JPH0324933A - 射出成形機の射出保圧工程制御方法 - Google Patents

射出成形機の射出保圧工程制御方法

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JPH0324933A
JPH0324933A JP15841789A JP15841789A JPH0324933A JP H0324933 A JPH0324933 A JP H0324933A JP 15841789 A JP15841789 A JP 15841789A JP 15841789 A JP15841789 A JP 15841789A JP H0324933 A JPH0324933 A JP H0324933A
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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】 産業上の利用分野 本発明は、射出成形機の射出保圧工程制御方式に関する
従来の技術 射出成形機の射出保圧工程を制御する方式としては、射
出工程から保圧工程に移行し、所定の保圧圧力を一定時
間維持した後射出保圧工程の処理を終了させるのが一般
的である。
発明が解決しようとする課題 圧力と時間で射出保圧工程を制御する従来の方式では、
射出成形機のシリンダやノズル、および、金型内のスプ
ルー,ランナー,ランド,ゲート等樹脂の充填経路各部
の温度が変化したり再生材の混入によって溶融樹脂の実
質的な粘性に変化が生じたような場合、所定の保圧圧力
で金型キャビティ内に充填される樹脂の量を一定に保つ
ことができないという欠点があった。
例えば、基準となる条件出し完了時の充填経路各部の温
度に比べて現成形作業時における上記各部の温度が上昇
すれば、溶融樹脂の実質的な粘性が流動的となって過充
填が生じ易くなり製品の重量が増加すると共に、保圧圧
力が直接金型キャビティ内に伝達されるため流動性の高
い溶融樹脂がパーティングラインからはみ出してパリ等
の形状不良が生じ易・《なる一方、現成形作業時におけ
る上記各部の温度が上記基準温度に比べて下降した場合
には、溶融樹脂の粘性が高くなって充填不足が生じるた
めヒケ等の形状不良が発生し易くなるといった問題があ
る。
なお、通常の射出或形作業においては金型キャビティ内
に樹脂が充填された後、まず、最も断面積の小さな充填
経路、即ち、ゲート部分において溶融樹脂が硬化して金
型キャビティ内への樹脂の充填および金型キャビティ内
からの樹脂の逆流を阻止するいわゆるゲートシール現象
が発生するが、圧力と時間で射出保圧工程を制御する従
来の方式では、ゲートシールの有無に関わりなく一定時
間保圧圧力が維持されるため、ゲートシールにより金型
キャビティ内に圧力が伝達されない無意味な保圧動作の
ために或形サイクルの高速化が妨げられる場合もあった
。従来、ゲートシールの有無を直接検出する技術はなく
、通常、保圧圧力を維持する時間は、溶融樹脂が金型キ
ャビテイ内に充填されてからゲートがシールされるまで
の時間を推定し、これよりも長い時間を設定していた。
本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解消し、溶融樹
脂の粘性の変化等に関わりなく金型キャビティへの樹脂
の充填量を常に一定に保ち、更に望ましくは、無意味な
保圧動作を行わせることなく、成形サイクルの高速化を
可能とする射出成形機の射出保圧工程制御方式を提供す
ることにある。
課題を解決するための手段 本発明は、スクリュー位置を検出するスクリュー位置検
出手段を設け、射出保圧工程中に前記スクリュー位置検
出手段を介してスクリュー現在位置を検出し、該検出し
たスクリュー現在位置が予め射出威形機の制御装置内に
設定記憶された保圧完了位置に到達した段階で射出保圧
工程を終了させることにより上記欠点を改善した。
作用 スクリュー位置検出手段により射出保圧工程中のスクリ
ュー現在位置が検出される。
射出成形機の制御装置はスクリュー位置検出手段によっ
て検出されるスクリュー現在位置が予め設定記憶された
