JPH09109217A

JPH09109217A - 射出成形装置の制御方法

Info

Publication number: JPH09109217A
Application number: JP7272710A
Authority: JP
Inventors: Koichi Onishi; 浩一大西
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1995-10-20
Filing date: 1995-10-20
Publication date: 1997-04-28
Anticipated expiration: 2015-10-20
Also published as: JP3466008B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ガスインジェクションにおいて異常が起こっ
た場合、その原因の究明およびその対処を自動化するこ
とができ、また、その異常時に成形された不良品を自動
的に選別することができる射出成形装置の制御方法を提
供する。【解決手段】ガス圧検出手段からの出力と、ガス注入
における異常発生の原因毎に対応して示されるガス圧変
化の異常パターンと、ガス注入における正常なガス圧変
化を示す正常パターンとを予めメモリに格納し、ガス圧
検出手段からの出力が正常パターンに適合するか否かを
判別し、適合しない場合には異常と判定するとともに、
ガス圧検出手段からの出力がその正常パターンに適合す
るよう射出成形機あるいはガス注入装置をその異常の原
因に応じて制御するとともに、異常時に成形された成形
品を不良品として選別するよう選別手段を駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形装置の制
御方法に関し、更に詳しくは中空部を有する成形品を成
形するための射出成形装置の制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、キャビティ内に溶融樹脂を射
出した後、所定量の加圧ガスをその溶融樹脂中に注入し
て、樹脂の内部に中空部を形成し、樹脂がある程度冷却
されてその表面層が自己支持性を得るまで中空部内を所
定の圧力状態にし、その後この中空部内のガスを放出す
ることにより、中空部を有する成形品を得る方法および
装置が知られている。

【０００３】こうした技術を用いたものとして、例え
ば、特公平４−３１８５３号公報には、プラスチック材
料の流れをモールドスペースに導入し続けている間、ガ
スを連続的にモールドスペースの中に供給することによ
り、このモールドスペースの中にプラスチックとガスを
均等に射出させ、かつ大体一定の直径を有するガス射出
溝を射出成形品に形成する構成が開示されている。

【０００４】さらに、特開平４−３１８５３号公報に
は、こうしたガスインジェクションの技術において、ガ
ス供給源から金型までのガス圧力ラインに圧力センサを
設け、この圧力センサに制御されるシリンダにより、予
め設定された高圧ガスを供給するようガス供給源を制御
する構成が開示されており、これによりキャビティ内に
おける適当なガス圧力が維持されるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したガ
スインジェクションの技術のうち、特に後者の従来技術
では、ガス射出後、そのガス圧力を適当な値に保持する
ことができるものであり、ガス圧力が異常であった場
合、その成形の異常を検知できるものとなっている。し
かし、この技術では異常を検知しても、成形品の製造は
そのまま続けられ、その異常時に成形された不良となっ
た成形品について、その時点での処理はなされないの
で、不良品は良品といっしょに搬出されてしまう。した
がって、この場合、後工程でその不良成形品を除くか、
もしくは異常が発生した時点で機械の動作を停止させな
ければならない。また、ガス圧の異常を引き起こした原
因の究明およびその対処には、人手を介さねばならず、
手間もかかるといった問題もある。

【０００６】本発明はこれらの点に鑑みてなされたもの
で、ガスインジェクションにおいて異常が起こった場
合、その原因の究明およびその対処を自動化することが
でき、また、その異常時に成形された不良品を自動的に
選別することができる射出成形装置の制御方法を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の射出成形装置の制御方法は、成形品内部
に中空部を形成するための金型と、その金型を装着して
その内部に溶融樹脂を射出する射出成形機と、中空部を
形成すべき部分にガスを供給するガス注入装置と、この
ガス注入装置から上記金型内に形成されるべきガス通路
に設置された注入ガスの圧力を検出するガス圧検出手段
と、不良となった成形品を選別するための選別手段とを
備えた射出成形装置を用い、上記ガス圧検出手段からの
出力と、ガス注入における異常発生の原因毎に対応して
示されるガス圧変化の異常パターンと、ガス注入におけ
る正常なガス圧変化を示す正常パターンとを予めメモリ
に格納し、ガス圧検出手段からの出力が上記正常パター
ンに適合するか否かを判別し、適合しない場合には異常
と判定するとともに、上記ガス圧検出手段からの出力が
その正常パターンに適合するよう上記射出成形機あるい
はガス注入装置をその異常の原因に応じて制御するとと
もに、異常時に成形された成形品を不良品として選別す
るよう上記選別手段を駆動することによって特徴づけら
れる。

