JP3549822B2

JP3549822B2 - 射出成形機の制御方法及び射出成形機の制御装置

Info

Publication number: JP3549822B2
Application number: JP2000279841A
Authority: JP
Inventors: 雄一稲田
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2000-09-14
Filing date: 2000-09-14
Publication date: 2004-08-04
Anticipated expiration: 2020-09-14
Also published as: JP2002086495A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形機の制御方法及び射出成形機の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、成形品としてのディスク基板を成形するための射出成形機は、射出装置を備え、該射出装置は、前端に射出ノズルを備えた加熱シリンダ、該加熱シリンダ内において回転自在に、かつ、進退自在に配設されたスクリュー、該スクリューを回転させたり、進退させたりする駆動部としての射出シリンダを有する。そして、射出工程において、前記スクリューを前進させ、加熱シリンダ内において加熱され溶融させられた樹脂を、前記射出ノズルから射出して金型装置のキャビティ空間に充填（てん）し、冷却工程において、前記キャビティ空間内の樹脂を冷却し、固化させることによってディスク基板を成形するようにしている。前記金型装置は、固定金型及び可動金型から成り、型締装置によって前記可動金型を固定金型に対して接離させることにより、金型装置の型閉じ、型締め及び型開きが行われる。
【０００３】
前記ディスク基板を成形する場合、キャビティ空間内において樹脂を中心から径方向外方に向けて均等に流す必要がある。そのためには、コールドランナ式の１個取りの金型装置を使用するのが好ましいが、１個取りの金型装置を使用すると、生産効率が低くなるだけでなく、ディスク基板のコストが高くなってしまう。
【０００４】
そこで、ホットランナ式の多数個取り（２個取り又は４個取り）の金型装置が提供されている。該ホットランナ式の多数個取りの金型装置においては、金型装置に複数のキャビティ空間が形成され、各キャビティ空間に樹脂を供給するための各ランナに加熱手段が配設され、該加熱手段によってランナ内の樹脂が溶融状態に保たれる。この場合、ランナ内の樹脂の溶融状態を良好にすることができるので、各キャビティ空間内において樹脂を中心から径方向外方に向けて均等に流すことができる。
【０００５】
ところで、キャビティ空間に充填される樹脂の圧力、すなわち、充填圧が高くなると、オーバーパックが発生して固化した後の樹脂に応力が残留したり、固定金型と可動金型との間から樹脂が漏れ出してばりが形成されたりして、ディスク基板に成形不良が発生してしまう。
【０００６】
そこで、射出シリンダ内の油圧を検出し、検出された油圧が閾（しきい）値を超えたときに、ディスク基板に成形不良が発生したと判断し、射出成形機の運転を停止させるようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の射出成形機においては、射出ノズルから射出された樹脂は各ランナを通過して各キャビティ空間に充填されるので、例えば、一つのキャビティ空間における充填圧が高くなっても、他のキャビティ空間における充填圧が正常である場合は、射出シリンダ内の油圧が閾値を超えないことがある。その場合、ディスク基板に成形不良が発生したと判断することができず、射出成形機の運転を停止させることができない。
【０００８】
したがって、そのまま射出成形機の運転が継続されてしまい、充填圧が高くなったキャビティ空間のディスク基板に成形不良が発生するだけでなく、その影響を受けて他のキャビティ空間のディスク基板にも成形不良が発生してしまう。
【０００９】
