JPS5929415B2 - 型締時における金型開き量を制御する射出成形機 - Google Patents

型締時における金型開き量を制御する射出成形機

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JPS5929415B2
JPS5929415B2 JP48091101A JP9110173A JPS5929415B2 JP S5929415 B2 JPS5929415 B2 JP S5929415B2 JP 48091101 A JP48091101 A JP 48091101A JP 9110173 A JP9110173 A JP 9110173A JP S5929415 B2 JPS5929415 B2 JP S5929415B2
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一雄 太田
清種 関和
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Shibaura Machine Co Ltd
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Toshiba Machine Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は射出成形機に係り、特に型締時におけるメスオ
ス二つの金型の開き量を制御して良品を成形せんとする
射出成形機に関する。
射出成形機により良質な成形品を得るためには射出時に
おけろ溶融樹脂の温度を射出圧力などと共に金型バーテ
ング面の開き量(以下金型開き量と称す)を適切な値に
保持することも重機である。
メス、オス金型の各バーテング面倹型合わせ向)は射出
工程即ち型締時においてまず互いに接近して密着する。
次いで溶融樹脂が金型キャビティ内へ射出されるに伴い
次第に前記キャビティ内の樹脂圧が増大し遂に前記密着
していたバーテング面を引き離す程にまで増大する。
この引き離される量が前述した金型開き量である。
とくに目金型開き量の最大値が数十ミクロンとなるよう
保持されるとその成形品が良品となる確率も非常に大き
くなることが本発明者らの実験によっても明らかになっ
ている。
こうした金型開き量は射出成形機の運転状態が安定する
までは各ショット毎の開き量か一定せず従来において連
続して良品を成形するにはかなりの熟練度を8袈として
いた。
更に又従来射出成形機運転に際し金型開き量を測定する
ようなことは特にせず試しに打ってみてその成形品の具
合から次のショットのときの射出圧とかスクリューの速
度パターンを変えるなどの如き調整操作を作業者の経1
験をもとに行っていた。
従ってこのような調整操作の経験が少ない作業者にとっ
ては射出成形機が短時間のうちに、安定して良好な成形
品を連続して成形できろよう各部分の調整を行うことは
大要困難であった。
また前述のような欠点を取除くため射出時のスクリュー
前進位置に対応する出力電圧があらかじめ設定したスク
リューストローク中の所定位置に対応した設定電圧と一
致したとき、一致信号を発し、スクリューの前記位置に
おけろ速度や圧力を制御する方式も行われているがこの
方式は、スクリューの前進位置が前記所定位置に達した
ときに前記一致信号を発するけれども金型内の充填状態
に応じて前記所定位置を修正するという技術思想はなく
、従って適切な゛′所定位置″か予め設定されないと成
形品は充填不足あるいは過充填となってしまう場合もあ
る。
尚 射出充填時において金型の開き量が適正な値よりも
大きすぎるとパーティング面から溶融樹脂か飛散して成
形品にパリが付いたり又重量オーバーの成形品かできた
りする。
−カメ、金型の開き量が七泊かあるいは小さい場合は成
形品に空洞ができたり、金型による冷却による体積収縮
のためいわゆる「ヒケ」のある成形品(形状や寸法の不
良、重量不足の成形品が成形されるのである。
本発明は上述の如き従来の射出成形機およびその制御装
置の欠点を除去せんとするものでその目的とするところ
は射出成形機の金型キャビティ内に射出される溶融樹脂
量をその成形品が良品となるよう制御するもので、更に
詳しくは射出成形時におけろ最大金型開き量を検知し同
値を予め設定された最適開き量へすみやかに接近させ且
