JPH1024468A - 射出成形機の計量制御方法 - Google Patents

射出成形機の計量制御方法

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JPH1024468A
JPH1024468A JP18181496A JP18181496A JPH1024468A JP H1024468 A JPH1024468 A JP H1024468A JP 18181496 A JP18181496 A JP 18181496A JP 18181496 A JP18181496 A JP 18181496A JP H1024468 A JPH1024468 A JP H1024468A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】射出容量の小さい射出成形機により超エンジニ
アリングプラスチックス等を成形する際に正常な計量動
作を確保し、成形品質の向上及び生産性向上を図る。 【解決手段】予め、計量中における射出スクリュ2の後
退速度Vb(計量時間Tb)に対する上限値Mu(N
u)及び/又は下限値Md(Nd)を設定するととも
に、計量時に、射出スクリュ2の後退速度Vb(計量時
間Tb)を検出し、当該後退速度Vb(計量時間Tb)
が上限値Mu(Nu)及び/又は下限値Md(Nd)を
外れた際に、射出スクリュ2の回転を設定時間、具体的
には、成形材料の可塑化不足を解消する設定時間Tm
a,Tmb(Tmc,Tmd)だけ停止させ、この後、
射出スクリュ2を再回転させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は超エンジニアリング
プラスチックス等の成形に用いて好適な射出成形機の計
量制御方法に関する。
【0002】
【従来技術及び課題】近時、成形材料として超エンジニ
アリングプラスチックスが広く使用されるに至っている
が、超エンジニアリングプラスチックスを成形する場合
には、大量の溶融熱を必要とするため、通常、射出成形
機の加熱シリンダに電力密度及び電力容量の大きいバン
ドヒータを付設して高温領域を確保している。
【0003】しかし、射出容量の小さい射出成形機で
は、加熱シリンダの表面積が小さくなるため、使用でき
るバンドヒータの電力容量に自ずと限界があり、成形時
に成形材料の可塑化が不十分となる場合がある。
【0004】特に、射出成形機の計量工程(計量制御方
法)では、射出スクリュを設定速度により連続回転さ
せ、溶融した樹脂を射出スクリュの前方に蓄積させると
ともに、これに基づいて、射出スクリュが目標の計量位
置まで後退したなら計量を終了させているが、溶融熱が
不足した場合、計量時に、射出スクリュのコンプレッシ
ョンゾーンにおける成形材料の可塑化が不十分となり、
射出スクリュと加熱シリンダ間に未溶融の成形材料が詰
まる食込み現象が発生し、成形不良や計量異常による生
産の中断を招く問題があった。
【0005】本発明はこのような従来技術に存在する課
題を解決したものであり、射出容量の小さい射出成形機
により超エンジニアリングプラスチックス等を成形する
場合でも、常に、正常な計量動作を確保し、成形品質の
向上及び生産性向上を図ることができる射出成形機の計
量制御方法の提供を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段及び実施の形態】本発明に
係る射出成形機の計量制御方法は、射出スクリュ2を設
定速度で回転させて樹脂の計量を行うとともに、射出ス
クリュ2が目標の計量位置まで後退したなら、計量を終
了させるに際し、予め、計量中における射出スクリュ2
の後退速度Vbに対する上限値Mu及び/又は下限値M
dを設定するとともに、計量時に、射出スクリュ2の後
退速度Vbを検出し、当該後退速度Vbが上限値Mu及
び/又は下限値Mdを外れた際に、射出スクリュ2の回
転を設定時間、具体的には、射出スクリュ2のコンプレ
ッションゾーンにおける成形材料を完全に可塑化させる
設定時間Tma,Tmbだけ停止させ、この後、射出ス
クリュ2を再回転させるようにしたことを特徴とする。
【0007】また、本発明の他の形態に係る射出成形機
の計量制御方法は、予め、計量時間Tbに対する上限値
Nu及び/又は下限値Ndを設定するとともに、計量時
に、計量時間Tbを検出し、当該計量時間Tbが上限値
Nu及び/又は下限値Ndを外れた際に、射出スクリュ
2の回転を設定時間、具体的には、射出スクリュ2のコ
ンプレッションゾーンにおける成形材料を完全に可塑化
させる設定時間Tmc,Tmdだけ停止させ、この後、
射出スクリュ2を再回転させることにより、目標の計量
位置まで後退させるようにしたことを特徴とする。
【0008】これにより、計量中に、コンプレッション
