KR101417600B1 - Injection molding machine - Google Patents
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Abstract
성형안정성이 뛰어난 사출성형기를 제공하는 것이다.
사출성형기(10)는, 실린더(41) 내에서 용융수지를 계량하고, 사출함으로써 금형(30) 내에서 충전하는 스크루(52)와, 스크루(52)를 회전시키는 계량용 모터(55)와, 계량용 모터(55)의 회전토크를 검출하기 위한 검출기(58)와, 스크루(52)를 축방향으로 이동시키는 이동용 구동부(43)와, 계량용 모터(55) 및 이동용 구동부(43)를 제어하는 제어부(80)를 구비한다. 제어부(80)는, 검출기(58)의 검출치에 근거하여, 스크루(52)에 의한 충전량을 조정한다.And an injection molding machine excellent in molding stability.
The injection molding machine 10 includes a screw 52 to be charged in the mold 30 by weighing and discharging the molten resin in the cylinder 41, a metering motor 55 for rotating the screw 52, A detector 58 for detecting the rotation torque of the metering motor 55, a movement driving unit 43 for moving the screw 52 in the axial direction, a control unit for controlling the metering motor 55 and the movement driving unit 43 And a control unit 80 for controlling the operation of the apparatus. The control unit 80 adjusts the amount of charge by the screw 52 based on the detection value of the detector 58. [
Description
본 출원은 2012년 3월 26일에 출원된 일본 특허출원 제2012-070439호에 근거하여 우선권을 주장한다. 그 출원의 전체 내용은 이 명세서 중에 참고로 원용되어 있다.The present application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2012-070439 filed on March 26, 2012. The entire contents of which are incorporated herein by reference.
본 발명은, 사출성형기에 관한 것이다.The present invention relates to an injection molding machine.
사출성형기는, 용융된 수지를 금형장치 내에 사출하는 사출장치를 구비한다. 금형장치는 고정(固定)금형 및 가동(可動)금형으로 구성되고, 형체(型締)시에 고정금형과 가동금형 사이에 캐비티공간이 형성된다. 사출장치는, 실린더 내에서 용융수지를 계량하고, 계량한 용융수지를 금형장치 내의 캐비티공간에 충전한다. 캐비티공간에서 냉각고화된 수지는, 형개(型開) 후에 성형품으로서 분리된다(예컨대 특허문헌 1 참조).The injection molding machine is provided with an injection device for injecting the molten resin into the mold apparatus. The mold apparatus is composed of a fixed mold and a movable mold, and a cavity is formed between the stationary mold and the movable mold at the time of mold clamping. In the injection apparatus, the molten resin is metered in the cylinder, and the metered molten resin is charged into the cavity of the mold apparatus. The resin solidified and cooled in the cavity space is separated as a molded product after mold opening (see, for example, Patent Document 1).
수지재료의 입경(粒徑; 입자직경)의 편차 등으로, 수지재료의 용융속도가 불균일한 경우가 있다. 이로 인하여, 성형이 불안정하게 되어, 성형품의 품질이 나빠지는 경우가 있었다.The melting rate of the resin material may be uneven due to a variation in the particle diameter (particle diameter) of the resin material or the like. As a result, the molding becomes unstable and the quality of the molded article may be deteriorated.
본 발명은, 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 성형안정성이 뛰어난 사출성형기의 제공을 목적으로 한다.The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an injection molding machine excellent in molding stability.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 태양에 의한 사출성형기는,According to an aspect of the present invention, there is provided an injection molding machine comprising:
실린더 내에서 용융수지를 계량하고, 사출함으로써 금형 내에 충전하는 스크루와,A screw for metering the molten resin in the cylinder and filling the mold by injection,
그 스크루를 회전시키는 계량용 모터와,A metering motor for rotating the screw,
그 계량용 모터의 회전토크를 검출하기 위한 검출기와,A detector for detecting rotation torque of the metering motor,
상기 스크루를 축방향으로 이동시키는 이동용 구동부와,A movement driving unit for moving the screw in the axial direction,
상기 계량용 모터 및 상기 이동용 구동부를 제어하는 제어부를 구비하고,And a control unit for controlling the metering motor and the moving drive unit,
상기 제어부는, 상기 검출기의 검출치에 근거하여, 상기 스크루에 의한 충전량을 조정한다.The control unit adjusts the charged amount by the screw based on the detection value of the detector.
또한, 본 발명의 다른 일 태양에 의한 사출성형기는,According to another aspect of the present invention, there is provided an injection molding machine,
계량실린더 내에서 용융수지를 계량하는 스크루와,A screw for measuring the molten resin in the metering cylinder,
그 스크루를 회전시키는 계량용 모터와,A metering motor for rotating the screw,
그 계량용 모터의 회전토크를 검출하기 위한 검출기와,A detector for detecting rotation torque of the metering motor,
상기 계량실린더 내에서 계량한 용융수지를 받는 사출실린더와,An injection cylinder for receiving the molten resin metered in the metering cylinder,
그 사출실린더 내의 용융수지를 사출하여 금형 내에 충전하는 플런저와,A plunger for injecting a molten resin in the injection cylinder to fill the mold,
그 플런저를 축방향으로 이동시키는 이동용 구동부와,A movement driving unit for moving the plunger in the axial direction,
상기 계량용 모터 및 상기 이동용 구동부를 제어하는 제어부를 구비하고,And a control unit for controlling the metering motor and the moving drive unit,
상기 제어부는, 상기 검출기의 검출치에 근거하여, 상기 플런저에 의한 충전량을 조정한다.The control unit adjusts the amount of charge by the plunger based on the detection value of the detector.
