JP2948620B2 - プリプラ式射出成形機の計量制御方法 - Google Patents

プリプラ式射出成形機の計量制御方法

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JP2948620B2 JP2128450A JP12845090A JP2948620B2 JP 2948620 B2 JP2948620 B2 JP 2948620B2 JP 2128450 A JP2128450 A JP 2128450A JP 12845090 A JP12845090 A JP 12845090A JP 2948620 B2 JP2948620 B2 JP 2948620B2
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    • 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
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    • B29C45/46Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
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    • B29C45/54Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould using injection ram or piston and plasticising screw
    • B29C45/544Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould using injection ram or piston and plasticising screw the plasticising unit being connected to a transfer chamber in the injection unit at the upstream side of the injection piston

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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、予め可塑化した樹脂をプランジャーで金型
内に注入するプリプラ式射出成形機における計量制御方
法に関するものである。
従来の技術 従来のプリプラ式射出成形機における計量制御方法の
例を第5図及び第6図によって説明する。
第5図は射出成形機のシリンダ部の断面図である。射
出成形機の全体図は省略したが、射出シリンダ内でプラ
ンジャーと係合した逆流防止弁により貯溜空間を(a)
と(b)とし、可塑化した樹脂をスクリューにより前記
貯溜空間(a)に注入し、プランジャーで前記貯溜空間
(b)内の樹脂を金型内に注入して射出成形する。従来
例では(イ)に示すように射出工程でシリンダ24内のプ
ランジャー25をモータによりA方向に移動させ、それに
より樹脂貯溜空間(a)26の樹脂圧力P1が、樹脂貯溜空
間(b)27の樹脂圧力P2より高くなり、この圧力差によ
り逆流防止弁28は、射出プランジャー25に密着し、圧力
P1を高めることにより金型内に樹脂を注入する。そし
て、保圧工程においては金型に注入された樹脂を一定圧
力で押し続ける。その後、射出プランジャー25の押圧力
を0にし、樹脂圧力P1を下げる。そして、可塑化スクリ
ュー(図示していない)を回転させ、スクリュー先端か
ら樹脂をシリンダ24内の貯溜空間(b)27に送り込み、
樹脂圧力P2を高め、逆流防止弁25を貯溜空間(a)26側
に押しやり、これにより発生した間隙を通して貯溜空間
(a)26側に樹脂を送り込む。この時(ロ)に示すよう
に樹脂圧力P1が一定の圧力になるように射出プランジャ
ー25をBの方向に移動させて、貯溜空間(b)27に樹脂
を送り込んでいる。
発明が解決しようとする課題 しかし、上記のような従来例では射出工程において、
プランジャー25の移動により樹脂圧力P2が0kg/cm2より
小さくなり、スクリュー先端部の樹脂を巻き込むため、
計量が不安定になったり、シリンダ24と射出プランジャ
ー25との間隙から空気を巻き込むことにより成形品に気
泡が発生する原因となる。
また、第6図(イ)(ロ)(ハ)(ニ)に示すように
射出工程(i)、保圧工程(P)、計量工程(M)を順
次行うため、成形サイクルが長くなるという問題点があ
った。
本発明の目的は上記のような従来の問題点に鑑み、射
出工程内の可塑化スクリューからの樹脂の巻き込みや、
シリンダとプランジャーとの間隙からの空気の巻き込み
がなく、成形サイクルの短縮が実現できる計量制御方法
を提供しようとするものである。
課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するため、第1の発明では、