保圧完了位置に到達した段階で射出保圧工程を終了させ
る。
実施例 以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
第3図は本発明の方式を実施する一実施例の電動式射出
成形機および該射出成形機の制御系要部を示すブロック
図で、符号1はスクリュー、符号2はスクリュー1を軸
方向に駆動する射出用のサーボモータである。射出用の
サーボモータ2にはスクリュー位置検出手段の一部を構
成するパルスコーダ3が装着され、スクリューlにはス
クリュー軸方向に作用する溶融樹脂の反力を検出する圧
カセンサ4が設けられている。
また、符号100は射出成形機を制御する制御装置とし
ての数値制御装置(以下、NC装置という)で、該NC
装置100はNC用のマイクロプロセッサ(以下、CP
Uという)108とプログラマブルマシンコントローラ
(以下、PMCという)用のCPUIIOを有しており
、PMC用CPUI 1 0には射出保圧工程など射出
成形機のシーケンス動作を制御するシーケンスプログラ
ム等を記憶したROMI 1 3とデータの一時記憶等
に用いられるRAM106が接続されている。NC用C
PU108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ROMI 1 1及び射出用.クラン
プ用,スクリュー回転用,エジエ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
エイス107を介して接続されている。なお、第3図で
は射出用のサーボモータ2、該サーボモータ2のサーボ
回路101のみ図示している。また、103はバブルメ
モリやCMOSメモリで構成される不揮発性の共有RA
Mで、射出威形機の各動作を制御するNCプログラム等
を記憶するメモリ部と各種設定値,パラメータ,マクロ
変数を記憶する設定メモリ部とを有し、この設定メモリ
部にはNC装置100の作用により射出威形機の射出圧
力や保圧圧力の上限を規定するためのトルクリミット値
PI,PH,射出成形作業中に射出から保圧への切替え
を行うためスクリュー位置を基準として設定される射出
保圧切替え位W S T ,および、射出から保圧への
切替えを行うためスクリュー軸方向に作用する溶融樹脂
の反力を基準として設定される射出保圧切替え圧力PT
,並びに、射出保圧工程を終了させるためスクリュー位
置を基準として設定される保圧完了位tifsH等が設
定記憶されている。
109はバスアービターコントローラ(以下、BACと
いう)で、該BAC109にはNC用CPU108及び
PMC用CPUIIO,共有RAM103,入力回路1
04,出力回路105の各バスが接続され、該BAC1
09によって使用するバスを制御するようになっている
。また、{王4(よオペレータパネルコントローラ11
2を介してBAC 1 0 9に接続されたCRT表示
装置付手動データ入力装置(以下、CRT/MDIとい
う)であり、ソフトキーやテンキー等の各種操作キーを
操作することにより様々な指令を入力したり、上記共有
RAM103の設定メモリ部へのデータ設定および再設
定等ができるようになっている。
なお、102はNC用CPU108にバス接続されたR
AMでデータの一時記憶等に利用されるものである。
第3図では、射出成形機の射出軸に関するもの、即ちス
クリュー1を軸方向に駆動して射出保圧動作を行わせる
ための射出用サーボモータ2、射出用サーボモータ2に
取付けられ、該サーボモータ2の回転を検出してスクリ
ュー位置を検出するパルスコーダ3を示しており、他の
型締軸,スクリュー回転軸,エジエクタ軸等は省略して
いる。そのため、NC装置100内のサーボ回路も射出
用サーボモー夕用のもの101だけを示し、他の軸のサ
ーボ回路は省略している。サーボ回路10lは射出用サ
ーボモータ2に接続され、サーボモータ2に装着された
バルスコーダ3の出力は上記サーボ回路101に入力さ
れている。出力回路1o5からサーボ回路101には射
出用サーボモータ2の出力トルクを制限するためのトル
クリミット値が出力され、サーボ回路101内のトルク
リミット回路に入力されるようになっている。