【０００８】

【作用】ガス圧が異常である場合、射出成形機あるいは
ガス注入装置に対し、その異常の原因に対応して制御が
なされ、ガス圧は自動的に正常パターンに適合するもの
となる。さらに、この異常時に成形された不良品は、自
動的に選別され、良品とは区別して処理できる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
好適な実施の形態について説明する。図１はその時に際
して用いるのに適した射出成形装置の構成を示す図であ
る。

【００１０】この例において、射出成形装置は、成形品
内部に中空部を形成することが可能な金型１と、この金
型１を装着してその金型１内部に溶融樹脂を射出する射
出成形機２、中空部を形成すべき部分にガスを供給する
ガス注入装置３、不良となった成形品を選別するための
選別手段９と、さらに、ガス注入装置３から金型１内ま
での間に形成されるガス通路に注入されたガス圧を検出
し、そのガス圧の異常を検出するガス圧検出装置１０
と、このガス圧検出装置１０からの出力に基づいて、射
出成形機２、ガス注入装置３および選別手段９を制御す
る制御部１１とを構成要素とする。

【００１１】まず、このガス圧検出装置１０は、圧力セ
ンサ４、メモリ７、タイマ６、判別部５および警報出力
部８からなる。この圧力センサ４は、ガス注入装置３内
（４ａ）、あるいはこのガス注入装置３と金型１とをつ
なぐ配管内（４ｂ）、あるいは金型１のキャビティ内
（４ｃ）のすくなくとも１箇所に設置されている。ま
た、この圧力センサ４は、検知したガス圧力を電気信号
に変換するものであり、その出力信号は、図４に示すよ
うなガス圧に比例して電圧が変化する出力波形をもつア
ナログ電圧信号となっている。また、この圧力センサ４
は、ガス注入開始からガス脱気までのガス注入装置３の
動作において、連続的ある断続的にその検出を行う。

【００１２】メモリ７には、この圧力センサ４から出力
された電圧信号が逐次格納されるとともに、ガス注入に
おける異常発生の原因毎に対応して示されるガス圧変化
の異常パターンを示す電圧信号とガス注入における正常
なガス圧変化を示す正常パターンを示す電圧信号とが予
め格納されている。

【００１３】判別部５は、圧力センサ４から出力された
電圧信号について、正常パターンを示す電圧信号とその
電圧波形を比較し、異常が発生していないかを判別す
る。この判別においては、正常パターンにおける電圧波
形に示す正常な電圧の範囲が設定され、圧力センサ４か
ら出力された電圧信号について、正常な電圧の範囲内に
あるか否かが判別される。なお、この判別を行う具体的
手段として用いられているものは、電圧比較器である。
この電圧比較器では、上限電圧および下限電圧を設定す
ることにより、比較すべき電圧の範囲が決定できるよう
になっている。

【００１４】また、タイマ６は、ガス注入装置３や射出
成形機２と同期した構成となっており、これによって、
例えば、ガス注入開始時、ガス保圧開始時、ガス脱気時
といったガス注入におけるタイミングや、射出成形機の
動作タイミングなどがセットされ、判別を行うタイミン
グが与えられる。ここでは、例えば、ガス保圧開始信号
が出力されると、タイマ６はスタートし、所定の時間経
過後、ガス圧検出装置１０に対し上記した判別動作が行
われる。

【００１５】また、警報出力部８では、異常が発生した
場合、視覚や聴覚によってその異常を確認できるように
警報情報を出力する。例えば、パトライトの点灯や、あ
るいはアラームスピーカからの警報音によって、異常を
知らせる。

