JPH07256710A - 射出成形機の制御方法 - Google Patents
射出成形機の制御方法Info
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- JPH07256710A JPH07256710A JP5072094A JP5072094A JPH07256710A JP H07256710 A JPH07256710 A JP H07256710A JP 5072094 A JP5072094 A JP 5072094A JP 5072094 A JP5072094 A JP 5072094A JP H07256710 A JPH07256710 A JP H07256710A
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- JP
- Japan
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- injection
- screw
- pressure
- resin
- viscosity
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- Pending
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/76—Measuring, controlling or regulating
- B29C45/77—Measuring, controlling or regulating of velocity or pressure of moulding material
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 重量の一定な成形品を安定して得るような射
出成形機の制御方法を提供する。 【構成】 計量工程中に回動しながら後退するスクリュ
の回転トルクで溶融樹脂の粘性係数を算出し、前記計量
工程時に算出して得られた粘性係数で引続く射出工程の
圧力制御目標値を補正し制御する。
出成形機の制御方法を提供する。 【構成】 計量工程中に回動しながら後退するスクリュ
の回転トルクで溶融樹脂の粘性係数を算出し、前記計量
工程時に算出して得られた粘性係数で引続く射出工程の
圧力制御目標値を補正し制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プラスチック成形品を
成形する射出成形機において、特に射出工程を高精度に
制御する射出成形機の制御方法に関するものである。
成形する射出成形機において、特に射出工程を高精度に
制御する射出成形機の制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図６は従来の射出成形機の要部構成を簡
略化して示す概要図である。図６において、射出装置３
０を構成する加熱シリンダ３内にはスクリュ１が回転と
前後進が自在なように挿入されており、加熱シリンダ３
の先端にはノズル４が取付けられている。
略化して示す概要図である。図６において、射出装置３
０を構成する加熱シリンダ３内にはスクリュ１が回転と
前後進が自在なように挿入されており、加熱シリンダ３
の先端にはノズル４が取付けられている。
【０００３】また、後部にはスクリュ１を前後進させる
ピストン１４を挿入した射出シリンダ２０が取付けられ
ており、その後方にスクリュ１に回転を与えるスクリュ
回転モータ５が装着されている。
ピストン１４を挿入した射出シリンダ２０が取付けられ
ており、その後方にスクリュ１に回転を与えるスクリュ
回転モータ５が装着されている。
【０００４】射出シリンダ２０の油圧室９はロッド側油
圧室９ａとヘッド側油圧室９ｂから構成されており、こ
の油圧室９には図示省略した油圧ポンプから作動油が供
給され油圧作動バルブ１１で制御される。この油圧作動
バルブ１１は、ロッド側油圧室９ａに通じるロッド側油
圧作動バルブ１１ａとヘッド側油圧室９ｂに通じるヘッ
ド側油圧作動バルブ１１ｂから構成されている。
圧室９ａとヘッド側油圧室９ｂから構成されており、こ
の油圧室９には図示省略した油圧ポンプから作動油が供
給され油圧作動バルブ１１で制御される。この油圧作動
バルブ１１は、ロッド側油圧室９ａに通じるロッド側油
圧作動バルブ１１ａとヘッド側油圧室９ｂに通じるヘッ
ド側油圧作動バルブ１１ｂから構成されている。