つこれを保持するために、射出用スクリューの前進速度
の切換え、あるいは同スクリュー前進用の油圧シリンダ
ー圧力の切換え(保圧工程への切換え用)あるいは計量
ストローク位置の修正等を行うための切換え信号を発す
るスクリュー位置を前記最大金型開き量と関連せしめて
修正するようにした制御装置を提供するにある。
以下図面により実施例を説明する。
第1図は本発明による制御回路のブロック図であって射
出成形機の射出シリンダ1内にはホッパ=3かシリンダ
1の内側へ投入された粒状樹脂を可塑化するためのスク
リュー2が設けられている。
シリンダ1の右端側には1対のメスオス金型8゜9が取
付けられており型締時にはオス金型9は図示しない型締
装置によって左方へとメス金型8に押圧されている。
この状態でスクリュー2が右方へ前進すると溶融状態の
樹脂りはゲートIAを介して金型、8,9によって形成
されるキャビティの中へ充填されるようになっている。
スクリュー2の後方軸部2A左端はスラスト軸受部4を
介して油圧シリンダユニット5のピストンロッド5Aと
結合されており従ってピストンロッド5Aの右行行程動
作によりスクリュー2はシリンダ1内を矢印で示すよう
に前進する。
一方後方軸部2Aにはスクリュー2の位置を検出するた
めのラック付レバー7が取付けられており、さらに同レ
バー7のラック部と噛合うピニオンギア6、同ギア6と
一体的に回転するポテンショメータ6Aが設けられてい
る。
尚金型キャビティ内への樹脂の充填工程終了後次の成形
品用の溶融樹脂をシリンダ1内右端部へ貯えるための計
量工程が実施されろ。
この計量工程ではスクリュー2は図示しない、駆動装置
により回転され、それによりシリンダ1内の左方側に存
する溶融樹脂が順次右方へ送り出されろと共にスクリュ
−2自体も図の左方へすなわち後退されろようになって
いる。
この場合スクリュー2の後退限位置は次回の射出工程で
金型キャビティーへ充填されるべき樹脂の量と関係して
おり後退限位置を調整することにより充填樹脂量を調整
できろ。
さて、第1図において本発明の機部である金型開き量の
制御系10の役目を概略的に説明する。
則ち各ショット毎に金型の最大開き量を測定すると共に
スクリュー2が前進あるいは後退中に、所定位置に達し
たときそれまでのスクリュー2の動きに関する制御用の
指令値(例えば油圧シリンダへの流量とか圧力)を変更
することによってその結果得られる次回のショツト時の
最大金型開き量が所定の範囲内に納まるように、前記所
定位置に対応した電圧■S1を修正して出力するもので
ある。
25は射出成形機の従来の制御装置要部プロロク図であ
って、21はスクリューの所定位置設定部で出力として
電圧Vsが前記制御系10に与えられている。
(尚従来の制御系10がない場合には同Vsは一致回路
22へ破線で示すように入力されろ)一致回路22の出
力信号Zは指令制御部23に人力され、同制御部23か
らは流量調整弁27に対する流量指令信号F I (F
low In5tr−uction)と圧油源26に
接続され量弁27に圧油を供給する圧油設定部28に対
する圧力指令信号P I (P ressure I
n5truction )が供給されている。
29は後述するところの金型最犬開き量測定値と予め設
定されている開き量の最適値との差を表示する表示装置
である。
次に制御系10を詳細に説明する。
11は射出成形機にとりつけられたオス、メス2つの金
型9,10の各ショットごとの射出時における開き量の
最大値R2(MAX)を検出する金型開き量最大値検出
部、12は上記開き量の好ましい値R(0−PT)を設
定する金型開き量の最適値設定部である。
尚この値R(OPT)は通常0.03〜0.06mmぐ
らいの値がよいとされている。
更に、比較器13はこれら二つの値、R2(MAX)と
R(OPT)とを比較しその差を(符号も含めて)与え
る比較器である。
14゜15.16は前記比較器13からの差をそれぞれ
切換点a、b、cで区別されて入力されるようにしたレ
ジスタ群である。
今RA 、RB 、RCを各レジスタ14,15,16
に蓄積された値とする。
ヌ、17,18,19は各レジスタ14,15゜16の
値RA、RB、RCをアナログ量(電圧)に変換するD
−A変換器であり更に同各D−A変換器のゲインは50
倍、10倍、1倍の如くそれぞれ差を設けである。
20は加算器であって前記各D−A変換器17゜18.
