JPH0555291B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はモニタ範囲を設定して成形を行うに際
しての射出成形機の制御方法に関する。

〔先行技術〕

一般に、射出成形機では成形品質に影響する物
理量、例えばスクリユの最前進位置等に対してモ
ニタ範囲を設定し、このモニタ範囲によつて成形
品の良否を判別している。つまり、スクリユの最
前進位置の場合、その位置がモニタ範囲を超えて
前方に位置すると射出容量が増加して成形品にバ
リ、過充填等が発生し、他方、モニタ範囲に達せ
ず後方に位置するとシヨートシヨツト、ヒケ等が
発生する。

一方、本出願人は既に当該モニタ範囲を設定
し、これに基づき次サイクルにおける制御量の補
正を行うようにした射出成形機の制御方法を提案
した（特願昭61−124148号等）。この制御方法は
例えばスクリユの最前進位置（物理量）に対して
モニタ範囲を設定し、最前進位置の実測値がモニ
タ範囲から外れた場合には次サイクルにおける当
該最前進位置を可変する制御手段の制御量、例え
ば保圧力を補正し、これによりスクリユの最前進
位置が常にモニタ範囲に入るように制御するもの
で、気温、油温等の経時変化による変動に対処す
ることができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、モニタ範囲の設定によつて補正を行
う制御方法は一般に一定の変動内の補正について
は有効に作用するが、この範囲を超えるような異
常事態に対しては予定していない。このため、成
形金型に異物詰まりや樹脂詰まりが発生してスク
リユの最前進位置がモニタ範囲に達しなかつたよ
うな場合には、次の成形サイクルから保圧力が順
次高まり、最後にはランナ部にバリが発生し、ま
た成形金型が樹脂圧によつて開いたり、成形金型
を破壊してしまう問題があつた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上述した問題点を改善した射出成形機
における制御方法の提供を目的とするもので、以
下に示す制御方法によつて達成される。

即ち、本発明に係る射出成形機の制御方法は、
予め、成形品質に影響するスクリユの最前進位置
に対するモニタ範囲、前記スクリユの最前進位置
を可変する制御手段における制御量（保圧力）に
対する補正量及び前記制御量に対する限界値をそ
れぞれ設定し、成形時に、各成形サイクルにおけ
る前記スクリユの最前進位置を検出し、検出した
スクリユの最前進位置がモニタ範囲の許容範囲を
外れたときに、次の成形サイクルにおけるスクリ
ユの最前進位置がモニタ範囲に入る方向に、前記
制御量に前記補正量を加算又は減算して補正する
とともに、前記スクリユの最前進位置が前記許容
範囲を外れ、かつ補正された制御量が前記限界値
に達したときに成形を停止するようにした。

〔作用〕

次に、本発明の作用について説明する。

本発明に係る制御方法は成形品質に影響するス
クリユの最前進位置に対しモニタ範囲を設定する
ことにより、このスクリユの最前進位置が経時的
変化によつて変動してもこのスクリユの最前進位
置を可変する制御量を補正して、当該スクリユの
最前進位置を常にモニタ範囲に入るように維持す
る。

一方、当該スクリユの最前進位置の変動が単な
る経時的変化ではなく、金型内での異物詰まり等
の突発的な異常である場合にはこれに対応して補
正される制御量もきわめて大きくなる。したがつ
て、この場合には良品成形が困難になるばかりで
なく、金型の破損等を招く虞れがあるため、この
制御量に対する限界値の設定により、補正された
制御量が当該限界値に達し、同時に上記スクリユ
の最前進位置が許容範囲から外れた場合には成形
自体を停止するように機能させ、金型の保護等を
図る。

即ち、本発明は限界値に達したか否かと同時
に、モニタ範囲の許容範囲を外れたか否かの双方
を問題とする。例えば、スクリユ最前進位置がモ
ニタ範囲の許容範囲を外れる場合として、一時的
な変動の他に、材料切れ、スクリユの破損、金型
への異物詰まり等の特異不良がある。この場合、
一時的な変動であれば補正により修正され、補正
される制御量が限界値に達することはない。他
方、制御量が限界値に達したとしても、モニタ範
囲の許容範囲を外れない場合には、材料切れ、ス
クリユの破損、金型への異物詰まり等の特異不良
の可能性が少なく、この場合も一時的な変動と考
えられる。よつて、本発明では限界値の設定によ
る監視とモニタ範囲の設定による監視を併用し、
双方の条件を満たしたときのみ特異不良と判定し
て成形を停止するとともに、それ以外の場合は成
形動作を継続させる。

