JP2598687Y2

JP2598687Y2 - 射出成形機の製品良否判定装置

Info

Publication number: JP2598687Y2
Application number: JP1992016539U
Authority: JP
Inventors: 良博中村
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 1992-02-20
Filing date: 1992-02-20
Publication date: 1999-08-16
Anticipated expiration: 2007-02-20
Also published as: JPH0565516U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、射出成形機の製品良否
判定装置に係わり、特に、金型内への成形材料の充填時
間と基準充填時間とを対比して製品の良否を判定すると
ともに修正する射出成形機の製品良否判定装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】射出成形は、加熱溶融したプラスチック
スあるいはゴムなどの成形材料を金型内に射出充填し、
固化後成形品として取り出すことにより行われる。この
射出成形を行うための射出成形機は、成形材料を加熱溶
融して、成形材料を射出する押出機９、金型を保持して
開閉および締め付けを行う型締め装置および可変容量ポ
ンプ１５を自動制御するための制御装置１６などで構成
されている。この従来の射出成形機は、図３に示すよう
に、成形材料をノズル７から上型１ａと下型１ｂとの間
に形成されたキャビティ８内に注入するための押出機９
を有している。この押出機９は、内部に射出スクリュー
１０が軸方向移動自在に挿入された加熱シリンダ１１を
有しており、この加熱シリンダ１１には、温油を流すた
めの流路１２が形成され、射出スクリュー１０の回転に
よって加熱シリンダ内部に導入される成形材料を溶融す
るようになっている。

【０００３】一方、射出スクリュー１０は、図示しない
スクリュー駆動用油圧モータで回転しながら射出用油圧
シリンダ１４の進退移動によって加熱シリンダ１１内を
移動する。また、この射出用油圧シリンダ１４を駆動さ
せる油圧装置１３は、可変容量ポンプ１５と、この可変
容量ポンプ１５から圧送される圧力流体の圧送方向を切
り替えるための方向切替え弁（不図示）と、圧力流体の
圧力を所定圧に保つための電磁リリーフ弁（不図示）と
から構成されており、これら油圧装置１３の駆動制御は
制御装置１６により行われる。このような射出成形機で
射出成形を行うには、押出機９を上型１ａに近づけ、押
出機のノズル７をキャビティ８の注入口１７に当接させ
て射出用油圧シリンダ１４を駆動させ、射出スクリュー
１０をノズル方向に移動させてノズル７からキャビティ
８内に成形材料を押し出し注入する。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】以上のように構成され
た射出成形機の射出行程は、充填行程と保圧行程とに大
別できるが、従来の射出成形機の充填行程から保圧行程
への切り替え制御については、射出スクリュー１０をノ
ズル方向に押し出す際に、この射出スクリューの押し出
し位置を位置センサ１８で単に検出し、予め設定した押
し出し位置に射出スクリューが来たときに、油圧装置１
３によって射出スクリューに作用させる油圧力を設定圧
力に下げて、保圧行程に切り替えるようにしている。こ
れは、プラスチックの成形材料では、流路１２を流す温
油の温度管理が不十分であっても、粘性に大きな変化が
生じないので、フィードフォードコントロールが可能で
あるからである。

【０００５】ところで、ゴムの成形材料では、充填行程
において所定の時間内に材料の充填が完了しない場合、
すなわち、充填時間が長過ぎると、成形材料は金型から
の熱影響を受けながらキャビティ内を流れるので、加硫
促進や、流れ不良や、材料の合流部における接合が不十
分なジョイント不良などが発生する。このような不良の
発生によって成形品の欠陥不良や材質が低下したりす
る。一方、充填行程において充填時間が短すぎると、つ
まり、射出速度が早すぎると溶融材料がキャビティ内を
流れるときに生じる摩擦熱等によってジェッティングが
発生しやすくなる。

【０００６】したがって、充填行程ではキャビティ容積
に対して１００％の充填を行うと同時に、所定の時間内
（以下、許容充填時間と称する）に充填を完了する必要
があるものの、従来では、充填に要する時間については
特に監視することがなく作業者の経験等に基づいて成形
条件を設定していたので、成形条件の判断や成形条件の
設定錯誤によって不良品が多発するおそれがあった。特
に、ゴム材料などの粘弾性材料では、成形材料の成形時
の温度差によって粘度等が変動して射出速度が変動する
ので、このような物性変化により充填時間に変動が生じ
ることが少なくない。このため、シーケンス制御のよう
に１成形サイクルをタイマ等のカウンタにより時間の経
過による管理をしても、射出速度が変化するので不良が
発生していた。