【０００５】また、符号８はスクリュ１の前後進距離を
測定するスクリュ位置センサである。スクリュ１の先端
にはチェックシート１ａを置いてスクリュヘッド２７が
螺着されており、スクリュヘッド２７は先端に向かった
略円錐形状で同円錐形状の後側（図中右側）は段状にな
って小径になり、この小径部２７ａには軸方向摺動が自
在なチェックリング２が嵌挿されている。なお、符号１
５はホッパ、１５ａは樹脂ペレット、１８はスクリュヘ
ッド前部、３２は成形機制御装置を示す。
測定するスクリュ位置センサである。スクリュ１の先端
にはチェックシート１ａを置いてスクリュヘッド２７が
螺着されており、スクリュヘッド２７は先端に向かった
略円錐形状で同円錐形状の後側（図中右側）は段状にな
って小径になり、この小径部２７ａには軸方向摺動が自
在なチェックリング２が嵌挿されている。なお、符号１
５はホッパ、１５ａは樹脂ペレット、１８はスクリュヘ
ッド前部、３２は成形機制御装置を示す。
【０００６】こうした射出装置３０からプラスチック製
品が得られるメカニズムは以下のようになる。ホッパ１
５へ投入された樹脂ペレット１５ａはホッパ供給口から
スクリュ１側へ落下し、落下した樹脂ペレット１５ａは
スクリュ１の回転運動により加熱シリンダ３前方（図６
中左方向）へ移送される。
品が得られるメカニズムは以下のようになる。ホッパ１
５へ投入された樹脂ペレット１５ａはホッパ供給口から
スクリュ１側へ落下し、落下した樹脂ペレット１５ａは
スクリュ１の回転運動により加熱シリンダ３前方（図６
中左方向）へ移送される。
【０００７】この時樹脂ペレット１５ａは加熱された加
熱シリンダ３の内面で加熱シリンダ３からの伝熱および
スクリュ１の回転による加熱シリンダ３内壁面での摩擦
発熱あるいは剪断発熱により加熱シリンダ３内壁面近く
で溶融され、溶融状態でスクリュヘッド前部１８に貯留
される。
熱シリンダ３の内面で加熱シリンダ３からの伝熱および
スクリュ１の回転による加熱シリンダ３内壁面での摩擦
発熱あるいは剪断発熱により加熱シリンダ３内壁面近く
で溶融され、溶融状態でスクリュヘッド前部１８に貯留
される。
【０００８】スクリュヘッド前部１８に貯留される溶融
樹脂量が増加するに従いスクリュ１は後方へ移動し、ス
クリュ１の後退移動距離によって決まる溶融樹脂量が設
定された値に達するとスクリュ１の回転を停止し、計量
工程は完了する。
樹脂量が増加するに従いスクリュ１は後方へ移動し、ス
クリュ１の後退移動距離によって決まる溶融樹脂量が設
定された値に達するとスクリュ１の回転を停止し、計量
工程は完了する。
【０００９】引続く射出工程では射出シリンダ２０内の
ヘッド側油圧室９ｂに図示しない油圧源より作動油が供
給されスクリュ１は前進し射出工程を開始するのであ
る。
ヘッド側油圧室９ｂに図示しない油圧源より作動油が供
給されスクリュ１は前進し射出工程を開始するのであ
る。
【００１０】この射出工程の開始に伴ってスクリュヘッ
ド前部１８に貯留された溶融樹脂はノズル４を介して図
示しない金型キャビティ部に射出充填され、金型内で溶
融樹脂は冷却固化された後、金型を型開されプラスチッ
ク成形品を得るのである。
ド前部１８に貯留された溶融樹脂はノズル４を介して図
示しない金型キャビティ部に射出充填され、金型内で溶
融樹脂は冷却固化された後、金型を型開されプラスチッ
ク成形品を得るのである。
【００１１】ところで、前記した射出工程では金型内に
溶融樹脂をどのようなパターンで充填するかが所望する
高品質なプラスチック成形品を得るために非常に重要で
ある。
溶融樹脂をどのようなパターンで充填するかが所望する
高品質なプラスチック成形品を得るために非常に重要で
ある。
【００１２】そのために射出充填中のスクリュ１速度を
制御したり、あるいは圧力を制御したりする方法が行わ
れている。この時の最適な速度や圧力パターンを得るた
めには熟練者の経験に頼ったりあるいはＣＡＥ（コンピ
ュータ支援技術）計算で求めたり、さらには良品が成形
できた時のプロファイルを最適値とし、その最適値を制
御目標値として射出工程の制御を行っていた。
制御したり、あるいは圧力を制御したりする方法が行わ
れている。この時の最適な速度や圧力パターンを得るた
めには熟練者の経験に頼ったりあるいはＣＡＥ（コンピ
ュータ支援技術）計算で求めたり、さらには良品が成形
できた時のプロファイルを最適値とし、その最適値を制