〔実施例〕

以下には本考案に係る好適な実施例を図面に基
づき詳細に説明する。第１図は本発明方法を実施
する制御系のブロツク回路を含む射出成形機の断
面側面図、第２図は同成形機における時間対成形
金型の温度及び充填圧力の関係を示す特性図であ
る。

まず、本発明方法の理解を助けるため、第１図
に示す射出成形機１０の概略構成について説明す
る。

１１は射出成形機本体であり、加熱筒１２内に
スクリユ２を内挿するとともに、このスクリユ２
の後端は射出シリンダ１３内の射出ラム１４に結
合する。よつて、スクリユ２は当該射出シリンダ
１３によつて前進せしめられるとともに、当該シ
リンダ１３の後端に設けたオイルモータ１５によ
つて回転せしめられる公知の成形機本体を構成す
る。また、１は加熱筒１２先端の射出ノズル１６
に圧接して溶融樹脂の充填を受ける成形金型であ
り、温調器によつて所定の温度に加温せしめられ
る。なお、かかる金型１も固定型１ａと可動型１
ｂからなる公知の金型で構成できる。

一方、２０は制御系を示す。まず、２１はコン
ピユータ機能をもつ中央コントローラである。２
２はスクリユ２の位置を検出する位置検出器であ
つて、この検出情報は中央コントローラ２１に入
力する。

また、中央コントローラ２１には充填圧力設定
器２３、保圧設定器２４、充填圧上限設定器２
５、保圧上限設定器２６、充填圧補正量設定器２
７、保圧補正量設定器２８、モニタ上限位置設定
器２９、モニタ下限位置設定器３０を接続する。
なお、その他、図示なき射出速度設定器、速度制
御領域から圧力制御領域へ切換える速度圧力切換
位置設定器、保圧時間設定器、計量停止位置設定
器等の必要な各種設定器が接続される。

さらに、３１は射出シリンダ１３に接続した作
動油制御回路であり、シリンダ１３の油室に供給
される油圧源３２からの圧油の制御を行うもの
で、前記コントローラ２１からの流量指令信号、
圧力指令信号によつて制御される。なお、３３は
作動油制御装置３１に接続したオイルタンクを示
す。

次に、本制御方法を含む成形機の全稼働状態に
おける制御について第１図及び第２図を参照して
説明する。なお、本実施例では (イ) 金型の昇温又は降温時に変化する物理量→ス
クリユの最前進位置、 (ロ) (イ)における最前進位置のモニタ範囲→上限値
（M1）、下限値M2で設定された範囲、 (ハ) 金型の昇温又は降温時におけるスクリユの最
前進位置を可変する制御手段の制御量→充填圧
力、 (ニ) 金型の定温時に成形品質に影響を及ぼす物理
量→スクリユの最前進位置、 (ホ) (ニ)における最前進位置のモニタ範囲→上限値
（M1）、下限値M2で設定された範囲 (ヘ) 金型の定温時におけるスクリユの最前進位置
を可変する制御手段の制御量→保圧力、 を示す。

まず、第１図において充填圧設定器２３には金
型定温時に必要な射出速度を維持する充填圧力
（P1）を設定する。なお、この充填圧力（P1）の
設定は高すぎると速度圧力切換時に圧力のオーバ
シユートにより成形品に過充填、バリ等が発生し
やすくなるため、射出速度を維持できる範囲で低
めに設定する。保圧設定器２４には金型定温時に
おいて金型１のキヤビテイ内に充填された溶融樹
脂の冷却収縮を補うため、スクリユ２の前方に残
留した樹脂をキヤビテイ内へ送り込む必要な保圧
力（P2）を設定する。

一方、充填圧上限設定器２５には本発明に従つ
て成形可能な最低温度状態にある樹脂を所定の射
出速度で充填するための必要な充填圧力（L1）
を設定するとともに、同じく保圧上限設定器２６
にも金型定温時において成形不良を発生させずに
使用可能な最高保圧力（L2）を設定する。

また、充填圧補正量設定器２７には金型昇時に
スクリユ２の最前進位置がモニタ範囲の許容範囲
から外れた場合に次の成形サイクルにおいて充填
圧力の指令値を増減補正するための補正量
（P11）を設定する。保圧補正量設定器２８には
金型定温時にスクリユ２の最前進位置がモニタ範
囲の許容範囲を外れた場合に次のサイクルにおい
て保圧力の指令値を増減補正するための補正量
（P21）を設定する。モニタ上限位置設定器２９
には良品を成形できるスクリユ２の最前進位置の
上限値（前進限位置）（M1）を設定する。モニタ
下限位置設定器３０には良品を成形できるスクリ
ユ２の最前進位置の下限値（後退限位置）（M2）
を設定する。

