以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明するが、各図面において、同一の又は対応する構成については同一の又は対応する符号を付して説明を省略する。
(射出成形機)
図1は、一実施形態による射出成形機の型開完了時の状態を示す図である。図2は、一実施形態による射出成形機の型締時の状態を示す図である。図1〜図2において、X方向、Y方向およびZ方向は互いに垂直な方向である。X方向およびY方向は水平方向を表し、Z方向は鉛直方向を表す。
射出成形機は、型締装置100と、エジェクタ装置200と、第1射出装置300と、第1移動装置400と、第2射出装置500(図3および図4参照)と、第2移動装置600(図3および図4参照)と、制御装置700とを有する。以下、射出成形機の各構成要素について説明する。
(型締装置)
型締装置100の説明では、型閉時の可動プラテン120の移動方向(図1および図2中右方向)を前方とし、型開時の可動プラテン120の移動方向(図1および図2中左方向)を後方として説明する。
型締装置100は、金型装置10の型閉、型締、型開を行う。型締装置100は例えば横型であって、型開閉方向が水平方向である。型締装置100は、固定プラテン110、可動プラテン120、トグルサポート130、タイバー140、トグル機構150、型締モータ160、運動変換機構170、および型厚調整機構180を有する。
固定プラテン110は、フレームFrに対し固定される。固定プラテン110における可動プラテン120との対向面に固定金型11が取付けられる。
可動プラテン120は、フレームFrに対し型開閉方向に移動自在とされる。フレームFr上には、可動プラテン120を案内するガイド101が敷設される。可動プラテン120における固定プラテン110との対向面に可動金型12が取付けられる。
固定プラテン110に対し可動プラテン120を進退させることにより、型閉、型締、型開が行われる。固定金型11と可動金型12とで金型装置10が構成される。
トグルサポート130は、固定プラテン110と間隔をおいて連結され、フレームFr上に型開閉方向に移動自在に載置される。尚、トグルサポート130は、フレームFr上に敷設されるガイドに沿って移動自在とされてもよい。トグルサポート130のガイドは、可動プラテン120のガイド101と共通のものでもよい。
尚、本実施形態では、固定プラテン110がフレームFrに対し固定され、トグルサポート130がフレームFrに対し型開閉方向に移動自在とされるが、トグルサポート130がフレームFrに対し固定され、固定プラテン110がフレームFrに対し型開閉方向に移動自在とされてもよい。
タイバー140は、固定プラテン110とトグルサポート130とを型開閉方向に間隔Lをおいて連結する。タイバー140は、複数本(例えば4本)用いられてよい。各タイバー140は、型開閉方向に平行とされ、型締力に応じて伸びる。少なくとも1本のタイバー140には、タイバー140の歪を検出するタイバー歪検出器141が設けられる。タイバー歪検出器141は、その検出結果を示す信号を制御装置700に送る。タイバー歪検出器141の検出結果は、型締力の検出などに用いられる。
尚、本実施形態では、型締力を検出する型締力検出器として、タイバー歪検出器141が用いられるが、本発明はこれに限定されない。型締力検出器は、歪みゲージ式に限定されず、圧電式、容量式、油圧式、電磁式などでもよく、その取付け位置もタイバー140に限定されない。
トグル機構150は、可動プラテン120とトグルサポート130との間に配設され、トグルサポート130に対し可動プラテン120を型開閉方向に移動させる。トグル機構150は、クロスヘッド151、一対のリンク群などで構成される。各リンク群は、ピンなどで屈伸自在に連結される第1リンク152および第2リンク153を有する。第1リンク152は可動プラテン120に対しピンなどで揺動自在に取付けられ、第2リンク153はトグルサポート130に対しピンなどで揺動自在に取付けられる。第2リンク153は、第3リンク154を介してクロスヘッド151に取付けられる。トグルサポート130に対しクロスヘッド151を進退させると、第1リンク152および第2リンク153が屈伸し、トグルサポート130に対し可動プラテン120が進退する。
尚、トグル機構150の構成は、図1および図2に示す構成に限定されない。例えば図1および図2では、各リンク群の節点の数が5つであるが、4つでもよく、第3リンク154の一端部が、第1リンク152と第2リンク153との節点に結合されてもよい。
型締モータ160は、トグルサポート130に取付けられており、トグル機構150を作動させる。型締モータ160は、トグルサポート130に対しクロスヘッド151を進退させることにより、第1リンク152および第2リンク153を屈伸させ、トグルサポート130に対し可動プラテン120を進退させる。型締モータ160は、運動変換機構170に直結されるが、ベルトやプーリなどを介して運動変換機構170に連結されてもよい。
運動変換機構170は、型締モータ160の回転運動をクロスヘッド151の直線運動に変換する。運動変換機構170は、ねじ軸171と、ねじ軸171に螺合するねじナット172とを含む。ねじ軸171と、ねじナット172との間には、ボールまたはローラが介在してよい。
型締装置100は、制御装置700による制御下で、型閉工程、型締工程、型開工程などを行う。
型閉工程では、型締モータ160を駆動してクロスヘッド151を設定速度で型閉完了位置まで前進させることにより、可動プラテン120を前進させ、可動金型12を固定金型11にタッチさせる。クロスヘッド151の位置や速度は、例えば型締モータエンコーダ161などを用いて検出する。型締モータエンコーダ161は、型締モータ160の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置700に送る。
型締工程では、型締モータ160をさらに駆動してクロスヘッド151を型閉完了位置から型締位置までさらに前進させることで型締力を生じさせる。型締時に可動金型12と固定金型11との間にキャビティ空間14が形成され、第1射出装置300と第2射出装置500のいずれか一方がキャビティ空間14に液状の成形材料を充填する。充填された成形材料が固化されることで、成形品が得られる。キャビティ空間14の数は複数でもよく、その場合、複数の成形品が同時に得られる。
型開工程では、型締モータ160を駆動してクロスヘッド151を設定速度で型開完了位置まで後退させることにより、可動プラテン120を後退させ、可動金型12を固定金型11から離間させる。その後、エジェクタ装置200が可動金型12から成形品を突き出す。
型閉工程および型締工程における設定条件は、一連の設定条件として、まとめて設定される。例えば、型閉工程および型締工程におけるクロスヘッド151の速度や位置(速度の切替位置、型閉完了位置、型締位置を含む)は、一連の設定条件として、まとめて設定される。尚、クロスヘッド151の速度や位置などの代わりに、可動プラテン120の速度や位置などが設定されてもよい。また、クロスヘッドの位置(例えば型締位置)や可動プラテンの位置の代わりに、型締力が設定されてもよい。
ところで、トグル機構150は、型締モータ160の駆動力を増幅して可動プラテン120に伝える。その増幅倍率は、トグル倍率とも呼ばれる。トグル倍率は、第1リンク152と第2リンク153とのなす角θ(以下、「リンク角度θ」とも呼ぶ)に応じて変化する。リンク角度θは、クロスヘッド151の位置から求められる。リンク角度θが180°のとき、トグル倍率が最大になる。
金型装置10の交換や金型装置10の温度変化などにより金型装置10の厚さが変化した場合、型締時に所定の型締力が得られるように、型厚調整が行われる。型厚調整では、例えば可動金型12が固定金型11にタッチする型タッチの時点でトグル機構150のリンク角度θが所定の角度になるように、固定プラテン110とトグルサポート130との間隔Lを調整する。
型締装置100は、固定プラテン110とトグルサポート130との間隔Lを調整することで、型厚調整を行う型厚調整機構180を有する。型厚調整機構180は、タイバー140の後端部に形成されるねじ軸181と、トグルサポート130に回転自在に保持されるねじナット182と、ねじ軸181に螺合するねじナット182を回転させる型厚調整モータ183とを有する。
ねじ軸181およびねじナット182は、タイバー140ごとに設けられる。型厚調整モータ183の回転は、回転伝達部185を介して複数のねじナット182に伝達されてよい。複数のねじナット182を同期して回転できる。尚、回転伝達部185の伝達経路を変更することで、複数のねじナット182を個別に回転することも可能である。
回転伝達部185は、例えば歯車などで構成される。この場合、各ねじナット182の外周に受動歯車が形成され、型厚調整モータ183の出力軸には駆動歯車が取付けられ、複数の受動歯車および駆動歯車と噛み合う中間歯車がトグルサポート130の中央部に回転自在に保持される。尚、回転伝達部185は、歯車の代わりに、ベルトやプーリなどで構成されてもよい。
型厚調整機構180の動作は、制御装置700によって制御される。制御装置700は、型厚調整モータ183を駆動して、ねじナット182を回転させることで、ねじナット182を回転自在に保持するトグルサポート130の固定プラテン110に対する位置を調整し、固定プラテン110とトグルサポート130との間隔Lを調整する。
尚、本実施形態では、ねじナット182がトグルサポート130に対し回転自在に保持され、ねじ軸181が形成されるタイバー140が固定プラテン110に対し固定されるが、本発明はこれに限定されない。
