JPH03193256A - 射出成形装置における成形品の良否判別方法 - 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］ 本発明はダイカストマシンやプラスチック用射出成形機
等の射出成形装置において成形品の良否を射出工程中に
判別する成形品の良否判別方法に関するものである。

［従来の技術］ ダイカストマシンやプラスチック用射出成形機等の射出
成形装置において、型締された金型のキャビティ内へは
、溶湯または溶融樹脂が射出され、これらの溶融物が固
化することによって成形品が得られる。

このような射出動作においては、溶融物がプランジャ等
で押出されるときに空気が巻き込まれてキャビティ内へ
侵入し、溶融物中に混在することがあり、この結果、成
形品中に巣が発生して品質を低下させるという問題があ
った。

そこで従来、成形品にＸ線を当て、密度によるＸ線の透
過吸収差によって巣の有無を検査するＸ線検査や、成形
品に超音波を送りその反射音を受信することによって巣
の有無を検査する超音波検査等を用いて成形品の良否を
判別していた。しかしながら、このような従来の成形良
否判別方法においては、必′ずしも満足した判別結果が
期待できないばかりでなく、射出工程の後の工程で検査
が行なわれるために、不良品が多発した場合の対策が遅
れたり、あるいは製造ロット別の不良品発生率が把握し
にくいという問題があった。

そこで従来、射出開始時における加速度の大きさや、低
速射出から高速射出への切替に要する時間などを測定し
て成形の良否を判別する方法が試みられている。

第４図はこれを説明するために示すダイカストマシンに
おける射出開始から充填完了までの時間と射出速度およ
び射出圧力との関係線図であって、曲線Ｌ１は、横軸に
時間ｔ、縦軸に射出速度Ｖをとって示す曲線であり、ま
た曲［，１は、横軸に時間ｔ、縦軸に射出圧力Ｐをとっ
て示す曲線である。図において、射出速度Ｖは、射出開
始後、立上り角度θで示す加速度により低速射出速度Ｖ
ｌになり、七〇点において高速射出に切替えられて速度
ｖ２まで加速されたのち停止する。また、射出圧力Ｐは
、高速射出に切替えられたのち溶湯の射出が開始される
と圧力Ｐ０となり、充填開始から充填完了までの時間ｔ
２の間に圧力Ｐ、まで加圧される。そして、従来の成形
良否判別方法においては、上記立上り角度θと、高速射
出への切替に要する時間ｔ１％充填に要する時間ｔ２を
管理値として用いていた。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような従来の成形良否判別方法に用
いられる管理値θ、１．，１．はいずれも平均値である
ため、第４図に対応しこれとすべて同符号を付して第５
図に示すように、速度■や圧力Ｐにハンチングがある場
合でも出力が同じかあるいはほとんど同じであって、こ
の値によって成形品の良否を判別することはきわめて困
難であった。

このことは、前記空気の巻込みが品質不良の原因となる
ことが多いことと、空気の巻込みの結実現われる現象と
してはプランジャのハンチングが主であることから考え
ると、従来の方法では成形品の良否を判別する方法とし
ては不充分であった。

［課題を解決するための手段１ そこで、第４図に示す射出速度曲線Ｌ１と成形品の品質
との関係を鋭意研究した結果、第４図に符号Ｌ３で示す
加圧完了前におけるプランジャの運動が各ショットごと
に微妙に異なることに着目し、この間におけるプランジ
ャの速度変化状態を監視することにより成形の良否を判
別するようにした。

すなわち、本発明においては、キャビティ内へ溶融物が
充填され終る直前から充填完了までの間における射出プ
ランジャの速度変化状態を監視することによって成形品
の良否を判別するに際して、横軸と縦軸とにそれぞれ充
填完了点直前の射出速度曲線に表われるハンチングの数
個の信号位置とその信号位置における射出プランジャの
前進速度の逆数とを取り、この前進速度の逆数を図表化
して線図な作成することによって得られるこの線図と前
記横軸、縦軸とで囲まれた部分の面積の小大によって成
形品の良否を判別するようにした。

