JPS62170316A - 射出成形装置 - Google Patents

射出成形装置

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JPS62170316A
JPS62170316A JP1158186A JP1158186A JPS62170316A JP S62170316 A JPS62170316 A JP S62170316A JP 1158186 A JP1158186 A JP 1158186A JP 1158186 A JP1158186 A JP 1158186A JP S62170316 A JPS62170316 A JP S62170316A
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JP
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screw
injection molding
cylinder
pressure
movement
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JP1158186A
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北所 重二
パオ コクピン
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (a)技術分野 この発明は、樹脂素材を所定の形状に成形する樹脂成形
加工に用いられ、溶融した樹脂素材を金型内に入れて凝
固させる射出成形加工を行う射出成形装置に関する。
(b)発明の概要 この発明に係る射出成形装置は、射出成形作業の簡略化
を実現するため、複数の材料のそれぞれについて単位重
量当りの移動体の移動量を記憶しておき、入力された材
料および製品重量と予め記憶されている移動体の移動量
とから計量ストロークを演算するようにし、煩雑な計量
ストロークの算出を省略するようにしたものである。゛
(C)従来技術とその欠点 樹脂材料を成形加工する際に用いられる射出成形装置は
、ペレット化された樹脂材料をシリンダ内で加熱溶融し
た後、シリンダ内を摺動する移動体によってノズルから
金型内に射出する。このような射出成形装置を用いた射
出成形作業において、所定の形状の製品を得るためには
、製品の形状に応じた所定量の樹脂材料が金型内に射出
されなければならない。
このため従来の射出成形装置では、シリンダ内における
移動体の移動量を検出し、この移動量とシリンダの内径
とからノズルと移動体との間に貯留される材料を計量す
るようにしていた。例えば、移動体としてスクリュを用
いたものでは、射出工程終了後スクリュをシリンダ内を
移動可能な状態にして回転させ、スクリュの溝を経由し
て樹脂材料をノズル側に導く。これによってノズルとス
クリュとの間に樹脂材料が進入し、スクリュはノズルか
ら離れるようにしてシリンダ内を移動する。スクリュの
移動量が所定量となった際にスクリュの回転を停止する
。この所定量を計量ストロークとして計量工程毎に厳格
に維持することによって、材料の射出量を常に一定にす
るようにしている。
しかしながら上記従来の射出成形装置では、製品毎の計
量ストロークをオペレータが入力するようにしていた。
このため、オペレータは計量ストロークの入力に先立っ
て、製品の重量、使用する樹脂材料の密度およびシリン
ダの内径から計量ストロークを演算により求めなければ
ならず、射出成形作業に先立つデータの入力作業が煩雑
になる欠点があった。また、使用される樹脂材料の種類
が著しく増加し、それぞれの材料毎の密度等を記憶して
おかなければならず、正確な知識を必要とし、射出成形
装置を容易に使用することができない欠点があった。
fd)発明の目的 この発明の目的は上記従来の欠点に鑑み、射出成形作業
に先立つデータの入力時に計量ストロークの演算作業を
省略することにより、射出成形作業を簡略化することが
できる射出成形装置を提供することにある。
(e)発明の構成および効果 この発明の射出成形装置は、計量時における材料の単位
重量当たりの移動体の移動量を複数の材料について記憶
した記憶手段と、使用する材料と製品重量とを入力する
入力手段と、この入力手段により入力された材料種およ
び製品重量と記憶手段から読み出した移動体の移動量と
から計量ストロークを演算する演算手段とを備え、この