本発明は、前記従来の射出成形機の問題点を解決して、成形品に成形不良が発生した場合に、成形品に成形不良が発生したと確実に判断することができる射出成形機の制御方法及び射出成形機の制御装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の射出成形機の制御方法においては、射出ノズルから射出された樹脂を複数の樹脂供給系を介して複数のキャビティ空間に充填し、該各キャビティ空間に充填される樹脂の充填圧を検出し、検出された各充填圧のうちの少なくとも一つが閾値を超えるかどうかを判断し、検出された各充填圧のうちの少なくとも一つが閾値を超えたときに、すべてのキャビティ空間において成形された成形品に成形不良が発生したと判断し、射出成形機の運転を停止させることなく、射出工程を中止して次の工程にスキップする。
【００１１】
本発明の他の射出成形機の制御方法においては、さらに、前記充填圧は、スプルーブッシュに配設された充填圧検出手段によって検出される。
【００１２】
本発明の射出成形機の制御装置においては、射出ノズルから射出された樹脂を複数のキャビティ空間に充填するための複数の樹脂供給系と、前記各キャビティ空間に充填される樹脂の充填圧を検出する充填圧検出手段と、検出された各充填圧のうちの少なくとも一つが閾値を超えたときに、すべてのキャビティ空間において成形された成形品に成形不良が発生したと判断し、射出成形機の運転を停止させることなく、射出工程を中止して次の工程にスキップする制御部とを有する。
【００１３】
本発明の他の射出成形機の制御装置においては、さらに、前記充填圧は、スプルーブッシュに配設された充填圧検出手段によって検出される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明の実施の形態における射出成形機の制御装置を示す機能ブロック図、図２は本発明の実施の形態における金型装置の断面図、図３は本発明の実施の形態における充填圧の例を示す図である。なお、図３においては、横軸に時間を、縦軸に充填圧を採ってある。
【００１６】
図２において、１１は固定側の金型ユニット、１２は可動側の金型ユニット、１３は固定プラテン、１４は固定金型、１５は該固定金型１４を前記固定プラテン１３に取り付けるための金型取付板であり、前記固定金型１４は、マニホルド１６、中間プレート１７及び型板１８を備える。また、１９は前記固定金型１４に対向させて進退（図２における左右方向に移動）自在に配設された可動金型であり、該可動金型１９は受け板２１及び型板２２を備える。そして、前記型板２２の２箇所に、型板１８と対向する面に開口させて凹部２３が形成される。前記固定金型１４及び可動金型１９によって金型装置が構成される。
【００１７】
前記可動金型１９の後方（図２における左方）には、図示されない可動プラテンが進退自在に配設され、該可動プラテンの更に後方には、図示されない型締装置が配設される。そして、該型締装置を作動させることによって、前記可動プラテンを進退させると、可動金型１９が同様に進退させられ、前記金型装置の型閉じ、型締め及び型開きが行われ、型締めに伴って前記凹部２３によってディスク形状を有するキャビティ空間Ｃ１、Ｃ２が形成される。
【００１８】
また、前記固定プラテン１３の後方（図２における右方）には、射出装置が配設される。該射出装置は、前端に射出ノズル２６を備えた加熱シリンダ、該加熱シリンダ内において回転自在に、かつ、進退自在に配設された図示されないスクリュー、該スクリューを回転させたり、進退させたりする駆動部としての図示されない射出シリンダを備える。そして、前記スクリューを前進させ、加熱シリンダ内において加熱され溶融させられた樹脂を前記射出ノズル２６から射出し、前記キャビティ空間Ｃ１、Ｃ２に充填し、該キャビティ空間Ｃ１、Ｃ２内において樹脂を冷却し、固化させることによって成形品としてのディスク基板を成形するようにしている。
【００１９】
そのために、前記固定プラテン１３における射出装置と対向する面の中央に、円錐（すい）形の形状を有する凹部２４が形成され、該凹部２４に、固定プラテン１３に対して固定金型１４を位置決めするためのロケートリング２５が配設される。また、前記マニホルド１６内にマニホルド室２７が形成され、該マニホルド室２７にマニホルド２８が断熱状態で配設される。そのために、前記金型取付板１５とマニホルド２８との間に断熱材から成るスペーサ３１、３２が、中間プレート１７とマニホルド２８との間に断熱材から成るスペーサ３３が配設され、マニホルド２８の周囲に断熱空間が形成される。また、前記マニホルド２８の中央に、後方に向けて突出させてブシュ３４が形成され、該ブシュ３４の後端面（図２における右端面）と射出ノズル２６とが対向させられる。そして、前記マニホルド２８内には、前記ブシュ３４の後端面に開口するスプルー３５、及び該スプルー３５と接続され、かつ、スプルー３５から離れる方向（図２における上下方向）に延在させて形成されたランナ３６、３７が形成され、該ランナ３６、３７の先端は、「Ｌ」字状に折り曲げられ、マニホルド２８の両端において可動金型１９側に向けて開口させられる。なお、前記キャビティ空間Ｃ１、Ｃ２は、前記スプルー３５を中心にして等距離の位置に形成される。