19の各出力を同時に加算すると共に更に前記スクリュ
ーの所定位置設定部21からの電圧Vsも加算されてい
る。
この電圧Vsは、前述した如く射出時においては溶融樹
脂をキャビティ内へ押し出すスクリュー2の所定位置(
Poとする)に対応する電圧である。
加算器20の出力としては結局初期値電圧VsとD−A
変換器17 、18゜19の各出力との合計値でありこ
れも又他のスクリュー位置Po’に対応した電圧Vsl
となる。
一致回路22は同加算器20の出力電圧vs1に対しス
クリュー2の移動量に比例したアナログ電圧を発するポ
テンショメータ6Aの出力電圧(Vscrwとする)が
スクリューの前進あるいは後退方向への移動によって
V scrw = V s ’ (1)と
なった時点で信号Zを発するようになっており、同信号
Zか発せられろと指令制御部23からは予じめ定められ
たシーケンス指令信号としての流量指令FIあるいは圧
力指令PIを流量調整弁27あるいは圧油設定部28へ
供給するようになっている。
例えば金型キャビティへの樹脂の充填工程において今一
致回路22の出力信号Zを射出充填状態から保圧状態に
変わる指令信号として利用する場合にはスクリュー2の
送り早さあるいはスクリュー押出圧力がそれまでよりも
低下した値となるよう指令される。
(このスクリュー位置を低下切換位置と称す。
)換言すれば前記加算器20の出力電圧Vs1を変化す
ることにより前記低下切換位置を様々に変化させろこと
が可能となる。
第2図は第1図の金型開き量最大値検出部11の構成ブ
ロック図である。
同図において8,9はそれぞれメスオスの金型でありそ
の開き量はHとして表わされている。
Dは検出器でDlはメス金型8上に取付けられた検出器
本体、D2は接触子で前記本体D1内を長手方向(図の
矢印方向)に摺動可能な状態で同本体D1に支承されて
おりD3は接触子D2のストッパーであってオス金型9
上に取付けられている。
ヌ検出器りにはその各構成部DI、D2.D3が、金型
8,9の熱のため温度上昇を生じないよう適当な冷却機
構が備えられている。
(図示せず)従ってメス金型8とオス金型9とが開き量
Hを形成すると検出器本体D1からは開き量Hに応じた
アナログ出力信号が発生するようになっている。
31は前記アナログ出力をディシイタル量(例えばパル
ス列)に変換するAD変換器、32は同AD変換器31
の出力を受けてこれを逐次記憶するレジスタであって結
局同しジスク32には開き量Hの値が逐次正確に保持記
憶されろようになっている。
33は比較ゲート回路で、前記レジスタ32の値(R1
とする)の増大あるいは同一の状態の場合のみ次のレジ
スタ34へ値R1を転送するようになっておりレジスタ
32の値R1がレジスタ34の値(R2とする)より小
さくなるとレジスタ32からレジスタ34への値R1の
転送は庫止される。
従って1サイクルの成形動作が終了した時点でのレジス
タ34の値R2は、金型開き量Hか最初零から序々に増
大しある最大値Hmaxを経て更に減少して一定の値H
(<Hmax)に停留するよう変化した場合、射出成形
時の最大金型開き値R2(MAX)(=Hmax)を保
持記憶していることとなる。
尚各レジスタ32,34の内容は各ショットの開始時に
クリアされるものとする。
次に動作について説明しよう。
まず最適値設定部12にはR(OPT)=0.05(m
、 )がセットされているとする。
更に比較器13の出力を切換点dへ点線の如く保持しレ
ジスタ14.15,16の値RA、RB、RCをリセッ
トする。
更に第1図において、低下切換位置P。従って所定位置
設定部21の出力電圧Vsを適当に、すなわち最大金型
開き量Hmax(従ってR2(MAX))か出来るだけ
R,(OPT ) =0.05に近い値となるように設
定する。
尚、この初期値電圧Vsの設定に関しては本発明の技術
