WO1989006186A1 - Abnormality detector of injection apparatus - Google Patents

Description

明 細 ft

if 出装置 の異常検出装置

技 铯 分 野

本発明 は 、 射 出装置の異常 、 特 に 、 ス ク リ ュ の 異常 を検知す る射出装置の異 常検出装置 に 関 す る

背 技

射 出成形機で は 、 射出時及び保圧時 、 ス ク リ ュ ー に よ り 圧縮 さ れる溶融樹脂か ら の強 い反 力 が ス ク リ ュ 一先端 に 作 用 し 、 溶融樹脂 が ス ク リ ュ ー の溝 に 治 っ て 逆流す る こ れ を 防止 す る た め 、 一般 に は逆流防止弁が用 い ら れる こ の逆流 防止 弁 は 、 例 え ば、 シ リ ン ダ一内 に 移動 自 在 に 配 し た ス ク リ ュ 一本体の先端 に 該本休 と 一体 に 装着 さ れ た ス ク リ ュ ー へ ッ ド と 、 該ス ク リ ュ ー へ ッ ド の先端側端 面 に 固着 さ れ た環状 ス ぺ ー ザ と 、 ス ク リ ユ ー へ ッ ド に 外 嵌 さ.れ 、 外 周面を シ リ ン ダ 一 内周面 に 接 し た 状態で該ス ク リ ユ ー へ ッ ド に 治 っ て ス ぺ 一 サ に ¾ し て 接近離 反移動 m 在 に 配 さ れた リ ン グ と を 備 え τ い る 。

計舊 工程中 、 リ ン グ は ス ぺ 一 ザ か ら 離間 し て お り 、 回 転 し な が ら 後退 す る ス ク リ ユ ー 本体 に よ つ て 計量 さ れた 溶融樹脂が 、 シ リ ン ダ一内 周面 と ス ク リ ュ 一へ ッ ド' の 外

1¾ Wi に 形成 し た 切欠 き部 と に よ つ て 画成さ れ両端が Π し た 問隙を 介 し て 前方 に 送出 さ れ る 。 一 方 、 ¾ 出 時

H B¾ に い て , 綜 さ れ た 溶齄 力 に よ つ τ 後方 に 押 さ れ た リ ン グ ス ベ 一 ^ に 接 し て 上 ^ ス ベ一サ側 口 を し 、 敏樹脂の逆 ¾ を % +!. « ι よ う に な つ て 、'ヽる

と こ ろ が 、 長期 間 に 亘 -っ て ガ ラ ス籙維等 の混台 さ れた 樹脂やそ の他の高硬度の樹脂を用 い て成形作業を行 う と 逆流防止弁の リ ング と シ リ ンダ 一 の摺接面 に摩耗が生 じ る 。 又 、 シ リ ンダ一が十分加熱さ れな い う ち に ス ク リ ュ 一 の 回転や移動を行な っ た • 口 、 シ リ ンダ一内 に 残留 し て 固化 し た樹脂に よ っ て逆流防止弁が シ リ ンダ一内で移 動不能 に ざれ破擤 し た り する こ と ち ある _c

こ の よ ラ な場 合 、 射出 時及ぴ保圧 時 に お い て 溶融樹脂 に逆流が生ず る こ と と な ΰ 、 正常な成形作業が行われず 製品 に 「 ヒ ケ」 や寸法の ば ら つ き等を生ずる こ と と なる 又 、 逆流防止弁 が甚だ し く して い る場合 、 し れ に 付かす に高圧の射出動作 を行わせ る と 、 溶融樹脂が大量 に逆流 し て ペ レ ツ 卜 を導入する ホ ッ パ 一等か ら嘖出す る こ と ち あ り 、 極め て 危険な状態 と な る _c

し た が つ て 、 こ の よ ラ な を未然 に 防止 す る に は 、 逆流防止弁の点検を定期的に 行 う こ と が ^ ま し い が 、 そ の た め に はシ リ ンダか ら ス ク u ュ 一を取外 さ なけ ればな らず 、 非常に面倒 な作業を必要 と し て い た 。 又 、 成形不 良が逆流防止弁 の摩耗 に 基 し- て い る場台 に は 、 そ の原 因 を つ ぎ と め る こ と は非常 に 困難て あ あ る - 発 m の w> 示

