JPH02212114A - 射出成形機の成形条件入力方法 - 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、設定された成形条件に基づき射出行程、型開
閉行程などの制御を司どる演算制御装置を具備した射出
成形機における成形条件入力方法に関する。

［従来の技術］ 公知のように、インラインスクリュータイプの射出成形
機では、加熱シリンダ内に回転並びに進退自在に配置さ
れているスクリューの回転と後退とにより、樹脂の混練
・可塑化を行い、その後スクリューが前進することによ
り、溶融樹脂を金型装置のキャビティ内へ充填するとい
う成形プロセスをとっている。

上記スクリューの前進による射出行程においては、射出
速度並びに射出圧力の適正な制御が必要で、適正制御が
なされない場合、製品（成形品）の外観や寸法精度に重
大な欠陥を生じる。このため、最近の射出成形機におて
はプログラム制御を行い、射出速度や射出圧力をきめ細
かく制御するようにしている。

すなわち、金型装置のキャビティに溶融樹脂を充填する
（１次）射出行程時には、ノズルから射出された溶融樹
脂がスプール、ランナー、ゲートを通過する過程や、キ
ャビティ内へ充填される過程などに対応し、溶融樹脂の
流れ方が各課程に応じた最も良好な状態となるように、
射出ストロークを複数段暗に区切って各段階毎に射出速
度（スクリューの前進速度）をきめ細かく制御するよう
になされている。また、溶融樹脂を一応キャビテイ内へ
充填し終った後、まだ高温状態にある溶融樹脂が冷却に
よって体積収縮を始めるのに対応して引き続き射出圧を
維持し、スクリュー先端部に少量残っているクツション
量と称される溶融樹脂を上記収縮量に応じてキャビティ
内へ送り込む保圧行程時には、保圧行程の各段階を時間
毎に区切って、射出圧力が各段階で最も良好な圧力値と
なるようにきめ細かい制御がなされていた。

なお、説明を割愛するが、チャージ行程、型開閉行程に
おいても、速度、圧力の多段階制御がなされていた。

上述した射出行程時の射出速度条件並びに射出圧力条件
、あるいは型開閉行程時の速度・圧力条件は、製品（成
形品）の形状や肉厚、プラスチック材料の種類などによ
って異なり、製品毎に適正条件が設定される。この速度
条件並びに圧力条件の設定は、従来はテンキーなどのキ
ー人力装置による数値入力で、時間、ストロークに対す
る圧力、速度を順次入力し、射出速度条件並びに射出圧
力条件などの成形条件をそれぞれ多段設定するようにな
されていた。

［発明が解決しようとする課題］ 上記したように従来は、キー人力装置による数値入力で
、射出速度条件並びに射出圧力条件などをそれぞれ多段
設定していたが、これがながなかに煩雑な作業で１時間
がかかるという問題が指摘されており、設定段数が増加
する程（きめ細かい条件設定をしようとする程）この問
題は顕著となった。また、多段設定条件が視覚的・直感
的に判りにくく、オペレータは一度設定条件を、紙面上
や頭の中で射出速度グラフパターン並びに射出圧力グラ
フパターンなどの形でイメージした後、デジタル方式で
条件の入力設定を行っていたのが実情であり、初心のオ
ペレータなどにとっては、より条件設定に時間がかかる
ものであった。

本発明は上記の点に鑑みなされたもので、その目的とす
るところは、オペレータにとって視覚的・直感的に判り
やすい形で、きめ細かい速度条件並びに圧力条件が容易
・確実に行ない得、また、設定時間の短縮が図れる射出
成形機の成形条件入力方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明による射出成形機の成形条件入力方法は、上記し
た目的を達成するため、設定された成形条件に基づき射
出成形機全体の制御を司どる演算制御装置を具備し、加
熱シリンダ内のスクリューの前進によりスクリュー先端
部に貯えられた溶融樹脂を射出する射出成形機において
、可動部材の速度条件並びに圧力条件を、ストロークま
たは時間座標に沿ったグラフパターン図形情報として前
記演算制御装置に入力設定するようにされる。

