JPH04334425A

JPH04334425A - 射出圧縮成形機における圧縮装置

Info

Publication number: JPH04334425A
Application number: JP13572991A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Wakebe; 修一分部; Osamu Fujioka; 修藤岡
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1991-05-10
Filing date: 1991-05-10
Publication date: 1992-11-20
Anticipated expiration: 2012-04-09
Also published as: JP2597929B2

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、樹脂の射出後に成形
キャビティ内でその樹脂を圧縮して成形を行なう射出圧
縮成形機の圧縮装置およびその装置を用いて行なう射出
圧縮成形方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】溶融時に流動性が低い樹脂の成形や、高
い寸法精度、微細な表面構造の転写精度（再現精度）を
要求される射出成形では、射出後にその樹脂を成形キャ
ビティ内で圧縮する射出圧縮成形が行われる。この成形
法には、金型の成形キャビティをインロウ構造で構成し
ておいて、型閉じの途中、圧縮代分を残した位置で可動
盤を停止し、溶融樹脂を成形キャビティ内に射出した後
、再度上記の圧縮代分の型閉じを行って成形品の補正を
行うものや、特願昭６２−２６７６２７号に記載される
圧縮装置のように可動盤側に金型へ突出する圧縮用ピン
を備えたものがある。

【０００３】しかし、型閉じの途中、圧縮代分を残して
射出し、再度型閉じを行うものでは、圧縮力の調整が可
動盤を駆動するトグル機構や直動機構を介して行われる
ので、機構上の撓みや伝達時間の遅れのために追従性が
悪く、正確な微調整が困難となっている。一方、圧縮用
ピンを用いるものでは大きな圧縮力を得ることが困難で
ある。さらに、成形キャビティ内への樹脂の射出は、射
出の終了まで同じ圧力で行われることが成形品における
樹脂密度の点で好ましいが上記したいずれの方法にもこ
の点を考慮したものはない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、制御上の
追従性、寸法、表面ディティールの再現性に優れ、高度
な精密成形が可能な射出圧縮成形機の提供を課題とする
。

【０００５】

【課題を解決するための手段】射出圧縮成形機における
圧縮装置を次のように構成する。固定側金型におけるキ
ャビティプレートを固定プレートと可動プレートで構成
する。可動プレートを固定プレートとモールドベース側
部分との間で型締め軸線に沿って前後移動可能とする。可動プレートの前後移動によって、コアプレートとで形
成する成形キャビティの容積が増減する構成とする。可
動プレートを前後移動する駆動装置を設ける。

【０００６】また、この装置による射出圧縮方法を次の
ようにする。射出時、射出樹脂量に比例して成形キャビ
ティの容積を増加させ、これによって成形キャビティの
内部圧力を設定した一定値に維持し、圧縮時、成形キャ
ビティの内部圧力を設定した圧縮値にフィードバック制
御する。

【０００７】

【作用】キャビティプレートにおける固定プレートは型
締め力を受け止め、可動プレートは、後退移動によって
成形キャビティの容積を増大し、前進移動によって成形
キャビティ内部に充填された樹脂を圧縮する。

【０００８】

【実施例】図１は、この発明による射出圧縮成形機の圧
縮装置部分を示し、型締め部の固定盤１と可動盤２との
間に圧縮成形用の金型３が装着され、図において型締め
状態にある。この金型３に対する射出は、いわゆるパー
ティング射出で金型の側方から行われる。

【０００９】金型３の固定側金型４はモールドベース５
、キャビテイプレート６からなり、可動側金型７はモー
ルドベース８、スペーサプレート９およびコアプレート
１０からなる。上記キャビティプレート６はさらに固定
プレート１１と可動プレート１２とで構成されている。