【０００７】本考案は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、成形材料に応じた充填時間
を基準として成形品の良否判定を行うことにより、成形
品質を向上させ、射出成形の自動化を図ることを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本考案は、上述の課題を
解決するためになされたものであって、その技術的手段
は、制御装置（２０）により制御される射出成形機の製
品良否判定装置であって、射出成形機の射出スクリュー
（１０）がゴム成形材料を型（１）内へ充填する射出開
始位置と射出終了位置とを検出する位置センサ（１８）
と、位置センサ（１８）からの射出開始位置信号と射出
終了位置信号とを取り込む入力部（２）と、入力部
（２）に入力された射出開始位置信号の開始時と射出終
了位置信号の終了時との時間差を演算処理する充填時間
演算部（３）と、型（１）の各々について各成形材料ご
とに実測された成形条件から割り出した基準充填時間を
入力して記憶させる許容充填時間設定部（４）と、許容
充填時間設定部（４）の基準充填時間と充填時間演算部
（３）で演算した時間差とを比較して基準充填時間内で
あるか否かの良否判定をする判定部（５）と、判定部
（５）で良否判定された信号を受けて良否の表示をする
良否表示部（６）とを有し、制御装置（２０）には前記
充填時間演算部（３）で演算される時間差が前記充填時
間設定部（４）の基準充填時間内に入るように成形材料
の可塑化状態を制御して維持する可塑化装置（１９）を
有するものである。本考案の請求項２に記載の射出成形
機の製品良否判定装置は、判定部（５）は充填時間演算
部（３）で演算された時間差が許容充填時間設定部
（４）の基準充填時間外であるとき制御装置（２０）に
フィードバック信号を入力して基準充填時間内に入るよ
うに制御させるとともに、射出終了位置信号が入力され
た制御装置（２０）により保圧工程へ切り替えるもので
ある。

【０００９】

【作用】ゴムなどの粘弾性材料を射出成形する場合、製
造ロット差又は粘性差によって物性が変動し、これによ
り射出する充填時間が変動しても、材料種類に応じた適
切な基準充填時間は変動することがない。この知見に基
づいて、成形しようとする材料の基準充填時間を計測し
ておき、これを許容充填時間として許容充填時間設定部
に記憶させておく。そして、射出成形の材料充填を開始
すると、入力部にこの材料注入の開始信号が入力され、
続いて材料充填を完了すると入力部に材料注入の終了信
号が入力される。これら入力部に取り込まれた注入開始
時と注入終了時との差を充填時間演算部で演算して求
め、実際の充填時間と比較して判定部に出力する。

【００１０】この判定部では、充填時間演算部によって
求められた実際の充填時間が、予め許容充填時間設定部
に記憶されている許容充填時間の範囲内にあるか否かを
判定する。仮に、実際の充填時間が許容充填時間外であ
るときは、良否表示部にこの成形工程により得られる製
品は不良品である旨の信号を出力して作業者等に注意を
喚起するとともにフィードバック信号を制御装置へ入力
する。そして、判定部で判断された結果、実際の充填時
間が許容時間外である場合は、当該判定部から制御装置
を介して射出成形機の成形条件を修正させる信号を出力
すれば、成形工程の自動化を図りながら成形品質を向上
させることができる。

【００１１】

【実施例】以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は本考案の一実施例に係る射出成形機の製
品良否判定装置を示す装置構成図、図２は同実施例の制
御手順を示すフローチャートである。まず、本考案の一
実施例に係る製品良否判定装置を適用するゴムの射出成
形機について説明するが、本考案の製品良否判定装置は
この射出成形機にのみ限定されることなく他の成形機に
ついても適用することができる。