［作　用］ 上述したように、例えば射出速度条件並びに射出圧力条
件などの成形条件を、ストロークまたは時間座標に沿っ
たグラフパターン図形情報として、例えば、感圧、感触
、光学式などの座標入力装置を使用して直接に手動入力
したり、或いは、紙面上などに描かれたグラフパターン
（例えば良品成形時にプリンタで出力された成形条件の
グラフ図形）をイメージスキャナで自動的に読み取るこ
とで、演算制御装置に入力設定される。従って、オペレ
ータは、視覚的・直感的に判りやすい、射出速度グラフ
パターン並びに射出圧力グラフパターンなどのグラフ図
の形で成形条件の入力設定が行えるので、条件設定の作
業性が向上すると共に、設定時間も短縮できる。また、
設定段数の多い条件設定も容易に行うことができる。

［実施例］ 以下１本発明を第１図〜第３図に示した１実施例によっ
て説明する。

第１図は射出成形機の要部説明図である。同図において
、１は加熱シリンダ、２は該加熱シリンダｌ内に回転及
び前後動可能に配設されたスクリュー、３は加熱シリン
ダニ内へ樹脂材料を供給するためのホッパー、４はスク
リュー２を回転駆動するための回転駆動源、５はスクリ
ュー２を前後にスライド駆動制御するための軸方向駆動
源である。

前記ホッパー３からスクリュー２の後端側に供給された
樹脂材料は、スクリュー２の回転による自己摩擦発熱と
加熱シリンダ１からの外部加熱とによって、混練・可塑
化されつつ前方へ移送される。そして、このスクリュー
２の回転によるネジ回転送り作用によって、スクリュー
２の先端部には溶融樹脂が貯えられ始め、これに伴い背
圧を一定に制御しながらスクリュー２が後退して、やが
て、スクリュー２の先端部に貯えられた溶融初詣が１シ
ョット分の分量に達した時点でスクリュー２の回転は停
止される。この後１次のサイクルの射出行程が開始され
ると、後述する如く射出速度、射出圧力を制御されつつ
スクリュー２が前進して、加熱シリンダｌの先端のノズ
ル２２からキャビティへ溶融樹脂が射出される。

前記回転駆動源４は、該実施例においては電動モータが
用いられており、その出力軸にスクリュー２の後端が適
宜手段で連結されている。この回転駆動源４は図示して
いないが後述する演算制御装置により適宜ドライバ回路
を介して駆動制御される。なお１回転駆動源４は油圧モ
ータに代替することも可能である。

前記軸方向駆動ｇ５は、前記スクリュー２を射出行程時
に前進させると共に、可塑化行程時の背圧並びに射出行
程時の射出圧をスクリュー２に対して付与するようにな
っており、該実施例においては油圧シリンダが用いられ
ているが、場合によっては、適宜回転−直線運動変換メ
カニズを付設することによって、油圧モータ或いは電動
モータに代替することも可能である。

該実施例においては第１図に示すように、前記軸方向駆
動源５たる油圧シリンダは１対設けられていて１両者は
、後述する演算制御装置によって制御される共通の油圧
制御系を介して駆動制御される。また、軸方向駆動源５
の作動部たるピストンロッド５ａは、前記回転駆動源４
たる電動モータの支持体に連結されていて、これによっ
て回転駆動源４と共にスクリュー２が前後進するように
なっている。

６は、射出成形機全体（図示せぬ型開閉装置などを含む
）の制御を司どる演算制御装置で、射出ストロークセン
サ７、射出圧力センサ８などからの計測情報を受け、こ
れに基づきスクリュー２の前進ストローク（射出ストロ
ーク）、射出速度。

射出圧力を認知するようになっている。すなわち。

スクリュー２と共に前後進するラックと噛合ったピニオ
ンの回転量を検出するパルスエンコーダなどからなる前
記射出ストロークセンサ７からのパルス信号は、演算制
御装置６内のカウンタで計測されると共に演算部でスト
ロークに換算され、また、射出ストロークセンサ７から
のパルス信号と基準クロックとの対比によって演算部で
射出速度が所定サンプリングタイム侮に検出・演算され
、これらストローク情報並びに速度情報は所定のＲＡＭ
アドレスに各々格納される。一方、例えば油圧シリンダ
に付設された油圧力測定ヘッドなどからなる前記射出圧
力センサ８からの信号も、図示せぬＡ／Ｄ変換器などを
介して演算制御装置６に供給され、演算制御装置６はこ
れを所定サンプリングタイムごとに射出圧力に換算し、
この射出圧力情報も同様に所定のＲＡＭアドレスに格納
される。

