JPS6382725A - 射出成形機の制御方法 - 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〕 本発明はモニタ範囲を設定して成形を行うに際しての射
出成形機の制御方法に関する。

〔先行技術〕

一般に、射出成形機では成形品質に影響する物理量、例
えばスクリュの最前進位置等に対してモニタ範囲を設定
し、このモニタ範囲によって成形品の良否を判別してい
る。つまり、スクリュの最前進位置の場合、その位置が
モニタ範囲を超えて前方に位置すると射出容量が増加し
て成形品にパリ、過充填等が発生し、他方、モニタ範囲
に達せず後方に位置するとシジートショット、ヒケ等が
発生する。

一方、本出願人は既に当該モニタ範囲を設定し、これに
基づき次サイクルにおける制御量の補正を行うようにし
た射出成形機の制御方法を提案した（特願昭６１−１２
４１４８号等）。この制御方法は例えばスクリュの最前
進位置（物理量）に対してモニタ範囲を設定し、最前進
位置の実測値がモニタ範囲から複数回連続して外れた場
合には次サイクルにおける当該最前進位置を可変する制
御手段の制御量、例えば保圧力を補正し、これによりス
クリュの最前進位置が常にモニタ範囲に入るように制御
するもので、気温、油温等の経時変化による変動に対処
することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、モニタ範囲の設定によって補正を行う制御方
法は一般に一定の変動内の補正については有効に作用す
るが、この範囲を超えるような異常事態に対しては予定
していない。このため、成形金型に異物詰まりや樹脂詰
まりが発生してスクリュの最前進位置がモニタ範囲に達
しなかったような場合には、次の成形サイクルから保圧
力が順次高まり、最後にはランナ部にパリが発生し、ま
た成形金型が樹脂圧によって開いたり、成形金型を破壊
してしまう問題があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上述した問題点を改善した射出成形機における
制御方法の提供を目的とするもので、以下に示す制御方
法によって達成される。

即ち、本発明に係る射出成形機の制御方法は成形見質に
影響する物理量、例えばスクリュの最前進位置に対して
モニタ範囲を設定し、検出したスクリュの最前進位置が
モニタ範囲の許容範囲から外れたとき、次の成形サイク
ルにおける最前進位置を可変する制御手段の制御量、例
えば保圧力を補正するとともに、他方、当該制御量に対
して限界値を設定し、最前進位置が前記許容範囲から外
れ、かつ補正された制＃ｆｆ１（保圧力）が当該限界値
に達したときに成形を停止するようにした。

〔作　　用〕

次に、本発明の作用について説明する。

本発明に係る制御方法は成形品質に影響する物理量に対
しモニタ範囲を設定することにより、この物理量が経時
的変化によって変動してもこの物理量を可変する制御量
を補正して、当該物理量を常にモニタ範囲に入るように
維持する。

一方、当該物理量の変動が単なる経時的変化ではなく、
金型内での異物詰まり等の突発的な異常である場合には
これに対応して補正される制御量も増減するが、制御量
の補正量はきわめて大きくなる。しかし、この制御量に
対する限界値の設定により、補正された制御量が当該限
界値に達し、同時に上記物理量が許容範囲から外れた場
合には成形自体を停止するように機能し、金型の保護等
を図る。

〔実　施　例〕

以下には本考案に係る好適な実施例を図面に基づき詳細
に説明する。第１図は本発明方法を実施する制御系のブ
ロック回路を含む射出成形機の断面側面図、第２図は同
成形機における時間対成形・　　金型の温度及び充填圧
力の関係を示す特性図である。

まず、本発明方法の理解を助けるため、第１図に示す射
出成形機（ｌＯ）の概略構成について説明する。

（１工）は射出成形機本体であり、加熱筒（１２）内に
スクリュ（２）を内挿するとともに、このスクリュ（２
）の後端は射出シリンダ（１３）内の射出ラム（１４）
に結合する。よって、スクリュ（２）は当該射出シリン
ダ（１３）によって前進せしめられるとともに、当該シ
リンダ（１３）の後端に設けたオイルモータ（１５）に
よって回転せしめられる公知の成形機本体を構成する。

また、（１）は加熱筒（１２）先端の射出ノズル（１６
）に圧接して溶融樹脂の充填を受ける成形金型であり、
温調器によって所定の温度に加温せしめられる。

なお、かかる金型（１）も固定型（１ａ）と可動型（ｌ
ｂ）からなる公知の金型で構成できる。

一方、　（２０）は制御系を示す。まず、（２１）はコ
ンピュータ機能をもつ中央コントローラである。（２２
）はスクリュ（２）の位置を検出する位置検出器であっ
て、この検出情報は中央コントローラ（２１）に入力す
る。

