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JP4763081B1 - 計量背圧設定手段を有する射出成形機 - Google Patents

計量背圧設定手段を有する射出成形機 Download PDF

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Abstract

【課題】データベースに背圧データが無い場合、樹脂メーカの推奨値が分からない場合などでも、適切な背圧を設定できる計量背圧設定手段を有する射出成形機を提供すること。
【解決手段】背圧の初期値として背圧Ｂｐを設定し（ＳＡ１００）、ノズルが金型から離れた状態で手動計量を開始し、所定時間が経過したか否かを判断し、所定時間が経過すると、スクリュが計量位置まで下がるか否かを判断し（ＳＡ１０１〜ＳＡ１０３）、計量位置まで下がる場合には、背圧Ｂｐにαを加算した値を、新たな背圧Ｂｐとし、シリンダ内の溶融樹脂を排出し、計量位置まで下がらない場合には、成形条件の背圧Ｂｐを設定する（ＳＡ１０４〜ＳＡ１０６）、計量背圧設定手段を備えた射出成形機。
【選択図】図２

Description

本発明は射出成形機に関し、特に、計量背圧設定手段を有する射出成形機に関する。
射出成形機は、加熱シリンダ内で加熱され溶融した樹脂を、高い圧力で射出して金型装置内のキャビティ空間に充填し、該キャビティ空間内において冷却して固化させた後、成形品を金型内から取り出すようになっている。
前記射出成形機は、金型装置、型締装置、および射出装置を備える。前記金型装置は、固定金型及び可動金型を備え、前記型締装置は、固定プラテン及び可動プラテンを備え、型締用モータを駆動することによって可動プラテンを進退させることによって、型閉じ、型締め及び型開きを行う。
前記射出装置は、ホッパから供給された樹脂を加熱して溶融させる前記加熱シリンダ、及び溶融した樹脂を射出する射出ノズルを備え、前記加熱シリンダ内にスクリュが進退自在に、かつ、回転自在に配設される。
計量工程時に、計量用モータを駆動することによってスクリュを回転させると、樹脂が計量され、加熱シリンダ内におけるスクリュによりシリンダの前方に樹脂が溜められ、射出工程時に、射出用モータを駆動することによってスクリュを前進させると、前方に溜められた溶融樹脂が射出ノズルから、型締めが行われた状態の金型装置のキャビティ空間に充填される。
そして、前記キャビティ空間内の溶融樹脂が冷却された成形品になり、型開きが行われると、エジェクタ装置の突き出し用モータが駆動され、エジェクタピンが前進させられ、前記成形品が突き出され、離型される。
射出成形機を自動運転することによって、連続的に成形品を成形するにあたり、計量工程において樹脂を計量するための背圧などの成形条件の設定、換言すれば、計量設定が行われる。スクリュを回転させると樹脂がシリンダの前方に運ばれる。その結果、スクリュが後方に押され、後ろに下がる。この時、スクリュが後ろに下がらないようにスクリュを前方に押す。この力を背圧という。この背圧が無ければ、シリンダ内の樹脂に空気が混入してしまう。
従来の背圧の設定方法においては、樹脂の種類、樹脂の噛み込み状態に関係なく、作業者の経験、樹脂メーカの推奨値などを元に一律に３Ｍｐａ、５Ｍｐａなどと設定されることが多い。しかし、樹脂の種類や樹脂の噛み込み状態などによって背圧設定の適正値が異なることから、このようにして一律に設定された背圧設定が適切でない場合もある。
例えば、背圧設定が低い場合には、シリンダ内の樹脂密度が低くなり、気泡やシルバーの発生を招き、逆に、背圧設定が高い場合にはシリンダ内の樹脂密度が高くなり、せん断発熱による焼けの発生を招くこともあり、適切な背圧設定でないために成形不良を発生することも多い。
そして、このような成形不良が発生すると背圧設定を調整して対応していた。このようなことから、適切な背圧設定方法を見出すことが望まれていた。