御目標値として射出工程の制御を行っていた。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、射出工程を
圧力制御で行う場合は射出充填される溶融樹脂の粘度に
より充填パターンが異なってくる。この溶融状態におけ
る樹脂の粘度は樹脂の種類（例えば、ポリエチレン、ポ
リプロピレンなど）によって違うのはもちろんのこと、
同じ種類の樹脂でもメーカやグレードにより異なるし、
また、メーカやグレードが同じでも製造ロットにより異
なってくるのである。
圧力制御で行う場合は射出充填される溶融樹脂の粘度に
より充填パターンが異なってくる。この溶融状態におけ
る樹脂の粘度は樹脂の種類（例えば、ポリエチレン、ポ
リプロピレンなど）によって違うのはもちろんのこと、
同じ種類の樹脂でもメーカやグレードにより異なるし、
また、メーカやグレードが同じでも製造ロットにより異
なってくるのである。
【００１４】また、射出工程時の射出圧力は樹脂の粘度
により大きな影響を受ける。例えば、粘度が大きい場合
は射出充填のために高い射出圧力が必要であるし、逆に
粘度が小さい場合は低い射出圧力しか必要としない。こ
のことは同じ射出圧力値で射出工程を制御しても溶融樹
脂の粘度が異なれば、金型キャビティ内への溶融樹脂の
充填状態が異なることになり、成形品の品質もバラつく
ことを意味している。
により大きな影響を受ける。例えば、粘度が大きい場合
は射出充填のために高い射出圧力が必要であるし、逆に
粘度が小さい場合は低い射出圧力しか必要としない。こ
のことは同じ射出圧力値で射出工程を制御しても溶融樹
脂の粘度が異なれば、金型キャビティ内への溶融樹脂の
充填状態が異なることになり、成形品の品質もバラつく
ことを意味している。
【００１５】即ち、溶融樹脂の粘度が最適射出工程のプ
ロファイルを算出した時の値に比べて大きい時は同じ流
動速度についても大きな抵抗が生じ、このため射出圧力
が上昇し、射出圧力を目標となる最適圧力に合わせよう
とするとスクリュ１前進速度を遅くするため、射出充填
開始から完了までに長い時間がかかる。
ロファイルを算出した時の値に比べて大きい時は同じ流
動速度についても大きな抵抗が生じ、このため射出圧力
が上昇し、射出圧力を目標となる最適圧力に合わせよう
とするとスクリュ１前進速度を遅くするため、射出充填
開始から完了までに長い時間がかかる。
【００１６】一方、前記した場合とは逆に、溶融樹脂の
粘度が最適射出工程のプロファイルを算出した時の値に
比べて小さい時は、同じ流動速度についても抵抗が小さ
く、このため射出圧力が減少し、溶融樹脂を射出充填さ
せるためのスクリュ１前進速度を早くするため、射出充
填開始から完了までの時間が短くなる。
粘度が最適射出工程のプロファイルを算出した時の値に
比べて小さい時は、同じ流動速度についても抵抗が小さ
く、このため射出圧力が減少し、溶融樹脂を射出充填さ
せるためのスクリュ１前進速度を早くするため、射出充
填開始から完了までの時間が短くなる。
【００１７】従って、前記した如く、溶融樹脂の粘度に
よって射出充填開始から完了までの時間が早くなった
り、逆に遅くなったりしてバラつくと、引続く射出充填
完了から保圧工程に切替える時間までもがバラつくこと
になり成形品重量がバラつくといった問題があった。
よって射出充填開始から完了までの時間が早くなった
り、逆に遅くなったりしてバラつくと、引続く射出充填
完了から保圧工程に切替える時間までもがバラつくこと
になり成形品重量がバラつくといった問題があった。
【００１８】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、重量の一定な成形品を安定して得るようにした射
出成形機の制御方法を提供することを目的とするもので
ある。
ので、重量の一定な成形品を安定して得るようにした射
出成形機の制御方法を提供することを目的とするもので
ある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、計量工程中に回動しながら後退するス
クリュの回転トルクで溶融樹脂の粘性係数を算出し、前
記計量工程時に算出して得られた粘性係数で引続く射出
工程の圧力制御目標値を補正し制御するようにした。
に、本発明では、計量工程中に回動しながら後退するス
クリュの回転トルクで溶融樹脂の粘性係数を算出し、前
記計量工程時に算出して得られた粘性係数で引続く射出
工程の圧力制御目標値を補正し制御するようにした。
【００２０】
【作用】計量工程におけるスクリュ回転トルクを油圧モ
