JP4341942B2

JP4341942B2 - 電動式射出成形機における充填・保圧工程中の圧力監視方法

Info

Publication number: JP4341942B2
Application number: JP2000174961A
Authority: JP
Inventors: 武司金野
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2000-06-12
Filing date: 2000-06-12
Publication date: 2009-10-14
Anticipated expiration: 2020-06-12
Also published as: JP2001347549A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動式射出成形機における充填・保圧工程中の圧力監視方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
はじめに、図１を参照して、電動式射出成形機の中の射出装置を中心に説明する。本電動式射出成形機は、サーボモータ駆動による射出装置を備えている。この射出装置においては、ボールネジ、ナットによりサーボモータの回転運動を直線運動に変換してスクリュを前進、後退させる。
【０００３】
図１において、射出用サーボモータ１１の回転はボールネジ１２に伝えられる。ボールネジ１２の回転により前進、後退するナット１３はプレッシャプレート１４に固定されている。プレッシャプレート１４は、ベースフレーム（図示せず）に固定されたガイドバー１５、１６（通常、４本であるが、ここでは２本のみ図示）に沿って移動可能である。プレッシャプレート１４の前進、後退運動は、ベアリング１７、ロードセル１８、射出軸１９を介してスクリュ２０に伝えられる。スクリュ２０は、加熱シリンダ２１内に回転可能に、しかも軸方向に移動可能に配置されている。スクリュ２０の後部に対応する加熱シリンダ２１には、樹脂供給用のホッパ２２が設けられている。射出軸１９には、ベルトやプーリ等の連結部材２３を介してスクリュ２０を回転させるための回転用サーボモータ２４の回転運動が伝達される。すなわち、回転用サーボモータ２４により射出軸１９が回転駆動されることにより、スクリュ２０が回転する。
【０００４】
計量工程においては、加熱シリンダ２１の中をスクリュ２０が回転しながら後退することにより、スクリュ２０の前方、すなわち加熱シリンダ２１のノズル２１−１側に溶融樹脂が貯えられる。スクリュ２０が後退するのは、スクリュ２０の前方に貯えられる溶融樹脂の量が徐々に増加し、その圧力がスクリュ２０に作用するからである。
【０００５】
射出、充填工程（以下、充填工程と呼ぶ）においては、射出用サーボモータ１１の駆動によって加熱シリンダ２１の中をスクリュ２０が前進することにより、スクリュ２０の前方に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行われる。この時、溶融樹脂を押す力がロードセル１８により射出圧力として検出される。検出された射出圧力は、樹脂圧力としてロードセルアンプ２５により増幅されて制御装置２６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２７が取り付けられている。位置検出器２７の検出信号は位置検出器アンプ２８により増幅されて制御装置２６に入力される。
【０００６】
制御装置２６は、表示／設定器３３によりマンマシンコントローラ３４を通してあらかじめ設定された設定値に応じて複数の各工程に応じたサーボモータの電流（トルク）指令をドライバ２９、３０に出力する。ドライバ２９では射出用サーボモータ１１の駆動電流を制御して射出用サーボモータ１１の出力トルクを制御する。ドライバ３０では回転用サーボモータ２４の駆動電流を制御して回転用サーボモータ２４の回転数を制御する。射出用サーボモータ１１、回転用サーボモータ２４にはそれぞれ、回転数を検出するためのエンコーダ３１、３２が備えられている。エンコーダ３１、３２で検出された回転数はそれぞれ制御装置２６に入力される。特に、エンコーダ３２で検出された回転数は、スクリュ２０の回転数を知るために用いられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
これまで、電動式射出成形機における成形中の樹脂圧力監視は、圧力最大値について充填工程中に行われている。これは、図２に破線で示すように、２００（ｍｍ／ｓｅｃ）程度の充填速度で使用されるこれまでの射出用サーボモータでは、図３に破線で示すように、圧力最大値は必ず充填工程中に現れるからである。このように、これまでは、充填工程中にのみ圧力最大値の検出を行ない、それを最大圧力実績値として表示あるいは記録したり、監視値として機械保護及び成形品不良判別などに使用している。
【０００８】
しかし、モータの高速・高応答化に伴い、充填速度も高速化する傾向にある。例えば、図２に実線で示すように、５００（ｍｍ／ｓｅｃ）程度の高速で充填を行うと、図３に実線で示す、時間−圧力特性における圧力最大値は、充填工程を越えて、保圧工程に現れるようになる。このため、これまでのように充填工程のみの樹脂圧力監視を行なうと、本当の圧力最大値を監視していることにはならなくなる場合がある。
