JPH02295719A

JPH02295719A - 射出成形機用スクリューの摩耗検知方法ならびに射出工程の管理方法およびこれらに用いる圧力管理装置

Info

Publication number: JPH02295719A
Application number: JP11672389A
Authority: JP
Inventors: Yasuji Kanemitsu; 保二金光
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1989-05-10
Filing date: 1989-05-10
Publication date: 1990-12-06

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、射出成形機によってプラスチック成形品を連
続成形する場合における射出成形機用スクリューの摩耗
検知方法ならびに射出工程の管理方法およびこれらの方
法に用いる圧力管理装置に関するものである．（従来の技術）一般に、射出成形機によってプラスチック成形品等を成
形する場合、成形材料の可塑化、計量、射出等、射出成
形の各作業工程を管理することによって、得られる成形
品の品質を確保していた。

しかし、射出成形機の長期にわたる使用によって、射出
成形機の構成部品であるスクリューが異常をきたしたよ
うな場合、このスクリューを交換しない限り、各作業工
程の管理だけでは、成形品の品質を確保することが困難
である。

そこで、従来は、初期のスクリューの各部の寸法を測定
しておき、使用後の各部の寸法と比較することによって
スクリューの摩耗、破損等の異常を判断していた。

（考案が解決しようとする課題）しかし、上記従来の判断方法の場合、スクリューの異常
は、不良品の成形を確認して初めて推測できるものであ
って、成形品の成形途中で判断することができない．そ
のため、生産ロスを生じることとなる。

また、このようなスクリューの異常は、最終的には、生
産を中断してシリンダーからスクリューを抜き取り、各
部の寸法を比較することによって発見される場合が多く
、この寸法の測定に時間を要することとなり、稼働率の
低下を招いてしまう。

さらに、スクリューの各部の寸法のデータを得たとして
も、該スクリューが異常か否かを判断するためには、蓄
積された技術的なバックデータが必要であり、ただ単に
測定したデータのみでは判断することができない。

さらに、スクリューが破撰した場合は、射出圧力の低下
や金型への充填不足等、急激な変化が表れるため、不良
品の発生を早期に確認することができるが、スクリュー
の摩耗は、経時的に進んでおり、急激な変化として表れ
ないため、スクリューの摩耗限界を判定できず、不良品
の発生を多発することとなる。

本発明は、係る実情に鑑みてなされたもので、スクリュ
ーの異常を早期につかみ、スクリュー交換の時期の把握
および計画的なスクリューメンテナンスを行うことがで
きる射出成形機用スクリューの摩耗検知方法、並びに、
スクリューの異常による成形品の品質のばらつき、成形
不良等の発生を未然に防ぎ、生産効率を向上することが
できる射出成形における射出工程の管理方法、および、
これらの方法に用いる圧力管理装置を提供することを目
的とする。

（課題を解決するための手段）本発明の射出成形機用スクリューの摩耗検知方法は、射
出成形において、成形体の射出圧力の経時的変動と、ス
クリューを移動させる油圧装置の油圧の経時的変動との
データをそれぞれ微分し、これによって得られる微分曲
線の経時的ずれによってスクリューの摩耗状態を検知す
るものである．本発明の射出工程の管理方法は、射出成
形において、成形体の射出圧力の経時的変動と、スクリ
ューを移動させる油圧装置の油圧の経時的変動とのデー
タをそれぞれ微分し、これによって得られる微分曲線の
経時的ずれを管理することによって射出工程を管理する
ものである。

本発明の圧力管理装置は、成形機本体のノズル部の圧力
を測定する圧力センサと、スクリューを移動させる油圧
装置の油圧を測定する油圧測定センサと、これら圧力セ
ンサによって得られる圧力の経時的変動と油圧測定セン
サによって得られる油圧の経時的変動とのデータをそれ
ぞれ微分する微分器と、該微分器によって得られる微分
値の経時的ずれを検知するようになされた判定器とが具
備されたものである。