本発明の 目 的 は 、 ス ク り 先端 に 設け ら れ た逆流

I 弁や ス ク リ ュ ー の異常を 白 Β';に 接知 す る 出装 ： ^ ^常 ^ 出装 ϋ を Π こ 上 述 の 目 的を達成す る た め 、 本発 は 、 射 出 及 び保圧 時 に ス ク リ ュ 一 に 作 ）1 す る 回 転 卜 ル ク を検出 す る た め の ト ル ク 検 出手段 と 、 該 卜 ル ク 検出手 段 に よ っ て 検出さ れ た 回転 ト ル ク が射出及び保圧時 に所定 の 許容範囲 か ら 逸 脱 し た と き異常発生 を検知す る異常発生 検知手段 と を i える 。

上述 の よ う に 、 本発明 の異常検出装置 に よ れば 、 ス ク リ ュ ー 先端'に 設け ら れ た 逆流防止弁 の摩耗 ， 欠損等の異 常が成形作業 中 に 自 動 的 に 検知さ れ る ので 、 射 出 時及び 保圧時 に 溶融樹脂 が逆流 す る よ う な事故が未然 に 防止 さ れ 、 樹脂圧の低下 に よ る製品の 「 ヒ ケ 」 や 寸法 の ば ら つ き等の 不良が発生 し に く く な る 。 又 、 オ ペ レ ー タ が逆流 防止弁 の欠損 に 気付か ぬま ま 高圧 の射出動作 を行 わせ て 逆流 し た 溶融樹脂 を噴出 さ せ る よ う な事故も未然 に 防止 さ れ 、 成形作業の安全性 は 一 段 と 向上 す る 。 ま た 、 逆流 防止弁の摩耗や欠損を確認 す る た め の 、 シ リ ン ダ 一 や ス ク リ コ 一 等 の機構部の脱着 ， 分解 作業が不要 と な る た め メ ン テ ナ ン ス 時 の検査工程が非常 に 容易化 さ れ 、 射 出成 形機の ラ ンニ ン グ コ ス 卜 を向上 さ せ る こ と が可 能 と な る 図 面 の 簡 車 な 説 明

第 Ί 図 は本発明 の一実施！ ¾ に よ る異常検出装 を搭 ^ し た 射 出成形機を 一 部 を ブ ロ ッ ク 図 で 示 す概略 図 . 2 図 は第 Ί 図 の 裝 に よ り 実 ft さ れる 異常検 出 ¾a ® の □ - -ί - - ! · , 3 は 1 の逆流 防 止 ^ ¾ . t ΐί - 視 . 、 ψ. Λ (¾ は 5| £ 丁 ？ 丁 rn ^ i \\ の 作 ·を Β^: ' 9 る部分縦断面図 、 お よび、 第 5 図 は射 出及ぴ保圧 工程 に つ い て の第 4 図 と .同 '様の 図で あ る

