JPH09187846A - 射出成形機の射出速度制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 射出成形機の金型内に充填圧検出センサを設
けなくても、金型キャビティ内充填圧力をフィードバッ
ク制御することができる射出成形機の射出速度制御方法
を提供する。 【解決手段】 射出シリンダ１０およびスクリュ１２、
バレル１４で混練溶融された溶融樹脂を、射出ノズル１
６およびゲート１８から金型キャビティ２０内へ射出充
填して製品に成形するに際し、溶融樹脂のキャビティ２
０内における限界基準圧力を予め設定し、樹脂圧力セン
サ３０、樹脂温度センサ３２および射出速度検出器２８
から検出されるノズル圧力Ｐn 、樹脂温度Ｔr および射
出速度Ｖsの各データから解析算出されるキャビティ内
の溶融樹脂充填圧力（キャビティ内圧力）Ｐc を制御装
置２４にフィードバックすることにより、キャビティ内
圧力が限界基準圧力を超過した場合、油圧ユニット２６
および射出速度検出器２８を介して溶融樹脂のノズル１
６の射出速度Ｖs を所定値に自動減速制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形機の射出
速度制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、射出成形機において、その射出
速度を充填圧力によってフィードバック制御する方法は
公知である。すなわち、この種の自動制御方法は、例え
ば図４において、射出シリンダ１０およびスクリュー１
２、バレル１４で混練溶融された溶融樹脂を、射出ノズ
ル１６およびゲート１８から金型キャビティ２０内へ射
出充填して製品に成形するに際し、溶融樹脂のキャビテ
ィ２０内における限界基準圧力を予め設定し、充填圧力
センサ２２で検出される実際のキャビティ内の溶融樹脂
充填圧力を制御装置２４にフィードバックすることによ
り、キャビティ１樹脂圧力が前記基準圧力を超過した際
に、油圧ユニット２６および射出速度検出器（スクリュ
位置検出器）２８を介して溶融樹脂の射出速度を自動減
速制御するように構成されている。すなわち、前記超過
圧力を、自動的に解消するように構成されている。

【０００３】因みに、このような射出速度自動制御法
は、金型の型締力不足によるバリの発生等を防止して、
成形品の品質を向上する同時に、金型のサイズを縮小し
たり、射出成形機全体の構造を小形軽量化する等の利点
を発揮することは、容易に理解されるところである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の射出速度自動制御方法は、なお、次に述べるような
難点を有していた。

【０００５】すなわち、前記従来の方法は、その制御
が、前述したように、実際のキャビティ内の溶融樹脂充
填圧力を充填圧力センサ２２で検出することにより達成
される。しかるに、このセンサ２２に係る設備は、実際
上多大の障害を伴うものであった。すなわち、先ず、セ
ンサの金型に対する取付け加工には、一般にかなりの時
間と費用を必要とするばかりでなく、金型の形状によっ
ては、その取付け位置が制約される不都合があった。な
お、これらの難点は、特に既存の金型に対して顕著であ
る。

【０００６】また、このようなセンサ付きの金型を射出
成形機上に交換可能に取付ける際には、センサおよびそ
の配線等を着脱しなければならないので、その都度繁雑
な作業が新たに発生していた。

【０００７】そこで、本発明の目的は、金型に対して充
填圧力検出センサを設けなくても、充填圧力をセンサと
は別の手段から求め得るように構成することにより、射
出速度を従来と同様にして充填圧力からフィードバック
制御することができる射出成形機の射出速度制御方法を
提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】先の目的を達成するため
に、本発明に係る射出成形機の射出速度制御方法は、溶
融樹脂を射出ノズルから金型キャビティ内へ射出充填し
て製品に成形する射出成形機からなり、溶融樹脂のキャ
ビティ内における限界基準圧力を予め設定し、前記溶融
樹脂の実際のキャビティ内充填圧力が前記基準圧力を超
過した際に、この超過圧力に応じて前記溶融樹脂の射出
速度を減速するようにフィードバック制御する射出成形
機の射出速度制御方法において、溶融樹脂の前記キャビ
ティ内充填圧力は、成形品の形状モデルを要素分割し有
限要素法または境界要素法等による溶融樹脂のキャビテ
ィ内流動解析から求められる溶融樹脂のノズル圧力とキ
ャビティ内充填圧力との間の関数関係から計算により求
めることを特徴とする。

