JP4295906B2 - 射出成形機の充填工程制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は射出成形機の速度ないし圧力を制御する充填工程制御に係り、特に圧力制御工程における射出速度のバラツキを無くし、安定した成形品を得る充填工程制御方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来、図３にあるように金型キャビティ内に溶融樹脂材料を充填する充填工程と金型キャビティ内に充填された樹脂材料の冷却による収縮を補うために充填された樹脂材料を押圧する保圧工程からなる射出工程において、設定充填圧力を実充填圧力が越えないように高く設定し、充填工程においては射出速度を多段に制御する速度制御、保圧工程においてはキャビティ内の充填樹脂を多段に押圧制御する圧力制御により射出工程の制御を行っていた。
【０００３】
これに対し、最近は溶融樹脂材料にあまり圧力を付加しない低圧射出成形法が行われる。この低圧射出成形法では、図４に示すように設定充填圧を低く設定し、射出開始時には設定射出速度となるように速度制御を行い、実充填圧が上昇して設定充填圧付近に達したところで、実充填圧が設定充填圧を越えないように圧力制御することで射出充填が行われる。
【０００４】
このような低圧射出成形法では、高圧力での充填ができる射出機を必要としないため、装置自体のコストが低く、また低圧で充填操作を行うため、射出機のランニングコストも低減できる。
また、低圧で射出を行うため、金型・周辺機器を小型化でき、この点からも装置自体のコスト及びランニングコストを低減できる。さらに、装置稼働に要するエネルギーを低減できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この低圧射出成形においては図４のように充填工程のうち、充填圧力が制御される領域（圧力制御工程）で射出速度がＡ、Ｂ、Ｃのようにショット毎にばらついていた。
【０００６】
これは、樹脂射出を圧力制御のみに依存するため、金型内での樹脂挙動の変化があるためと考えられる。
このような射出速度のばらつきにより、ショット毎に得られる成形品の品質が異なり、必ずしも良品が得られなかった。
【０００７】
本発明の目的は前述のような低圧射出成形において圧力制御工程で射出速度がショット毎にばらつき、良品が成形できなかったという欠点を取除き、常に良品が成形できる射出成形機の充填工程制御方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前述の目的を達成するため、本発明は金型キャビティ内に溶融樹脂を充填する射出成形機の充填工程制御方法であって、充填工程の初期には射出速度を制御し、充填工程の途中から充填圧が設定値を超えないように制御して金型キャビティ内に溶融樹脂を充填するふかし運転工程と、このふかし運転工程の実行中に安定した良品成形になったときの充填工程全域の射出速度を基準波形として記憶媒体に記憶させる工程と、前記記憶後の成形における充填工程全域の射出速度を基準波形に追従するように制御して前記金型キャビティ内に溶融樹脂を充填する成形運転工程とを有し、前記ふかし運転工程及び基準波形を記憶させる工程を前もって行い、そこで得られた基準波形を用いて前記成形運転工程を実施するとともに、前記成形運転工程での射出速度の制御を、複数の射出速度の値と各射出速度の切換位置の設定により実施することを特徴とする。
【０００９】
これにより、充填工程中の圧力制御工程を圧力制御により実行中に良品成形になったときの充填工程全域の射出速度波形を基準波形として射出成形機の制御装置に記憶させ、記憶後の成形はこの基準波形を追従するようにしたので良品成形が可能である。
【００１１】
また、前記ふかし運転工程及び基準波形を記憶させる工程を前もって行い、そこで得られた基準波形を用いて成形運転工程を実施することで、多種少量生産において成形品の変化に伴い金型が頻繁に交換されても同じ金型の基準波形を再利用可能となり、サンプリングを省略して、製造効率を高めることができる。
【００１３】
さらに、複数の射出速度の値と各射出速度の切換位置を設定して射出速度を制御することとすれば、近似曲線を用いて基準波形を表すように構成する場合に比べて、より簡易な構成で射出速度を制御できる。
【００１４】
さらに、成形運転工程における充填工程において、充填圧力を検出し、この充填圧力が予め設定されている上限設定圧力を越えたとき、警報を発するようにしても良い。
【００１５】
このようにすることで、成形運転中に圧力制御を行わない場合であっても、安全な成形操作を行うことが可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施形態を電動機駆動の射出成形機を例に採り図１により説明する。