【００２０】
前記マニホルド２８の両端にはホットチップ４１、４２が取り付けられ、該ホットチップ４１、４２の前端（図２における左端）にノズル部４３、４４が形成される。そして、前記ホットチップ４１、４２より前方（図２における左方）にスプルーブッシュ５１、５２が配設され、該スプルーブッシュ５１、５２は、それぞれ外筒６１、６２及び内筒４５、４６から成る。前記ノズル部４３、４４の前端と前記内筒４５、４６の後端（図２における右端）とが対向させられる。また、前記ホットチップ４１、４２内にチップランナ４７、４８が、内筒４５、４６内にコールドスプルー４９、５０が形成され、前記ランナ３６、チップランナ４７及びコールドスプルー４９が連通させられるとともに、前記ランナ３７、チップランナ４８及びコールドスプルー５０が連通させられる。なお、前記マニホルド２８、ホットチップ４１、４２及びスプルーブッシュ５１、５２によって、射出ノズル２６から射出された樹脂を各キャビティ空間Ｃ１、Ｃ２に充填するための樹脂供給系が構成される。
【００２１】
そして、前記スプルーブッシュ５１、５２の前端はキャビティ空間Ｃ１、Ｃ２に臨ませて配設され、前端面（図２における左端面）に開口させてダイ５３、５４が形成される。さらに、前記スプルーブッシュ５１、５２の前端部（図２における左端部）を包囲して、インナスタンパホルダ５５、５６が配設される。該インナスタンパホルダ５５、５６は、中間プレート１７及び型板１８と螺（ら）合させられ、スタンパ８１、８２を型板１８に取り付ける。
【００２２】
前記ランナ３６、３７を通過する樹脂を加熱して溶融状態を保つために、前記マニホルド２８の外周面には第１の加熱手段としてのヒータＨ１が配設される。また、チップランナ４７、４８を通過する樹脂を加熱して溶融状態を保つために、前記ホットチップ４１に第２の加熱手段としてのヒータＨ２が、ホットチップ４２に第３の加熱手段としてのヒータＨ３が埋設される。
【００２３】
一方、前記可動金型１９側において、前記ダイ５３、５４と対向する部分に、筒状のカットパンチ６５、６６が進退自在に配設され、該カットパンチ６５、６６内にスプルーロッド５７、５８が、前記カットパンチ６５、６６より径方向外方にエジェクタスリーブ５９、６０がそれぞれ進退自在に配設される。そして、カットパンチ６５、６６を進退させるために穴開加工用の図示されない駆動手段が、スプルーロッド５７、５８及びエジェクタスリーブ５９、６０を進退させるために突出し用の図示されない駆動手段が配設される。
【００２４】
次に、ディスク基板を成形する際の射出成形機の動作について説明する。
【００２５】
まず、前記型締装置が駆動され、金型装置において型閉じ及び型締めが行われ、キャビティ空間Ｃ１、Ｃ２が形成される。続いて、射出装置において射出工程が開始され、射出ノズル２６から溶融させられた樹脂が射出されると、樹脂はスプルー３５を通過した後、ランナ３６、３７に分岐させられる。そして、ランナ３６を通過した樹脂は、チップランナ４７及びコールドスプルー４９を通過した後、一方のキャビティ空間Ｃ１に充填され、ランナ３７を通過した樹脂は、チップランナ４８及びコールドスプルー５０を通過した後、他方のキャビティ空間Ｃ２に充填される。この場合、ランナ３６、３７及びチップランナ４７、４８を通過する間、樹脂は加熱されるので、溶融状態が良好になる。したがって、各キャビティ空間Ｃ１、Ｃ２内において樹脂が中心から径方向外方に向けて均等に流れるので、ディスク基板の品質を向上させることができる。
【００２６】
次に、射出装置において保圧工程が開始され、射出シリンダが駆動されてキャビティ空間Ｃ１、Ｃ２内の樹脂の圧力が所定の値に保たれる。続いて、金型装置において冷却工程が開始され、キャビティ空間Ｃ１、Ｃ２内の樹脂が冷却され、固化される。そして、前記保圧工程又は冷却工程において、前記穴開加工用の駆動手段が駆動され、カットパンチ６５、６６が前進（図２における右方に移動）させられると、カットパンチ６５、６６の前端（図２における右端）がダイ５３、５４に嵌（かん）入され、キャビティ空間Ｃ１、Ｃ２内の樹脂に穴開加工が施される。このようにして、ディスク基板が成形される。
