JPH01316241A - 射出成形機の保圧制御方法 - Google Patents

射出成形機の保圧制御方法

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JPH01316241A
JPH01316241A JP14781088A JP14781088A JPH01316241A JP H01316241 A JPH01316241 A JP H01316241A JP 14781088 A JP14781088 A JP 14781088A JP 14781088 A JP14781088 A JP 14781088A JP H01316241 A JPH01316241 A JP H01316241A
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injection
control
pressure
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speed
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JP14781088A
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Koichi Sakai
康一 酒井
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Meiki Seisakusho KK
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Meiki Seisakusho KK
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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】 (技術分野) 本発明は、射出成形機の射出工程、中でも射出充填工程
後の射出保圧工程における射出作動を制御するための保
圧制御方法に関するものである。
(背景技術) 射出成形機における成形材料の射出工程は、金型のキャ
ビティ内に成形材料を充填させるための射出充填工程と
、その射出充填工程後の冷却・固化に伴う成形材料の体
積変化を補うために、そのキャビティ内の成形材料に圧
力を加える射出保圧工程とからなっている。
ところで、このような射出成形機において良好な成形品
を得るためには、射出工程の射出充填工程および射出保
圧工程のそれぞれにおいて、金型構造やキャビティ形状
、あるいは成形材料等の条件に応じて射出速度や射出圧
力等の射出条件を適正に設定し、その射出速度や射出圧
力等の射出条件に従って射出作動を制御する必要がある
そして、そのために、この種の射出成形機においては、
一般に、金型のキャビティ内に成形材料を充填する射出
充填工程において、射出スクリュ乃至は射出プランジャ
(以下、単に射出スクリュという)の移動位置(移動量
)若しくは射出操作開始後の経過時間によって充填工程
を複数の制御区間に分割し、それら制御区間のそれぞれ
について金型構造等の条件に応じた射出速度の制御値を
設定して、各制御区間において、射出スクリュの移動速
度をその射出速度の制御値に従って制御することが行な
われており、また射出保圧工程においては、射出時間を
規定量としてその保圧工程を複数の制御区間に分割し、
各制御区間のそれぞれについて、金型構造等の条件に応
じた射出圧力を制御値として設定して、各制御区間にお
いてキャビティ内の成形材料に対する加圧力をその射出
圧力の制御値に従って制御することが行なわれている。
しかしながら、このように、射出保圧工程における制御
区間を時間で規定する従来の射出成形機においては、射
出圧力の制御値を成形材料の体積変化状態に応じて正確
に切り換えることが難しく、そのために射出保持圧力と
しての射出圧力が過大気味となって、特に薄肉成瘤時に
おいて、その過大な射出保持圧力に起因して成形品に残
留歪が惹起されて、成形品の品質がバラツクといった問
題があった。
(解決課題) 本発明は、このような事情を背景として為されたもので
あり、その解決すべき課題とするところは、射出保圧工
程において、射出圧力や射出速度等の射出制御量を、成
形材料の体積変化状態に一層正確に対応させて切り換え
て、過大な射出保持圧力に起因する残留歪が成形品に生
じることを良好に抑制するようにすることにある。