본 발명에 의하면, 성형안정성이 뛰어난 사출성형기가 제공된다.According to the present invention, an injection molding machine excellent in molding stability is provided.
도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 의한 사출성형기의 형체장치를 나타내는 도면이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시형태에 의한 사출성형기의 사출장치를 나타내는 도면이다.
도 3은, 일 실시형태에 의한 사출성형기의 상태를 나타내는 각종 파라미터의 시간변화를 나타내는 도면이다.
도 4는, 일 실시형태에 의한 계량용 모터의 회전토크의 시간변화를 나타내는 모식도이다.1 is a view showing a mold-clamping apparatus of an injection molding machine according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing an injection apparatus of an injection molding machine according to an embodiment of the present invention.
Fig. 3 is a diagram showing time variations of various parameters indicating the state of the injection molding machine according to one embodiment. Fig.
Fig. 4 is a schematic diagram showing a change with time of the rotation torque of the metering motor according to the embodiment. Fig.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명하는데, 각 도면에 있어서, 동일하거나 대응하는 구성에 대해서는 동일하거나 대응하는 부호를 붙이고 설명을 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding components are denoted by the same or corresponding reference numerals, and a description thereof will be omitted.
(형체장치)(Mold clamping device)
도 1은, 본 발명의 일 실시형태에 의한 사출성형기의 형체(型締)장치를 나타내는 도면이다. 도 1은, 형체상태를 나타내고 있다. 형체장치의 설명에서는, 형폐(型閉)를 행할 때의 가동플래튼의 이동방향을 전방이라 하고, 형개(型開)를 행할 때의 가동플래튼의 이동방향을 후방이라 하여 설명한다.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a view showing a mold clamping apparatus of an injection molding machine according to an embodiment of the present invention. FIG. Fig. 1 shows a mold-shaped state. In the description of the mold clamping apparatus, the moving direction of the movable platen when performing mold closing is referred to as forward, and the moving direction of the movable platen when performing mold opening is referred to as rear.
사출성형기(10)는, 프레임(11)과, 프레임(11)에 고정된 고정플래튼(12)과, 고정플래튼(12)과의 사이에 소정의 거리를 두고 프레임(11)에 대하여 이동가능하게 배치된 토글서포트(15)를 구비한다. 고정플래튼(12)과 토글서포트(15) 사이에는, 복수(예컨대, 4개)의 타이바(16)가 가설되어 있다.The
사출성형기(10)는, 고정플래튼(12)에 대향하여 배치되고, 타이바(16)를 따라 진퇴(도면에 있어서의 좌우방향으로 이동)가능하게 배치되는 가동플래튼(13)을 더욱 구비한다. 가동플래튼(13)에 있어서의 고정플래튼(12)과의 대향면에 가동금형(33)이, 고정플래튼(12)에 있어서의 가동플래튼(13)과의 대향면에 고정금형(32)이 장착된다. 고정금형(32)과 가동금형(33)으로 금형장치(30)가 구성된다.The
사출성형기(10)는, 가동플래튼(13)과 토글서포트(15) 사이에 배치되는 토글기구(20)와, 토글기구(20)를 작동시키는 형체용 모터(26)와, 형체용 모터(26)에 의하여 발생한 회전운동을 직선운동으로 변환하여 토글기구(20)에 전달하는 전달기구로서의 볼나사기구(27)를 더욱 구비한다. 고정플래튼(12), 가동플래튼(13), 토글서포트(15), 토글기구(20), 형체용 모터(26) 등에 의하여 형체장치가 구성된다.The
토글기구(20)는, 형개폐방향과 평행한 방향으로 진퇴가능한 크로스헤드(24), 크로스헤드(24)에 요동가능하게 장착된 제2 토글레버(23), 토글서포트(15)에 요동가능하게 장착된 제1 토글레버(21), 및, 가동플래튼(13)에 요동가능하게 장착된 토글암(22)을 가진다. 제1 토글레버(21)와 제2 토글레버(23) 사이, 및, 제1 토글레버(21)와 토글암(22) 사이는, 각각, 링크결합된다. 다만, 토글기구(20)는, 이른바, 내권 5절점(內卷5節点) 더블토글기구이고, 상하가 대칭의 구성을 가진다.The
볼나사기구(27)는, 예컨대 크로스헤드(24)에 고정되는 볼나사너트(27a)와, 볼나사너트(27a)에 나사결합되는 볼나사축(27b)으로 구성된다. 볼나사축(27b)은, 토글서포트(15)에 대하여 회전가능하게 지지되어 있다. 형체용 모터(26)의 출력축이 회전하면, 볼나사축(27b)이 회전하여, 볼나사너트(27a)가 진퇴하므로, 크로스헤드(24)가 진퇴한다.The