［作用］ こうすることにより、キャビティ内へ空気が巻込まれな
い場合には、加圧完了近（における射出速度曲線にハン
チングが現われないが、空気が巻込まれるとこの曲線に
ハンチングが現われ、巻込み量が多いほど、ハンチング
の回数が多（なるので、これを監視する。そして、横軸
と縦軸とにそれぞれ充填完了点直前の射出速度曲線に表
われるハンチングの数個の信号位置とその信号位置にお
ける射出プランジャの前進速度の逆数とを取りこの前進
速度の逆数を図表化して線図を作成し、この線図と前記
横軸、縦軸とで囲まれた部分の面積の小大を監視するこ
とによって成形品の良否が判別される。

［実施例］ 第１図ないし第３図は本発明に係る成形良否判別方法を
説明するために示す図であって、第１図はダイカストマ
シンの概略構成図と成形良否判別装置のブロック図、第
２図（ａ）、　（ｂ）、　（ｃ）はダイカストマシンに
おける射出プランジャの射出時間と射出速度およびスト
ロークとの関係線図を示し、第２図（ａ）は空気の巻込
量が少ない場合の線図、第２図（ｂ）は空気の巻込量が
中ぐらいの場合の線図、第２図（Ｃ）は空気の巻込量が
多い場合の線図、第３図は第２図（ａｔ、　（ｂｌ、　
（ｃ）にそれぞれ対応して示す充填完了点直前の射出速
度曲線に表われるハンチングの数個の信号位置とその信
号位置における射出プランジャの前進速度の逆数との関
係線図である。

図において、ダイカストマシンは固定プラテン１に装着
された固定金型１ａと、可動プラテン２に装着されて固
定金型１ａに対し遠近方向へ進退することにより型締、
型開される可動金型２ａとを備えており、型締された両
金型１ａ、２ａの分割面３の両側には、キャビティ４が
形成されている。固定プラテン１のスリーブ孔には、注
湯口５ａを有する射出スリーブ５が挿入されており、そ
の内孔とキャビティ４とは金型１ａ、２ａに設けたスリ
ーブ１ｂとゲート６とを介して連通されている。７は射
出スリーブ５と同心状に配設された射出シリンダであっ
て、その油圧で進退するピストンロッド８にはプランジ
ャ９がカップリング１０を介して連結されており、この
プランジャ９の頭部であるプランジャチップ１１は、射
出スリーブ５の内孔に進退自在に嵌合されている。この
ように構成されていることにより、図示の状態において
、注湯口５ａから射出スリーブ５内へ溶湯１２を供給し
て射出シリンダ７の油圧でピストンロッド８を前進させ
ると、プランジャチップ１１が射出スリーブＳ内とスリ
ーブｌｂ内とで前進し、溶湯１２が押出されてゲート６
を介しキャビティ４内へ射出される。キャビティ４内へ
溶湯１２が充填され終ったら、さらに押し続ける射出シ
リンダ７の作用による押圧力によってキャビティ４内の
溶湯はさらに押されて押湯作用を受け、キャビティ４内
の溶湯はより緻密になって充填が完了する。その後、溶
湯の固化、冷却を待ち、型開して固化した鋳造品をキャ
ビティ４から押出す。

