的にスクリューを破損さ
せることが生じる。
又、スクリューサックバック時においても、前述した
ように、電動式射出成形機においては、最大で射出用モ
ータの最大トルクがスクリューに加わる場合が生じるた
め、成形温度が低い場合や、金属入り樹脂の場合でスク
リューとシリンダ間に金属がはさまり、この状態でサッ
クバックが行われると、スクリューに大きな負荷が加わ
ることになり、スクリューを破損させる場合が生じる。
又、金属疲労が生じ、スクリューの寿命を短かくするこ
とになる。
そこで、本発明の目的は、上述した従来方法の欠点を
改善し、スクリューの破損を少なくしたスクリュー保護
方法を提供することにある。
課題を解決するための手段 電動式射出成形機において、本発明は、射出成形機稼
動開始時又は樹脂の設定温度変更時に加熱シリンダの温
度が所定値に上昇した後、スクリュー回転用モータの出
力トルクを制限して該モータを駆動可能とし射出成形機
稼動開始時又は樹脂設定温度変更時のスクリュー回転に
おいて、スクリューに過大な力が加わらないように保護
し、スクリュー破損を防止することにより、上記課題を
解決した。
また、スクリューサックバック時に、スクリューを軸
方向に駆動する射出用サーボモータをその出力トルクを
制限して駆動し、スクリューを後退させスクリューサッ
クバックを行わせて、サックバック時にスクリューに過
大な力が加わることを防止し、スクリュー破損を防止
し、上記課題を解決した。
作 用 射出成形機を稼動開始する際、加熱シリンダ内等に残
留する固化した樹脂が、スクリューをシリンダ等に固着
した状態にしている。そこで、シリンダが加熱され、シ
リンダの温度が設定所定値に達すると、固化した樹脂は
溶けてくる。しかし、シリンダの温度が所定値まで上昇
し、その後所定時間経過しても、樹脂が充分に溶け切れ
ない場合もある。又、樹脂の設定温度を変えたとき、樹
脂の粘性が高くなり、スクリューを回転させたとき、ス
クリューに大きな力が加わることがある。そこで本発明
においてはシリンダ温度が所定値に上昇した後、スクリ
ュー回転用モータの出力トルクを制限し、該モータを駆
動可能とし、該モータの回転指令が入力されても制限さ
れたトルクで該モータは回転するから、樹脂が溶け切れ
ず残留している場合でもスクリューには大きな力が加わ
らずスクリューを破損させることはない。
又、スクリューサックバック時にも、射出用サーボモ
ータの出力トルクを制限してスクリューを後退させてサ
ックバックを行うようにするので、成形温度が低く、溶
融樹脂の粘土が高い場合等のときでも、サックバック時
にスクリューに大きな負荷がかからず、スクリューを破
損させることが少なくなる。
実施例 以下、本発明の一実施例について説明する。
第1図は、本発明の方法を実施する一実施例の電動式
射出成形機および該射出成形機の制御系要部ブロック図
で、1はスクリュー、2は加熱シリンダ、B1〜Bnはバン
ドヒータ、S1〜Snは熱電対等の温度センサ、3はスクリ
ュー回転用サーボモータM2でスクリュー1を回転させる
スクリュー回転機構、4は射出用サーボモータM1でスク
リュー1を軸方向に駆動する射出機構、P1,P2はサーボ
モータM1,M2に取付けられた位置検出用のパルスコーダ
である。又、5−1〜5−nは温度センサS1〜Snで検出
した温度をアナログ信号からデジタル信号に変換するA/
D変換器、6はバンドヒータB1〜Bnに電力を供給し、シ
リンダ2を加熱するための電源である。
符号20は、射出成形機を制御する数値制御装置(以
下、NC装置という)で、該NC装置20はNC用のマイクロプ
ロセッサ(以下、CPUという)21とプログラマブルマシ
ンコントローラ(以下、PMCという)用のCPU22を有して
おり、PMC用CPU22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等を記憶したROM23とデー
タの一時記憶に用いられるRAM24が接続されている。
NC用CPU21には射出成形機を全体的に制御する管理プ
ログラムを記憶したROM25および射出用,クランプ用,
スクリュー回転用,エジェクタ用等の各軸のサーボモー
タを駆動制御するサーボ回路がサーボインターフェイス
26を介して接続されている。なお、第1図では射出用サ
ーボモータM1,該サーボモータM1のサーボ回路27,スクリ
ュー回転用のサーボモータM2,該サーボモータM2のサー
ボ回路28のみ図示している。また、29はバブルメモリや
CMOSメモリで構成される不揮発性の共有RAMで、射出成
形機の各動作を制御するNCプログラム等を記憶するメモ
リ部と各種設定値,パラメータ,マクロ変数を記憶する
設定メモリ部とを有している。
30はバスアービタコントローラ(以下、BACという)
で、該BAC30にはNC用CPU21及びPMC用CPU22,共有RAM29,