ータであれば油圧力、電気モータであれば電流値より測
定し、予め求めておいたスクリュ回転トルクと粘性係数
の関係より粘性係数を算出し、引続く射出工程の圧力制
御目標値を補正することにより、最適圧力目標値を算出
した時と同じ状態の良好な射出充填挙動が実現できる。
ータであれば油圧力、電気モータであれば電流値より測
定し、予め求めておいたスクリュ回転トルクと粘性係数
の関係より粘性係数を算出し、引続く射出工程の圧力制
御目標値を補正することにより、最適圧力目標値を算出
した時と同じ状態の良好な射出充填挙動が実現できる。
【００２１】
【実施例】以下に、本発明に係る射出成形機の制御方法
を図面を参照して詳細に説明する。
を図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】図１は本発明に係る１実施例の射出成形機
の要部構成を簡略化して示す概要図、図２は射出工程に
おける溶融樹脂の粘度の違いによる射出圧力と充填時間
との関係図、図３は計量工程中におけるスクリュ回転数
の違いによる粘性係数とスクリュ回転数との関係図、図
４は溶融樹脂の粘性係数の測定装置を取付けた射出装置
のノズル断面図、図５は樹脂の粘性係数によって最適射
出圧力プロファイルを補正する時の圧力プロファイルを
示す。
の要部構成を簡略化して示す概要図、図２は射出工程に
おける溶融樹脂の粘度の違いによる射出圧力と充填時間
との関係図、図３は計量工程中におけるスクリュ回転数
の違いによる粘性係数とスクリュ回転数との関係図、図
４は溶融樹脂の粘性係数の測定装置を取付けた射出装置
のノズル断面図、図５は樹脂の粘性係数によって最適射
出圧力プロファイルを補正する時の圧力プロファイルを
示す。
【００２３】図１において、射出装置３０を構成する加
熱シリンダ３内にはスクリュ１が回転と前後進が自在な
ように挿入されており、加熱シリンダ３の先端にはノズ
ル４が取付けられている。
熱シリンダ３内にはスクリュ１が回転と前後進が自在な
ように挿入されており、加熱シリンダ３の先端にはノズ
ル４が取付けられている。
【００２４】また、後部にはスクリュ１を前後進させる
ピストン１４を挿入した射出シリンダ２０が取付けられ
ており、その後方にスクリュ１に回転を与えるスクリュ
回転用のスクリュ回転モータ５が設けられている。そし
てこのスクリュ回転モータ５へ駆動源として適宜な量の
圧油を供給するスクリュモータ用作動用バルブ１１ｃが
設けられている。
ピストン１４を挿入した射出シリンダ２０が取付けられ
ており、その後方にスクリュ１に回転を与えるスクリュ
回転用のスクリュ回転モータ５が設けられている。そし
てこのスクリュ回転モータ５へ駆動源として適宜な量の
圧油を供給するスクリュモータ用作動用バルブ１１ｃが
設けられている。
【００２５】射出シリンダ２０の油圧室９はロッド側油
圧室９ａとヘッド側油圧室９ｂから構成されており、こ
の油圧室９には図示省略した油圧ポンプから作動油が供
給され油圧作動バルブ１１で制御される。この油圧作動
バルブ１１は、ロッド側油圧室９ａに通じるロッド側油
圧作動バルブ１１ａとヘッド側油圧室９ｂに通じるヘッ
ド側油圧作動バルブ１１ｂから構成されている。また、
射出工程中の射出圧力を測定するために射出シリンダ２
０のヘッド側油圧室９ｂにはヘッド側油圧センサ１３が
装着されている。
圧室９ａとヘッド側油圧室９ｂから構成されており、こ
の油圧室９には図示省略した油圧ポンプから作動油が供
給され油圧作動バルブ１１で制御される。この油圧作動
バルブ１１は、ロッド側油圧室９ａに通じるロッド側油
圧作動バルブ１１ａとヘッド側油圧室９ｂに通じるヘッ
ド側油圧作動バルブ１１ｂから構成されている。また、
射出工程中の射出圧力を測定するために射出シリンダ２
０のヘッド側油圧室９ｂにはヘッド側油圧センサ１３が
装着されている。
【００２６】また、符号８はスクリュ１の前後進距離を
測定するスクリュ位置センサである。スクリュ１の先端
にはチェックシート１ａを置いてスクリュヘッド２７が
螺着されており、スクリュヘッド２７は先端に向かった
略円錐形状で同円錐形状の後側（図中右側）は段状にな
って小径になり、この小径部２７ａには軸方向摺動が自
在なチェックリング２が嵌挿されている。
測定するスクリュ位置センサである。スクリュ１の先端
にはチェックシート１ａを置いてスクリュヘッド２７が
螺着されており、スクリュヘッド２７は先端に向かった
略円錐形状で同円錐形状の後側（図中右側）は段状にな
