JPS58142831A

JPS58142831A - 射出成形機の制御方法

Info

Publication number: JPS58142831A
Application number: JP2656782A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Sano; 佐野　猛; Tokuji Nakagawa; 中川　徳治
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1982-02-19
Filing date: 1982-02-19
Publication date: 1983-08-25

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、１回の射出工程で複数個の樹脂成形品を同時
に射出成形するいわゆる多数個取成形の射出成形機にお
ける制御方法に関するものである。

従来、射出成形機において、成形品の品質を制ωｔし、
良品質の成形品を得るために、金型内の樹脂圧フハ温度
、作動油圧、金型の歪み等を検出し、この検出値に基づ
いて射出装置における射出スクリュのストローク、射出
から射出保持への切換えのタイミング、射出量等の自動
制御を行う方法いわゆるアダプティブコントロールシス
テムが公知である。

しかし、従来の方法では、金型の１点で樹脂圧力等を検
出し、射出装置側で射出ストローク等の射出条件を総括
的に制御するものであるため、一般的な射出成形機のよ
うに、１個宛射出成形する場合には有効であるが、１個
の金型に複数個のキャビティを設け、１回の射出工程で
複数個の成形品を同時に射出成形するいわゆる多数個取
成形の場合にはその制御性能を充分に発揮できなかった
。

すなわち、たとえば４個のキャピテイを有する金型を用
いて４個の樹脂成形品を射出成形する場合、第３図に示
すように射出装置による射出圧力（シリンダ内樹脂圧力
）は線Ｉに示す如く制御されるのに対し、第１．第２．
第５．第４の各キャビティ内の樹脂圧力は、各キャビテ
ィの形状、加工精度のばらつき等によって互いに異なり
、それぞれ線１ａ＋　　Ｉｌｂ＋　　ｊｃｔ　Ｉｌａに
示すように変化する。このときの各キャピテイの最適充
填圧力はＰａＩ　Ｐｂν　Ｐｃ　９Ｐｄ　である。この
ような射出工程において、従来のように金型の１点たと
えば最後に充填完了されるキャビティこの場合は第６キ
ヤビテイ内の樹脂圧力のみを検出し、その充填圧力ＰＣ
に基づいて射出装置による射出から射出保持への切換え
を行った場合、先に充填完了した第１．第２．第４の各
キャビティ内の樹脂に対してその充填完了後に射出装置
による射出圧が付加されるために、オーバパック気味と
なり、ばりが発生しまた金型を破損するおそれがある。

なお、このオーバパック現象を防止するために、最先に
充填完了されるキャビティこの場合は第１キヤビテイ内
の充填圧力ｐａに基づいて射出から射出保持への切換え
を行うと、その後に充填完了される筈の第２．第３．第
４の各キャビティに対して充填不足（ショートン１ツト
またはヒケ）が生じる。

このように金型の１点から検出した１つの検出値のみで
射出装置による射出条件を総括的に制御するだけでは、
各キャビテイ毎に適正な充填制御を行うことができない
という問題がある。

本発明は、このような従来の欠点を解決するためになさ
れたもので、多数個取の射出成形法において、金型に設
けた豪数個のキャビティに対し、各キャビテイ毎に互い
に独立して充填状態を制御することにより、各キャビテ
ィに個々に最適な条件で充填−保持を行い、各キャビテ
イ毎のばらつきをなくシ、全てのキャビティから常に良
好な製品が得られるようにしたものである。

本発明の特徴とするとζろは、射出装置により金型内に
設けた豪数個のキャビティ内に溶融樹脂を射出充填して
複数個の樹脂成形品を射出成形する方法において、各キ
ャビティ内の樹脂圧力を個々に検出し、各検出値に基づ
いてそれぞれのキャビティに対応するノズルの近くに設
けた各ヒータの温度を個々に制御することにより、各ノ
ズルから各キャビティに充填される樹脂の粘度を個々に
制御し、以って、各キャビテイ毎に最適な充填、保持が
行えるようにし九点にある。

以下、本発明を図に示す実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明に使用される金型装置の一例を示す。同
図において、１は固定盤、・２は固定金型、６は可動金
型、４は可動盤、５ａ、５ｂは固定金型２に設けられた
型穴、６ａ、６ｂは可動金型３に設けられたコアを示し
、これら型穴５ａ、５ｂとコア６ａ、６ｂによって複数
個、この実施例では４個（ただし２個のみ図示）のキャ
ビティ７ａ。