(解決手段) そして、かかる課題を解決するために、本発明において
は、射出充填工程後の射出保圧工程を複数の制御区間に
分割して、それら制御区間のそれぞれについて射出圧力
乃至は射出速度の制御値を設定する一方、それら制御区
間の各境界位置に対応して、良品成形のために望ましい
金型温度若しくはキャビティ内の材料温度をそれぞれ設
定し、射出充填工程後の射出保圧工程において、前記射
出圧力若しくは射出速度の制御値を前記制御区間の順序
に従って切り換えるようにすると共に、それらの各制御
区間内において、金型温度若しくはキャビティ内の材料
温度の実測値と、当該制御区間と次の制御区間との境界
位置に対応して設定された前記金型温度若しくはキャビ
ティ内の材料温度の設定値とを比較して、それらの比較
結果に基づいて、前記射出圧力若しくは射出速度の制御
値を次の制御区間について設定された制御値に切り換え
るようにしたのである。
(実施例) 以下、本発明をより一層具体的に明らかにするために、
その一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
先ず、第1図には、本発明手法が適用される射出成形機
の一例が示されている。そこにおいて、10は、加熱筒
12内に挿入された射出スクリュであって、油圧モータ
14によって回転作動させられるようになっていると共
に、射出シリンダ16によって軸心方向に移動させられ
るようになっている。そして、よく知られているように
、油圧モータ14による該射出スクリュ10の回転作動
により、樹脂材料の可塑化・計量操作が行なわれるよう
になっていると共に、その可塑化・計量操作後において
、射出スクリュ10が射出シリンダ16にて前進作動さ
せられることにより、所定の射出操作が行なわれるよう
になっている。射出スクリュ10の前進作動に伴って、
加熱筒12の先端のノズルから金型20のキャビティ2
2内に樹脂材料が射出せしめられるのである。
ここで、油圧モータ14は、ポンプ24から切換弁26
を介して供給される作動油によって回転駆動されるよう
になっており、電磁比例流量制御弁28による作動油の
流量制御に基づいてその回転速度が制御されるようにな
っている。また、射出シリンダ16は、ポンプ24から
電磁比例流星制御弁28および切換弁26を介して供給
される作動油によって駆動されるようになっていると共
に、その作動油圧が電磁比例圧力制御弁30によって調
整されるようになっており、これにより、電磁比例流量
制御弁28による作動油流入量の調整に基づいて、射出
スクリュ10の前進速度(射出速度)が調整されるよう
になっていると共に、電磁比例圧力制御弁30による作
動油圧の調整に基づいて、射出圧力が調整されるように
なっている。
ところで、射出スクリュlOには、その軸心方向の移動
位置を検出するための位置センサ32が取り付けられて
おり、射出スクリュ10の移動位置、所謂スクリュ位置
を表す位置信号が、この位置センサ32からインタフェ
ース回路34を介してコントローラ36のCPU3Bに
入力されるようになっている。また、射出シリンダ16
には油圧センサ40が接続されており、射出シリンダ1
6の作動油圧、ひいては射出操作時における樹脂材料の
射出圧力や可塑化・計量操作時における背圧を表す圧力
信号が、この油圧センサ40からインタフェース回路3
4を介してCPU38に供給されるようになっている。
さらに、金型20には、キャビティ22の表面に出来る
だけ接近させられた状態で、高感度・高応答性の温度セ
ンサ41が配設されており、この温度センサ41で検出
されたキャビティ22の表面温度、ひいてはキャビティ
22内に射出された樹脂材料の温度を表す温度信号が、
インタフェース回路34を介してCPU38に供給され
るようになっている。
なお、それらセンサ32,40.41からCPU3Bに
供給された検出信号は、内部メモリ42およびインタフ
ェース回路44を介して外部メモリ46に必要に応じて
供給され、記憶させられる。
また、第1図中、48は、射出スクリュ10の回転速度
を検出する回転センサ、50は、油圧モータ14の作動
油圧を検出する油圧センサであり、それらセンサ4B、
50から出力される検出信号も、前記センサ32,40
.41からの検出信号と同様、インタフェース回路34
を介してCPU38に供給され、内部メモリ42および
外部メモIJ46に必要に応じて記憶させられる。
ここで、CPO38には、インタフェース回路44を介
して、各種の設定器からなる設定装置52が接続されて