ゾーンにおける射出スクリュ2と加熱シリンダ3間に未
溶融の成形材料が詰まる食込み現象が発生し、射出スク
リュ2の後退速度Vbが異常に速くなり或いは遅くなる
ことにより、当該後退速度Vbが上限値Mu及び/又は
下限値Mdを外れた際は、成形材料の可塑化が不十分と
判断し、射出スクリュ2の回転を設定時間Tma…だけ
停止させる。また、計量時間Tbが異常に長くなり或い
は短くなることにより、上限値Nu及び/又は下限値N
dを外れた際も、同様に成形材料の可塑化が不十分と判
断し、射出スクリュ2の回転を設定時間Tmc…だけ停
止させる。この結果、計量動作は一時的に中断され、こ
の中断された期間に成形材料に対する追加加熱が行わ
れ、成形材料の可塑化不足が解消される。
【0009】
【実施例】次に、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図
面に基づき詳細に説明する。
【0010】まず、本実施例に係る計量制御方法を実施
できる射出成形機の構成について、図3を参照して説明
する。
【0011】同図はインラインスクリュ式射出成形機の
射出装置1を示す。射出装置1は前部に加熱シリンダ3
を備える。加熱シリンダ3は前端に射出ノズル11を、
また、後部にホッパー12をそれぞれ有するとともに、
外周部に装着したバンドヒータ13…を有する。そし
て、加熱シリンダ3には射出スクリュ2を内蔵する。射
出スクリュ2は前側からメータリングゾーン,コンプレ
ッションゾーン,フィードゾーンを有する。一方、射出
装置1は後部にスクリュ駆動部14を備える。スクリュ
駆動部14は加熱シリンダ3の後端に結合して射出スク
リュ2を進退移動させる射出シリンダ15及びこの射出
シリンダ15の後端に結合して射出スクリュ2を回転さ
せるオイルモータ16を有し、射出シリンダ15に内蔵
するピストン17の前端は、射出スクリュ2の後端に結
合するとともに、オイルモータ16の回転シャフト18
は、ピストン17の後端にスプライン結合する。
【0012】他方、21は射出シリンダ15及びオイル
モータ16に接続する油圧回路であり、この油圧回路2
1はコントローラ22により制御される。23は射出ス
クリュ2の位置を検出する位置検出器であり、位置検出
器23により検出された位置情報はコントローラ22に
付与されるとともに、速度変換部24により速度情報
(後退速度Vb)に変換されてコントローラ22及び判
別部25に付与される。さらに、26は設定部であり、
この設定部26により設定された設定情報は、判別部2
5及び停止制御部27にそれぞれ付与される。一方、判
別部25の出力情報は停止制御部27に付与されるとと
もに、この停止制御部27の出力側はコントローラ22
に接続する。また、判別部25及び停止制御部27はそ
れぞれタイマ機能を内蔵する。
【0013】この場合、設定部26は、計量時における
射出スクリュ2の後退速度Vbに対する下限値Mdと上
限値Muを設定するとともに、全体の計量時間Tbに対
する下限値Ndと上限値Nuをそれぞれ設定する。さら
に、設定部26は、後退速度Vbが上限値Muを外れた
際に、射出スクリュ2の回転を一時停止させる設定時間
Tma及び後退速度Vbが下限値Mdを外れた際に、射
出スクリュ2の回転を一時停止させる設定時間Tmbを
設定するとともに、計量時間Tbが下限値Ndを外れた
際に、射出スクリュ2の回転を一時停止させる設定時間
Tmc及び計量時間Tbが上限値Nuを外れた際に、射
出スクリュ2の回転を一時停止させる設定時間Tmdを
それぞれ設定する。各設定時間Tma,Tmb,Tmc
及びTmdは、射出スクリュ2と加熱シリンダ3間に未
溶融の成形材料(超エンジニアリングプラスチックス
等)が詰まる食込み現象が発生した際に、成形材料を完
全に可塑化する時間を考慮して実験的に求めることがで
きる。なお、各設定時間Tma,Tmb,Tmc及びT
mdは、同一値でもよいし、異なる別々の値を設定して
もよい。また、上述した上限値Mu,下限値Md,上限
値Nu及び下限値Ndも実験的に求めることができる。
【0014】次に、本発明に係る計量制御方法につい
て、図1に示すフローチャート,さらに、図2及び図3
を参照して説明する。
【0015】まず、コントローラ22は油圧回路21を
制御し、オイルモータ16を駆動することにより、射出
スクリュ2を設定速度により回転させる。これにより、
溶融された樹脂は射出スクリュ2の前方に蓄積されると
ともに、これに基づいて、射出スクリュ2が計量開始位
置(最前進位置)から後退し、計量が行われる。
【0016】一方、射出スクリュ2の後退速度Vbは速
度変換部24から判別部25に付与されるため、判別部
25は後退速度Vbの監視を行う(ステップS1)。そ
して、検出された後退速度Vbと設定部26により設定
された上限値Mu又は下限値Mdと比較し、後退速度V