형체용 모터(26)를 정방향으로 구동하여, 피구동부재로서의 크로스헤드(24)를 전진시킴으로써, 토글기구(20)를 작동시키면, 가동플래튼(13)이 전진되어, 형폐가 행해진다.When the
형체용 모터(26)를 더욱 정방향으로 구동하면, 토글기구(20)는, 형체용 모터(26)에 의한 추진력에 토글배율을 곱한 형체력을 발생시킨다. 형체력에 따라 늘어나는 타이바(16)에 형체력 센서(17)가 장착되어 있다. 형체력 센서(17)는, 타이바(16)의 변형(늘어남)을 검출함으로써, 형체력을 소정 시간마다 검출한다. 검출된 형체력은 제어부(80)에 순차 입력된다. 형체상태의 고정금형(32)과 가동금형(33) 사이에 캐비티공간(C)이 형성된다. 캐비티공간(C)에 용융수지가 충전되고, 고화되어 성형품이 된다.When the
이어서, 형체용 모터(26)를 역방향으로 구동하여, 크로스헤드(24)를 후퇴시키고, 토글기구(20)를 작동시키면, 가동플래튼(13)이 후퇴되어, 형개가 행해진다. 그 후, 전동이젝터장치를 작동시킴으로써, 성형품이 가동금형(33)으로부터 돌출된다.Subsequently, the mold-
다만, 본 실시형태의 형체장치는, 토글기구(20)를 사용하여 형체력을 발생시키지만, 토글기구(20)를 사용하는 일 없이, 형체용 모터(26)에 의하여 발생한 추진력을 직접 형체력으로서 가동플래튼(13)에 전달해도 된다. 또한, 형체용 실린더에 의하여 발생한 추진력을 직접 형체력으로서 가동플래튼(13)에 전달해도 된다. 또한, 리니어모터에 의하여 형개폐를 행하고, 전자석에 의하여 형체를 행해도 되며, 형체장치의 방식에 제한은 없다.However, the mold clamping apparatus of the present embodiment generates the mold clamping force by using the
(사출장치)(Injection apparatus)
도 2는, 본 발명의 일 실시형태에 의한 사출성형기의 사출장치를 나타내는 도면이다. 사출장치의 설명에서는, 형체장치의 설명과 상이하게, 수지의 사출방향을 전방이라 하고, 수지의 사출방향과는 반대방향을 후방이라 하여 설명한다.2 is a view showing an injection apparatus of an injection molding machine according to an embodiment of the present invention. In the description of the injection apparatus, the injection direction of the resin is referred to as the front and the direction opposite to the injection direction of the resin is referred to as the rear direction, unlike the description of the mold-clamping apparatus.
사출성형기(10)는, 가열실린더(42) 내에서 용융된 수지를 노즐(41)로부터 사출하여, 금형장치(30) 내의 캐비티공간(C)에 충전하는 사출장치(40)를 더욱 구비한다. 사출장치(40)는, 사출용 모터(이동용 구동부)(43)를 구비한다. 사출용 모터(43)의 회전은 볼나사축(44)으로 전달된다. 볼나사축(44)의 회전에 의하여 전후진하는 볼나사너트(45)는 프레셔플레이트(46)에 고정되어 있다. 프레셔플레이트(46)는, 베이스프레임(도시하지 않음)에 고정된 가이드바(47, 48)를 따라 이동가능하다. 프레셔플레이트(46)의 전후진 운동은, 베어링(49), 수지압력검출기(예컨대 로드셀)(50), 사출축(51)을 통하여 스크루(52)로 전달된다. 스크루(52)는, 가열실린더(42) 내에 회전가능하게, 또한 축방향으로 이동가능하게 배치되어 있다. 가열실린더(42)의 후부에는, 수지공급용의 호퍼(53)가 설치되어 있다. 사출축(51)에는, 벨트나 풀리 등의 연결부재(54)를 통하여 계량용 모터(55)의 회전운동이 전달된다. 즉, 계량용 모터(55)에 의하여 사출축(51)이 회전구동됨으로써, 스크루(52)가 회전한다.The
계량공정에 있어서는, 계량용 모터(55)를 구동하여, 스크루(52)를 회전시켜서, 스크루(52)의 후단부에 공급된 수지펠릿을 스크루(52)의 전방으로 보낸다. 이 과정에서, 수지펠릿이 연화, 용융된다. 스크루(52)의 전방에 용융수지가 고이게 되므로, 스크루(52)가 후퇴한다. 사출공정(충전공정이라고도 함)에 있어서는, 사출용 모터(43)를 구동하여, 스크루(52)를 전진시켜서, 용융수지를 밀어 노즐(41)로부터 사출한다. 용융수지는, 도 1에 나타내는 스프루(S), 러너(R), 게이트(G) 등을 통하여, 캐비티공간(C)으로 밀려들어간다. 스크루(52)가 용융수지를 누르는 힘은, 수지압력검출기(50)에 의하여 반력으로서 검출된다. 즉, 스크루(52)에 걸리는 수지압력(수지의 사출압)이 검출된다. 검출된 수지압력은, 제어부(80)에 입력된다. 또한, 캐비티공간(C) 내에서 수지가 냉각에 의하여 열수축되므로, 열수축분의 수지를 보충하기 위하여, 보압(保壓)공정에서는, 스크루(52)에 걸리는 수지압력(수지의 사출압)이 소정의 압력으로 유지된다.In the weighing process, the
프레셔플레이트(46)에는, 스크루(52)의 위치를 검출하는 위치검출기(57)가 장착되어 있다. 위치검출기(57)의 검출신호는 제어부(80)에 입력된다. 위치검출기(57)의 검출신호는, 스크루(52)의 이동속도를 검출하기 위해서 사용되어도 된다.The
사출용 모터(43), 및 계량용 모터(55)는, 각각, 서보모터여도 되고, 회전수를 검출하기 위한 인코더(43a, 55a)가 구비되어 있다. 인코더(43a, 55a)에서 검출된 회전수는 각각 제어부(80)에 입력된다. 제어부(80)는, 인코더(43a, 55a)의 검출결과에 근거하여 사출용 모터(43), 및 계량용 모터(55)를 피드백 제어한다.Each of the