【００１６】さらに、上記の判別結果が異常と判断され
た場合、制御部１１は、異常と判別された場合、ガス注
入装置３や射出成形機２を制御する。ガス注入装置３に
対しては、ガス圧、ガス流入量、ガス流入スピード、流
入タイミングなどのガスの流入量を左右する因子を制御
する。一方、射出成形機２に対しては、射出成形機から
射出される溶融樹脂の計量値や射出圧力などの成形品の
重量を左右する因子を制御する。

【００１７】さらに、制御部１１では、異常が発生した
場合、異常時において成形された成形品は不良品として
選別する選別手段９を駆動する。この選別手段９の例と
して例えば、図６（ａ）に示すように、成形後、自動取
り出しが行われ、成形品がコンベア上に置かれた状態に
おいて、異常が発生した場合、ガス圧検知装置６１か
ら、異常であることを示すＮＧ信号が製品コンベア６３
を駆動するコントローラ６２に入力される。このＮＧ信
号により、コントローラ６２は製品コンベア６３を逆向
きに動作させる。これにより、不良品は良品とは反対の
向きに流れ、不良品のみ選別することができる。

【００１８】選別手段９はこのような構成の他、異常が
発生した場合、成形品を型から取り出した後、良品とは
別の場所に置くように、取り出し機を駆動させたり、ま
た、コンベア上に置かれた不良成形品をはねおとすアー
ムロボットを駆動させたりする等の方法がある。

【００１９】以上説明した、ガス圧検出装置１０および
制御部１１のハード構成は、コンピュータによる。な
お、判別においては、各ショットにおいて行う方法や、
メモリ７に格納されている数ショット前から判別時点に
至るまでの電圧波形の傾向から判別する方法がある。以
下にこれらの方法を詳細に説明する。

【００２０】前者の方法では、各ショットでの波形を比
較することで、異常を判断し、さらにどのような症状が
でるかを予測することができる。ガス注入において正常
な場合、図４（ａ）に示すような電圧波形が得られる。
成形品によって、この電圧波形は種々の形をとるが、ほ
ぼ同形状をとる。したがって、この形状を記憶してお
き、各ショットでの電圧波形を比較することにより異常
を判別することが可能である。この判別において、図４
（ｂ）、図４（ｃ）、図４（ｄ）にそれぞれ示す異常時
における電圧波形がパターンとして記憶されており、そ
れぞれの電圧波形は、その異常となる原因が対応してい
る。したがって、異常の判別および原因の究明を行うこ
とができるものとなっている。異常が発生した場合の電
圧波形のパターンの例としては、図４（ｂ）に示すガス
射出ノズルや配管のつまりが発生した場合、図４（ｃ）
に示すガス射出時のガスもれが発生した場合、図４
（ｄ）に示すガス保圧時のガスもれが発生した場合など
の電圧波形がある、異常の判別の基準パターンとして用
いられる。

【００２１】図２は、この方法におけるアルゴリズムの
例である。なお、図中の波形Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、図４に
示した波形Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄと同等のものである。ガス圧
について異常があるか否かの判別は、ガスの注入開始時
点およびガスの注入が完了し、ガスの保圧が開始された
時点に行われる。まず、ガスの注入開始時点でガス圧が
正常範囲から逸脱し、その値が低い場合は、波形Ｃのパ
ターンの電圧波形を示し、ガスもれの可能性があり、ガ
スをさらに多く注入するようガス注入装置を制御する。
また、その値が高い場合は、波形Ｂのパターンの電圧波
形を示し、ノズルのつまりの可能性が高く、ガス圧をさ
らに高くするようガス注入装置を制御する。これによ
り、このつまりを取り除く。また、ガスの保圧が開始さ
れた時点で、ガス圧が正常範囲から逸脱した場合、波形
Ｄのパターンの電圧波形を示し、ガスもれが発生した可
能性があり、ガスを再注入するようガス注入装置を制御
する。

