JPH0890619A - 射出成形装置 - Google Patents
射出成形装置Info
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- JPH0890619A JPH0890619A JP23559794A JP23559794A JPH0890619A JP H0890619 A JPH0890619 A JP H0890619A JP 23559794 A JP23559794 A JP 23559794A JP 23559794 A JP23559794 A JP 23559794A JP H0890619 A JPH0890619 A JP H0890619A
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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
-
- 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
- B29C2045/776—Measuring, controlling or regulating of velocity or pressure of moulding material determining the switchover point to the holding pressure
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】 成形材料の粘性や弾性などが変化したとして
も、最終的な金型内の圧力に差異が生ぜず、製品の品質
向上に寄与し、しかもサイクルタイムの安定化が図れ、
生産性を向上させることができる射出成形装置を提供す
ること。 【構成】 射出スクリュー１０の速度が一定になるよう
に、油圧シリンダ１２を制御し、射出成形の終期におい
て、ノズル内圧が所定のしきい値以上と成った場合に、
射出スクリュー１０の速度が加速度一定で降下するよう
に、油圧シリンダ１２を制御する。同時に、金型４内の
圧力上昇を算出して、金型４内の成形材料の圧力を予測
し、予測された型内圧力が、所定の圧力に到達した時点
で、加速度一定制御から保圧制御に切り替える。
も、最終的な金型内の圧力に差異が生ぜず、製品の品質
向上に寄与し、しかもサイクルタイムの安定化が図れ、
生産性を向上させることができる射出成形装置を提供す
ること。 【構成】 射出スクリュー１０の速度が一定になるよう
に、油圧シリンダ１２を制御し、射出成形の終期におい
て、ノズル内圧が所定のしきい値以上と成った場合に、
射出スクリュー１０の速度が加速度一定で降下するよう
に、油圧シリンダ１２を制御する。同時に、金型４内の
圧力上昇を算出して、金型４内の成形材料の圧力を予測
し、予測された型内圧力が、所定の圧力に到達した時点
で、加速度一定制御から保圧制御に切り替える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、射出成形装置に関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】射出成形は、加熱溶融したプラスチック
スあるいはゴムなどの成形材料を金型のキャビティ内に
射出充填し、冷却後成形品として取り出すことにより行
われる。射出成形機は、成形材料を加熱溶融する可塑化
装置、成形材料を射出する射出装置、金型を保持して開
閉および締め付けを行う型締め装置、およびこれら各装
置の作動を自動制御するための制御装置などで構成され
ている。
スあるいはゴムなどの成形材料を金型のキャビティ内に
射出充填し、冷却後成形品として取り出すことにより行
われる。射出成形機は、成形材料を加熱溶融する可塑化
装置、成形材料を射出する射出装置、金型を保持して開
閉および締め付けを行う型締め装置、およびこれら各装
置の作動を自動制御するための制御装置などで構成され
ている。
【０００３】ところで、射出成形の生産性を高めるため
には、熱可塑性樹脂では金型温度を低く、熱硬化性樹脂
では金型温度を高く保持しながら、キャビティ内へ高射
出圧で高速充填を行うことが効果的である。ところが、
高射出圧のまま充填を完了するとキャビティ内に高圧の
ストレスが蓄積され、これによりバリ漏れが生じる虞が
あるため、金型の型締め力を大きく設定しておく必要が
ある。したがって、高射出圧および高速充填を行うと射
出成形機が大型で且つ高価なものとなってしまうという
問題があった。
には、熱可塑性樹脂では金型温度を低く、熱硬化性樹脂
では金型温度を高く保持しながら、キャビティ内へ高射
出圧で高速充填を行うことが効果的である。ところが、
高射出圧のまま充填を完了するとキャビティ内に高圧の
ストレスが蓄積され、これによりバリ漏れが生じる虞が
あるため、金型の型締め力を大きく設定しておく必要が
ある。したがって、高射出圧および高速充填を行うと射
出成形機が大型で且つ高価なものとなってしまうという
問題があった。
【０００４】そこで従来より、充填を完了する直前で射
出圧を低圧（保圧）に切り換えて、低圧のまま射出を完
了することにより型締め力を低減する方法が採用されて
いる。たとえば、射出装置の射出スクリューのストロー
ク位置を検出して、充填完了前に相当する射出スクリュ
ーのストローク位置で射出圧を高圧から低圧に切り換え
ることで、バリ漏れを防ぐことができる。