（作用）本発明の射出成形機用スクリューの摩耗検知方法は、射
出成形において、スクリューを移動させる油圧装置の油
圧Ｐａの経時的変動と、成形材料の射出圧力ｐｂの経時
的変動とのデータＰａ＝ｆ（Ｔ）　、Ｐｂ　＝ｆ（↑）
をそれぞれ微分する．これによって得られる微分曲線Ｐ
ａ　　＝ｆ’（Ｔ）　、Ｐｂ’−ｆ’（Ｔ）は、それぞ
れの微分値が零となる点Ｐａ一〇、ｐｂ’−ｏにおいて
、それぞれの圧力Ｐａ，ｐｂの変動点Ｐａｔ＋　　Ｐａ
ｚ＋　　ｐａ，＋＊・、ｐｂ．，　　ｐｂ，，Ｐ　ｂ　
２　・・・の微分値Ｐａ＋　　＋　Ｐａｔ　　＋　Ｐａ
：＋　　”・、Ｐｂ，ｐｂ，　　．　　ｐｂ．　　・・
・を示すこととなる。そして、この微分値が零となる点
Ｐａ’＝Ｏ、Ｐｂ’＝０、すなわち圧力Ｐａ，Ｐｂの変
動点Ｐ　ａ＋＋　　Ｐ　ａｚ＋　　Ｐ　ａ，・ＩｔＰｂ
ｌ，　Ｐｂｚ，　Ｐｂ３・・・におけるそれぞれの微分
値Ｐａ．Ｐａｚ　　＋　Ｐａｚ　　・”、Ｐｂ＋　　，
　Ｐｂｚ　　，　　Ｐｂｔ　　”’に経時的ずれが生じ
た否かを検知することによって、スクリューが摩耗して
いるか否かを検知する。

本発明の射出工程の管理方法は、射出成形において、ス
クリューを移動させる油圧装置の油圧Ｐａの経時的変動
と、成形材料の射出圧力ｐｂの経時的変動とのデータＰ
ａ＝ｆ（↑）　、Ｐｂ　＝ｆ（Ｔ）をそれぞれ微分する
。これによって得られる微分曲線Ｐａ’−ｆ　’（Ｔ）
　、Ｐｂ’　＝ｆ　’（Ｔ）は、それぞれの微分値が零
となる点Ｐａ’　＝０，Ｐｂ’　＝Ｏにおいて、それぞ
れの圧力Ｐａ，Ｐｂの変動点Ｐａ，，Ｐａ２，Ｐａ３・
・・、Ｐ　ｔｌｌ＋　Ｐ　ｂｚ，　Ｐ　ｂ＋”’の微分
値ＰａｌＰａｔ　　＋　Ｐａ３　’　・”、Ｐｂ＋　　
．　Ｐｂｚ’，　Ｐｂｓ　　−を示すこととなる。そし
て、この微分値が零となる点Ｐａ’＝Ｏ、ｐｂ’＝ｏす
なわち圧力Ｐａ，ｐｌ）の変動点Ｐａ＋＋　　Ｐａ２，
　　Ｐａ：＋”’、Ｐｂ＋，Ｐｂｚ．　　Ｐｂｉ・・’
におけるそれぞれの微分値Ｐａｔ　’　＋　Ｐａｚ　　
，　Ｐａ３・・・一Ｐｂ＋　　，Ｐｂｚ　’　，Ｐｂｚ
　’・・・に生じる経時的ずれを管理することによって
、油圧Ｐａが、射出圧力ｐｂとしてうまく伝達されてい
るか否かを管理することができる。

本発明の圧力管理装置は、圧力センサーによって成形機
本体のノズル部の射出圧力を測定するとともに、油圧測
定センサーによってスクリューを移動させる油圧装置の
油圧を測定する。また、微分器では、これら圧力センサ
ーの経時的変動と油圧測定センサーの経時的変動とのデ
ータをそれぞれ微分する。そして、この微分器によって
得られたそれぞれの微分値の経時的ずれを判定器によっ
て検知する。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は、射出成形機１の全体構成の概略を示している
。

同図において、射出成形機１には、圧力管理装置７を接
続して構成している。すなわち、シリンダ２のノズル部
２１に射出圧力センサ７１を設けるとともに、スクリュ
ー３を作動させる油圧装置４に作動圧力センサ７２を設
け、これら射出圧力センサ７１および作動圧力センサ７
２を微分装置７０に接続している。