例えば、ねじナット182が固定プラテン110に対し回転自在に保持され、タイバー140がトグルサポート130に対し固定されてもよい。この場合、ねじナット182を回転させることで、間隔Lを調整できる。
また、ねじナット182がトグルサポート130に対し固定され、タイバー140が固定プラテン110に対し回転自在に保持されてもよい。この場合、タイバー140を回転させることで、間隔Lを調整できる。
さらにまた、ねじナット182が固定プラテン110に対し固定され、タイバー140がトグルサポート130に対し回転自在に保持されてもよい。この場合、タイバー140を回転させることで間隔Lを調整できる。
間隔Lは、型厚調整モータエンコーダ184を用いて検出する。型厚調整モータエンコーダ184は、型厚調整モータ183の回転量や回転方向を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置700に送る。型厚調整モータエンコーダ184の検出結果は、トグルサポート130の位置や間隔Lの監視や制御に用いられる。
型厚調整機構180は、互いに螺合するねじ軸181とねじナット182の一方を回転させることで、間隔Lを調整する。複数の型厚調整機構180が用いられてもよく、複数の型厚調整モータ183が用いられてもよい。
尚、本実施形態の型厚調整機構180は、間隔Lを調整するため、タイバー140に形成されるねじ軸181とねじ軸181に螺合されるねじナット182とを有するが、本発明はこれに限定されない。
例えば、型厚調整機構180は、タイバー140の温度を調節するタイバー温調器を有してもよい。タイバー温調器は、各タイバー140に取付けられ、複数本のタイバー140の温度を連携して調整する。タイバー140の温度が高いほど、タイバー140は熱膨張によって長くなり、間隔Lが大きくなる。複数本のタイバー140の温度は独立に調整することも可能である。
タイバー温調器は、例えばヒータなどの加熱器を含み、加熱によってタイバー140の温度を調節する。タイバー温調器は、水冷ジャケットなどの冷却器を含み、冷却によってタイバー140の温度を調節してもよい。タイバー温調器は、加熱器と冷却器の両方を含んでもよい。
尚、本実施形態の型締装置100は、型開閉方向が水平方向である横型であるが、型開閉方向が上下方向である竪型でもよい。竪型の型締装置は、下プラテン、上プラテン、トグルサポート、タイバー、トグル機構、および型締モータなどを有する。下プラテンと上プラテンのうち、いずれか一方が固定プラテン、残りの一方が可動プラテンとして用いられる。下プラテンには下金型が取付けられ、上プラテンには上金型が取付けられる。下金型と上金型とで金型装置が構成される。下金型は、ロータリーテーブルを介して下プラテンに取付けられてもよい。トグルサポートは、下プラテンの下方に配設され、タイバーを介して上プラテンと連結される。タイバーは、上プラテンとトグルサポートとを型開閉方向に間隔をおいて連結する。トグル機構は、トグルサポートと下プラテンとの間に配設され、可動プラテンを昇降させる。型締モータは、トグル機構を作動させる。型締装置が竪型である場合、タイバーの本数は通常3本である。尚、タイバーの本数は特に限定されない。
尚、本実施形態の型締装置100は、駆動源として、型締モータ160を有するが、型締モータ160の代わりに、油圧シリンダを有してもよい。また、型締装置100は、型開閉用にリニアモータを有し、型締用に電磁石を有してもよい。
(エジェクタ装置)
エジェクタ装置200の説明では、型締装置100の説明と同様に、型閉時の可動プラテン120の移動方向(図1および図2中右方向)を前方とし、型開時の可動プラテン120の移動方向(図1および図2中左方向)を後方として説明する。
エジェクタ装置200は、金型装置10から成形品を突き出す。エジェクタ装置200は、エジェクタモータ210、運動変換機構220、およびエジェクタロッド230などを有する。
エジェクタモータ210は、可動プラテン120に取付けられる。エジェクタモータ210は、運動変換機構220に直結されるが、ベルトやプーリなどを介して運動変換機構220に連結されてもよい。
運動変換機構220は、エジェクタモータ210の回転運動をエジェクタロッド230の直線運動に変換する。運動変換機構220は、ねじ軸と、ねじ軸に螺合するねじナットとを含む。ねじ軸と、ねじナットとの間には、ボールまたはローラが介在してよい。
エジェクタロッド230は、可動プラテン120の貫通穴において進退自在とされる。エジェクタロッド230の前端部は、可動金型12の内部に進退自在に配設される可動部材15と接触する。エジェクタロッド230の前端部は、可動部材15と連結されていても、連結されていなくてもよい。
エジェクタ装置200は、制御装置700による制御下で、突き出し工程を行う。
突き出し工程では、エジェクタモータ210を駆動してエジェクタロッド230を設定速度で待機位置から突き出し位置まで前進させることにより、可動部材15を前進させ、成形品を突き出す。その後、エジェクタモータ210を駆動してエジェクタロッド230を設定速度で後退させ、可動部材15を元の待機位置まで後退させる。エジェクタロッド230の位置や速度は、例えばエジェクタモータエンコーダ211を用いて検出する。エジェクタモータエンコーダ211は、エジェクタモータ210の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置700に送る。
(第1射出装置)
第1射出装置300の説明では、第1射出装置300を金型装置10に対し接近させる方向(図1および図2中左方向)を前方とし、第1射出装置300を金型装置10に対し離間させる方向(図1および図2中右方向)を後方として説明する。
第1射出装置300は、フレームFrに対し進退自在なスライドベース301に設置され、金型装置10に対し進退自在とされる。第1射出装置300は、金型装置10にタッチし、金型装置10内のキャビティ空間14に成形材料を充填する。第1射出装置300は、例えば、シリンダ310、ノズル320、スクリュ330、計量モータ340、射出モータ350、圧力検出器360などを有する。
シリンダ310は、供給口311から内部に供給された成形材料を加熱する。供給口311はシリンダ310の後部に形成される。シリンダ310の後部の外周には、水冷シリンダなどの冷却器312が設けられる。冷却器312よりも前方において、シリンダ310の外周には、バンドヒータなどの加熱器313と温度検出器314とが設けられる。
シリンダ310は、シリンダ310の軸方向(図1および図2中左右方向)に複数のゾーンに区分される。各ゾーンに加熱器313と温度検出器314とが設けられる。ゾーン毎に、温度検出器314の検出温度が設定温度になるように、制御装置700が加熱器313を制御する。
ノズル320は、シリンダ310の前端部に設けられ、金型装置10に対し押し付けられる。ノズル320の外周には、加熱器313と温度検出器314とが設けられる。ノズル320の検出温度が設定温度になるように、制御装置700が加熱器313を制御する。
スクリュ330は、シリンダ310内において回転自在に且つ進退自在に配設される。スクリュ330を回転させると、スクリュ330の螺旋状の溝に沿って成形材料が前方に送られる。成形材料は、前方に送られながら、シリンダ310からの熱によって徐々に溶融される。液状の成形材料がスクリュ330の前方に送られシリンダ310の前部に蓄積されるにつれ、スクリュ330が後退させられる。その後、スクリュ330を前進させると、スクリュ330前方に蓄積された液状の成形材料がノズル320から射出され、金型装置10内に充填される。
スクリュ330の前部には、スクリュ330を前方に押すときにスクリュ330の前方から後方に向かう成形材料の逆流を防止する逆流防止弁として、逆流防止リング331が進退自在に取付けられる。
逆流防止リング331は、スクリュ330を前進させるときに、スクリュ330前方の成形材料の圧力によって後方に押され、成形材料の流路を塞ぐ閉塞位置(図2参照)までスクリュ330に対し相対的に後退する。これにより、スクリュ330前方に蓄積された成形材料が後方に逆流するのを防止する。
一方、逆流防止リング331は、スクリュ330を回転させるときに、スクリュ330の螺旋状の溝に沿って前方に送られる成形材料の圧力によって前方に押され、成形材料の流路を開放する開放位置(図1参照)までスクリュ330に対し相対的に前進する。これにより、スクリュ330の前方に成形材料が送られる。
逆流防止リング331は、スクリュ330と共に回転する共回りタイプと、スクリュ330と共に回転しない非共回りタイプのいずれでもよい。
尚、第1射出装置300は、スクリュ330に対し逆流防止リング331を開放位置と閉塞位置との間で進退させる駆動源を有していてもよい。
計量モータ340は、スクリュ330を回転させる。スクリュ330を回転させる駆動源は、計量モータ340には限定されず、例えば油圧ポンプなどでもよい。
射出モータ350は、スクリュ330を進退させる。射出モータ350とスクリュ330との間には、射出モータ350の回転運動をスクリュ330の直線運動に変換する運動変換機構などが設けられる。運動変換機構は、例えばねじ軸と、ねじ軸に螺合するねじナットとを有する。ねじ軸とねじナットの間には、ボールやローラなどが設けられてよい。スクリュ330を進退させる駆動源は、射出モータ350には限定されず、例えば油圧シリンダなどでもよい。
圧力検出器360は、射出モータ350とスクリュ330との間で伝達される圧力を検出する。圧力検出器360は、射出モータ350とスクリュ330との間の力の伝達経路に設けられ、圧力検出器360に作用する圧力を検出する。