このように構成されて動作するダイカストマシンには、
全体を符号２０で示す成形良否判別装置が付設されてい
る。すなわち、前記カップリング１０には、ピストンロ
ッド８と平行しこれと一体的に進退する磁気スケール２
１が固定されており、この磁気スケール２１には、演算
器２２に電気接続された磁気ヘッド２３がマシンベース
側に固定されて対向している。そして、磁気ヘッド２３
が、磁気スケール２１が１ｍｍ移動するたび、すなわち
プランジャチップ１１のストロークｓｔの１ｍｍごとに
信号を発して演算器２２へ伝送するように構成されてい
る。また、演算器２２には、電流を流すことにより固有
振動数で発振する水晶発振器２４が電気接続されており
、さらに演算器２２にはモニタ装置２５が電気接続され
ている。演算器２２では、演算により射出速度Ｖと射出
速度の逆数１　／　ｖを求めたり、充填完了点直前の射
出速度曲線に表われるハンチングの位置と数、および、
後記する第３図に示すように横軸と縦軸とにそれぞれ充
填完了点直前の射出速度曲線に表われるハンチングの信
号位置とその信号位置における射出プランジャの前進速
度の逆数とを取り、この前進速度の逆数を図表化して線
図を作成することによって得られるこの線図と前記横軸
。

縦軸とで囲まれた部分の面積の大きさ等を求めることが
でき、モニタ装置２５では、例えば、後記する第２図お
よび第３図に示すような曲線を表示することができる。

勿論、演算器２２では、求めた値とあらかじめ設定して
おいた値とを比較して、その小大によって、良否を判別
して、その信号を出すことができる。

このように構成されていることにより、溶湯１２をキャ
ビティ４内へ射出するためにプランジャ９を前進させる
と、磁気スケール２１が移動し、これに対向する磁気ヘ
ッド２３が、磁気スケール２１の１ｍｍ移動ごとに信号
を発し、プランジャチップ１１の１ｍｍごとのストロー
クｓｔを演算器２２に入力する。また、水晶発振器２４
に電流を流すと固有振動数で発振し演算器２２へ入力す
る。この結果、演算器２２ではプランジャチップ１１が
１ｍｍ移動する時間が演算され、モニタ装置２５には、
第２図（ａ）に符号Ｌ４で示す時間−速度線図が表示さ
れる。すなわち、第２図（ａ）において、曲線Ｌ４は、
射出開始から充填を完了して製品が取出されるまでにお
けるプランジャチップ１１のストローク１ｍｍごとの速
度を示すものであって、第４図、第５図と同じく七〇は
高速射出への切替点を示している。また、ｔ３は最終直
前信号パルス位置を示しており、ｔ４は最終信号パルス
位置すなわち押湯作用も終った充填完了位置を示してい
る。ｔ、、ｖ、。

ｖ２は第４図、第５図の場合と同じである。さらに曲線
Ｌ６は時間−ストローク曲線を示している。第２図（ａ
）は空気の巻込量が少ない場合を示しており、図から明
らかなように、充填完了直前ｔ３から充填完了ｔ４まで
の間にハンチングがない。第２図（ｂ）は空気の巻込量
が中ぐらいの場合を示しており、ｔ３からｔ４までの間
に符号Ｈで示すハンチングが見られる。また第２図（Ｃ
）は空気の巻込量が多い場合を示しており、例えば、ｔ
、からｔ４までの間にハンチングＨが３回見られる。こ
のようにモニタ装置２５によって充填完了直前ｔ、から
充填完了ｔ４までの速度曲線を監視しておれば空気の巻
込量を知ることができ、成形の良否が判別できる。なお
ｔ４点以降のハンチングは、製品取出時の状態を示して
いる。

第３図は、横軸に充填完了点直前における射出速度曲線
に表われるハンチングの数個の信号位置をとり、縦軸に
射出プランジャの前進速度の逆数１　／ｖ　（ｓｅｃ／
關）をとってこの前進速度の逆数を図表化したものであ
って、この図表化された線図と、この図表の縦軸、横軸
とで囲まれた部分の面積を比較することによって成形品
の良否を判別するものである。図において実線（ａ）は
第２図（ａ）、点１１　（ｂ）は第２図（ｂ）、鎖線（
ｃ）は第２図（Ｃ）にそれぞれ対応する線図な示してい
る。図から明らかなように、空気の巻込量が多いほど、
線図と縦軸、横軸とで囲まれた３角形状の面積が大きく
なり、この面積の大小を比較することによって空気の巻
込量を知ることができる。

