JP2006334932A - 射出成形方法及び、それを用いた生産システム - Google Patents

Abstract

【課題】 射出成形機から後工程への供給量を調整するために成形動作を変更するに際し、金型温度の温度差を可及的に生じさせないで射出成形することができ、成形品の品質低下を抑制することが可能となる射出成形方法、該射出成形方法を用いる生産システム制御方法を提供する。
【解決手段】 射出成形機で成形された成形品を、後の工程等に供給するに際して供給調整するために、前記射出成形機の成形サイクルの時間を伸縮させる工程を有する射出成形方法であって、前記成形サイクルを伸縮させるに際し金型温度に差が生じないよう、前記射出成形機で使用する金型の媒体供給径路に流量調整機を設け、媒体の流量およびまたは射出工程から媒体を通水開始する時間を所定時間遅延させる、およびまたは媒体を通水する時間を調整する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、射出成形方法、該射出成形方法を用いた生産システムに関する。

射出成形機と後工程を直結した生産システムでは、成形数を後工程の処理数に合わせる必要がある。従って従来は後工程の異常時には過剰供給を防ぐために、成形品を破棄しており非常に不経済であった。このような状況下でオペレータ、もしくは後工程からの異常信号により、射出成形機を自動停止させることは可能であるが、射出成形機を一旦停止させると金型温度の低下、シリンダ内の樹脂温度の変化等の問題が生じる。そのため、射出成形機の再起動時には金型温度、樹脂温度が安定するまでに長時間を要し、作業能率の低下を招く。

それを解決するために、射出成形機とそれと直結した後工程と、それらとは別の成形品を蓄積するストッカを設け、後工程の異常時に発信された信号を射出成形機で受信し、成形品をストッカに搬送すると同時に、成形サイクルを延長させる方法が行われている（特許文献１参照）。ストッカを設けることで後工程の異常時に成形機を止めることなく成形でき、また成形サイクルを延長することによって、ストッカの増加を抑えることができる。しかしながら、ストッカに搬送された成形品の後処理のために別途工程を設けなければならず、効率の良い生産とはいえない。その問題を解決するため、射出成形機と後工程の間に成形品を蓄積するストッカを設け、成形数、後工程の処理数、ストッカの蓄積数などをセンサで検出し、成形サイクルを伸縮させることによって生産システムを制御する方法も行われている。（特許文献２参照）いずれの発明も成形サイクルの伸縮は冷却時間、または型閉動作前の中間時間をタイマにより制御して行われている。
特登録0359598号公報 特公平7-121547号公報

しかしながら、上記のような生産システムにおいて用いられる成形サイクルの伸縮は以下のような課題がある。すなわち通常の成形では、金型温度は樹脂の射出時に高くなり、冷却、型開閉工程を経て徐々に低下する。従って成形サイクルが一定であれば、射出時の金型温度はほぼ一定であると見なせる。しかし成形サイクルが一定でない場合は射出から次の射出までの時間が異なることにより、金型温度に差が生じてしまう。金型温度の変化は樹脂の充填性、および成形品の取出し温度を変化させて成形品寸法に大きく影響する。従って上記技術のような成形サイクル伸縮方法では、良品条件範囲がきわめて限定されたものとなってしまう。また成形停止するに際し、金型温度が低下してしまい、成形再起動時には所定の金型温度に達するまで捨てショットを要する。

そこで本発明では射出成形機と後工程と、その間に設けた成形品を一時的に蓄積するストッカ装置からなる生産システムにおいて、射出成形機から後工程への供給を調整するために成形動作を変更するに際し、金型温度の変化による成形品質の低下を抑える生産システム制御方法を提供することを目的とする。前記射出成形機で使用する金型を高温と低温で制御する2つの金型温調機、および媒体供給径路に流量調整機を設ける。成形サイクル伸縮時には、媒体の流量およびまたは射出工程から冷却媒体を通水開始する時間およびまたは媒体を通水する時間を調整し、成形停止時には高温と低温の金型温調機を切替えることによって金型温度の変化を抑制する。

本発明によれば、成形サイクルを伸縮およびまたは成形停止するに際し、金型温度の差を可及的に生じさせないで射出成形することができ、成形サイクル伸縮時の成形品の品質低下の抑制、および成形停止時の捨てショットを最低限にする。