計量ストロークに基づいて移動体を移動させることを特
徴とする。
以上の構成によりこの発明によれば、射出成形作業に先
立つデータの入力時に、オペレータにより選択された材
料の単位重量当たりの移動体の移動量を記憶手段から読
み出し、この値と同じくオペレータにより入力された製
品重量とから演算手段により計量ストロークを自動的に
演算することができる。したがって、オペレータは煩雑
な計量ス゛トロークの算出作業から開放されるとともに
、使用する材料毎に異なる密度等の諸元を記憶しておく
必要がなく、射出成形作業を筒路かつ容易にすることが
できる。
(「)実施例 i)全体構造 第2図は、この発明の実施例である射出成形装置の要部
の正面断面図である。
一端にノズル3を形成したシリンダ1の内部には、スク
リュ2が矢印AまたはB方向に移動可能かつ、その方向
を軸として回転可能にして設けられている。スクリュ2
のノズル3側端部は円錐形状に形成され、他方の端部は
プランジャ2bが形成されるとともに、油圧モータ6の
回転軸に固定されている。プランジャ2bは油圧シリン
ダ7内を矢印AまたはB方向に摺動可能にされている。
シリンダ1の外周部にはヒータHTI〜HT4が取り付
けられており、それぞれシリンダ1の内部を加熱する。
また、それぞれのヒータの間には熱電対SC1〜SC4
が設けられており、シリンダ1の温度を検出する。シリ
ンダ1にはホッパ5が設けられている。このホッパ5は
シリンダ1の内部と連通しており、ベレット状に形成さ
れた樹脂材料を収納するとともに、シリンダ1の内部に
供給する。ノズル3には固定側金型4aが取り付けられ
ている。また、この固定側金型4aに係合する可動側金
型4bが型締シリンダ8に取り付けられている。固定側
金型4aおよび可動側金型4bは対向して設けられおり
、可動側金型4bは型締シリンダ8の動作により固定側
金型4aに対し、矢印AまたはB方向に移動する。
ii )射出サイクル 以上の構成により、ホッパ5に収納された樹脂材料9は
シリンダ1の内部に落下しようとする。
油圧モータ6が動作し、スクリュ2が回転するとシリン
ダ1内に落下した樹脂材料9はスクリュ2の溝を経由し
てノズル3側に移動する。このとき樹脂材料9はヒータ
HTI〜HT4により加熱されるとともに、シリンダ1
の内部において混練され内部発熱する。これらによる温
度上昇によって樹脂材料9は溶融状態でノズル3とスク
リュ2との間に導かれる。ノズル3とスクリュ2との間
の樹脂材料9の体積が増加するに従いスクリュ2は矢印
B方向に移動する。この動作は計量工程と呼ばれ、成形
する製品の重量および使用する樹脂材料によってスクリ
ュ2の矢印B方向の移動量である計量ストロークが異な
る。
スクリュ2が所定の計量ストローク位置まで移動すると
油圧モータ6の動作が停止するとともに、油圧シリンダ
7が動作される。これによりスクリュ2は矢印A方向に
移動し、溶融した樹脂材料を固定側金型4aと可動側金
型4bとの間に射出する射出工程が行われる。この後樹
脂材料は金型4a、4bの間で凝固した後型締シリンダ
8の動作により可動側金型4bが矢印A方向に移動して
製品が取り出される。以上の動作を1サイクルとして連
続して繰り返され、順次成形を終了した製品が取り出さ
れる。
以上の動作中におけるスクリュ2の移動量はスクリュ2
に固定されたラックギヤIfと、これにかみ合う図外の
ピニオンギヤに同軸に設けられたロータリエンコーダ1
0とにより検出される。このロークリエンコーダ10は
スクリュ2の移動量を、その矢印A方向の死点位置から
の絶対量として検出する。
iii )計量ストローク 第3図は、上記射出成形装置の一部を構成するシリンダ
の要部の正面断面図である。
射出成形動作中にシリンダ1の内部においてスクリュ2
は保圧位置Dhと二点鎖線2′で示す計量ストローク位
置Dsとの間を往復する。この間の移動量が計量ストロ
ークしてある。スクリュ2は死点位置であるストローク
エンドDeから計量ストローク位置Dsまで移動可能で
あるが、実際には成形不良を防止するため、保圧位置D
hで一定時間停止される。また、計量工程終了後射出工
程前にノズル3から樹脂材料が外部に露出することを防
止するため、スクリュ2はメルトディコンプレス位置D
Cまで移動する。この後スクリュ2は矢印A方向に移動
し、ノズル3がら樹脂材料を射出する。計量ストローク
Lは製品においてパリの発生やフローマークを除去する
ため射出工程をDs−Dl、D1〜D2.D2〜D3.