射出成形機１０は固定金型１１を取付けた固定プレート１２と、固定プレート１２に対してトグル機構１３により進退する移動金型１４を取付けた移動プレート１５とを有し、両金型１１および１４によりキャビティ１６が形成される。このキャビティ１６内に射出装置１７の計量制御用サーボモータ１８により計量された溶融樹脂が射出制御用サーボモータ１９により充填される。これらの構成は、公知のものであるため、詳述を避ける。
【００１７】
射出成形機１０は制御装置２０により制御され、射出制御用サーボモータ１９はインターフェイス２１を介して位置・速度変換部２２に連結されている。この位置・速度変換部２２は、エンコーダ位置を射出速度に換算するためのものであり、図示していないシーケンサからの信号により充填時間をカウントし、充填時間に応じたサンプリングモード（図４の圧力制御域を含む射出工程全域）で射出速度の波形を記憶装置２３に出力する。
【００１８】
記憶装置２３はデータメモリ２４と基準波形メモリ２５を有し、位置・速度変換部２２から１成形サイクル毎に送られてくる射出速度波形をその都度データメモリ２４に取り込み、機械運転者が良品と判断したとき、キー入力装置２６のキー等を押すことにより、データメモリ２４から基準波形を基準波形メモリ２５に記憶させる。
【００１９】
基準波形メモリ２５に記憶された基準波形は、複数の射出速度の値と各射出速度の切換位置を設定する射出速度・切換位置設定部２７に自動的に設定され、射出速度・切換位置制御部２８に送られ、射出制御用サーボアンプ２９を介して射出制御用サーボモータ１９にフィードバックされる。また位置・速度変換部２２は射出速度・切換位置制御部２８に連結されており、図４の圧力制御工程における射出速度・切換位置を制御できるようにしてある。
【００２０】
射出装置１７にはインターフェイス３１を介して射出圧力制御部３２に連結された射出圧力検出装置３０が設けてある。射出圧力制御部３２はキー入力装置２６から設定充填圧力および設定圧力の上限許容値を設定する圧力設定部３３と設定圧力に上限許容値を加えた上限設定圧力と射出圧力検出装置３０が検出した検出値（実充填圧力）を比較する比較器３４とを有する。この比較器３４は射出圧力検出装置３０が検出した実充填圧力と上限設定圧力を比較し、実充填圧力が上限設定圧力を越えたとき信号を発しアラーム３５に作用する。
【００２１】
次に図２のフローチャートにより上記構成の作用動作を説明する。
まず成形運転前の基準波形を取るためのふかし運転を前述した図４に示す低圧射出成形法により行い、射出工程全域における射出速度の波形をサンプリングする（ＳＴＥＰ１）。ついで運転者が得られた成形品が良品か否かの判定を行う（ＳＴＥＰ２）。ここで良品が得られたなら、この時の射出速度の波形を基準波形として記憶装置２３に記憶し（ＳＴＥＰ３）、ＮＯならばＳＴＥＰ１のサンプリングを良品が得られるまで繰り返す。続いて、記憶装置２３から基準波形を取り出し、速度および速度切り換え位置を自動設定する（ＳＴＥＰ４）。これにより成形運転が可能となり（ＳＴＥＰ５）、ＳＴＥＰ６で製品の良否を判定し、ＹＥＳならそのまま運転を続ける。またＮＯならばＳＴＥＰ７へ行き、速度および速度切換位置を修正し、製品が良品となるまで繰り返しこの作業を行う。
【００２２】
なお、前記実施形態ではふかし運転から成形運転までを一連の操作で行うようにしたが、ふかし運転による基準波形のサンプリングを前もって行うようにしてもよい。
すなわち、ふかし運転を成形運転に先立って別に行い、このふかし運転で得られた基準波形に基づきその後独立に行われる成形運転での速度を制御するようにしても良い。
【００２３】
このようにすることで、多種少量生産において成形品の変化に伴い金型が頻繁に交換されても同じ金型の基準波形を再利用可能となり、サンプリングを省略して、製造効率を高めることができる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の射出成形機の充填工程制御方法によれば、充填工程の初期には射出速度を制御し、充填工程の途中から充填圧が設定値を超えないように制御して金型キャビティ内に溶融樹脂を充填するふかし運転工程と、このふかし運転工程の実行中に安定した良品成形になったときの充填工程全域の射出速度を基準波形として記憶媒体に記憶させる工程と、記憶後の成形における充填工程全域の射出速度を基準波形に追従するように制御して金型キャビティ内に溶融樹脂を充填する成形運転工程と設け、充填工程中の圧力制御工程を圧力制御により実行中に良品成形になったときの充填工程全域の射出速度波形を基準波形として射出成形機の制御装置に記憶させ、記憶後の成形はこの基準波形を追従するようにしたので良品成形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す射出成形機の充填工程制御方法の説明図である。
【図２】本発明の一実施形態の動作を示すフローチャート図である。