圧力検出器360は、その検出結果を示す信号を制御装置700に送る。圧力検出器360の検出結果は、スクリュ330が成形材料から受ける圧力、スクリュ330に対する背圧、スクリュ330から成形材料に作用する圧力などの制御や監視に用いられる。
第1射出装置300は、制御装置700による制御下で、充填工程、保圧工程、計量工程などを行う。
充填工程では、射出モータ350を駆動してスクリュ330を設定速度で前進させ、スクリュ330の前方に蓄積された液状の成形材料を金型装置10内のキャビティ空間14に充填させる。スクリュ330の位置や速度は、例えば射出モータエンコーダ351を用いて検出する。射出モータエンコーダ351は、射出モータ350の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置700に送る。スクリュ330の位置が設定位置に達すると、充填工程から保圧工程への切替(所謂、V/P切替)が行われる。V/P切替が行われる位置をV/P切替位置とも呼ぶ。スクリュ330の設定速度は、スクリュ330の位置や時間などに応じて変更されてもよい。
尚、充填工程においてスクリュ330の位置が設定位置に達した後、その設定位置にスクリュ330を一時停止させ、その後にV/P切替が行われてもよい。V/P切替の直前において、スクリュ330の停止の代わりに、スクリュ330の微速前進または微速後退が行われてもよい。
保圧工程では、射出モータ350を駆動してスクリュ330を前方に押し、スクリュ330の前端部における成形材料の圧力(以下、「保持圧力」とも呼ぶ。)を設定圧に保ち、シリンダ310内に残る成形材料を金型装置10に向けて押す。金型装置10内での冷却収縮による不足分の成形材料を補充できる。保持圧力は、例えば圧力検出器360を用いて検出する。圧力検出器360は、その検出結果を示す信号を制御装置700に送る。保持圧力の設定値は、保圧工程の開始からの経過時間などに応じて変更されてもよい。
保圧工程では金型装置10内のキャビティ空間14の成形材料が徐々に冷却され、保圧工程完了時にはキャビティ空間14の入口が固化した成形材料で塞がれる。この状態はゲートシールと呼ばれ、キャビティ空間14からの成形材料の逆流が防止される。保圧工程後、冷却工程が開始される。冷却工程では、キャビティ空間14内の成形材料の固化が行われる。成形サイクル時間の短縮のため、冷却工程中に計量工程が行われてよい。
計量工程では、計量モータ340を駆動してスクリュ330を設定回転数で回転させ、スクリュ330の螺旋状の溝に沿って成形材料を前方に送る。これに伴い、成形材料が徐々に溶融される。液状の成形材料がスクリュ330の前方に送られシリンダ310の前部に蓄積されるにつれ、スクリュ330が後退させられる。スクリュ330の回転数は、例えば計量モータエンコーダ341を用いて検出する。計量モータエンコーダ341は、計量モータ340の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置700に送る。
計量工程では、スクリュ330の急激な後退を制限すべく、射出モータ350を駆動してスクリュ330に対して設定背圧を加えてよい。スクリュ330に対する背圧は、例えば圧力検出器360を用いて検出する。圧力検出器360は、その検出結果を示す信号を制御装置700に送る。スクリュ330が計量完了位置まで後退し、スクリュ330の前方に所定量の成形材料が蓄積されると、計量工程が完了する。
尚、本実施形態の第1射出装置300は、インライン・スクリュ方式であるが、プリプラ方式などでもよい。プリプラ方式の射出装置は、可塑化シリンダ内で溶融された成形材料を射出シリンダに供給し、射出シリンダから金型装置内に成形材料を射出する。可塑化シリンダ内にはスクリュが回転自在にまたは回転自在に且つ進退自在に配設され、射出シリンダ内にはプランジャが進退自在に配設される。
また、本実施形態の第1射出装置300は、シリンダ310の軸方向が水平方向である横型であるが、シリンダ310の軸方向が上下方向である竪型であってもよい。竪型の第1射出装置300と組み合わされる型締装置は、竪型でも横型でもよい。同様に、横型の第1射出装置300と組み合わされる型締装置は、横型でも竪型でもよい。
(第1移動装置)
第1移動装置400の説明では、第1射出装置300の説明と同様に、第1射出装置300を金型装置10に対し接近させる方向(図1および図2中左方向)を前方とし、第1射出装置300を金型装置10に対し離間させる方向(図1および図2中右方向)を後方として説明する。尚、第1移動装置400は、図3および図4では第1射出装置300のシリンダ310の片側に配置されるが、シリンダ310の両側に配置されてもよく、シリンダ310を中心に対称に配置されてもよい。
第1移動装置400は、金型装置10に対し第1射出装置300を進退させる。また、第1移動装置400は、金型装置10に対しノズル320を押し付け、ノズルタッチ圧力を生じさせる。第1移動装置400は、液圧ポンプ410、駆動源としてのモータ420、液圧アクチュエータとしての液圧シリンダ430などを含む。
液圧ポンプ410は、第1ポート411と、第2ポート412とを有する。液圧ポンプ410は、両方向回転可能なポンプであり、モータ420の回転方向を切り替えることにより、第1ポート411および第2ポート412のいずれか一方から作動液(例えば油)を吸入し他方から吐出して液圧を発生させる。尚、液圧ポンプ410はタンクから作動液を吸引して第1ポート411および第2ポート412のいずれか一方から作動液を吐出することもできる。
モータ420は、液圧ポンプ410を作動させる。モータ420は、制御装置700からの制御信号に応じた回転方向および回転トルクで液圧ポンプ410を駆動する。モータ420は、電動モータであってよく、電動サーボモータであってよい。
液圧シリンダ430は、シリンダ本体431、ピストン432、およびピストンロッド433を有する。シリンダ本体431は、第1射出装置300に対して固定される。ピストン432は、シリンダ本体431の内部を、第1室としての前室435と、第2室としての後室436とに区画する。ピストンロッド433は、固定プラテン110に対して固定される。
液圧シリンダ430の前室435は、第1流路401を介して、液圧ポンプ410の第1ポート411と接続される。第1ポート411から吐出された作動液が第1流路401を介して前室435に供給されることで、第1射出装置300が前方に押される。第1射出装置300が前進され、ノズル320が固定金型11に押し付けられる。前室435は、液圧ポンプ410から供給される作動液の圧力によってノズル320のノズルタッチ圧力を生じさせる圧力室として機能する。
一方、液圧シリンダ430の後室436は、第2流路402を介して液圧ポンプ410の第2ポート412と接続される。第2ポート412から吐出された作動液が第2流路402を介して液圧シリンダ430の後室436に供給されることで、第1射出装置300が後方に押される。第1射出装置300が後退され、ノズル320が固定金型11から離間される。
尚、本実施形態では第1移動装置400は液圧シリンダ430を含むが、本発明はこれに限定されない。例えば、液圧シリンダ430の代わりに、電動モータと、その電動モータの回転運動を第1射出装置300の直線運動に変換する運動変換機構とが用いられてもよい。
(制御装置)
制御装置700は、図1〜図2に示すようにCPU(Central Processing Unit)701と、メモリなどの記憶媒体702と、入力インターフェース703と、出力インターフェース704とを有する。制御装置700は、記憶媒体702に記憶されたプログラムをCPU701に実行させることにより、各種の制御を行う。また、制御装置700は、入力インターフェース703で外部からの信号を受信し、出力インターフェース704で外部に信号を送信する。
制御装置700は、型閉工程や型締工程、型開工程などを繰り返し行うことにより、成形品を繰り返し製造する。また、制御装置700は、型締工程の間に、計量工程や充填工程、保圧工程などを行う。成形品を得るための一連の動作、例えば計量工程の開始から次の計量工程の開始までの動作を「ショット」または「成形サイクル」とも呼ぶ。また、1回のショットに要する時間を「成形サイクル時間」とも呼ぶ。
制御装置700は、操作装置750や表示装置760と接続されている。操作装置750は、ユーザによる入力操作を受け付け、入力操作に応じた信号を制御装置700に出力する。表示装置760は、制御装置700による制御下で、操作装置750における入力操作に応じた操作画面を表示する。
操作画面は、射出成形機の設定などに用いられる。操作画面は、複数用意され、切り替えて表示されたり、重ねて表示されたりする。ユーザは、表示装置760で表示される操作画面を見ながら、操作装置750を操作することにより射出成形機の設定(設定値の入力を含む)などを行う。
操作装置750および表示装置760は、例えばタッチパネルで構成され、一体化されてよい。尚、本実施形態の操作装置750および表示装置760は、一体化されているが、独立に設けられてもよい。また、操作装置750は、複数設けられてもよい。
(第2射出装置)
図3は、一実施形態による第1射出装置が成形動作を行うと共に第2射出装置が段取を行う時の状態を示す図である。図4は、一実施形態による第1射出装置が段取を行うと共に第2射出装置が成形動作を行う時の状態を示す図である。図5は、図4の金型装置を拡大して示す図である。