出圧を低圧（保圧）に切り換えて、低圧のまま射出を完
了することにより型締め力を低減する方法が採用されて
いる。たとえば、射出装置の射出スクリューのストロー
ク位置を検出して、充填完了前に相当する射出スクリュ
ーのストローク位置で射出圧を高圧から低圧に切り換え
ることで、バリ漏れを防ぐことができる。
【０００５】ところが、充填完了前に相当する射出スク
リューのストローク位置は、成形材料の粘度などによっ
て変化し、射出スクリューのストローク位置から実際の
充填完了の直前時点を検出することは困難である。した
がって、ストローク位置に基づき射出圧を高圧から低圧
に切り換える方法では、射出完了の前の正確な時点で、
射出圧を高圧から低圧に切り換えることができないおそ
れがあり、バリ漏れなどの原因となる。
リューのストローク位置は、成形材料の粘度などによっ
て変化し、射出スクリューのストローク位置から実際の
充填完了の直前時点を検出することは困難である。した
がって、ストローク位置に基づき射出圧を高圧から低圧
に切り換える方法では、射出完了の前の正確な時点で、
射出圧を高圧から低圧に切り換えることができないおそ
れがあり、バリ漏れなどの原因となる。
【０００６】そこで、図３に示すように、射出速度（射
出スクリュの速度）を一定に制御し、金型内に成形材料
（たとえばゴム）が充填完了直前になり、射出速度が一
定量ΔＶだけ降下した時点で、射出圧力を保圧に切り換
える方法が採用されている。この方法を、さらに詳細に
説明する。
出スクリュの速度）を一定に制御し、金型内に成形材料
（たとえばゴム）が充填完了直前になり、射出速度が一
定量ΔＶだけ降下した時点で、射出圧力を保圧に切り換
える方法が採用されている。この方法を、さらに詳細に
説明する。
【０００７】図３に示すように、射出圧力が装置の上限
値以下の状態では、射出速度が一定になるようにして制
御することができる。金型内への充填完了直前になる
と、成形材がほぼ金型内に充填され、さらに充填（圧
縮）され続けるため、射出圧力が上昇する。射出圧力が
上限値に達すると、さらに射出速度を一定で充填するこ
とが困難になり、射出速度が降下（減速）する。金型内
の成形材の圧力は、射出速度が降下すると同時期に上昇
を開始する。射出速度が一定量ΔＶ降下した時点を、充
填完了時点と判断し、この時点で、射出圧力を、保圧
（射出速度一定時の射出圧力の約１／３）に切り換え
る。保圧に切り換えることで、金型の内部圧力は、所要
型内圧力以下に抑えられ、バリなどが発生することを防
止することができる。
値以下の状態では、射出速度が一定になるようにして制
御することができる。金型内への充填完了直前になる
と、成形材がほぼ金型内に充填され、さらに充填（圧
縮）され続けるため、射出圧力が上昇する。射出圧力が
上限値に達すると、さらに射出速度を一定で充填するこ
とが困難になり、射出速度が降下（減速）する。金型内
の成形材の圧力は、射出速度が降下すると同時期に上昇
を開始する。射出速度が一定量ΔＶ降下した時点を、充
填完了時点と判断し、この時点で、射出圧力を、保圧
（射出速度一定時の射出圧力の約１／３）に切り換え
る。保圧に切り換えることで、金型の内部圧力は、所要
型内圧力以下に抑えられ、バリなどが発生することを防
止することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところが、図３に示す
射出成形装置の制御では、以下に示す課題を有してい
る。すなわち、射出圧力が上限値に到達した段階で、速
度制御が困難になり、成形材の粘性および弾性に依存し
て、射出速度の降下状態が、図４に示す点線Ａまたは点
線Ｂのように変化する。射出速度の降下曲線Ａ，Ｂにそ
れぞれ対応する金型内の圧力上昇は、それぞれ曲線ａ，
ｂで示される。
射出成形装置の制御では、以下に示す課題を有してい
る。すなわち、射出圧力が上限値に到達した段階で、速
度制御が困難になり、成形材の粘性および弾性に依存し
て、射出速度の降下状態が、図４に示す点線Ａまたは点
線Ｂのように変化する。射出速度の降下曲線Ａ，Ｂにそ
れぞれ対応する金型内の圧力上昇は、それぞれ曲線ａ，
ｂで示される。
【０００９】このため、予め設定した射出速度の降下量
ΔＶで一律に射出圧力を保圧に切り換えると、曲線Ａの
場合と曲線Ｂの場合とでは、保圧に切り換えた時点の型
内圧力が、それぞれαおよびβとなり、相違してしま
う。このため、最終的な金型内の圧力に差異が生じ、製
品の品質にばらつき（品質の低下）が生じてしまう。
ΔＶで一律に射出圧力を保圧に切り換えると、曲線Ａの
場合と曲線Ｂの場合とでは、保圧に切り換えた時点の型
内圧力が、それぞれαおよびβとなり、相違してしま
う。このため、最終的な金型内の圧力に差異が生じ、製
品の品質にばらつき（品質の低下）が生じてしまう。
【００１０】また、金型内の圧力が所要型内圧力に到達
するまでの時間は、曲線ａの場合にはＴA となり、曲線
ｂの場合にはＴB となり、サイクルタイムにばらつきが
生じてしまう。その結果、生産性が低下する。本発明
は、このような実状に鑑みてなされ、成形材料の粘性や
弾性などが変化したとしても、最終的な金型内の圧力に
差異が生ぜず、製品の品質向上に寄与し、しかもサイク
ルタイムの安定化が図れ、生産性を向上させることがで
きる射出成形装置を提供することを目的とする。
するまでの時間は、曲線ａの場合にはＴA となり、曲線
