JPS62273817A - 射出１次圧自動設定装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は射出成形機に係り、特にその射出１次圧を設定
するための射出１次圧自動設定装置に関する。

〔従来の技術〕

近年、成形品の寸法ならびに表面精度の向上、成形歪や
クラックの発生防止などのために、充填工程における射
出速度ならびに保圧工程における圧力を複数段階状に変
化させて、射出成形を行なうシステムが採用されている
。

第す図（ａ）、（ｂ）はピンゲート金型に用いられる射
出成形機の油圧特性図および射出速度特性図である。

充填中の速度設定を（ａ）図のように行なうと、充填し
ながら測定した油圧は第（ｂ）図に示すように、第１速
度区間では比較的低く推移するが、第２速度の高速区間
に入り樹脂がランチ部を充填完了してゲートを通過し始
める時に大きな値を示し、一つのピーク部を形成する。

第３速度区間に入ってキャビティに樹脂が充填され始め
ると、再び油圧は低くなるが、充填完了に近づくと急に
高くなる。

第６図は第５図の射出速度制御が適用されるピンゲート
方式の３枚金型の一例を示す断面図である。金型は、固
定金型３１、該固定金型３１に接合される中間金型３２
及び該中間３２に対しスプリングによって結合されると
共に移動自在な移動金型３３より構成される。固定金型
３１の表面には固定プレート３４が設けられ、更に、移
動金型３３には移動プレート３５が設けられている。固
定金型３１には樹脂注入口が設けられ、加熱シリンダｌ
のノズル３６が当接可能に構成されている。

尚、３７は製品、３８はランナである。

第６図の構成において、成形を行うに際しては、移動金
型３３を固定金型３１側に押し当て、加熱シリンダｌを
金型の注入口に圧接させる。この状態で射出成型機を稼
動させ、加熱シリンダ１より加熱した液状の合成樹脂を
金型内に圧入する。注入が終了ののち金型を水冷等によ
って冷却し、金型内の樹脂を固化させる。充分に製品が
冷却した時点で、移動金型３３を図の左方向に移動させ
ることにより、製品３７が金型３２及び３３より分離し
、図示せぬ製品受けに落下する。この金型内への樹脂圧
入に際し、第５図のように３区間に分けた射出速度によ
って射出制御がなされる。

ところで、前述の説明から明らかなように、射出成形に
おいては、充填時の射出１次圧をどのように設定するか
は、設定した射出速度を正確に出すために重要な要因と
なっている。すなわち、射出１次圧が低すぎると、設定
した射出速度が、設定どおりに出ないために外観不良を
発生する原因となる。また射出１次圧が高すぎると、過
充填となり、ソリや変形、内部歪などが発生し、成形品
の強度にも悪い影響を与える。また金型を傷める原因と
もなり、離型困難となることもある。

従来は射出１次圧を最初は低めに設定しておき、多段射
出の最高速度設定区間で、射出速度が充分小ていること
を感覚的に確認できるところまで射出１次圧を上げてゆ
く方法が一般にとられている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、従来の射出１次圧を制御手段は、所期の設定速
度を正しく出すことにはなっていない場合が多かった。

かといって、射出１次圧を最高圧に近く設定すると、上
述の過充填となり、ソリや変形などの不良が発生する。

このため、経験や勘に顛らずに射出１次圧を設定するこ
とのできる自動設定装置の提供が望まれている。

本発明は、上記従来技術の実情に鑑みてなされたもので
、その目的とするところは、射出１次圧の自動設定が可
能な射出１次圧自動設定装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため、本発明は、複数の射出速度
を段階的に使い分けて金型に溶融樹脂を圧入し、製品を
成形する射出成形機において、前記金型に対する樹脂の
充填番こともなう抵抗に応じた射出シリンダの油圧を測
定する油圧測定手段と、該測定手段による測定値をサン
プリングするサンプリング手段と、該サンプリング手段
によるサンプリング値の各射出速度区間ごとのサンプリ
ング最大値及び射出１次圧の充填完了点を検出し、その
各々に対し一定量の油圧値を加算する演算部を設けるよ
うにしたもｐである。

〔作用〕

上記手段によると、各々の射出速度区間における油圧値
に、過充填、反り、変形、内部歪等を生じないレベルの
油圧値が自動的に加算され、所望の設定速度が設定され
るため、人的操作を要することなく射出１次圧自動設定
装置を構成できる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図であり、イ
ンラインスクリュ一方式射出成形機に適用した例を示し
ている。

ホッパ（図示せず）から供給されたペレット状の合成樹
脂材料ｌは、スクリュー２の回転によって混線、可塑化
され前進で金型内（図示せず）に射出される。このスク
リュー２は油圧シリンダ３内のアクチュエータ４に連結
され、油槽５内の油が油圧ポンプ６によって前記シリン
ダ３の後室に供給さることにより、スクリュー２が前進
するようになっている。この油圧回路中に速度制御用比
例電磁弁７と射出油圧力の上限を決定するための圧力制
御用比例電磁弁８　（リリーフ弁）とが設けられ、この
両電磁弁７．８は制御部の出力ボートｌＯを介して中央
演算処理ユニット（ＣＰＵ）１１に接続されている。