第1射出装置300は、金型装置10の第1注入口21に対し接離され、第1注入口21から第1流路22を介してキャビティ空間14に成形材料を充填する。また、第2射出装置500は、金型装置10の第2注入口23に対し接離され、第2注入口23から第2流路24を介してキャビティ空間14に成形材料を充填する。
第1射出装置300の移動方向はX方向であり、第2射出装置500の移動方向はY方向であるが、特に限定されない。例えば、第1射出装置300および第2射出装置500のいずれか一方の移動方向がZ方向でもよい。
第2射出装置500の説明では、第2射出装置500を金型装置10に対し接近させる方向(図3および図4中下方向)を前方とし、第2射出装置500を金型装置10に対し離間させる方向(図3および図4中上方向)を後方として説明する。
第2射出装置500は、フレームFrに隣設される追加フレームAFrに対し進退自在なスライドベース501に設置され、金型装置10に対し進退自在とされる。第2射出装置500は、金型装置10にタッチし、金型装置10内のキャビティ空間14に成形材料を充填する。第2射出装置500は、例えば、シリンダ510、ノズル520、スクリュ530、計量モータ540、射出モータ550、圧力検出器560などを有する。
シリンダ510は、供給口から内部に供給された成形材料を加熱する。供給口はシリンダ510の後部に形成される。シリンダ510の後部の外周には、水冷シリンダなどの冷却器512が設けられる。冷却器512よりも前方において、シリンダ510の外周には、バンドヒータなどの加熱器513と温度検出器514とが設けられる。
シリンダ510は、シリンダ510の軸方向(図3および図4中上下方向)に複数のゾーンに区分される。各ゾーンに加熱器513と温度検出器514とが設けられる。ゾーン毎に、温度検出器514の検出温度が設定温度になるように、制御装置700が加熱器513を制御する。
ノズル520は、シリンダ510の前端部に設けられ、金型装置10に対し押し付けられる。ノズル520の外周には、加熱器513と温度検出器514とが設けられる。ノズル520の検出温度が設定温度になるように、制御装置700が加熱器513を制御する。
スクリュ530は、シリンダ510内において回転自在に且つ進退自在に配設される。スクリュ530を回転させると、スクリュ530の螺旋状の溝に沿って成形材料が前方に送られる。成形材料は、前方に送られながら、シリンダ510からの熱によって徐々に溶融される。液状の成形材料がスクリュ530の前方に送られシリンダ510の前部に蓄積されるにつれ、スクリュ530が後退させられる。その後、スクリュ530を前進させると、スクリュ530前方に蓄積された液状の成形材料がノズル520から射出され、金型装置10内に充填される。
スクリュ530の前部には、スクリュ530を前方に押すときにスクリュ530の前方から後方に向かう成形材料の逆流を防止する逆流防止弁として、逆流防止リング531が進退自在に取付けられる。
逆流防止リング531は、スクリュ530を前進させるときに、スクリュ530前方の成形材料の圧力によって後方に押され、成形材料の流路を塞ぐ閉塞位置(図4参照)までスクリュ530に対し相対的に後退する。これにより、スクリュ530前方に蓄積された成形材料が後方に逆流するのを防止する。
一方、逆流防止リング531は、スクリュ530を回転させるときに、スクリュ530の螺旋状の溝に沿って前方に送られる成形材料の圧力によって前方に押され、成形材料の流路を開放する開放位置(図3参照)までスクリュ530に対し相対的に前進する。これにより、スクリュ530の前方に成形材料が送られる。
逆流防止リング531は、スクリュ530と共に回転する共回りタイプと、スクリュ530と共に回転しない非共回りタイプのいずれでもよい。
尚、第2射出装置500は、スクリュ530に対し逆流防止リング531を開放位置と閉塞位置との間で進退させる駆動源を有していてもよい。
計量モータ540は、スクリュ530を回転させる。スクリュ530を回転させる駆動源は、計量モータ540には限定されず、例えば油圧ポンプなどでもよい。
射出モータ550は、スクリュ530を進退させる。射出モータ550とスクリュ530との間には、射出モータ550の回転運動をスクリュ530の直線運動に変換する運動変換機構などが設けられる。運動変換機構は、例えばねじ軸と、ねじ軸に螺合するねじナットとを有する。ねじ軸とねじナットの間には、ボールやローラなどが設けられてよい。スクリュ530を進退させる駆動源は、射出モータ550には限定されず、例えば油圧シリンダなどでもよい。
圧力検出器560は、射出モータ550とスクリュ530との間で伝達される圧力を検出する。圧力検出器560は、射出モータ550とスクリュ530との間の力の伝達経路に設けられ、圧力検出器560に作用する圧力を検出する。
圧力検出器560は、その検出結果を示す信号を制御装置700に送る。圧力検出器560の検出結果は、スクリュ530が成形材料から受ける圧力、スクリュ530に対する背圧、スクリュ530から成形材料に作用する圧力などの制御や監視に用いられる。
第2射出装置500は、制御装置700による制御下で、充填工程、保圧工程、計量工程などを行う。
充填工程では、射出モータ550を駆動してスクリュ530を設定速度で前進させ、スクリュ530の前方に蓄積された液状の成形材料を金型装置10内のキャビティ空間14に充填させる。スクリュ530の位置や速度は、例えば射出モータエンコーダ551を用いて検出する。射出モータエンコーダ551は、射出モータ550の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置700に送る。スクリュ530の位置が設定位置に達すると、充填工程から保圧工程への切替(所謂、V/P切替)が行われる。V/P切替が行われる位置をV/P切替位置とも呼ぶ。スクリュ530の設定速度は、スクリュ530の位置や時間などに応じて変更されてもよい。
尚、充填工程においてスクリュ530の位置が設定位置に達した後、その設定位置にスクリュ530を一時停止させ、その後にV/P切替が行われてもよい。V/P切替の直前において、スクリュ530の停止の代わりに、スクリュ530の微速前進または微速後退が行われてもよい。
保圧工程では、射出モータ550を駆動してスクリュ530を前方に押し、スクリュ530の前端部における成形材料の圧力(以下、「保持圧力」とも呼ぶ。)を設定圧に保ち、シリンダ510内に残る成形材料を金型装置10に向けて押す。金型装置10内での冷却収縮による不足分の成形材料を補充できる。保持圧力は、例えば圧力検出器560を用いて検出する。圧力検出器560は、その検出結果を示す信号を制御装置700に送る。保持圧力の設定値は、保圧工程の開始からの経過時間などに応じて変更されてもよい。
保圧工程では金型装置10内のキャビティ空間14の成形材料が徐々に冷却され、保圧工程完了時にはキャビティ空間14の入口が固化した成形材料で塞がれる。この状態はゲートシールと呼ばれ、キャビティ空間14からの成形材料の逆流が防止される。保圧工程後、冷却工程が開始される。冷却工程では、キャビティ空間14内の成形材料の固化が行われる。成形サイクル時間の短縮のため、冷却工程中に計量工程が行われてよい。
計量工程では、計量モータ540を駆動してスクリュ530を設定回転数で回転させ、スクリュ530の螺旋状の溝に沿って成形材料を前方に送る。これに伴い、成形材料が徐々に溶融される。液状の成形材料がスクリュ530の前方に送られシリンダ510の前部に蓄積されるにつれ、スクリュ530が後退させられる。スクリュ530の回転数は、例えば計量モータエンコーダ541を用いて検出する。計量モータエンコーダ541は、計量モータ540の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置700に送る。
計量工程では、スクリュ530の急激な後退を制限すべく、射出モータ550を駆動してスクリュ530に対して設定背圧を加えてよい。スクリュ530に対する背圧は、例えば圧力検出器560を用いて検出する。圧力検出器560は、その検出結果を示す信号を制御装置700に送る。スクリュ530が計量完了位置まで後退し、スクリュ530の前方に所定量の成形材料が蓄積されると、計量工程が完了する。
尚、本実施形態の第2射出装置500は、インライン・スクリュ方式であるが、プリプラ方式などでもよい。プリプラ方式の射出装置は、可塑化シリンダ内で溶融された成形材料を射出シリンダに供給し、射出シリンダから金型装置内に成形材料を射出する。可塑化シリンダ内にはスクリュが回転自在にまたは回転自在に且つ進退自在に配設され、射出シリンダ内にはプランジャが進退自在に配設される。
また、本実施形態の第2射出装置500は、シリンダ510の軸方向が水平方向である横型であるが、シリンダ510の軸方向が上下方向である竪型であってもよい。竪型の第2射出装置500と組み合わされる型締装置は、竪型でも横型でもよい。同様に、横型の第2射出装置500と組み合わされる型締装置は、横型でも竪型でもよい。
(第2移動装置)
第2移動装置600の説明では、第2射出装置500の説明と同様に、第2射出装置500を金型装置10に対し接近させる方向(図3および図4中下方向)を前方とし、第2射出装置500を金型装置10に対し離間させる方向(図3および図4中上方向)を後方として説明する。尚、第2移動装置600は、図3および図4では第2射出装置500のシリンダ510の片側に配置されるが、シリンダ510の両側に配置されてもよく、シリンダ510を中心に対称に配置されてもよい。
第2移動装置600は、金型装置10に対し第2射出装置500を進退させる。また、第2移動装置600は、金型装置10に対しノズル520を押し付け、ノズルタッチ圧力を生じさせる。第2移動装置600は、液圧ポンプ610、駆動源としてのモータ620、液圧アクチュエータとしての液圧シリンダ630などを含む。