ｂの場合にはＴB となり、サイクルタイムにばらつきが
生じてしまう。その結果、生産性が低下する。本発明
は、このような実状に鑑みてなされ、成形材料の粘性や
弾性などが変化したとしても、最終的な金型内の圧力に
差異が生ぜず、製品の品質向上に寄与し、しかもサイク
ルタイムの安定化が図れ、生産性を向上させることがで
きる射出成形装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る射出成形装置は、キャビティが形成さ
れた金型と、前記金型の注入口にノズルが押し当てられ
る押出機と、前記押出機の内部で、ノズル方向に所定圧
力で移動することにより、前記ノズルから溶融状態の成
形材料を所定の射出圧力で前記金型内のキャビティに射
出する射出スクリューと、前記スクリューを前記ノズル
方向に所定圧力で移動させる駆動手段と、前記射出スク
リューの位置を検出する位置センサと、前記射出スクリ
ューの移動速度を検出する速度検出手段と、前記ノズル
内の成形材料の圧力を検出するノズル内圧検出手段と、
前記速度検出手段で検出した射出スクリューの速度が一
定になるように、前記駆動手段を制御する速度制御手段
と、前記ノズル内圧検出手段で検出されたノズル内圧が
所定のしきい値以上と成った場合に、射出スクリューの
速度が加速度一定で降下するように、前記駆動手段を制
御する加速度制御手段と、前記位置センサで検知した射
出スクリュー位置に基づき、金型内に充填される成形材
料の容積変化を算出し、その容積変化に基づき、金型内
の圧力上昇を算出して、金型内の成形材料の圧力を予測
する圧力予測手段と、前記圧力予測手段で予測された型
内圧力が、所定の圧力に到達した時点で、保圧制御に切
り替わるように、前記駆動手段を制御する保圧切り換え
手段とを有する。
に、本発明に係る射出成形装置は、キャビティが形成さ
れた金型と、前記金型の注入口にノズルが押し当てられ
る押出機と、前記押出機の内部で、ノズル方向に所定圧
力で移動することにより、前記ノズルから溶融状態の成
形材料を所定の射出圧力で前記金型内のキャビティに射
出する射出スクリューと、前記スクリューを前記ノズル
方向に所定圧力で移動させる駆動手段と、前記射出スク
リューの位置を検出する位置センサと、前記射出スクリ
ューの移動速度を検出する速度検出手段と、前記ノズル
内の成形材料の圧力を検出するノズル内圧検出手段と、
前記速度検出手段で検出した射出スクリューの速度が一
定になるように、前記駆動手段を制御する速度制御手段
と、前記ノズル内圧検出手段で検出されたノズル内圧が
所定のしきい値以上と成った場合に、射出スクリューの
速度が加速度一定で降下するように、前記駆動手段を制
御する加速度制御手段と、前記位置センサで検知した射
出スクリュー位置に基づき、金型内に充填される成形材
料の容積変化を算出し、その容積変化に基づき、金型内
の圧力上昇を算出して、金型内の成形材料の圧力を予測
する圧力予測手段と、前記圧力予測手段で予測された型
内圧力が、所定の圧力に到達した時点で、保圧制御に切
り替わるように、前記駆動手段を制御する保圧切り換え
手段とを有する。
【００１２】
【作用】射出成形開始時点では、射出スクリューの速度
（射出速度）が一定になるように、速度制御手段により
駆動手段を制御し、射出成形を行う。射出速度が一定な
制御では、図２に示すように、ノズル内圧検出手段で検
出したノズル内圧は、射出成形の時間（ｔ）の経過と共
に、多少増加するがほぼ一定である。射出成形の終期に
入り、金型内に成形材料（たとえばゴム）がほぼ充填さ
れ、それでも一定速度で射出成形を行うと、金型内の成
形材料が圧縮されるため、ノズル内の成形材料の圧力お
よび射出圧力（駆動手段に作用する油圧など）が上昇す
る。
（射出速度）が一定になるように、速度制御手段により
駆動手段を制御し、射出成形を行う。射出速度が一定な
制御では、図２に示すように、ノズル内圧検出手段で検
出したノズル内圧は、射出成形の時間（ｔ）の経過と共
に、多少増加するがほぼ一定である。射出成形の終期に
入り、金型内に成形材料（たとえばゴム）がほぼ充填さ
れ、それでも一定速度で射出成形を行うと、金型内の成
形材料が圧縮されるため、ノズル内の成形材料の圧力お
よび射出圧力（駆動手段に作用する油圧など）が上昇す
る。
【００１３】ノズル内圧検出手段は、ノズル内圧を逐次
検出している。ノズル内の圧力が予め設定した圧力（し
きい値Ｐth、上限値よりも低い）に到達した時点で、加
速度制御手段により駆動手段を制御し、射出速度を予め
設定した一定加速度で降下させる。なお、しきい値Ｐth
は、装置で可能な圧力の上限値よりも低いことが必要で
ある。そうでないと、加速度を一定にして射出速度を制
御を行うことができない。
検出している。ノズル内の圧力が予め設定した圧力（し
きい値Ｐth、上限値よりも低い）に到達した時点で、加
速度制御手段により駆動手段を制御し、射出速度を予め
設定した一定加速度で降下させる。なお、しきい値Ｐth
は、装置で可能な圧力の上限値よりも低いことが必要で
ある。そうでないと、加速度を一定にして射出速度を制
御を行うことができない。
【００１４】同時に、ノズル内圧力がしきい値Ｐthに到
達した時点で、圧力予測手段が作動し、金型内のキャビ
ティの容積Ｖ1 とノズル内の成形材料の容積Ｖ2 とを合
計した容積Ｖを計算する。また、その時刻以降から、時
々刻々と変化する射出スクリューの位置を位置センサで