また、中央コントローラ（２１）には充填圧力設定器（
２３）、保圧設定器（２４）、充填圧上限設定器（２５
）、保圧上限設定器（２６）、充填圧補正量設定器（２
７）、保圧補正量設定器（２８）、モニタ上限位置設定
器（２９）、モニタ下限位置設定器（３０）を接続する
。なお、その他、図示なき射出速度設定器、速度制御領
域から圧力制御領域へ切換える速度圧力切換位置設定器
、保圧時間設定器、計量停止位置設定器等の必要な各種
設定器が接続される。

さらに、（３１）は射出シリンダ（１３）に接続した作
動油制御回路であり、シリンダ（１３）の油室に供給さ
れる油圧源（３２）からの圧油の制御を行うもので、前
記コントローラ（２１）からの流１指令信号、圧力指令
信号によって制御される。なお、（３３）は作動油制御
装置（３１）に接続したオイルタンクを示す。

次に、本制御方法を含む成形機の全稼働状態における制
御について第１図及び第２図を参照して説明する。なお
、本実施例では （イ〕金型の昇温又は降温時に変化する物理ｆｆ１−ス
クリュの最前進位置、 （ロ）（イ）における最前進位置のモニタ範囲一上限値
（Ｍｌ）、下限値（Ｍｌ）で設定された範囲、（ハ）金
型の昇温又は降温時におけるスクリュの最前進位置を可
変する制御手段の制御量−充填圧力、 （ニ）金型の定温時に成形品質に影響を及ぼす物理量→
スクリュ、の最前進位置、 （ホ）（ニ）における最前進位置のモニタ範囲一上限値
（Ｍｌ）、下限値（Ｍｌ）で設定された範囲（へ）金型
の定温時におけるスクリュの最前進位置を可変する制御
手段の制御量→保圧力、を例示するが、本要旨を逸脱し
ない物理量及び制御量を任意に選定して実施できること
はいうまでもない。

まず、第１図において充填圧設定器（２３）には金型定
温時に必要な射出速度を維持する充填圧力（Ｐｌ）を設
定する。なお、この充填圧力（ＰＩ）の設定は高すぎる
と速度圧力切換時に圧力のオーバシュートにより成形品
に過充填、パリ等が発生しやすくなるため、射出速度を
維持できる範囲で低めに設定する。保圧設定器（２４）
には金型定温時において金型（１）のキャビティ内に充
填された溶融樹脂の冷却収縮を補うため、スクリュ（２
）の萌方に残留した樹脂をキャビティ内へ送り込む必要
な保圧力（Ｐ２）を設定する。

一方、充填圧上限設定器（２５）には本発明に従って成
形可能な最低温度状態にある樹脂を所定の射出速度で充
填するための必要な充填圧力（ＬＬ）を設定するととも
に、同じく保圧上限設定器（２６）にも金型定温時にお
いて成形不良を発生させずに使用可能な最高保圧力（Ｌ
２）を設定する。

また、充填圧補正量設定器（２７）には金型昇温時にス
クリュ（２）の最前進位置がモニタ範囲の許容範囲から
外れた場合に次の成形サイクルにおいて充填圧力の指令
値を増減補正するための補正量（Ｐｌｌ）を設定する。

保圧補正量設定器（２８）には金型定温時にスクリュ（
２）の最前進位置がモニタ範囲の許容範囲を外れた場合
に次のサイクルにおいて保圧力の指令値を増減補正する
ための補正１ｔ（Ｐ２１）を設定する。モニタ上限位置
設定器（２９）には良品を成形できるスクリュ（２）の
最前進位置の上限値（府道限位置）（ＭＩ）を設定する
。モニタ下限位置設定器（３０）には良品を成形できる
スクリュ（２）の最前進位置の下限値（後退限位置ＸＭ
２）を設定する。

以上の各設定器の設定後に成形が行われる。なお、成形
は第１図に示すように■金型の昇温過程における成形、
■金型の定温領域における成形、■金型の降温過程にお
ける成形に分かれる。

