JP2525222B2 - 射出成形機の成形制御方法 - Google Patents

射出成形機の成形制御方法

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JP2525222B2 JP63101284A JP10128488A JP2525222B2 JP 2525222 B2 JP2525222 B2 JP 2525222B2 JP 63101284 A JP63101284 A JP 63101284A JP 10128488 A JP10128488 A JP 10128488A JP 2525222 B2 JP2525222 B2 JP 2525222B2
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/76Measuring, controlling or regulating

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は射出成形機による射出成形方法に関する。
従来の技術 射出開始から保圧終了までの間にキャビティ容量を変
化させる成形方法及びその制御方法については、射出圧
縮成形方法として、例えば、特開昭63−35327号公報,
特開昭63−39314号公報等で公知である。これら従来の
射出圧縮成形方法の圧縮工程における制御は圧縮制御の
みで、圧縮側からのキャビティ容積に対する制御は行わ
れていない。例えば上記特開昭63−35327号公報に記載
されたものは、圧縮のための型締初期には、金型移動速
度の速度制御を行い、金型が設定された位置に達する
と、速度制御から単段又は多段の圧力制御に切換えて圧
縮工程の制御を行うものであり、圧縮工程終了の金型位
置、即ちキャビティ内に射出された樹脂の最終容積に対
する制御は何ら行われない。
又、上記特開昭63−39314号公報に記載されているも
のも、射出によりキャビティ内に充填される樹脂量が目
標値に達した時点で充填工程から圧縮工程に切換えて、
圧力制御を行うものであり、この場合も圧縮側からキャ
ビティ内に射出された樹脂の最終容積に対する制御は何
ら行われていない。
発明が解決しようとする課題 上述したように、従来の圧縮制御においては、キャビ
ティ容量を確保して圧力制御を行うのみであり、圧縮側
から最終容積に対する制御は何ら行われていない。この
ため、従来の圧縮制御方式では、キャビティ内に充填さ
れる樹脂の量は、射出工程における精度にかかわり、こ
の精度以上のものは得られなく、成形品の容積精度、即
ち成形品の寸法精度はこの射出工程の精度によって決ま
ることになる。
そこで、本発明の目的は、キャビティ容積に対する制
御を行うことにより、成形品の寸法精度を向上させるこ
とのできる射出成形機の成形制御方法を提供することに
ある。
課題を解決するための手段 上記目的を達成するために請求項1乃至請求項4に記
載された発明は、金型内の樹脂を圧縮するための圧縮手
段と、該圧縮手段を回転運動を直線運動に変換する手段
を介して駆動するサーボモータと、該サーボモータの回
転位置を検出し上記圧縮手段の位置を検出する位置検出
器とを設け、上記圧縮手段の位置をフィードバック制御
し、射出開始から保圧終了までの間に、上記サーボモー
タを駆動し上記圧縮手段を前進させ、上記位置検出器で
検出される位置に応じて上記サーボモータによる金型内
の樹脂を押圧する圧力を単段又は多段に切換えて制御を
行ないながら、設定された位置に到達したことが上記位
置検出器で検出されるまで金型内の樹脂を圧縮し、位置
制御と圧力制御を共に行うことにより、成形品の寸法精
度を向上させる。
また、上記圧縮手段の駆動開始後、設定所定時間内に
設定位置まで樹脂が圧縮されない場合には、成形された
成形品を不良品と判別することにより、成形品の寸法精
度を向上させる。
特に、上記圧縮手段は型締られた金型内を移動して金
型内の樹脂を圧縮する移動部材で構成するか、可動側金
型を移動させて金型を締付ける型締手段で兼用させる。
作用 請求項1〜4に記載された発明は、射出開始から保圧
終了までの間に、位置検出器で検出される位置に応じ
て、サーボモータにより圧縮手段が金型内の樹脂を押圧