マタ、スクリュー1に設けられた圧カセンサ4からの出
力はA/D変換器115を介して人力回路104に人力
され、少なくとも射出保圧工程中の所定周期毎、例えば
、パルス分配周期毎に実行されるNC用CPU108の
処理によって、上記圧カセンサ4からの出力が現在射出
圧力もしくは現在保圧圧力として共有RAMI 03の
記憶領域に逐次更新記憶されるようになっており、また
、パルスコーダ3からサーボ回路101にスクリュー位
置として人力された値も上記と同様の処理で共有RAM
103の記憶領域に逐次更新記憶されるようになってい
る。なお、本実施例におけるスクリュー位置は、スクリ
ュー先端方向に原点が設定され、スクリュー後退方向を
正の値とする座標系によって示される。
以上のような構成において、NC装置100は、共有R
AMI O3に格納された射出成形機の各動作を制御す
るNCプログラム及び上記設定メモリ部に記憶された各
種或形条件等のパラメータやROM113に格納されて
゛いるシーケンスプログラムにより、PMC用CPUI
 1 0がシーケンス制御を行いながら、NC用CPU
108が射出成形機の各軸のサーボ回路へサーボインタ
ーフエイス107を介してパルス分配して各軸のサーボ
モー夕を駆動制御することにより射出成形機を駆動する
ものである。
以下、射出保圧工程の前工程である型締処理が完了した
時点でNC用CPU108からPMC用CPUIIOに
入力される型締完了信号を検出することにより該PMC
用CPUIIOが実行する射出保圧処理の概略を示すフ
ローチャート第1図および第2図を参照して、本発明の
方式を適用した2つの実施例を説明する。
第1図のフローチャートに示される実施例では、NC用
CPU108からの型締完了信号を検出したPMC用C
PUIIOは、まず、NC用cpu108に射出開始信
号を出力してNC用CPUI08による射出用サーボモ
ータ2へのパルス分配の開始、即ち、射出のためのスク
リュー移動を許可し(ステップS101)、共有RAM
103の設定メモリ部に設定記憶された射出圧力の上限
を規定するためのトルクリミット値P1を一旦読み込ん
でBAC103.出力回路105を介してサーボ回路1
01内のトルクリミット回路に設定する(ステップS1
02)。
次いで、バルスコーダ3を介して検出されNC用CPU
108の所定周期毎の処理によって共有RAM103の
記憶領域に更新記憶されているスクリュー1の現在位置
S^を読込み(ステップS103)、該スクリュー現在
位置S^が共有RAM103の設定メモリ部に設定記憶
されている射出保圧切替え位置STに達したか否か、即
ち、スクリュー現在位置SAの値が射出保圧切替え位置
STの値と同等もしくはそれ以下の値となっているか否
かを判別し(ステップS104)、S^〉STであって
スクリュー現在位WS^が射出保圧切替え位置STに達
していなければ、再度、ステップS103に復帰し、S
A≦STとなるまでステップS 1 0 3.ステップ
S104で構成されるループ状の処理を繰返し実行し、
スクリュー現在位置S^が射出保圧切替え位fit S
 Tに達するのを待機する。
ステップSl.03.ステップS104で構成されるル
ープ状の処理を繰返し実行する間にステップS103に
おいてSA≦STと判別され、スクリュー現在位置S^
が射出保圧切替え位置STに到達したことが確認される
と、PMC用CPU110は共有RAMI 03の設定
メモリ部に設定記憶された保圧圧力の上限を規定するた
めのトルクリミット値PHを一旦読み込んでBAC10
3.出力回路105を介してサーボ回路101内のトル
クリミット回路に再設定し(ステップ3105)、タイ
マTHに保圧の継続許容時間をセットして該タイマTH
をスタートさせ、保圧移行後の経過時間の監視を開始す
る(ステップS106)。
次いで、共有RAM103からスクリュー現在位置S^
を読込み(ステップS107)、該スクリュー現在位置
SAが共有RAM103の設定メモリ部に設定記憶され
ている保圧完了位置SHに達したか否か、即ち、スクリ
ュー現在位ISAの値が保圧完了位WSHの値と同等も
しくはそれ以下の値となっているか否かを判別し(ステ
