JPH01108017A - 射出成形機の保圧・計量制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、射出成形機の保圧工程、計量工程の制御方法
に関する。

従来の技術 第６図は、従来の射出成形機において採用されている射
出成形サイクルの説明図で、該射出成形サイクルは、金
型を閉じ、型締め後スクリューを前進させて金へ１！内
に溶融樹脂を射出し、次にスクリューを設定所定力で前
進させるように力を加えて樹脂に圧力を加える保圧工程
を所定時間行った後、スクリューを回転さけて＝＋Ｗｉ
・混線工程を開始し、その問成形品は冷却され、この計
９・混線及び冷却工程が終了した後金型を開き、金型内
から成形品が突出するエジェクト工程を行い、−成形サ
イクルは終了していた。

発明が解決しようとする問題点 、Ｆ述したように、冷却、計量工程が終了した後に型開
き・エジェクト工程を開始させる方式であると、冷却時
間又は計量時間のどちらか一方の長い時間の後に型開き
・エジェクト工程を開始しなければならない。

特に、冷却時間が短く、ｉｔ　ｆｆｉ時間の長い場合、
成形品は冷却され型開き・エジェクトされてよいにもか
かわらず、計量工程が終らないことから射出成形機にお
いては、型聞き・エジェクト計渚工程終了後となり、成
形サイクルタイムを長くするという欠点がある。

そこで、本発明は、保圧工程中より１ｌｔ１１工程を開
始することにより、成形サイクル時間の短縮を図ること
を目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明は、保圧開始後保圧完了前に、設定所定時間が経
過すると、設定された計量第１段目の工程のスクリュー
回転数でスクリューを回転駆動し、保圧完了後設定され
た計量各段の工程のスクリュー回転数、背圧で計量第１
段目の工程より順に計量各段の工程を行い計量するよう
に構成することによって上記問題点を解決した。

作　　用 保圧工程では、加えられている保持汁力が金型内圧に影
響を及ぼさなくなった時点、即ら、ゲート部で溶融樹脂
が冷却固化され封鎖された後（ゲート部ではす速く冷却
固化される）は、単なる冷却時間と同等な効果しかない
。しかし、ゲート部の封鎖（ゲートシール）が生じる時
間を測定することは難しく、そのためこの保圧時間は、
余裕をとりゲート部が封鎖される時間より長い時間が設
定されているので、保圧開始後ゲート部の封鎖が予想さ
れる時間が経過した後、スクリューを計量第１段目に設
定されたスクリュー回転数で駆動し、計量を開始する。

しかし、このときスクリューに加わるスクリューを前進
させようとする力は、保圧工程で設定された保圧圧力で
あり、そのため、金型内の樹脂には設定保圧圧力が加わ
ると共にスクリューは回転し計量工程が開始されること
を意味する。射出工程ではスクリューが前進し、スクリ
ューの後ｈ゛（ホッパ側）のねじ溝部分は樹脂ベレット
が未充満状態となる。この状態からスクリュー回転を行
わせて計量工程を行わせる場合、ホッパから樹脂ベレッ
トが落下し、スクリュー回転による移送作用によって、
樹脂ベレットは、まずスクリュー後方ねじ溝部分を充満
する。しかる後に連続的に移送作用と樹脂の溶融作用が
開始される。

従って、スクリュー回転当初は実質的な可塑化作用は行
なわれず損失時間となっていた。この計量時においては
、背圧が保圧圧力であることから、スクリューの後退量
は少なく、計量工程の第１段から第２段への切換位置ま
でスクリューが後退することはない。そして、保圧工程
が終了すると、スクリューの背圧に計量第１段に設定さ
れた背圧をセットし、計量を行いスクリューが後退する
につれて、順次第２段、第３段へとスクリュー回転数、
背圧を各段設定の値に切換えて計量を行う。

これにより、第５図に示づように保圧と計量が同時に行
われ、成形サイクル時間の短縮が達成される。

実施例 第２図は、本発明の保圧・計量制御方法を実施する射出
成形機の要部ブロック図で、１はスクリュー、２は該ス
クリュー１を伝動装置（図示せず）を介して軸方向に駆
動する射出軸のサーボモータ、３は該サーボモータ２の
モータ軸に取付けられ、サーボモータの回転位置よりス
クリュー１の位置を検出するパルスコーダである。又、
４は伝動装置（図示せず）を介してスクリュー１を回転
させｌるスクリュー回転軸のサーボモータで、５は該サ
ーボモータに取付けられているパルスコーダで該サーボ
モータ４の速度制御（回転数制御）に利用される。又、
６は加熱シリンダ、７は金型を示す。

