JP3240513B2 - 射出成形機のスクリュ回転数設定方法 - Google Patents
射出成形機のスクリュ回転数設定方法Info
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Description
特に、計量工程における加熱シリンダ内のスクリュの回
転数設定方法の改良に関する。
サーボモータを使用した、いわゆる電動射出成形機が多
用され始めている。以下に、サーボモータ駆動による射
出装置の動作について簡単に説明する。
ってスクリュを回転させることにより、ホッパからスク
リュ後部に落ちてきた樹脂を溶融させながら加熱シリン
ダの先端部に一定量送り込む(可塑化/計量工程)。こ
の時、加熱シリンダの先端部に溜まってゆく溶融樹脂の
圧力(背圧)を受けながらスクリュは後退する。
おり、この射出軸はベアリングを介してプレッシャプレ
ートに回転自在に支持されている。この射出軸は同じプ
レッシャプレート上に支持されている射出用のサーボモ
ータにより駆動される。プレッシャプレートは、ボール
ネジを介して射出用のサーボモータによって、ガイドバ
ーに沿って前後進する。前述の溶融樹脂の背圧は、後述
するように、ロードセルによって検出し、閉ループで制
御する。
によってプレッシャプレートを前進させ、スクリュ先端
部をピストンにして、溶融樹脂を金型内に送り込む(充
填工程)。
のキャビティ内に充満し、その時スクリュの前進運動
は、速度制御から圧力制御に切り替わる。
内の樹脂は設定された圧力のもとに冷却してゆく(保圧
工程)。樹脂圧は前述した背圧制御と同様に閉ループで
制御される。
(1)の工程に戻って次のサイクルに入る。一方、型締
装置においては(1)と平行して、金型を開いてエジェ
クタ機構によって冷却固化した製品を取り出した後、金
型を閉じて(2)の工程に入る。
トによりサーボモータの回転運動を直動運動に変換して
溶融樹脂の充填を行う射出成形機について説明する。図
2において、射出用のサーボモータ10の回転はボール
ネジ12に伝えられる。ボールネジ12の回転により前
後進するナット13はプレッシャプレート14に固定さ
れ、プレッシャプレート14はフレーム(図示せず)に
固定されたガイドバー15,16上を移動自在に取り付
けられている。プレッシャプレート14の前後進運動
は、ベアリング17、ロードセル18、射出軸26を介
してスクリュ20に伝えられる。図示しないスクリュ回
転用のサーボモータにより射出軸26が回転駆動される
ことにより、スクリュ20が回転する。
転しながら前進することにより、可塑化/計量工程によ
り貯えられた溶融樹脂を金型内に充填し、加圧すること
により成形がおこなわれる。この時樹脂を押す力がロー
ドセル18により反力として検出され、ロードセルアン
プ12より増幅されてコントローラ25に入力される。
プレッシャプレート14には、スクリュ20の移動量を
検出するための位置検出器19が取り付けられており、
この検出信号は増幅器23により増幅されてコントロー
ラ25に入力される。コントローラ25は、オペレータ
の設定に応じて各々の工程に応じた指令をサーボアンプ
24に出力し、サーボアンプ24ではサーボモータ10
の駆動電流を制御してサーボモータ10を制御するよう
になっている。
するための便宜上のものであり、射出装置の具体的な構
成は例えば、特開平9−174626に開示されてい
る。
いて詳細に説明する。図3(a)において、スクリュ2
0は、供給部20−1、圧縮部20−2、計量部20−
3、ヘッド部20−4に分けられる。供給部20−1
は、ホッパから供給される樹脂を固体のまま、あるいは
一部のみを溶かして前方に送るための部分であり、樹脂
はこの間に溶融点近くまで暖められる。このために、供
給部20−1においては、通常、図3(b)に示される
渦巻き体を形成している棒状体の径がほぼ一定である。
給されてきた樹脂の粒と粒との間には隙間があり、樹脂
が溶融することによってその体積は約半分に減少する。
この体積減少分を補うために、樹脂が通過できる空間を
減少させる。これは、圧縮部20−2において渦巻き体
を形成している棒状体にテーパを設けて渦巻き体の溝を