射出成形機１は、ホッパ５からシリンダ２内に供給した
成形材料を、油圧装置４に連動するスクリュー３の作動
によって金型６内に高速で圧入するように構成している
。このスクリュー３は、該スクリュー３の後端部に設け
た油圧装置４によって作動する。すなわち、スクリュー
３は、回転運動することによって矢符Ｘ方向に移動し、
これによって一定量の成形材料をシリンダ先端部２２に
送りだす。その後、回転運動を停止したスクリュー３は
、油圧装置４の作動によってシリンダ２内を矢符Ｙ方向
に押圧運動することで、前記一定量の成形材料をノズル
部２１から射出する。

射出圧力センザ７１ば、前記ノズル部２１に設けられ、
成形材料の射出圧力Ｐｂを測定するようになっている。

この射出圧力センサ７１には、加熱された成形材料の圧
力が加わるため、耐圧、耐熱性を有する水晶発信式の圧
力センサを用いる。

作動圧力センサ７２は、前記油圧装置４の適所に設けら
れ、スクリュー３の押圧運動に作動する油圧装Ｗ４の油
圧Ｐａを測定するようになっている。この作動圧力セン
サ７２には、ひずみゲージ式の圧力センサを用いる。

圧力管理装置７は、第２図に示すように、前記射出圧力
センサ７１および作動圧力センサ７２から得られる射出
圧力ｐｂおよび油圧Ｐａの経時的変化のデータを微分装
置７０に入力し、該微分装Ｗ７０でそれぞれのデータを
微分して圧力の変動点における時間のずれを検知するよ
うに構成している．すなわち、射出圧力センサ７１がら
得られる圧力信号（０　〜２　０　０　０　ｋｇ／ｃｄ
）を、増幅器７３によって０〜ＩＯＶの電圧に変換し、
微分器７５に入力する。また、作動圧力センサ７２から
得られる圧力信号（　０　〜１　４　０　ｋｒ／ｃｄ）
を、増幅器７４によって０〜１０■の電圧に変換し、微
分器７５に入力する。そして、これらの信号を、微分器
７５で微分した後、判定器７６に入力する。この判定器
７６では、微分値が零となる点Ｐａ　　＝Ｏ、ｐｂ’＝
ｏにおいてそれぞれの微分値に経時的ずれが生じた否か
を検知する。この結果に基づいてスクリュー３の異常や
射出工程の管理を行うことができる。

次に、この圧力管理装置７によるスクリュー３の異常検
知方法と射出工程の管理方法に付いて説明する。

第３図は、射出成形開始後の油圧Ｐａおよび射出圧力Ｐ
ｂ，Ｐｃの経時的変化Ｐａ　＝ｆ（Ｔ）　、Ｐｂ＝　ｆ
　（Ｔ）、Ｐ　ｃ　＝　ｆ　（Ｔ）の一例を示している
。

同図において、曲線Ａは油圧装置４の油圧Ｐａの変動、
曲ｖＡＢはスクリュー３が正常な場合の射出圧力ｐｂの
理想的な変動、曲線Ｃはスクリュー３に異常がある場合
の射出圧力Ｐｃの変動を示している。

すなわち、スクリュー３が正常な場合、理想的には、油
圧Ｐａがスクリュー３を介して確実に伝わるため、油圧
Ｐａの変動点Ｐａ＋＋　Ｐａ．　　ｐａ，−ｔｏと射出
圧力Ｐｂの変動点Ｐ　ｂ＋　，　　Ｐ　ｂｚ，Ｐ　ｂｚ
・・・とが略一致し、両者の経時的変化における圧力の
変動も略一敗することとなる。一方、スクリュー３が摩
耗して、該スクリュー３の樹脂逆流防止リング３１の径
が小さくなっているような場合、油圧Ｐａがスクリュー
３を介して確実に伝わらず、油圧Ｐａの変動点Ｐ　ａｌ
＋　　Ｐ　ａｚ＋　　Ｐ　３，・＋＋１は射出圧力Ｐｃ
の変動点Ｐｃｌ＋　　Ｐｃ．　　ＰＣ！・・・から大き
くずれ、経時的変化における油圧Ｐａの変動と射出圧力
ｐｂの変動とが全く違うものとなる。

