JPH03118130A - 射出成形機の制御方法 - 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］ 本発明はインラインスクリュー式の射出成形機の制御方
法に係り、特に、トグルリンク機構を具備した射出成形
機に用いて好適なサイクル短縮が可能な射出成形機の制
御方法に関する。

［従来の技術］ 従来の該種射出成形機は、型締行程が完全に終了した時
点（増締完了時点）以後に、加熱シリンダ内のスクリュ
ーを前進させてチャージ・計量されたスクリュー先端側
の溶融樹脂を金型のキャビティ内に射出・充填し、この
後、スクリューを最前進位置に保持して所定時間の保圧
を行っていた。

また、上記保圧行程が終了した時点以後に、スクリュー
を回転させて、ホッパーからスクリューの後部に供給さ
れた樹脂ペレットを混練・可塑化しつつ前方に移送し、
これに伴って背圧を制御しつつスクリューを後退させる
チャージ行程を行っていた。また、チャージ時間、冷却
時間の如何にもよるが、この時間ファクターが許容すれ
ば、上記チャージ行程の途上で型開きを開始させ、この
型開き行程の途上でエジェクト機構による製品の突出し
を行うようにしていた。そして、型開き行程とエジェク
ト機構の戻り行程が完了した時点以後に、型締行程を開
始させるようにしていた。また。

ドルーリング防止のためサックバック制御を行う場合に
は、チャージ行程が終了し型開きが開始されるまでの間
に、サックバック期間を設定し、この期間にスクリュー
を強制的に微量だけ後退させてサックバック行程を実行
させるようにしていた。

（サックバックを行う場合には、チャージ行程と型開き
行程との一部複合動作は行われない。）［発明が解決し
ようとする課題］ 公知のように該種インラインスクリュー式の射出成形機
においては、大まかに言って、型開閉用の駆動源、チャ
ージ用（スクリュー回転用）の駆動源、射出用（スクリ
ュー前後進用）の駆動源、エジェクト機構用の駆動源の
４つの駆動源が具備されることが多く、この４つの駆動
源を選択的に駆動制御することによって上述した各行程
が実行される。

ところで、従来の射出成形機においては、上記した各駆
動源は概ね１つの駆動源の動作が終了した後、他の駆動
源による動作が開始されるようにされており、わずかに
、前記した型開き動作とエジェクト動作の複合動作、及
び前記したチャージ動作と型開き動作の複合動作のみが
、複数駆動源による複合動作として実行されおり、しか
も前記したサックバック制御を行う場合には、チャージ
動作、サックバック動作、型開き動作の順で各々を分離
して駆動制御するものであった。

斯様に、成形の各行程において複合動作制御される部分
が少いと、当然ながら成形サイクルの短縮化には自ずと
限界があり、成形サイクルの短縮化が可能な射出成形機
の出現を切に望んでいた市場の要求を充分に満足してい
なかった。

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、成形サイクルの短縮化が達成でき、以って
量産効率がアップ可能な射出成形機の制御方法を提供す
ることにある。

［Ｓ題を解決するための手段］ 本発明は上記した目的を達成するため、インラインスク
リュー式の射出成形機において、型締行程の終期に射出
行程をスタートさせることによる型締と射出の一部複合
動作、または、エジェクト機構の戻り行程の終期に型締
行程をスタートさせることによるエジェクト戻りと型締
の一部複合動作、または、型開き行程とサックバック行
程とを同時に開始させることによる型開きとサックバッ
ク動作の複合動作の、少くとも一つを実行させるように
される。

また１本発明においては好ましくは、型開閉機構として
トグルリンク機構が用いら九るようにされる。

［作　用］ 型締シリンダによってトグルリンク機構を介して駆動さ
れる可動ダイプレート上の可動側金型は。

型締動作時には、固定側金型と当接した後さらに型締シ
リンダによって増締される。しかし例えば、増締量（可
動側ダイプレートの移動量）が１．２■■で、型締力８
０トンのトグル特性をもったものであると、型締完了（
増締完了）の０．１ｍ＋ａ手前でも型締力は既に７３ト
ンとアップしている。この時点では型締シリンダのピス
トンは型締完了位置まで２２１もストロークを残してお
り、型締完了位置までは無視できぬ相当の時間を残して
いる。

そこで例えば、型締完了の手前で成る程度の型締力が生
じている時点から、射出動作を開始させても支障はなく
、射出動作の途上で型締完了すれば、射出・保圧は問題
なく行われ成形品の品質を損うことはない。よって、こ
のように型締行程の終期に射出行程をスタートさせて型
締と射出の一部複合動作を実行させれば、その分だけ実
サイクル時間は短かくなる。