液圧ポンプ610は、第1ポート611と、第2ポート612とを有する。液圧ポンプ610は、両方向回転可能なポンプであり、モータ620の回転方向を切り替えることにより、第1ポート611および第2ポート612のいずれか一方から作動液(例えば油)を吸入し他方から吐出して液圧を発生させる。尚、液圧ポンプ610はタンクから作動液を吸引して第1ポート611および第2ポート612のいずれか一方から作動液を吐出することもできる。
モータ620は、液圧ポンプ610を作動させる。モータ620は、制御装置700からの制御信号に応じた回転方向および回転トルクで液圧ポンプ610を駆動する。モータ620は、電動モータであってよく、電動サーボモータであってよい。
液圧シリンダ630は、シリンダ本体631、ピストン632、およびピストンロッド633を有する。シリンダ本体631は、第2射出装置500に対して固定される。ピストン632は、シリンダ本体631の内部を、第1室としての前室と、第2室としての後室とに区画する。ピストンロッド633は、固定プラテン110に対して固定される。
液圧シリンダ630の前室は、第1流路601を介して、液圧ポンプ610の第1ポート611と接続される。第1ポート611から吐出された作動液が第1流路601を介して前室に供給されることで、第2射出装置500が前方に押される。第2射出装置500が前進され、ノズル520が固定金型11に押し付けられる。前室は、液圧ポンプ610から供給される作動液の圧力によってノズル520のノズルタッチ圧力を生じさせる圧力室として機能する。
一方、液圧シリンダ630の後室は、第2流路602を介して液圧ポンプ610の第2ポート612と接続される。第2ポート612から吐出された作動液が第2流路602を介して液圧シリンダ630の後室に供給されることで、第2射出装置500が後方に押される。第2射出装置500が後退され、ノズル520が固定金型11から離間される。
尚、本実施形態では第2移動装置600は液圧シリンダ630を含むが、本発明はこれに限定されない。例えば、液圧シリンダ630の代わりに、電動モータと、その電動モータの回転運動を第2射出装置500の直線運動に変換する運動変換機構とが用いられてもよい。
(制御装置)
図6は、一実施形態による制御装置の構成要素を機能ブロックで示す図である。図6に図示される各機能ブロックは概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。各機能ブロックの全部または一部を、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することが可能である。各機能ブロックにて行われる各処理機能は、その全部または任意の一部が、CPUにて実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現されうる。
制御装置700は、例えば、金型装置10の第1注入口21とキャビティ空間14をつなぐ第1流路22の開閉を制御すると共に、金型装置10の第2注入口23とキャビティ空間14をつなぐ第2流路24の開閉を制御する流路開閉処理部711を有する。流路開閉処理部711は、第1流路22および第2流路24の一方を開放すると共に、第1流路22および第2流路24の他方を閉塞する。
流路開閉処理部711は、第1流路22を開閉する第1流路開閉装置30の動作を制御する。第1流路開閉装置30が第1流路22を開放すると、第1注入口21からキャビティ空間14への成形材料の充填が可能になる。一方、第1流路開閉装置30が第1流路22を閉塞すると、第1注入口21からキャビティ空間14への成形材料の充填が禁止される。
第1流路開閉装置30は、例えば、バルブゲートシステムであって、第1流路22を開放する開放位置(図3参照)と第1流路22を閉塞する閉塞位置(図4参照)とで移動するバルブピン31(図5)を有する。また、第1流路開閉装置30は、バルブピン31を移動させる空気圧シリンダなどの流体圧シリンダ32と、流体圧シリンダ32に空気などの流体を供給する駆動部33とを有する。駆動部33は、流体圧シリンダ32の開放用室に流体を供給することで、バルブピン31を閉塞位置から開放位置に移動させる。また、駆動部33は、流体圧シリンダ32の閉塞用室に流体を供給することでバルブピン31を開放位置から閉塞位置に移動させる。駆動部33は、金型装置10の一部でもよいし、射出成形機の一部でもよい。
流路開閉処理部711は、第1流路22を閉塞するとき、第1流路22の閉塞の完了を確認してよい。その確認には、例えば流体圧シリンダ32の閉塞用室の圧力を検出する圧力検出器が用いられる。第1流路22の閉塞が完了すると、バルブピン31が第1流路22の壁面に当たって移動停止し、流体圧シリンダ32のピストンが移動停止するため、閉塞用室に流体を供給し続けると閉塞用室の圧力が上昇する。閉塞用室の圧力が閾値以上か否かに基づいて、第1流路22の閉塞が完了したか否かを判定できる。
また、流路開閉処理部711は、第1流路22を開放するとき、第1流路22の開放の完了を確認してよい。その確認には、例えば流体圧シリンダ32の開放用室の圧力を検出する圧力検出器が用いられる。第1流路22の開放が完了すると、流体圧シリンダ32のピストンがストッパ35によって移動停止するため、開放用室に流体を供給し続けると開放用室の圧力が上昇する。開放用室の圧力が閾値以上か否かに基づいて、第1流路22の開放が完了したか否かを判定できる。
流路開閉処理部711は、第2流路24を開閉する第2流路開閉装置40の動作を制御する。第2流路開閉装置40が第2流路24を開放すると、第2注入口23からキャビティ空間14への成形材料の充填が可能になる。一方、第2流路開閉装置40が第2流路24を閉塞すると、第2注入口23からキャビティ空間14への成形材料の充填が禁止される。
第2流路開閉装置40は、例えば、バルブゲートシステムであって、第2流路24を開放する開放位置(図4参照)と第2流路24を閉塞する閉塞位置(図3参照)とで移動するバルブピン41(図5)を有する。また、第2流路開閉装置40は、バルブピン41を移動させる空気圧シリンダなどの流体圧シリンダ42と、流体圧シリンダ42に空気などの流体を供給する駆動部43とを有する。駆動部43は、流体圧シリンダ42の開放用室に流体を供給することで、バルブピン41を閉塞位置から開放位置に移動させる。また、駆動部43は、流体圧シリンダ42の閉塞用室に流体を供給することでバルブピン41を開放位置から閉塞位置に移動させる。駆動部43は、金型装置10の一部でもよいし、射出成形機の一部でもよい。
流路開閉処理部711は、第2流路24を閉塞するとき、第2流路24の閉塞の完了を確認してよい。その確認には、例えば流体圧シリンダ42の閉塞用室の圧力を検出する圧力検出器が用いられる。第2流路24の閉塞が完了すると、バルブピン41が第2流路24の壁面に当たって移動停止し、流体圧シリンダ42のピストンが移動停止するため、閉塞用室に流体を供給し続けると閉塞用室の圧力が上昇する。閉塞用室の圧力が閾値以上か否かに基づいて、第2流路24の閉塞が完了したか否かを判定できる。
また、流路開閉処理部711は、第2流路24を開放するとき、第2流路24の開放の完了を確認してよい。その確認には、例えば流体圧シリンダ42の開放用室の圧力を検出する圧力検出器が用いられる。第2流路24の開放が完了すると、流体圧シリンダ42のピストンがストッパ45によって移動停止するため、開放用室に流体を供給し続けると開放用室の圧力が上昇する。開放用室の圧力が閾値以上か否かに基づいて、第2流路24の開放が完了したか否かを判定できる。
図6に示すように、制御装置700は、流路開閉処理部711により開放されている第1流路22および第2流路24の一方からキャビティ空間14に成形材料を充填する成形動作を制御する成形処理部712を有する。第1射出装置300は、金型装置10の第1注入口21に対し接離され、第1注入口21から第1流路22を介してキャビティ空間14に成形材料を充填する。また、第2射出装置500は、金型装置10の第2注入口23に対し接離され、第2注入口23から第2流路24を介してキャビティ空間14に成形材料を充填する。
成形処理部712は、第1流路22の開放完了および第2流路24の閉塞完了を確認するまで、第1射出装置300から第1注入口21への成形材料の射出を禁止してよい。第1流路22の開放完了を確認した後、第1射出装置300から第1注入口21への成形材料の射出を許容することで、第1注入口21からキャビティ空間14へ確実に成形材料を充填できる。また、第2流路24の閉塞完了を確認することで、金型装置10の内部から第2注入口23への成形材料の逆流を防止できる。
成形処理部712は、第2流路24の開放完了および第1流路22の閉塞完了を確認するまで、第2射出装置500から第2注入口23への成形材料の射出を禁止してよい。第2流路24の開放完了を確認した後、第2射出装置500から第2注入口23への成形材料の射出を許容することで、第2注入口23からキャビティ空間14へ確実に成形材料を充填できる。また、第1流路22の閉塞完了を確認することで、金型装置10の内部から第1注入口21への成形材料の逆流を防止できる。
以上説明したように、本実施形態の射出成形機は、第1流路22および第2流路24の一方を開放すると共に第1流路22および第2流路24の他方を閉塞する流路開閉処理部711と、流路開閉処理部711により開放されている第1流路22および第2流路24の一方からキャビティ空間14に成形材料を充填する成形動作を制御する成形処理部712とを有する。よって、第1射出装置300および第2射出装置500の一方が成形品を製造する成形動作を繰り返し行う間に、第1射出装置300および第2射出装置500の他方が成形準備を行うことができる。よって、金型装置10に充填する成形材料の種類を変更するために成形品の製造を中断する時間を短縮できる。