ップS108)、S^>Sllであってスクリュー現在
位11s^が保圧完了位置SHに達していなければ、更
に、ステップ8106で起動されたタイマTHの設定時
間が経過しているか否か、即ち、保圧移行後の経過時間
が保圧の継続許容時間に達しているか否かを判別する(
ステップS 1 0 9)。タイマTHの設定時間が経
過していなければ、再度、ステップS107に復帰し、
ステップS108においてS^≦SHと判別されるか、
もしくは、ステップS109においてタイマTHの設定
時間が経過したと判別されるまでの間、ステップSIO
7〜ステップS109で構威されるループ状の処理を繰
返し実行する。
ステップ8107〜ステップS109で構成されるルー
プ状の処理が繰返し実行される間にステップS108に
おいてSA≦SHとなったことが判別された場合には、
トルクリミット値PHによって規定される保圧圧力の範
囲内で軸方向に駆動されるスクリュー1が、保圧の継続
許容時間内に、滞りなく保圧完了位置SHにまで移動し
て金型キャビティ内に所定量の樹脂が充填されたことを
意味し、PMC用CPUIIOは直ちに射出保圧工程の
処理を終了させ、次工程、即ち、計量工程の処理に移行
する。
一方、ステップ3107〜ステップS109で構成され
るループ状の処理が繰返し実行される間にステップS1
09においてタイマTHの設定時間が経過したと判別さ
れた場合には、トルクリミット値Pllによって規定さ
れる保圧圧力の最大値で保圧の継続許容時間だけスクリ
ュー1を軸方向に駆動しても、該スクリュー1が保圧完
了位置SHにまで移動できないことを示しており、従っ
て、これ以上保圧動作を継続させても金型キャゼティ内
に所定量の樹脂を充填することは不可能であるから、P
MC用CPUI10は直ちに射出保圧工程の処理を終了
させ、計量工程の処理に移行する。
以上に述べたように、本実施例においては、トルクリミ
ット値PHによって規定される保圧圧力の範囲内でスク
リュー1が軸方向に駆動される状態にあれば、該スクリ
ュー1が保圧完了位tifsHにまで移動した段階で直
ちに射出保圧工程が終了されるため(ステップS108
)、金型キャビティ内への樹脂の充填量はスクリュー1
の移動量によってのみ決定され、樹脂の粘性の変化等に
関わりなく金型キャビテイ内に充填される樹脂の量を常
に一定に保つことができ、また、樹脂の充填が完了して
から無意味な保圧動作が継続されることもなく、成形サ
イクルの高速化が可能となる。
また、何等かの理由で射出保圧工程中にスクリュー1の
移動が阻害され、該スクリュー1が保圧完了位置SHに
まで移動できない場合であっても、トルクリミット値P
}lによって規定される保圧圧力の最大値で保圧の継続
許容時間だけ保圧が実行されることとなり(ステップS
109)、少なくとも、圧力と時間で射出保圧工程を制
御する従来方式と同等以上の成形品を得ることが保証さ
れる。
また、第2図のフローチャートに示される実施例では、
NC用CPU108からの計量完了信号を検出したPM
C用C P U 1 1 0は、まず、NC用CPU1
08に射出開始信号を出力してNC用CPU108によ
る射出のためのスクリュー移動を許可し(ステップS2
01)、タイマT1に射出の継続許容時間をセットして
該タイマーをスタートさせ、射出開始後の経過時間の監
視を開始すると共に(ステップ8202)、共有RAM
IO3から射出圧力の上限を規定するためのトルクリミ
ット値PIを一旦読み込んでBAC 1 0 3,出力
回路105を介してサーボ回路101内のトルクリミッ
ト回路に設定する(ステップ3203)。
次いで、圧カセンサ4からA/D変換器115を介して
検出されNC用CPU108の所定周期毎の処理によっ
て共有RAM103の記憶領域に更新記憶されている射
出圧力の現在値PAを読込み(ステップS204)、該
射出圧力の現在値P^が共有RAM103の設定メモリ
部に設定記憶されている射出保圧切替え圧力PTに達し
たか否か、即ち、射出圧力の現在値P^の値が射出保圧
切替え圧力PTの値と同等もしくはそれ以上の値となっ
ているか否かを判別し(ステップS205) 、PA 
<PTであって射出圧力の現在値PAが射出保圧切替え
