JPH0788905A - 射出成形機の速度制御方法 - Google Patents

射出成形機の速度制御方法

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JPH0788905A
JPH0788905A JP23474193A JP23474193A JPH0788905A JP H0788905 A JPH0788905 A JP H0788905A JP 23474193 A JP23474193 A JP 23474193A JP 23474193 A JP23474193 A JP 23474193A JP H0788905 A JPH0788905 A JP H0788905A
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shot
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Kiyoshi Hashimoto
潔 橋本
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 射出充填工程におけるチェック弁の閉り特性
のばらつきによる悪影響を最小限に抑制して成形品品質
の安定化を図った射出成形機の速度制御方法を提供する
ものである。 【構成】 位置検出器30と圧力検出器40を介して検
出した射出スクリュ3の位置や樹脂圧力を入力して充填
工程を複数段の射出速度で速度制御を行なえる射出制御
装置50を備えた射出成形機100において、射出速度
の切替点のうち少なくとも最終段速度切替点において
は、圧力検出器40によって測定される圧力が設定圧に
達したときに、最終段設定射出速度に切替える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、射出成形機の速度制御
方法に係り、特に射出時のチェック弁の閉り特性のばら
つきの悪影響を最小限に抑制するように配慮した射出成
形機の速度制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、溶融樹脂の射出成形においては、
図4に示すように、横軸を射出スクリュの位置Sまたは
時間tとし、縦軸を射出スクリュの射出速度Vまたは圧
力Pとし、高速で金型キャビティ内へ溶融する樹脂を充
填する充填工程S1 と、溶融樹脂の充填後に金型キャビ
ティ内樹脂に圧力を加えて成形する保圧工程S2 によっ
て射出制御され、多くの場合、充填工程S1 は油圧回路
の圧力調整弁を高圧に設定し、射出開始からの経過時間
または射出スクリュの前進位置を基準に速度を複数段に
変化させるように流量制御弁の開度を時間経過ととも
に、あるいは射出スクリュのストローク位置に応じて変
化させるように設定し、該流量制御弁の調整により射出
シリンダのピストン、すなわち、射出スクリュの前進速
度を制御し、キャビティ内の樹脂が空気を巻き込まない
程度に高速で溶融樹脂をキャビティ内へ充填するものと
し、溶融樹脂がキャビティに充填された後は流量制御弁
を比較的小さい開度に固定し、圧力調整弁により油圧を
調整する保圧工程S2 とし、この保圧工程S2 は時間経
過に応じてキャビティ内に充填された溶融樹脂に所定の
圧力を加え得るように圧力調整弁の開度を変化させ、キ
ャビティ内で溶融樹脂が冷却されることにより樹脂が収
縮し、製品の形状や寸法がキャビティ形状の寸法に対し
て誤差を生じさせることのないように防止するとともに
製品内部に大きな残留応力が生じないようにしている。
【0003】一般に充填工程における射出プロセス制御
は、前述したように射出スクリュの検出値が予め設定さ
れた射出速度位置に一致したことによって複数段の射出
速度の制御目標値を切替えていた。図5はこの場合の実
施例を示し、充填工程S1 において3段の速度設定値V
1 、V2 、V3 に切替制御した場合の速度Vならびに圧
力Pの変化の状況を示している。ところで、射出に際し
て射出スクリュ前方の溶融樹脂が射出スクリュ側へ逆流
することを防止するチェック弁の動作は毎ショット同じ
タイミングで作動するわけではなく微妙に異なってい
た。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このように充填工程に
おける複数段の射出速度の変更切替は、これまで稀には
時間切替を行なった例もあるが、大半は射出スクリュが
予め設定された位置に到達したときに切替える位置切替
をすべての変更切替点で実施していた。この場合チェッ
ク弁の閉りが遅れたときには、チェック弁の閉りが早い
ときに比べて、同じスクリュ位置における金型キャビテ
ィ内への樹脂の充填量は逆流が多く起る分だけ少なくな
る。したがって、充填工程から保圧工程へ移行するV−