D3〜Dhの4区画に分割し、それぞれの区画において
スクリュ2に作用する圧力およびスクリュ2の移動速度
を変更するようにしている。
iv)油圧装置 第4図は、上記射出成形装置に用いられる油圧装置の回
路図である。
油圧装置中に圧油を循環する油圧ポンプ32は電動モー
タ33により駆動される。油圧ポンプ32からの圧油は
、一方は流量調整用の絞り弁35および流路変更用の切
換弁37を介して油圧シリンダ7に導かれ、もう一方で
は絞り弁36を介して油圧モータ6に導かれる。油圧モ
ータ6および油圧シリンダ7の分岐点と油圧ポンプ32
との間には圧力を調整するリリーフ弁34が設けられて
いる。
リリーフ弁34は油圧ポンプ32から流出する圧油の一
部をドレーンに導くことにより油圧装置中の圧力を調整
する。絞り弁35および36はそれぞれソレノイドSL
5およびSLIの駆動により、油圧シリンダ7および油
圧モータ6方向に流れる圧油の流量を調整する。切換弁
37は4ポ・−トの方向制御弁であり、ソレノイドSL
3.SL4の駆動により油圧シリンダ7における圧油の
流入方向および流出方向を変更する。油圧モータ6の回
転軸はスクリュ2に固定さており、油圧シリンダ7内に
はスクリュ2のプランジャ2bが摺動可能にして配され
ている。
■)制御部 第5図は、上記射出成形装置の制御部のブロック図であ
る。
CPU41にはインターフェイスT104を介し、操作
パネル44からデータ信号が入力されるとともに制御信
号が出力される。
またCPU41には油圧モータ6側の油圧計0PGIお
よび油量計08G1、油圧シリンダ7側の油圧計0PG
2および油量計08G2の検出出力がアナログデジタル
変換器A/D 1を介してインターフェイス!101か
ら入力され、油圧モータ6側のソレノイドSLIおよび
油圧シリンダ7側のソレノイドSL3〜SL5の制御信
号がドライバDRIおよびDR2に出力される。この制
御信号によりドライバDRIからソレノイドSLIに駆
動信号が出力され、絞り弁36を通過する圧油の流量が
制御される。
ドライバDR2からはソレノイドSL3およびSL4に
駆動信号が出力され、切換弁37が動作する。またドラ
イバDR2から駆動信号がソレノイドSL5に出力され
ると絞り弁35が動作し、油圧シリンダ7方向への圧油
の流量が制御されるスクリュ2の移動量を検出するロー
タリエンコーダ10からはインターフェイス■102を
介して移動量の検出信号が入力される。このロークリエ
ンコーダ10はスクリュ2の位置とバイナリコードで出
力する。
インターフェイス■103を介して熱電対SC1〜SC
4の温度検出信号がアナログデジタル変換器A/D2を
介して入力されるとともに、ヒータHTI〜HT4の制
御信号がドライバDR3に出力される。
第6図は、上記制御部の一部を構成するCPUに接続さ
れたROMの要部の構成を示す図であるROM42には
一つの樹脂材料毎に特定される単位重量当たりのスクリ
ュ2の移動量Pu、ヒータHTI〜HT4の制御温度が
複数の樹脂材料のそれぞれについて記憶されている。こ
れらのデータは、製品の成形状態を左右し、樹脂材料毎
に異なる。
第7図は、上記制御部の一部を構成するCPUに接続さ
れたRAMのメモリマツプの一部であるRAM43のメ
モリエリアM1〜M3には、計量ストローク位tDsか
ら第1区画位置D1までの距離L1、圧力P1および速
度S1がそれぞれ記憶されている。メモリエリアM4〜
M6からM10〜ML2までについても同様にそれぞれ
の区画位置におけるデータが記憶される。メモリエリア
M13〜M15のそれぞれには保圧工程における圧力p
h、時間Thおよび許容範囲kが記憶される。
以上のデータはオペレータにより操作パネル44からイ
ンターフェイス■104を介して人力される。
vi)動作説明 ア、計量工程 第1図(A)〜(C)は、上記射出成形装置の動作を示
すフローチャートである。
射出成形作業時には、まずステップnl(以下“ステッ
プni″を単に“ni”という。)において電動モータ
33がオンされる。次いでn2で操作パネル44の操作
によりデータが人力される。このとき、使用する樹脂の
材料種が選択されるとともに製品型IGが入力される。
n3においてROM42から選択された材料の単位重量
当たりの移動fPuが読み出され、n4で製品型ICと
移動11Puとから計量ストロークLが算出される。以
上においてn2がこの発明の入力手段に相当し、n4が
同じく演算手段に相当する。
この後n5でソレノイドSLIの制御信号がCPU41