このことは、これらのデータを微分することによってよ
り明確にすることができる。すなわち、これらのデータ
を微分することによって、それぞれの圧力Ｐａ，Ｐｂ，
Ｐｃの変動点Ｐａ，，　　Ｐａｚ，Ｐａ，・＋＋、Ｐ　
ｋｌｌ＋　　Ｐ　ｂｚ，　　Ｐ　ｂｉ”’、Ｐ　Ｃ＋＋
　　Ｐ　Ｃｚ＋　　Ｐ　Ｃ３・・・の微分値Ｐ　ａ＋　
　Ｉ　Ｐ　ａｔ　’　＋　　Ｐ　ａ３　’　”・、Ｐｂ
．Ｐｂｚ　’　．　　ｐｂ，　’　・−、ＰｃＩＺ　　
Ｐｃｚ　　＋　　ＰＣ，’・＋は、微分値が零となる点
Ｐａ’＝０、Ｐｂ’　＝Ｏ，Ｐｃ＝０において示される
こととなる。また、圧力が増加状態にある場合は微分曲
線が十に、圧力が減少状態にある場合は微分曲線がーに
なる。

そのため、第４図に示すように、スクリュー３が正常な
場合、理想的には、微分値が零となる点Ｐａ’−０、ｐ
ｂ’＝ｏにおいて、油圧Ｐａの微分値と射出圧力ｐｂの
微分値が一致し、かつ、微分曲線の十一方向も一致する
こととなる。一方、第５図に示すように、スクリュー３
に異常がある場合は、微分値が零となる点Ｐａ’＝０、
Ｐｃ’＝０において、油圧Ｐａの微分値と射出圧力Ｐｃ
の微分値とに経時的ずれを生じ、かつ、微分曲線の＋方
向も不一致となる。

しかして、この微分値が零となる点Ｐａ’−０、ｐｂ’
＝ｏ、Ｐｃ’＝Ｏすなわち圧力Ｐａ，　Ｐｂ，　Ｐｃの
変動点Ｐａｉ，Ｐａｚ，　　Ｐａｓ−、Ｐｂ＋．　　Ｐ
ｂｚ，　　Ｐｂｓ・・・、Ｐｃ＋＋　　Ｐｃｚ＋　　Ｐ
Ｃ！・・・においてそれぞれの微分値Ｐ　ａ１’　＋　
Ｆ　ａｘ　’　Ｈ　Ｐ　ａ！・・’、ｐｂ．　　，　ｐ
ｂ．Ｐｂ３’・・・、ＰＣＩ’ｌ　　Ｐｃｔ　　＋　　
ＰＣ３　　・・・に経時的ずれが生じた否かを検知する
ことによって、スクリュー３が摩耗しているか否かを検
知することができる。

また、理想的には、第４図に示すように、微分値が零と
なる点Ｐａ−０、ｐｂ’＝ｏにおいて、油圧Ｐａの微分
値と射出圧力ｐｂの微分値が一致し、かつ、微分曲線の
十一方向も一致することとなるが、実際は、第６図に示
すように、スクリュー３が正常な場合であっても、射出
成形機１の能力によって微分値に０．５秒程度の多少の
経時的ずれを生じることとなる。すなわち、経時的にず
れを生じる場合であっても、このずれが、ある許容時間
（約０８５秒）の範囲内にある場合、通常の射出成形を
行って成形品を射出成形することができる。

しかして、この微分値が零となる点Ｐａ’＝Ｏ、ｐｂ’
＝ｏ、すなわち圧力Ｐａ，Ｐｂの変動点Ｐａ．Ｐａ．，
　　Ｐａ．＝、Ｐｂ＋，Ｐｂｚ，Ｐｂ：＋”’における
それぞれの微分値Ｐａ．　’　，　　Ｐａ．　’　，　
　Ｐａ＝　’−、ｐｂ，ｐｂｔ　’　．　Ｐｂ３　’・
・・に経時的ずれの許容時間（約０．５秒）を設定して
お《ことによって、射出工程を管理することができる。