発明を実施 る た め の最良の形

1 図 に お い 動式射出成形機は シ リ ンダ 3 内 に 配さ れたス ク リ ユ ー本体 2 を 、 該ス ク リ ュ ―本体 2 の先端 に は第 3 図 に示す従来公知 の逆流防止弁 1 が該本 体 と一体回転自在 に裝着さ れて いる 。 この逆流防止弁 Ί は 、 外周面に 切欠部 1 d を形成 し た ス ク リ ユ ー へ ッ ド' 1 a ， リ ン グ 1 b お よ ぴ ス ぺ ーサ 1 G を備え > IT i ェ 中 は リ ン グ 1 b が ス べ — サ 1 c か ら 離間 し て 溶融樹脂 を流 通さ せ る一方 （ 第 4 図 ) 、 射出及ぴ保圧時 に は リ ング Ί b が ス ぺ一サ Ί c に圧接 し て m脂の逆流を防止する （ 第 5 図 ス ク リ ユ ー 体 2 は 、 ス ク リ ュ ー 回転用 のサー ボモ一タ 8 の 出力軸 7 に m着さ れた モ ー タ プー リ 6 , ベ ル 卜 4 及 XIス ク リ ュ 一 本体 2 の s端 に設け た 駆動プ ー リ 5 を介 し て 、 サ 一 ホ' モ — タ 8 連 TOさ れて い る = なお 、 第 1 図 に お （ て は 、 射 出成形機の ス ク リ ュ 一 回転軸 に 関 する構成要素 だ、け を示 し て い る が 、 射出軸 ， ク ラ ン プ軸 ェ ジ 1 ク タ 軸等 につ いて は従来 と 同様 の構成を有す る 、 射出成形機の制御部 は 、 C 用 のマ ィ ク Πプ [I セ ( 以下 、 c P U と い ' う 、) 1 6 と 、 プ 口 グラマブ レマ シ ン コ ン 卜 ロ ー 7 ( 以下 、 P IV1 C と い う ） 用の C P U 1 9 と を ス- i 、 , P M G 0 P I 1 9 に は 出成形 i; の シ 一 ケ ン ス動 作 を制 wす る 、 ― f-r ン スプ ：： ヴ ラ 厶等 を 記惊 し た n ^ 2 0 と 丁 々 (Γ,'一 ¾ E ^ ^ に 利 さ れ る R A M 2 1 と が接続さ れて いる 。 N G用 G P U 1 6 に は 、 射出成形機を全休的 に 制御 す る管理プ ロ グラ ム を 記 憶 し た R 0 IV！ 1 7 が接銃さ れ 、 又 、 ¾ 出軸 ffi ， ク ラ ンブ 軸 用 , ス ク リ ュ 一 回転軸用 ， ェ ジ ヱ ク タ 軸用 等の各軸サ — ボ モ ー タ を駆動制御す るサ ー ポ 回路 0 が ー ボ イ ン タ フ I — ス 1 1 を介 し て 接続さ れて い る 。 な お 、 第 1 図 に は 、 ス ク リ ュ ー 回転用 のサー ボモ ー タ 8 の みを示す 。 該サ 一 ポ モ ー タ 8 に は モ ー タ の 回転位置を検出 す るパル ス コ ー ダ 9 が装着 さ れ 、 該パルス コ ー ダ は 、 サ ー ボ 回路 1 0 に 設 け ら れ た エ ラ 一 レ ジ ス タ に 出力 信号を送 出 す る よ う に 回路 Ί 0 に 接続さ れて い る _c

ま た 、 符号 Ί 2 は不揮発性の共 ^ R A M で .、 射 出成形 機の各動作 を制御 す る N C プ ロ グラ ム 等を記億す る メ モ リ 部 と 各種設定値 ， ノ ラ メ 一 タ ， マ ク ロ 変数用 の メ モ リ 部 と を有 す る 。 符号 Ί 8 は ノ ス ァ ー ビ タ コ ン 卜 ロ ー ラ

( 以下 、 B A C と い う ） で 、 N C 用 C- P U Ί 6 . P G 用 C P U 1 9 ， 共有 R A M 1 2 , 入力 回路 1 3 お よ び 出 力 回路 1 4 と バス で接続さ れ 、 該 B A C Ί 8 に よ っ て 使 用 す るバ ス が · ί]御 さ れる よ ·5 に な っ て い る 。 な お 、 B A C 1 8 に は ， 更 に 各種デ ー タ の 入 力 及 び表示等 を行 う C R T 表 示装置付 さ手 動デ ー タ 入力 装 E ( 以下 、 C R T ノ M D I と い う 〉 等 の 図 し な い翌 ^ が接 ^ さ れ て い る . 符 ^ Ί 5 は 、 Ni C 用 C P U 1 6 に パ ス 接 ¾ さ た R A V _τ 亍 — タ の — 時記憶等 に 利用 さ れる も の で る .

It ] の よ う な ^ 成 に お い て 、 射 出 成形 |¾ は ¾ r.' A "■■ 1 2 に 格納さ れた射出成形機の各動 f を制御 ¾ る N C 7 口 グ ラ ム及び R 0 Μ 2 0 に格納 さ れ て い る シ ー ケ ン スプ ロ グラ ム に従 っ て 、 Ρ Κ4 C用 G P じ 1 9 がシ一ケ ン ス制 御 を行 う 一方 、 N C 用 C Ρ U 1 6 が 、 射出成形機の各軸 のサ ー ボ 回路 1 0 へサー ボイ ン タ フ エ ー ス Ί Ί を介 し τ パルス分配 し 、 射出成形機を制御 する 。 各軸の ^ 一ポ 回 路 1 0 は 、 N G 用 G P U 1 6 か らサ ー ボ イ ン タ フ エ ー ス 1 を介 し て受け た分配パルス か ら パルス コ ー ダ 9 か ら のパルスを減 じ る ェ ラ一 レ ジ ス タ ー か ら の 、 指令位置 に 対 する現在位置の ェ フ ー 遠 を表す 出力 に応 じ て 、 サ一ポ モ ー タ 8 に流す 電流を制御 し 、 該モ ー タ の出力 卜 ルク を 制御 する よ う に な つ て い る