【００２７】
その後、金型装置の型開きが行われるのに伴って、突出し用の駆動手段が駆動され、スプルーロッド５７、５８及びエジェクタスリーブ５９、６０を前進させると、ディスク基板が突き出され、離型させられる。
【００２８】
続いて、射出装置において計量工程が開始され、加熱シリンダ内のスクリューが回転させられ、スクリューヘッドの前方に溶融させられた樹脂が蓄えられる。これに伴って、前記スクリューは後退させられる。
【００２９】
ところで、射出工程において、各キャビティ空間Ｃ１、Ｃ２への充填圧Ｐ１、Ｐ２が高くなると、オーバーパックが発生して固化した後の樹脂に応力が残留したり、固定金型１４と可動金型１９との間から樹脂が漏れ出してばりが形成されたりして、ディスク基板に成形不良が発生してしまう。
【００３０】
そこで、前記樹脂供給系のうちのスプルーブッシュ５１、５２に、コールドスプルー４９、５０に臨ませて充填圧検出手段としての充填圧センサ７１、７２が配設され、該充填圧センサ７１、７２によって、コールドスプルー４９、５０内の樹脂の圧力をキャビティ空間Ｃ１、Ｃ２への充填圧Ｐ１、Ｐ２として検出するようにしている。なお、本実施の形態においては、スプルーブッシュ５１、５２に充填圧センサ７１、７２が配設され、コールドスプルー４９、５０内の樹脂の圧力を充填圧Ｐ１、Ｐ２として検出するようになっているが、型板１８又は型板２２に、キャビティ空間Ｃ１、Ｃ２に臨ませて充填圧センサを配設し、直接キャビティ空間Ｃ１、Ｃ２内の樹脂の圧力を充填圧Ｐ１、Ｐ２として検出したり、ホットチップ４１、４２に、チップランナ４７、４８に臨ませて充填圧センサを配設し、チップランナ４７、４８内の樹脂の圧力を充填圧Ｐ１、Ｐ２として検出したり、マニホルド２８に、ランナ３６、３７に臨ませて充填圧センサを配設し、ランナ３６、３７内の樹脂の圧力を充填圧Ｐ１、Ｐ２として検出したりすることもできる。
【００３１】
そして、前記充填圧センサ７１、７２によってキャビティ空間Ｃ１、Ｃ２における充填圧Ｐ１、Ｐ２が検出されると、検出信号が常時又は所定のタイミングごとに制御部としてのＣＰＵ７３に送られる。該ＣＰＵ７３の条件成立判断処理手段７５は、前記充填圧Ｐ１、Ｐ２とあらかじめ設定された閾値Ｐ_ＴＨと比較し、前記充填圧Ｐ１、Ｐ２のうちの少なくとも一つ（本実施の形態においては、充填圧Ｐ１）が閾値Ｐ_ＴＨを超えると、射出工程を中止させるための工程中止条件が成立したと判断する。なお、前記閾値Ｐ_ＴＨは一定の値に固定しても、図示されない設定器によって任意の値に設定することもできる。
【００３２】
続いて、前記ＣＰＵ７３の工程スキップ処理手段７６は、工程中止条件が成立したと判断されると、前記充填圧Ｐ１、Ｐ２が閾値Ｐ_ＴＨを超えたキャビティ空間Ｃ１、Ｃ２（本実施の形態においては、キャビティ空間Ｃ１）のディスク基板に成形不良が発生したと判断し、射出工程が完了する前に射出工程を中止して、次の工程にスキップする。すなわち、型開きを行い、各キャビティ空間Ｃ１、Ｃ２内の未完成のディスク基板をいずれも不良品として処理する。続いて、前記工程スキップ処理手段７６は次の工程、すなわち、計量工程を開始する。
【００３３】
そして、ディスク基板に成形不良が発生したショットが所定の回数だけ続くと、ＣＰＵ７３の図示されない運転停止処理手段は、射出成形機の運転を停止させる。
【００３４】
このように、例えば、一つのキャビティ空間Ｃ１における充填圧Ｐ１が高くなると、他のキャビティ空間Ｃ２における充填圧Ｐ２が正常である場合でも、ディスク基板に成形不良が発生したと確実に判断することができる。そして、そのまま射出成形機の運転が継続された場合、キャビティ空間Ｃ１のディスク基板に成形不良が発生するだけでなく、その影響を受けてキャビティ空間Ｃ２のディスク基板にも成形不良が発生するが、射出工程が中止され、各キャビティ空間Ｃ１、Ｃ２の未完成のディスク基板がいずれも不良品として処理されるので、良品と不良品とが混在することがなくなる。
【００３５】
また、工程中止条件が成立すると、射出工程が中止されるが、射出成形機の運転は停止させられることなく、計量工程にスキップされるので、射出成形機の運転を継続することができる。したがって、射出成形機の運転効率を向上させることができる。