次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。

実施例１は、上記本発明を射出成形方法に適用したものであり、これらを図１を用いて説明する。ここでは動作Ａを用いて成形サイクルを伸縮させるに際し媒体を通水する時間を調整する方法を説明するが、動作Ｂの射出工程から媒体を通水開始する時間を調整する方法、および流量を調整する方法も同様である。

成形工程は型閉じ１１から始まり、低圧型締め１２の後、あらかじめ設定された低圧型締め１２から高圧型締め１４に入るまでの時間１３のタイマを開始する。タイマはストッカ数が多ければ長く、少なければ短く設定される。タイマにセットされた時間経過後に高圧型締め１４を開始する。高圧型締め１４の後、射出１５と同時に流量調整機はバルブを開放して媒体を流し、媒体を通水する時間２０のタイマを開始する。タイマはストッカ数が多ければ短く、少なければ長く設定される。流量調整機はタイマで設定された媒体を通水する時間２０経過後、バルブを閉じる。射出１５後、保圧１６、冷却１７を行い、型開１８を経て成形品をエジェクタ１９した後、型閉して１サイクルを終了する。

この成形サイクル伸縮方法では低圧型締め１２から高圧型締め１４に入るまでの時間、すなわち成形サイクルの長さに応じて、媒体を通水する時間２０を設定するため、成形サイクルの長さによらず一定の金型温度で成形することができる。金型温度が一定であれば、樹脂の充填性、成形後の取出し温度を一定にでき、成形サイクルを伸縮しても一定の良品を得ることができる。

実施例２は、上記した実施例１の射出成形方法を、生産システムに適用したものであり、これらを図を用いて説明する。図２は本実施例における生産システムの構成を示している。図中２７，３１において、２３は射出成形機、２４は取出し機、２５は後工程、２６はストッカ、２７は金型温調機、２８は流量調整機、２９は取出し機またはストッカからの射出成形機への信号、３０は射出成形機から流量調整機への信号である。

射出成形機２３は、公知の工程によってペレット樹脂から金型を用いてプラスチック成形品を得る装置であり、１台でも複数台あってもよい。

金型温調機２７,３１は、射出成形機２３に搭載された金型の温度を一定に保つために、温度制御された媒体を金型に流す。金型温調機２７と３１では異なる温度で媒体が制御されている。

流量調整機２８は媒体供給径路に設置され、例えばバルブ開閉を行うことによって金型温調機２７からの媒体の流量を制御する。また金型温調機２７、３１から金型に送る媒体を適時に切り替える機能を持つ。

取出し機２４は射出成形機２３で成形された成形品を金型から取り出し、後工程２５またはストッカ２６に投入する。

後工程２５は、例えば射出成形機２３で成形された成形品と他の部品、または複数の射出成形機２３によって成形された成形品同士の組立処理を行う。

ストッカ２６は、射出成形機２３で成形された成形品を一時的に蓄積する機能を備え、例えば図のような取出し機２４によって箱詰されるものが用いられる。成形品がストッカ２６に到達した順に後工程２５に投入される。またストッカ２６に蓄積された成形品数は取出し機２４、またはストッカ２６によって任意の蓄積数Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３の３段階に検出され、段階に応じた信号２９を射出成形機２３に発信することができる。信号２９を受信した射出成形機２３は信号に応じて流量調整機２８に信号３０を発信する。

図３は本実施例におけるストッカの蓄積数、信号と射出成形機の動作の説明図である。図３において、３２はストッカ２５の蓄積数、２９は蓄積数３２を検出した取出し機２４、またはストッカ２５が発信する蓄積数３２に応じた信号、３３は信号２９を受信した射出成形機２３の動作、３０は射出成形機２３が信号２９に応じて流量調整機２８に発信する信号、３４は信号３０を受信した流量調整機２８の動作を示している。

ストッカ２６の任意の蓄積数３２を３段階Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３（Ｎ１＜Ｎ２＜Ｎ３）に検出し、ストッカ２６の蓄積数３２がＮ１のときは信号２９はＳ１を、蓄積数３２がＮ２のときは信号２９はＳ２を、蓄積数３２がＮ３のときは信号２９はＳ３を射出成形機２３に発信する。