また、型開閉ストロークに比してエジェクト機構のスト
ロークは短かく、エジェクト機構の戻り動作中に、該エ
ジェクト可動部が安全範囲まで戻った時点から、型締（
型閉じ）動作を開始しても支障はない。よって、エジェ
クト可動部が安全範囲まで戻ったことをセンサで認知し
て、エジェクト機構の戻り行程の途上で型締行程をスタ
ートさせ、エジェクト戻りと型締の一部複合動作を実行
させれば、その分だけ実サイクル時間は短かくなる。

また、トグルリンク機構を用いている場合には、型開き
行程の初期には型締シリンダのピストンが移動しても金
型のバーテング面（型開き面）は閉じた状態にあって、
スプールには固化した樹脂が詰っている。従って、型開
き動作の開始と同時にサックバックを行なっても、ノズ
ルから樹脂が洩れる虞はない。よって、斯様に型開き行
程とサックバック行程とを同時に開始させて型開きとサ
ックバックの複合動作を実行させれば、その分だけ実サ
イクル時間は短かくなる。

［実施例］ 以下、本発明を第１図〜第４図に示した１実施例によっ
て説明する。

第１図は射出成形機の概要を示す説明図である第１図に
おいて、１はベースで、該ベース１上に設置された固定
ダイプレート２と支持盤３との間には複数本のタイバー
４が配設され、タイバー４には慴動自在に可動ダイプレ
ート５が嵌挿されている。上記支持盤３には型締シリン
ダ６が固設され、そのピストンロッド６ａがトグルリン
ク機構７を介して前記可動ダイプレート５に連結されて
いて、ピストンロッド６ａの前後動によって可動ダイプ
レート５が前記固定ダイプレート２に対して前進もしく
は後退するようになっている。なお、８は固定ダイプレ
ート２に取付けられた固定側金型、９は可動ダイプレー
ト５に取付けられた可動側金型である。

１０は加熱シリンダ、１１は該加熱シリンダ１０内に回
転並びに前後進可能に配設されたスクリュー　１２は樹
脂材料を供給するためのホッパー１３はスクリュー１１
を回転駆動させるためのモータ、１４はスクリュー１１
の前後進を制御する射出シリンダ（油圧シリンダ）であ
る。

公知のように、前記ホッパー１２から前記スクリュー１
１の後端部に供給された樹脂材料はスクリューｉｔの回
転によって混線・可塑化されつつ前方に移送され、スク
リューエ１の先端部側に、送り込まれた溶融樹脂が貯え
られるに従ってスクリュー１１が背圧を制御されつつ後
退し、スクリユー１１の先端部側に貯えられた溶融樹脂
が１ショット分の分量に達した時点でスクリュー１１の
回転が停止される。そして、この後所定の射出開始タイ
ミング時点でスクリュー１１が前進駆動されて、溶融樹
脂が前記両全型８，９で形成されるキャビティ内へ射出
され、続いて所定秒時の間係圧されるようになっている
。然る後、金型内に射出された樹脂が冷却・固化された
状態で型開きとエジェクトとが行われ、製品（成形品）
が取出されるようになっている。なお、１５は製品を可
動側金型９から押出すためのエジェクト機構で、公知の
エジェクトピンや該エジェクトピンを前後進させる適宜
駆動源（例えばエアシリンダ）などを具備している。

２０は射出ストロークセンサ、２１はスクリュー回転セ
ンサ、２２は射出圧力センサ、２３は型開閉ストローク
センサ、２４は前記エジェクト機構１５に付設されたエ
ジェクトストロークセンサ、２５は温度センサで、これ
等各センサ２０〜２５、及び図示せぬ他の各センサから
の計測情報が、後記する演算制御装置に必要に応じ適宜
入力変換回路を介して送出される。なお、前記温度セン
サ２５は、前記加熱シリンダ１０の各部やノズルに配設
された熱電対などからなり、図示の都合上温度センサ２
５は１個のみを描いであるが、実際には複数個が存在す
る。

３０は射出成形機全体の制御を司どるマイクロコンピュ
ータを主体とする演算制御装置、３１は演算制御装置３
０に各種指令を入力するためのキー人力装置、３２は、
演算制御装置３０による処理結果や予め作成された設定
モード用などの表示パターン等々を表示する例えばカラ
ーＣＲＴデイスプレィよりなる表示装置、３３は演算制
御装置３０による処理結果などをプリントアウトするた
めのプリンタである。

前記演算制御装置３０は、入力処理部３４、出力処理部
３５、成形シーケンス制御部３６等々を具備しており、
射出成形機の自動運転や自動モニタリング動作を制御し
たり、各種表示モードの画面を前記表示装置３２に表示
させたり、あるいは前記プリンタ３３に所望のデータな
どをプリントアウトさせるようになっている。演算制御
装置３０は、前述したようにマイクロコンピュータを主
体としたものとなっており、実際には、各種Ｉ１０イン
ターフェイス、主プログラム並びに固定データなどを格
納したＲＯＭ、計測データや各種フラグなどを読み書き
するＲＡＭ、クロック、全体の制御を司どるＭＰＵ等を
具備しており、必要に応じクロックや主要メモリをバッ
テリでバックアップされている。そして、演算制御装Ｐ
！３０は、予め作成されたプログラムに基づき、射出成
形機の自動運転動作等々を制御実行するようになってい
る。