１０は該射出成形機を制御する制御装置としての数値制
御装置（以Ｆ、ＮＯ装置という）で、該ＮＣ装置１０は
ＮＧ用のマイクロブロセツか（以下、ＣＰＵという）１
１と、プログラマブルマシーンコントローラ（以下、Ｐ
ＭＣという〉用のＣＰＵ１２を右しており、ＰＭＣＪＩ
ＣＰＵ１２には後述する保圧・計量ブ［１グラム等のシ
ーケンスプログラムを記憶したＲＯＭ１５が接続され、
また、データの一時記憶等に利用されるＲＡＭ２２が続
されている。ＮＧ用ＣＰｔＪ１１には射出成形機を全体
的に制御する管理プログラムを記憶したＲＯＭ１４及び
射出用、クランプ用、スクリュー回転用。

エジェクタ用等の各軸のサーボモータを駆動制御するサ
ーボ回路がサーボインターフェイス１６を介して接続さ
れている。なお、第２図には射出用のサーボモータ２．
その暑ナーボ回路１７ａ、スクリュー回転用サーボモー
タ４とそのサーボ回路１７ｂのみ図示している。又、１
８はバブルメモリやＣＭＯＳメモリで構成される不揮発
性の共為ＲＡＭで、射出成形機の各動作を制御するＮＧ
プログラムや各種設定値、パラメータ等を記憶するもの
である。１３はバスアービタコントローラ（以下、ＢＡ
Ｃという）で、該Ｆ（ＡＣ１３にはＮＯ用ＣＰＵ１１及
びＰＭＣ用ＣＰＩＬＪ１２．共有ＲＡＭ１８．入力回路
１つ、出力回路２０の各バスが接続され、該Ｂ八０１３
によ？で使用するバスを制御するようになっている。ま
た、２４はオペレータパネルコントローラ２３を介して
ＢΔＣ１３に接続されたＣＲ７表示装置付手動データ入
力装置（以下、ＣＲＩ’／Ｍｌ）ｌという）である。

なお、２１はＮＧ用ＣＰＬＪ１１にバス接続されたＲＡ
Ｍで、データの一時記憶等に利用されるものである。　
次に本実施例の動作を説明する。

まず、ＣＲＴ／Ｍｌ）Ｉ２４より、射出成形条件の各種
パラメータを設定し、共有ＲＡＭ１８内に記憶させる。

この各種パラメータの内、本発明に関係する保圧工程の
パラメータについては、第３図に示すように保圧段数を
１段からｎｅ段に設定し各段の保圧圧力、即ちトルクリ
ミットｆＥＰ１〜ｐｅ及び各段の保圧時間Ｔ１〜Ｔｅ＠
設定する。

又、計量工程のパラメータについては、計量段を１段か
らｍｅ段とし、各段の背圧（トルクリミット値）ＢＦ’
１〜ＢＰｅ、スクリュー回転数■１〜Ｖｅ、各段から次
段への切換スクリュー位置し１〜Ｌｅを設定する。

ざら（二、保圧開始後、ゲート部が封鎖されると予想さ
れ、計量を開始させる計量開始時間を設定する。

以上のように、各種パラメータを設定した後、射出成形
動作を開始させ、保圧工程になると、ＰＭＣ用ＣＰＵ１
２は第１図（ａ）、（ｂ）の動作処理フ［１−チャート
で示す処理を開始する。

まず、ＰＭＣｔＴＩＣＰＵｌ　２は指標ｎを「１」にセ
ットしくステップＳ１）、共有ＲＡＭ１８に記憶されて
いるｎ（＝−１）段目の保圧時間Ｔ１（第３図参照）を
保圧タイマ丁Ｐにセットしくステップ８２）　、ｎ　（
＝１　）段目のトルクリミット値Ｐ１を共有ＲＡＭ１８
から読出し、ＢＡＣ１３，出力回路２０を介して射出用
サーボモータ２のサーボ回路１７ａへ出力し、該射出用
サーボモータ２の出力トルクをトルクリミット値Ｐ１に
制限する。