検出し、そのデータから、金型のキャビティ内に充填さ
れる成形材料の容積変化ｄＶを計算する。この容積変化
（堆積排除量）は、射出スクリューの移動量に、ノズル
の断面積を掛け算して、時々刻々算出する。ノズル内の
成形材料の容積Ｖ2 は、射出スクリューの現在位置より
先端（金型側）の容積をノズルおよび射出スクリューの
幾何形状から算出する。次に、下記式により、金型のキ
ャビティ内の成形材料の圧力上昇ｄＰを求める。
達した時点で、圧力予測手段が作動し、金型内のキャビ
ティの容積Ｖ1 とノズル内の成形材料の容積Ｖ2 とを合
計した容積Ｖを計算する。また、その時刻以降から、時
々刻々と変化する射出スクリューの位置を位置センサで
検出し、そのデータから、金型のキャビティ内に充填さ
れる成形材料の容積変化ｄＶを計算する。この容積変化
（堆積排除量）は、射出スクリューの移動量に、ノズル
の断面積を掛け算して、時々刻々算出する。ノズル内の
成形材料の容積Ｖ2 は、射出スクリューの現在位置より
先端（金型側）の容積をノズルおよび射出スクリューの
幾何形状から算出する。次に、下記式により、金型のキ
ャビティ内の成形材料の圧力上昇ｄＰを求める。
【００１５】
【数１】ｄＰ＝Ｇ×ｄＶ／Ｖ （ただし、Ｇは成形材
の圧縮弾性率） また、圧力上昇ｄＰから、現在の型内圧力Ｐを予測す
る。予測された型内圧力Ｐが、図２に示すように、予め
設定された所要型内圧力Ｐｄに到達した時点で、保圧切
り換え手段が駆動手段を制御して保圧制御に切り換え
る。保圧制御では、射出圧力が、射出速度一定の射出制
御時の数分の１、好ましくは１／３程度になるように制
御される。
の圧縮弾性率） また、圧力上昇ｄＰから、現在の型内圧力Ｐを予測す
る。予測された型内圧力Ｐが、図２に示すように、予め
設定された所要型内圧力Ｐｄに到達した時点で、保圧切
り換え手段が駆動手段を制御して保圧制御に切り換え
る。保圧制御では、射出圧力が、射出速度一定の射出制
御時の数分の１、好ましくは１／３程度になるように制
御される。
【００１６】本発明に係る射出成形装置による射出成形
を行えば、成形材料の粘性あるいは弾性が変化したとし
ても、金型内成形材料の予測圧力に応じて保圧制御に切
り換えられるため、最終的な金型内の圧力に差異が生じ
ない。このため、得られる射出成形品の品質が向上す
る。
を行えば、成形材料の粘性あるいは弾性が変化したとし
ても、金型内成形材料の予測圧力に応じて保圧制御に切
り換えられるため、最終的な金型内の圧力に差異が生じ
ない。このため、得られる射出成形品の品質が向上す
る。
【００１７】また、ノズル内圧力が所定のしきい値に到
達した時点で、加速度一定で射出速度を降下させるた
め、金型内の圧力が所要型内圧力に到達するまでの時間
が略一定となり、サイクルタイムが安定化し、生産性が
向上する。また、金型内圧力が所要型内圧力に到達する
ために必要な充填量を計算で求めるため、金型毎に射出
速度の降下量ΔＶ（図３，４参照）を実測する必要がな
くなり、生産性の向上が図れる。
達した時点で、加速度一定で射出速度を降下させるた
め、金型内の圧力が所要型内圧力に到達するまでの時間
が略一定となり、サイクルタイムが安定化し、生産性が
向上する。また、金型内圧力が所要型内圧力に到達する
ために必要な充填量を計算で求めるため、金型毎に射出
速度の降下量ΔＶ（図３，４参照）を実測する必要がな
くなり、生産性の向上が図れる。
【００１８】さらに、金型内圧力を計算で求めるため、
金型毎に圧力センサを取り付ける必要がなく、経済的で
もある。なお、キャビティ形状に影響を及ぼすことな
く、金型内の所定位置に圧力センサを取り付けること
は、金型の製造コストを増大させることにもなり、でき
れば圧力センサは取り付けないことが好ましい。
金型毎に圧力センサを取り付ける必要がなく、経済的で
もある。なお、キャビティ形状に影響を及ぼすことな
く、金型内の所定位置に圧力センサを取り付けること
は、金型の製造コストを増大させることにもなり、でき
れば圧力センサは取り付けないことが好ましい。
【００１９】
【実施例】以下、本発明に係る射出成形装置を、図面に
示す実施例に基づき、詳細に説明する。図１は本発明の
一実施例に係る射出成形装置の概略構成図、図２は同実
施例の射出成形装置の制御方法を示すグラフである。
示す実施例に基づき、詳細に説明する。図１は本発明の
一実施例に係る射出成形装置の概略構成図、図２は同実
施例の射出成形装置の制御方法を示すグラフである。
【００２０】図１に示すように、本実施例に係る射出成
形装置は、キャビティ２が形成された金型４を有する。
金型４は分割可能になっており、射出成形により成形さ
れた製品を取り出すことが可能になっている。金型４の
キャビティ２への注入口には、押し出し機８のノズル６
が当接可能になっており、押し出し機８内に軸方向移動
自在に装着された射出スクリュー１０をノズル６方向に
移動させることで、ノズル６内の成形材料（たとえばゴ
ム、あるいは合成樹脂）を金型４のキャビティ２内に注
入可能になっている。
形装置は、キャビティ２が形成された金型４を有する。
金型４は分割可能になっており、射出成形により成形さ
れた製品を取り出すことが可能になっている。金型４の
キャビティ２への注入口には、押し出し機８のノズル６
が当接可能になっており、押し出し機８内に軸方向移動
自在に装着された射出スクリュー１０をノズル６方向に
移動させることで、ノズル６内の成形材料（たとえばゴ