すなわち、前記演算制御装置３０の成形シーケンス制御
部３６は、予め作成された成形プロセス制御プログラム
、設定条件値に基づき、前記した各センサからの出力を
前記入力処理部３４から取込んで参照しつつ、型開き行
程、エジェクト行程、型閉じ・型締行程、射出・保圧行
程、チャージ行程などを制御実行させ、前記出力処理部
３５からドライバ回路３７に送出される制御出力信号に
よって、射出成形機の各部の駆動源を制御する。

次に上記構成による本実施例の射出成形機の動作を第２
図を参照しつつ説明する。第２図は成形サイクルの１例
を示す説明図で、チャージ行程期間中に冷却行程が完了
する軽量・薄肉成形品用の成形サイクルの例が示されて
いる。

第２図に示すように本実施例においては、前記エジェク
ト機構１５が製品を突出した後、エジェクト機構１５が
戻り行程（エジェクトピンなどの戻り行程）に入り、エ
ジェクトピンなどが予め設定された安全範囲まで戻った
ことが前記エジェクトストロークセンサ２４で確認され
た時点で、前記演算制御装置３０は前記型締シリンダ６
を駆動して、型締（型閉じ）行程を開始させる。すなわ
ち、エジェクト戻り行程の途上で型締行程を開始させ、
第２図のＴ１期間においてエジェクト戻りと型締の一部
複合動作を実行させる。上記Ｔ１期間においては、第３
図に示すように、エジェクト駆動源１５ａによって矢印
へ方向に戻りつつあるエジェクト機構１５のエジェクト
ピン１５ｂやエジェクト板１５ｃに対し、型締シリンダ
６によって駆動される可動ダイプレート５は反対向きの
矢印Ｂ方向へ前進することになるが、エジェクト機構１
５が安全範囲まで後退した以後であれば、エジェクトピ
ン１５ｂが固定側の部材と当接する虞は一切ない。

エジェクト機構１５の戻り行程が終了した後も。

上記した型締行程は進行し、やがて前記可動側金型９が
固定側金型８に接触する。そして、この後なおち型締行
程は進行し、所謂型締行程に入る。

ここで、本実施例では型締機構に前記したトグルリンク
機構７を採用しているため１例えば、増締量（増締のた
めの可動ダイプレート５の移動量）が１．２＋ｎ＋で、
型締力８０トンのトグル特性をもつように設定されたも
のであると、型締完了（増締完了）の０．１１手前でも
型締力は約７３トンまでアップしており、一方この時点
では前記型締シリンダ６のピストンロッド６ａは、型締
完了位置まで２２＋ａｍもストロークを残していること
が、発明者らの実験で確認されている。そこで、本実施
例では、型締完了の手前で成る程度の型締力が発生した
時点（例えば、設定型締力の５０〜９０％以上の型締力
が発生した時点）で、演算制御装置３０が前記射出シリ
ンダ１４を駆動して前記スクリュー１１を前進させて射
出行程を開始させるようになっている。すなわち、型締
行程の終期に射出行程を開始させ、第２図のＴ２期間に
おいて型締と射出の一部複合動作を実行させる。斯様に
することによって、増締が完了する（設定型締力に到達
する）前に、キャビティ内へ溶融樹脂が射出・充填され
始めるが、充填完了まで（保圧行程の前）は比較的小さ
い射出力でよいので、型締力もさほど強大にする必要は
ない。すなわち、充填完了、保圧行程に移るまでに増締
が完了しておれば、射出・充填は支障なく実行でき、成
形品の品質に悪影響を与えることはない。

キャビティ内への充填完了後、所定秒時の保圧行程が終
了すると、演算制御装置３０は前記モータ１３を駆動し
てスクリュー１１を回転させ、チャージ行程を開始させ
る。これによって、樹脂原料（樹脂ペレット）が混練・
可塑化されつつスクリュー１１の先端側に移送され、溶
融樹脂がスクリュー１１の先端側に貯えられるにつれて
スクリュー１１が後退し、貯えられた溶融樹脂が１ショ
ット分の分量に達した時点（計量完了時点）でスクリュ
ー１１の回転が停止されてチャージ行程が完了する。