７ｂ（第２図参照）が形成される。

固定金型２は、複数枚の型板８・・・等を組合わせて構
成されかつ固定盤１に周知の手段により固定されている
。９はダイロケートリング、１０はスプルブツシュ、１
１はスプルを示す。また、１２ａ１１２ｂはホットラン
ナ、１３ａ＋ｉ’ｌはホットランナヒータ、１４ａ１１
４ｂはノズル、１５ａ。

１５ｂはノズルヒータ、１６ａｊ１６ｔ）はノズルチッ
プを示し、これらは前記キャビティ７ａ＋７ｂの数に相
対応して４個づつ設けられており、溶融樹脂を前記スプ
ル１１から各ホットランナ１２ａｌ１２ｂおよび各ノズ
ル１４ａｙ１４ｂを経て各キャビティ７ａ、７ｂに射出
充填できるようにしている。ノズルチップ１６ａｌ１６
ｋ）は、先端を各ノズλ１４ａ１１４ｔ）内に挿入して
型板８に支持されている。該ノズルチップ１６ａ。

１６１）の内部または後端には個々に温度調節可能なノ
ズルチップヒータ１７’ｔ１７ｂが設けられ、各ヒータ
１７ａｔ１７ｔｌによって各ノズルチップ１６ａ）１６
１）の温度を調節することによって各ノズル１４ａ＋１
４１）内の樹脂の温度を調節できるようにしている。１
８ａｔ１８ｂは冷媒通路を示す。

可動金型３は、複数枚の型板１９・・・と所要数のコア
６、ａ、６ｂ等を組合わせて構成されかつ可動盤４に周
知の手段により固定されている。２０はスペーサブロッ
ク、２１はエジェクタプレート、２２ａｔ　　２２ｂは
圧力センサを示す。各圧力センサ２２ａｊ　　２２１）
は先端を各キャビティ７ａ。

７ｂ内に臨ませて設け、各キャビティ７ａ、７ｂ内に充
填される溶融樹脂の圧力を個々に検出できるようにして
いる。各圧力センサ２２　ａ、　　２２　ｂはエジェク
タビンに内蔵してもよいし、エジェクタピンとは別個に
設けてもよい。

次に、制御系統を第２図によって説明する。

第２図において、２５は周知の射出装置、２４はホッパ
、２５は射出シリンダ、２６は射出スクリュ、２７は射
出用油圧シリンダ、２８は射出用ノズルを示し、該射出
用ノズル２８が前記金型装置のスプル１１に接続され、
射出スクリュ２６は周知の回転駆動部（図示省略）によ
って回転駆動され、射出用油圧シリンダ２７によって軸
方向に往復移動される。

２９ａ、２９ｂ、２９Ｃ，２９ｄは、前記各圧力センサ
２２ａｌ　　２２ｂによる圧力検出値を電流値（または
電圧値）に変換するだめの変換器、３０ａ、３０ｂ、５
０Ｃ，３０ｄはアンプ、３１ａ。

３１１）ｔ　　３１Ｃ！、！＋１（ｌは演算器□、３２
ａ１３２ｔ）＋ｓ２ｃ＋　　３２ｄは各キャビティ２２
ａ、２２ｂにおける樹脂充填圧力の適正値すなわち第３
図で示した圧力”ａ＋　　Ｐｌ：＋＋　　ｐｏ、　　”
ｄ　　を設定した圧力設定器、５５”ｓ　　３５ｂｅ　
　３３Ｃ＋　　３３ｄはサーボアンプ、３４ａ＋　　３
４ｂ、３４Ｃ，３４ｄは可変抵抗器を示し、これら各機
器が図示の如く接続され、かつ、各可変抵抗器３４ａ〜
３４（ｉが各ノズルチップヒータ１７ａｔ１７ｂに接続
され、これによシ、各圧力センサ２２ａ、２２ｂによる
圧力検出値に基づいて各可変抵抗器３４ａ〜３４ｄの抵
抗値を個々に制御し、各ノズルチップヒータ１７ａ、１
７ｂに給電される電流値を個々に制御して各ノズル１６
ｆＬｔ１６ｔ）の温度を個々に制御する第１制御回路を
構成している。