【図３】従来の射出工程におけるスクリュ位置と速度・圧力の関係を示すグラフである。
【図４】従来の射出工程における圧力制御工程の射出速度の状態を説明したグラフである。
【符号の説明】
１０ 射出成形機
１６ キャビティ
３５ アラーム
【発明の属する技術分野】
本発明は射出成形機の速度ないし圧力を制御する充填工程制御に係り、特に圧力制御工程における射出速度のバラツキを無くし、安定した成形品を得る充填工程制御方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来、図３にあるように金型キャビティ内に溶融樹脂材料を充填する充填工程と金型キャビティ内に充填された樹脂材料の冷却による収縮を補うために充填された樹脂材料を押圧する保圧工程からなる射出工程において、設定充填圧力を実充填圧力が越えないように高く設定し、充填工程においては射出速度を多段に制御する速度制御、保圧工程においてはキャビティ内の充填樹脂を多段に押圧制御する圧力制御により射出工程の制御を行っていた。
【０００３】
これに対し、最近は溶融樹脂材料にあまり圧力を付加しない低圧射出成形法が行われる。この低圧射出成形法では、図４に示すように設定充填圧を低く設定し、射出開始時には設定射出速度となるように速度制御を行い、実充填圧が上昇して設定充填圧付近に達したところで、実充填圧が設定充填圧を越えないように圧力制御することで射出充填が行われる。
【０００４】
このような低圧射出成形法では、高圧力での充填ができる射出機を必要としないため、装置自体のコストが低く、また低圧で充填操作を行うため、射出機のランニングコストも低減できる。
また、低圧で射出を行うため、金型・周辺機器を小型化でき、この点からも装置自体のコスト及びランニングコストを低減できる。さらに、装置稼働に要するエネルギーを低減できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この低圧射出成形においては図４のように充填工程のうち、充填圧力が制御される領域（圧力制御工程）で射出速度がＡ、Ｂ、Ｃのようにショット毎にばらついていた。
【０００６】
これは、樹脂射出を圧力制御のみに依存するため、金型内での樹脂挙動の変化があるためと考えられる。
このような射出速度のばらつきにより、ショット毎に得られる成形品の品質が異なり、必ずしも良品が得られなかった。
【０００７】
本発明の目的は前述のような低圧射出成形において圧力制御工程で射出速度がショット毎にばらつき、良品が成形できなかったという欠点を取除き、常に良品が成形できる射出成形機の充填工程制御方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前述の目的を達成するため、本発明は金型キャビティ内に溶融樹脂を充填する射出成形機の充填工程制御方法であって、充填工程の初期には射出速度を制御し、充填工程の途中から充填圧が設定値を超えないように制御して金型キャビティ内に溶融樹脂を充填するふかし運転工程と、このふかし運転工程の実行中に安定した良品成形になったときの充填工程全域の射出速度を基準波形として記憶媒体に記憶させる工程と、前記記憶後の成形における充填工程全域の射出速度を基準波形に追従するように制御して前記金型キャビティ内に溶融樹脂を充填する成形運転工程とを有し、前記ふかし運転工程及び基準波形を記憶させる工程を前もって行い、そこで得られた基準波形を用いて前記成形運転工程を実施するとともに、前記成形運転工程での射出速度の制御を、複数の射出速度の値と各射出速度の切換位置の設定により実施することを特徴とする。
【０００９】
これにより、充填工程中の圧力制御工程を圧力制御により実行中に良品成形になったときの充填工程全域の射出速度波形を基準波形として射出成形機の制御装置に記憶させ、記憶後の成形はこの基準波形を追従するようにしたので良品成形が可能である。
【００１１】
また、前記ふかし運転工程及び基準波形を記憶させる工程を前もって行い、そこで得られた基準波形を用いて成形運転工程を実施することで、多種少量生産において成形品の変化に伴い金型が頻繁に交換されても同じ金型の基準波形を再利用可能となり、サンプリングを省略して、製造効率を高めることができる。
【００１３】
さらに、複数の射出速度の値と各射出速度の切換位置を設定して射出速度を制御することとすれば、近似曲線を用いて基準波形を表すように構成する場合に比べて、より簡易な構成で射出速度を制御できる。
【００１４】
さらに、成形運転工程における充填工程において、充填圧力を検出し、この充填圧力が予め設定されている上限設定圧力を越えたとき、警報を発するようにしても良い。
【００１５】
このようにすることで、成形運転中に圧力制御を行わない場合であっても、安全な成形操作を行うことが可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施形態を電動機駆動の射出成形機を例に採り図１により説明する。