射出成形機２３は信号２９のＳ１を受信した場合は、低圧型締め完了後から高圧型締開始までの遅延時間Ｔ１をセットし、流量調整機２８に信号Ｓ１１を発信する。信号２９のＳ２を受信した場合は、低圧型締め完了後から高圧型締開始までの遅延時間Ｔ２をセットし、流量調整機２８に信号Ｓ１２を発信する。信号２９のＳ３を受信した場合は成形を停止し待機し、流量調整機２８に信号Ｓ１３を発信する。

流量調整機２８は射出成形機２３からの信号３０のＳ１１を受信した場合は、媒体の通水時間ｔ１のタイマを、信号Ｓ１２を受信した場合は媒体の通水時間ｔ２のタイマをセットしカウントする。媒体の通水時間ｔ１、ｔ２経過後、バルブを閉じて通水を完了する。信号３０のＳ１３を受信した場合は、切替弁によって金型温調機２７と３１を切り替える。上記したように金型温調機２７と３１は異なる温度で媒体を制御しているため、金型温調機２７、３１からの媒体を切り替えることで、金型を異なる温度で制御することができる。

図４は射出成形機２３の成形動作フローチャートを示したものである。ここでは媒体の通水時間を調整して成形サイクルを伸縮させる場合について述べるが、射出工程から冷却媒体を通水開始する時間を調整する方法、および流量を調整する方法も同様である。

１サイクルの成形工程は、まず型閉じ４１することから始まる。型閉じ後、低圧型締４２に入り、ここでストッカ２６の蓄積数３２に応じた信号２９によって動作を決定する。

信号２９のＳ１を受信した場合は、低圧型締４２から高圧型締４３までの遅延時間Ｔ１のタイマをセットしカウントすると同時に、流量調整機２８に信号Ｓ１１を発信する。信号２９のＳ２を受信した場合は、低圧型締４２から高圧型締４３までの遅延時間Ｔ２のタイマをセットしカウントすると同時に、流量調整機２８に信号Ｓ１２を発信する。信号２９のＳ３を受信した場合は成形を停止し待機５１すると同時に、信号Ｓ１３を発信する。低圧型締後４２から高圧型締４３までの遅延時間Ｔ１、Ｔ２経過後５０に高圧型締４３を行う。その後シリンダ内の樹脂を射出４４すると同時に流量調整機２８はバルブを開放して媒体の通水を開始する。

ここで流量調整機２８は射出成形機２３からの信号３０のＳ１１を受信した場合は、媒体の通水時間ｔ１のタイマを、信号Ｓ１２を受信した場合は媒体の通水時間ｔ２のタイマをセットしカウントする。媒体の通水時間ｔ１、ｔ２経過後、流量調整機２８はバルブを閉じて通水を完了する。射出４４後、保圧４５、冷却４６を行い、型開４７して、成形品をエジェクタ４８、待機４９して１サイクルを終了する。

信号Ｓ１３を受信した場合は、バルブを切替えて金型温調機２７と３１の媒体を切替えて流す。金型温調機３１は金型温調機２７で連続成形時に達する金型温度で制御されている。成形停止とともに金型温度は低下していくが、同時に金型温調機２７から金型温調機３１に切替えることによって、金型温度の低下を抑制して連続成形時と同等な金型温度を保つことができる。

つぎに、本実施例の生産システムを、図２、図４を参照して説明する。射出成形機２３で成形された成形品は取出し機２４によって金型から取出された後、後工程２５に到達する。ストッカ２６の蓄積数３２がＮ１以下のときは取出し機２４およびストッカ２６からの信号２９はＳ１が発信されている。射出成形機２３は型閉４１、低圧型締４２の完了後に信号２９のＳ１に応じて、低圧型締４２から高圧型締４３まで遅延時間Ｔ１のタイマが設定される。遅延時間Ｔ１経過後５０に高圧型締４３を行い射出４４すると同時に、流量調整機２８はバルブを開放して金型温調機２７の媒体の通水を開始する。ここで流量調整機２８は射出成形機２３からの信号３０のＳ１１によって媒体の通水時間ｔ１タイマをセットしカウントする。通水時間ｔ１経過後５２、流量調整機２８はバルブを閉じて通水を完了する。射出４４後、保圧４５、冷却４６を行い、型開４７して、成形品をエジェクタ４８して待機４９する。このときの成形サイクルは、後工程２５のタクトと一致しているため、ストッカ２６の蓄積数３２は増加しない。