って小径になり、この小径部２７ａには軸方向摺動が自
在なチェックリング２が嵌挿されている。
【００２７】ノズル４内の先端近傍には、射出工程中に
金型１０内に充填される溶融樹脂の樹脂圧力を測定する
ノズル圧力センサ６ａが配設されている。
金型１０内に充填される溶融樹脂の樹脂圧力を測定する
ノズル圧力センサ６ａが配設されている。
【００２８】また、固定金型１０ａと可動金型１０ｂで
形成されるキャビティ部７ｂとノズル４とを結ぶランナ
部７ａには、金型１０内の樹脂圧力を測定するための金
型内圧力センサ６ｂが取付けてある。
形成されるキャビティ部７ｂとノズル４とを結ぶランナ
部７ａには、金型１０内の樹脂圧力を測定するための金
型内圧力センサ６ｂが取付けてある。
【００２９】この射出装置３０にはノズル４の前方に配
設されたノズル圧力センサ６ａによる樹脂圧力の測定
値、金型内圧力センサ６ｂによる樹脂圧力の測定値、射
出シリンダヘッド側油圧センサ１３による油圧の測定
値、およびスクリュモータ駆動用油圧センサ１２からの
油圧力の測定値、あるいは他のセンサからの測定値を受
信してここで目標値と比較することにより様々な制御指
令を出す射出成形機の制御装置３２が設けられている。
設されたノズル圧力センサ６ａによる樹脂圧力の測定
値、金型内圧力センサ６ｂによる樹脂圧力の測定値、射
出シリンダヘッド側油圧センサ１３による油圧の測定
値、およびスクリュモータ駆動用油圧センサ１２からの
油圧力の測定値、あるいは他のセンサからの測定値を受
信してここで目標値と比較することにより様々な制御指
令を出す射出成形機の制御装置３２が設けられている。
【００３０】なお、本発明の制御対象になる圧力とは、
射出工程におけるノズル４部の樹脂圧力、金型１０内の
樹脂圧力および射出シリンダ２０のヘッド側油圧室９ｂ
の油圧のうちどれかを意味する。１回の射出工程内にお
いて複数の圧力を同時に制御するのは不可能であると考
えられるので、従ってノズル圧力センサ６ａ、金型内圧
力センサ６ｂ、およびヘッド側油圧センサ１３の３つの
うち１つだけ装着しておけば良いことになる。
射出工程におけるノズル４部の樹脂圧力、金型１０内の
樹脂圧力および射出シリンダ２０のヘッド側油圧室９ｂ
の油圧のうちどれかを意味する。１回の射出工程内にお
いて複数の圧力を同時に制御するのは不可能であると考
えられるので、従ってノズル圧力センサ６ａ、金型内圧
力センサ６ｂ、およびヘッド側油圧センサ１３の３つの
うち１つだけ装着しておけば良いことになる。
【００３１】なお、符号１５はホッパ、１５ａは樹脂ペ
レット、１８はスクリュヘッド前部を示す。
レット、１８はスクリュヘッド前部を示す。
【００３２】このように構成された射出成形機を用いた
制御方法は次のようになる。
制御方法は次のようになる。
【００３３】ここで、まず本発明の前提となる射出工程
時の射出圧力と射出充填開始から射出工程完了までの時
間との関係が溶融樹脂の粘度によってどのように変化す
るのかを表わした図２により説明する。
時の射出圧力と射出充填開始から射出工程完了までの時
間との関係が溶融樹脂の粘度によってどのように変化す
るのかを表わした図２により説明する。
【００３４】図２において実線は熟練者やＣＡＥ（コン
ピュータ支援技術）、あるいは良品の成形時に得られた
最適射出圧力のプロファイルであり、この時射出工程開
始から充填完了までの時間がｔ0 になったとする。そし
てこの最適射出圧力プロファイルが射出工程で制御目標
圧力になるのであるが、もし溶融樹脂の粘度が最適な射
出圧力のプロファイルを算出した時の値に比べて大きい
（１点鎖線）と、射出工程開始から充填完了までにｔ0
より長い時間ｔ1 （ｔ1 ＞ｔ0 ）がかかり射出充填完了
時の樹脂圧力はＰ1 （Ｐ1 ＞Ｐ0 ）まで上昇する。
ピュータ支援技術）、あるいは良品の成形時に得られた
最適射出圧力のプロファイルであり、この時射出工程開
始から充填完了までの時間がｔ0 になったとする。そし
てこの最適射出圧力プロファイルが射出工程で制御目標
圧力になるのであるが、もし溶融樹脂の粘度が最適な射
出圧力のプロファイルを算出した時の値に比べて大きい
（１点鎖線）と、射出工程開始から充填完了までにｔ0
より長い時間ｔ1 （ｔ1 ＞ｔ0 ）がかかり射出充填完了
時の樹脂圧力はＰ1 （Ｐ1 ＞Ｐ0 ）まで上昇する。
【００３５】これは粘度が大きいと大きな流動抵抗が生
じて流れにくくなり、樹脂圧力が上昇し、そのため溶融