圧力PTに達していなければ、ステップS202で起動
されたタイマTIの設定時間が経過しているか否か、即
ち、射出開始後の経過時間が射出の許容継続時間に達し
ているか否かを判別する(ステップS 2 0 6)。
タイマT1の設定時間が経過していなければ共有RAM
IO3からスクリューlの現在位置SAを読込み(ステ
ップS207)、該スクリュー現在位rI!tS^が保
圧完了位置SHに達したか否か、即ち、スクリュー現在
位置SAの値が保圧完了位置S}Iの値と同等もしくは
それ以下の値となっているか否かを判別し(ステップ8
208) 、SA >SHであってスクリュー現在位置
SAが保圧完了位置SHに達していなければ、再度、ス
テップS204に復帰し、ステップS205においてP
^≧PTと判別されるか、ステップ8206においてタ
イマT1の設定時間が経過したと判別されるか、もしく
は、ステップS208においてSA≦SHと判別される
までの間、ステップ8204〜ステップS208で構成
されるループ状の処理を繰返し実行する。
ステップ8204〜ステップS208で構成されるルー
プ状の処理が繰返し実行される間にステップS205に
おいてP^≧PTとなったことが判別された場合にはス
クリュー1が射出移動する間に射出圧力の現在値PAが
射出保圧切替え圧力PTに達する理想的な射出動作が行
われたことを意味し、また、ステップ8206において
タイマTIの設定時間が経過したと判別された場合には
射出開始後の経過時間が射出の許容継続時間に達しても
射出圧力の現在値P^が射出保圧切替え圧力PTに達し
ていないことを意味するが、いずれの場合も射出動作を
切上げて保圧動作に移行する余裕はあるから、PMCJ
IIICPU1 10はステップS209に移行してタ
イマT}Iに保圧の継続許容時間をセットして該タイマ
ーをスタートさせ、保圧移行後の経過時間の監視を開始
すると共に、共有RAM103から保圧圧力の上限を規
定するためのトルクリミット値P}Iを一旦読み込んで
BAC103,出力回路105を介してサーボ回路10
1内のトルクリミット回路に再設定する(ステップS2
10)。
次いで、共有RAM103からスクリュー現在位置S^
を読込み(ステップS211)、該スクリュー現在位置
S^が保圧完了位置SHに達したか否かを判別し(ステ
ップS212)、スクリュー現在位置S^が保圧完了位
置SHに達していなければ、更に、ステップ3209で
起動されたタイマTIの設定時間が経過しているか否か
、即ち、保圧移行後の経過時間が保圧の継続許容時間に
達しているか否かを判別する(ステップS213)。
タイマTHの設定時間が経過していなければ、再度、ス
テップS211に復帰し、ステップS212においてS
^≦SHと判別されるか、もしくは、ステップS213
においてタイマTIの設定時間が経過したと判別される
までの間、ステップ8211〜ステップS213で構成
されるループ状の処理を繰返し実行する。
ステップ8211〜ステップS213で構成されるルー
プ状の処理が繰返し実行される間にステップS212に
おいてS^≦SHとなったことが判別された場合には、
通常、トルクリミット値PHによって規定される保圧圧
力の範囲内で軸方向に駆動されるスクリュー1が、保圧
の継続許容時間内に、滞りなく保圧完了位置SHにまで
移動して金型キャビティ内に所定量の樹脂が充填された
ことを意味し、PMC用CPUIIOは直ちに射出保圧
工程の処理を終了させ、次工程、即ち、計量工程の処理
に移行する。
一方、ステップ8211〜ステップS213で構成され
るループ状の処理が繰返し実行される間にステップS2
13においてタイマTHの設定時間が経過したと判別さ
れた場合には、トルクリミット値PHによって規定され
る保圧圧力の最大値で保圧の継続許容時間だけスクリュ
ー1を軸方向に駆動しても、該スクリュー1が保圧完了
位置SHにまで移動できないことを示しており、従って
、これ以上保圧動作を継続させても金型キャビティ内に
所定量の樹脂を充填することは不可能であるから、PM
C用CPU11.0は直ちに射出保圧工程の処理を終了
させ、計量工程の処理に移行する。
