JPS62249722A - 射出成形機の適応制御方法 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は、射出成形するときの射出成形機の動作を制御
する方法に関するもので、特に、成形条件あるいは成形
環境が変動する場合に、その変動に適応した成形条件で
射出成形機を動作させるようにする、射出成形機の適応
制御方法に関するものである。

（従来の技術） 射出成形は、型閉じ、溶融樹脂の充填、保圧、冷却、型
Ｎ４ｇという成形サイクルによって行われる。精密成形
品が得られるようにするためには、それら成形サイクル
の各過程における種々の条件あるいは環境が正確に設定
されなければならない０例えば、金型温度が変化する場
合には、射出充填中における溶融樹脂の冷却速度が異な
るものとなるために射出充填挙動が変動したり、金型か
らの取り出し時における成形品の平均温度が異なるもの
となるために成形後の熱収縮量に差が生じたりするので
、成形品の品質が変動してしまう。また、保圧力が大き
いと、成形品の内部応力が大きくなるために、得られる
成形品の最終寸法が大きくなり、保圧力が小さいと、成
形品の最終寸法は小さくなってしまう、その他、射出速
度や冷却時間、金型キャビティ内圧、樹脂温、成形のシ
ョツト数、射出前のスクリュ位置、あるいは室温や射出
成形機駆動用の作動油温等、種々の成形条件あるいは成
形環境によって、成形品の品質は変動する。

従来は、一般に、このような成形条件あるいは成形環境
が一定となるように制御することによって、成形品の品
質を安定させるようにしていた。しかしながら、そのよ
うな成形条件あるいは成形環境には、金型温度のように
制御しにくいものがある。しかも、金型温度は、連続成
形の開始初期には低く、成形が繰り返されるにつれて徐
々に高くなるというように、極めて変動しやすいもの１
ある。

そこで、従来、そのように金型温度が変動するときにも
一定寸法の成形品が得られるようにするために、金型温
度に応じて保圧力を変化させ、射出成形を適応制御する
という試みもなされていた。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、そのように金型温度に応じて保圧力を制御す
るだけでは、その他の成形条件や成形環境はすべて一定
に保たれるようにしなければならない、しかしながら、
連続成形中には外乱等によって何らかの変動が生じるこ
とは避けられない、そのために、どうしても成形品の品
質にばらつきが生じてしまう、また、保圧力のみの制御
によって成形品の寸法を一定化させるようにしたもので
は、成形品の内部応力のために、長期的に見ると品質が
異なったものとなるという問題も生じてくる。

このようなことから、特開昭８０−５８８２８号公報に
示されているように、各金型温度における最適の成形諸
条件を記憶装置にすべて記憶させておき、実際の射出成
形時に金型温度を検出して、その温度に応じた成形条件
を記憶装置から呼び出し、その成形条件に従って射出成
形機の動作を制御するようにすることも考えられている
。しかしながら、そのようにするためには、例えば１℃
おきのあらゆる金型温度について。

その温度における最適成形諸条件を前もって求めておく
ことが必要となる。したがって、膨大な実験等を行うこ
とが必要となる。また、記憶させるデータも極めて多く
なるので、記憶装置を記憶容量の大きいものとしなけれ
ばならない。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであっ
て、その目的は、幅の広い成形条件あるいは成形環境の
下で、しかも少数の記憶データを用いるだけで、容易に
安定成形が行われるようにすることである。

（問題点を解決するための手段） この目的を達成するために、本発明では、特定の成形条
件あるいは成形環境、例えば金型温度が、複数の異なる
値をとるときの最適の成形諸条件データ、例えば保圧力
、射出速度、冷却時間等のデータをあらかじめそれぞれ
求めて記憶させておき、それらのデータに基づいて、保
圧力、射出速度、冷却時間等の各成形条件についての金
型温度等に関する回帰式を作るようにしている。そして
、実際の射出成形時に、金型温度等を検出してその値を
各回帰式に代入することにより、保圧力、射出速度、冷
却時間等の各成形条件値をそれぞれ算出し、その成形条
件値に従って射出成形機の動作を制御するようにしてい
る。

（作用） このような方法とすることにより、例えば２０℃おきの
金型温度における最適成形諸条件を求め、そのデータを
記憶させておくだけで、任意の金型温度における各成形
条件を得ることができる。したがって、あらかじめ実験
等によって求めるデータの数は少なくてよく、また、そ
のデータを記憶させる記憶装置の記憶容量も小さくてよ
くなる。

そして、データを記憶させる成形条件の種類を、保圧力
のほか、射出速度、冷却時間等々と数多くすることによ
って、そのすべての成形条件についての最適値が得られ
るようになり、射出成形機が幅広く制御されるようにな
る。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