樹脂を金型キャビティ部７ｂに充填させる際にスクリュ
１の前進速度を遅くするためである。
じて流れにくくなり、樹脂圧力が上昇し、そのため溶融
樹脂を金型キャビティ部７ｂに充填させる際にスクリュ
１の前進速度を遅くするためである。
【００３６】逆に、溶融樹脂の粘度が最適な射出圧力の
プロファイルを算出した時の値に比べて小さい（２点鎖
線）と、射出工程開始から充填完了までにｔ0 より短い
時間ｔ2 （ｔ2 ＜ｔ0 ）となり射出充填完了時には最適
射出圧力Ｐ0 まで上昇しきっていないＰ2 （Ｐ2 ＜
Ｐ0 ）で充填が完了するのである。
プロファイルを算出した時の値に比べて小さい（２点鎖
線）と、射出工程開始から充填完了までにｔ0 より短い
時間ｔ2 （ｔ2 ＜ｔ0 ）となり射出充填完了時には最適
射出圧力Ｐ0 まで上昇しきっていないＰ2 （Ｐ2 ＜
Ｐ0 ）で充填が完了するのである。
【００３７】次に計量工程時におけるスクリュ回転数の
違いによってスクリュ１の回転トルクと溶融樹脂の粘性
係数との関係を図３に示す。図３（１）は図３（２）を
得るための説明図であり、本発明をより詳細かつ定量的
に説明するために粘性係数測定装置２２を図１に示す射
出装置３０に装着した。
違いによってスクリュ１の回転トルクと溶融樹脂の粘性
係数との関係を図３に示す。図３（１）は図３（２）を
得るための説明図であり、本発明をより詳細かつ定量的
に説明するために粘性係数測定装置２２を図１に示す射
出装置３０に装着した。
【００３８】図４において、この粘性係数測定装置２２
の樹脂流路２３の先端部には絞りが設けられていない粘
性係数測定用ノズル１６を図１に示す加熱シリンダ３に
装着されたノズル４に替えて装着するとともに、この粘
性係数測定用ノズル１６先端部から距離Ｌ後方の所に樹
脂圧力センサ１６ａが設けてある。
の樹脂流路２３の先端部には絞りが設けられていない粘
性係数測定用ノズル１６を図１に示す加熱シリンダ３に
装着されたノズル４に替えて装着するとともに、この粘
性係数測定用ノズル１６先端部から距離Ｌ後方の所に樹
脂圧力センサ１６ａが設けてある。
【００３９】図中、２Ｒはスクリュ１の外径、２ｒはノ
ズル部の流路径、Ｐは樹脂圧力センサ１６ａで測定して
得た樹脂圧力、Ｑは粘性係数測定用ノズル１６から吐出
される溶融樹脂流量である。
ズル部の流路径、Ｐは樹脂圧力センサ１６ａで測定して
得た樹脂圧力、Ｑは粘性係数測定用ノズル１６から吐出
される溶融樹脂流量である。
【００４０】前記した粘性係数測定装置２２を装着した
後、溶融樹脂の計量工程を完了させスクリュ１を速度Ｖ
で前進させると、粘性係数測定用ノズル１６の先端から
溶融樹脂が放出される。粘性係数測定用ノズル１６の最
先端部の樹脂圧力は零であるが、粘性係数測定用ノズル
１６の後方部（スクリュ１側）では樹脂の粘性抵抗によ
り樹脂圧力が発生し、樹脂圧力センサ１６ａ部では圧力
がＰになる。
後、溶融樹脂の計量工程を完了させスクリュ１を速度Ｖ
で前進させると、粘性係数測定用ノズル１６の先端から
溶融樹脂が放出される。粘性係数測定用ノズル１６の最
先端部の樹脂圧力は零であるが、粘性係数測定用ノズル
１６の後方部（スクリュ１側）では樹脂の粘性抵抗によ
り樹脂圧力が発生し、樹脂圧力センサ１６ａ部では圧力
がＰになる。
【００４１】この樹脂圧力より次のような式を用いて粘
性係数ηを算出する。ここで粘性係数η、剪断応力τ、
および剪断速度γの関係より
性係数ηを算出する。ここで粘性係数η、剪断応力τ、
および剪断速度γの関係より
【００４２】
【数１】 となる。
【００４３】次に射出工程に伴って溶融樹脂が粘性係数
測定用ノズル１６から排出される時、粘性係数測定用ノ
ズル１６の円筒内壁面部から受ける剪断応力とこの円筒
の両端側から受ける圧力とが釣り合うことにより、
測定用ノズル１６から排出される時、粘性係数測定用ノ
ズル１６の円筒内壁面部から受ける剪断応力とこの円筒
の両端側から受ける圧力とが釣り合うことにより、
【００４４】
【数２】
【００４５】次に、樹脂流量をＱとすると粘性係数測定
用ノズル１６内の円筒内壁面部の剪断速度は、
用ノズル１６内の円筒内壁面部の剪断速度は、
【００４６】
【数３】
【００４７】樹脂流量Ｑをスクリュ前進速度Ｖで表わす
と、
と、
【００４８】
【数４】
【００４９】以上（２）、（３）、（４）式を（１）式
へ代入すると、
へ代入すると、
【００５０】
【数５】
【００５１】計量工程におけるスクリュ回転数をＮ1 、
その時のスクリュ回転トルクの測定値がＴ1Aであるとす