以上の各設定器の設定後に成形が行われる。な
お、成形は第１図に示すように金型装置の昇温
過程における成形、金型の定温領域における成
形、金型の降温過程における成形に分かれる。

最初に金型の昇温過程における成形について説
明する。

まず、金型の温調器を作動させる。これによ
り、金型１内には温調された熱媒体が循環し、金
型１の温度は上昇を開始する。そして、金型１の
温度が成形可能な最低温度に達したなら、その温
度に対応して予め設定した例えば定温状態よりも
高い充填圧力で運転を開始する。なお、この成形
可能な最低温度は予め実際の成形によつて良品を
得ることができる最低温度に設定される。また、
成形金型によつては次のように自動運転を行つて
もよい。つまり、金型１が成形可能な最低温度に
達したなら自動運転に移行し、中央コントローラ
２１から充填圧設定器２３に設定された充填圧力
（P1）の圧力指令値及び射出速度指令値を作動油
制御装置３１に付与する。

これにより、スクリユ２は所定の射出速度で射
出充填しようとするが金型温度が低い場合には、
金型内の流動抵抗が大きいため、定温時の充填圧
力（P1）では射出速度を維持できない。この結
果、充填時にゲートシール（ゲートが塞がる現
象）が生じ、成形品はシヨートシヨツトになる。
この場合、スクリユ２の最前進位置も設定された
所定のモニタ範囲に達していないので、その成形
品は不良品として処理される。

一方、上記スクリユ２の最前進位置は位置検出
器２２によつて検出され、この検出結果とモニタ
範囲が比較される。この場合、検出結果はモニタ
範囲の下限値（M1）に達していないため、次の
成形サイクルの充填圧指令値を充填圧力（P1）＋
補正量（P11）となるように補正する。この補正
は検出結果がモニタ範囲の許容範囲に入るまで繰
り返して行われる。この結果、補正された次の成
形サイクルから良品を得ることができる。なお、
実施例におけるモニタ範囲による補正は既に本出
願人が特願昭61−124148号（射出成形機の制御方
法）で提案している方法を利用できる。これによ
れば、モニタ範囲から外れる回数が連続して所定
回数になつたとき補正を行うようにしたもので、
突発的な外乱と経時的な変化とを区別することが
でき、的確な補正を行うことができる。

また、金型の温度が徐々に上昇し、金型内の流
動抵抗が小さくなつた場合には充填圧力が高すぎ
て成形品に過充填、バリ等の成形不良を生じる。
この場合にはスクリユ２の最前進位置の検出結果
がモニタ範囲の許容範囲を越えるので逆に次の成
形サイクルにおける充填圧力を（P1）−（P11）と
して設定する。

この補正は各成形サイクルにおいて同様に行わ
れる。

このように、金型の昇温過程では昇温に伴つて
充填圧力の指令値を補正しながら定温に達するま
で成形を行う。なお、金型温度が定温に達すると
それ以降の充填圧力は設定値である（P1）に安
定する。

次に、金型の定温領域における成形について説
明する。

定温領域では充填圧力が成形品質に及ぼす影響
はごく僅かであり、成形品質に最も影響を与える
因子は保圧力となる。

即ち、定温領域においても気温の変化や作動油
温度の変化等によりスクリユ２の最前進位置が変
動し、モニタ範囲を超えた場合にはバリや過充填
を生じ、逆にモニタ範囲に達しない場合にはシヨ
ートシヨツトになる。また、当該最前進位置に最
も影響する制御量は保圧力であるため、スクリユ
２の最前進位置は保圧力を高く設定すると前方へ
移り、逆に低く設定すると後方へ移る。

このため、金型温度が設定した定温に達した後
もスクリユ２の最前進位置をモニタし、当該最前
進位置の検出結果がモニタ範囲の許容範囲から外
れた場合には保圧力（P2）に対して前記補正量
（P21）を加減（（P2）±（P21））して次の成形サ
イクルにおける保圧力指令値の大きさを増減補正
する。この補正は検出結果がモニタ範囲に入るま
で繰り返して行われ、経時的に変化する外乱に対
し良品を得るように補正する。