また、第７図に示すように、油圧Ｐａの微分値Ｐａｔ　
　ｌ　　Ｐａｔ　　＋　Ｐａ：＋’＋　　Ｐａｎに対応
する射出圧力Ｐｂの微分値Ｐｂ，’，Ｐｂｔがない場合
は、対応する微分値同士Ｐａ．’とＰｂ，Ｐａｚ’とｐ
ｂ．’のみによって判定する。

（発明の効果）以上述べたように、本発明の射出成形機用スクリューの
摩耗検知方法は、それぞれの微分値に経時的ずれが生じ
た否かを検知することによって、スクリューが摩耗して
いるか否かを検知することができるので、スクリュー交
換の時期の把握および計画的なスクリューメンテナンス
を行うことができる。

本発明の射出工程の管理方法は、微分値に生じる経時的
ずれを管理することによって、油圧が、射出圧力として
うまく伝達されているか否かを管理することができるの
で、成形品の品質のばらつきや成形不良の発生を未然に
防ぎ、生産効率の向上を計ることができる。

本発明の圧力管理装置は、圧力センサーの経時的変動と
油圧測定センサーの経時的変動とのデータをそれぞれ微
分してその時間のずれを検知することができるので、こ
の微分結果に基づいてスクリューの異常や射出工程の管
理を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図は本発明に係る図面を示し、第１図
は射出成形機の全体構成の概略を示す側断面図、第２図
は圧力管理装置の全体構成を示すブロック図、第３図は
射出成形時における作動圧力と理想的なスクリューの射
出圧力と異常のあるスクリューの射出圧力のそれぞれの
経時的変動を示すグラフ、第４図は第３図における作動
圧力と理想的なスクリューの射出圧力のそれぞれの経時
的変動の微分曲線を示すグラフ、第５図は第３図におけ
る作動圧力と異常のあるスクリューの射出圧力のそれぞ
れの経時的変動の微分曲線を示すグラフ、第６図は作動
圧力と実際の射出圧力のそれぞれの経時的変動の微分曲
線を示すグラフ、第７図は作動圧力の経時的変動の微分
曲線と実際の射出圧力の経時的変動の微分曲線とが対応
していない状態を示すグラフである。１・・・射出成形機２・・・シリンダ（成形機本体）２１・・・ノズル部３・・・スクリュー４・・・油圧装置７・・・圧力管理装置７１・・・作動圧力センサ（油圧測定センサ）７２・・
・射出圧力センサ（圧力センサ）７６・・・判定装置Ａ．Ｂ，Ｃ・・・微分曲線Ｐａ・・・油圧Ｐｂ，Ｐｃ・・・射出圧力第１図ｂ特許出願人　積水化学工業株式会社代表者　廣田　馨第２図１！３！Ｉｆｌ

Claims

【特許請求の範囲】１）射出成形において、成形体の射出圧力の経時的変動
と、スクリューを移動させる油圧装置の油圧の経時的変
動とのデータをそれぞれ微分し、これによって得られる
微分曲線の経時的ずれによってスクリューの摩耗状態を
検知することを特徴とする射出成形機用スクリューの摩
耗検知方法。２）射出成形において、成形体の射出圧力の経時的変動
と、スクリューを移動させる油圧装置の油圧の経時的変
動とのデータをそれぞれ微分し、これによって得られる
微分曲線の経時的ずれを管理することによって射出工程
を管理することを特徴とする射出工程の管理方法。３）成形機本体のノズル部の圧力を測定する圧力センサ
と、スクリューを移動させる油圧装置の油圧を測定する
油圧測定センサと、これら圧力センサによって得られる
圧力の経時的変動と油圧測定センサによって得られる油
圧の経時的変動とのデータをそれぞれ微分する微分器と
、該微分器によって得られるそれぞれの微分値の経時的
ずれを検知するようになされた判定器とが具備されたこ
とを特徴とする圧力管理装置。