JPS5936859B2 - プラスチツク射出成形機の成形不良検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、プラスチック射出成形の不良を検出する装置
に係り、特に射出成形機のプランジャが予め定めた距離
を移動する時間を計測し、その時間を標準値と比較する
ことによって成形の良否を判定する成形不良検出装置に
関する。

プラスチック射出成形の良否を判定するために、成形機
のプランジャ（名称の如何を問わず同様な機能を有する
もの、例えばスクリュー等、を含む）を押す液圧機構の
液圧（射出圧力）が所定圧力になった時点から予め設定
した定点までプランジャが移動する時間を計測して表示
する装置が知られている。

プラスチック射出成形機における射出圧力とプランジャ
の移動距離との一例を第１図に示し、この図を用いて従
来装置の動作原理を説明する。

射出圧力が上昇するに伴ないプランジャが移動開始する
。

そして射出圧力が所定圧力ｈ８ に到達した時点Ｑ１で
時間計測を開始し、プランジャが予め設定した定点ＰＴ
を通過し該定点ＰＴに設置したＩＪ ミツトスイッチを
動作させたとき時間計測を終了する。

すなわちカーブＡの場合、射出圧力が所定圧力ｈ８に到
達した時点Ｑ１におけるし°ランジャの位置Ｐ１から定
点ＰＴまでの距離１１を、プランジャが移動するに要し
た時間を計測したことになる。

一方、可塑化の不均一によって、射出圧力が所定圧力ｈ
８ に到達するのがΔｌだげ遅れた場合（カーブＢ）、
時間計測は所定圧力ｈ８ に到達した時点Ｑ２に開始さ
れる。

すなわち、カーブＢの場合＆ζ射出圧力が所定圧力ｈ８
に到達した時点Ｑ２におけるプランジャの位置Ｐ２から
、定点ＰＴまでの距離１２ を、プランジャが移動する
に要した時間を計測したことになる。

成形金型の製品部への樹脂の充填は射出圧力が所定圧力
ｈ８ に到達した時点でほぼ始まるから、例えば定点Ｐ
Ｔ をカーフ゛Ａの場合において、金型への樹脂の充
填が９０％終了した時間を計測するように選ぶと、カー
ブＢのように時点Ｑ２が遅れた場合には例えば金型に７
０％しか充填されていないときの時間を計測することに
なる。

ところで、プランジャの移動時間を計測し計測結果を成
形状態の判定に役立てるためには各成形サイクルにおい
て金型へ常に一定量充填されたときの時間を計測するこ
とが望ましい。

しかしながら従来装置では、時間計測の終了時点を常に
定点に固定していたから、射出圧力が所定圧力ｈ８ に
到達する時点のばらつきによって適正な時間計測を行な
うことができなかった。

本発明は、射出圧力が所定圧力に到達する時点のばらつ
きにも拘らず、金型に一定量充填されるまでの時間を計
測可能なプラスチック射出成形機の不良検出装置を提供
することを目的とする。

本発明の特徴とするところは、時間計測を射出圧力が所
定圧力に到達した時点に開始し、所定圧力到達点を基準
として予め設定した距離だけプランジャが移動したとき
時間計測を終了するようにしたことにある。

すなわち計測終了点を定点に固定せず、第２図に示すよ
うに所定圧力到達点から一定距離１□０点に設定するこ
とによって、所定圧力到達点がＱｌからＱ２へ変動して
もそれに応じて計測終了点もＰｌからＲ２へ変るように
し、金型へ常に一定量充填された時点の時間計測ができ
るようにした点にある。

以下本発明の実施例を図面に従って詳細に説明する。

第３図において、１は固定金型であり固定プレート２に
取付けられている。

３は移動金型であり移動プレート４に取付けられている
。

固定金型１には円筒状の射出シリンダ５のノズル部６に
連通した連通孔７が設けられている。

８は射出シリンダ５の途中に設けられたプラスチック材
料を入れるためのホッパーである。

スクリュー９の一端はピストン１０として形成され、該
ピストン１０は油圧シリンダ１１内に挿入されてシリン
ダ１１内の油圧によってスクリュー９が射出シリンダ５
内を前後に移動するようにしである。