【００１０】固定側金型４はモールドベース５で固定盤
１に取り付けられ、キャビティプレート６は固定プレー
ト１１をコアプレート１０側とし、可動プレート１２を
固定プレート１１とモールドベース１０（固定側金型４
の側にもスペーサプレートが設けられる場合は、モール
ドベース側部分となる）との間に配置している。可動プ
レート２は、型締め軸線ａと平行に設けられた複数本の
ガイドロッド１３に嵌挿されて前後へ移動可能となって
いる。固定プレート１１と可動プレート１２は、可動側
のコアプレート１０と共に成形キャビティ１４を形成す
るものであり、可動プレート１２は前方へ移動すること
により成形キャビティ１４の容積を縮小し、後退するこ
とで拡大する。

【００１１】可動側金型７はモールドベース８で可動盤
２に取り付けられ、コアプレート１０の前面に圧電素子
による圧力センサー１５が配置され、固定側金型４と可
動金型７の密着面間（コアプレート１０とキャビティプ
レート６における前方の固定プレート１１間）の圧力、
すなわち、成形キャビティ内部の圧縮力を検出できるよ
うになっている。

【００１２】固定盤１には圧調整用サーボモーター１６
が固定され、その出力軸にボールネジ機構１７のボール
ネジ１８が連結され、このボールネジ１８は、モールド
ベース５、可動プレート１２を貫通して型締め軸線ａと
平行に配置され、前端が固定プレート１１の後面に軸支
されている。可動プレート１２を貫通する部分では、可
動プレート１２に固定したボールナット１９と螺合して
いる。これら、圧調整用サーボモーター１６、ボールネ
ジ１８、ボールナット１９は可動プレート１２の駆動手
段２０を構成し、上記の成形キャビティ１４を中心とし
た対称位置に２個（複数個）配置されている。

【００１３】符号２１はロケート、符号Ｐは固定側金型
４可動側金型７とのパーティング面を示している。なお
、射出成形機として、また、金型として通常必要なその
他の構成に付いては図示および説明を省略する。

【００１４】図２はこの射出圧縮成形機が備えた制御構
造を概略で示したもので、数値制御装置（ＮＣ装置）２
２はＮＣ用ＣＰＵ（中央処理装置）２３、サーボ用ＣＰ
Ｕ２４を備える。ＮＣ用ＣＰＵ２３には、この射出圧縮
成形装置全体を管理する制御プログラムおよび射出圧縮
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
ムが格納されたＲＯＭ２５、射出条件、圧縮条件などの
各種設定値、パラメーターの値などを記憶したＲＡＭ２
６、上記ＲＡＭ２６に記憶させる設定値、パラメーター
の値などのデータを入力するマニュアルデータインプッ
ト装置（ＭＤＩ）２７、入力回路２８および図示されて
いないその他が接続されている。

【００１５】サーボ用ＣＰＵ２４はＮＣ用ＣＰＵ２３の
指令に基づいて圧調整用サーボモーター１６を含めた射
出圧縮成形装置における各軸サーボモーターの位置、速
度、トルク制御などを制御するもので、位置制御回路２
９、トルク制御回路３０および図示していないがデータ
を一時記憶しておくためのＲＡＭなどその他を備える。金型３における圧力センサー１５の出力はＮＣ用ＣＰＵ
２３の入力回路２８に伝達され、また、サーボ用ＣＰＵ
２４の位置制御回路２９とトルク制御回路３０はそれぞ
れ圧調整用サーボモーター１６に接続されている。

【００１６】射出圧縮成形は次のように行われる。なお
、当初、可動プレート１２は成形キャビティ１４の位置
において図３のＤ０　（ホームポジション）の位置にあ
るものとする。

【００１７】成形の開始に先立って、通常の射出成形に
おいて必要な初期設定作業の他に、ＭＤＩ２７から圧縮
代（Ｄ１　−Ｄ２　、通常０．２〜０．３ｍｍ程度）を
見込んだ可動プレート１２の初期位置Ｄ１　、目標とす
る圧縮力Ｆ１　、成形キャビティ１４の断面積Ｓおよび
これに対する単位時間当りの射出量ｖを入力しＲＡＭ２
６に記憶させる。