【０００９】この場合、圧力の関数関係は、溶融樹脂の
温度および／または射出速度をパラメータとする複数回
の流動解析から求めることができる。そして、この圧力
の関数関係は、制御プログラムの中にサブルーチンとし
て組込むことができる。

【００１０】本発明においては、溶融樹脂のキャビティ
内充填圧力は、溶融樹脂のキャビティ内流動解析から求
められる。すなわち、金型内の圧力検出センサを必要と
することなく求めることができる。従って、本発明によ
れば、従来の難点、すなわち前記検出センサを金型に設
ける不都合を、全て解消し得ることは明らかである。

【００１１】

【実施例】次に、本発明に係る射出成形機の射出速度制
御方法の実施例につき、添付図面を参照しながら以下詳
細に説明する。なお、説明の便宜上、図４に示す従来の
構成と同一の構成部分には、同一の参照符号を付し、詳
細な説明は省略する。

【００１２】図１において、まず初めに、本発明に係る
自動制御方法は、前記従来の方法において、溶融樹脂の
金型キャビティ２０内の充填圧力を、金型内に設けたセ
ンサ２２（図４）によることなく、溶融樹脂のキャビテ
ィ内の流動解析から求めることができることは、前述し
たことから既に明らかである。

【００１３】すなわち、本発明の構成は、理解の便宜
上、再び簡単に説明すると、基本的には、前記従来の方
法と同様に、射出シリンダ１０およびスクリュ１２、バ
レル１４で混練溶融された溶融樹脂を、射出ノズル１６
およびゲート１８から金型キャビティ２０内へ射出充填
して製品に成形するに際し、溶融樹脂のキャビティ２０
内における限界基準圧力を予め設定し、流動解析により
求めたノズル圧力とキャビティ内樹脂圧力の関数に、ノ
ズル樹脂圧力センサ３０および樹脂温度センサ３２等の
検出データを入力データとして与えて算出されるキャビ
ティ内の溶融樹脂充填圧力を、制御装置２４にフィード
バックすることにより、キャビティ内樹脂圧力が限界基
準圧力を超過した際に、油圧ユニット２６および射出速
度検出器（スクリュ位置検出器）２８を介して溶融樹脂
のノズル１６射出速度を自動減速制御するように構成さ
れている。

【００１４】次に、溶融樹脂のキャビティ内の充填圧力
を、その流動解析から算出する方法につき、以下説明す
る。なお、ここで本発明の前記方法は、先ず前記流動解
析において、溶融樹脂の温度および／または射出速度を
何種類か変えて計算することにより、前記温度および／
または射出速度をそれぞれパラメータとするノズル圧力
とキャビティ内充填圧力（キャビティ圧）との関係を求
め、両圧力の間の関数関係を演算算定するものである。

【００１５】この場合、前記両圧力間の関係は、公知の
方法（例えば、特公平４−６９８５１号公報参照）を用
いて、キャビティの所望位置に関して求めることができ
る。

【００１６】すなわち、図２および図３は、前記公知の
方法による対象成形製品に対する流動解析において、解
析結果であるノズル圧Ｐn およびキャビティ圧Ｐc の、
解析条件（パラメータ）である樹脂温度Ｔr および射出
速度Ｖs に関する数値群（Ｔr1、Ｖs1、Ｐn1、Ｐc1) 、
（Ｔr2、Ｖs2、Ｐn2、Ｐc2) …（Ｔrk、Ｖsk、Ｐnk、Ｐ
ck) を、それぞれグラフ表示したものである。

【００１７】従って、前記両圧力Ｐn 、Ｐc の間に設定
される次式（１）の関数関係式における各係数は、両圧
力Ｐn 、Ｐc 間の前記関係グラフを利用して容易に算定
することが可能である。