本明細書では、成形準備を「段取」とも呼ぶ。以下、第1射出装置300の段取について説明する。第2射出装置500の段取は、第1射出装置300の段取と同様であるので説明を省略する。
段取は、例えば、シリンダ310の温度を成形温度まで昇温させる昇温処理、シリンダ310の内部の成形材料を入れ替えるパージ処理などを含む。パージ処理によって入れ替えられる古い成形材料と新しい成形材料とは、異なる種類の材料であってよく、例えば異なる色の材料であってよい。パージ処理のために行われる第1射出装置300の動作を「パージ動作」とも呼ぶ。
パージ動作は、例えば、成形動作と同様に、スクリュ330の回転とスクリュ330の進退とを含んでよい。スクリュ330を回転させることにより、スクリュ330の螺旋状の溝に沿って成形材料が前方に送られる。シリンダ310の前部に成形材料が蓄積されるにつれ、スクリュ330が後退させられる。その後、スクリュ330を前進させることにより、スクリュ330の前方に蓄積された成形材料がノズル320から金型装置10の外部に排出される。
尚、パージ動作は、スクリュ330の回転のみを含んでもよい。スクリュ330を定位置で回転させることにより、スクリュ330の螺旋状の溝に沿って成形材料が前方に送られ、シリンダ310内の成形材料がノズル320から金型装置10の外部に排出される。
パージ動作を繰り返し行うことで、パージ処理が行われる。パージ動作は、間欠的または連続的に行われる。
パージ処理は、シリンダ310の温度を成形温度まで昇温させる昇温処理の終了後、またはその昇温処理の途中で開始される。昇温処理開始時のシリンダ310の設定温度は、室温でもよいし、保温温度でもよい。保温温度は、シリンダ310の内部における成形材料の劣化を抑制するため、成形動作を行う成形温度よりも低い温度に設定される。シリンダ310の温度が室温または保温温度の間、成形動作は勿論、パージ動作も行われない。パージ動作は、シリンダ310の温度が成形温度になった後、またはシリンダ310の温度が保温温度から成形温度まで上昇する途中で行われる。
パージ処理は、例えば、シリンダ310の温度が所定温度に到達した後であって、且つ、ユーザによる所定の入力操作(例えばパージ許可ボタンの操作)が行われた後に開始される。尚、パージ処理は、シリンダ310の温度が所定温度に到達した後、ユーザの指令を待たずに自動で開始されてもよい。
図6に示すように、制御装置700は、第1射出装置300および第2射出装置500の一方からキャビティ空間14に成形材料を充填する間に、第1射出装置300および第2射出装置500の他方の段取を制御する段取処理部713を有してよい。一の射出装置が成形品を製造する成形動作を繰り返し行う間に、他の一の射出装置が段取を自動で行うことができる。よって、金型装置10に充填する成形材料の種類を変更するために成形品の製造を中断する時間を短縮できる。
段取処理部713は、第1射出装置300および第2射出装置500の一方を用いて成形品の製造を繰り返し行う連続生産の進行度に基づいて、第1射出装置300および第2射出装置500の他方の段取を制御してよい。一の射出装置による連続生産の終了までに、他の一の射出装置の段取を所定の段階まで進めることが可能であり、生産効率をより向上できる。
段取処理部713は、連続生産の進行度に基づいて、例えば段取のタイミングを制御する。段取のタイミングは、(A)シリンダの温度を成形温度まで昇温させる昇温処理の開始のタイミング、(B)シリンダの昇温処理の終了のタイミング、(C)パージ処理の開始のタイミング、(D)パージ処理の終了のタイミングのうちの、少なくとも1つを含んでよい。
段取のタイミングは、連続生産の終了のタイミングを基準に制御されてよい。連続生産では、同じ成形条件で成形品の成形を繰り返し行う。その繰り返し回数をショット数と呼ぶ。連続生産の進行度は、例えば、連続生産の終了までの残りのショット数で表される。残りショット数の代わりに、残り時間が用いられてもよい。
尚、連続生産の進行度は、連続生産の開始からカウントされるショット数や、連続生産の開始からの経過時間で表されてもよい。連続生産の開始からカウントされるショット数は、連続生産の開始から終了までの総ショット数と組合わせて用いられてよい。また、連続生産の開始からの経過時間は、連続生産の開始から終了までの総時間と組合わせて用いられてよい。
図7は、一実施形態による第1射出装置の残りショットと第2射出装置の段取との関係を示す図である。図7では、第1射出装置300の残りショット数がN1になると、段取処理部713は第2射出装置500のシリンダ510の温度を成形温度まで昇温させる昇温処理(以下、単に「第2射出装置500の昇温処理」とも呼ぶ。)を開始する。また、第1射出装置300の残りショット数がN2(N2<N1)になるまでに、段取処理部713は第2射出装置500の昇温処理を終了する。さらに、第1射出装置300の残りショット数がN3(N3<N2)になると、段取処理部713は第2射出装置500のパージ処理を開始する。さらにまた、第1射出装置300の残りショット数がN4(N4<N3)になるまでに、段取処理部713は第2射出装置500のパージ処理を終了する。これにより、第1射出装置300による連続生産の終了までに、第2射出装置500の段取を終了できる。
図8は、一実施形態による第2射出装置の段取の設定に用いられる操作画面を示す図である。図8に示す操作画面761には、第2射出装置500の段取のタイミングを、第1射出装置300の連続生産の進行度に関連付けて入力する設定欄762が設けられる。段取処理部713は、設定欄762に入力されたタイミングに従って、第1射出装置300の段取を行う。
設定欄762に入力される段取のタイミングは、例えば第2射出装置500の昇温処理の開始のタイミングを含む。よって、第1射出装置300による連続生産の進行度に合わせて、第2射出装置500の昇温処理を開始できる。その結果、第1射出装置300による連続生産の終了前に、第2射出装置500の昇温処理を終了させることができる。
段取処理部713は、設定欄762に入力される第2射出装置500の昇温処理の開始タイミングと、その昇温処理の昇温パターンとに基づいて、第1射出装置300による連続生産の終了前に第2射出装置500の昇温処理が終了するか否かを判断してもよい。
段取処理部713は、第1射出装置300による連続生産の終了前に第2射出装置500の昇温処理が終了しないと判断した場合、その昇温処理が終了するように設定欄762に入力されたタイミングを補正してもよい。
また、段取処理部713は、第1射出装置300による連続生産の終了前に第2射出装置500の昇温処理が終了しないと判断した場合、警報を出力してもよい。警報は、表示装置760で表示されてもよいし、専用の警報器で出力されてもよい。
設定欄762に入力される段取のタイミングは、(A)第2射出装置500の昇温処理の開始のタイミングに限定されない。例えば、(B)第2射出装置500の昇温処理の終了のタイミング、(C)第2射出装置500のパージ処理の開始のタイミング、(D)第2射出装置500のパージ処理の終了のタイミングなどでもよい。複数のタイミングが設定されてもよい。
第2射出装置500の昇温処理の終了のタイミングが設定される場合、そのタイミングと昇温パターンとに基づいて第2射出装置500の昇温処理の開始のタイミングを段取処理部713が算出する。段取処理部713は、算出したタイミングで第2射出装置500の昇温処理を開始する。この場合も、第1射出装置300による連続生産の終了前に、第2射出装置500の昇温処理を終了させることができる。
第2射出装置500のパージ処理の開始のタイミングが設定される場合、設定されたタイミングで第2射出装置500のパージ処理を段取処理部713が開始する。これにより、第1射出装置300による連続生産の終了前に、第2射出装置500のパージ処理を終了させることができる。
第2射出装置500のパージ処理の終了のタイミングが設定される場合、そのタイミングとパージ処理に要する時間とに基づいてパージ処理の開始のタイミングを段取処理部713が算出する。段取処理部713は、算出したタイミングで第2射出装置500のパージ処理を開始する。この場合も、第1射出装置300による連続生産の終了前に、第2射出装置500のパージ処理を終了させることができる。
設定欄762に入力される段取のタイミングは、第1射出装置300による連続生産の終了のタイミングを基準として設定されてよく、例えば残りショット数や残り時間で設定されてよい。第1射出装置300による連続生産の終了までに、第2射出装置500の段取を所定の段階まで確実に進めることができる。また、第1射出装置300による連続生産の終了のタイミングを基準とすることで、効率化を図ることができる。第1射出装置300による連続生産の終了よりも第2射出装置500の段取の完了が早すぎると、その段取が無駄になり、再度のパージ処理などが必要になるためである。第2射出装置500のパージ処理の終了から、第1射出装置300による連続生産の終了までの待機時間が所定時間内になるように、第2射出装置500の段取のタイミングが設定されてよい。