ム、あるいは合成樹脂）を金型４のキャビティ２内に注
入可能になっている。
【００２１】射出スクリュー１０は、図示しないスクリ
ュー駆動用油圧モータで回転しながら、駆動手段として
の射出用油圧シリンダ１２の進退移動によって押し出し
機８内を移動する。この射出用油圧シリンダ１２は、サ
ーボバルブ１８により制御される。サーボバルブ１８に
は、可変容量ポンプ（油圧ポンプ）が接続してあり、サ
ーボドライバ２０により、この可変容量ポンプから圧送
される圧力流体の圧送方向および流体圧を制御すること
により、射出用油圧シリンダ１２が駆動制御され、結果
的に、射出スクリュー１０の射出速度および射出圧力が
制御される。
ュー駆動用油圧モータで回転しながら、駆動手段として
の射出用油圧シリンダ１２の進退移動によって押し出し
機８内を移動する。この射出用油圧シリンダ１２は、サ
ーボバルブ１８により制御される。サーボバルブ１８に
は、可変容量ポンプ（油圧ポンプ）が接続してあり、サ
ーボドライバ２０により、この可変容量ポンプから圧送
される圧力流体の圧送方向および流体圧を制御すること
により、射出用油圧シリンダ１２が駆動制御され、結果
的に、射出スクリュー１０の射出速度および射出圧力が
制御される。
【００２２】サーボバルブ２０は、図示省略してあるイ
ンターフェースを介してコンピュータ２２に接続してあ
り、このコンピュータ２２により制御される。コンピュ
ータ２２は、以下に示す手段を有するようにプログラミ
ングされている。すなわち、コンピュータ２２は、ノズ
ル内圧検出手段２６、速度制御手段３２、加速度制御手
段３４、保圧切り換え手段３６、圧力予測手段３８、油
圧検出手段２８および速度検出手段３０を有する。ノズ
ル内圧検出手段２６は、ノズル６内の圧力を検出するよ
うに装着された圧力センサ２４からの信号に基づき、ノ
ズル内圧を検出する手段である。
ンターフェースを介してコンピュータ２２に接続してあ
り、このコンピュータ２２により制御される。コンピュ
ータ２２は、以下に示す手段を有するようにプログラミ
ングされている。すなわち、コンピュータ２２は、ノズ
ル内圧検出手段２６、速度制御手段３２、加速度制御手
段３４、保圧切り換え手段３６、圧力予測手段３８、油
圧検出手段２８および速度検出手段３０を有する。ノズ
ル内圧検出手段２６は、ノズル６内の圧力を検出するよ
うに装着された圧力センサ２４からの信号に基づき、ノ
ズル内圧を検出する手段である。
【００２３】油圧検出手段２８は、油圧シリンダ１２内
の油圧（射出圧力）を検出するように装着された圧力セ
ンサ１６からの信号に基づき、油圧を検出するための手
段である。速度検出手段３０は、射出スクリュー１０の
軸方向移動位置を検出する位置センサ１４からの信号に
基づき、それを時間微分して、射出速度を求めるための
手段である。
の油圧（射出圧力）を検出するように装着された圧力セ
ンサ１６からの信号に基づき、油圧を検出するための手
段である。速度検出手段３０は、射出スクリュー１０の
軸方向移動位置を検出する位置センサ１４からの信号に
基づき、それを時間微分して、射出速度を求めるための
手段である。
【００２４】速度制御手段３２は、速度検出手段３０で
検出した射出速度信号と、油圧検出手段２８での油圧デ
ータとをフィードバック信号として用いて、サーボドラ
イバ２０に駆動信号を送り、射出スクリュー１０の射出
速度が一定になるように制御する。加速度制御手段３４
は、速度検出手段３０で検出した射出速度を時間微分し
て、射出スクリュー１０の加速度を求め、そのデータ
と、油圧検出手段２８での油圧データとをフィードバッ
ク信号として用いて、サーボドライバ２０に駆動信号を
送り、射出スクリュー１０が加速度一定で減速するよう
に制御する。その制御は、速度制御手段による制御の後
に行われ、その切り換えタイミングは、ノズル内圧検出
手段２６からのデータに基づき判断される。
検出した射出速度信号と、油圧検出手段２８での油圧デ
ータとをフィードバック信号として用いて、サーボドラ
イバ２０に駆動信号を送り、射出スクリュー１０の射出
速度が一定になるように制御する。加速度制御手段３４
は、速度検出手段３０で検出した射出速度を時間微分し
て、射出スクリュー１０の加速度を求め、そのデータ
と、油圧検出手段２８での油圧データとをフィードバッ
ク信号として用いて、サーボドライバ２０に駆動信号を
送り、射出スクリュー１０が加速度一定で減速するよう
に制御する。その制御は、速度制御手段による制御の後
に行われ、その切り換えタイミングは、ノズル内圧検出
手段２６からのデータに基づき判断される。
【００２５】保圧切り換え手段３６は、油圧検出手段２
８での油圧データをフィードバック信号として用いて、
サーボドライバ２０に駆動信号を送り、保圧制御となる
ように油圧シリンダ１２を駆動制御する。保圧制御で
は、射出圧力が、射出速度一定の射出制御時の数分の
１、好ましくは１／３程度になるように制御される。保
圧制御は、加速度制御手段３４による制御の後で行わ
れ、その切り換えタイミングは、圧力予測手段３８から
のデータに基づき判断される。
８での油圧データをフィードバック信号として用いて、
サーボドライバ２０に駆動信号を送り、保圧制御となる
ように油圧シリンダ１２を駆動制御する。保圧制御で
は、射出圧力が、射出速度一定の射出制御時の数分の
１、好ましくは１／３程度になるように制御される。保
圧制御は、加速度制御手段３４による制御の後で行わ