後工程２５で異常が発生して成形品を処理できなくなった場合、成形品はストッカ２６に蓄積されていく。やがて蓄積数３２がＮ２に達したとき取出し機２４またはストッカ２６により信号２９のＳ２が発信される。射出成形機２３は型閉４１、低圧型締４２の完了後に信号２９のＳ２に応じて、低圧型締４２から高圧型締４３まで遅延時間Ｔ２のタイマが設定される。遅延時間Ｔ２経過後５０に高圧型締４３を行い射出４４すると同時に流量調整機２８はバルブを開放して冷却水の通水を開始する。ここで流量調整機２８は射出成形機２３からの信号３０のＳ１２によって媒体の通水時間ｔ２タイマをセットしカウントする。通水時間ｔ２経過後５２、流量調整機２８はバルブを閉じて通水を完了する。射出４４後、保圧４５、冷却４６を行い、型開４７して、成形品をエジェクタ４８して待機４９する。成形サイクルの延長に伴う金型温度の低下を流量調整機２８で媒体の通水時間を調整することによって抑制する。

後工程２５が復帰すると、射出成形機２３の延長された成形サイクルに対し後工程２５のタクトが短くなるため、成形品の供給量に対し後工程２５の消化量が上回り、ストッカ２６に蓄積された成形品は徐々に減少していく。ストッカ２６の蓄積数３２が再びＮ１以下に戻った時に取出し機２４またはストッカ２６から信号Ｓ１が発信される。射出成形機２３は型閉４１、低圧型締４２の完了後に信号２９のＳ１に応じて、低圧型締４２から高圧型締４３までの遅延時間Ｔ１を設定し、信号３０のＳ１１を発信する。流量調整機２８は媒体の通水時間ｔ１を設定し、通常サイクルに戻る。

一方、後工程２５に異常が発生し、復帰までの時間が長くなった場合、ストッカ２６に蓄積される成形品は蓄積数３２はＮ２を超えて増加し続け、やがて蓄積数３２がＮ３に達したとき取出し機２４またはストッカ２６から信号２９のＳ３が発信される。射出成形機２３は信号２９のＳ３に応じて、型閉４１、低圧型締４２後に型閉状態のまま停止し待機５１し、信号３０のＳ１３を発信する。流量調整機２８はバルブを切替えて媒体を金型温調機２７から金型温調機３１に切替える。金型温調機３１は金型温調機２７で連続成形時に達する金型温度で制御されており、成形停止時に金型温度が低下するのを抑制して連続成形時と同等な金型温度を保つことができる。従って成形再起動時に所定の金型温度に達するまでの捨てショットが必要なくなる。

本発明の実施例１における成形サイクル伸縮時の射出成形工程の動作図。 本発明の実施例２における生産システムの構成を示す図。 本発明の実施例２におけるストッカの蓄積数、信号と射出成形機の動作の説明図。 本発明の実施例２を説明する射出成形機の動作のフローチャート。

符号の説明

１１ 型閉工程
１２ 低圧型締工程
１３ 調整時間
１４ 高圧型締工程
１５ 射出工程
１６ 保圧工程
１７ 冷却工程
１８ 型開工程
１９ エジェクタ工程
２０ 通水時間
２１ 通水遅延時間

Claims (3)

1. 射出成形機で成形された成形品を、後工程に供給するに際し供給調整するために、前記射出成形機の成形サイクルを伸縮させる工程を有する射出成形方法であって、成形サイクルを伸縮させるに際し金型温度に差が生じないよう、前記射出成形機で使用する金型の媒体供給径路に流量調整機を設け、媒体の流量およびまたは射出工程から媒体を通水開始する時間を所定時間遅延させる工程、及び/又は媒体を通水する時間を調整する工程を有することを特徴とした射出成形方法。
2. 射出成形機で成形された成形品を、後工程に供給するに際し供給調整するために、前記射出成形機を自動停止させる工程を有する射出成形方法であって、前記射出成形機で使用する金型を高温と低温で温度制御する2つの金型温調機を設置し、成形を停止させるに際し金型温度が低下しないよう金型温調機を切替える工程を有することを特徴とした射出成形方法。
3. 成形品を生産する射出成形機と、成形品を使用する後工程と、射出成形機と後工程の間に設けた成形品を一時的に蓄積するストッカ装置からなる生産システムにおいて、前記ストッカ装置に蓄積された成形品数量に応じて、射出成形機の動作を変更する際、請求項１又は請求項２に記載の射出成形方法を用いることを特徴とした生産システム。

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