浅くすることにより実現している。このことにより、溶
融樹脂を圧縮し、摩擦による発熱効果を高め、樹脂圧力
を上げて、空気/樹脂に含まれている水分、揮発分ガス
などをホッパ側に押し戻す働きをする。このことから明
らかなように、加熱シリンダ内の樹脂圧力は圧縮部20
−2内が最も高くなる。
い部分であり、この間では樹脂は大きな剪断力を加えら
れ、自己発熱を伴って均質な温度まで上げられる。そし
て、一定量の樹脂をノズル側へ送り出す作用をする。
融樹脂の送り出しは、ヘッド部20−4における逆流防
止リング20−5を通して行われる。逆流防止リング2
0−5は、計量工程においては図中の左寄りの位置にあ
り、この状態で計量部20−3からノズル側への溶融樹
脂の送り出しが可能となる。計量工程が終了すると、逆
流防止リング20−5は、圧力差により図中の右寄りの
位置に移動する。その結果、ノズル側から計量部20−
3側への樹脂の戻りが阻止される。
スクリュの回転数設定について説明する。図4は、スク
リュ背圧とスクリュ回転数について4段の設定例を示し
ている。4段の設定のうち、前の3段は樹脂温度の均一
化に用いられるのが普通であり、樹脂の滞留時間が長く
温度の高い加熱シリンダ前半の樹脂は比較的速いスクリ
ュ回転数と低い背圧の組合せで計量し、計量が進むに従
って樹脂の滞留時間を長く、樹脂の剪断発熱を増やすた
めに段階的に回転数を下げ、逆に背圧を上げて行く。4
段目の最終段は、充填工程の出発点となる計量値の精度
を上げるための設定を行う。すなわち、計量完了2〜3
mm手前でスクリュ回転のオーバランを防ぐための超低
速回転と、樹脂逆流を防ぐための超低背圧が設定され
る。
ように、計量工程におけるこれまでのスクリュ回転数設
定は、樹脂の滞留時間を考慮しながら、スクリュのスト
ローク、すなわちスクリュ位置に応じて多数の数値の設
定操作が必要である。しかも、この設定は、スクリュの
径が変更される場合にも、変更されなければならず、面
倒である。
るスクリュの回転数設定操作が簡単に済むようなスクリ
ュ回転数設定方法を提供することにある。
ュ回転用の駆動源と射出軸を駆動する射出用の駆動源と
による射出装置を備え、該射出装置にはスクリュの位置
を検出するための位置検出器が設けられ、この検出値に
応じて前記スクリュ回転用の駆動源の制御を行うコント
ローラを備えた射出成形機において、計量工程における
前記スクリュの回転数を、計量工程開始時にはNs、終
了時にはNeとして前記コントローラに設定し、該コン
トローラは、前記設定された回転数Ns及びNeと計量
工程開始時のスクリュ位置Ssと終了時のスクリュ位置
Seとから、計量工程の開始から終了までの前記スクリ
ュの回転数を前記検出値によって補完することを特徴と
する射出成形機のスクリュ回転数設定方法が提供され
る。
よって直線補完する。
Ssは、スクリュ回転数が前記設定された回転数Nsに
達した位置である。
時のスクリュ位置Ssと終了時のスクリュ位置Seとの
間のあらかじめ決められた比率に対応する位置までは前
記スクリュの回転数をNsとし、前記あらかじめ決めら
れた比率に対応する位置と前記スクリュ位置Seとの間
について、前記回転数Ns及びNeと前記中間位置と前
記スクリュ位置Seとを用いて、前記スクリュの回転数
を前記検出値によって補完するようにしても良い。
形態について説明する。ここでは、本形態によるスクリ
ュの回転数設定を、図2で説明したような電動式の射出
装置に適用する場合について説明する。それ故、以下の
説明は図2をも参照して行う。
ータが計量工程開始時のスクリュ回転数Nsと、計量工
程終了時のスクリュ回転数Neとをコントローラ25に
対して設定するだけで良い。
終了までのスクリュ回転数を、設定された回転数Ns及
びNeと位置検出器19からの検出値によって補完して
制御する。具体的には、コントローラ25は、設定され
た回転数Ns及びNeと計量工程開始時のスクリュ位置
Ssと終了時のスクリュ位置Seとから、図1に実線で
示すように、計量工程の開始から終了までのスクリュの
回転数を検出値、すなわち現在のスクリュ位置によって
直線補完する。なお、計量工程開始時のスクリュ位置S
sは、スクリュ回転数が設定された回転数Nsに達した