射出シリンダ内でプランジャーと係合した逆流防止弁に
より貯溜空間を(a)と(b)とし、予め可塑化した樹
脂をスクリューにより前記貯溜空間(b)に注入し、プ
ランジャーで前記貯溜空間(a)内の樹脂を金型内に射
出するプリプラ式射出成形機において、樹脂を金型内に
注入する射出工程では射出速度に比例した回転数により
計量し、さらに注入された樹脂を一定の圧力で押圧する
保圧工程では一定の回転数で計量することにより、射出
工程と保圧工程とを通して樹脂の計量を同時に行うよう
制御したプリプラ式射出成形機の計量制御方法とし、第
2の発明では、射出シリンダ内でプランジャーと係合し
た逆流防止弁により貯溜空間を(a)と(b)とし、予
め可塑化した樹脂をスクリューにより前記貯溜空間
(b)に注入し、プランジャーで前記貯溜空間(a)内
の樹脂を金型内に射出するプリプラ式射出成形機におい
て、前記貯溜空間の(a)と(b)間の圧力差を可塑化
スクリューの回転数にフィードバックし、前記圧力差が
常に一定になるように制御して計量を行うプリプラ式射
出成形機の計量制御方法とした。
作用 本発明は上記のような構成をとったので、第1発明で
は射出工程中及び保圧工程中にも可塑化スクリューによ
って樹脂を注入し続けているので、シリンダの貯溜空間
内の樹脂圧力P2を0kg/cm2以上の圧力に保つことがで
き、可塑化スクリュー先端からの樹脂の巻き込みを防止
し、また、シリンダとプランジャーとの間隙からの空気
の巻き込みを防止でき、射出工程と保圧工程とを通して
樹脂をシリンダ内に供給しているため、常に計量すると
共に計量工程における樹脂の供給量を減少させることが
できる。
また、第2発明では射出工程及び保圧工程中に逆流防
止弁を境とした貯溜空間(a)(b)間の圧力差を可塑
化スクリューの回転速度にフィードバックして、圧力差
を一定に保つようになっている。
実施例 以下、本発明の一実施例であるプリプラ式射出成形機
の計量制御方法を図面に基づいて説明する。
第1図において、1はプリプラ式射出成形機のシリン
ダで、その内部に前後動可能なプランジャー2が配設さ
れている。このプランジャー2の後部には、連結部材3
を介してボールネジナット4が固定されている。このボ
ールネジナット4はガイド5により回転しないようにガ
イドされる。6はサーボモータで、回転駆動可能なボー
ルネジ7が前記ボールネジナット4に螺合している。プ
ランジャー2の先端部には、円錐体状のプランジャーヘ
ッド8が設けられ、その後部に前後動可能な逆流防止弁
9が配置され、シリンダ1内を前方の貯溜空間(a)10
と後方の貯溜空間(b)12に分けている。貯溜空間10の
前部には金型内のキャビティに樹脂を注入するノズル11
が形成されている。13は可塑化シリンダで、その内部に
回転可能な可塑化スクリュー14が配設され、シリンダ1
内への樹脂供給口15を有している。16はヒータで、可塑
化シリンダ13及びシリンダ1の外周部に配置されてい
る。可塑化スクリュー14の後部には、サーボモータ17が
接続され、ホッパー18から樹脂材料が供給されるように
なっている。サーボモータ17の回転により、可塑化スク
リュー14が回転し、樹脂材料は可塑化スクリュー14の回
転によるセン断熱及びヒータ16から供給された熱により
可塑化され、樹脂供給口15に送られてシリンダ1内部の
貯溜空間(b)12へ供給される。
19は制御装置で、前記サーボモータ6及びサーボモー
タ17の回転を制御するもので、サーボモータ6の回転軸
に結合されたエンコーダ20及びサーボモータ17の回転軸
に結合されたエンコーダ21からの信号を入力すると共に
シリンダ1の貯溜空間10に配設された樹脂圧力センサ22
及び貯溜空間12に配設された樹脂圧力センサ23からの信
号が入力されるようになっている。
この制御装置19は、サーボモータ6自体の出力トル
ク、エンコーダ20により検出される位置信号から演算さ
れるプランジャー2の位置及び移動速度、圧力センサ22
により検出される貯溜空間10の樹脂圧力差が所定値とな
るようにサーボモータ6を駆動制御すると共に、サーボ
モータ17のエンコーダ21より検出される位置信号から演
算される可塑化スクリュー14の回転数あるいは圧力セン
サ22から検出される貯溜空間10の樹脂圧力P1と圧力セン
サ23から検出される貯溜空間12の樹脂圧力P2との差等
が、所定値となるようにサーボモータ17を駆動制御する
ようになっている。
次に本発明の第1の実施例の制御方法について第1図
及び第2図に基づいて説明する。射出工程(i)中、複
数多段に設定された射出速度Vi1、Vi2、Vi3に対し、シ
リンダ1内の貯溜空間12の樹脂圧力P2がP2>0となるよ
うな射出速度に比例した計量回転数Ni1、Ni2、Ni3で、
可塑化スクリュー(図示なし)を回転することにより、
射出工程中に計量(M)を行う。次に保圧工程(P)中
では、保圧終了時に貯溜空間10の樹脂圧力P1と貯溜空間
12の樹脂圧力P2との関係をP2≧P1にならないような低い
一定の回転数により可塑化スクリューを回転し、保圧工
程中にも計量(M)を行うようにした。