また図示してないが、スクリュー９はモータなどの駆動
機構によって回転するようになっている。

その他射出シリンダ５等を加熱するためのヒータ等は省
略しである。

１２はラックギアであって部材１３によりピストン１０
の中間に取付けである。

１４はラック１２と噛合うピニオンギアであり、該ピニ
オンギアはロータリエンコーダ１５に連結されている。

ロータリエンコーダ１５は周知の如く回転量をパルス信
号として出力するもので、ピストン１０の移動量に応じ
たパルスが出力される。

１６は射出圧力が予め定めた所定圧力に到達したときに
信号を発生する圧力検出器であり、周知のものを使用で
きる。

フリップフロップ１７は、圧力検出器１６の信号を受け
て反転し出力“１１１をＡＮＤゲ−）１８，１９へ送出
するものである。

ＡＮＤゲート１８は、フリップフロップ１７の出力がＩ
Ｉ Ｉ ＩＩになったときロータリエンコーダ１５の出
力パルスを通過させる。

一方ＡＮＤゲート１９は、フリップフロップ１７の出力
がＩｔ Ｉｌｌになったとき時間計測用のクロックパル
ス発振器２０の出力パルスを通過させる。

この発振器２０は一定周期で発振する。

２１．２２は夫々デジタル設定器であり、２１は第４図
に示すように所定圧力到達点Ｐ１ からの距離１３０点
Ｒ３を設定するもの、２２はＰｌから距離１４の点Ｒ４
を設定するものである。

この距離設定は２個に限るものでな（１個でも良いし、
又必要に応じ３個以上でも良い。

また成形品の大きさ等により距離も任意に決めることが
できる。

２３．２４は夫々パルスカウンタであり、ＡＮＤゲート
１８を通過したロータリエンコーダ１５の出力パルスを
カウントするものである。

２５゜２６は夫々比較器であって、対応するカウンタ２
３．２４のカウント数が対応するデジタル設定器２１．
２２０設定数と等しくなづたとき出力するようにしであ
る。

ＡＮＤゲート１９を通過したクロック発振器２０のクロ
ックパルスは、比較器２５の出力でしゃ断されるように
した禁止ゲート２７を介してカウンタ２８へ入力される
ようにしである。

２９はカウンタ２８のカウント数Ｘ１ をデジタル表示
する表示器である。

同様に３０は比較器２６の出力によってしゃ断される禁
止ゲート、３１はカウンタ、３２はカウンタ３１のカウ
ント数Ｘ２を表示する表示器であり、パルス発振器２０
の出力パルスが禁止ゲート３０を介してカウンタ３１へ
入力されるようになっている。

３３゜３４．３５，３６はデジタル設定器であって、３
３は、スクリュー９が設定点Ｒ８を通過する時間の下限
値りを設定し、３４はその上限値Ｅを、３５は設定点Ｒ
４を通過するときの下限値Ｆを、３６はその（Ｒ４の）
上限値Ｇを夫々設定するためのものである。

３７，３８はマルチプレクサ、３９は減算回路であって
、マルチプレクサ３８は図示しないタイミング発生回路
からのタイミング信号ＴＭを受けて、例えば、デジタル
設定器３３〜３６に設定された値Ｄ−Ｇを順番に選択的
に切換えて減算回路３９へ入力するようになっており、
この動作をくり返して行なうものである。

これに対応してマルチプレクサ３７も、デジタル設定器
３３又は３４の設定値（Ｄ又はＥ）が選択されていると
きはカウンタ２８のカウント数Ｘ１ を選択して減算回
路３９へ送り、一方デジタル設定器３５又は３６の設定
値Ｆ又はＧが選択されているときはカウンタ３１のカウ
ント数Ｘ２を選択して減算回路３９へ送るようになって
おり、この動作をくり返して行なう。