特許文献１には、樹脂の種類に対応した成形条件（背圧、スクリュ回転速度、シリンダ温度など）をデータベースとして記憶しておき、樹脂の種類が指定されたら成形条件を読み出して背圧等を自動設定する技術が開示されている。
特開平２−１４７２２６号公報
しかし、特許文献１に開示された技術では、データベースに記憶されていない樹脂の種類には対応できない問題がある。
そこで本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、データベースに背圧データが無い場合、樹脂メーカの推奨値が分からない場合などでも、適切な背圧を設定できる計量背圧設定手段を有する射出成形機を提供することである。
本願の請求項１に係る発明は、射出成形機において、ノズルを開放した状態で設定背圧により計量を行う計量制御手段と、計量を行った際に所定時間内に計量位置まで計量動作が完了するか否かを判別する計量動作完了判別手段と、を備え、設定背圧を第一所定圧として計量を行い、所定時間内に計量位置まで計量動作が完了するか否かを判別し、スクリュが所定時間内に計量位置まで計量動作を完了する場合は設定背圧に第二所定圧を加算して新たな設定背圧として計量を行い、所定時間内に計量位置まで計量動作が完了するか否かを判別することを繰り返し、スクリュが所定時間内に計量位置まで後退しなかった時の設定背圧を計量時の背圧として設定することを特徴とする計量背圧設定手段を有する射出成形機である。
本発明により、データベースに背圧データが無い場合、樹脂メーカの推奨値が分からない場合などでも、適切な背圧を設定できる計量背圧設定手段を有する射出成形機を提供できる。
本発明の実施形態である射出成形機の概略図である。 背圧を設定する本発明のアルゴリズムを示すフローチャートである。
図１は、本発明の実施形態である射出成形機の概略図である。符号Ｍは射出成形機である。符号Ｍｃは型締部、符号Ｍｉは射出部、符号Ｍｂは機台である。射出成形機Ｍは、機台Ｍｂ上に型締部Ｍｃ、および射出部Ｍｉを備える。
型締部Ｍｃは、可動プラテン２３を前後進させる可動プラテン前後進モータ２０、リアプラテン２１、成形品を金型から押し出すエジェクタピンを突き出すためのエジェクタ前後進モータ２２、可動プラテン２３、タイバー２４、固定プラテン２５、トグル機構３３、エジェクタ機構３４を備える。リアプラテン２１と固定プラテン２５とは複数のタイバー２４で連結されており、可動プラテン２３はタイバー２４にガイドされるように配置されている。可動プラテン２３に可動側金型，固定プラテン２５に固定側金型の金型３２が取り付けられる。
射出部Ｍｉは、シリンダ２７、シリンダ２７内に樹脂のペレットを供給するホッパ２８、ホッパ２８からシリンダ２７内への樹脂の供給を遮断するホッパシャッタ２９、スクリュ回転モータ３０、スクリュ前後進モータ３１、スクリュ回転モータ３０から伝動機構を介して回転させられるスクリュ２６、を備える。これらの構成は従来からの射出成形機と相違するところはない。
制御装置１は、射出成形機Ｍを制御し成形品の生産を制御する制御装置である。プロセッサ２は、バス３を介してサーボインタフェース４、システムプログラムを記憶するＲＯＭ６、データの一時記憶や各種制御プログラムを記憶するＲＡＭ７、表示装置付入力装置用インタフェース８、表示装置付入力装置９と接続されている。ＲＯＭ６は、本発明に係る計量背圧を設定するための処理プログラムを記憶している。
サーボインタフェース４にはサーボアンプ５が接続されている。また、表示装置付入力装置用インタフェース８には表示装置付入力装置９が接続されている。表示装置付入力装置９は、タッチパネル式の液晶ディスプレイとキーボードなどで構成されている。表示装置付入力装置９によって各種指令、各種パラメータなどの設定などが可能である。表示装置付入力装置９のタッチパネル式の表示装置の表示画面に各種インタフェース画面を表示することで各種指令、各種パラメータの設定が可能である。
