JP2009000929A

JP2009000929A - 射出成形機、および射出成形機の異常検出方法

Info

Publication number: JP2009000929A
Application number: JP2007164973A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Uda; 裕宇田
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 2007-06-22
Filing date: 2007-06-22
Publication date: 2009-01-08

Abstract

【課題】ゲート、ノズル詰まりによる成形品不良を未然に防ぐと共にゲートを保護することができる射出成形機を提供する。
【解決手段】本発明の射出成形機は、加熱シリンダ内で回転及び進退自在に配設されるスクリュと、該スクリュを前進させるスクリュ駆動手段と、射出開始工程の監視時間における監視速度を設定するための監視速度設定器と、射出速度を検出する速度センサと、前記速度センサが検出した射出速度と前記監視速度設定器からの監視速度を受け、前記監視時間において射出速度が監視速度に達しなかった場合に、前記スクリュ駆動手段による射出動作を停止させる制御手段とを備え、前記監視速度設定器に設定される前記監視速度が所定値より低く設定されていることを特徴とするとを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は射出成形機に関し、特に射出成形機のゲートやノズル詰まりを検出する射出成形機およびその異常検出方法に関するものである。

射出成形機による射出動作中に射出圧力監視装置が動作し、射出動作を停止させるようにした射出成形機が知られる（例えば特許文献１参照）。
上記特許文献１によれば、スクリュが前進する時の射出圧力を検出するために圧力センサが設けられ、射出開始時の初期検出時間における初期監視圧力を設定するための初期監視圧力設定機が設けられる。そして、初期検出時間において射出圧力が初期監視圧力に達すると、スクリュ駆動手段に駆動制御信号が送られ、射出動作が停止させられる。

また、初期検出時間の経過後の監視圧力を設定するための監視圧力設定機が設けられ、初期検出時間の経過後において射出圧力が監視圧力に達すると、同様に射出動作が停止させられる。監視圧力が初期監視圧力より高く設定されるため、射出開始時の初期検出時間においてはゲートの破損を防止し、初期検出時間の経過後は金型の破損を防止することができる。

なお、参考技術として下記非特許文献１も知られている（下記非特許文献１参照）。

実開平５−５８２５０公報株式会社日本製鋼所電動式射出成形機Ｊ−ＥＬIII電動シリーズ取扱説明書２００１年９月版（６−８０頁）

上記特許文献１に示される技術では、一つの監視圧力が設定され、ゲートを保護するために監視圧力を設定し、監視圧力を超えた場合警報を発し、機械を緊急停止するようにしている。

しかし、通常の射出成形においては、速度制御が行われ、圧力は速度を維持するために可変する制御方法が一般的であるが、成形品のソリ、バリを極端に抑えるために、射出工程における射出圧力を低く設定し、射出圧力に制限を設け、制限圧力を維持したまま成形する成形法がある。

このような成形は、制限圧力で成形を行っているため、射出圧力を監視することは実用的ではなく、ノズル詰まり、ゲート詰まりの状況は、実質的にその判断が困難となり、従って詰まりが生じていても、そのまま射出が継続されて成形品不良を招いたり、場合によっては、ゲート破損などを引き起こす可能性がある。

そこで、本発明は、従来の射出成形機の射出工程における圧力制限による成形を行う場合の問題点を解決して、ゲート、ノズル詰まりによる成形品不良を未然に防ぐと共にゲートを保護することができる射出成形機を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明は、加熱シリンダ内で回転及び進退自在に配設されるスクリュと、該スクリュを前進させるスクリュ駆動手段と、射出開始工程の監視時間における監視速度を設定するための監視速度設定器と、射出速度を検出する速度センサと、前記速度センサが検出した射出速度と前記監視速度設定器からの監視速度を受け、前記監視時間において射出速度が監視速度に達しなかった場合に、前記スクリュ駆動手段による射出動作を停止させる制御手段とを備え、前記監視速度設定器に設定される前記監視速度が所定値より低く設定されていることを特徴とするものである。

また、本発明は、射出成形機の射出時の異常を検出する射出成形機の異常検出方法において、射出開始時の所定時間にわたり射出速度を検出し、前記射出速度が所定値より低いと判断された場合に、射出動作を停止するようにしたことを特徴とする。