제어부(80)는, 마이크로 컴퓨터 등으로 구성되어 있고, 예컨대, CPU, 제어 프로그램 등을 격납하는 ROM, 연산결과 등을 격납하는 독출 기록 가능한 RAM, 타이머, 카운터, 입력 인터페이스, 및 출력 인터페이스 등을 가진다.The
(사출성형기 상태를 나타내는 각종 파라미터의 시간변화)(Time variation of various parameters indicating the state of the injection molding machine)
도 3은, 일 실시형태에 의한 사출성형기 상태를 나타내는 각종 파라미터의 실적치의 시간변화를 나타내는 도면이다. 도 3에 있어서, 가로축은 시간을 나타내고, 세로축은 스크루의 위치, 스크루의 전진속도(수지의 사출속도), 스크루의 압력(수지의 사출압)을 나타낸다. 도 3에 있어서, 설명의 편의상, 스크루정지시간(t3-t1)이 실제보다 길게 도시되어 있다.Fig. 3 is a diagram showing changes over time in the actual values of various parameters indicating the state of the injection molding machine according to the embodiment. Fig. 3, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the position of the screw, the advancing speed of the screw (injection speed of resin), and the pressure of the screw (injection pressure of resin). In Fig. 3, for convenience of explanation, the screw stop time t3-t1 is shown to be longer than actual.
사출성형기(10)는, 금형장치(30)를 폐쇄하는 형폐공정, 금형장치(30)를 체결하는 형체공정, 수지의 사출속도를 제어하는 사출공정, 수지의 사출압을 제어하는 보압공정, 보압공정 후에 금형장치(30) 내에서 수지를 고화시키는 냉각공정, 다음의 성형품을 위한 수지를 계량하는 계량공정, 금형장치(30)를 개방하는 형개공정, 및 형개 후의 금형장치(30)로부터 성형품을 돌출하는 돌출공정을 행한다. 사출성형기는, 이들 공정을 반복하여 행함으로써, 성형품을 반복하여 제조한다. 도 3은, 사출공정, 보압공정, 냉각공정, 및 계량공정에 있어서의 각종 파라미터의 시간변화를 나타내고 있다.The
사출공정은, 형체공정 후에 행해진다. 사출공정에서는, 사출용 모터(43)를 구동하여, 스크루(52)를 전진시킨다. 스크루(52)가 용융수지를 밀어 노즐(41)로부터 사출한다. 용융수지는, 금형장치(30) 내에 형성되는 스프루(S), 러너(R), 게이트(G) 등을 통하여, 캐비티공간(C)으로 흘러 들어간다.The injection process is performed after the mold-forming process. In the injection step, the
사출공정에서는, 스크루(52)의 전진속도가 설정치가 되도록, 사출용 모터(43)에 전류가 공급된다. 스크루속도의 설정치는, 스크루위치의 전진에 따라 단계적으로 변경되어도 된다. 예컨대, 위치검출기(57)의 검출치가 설정치에 도달하면, 스크루속도의 설정치가 변경된다.In the injection process, current is supplied to the
다만, 스크루속도의 설정치의 변경에는, 위치검출기(57) 대신, 사출공정 개시(시각 t0)부터의 시간을 계측하는 타이머가 이용되어도 된다. 스크루위치와 시간은 대응관계에 있으므로, 어느 것을 근거로 스크루속도의 설정치를 변경해도 동일하다.However, instead of the
스크루속도의 설정치는, 보압공정 개시 전의 시각 t1에서 대략 0(제로)이 되어도 된다. 스크루(52)가 급속히 감속되어, 시각 t2에서 스크루(52)가 정지한다. 스크루(52)가 정지하면, 스크루위치가 거의 변화하지 않게 되므로, 제어부(80)는 위치검출기(57)의 검출치를 감시하는 대신에, 스크루정지의 설정개시시각 t1으로부터의 경과시간을 타이머로 계측한다.The set value of the screw speed may be approximately 0 (zero) at the time t1 before the start of the pressure holding process. The
여기서, "스크루가 정지한다"란, 스크루(52)가 완전하게 정지하고 있는 것은 물론, 스크루(52)가 미속(微速) 전진하는 것, 스크루(52)가 미속 후퇴하는 것을 포함한다. 스크루(52)가 미속 후퇴할 때는, 미속 후퇴 전에 스크루(52)가 일단 정지한다.Here, "the screw stops" includes not only that the
시각 t2에서 스크루(52)가 정지했을 때, 수지의 유동 선단은 캐비티공간(C)의 말단까지 도달하지 않는다. 스크루(52)가 정지하고 있는 동안, 수지의 유동 선단이, 사출 중에 수지에 가해진 압축력으로 전진한다. 스크루(52)가 정지하고 있으므로, 유동저항에 의하여 수지는 서서히 감속한다.When the
사출공정에서 보압공정에의 전환은, V/P전환으로 불린다. V/P전환은, 스크루정지의 설정개시시각 t1으로부터의 시간이 설정치에 도달한 시각 t3에 행해진다. 다만, 사출공정 개시 후, 보압공정 개시 전에, 스크루정지를 행하지 않는 경우, V/P전환은, 위치검출기(57)의 검출치가 설정치에 도달했을 때, 또는 사출공정 개시로부터의 시간을 계측하는 타이머의 계측치가 설정치에 도달했을 때에 행해진다.The conversion from the injection process to the holding process is called V / P conversion. The V / P switching is performed at time t3 when the time from the setting start time t1 of the screw stop reaches the set value. However, when the screw stop is not performed after the initiation of the injection process and before the start of the holding process, the V / P conversion is carried out when the detected value of the