【００２２】なお、こうした異常を感知してガスを注入
する時は、電圧波形を監視しながら注入し、正常な電圧
波形となるようにする。一方、周囲や冷却水の温度変
化、材料ペレットの物理的／化学的なバラツキなどが考
えられるが、こうした何らかの原因で、図５に示すよう
に、徐々にガスの入り方が変わっていき、時間とともに
ガス圧が低くなることがある。こうした場合、後者の方
法を適用することによって、適切な対応をすることが可
能となる。つまり、電圧波形にどのような変化が起きて
いるかを調べることにより、その原因を予想し、射出成
形機に対する外乱を抑制することが可能になる。

【００２３】図３は、この方法におけるアルゴリズムの
例である。基準となる波形と比較して変化がある場合、
最近の数ショットについて、同じ傾向にあるかの判断を
行う。最近の数ショットについて、同じ傾向になければ
このショットに限定してのフィードバックとして以下の
判別を行う。また、同じ傾向にあった場合も同様に以下
の判別を行う。

【００２４】まず、ガスが入りにくい場合、およびそう
でない場合、重量の異常を判別し、重量の異常がある場
合、射出成形機に対して溶融樹脂の重量の調整を行うフ
ィードバックを行う。また、ガスが入りにくい場合で、
重量の異常がない場合は、ガスの注入タイミングを速く
する。これによって、正常とならない場合は、正常とな
るまで、樹脂の射出スピードを速くする。また、ガスが
入りにくくない場合で、重量の異常がない場合は、正常
となるまで、ガスの注入タイミングを遅くする。

【００２５】以上のように、注入ガス圧を管理すること
により、成形の不安定さを察知することができ、異常が
起きた場合には、適切なフィードバックを射出成形機や
ガス注入装置にかけることにより、そのショットあるい
は次ショット以降の良好な成形品の品質を確保できる。
また、これら一連の工程は自動的に行われるので、作業
者による機械調整などを必要とせず、手間や時間を省く
ことができ効率的である。

【００２６】以下、上記した射出成形装置の制御方法
を、実際に用いられる装置の例を示しながら、その制御
方法の具体例を説明する。

【００２７】

【実施例】図６（ａ）は、本方法を適用するにあたり、
使用される主要な構成を示す図であり、図６（ｂ）は、
図６（ａ）に示したガス圧検出装置の構成の概略を示す
図である。また、図７はこれらの装置を用いて行う制御
方法のアルゴリズムを示すフローチャートである。以
下、これらの図面を参照しながら、本方法を説明する。

【００２８】まず、この装置の構成は、ガス圧検出装置
６１と、注入ガスの圧力を検出する圧力センサ（図示せ
ず）からのガス圧をガス圧信号に変換して、ガス圧検出
装置６１に出力するシンプレスキット６０とからなる。
ここで、成形品６６は金型から取り出されると、製品コ
ンベア６３上に置かれ、所定の場所に移動する。この製
品コンベア６３はコントローラ６２によって動作の向き
を逆転することができ、コントローラ６２はガス圧検出
装置６１から異常が発生したことを示すＮＧ信号を受信
すると、コンベアの動作の向きを逆転するよう制御する
構成となっている。また、ガス圧検出装置６１は、電源
ランプ７２、ガス圧を表示するガス圧表示部７３、正常
なガス圧の範囲を設定するためのガス圧設定ボタン７
４、判別のタイミングをセットするためのタイマ７５、
電源スイッチ７６、アラームキャンセルスイッチ７７、
警報を目で確認するためのパトライト７１、警報を音で
知らせるアラームスピーカ７８を備えている。このアラ
ームスピーカ７８は音量つまみ、音色切り換えスイッチ
が設けられており、使用条件によって適宜設定される。

【００２９】ガス圧表示部７３のガス圧の表示設定単位
は、kg/cm²、タイマ７５の表示設定単位は、0.1 秒とな
っている。また、ガス圧設定ボタン７４は、品質が保証
できるガス圧の範囲に設定される。

【００３０】以下に、この構成の装置を用いた制御方法
を説明する。まず、ガス圧検出装置６１の電源スイッチ
７６をＯＮにした後、ガス圧設定ボタン７４により適切
なガス圧の範囲を設定するととに、タイマ７５の設定を
行うが、このタイマ７５はガス保圧スタートからカウン
トし始めるので、ガス保圧時間マイナス１秒の時間を設
定する。