保圧工程終了後、所定の回転NM1で可塑化スクリュー
を回転させ計量を行うことにより、貯溜空間10の樹脂圧
力P1が所定の圧力を保つようにプランジャー2を移動さ
せ、プランジャー2が所定の位置xMiに達すると計量回
転数(N)をNM2に切換える。そして、圧力P1を所定圧
力PM2に保つように所定の回転数NM2で可塑化スクリュー
を回転させ、プランジャー2が所定の位置x0に達すると
計量を終了する。
次に本発明の第2の実施例の制御方法について、第1
図、第3図及び第4図に基づいて説明する。
射出工程(i)中において、第3図(ホ)に示すよう
に圧力P1とP2との差(P1−P2)が常に一定となるように
第4図に示すような制御方式により可塑化スクリューの
回転数を制御する。すなわち、圧力P1とP2の差と、圧力
P1-2との差の比例値及び積分値の和をサーボモータ17の
回転数指令としてモータドライバに与え、サーボモータ
17の回転数を制御する。第4図に示した符号KP1は、圧
力センサーから検出された圧力P1、P2の差を制御系のト
ルク値に換算する係数であり、KP2は制御系の圧力指令
をトルク値に換算する係数である。
第5図の逆流防止弁9の前部の樹脂圧力P1と逆流防止
弁9の後部の樹脂圧力P2の差の指令値のKP2倍の値と、
実際のP1とP2の値の差のKP1の値との差、のKP倍の値及
び差の積分値のKI倍の値の和をサーボドライバの速度指
令に入力する。
上記実施例1及び2によると、射出工程中及び保圧工
程中にも樹脂圧力P2を0kg/cm2以上の圧力に保つことが
でき、可塑化スクリュー14の先端からの樹脂の巻き込
み、またシリンダ1とプランジャー2との間隙からの空
気の巻き込みを防止できるとともに、射出工程中及び保
圧工程中においても樹脂をシリンダ1内に供給している
ため、計量工程における樹脂の供給量を減少させること
ができ、計量時間の短縮が図れ、高速成形サイクルが実
現できる。
発明の効果 本発明のプリプラ式射出成形機の計量制御方法によれ
ば、上記のように第1発明及び第2発明共に射出工程中
及び保圧工程中にシリンダとプランジャーとの間隙から
の空気の巻き込みが防止でき、成形品への気泡発生の要
因が減少すると共に、可塑化スクリュー先端からの樹脂
の巻き込みも防止でき、計量の安定性が向上し、成形品
の密度が高く、重量及び寸法バラツキも少なくなる。さ
らに射出工程中及び保圧工程中においても樹脂をシリン
ダ内に供給しているため、計量工程における樹脂の供給
量を減少させることができるので、樹脂の可塑化能力の
向上がはかれ、高速成形サイクルが実現できる等優れた
効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実プリプラ式射出成形機の要部断面
図、第2図(イ)(ロ)(ハ)(ニ)(ホ)は、第1の
実施例における射出工程、保圧工程及び計量のタイミン
グチャート図、第3図(イ)(ロ)(ハ)(ニ)(ホ)
(ヘ)は第2の実施例を示す工程と計量のタイミングチ
ャート図、第4図は第2の実施例の制御ブロック図、第
5図(イ)(ロ)は従来例のプリプラ式射出成形機のシ
リンダ部の断面図、第6図は従来例の射出工程、保圧工
程及び計量のタイミングチャート図である。 1…射出シリンダ、2…プランジャー 9…逆流防止弁、10…貯溜空間(a) 12…貯溜空間(b)、14…スクリュー 19…制御装置
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B29C 45/00 - 45/84

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】射出シリンダ内でプランジャーと係合した
    逆流防止弁により貯溜空間を(a)と(b)とし、予め
    可塑化した樹脂をスクリューにより前記貯溜空間(b)
    に注入し、プランジャーで前記貯溜空間(a)内の樹脂
    を金型内に射出するプリプラ式射出成形機において、樹
    脂を金型内に注入する射出工程では射出速度に比例した
    回転数により計量し、さらに注入された樹脂を一定の圧
    力で押圧する保圧工程では一定の回転数で計量すること
    により、射出工程と保圧工程とを通して樹脂の計量を同
    時に行うよう制御したことを特徴とするプリプラ式射出
    成形機の計量制御方法。
  2. 【請求項2】射出シリンダ内でプランジャーと係合した
    逆流防止弁により貯溜空間を(a)と(b)とし、予め
    可塑化した樹脂をスクリューにより前記貯溜空間(b)
    に注入し、プランジャーで前記貯溜空間(a)内の樹脂
    を金型内に射出するプリプラ式射出成形機において、前
    記貯溜空間の(a)と(b)間の圧力差を可塑化スクリ
    ューの回転数にフィードバックし、前記圧力差が常に一
    定になるように制御して計量を行うことを特徴とするプ
    リプラ式射出成形機の計量制御方法。
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