캐비티공간(C) 내에서 수지가 냉각되면, 수지가 열수축한다. 열수축분의 수지를 보충하기 위하여, 보압공정에서는, 스크루(52)에 걸리는 수지압력(수지의 사출압)을 소정의 압력으로 유지한다. 수지압력검출기(50)의 검출치가 설정치가 되도록, 사출용 모터(43)에 전류가 공급된다. 보압공정에 있어서의 수지의 사출압의 설정치는, 시간의 경과에 따라 단계적으로 변화해도 된다. 보압공정에서는, 스크루위치의 변화가 작기 때문에, V/P전환으로부터의 시간을 제어부(80)의 타이머로 계측한다.When the resin is cooled in the cavity C, the resin shrinks. In order to replenish the resin of the heat shrinkable powder, the resin pressure (injection pressure of resin) caught by the
V/P전환으로부터의 시간이 설정시간에 도달한 시각 t4에서, 수지의 사출압의 설정치가 대략 0(제로)으로 되돌려지고, 보압공정이 완료된다. 보압공정 완료시에는, 캐비티공간(C)의 입구인 게이트(G)가 고화된 수지로 막혀있다. 이 상태는 게이트씰로 불리며, 수지의 사출압이 캐비티공간(C)으로 전달되지 않게 됨과 함께, 캐비티공간(C)으로부터의 수지의 역류가 방지되고 있다.At time t4 when the time from the V / P conversion reaches the set time, the set value of the injection pressure of the resin is returned to approximately 0 (zero), and the pressure holding step is completed. At the completion of the holding process, the gate G, which is the entrance of the cavity C, is clogged with the solidified resin. This state is called a gate seal, and the injection pressure of the resin is not transmitted to the cavity space C, and the back flow of the resin from the cavity space C is prevented.
보압공정 완료 후, 캐비티공간(C) 내의 수지를 고화하는 냉각공정이 행해진다. 냉각공정에서는, 캐비티공간(C)으로의 수지의 공급이 끊어진 상태에서, 캐비티공간(C) 내에서 수지가 냉각에 의하여 열수축한다. 다만, 수지의 냉각은 사출공정이나 보압공정에서도 진행되고, 보압공정 완료시에 수지표면은 고화되어 있다.After completion of the holding process, a cooling process for solidifying the resin in the cavity C is performed. In the cooling step, the resin is thermally shrunk by cooling in the cavity space C in a state where supply of resin to the cavity space C is broken. However, the cooling of the resin proceeds in the injection process and the pressurization process, and the resin surface is solidified at the time of the completion of the holding process.
계량공정은, 보압공정 완료 후에 행해진다. 계량공정은, 성형사이클을 단축하기 위해, 냉각공정 동안에 행해져도 된다. 계량공정에서는, 계량용 모터(55)를 구동하여, 스크루(52)를 회전시키고, 스크루(52)의 후단부에 공급된 수지펠릿을 스크루(52)의 전방으로 보낸다. 이 과정에서, 수지펠릿이 연화, 용융된다. 스크루(52)의 전방에 용융수지가 고이므로, 스크루(52)가 후퇴한다. 스크루(52)가 소정 거리 후퇴하여, 스크루(52)의 전방에 소정량의 용융수지가 축적되면, 스크루(52)의 회전은 정지된다.The weighing process is performed after completion of the holding process. The metering step may be performed during the cooling step to shorten the molding cycle. In the metering step, the
계량공정에서는, 스크루(52)의 회전수가 설정치가 되도록, 계량용 모터(55)에 전류가 공급되어, 공급전류에 따른 회전토크가 발생한다. 계량용 모터(55)의 회전토크를 검출하기 위한 검출기로는, 예컨대 전류센서(58)가 이용된다. 전류센서(58)는, 계량용 모터(55)에의 공급전류를 검출한다. 전류센서(58)의 검출치는, 제어부(80)에 공급되어, 계량용 모터(55)의 회전토크로 환산된다. 계량용 모터(55)의 회전토크에는, 스크루(52)의 회전토크, 및 수지의 전단(剪斷)토크 등이 포함되어 있다.In the weighing process, current is supplied to the
도 4는, 일 실시형태에 의한 계량용 모터의 회전토크의 시간변화를 나타내는 모식도이다.Fig. 4 is a schematic diagram showing a change with time of the rotation torque of the metering motor according to the embodiment. Fig.