射出成形機１０は固定金型１１を取付けた固定プレート１２と、固定プレート１２に対してトグル機構１３により進退する移動金型１４を取付けた移動プレート１５とを有し、両金型１１および１４によりキャビティ１６が形成される。このキャビティ１６内に射出装置１７の計量制御用サーボモータ１８により計量された溶融樹脂が射出制御用サーボモータ１９により充填される。これらの構成は、公知のものであるため、詳述を避ける。
【００１７】
射出成形機１０は制御装置２０により制御され、射出制御用サーボモータ１９はインターフェイス２１を介して位置・速度変換部２２に連結されている。この位置・速度変換部２２は、エンコーダ位置を射出速度に換算するためのものであり、図示していないシーケンサからの信号により充填時間をカウントし、充填時間に応じたサンプリングモード（図４の圧力制御域を含む射出工程全域）で射出速度の波形を記憶装置２３に出力する。
【００１８】
記憶装置２３はデータメモリ２４と基準波形メモリ２５を有し、位置・速度変換部２２から１成形サイクル毎に送られてくる射出速度波形をその都度データメモリ２４に取り込み、機械運転者が良品と判断したとき、キー入力装置２６のキー等を押すことにより、データメモリ２４から基準波形を基準波形メモリ２５に記憶させる。
【００１９】
基準波形メモリ２５に記憶された基準波形は、複数の射出速度の値と各射出速度の切換位置を設定する射出速度・切換位置設定部２７に自動的に設定され、射出速度・切換位置制御部２８に送られ、射出制御用サーボアンプ２９を介して射出制御用サーボモータ１９にフィードバックされる。また位置・速度変換部２２は射出速度・切換位置制御部２８に連結されており、図４の圧力制御工程における射出速度・切換位置を制御できるようにしてある。
【００２０】
射出装置１７にはインターフェイス３１を介して射出圧力制御部３２に連結された射出圧力検出装置３０が設けてある。射出圧力制御部３２はキー入力装置２６から設定充填圧力および設定圧力の上限許容値を設定する圧力設定部３３と設定圧力に上限許容値を加えた上限設定圧力と射出圧力検出装置３０が検出した検出値（実充填圧力）を比較する比較器３４とを有する。この比較器３４は射出圧力検出装置３０が検出した実充填圧力と上限設定圧力を比較し、実充填圧力が上限設定圧力を越えたとき信号を発しアラーム３５に作用する。
【００２１】
次に図２のフローチャートにより上記構成の作用動作を説明する。
まず成形運転前の基準波形を取るためのふかし運転を前述した図４に示す低圧射出成形法により行い、射出工程全域における射出速度の波形をサンプリングする（ＳＴＥＰ１）。ついで運転者が得られた成形品が良品か否かの判定を行う（ＳＴＥＰ２）。ここで良品が得られたなら、この時の射出速度の波形を基準波形として記憶装置２３に記憶し（ＳＴＥＰ３）、ＮＯならばＳＴＥＰ１のサンプリングを良品が得られるまで繰り返す。続いて、記憶装置２３から基準波形を取り出し、速度および速度切り換え位置を自動設定する（ＳＴＥＰ４）。これにより成形運転が可能となり（ＳＴＥＰ５）、ＳＴＥＰ６で製品の良否を判定し、ＹＥＳならそのまま運転を続ける。またＮＯならばＳＴＥＰ７へ行き、速度および速度切換位置を修正し、製品が良品となるまで繰り返しこの作業を行う。
【００２２】
なお、前記実施形態ではふかし運転から成形運転までを一連の操作で行うようにしたが、ふかし運転による基準波形のサンプリングを前もって行うようにしてもよい。
すなわち、ふかし運転を成形運転に先立って別に行い、このふかし運転で得られた基準波形に基づきその後独立に行われる成形運転での速度を制御するようにしても良い。
【００２３】
このようにすることで、多種少量生産において成形品の変化に伴い金型が頻繁に交換されても同じ金型の基準波形を再利用可能となり、サンプリングを省略して、製造効率を高めることができる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の射出成形機の充填工程制御方法によれば、充填工程の初期には射出速度を制御し、充填工程の途中から充填圧が設定値を超えないように制御して金型キャビティ内に溶融樹脂を充填するふかし運転工程と、このふかし運転工程の実行中に安定した良品成形になったときの充填工程全域の射出速度を基準波形として記憶媒体に記憶させる工程と、記憶後の成形における充填工程全域の射出速度を基準波形に追従するように制御して金型キャビティ内に溶融樹脂を充填する成形運転工程と設け、充填工程中の圧力制御工程を圧力制御により実行中に良品成形になったときの充填工程全域の射出速度波形を基準波形として射出成形機の制御装置に記憶させ、記憶後の成形はこの基準波形を追従するようにしたので良品成形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す射出成形機の充填工程制御方法の説明図である。