思想からしてそれほど精度よくセットする8袈はない。
レジスタ14,15,16は今リセットされているので
加算器10の出力Vs’=Vsとなっている。
第1回目のショット(成形加工) メス、オス2つの金型8,9が密着すなわちH−0とさ
れろと射出開始信号が発せられスクリュー2が前進して
金型キャビティ内へ溶融樹脂か射出充填される。
射出される樹脂の量がある程度増大すると、その射出圧
により2つの金型は引き離されようとする力が作用しこ
の段階から金型開き量Hは序々に増大しやがて射出され
た樹脂が冷却を始めその体積も収縮しはじめろところの
適当な位置Po(Vs)までスクリューが前進するとV
scr w=Vsとなりこの時点で信号Zか発せられ
スクリューの前進速度を低下させるよう流量指令FIが
指令制御部23から発せられろ。
スクリューが前進成造移動し成形品が得られろとレジス
タ34にはこのショット中におけろ最大金型開き量Hm
axに対応した値(以下最大開き値という)R2(MA
X)□が保持されている。
(添字1は第1回目のショットであることを示す)第2
回目のショット 次に比較器13の出力を図示の如く切換点aへ結合する
そして今前記の値R2(MAX)、=0.15(4)で
あったとするとレジスタ14にはイ直RAにR(OPT
)−R2(MAX)に〇、05−0.15=−0,10
(RAtの添字、は第1回目のショットを示す)がセッ
トされる。
同値RA1=−〇、10はD−A変換器17によりアナ
ログ電圧に変換されたのち加算器20へ加えられる。
従って、V s ’ =Vs +VD A 50 (R
A)=Vs VDA50 (0,10) (2)(
但し ’VDA50(RA)IVDAIO(RB)。
VDAI (RC)は各D−A変換器の出力でRA=R
B二RC〜0の場合VDAI (RC) =±VDA(
RB )−±VDA(RA)なる間係ノ孝る。
)0 であり更にVDA50 (0,10)について説明する
とこの電圧分だけVs’がVsより゛′減少パすること
になり結局低下切換点位置Poを第1回目のショットの
ときより手前側(スクリューの射出スタート位置側)に
改めたことになる。
そして次にスクリューが前進し前と同様な過程を経て第
2図のレジスタ34の最大開き値かR2(MAX)2
=0.11(m)であったとする。
従ってRA、−RA1+(R(OPT) −R2(MA
X)2)ニー0.10+(0,05−0,1,1)=0
.16・°・Vs’ −”V s +VD A50 (
RA 2)=Vs−VDA50(0,16) 、 (
3)第3回目のショット 次にスクリューが前進し前と同様な過程を経てレジスタ
34の最大開き値がR’2 (MAX)3−0.07で
あったとする。
この段階で比較器13の出力をレジスタ14へ与えると
次のショットによる最大開き量Hmaxか最適値として
設定しである0、05以下となる恐れがある場合(これ
を知るにはオペレータは第1図の表示装置29に表示さ
れる比較器13の出力を見ろようにすればよい)にはレ
ジスタ15の切換点をaからbへ切換えろ。
(尚その恐れがない場合にはそのま5続行させる)従っ
て RA3=RA2 = −0,16 RB3=R(OPT)−R2(MAX)3ニー0.02
−’−V s ’ =V s +VDA50 (RA3
)+ VD Al O(RBa )=Vs−VDA50
(0,16) −VDAI O(0,02)1 =Vs VDA50(0,16) −IVDA50(
0,02)=V8−VDA50 (0,16+ 0.0
04 )=Vs VDA50(0,164)
(4)第4回目のショット 更に次のショットにより最大開き値R2(MAX)4=
0.06になったとする。
レジスター5の選択はそのま\とすると、 RA4=RA3二RA2=0.16 RB4=RB3+ (R(OPT) −R2(MAX)
4 )=−0,02+(0,05−0,06)ニー0.