【００１８】通常の射出成形機における型締め作動と同
様に、可動盤２が前進（この場合、固定盤１に向かう方
向）して、可動側金型７を固定側金型４に金型タッチの
状態とした後、ロックアップする。圧力センサー１５は
ロックアップ時の圧力Ｆ０　を出力している。固定側金
型４において、可動側から受ける型締め力は固定プレー
ト１１、ガイドロッド１３を通じて固定盤１が支え、可
動プレート１２に型締め力は何等作用しない。

【００１９】ＮＣ用ＣＰＵ２３がＲＡＭ２６から可動プ
レート１２の移動先位置Ｄ１　を読み出して移動指令と
ともにサーボ用ＣＰＵ２４に伝達し、位置制御回路２９
を介して圧調整用サーボモーター１６が駆動される。こ
れにより、可動プレート１２が所定のＤ１　位置に移動
して停止し、成形キャビティ１４の容積が決定される。

【００２０】ＮＣ用ＣＰＵ２３は可動プレート１２の移
動完了信号を受けると射出作動を指令すると共に圧調整
用サーボモータ１６を逆転して可動プレート１２を図３
の位置Ｄ１　−Ｄ０　の範囲で、単位時間当りｖ／Ｓず
つ後退させる。これにより、成形キャビティ１４へ樹脂
を射出している間、成形キャビテイ内部は樹脂が充満し
てからも内部圧力が一定に維持される。すなわち、制御
装置２２、圧調整用サーボモーター１６は、射出時に射
出樹脂量に比例して可動プレートを後退させる手段を構
成する。なお、位置Ｄ０　は上記において可動プレート
１２が最終的に到達する位置より充分に大きく取ってあ
る。

【００２１】ＮＣ用ＣＰＵ２３は射出の終了を確認する
と、このＣＰＵ内の圧縮タイマーをスタートさせると共
に、ＲＡＭ２６から読み出した目標とする圧縮力Ｆ１　
および圧力センサー１５の出力値Ｆ０　を圧縮作動指令
と共にサーボ用ＣＰＵ２４に送る。すると、サーボ用Ｃ
ＰＵ２４は、圧調整用サーボモーター１６の制御をトル
ク制御に切り替えるとともに上記の出力値Ｆ０　を成形
キャビティ１４における圧縮力として換算し、これと設
定圧縮力Ｆ１　との偏差に対応するトルクリミット値を
トルク制御回路３０から圧調整用サーボモーター１６に
出力し、圧力センサー１５からの出力値Ｆ０　の上記換
算値が設定値Ｆ１　に近ずくようフィードバック制御を
行う。すなわち、圧力センサー１５、制御装置２２およ
び圧調整用サーボモーター１６は、圧縮時に可動プレー
トを前進させると共に上記圧力センサーの出力値を設定
した圧縮値と対応する値に導くフィードバック手段を構
成する。　　すなわち、圧縮作動の当初、圧力センサー
１５からの出力Ｆ０　の換算値と設定圧縮力Ｆ１　との
偏差は大きいから、圧調整用サーボモーター１６は大き
なトルクを発揮して可動プレート１２を移動し、成形キ
ャビティ１４内部の樹脂を圧縮する。すると、この力に
押されて固定プレート１１が負担すべき型締め力が減少
するので、圧力センサー１５の出力値Ｆ０　が減少する
。すると、その換算値と設定値Ｆ１との偏差が小さくな
って圧調整用サーボモーター１６が発揮するトルクは小
さく制限されて、可動プレート１２は前回よりも小さな
力で樹脂を押圧する。しかし、この時偏差に乗じるゲインの値を大きく取って
おり、樹脂を介してコアプレートがさらに押圧されるこ
とに変りはないので、結局、圧力センサー１５の出力値
Ｆ０　がさらに低下し、次に圧調整用サーボモーター１
６に与えられるトルクリミット値はさらに小さくなる。この様にして、トルク制御回路３０から圧調整用サーボ
モーター１５に出力されるトルクリミット値は結局、設
定した圧縮力Ｆ１　に対応したものになって安定する。この結果、成形キャビティ１４内の樹脂は設定した圧縮
力Ｆ１　で圧縮される。その時成形キャビティ１４にお
いて、可動プレート１２が到達する位置は位置Ｄ２　で
ある。この位置Ｄ２は、同じロットの成形であっても厳
密に見ると樹脂の温度や射出量のわずかな差で変動し、
一定していない。しかし、その変動の幅は成形品に設定
する寸法上の許容誤差範囲に収めることができる。