【００３１】シンプレスキット６０は、注入ガス圧（０
〜１０００kg/cm²）に対応するガス圧信号（０〜１０
Ｖ）を、ガス圧検出装置６１に出力する。ガス圧検出装
置６１では、このガス圧信号を取り込み、このガス圧信
号によるガス圧が、予め設定されたガス圧の範囲内にあ
るかの判別を行う。そこで、その範囲内にある場合は製
品の製造を続ける。しかし、その範囲内にない場合に
は、コントローラ６２にＮＧ信号を送信するとともに、
パトライト７１の点灯、アラームスピーカ７８を作動さ
せ、アラームを発報する。ＮＧ信号を受信したコントロ
ーラ６２は製品コンベア６３を、良品を集める箱側への
向きから、不良品を集める箱側への向きに逆転させる。
これにより、不良品は良品と選別することができる。

【００３２】なお、ここで説明した例では、ガス注入が
完了してガス保圧が開始された後の、工程における異常
を検出する部分に限定したが、これに限る必要はなく、
上記したように、ガス注入開始後の検出にも同様に異常
の判別が可能である。

【００３３】また、異常が起こった場合、そのガス圧に
よって、その原因を知ることができ、それぞれの原因を
取り除くよう射出成形機あるいはガス注入装置にフィー
ドバックをかける。

【００３４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の射出成形装
置の制御方法は、ガス圧検出手段からの出力と、ガス注
入における異常発生の原因毎に対応して示されるガス圧
変化の異常パターンと、ガス注入における正常なガス圧
変化を示す正常パターンとを予めメモリに格納し、ガス
圧検出手段からの出力が正常パターンに適合するか否か
を判別し、適合しない場合には異常と判定するととも
に、ガス圧検出手段からの出力がその正常パターンに適
合するよう射出成形機あるいはガス注入装置をその異常
の原因に応じて制御するとともに、異常時に成形された
成形品を不良品として選別するよう選別手段を駆動する
構成としたので、ガスインジェクションにおいて異常が
起こった場合、その原因の究明およびその対処を自動化
することができ、不良の発生が抑制され、また、効率的
な製造ができる。さらにまた、異常が発生した場合にお
いて、その異常時に成形された不良品を自動的に選別す
ることができるので、製品に不良品が混在することがな
く、品質が保証される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に適用される射出成形用装
置の構成を示す図

【図２】本発明の実施の形態のアルゴリズムの例を示す
図

【図３】本発明の実施の形態のアルゴリズムの他の例を
示す図

【図４】ガスインジェクションにおけるガス圧を示す電
圧波形のパターンを示す図

【図５】ガスインジェクションにおけるガス圧を示す電
圧波形のパターンを経時的に示す図

【図６】本発明の実施例に適用される装置の要部を示す
図

【図７】この実施例のアルゴリズムを示す図

【符号の説明】

１‥‥ 金型２‥‥ 射出成形機３‥‥ ガス注入装置９‥‥ 選別手段１０‥‥ ガス圧検出装置４‥ 圧力センサ５‥ 判別部７‥ メモリ１１‥‥ 制御部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】成形品内部に中空部を形成するための金
型と、その金型を装着してその内部に溶融樹脂を射出す
る射出成形機と、中空部を形成すべき部分にガスを供給
するガス注入装置と、このガス注入装置から上記金型内
に形成されるべきガス通路に設置された注入ガスの圧力
を検出するガス圧検出手段と、不良となった成形品を選
別するための選別手段とを備えた射出成形装置を用い、
上記ガス圧検出手段からの出力と、ガス注入における異
常発生の原因毎に対応して示されるガス圧変化の異常パ
ターンと、ガス注入における正常なガス圧変化を示す正
常パターンとを予めメモリに格納し、ガス圧検出手段か
らの出力が上記正常パターンに適合するか否かを判別
し、適合しない場合には異常と判定するとともに、上記
ガス圧検出手段からの出力がその正常パターンに適合す
るよう上記射出成形機あるいはガス注入装置をその異常
の原因に応じて制御するとともに、異常時に成形された
成形品を不良品として選別するよう上記選別手段を駆動
することを特徴とする射出成形装置の制御方法。