【００１２】本実施例に係る射出成形機は、金型および
この金型を開閉して締め付けるための型締め装置、材料
を金型に注入するための押出機、材料を可塑化するため
の可塑化装置、および、これらの各装置の動作を自動制
御するための制御装置とから構成されている。金型は上
型１ａと下型１ｂとからなり、これら上下型１ａ，１ｂ
が組み合わされることにより内部にキャビティ８が形成
される。上型１ａおよび下型１ｂは、それぞれ加熱盤２
１ａ，２１ｂおよび断熱盤２２ａ，２２ｂを介してダイ
プレート２３ａ，２３ｂに装着されており、一方のダイ
プレートが他方のダイプレートに対して接近離反移動可
能に構成されている。本実施例では、下ダイプレート２
３ｂを固定して上ダイプレート２３ａを上下移動可能に
構成してある。そして、上型１ａに形成された注入口１
７に押出機９のノズル７の先端を当接させるため、加熱
盤２１ａ、断熱盤２２ａおよびダイプレート２３ａには
それぞれノズル７を通すための貫通孔２４が形成されて
いる。このように上下のダイプレートを接近離反移動さ
せると共に、このダイプレートに固定された金型が射出
圧力によって押し開かれないように当該金型を締め付け
ておくのが型締め装置２５であり、型締めシリンダー等
により構成されている。

【００１３】押出機９は、成形材料をノズル７から上型
１ａと下型１ｂとの間に形成されたキャビティ８内に注
入するための装置であり、内部に射出スクリュー１０が
軸方向移動自在に挿入された加熱シリンダ１１を有して
いる。加熱シリンダ１１には、温度制御された加熱媒体
を流すための流路１２が形成されており、射出スクリュ
ー１０の回転によって加熱シリンダ内部に導入される成
形材料を加熱して成形材料の可塑化状態を維持する可塑
化装置１９を構成している。この可塑化装置１９の駆動
制御は図１に示すように制御装置２０とフィードバック
信号との入出力により制御されて行われる。また、この
加熱シリンダ１１には、成形材料を加熱シリンダ１１内
に供給する供給口２６が接続されている。

【００１４】一方、射出スクリュー１０は、図示しない
スクリュー駆動用油圧モータで回転しながら射出用油圧
シリンダ１４の進退移動によって加熱シリンダ１１内を
移動する。また、この射出用油圧シリンダ１４を駆動さ
せる油圧装置１３は、可変容量ポンプ（不図示）と、こ
の可変容量ポンプから圧送される圧力流体の圧送方向を
切り替えるための方向切替え弁（不図示）と、圧力流体
の圧力を所定圧に保つための電磁リリーフ弁（不図示）
とから構成されており、これら油圧装置１３を構成する
機器の駆動制御は制御装置２０により行われる。図１に
おいて符号「１８」は位置センサであり、射出スクリュ
ー１０の軸方向の位置を検出して制御装置２０に出力す
る。

【００１５】このような射出成形機で射出成形を行うに
は、押出機９全体を上型１ａに近づけ、押出機のノズル
７をキャビティ８の注入口１７に当接させて、射出用油
圧シリンダ１４を駆動させ、射出スクリュー１０をノズ
ル方向に移動させてノズル７からキャビティ８内に成形
材料を押し出し注入する。射出行程は、材料をキャビテ
ィ内に充填する充填行程と射出圧力を一定に保持する保
圧行程とからなり、充填行程では、キャビティ内に成形
材料を１００％充填する必要があるため、キャビティ容
積と成形材質に応じた射出スクリュー１０の移動量を予
め測定している。そして、上述した位置センサ１８によ
って成形材料の充填開始位置と充填終了位置とが検出さ
れ制御装置２０に出力されて保圧行程への切り替えタイ
ミング等が制御されるようになっている。なお、本考案
の製品良否判定装置は、充填行程の射出速度・圧力を多
段階制御する射出成形機に適用することも可能である。

【００１６】本実施例の製品良否判定装置では、射出成
形機の制御装置２０に取り込まれた充填開始信号と充填
終了信号とを利用して、これらの信号を取り込む入力部
２を有している。また、この入力部２に取り込まれた充
填開始信号と充填終了信号との時間差を演算して実際の
充填時間を求める充填時間演算部３を有している。本実
施例に係る許容充填時間設定部４には、予め成形しよう
とする材料の基準充填時間を各金型毎に計測しておき、
これを許容充填時間として入力しておく。例えば、最短
許容充填時間が２秒、最長許容充填時間が４秒であると
きは、許容充填時間は２〜４秒となる。