減算回路３９は、タイミンク信号に同期してカウンタ２
８又は３１のカウント数からデジタル設定器３３〜３６
の設定値を引く演算を行なう。

すなわち、Ｘｌ−Ｄ、Ｘｌ−Ｅ、Ｘ２−Ｆ、Ｘ２−Ｇの
４種類の減算をタイミング信号に同期して順番にくり返
して行なう。

この４種類の減算の順序はこれに限るものではない。

４０は減算結果の正負を判定する判定回路で、同様にタ
イミング信号ＴＭに同期している。

４１はデマルチプレクサ、４２〜４５はラッチ回路であ
って、デマルチプレクサ４１は、判定回路４０で判定さ
れた４種類の減算の判定結果を夫々対応するラッチ回路
４２〜４５へ切換えるようにしである。

従って、例えば減算回路３９でＸｌ−Ｄの演算を行ない
その正負が判定されるとその判定結果はラッチ回路４２
にラッチされ、次に減算回路３９でＸｌ−Ｅの演算を行
ないその正負の判定結果はラッチ回路４３にラッチされ
、同様にＸ２−Ｆの正負判定結果はラッチ回路４４に、
Ｘ２−Ｇの正負判定結果はラッチ回路４５に夫々ラッチ
されるようになっている。

これらラッチ回路４２〜４５は、例えば判定結果が正の
とき出力“′１１１となり、判定結果が負のとき出力“
□ ＩＩとなるようにしてあり、又判定結果が変化した
ときにはその出力も変化するようになっている。

４６はラッチ回路４２の出力を反転するＮＯＴゲート、
４７はＮＯＴゲート４６の出力と、比較器２５の出力を
受けるＡＮＤゲートであり、スクリューが設定点Ｒ３を
通過したときの時間が下限値りより短いときＡＮＤゲー
ト４７が出力するようにしである。

４８は、比較器２５の出力がなく且つラッチ回路４３の
出力が′１１“のとき出力する禁止ゲートで、スクリュ
ーが設定点Ｒ３を通過した時間が上限値Ｅより長いとき
出力するようになっている。

同様に４９はラッチ回路４４の出力を反転するＮＯＴゲ
ート、５０はＮＯＴゲート４９の出力と、比較器２６の
出力を受けるＡＮＤゲートであり、スクリューが設定点
Ｒ４を通過したときの時間が下限値Ｆより短いときＡＮ
Ｄゲート５０が出力するようにしである。

５１は比較器２６の出力がなく且つラッチ回路４５の出
力が１１１°１のとき出力する禁止ゲートで、スクリュ
ーが設定点Ｒ４を通過した時間が上限値Ｇより長いとき
出力するようになっている。

５２ばＯＲゲート、５３は５２の出力をラッチし、成形
不良信号Ｗを出力するラッチ回路である。

５４はラッチ回路５３をリセットするため接点であり、
手動接点でも良いし、異常が発生したその成形工程時間
中だけ不良信号を出力するため成形機制御用タイマーで
作動する接点でも良い。

この回路の作動を説明する。

射出圧力が所定圧力ｈ８に到達する時点Ｑ１（そのとき
のスクリューの位置Ｐ１）を基準として第１設定点Ｒ３
を定めるための距離１３をデジタル設定器２１に、第２
設定点Ｒ４を定めるための距離１４をデジタル設定器２
２に夫々設定する。

また、これら設定点Ｒ３゜Ｒ４の夫々に対応する時間幅
の上限値及び下限値り、Ｅ、Ｆ、Ｇをデジタル設定器３
３〜３６により設定する。

そして射出成形機を運転開始する。ピストン１０が前進
し始めるとピニオンギア１４も回転しロータリエンコー
ダ１５からパルスが出力されるがフリップフロップ１７
が出力ＩＩ Ｉ Ｉｔにならないうちはこの出力パルス
はＡＮＤゲート１８を通過することはない。

射出圧力が上昇し所定圧力ｈ８ になると圧力検出器
１６がそれを検出しフリップ７０ツブ１７を反転させる
。

これによりフリップフロップ１７の出力はＩＩ ＩＩ＋
となり、ロータリエンコーダ１５の出力パルスはＡＮＤ
ゲート１８を介してカウンタ２３，２４へ入力され所定
圧力到達点Ｑ１．Ｐ１を基準とした距離計測が開始され
る。