03Vs1=Vs+VpA50(RA4 )+VDAI
Q (RB4)=Vs VDA 50 (0,16
) VDA 10 (0,03)=Vs−VDA50
(0,16) 、VDA50(0,03)=Vs V
D A50 (0,16+0.06 )、”−Vs1=
Vs VDA 50 (0,166) (
5)第5回目のショット 更に次のショットにより最大開き値R2(MAX)5=
0.051になったとする。
この段階で比較器3の出力をレジスター5へ与えたとき
次のショット(第6回目)で最大開き量Hmaxが0.
05以下となる恐れがある場合には、レジスター5から
レジスター6へ即ち切換点Cを選択するものとする。
従ってRA5−RA4=RA3=RA2=−0,16R
B5=RB4=RB3+(R(OPT)−R2(MAX
)4)=−0,03RC5二R(OPT)−R2(M、
’AX)5=−0,001Vs’ =VS+VDA50
(RA5)+VDA10(RB5) +VDAI(RC
5)=Vs VDA50 (0,16) VDAI
O(0,03) VDAI (0,001)二VS
VDA50(0,16)−−VDA50(0,03
)−,5−VDAI(0,001)、”−Vs1=Vs
VDA50 (0,16+0.OO6+0.000
02 )=Vs VDA (0,16602)
(6)以下同様にして各
ショットの操作か行われろ。
そしである程度最大金型開き量Hmaxが最適設定値R
(σPT)に近接するよう射出成形機の運転状態が達し
たなら切換点を上記の如く切換点Cとしておく。
比較器13から与えられる1回の偏差分が小さい状態の
ときにはこれに見合って小さい補正分をレジスタ16へ
与えるようになっているので、加算器20の出力vs1
も微小な値しか補正しないようになっている。
従って最大金型開き量Hmaxの制御の幅を小さくでき
この点から成形品の均一化に貢献するものである。
以上の動作説明の例では射出充填工程におけるスクリュ
ー前進中での所定位置を電圧信号Vs1として逐次修正
し結果として最大金型開き量が最適値に近づくプロセス
を説明したが他の例としては例えば計量工程(スクリュ
ー2は回転しつつ後退する)での後退限位置を前述の電
圧信号Vs’に対応する所定位置とすることもできろ。
この場合はスクリュー2の後退限位置が逐次修正されろ
ことによってシリンダ1内の右端部に貯えられる樹脂の
量が変わるのでキャビティ内へ充填される樹脂の量従っ
て金型開き量に影響を与えろことができる。
袈するに本発明は、射出シリンダ1内でのスクリュー2
の挙動にかんして同スクリュー2の位置を適宜設定しそ
の位置にスクリュー2が到達したとき同スクリュー2の
挙動に関するそれまでの制御指令の値を他の値に変更す
ることが結果的に次のショツト時での最大金型開き量に
影響するという現象を利用するものでありその場合金型
の最大開き量と前記スクリュー2の設定位置とを関連さ
せて、最適な最大開き量に近づくよう同設定位置を逐次
修正しようとするものである。
それ放電圧vs1に対応する設定位置としては前述した
保圧工程に変わる位置や計量工程の後退限位置に限定さ
れるものでなく、スクリューの挙動に関する制御指令が
変更されたときそれによって最大金型開き量が影響を受
ける場合にはそのような制御指令変更位置を前記の設定
位置として利用できるのである。
次に本発明の特徴・効果について説明する。
■ 本発明による装置ではすべて電気回路によって金型
最大開き量を制御しており射出成形機本体には検出器を
取付けるだけでよいので従来から使用されている射出成
形機に簡単に取付けられる。
■ 本発明による装置においては開き量の補正分を最適
設定値R(OPT)に対しはじめは大きなステップでヌ
同R(OPT)に近づくにつれて同ステップを小さく選
べるようにしであるので、すみやかに安定した開き量の
状態即ちHmax * R(OP’T ) に達することができろ。
■ 尚上記■においてレジスタ14,15,16の切換
点a、b、cの選択あるいはa−+bあるいはb−+c
への切換え時点の設定は、例えば各ショット毎の最大開
き量R2(MAX)を表示装置で表示しオペレータがこ
れを見てR2(MAX)のR(OPT)への接近具合を
チェックし適当なところで切換えるようにしているので
オペレータは金型開き量の変化をチェックしながら適当
なショット回数毎に切換点を変更するだけでよい。
■ 本実施例では複数のレジスタ群と、同各レジスタに
値結されたゲインの異るD −A変換器を備えており切
換点(例えばa点)が他の点(例えばb点)へ切換えら
れてもレジスタの値は、同RBだけでなく値RAも同時
に加算器20へ加算されろようになっているので一種の
積分器の役目を果すと共にある程度最適設定値R(OP
T)へ最大開き量HmaxlJ5近づいたところではゲ
インの小さいD−A変換器を介して行うようになってい