る。この状態から引続き射出工程に移行し、スクリュ１
を速度Ｖで前進させると粘性係数測定用ノズル１６の先
端部から溶融樹脂流量Ｑで放出した時、樹脂圧力センサ
１６ａで測定した樹脂圧力がＰ1Aであったとすると、そ
の時の粘性係数は（５）式より、
その時のスクリュ回転トルクの測定値がＴ1Aであるとす
る。この状態から引続き射出工程に移行し、スクリュ１
を速度Ｖで前進させると粘性係数測定用ノズル１６の先
端部から溶融樹脂流量Ｑで放出した時、樹脂圧力センサ
１６ａで測定した樹脂圧力がＰ1Aであったとすると、そ
の時の粘性係数は（５）式より、
【００５２】
【数６】 となる。
【００５３】同様に回転数をＮ2 、Ｎ3 と変えて、それ
ぞれのトルクＴ2A、Ｔ3Aと射出した時の樹脂圧力Ｐ2A、
Ｐ3Aより粘性係数η2 A 、η3Aを求める。この動作を連
続して行うと樹脂の粘性はほぼ同じであるためη1 A ≒
η2 A ≒η3A≒ηA となる。
ぞれのトルクＴ2A、Ｔ3Aと射出した時の樹脂圧力Ｐ2A、
Ｐ3Aより粘性係数η2 A 、η3Aを求める。この動作を連
続して行うと樹脂の粘性はほぼ同じであるためη1 A ≒
η2 A ≒η3A≒ηA となる。
【００５４】次に溶融樹脂の粘性を大きく変えるため加
熱シリンダ３の温度を変えるか、あるいは樹脂の種類を
変えて、それぞれのトルクＴ1B、Ｔ2B、Ｔ3B、Ｔ1C、Ｔ
2C、Ｔ3C、射出した時の樹脂圧力Ｐ1B、Ｐ2B、Ｐ3B、Ｐ
1C、Ｐ2C、Ｐ3Cより粘性係数η1B、η2B、η3B、η1C、
η2C、η3Cをそれぞれ求める。
熱シリンダ３の温度を変えるか、あるいは樹脂の種類を
変えて、それぞれのトルクＴ1B、Ｔ2B、Ｔ3B、Ｔ1C、Ｔ
2C、Ｔ3C、射出した時の樹脂圧力Ｐ1B、Ｐ2B、Ｐ3B、Ｐ
1C、Ｐ2C、Ｐ3Cより粘性係数η1B、η2B、η3B、η1C、
η2C、η3Cをそれぞれ求める。
【００５５】これをグラフにすると図３（１）のように
なる。
なる。
【００５６】こうして図３（１）から実測データを整理
し図３（２）を得るのである。
し図３（２）を得るのである。
【００５７】次に本発明の射出工程における圧力制御目
標値を補正する方法を説明する。最適射出圧力のプロフ
ァイルを算出した時の粘性係数をη0 、計量工程中のス
クリュトルクにより算出した粘性係数をη1 （η1 ＞η
0 ）、η2 （η2 ＜η0 ）とする。
標値を補正する方法を説明する。最適射出圧力のプロフ
ァイルを算出した時の粘性係数をη0 、計量工程中のス
クリュトルクにより算出した粘性係数をη1 （η1 ＞η
0 ）、η2 （η2 ＜η0 ）とする。
【００５８】最適射出圧力をＰ0 （ｔ）とすると、補正
後の圧力Ｐ1 （ｔ）、Ｐ2 （ｔ）は、それぞれＰ
1 （ｔ）＝Ｐ0 （ｔ）（η1 ／η0 ）、Ｐ2 （ｔ）＝Ｐ
0 （ｔ）（η2 ／η0 ）となり、これらを図に示すと図
５になる。
後の圧力Ｐ1 （ｔ）、Ｐ2 （ｔ）は、それぞれＰ
1 （ｔ）＝Ｐ0 （ｔ）（η1 ／η0 ）、Ｐ2 （ｔ）＝Ｐ
0 （ｔ）（η2 ／η0 ）となり、これらを図に示すと図
５になる。
【００５９】この補正後の射出圧力プロファイルを射出
工程の目標圧力として制御すれば、射出充填完了時間は
ｔ0 と一定になり、常に同じ状態の射出充填挙動が実現
できる。引続く保圧工程への移行も安定する。
工程の目標圧力として制御すれば、射出充填完了時間は
ｔ0 と一定になり、常に同じ状態の射出充填挙動が実現
できる。引続く保圧工程への移行も安定する。
【００６０】なお、圧力制御目標値を粘性係数で補正す
る方法は、ＣＡＥ計算などにより別の関係式を作成して
おき、これらに基づいて行ってもよい。
る方法は、ＣＡＥ計算などにより別の関係式を作成して
おき、これらに基づいて行ってもよい。
【００６１】
【発明の効果】以上説明したことからも明らかなよう
に、本発明に係る射出成形機の制御方法では、計量工程
中に回動しながら後退するスクリュの回転トルクで溶融
樹脂の粘性係数を算出し、前記計量工程時に算出して得
られた粘性係数で引続く射出工程の圧力制御目標値を補
正し、制御することにより、粘度のバラつきによる射出
充填挙動のバラつきが補正されるため所望品質のプラス
チック成形品が安定して成形できる。特に粘度は樹脂の
製造ロット毎でもバラつくことが多く、数ある樹脂の物
性の中でも特に不安定であり、このような不安定要因を
補正することによって安定成形を実現することの効果は
絶大である。