一方、保圧期間中にＮＣ用ＣＰＬ１１１はスクリュー最
前進位置までのパルス分配をサーボモータフエイス１６
を介して丈−水回路１７ａに行っているから、スクリュ
ー１はトルクリミットＰ１で設定された保圧で金型７内
の樹脂に圧力を加えることとなる（ステップ８３）。又
、この第１段目の保圧処理と同時に、設定されている計
ｆｆｉ開始時間を計量開始タイマＴＭにセットしくステ
ップ８４）、ｌ）ＭＣ用ＣＰＩＪ１２は計量開始タイマ
ＴＭがタイムアツプしたか（ステップＳ５）、保圧タイ
マＴＰがタイムアツプしたかくステップＳ６）、及びス
クリュー回転指令が出されているかぐステツー１８７）
を順に繰り返し判断し、保圧タイマＴ　））がタイムア
ツプすると（ステップＳ６）、指標ｎが設定保圧段数ｎ
ｅか否か判断しくステップ３８）指標ｎが設定保圧段数
ｎｅでなければ、例えばｎ＝１でありｎｅ≠１′ｃ＆あ
ると、指標ｎを「１」インクリメントしくステップＳ９
）、当該指標ｎで示す保圧段数ｎ（−２）の設定保圧時
間［ｎ（＝Ｔ２）を保圧タイマＴＰにセットしくステッ
プ５１０）、設定トルクリミット値Ｐｎ（＝Ｐ２）を前
述同様サーボ回路１７ａへ出力して射出用υ−ボモータ
２の出力トルクを設定保圧になるように制限する（ステ
ップ５１１）。そして、再びスクリュー回転指令が出て
いるか（ステップ３７）、計２開始タイマＴＭがタイム
アツプしたか（ステップＳ５）、保圧タイマＴＰがタイ
ムアツプしたか（ステップ８６）を繰り返し判断する。

以）保圧タイムＴＰがタイムアツプする毎に指標ｎを更
新し、該指標で示される保圧段の保圧時１ｉＪＴｎを保
圧タイマＴＩ’にセットし、保圧Φトルクリミット値ｐ
ｎを出力し射出用サーボ王−夕２の出力トルクを制限す
る各段の保圧工程処理を行う。

こうして、保圧工程の各段の処理を進めていく内に、計
量開始タイマ１゛ＭがタイムアツプするとくステップＳ
５）、指標ｍを「１」にセットしくステップ３１２）　
、計量ｍ（−１＞段目の設定スクリュー回転数Ｖｍ　（
−Ｖｌ　）を共４ＲＡＭ１８より読出し、ＢＡＣ１３，
共有ＲＡＭ１８を介してＮＯ用ＣＰｔＪ１１に送信し、
ＮＣＰｆｌＣＰＵｌｌはサーボインターフェイス１６．
サーボ回路１７ｂを介してスクリュー回転用サーボ王−
夕４を設定スクリュー回転数Ｖｍ　（−Ｖｌ　）で回転
させる（ステップ５１３）。一方ＰＭＣ用ｃｐｕ１２は
保圧タイマＴＰがタイムアツプしたか（ステップ８６）
を監視する。即ち、スクリュー回転指令がステップＳ１
３′ｒ−出力された後は、ステップ８６．８７を繰り返
し行い保圧タイマＴＰがタイムアツプするのを待つ。な
お、ステップＳ７でのスクリュー回転指令が出ているか
の判断は、ＰＭＣ用ＣＰＵ１２からＮＣＪ’１ＣＰＵ１
１へのスクリュー回転指令が出ているか否かを判断して
もよく、又は、指標ｍが「１」か否かによって指令が出
ているか否かを判断してもよい。

そして、ステップＳ６で保圧タイマＴＰがタイムアツプ
する毎に前述したように指標ｎを「１」インクリメント
し、指標ｎに対応する保圧段の保圧時間を保圧タイマＴ
Ｐにセットしその段のトルクリミット値をサーボ回路１
７ａに出力して、当該段の保圧圧力を樹脂に与える（ス
テップ８９゜８１０．８１１）。そしてステップＳ７に
戻る。

そして、指標ｎの値が設定保圧段数ｎｅに達すると保圧
処理は終了しくステップＳ８）、計量処理のみの処理と
なる。

その結果、第５図に丞すように保圧開始後設定所定時間
（計ｆｆ［始時間）経過した後は保圧処理と計量処理が
同時に行われることとなる。即ち、第１図（ａ）の処理
フローチャートでステップＳ１３で計％ｔｍ（−１）段
目のスラリ１−回転数が指令された後指標ｎが設定保圧
段数ｎｅに達するまでは保圧と計量の処理が同時に行わ
れる。その際、スクリュー１は計量第１段目に設定され
たスクリュー回転数で回転し計量処理が開始され、又、
射出用サーボモータ２は、最終保圧段の処理完了するま
でスクリュー１を前進させて樹脂の保圧を行うから、金
型７内の樹脂には設定保圧が印加され、又、通常の計量
時の背圧と比べこの射出用サーボモータ２によって加え
られる保圧圧力は大きいので、スクリュー１が回転して
もスクリュー１の後退端は少なく、計量第１段から第２
段への切換位置に保圧期間中にスクリュー１が後退する
ことはない（又、そのように切換位置を設定しておく）
。