るので非常に制御幅が小さくでき精度の高い制御が可能
となる。
■ オペレータにとっては最大開き量HmaXを最適値
R(OPT )へと逐次調整設定する操作が非常に簡単
になった。
又このオペレータによる調整設定操作も前述の表示装置
を使用せず一定値になったら切換点を変更するようなメ
カニズムを付加するならば全自動的に最適な金型開き量
の状態へ到着、保持させろことも可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による制御装置のブロック図、第2図は
第1図中の最大金型開き量検出部である。 11・・・・・・金型開き量最大値検出部、12・・・
・・・最適値設定部、13・・・・・・比較器、14,
15,16・・・・・・レジスタ、17,18,19・
・・・・・DA変換器、20・・・・・・加算器、22
・・・・・・一致回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 射出用スクリューのストローク位置を検出する位置
    検出手段7,6,6Aと、 前記スクリューを1駆動せしめろスクリュ−1駆動手段
    27.28.5と、 前記スクリュー駆動手段に対し駆動用の制御指令を与え
    る指令制御装置23と、 スクリューのストローク位置に対応する前記位置検出手
    段からの出力が所定値に達したときそれまで前記スクリ
    ュー駆動手段に与えていた制御指令を変化せしめるよう
    前記指令制御装置に対し変更指令を与える指示装置22
    と、 型締時での金型開き量と関連せしめて前記所定値を定め
    ろ所定値形成手段21,10とからなる射出成形機であ
    って、前記所定値形成手段か、前記指示手段からの変更
    指令に応答して前記指令制御装置から与えられろ新たな
    制御指令にもとづくスクリューの挙動の変化によって次
    のショットでの最大金型開き量を変化すべく前記所定値
    に対応するスクリューのストローク位置を予め設定する
    ための第1の設定部21と、 1回のショット中の金型開き量の最大値を検出する装置
    11と、 最適な最大金型開き量を設定するための第2の設定部1
    2と、 同第2の設定部で設定された値と前記最大値を検出する
    装置で検出された値との差を算出する比較装置13と、 同比較装置の出力を累積して記憶する記憶装置14.1
    5,16,17,18,19と、前記第1の設定部の設
    定値と前記累積記憶装置の値とを加算しその結果を前記
    所定値として前記指示装置に与える加算部20とからな
    る型締時における金型開き量を制御する射出成形機。 2、特許請求の範囲第1項において、 前記累積記憶装置かゲインの相違する複数の累積記憶部
    を備え且つ前記比較装置の出力を選択的に前記各累積記
    憶部と接続する接続手段を備えた型締時における金型開
    き量を制御する射出成形機。
JP48091101A 1973-08-14 1973-08-14 型締時における金型開き量を制御する射出成形機 Expired JPS5929415B2 (ja)

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JP48091101A JPS5929415B2 (ja) 1973-08-14 1973-08-14 型締時における金型開き量を制御する射出成形機

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JP48091101A JPS5929415B2 (ja) 1973-08-14 1973-08-14 型締時における金型開き量を制御する射出成形機

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JPS5929415B2 true JPS5929415B2 (ja) 1984-07-20

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ID=14017117

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JP48091101A Expired JPS5929415B2 (ja) 1973-08-14 1973-08-14 型締時における金型開き量を制御する射出成形機

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JPS4856751A (ja) * 1971-11-01 1973-08-09

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