前記アクチュエータ４には連結バー１２を介してラック
ギア１３が取付けられ、それに噛合するピニオン１４が
設けられている。このピニオン１４と同期して回転する
位置検出器（ポテンショメータ、エンコーダ等）１５が
設置され、これからの出力は入力ボート１６を介して中
央演算処理ユニット１１に入力されるようになっている
。従って前記ラックギア１３、ピニオン１４ならびに位
置検出器（ポテンショメータ、エンコーダ等）１５によ
り、射出工程におけるスクリュー２の先端部停止位置を
検出するスクリュー先端位置検出器を構成しており、位
置検出器１５からの停止位置信号が制御部９に入力され
ている。また、人カポ−１−１６には、加熱シリンダ温
度、スクリュ一温度、スクリュー回転数、多段射出速度
及び変速点位置、射出・保圧タイムなどの射出条件を入
力するためのキーボード１７が接続されている。ＣＰＵ
ＩＩに入力された成形条件を記憶するために成形条件設
定メモリ１８が設けられ、バスを介してＣＰＵ１１に接
続されている。

また、油圧シリンダ３と電磁弁７の間には、アクチュエ
ータ４の前進・後退を決定するための方向切替弁１９が
設けられ、更に、油圧センサ２０が接続されている。油
圧センサ２０は、充填工程の開始と共に金型キャビティ
に充填されてゆく樹脂流による抵抗油圧（充填スタート
から充填完了までの間、設定射出速度の区間ごとに、樹
脂流によって発生する抵抗に応じた射出シリンダ油圧の
測定値）をアナログ信号で出力する。油圧センサ２０に
は、そのアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／
Ｄ変換器２１が接続され、このＡ／Ｄ変換器２１はイン
ターフェース２２を介してＣｐｕｔｔに接続される。尚
、２３はデータ等を記憶するメモリである。

ここで、第１図の実施例の動作を説明する前に、本発明
の原理を第２図に基づいて説明する。

第５図において説明した通り、充填の開始から終了の間
に２つのピークが存在する。従ってこのような金型の場
合は、その抵抗油圧ピーク値より数十ｋｇ／ｃｄ（例え
ば／ｃｓｆ）高い射出１次圧を第２区間に設定すること
によって、第２速度の高速を正確に確保することができ
る。

さらに第３速度区間でキャビティ内に樹脂が充填され終
わる充填完了寸前に、樹脂の流れ速度が急に低下すると
同時に、抵抗圧力が急上昇する点が生じ、抵抗圧力曲線
に屈折点が見られる。

この屈折点は、第３速度区間で例えば０．Ｏ１〜０．０
２秒おきに、抵抗油圧の測定値をＡ／Ｄ変換してメモリ
に入力してゆくとともに、すぐ前の時点の測定値からの
圧力上昇値を演算し、その圧力上昇値をある基準値と比
ベゼ、急上昇に移ったことを判断することによって自動
的に確認することができる。

第３速度区間でこの屈折点に相当する充填完了時点まで
は、屈折点に相当する抵抗油圧より２０〜３０ｋｇ／−
高い射出１次圧を自動設定すれば、確実に樹脂をキャビ
ティに充填完了させ、かつ過充填にならないようにする
ことができる。

以上の比較演算を行い、各角速度区間の最適射出１次圧
を自動設定するのが本発明の概略である。

次に、本発明の実施例を第３図（ａ）、（ｂ）のフロー
チャート、第２図の説明図及び第４図の抵抗油圧特性図
に基づいて説明する。尚、第４図は抵抗油圧の時間推移
の中、キャビティ内に樹脂が充填され終る充填完了寸前
に、抵抗油圧が急に上昇し始める点（屈折点）が生じる
様子を示したものである。

先ず、キーボードを用いて射出１次圧の仮設定値ｐｉ、
〜Ｐｌｓ（第２図に図示）を設定した後に、起動押　を
押すと本発明装置の作動が開始する。

型締が完了したとき、ＣＰＵＩＩにメモリから充填開始
のプログラムが入り、成形機が射出充填作動を始めると
ともに、樹脂流による抵抗油圧を油圧センサ２０によっ
て、一定の時間間隔（マイコンのクロック装置Ｘから分
周して例えばｌ／１００〜２／１００秒ごとの周期とす
る）でｃｐｏｌｌに入力し、メモリ２３に蓄える「サン
プリング」作業を行う（ステップ１０１）。

変速点信号Ｓｌ　　（第１変速点位置検出信号）が入力
されると（ステップ１０２）、その間に入力されたサン
プリングデータを公知の［最大値おきかえ演算」により
、最大値Ｐｍａ　ｘ、を算出してｃｐｕ内にメモリする
。