れ、その切り換えタイミングは、圧力予測手段３８から
のデータに基づき判断される。
【００２６】次に、図１および図２に基づき、本実施例
に係る射出成形装置の制御方法について説明する。射出
成形開始時点では、射出スクリュー１０の速度（射出速
度）が一定になるように、速度制御手段３２からサーボ
ドライバ２０に信号を送り、油圧シリンダ１２を駆動制
御し、射出成形を行う。射出速度が一定な制御では、図
２に示すように、ノズル内圧検出手段２４で検出したノ
ズル内圧は、射出成形の時間（ｔ）の経過と共に、多少
増加するがほぼ一定である。射出成形の終期に入り、金
型４のキャビティ２内に成形材料がほぼ充填され、それ
でも一定速度で射出成形を行うと、キャビティ２内の成
形材料が圧縮されるため、ノズル６内の成形材料の圧力
および射出圧力（油圧シリンダ１２の油圧）が上昇す
る。
に係る射出成形装置の制御方法について説明する。射出
成形開始時点では、射出スクリュー１０の速度（射出速
度）が一定になるように、速度制御手段３２からサーボ
ドライバ２０に信号を送り、油圧シリンダ１２を駆動制
御し、射出成形を行う。射出速度が一定な制御では、図
２に示すように、ノズル内圧検出手段２４で検出したノ
ズル内圧は、射出成形の時間（ｔ）の経過と共に、多少
増加するがほぼ一定である。射出成形の終期に入り、金
型４のキャビティ２内に成形材料がほぼ充填され、それ
でも一定速度で射出成形を行うと、キャビティ２内の成
形材料が圧縮されるため、ノズル６内の成形材料の圧力
および射出圧力（油圧シリンダ１２の油圧）が上昇す
る。
【００２７】ノズル内圧力検出手段２６は、ノズル内圧
を逐次検出している。ノズル内の圧力が予め設定した圧
力（しきい値Ｐth、上限値よりも低い）に到達した時点
で、速度制御手段３２から加速度制御手段３４に切り換
え、加速度制御手段３４からサーボドライバ２０に駆動
信号を送り、射出スクリュー１０の射出速度を、予め設
定した一定加速度で降下させる。なお、しきい値Ｐth
は、装置で可能な圧力の上限値よりも低いことが必要で
ある。そうでないと、加速度を一定にして射出速度を制
御を行うことができない。
を逐次検出している。ノズル内の圧力が予め設定した圧
力（しきい値Ｐth、上限値よりも低い）に到達した時点
で、速度制御手段３２から加速度制御手段３４に切り換
え、加速度制御手段３４からサーボドライバ２０に駆動
信号を送り、射出スクリュー１０の射出速度を、予め設
定した一定加速度で降下させる。なお、しきい値Ｐth
は、装置で可能な圧力の上限値よりも低いことが必要で
ある。そうでないと、加速度を一定にして射出速度を制
御を行うことができない。
【００２８】同時に、ノズル内圧力がしきい値Ｐthに到
達した時点で、圧力予測手段３８が作動し、キャビティ
２内のキャビティの容積Ｖ1 とノズル６内の成形材料の
容積Ｖ2 とを合計した容積Ｖを計算する。また、その時
刻以降から、時々刻々と変化する射出スクリュー１０の
位置を位置センサ１４で検出し、そのデータから、金型
のキャビティ内に充填される成形材料の容積変化ｄＶを
計算する。この容積変化（堆積排除量）は、射出スクリ
ュー１０の移動量に、ノズル６の断面積を掛け算して、
時々刻々算出する。ノズル６内の成形材料の容積Ｖ2
は、射出スクリュー１０の現在位置より先端（金型側）
の容積をノズルおよび射出スクリューの幾何形状から算
出する。次に、下記式により、金型４のキャビティ２内
の成形材料の圧力上昇ｄＰを求める。
達した時点で、圧力予測手段３８が作動し、キャビティ
２内のキャビティの容積Ｖ1 とノズル６内の成形材料の
容積Ｖ2 とを合計した容積Ｖを計算する。また、その時
刻以降から、時々刻々と変化する射出スクリュー１０の
位置を位置センサ１４で検出し、そのデータから、金型
のキャビティ内に充填される成形材料の容積変化ｄＶを
計算する。この容積変化（堆積排除量）は、射出スクリ
ュー１０の移動量に、ノズル６の断面積を掛け算して、
時々刻々算出する。ノズル６内の成形材料の容積Ｖ2
は、射出スクリュー１０の現在位置より先端（金型側）
の容積をノズルおよび射出スクリューの幾何形状から算
出する。次に、下記式により、金型４のキャビティ２内
の成形材料の圧力上昇ｄＰを求める。
【００２９】
【数２】ｄＰ＝Ｇ×ｄＶ／Ｖ （ただし、Ｇは成形材
の圧縮弾性率） また、圧力上昇ｄＰから、現在の型内圧力Ｐを予測す
る。予測された型内圧力Ｐが、図２に示すように、予め
設定された所要型内圧力Ｐｄに到達した時点で、図１に
示す保圧切り換え手段３６からサーボドライバ２０に駆
動信号を送り、保圧制御に切り換える。保圧制御では、
射出圧力が、射出速度一定の射出制御時の数分の１、好
ましくは１／３程度になるように制御される。
の圧縮弾性率） また、圧力上昇ｄＰから、現在の型内圧力Ｐを予測す
る。予測された型内圧力Ｐが、図２に示すように、予め
設定された所要型内圧力Ｐｄに到達した時点で、図１に
示す保圧切り換え手段３６からサーボドライバ２０に駆
動信号を送り、保圧制御に切り換える。保圧制御では、
射出圧力が、射出速度一定の射出制御時の数分の１、好
ましくは１／３程度になるように制御される。
【００３０】なお、本発明は、上述した実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変するこ
とができる。たとえば、駆動手段としては、油圧シリン