５５ａｊ　　５５ｂ、５５Ｃｓ　　３５ａはアンプ、３
６は演算器、５７は充填完了後に射出装置２５を射出か
ら保持に切換えるときの各キャピテイ２２ａ＄　　２２
ｂ内の樹脂圧力の適正値たとえば第３図における圧力Ｐ
ｘを設定した圧力設定器、５８はサーボアンプ、３９は
サーボパルプ、４゜は油圧ポンプ、４１は逆止弁、４２
はＩＪ　ＩＪ−フ弁を示し、これら各機器を図示の如く
接続することにより、前記各圧力センサ２２ａ＃　　２
２ｂによる圧力検出値に基づいて射出装置２５の射出−
保持の切換えを制御する第２制御回路を構成している。

４３ａ、４３ｂ、４３０．４！ｌｄはアンプ、４４はＡ
　／　Ｄ変換器、４５は中央処理装置、４６は各キャビ
ティ２２ａ＃　　２２１）内の樹脂圧力の上限値Ｐｎａ
−Ｐａａを設定した圧力設定器、４７は同樹脂圧力の下
限値ＰＬａ−ＰＬｄ　を設定した圧力設定器、４８は圧
力監視スイッチ、４９は入力装置、５０は出力装置、５
１ａｊ　　５１ｂｊ　５１Ｑ。

５１ｄは表示ランプ、５２は警報ブザーを示し、これら
を図示の如く接続することにより、各キャビティ２２ａ
、２２１）内の樹脂圧力に異常が発生したときに表示ラ
ンプ５１ａ〜５１ｄを点灯すると共に、警報ブザ−５２
を鳴動させ′て警報を発する補助的な第６制御回路を構
成している。

次に作用について説明する。

まず、射出装置２５のホッパ２４から投入された樹脂は
射出シリンダ２５内で射出スクリュ２６の回転により溶
融混練され、その溶融樹脂が射出用油圧シリンダ２７の
作動によって金型装置のスプル１１に射出され、該スプ
ル１１から各ホノトラ／す１２ａｔｔ２ｂに分散され、
各ノズル１４ａ＋１４１）を経て各キャビティ７ａ、Ｚ
ｂ内に充填される。

このとき、第１制御回路において、各キャビティ７ａｔ
７１）内の樹脂圧力がそれぞれ圧力センサ２２ａ、２２
１）によって個々に検出され、それらの検出信号がそれ
ぞれ変換器２９ａ〜２９ｄに送られて電流値に変換され
た後、各アンプ３０ａ〜３０ｄにより増幅され、各演算
器３１ａ〜３１ｄを経て各サーボアンプ３３ａ〜３３ｄ
に送られ、ここで予め設定された各圧力設定器３２ａ−
３２ｄからの信号と比較され、その比較値に基づいて各
可変抵抗器３４ａ〜５４ｄの抵抗値が制御され、各ノズ
ルチップヒータ１７ａｌ１７ｂに給電される電流値が制
御され、各ヒータ１７ａ、１７ｂの温度すなわち各ノズ
ルチップ１６ａ１１６ｂの温度が個々に第４図または第
５図に示す如く制御される。

すなわち、第４図において、射出開始時を１゜時とする
と、まず、射出開始前の一１１時（一般には金型の閉鎖
が開始された時）に、ノズルチップヒータ１７ａ、１７
１）にかける電流値を最大ＡＮａＮＡＮｄとし、射出開
始前にノズルチップ１６ａ、１６ｂの温度を所定の温度
ＴＮａ−Ｔｎｄ℃に上昇させる。然る後、射出開始時ｔ
ｏに射出を開始し、金型内の各キャピテイ７ａ、７ｂに
樹脂を充填する。この充填時には、第５図に示した如く
各キャビティ７ａ、７ｂ毎に充填圧力の特性が異なり、
充填状況が異なる。従って、第４図では１個のキャビテ
ィに対応する１組の制御曲線のみを代表的に図示してい
るが、実際には各キャビティ７ａ、７ｂ毎にそのキャピ
テイの特性に対応して第４図に示す制御曲線に基づいて
各ノズルチップヒータ１７ａ、１７ｂにかける電流値を
個々に制御する。