する圧力を単段又は多段に切換えて制御して設定された
位置まで金型内の樹脂を圧縮するように制御する。
その結果、キャビティ容積に対する制御と圧力制御が
行われることになり成形品の寸法精度が向上することに
なる。
又、圧縮手段の駆動開始後、設定所定時間内に設定位
置に達しなければ、キャビティ内の充填樹脂量が多く、
成形された成形品は必要とする寸法精度の成形品ではな
いと判別する。
実施例 第2図は、本発明の成形制御方式を採用する射出成形
機の要部ブロック図である。
図中、1は金型、2は加熱シリンダ、3はスクリュー
である。又、4はコアで、本実施例では、サーボモータ
10の回転をタイミング歯車9,タイミングベルト8を介し
て、回転運動を直線運動に変換するボールナット7,ボー
ルネジ6によってコア4を図中右に移動させてキャビテ
ィ内の樹脂13を圧縮するようにしている。又、5はキャ
ビティ内の樹脂13に加わる圧力を検出するためのロード
セルで、該ロードセル5で検出された圧力はA/D変換器1
2でデジタル信号に変換されるようになっている。11は
サーボモータの回転、即ち、コア4の位置を検出するた
めの位置検出器としてのパルスコーダである。20は該射
出成形機を制御する制御装置としての数値制御装置であ
り、該数値制御装置20は数値制御(以下、NCという)用
の中央処理装置(以下、CPUという)21とプログラマブ
ル・マシン・コントローラ(以下、PMCという)用のCPU
22を有しており、NC用CPU21には、射出成形機を全体的
に制御するための制御プログラムを記憶したROM24,デー
タの一時記憶等に利用されるRAM25がバス接続されてい
る。また、該NC用CPU21にはサーボインターフェイス26
がバス接続され、該サーボインターフェイス26には射出
用,クランプ用,スクリュー回転用,圧縮用等の各軸の
サーボモータを駆動制御するサーボ回路が接続されてお
り、該第2図には圧縮用のサーボ回路27のみを図示して
いる。該サーボ回路27はサーボモータ10に接続され、パ
ルスコーダ11からのフィードバックパルスを入力し、サ
ーボモータ10の回転位置,トルク等を制御するようにな
っている。
PMC用CPU22には、射出成形機のシーケンス動作を制御
するシーケンスプログラム等を記憶したROM28及びPMC用
CPU22が演算処理する過程でデータの一時記憶等に利用
するRAM29がバス接続されている。
上記NC用CPU21,PMC用CPU22はバスアービタコントロー
ラ(以下、BACという)23でバス接続され、該BAC23には
さらに共有RAM30,入力回路31,出力回路32がバス結合さ
れている。上記共有RAM30はバブルメモリやCMOSメモリ
等の書込み可能な不揮発性メモリで構成されており、射
出成形機の動作を制御するNCプログラム,成形条件等の
各種設定値,パラメータ,マクロ変数等を記憶するよう
になっている。入力回路31には、射出成形機に設けられ
た各種センサが接続されており、特に本発明に関係し
て、ロードセル5の出力信号をA/D変換器12でデジタル
信号に変換した圧力信号が入力されるようになってい
る。
また、出力回路32には射出成形機の各種アクチュエイ
タが接続されているが、本発明と関係して該出力回路32
から、圧縮用のサーボモータ10の出力トルクを制限する
トルクリミット値をサーボ回路27に出力するようになっ
ている。
さらに、上記BAC23には、オペレータパネルコントロ
ーラ33を介してCRT表示装置付手動データ入力装置(以
下、CRT/MDIという)34が接続されている。
以上の構成において、射出成形機を稼動する前にCRT/
MDI34より各種成形条件を入力設定し、共有RAM30に格納
する。特に本発明に関しては、圧縮工程時における圧縮
完了のコア4の位置、即ち圧縮完了のサーボモータ10の
回転位置、圧縮力となるトルクリミット値、圧縮時間及
び成形品の良否を判別するためのNGタイマーTNの値を設
定する。
次に射出成形機を稼動させると、数値制御装置20は、
ROM28に格納されたシーケンスプログラム及び共有RAM30
に格納されたNCプログラムに従って射出成形機を制御
し、型閉じ,型締,射出,圧縮,保圧,冷却,計量,型
開き,成形品取出しの各工程を繰り返し成形品を製造す