【００２２】圧縮タイマーがタイムアップすると、ＮＣ
用ＣＰＵ２３は型開きの指令と共にサーボ用ＣＰＵ２４
に圧縮作動の停止を指令する。すると、サーボ用ＣＰＵ
２４は圧調整用サーボモーター１６の制御を位置制御に
切り替えてＤ０位置を指令する。これによって型開きが
なされて成形品が取出されると共に、可動プレート１２
がホームポジションに戻る。

【００２３】以上のように、上記の実施例では、射出時
に可動プレート１２が圧調整用サーボモーター１６によ
り後方へ移動されて、成形キャビティ１４の内部圧力が
一定に維持され、圧縮時にはサーボモーター１６のトル
クが設定した圧縮力Ｆ１　に対応した値にフィードバッ
ク制御されるので、可動プレート１２を介して成形キャ
ビティ１４内部の樹脂に設定した圧縮力が付与される。

【００２４】以上は一実施例である。駆動手段２０はサ
ーボモーターとボールねじ機構の組み合わせにかえて、
これらが一体に構成されている貫通型サーボモーターを
使用することもある。上記の実施例において、圧力セン
サー１５はその位置から、型締め力、保圧力を制御する
ためにも使用することができる。

【００２５】

【発明の効果】射出時に成形キャビティの容積が射出量
に応じて拡大されることにより、成形品に樹脂の密度ム
ラによる残留応力が生じにくく、成形品に反りや歪みが
生じにくい。設定圧縮力がフィードバック制御によって
達成され、実際の圧縮状況に即応した圧縮を行える。型
締め作動とは独立した圧調整用サーボモーターにより、
成形キャビティ内部の圧力調整が行われるから、正確で
精密な圧力調整が可能となる。また、独立した圧調整用
サーボモーターにより充分な圧縮力を発揮できるから、
高精度で、かつ、表面転写性の良好な成形品を得られる
。

【図面の簡単な説明】

【図１】断面にて示す正面図。

【図２】制御構造の概略を示す図。

【図３】作動の状態を示す要部の正面図。

【符号の説明】

４　　固定側金型　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　７　　可動側金型１０　　コアプレート　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　１１　　固定プレート１２　　可動プレート　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　１４　　成形キャビティ１５　　圧力センサー　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　１６　　圧調整用サーボモーター１７　　ボールネジ機構　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　２０　　駆動機構

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　固定側金型のキャビティプレートを固
定プレートと可動プレートで構成し、可動プレートを固
定プレートとモールドベース側部分との間で型締め軸線
に沿い前後移動可能に設けてコアプレートとともに形成
する成形キャビティの容積を可変とし、可動プレートを
前後に移動する独立の駆動手段を設けてあることを特徴
とした射出圧縮成形機における圧縮装置。
【請求項２】　　射出時、射出樹脂量に比例して成形キ
ャビティの容積を増加させ、圧縮時、成形キャビティの
内部圧力を設定した圧縮値にフィードバック制御するこ
とを特徴とした射出圧縮方法。
【請求項３】　　駆動手段を圧調整用サーボモーターと
ボールねじ機構によるものとし、さらに、射出時に射出
樹脂量に比例して可動プレートを後退させる手段および
固定側金型と可動側金型の密着面間に圧力センサーを設
け、圧縮時に可動プレートを前進させると共に上記圧力
センサーの出力値を設定した圧縮値と対応する値に導く
フィードバック手段を備えていることを特徴とした請求
項１に記載の射出圧縮成形機における圧縮装置。