図9は、一実施形態による第2射出装置の残りショットと第1射出装置の段取との関係を示す図である。図9では、第2射出装置500の残りショット数がN1になると、段取処理部713は第1射出装置300のシリンダ310の温度を成形温度まで昇温させる昇温処理(以下、単に「第1射出装置300の昇温処理」とも呼ぶ。)を開始する。また、第2射出装置500の残りショット数がN2(N2<N1)になるまでに、段取処理部713は第1射出装置300の昇温処理を終了する。さらに、第2射出装置500の残りショット数がN3(N3<N2)になると、段取処理部713は第1射出装置300のパージ処理を開始する。さらにまた、第2射出装置500の残りショット数がN4(N4<N3)になるまでに、段取処理部713は第1射出装置300のパージ処理を終了する。これにより、第2射出装置500による連続生産の終了までに、第1射出装置300の段取を終了できる。
図10は、一実施形態による第1射出装置の段取の設定に用いられる操作画面を示す図である。図10に示す操作画面761には、第1射出装置300の段取のタイミングを、第2射出装置500の連続生産の進行度に関連付けて入力する設定欄763が設けられる。段取処理部713は、設定欄763に入力されたタイミングに従って、第2射出装置500の段取を行う。
設定欄763に入力される段取のタイミングは、例えば第1射出装置300の昇温処理の開始のタイミングを含む。よって、第2射出装置500による連続生産の進行度に合わせて、第1射出装置300の昇温処理を開始できる。その結果、第2射出装置500による連続生産の終了前に、第1射出装置300の昇温処理を終了させることができる。
段取処理部713は、設定欄763に入力される第1射出装置300の昇温処理の開始タイミングと、その昇温処理の昇温パターンとに基づいて、第2射出装置500による連続生産の終了前に第1射出装置300の昇温処理が終了するか否かを判断してもよい。
段取処理部713は、第2射出装置500による連続生産の終了前に第1射出装置300の昇温処理が終了しないと判断した場合、その昇温処理が終了するように設定欄763に入力されたタイミングを補正してもよい。
また、段取処理部713は、第2射出装置500による連続生産の終了前に第1射出装置300の昇温処理が終了しないと判断した場合、警報を出力してもよい。警報は、表示装置760で表示されてもよいし、専用の警報器で出力されてもよい。
設定欄763に入力される段取のタイミングは、(A)第1射出装置300の昇温処理の開始のタイミングに限定されない。例えば、(B)第1射出装置300の昇温処理の終了のタイミング、(C)第1射出装置300のパージ処理の開始のタイミング、(D)第1射出装置300のパージ処理の終了のタイミングなどでもよい。複数のタイミングが設定されてもよい。
第1射出装置300の昇温処理の終了のタイミングが設定される場合、そのタイミングと昇温パターンとに基づいて第1射出装置300の昇温処理の開始のタイミングを段取処理部713が算出する。段取処理部713は、算出したタイミングで第1射出装置300の昇温処理を開始する。この場合も、第2射出装置500による連続生産の終了前に、第1射出装置300の昇温処理を終了させることができる。
第1射出装置300のパージ処理の開始のタイミングが設定される場合、設定されたタイミングで第1射出装置300のパージ処理を段取処理部713が開始する。これにより、第2射出装置500による連続生産の終了前に、第1射出装置300のパージ処理を終了させることができる。
第1射出装置300のパージ処理の終了のタイミングが設定される場合、そのタイミングとパージ処理に要する時間とに基づいてパージ処理の開始のタイミングを段取処理部713が算出する。段取処理部713は、算出したタイミングで第1射出装置300のパージ処理を開始する。この場合も、第2射出装置500による連続生産の終了前に、第1射出装置300のパージ処理を終了させることができる。
設定欄763に入力される段取のタイミングは、第2射出装置500による連続生産の終了のタイミングを基準として設定されてよく、例えば残りショット数や残り時間で設定されてよい。第2射出装置500による連続生産の終了までに、第1射出装置300の段取を所定の段階まで確実に進めることができる。また、第2射出装置500による連続生産の終了のタイミングを基準とすることで、効率化を図ることができる。第2射出装置500による連続生産の終了よりも第1射出装置300の段取の完了が早すぎると、その段取が無駄になり、再度のパージ処理などが必要になるためである。第1射出装置300のパージ処理の終了から、第2射出装置500による連続生産の終了までの待機時間が所定時間内になるように、第1射出装置300の段取のタイミングが設定されてよい。
図6に示すように、制御装置700は、第1射出装置300の第1注入口21に対する接離を制御すると共に、第2射出装置500の第2注入口23に対する接離を制御する移動処理部714を有してよい。移動処理部714は、第1射出装置300および第2射出装置500の一方を金型装置10から離間させると共に、第1射出装置300および第2射出装置500の他方を金型装置10にタッチさせる。成形処理部712は、移動処理部714により金型装置10にタッチされている第1射出装置300および第2射出装置500の他方からキャビティ空間14に成形材料を充填する成形動作を制御する。第1射出装置300および第2射出装置500が同時にキャビティ空間14に成形材料を充填することを防止でき、金型装置10の損傷を防止することができる。
移動処理部714は、第1射出装置300を金型装置10に対し接近させるとき、その接近の完了を確認してよく、第1射出装置300のノズル320が金型装置10の第1注入口21にタッチするノズルタッチ位置(図3参照)にあることを確認してよい。その確認には、例えば第1射出装置300の存在を検知する存在検知器721が用いられる。存在検知器721としては、例えば非接触式の近接スイッチが用いられるが、接触式のスイッチが用いられてもよい。存在検知器721は、第1射出装置300がノズルタッチ位置に存在するときのみ信号を出力してもよいし、第1射出装置300がノズルタッチ位置に存在しないときのみ信号を出力してもよい。また、存在検知器721は、第1射出装置300がノズルタッチ位置に存在するときと、第1射出装置300がノズルタッチ位置に存在しないときとで、異なる信号を出力してもよい。
また、移動処理部714は、第1射出装置300を金型装置10に対し離間させるとき、その離間の完了を確認してよく、第1射出装置300のノズル320が金型装置10の第1注入口21から離れた待機位置(図4参照)にあることを確認してよい。その確認には、例えば第1射出装置300の存在を検知する存在検知器722が用いられる。存在検知器722としては、例えば非接触式の近接スイッチが用いられるが、接触式のスイッチが用いられてもよい。存在検知器722は、第1射出装置300が待機位置に存在するときのみ信号を出力してもよいし、第1射出装置300が待機位置に存在しないときのみ信号を出力してもよい。また、存在検知器722は、第1射出装置300が待機位置に存在するときと、第1射出装置300が待機位置に存在しないときとで、異なる信号を出力してもよい。
尚、第1射出装置300の位置を検出するため、本実施形態では存在検知器721、722が用いられるが、本発明はこれに限定されない。例えば、第1移動装置400が電動モータと、その電動モータの回転運動を第1射出装置300の直線運動に変換する運動変換機構とを有する場合、電動モータの回転を検出するエンコーダを用いて第1射出装置300の位置を検出してもよい。
移動処理部714は、第2射出装置500を金型装置10に対し接近させるとき、その接近の完了を確認してよく、第2射出装置500のノズル520が金型装置10の第2注入口23にタッチするノズルタッチ位置(図4参照)にあることを確認してよい。その確認には、例えば第2射出装置500の存在を検知する存在検知器723が用いられる。存在検知器723としては、例えば非接触式の近接スイッチが用いられるが、接触式のスイッチが用いられてもよい。存在検知器723は、第2射出装置500がノズルタッチ位置に存在するときのみ信号を出力してもよいし、第2射出装置500がノズルタッチ位置に存在しないときのみ信号を出力してもよい。また、存在検知器723は、第2射出装置500がノズルタッチ位置に存在するときと、第2射出装置500がノズルタッチ位置に存在しないときとで、異なる信号を出力してもよい。
また、移動処理部714は、第2射出装置500を金型装置10に対し離間させるとき、その離間の完了を確認してよく、第2射出装置500のノズル520が金型装置10の第2注入口23から離れた待機位置(図3参照)にあることを確認してよい。その確認には、例えば第2射出装置500の存在を検知する存在検知器724が用いられる。存在検知器724としては、例えば非接触式の近接スイッチが用いられるが、接触式のスイッチが用いられてもよい。存在検知器724は、第2射出装置500が待機位置に存在するときのみ信号を出力してもよいし、第2射出装置500が待機位置に存在しないときのみ信号を出力してもよい。また、存在検知器724は、第2射出装置500が待機位置に存在するときと、第2射出装置500が待機位置に存在しないときとで、異なる信号を出力してもよい。
尚、第2射出装置500の位置を検出するため、本実施形態では存在検知器723、724が用いられるが、本発明はこれに限定されない。例えば、第2移動装置600が電動モータと、その電動モータの回転運動を第2射出装置500の直線運動に変換する運動変換機構とを有する場合、電動モータの回転を検出するエンコーダを用いて第2射出装置500の位置を検出してもよい。