【００１７】一方、判定部５は、充填時間演算部３で求
められた実際の成形工程における充填時間と、許容充填
時間設定部４に予め入力されている許容充填時間とを比
較して、実際の充填時間が許容充填時間内にあるか否か
を判断する。そして、例えば許容充填時間が２〜４秒
で、実際の充填時間が５秒である場合には、充填行程の
実際の時間が最長許容充填時間を越えているので、流れ
不良やジョイント不良などの製品不良が懸念され、した
がって、このショットにより得られた成形品を不良品と
認識して良否表示部６に不良品である旨の信号を出力す
る。逆に、実際の充填時間が許容充填時間内にある場合
には、良否表示部６に良品である旨の信号を出力する。
このような良否の表示を行う良否表示部６は、電光表示
盤あるいは警告ランプなど、成形品の良否が作業者等に
喚起できる手段にしても良い。

【００１８】また、本実施例では、判定部５により判断
された結果、不良品が発生すると、射出成形機の制御装
置２０にフィードバック信号を出力するようにしてい
る。例えば、実際の充填時間が最短許容充填時間より短
い場合には、制御装置２０を介して油圧装置１３に信号
を出力し、射出用油圧シリンダ１４の前進移動速度を減
少させる。逆に、実際の充填時間が最長許容充填時間よ
り長い場合には、制御装置２０を介して油圧装置１３に
信号を出力し、射出用油圧シリンダ１４の前進移動速度
を増加させる。なお、本考案では、判定部５から制御装
置２０にフィードバック信号を出力することを省略し
て、良否表示部６を見た作業者が射出成形機の制御装置
２０を操作するようにもできる。

【００１９】次に、図２に示すフローチャートを参照し
ながら、本実施例の製品良否判定装置の作用を説明す
る。ゴムなどの粘弾性材料を射出成形する場合、製造ロ
ット差によって粘度などの物性が変動し、これにより射
出充填時間も変動する。しかしながら、材料種類に応じ
た適切な基準射出充填時間は予め求めておくことができ
るので、この基準充填時間は上記のような物性の変動に
影響されることはない。本実施例では、この知見に基づ
いて、成形しようとする材料の基準充填時間を予め計測
しておき、これを許容充填時間として許容充填時間設定
部４に入力しておく（ステップ１）。例えば、最短許容
充填時間ｔ₀を２秒、最長許容充填時間ｔ₁を４秒とす
る。

【００２０】射出成形の材料充填を開始すると、射出成
形機の位置センサ１８から制御装置２０に射出開始位置
の信号が入力され、この制御装置２０から入力部２に材
料注入の開始信号が入力される（ステップ２）。続いて
材料充填を完了すると、同じく射出成形機の位置センサ
１８から制御装置２０に射出終了位置の信号が入力さ
れ、この制御装置２０から入力部２に材料注入の終了信
号が入力される（ステップ３）。この入力部２に取り込
まれた注入開始時と注入終了時との時間差ｔを充填時間
演算部３で演算して求め、実際の充填時間ｔとして判定
部５に出力する（ステップ４）。

【００２１】この判定部５では、充填時間演算部３によ
って求められた実際の充填時間ｔが、予め許容充填時間
設定部４に入力されている許容充填時間の範囲内ｔ₀〜
ｔ₁にあるか否かを判断する（ステップ５）。仮に、実
際の充填時間が５秒であったり１秒であったりしたとき
は、許容充填時間の範囲外であるので、良否表示部６
に、このショットにより得られる製品は不良品である旨
の信号を出力する（ステップ７）。

【００２２】また、このとき同時に、当該判定部５から
射出成形機の制御装置２０に成形条件を修正させる信号
を出力する（ステップ８）。例えば、実際の充填時間ｔ
が最短許容充填時間ｔ₀より短い場合には、射出速度が
早すぎてジェッティングなどの不具合が懸念されること
から、制御装置２０を介して油圧装置１３に信号を出力
し、射出用油圧シリンダ１４の前進移動速度を減少させ
る。逆に、実際の充填時間ｔが最長許容充填時間ｔ₁よ
り長い場合には、流れ不良やジョイント不良などの不具
合が懸念されることから、制御装置２０を介して油圧装
置１３に信号を出力し、射出用油圧シリンダ１４の前進
移動速度を増加させる。なお、実際の充填時間ｔが許容
充填時間内ｔ₀〜ｔ₁にある場合には、良否表示部に良
品である旨の信号を出力する（ステップ６）。