おり、また表示部としてのCRT54が接続されている
。そして、ここでは、かかる設定装置52に設けられた
各種の設定器により、CRT54上において各設定値を
視認しつつ、射出工程の射出条件を含む各成形工程の制
御条件が設定できるようになっている。そして、CPU
38は、かかる設定装置52で設定された設定値に基い
て、前記各センサからの検出値を予め定められたプログ
ラムに従って演算処理して、前記電磁比例流星制御弁2
8、電磁比例圧力制御弁30等の各被制御装置に対して
、射出成形の進行状態に応じた制御信号をインタフェー
ス回路56を介して供給するようになっている。
ところで、かかる射出成形機において、ここでは、射出
工程における射出条件が次のようにして設定されるよう
になっている。
すなわち、射出条件の設定に際しては、設定装置52に
より、先ず、射出工程を幾つの制御区間に分割するかが
設定される。そして、その制御区間の分割数が設定され
ると、その制御区間の分割数(ステップ数)の設定値に
応じた設定画面がCRT54上に表示される。第2図は
、そのステップ数に応じてCRT54上に表示される設
定画面の好ましい一例を示すものであり、ここでは、ス
テップ数が「10」に設定された場合の画面が示されて
いる。
ここで、CRT54上には、第2図に示されているよう
に、射出速度および射出圧力のそれぞれについて、制御
区間のステップ数に応じた設定部:V1〜■10および
PI−PIOが表示されるようになっており、それらの
各設定部:■1〜■10およびP1〜P1oにおいて所
定桁数の数値表示部がそれぞれ設けられている。そして
、それら各設定部;v1〜VIOおよびP1〜P10の
数値表示部に(lT54上のカーソルを移動させて、設
定装置52により数値を入力すると、各制御区間につい
てそれぞれ射出速度および射出圧力の制御値が設定され
、且つ数値表示部にその設定制御値が表示されるように
なっている。
また、CRT54上には、射出時間(所要時間)、スク
リュ位置(移動量;区間距離)および金型温度について
、制御区間のステップ数に応じた設定部:T1−Tl0
1St−3IO1t1〜む10が表示されるようになっ
ており、それらの各設定部二T1〜Too、31〜5I
O1L1〜む10において、前記射出速度および射出圧
力の各設定部の場合と同様に、所定桁数の数値表示部が
設けられている。そして、射出速度および射出圧力の各
設定部における数値表示部と同様に、射出時間、スクリ
ュ位置および金型温度の設定部;T1−T10、S1〜
5IO1tl−LIOの各数値表示部にカーソルを移動
させて表示装置52で数値を入力すると、各制御区間に
ついて、それぞれ、射出時間(所要時間)、スクリュ位
置(移動量;区間距離)および金型温度が設定されるよ
うになっていると共に、それらの設定値が各対応する数
値表示部に数値表示されるようになっている。
つまり、射出工程の各分割された制御区間について、射
出充填工程および射出保圧工程に拘わらず、射出速度お
よび射出圧力の制御値をそれぞれ任意に設定できるよう
になっていると共に、それら制御区間の境界位置を、射
出時間、スクリュ位置および金型温度の3種の規定量で
規定できるようになっているのであり、射出条件の設定
に際しては、前記制御区間の分割数(ステップ数)の設
定後において、それら射出速度、射出圧力、射出時間、
スクリュ位置および金型温度が各制御区間について設定
されるのである。
そして、ここでは、可塑化・計量操作後の射出操作が、
このようにして設定された各設定値に基づいて、第3図
に示すプログラムのフローチャートに従って行なわれる
ようになっており、これにより、各制御区間における射
出時間、スクリュ位置および金型温度の設定に基づいて
、充填工程の各制御区間を射出時間乃至はスクリュ位置
の設定値で規定できるようになっていると共に、保圧工
程の各制御区間を金型温度の設定値で規定できるように
なっている。
すなわち、可塑化・計量操作が完了して、射出開始指令
が発せられると、第3図に示す射出操作プログラムが開
始され、先ずステップSPlにおいて、制御区間の順位
を表すXが「1」に設定される。そして、続くステップ
SP2において、そのXが表す順位の制御区間について
、前記設定画面で設定された射出時間:TX(最初は設
定部:Tlで設定されたT、)と実際の経過時間二Tと
が比較され、設定射出時間:TXが未だ経過していない
と判断されるとステップSP3が引き続いて実行され、