演算制御装置６は、後で詳述する予め入力設定された射
出条件設定データと、前記射出ストロークセンサ７、射
出圧力センサ８などの多数のセンサからの計測情報に基
づき、Ｄ／Ａ変換器９．増幅器ｔｏ、ｔｔをそれぞれ介
して、比例電磁流量制御弁１２．比例電磁リリーフ弁１
３を駆動制御し、また、出力インターフェース１４を介
して方向制御弁１５をＯＮ、ＯＦＦ制御する。そして、
これによってポンプ１６から前記軸方向駆動源５（油圧
シリンダ）へ供給される圧油が制御されて、スクリュー
２の射出速度並びに射出圧力がコントロールされるよう
になっている。

１７はキー人力装置で、各種モード指示用キーテンキー
、カーソル制御キーなどを具備しており、オペレータが
該キー人力装置１７の所定キーをブツシュして演算制御
装置６に所定信号を入力することにより、後述する射出
速度条件や射出圧力条件などの諸条件の設定モードが選
択されたり、後記表示装置の表示モード形態等々が選択
されたりするようになっている。１８は、カラーＣＲＴ
ディスプレイなどの表示装置で、前記演算制御装置６の
図示せぬＣＲＴ制御部からの出力が適宜転送手段を介し
て供給され、各種表示モード形態の表示を行うようにな
っている。１９はプリンタで、演算制御装置６内での演
算処理結果などを必要に応じプリントアウトするように
なっている。

２０は座標入力装置で、感圧、感触、光学式等の座標入
力ボードなどからなり、抑圧ペン、光学ペンなどによっ
て図形情報（グラフパターン情報）を演算制御装置６に
入力可能としており、この座標入力装置２０によって、
射出速度設定条件或いは射出圧力設定条件などの成形条
件がグラフパターン情報として入力設定できるようにさ
れている。

なお、座標入力装置２０は前記表示装置１８の表示画面
を利用する形態のものにも代替可能で、表示装置１８の
表示画面に所定座標を表示させて、ライトペンなどで射
出速度設定条件或いは射出圧力設定条件などの諸条件を
グラフパターン情報として入力設定するようにもできる
。また、表示装置１８の表示画面に所定座標を表示させ
て、表示画面上の指標などを、マウス、トラックボール
などのボール型位置入力装置や前記キー人力装置のカー
ソル移送キーなどの操作で、射出速度設定条件或いは射
出圧力設定条件などの諸条件をグラフパターン情報とし
て入力設定するようにもできる。

２１はイメージスキャナで、紙面などに予め描かれた射
出速度設定用グラフパターンや射出圧力設定用グラフパ
ターンなどの各設定用グラフパターンを読み取り、これ
を射出速度設定条件、射出圧力設定条件などとして入力
設定可能とされている。

なおここで、該実施例においでは説明の便宜上、射出速
度条件並びに射出圧力条件のグラフ図形入力による設定
手法を例にとって説明しているが、本発明はこれに限定
されるものではなく、チャージ条件、型開閉条件なども
全く同様の手法で入力設定可能である。しかしながら、
射出成形機においては、射出速度条件設定並びに射出圧
力条件設定を最もきめ細かく多段階設定する必要があり
、以下の説明も射出速度条件並びに射出圧力条件を中心
として進めるが、当業者にはチャージ、型開閉行程時の
速度、圧力条件設定への適用はすこぶる容易である。

第２図は、グラフパターン入力による前記演算制御装置
６内の射出速度条件設定並びに射出圧力条件設定に関与
する機能を便宜上模式化して示したものである。同図に
おいて、３０は適正グラフパターン判定部で、前記座標
入力装置２０、イメージスキャナ２１などから入力され
た前記した射比速度設定用グラフパターン情報もしくは
射出圧力設定用グラフパターン情報を分析し、数値デー
タの上下限値やパターン変化特性値に通常用いられない
データが含まれていないかどうかを、数値限界値判定テ
ーブル３１．グラフ形状判定テーブル３２などを参照し
て判断する。そして、適正グラフパターン判定部３０は
、入力された射出速度設定用グラフパターン情報もしく
は射出圧力設定用グラフパターン情報に許容範囲外のデ
ータが含まれていると判断すると、この旨を警告メツセ
ージ作成部３３に指示し、警告メツセージ作成部３３は
、許容範囲外の入力データがどの部分であるかを知らせ
るメツセージを図示せぬメツセージテーブルからサーチ
して、これを前記表示装に１８に表示させるようになっ
ている。