移動処理部714および流路開閉処理部711は、協働して、射出成形に用いる射出装置を入れ替えると共に射出成形に用いる流路を入れ替える入替処理を行う。入替処理は、下記(1)の処理、および下記(2)の処理の少なくとも一方を含む。(1)射出成形機を図3に示す状態から図4に示す状態に移行するため、第1射出装置300を金型装置10から離間させ且つ第1流路22を閉塞すると共に、第2射出装置500を金型装置10にタッチさせ且つ第2流路24を開放する。(2)射出成形機を図4に示す状態から図3に示す状態に移行するため、第2射出装置500を金型装置10から離間させ且つ第2流路24を閉塞すると共に、第1射出装置300を金型装置10にタッチさせ且つ第1流路22を開放する。
図6に示すように、制御装置700は、所定の入力操作を検知する入力操作検知部715を有してよい。入力操作検知部715が所定の入力操作を検知すると、移動処理部714および流路開閉処理部711が上記の入替処理を行う。
図11は、一実施形態による表示装置に表示される操作画面を示す図である。図11に示す操作画面761は、上記の入替処理を行うための所定の入力操作を受け付ける操作ボタン764を有する。
操作ボタン764が操作されると、その操作に応じた信号を入力操作検知部715が受取る。これにより、移動処理部714および流路開閉処理部711が上記の入替処理を行う。
尚、操作ボタン764は、押下スイッチやスライドスイッチ、トグルスイッチなどの物理的なボタンでもよく、表示装置760とは別に設けられてもよい。
図12は、一実施形態による制御装置の入替処理のフローチャートであって、射出成形に用いる射出装置を第1射出装置から第2射出装置へ入れ替えると共に射出成形に用いる流路を第1流路から第2流路へ入れ替えるフローチャートである。
図12に示すステップS101以降の処理は、例えば入力操作検知部715が所定の入力操作を検知すると、開始される。尚、図12に示す各ステップの順序は一例であって、図12の順序には特に限定されない。
ステップS101では、流路開閉処理部711は、第1流路22を閉塞する。続いて、ステップS102では、流路開閉処理部711は、第1流路22の閉塞が完了したか否かを確認する。ステップS102において第1流路22の閉塞が完了していない場合(ステップS102、No)、ステップS101に戻り、ステップS101以降の処理が行われる。第1流路22の閉塞完了が確認されるまで、ステップS103以降の処理が禁止されてもよい。一方、ステップS102において第1流路22の閉塞が完了している場合(ステップS102、Yes)、ステップS103に進む。
ステップS103では、移動処理部714は、第1射出装置300をノズルタッチ位置から待機位置に移動させる。続いて、ステップS104では、移動処理部714は、第1射出装置300の待機位置への移動が完了したか否かを確認する。ステップS104において第1射出装置300の待機位置への移動が完了していない場合(ステップS104、No)、ステップS103に戻り、ステップS103以降の処理が行われる。第1射出装置300の待機位置への移動完了が確認されるまで、ステップS105以降の処理が禁止されてもよい。一方、ステップS104において第1射出装置300の待機位置への移動が完了している場合(ステップS104、Yes)、ステップS105に進む。
ステップS105では、移動処理部714は、第2射出装置500を待機位置からノズルタッチ位置に移動させる。続いて、ステップS106では、移動処理部714は、第2射出装置500のノズルタッチ位置への移動が完了したか否かを確認する。ステップS106において第2射出装置500のノズルタッチ位置への移動が完了していない場合(ステップS106、No)、ステップS105に戻り、ステップS105以降の処理が行われる。第2射出装置500のノズルタッチ位置への移動完了が確認されるまで、ステップS107以降の処理が禁止されてもよい。一方、ステップS106において第2射出装置500のノズルタッチ位置への移動が完了している場合(ステップS106、Yes)、ステップS107に進む。
ステップS107では、流路開閉処理部711は、第2流路24を開放する。続いて、ステップS108では、流路開閉処理部711は、第2流路24の開放が完了したか否かを確認する。ステップS108において第2流路24の開放が完了していない場合(ステップS108、No)、ステップS107に戻り、ステップS107以降の処理が行われる。一方、ステップS108において第2流路24の開放が完了している場合(ステップS102、Yes)、今回の処理を終了する。
その後、第2射出装置500が第2注入口23からキャビティ空間14に成形材料を充填する。成形処理部712は、第2流路24の開放完了および第1流路22の閉塞完了が確認されるまで、第2射出装置500から第2注入口23への成形材料の射出を禁止してよい。第2流路24の開放完了を確認した後、第2射出装置500から第2注入口23への成形材料の射出を許容することで、第2注入口23からキャビティ空間14へ確実に成形材料を充填できる。また、第1流路22の閉塞完了を確認することで、金型装置10の内部から第1注入口21への成形材料の逆流を防止できる。
また、図12によれば、第1射出装置300の待機位置への移動が完了してから、第2射出装置500の射出が許容されることになるので、第1射出装置300および第2射出装置500が同時にキャビティ空間14に成形材料を充填することを防止でき、金型装置10の損傷を防止することができる。
図13は、一実施形態による制御装置の入替処理のフローチャートであって、射出成形に用いる射出装置を第2射出装置から第1射出装置へ入れ替えると共に射出成形に用いる流路を第2流路から第1流路へ入れ替えるフローチャートである。
図13に示すステップS201以降の処理は、例えば入力操作検知部715が所定の入力操作を検知すると、開始される。尚、図13に示す各ステップの順序は一例であって、図13の順序には特に限定されない。
ステップS201では、流路開閉処理部711は、第2流路24を閉塞する。続いて、ステップS202では、流路開閉処理部711は、第2流路24の閉塞が完了したか否かを確認する。ステップS202において第2流路24の閉塞が完了していない場合(ステップS202、No)、ステップS201に戻り、ステップS201以降の処理が行われる。第2流路24の閉塞完了が確認されるまで、ステップS203以降の処理が禁止されてもよい。一方、ステップS202において第2流路24の閉塞が完了している場合(ステップS202、Yes)、ステップS203に進む。
ステップS203では、移動処理部714は、第2射出装置500をノズルタッチ位置から待機位置に移動させる。続いて、ステップS204では、移動処理部714は、第2射出装置500の待機位置への移動が完了したか否かを確認する。ステップS204において第2射出装置500の待機位置への移動が完了していない場合(ステップS204、No)、ステップS203に戻り、ステップS203以降の処理が行われる。第2射出装置500の待機位置への移動完了が確認されるまで、ステップS205以降の処理が禁止されてもよい。一方、ステップS204において第2射出装置500の待機位置への移動が完了している場合(ステップS204、Yes)、ステップS205に進む。
ステップS205では、移動処理部714は、第1射出装置300を待機位置からノズルタッチ位置に移動させる。続いて、ステップS206では、移動処理部714は、第1射出装置300のノズルタッチ位置への移動が完了したか否かを確認する。ステップS206において第1射出装置300のノズルタッチ位置への移動が完了していない場合(ステップS206、No)、ステップS205に戻り、ステップS205以降の処理が行われる。第1射出装置300のノズルタッチ位置への移動完了が確認されるまで、ステップS207以降の処理が禁止されてもよい。一方、ステップS206において第1射出装置300のノズルタッチ位置への移動が完了している場合(ステップS206、Yes)、ステップS207に進む。
ステップS207では、流路開閉処理部711は、第1流路22を開放する。続いて、ステップS208では、流路開閉処理部711は、第1流路22の開放が完了したか否かを確認する。ステップS208において第1流路22の開放が完了していない場合(ステップS208、No)、ステップS207に戻り、ステップS207以降の処理が行われる。一方、ステップS208において第1流路22の開放が完了している場合(ステップS202、Yes)、今回の処理を終了する。
その後、成形処理部712が、第1射出装置300が第1注入口21からキャビティ空間14に成形材料を充填する。成形処理部712は、第1流路22の開放完了および第2流路24の閉塞完了が確認されるまで、第1射出装置300から第1注入口21への成形材料の射出を禁止してよい。第1流路22の開放完了を確認した後、第1射出装置300から第1注入口21への成形材料の射出を許容することで、第1注入口21からキャビティ空間14へ確実に成形材料を充填できる。また、第2流路24の閉塞完了を確認することで、金型装置10の内部から第2注入口23への成形材料の逆流を防止できる。
また、図13によれば、第2射出装置500の待機位置への移動が完了してから、第1射出装置300の射出が許容されることになるので、第1射出装置300および第2射出装置500が同時にキャビティ空間14に成形材料を充填することを防止でき、金型装置10の損傷を防止することができる。
(変形および改良)
以上、射出成形機の実施形態等について説明したが、本発明は上記実施形態等に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。
上記実施形態の射出成形機は、第1射出装置300および第2射出装置500に加えて、第3射出装置をさらに有してもよい。射出装置の数は4つ以上でもよい。