以下 、 第 2 図を参照 して 、 射 出開始か ら保圧終了 に至 る過程 に お い て Ρ Μ C用 C P U Ί 9 が所定周期で実行す る異常検 出処理 を含む 、 し の実施倒 の射 出成形機の作用 に つ い て 説明す る 。

出動作が開始さ れる と 、 N C 用 C P U 1 6 は所定周 期 でサ ー ポ イ ン タ フ エ ー ス Ί 1 を介 し て ス ク リ ュ 一 回転 用 のサ ー ボモ ー タ 8 のサ 一 ボ 回路 Ί 0 内 の エ ラ — レ ジ ス タ の値 、 即 ち 、 エラ一 .1を読取 り 共有 R A 2 に S f: さ せ る 。 P M C 甩 C P じ 9 は 、 こ の共有 R A f 1 2 に ー畤記億さ れた エ ラ一《を読込み ， こ の値が予 め PX JL. れ '⁷二 μ : τ ΐ 5ΐΐ Ε ^:ί こ ί¾ t- おる か かを判別 ( ス テ フ S

1 . ス 亍 ッ プ S 2 > , エ ラ 一 ^ 予め設定 さ た 許容 ^ ε 内 に おれば 、 逆流 防止 Ί が正 常な 態 に る 心 ^ と 見傲 し て ス テ ッ プ S 3 に 移行 し 、 保 H:終了 信 ¾ が既 に 入力 さ れて い る か否か '、 即 ち 、 射 出 開始か ら 保压終了 に 至 るサ イ ク ル処理が終了 し て い る か 否か を確認す る _c 保 圧が終 了 し て い な け れ ば 、 再びス テ ッ プ S Ί に 復帰 し τ ス テ ッ プ S 1 — ス テ ッ プ S 2 — ス テ ッ プ S 3 か ら 成る監 視ルー プを実行 し 、 エ ラ 一 ¾の監視 を続 け る 。

射 出 ， 保圧時 に はス ク リ ュ ー 回転用サー ボモ ー タ 8 の 駆動 は停止し て お り 、 即 ち 、 N C 用 C P U 1 6 はサ 一 ボ モ ー タ 8 のサ 一 ボ 回路 1 0 内の エ ラ ー レ ジ ス タ へ の パル ス分配 を 行 っ て お ら ず 、 サ 一 ポ モ ー タ 8 の移 J指令量 は

[ 0 ] で あ る 。 従 っ て 、 ス ク リ ュ ー 2 が 回転 し な け れば サ一 ボ 回路 1 0 内 の エ ラ 一 レ ジス タ の値 、 即 ち エ ラ 一 量 は [ 0 ] で あ る 。 し か し 、 逆流防止弁 1 に 摩耗や欠損が 生 じ て い た 場合 に は 、 射出及び保压時 に お い て ス ク リ ュ 一 2 に よ っ て 圧縮さ れた 溶融樹脂が 、 シ リ ン ダ ー 3 と ス ク リ コ 一 2 と に よ っ て 画成さ れる ス ノく ィ ラ ル状 の潢 に ¾ つ て 逆流 す る た め 、 ス ク リ ュ ー 2 に は 計量 ^ と 逆力 向 の 回転 ト ル ク が生 じ る 。 そ し て 、 こ の 回転 卜 ル ク が駆動 ブ — リ 5 ， ベ ル 卜 4 ， モ ー タ プー リ 6 を介 し て -！: — タ 軸 7 に 伝播 さ れ 、 サ 一 ポ モ 一 タ 8 に 回転変位を 生 ず る ので 、 パル ス コ ー ダ 9 が こ の 回 ¾変位 を検 出 し ー ボ モ ー タ 停 止位置 （ 即 ち 、 ^ 爆 終了 ^ に お け る 指令位 ） に ¾ す ろ 佇 E の ユ ラ 一 が 一 ボ 回路 1 0 の ユ ラ 一 レ ジ ス に 溜 り ， こ の エ ラ 一 共 · R A M 2 に Κ . さ れ