るが、圧縮工程になるとPMC用CPU22は第1図に示す圧縮
工程の処理を開始する。まず、PMC用CPU22は共有RAM30
に設定されている圧縮時間をBAC23を介して読出し、RAM
29内に設けられている圧縮タイマーTpに該圧縮時間をセ
ットしスタートさせる(ステップS1)。共有RAM30に設
定されている圧縮力としてのトルクリミット値をBAC23,
出力回路32を介してサーボ回路27に出力し、サーボモー
タ10の出力トルクを制限し(ステップS2)、共有RAM30
に設定されている圧縮完了位置を、NC用CPU21が読取る
共有RAM30のアドレス位置にセットし(ステップS3)、
さらに共有RAM30に設定されているNGタイマーTNの設定
値を読出し、RAM29内に設けられたNGタイマーTNにセッ
トしスタートさせ(ステップS4)、圧縮開始指令を共有
RAM30に書込む(ステップS5)。NC用CPU21は、圧縮開始
指令を共有RAM30から読取ると、設定された圧縮完了位
置までのパルス分配を開始し、サーボインターフェイス
26を介してサーボ回路27へ出力する。サーボ回路27は指
令されたパルス量とパルスコーダ11で検出されるパルス
量との差に応じてトルク指令を出力し、かつ、出力回路
32から出力されるトルクリミット値によって出力トルク
を制限してサーボモータ10を駆動し、タイミング歯車9,
タイミングベルト8,ボールナット7,ボールネジ6を介し
てコア4を第1図中右方へ移動させ、キャビティ内の樹
脂を圧縮する。このとき、ロードセル5で検出される圧
縮圧力は、A/D変換器12でデジタル信号に変換され入力
回路31に入力されるが、PMC用CPU22はこのフィードバッ
クされた圧縮圧力と現在のトルクリミット値を比較し、
ロードセル5で検出される圧力が設定圧縮圧力(トルク
リミット値)になるようにトルクリミット値を増減し出
力回路32を介してサーボ回路27へ出力する。
なお、この圧力フィードバック制御については第1図
のフローチャートで示していないが、この点従来の圧力
フィードバック制御と同一である。又、圧力フィードバ
ック制御を行わず、オープン制御によって単にサーボモ
ータ10の出力にトルクリミットをかけるだけで圧縮圧力
制御を行ってもよい。
一方、PMC用CPU22は、圧縮が行われている間、NC用CP
U21から共有RAM30に圧縮完了位置までのパルス分配終了
信号が書込まれたか、又は、圧縮完了位置のインポジシ
ョン幅に入ったことを示すインポジション信号が書込ま
れたか否か判断し(ステップS6)、これらの信号が書込
まれてなく、コア4が圧縮完了位置まで達してなけれ
ば、NGタイマーTNがタイムアップしたか否か判断し(ス
テップS7)、タイムアップしてなければステップS6へ戻
り、ステップS6,S7の処理を繰り返している。そして、N
GタイマーTNがタイムアップする前にコア4が指令位
置、即ち、圧縮完了位置に達すると、指令位置と現在位
置の誤差がなくなるからサーボモータ10は該位置に停止
し、設定トルクリミット値のトルクをコア4に与え、コ
ア4を該位置に保持し、圧縮タイマーTpがタイムアップ
するまで待つ(ステップS8)。そして、圧縮タイマーTp
がタイムアップすると、この圧縮工程の処理を終了す
る。
このようにして圧力制御を行いながら、かつ、位置制
御(圧縮位置の制御)も行われる。
一方、コア4が指令圧縮完了位置に達する前にNGタイ
マーTNがタイムアップしたとき(ステップS7)、これ
は、キャビティ内に充填された樹脂量が多いとき等に生
じる。このときは成形した製品が不良品である旨の信号
を送出し共有RAM30に書込む等の不良品処理を行い(ス
テップS9)、圧縮工程の処理を終了する。なお、不良品
信号が送出された場合には、成形品を金型から取出す際
に良品と区別して取出すようにする。
以上が圧縮工程での動作であるが、圧縮工程が開始さ
れるときのコア4の位置は、圧縮完了位置Aのキャビテ
ィ容積(第1図参照)より容積が大きい位置Bにあれば
よく、特に射出開始前のコア4の位置は任意の位置でよ
いが、圧縮完了位置Aよりもキャビティ容積が小さい位
置(第1図において圧縮完了位置Aよりも右側の位置)
にあれば、真空成形の形となり空気ぬきが容易となる。