一方同時に、パルス発振器２０のクロックパルスがＡＮ
Ｄゲート１９を通過してカウンタ２８．３１へ入力され
所定圧力到達点Ｑ１゜Ｐｌ を基準とした時間計測が開
始される。

比較器２５．２６は夫々増加するカウンタ２３，２４０
カウント数を絶えずデジタル設定器２１．２２と比較し
、スクリュー９が設定点Ｒ３，Ｒ４を通過したか否かの
判定を行なう。

マルチプレクサ３７゜３８デマルチプレクサ４１、減算
回路３９、正負判定回路４０はタイミング信号を受けて
カウンタ２８又３１のカウント数Ｘ１又はＸ２の読取、
デジタル設定器３５〜３６の設定値の読取、減算、正負
判定、判定結果の対応するラッチ回路４２〜４５への振
分けを行なう。

上記読取から振分けまでの動作は、カウンタ２８，３１
のカウント数Ｘ１及びＸ２が時間の経過と共に増大する
のに追従してくり返し行なわれる。

スクリューが設定点Ｒ３を通過するまでは、比較器２５
の出力は°１０゛（当然比較器２６の出力も１１０“１
）であるのでＡＮＤゲート４７．５０から出力はない。

入成形が正常に行なわれているときは、スクリューが設
定点Ｒ３を通過する前にカウント数Ｘ１がＲ３点につい
て設定した上限値Ｅを越えることはないので、ラッチ回
路４３の出力はＩＩ ＯＩＩ （当然４５の出力も“°
０“）である。

それ故禁止ゲート４８゜５１から出力はない。

スクリューが点Ｒ３を通過するとカウンタ２３のカウン
ト数がデジタル設定器で設定した１３を越えるので比較
器２５の出力がＩＩ Ｉ ＩＩとなる。

これにより禁止ゲート２７は閉じられカウンタ２８のカ
ウント動作は停止し、そのカウント数は表示器２９に表
示される。

このときＸｌが下限値りより大きければ、ラッチ回路４
２のＩｆ Ｉ Ｉｆ出力はＮＯＴゲート４６で反転され
てＩＩ ＯＩＩになるので比較器２５の出力がＩＩ Ｉ
ＩＩとなってもＡＮＤゲート４７は出力しない。

又、このときが上限値Ｅより小さければラッチ回路４３
の出力は′０′１であり、禁止ゲート４８も出力しない
。

従ってスクリューが点Ｒ３を通過したときの時間をＸ１
１としたとき、Ｘ１□がＤ≦Ｘ１、≦Ｅの範囲にあれば
ＡＮＤゲート４７、禁止ゲート４８は出力しない。

これに対し、Ｘ１□がＤ＞Ｘ１□のときラッチ回路４２
の出力はＩＩ ＯＩＩで、これがＮＯＴゲートで反転さ
れるので、ＡＮＤゲート４７が出力し、この出力でラッ
チ回路５３を作動させ成形不良信号Ｗが出力される。

”ｌ−ＸｌｌがＸ１□〉Ｅのとき、比較器２５が出力１
１１“１となって禁止ゲート４８がしゃ断される前に、
ラッチ回路４３の出力はＩＴ Ｉ ＩＩとなるので、こ
の出力はラッチ回路５３を作動させて成形不良信号Ｗが
出力される。

スクリューが点Ｒ３を通過しないでその点Ｒ３より手前
で止ってしまったような場合にも、ラッチ回路４３の出
力ばＩＩ １°′となって同様に成形不良信号Ｗが出力
される。

スクリューが点Ｒ３を通過した後代に点Ｒ４を通過する
ときもその通過時間なＸ２□としたときＸ２２がＦ≦Ｘ
２２≦Ｇの範囲にあれば成形不良信号Ｗは出力されず、
Ｆ〉Ｘ２２或はＸ２２〉ＧのときＡＮＤゲート５０或は
禁止ゲート５１が出力してラッチ回路５３から成形不良
信号Ｗが出力される。

このようにこの実施例によれば、スクリューが設定点Ｒ
３，Ｒ４を通過する時間が、夫々について定めた上限値
と下限値の範囲にないときには成形歪良信号Ｗが出力さ
れるので、この信号で警報器を作動させたり、成形機の
製品シュータ−のソレノイドを作動させて不良品の選別
を行なうことができる。