【０００９】
そこで、本発明の課題は、モータの高速・高応答化の影響を受けることなく、成形中の樹脂圧力最大値を確実に監視することのできる圧力監視方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電動射出成形機における成形中の樹脂圧力の最大値を監視する圧力監視方法であって、保圧工程においてあらかじめ圧力最大値を設定値として設定し、前記保圧工程に現れる圧力の最大値を検出し、検出された前記圧力の最大値を最大圧力値として表示あるいは記憶するとともに、表示あるいは記憶された前記最大圧力値と前記設定値とを比較して樹脂圧力を監視することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明による圧力監視方法の実施の形態を、図１で説明したような電動式射出成形機に適用した場合について説明する。この場合、制御装置２６は、ロードセルアンプ２５からの信号で成形中の樹脂圧力の検出を行う。特に、本形態では、表示／設定器３３による設定により、樹脂圧力検出動作を、充填工程中のみの圧力最大値検出、充填工程と保圧工程を含めた圧力最大値検出、充填工程中の圧力最大値検出と保圧工程中の圧力最大値検出の３種類のいずれか一つについて選択できるようにしている。なお、制御装置２６は、上記の３種類の圧力検出動作を規定する充填開始タイミング、充填工程から保圧工程への切り換えタイミング、保圧工程の終了タイミングを、位置検出器アンプ２８から得られるスクリュ２０の位置及びロードセルアンプ２５から得られる樹脂圧力によって判断することができる。
【００１６】
以下に、上記の３種類についてその作用を説明する。
【００１７】
１．樹脂圧力検出動作を充填工程中のみとした場合、充填工程中の圧力最大値が検出され、それが最大圧力実績値として表示あるいは記録される。また、その圧力最大値をあらかじめ設定した値と比較することで圧力監視を行うことができる。更に、圧力最大値を不良品判別に利用することができる。これは、例えば圧力最大値を前ショット時の圧力最大値と比較することで、前ショット時の圧力最大値との間に大きな差がある場合には不良品と判別する。あるいはまた、あらかじめ不良品判別のための閾値を設定しておいて、この閾値との比較を行うことで不良品であるかどうかの判別を行うことができる。
【００１８】
２．樹脂圧力検出動作を充填工程・保圧工程の両工程とした場合、充填・保圧工程中の圧力最大値が検出され、それが最大圧力実績値として表示あるいは記録される。また、その圧力最大値が上記と同様にして圧力監視に使用されたり、不良品判別に使用される。
【００１９】
３．樹脂圧力検出動作を、充填工程中の圧力最大値検出と保圧工程中の圧力最大値検出の両者独立とした場合、充填工程中の圧力最大値と、保圧工程中の圧力最大値がそれぞれ検出され、その両者が最大圧力実績値として個別に表示あるいは記録される。また、この時には、充填工程中の圧力最大値が圧力監視値に使用され、不良品判別に使用される。これは、射出用サーボモータ１１を、図２で説明した高速ではない領域で使用する場合をも考慮している。
【００２０】
なお、上記の形態では、樹脂圧力の検出動作を図１に示された射出軸１９に設けられたロードセル１８で行うようにしているが、ロードセルに代えて加熱シリンダ２１のノズル２１−１側に設けた樹脂圧センサ、あるいは金型内に設けた樹脂圧センサで行うようにしても良い。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、射出用サーボモータを高速領域で使用した場合に起こり得る、保圧工程にずれ込むような圧力最大値をも検出できる。これにより、機械保護の観点から、正常な圧力監視を行なうことができる。また、樹脂圧力検出動作を３種類のいずれかで行うことができるような選択機能を持つことにより、従来のような高速領域では無い充填工程中の圧力最大値も併せて検出できるため、最大圧力実績値表示や不良品判別情報に、従来通りの情報を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される電動式射出成形機の構成を射出装置を中心に示した図である。
【図２】充填・保圧工程における射出用サーボモータの時間−速度特性を示した図である。
【図３】図２に示された射出用サーボモータの時間−速度特性に基づく充填・保圧工程における時間−樹脂圧力特性を示した図である。
【符号の説明】
１２ボールネジ
１３ナット
１４プレッシャプレート
１５、１６ガイドバー
１７ベアリング
１８ロードセル
１９射出軸
２０スクリュ
２１加熱シリンダ
２３連結部材
２７位置検出器
３１、３２エンコーダ

Claims

電動射出成形機における成形中の樹脂圧力の最大値を監視する圧力監視方法であって、
保圧工程においてあらかじめ圧力最大値を設定値として設定し、
前記保圧工程に現れる圧力の最大値を検出し、
検出された前記圧力の最大値を最大圧力値として表示あるいは記憶するとともに、表示あるいは記憶された前記最大圧力値と前記設定値とを比較して樹脂圧力を監視することを特徴とする圧力監視方法。