最初に金型の昇温過程における成形について説明する。

まず、金型の温調器を作動させる。これにより、金型（
１）内には温調された熱媒体が循環し、金型（１）の温
度は上昇を開始する。そして、金型（１）の温度が成形
可能な最低温度に達したなら、その温度に対応して予め
設定した例えば定温状態よりも高い充填圧力で運転を開
始する。なお、二゛の成形可能な最低温度は予め実際の
成形によって良品を得ることができる最低温度に設定さ
れる。また、成形金型によっては次のように自動運転を
行ってもよい。

つまり、金型（１）が成形可能な最低温度に達したなら
自動運転に移行し、中央コントローラ（２１）から充填
圧設定器（２３）に設定された充填圧力（Ｐｌ）の圧力
指令値及び射出速度指令値を作動油制御装置（３１）に
付与する。

これにより、スクリュ（２）は所定の射出速度で射出充
填しようとするが金型温度が低い場合には、金型内の流
動抵抗が大きいため、定温時の充填圧力（ＰＬ）では射
出速度を維持できない。この結果、充填時にゲートシー
ル（ゲートか塞がる現象）が生じ、成形品はショートシ
ョットになる。この場合、スクリュ（２）の最前進位置
も設定された所定のモニタ範囲に達していないので、そ
の成形品は不良品として処理される。

一方、上記スクリュ（２）の最前進位置は位置検出器（
２２）によって検出され、この検出結果とモニタ範囲が
比較される。この場合、検出結果はモニタ範囲の下限値
（Ｍｌ）に達していないため、次の成形サイクルの充填
圧指令値を充填圧力（ＰＬ）十補正量（ｐＨ）となるよ
うに補正する。この補正は検出結集がモニタ範囲の許容
範囲に入るまで繰り返して行われる。この結果、補正さ
れた次の成形サイクルから良品を得ることができる。な
お、本実施例におけるモニタ範囲による補正は既に本出
願人が特願昭６１−１２４１４８号（射出成形機の制御
方法）で提案している方法を利用できる。これによれば
、モニタ範囲から外れる回数が連続して所定回数になっ
たとき補正を行うようにしたもので、突発的な外乱と経
時的な変化とを区別することができ、的確な補正を行う
ことができる。

また、金型の温度が徐々に上昇し、金型内の流動抵抗が
小さくなった場合には充填圧力が高すぎて成形品に過充
填、パリ等の成形不良を生じる。この場合にはスクリュ
（２）の最前進位置の検出結果がモニタ範囲の許容範囲
を越えるので逆に次の成形サイクルにおける充填圧力を
（ｐｌ）−（ＰＬＩ）として設定する。

この補正は各成形サイクルにおいて同様に行われる。

このように、金型の昇温過程では昇温に伴って充填圧力
の指令値を補正しながら定温に達するまで成形を行う。

なお、金型温度が定温に達するとそれ以降の充填圧力は
設定値である（Ｐｌ）に安定する。

次に、金型の定温領域における成形について説明する。

定温領域では充填圧力か成形品質に及ぼす影響はごく僅
かであり、成形品質に最も影響を与える因子は保圧力と
なる。

即ち、定温領域においても気温の変化や作動油温度の変
化等によりスクリュ（２）の最前進位置が変動し、モニ
タ範囲を超えた場合にはパリや過充填を生じ、逆にモニ
タ範囲に達しない場合にはショートショットになる。ま
た、当該最前進位置に最も影響する制御量は保圧力であ
るため、スクリュ（２）の最前進位置は保圧力を高く設
定すると前方へ移り、逆に低く設定すると後方へ移る。

このため、金型温度が設定した定温に達した後もスクリ
ュ（２）の最前進位置をモニタし、当該最前進位置の検
出結果がモニタ範囲の許容範囲から外れた場合には、保
圧力（Ｐｌ）に対して前記補正ｆｆｉ　（Ｐ２１）を加
減（（Ｐｌ）±（Ｐ２１））　Ｌ、て次の成形サイクル
における保圧力指令値の大きさを増減補正する。この補
正は検出結果がモニタ範囲に入るまで繰り返して行われ
、経時的に変化する外乱に対し良品を得るように補正す
る。

ところで、この際に補正された指令値の大きさは本発明
に従って中央コントローラ（２１）で常に監視し、当該
指令値の大きさが前記最高保圧力（Ｌ２）を超え、かつ
スクリュの最前進位置がモニタ範囲を外れた場合には直
ちに運転を停止し、安全を期す。このような事態として
は材料切れ、スクリュ（２）の破損等の異常が考えられ
る。