この場合、射出時には、サーボモータ10のトルクリミッ
ト値を小さくするか、又は、サーボオフとして射出を行
い、射出された樹脂圧力によってコア4を第1図中左方
へ移動させ、圧縮完了位置Aよりキャビティ容積が大き
くなる位置Bへ移動させるようにすればよい。
なお、上記実施例では、圧縮圧力を圧縮工程中変動さ
せない例を述べたが、圧縮圧力で多段に切換えるように
してもよく、この場合は、例えばコア4の位置に応じて
圧縮圧力を変えるとすれば、予め各段の圧縮圧力切換位
置及び各段の圧縮圧力のトルクリミット値を共有RAM30
に設定しておき、第1図のステップS6,S7の処理を繰り
返した中にコア4の位置(サーボモータ10の位置)も検
出し、コア4が各段の切換位置に達する毎にトルクリミ
ット値を次段の設定トルクリミット値に切換えるように
すればよい。
さらに、上記実施例では、コア4を移動させて樹脂の
圧縮を行ったが、可動側金型を移動させて樹脂を圧縮す
る従来と同じ方法でもよい。
発明の効果 請求項1〜4に記載された発明は、射出開始から保圧
終了までの間に圧縮部材の位置に応じて金型内の樹脂を
圧縮する圧力を変えて圧縮し、その圧縮の圧力制御と圧
縮位置の制御を共に行うようにしたから、転写性と寸法
精度を確保することができる。又、寸法精度が確保でき
ない場合には不良品として成形品を判定することもでき
る。しかも、圧縮手段はサーボモータで駆動され、位置
のフィードバック制御がなされるから、圧縮部材が樹脂
圧を受けても圧縮部材の位置は保持されるので正確な位
置の制御ができる。さらに、サーボモータの回転位置を
検出する位置検出器によって圧縮部材の位置が簡単に検
出できるから圧縮部材の位置により圧縮圧力の切換えが
容易となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の圧縮工程の処理フローチャ
ート、第2図は同一実施例を実施する射出成形機の要部
ブロック図である。 1…金型、4…コア、10…サーボモータ、20…数値制御
装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 根子 哲明 東京都日野市旭が丘3丁目5番地1 フ ァナック株式会社商品開発研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−205111(JP,A) 特開 昭63−9523(JP,A)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】射出成形機における成形制御方法におい
    て、金型内の樹脂を圧縮するための圧縮手段と、該圧縮
    手段を回転運動を直線運動に変換する手段を介して駆動
    するサーボモータと、該サーボモータの回転位置を検出
    し上記圧縮手段の位置を検出する位置検出器とを設け、
    上記圧縮手段の位置をフィードバック制御し射出開始か
    ら保圧終了までの間に、上記サーボモータを駆動し上記
    圧縮手段を前進させ、上記位置検出器で検出される位置
    に応じて上記サーボモータによる金型内の樹脂を押圧す
    る圧力を単段又は多段に切換えて制御を行ないながら、
    設定された位置に到達したことが上記位置検出器で検出
    されるまで金型内の樹脂を圧縮し、位置制御と圧力制御
    を共に行うことを特徴とする射出成形機の成形制御方
    法。
  2. 【請求項2】上記圧縮手段の駆動開始後、設定所定時間
    内に設定位置まで樹脂が圧縮されない場合には、成形さ
    れた成形品を不良品と判別するようにした請求項1記載
    の射出成形機の成形制御方法。
  3. 【請求項3】上記圧縮手段は型締られた金型内を移動し
    て金型内の樹脂を圧縮する移動部材で構成されている請
    求項1又は請求項2記載の射出成形機の成形制御方法。
  4. 【請求項4】上記圧縮手段は、可動側金型を移動させて
    金型を締付ける型締手段で兼用されることを特徴とする
    請求項1又は請求項2記載の射出成形機の成形制御方
    法。
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