逆に設定射出時間:T8が既に経過したと判断されると
ステップSP4が実行される。
ステップSP2において設定射出時間:T8が未だ経過
していないと判断された場合に実行されるステップSP
3では、Xが表す順位の制御区間について、前記設定画
面で設定された射出スクリュIOの移動位置(移動量;
区間距離):Sつと射出スクリュ10の実際の移動位置
(移動量);Sとが比較される。そして、射出スクリュ
lOの実際の移動位置(移動量):Sが既に設定移動位
置(移動量):SXに達していると判断されるとステッ
プSP4が引き続いて実行されるが、未だ設定移動位置
(移動量):SXに達していないと判断されると、引き
続いてステップSP5が実行される。
ステップSP5においては、Xが表す順位の制御区間に
ついて、前記設定画面で設定された金型温度の設定値:
LXと金型20の実際の温度、すなわち温度センサ41
で検出された温度:Lとが比較される。そして、かかる
ステップSP5において、実際の温度:Lが設定値:t
つよりも低くなったことが確認されると引き続いてステ
ップSP4が実行され、そうでない場合には、ステップ
SP6およびSF3が引き続いて実行される。
ステップSP6およびSF3においては、それぞれ、X
が表す順位の制御区間について、前記設定画面で設定さ
れた射出速度の設定制御値:■、(最初は設定部:■1
で設定されたV+)および射出圧力の設定制御値:PX
(最初は設定部:Plで設定されたP、)が読み出され
1、続くステップSP8およびSF3において、ステッ
プSP6およびSF3で読み出された設定制御1値:V
8およびP、にPID演算が施される。そして、続くス
テップ5PIOにおいて、それらステップSP8および
SF3で演算処理された各設定制御値:VXおよびPl
に対応した制御信号(最初は、■1゜Plに対応した制
御信号)が、インタフェース回路56を介して、前記電
磁比例流量制御弁28およびN Kit比例圧力制御弁
30に出力される。その結果、電磁比例流量制御弁2日
が、射出速度の設定制御値:■8に対応した流量に調整
されると共に、電磁比例圧力制御弁30が、射出圧力の
設定制御値:PXに対応した圧力に設定されるのである
上記ステップ5PIOの実行後は、前記ステップSP2
以下が再び実行される。そして、Xが表す順位の制御区
間について、ステップSP2.SP3およびSF3の何
れかの判断の結果としてステップSP4が実行されるま
で、電磁比例流量制御弁28および電磁比例圧力制御弁
30に対して同様の制御信号、すなわちXが1の場合に
は、第1の制御区間について設定された射出速度の設定
制御値:■1および射出圧力の設定制御値二P1に対応
した制御信号が継続して供給される。
一方、前記ステップSP2.SP3およびSF3の何れ
かに引き続いて実行されるステップSP4においては、
前記制御区間の分割数(ステップ数)の設定値:n(こ
こでは、n=10)と現状の制御区間の順位を表すXと
が比較される。そして、Xがn以上の場合には射出プロ
グラムが終了するが、Xがn未満の場合には、引き続い
てステップ5PIIが実行され、このステップS P 
1.1において、現状の制御区間の順位を表すXに対し
て「l」が加算されて、その加算値がXに置換される。
そして、その後、前記ステップSP6以下が実行される
つまり、かかるステップ5PIIの実行後に実行される
ステップSP6およびSF3においては、それまでのX
が表していた制御区間の次の順位(x+1)の制御区間
について設定された射出速度および射出圧力の各設定制
御値:■、およびP、、例えばそれまでのXがrl、で
第1の制御区間を表していた場合には、第2の制御区間
について設定された射出速度および射出圧力の各設定制
御値二■2およびP2が読み出されるのであり、その結
果、ステップ5PIOにおいては、第2の制御区間につ
いて設定された射出速度の設定制御値:■2および射出
圧力の設定制御値:P2に対応した制御信号が、電磁比
例流量制御弁28および電磁比例圧力制御弁30に対し
て供給されるようになるのである。そして、これにより
、ステップSP4およびステップ5PIIが次に実行さ
れるまで、電磁比例流量制御弁28が第2の制御区間に
ついて設定された射出速度の設定制御値:■2に対応し
た流量に設定されると共に、電磁比例圧力制御弁30が
第2の制御区間について設定された射出圧力の設定制御
値:P2に対応した圧力に設定されるのであり、以下、
ステップSP4および5PIIが実行される毎に、ステ
ップ5pioにおいて電磁比例流量制御弁28および電