本実施の形態における射出成形機は、加熱シリンダ内にスクリュが回転及び進退自在に配設され、該スクリュはスクリュ駆動手段によって前進させられ、溶融した樹脂を金型内に充填するようになっている。そして、前記スクリュが前進する時の射出圧力を検出するために圧力センサと射出速度を検出するための速度センサが設けられており、射出開始時からカウントされるタイマと、射出速度の監視を開始する監視開始時間設定器と、射出速度が監視されている時間を設定する監視時間設定器と、監視する速度が設定できる監視速度設定器が設けられる。

そして、成形条件により射出圧力（制限圧力）をモニタしながら成形される射出工程において、前記速度センサが検出した射出速度、監監視速度を受け、監視時間において射出速度が監視速度に達していなかった場合、前記スクリュ駆動手段に駆動制御信号を送り、射出動作を停止させるようになっている。また、前記監視速度は実成形における速度モニタ値より低く設定される。

薄肉・多数個取り成形品でキャビ内圧に対する型締力が拮抗している状態において、少しの射出圧力オーバーでバリが発生するような成形品のバリを抑えるため、また、ゲート部の形状により、射出圧力損失が大きく、機械能力の最大射出圧力が発生している場合等は、射出圧力制限により成形することがある。

この場合、射出速度は射出圧力に従属した出来なりの速度となる。この時、良品として成形されている射出速度のモニタ値をコントローラ画面から読み取る。そして、ゲート詰まり、ノズル詰まりが発生した時は、射出時の負荷圧が良品成形時の負荷圧よりも高くなり、良品成形時の射出速度よりも遅くなる。従って、この遅くなった射出速度を検出して、異常として知らせることにより、ノズル詰まり、ゲート詰まりを検出することが出来る。
通常、監視する監視速度は、良品として成形されている射出速度モニタ値の１０％程度低い値が設定されている。

以上説明したように、本発明によれば、スクリュが前進する時の射出速度を検出し、射出監視時間における射出速度を設定するための監視速度設定器が設けられる。そして、監視時間において監視速度に達していないと、前記スクリュ駆動手段に駆動制御信号が送られ、射出動作が停止させられる。このように、前記監視速度が設定されるため、射出工程時のゲート詰まり、ノズル詰まりを早期に検出することができ、ゲート詰まり、ノズル詰まりによる、成形品の不良を未然に防止することと共に、ゲートの破損、ノズル詰まりによる射出装置の破損を防止できる。

以下、本発明の実施の形態を図を用いて説明する。

以下、本考案の実施例について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、射出装置の側面図である。この射出装置１００のプレート移動機構は第１固定プレート２と第２固定プレート３と、これらプレート２，３間に設けられたタイバ４及びこのタイバ４に摺動可能に設けられた可動プレート５を備え、可動プレート５の一端面（後面）５ａには射出圧力を検出するロードセル８を介して、ボールネジナット６が固定されている。

また、このプレート移動機構は、第２固定プレート３に固定された駆動装置としてのサーボモータ７と、サーボモータ７の出力軸に取り付けられた駆動プーリ２１と、可動プレート５のボールネジナット６と螺合するボールネジ９が取り付けられた従動プーリ２２と、駆動プーリ２１と従動プーリ２２とに掛け渡されたタイミングベルト２３を備えて構成されている。

なお、ボールネジ９は第２固定プレート３中央を貫通し、ベアリング１４により回転自在に軸支されている。

そして、射出装置１００は、第１固定プレート２の一端面（前面）２ａにシリンダ１２が設けられると共に、可動プレート５の他端面（前面）５ｂにシリンダ１２の一端側から挿入されるスクリュ１３がシリンダ１２と同軸上に設けられて構成される。

次に動作について説明する。射出工程時は、サーボモータ７が稼動し、この回転が駆動プーリ２１、タイミングベルト２３、従動プーリ２２を介してボールネジ９に伝達され、ボールネジ９を回転させる。ボールネジ９と螺合しているボールネジナット６は可動プレート５に固定されているため、ボールネジ９の回転運動を可動プレート５の直線運動に変換させて、可動プレート５を前進動させ、それに伴って、シリンダ１２内に挿入されたスクリュ１３が前方に溜められた溶融樹脂１５を図示しない金型内に射出する射出工程が行われる。