以上、定温領域では所定ショツト数又は所定時間内の成
形を行う。

次に、金型の降温過程における成形について説明する。

降温過程では前記昇温過程と同様に制御が行われるよう
に制御系を切換え、スクリュ（２）の最前進位置をモニ
タすることによって充填圧力を補正する。なお、当該制
御系の切換えと同時に金型における温調器の作動を停止
する。

降温過程では金型温度が徐々に下降を開始し、これに伴
って金型内の流動抵抗が増加する。このため、前記昇温
過程とは逆になってスクリュ（２）の最前進位置の検出
結果がモニタ範囲の許容範囲から外れると充填圧力設定
器（２３）の充填圧力（ＰＩ）に対して充填圧補正量設
定器（２７）からの補正量（ｐＨ）を加算（（ＰＬ）　
＋　（Ｐｔｌ））　ｔ、て次の成形サイクルにおける充
填圧力を増加補正する。この補正は検出結果がモニタ範
囲に入るまで繰り返して行われる。

このように、金型の温調器の作動を停止した後も金型の
温度降下に対して充填圧力の補正を行い、成形を続行す
る。

一方、本発明に従って中央コントローラ（２１）は充填
圧力の指令値を監視し、この指令値が充填圧上限設定器
（２５）に設定された充填圧力（Ｌｌ）に達し、同時に
スクリュ（２）の最前進位置がモニタ範囲を外れたなら
、その時点で運転を停止し、成形を完了させる。この理
由は金型が低温になり、成形が不可能になったにもかか
わらず金型に高圧の充填圧力を作用させた場合には、ラ
ンチにパリを生じたり、或は金型が開いたり、破損した
りする虞れがあるためであり、これは本制御方法によっ
て有効に防止される。

よって、本射出成形機（１０）によって金型の温調器を
作動させ、成形可能な昇温過程から本来の安定成形を行
うことができる定温領域、さらに温調器の作動を停止さ
せた後の降温過程にわたって成形が可能となる。

以上、実施例について詳細に説明したが本発明はこのよ
うな実施例に限定されるものではない。

例えば、制御要素である物理量及び制御量は相関関係の
ある各種要素の中から成形品、金型等に応じて適宜選択
できる。また、ある程度の相関関係を前提としているた
め同時に複数の物理量を検出して複数の制御量を補正し
てもよい。さらにまた、昇温過程から定温領域への移行
に伴う制御の切換タイミングはモニタ範囲に影響を及ぼ
す物理量の指令値（例えばスクリュの最前進位置）が設
定値に達した時、又は所定時間補正が行われなかった時
に行ってもよい。また、定温領域から降温過程への移行
に伴う制御の切換タイミングは予め設定されたショツト
数のカウントによって行ってもよい。

その他、細部の構成、手法等において本発明の要旨を逸
脱しない範囲において任意に変更実施できる。

〔発明の効果〕

このように、本発明に係る射出成形機の制御方法は成形
品質に影響する物理量に対してモニタ範囲を設定し、こ
れに基づいて制御量の補正を行うとともに、この補正さ
れた制御量に対して限界値を設定し、前記物理量がモニ
タ範囲の許容範囲から外れ、かつ補正された制御量が前
記限界値に達したときに成形自体を停止させるようにし
たため、金型への異物詰まりや樹脂詰まり等の特異不良
を迅速に発見し、不良成形品の発生を防止することがで
きる。また、このような特異不良に基づく成形金型の開
きや金型の破損等を有効に防止することかでき、金型の
保護を図ることができるのみならず、安全性向上にも寄
与できる。

【図面の簡単な説明】 第１図工本発明方法を実施する制御系のブロック回路を
含む射出成形機の断面側面図、第２図二同成形機におけ
る時間対成形金型の温度及び充填圧力の関係を示す特性
図。 尚図面中、 （１）：成形金型　　　　（２）：スクリュ特許出願人
　　日精樹脂工業株式会社 代理人弁理士　下　　１）　　　　茂 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 成形品質に影響する物理量に対してモニタ範囲を設定し
   、検出した物理量がモニタ範囲の許容範囲から外れたと
   き、次の成形サイクルにおける物理量を可変する制御手
   段の制御量を補正するとともに、前記制御量に対して限
   界値を設定し、前記物理量が前記許容範囲から外れ、か
   つ補正された制御量が前記限界値に達したときに成形を
   停止するようにしたことを特徴とする射出成形機の制御
   方法。