磁比例圧力制御弁30に供給される各制御信号が順次次
の制御区間について設定された設定制御値:■つおよび
P、に対応するものに切り換えられて、電磁比例流量制
御弁28の流量および電磁比例圧力制御弁30の圧力が
、その設定制御値:■つ、PXに対応した大きさに切換
制御されるのである。
なお、最終制御区間(ここでは、第10区間)の射出制
御下において実行されるステップSP4においては、制
御区間の順位を表すXが分割ステップ数:nに一致する
ため、かかるステップSP4の実行後、前述のように、
射出プログラムは終了することとなる。
このような射出成形機においては、各制御区間が、充填
工程および保圧工程に拘わらず、射出時間(T、)、ス
クリュ位置(S工)および金型温度(1,)の何れか最
初に満足された規定条件で規定される。従って、充填工
程の各制御区間において、射出時間(T、)およびスク
リュ位置(SX)のうちの少なくとも一方の規定条件が
金型温度(tx)の規定条件よりも早く満足されるよう
にそれらの規定量を設定すれば、第4図に示されている
ように、充填工程において、各制御区間(ここでは、第
1〜第7の制御区間)について設定された射出速度およ
び射出圧力の各設定制御値:VX。
P、を射出時間(T、)乃至はスクリュ位置(S、)の
規定値に基づいて切り換えて、従来と同様に射出作動を
制御することができるのである。なお、かかる充填工程
の各制御区間においては、金型20の予想最高温度:L
1□、よりも高くなるように金型温度の設定値:LXを
設定すればよい。金型温度の設定値:LXをこのように
設定すれば、制御区間が必然的に射出時間(T、)若し
くはスクリュ位置(S8)で規定されることとなるので
ある。
一方、保圧工程の各制御区間において、射出時間(T、
) 、スクリュ位置(S、)および金型温度(tx )
の各規定条件のうち、金型温度Ctx>の規定条件が最
も早く満足されるようにそれらの規定量を設定すれば、
第4図に示されているように、保圧工程において、各制
御区間(ここでは、第8〜第10の制御区間)について
設定された射出速度および射出圧力の各設定制御値:V
、、P。
を金型温度の規定値:LXに基づいて切り換えて、射出
作動を制御することができるのである。
従って、このような射出成形機において、上述のように
、充填工程の各制御区間を射出時間(T、)若しくはス
クリュ位置(3つ)で規定するようにする一方、保圧工
程の各制御区間を金型温度り、)で規定するようにすれ
ば、保圧工程において、各制御区間を時間(TX)で規
定する従来手法に比べて、キャビティ22内の樹脂材料
の体積変化状態により正確に対応させて射出速度および
射出圧力の各設定制御値:v、、pXを切り換えること
ができるのであり、それ故、保圧工程における射出圧力
(射出保持圧力)が過大になることを良好に抑制して、
過大な射出保持圧力に起因して成形品に残留応力が生じ
ることを良好に回避できるのであり、薄肉成形時におい
て、薄肉成形品にソリや変形等の残留歪が生じることを
良好に防止することができるのである。
また、このように、射出保持圧力が過大になることを良
好に抑制できることから、省エネルギ面でも有利になる
のであり、更には成形サイクルの短縮化の面においても
有利になるのである。
なお、上記保圧工程の各制御区間における金型温度の規
定値:LXは、良品成形時における温度パターンと圧カ
バターンとをX−Yレコーダ等で実測した結果に基づい
て設定されることとなる。
ところで、上例の射出成形機では、前述のように、充填
工程および保圧工程に拘わらず、射出工程の各制御区間
において、射出速度および射出圧力の各制御値:V、、
P、を個々に設定でき、第4図に示されているように、
各制御区間において、それらの一方を実質的な制御値と
し、他方をリミッタ制御値として設定することにより、
各制御区間において、射出速度制御を行なうか或いは射
出圧力制御を行なうかを任意に選択することができるた
め、金型構造やキャビティ形状、或いは樹脂材料等の条
件に応じて射出条件をより適正に設定できるといった利
点がある。
また、上例の射出成形機では、設定画面で設定したステ
ップ数の制御区間についてだけ、各制御値および規定値
を設定すればよいため、余分な設定操作を行なう必要が
ないといった利点もある。
以上、本発明の一実施例を詳細に説明したが、本発明は
、これに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しな