位置である。
ると、補完されるスクリュ回転数Yは、以下の式で算出
される。
計量工程開始時のスクリュ位置Ssと終了時のスクリュ
位置Seとの間の位置(Ss+Se)/2(実施例では
1/2の中間位置)まではスクリュの回転数をNsと
し、以後、補間による回転数制御を行うようにしても良
い。この場合、コントローラ25は、中間位置とスクリ
ュ位置Seとの間について、上記と同様、回転数Ns及
びNeと中間位置(Ss+Se)/2とスクリュ位置S
eとを用いて、現在のスクリュ位置によってスクリュの
回転数を直線補完する。なお、回転数Nsとする範囲
は、1/2の中間位置に限らず、あらかじめ決められた
比率に対応する位置としても良い。
におけるスクリュの回転数設定を計量開始時と終了時の
2つの値について設定すれば良く、設定作業及び設定変
更作業は非常に簡単になる。
機の場合について説明したが、本発明は油圧式の射出成
形機にも適用できることは言うまでも無い。
リュの回転数設定を2つの値を入力するだけで済むよう
にしたことにより、オペレータによる設定作業を大幅に
簡略化することができ、設定変更時の作業も容易に行う
ことができる。
を、電動射出成形機に適用した場合の実施の形態を説明
するための図である。
出装置の構成を概略的に示した図である。
するための図である。
クリュ回転数設定の一例を説明するための図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 スクリュ回転用の駆動源と射出軸を駆動
する射出用の駆動源とによる射出装置を備え、該射出装
置にはスクリュの位置を検出するための位置検出器が設
けられ、この検出値に応じて前記スクリュ回転用の駆動
源の制御を行うコントローラを備えた射出成形機におい
て、 計量工程における前記スクリュの回転数を、計量工程開
始時にはNs、終了時にはNeとして前記コントローラ
に設定し、 該コントローラは、前記設定された回転数Ns及びNe
と計量工程開始時のスクリュ位置Ssと終了時のスクリ
ュ位置Seとから、計量工程の開始から終了までの前記
スクリュの回転数を前記検出値によって補完することを
特徴とする射出成形機のスクリュ回転数設定方法。 - 【請求項2】 請求項1記載のスクリュ回転数設定方法
において、前記計量工程開始時のスクリュ位置Ssは、
スクリュ回転数が前記設定された回転数Nsに達した位
置であることを特徴とする射出成形機のスクリュ回転数
設定方法。 - 【請求項3】 請求項1記載のスクリュ回転数設定方法
において、前記補完は現在のスクリュ位置によって直線
補完することを特徴とする射出成形機のスクリュ回転数
設定方法。 - 【請求項4】 請求項1記載のスクリュ回転数設定方法
において、前記コントローラは、計量工程開始時のスク
リュ位置Ssと終了時のスクリュ位置Seとの間のあら
かじめ決められた比率に対応する位置までは前記スクリ
ュの回転数をNsとし、前記あらかじめ決められた比率
に対応する位置と前記スクリュ位置Seとの間につい
て、前記回転数Ns及びNeと前記中間位置と前記スク
リュ位置Seとを用いて、前記スクリュの回転数を前記
検出値によって補完することを特徴とする射出成形機の
スクリュ回転数設定方法。
Priority Applications (10)
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---|---|---|---|
JP17017698A JP3240513B2 (ja) | 1998-06-17 | 1998-06-17 | 射出成形機のスクリュ回転数設定方法 |
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AT99111091T ATE260745T1 (de) | 1998-06-17 | 1999-06-17 | Verfahren zum kontrollieren des antriebs einer schnecke bei einer spritzgiessmaschine |
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