【００２３】このように、本実施例の製品良否判定装置
によれば、製品の良否を充填時間によって判断すること
ができ、成形工程の自動化を図りながら成形品質を向上
させ不良率を低減することができる。なお、上述した実
施例では、本考案の製品良否判定装置を射出成形機と別
体に設けた具体例を示したが、本考案はこれにのみ限定
されることなく、例えば射出成形機の制御装置内に本考
案の製品良否判定装置を内蔵するように構成しても良
い。

【００２４】

【考案の効果】本考案によれば、制御装置により制御さ
れた可塑化装置で成形材料の成形条件を調整するととも
に、金型内への成形材料の注入開始と注入終了との信号
を入力部に取り込み、これら注入開始時と注入終了時と
の時間差と位置センサの距離との関係を充填時間演算部
で演算して実際の充填時間を求め、この実際の充填時間
が、予め許容充填時間設定部に記憶されている許容充填
時間の範囲内にあるか否かを判定部で時間の関数として
判断し、許容時間外であるときは不良品と認識して良否
表示部に出力するように構成したので、時間だけで判断
できるので、製品良否判定装置の設備費を従来に比べ低
減することができる。しかも、従来のように成形特性曲
線と対比するような複雑な対比ではないので、精度を向
上させることができる。これは、可塑化装置の制御によ
り成形材料の成形条件が変化しないようにされているた
めである。更に、判定部で成形品の良否を判定して不良
成形は排除できるとともに、成形品の選別検査を不要に
し、且つ自動化を可能にする。また、請求項２の本発明
は、判定部で判定した結果を制御装置に入力して成形条
件が不正常でないときには正常になるように修正して自
動運転を可能にする。更に、成形材料の充填時間が短い
場合は修正して良品になるように充填し、保圧工程へ切
り替えて不良品となるのを防止することができる。ま
た、充填時間が長い場合には、中止して保圧工程以降の
無駄な工程を排除し、成形サイクルの能率化を図ること
が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係る射出成形機の製品良否
判定装置を示す装置構成図である。

【図２】同実施例の制御手順を示すフローチャートであ
る。

【図３】従来の射出成形機を示す装置構成図である。

【符号の説明】

１…金型１ａ…上型１ｂ…下型２…入力部３…充填時間演算部４…許容充填時間設定部５…判定部６…良否表示部７…ノズル８…キャビティ９…押出機１０…射出用スクリュー１１…加熱シリンダ１２…流路１３…油圧装置１４…射出用油圧シリンダ１５…可変容量ポンプ１６…制御装置１７…注入口１８…位置センサ１９…可塑化装置２０…制御装置２１ａ，２１ｂ…加熱盤２２ａ，２２ｂ…断熱盤２３ａ，２３ｂ…ダイプレート２４…貫通孔２５…型締め装置

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】制御装置（２０）により制御される射出成
形機の製品良否判定装置であって、前記射出成形機の射
出スクリュー（１０）がゴム成形材料を型（１）内へ充
填する射出開始位置と射出終了位置とを検出する位置セ
ンサ（１８）と、前記位置センサ（１８）からの前記射
出開始位置信号と前記射出終了位置信号とを取り込む入
力部（２）と、前記入力部（２）に入力された前記射出
開始位置信号の開始時と前記射出終了位置信号の終了時
との時間差を演算処理する充填時間演算部（３）と、前
記型（１）の各々について各成形材料ごとに実測された
成形条件から割り出した基準充填時間を入力して記憶さ
せる許容充填時間設定部（４）と、前記許容充填時間設
定部（４）の基準充填時間と前記充填時間演算部（３）
で演算した時間差とを比較して前記基準充填時間内であ
るか否かの良否判定をする判定部（５）と、前記判定部
（５）で良否判定された信号を受けて良否の表示をする
良否表示部（６）とを有し、前記制御装置（２０）には
前記充填時間演算部（３）で演算される前記時間差が前
記充填時間設定部（４）の前記基準充填時間内に入るよ
うに前記成形材料の可塑化状態を制御して維持する可塑
化装置（１９）を有することを特徴とする射出成形機の
製品良否判定装置。
【請求項２】前記判定部（５）は前記充填時間演算部
（３）で演算された前記時間差が前記許容充填時間設定
部（４）の基準充填時間外であるとき前記制御装置（２
０）にフィードバック信号を入力して前記基準充填時間
内に入るように制御させるとともに、前記射出終了位置
信号が入力された前記制御装置（２０）により保圧工程
へ切り替えることを特徴とする請求項１に記載の射出成
形機の製品良否判定装置。