ところで、この際に補正された指令値の大きさ
は本発明に従つて中央コントローラ２１で常に監
視し、当該指令値の大きさが前記最高保圧力
（L2）を超え、かつスクリユの最前進位置がモニ
タ範囲を外れた場合には直ちに運転を停止し、安
全を期す。このような事態としては材料切れ、ス
クリユ２の破損等の異常が考えられる。

以上、定温領域では所定シヨツト数又は所定時
間内の成形を行う。

次に、金型の降温過程における成形について説
明する。

降温過程では前記昇温過程と同様に制御が行わ
れるように制御系を切換え、スクリユ２の最前進
位置をモニタすることによつて充填圧力を補正す
る。なお、当該制御系の切換えと同時に金型にお
ける温調器の作動を停止する。

降温過程では金型温度が徐々に下降を開始し、
これに伴つて金型内の流動抵抗が増加する。この
ため、前記昇温過程とは逆になつてスクリユ２の
最前進位置の検出結果がモニタ範囲の許容範囲か
ら外れると充填圧力設定器２３の充填圧力（P1）
に対して充填圧補正量設定器２７からの補正量
（P11）を加算（（P1）＋（P11））して次の成形サ
イクルにおける充填圧力を増加補正する。この補
正は検出結果がモニタ範囲に入るまで繰り返して
行われる。

このように、金型の温調器の作動を停止した後
も金型の温度降下に対して充填圧力の補正を行
い、成形を続行する。

一方、本発明に従つて中央コントローラ２１は
充填圧力の指令値を監視し、この指令値が充填圧
上限設定器２５に設定された充填圧力（L1）に
達し、同時にスクリユ２の最前進位置がモニタ範
囲を外れたなら、その時点で運転を停止し、成形
を完了させる。この理由は金型が低温になり、成
形が不可能になつたにもかかわらず金型に高圧の
充填圧力を作用させた場合には、ランナにバリを
生じたり、或は金型が開いたり、破損したりする
虞れがあるためであり、これは本制御方法によつ
て有効に防止される。

よつて、本射出成形機１０によつて金型の温調
器を作動させ、成形可能な昇温過程から本来の安
定成形を行うことができる定温領域、さらに温調
器の作動を停止させた後の降温過程にわたつて成
形が可能となる。

以上、実施例について詳細に説明したが本発明
はこのような実施例に限定されるものではなく、
細部の構成、手法等において本発明の要旨を逸脱
しない範囲において任意に変更実施できる。

〔発明の効果〕

このように、本発明に係る射出成形機の制御方
法は、予め、成形品質に影響するスクリユの最前
進位置に対するモニタ範囲、前記スクリユの最前
進位置を可変する制御手段における制御量に対す
る補正量及び前記制御量に対する限界値をそれぞ
れ設定し、成形時に、各成形サイクルにおける前
記スクリユの最前進位置を検出し、検出したスク
リユの最前進位置がモニタ範囲の許容範囲を外れ
たときに、次の成形サイクルにおけるスクリユの
最前進位置がモニタ範囲に入る方向に、前記制御
量に前記補正量を加算又は減算して補正するとと
もに、前記スクリユの最前進位置が前記許容範囲
を外れ、かつ補正された制御量が前記限界値に達
したときに成形を停止するようにしたため、特異
不良、例えば、金型への異物詰まり、樹脂詰ま
り、材料切れ、スクリユ破損等を確実かつ迅速に
発見できる。また、このような特異不良に基づく
成形金型の開きや金型の破損等を有効に防止する
ことができ、金型の保護を図ることができるのみ
ならず、安全性向上にも寄与できる。

【図面の簡単な説明】

第１図：本発明方法を実施する制御系のブロツ
ク回路を含む射出成形機の断面側面図、第２図：
同成形機における時間対成形金型の温度及び充填
圧力の関係を示す特性図。 尚図面中、１……成形金型、２……スクリユ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 予め、スクリユの最前進位置に対するモニタ
   範囲、前記スクリユの最前進位置を可変する保圧
   力を制御する制御量に対する補正量及び前記制御
   量に対する限界値をそれぞれ設定し、成形時に、
   各成形サイクルにおける前記スクリユの最前進位
   置を検出し、検出したスクリユの最前進位置がモ
   ニタ範囲の許容範囲を外れたときに、次の成形サ
   イクルにおけるスクリユの最前進位置がモニタ範
   囲に入る方向に、前記制御量に前記補正量を加算
   又は減算して補正するとともに、前記スクリユの
   最前進位置が前記許容範囲を外れ、かつ補正され
   た制御量が前記限界値に達したときに成形を停止
   することを特徴とする射出成形機の制御方法。