この後、樹脂が収縮して正確な形状が得られず、或いは気泡やへこみが生じるのを防止するため、射出圧をしばらくの間（所定時間）かけ続けて溶融樹脂を補給する保圧工程が行われる。この射出保圧工程の樹脂の圧力は樹脂の反力をスクリュ１３が受けて、それを介してロードセル８に伝達される。

ロードセル８は伝達された圧力を電気信号に変換して制御装置（制御手段）２５に樹脂圧力としてフィードバックする。その後スクリュ１３を図示しない別機構により回転させて行われる可塑化やサーボモータ７を逆方向に回転させて行われるサックバック工程が行われる。なお、制御装置２５の出力は制御機構２４において制御動作が実行される。

この射出装置において、射出速度、圧力を設定するための設定器（監視速度設定器）２６、射出圧力を測定するためのロードセル８、射出速度を検出するため射出サーボモータ７に取り付けられたエンコーダを有し、更に設定器２６には、射出速度を監視する時間を設定できる構成となっている。

前記構成の射出成形機において、図２に示す設定射出速度監視設定画面と、図３に示す射出工程動作線図をもとに射出工程における異常監視の方法について説明する。

射出の開始から計測される射出時間において、図２に示す射出速度監視開始時間２７によって設定された時間が満了すると、射出速度の監視が開始される。そして、監視時間２８によって設定された監視時間の間にわたり射出速度が監視される。この監視時間の中で射出速度が設定された監視速度２９に達していないと、制御装置（制御手段）２５は異常状態であると判断して射出動作を停止させる。

射出速度設定器２６に設定される監視速度は、通常射出成形機に設けられている射出圧力・速度波形により監視時間内で通常良品として成形されている成形速度より少し低い値で設定することにより、良品の波形と異常の波形を分けることができる。

設定された監視時間内に射出速度が監視速度に達していれば、射出工程においてノズル詰まり、ゲート詰まりなどの異常が発生していないとして、監視時間のタイムアップで通常の射出工程が実行される。このように、射出工程における射出速度の監視を射出開始から開始した射出時間の監視開始時間後から監視時間分、射出速度を監視する。

この一連の動作を図3に示す射出工程動作線図で説明する。
射出開始より設定器２６に設定された射出速度で射出開始するが、射出速度に伴って発生する射出圧力が、射出圧力制限Ｐ１に制限されて、それ以上の射出圧力を発生させることができず、射出圧力モニタＰ３の圧力となる。
射出圧力が、射出圧力制限Ｐ１により制限されているため、射出速度は、設定器２６により設定された射出速度に到達できず、樹脂の射出充填負荷圧の増加に伴い射出速度モニタＶ１が負荷に応じて落ちてゆく。ここで、監視開始時間Ｔ１満了後作動する監視時間Ｔ２の時間、設定器２６により設定された監視速度Ｖ３と射出速度モニタＶ１を比較し、射出速度モニタＶ１が監視速度Ｖ３に達していない場合、射出負荷が高いと判断して、射出動作を停止させる。
以上のことにより、射出圧力制限を設けた成形法での射出負荷異常を検出してゲート、ノズルの詰まりにおける成形品不良を未然に防ぐと共に、ゲート破損を防止することが可能となる。

本実施の形態の射出成形機の射出装置を示す側面図である。本実施の形態の射出成形機の射出速度設定監視画面を示す図である。本実施の形態の射出工程動作線図である。

符号の説明

７射出サーボモータ、８ロードセル、２５制御装置、２６設定器（各種設定器）。

Claims

加熱シリンダ内で回転及び進退自在に配設されるスクリュと、
該スクリュを前進させるスクリュ駆動手段と、
射出開始工程の監視時間における監視速度を設定するための監視速度設定器と、
射出速度を検出する速度センサと、
前記速度センサが検出した射出速度と前記監視速度設定器からの監視速度を受け、前記監視時間において射出速度が監視速度に達しなかった場合に、前記スクリュ駆動手段による射出動作を停止させる制御手段とを備え、
前記監視速度設定器に設定される前記監視速度が所定値より低く設定されていることを特徴とする射出成形機。
射出成形機の射出時の異常を検出する射出成形機の異常検出方法において、
射出開始時の所定時間にわたり射出速度を検出し、
前記射出速度が所定値より低いと判断された場合に、射出動作を停止するようにしたことを特徴とする射出成形機の異常検出方法。