に、本発明に係る射出成形機の制御方法では、計量工程
中に回動しながら後退するスクリュの回転トルクで溶融
樹脂の粘性係数を算出し、前記計量工程時に算出して得
られた粘性係数で引続く射出工程の圧力制御目標値を補
正し、制御することにより、粘度のバラつきによる射出
充填挙動のバラつきが補正されるため所望品質のプラス
チック成形品が安定して成形できる。特に粘度は樹脂の
製造ロット毎でもバラつくことが多く、数ある樹脂の物
性の中でも特に不安定であり、このような不安定要因を
補正することによって安定成形を実現することの効果は
絶大である。
【図１】本発明に係る１実施例の射出成形機の要部構成
を簡略化して示す概要図である。
を簡略化して示す概要図である。
【図２】射出工程における溶融樹脂の粘度の違いによる
射出圧力と充填時間との関係図である。
射出圧力と充填時間との関係図である。
【図３】計量工程中におけるスクリュ回転数の違いによ
る粘性係数とスクリュ回転数との関係図である。
る粘性係数とスクリュ回転数との関係図である。
【図４】溶融樹脂の粘性係数の測定装置を取付けた射出
装置のノズル断面図である。
装置のノズル断面図である。
【図５】樹脂の粘性係数によって最適射出圧力プロファ
イルを補正する時の圧力プロファイルである。
イルを補正する時の圧力プロファイルである。
【図６】従来の射出成形機の要部構成を簡略化して示す
概要図である。
概要図である。
１ スクリュ １ａ チェックシート ２ チェックリング ３ 加熱シリンダ ４ ノズル ５ スクリュ回転モータ ６ａ ノズル圧力センサ ６ｂ 金型内圧力センサ ７ａ ランナ部 ７ｂ キャビティ部 ８ スクリュ位置センサ ９ａ ロッド側油圧室 ９ｂ ヘッド側油圧室 １０ａ 固定金型 １０ｂ 可動金型 １１ａ ロッド側油圧作動バルブ １１ｂ ヘッド側油圧作動バルブ １３ ヘッド側油圧センサ １４ ピストン １６ 粘性係数測定用ノズル １６ａ 樹脂圧力センサ １８ スクリュヘッド前部 ２０ 射出シリンダ ２２ 粘性係数測定装置 ２３ 樹脂流路 ２７ スクリュヘッド ３０ 射出装置 ３２ 射出成形機の制御装置
Claims (1)
- 【請求項１】 計量工程中に回動しながら後退するスク
リュの回転トルクで溶融樹脂の粘性係数を算出し、前記
計量工程時に算出して得られた粘性係数で引続く射出工
程の圧力制御目標値を補正し制御することを特徴とする
射出成形機の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5072094A JPH07256710A (ja) | 1994-03-22 | 1994-03-22 | 射出成形機の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5072094A JPH07256710A (ja) | 1994-03-22 | 1994-03-22 | 射出成形機の制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07256710A true JPH07256710A (ja) | 1995-10-09 |
Family
ID=12866721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5072094A Pending JPH07256710A (ja) | 1994-03-22 | 1994-03-22 | 射出成形機の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07256710A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010083074A (ja) * | 2008-10-01 | 2010-04-15 | Toyo Mach & Metal Co Ltd | 射出成形機 |
-
1994
- 1994-03-22 JP JP5072094A patent/JPH07256710A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010083074A (ja) * | 2008-10-01 | 2010-04-15 | Toyo Mach & Metal Co Ltd | 射出成形機 |
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