こうして各キャビティ７ａν　７ｂ毎にそのキャビティ
の特性に対応して各ノズルチップヒータ１７ａ１．１７
１）にかける電流値（または電圧値）を個々に制御し、
これら各ヒータ１７ａｔ１７ｂの温度すなわち各ノズル
チップ１６ａ、１６ｂの温度を個々に制御することによ
って、各ノズル１４ａ１１４ｔｌ内の樹脂さらには各キ
ャビティ７ａｔ７ｂ内の樹脂の温度が個々に制御され、
これに伴って各キャビティ７ａｔ７ｂ内の樹脂の粘性が
個々に制御されると共に、各キャピテイ７ａｔＺｂ内の
樹脂圧力が個々に制御され、各キャビティ７ａ＋７ｂ毎
に最適な充填圧力で樹脂が充填されることになる。

そして、射出開始から所定時間経過しくｔａ〜ｔｄ時）
、前゛記キャピテイ７ａ、７ｂ内の樹脂圧力が最適充填
圧力Ｐａ、−、＝Ｐｄになると、その圧力を検出した各
圧力センサ２２ａ＄　　２２ｂからの検出信号に基づい
て各ノズルチップヒータにかけられる電流値を遂次小さ
くなるように制御し、各ノズルチップトロａｔ１６ｂの
温度を遂次低下するように制御する。　。

なお、第４図の制御では、射出開始前に各ノズルチップ
ヒータ１７ａ＄１７１）の電流値およびノズルチップ１
６１！Ｌ、１６１）の温度をそれぞれ最高値に制御し、
各キャビティ内の樹脂圧力がそれぞれ最適充填圧力Ｐａ
−Ｐｄになったときに、前記各電流値および各温度を急
勾配で逐次最低値に切換えるいわゆるタイミング制御を
主としており、この制御だけでも一般的な成形品の射出
成形であれば充分に効果を発揮できるが、寸法精度を要
求される精密品の場合には第５図に示す如く制御する。

すなわち、第５図では、各ノズルチップヒータ１７ａ、
１７ｂの電流値を、各圧力センサ２２ａ。

２２ｂによる検出信号に基づいて、各キャビティ７ａ、
Ｚｂ内の樹脂圧力がそれぞれ篭適充填圧力Ｐａ−Ｐｄに
なった時点から第６図で示した圧力特性に旧って降下す
る圧力曲線に比例するように、各演算器３１ａ２３１ｂ
ｔ　　３１Ｃ，３１（ｌにて演舞しながら連続的にかつ
緩勾配で降下するように個々に制御し、これによって、
各ノズルチップ１７ａ、１７ｂの温度を制御すると共に
、各ノズ／Ｌ１６ａｌ１６ｂならびに各キャビティ７ａ
、７ｂ内の樹脂温度を制御し、該樹脂の粘度を制御して
各キャピテイ・７ａｊ　　７１１内の実際の樹脂圧力が
第５図で示した各キャビティの特性に対応した圧力とな
るように遂次補正する如く制御される。この制御方法に
よれば、第４図の制御に比べてより精密な制御が行われ
、精度を要求される成形品を成形する場合に最適な樹脂
充填圧力の制御が行われる。

一方、上記各圧力センサ２２ａｔ　　２２１）による検
出信号は、各変換器２９１Ｌ〜２９ｄにより電流値に変
換された後、第２制御回路の各アンプ５５ａ〜３５ｄに
も送られ、増幅された後、演算器５６を経てサーボアン
プ３８に送られ、ここで圧力設定器３７からの信号と比
較され、その比較値に基づいてサーボパルプ３９のスプ
ール開度力制御され、油圧ポンプ４０から射出用油圧シ
リンダ２７に供給される圧油の流量が制御され、射出ス
クリュ２６の射出ストロークおよび射出速度が制御され
る。そして、最後に充填完了されたキャビティこの場合
は第６キヤピテイ内の樹脂圧力が所定の圧力Ｐｘまで降
下すると、これを検出した圧力センサからの信号に基づ
いて前記サーボパルプ５９が制御され、射出用油圧シリ
ンダ２７に対する油圧力が射出圧力から保持圧力に切換
えられる０また、この切換えに伴って各冷却媒体通路１
８ａ、［１３ｂに冷却水または油等の冷却媒体が供給さ
れ、各キャビティ７ａｐＺｂ内に充填された樹脂が冷却
固化され、然る後、金型を用いて各キャビティ７ａ、７
１）内で冷却固化された樹脂成形品が取出される。