계량공정 개시시에는, 스크루(52)를 시동시키기 위하여, 도 4에 나타내는 바와 같이, 계량용 모터(55)의 회전토크가 커진다. 스크루(52)의 회전수가 설정치가 되면, 계량용 모터(55)의 회전토크가 작아지고, 곧 안정화된다.At the commencement of the weighing process, as shown in Fig. 4, the rotation torque of the
그런데, 수지재료의 입경의 편차 등으로, 수지재료의 용융속도가 샷(shot)(1사이클)마다 불균일한 경우가 있다. 녹기 시작한 수지가 많아질수록, 용융수지의 점도가 높아, 계량용 모터(55)의 회전토크가 높아진다. 또한, 녹기 시작한 수지가 많아질수록, 공극이 많아, 수지밀도가 낮아진다. 따라서, 가열실린더(42) 내에서 계량되는 용융수지의 밀도와, 계량용 모터(55)의 회전토크는 상관관계에 있다.Incidentally, there are cases where the melting rate of the resin material is uneven in every shot (one cycle) due to a variation in the particle diameter of the resin material or the like. As the molten resin increases, the viscosity of the molten resin increases, and the rotational torque of the
제어부(80)는, 검출된 계량용 모터(55)의 회전토크에 근거하여, 사출용 모터(43)의 제어에 관한 설정치를 조정한다. 가열실린더(42) 내에서 계량되는 용융수지의 밀도에 따라, 용융수지의 충전량(사출량)을 조정할 수 있고, 사출·보압공정에서 금형장치(30) 내에 충전되는 용융수지의 중량을 일정하게 유지할 수 있다.The
성형조건의 조정에는, 계량용 모터(55)의 회전수가 설정치로 되어, 안정화되었을 때의 계량용 모터(55)의 회전토크가 이용되어도 된다. 예컨대, 계량공정 개시로부터 설정시간(예컨대 계량시간 T의 반)이 경과한 후의 회전토크의 평균치가 이용된다. 다만, 회전토크의 평균치 대신에, 회전토크의 적분치를 이용하는 것도 가능하다.In order to adjust the molding conditions, the rotation torque of the
제어부(80)가 조정하는 설정치는, (1) 사출공정 개시로부터 보압공정 개시까지의 시간(t3-t0), 또는 보압공정 개시시의 스크루위치를 포함한다. 보압공정 개시시각 t3이 빨라지면, 시각 t3까지의 스크루 이동거리가 짧아지고, 용융수지의 충전량이 작아진다. 한편, 보압공정 개시시각 t3이 늦어지면, 시각 t3까지의 스크루 이동거리가 길어지고, 용융수지의 충전량이 커진다.The set values adjusted by the
사출공정에서 스크루(52)가 정지하는 경우, 제어부(80)가 조정하는 설정치는, 예컨대 (2) 사출공정 개시로부터 스크루정지의 설정개시까지의 시간(t1-t0), 또는 스크루정지의 설정개시시의 스크루위치여도 된다. 스크루정지의 설정개시시각 t1이 빨라지면, 시각 t1까지의 스크루 이동거리가 짧아지고, 용융수지의 충전량이 작아진다. 한편, 스크루정지의 설정개시시각 t1이 늦어지면, 시각 t1까지의 스크루 이동거리가 길어지고, 용융수지의 충전량이 커진다.When the
또한, 제어부(80)가 조정하는 설정치는, (3) 보압공정의 개시로부터 종료까지의 보압시간(t4-t3)을 포함한다. 보압시간이 짧아지면, 스크루 이동거리가 짧아지고, 용융수지의 충전량이 작아진다. 한편, 보압시간이 길어지면, 스크루 이동거리가 길어지고, 용융수지의 충전량이 커진다.The set value adjusted by the
또한, 제어부(80)가 조정하는 설정치는, (4) 보압공정에 있어서 스크루(52)에 걸리는 수지압력(수지의 사출압)을 포함한다. 보압공정은 수지의 냉각에 의한 열수축을 보충하기 위한 공정이므로, 보압이 낮아지면, 용융수지의 충전량이 작아진다. 한편, 보압이 높아지면, 용융수지의 충전량이 커진다. 수지의 사출압의 설정치가 시간의 경과에 따라 단계적으로 변화하는 경우, 적어도 하나의 설정치가 조정되면 된다.The set value adjusted by the
제어부(80)가 조정하는 설정치는, 상기 (1)~(4)의 설정치 중 적어도 하나를 포함하고 있으면 되고, 그 조합은 자유이다.The set value adjusted by the
제어부(80)는, 검출된 계량용 모터(55)의 회전토크가 미리 설정된 범위의 상한치를 넘는 경우, 상기 (1)~(4)의 설정치를 미리 설정된 기준치보다 크게 한다. 또한, 제어부(80)는, 검출된 계량용 모터(55)의 회전토크가 상기 범위의 하한치보다 작은 경우, 상기 (1)~(4)의 설정치를 미리 설정된 기준치보다 작게 한다. 각 설정치의 변경량은, 미리 정해져 있고, 일정량이어도 되고, 검출된 계량용 모터(55)의 회전토크의 상기 범위로부터의 일탈량에 비례하는 양이어도 된다. 기준치는 예컨대 유저에 의하여 설정된다.When the detected rotation torque of the
한편, 제어부(80)는, 검출된 계량용 모터(55)의 회전토크가 상기 범위 내인 경우, 상기 (1)~(4)의 설정치를 변경하지 않고, 미리 설정된 기준치인 채로 한다. 상한치와 하한치 사이에 폭을 가지게 함으로써, 과도한 설정변경을 방지할 수 있다.On the other hand, when the detected rotation torque of the
제어부(80)에 의한 설정치의 조정은, 계량할 때마다 행해져도 되고, 유저의 요구에 따라 행해져도 된다. 유저의 요구는, 키보드 등의 입력부(94)(도 2 참조)에서 입력되어, 제어부(80)로 송신된다. 유저의 요구는, 예컨대 수지펠릿의 로트가 바뀌는 경우나 수지펠릿과 재생재의 혼합비가 바뀌는 경우 등, 수지재료의 입도분포나 평균입경이 바뀌는 경우에 행해져도 된다.The adjustment of the set value by the