からドライバDPIに出力され、油圧ポンプ32から油
圧モータ6に圧油が流入する。これによって油圧モータ
6はスクリュ2を回転させる。この動作はn6でローク
リエンコーダ10がスクリュ2の計量ストロークL分の
動作の終了を検出した際、すなわち、スクリュ2が計量
ストロ−り位置1)sに達するまで継続される。
スクリュ2が計量ストローク位IDsに達するとn7で
ソレノイドSLIがオフされる。これによって油圧モー
タ6への圧油の供給が停止され、スクリュ2が停止する
さらにn9.nlOでソレノイドSL5およびSL3が
オンされ、油圧ポンプ32から圧油が油圧シリンダ7に
流入する。ソレノイドSL3をオンすることにより圧油
は切換弁37からシリンダ7内のプランジャ2bの前方
に流入する。これによってスクリュ2は矢印B方向に移
動する。n11においてスクリュ2がメルトディコンプ
レス位置Dcに達するとn12に進み、ソレノイドSL
3をオフしてスクリュ2の動作を停止する。以上のn1
〜n12の動作が射出成形作業における計量工程である
イ、射出工程 この後n13およびn14で型締シリンダ8が駆動され
、固定側金型4aと可動側金型4bが一定圧力下で型締
される。n15ではカウンタiの内容力月にされる。こ
のカウンタiは射出工程における各区画を計数する。次
いでn16でソレノイドSL4をオンし、圧油を切換弁
37から油圧シリンダ7のプランジャ2bの後方に導く
。このときn17で油圧計0PG2の読みがメモリエリ
アM2に記憶した圧力P1になるようにリリーフ弁34
を制御し、n18で流量計08G2の読みがメモリエリ
アM3に記憶した速度S1に対応した値になるようソレ
ノイドSL5を制御する。さらにrl19でスクリュ2
の位置が次の区画位置に達したか否かを判別し、スクリ
ュ2が次の区画位置に達していない場合にはrh17に
戻る。このようにしてスクリュ2が次の区画位置に達す
るまで圧力および速度が設定値に一致するようリリーフ
弁34および絞り弁35を制御する。
n19においてスクリュ2が次の区画位置に達するとn
20でカウンタiの内容を1加算し、n21に進む、n
21においてカウンタiの内容が3よりも大きいか否か
を判別する。n21においてカウンタiの内容が3以下
である場合にはn17に戻り、それぞれの区画に応じた
圧力および速度をRAM43が読み出し、リリーフ弁3
4および絞り弁35を制御する。n21においてカウン
タiの内容が3よりも大きくなったときにはn22に進
む。以上のn15〜n21の動作が射出成形作業におけ
る射出工程である。
つ、保圧工程 射出工程が終了するとスクリュ2は保圧位置Dhに達し
ており、n22で保圧圧力phに制御され、n23でタ
イマTがオンされる。次いでn24でスクリュ2の位置
がRAM43のメモリエリアM15に記憶された許容範
囲に内にあるか否かが判別される。保圧位置Dhは射出
成形装置毎に特定されており、この保圧位置Dhから±
にの範囲にスクリュ2が位置しているか否かが判別され
る。n24においてスクリュ2が許容範囲の下限を下回
っているときにはn25でカウンタCmの値を1加算し
、反対に許容範囲の上限を上回っている場合にはn26
でカウンタCpの内容を1加算し、それぞれn27に進
む。n24においてスクリュ2が許容範囲内にある場合
には直接n27に進む。
n27ではカウンタCmまたはカウンタCpの値が設定
値Nに達したか否かが判別される。n27においていず
れかのカウンタの内容が設定値Nに達した場合にはn2
8に進み、設定値Nに達したカウンタが上限のカウンタ
Cpであるか否かが判別される。カウンタCpの内容が
設定値Nに達した場合にはn29.n30に進み、保圧
圧力Phを1減算するとともにカウンタCpの内容を0
にする。
n28でカウンタCpの内容が設定値Nに達したのでな
ければ力うンタCmの内容が設定値Nに達したとし、n
31.n32で保圧圧力Phの内容を1加算するととも
にカウンタCmの内容を0にする。この後n33に進み
タイマTが保圧時間Thに達するとn5に進み、これま
での動作が繰り返し行われる。n27においてカウンタ
CmまたはカウンタCpのいずれも設定値Nに達してい
ない場合には直接n33に進む。以上のn22〜n33
の動作が射出成形作業の保圧工程である。
射出工程を終了した時点で材料は金型内で冷却を受ける
。これにより材料は硬化し、保圧工程および冷却工程終
了後、金型が開かれて製品がとり出され、n5に戻る。
vii)実施例の効果 以上のように保圧工程においてメモリエリアM13に記