図中、第１図は本発明による射出成形機の適応制御方法
を実施する一制御回路の一例を示すブロック図であり、
第２図はその作用を説明するための説明図である。

第１図から明らかなように、この制御回路は、複数組の
データを記憶させ得る記憶部ｌと、その記憶部ｌに記憶
されたデータに基づいて回帰式を求める回帰演算部２と
、その回帰演算部２において求められた回帰式とセンサ
３によって検出された検出値とにより最適成形条件値を
算出する成形条件演算部４と、その演算部４によって求
められた各成形条件値に従って射出成形機に成形動作を
行わせる制御部５と、を備えている。

記憶部ｌには、例えば金型温度Ｔ１と、そのとき成形品
の品質を一定の範囲内に収めることができるようにする
ための金型温度以外の各成形条件、例えば保圧力、冷却
時間、射出速度等のデータＸｔ　　、　Ｙｔ　　、　Ｚ
ｓ　　、　・”、金型温度Ｔ２とそのときの同様なデー
タｘ２　、ｙ２　　ｔＺ２　　。

・・・、金型温度Ｔ３とそのときの同様なデータＸ３　
　、Ｙ３　　、Ｚ３　、−・・、及び金型温度Ｔａとそ
のときの同様なデータｘ４　、ｙ４　、ｚ、、・・・が
、それぞれ記憶されるようになっている。これらのデー
タ群 （Ｔｎ　；　Ｘｎ　、　Ｙｎ　、　Ｚｎ　、　・＝）た
だし、ｎ＝　１．　２．　３．　４ は、あらかじめ予備実験等によって求められたものであ
る。

回帰演算部２においては、これらのデータに基づいて、
各成形条件パラメータＸ、Ｙ、Ｚ。

・・・が、特定の成形条件あるいは成形環境の一例であ
る金型温度Ｔについての重相関回帰式％式％（） として１例えば多項式近似によって求められる。これら
の回帰式は、横軸に金型温度Ｔをとり、縦軸に保圧力、
冷却時間、射出速度等の各パラメータｘ、ｙ、ｚ、・・
・をとってグラフで表すと、第２図のような曲線となる
。

センサ３は、この実施例では、射出成形時における実際
の金型温度Ｔ′を検出する温度センナとされている。

成形条件演算部４においては、回帰演算部２において求
められた回帰式に、センサ３によって検出された金型温
度Ｔ′を代入することにより、 Ｘ’　　＝ｆ　（Ｔ’　）、Ｙ’　＝ｇ　（Ｔ’　）。

Ｚ’　　＝ｈ　（Ｔ’　）、・・・ が演算される。こうして得られる値Ｘ　Ｐ　　、　ｙ　
／　　。

Ｚ　／　　、・・・は、第２図に示されているように、
各回帰式のグラフ上の点となる。すなわち、金型温度が
Ｔ′のときの最適成形条件値となる。

そして、これらの最適成形条件値Ｘ　Ｐ　　、　ｙ　／
　　。

Ｚ′・・・が制御部５に伝送され、射出成形機が、保圧
力ｘ′、冷却時間Ｙ′、射出速度Ｚ′、等々の成形条件
に従って動作するように制御される。したがって、この
ようにして得られる成形品は、一定範囲の品質のものと
なる。

このようにすることにより、ｉ続成形中１例えば金型温
度が高くなった場合に、単に保圧力を高めるのみでなく
、冷却時間を長くして成形品のスキン層の固化を成長さ
せることによって、成形品の内部応力増大に伴う問題の
補償を図るようなことも可能となる。使用する金型を交
換した場合には、記憶部１内のデータをその金型に応じ
て変更すればよい。

上記実施例は、金型温度に応じて他の成形条件を変化さ
せるようにしたものであるが、その他、金型キャビティ
内圧や樹脂温、成形のショット数、室温等の成形条件あ
るいは成形環境の変動に応じて成形諸条件を変化させる
ようにすることもできる。

第３図は、成形のショツト数に応じて各成形条件を最適
に設定するようにした、本発明による制御方法の他の実
施例の説明図である。この実施例の制御回路は第１図の
ものと同様である。

この場合には、センサ３としては、成形開始時からの成
形回数を計測するショットカウンタが用いられる。そし
て、適宜のショツト数Ｔｎ（ｎ＝　　１．２，３．・・
・）において一定範囲の品質の成形品が得られるように
する各種の成形条件、例えば保圧力、冷却時間、射出速
度等のデータＸｎ　　、　Ｙｎ　　、　Ｚｎ　　、　・
−（ｎ＝　　１．　２゜３、・・・）が、記憶部ｌによ
って記憶される。