【図２】本発明の一実施形態の動作を示すフローチャート図である。
【図３】従来の射出工程におけるスクリュ位置と速度・圧力の関係を示すグラフである。
【図４】従来の射出工程における圧力制御工程の射出速度の状態を説明したグラフである。
【符号の説明】
１０ 射出成形機
１６ キャビティ
３５ アラーム
Claims (2)
- 金型キャビティ内に溶融樹脂を充填する射出成形機の充填工程制御方法において、
充填工程の初期には射出速度を制御し、充填工程の途中から充填圧が設定値を超えないように制御して前記金型キャビティ内に溶融樹脂を充填するふかし運転工程と、
このふかし運転工程の実行中に安定した良品成形になったときの充填工程全域の射出速度を基準波形として記憶媒体に記憶させる工程と、
前記記憶後の成形における充填工程全域の射出速度を前記基準波形に追従するように制御して前記金型キャビティ内に溶融樹脂を充填する成形運転工程と、
を有し、
前記ふかし運転工程及び基準波形を記憶させる工程を前もって行い、そこで得られた基準波形を用いて前記成形運転工程を実施するとともに、
前記成形運転工程での射出速度の制御を、複数の射出速度の値と各射出速度の切換位置の設定により実施することを特徴とする射出成形機の充填工程制御方法。 - 前記成形運転工程における前記充填工程において、充填圧力を検出し、この充填圧力が予め設定されている上限設定圧力を越えたとき、警報を発することを特徴とする請求項１に記載の射出成形機の充填工程制御方法。
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|---|---|---|---|
| JP2000330935A JP4295906B2 (ja) | 1999-11-05 | 2000-10-30 | 射出成形機の充填工程制御方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31470699 | 1999-11-05 | ||
| JP11-314706 | 1999-11-05 | ||
| JP2000330935A JP4295906B2 (ja) | 1999-11-05 | 2000-10-30 | 射出成形機の充填工程制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001191383A JP2001191383A (ja) | 2001-07-17 |
| JP4295906B2 true JP4295906B2 (ja) | 2009-07-15 |
Family
ID=26568040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000330935A Expired - Lifetime JP4295906B2 (ja) | 1999-11-05 | 2000-10-30 | 射出成形機の充填工程制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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|---|---|---|---|---|
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| US7218990B2 (en) | 2005-04-14 | 2007-05-15 | Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha | Control device for use in injection molding machine |
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| JP4594160B2 (ja) | 2005-04-28 | 2010-12-08 | 東芝機械株式会社 | 射出成形機の制御装置 |
| JP7531336B2 (ja) | 2020-07-03 | 2024-08-09 | 芝浦機械株式会社 | 射出成形機およびその制御方法 |
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2000
- 2000-10-30 JP JP2000330935A patent/JP4295906B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001191383A (ja) | 2001-07-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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