変速点信号Ｓ、（第２変速点位置検出信号）が入力され
ると（ステップ１０３）、その間に入力されたサンプリ
ングデータから同様にして最大値Ｐｍａ　ｘｔを算出し
てＣＰＵ内にメモリする。

第３速度区間では、抵抗油圧のサンプリング作業（ステ
ップ１０４）と同時に、すぐ前のサンプリングデータと
の差へＰ、を演算する（ステップ１０５）。すなわち、 △ｐ、　４−ｐｔ　−ｐ。

ΔＰ２←Ｐ３−Ｐ。

八Ｐ、　　←ｐ、−ｐ。

そして、この刻々に変化する八Ｐ、が、ある一定の設定
値、例えば１／１００秒間隔で３ｋｇ／−を越えたこと
をもって前述の屈折点に達した、即ち充填工程完了した
と判断して（ステップ１０６）、サンプリング作業を打
ち切り、最終サンプリング値の一つ前のサンプリング値
Ｐ７を充填完了時の抵抗油圧としてメモリする（ステッ
プ１０９）。

また、Ｐ、の算定に先行して、ステップ１０７及び１０
Ｂにおいて、第１速度設定区間及び第２速度設定区間中
の、サンプリングデータ中の最大ちＰａｍｘｌ及びＰｓ
ｓｘｍが求められる。

このようにして決定した充填工程中の各区間の最大抵抗
油圧値＋（２０〜３０）ｋｇ／ａ１１を演算して、各区
間の射出１次圧とする（ステップ１１Ｏ）。

すなわち、 Ｐ！１←Ｐａａｘ＋　＋（２０〜３０）ｋｇ／ａｊＰｉ
ｇ←ｐＨｍｇ□＋（２０〜３０）ｋｇ／（ｊＰｉ、←Ｐ
、＋（２０〜３０）ｋｇ／ｄをそれぞれの射出速度区間
の最適射出１次圧として自動設定し、リリーフ弁７に出
力する。

このようにして決定された最適射出１次圧Ｐｉ１〜Ｐｉ
、は、金型や材料樹脂が変わらない限り、変更する必要
は無い。しかし、加熱シリンダの実温度が外乱で変動し
た場合には、樹脂流の粘性が変わる。このような場合に
は起動押　を押し続けた状態にして、以上の最適射出１
次圧ＰＩの設定替えを続ければ、どのように射出条件に
外乱で変動しようとも、常に最適の射出１次圧Ｐｉで良
品成形を続けることができる。

以上の実施例においては、充填中の射出速度を３段に設
定するものとしたが、さらに多段にする場合には、第３
図のフローチャートにおけるステップ１０３の繰り返し
ループを何回か繰り返し、保圧切替前の最終段でΔＰ７
チエツクを行えばよい。

〔発明の効果〕

以上より明らかなように本発明によれば、射出１次圧を
自動的に設定できるため、勘や経験に輔ることなく最適
な射出１次圧を設定することができ、成形品の外観不良
、シロート、ぼり、反り等を減少させることができる。

また、オーバパックが防止されるので、金型の保護を図
ることができる。

更に、一旦設定した後でも、外乱（例えば、気温の低下
と共にシリンダ温度が低下した場合等）に対しても最適
な射出１次圧を常に更新することができる。（例えば、
前記温度低下の場合、樹脂温度が下がって流動抵抗が上
昇するが、これに見合って１次圧を自動的に上げること
によって充填速度を一定にし、成形品の品質のばらつき
精度を上げることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
本発明に係る油圧制御説明図、第３図（ａ）、（ｂ）は
本発明の処理の一例を示すフローチャート、第４図は抵
抗油圧特性図、第５図（ａ）、（ｂ）は油圧特性図及び
（ａ）図に対応する設定射出速度特性図、第６図はピン
ゲート金型の一例を示す断面図である。 １・・・・・・加熱シリンダ、２・・・・・・スクリュ
ー、３・・・・・・油圧シリンダ、７．８・・・・・・
電磁弁、９・・・・・・制御部、ｌＯ・・・・・・出力
ポート、１１・・・・・・ＣＰＵ、１５・・・・・・位
置検出器、１６・・・・・・入力ボート、１７・・・・
・・キーボード、２０・・・・・・油圧センサ、２１・
旧・・ＡＺＤａｍ器、２２・旧・・インターフェイス、
２３・旧・・メモリ。 第１図 第３図 （ａ） 第３図 （ｂ） 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の射出速度を段階的に使い分けて金型に溶融樹脂を
   圧入し、製品を成型する射出成形機において、前記金型
   に対する樹脂の充填にともなう抵抗に応じた射出シリン
   ダの油圧を測定する油圧測定手段と、該測定手段による
   測定値をサンプリングするサンプリング手段と、該サン
   プリング手段によるサンプリング値の各射出速度区間ご
   とのサンプリング最大値及び射出１次圧の充填完了点を
   検出し、その各々に対し一定量の油圧値を加算する演算
   部とを設けたことを特徴とする射出１次圧自動設定装置
   。