계량용 모터(55)의 회전토크는, RAM 등의 기록매체에 기록되어, 필요에 따라서 독출된다. 계량용 모터(55)의 회전토크는, 성형품의 ID정보와 대응지어 기록매체에 기록되어 있다.The rotational torque of the
사출성형기(10)는, 사출·보압공정의 성형조건의 조정에 이용되는 계량용 모터(55)의 회전토크를 표시하는 표시부(92)(도 2 참조)를 더욱 구비해도 된다. 가열실린더(42) 내에서 계량되는 용융수지의 밀도의 안정성을 유저가 확인할 수 있다.The
표시부(92)는, 예컨대 디스플레이 등으로 구성되어, 제어부(80)에 의한 제어하에서, 유저의 요구에 따라 계량용 모터(55)의 회전토크를 화상표시한다. 유저의 요구는, 입력부(94)에서 입력되어, 제어부(80)로 송신된다. 표시부(92)는, 성형품의 ID정보와, 계량용 모터(55)의 회전토크를 대응지어 출력한다.The
이상, 본 발명의 일 실시형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 특허청구의 범위에 기재된 본 발명의 요지의 범위 내에 있어서, 여러 가지의 변형, 치환이 가능하다.Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications and substitutions are possible within the scope of the present invention described in the claims.
예컨대, 상기 실시형태의 사출장치(40)는, 수지의 계량 및 수지의 사출을 행하는 스크루(52)가 가열실린더(42) 내에 배치되는 스크루 인라인방식이지만, 스크루프리 플라스티케이팅 방식이어도 된다. 스크루프리 플라스티케이팅 방식의 사출장치는, 계량실린더 내에서 용융수지를 계량하는 스크루와, 계량실린더 내에서 계량한 용융수지를 받는 사출실린더와, 사출실린더 내의 용융수지를 사출하고 금형 내에 충전하는 플런저를 구비한다.For example, the
또한, 제어장치(80)가 조정하는 설정치는, 상기 (1)~(4)의 설정치에 한정되지 않는다. 상기 (1)~(4) 이외의 설정치의 경우, 계량용 모터(55)의 회전토크의 대소와, 설정치의 변경의 대소는 반대이어도 된다. 즉, 계량용 모터(55)의 회전토크가 미리 설정된 소정 범위의 상한치를 넘을 때, 사출용 모터(43)의 제어에 관한 설정치가 작게 되어도 된다. 또한, 계량용 모터(55)의 회전토크가 미리 설정된 소정 범위의 하한치보다 작을 때, 사출용 모터(43)의 제어에 관한 설정치가 크게 되어도 된다.In addition, the setting value adjusted by the
또한, 상기 실시형태에서는, 스크루(52)의 회전수의 설정치가, 스크루위치에 관계없이 일정하지만, 스크루(52)의 후퇴에 따라 단계적으로 변경되어도 된다. 예컨대, 위치검출기(57)의 검출치가 설정치에 도달하면, 스크루(52)의 회전수의 설정치가 변경된다. 이 경우, 스크루(52)가 변경 후의 설정치로 회전하고, 그 회전토크가 안정화되었을 때의 계량용 모터(55)의 회전토크가 성형조건의 조정에 이용되어도 된다.In the above embodiment, the set value of the number of revolutions of the
또한, 상기 실시형태에서는, 스크루(52)를 축방향으로 이동시키는 이동용 구동부로서, 회전모터가 이용되지만, 리니어모터 또는 유체압실린더가 이용되어도 되고, 이동용 구동부의 구성은 특별히 한정되지 않는다.In the above-described embodiment, a rotary motor is used as the movement drive unit for moving the
10 사출성형기
12 고정플래튼
13 가동플래튼
30 금형장치
32 고정금형
33 가동금형
42 가열실린더(실린더)
43 사출용 모터(이동용 구동부)
52 스크루
55 계량용 모터
58 전류센서(검출기)
80 제어부10 Injection molding machine
12 stationary platen
13 Operation Platen
30 Mold equipment
32 stationary mold
33 Operation mold
42 Heating cylinder (cylinder)
43 Injection motor (mobile drive)
52 Screw
55 Weighing motor
58 Current sensor (detector)
80 control unit
Claims (9)
상기 스크루를 회전시키는 계량용 모터와,
상기 계량용 모터의 회전토크를 검출하기 위한 검출기와,
상기 스크루를 축방향으로 이동시키는 이동용 구동부와,
상기 계량용 모터 및 상기 이동용 구동부를 제어하는 제어부
를 구비하고,
상기 제어부는, 상기 검출기의 검출치에 근거하여, 상기 스크루에 의한 충전량을 조정하는 것을 특징으로 하는 사출성형기.A screw for metering the molten resin in the cylinder and filling the mold by injection,
A metering motor for rotating the screw,
A detector for detecting rotation torque of the metering motor,
A movement driving unit for moving the screw in the axial direction,
A control unit for controlling the metering motor and the movement driving unit
And,
Wherein the control unit adjusts the charged amount by the screw based on the detection value of the detector.