し て ご （7) コ— 一 容 ^ ! £ 1、 逸 <■ 上 テ ツ プ S 2 での判別処理 に よ つ て 逆流防止弁 Ί の異常 と し て検知 さ れ る こ の 'と き 、 P fvl C用 C P し！ Ί 9 は B A C 1 8 を介 し て ァ ラ ー ム を出力 し 、 C R T , M D I 等 に よ っ て異常表示を行い 、 逆流防止弁 に異常が発生 し た こ と を 才 ペ レ一タ に警告 し 、 更 に 、 射出軸用サ ー ボ ΐ一 タ の駆動 出力 を停止 し て射出 ； 保圧動作を停止さ せる ( ス テ ッ プ S 5 )

以上 、 電動式 の射出成形機に つ いて説明 し た が 、 こ の 種の射 出成形 \ ( い て は 、 ス ク リ ュ ー の回転 卜 ルク を 検出す る 卜 ル ク検出手段 （ エ ラ一量検出手段 ） や異常発 生検知手段 （ エラ ー量判別手段 ) と なる各種ハ 一 ド ゥ エ ァ が 、 射 出成形機の制御装置 と し て予め装備さ れて いる ので 、 特別の検出装置等を新 た に取付け る必要がな く 非 常に安価 に実施す る こ と ができ

なお ， 上記実施例 で はサ ー ポ 回路内 の ェラ ー レジ ス タ の値 、 即 ち 、 ユ 一 S に基づいて 、 射 出 ， 保 圧時 に ス ク リ ュ ー に 回転 卜 ノレ ク が作用 し て い る か否かを判 断 し た が ス ク リ コ 一回 ¾用 一ポモ ー タ の駆動 卜 ル ク を検出 して 逆流防止弁 Ί が正常に 機能 し て いる か否かの判別 ¾ 行 つ て も よ い 。 即ち 、 m 出 、 保圧 時 に ス ク リ コ 一- 2 ガ； ί?ί転 し サ ー ポ 回路 Ί 0 内 の エ ラ ー レ ジ ス の値 （ エ ラ 一 Κ ) if 増大す ればこ の ェ ラ一霊 を な < す る よ う に ^ ー ボ ー タ 8 は H i さ れ 、 ェ ラ一 に 応 じ て 愍勁霜流 ? れ る お.

一

駆動 ¾流が ^ 定 と さ も て . ？ k'J J' ^ i が Έ 常に標 i て い な い こ と を 検知 す ■'-J ' J に し- 、 も よ い 。

又 、 油圧式 の射 出成'形機で あ っ て も 、 ス ク リ ュ 一回 に 電動機 を用 い る も のや 油圧モ ー タ か ら 歯窗機構 を介 し て ス ク リ ュ ー の 回転を 行う も の で あ れば 、 動力 伝達機 f- の 回転部材 に イ ン ク リ メ ン タ ル 1 ン コ ー ダ等 を取付け て 回転変位 を検 出 し 、 射 出 開始か ら 保圧終了 に 至る過程 に お い て ェ ン コ一ダの パルス 出力 を監視す れば よ い 。

Claims

^ 求 の 範 囲

出及び保圧時 にス ク リ ュ一に 作用 す る 回転 卜 ル ク を検出す るた め の ト ル ク 検出手段 と 、 該 卜 ル ク 検 出手段一一一 α一 に よ つ て 検出さ れた回転 卜 ル ク が M 出及ぴ保 「じ .

ί± 時 に 所定の許容範囲か ら逸脱 し た と き異常発生を 検知 する異常発生検知手段 と を備える射出装置の異 常検出装置

2 出装置 は前記ス ク リ コ 一 を回転させ る た め の駆動手段を備え 、 前記ス ク リ ュ ー は 、 ス ク リ ュ ー

T O 本休 と該ス ク リ ユ ー本体 の先端 に 装着 さ れた逆流防 止弁 と を有 し 、 かつ 、 前記逆流防止弁が正常に機能 し て いない と き は前記駆動手段が非作動状態 に ある ム

匚 1 に も溶融樹脂の逆流 に 伴 っ て 回転 卜 ルク が作用 す る よ つ に配さ れ 、 ¾記 卜 ル ク検出手段 は前記駆動

1 5 手段の非作動 時 に お る前 ス ク リ ュ ー に i ff す る 回 卜 ル-ク を検出 し 、 こ れ に よ り ] ¾ S2逆流防 jl 弁の 異常 が検岀 さ れ る 請求の箱酣第 1 項 S載の異常検出 0 5