すなわち、この実験結果と経験に基づいて、面積の設定
値をあらかじめ定めておき、算出によって得られた検出
値が設定値より小さい場合は成形品への空気の巻込量が
少ないとして、成形品を良と判断し、検出値が設定値を
越えた場合は成形品を不良と判断する。

このようにして充填完了直前の速度変化を監視すること
によって成形良否が判別できるとともに、いわゆるショ
ックレスショットと呼ばれる衝撃のない射出が行なわれ
るように監視することができる。なお、本実施例は本発
明をダイカストマシンに実施した例を示したがプラスチ
ック用射出成形機にも同様に実施することができる。

［発明の効果］ 以上の説明で明らかなように、本発明によれば、キャビ
ティ内へ溶融物が充填され終る直前から充填完了までの
間における射出プランジャの速度変化状態を監視するこ
とによって成形の良否を判別するに際して、　　　　　
　、　　　横軸と縦軸とにそれぞれ充填完了点直前の射
出速度曲線に表われるハンチングの数個の信号位置とそ
の信号位置における射出プランジャの前進速度の逆数と
を取り、この前進速度の逆数を図表化して線図な作成す
ることによって得られるこの線図と前記横軸。

縦軸とで囲まれた部分の面積の小大によって成形品の良
否を判別するようにしたので、成形品に対する空気など
の巻込み状態を確実に見つけることができ、かつ、ｌシ
ョット完了ごとに成形の良否を適切に判別することがで
きるので、不良品の発生時における対策が迅速かつ適切
に行なわれ、不良品の発生率が減少する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明に係る成形良否判別方法を
説明するための図を示し、第１図はダイカストマシンの
概略構成図と成形良否判別装置のブロック図、第２図（
ａ）、　（ｂ）、　（ｃ）はダイカストマシンにおける
射出プランジャの射出時間と射出速度およびストローク
との関係線図を示し、第２図（ａ）は空気の巻込量が少
ない場合の線図、第２図（ｂ）は空気の巻込量が中ぐら
いの場合の線図、第２図（ｃ）は空気の巻込量が多い場
合の線図、第３図は第２図（ａ）、　（ｂ）、　（ｃ）
にそれぞれ対応して示す充填完了点直前の信号位置数個
とその信号位置における射出プランジャの前進速度の逆
数との関係線図、第４図は従来における成形良否判別方
法を説明するために示す射出開始から充填完了までの時
間を射出速度および射出圧力との関係線図、第５図は同
じく空気を巻込んだ場合における曲線を第４図に対応し
て示す関係線図である。 １ａ・・・固定金型、　２ａ・・・可動金型、４・・・
・・・キャビティ、１１・・・・・・プランジャチップ
、１２・・・・・・溶湯、　　　２０・・・・・・成形
良否判別装置、２２・・・・・・磁気スケール、 ２２・・・・・・演算器、　　　２３・・・・・・磁気
ヘッド、２４・・・・・・水晶発振器、２５・・・・・
・モニタ装置、Ｌ４・・・・・・プランジャチップのス
トローク１ｍｍごとの速度線図、　　　Ｈ・・・・・・
・・・ハンチング。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. キャビティ内へ溶融物が充填され終る直前から充填完了
   までの間における射出プランジャの速度変化状態を監視
   することによって成形品の良否を判別するに際して、横
   軸と縦軸とにそれぞれ充填完了点直前の射出速度曲線に
   表われるハンチングの数個の信号位置とその信号位置に
   おける射出プランジャの前進速度の逆数とを取り、この
   前進速度の逆数を図表化して線図を作成することによつ
   て得られるこの線図と前記横軸、縦軸とで囲まれた部分
   の面積の小大によって成形品の良否を判別するようにし
   たことを特徴とする射出成形装置における成形品の良否
   判別方法。