【００１８】

【数１】

【００１９】従って、本発明によれば、対象成形品に対
する前記関数関係式（１）の係数を、前述のようにして
予め設定し、かつこれを制御プログラム中にサブルーチ
ンとして組込んでおくことにより、射出成形中の任意の
行程時間およびキャビティ位置に関して、その樹脂温度
Ｔr 、射出速度Ｖs およびノズル圧力Ｐn を計測して、
前記式（１）に例えば一定間隔毎に投入すれば、キャビ
ティ圧力Ｐc をノズル圧力Ｐn に対応させて、随時算定
することが可能である。しかも、この操作は、最近の高
速プロセッサを使用すれば極めて短時間に達成すること
ができる。

【００２０】このように、本発明によれば、この種の射
出成形機に必要とされる射出速度の自動減速制御を、従
来のように金型に充填圧力検出センサを設けることな
く、すなわち前記設置に伴う多大な費用および制約等を
発生させることなく、従来と同様に充填圧力を介してフ
ィードバック制御することができる。

【００２１】以上、本発明の好適な実施例について説明
したが、本発明は前記実施例に限定されることなく、そ
の精神を逸脱しない範囲内において多くの設計変更が可
能である。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る射出
成形機の射出速度制御方法は、溶融樹脂のキャビティ内
における限界基準圧力を予め設定し、溶融樹脂の実際の
キャビティ内充填圧力が前記基準圧力を超過した際に、
この超過圧力に応じて溶融樹脂の射出速度を減速するよ
うにフィードバック制御する射出速度制御方法におい
て、溶融樹脂の前記キャビティ内充填圧力は、溶融樹脂
のキャビティ内流動解析から求められるノズル圧力とキ
ャビティ内充填圧力との間の関数関係から計算により求
める構成としたことにより、従来のように金型内にセン
サを設けて直接検出する必要をなくし、従って前記セン
サに係る従来の難点であった設置に伴う多大な費用およ
び制約等を未然に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る射出成形機の射出速度制御方法を
実施する装置の概略構成図である。

【図２】図１に示す装置におけるノズル圧力Ｐn とキャ
ビティ内圧力Ｐc との関係を樹脂温度Ｔr をパラメータ
にして表わしたグラフの一例である。

【図３】図１に示す装置におけるノズル圧力Ｐn とキャ
ビティ内圧力Ｐc との関係を射出速度Ｖs をパラメータ
にして表わしたグラフの一例である。

【図４】従来の射出成形機の射出速度制御方法を実施す
る装置の概略構成図である。

【符号の説明】

１０ 射出シリンダ １２ スクリュ １４ バレル １６ ノズル １８ ゲート ２０ 金型キャビティ ２４ 制御装置 ２６ 油圧ユニット ２８ 射出速度（スクリュ位置）検出器 ３０ ノズル圧力センサ ３２ 樹脂温度センサ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融樹脂を射出ノズルから金型キャビテ
   ィ内へ射出充填して製品に成形する射出成形機からな
   り、溶融樹脂のキャビティ内における限界基準圧力を予
   め設定し、前記溶融樹脂の実際のキャビティ内充填圧力
   が前記基準圧力を超過した際に、この超過圧力に応じて
   前記溶融樹脂の射出速度を減速するようにフィードバッ
   ク制御する射出成形機の射出速度制御方法において、 溶融樹脂の前記キャビティ内充填圧力は、成形品の形状
   モデルを要素分割し有限要素法または境界要素法等によ
   る溶融樹脂のキャビティ内流動解析から求められる溶融
   樹脂のノズル圧力とキャビティ内充填圧力との間の関数
   関係から計算により求めることを特徴とする射出成形機
   の射出速度制御方法。
2. 【請求項２】 圧力の関数関係は、溶融樹脂の温度およ
   び／または射出速度をパラメータとする複数回の流動解
   析から求めてなる請求項１記載の射出成形機の射出速度
   制御方法。
3. 【請求項３】 圧力の関数関係は、制御プログラムの中
   にサブルーチンとして組込んでなる請求項１または２記
   載の射出成形機の射出速度制御方法。