【００３６】
なお、図３においては、キャビティ空間Ｃ１における充填圧Ｐ１が閾値Ｐ_ＴＨを超え、キャビティ空間Ｃ２における充填圧Ｐ２が正常な場合を示しているが、この場合、充填圧Ｐ１が閾値Ｐ_ＴＨを超えたときに、射出工程が中止されて次の工程にスキップする。
【００３７】
本実施の形態においては、ホットランナ式の金型装置に適用した例について説明しているが、コールドランナ式の金型装置に適用することもできる。また、本実施の形態においては、成形品としてディスク基板を成形するようになっているが、ディスク基板以外のものを成形することもできる。
【００３８】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００３９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、射出成形機の制御方法においては、射出ノズルから射出された樹脂を複数の樹脂供給系を介して複数のキャビティ空間に充填し、該各キャビティ空間に充填される樹脂の充填圧を検出し、検出された各充填圧のうちの少なくとも一つが閾値を超えるかどうかを判断し、検出された各充填圧のうちの少なくとも一つが閾値を超えたときに、すべてのキャビティ空間において成形された成形品に成形不良が発生したと判断し、射出成形機の運転を停止させることなく、射出工程を中止して次の工程にスキップする。
【００４０】
この場合、各キャビティ空間に充填される樹脂の充填圧が検出され、各充填圧のうちの少なくとも一つが閾値を超えたときに、すべてのキャビティ空間において成形された成形品に成形不良が発生したと判断される。
【００４１】
したがって、少なくとも一つのキャビティ空間における充填圧が高くなると、他のキャビティ空間における充填圧が正常である場合でも、成形不良が発生したと確実に判断することができる。そして、少なくとも一つのキャビティ空間の成形品に成形不良が発生すると、その影響を受けて他のキャビティ空間の成形品にも成形不良が発生するが、射出工程が中止され、各キャビティ空間の未完成の成形品がいずれも不良品として処理されるので、良品と不良品とが混在することがなくなる。
【００４２】
また、すべてのキャビティ空間において成形された成形品に成形不良が発生したと判断されると、射出成形機の運転を停止することなく、射出工程が中止されて次の工程にスキップされるので、射出成形機の運転を継続することができ、射出成形機の運転効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における射出成形機の制御装置を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態における金型装置の断面図である。
【図３】本発明の実施の形態における充填圧の例を示す図である。
【符号の説明】
２６射出ノズル
２８マニホルド
４１、４２ホットチップ
５１、５２スプルーブッシュ
７１、７２充填圧センサ
７３ＣＰＵ
Ｃ１、Ｃ２キャビティ空間
Ｐ_ＴＨ閾値

Claims

（ａ）射出ノズルから射出された樹脂を複数の樹脂供給系を介して複数のキャビティ空間に充填し、
（ｂ）該各キャビティ空間に充填される樹脂の充填圧を検出し、
（ｃ）検出された各充填圧のうちの少なくとも一つが閾値を超えるかどうかを判断し、
（ｄ）検出された各充填圧のうちの少なくとも一つが閾値を超えたときに、すべてのキャビティ空間において成形された成形品に成形不良が発生したと判断し、射出成形機の運転を停止させることなく、射出工程を中止して次の工程にスキップすることを特徴とする射出成形機の制御方法。
前記充填圧は、スプルーブッシュに配設された充填圧検出手段によって検出される請求項１に記載の射出成形機の制御方法。
（ａ）射出ノズルから射出された樹脂を複数のキャビティ空間に充填するための複数の樹脂供給系と、
（ｂ）前記各キャビティ空間に充填される樹脂の充填圧を検出する充填圧検出手段と、
（ｃ）検出された各充填圧のうちの少なくとも一つが閾値を超えたときに、すべてのキャビティ空間において成形された成形品に成形不良が発生したと判断し、射出成形機の運転を停止させることなく、射出工程を中止して次の工程にスキップする制御部とを有することを特徴とする射出成形機の制御装置。
前記充填圧は、スプルーブッシュに配設された充填圧検出手段によって検出される請求項３に記載の射出成形機の制御装置。