また、上記したステップS208の処理においてスクリ
ュー現在位1s^の値が保圧完了位置SHの値と同等も
しくはそれ以下の値となっていると判別された場合には
、スクリュー1が射出移動する間に射出圧力の現在値P
^が射出保圧切替え圧力PTに達することなく、しかも
、射出開始後の経過時間が射出の許容継続時間に達する
以前の段階で該スクリュー1が保圧完了位置SHにまで
移動してしまったことを示し、通常、計量不足等のトラ
ブルを意味する。この場合、射出動作を切上げて保圧動
作に移行する余裕はないから、PMC用CPUIIOは
直ちに射出保圧工程の処理を終了させる。なお、溶融樹
脂の粘性が極端に低い場合もしくは金型のパーティング
ラインに不都合が生じたような場合にも上記と同様の事
態が発生する可能性があるが、射出圧力の現在値P^が
上昇しなくともスクリュー1が保圧完了位置S■に移動
した段階で射出保圧工程が終了されるため、溶融樹脂の
噴出等といった事故を未然に防止することができる。
これらの実施例により金型キャビティ内に充填される樹
脂の量を一定に保つことが容易となるが、より安定した
成形品を得るためには、保圧完了泣置SHを設定する際
、条件出しにおける良品成形時のデータなどを参照して
理想的な保圧完了位置を設定することが望ましく、また
、溶融樹脂の粘性が高くなるようなことが予想される場
合には、タイマTHにセットする保圧の継続許容時間を
長めに設定し、該継続許容時間内にスクリュー{が確実
に保圧完了位置SHに移動できるようにすると良い。
発明の効果 本発明の射出保圧工程制御方式によれば、射出成形機の
スクリューが予め射出成形機の制御装置内に設定記憶さ
れた保圧完了位置に到達した段階で射出保圧工程が終了
されるので、金型キャビティ内への樹脂の充填量はスク
リューの移動量によってのみ決定され、樹脂の粘性の変
化等に関わりなく金型キャビティ内に充填される樹脂の
量を常に一定に保つことができ、また、樹脂の充填が完
了してから無意味な保圧動作が継続されることもなく、
成形サイクルの高速化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の方式の一実施例の射出保圧処理の概略
を示すフローチャート、第2図は本発明の方式の別の実
施例の射出保圧処理の概略を示すフローチャート、第3
図は本発明の方式を実施する一実施例の電動式射出成形
機および該射出成形機の制御系要部を示すブロック図で
ある。 1・・・スクリュー、2・・・射出用サーボモー夕、3
・・・パルスコーダ(スクリュー位置検出手段)、4・
・・圧カセンサ、100・・・数値制御装置(射出成形
機の制御装置)、101・・・サーボ回路、102.1
06・・・RAM,103・・・共有RAM,104・
・・人力回路、105・・・出力回路、107・・・サ
ーボインタフェース、108・・・数値制御用マイクロ
プロセッサ、109・・・パスアービターコントローラ
、110・・・プログラマブルマシンコントローラ、1
11,113・・・ROM,114・・・CRT表示装
置付き手動データ入力装置。 (ほか2名)゛4−5/ 第 1 因

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. スクリュー位置を検出するスクリュー位置検出手段を設
    け、射出保圧工程中に前記スクリュー位置検出手段を介
    してスクリュー現在位置を検出し、該検出したスクリュ
    ー現在位置が予め射出成形機の制御装置内に設定記憶さ
    れた保圧完了位置に到達した段階で射出保圧工程を終了
    させることを特徴とした射出成形機の射出保圧工程制御
    方式。
JP1158417A 1989-06-22 1989-06-22 射出成形機の射出保圧工程制御方法及び装置 Expired - Fee Related JP2933169B2 (ja)

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JP2933169B2 (ja) 1999-08-09

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