ダ１２に限らず、その他の流体圧シリンダあるいは電動
モータなどであっても良い。
れるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変するこ
とができる。たとえば、駆動手段としては、油圧シリン
ダ１２に限らず、その他の流体圧シリンダあるいは電動
モータなどであっても良い。
【００３１】また、前記実施例では、ノズル内圧検出手
段２６は、ノズル６に設けた圧力センサ２４からの信号
に基づき、ノズル内圧を検出したが、本発明では、これ
に限定されず、油圧シリンダ１２に設けた圧力センサ１
６からの出力信号に基づき、ノズル内圧を間接的に測定
することもできる。油圧シリンダ１２の油圧と、ノズル
６内の圧力とは、相関関係があるからである。その実施
例の場合には、ノズル６に圧力センサを設ける必要がな
くなる。
段２６は、ノズル６に設けた圧力センサ２４からの信号
に基づき、ノズル内圧を検出したが、本発明では、これ
に限定されず、油圧シリンダ１２に設けた圧力センサ１
６からの出力信号に基づき、ノズル内圧を間接的に測定
することもできる。油圧シリンダ１２の油圧と、ノズル
６内の圧力とは、相関関係があるからである。その実施
例の場合には、ノズル６に圧力センサを設ける必要がな
くなる。
【００３２】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、成形材料の粘性あるいは弾性が変化したとしても、
金型内成形材料の予測圧力に応じて保圧制御に切り換え
られるため、最終的な金型内の圧力に差異が生じない。
このため、得られる射出成形品の品質が向上する。
ば、成形材料の粘性あるいは弾性が変化したとしても、
金型内成形材料の予測圧力に応じて保圧制御に切り換え
られるため、最終的な金型内の圧力に差異が生じない。
このため、得られる射出成形品の品質が向上する。
【００３３】また、ノズル内圧力が所定のしきい値に到
達した時点で、加速度一定で射出速度を降下させるた
め、金型内の圧力が所要型内圧力に到達するまでの時間
が略一定となり、サイクルタイムが安定化し、生産性が
向上する。また、金型内圧力が所要型内圧力に到達する
ために必要な充填量を計算で求めるため、金型毎に射出
速度の降下量ΔＶ（図３，４参照）を実測する必要がな
くなり、生産性の向上が図れる。
達した時点で、加速度一定で射出速度を降下させるた
め、金型内の圧力が所要型内圧力に到達するまでの時間
が略一定となり、サイクルタイムが安定化し、生産性が
向上する。また、金型内圧力が所要型内圧力に到達する
ために必要な充填量を計算で求めるため、金型毎に射出
速度の降下量ΔＶ（図３，４参照）を実測する必要がな
くなり、生産性の向上が図れる。
【００３４】さらに、金型内圧力を計算で求めるため、
金型毎に圧力センサを取り付ける必要がなく、経済的で
もある。なお、キャビティ形状に影響を及ぼすことな
く、金型内の所定位置に圧力センサを取り付けること
は、金型の製造コストを増大させることにもなり、でき
れば圧力センサは取り付けないことが好ましい。
金型毎に圧力センサを取り付ける必要がなく、経済的で
もある。なお、キャビティ形状に影響を及ぼすことな
く、金型内の所定位置に圧力センサを取り付けること
は、金型の製造コストを増大させることにもなり、でき
れば圧力センサは取り付けないことが好ましい。
【図１】図１は本発明の一実施例に係る射出成形装置の
概略構成図である。
概略構成図である。
【図２】図２は同実施例の射出成形装置の制御方法を示
すグラフである。
すグラフである。
【図３】図３は従来例に係る射出成形装置の制御方法を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図４】図４は従来例に係る射出成形装置の制御方法の
課題を示すグラフである。
課題を示すグラフである。
２… キャビティ ４… 金型 ６… ノズル ８… 押し出し機 １０… 射出スクリュー １２… 油圧シリンダ １４… 位置センサ １６，２４… 圧力センサ １８… サーボバルブ ２０… サーボドライバ ２２… コンピュータ ２６… ノズル内圧検出手段 ２８… 油圧検出手段 ３０… 速度検出手段 ３２… 速度制御手段 ３４… 加速度制御手段 ３６… 保圧切り換え手段 ３８… 圧力予測手段
Claims (1)
- 【請求項１】 キャビティ（２）が形成された金型
（４）と、 前記金型（４）の注入口にノズル（６）が押し当てられ
る押出機（８）と、 前記押出機（８）の内部で、ノズル（６）方向に所定圧
力で移動することにより、前記ノズル（６）から溶融状
態の成形材料を所定の射出圧力で前記金型（４）内のキ
ャビティ（２）に射出する射出スクリュー（１０）と、 前記スクリュー（１０）を前記ノズル（６）方向に所定
圧力で移動させる駆動手段（１２）と、 前記射出スクリュー（１０）の位置を検出する位置セン
サ（１４）と、 前記射出スクリュー（１０）の移動速度を検出する速度
検出手段（３０）と、 前記ノズル（６）内の成形材料の圧力を検出するノズル
内圧検出手段（２６）と、 前記速度検出手段（３０）で検出した射出スクリュー
（１０）の速度が一定になるように、前記駆動手段（１
２）を制御する速度制御手段（３２）と、 前記ノズル内圧検出手段（２６）で検出されたノズル内
圧が所定のしきい値以上と成った場合に、射出スクリュ
ー（１０）の速度が加速度一定で降下するように、前記
駆動手段（１２）を制御する加速度制御手段（３４）