bが下限値Mdから上限値Muの範囲内であれば、射出
スクリュ2の回転を継続し、通常の計量処理を行う。
【0017】他方、後退速度Vbが上限値Mu又は下限
値Mdを外れた場合を想定する。超エンジニアリングプ
ラスチックス等の成形時には、大量の溶融熱を必要とす
るため、溶融熱の不足を生じた場合、成形材料(ペレッ
ト)が完全に可塑化せず、コンプレッションゾーンにお
ける射出スクリュ2と加熱シリンダ3間に未溶融の樹脂
が詰まる成形材料の食込み現象を発生する。そして、こ
の現象が発生した場合には、射出スクリュ2が空転し、
射出スクリュ2が正常な後退速度Vbよりも遅い速度で
後退したり、或いは成形材料の食込みにより成形材料が
ナット状態となり、射出スクリュ2が正常な後退速度V
bよりも速い速度で後退する。
【0018】即ち、これらの場合、後退速度Vbは図2
に仮想線Vbuで示すように、tma時点で上限値Mu
を外れるため、判別部25はtma時点で、停止制御部
27に一時停止指令を出力して、射出スクリュ2の回転
を停止させる(ステップS2,S3)。そして、停止制
御部27は射出スクリュ2の回転が停止した時点から内
蔵するタイマ機能を起動させ、設定時間Tsaが経過し
たなら、再度、射出スクリュ2を回転させる(ステップ
S4,S5)。同様に、後退速度Vbは仮想線Vbdで
示すように、tmb時点で下限値Mdを外れるため、判
別部25はtmb時点で、停止制御部27に一時停止指
令を出力して、射出スクリュ2の回転を停止させる(ス
テップS2,S3)。そして、停止制御部27は射出ス
クリュ2の回転が停止した時点から内蔵するタイマ機能
を起動させ、設定時間Tsbが経過したなら、再度、射
出スクリュ2を回転させる(ステップS4,S5)。こ
のような処理は、計量期間中に、一回又は二回以上行う
ことができる。
【0019】一方、計量の開始により射出スクリュ2が
回転したなら、計量開始信号がコントローラ22から判
別部25に付与される。これにより、判別部25は内蔵
するタイマ機能を起動させ、計量時間Tbを計時して計
量時間Tbの監視を行う(ステップS6)。そして、射
出スクリュ2が目標の計量位置に達した際の時間が、図
2に仮想線Vbxで示すtmc時点となって、全体の計
量時間Tbが下限値Ndよりも短い場合には、瞬時の後
退速度Vbは上限値Muと下限値Mdの範囲内でも、全
体的に後退速度Vbが速い傾向が維持されたことが考え
られるため、射出スクリュ2の回転を設定時間Tscだ
け停止させた後、射出スクリュ2を再回転させる。そし
て、停止期間において成形材料が十分に溶融すれば、背
圧により射出スクリュ2が前進するため、再度、目標の
計量位置に達するまで、射出スクリュ2を回転させて計
量を停止させる(ステップS7,S8,S9)。
【0020】同様に、射出スクリュ2が目標の計量位置
に達した際の時間が、図2に仮想線Vbyで示すtmd
時点となって、全体の計量時間Tbが上限値Nuよりも
長い場合には、瞬時の後退速度Vbは上限値Muと下限
値Mdの範囲内であっても、全体的に後退速度Vbが遅
い傾向が維持されたことが考えられる。この場合、射出
スクリュ2は目標の計量位置に達していないため、射出
スクリュ2の回転を設定時間Tsdだけ停止させた後、
射出スクリュ2を再回転させ、目標の計量位置に達した
なら計量を停止させる(ステップS7,S8,S9)。
【0021】このような計量制御方法により、加熱シリ
ンダ3の加熱状態が不十分であっても、常に、正常な計
量を行うことができるため、特殊なスクリュデザインや
特殊なバンドヒータ(例えば、鋳込ヒータ等)の採用に
伴うコスト上昇及び加熱シリンダの表面積を大きくする
ための大型化が排されるとともに、加熱シリンダの温度
を上げ過ぎずに成形できるため、滞留時における樹脂の
熱劣化を防止できる。また、超エンジニアリングプラス
チックス等ではフィードゾーンにおける加熱シリンダの
後部ヒータの温度が著しく低下するが、射出スクリュ2
の回転を一時停止させることにより、後部ヒータの温度
低下をリカバリーできる利点がある。
【0022】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い。
例えば、実施例は上限値と下限値の双方を設定したが、
いずれか一方のみを設定してもよい。また、実施例はイ
ンラインスクリュ式射出成形機及び油圧式射出成形機を
例示したが、プリプラ式射出成形機及び電動式(サーボ
モータ式)射出成形機にも同様に適用できる。さらに、
必要により、一時停止期間において、射出スクリュを僅
かに逆回転させたり、或いは加熱温度を高くするなどの
他の処理を行ってもよい。その他、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で任意に変更
できる。
【0023】