また、適正グラフパターン判定部３０は、入力された射
出速度設定用グラフパターン情報もしくは射出圧力設定
用グラフパターン情報に異常な内容が含まれていないと
判断すると、入力されたデータを必要に応じ適宜変換処
理をして射出条件設定部３４に送出する。射出条件設定
部３４は、到来した入力データが、例えば、射出速度設
定用のデータであれば、細分化された各ストローク（ス
クリュー位置）とこれに各々対応する速度データとして
格納・保持し、また、到来した入力データが射出圧力設
定用のデータであれば、保圧行程時における細分化した
各晴間域における圧力データなどとして格納・保持する
ようになっている。

そして、前記射出条件設定部３４で更新可能に保持され
た射出速度条件並びに射出圧力条件に基づき、前記軸方
向駆動源（油圧シリンダ）５が駆動制御され、前記した
（１次）射出行程時には射出速度（スクリュー前進速度
）がストローク毎にきめ細かく可変制御され、また、保
圧行程時には射出圧力が時間毎にきめ細かく可変制御さ
れる。

また、射出条件設定部３４に保持された射出速度条件並
びに射出圧力条件は必要に応じ、設定パターン作成部３
５に送出され、該設定パターン作成部３５でグラフパタ
ーン情報化された後、適宜転送手段を介して前記表示装
置１８に供給されて表示画面上にグラフツク表示され、
あるいは前記プリンタ１９に供給されてグラフ図として
プリントアウトされる。ここで、３６は必要に応じ付設
される、例えば磁気ディスク記録装置などの記憶手段で
、適宜タイミングで必要データが演算制御装置６との間
で授受される。

また、チャージ条件、型開閉条件を同様に入力設定する
には、これ用の数値限界値判定テーブル、グラフ形状判
定テーブルや、型開閉条件設定部などを演算制御装置６
内に設ければよい。

なお、前記演算制御装置〇は実際にはマイクロコンピュ
ータで構成され、各種Ｉ１０インターフェース、主制御
プログラム並びに固定データ等を格納したＲＯＭ、各種
フラグ並びに計測データ等を読み書きするＲ、　Ａ　Ｍ
、全体の制御を司どるμＣＰＵ（マイクロセントラルプ
ロセッサユニット）などを具備しており、第２図に示し
上述した機能は、予め作成記憶されたプログラム、ケー
ススタデイして格納された演算テーブルなどによって実
現される。

第３図は、射出速度設定用グラフパターン並びに射出圧
力設定用グラフパターンの１例を、スクリュー２のスト
ローク（位置）と射出速度、並びに保圧時間と射出圧力
の関係で示す模式化した説明図である。同図の下側に示
したグラフ図において、Ｘ軸（水平軸）の中央位置には
保圧切替点４０が設定され、この点が基準点（０点）と
され、保圧切替点４４を基準としてＸ軸の右側には射出
ストロークスケール４１が［ｍｕ＋］単位で、また保圧
切替点４４を基準としてＸ軸の左側には保圧時間スケー
ル４２が［秒］単位でそれぞれ設定されている。なおこ
の図示例においては、射出ストロークスケール４１は、
保圧切替点４０を基準としてこれから遠ざかる方向に数
値が増えており、従って保圧切替点４０（０点）を基準
とした相対値で示されている。また、Ｙ４ｉ’、１１方
向の図示右側縦軸には、速度スケール４３が［ｍｍ／ｍ
／秒位単位図示左側縦軸には、圧力スケール４４が［ｋ
ｇｆ／Ｃｉ］でそれぞれ設定されている。