상기 제어부는, 상기 검출기의 검출치에 근거하여, 상기 이동용 구동부의 제어에 관한 설정치를 조정하는 사출성형기.The method according to claim 1,
Wherein the control unit adjusts a set value relating to control of the moving drive unit based on a detection value of the detector.
상기 이동용 구동부의 제어에 관한 설정치는, 사출공정 개시로부터 보압공정 개시까지의 시간, 또는 보압공정 개시시의 스크루위치를 포함하는 사출성형기.The method of claim 2,
Wherein the set value relating to the control of the movable driving unit includes a time from the start of the injection process to the start of the holding pressure process or a screw position at the start of the holding process.
상기 제어부는, 사출공정 개시 후, 보압공정 개시 전에, 상기 스크루를 정지시키고,
상기 이동용 구동부의 제어에 관한 설정치는, 사출공정 개시로부터 상기 스크루정지의 설정개시까지의 시간, 또는 상기 스크루정지의 설정개시시의 스크루위치를 포함하는 사출성형기.The method according to claim 2 or 3,
The control unit stops the screw after the start of the injection process and before the start of the holding process,
Wherein the setting value relating to the control of the moving drive section includes a time from the start of the injection process to the start of setting of the screw stop or the screw position at the start of setting of the screw stop.
상기 이동용 구동부의 제어에 관한 설정치는, 보압공정의 개시로부터 종료까지의 보압시간을 포함하는 사출성형기.The method according to claim 2 or 3,
Wherein the setting value relating to the control of the moving drive section includes a pressure holding time from the start to the end of the pressure holding process.
상기 이동용 구동부의 제어에 관한 설정치는, 보압공정에서 상기 스크루에 작용하는 수지압력을 포함하는 사출성형기.The method according to claim 2 or 3,
Wherein the set value relating to the control of the moving drive section includes a resin pressure acting on the screw in a holding process.
상기 제어부는,
상기 검출기의 검출치가 소정 범위의 상한치를 넘는 경우, 상기 이동용 구동부의 제어에 관한 설정치를 미리 설정된 기준치보다 크게 하고,
상기 검출기의 검출치가 상기 소정 범위의 하한치보다 작은 경우, 상기 이동용 구동부의 제어에 관한 설정치를 미리 설정된 기준치보다 작게 하는 사출성형기.The method according to claim 2 or 3,
Wherein,
Wherein when the detected value of the detector exceeds the upper limit value of the predetermined range, the set value relating to the control of the moving drive section is made larger than a predetermined reference value,
Wherein a set value for controlling the moving drive unit is made smaller than a predetermined reference value when the detected value of the detector is smaller than the lower limit value of the predetermined range.
상기 제어부에 의한 상기 조정에 이용되는 상기 검출기의 검출치를 표시하는 표시부를 더 구비하는 사출성형기.The method according to any one of claims 1 to 3,
And a display unit for displaying a detection value of the detector used for the adjustment by the control unit.
상기 스크루를 회전시키는 계량용 모터와,
상기 계량용 모터의 회전토크를 검출하기 위한 검출기와,
상기 계량실린더 내에서 계량한 용융수지를 받는 사출실린더와,
상기 사출실린더 내의 용융수지를 사출하고 금형 내에 충전하는 플런저와,
상기 플런저를 축방향으로 이동시키는 이동용 구동부와,
상기 계량용 모터 및 상기 이동용 구동부를 제어하는 제어부
를 구비하고,
상기 제어부는, 상기 검출기의 검출치에 근거하여, 상기 플런저에 의한 충전량을 조정하는 것을 특징으로 하는 사출성형기.A screw for measuring the molten resin in the metering cylinder,
A metering motor for rotating the screw,
A detector for detecting rotation torque of the metering motor,
An injection cylinder for receiving the molten resin metered in the metering cylinder,
A plunger for injecting the molten resin in the injection cylinder and filling the mold,
A movement driving unit for moving the plunger in the axial direction,
A control unit for controlling the metering motor and the movement driving unit
And,
Wherein the control unit adjusts the amount of charge by the plunger based on a detection value of the detector.
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