回帰演算部２においては、上述の実施例と同様に、成形
ショツト数Ｔに関する各成形条件パラメータｘ、ｙ、ｚ
、・・・についての回帰式Ｘ＝ｆ　（Ｔ）、Ｙ＝ｇ　（
Ｔ）。

Ｚ＝ｈ（Ｔ）、・・・ が求められる。そして、成形条件演算部４において、そ
の各回帰式に、そのときのセンサ３の検出値、すなわち
ショットカウンタによって得られた数値Ｔ′が代入され
、Ｔ′ショット目における最適成形条件値（Ｘ’　　、
Ｙ’　　、Ｚ’　　。

・・・）が演算される。

ところで、このように成形ショツト数に応じた最適成形
条件値を得るようにするときには、成形開始後、ある数
のシオットが繰り返されると、以後の成形条件は安定す
るので、それ以降は回帰演算を省略することができる０
例えば第３図の例では、５０番目のシ菖ット以降の成形
条件ｘ、ｙ、ｚ、・・・はいずれも安定している。した
がって、それ以降の成形条件は、記憶部ｌに記憶されて
いる次のショットＴ２．に対応する成形条件Ｘ　２０　
＋　Ｙ　２０　ｅ　Ｚ　２０　＊・・・に等しいものと
することができる。

その場合には、安定ショツト数１例えば５０をあらかじ
め設定し得る設定器を設けておき、センサ３、すなわち
ショットカウンタによって計測された値がその安定ショ
ツト数と一致したときには、それ以降の成形条件が、次
のショットＴ２０における成形条件ｘ２＠　＋　Ｙ２Ｏ
＋　Ｚ　２＠　＋　””に等しい一定のものとなるよう
にすればよい。

なお、上記実施例においては、いずれも、一つのパラメ
ータＴ、すなわち金型温度あるいは成形ショツト数に関
する各成形条件Ｘ、Ｙ。

Ｚ、・・・の回帰式を求めるようにしているが、金型温
度及び成形ショツト数の両方をパラメータとする回帰式
のように、複数の成形条件あるいは成形環境をパラメー
タとする回帰式を求め、それによって射出成形機の動作
を制御するようにすることもできる。そのようにすれば
、より幅の広い条件あるいは環境下で、安定した成形品
を得ることが可能となる。

また、上記実施例では、金型交換の都度、回帰演算部２
において各回帰式を求めるものとしているが、あらかじ
め使用金型に応じて回帰式まで求め、それを記憶させて
おき、成形のショットごとにその回帰式を呼び出して、
各成形条件値を算出するようにすることもできる。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、あら
かじめ求められた複数組のデータに基づいて回帰式を求
め、その回帰式に実際の射出成形時における検出値を代
入することにより、各成形条件値を算出するようにして
いるので、あらかじめ予備実験等によって得る必要のあ
るデータ数は、回帰式を求めることができるだけの数で
よく、それに要する予備実験等を大幅に減少させること
ができる。また、そのデータを記憶させるための記憶装
置の容量も小さくすることができる。

そして、記憶させた成形条件のすべてについて、射出成
形機が最適に制御されるようになるので、成形条件ある
いは成形環境が幅広く変動する下においても、一定の品
質の成形品が得られるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による射出成形機の適応制御方法を実
施する制御回路の一例を示すブロック図、 第２図は、その作用を説明するための回帰式のグラフ、 第３図は、本発明の他の実施例における作用を説明する
ための第２図と同様のグラフである。 １・・・記憶部　　　　　　２・・・回帰演算部３・・
・センサ　　　　　　４・・・成形条件演算部５・・・
射出成形機の制御部 特許出願人　株式会社日本製鋼所 代　理　人　　弁理士　　森　下　端　侑第２図 金型温反Ｔ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 特定の成形条件あるいは成形環境の下で射出成形すると
   き一定品質の成形品が得られるようにする他の成形諸条
   件についてのデータを、前記特定の成形条件あるいは成
   形環境の複数の異なる値についてそれぞれ求めておき、 それらのデータに基づいて、各成形条件についての前記
   特定の成形条件あるいは成形環境に関する回帰式をそれ
   ぞれ求め、 その回帰式に、実際の射出成形時に検出される前記特定
   の成形条件あるいは成形環境の検出値を代入することに
   より、そのときの各成形条件値を算出し、 算出された各成形条件値に応じて射出成形機の動作を制
   御するようにした、 射出成形機の適応制御方法。