保圧工程用の指標ｎが設定保圧段数ｎｅに達しくステッ
プＳ８）、保圧工程が終了すると、ＰＭＣ用ＣＰＵ１２
は、スクリュー回転指令が出ているか否か（又は指標ｍ
が「１」か否か）を判断しくステップ８１４）、保圧期
間中にスクリュー回転を始めたか否か判断し、スクリュ
ー回転が行われていれば、射出用サーボモータ２の出力
トルクを計Ｊｉｔｍ（＝１）段目に設定された背圧とし
てのトルクリミット値ＢＰｍ　（＝ＢＰ１　）に制限す
るよう、サーボ回路１７ａへ出力回路２０を介して出力
し、計１ｍ（＝１）段目の背圧を与え、計１ｍ　（−１
）段目のスクリュー回転、背圧のｍ＜＝１）段目の計量
が行われる。なお、射出用サーボモータ２の出力トルク
を、保圧時の大きなトルクから計量時の背圧用の小さな
トルクに変えることにより、スクリュー１はスプリング
バック作用で、急激に後退する現象が生じるが、従来の
例及び後述するステップ３１６の処理であると、スクリ
ューの回転が行われない内にスクリュー１が後退し、計
量・混線が不充分となるということが生じるが、本発明
のようにスクリュー１がすでに回転しでいる状態で射出
用サーボモータ２の出力トルクが減少してスクリュー１
が後退しても、樹脂の混線が行われるので、・より優れ
た混線が行われる。

一方、ステップ８１４でスクリュー回転指令が出されて
いないと判断されたとぎは、指標ｍを「１」にセットし
くステップ５１５）、計量１ｍ（−１）段目の背圧（ト
ルクリミット値）スクリュー回転数を前述のようにヒツ
トしくステップ８１６）　、計量ｍ（＝１）段目の計量
処理を開始する。

か＜　Ｌ、で、計量ｍ（＝１）段目の計量工程が開始さ
れると（ステップ８１６．８１７）　、ＰＭＣ用ＣＰＵ
１２は共有ＲＡＭ１８に設定記憶されてイル計Ｂｔｍ（
＝１）段目の切換位置Ｌｍ　（＝１１　）にスクリュー
位置が達したか否かを、ＢＡＣｌ　３゜共有ＲＡＭ１８
を介してＮＣ用ＣＰｔＪ１１から送られてくるスクリュ
ー現在位置より判断しくステップ８１８）、切換位置に
達していれば、指標ｍの値が設定計量段数ｍｅと一致す
るか否か判断しくステップ５１９）、達してなければ、
指標ｍを「１」インクリメントしくステップ５２０）、
該指標ｍで示ず値の計ｆｉｍ段の背圧、スクリュー回転
数をサーボモータ２．４に対し夫々設定しｍ段の計量工
程を行い（ステップ８１６）、当該ｍ段の切換位置１ｍ
にスクリュー１が後退する毎に、指標ｍｅを更新し各段
の計量工程を行い、指標ｍが設定計量段数ｍｅに達すれ
ば（ステップ５１９）、計量工程を終え次の工程（型開
き・エジェクト工程）へ進む。

発明の効果 本発明は、保圧工程と計量工程を一部オーパラツプして
同時に行うので、成形サイクル時間がオーバラップ分だ
け短縮することができる。さらに、保圧から計Ｇへの切
換時に、保圧の大きな圧力から背圧の小さな圧力へと切
換えられて、スクリューが後退しても、スクリｌ−がす
でに回転して樹脂を混練しているから、良好な混線を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の・一実施例の動作処理
フローチャート、第２図は本発明の一実施例を行う射出
成形機の要部ブロック図、第３図は保圧工程の設定パラ
メータの説明図、第４図は計量工程の設定パラメータの
説明図、第５図は本発明の保圧・計量制御方法の成形サ
イクルの一例を示す説明図、第６図は従来の成形サイク
ルの説明図である。 １・・・スクリュー、２・・・射出用サーボエータ、３
．５・・・パルスコーダ、４・・・スクリュー回転用サ
ーボモータ、６・・・加熱シリンダ、７・・・金型、１
０・・・数値制御装置。 第　１　口（ｂ） 羞　２　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　保圧開始後保圧完了前に、設定所定時間が経過すると
   、設定された計量第１段目の工程のスクリュー回転数で
   スクリューを回転駆動し、保圧完了後設定された計量各
   段の工程のスクリュー回転数、背圧で計量第１段目の工
   程より順に計量各段の工程を行い計量する射出成形機の
   保圧・計量制御方法。