入力回路31,出力回路32の各バスが接続され、該BAC30に
よって使用するバスを制御するようになっている。ま
た、34はオペレータパネルコントローラ33を介してBAC3
0に接続されたCRT表示装置付手動データ入力装置(以
下、CRT/MDIという)であり、ソフトキーやテンキー等
の各種操作キーを操作することにより様々な指令及び設
定データの入力ができるようになっている。なお、35は
NC用CPU21にバス接続されたRAMでデータの一時記憶等に
利用されるものである。
出力回路32は、サーボ回路27,28に接続され射出用サ
ーボモータM1,スクリュー回転用のサーボモータM2の出
力トルクを制限するトルクリミット値を出力するように
なっており、さらに電源6に接続されたンドヒータB1〜
Bnに供給する電力をオン,オフ制御するようになってい
る。
又、入力回路31にはA/D変換器5−1〜5−nの出力
が入力されている。
以上のような構成において、NC装置20は、共有RAM29
に格納された射出成形機の各動作を制御するNCプログラ
ム及び上記設定メモリ部に記憶された各種成形条件等の
パラメータやROM23に格納されているシーケンスプログ
ラムにより、PMC用CPU22がシーケンス制御を行いなが
ら、NC用CPU21が射出成形機の各軸のサーボ回路へサー
ボインターフェイス26を介してパルス分配し、射出成形
機を制御するものである。
以上述べた、電動式射出成形機の構成及び作用は、従
来から公知のものであり詳細は省略する。
第1図は、上記電動式射出成形機によって実施される
射出成形機稼動開始時におけるスクリュー保護方法の一
実施例のフローチャートある。
射出成形機に電源が投入されると、PMC用CPU22はBAC3
0及び出力回路32を介して、バンドヒータ用電源6を投
入し、加熱シリンダ2を加熱し、温度センサS1〜Snで検
出された温度をA/D変換器5−1〜5−nを介して、入
力回路31で受信し、温度が設定所定値まで達したか否か
判断する(ステップ100)。そして、温度上昇が完了し
所定値まで達すると、タイマT1をリセットしてスタート
させ、該タイマT1で所定時間経過すると(ステップ101,
102)、スクリュー回転用サーボモータM2のサーボ回路2
8に設定されたトルクリミット値を出力回路32を介して
出力し、スクリュー回転用サーボモータM2の出力トルク
を制限し(ステップ103)、次に、スクリュー回転指令
入力が有るか否か判断する(ステップ104)。即ち、本
実施例では、シリンダの温度上昇が完了し、所定時間経
過してスクリュー回転用サーボモータの出力トルクが制
限されて、始めてスクリュー回転指令が入力されたか否
か判断され、スクリュー回転が可能となる。
スクリュー回転指令がCRT/MDI34から入力されると、N
C用CPU21はサーボインターフェイス26を介して、サーボ
回路28にパルス分配を開始し、スクリュー回転用サーボ
モータM2を回転させ、スクリュー1を回転させる。それ
と共にPMC用CPU22はタイマT2をリセットしスタートさせ
る(ステップ105)。そして、タイマT2が設定時間を経
過しタイムアップすると(ステップ106)、NC用CPU21が
所定周期でサーボインターフェイス26を介してサーボ回
路28内の指令位置と現在位置の位置偏差量を記憶するレ
ジスタ(エラーレジスタ)から読取り、共有RAM29に格
納している位置偏差量CAを、PMC用CPU22は読取り(ステ
ップ107)、該読取った位置偏差量CAと、設定されたス
クリュー回転軸位置偏差量上限値CMとを比較する(ステ
ップ108)。もし、シリンダ2内の残留樹脂が充分に溶
け切っておらず樹脂粘性が高く、そのため、トルク制限
して駆動されたスクリュー回転用のサーボモータM2の出
力トルクでは、スクリュー1を充分に回転させることが
できなければ、該サーボモータM2に出力された移動指令
値と実際の移動量との差、即ち、位置偏差量CAの値は大
きなものとなり、上限値CMを超えることとなる。この場
合にはスクリュー回転を停止させ(ステップ111)、警
報を表示し(ステップ112)、オペレータに対し、シリ
ンダ2内の残留樹脂が充分に溶融していないことを知ら
せ、時間をおいて再びスクリュー回転指令を入力するよ
うに指示する。
一方、ステップ108で読取った位置偏差量CAの値が上
限値CMより小さければ、スクリュー1は回転指令に対
し、追従して回転していることを意味し、樹脂は溶融さ
れ、スクリュー1には大きな力が加わることはないこと
を意味するから、スクリュー回転用サーボモータM2のト
ルク制限を解除し(ステップ109)、ステップ112で警報
表示を行っていた場合には、該警報を解除し(ステップ
110)、これにより、射出成形機稼動開始時のスクリュ
ー回転によるスクリュー破損防止のスクリュー保護処理