プロセッサ２は、射出成形機全体を制御するプロセッサである。サーボアンプ５には、可動プラテン前後進モータ２０、エジェクタ前後進モータ２２、スクリュ回転モータ３０、スクリュ前後進モータ３１が接続される。図ではサーボアンプ５は１つとして図示されているが、前記それぞれのモータに各々サーボアンプが接続されている。また、各サーボモータには図示省略した位置・速度検出器が内蔵され、位置・速度検出信号が制御装置１にフィードバックされる。
自動運転を行うにあたり、射出成形機Ｍは型閉動作から開始するが、その際においては、手動による計量、すなわち、手動計量が行われる。該手動計量においては、キャビティ空間内に成形された成形品がない状態であり、かつ、加熱シリンダ内に背圧は加えられない。したがって、スクリュの前方に溜められた樹脂は粗の状態になってしまい、その状態で、射出工程において樹脂を射出すると、キャビティ空間内に十分な量の樹脂を充填することができなくなり、成形品にショート等の成形不良が発生してしまう。
そこで、本発明の実施形態においては、表示装置付入力装置９を操作して、自動運転を開始する前に本発明に係る計量背圧設定を行う処理を実行する。本発明における手動計量は、図１に示されるシリンダ２７の先端に取り付けられたノズル３５を金型３２から離した状態で開始される。ノズル３５を金型３２から離して手動計量を行うのは、本発明に係る計量背圧設定の処理工程において、金型のキャビティ内に溶融樹脂が充填されるのを防ぐためである。計量背圧設定においてノズル３５から排出される溶融樹脂は図示しない容器に回収される。
図２は、背圧を設定する本発明のアルゴリズムを示すフローチャートである。以下、各ステップに従って説明する。
●［ステップＳＡ１００］背圧の初期値として背圧Ｂｐを設定する。
●［ステップＳＡ１０１］ノズルが金型から離れた状態で手動計量を開始する。
●［ステップＳＡ１０２］所定時間が経過したか否かを判断し、所定時間が経過すると、ステップＳＡ１０３へ移行する。
●［ステップＳＡ１０３］スクリュが計量位置まで下がるか否か判断し、計量位置まで下がる場合にはステップＳＡ１０４へ移行し、計量位置まで下がらない場合にはステップＳＡ１０６へ移行する。
●［ステップＳＡ１０４］背圧Ｂｐにαを加算した値を、新たな背圧Ｂｐとする。
●［ステップＳＡ１０５］溶融樹脂を排出し、ステップＳＡ１０１へ戻る。
●［ステップＳＡ１０６］成形条件の背圧をＢｐに設定し、射出成形サイクルを開始する。
１ 制御装置
２ プロセッサ
３ バス
４ サーボインタフェース
５ サーボアンプ
６ ＲＯＭ
７ ＲＡＭ
８ 表示装置付入力装置用インタフェース
９ 表示装置付入力装置
２０ 可動プラテン前後進モータ
２１ リアプラテン
２２ エジェクタ前後進モータ
２３ 可動プラテン
２４ タイバー
２５ 固定プラテン
２６ スクリュ
２７ シリンダ
２８ ホッパ
２９ ホッパシャッタ
３０ スクリュ回転モータ
３１ スクリュ前後進モータ
３２ 金型
３３ トグル機構
３４ エジェクタ機構
３５ ノズル
Ｍ 射出成形機
Ｍｂ 機台
Ｍｃ 型締部
Ｍｉ 射出部

Claims (1)

  1. 射出成形機において、
    ノズルを開放した状態で設定背圧により計量を行う計量制御手段と、
    計量を行った際に所定時間内に計量位置まで計量動作が完了するか否かを判別する計量動作完了判別手段と、
    を備え、
    設定背圧を第一所定圧として計量を行い、所定時間内に計量位置まで計量動作が完了するか否かを判別し、スクリュが所定時間内に計量位置まで計量動作を完了する場合は設定背圧に第二所定圧を加算して新たな設定背圧として計量を行い、所定時間内に計量位置まで計量動作が完了するか否かを判別することを繰り返し、スクリュが所定時間内に計量位置まで後退しなかった時の設定背圧を計量時の背圧として設定することを特徴とする計量背圧設定手段を有する射出成形機。
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