と、 前記位置センサ（１４）で検知した射出スクリュー位置
に基づき、金型内に充填される成形材料の容積変化を算
出し、その容積変化に基づき、キャビティ（２）内の圧
力上昇を算出して、キャビティ（２）内の成形材料の圧
力を予測する圧力予測手段（３８）と、 前記圧力予測手段（３８）で予測された型内圧力が、所
定の圧力に到達した時点で、保圧制御に切り替わるよう
に、前記駆動手段（１２）を制御する保圧切り換え手段
（３６）とを有する射出成形装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23559794A JP3197435B2 (ja) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | 射出成形装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23559794A JP3197435B2 (ja) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | 射出成形装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0890619A true JPH0890619A (ja) | 1996-04-09 |
| JP3197435B2 JP3197435B2 (ja) | 2001-08-13 |
Family
ID=16988367
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23559794A Expired - Fee Related JP3197435B2 (ja) | 1994-09-29 | 1994-09-29 | 射出成形装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3197435B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004089599A1 (ja) | 2003-04-07 | 2004-10-21 | Sumitomo Heavy Industries Ltd. | 射出成形機の制御方法 |
| WO2006042809A1 (de) * | 2004-10-19 | 2006-04-27 | Siemens Aktiengesellschaft | VERFAHREN ZUM BETRIEB EINER SPRITZGIEßMASCHINE |
| CN114750382A (zh) * | 2022-03-31 | 2022-07-15 | 浙江凯华模具有限公司 | 一种注塑压力控制系统和控制方法 |
| CN114796733A (zh) * | 2022-04-13 | 2022-07-29 | 苏州恒瑞迪生医疗科技有限公司 | 一种注射速度控制系统及方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT516879B1 (de) * | 2015-02-16 | 2018-02-15 | Engel Austria Gmbh | Verfahren zum Betrieb eines Einspritzaggregats und Einspritzaggregat |
-
1994
- 1994-09-29 JP JP23559794A patent/JP3197435B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004089599A1 (ja) | 2003-04-07 | 2004-10-21 | Sumitomo Heavy Industries Ltd. | 射出成形機の制御方法 |
| EP1612027A4 (en) * | 2003-04-07 | 2009-09-30 | Sumitomo Heavy Industries | INJECTION MOLDING CONTROLLING PROC D |
| WO2006042809A1 (de) * | 2004-10-19 | 2006-04-27 | Siemens Aktiengesellschaft | VERFAHREN ZUM BETRIEB EINER SPRITZGIEßMASCHINE |
| CN114750382A (zh) * | 2022-03-31 | 2022-07-15 | 浙江凯华模具有限公司 | 一种注塑压力控制系统和控制方法 |
| CN114750382B (zh) * | 2022-03-31 | 2024-03-19 | 浙江凯华模具有限公司 | 一种注塑压力控制系统和控制方法 |
| CN114796733A (zh) * | 2022-04-13 | 2022-07-29 | 苏州恒瑞迪生医疗科技有限公司 | 一种注射速度控制系统及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3197435B2 (ja) | 2001-08-13 |
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Legal Events
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