本実施例においては、上記チャージ行程の終了後、演算
制御装置３０は直ちに、前記射出シリンダ１４によるス
クリュー１１の微量強制後退（サックバック行程）と、
前記型締シリンダ６による型開き行程とを同時に開始さ
せ、第２図のＴ３期間において、サックバックと型開き
の複合動作を実行させるようになっている。すなわち第
４図に示すように、上記Ｔ３期間において、スクリュー
１１はチャージ完了位置Ｐ１からＰ２まで後退されて、
スクリュー１１の先端側に貯えられた溶融樹脂４０の圧
力を減圧させてドルーリングを防止するようにされる。

この際、スクリュー１１が後退し始めると直ちに上記部
分の樹脂圧が減圧されることと、サックバックの開始と
同時に型開きを開始させても、前記トグルリンク機構７
による型開閉機構は、型開き行程の初期には前記した増
締量による分だけ金型のパーティング面ＰＬを閉じた状
態にあるため、固化した樹脂４１がスプール部分４２に
存在していることとが相まって、サックバックと型開き
の複合動作を実行させても実用上付等支障はない。

上記したサックバック行程の終了後も、型開き行程は進
行し、この型開き行程の途上で（バーテング面ＰＬが所
定量開いた時点で）、演算制御装置３０は前記エジェク
ト機構１５による製品突出しを実行させる。そして、エ
ジェクト機構１５はその往動による製品突出し行程の終
了後、直ちにエジェクト戻り行程に入って、この間に型
開き行程が完了し、このエジェクト戻り行程の途上で前
述したように型締行程が開始され、斯様にして一連の連
続成形サイクルが繰返されるようになっている。

上述したように本実施例によれば、前記Ｔ＋。

Ｔ２．Ｔ３期間において従来実行されていなかった複合
動作を実行させているので、トータルで略２秒程度実サ
イクル時間を短縮でき、量産効率が大幅にアップ可能と
なる。

以上１本発明を図示した実施例によって説明したが、前
記Ｔ’＋　、Ｔ２．Ｔ３期間の各複合動作のうちの何れ
か一つのみを実施するようにしても、サイクル短縮には
効果があることは言うまでもない。また、型開閉機構と
してトグルリンク機構７を用いたものに特に好適である
が、場合によっては直圧式の型開閉機構をもつ射出成形
機に本発明を適用することも可能である。

［発明の効果コ 叙上のように本発明によれば、成形サイクルの短縮化が
達成できて、量産効率がアップして時間当りの歩留が向
上し、コストダウンに寄与する射出成形機の制御方法が
提供でき、該種インラインスクリュー式の射出成形機に
あってその価値は多大である。

【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
形機の概要を示す説明図、第２図は成形サイクルの１例
を示す説明図、第３図はエジェクト機構の戻り動作と型
ｔｓｌ！ｌＪ作との複合動作を示す説明図、第４図はサ
ックバック動作を示す説明図である。 １・・・・・・ベース、２・・・・・・固定ダイプレー
ト、３・・・・・・支持盤、４・・・・・・タイバー、
５・・・・・・可動ダイプレート、６・・・・・・型締
シリンダ、６ａ・・・・・・ピストンロッド、７・・・
・・・トグルリンク機構、８・・・・・・固定側金型、
９・・・・・・可動側金型、１０・・・・・・加熱シリ
ンダ、１１・・・・・・スクリュー、１２・・・・・・
ホッパー、１３・・・・・・モータ、１４・・・・・・
射出シリンダ、１５・・・・・・エジェクト機構、１５
ａ・・・・・・エジェクト駆動源、１５ｂ・・・・・・
エジェクトピン、１５ｃ・・・・・・エジェクト板、２
０・・・・・・射出ストロークセンサ、２１・・・・・
・スクリュー回転センサ、２２・・・・・・射出、圧力
センサ、２３・・・・・・型開閉ストロークセンサ、２
４・・・・・・エジェクトストロークセンサ、２５・・
・・・・温度センサ、３０・・・・・・演算制御装置、
３１・・・・・・キー人力装置、３２・・・・・・表示
装置、３３・・・・・・プリンタ、３４・・・・・・入
力処理部、３５・・・・・・出力処理部、３６・・・・
・・成形シーケンス制御部、３７・・・・・・ドライバ
回路、４０・・・・・・溶融樹脂、４１・・・・・・固
化した樹脂、４２・・・・・・スプール部分。 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）インラインスクリュー式の射出成形機において、
   型締行程の終期に射出行程をスタートさせることによる
   型締と射出の一部複合動作、または、エジエクト機構の
   戻り行程の途上に型締行程をスタートさせることによる
   エジエクト戻りと型締の一部複合動作、または、型開き
   行程とサツクバツク行程とを同時に開始させることによ
   る型開きとサツクバツク動作の複合動作、の少くとも一
   つを実行させることを特徴とする射出成形機の制御方法
   。
2. （２）請求項１記載において、型開閉機構にはトグルリ
   ンク機構が用いられることを特徴とする射出成形機の制
   御方法。