憶された保圧圧力phをメモリエリアM14に記憶した
保圧時間Thの間維持する。また、予め許容範囲kを設
定しておくとともに保圧工程中におけるスクリュ2の位
置を検出し、スクリュ2の位置が下限を下回る場合また
は上限を上回る場合にはそれぞれカウンタCmまたはカ
ウンタCpの内容を1加算し、これらのカウンタのうち
いずれかの内容が設定値Nを上回った際に保圧圧力Ph
の内容を増減する。このようにすることによって連続す
る射出成形作業中における樹脂材料の状態や温度変化に
起因する成形不良の発生を防止するよう保圧工程中の圧
力を補正することができる。
さらに、樹脂材料毎の単位重量当たりのスクリュ2の移
動lPuを記憶しておき、入力された材料塊に応じた移
動量Puを読み出し、人力された製品重量Gを用いて射
出ストロークLを求めることができる。したがって、射
出成形作業開始時にオペレータによる煩雑な算出作業を
省略することができる。また、保圧工程におけるスクリ
ュ2の停止位置と保圧位置Dhとの誤差を検出し、保圧
圧力phを自己補正することにより、射出ストロークL
を調整して製品の成形状態を良好に保つことができる。
viii )他の態様 なお、単位重量当たりのスクリュ2の移動lPUは、シ
リンダの内径によって変化する。したがうて、ROM4
2に複数種のシリンダ径に対応した移動量Puを複数記
憶しておき、プログラマブルコントローラを用いて使用
するデータを変更可能にしておけば、機種の変更や装置
の交換等によっても同一の制御装置を使用することがで
きる。
また、RAM43をバッテリによりバソクアフプしてお
くことにより記憶内容を保持し、次回に同一の樹脂材料
が選択された際に前回のデータを用いて樹脂成形作業を
行うようにし、入力作業をさらに簡略化することができ
る。
このような入力作業の簡略化および自己補正機能を活用
して、複数の成形装置を単一の制御部によって集中制御
することも可能であり、また電話回線を利用して射出成
形装置の運転状態をモニタおよび制御し、遠隔操作する
ことも可能である。
本実施例は移動体としてスクリュを用いたが、プランジ
ャ等を使用した他の射出成形装置でも同様に実施するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(A)〜(C)はこの発明の実施例である射出成
形装置の動作を示すフローチャート、第2図は同射出成
形装置の要部の正面断面図であり装置の内部構造を示し
ている。第3図は同射出成形装置のシリンダの要部の断
面図であり、スクリュの射出ストロークを示している。 第4図は同射出成形装置に用いられる油圧装置の回路図
である。第5図は同射出成形装置の制御部のブロック図
である。第6図は同制御部が有するROM内の要部構成
図、第7図は同制御部のRAMのメモリマツプである。 ■−シリンダ、2−スクリュ(移動体)、3−ノズル、
 4a、4b−金型。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)シリンダ内のノズルと移動体との間で樹脂材料を
    計量するとともに加熱溶融した後、移動体をノズル方向
    に移動させ、前記樹脂材料をノズルから金型内に射出す
    る射出成形装置において、前記計量時における材料の単
    位重量当たりの前記移動体の移動量を複数の材料につい
    て記憶した記憶手段と、使用する材料種と製品重量とを
    入力する入力手段と、この入力手段により入力された材
    料種および製品重量と前記記憶手段から読み出した単位
    重量当たりの移動体の移動量とから計量ストロークを演
    算する演算手段とを備え、この計量ストロークに基づい
    て移動体を移動させることを特徴とする射出成形装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02147226A (ja) * 1988-08-04 1990-06-06 Fanuc Ltd 成形条件のデータベースを内蔵した射出成形機
JPH0369331A (ja) * 1989-08-08 1991-03-25 Niigata Eng Co Ltd 射出成形機における成形品重量の補正方法
JPH0542573A (ja) * 1991-08-15 1993-02-23 Fanuc Ltd 射出成形機の成形条件設定方法およびモニタ方法

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