【発明の効果】このように、本発明に係る射出成形機の
計量制御方法は、予め、計量時における射出スクリュの
後退速度に対する上限値及び/又は下限値を設定すると
ともに、計量中に、射出スクリュの後退速度を検出し、
当該後退速度が上限値及び/又は下限値を外れた際に、
射出スクリュの回転を設定時間だけ停止させ、この後、
射出スクリュを再回転させ、或いは、予め、計量時間に
対する上限値及び/又は下限値を設定するとともに、計
量時に、計量時間を検出し、当該計量時間が上限値及び
/又は下限値を外れた際に、射出スクリュの回転を設定
時間だけ停止させ、この後、射出スクリュを再回転させ
ることにより、目標の計量位置まで後退させるようにし
たため、射出容量の小さい射出成形機により超エンジニ
アリングプラスチックス等を成形する場合でも、常に、
正常な計量動作を確保し、成形材料の可塑化不足による
成形不良の発生や生産の中断を排することによって、成
形品質の向上及び生産性向上を図ることができるという
顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る射出成形機の計量制御方法の処理
手順を示すフローチャート、
【図2】時間に対するスクリュ後退速度の変化特性図、
【図3】同計量制御方法を実施できる射出成形機のブロ
ック構成図、
【符号の説明】
2 射出スクリュ Vb 後退速度 Tb 計量時間 Md 下限値 Mu 上限値 Nd 下限値 Nu 上限値 Tma 設定時間 Tmb 設定時間 Tmc 設定時間 Tmd 設定時間

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 射出スクリュを設定速度で回転させて樹
    脂の計量を行うとともに、射出スクリュが目標の計量位
    置まで後退したなら、計量を終了させる射出成形機の計
    量制御方法において、予め、計量中における射出スクリ
    ュの後退速度に対する上限値及び/又は下限値を設定す
    るとともに、計量時に、射出スクリュの後退速度を検出
    し、当該後退速度が前記上限値及び/又は下限値を外れ
    た際に、射出スクリュの回転を設定時間だけ停止させ、
    この後、射出スクリュを再回転させることを特徴とする
    射出成形機の計量制御方法。
  2. 【請求項2】 前記設定時間は射出スクリュのコンプレ
    ッションゾーンにおける成形材料を完全に可塑化させる
    時間を設定することを特徴とする請求項1記載の射出成
    形機の計量制御方法。
  3. 【請求項3】 射出スクリュを設定速度で回転させて樹
    脂の計量を行うとともに、射出スクリュが目標の計量位
    置まで後退したなら、計量を終了させる射出成形機の計
    量制御方法において、予め、計量時間に対する上限値及
    び/又は下限値を設定するとともに、計量時に、計量時
    間を検出し、当該計量時間が前記上限値及び/又は下限
    値を外れた際に、射出スクリュの回転を設定時間だけ停
    止させ、この後、射出スクリュを再回転させることによ
    り、目標の計量位置まで後退させることを特徴とする射
    出成形機の計量制御方法。
  4. 【請求項4】 前記設定時間は射出スクリュのコンプレ
    ッションゾーンにおける成形材料を完全に可塑化させる
    時間を設定することを特徴とする請求項3記載の射出成
    形機の計量制御方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6865924B2 (en) * 2000-03-07 2005-03-15 Nissei Plastic Industrial Co., Ltd. Drift detection method for a control apparatus controlling an injection molding machine
JP2010149354A (ja) * 2008-12-25 2010-07-08 Sodick Plastech Co Ltd プリプラ式射出装置
WO2024242038A1 (ja) 2023-05-22 2024-11-28 日精樹脂工業株式会社 射出成形機の可塑化制御方法及び装置

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EP4717433A1 (en) 2023-05-22 2026-04-01 Nissei Plastic Industrial Co., Ltd. Plasticization control method and device for injection molding machine

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