４５は射出速度設定用グラフパターン、４６は射出圧力
設定用グラフパターンである。図示の例では、射出速度
は、射出開始点から保圧切替点４０までの間において、
任意に区切って設定されるし１〜Ｌ６の例えば６つの゛
ストローク期間（この区切り数は任意である）で、それ
ぞれ所定の速度Ａ〜速度Ｅが設定され、保圧切替点４０
の前のストローク期間Ｌ６以後から保圧完了時点までは
同一速度Ｅが設定されている。また、射出圧力は、保圧
切替点４０までの期間と、保圧切替点４０から保圧完了
時点までの間において時間単位で任意に区切って設定さ
れる例えば５つの（この区切り数は任意である）期間Ｔ
１〜Ｔ５とで、それぞれ所定の圧力Ａ〜正圧力が設定さ
れている。なお、実測射出速度グラフパターン並びに実
測射出圧力グラフパターンと、射出速度設定用グラフパ
ターン４５並びに射出圧力設定用グラフパターン４６と
は、前者がメカ遅れなどのため角がカーブをもち、且つ
立上り・立下りに傾斜をもつものとなり、実測グラフパ
ターンと設定用グラフパターンとは少し異ったものとな
る。なおまた、図示の例では射出速度設定用グラフパタ
ーン４５並びに射出圧力設定用グラフパターン４６を階
段状のものとして示したが、これは曲線状のものでも差
しつかえなく、こうすることにより、見かけ上熱段階制
御に近い一層きめ細かい制御が可能となる。

そして、前記演算制御装置６は、前記座標入力装置２０
、イメージスキャナ２１などから入力されろ上述したよ
うな射出速度設定用グラフパターン４５、或いは射出圧
力設定用グラフパターン４６を順次或いは同時に取り込
んで射出条件データに変換して所定エリアに格納保持し
、これに基づき前記したように射出行程動作が実行され
る。また、設定された射出条件は、前記プリンタ１９で
必要に応じ例えば第３図の下側のグラフ図のようにプリ
ントアウトされ、こうすることにより、オペレータはメ
モリ内に見えない形で保持されたデータでなく、−目で
視認できる形で設定条件を保存することができ、また、
プリントされたグラフ図を利用してイメージスキャナ２
１で他の射出成形機などに成形条件を設定することもで
きる。

以上本発明を図示した実施例によって説明したが、当業
者には本発明の精神を逸脱しない範囲で種々の変形が可
能である。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、オペレータにとって視覚
的・直感的に判りやすい、射出速度設定用グラフパター
ンや射出圧力設定用グラフパターンなどのグラフパター
ンの形で、成形条件の設定ができるので、設定の作業性
が向上して、容易・確実に成形条件の設定がなし得、ま
た、設定時間の短縮も図れるという、この種射出成形機
にあって顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は何れも本発明の１実施例に係り、第１図は射出成
形機の要部説明図、第２図は演算制御装置内の射出速度
条件並びに射出圧力条件設定に関与する機能を模式化し
て示す説明図、第３図は射出速度設定用グラフパターン
並びに射出圧力設定用グラフパターンの１例をスクリュ
ーのストローク、時間などとの関係で示す説明図である
。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）設定された成形条件に基づき射出成形機全体の制
   御を司どる演算制御装置を具備し、加熱シリンダ内のス
   クリューの前進によりスクリュー先端部に貯えられた溶
   融樹脂を射出する射出成形機において、可動部材の速度
   条件あるいは圧力条件を、ストローク（位置）または時
   間座標に沿つたグラフパターン図形情報として前記演算
   制御装置に入力設定するようにしたことを特徴とする射
   出成形機の成形条件入力方法。
2. （２）請求項１記載において、前記グラフパターン図形
   情報は、感圧、感触、光学式などの座標入力装置によつ
   て手動で行われることを特徴とする射出成形機の成形条
   件入力方法。
3. （３）請求項１記載において、前記グラフパターン図形
   情報は、グラフパターンをイメージスキャナで自動的に
   読み取ることにより行われることを特徴とする射出成形
   機の成形条件入力方法。
4. （４）請求項１記載において、前記射出成形機は前記演
   算制御装置の出力などを表示するＣＲＴディスプレイよ
   りなる表示装置を具備し、該表示装置に入力されたグラ
   フパターン図形情報が表示可能とされたことを特徴とす
   る射出成形機の成形条件入力方法。
5. （５）請求項４記載において、前記表示装置を利用して
   前記グラフパターン図形情報が入力設定されるようにし
   たことを特徴とする射出成形機の成形条件入力方法。
6. （６）請求項４記載において、前記演算制御装置は、入
   力された前記グラフパターン図形情報が適正であるか否
   かを判断し、適正でないと判断した場合は前記表示装置
   に警告メッセージを表示させることを特徴とする射出成
   形機の成形条件入力方法。
7. （７）請求項１記載において、前記グラフパターン図形
   情報の形で入力設定される設定条件は、少くとも、射出
   速度条件もしくは射出圧力条件の１つであることを特徴
   とする射出成形機の成形条件入力方法。