い範囲内において、種々なる変更。
修正、改良等を施した態様で実施することが可能である
例えば、前記実施例では、温度センサ41が金型20の
温度を検出して、キャビティ22内に射出された樹脂材
料の温度を間接的に検出するようになっていたが、その
ような温度センサに代えて、キャビティ22内の樹脂材
料の温度を直接検出する温度センサを採用することも可
能である。
また、前記実施例では、金型温度等によって規定される
射出工程の各制御区間において、射出速度および射出圧
力が段階的に切換制御されるものとして説明したが、第
2図に示すように、設定画面上の射出速度および射出圧
力の各設定部において、各制御区間における射出速度お
よび射出圧力の制御形態が段階制御形態なのかスロープ
制御なのかを設定するための制御形態設定部を設けて、
その制御形態設定部における設定によって、各制御区間
における射出速度および射出圧力の制御形態を、段階制
御形態およびスロープ制御形態の何れか一方の形態に任
意に設定するようにすることも可能である。
さらに、射出条件を設定するだめの設定画面上には、第
2図に示すように、必要に応じて、射出速度、射出圧力
、射出時間、スクリュ位置、金型温度等の各現在値や、
各制i′ll1区間の実測距離、計量完了時のスクリュ
位置(計量位置)等の各種情報を同時に表示させるよう
にすることも可能であり、設定画面を表示するための表
示装置としても、CRT54以外の表示装置を採用する
ことが可能である。
また、前記実施例では、インラインスクリュ式射出成形
機に対して本発明を適用した例について述べたが、プラ
ンジャ式の射出成形機に対しても本発明を適用すること
が可能である。
(発明の効果) 以上の説明から明らかなように、本発明は、射出保圧工
程を複数に分割したそれぞれの制御区間を、金型温度若
しくはキャビティ内の材料温度で規定するものであるた
め、射出圧力若しくは射出速度の制御値をキャビティ内
の成形材料の体積変化状態に一層正確に対応して切り換
えることができるのであり、それ故、射出保圧工程にお
ける射出保持圧力としての射出圧力が過大になることを
良好に抑制して、薄肉成形時においても、過大な射出保
持圧力に起因して残留歪が成形品に惹起されることを良
好に防止することができるのである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明手法が適用される射出成形機の一例を
概略的に示す系統図であり、第2図は、第1図の射出成
形機における射出条件の設定に際して、その射出成形機
のCRT上に表示される設定画面の一例を示す図であり
、第3図は、第1図の射出成形機の射出工程の制御例を
説明するためのフローチャートであり、第4図は、第1
図の射出成形機の射出条件の設定例を説明するための説
明図である。 lO:射出スクリュ  14:油圧モータ16:射出シ
リンダ 28:電磁比例流量制御弁 30:電磁比例圧力制御弁 32:位置センサ   38:CPU 40:油圧センサ   41:温度センサ52:設定装
置    54:CRT

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 射出充填工程後の射出保圧工程を複数の制御区間に分割
    して、それら制御区間のそれぞれについて射出圧力乃至
    は射出速度の制御値を設定する一方、それら制御区間の
    各境界位置に対応して、良品成形のために望ましい金型
    温度若しくはキャビティ内の材料温度をそれぞれ設定し
    、射出充填工程後の射出保圧工程において、前記射出圧
    力若しくは射出速度の制御値を前記制御区間の順序に従
    って切り換えるようにすると共に、それらの各制御区間
    内において、金型温度若しくはキャビティ内の材料温度
    の実測値と、当該制御区間と次の制御区間との境界位置
    に対応して設定された前記金型温度若しくはキャビティ
    内の材料温度の設定値とを比較して、それらの比較結果
    に基づいて、前記射出圧力若しくは射出速度の制御値を
    次の制御区間について設定された制御値に切り換えるよ
    うにしたことを特徴とする射出成形機の保圧制御方法。
JP14781088A 1988-06-15 1988-06-15 射出成形機の保圧制御方法 Pending JPH01316241A (ja)

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