この実施例において、第５図に示すように射出圧力が所
定圧力ｈｓに到達する時点がＱｌ、ＰＩからＱ２ 、Ｒ
２へ遅れたような場合でも、変化したＱ２．Ｒ２を基準
とした距離設定が行なわれるので、測定距離１３゜１４
は変化しない。

従って、カーブＡ、 Ｂいずれの場合でも、金型に等量
のプラスチックが充填された時間を計測できる。

すなわち、カーブＡが金型に例えば９０％充填される時
間を計測するものと仮定すると、カーブＢの場合も同様
に９０％充填される時間を計測できる。

又、この実施例によれば、スクリューが点Ｒ３，Ｒ４を
通過したときの時間が夫々表示器２９．３２に表示され
るので、成形品の不良の性質判断或は良品の場合にもそ
の性質判断に役立てることができる。

更に計測時間幅の上限値及び下限値はデジタル設定器３
３〜３６で任意に選ぶことができる。

本発明によれば、射出圧力が所定圧力に到達した時点か
ら予め設定した点まで移動する時間を計測し、その時間
を設定した時間幅と比較することによって成形の良否を
判定できるのみならず、良品の場合或は不良品の場合に
その性質の判断に利用できる。

また時間計測は所定圧力利点を基準として一定距離進む
までの時間を計測するので、所定圧力到達点が変動した
場合でも金型に一定量充填されるまでの時間の計測が可
能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置における時間計測の手法を説明するた
めのスクリュー移動距離と射出圧力との関係を示す図、
第２図は本発明における時間計測の原理を説明するため
のスクリュー移動距離と射比圧力との関係を示す図、第
３図は本発明の実施例に係る成形不良検出装置の電気回
路のブロック図、第４図及び第５図は上記実施例回路に
おける時間計測の方法を説明するためのスクリュー移動
距離と射出圧力との関係を示す図である。 Ｑｌ、Ｑ２・・・・−・所定圧力到達点、Ｐｌ、Ｒ２・
・・・・・所定圧力到達点におけるプランジャ（スクリ
ュー）位置、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４・・・・・・設定
点、９・・・・・・スクリュー、１０・・・・・・ピス
トン、１５・・・・・・ロータリエンコーダ、１６・・
・・・・圧力検出器、２０・・・・・・クロックパルス
発振器、２１，２２・・・・・・距離設定用デジタル設
定器、２３，２４・・・・・・カウンタ、２５゜２６・
・・・・・比較器、−２８，３１・・・・・・カウンタ
、２９゜３２・・・・・・表示器、３３，３４，３５，
３６・・・・・・時間幅設定用デジタル設定器、３７，
３８・・・・・・マルチプレクサ、３９・・・・・−減
算回路、４０・・・・・・正負判定回路、４１・・・・
・・デマルチプレクサ、４２，４３゜４４．４５・・・
・・・ラッチ回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ プラスチックを金型に充填するために金型に連通し
   たシリンダ内を前進するプランジャを備えたプラスチッ
   ク射出成形機において、射出圧力が所定圧力に到達した
   ことを検出する圧力検出装置と、プランジャの移動量に
   相応した電気信号を発生する信号発生装置と、圧力検出
   装置が所定圧力を検出した時点におけるプランジャの位
   置を基準としである距離を設定する距離設定装置と、信
   号発生装置からの電気信号を受信してプランジャの移動
   量を計測し、圧力検出装置が所定圧力を検出した以後の
   プランジャの移動量が距離設定装置で設定した距離にな
   った時点で信号を出力する距離計測装置と、圧力検出装
   置が所定圧力を検出した時点から距離計測装置が信号を
   出力する時点までの時間を計測する時間計測装置と、計
   測時間の上限値と下限値とを夫々設定する時間幅設定装
   置と、時間計測装置により計測した時間が時間幅設定装
   置で設定した時間幅から外れるときに成形不良信号を出
   力する出力装置とを有するプラスチック射出成形機の不
   良検出装置。