なお、前記射出、充填工程において、各圧力センサ２２
ａｌ　　２２１）による検出信号は、各変換器２９ａ〜
２９ｄにより電流値に変換された後、第３制御回路の各
アンプ４５＆〜４３ｄにも送られ増幅された後、’Ａ／
Ｄ変換器４４によりデジタル信号に変換されて中央処理
装置４５に送られ、ここで、各圧力設定器４６．４７か
らの信号と比較され、前記各キャビティ７ａ＋７ｂ内の
樹脂圧力に異常が発生したときに、そのキャビティに対
応する表示ランプ５１ａ〜５１ｄを点灯すると共に、警
報ブザ−５２を鳴動させて警報を発する。

ところで、上記実施例では、各ノズルチップ１６ａｔ１
６１）に設けたノズルチップヒータ１７ａ。

１７ｂの電流値を個々に制御してノズルチップ１６ａｔ
１６ｔ）の温度を制御しているが、各ノズル１４ａｔ１
４ｂのまわりに設けたノズルヒータ１５ａ、１５ｂの電
流値を個々に制御してもよい。

以上説明したように、本発明によれば、一台の射出装置
から金型内に設けた複数個のキャビティ内に溶融樹脂を
射出充填する際に、各キャビテイ毎に樹脂の射出充填圧
力を検出し、それらの検出値に基づいて、それぞれのキ
ャビティに対応するノズルの近く′に設けた各ノズルチ
ップヒータまたは各ノズルヒータの温度を個々に制御す
ることにより、各ノズルから各キャピテイに充填される
樹脂の温度、粘度を個々を制御し、以って各キャビティ
内の樹脂圧力を個々に制御し、各キャビテイ毎に最適な
状態で樹脂を射出充填でき、ショートシ冒ットやオーバ
パック現象が生じることなく、全てのキャビティから良
品質の樹脂成形品を得ることができる。また、オーバパ
ックに起因する金型の破損も未然に防止できるのである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に使用される金型装置の一例を示す断面
図、第２図は本発明の実施例を示す制御系統説明図、第
３図は射出圧力と各キャビティ内の樹脂圧力との関係を
示す圧力特性図、第４図は本発明による制御例を示す制
御特性図、第５図は本発明の別の制御例を示す制御特性
図である。１・・・固定盤、２・・・固定金型、３・・・可動金型
、４・・・可動盤、５ａ、５ｂ・・・型孔、６’＋６ｂ
・・・コア、７ａ）７ｂ・・・キャビティ、１１・・・
スプル、、　１２　ａ。１２１）・・・ホットランナ、１３ａ、１３ｂ・・・ホ
ットランナヒータ、１４ａｊ　　１４ｂ・　ノズル、１
５ａ。１５ｂ・・・ノズルヒータ、１６ａｌ１６ｂ・・・ノズ
ルチッ７”、１７ａ、　　１７ｂ・・・ノズルチップヒ
ータ、２３・・・射出装置、２４・・・ホッパ、２５・
・射出シリンダ、２６・・・射出スクリュ、２７・・・
射出用油圧シリンダ、２８・・・射出ノズル、２９ａ〜
２９ｄ・・・変換器、５０ａ　〜３０ｄ−７ｙブ、３１
ａ〜５１ｄ・・・演算器、５２ａ〜３２ｄ・・・圧力設
定器、３３ａ〜３３（ｉ・・・サーボアンプ、５４ａ〜
３４ｄ・・・可変抵抗器、５５ａ〜３５（１・・・アン
プ、５６・・・演算器、３７・・・圧力設定器、５８・
・・サーボアンプ、６９サーボバルブ、４０−・・油圧
ボシプ。特許出願人　　株式会社神戸製鋼所代理人　弁理士　　小　　谷　　悦　　司？二仄、。、、、−＋Ｈ′

Claims

【特許請求の範囲】

１、射出装置によシ金型内に設けた複数個のキャビティ
内に溶融樹脂を射出充填して複数個の樹脂成形品を射出
成形する方法において、各キャビティ内の樹脂圧力を個
々に検出し、各検出値に基づいてそれぞれのキャビティ
に対応するノズルの近くに設けた各ヒータの温度を個々
に制御することにより、各ノズルから各キャビティに充
填される樹脂の粘度を個々に制御することを特徴とする
射出成形機の制御方法。