を終了する。
以上のように、射出成形機稼動開始時の始めてのスク
リュー回転に対し、スクリュー1を回転させるスクリュ
ー回転用サーボモータM2にトルクリミットをかけて、出
力トルクを制限して駆動し、スクリュー1を回転させて
から、シリンダ2内の樹脂が充分に溶け切っていない場
合でも、スクリュー1には最高で制限されたトルクに対
応する力しか加わらないから、スクリュー1を破損させ
るようなことはない。
なお、第1図に示した実施例では、射出成形機への電
源投入の後の始めてのスクリュー回転時に、第1図で示
した処理を行うとして説明したが、樹脂の設定温度を変
えた場合にも、樹脂の粘性が変わることから、設定温度
変更後も、第1図に示す処理を実行させるようにしても
よい。
第2図は、本発明のスクリュー保護方法を実施したス
クリューバック処理のフローチャートである。
従来と同様、計量工程に入り、スクリュー1が回転さ
れ、樹脂の溶融圧力でスクリュー1が後退し、計量点ま
で達すると、PMC用CPU22は、この計量点までスクリュー
1を後退したことを共有RAM29に格納されたスクリュー
1の現在位置より読取り(ステップ200)、出力回路32
を介して設定されたトルクリミット値をサーボ回路27に
出力し、射出用サーボモータM1の出力トルクを制限し
(ステップ201)、従来と同様のスクリューサックバッ
ク処理を行い、射出用サーボモータM2を駆動しスクリュ
ー1を設定所定量後退させる(ステップ202)。そし
て、このスクリューサックバック処理終了後、射出用サ
ーボモータM1のトルク制限を解除し、スクリューバック
処理を終了する。
このように、射出用サーボモータM2の出力トルクを制
限して、該射出用サーボモータM2を駆動してスクリュー
1を所定量後退させてサックバック処理を行うから、樹
脂の設定温度が低く樹脂の粘性が高いときや、金属入り
の樹脂で金属がシリンダ2とスクリュー1間にはさまっ
ているときでも、スクリュー1には大きな力が加わらな
いので、スクリュー破損の恐れは少なくなる。
発明の効果 本発明は、射出成形機稼動開始時又は樹脂の設定温度
変更後に始めてスクリューを回転させるとき、スクリュ
ーを回転させるモータの出力トルクを制限して該モータ
を駆動するようにしたから、スクリューは大きな力で回
転させられることがないので、樹脂粘性が高い等の場合
にスクリューに大きな力が加わらず、スクリューを破損
させることはない。
又、スクリューサックバック時にも、スクリューを後
退させる射出用のサーボモータのトルクを制限して該モ
ータを駆動してスクリューサックバックを行わせるか
ら、樹脂粘性が高い場合でも、スクリューには大きな力
が加わらず、スクリューを破損させることはない。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明のスクリュー回転時のスクリュー保護
方法を実施した一実施例のフローチャート、第2図は、
スクリューサックバック時の本発明のスクリュー保護方
法を実施した一実施例のフローチャート、第3図は、本
発明を実施する射出成形機の要部ブロック図である。 1……スクリュー、2……加熱シリンダ、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、
20……数値制御装置(NC)。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 根子 哲明 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580番 地 ファナック株式会社商品開発研究所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電動式射出成形機において、射出成形機稼
    動開始時又は樹脂の設定温度変更時に、加熱シリンダの
    温度が設定所定値に上昇した後、スクリュー回転用モー
    タの出力トルクを制限して該モータを駆動可能とし、射
    出成形機稼動開始時又は樹脂設定温度変更時のスクリュ
    ー回転によるスクリューの破損を防止したスクリュー保
    護方法。
  2. 【請求項2】電動式射出成形機において、スクリューサ
    ックバック時に、スクリューを軸方向に駆動する射出用
    サーボモータをその出力トルクを制限して駆動し、スク
    リューを後退させスクリューサックバックを行わせてス
    クリューの破損を防止したスクリュー保護方法。
JP32217388A 1988-12-22 1988-12-22 スクリュー保護方法 Expired - Fee Related JPH085102B2 (ja)

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