P切替点では、一般に予め設定した圧力切替を実施して
いるので、チェック弁の閉りが遅れた場合のショットで
は、V−P切替が行なわれる射出スクリュ位置(以後、
V−P切替位置という)はスクリュ前進限側に近くな
る。このようにして、充填工程の最終段の設定速度で制
御される領域が長くなる。図5から、チェック弁の閉り
が早いショットAの最終段射出距離SA に比べて、チェ
ック弁の閉りが遅いショットBの最終段射出距離SB
大きいことがわかる。特に、ナイロンのように溶融粘度
が低く、しかも溶融粘度の温度依存性が強い樹脂材料を
成形すると、他の樹脂材料よりもさらに大きくチェック
弁の閉り特性がショット毎にばらつき、その結果として
V−P切替位置もばらつき、最終段の設定速度で制御さ
れる領域のばらつき幅が大きくなり最終段射出時間のば
らつき幅も大きくなる。図6は、従来の位置切替におけ
る最終段射出速度時間がチェック弁の閉りのばらつきに
起因してショット毎にばらついている状況を示してい
る。このように、チェック弁の閉りが遅いショットで
は、射出時間が長くなり射出時間が長くなった分だけ金
型キャビティ内の樹脂は多く冷却されることになり、金
型キャビティ内の流動抵抗が大きくなって、キャビティ
内への充填量が不足し軽量の不良成形品が生じていた。
以上のように、従来はショット毎に異なるチェック弁の
閉り特性のばらつきがキャビティ内樹脂充填量不同を招
き、成形品重量のばらつきやそれにともなう成形品質の
ばらつきを惹起していた。
【0005】
【課題を解決するための手段】以上のような課題を解決
するために、本発明においては、射出スクリュ位置を検
出する位置検出器と圧力検出器と前記位置検出器を介し
て検出した射出ストロークの時間微分値を算出する速度
演算器もしくは射出スクリュの射出速度検出器とを装備
し、かつ、充填工程を複数段の異なる射出速度で射出ス
クリュの速度制御を行なう射出成形機において、該複数
段の射出速度の変更切替点のうち少なくとも最終段切替
点においては、圧力検出器によって測定される射出シリ
ンダ圧と樹脂圧力と金型内圧力のいずれかの圧力が予め
設定された値に達したときに、該射出スクリュの射出速
度切替を行なうこととした。
【0006】
【作用】本発明においては、複数段の射出速度の変更切
替点のうち少なくとも最終段切替点では、位置切替とせ
ず圧力切替としたので、最終段設定射出速度領域の始点
(最終段切替点)と終点のV−P切替点とがともに圧力
切替となるから、たとえショット毎にチェック弁の作動
時期がばらついても、チェック弁閉りが遅いショットの
始点、終点はチェック弁閉りが早いかまたは通常のショ
ットの始点、終点よりもともにほぼ同じタイミングほど
遅れ側にずれる結果、最終段設定射出時間はほぼ一定と
なる。したがって、チェック弁の閉り特性のばらつきに
左右されずに最終段射出時間が安定するので、キャビテ
ィ内充填量が一定となり成形品品質が安定する。
【0007】
【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例の詳細に
ついて説明する。図1〜図3は本発明の実施例に係り、
図1は射出成形機における射出制御装置の構成図、図2
は射出プロセス制御を示す特性曲線図、図3はショット
毎の充填工程最終段射出速度時間のデータを示す説明図
である。図1において、射出成形機100は、ホッパ1
を備えた加熱シリンダ2内に射出スクリュ(スクリュ)
3が回転自在かつ前後進可能に配置されており、スクリ
ュ3の後端部にはスクリュ3と連結された連接ロッド4
がフレーム7を貫通し、フレーム7の後端に固設された
油圧モータ6によって連接ロッド4およびスクリュ3が
回転される。また、フレーム7は左右一対の射出シリン
ダ5のピストンロッド5bと連結され、ピストン5aの
作動によりピストンロッド5b、フレーム7、連接ロッ
ド4および射出スクリュ3は一体となって往復動できる
よう構成され、射出スクリュ3の位置は、フレーム7に
連結されたレバー7aの動きをスクリュ位置検出器30
によって測定される。一方、射出シリンダ5は油圧源1
0およびこれに接続する油圧ユニット20と配管で接続
されるとともに、圧力検出器40によりその作動油圧が
測定される。加熱シリンダ2の先端のノズル2aは金型
9のノズル口へ押圧され、キャビティ9aへ加熱シリン
ダ2内部の溶融樹脂を供給するよう構成される。射出制
御装置50には、速度演算部50aと微分器50bと圧
力演算部50cが内蔵され、スクリュ3の位置情報と射
出シリンダ圧の圧力情報が入力され、速度指令および圧
力指令が出力される。射出成形機100の作動について
説明すると、油圧モータ6によって射出スクリュ3を回
転することによりホッパ1から加熱シリンダ2内に樹脂
材料が供給され、加熱シリンダ2とスクリュ3によって
形成される溝空間を通過する間に樹脂材料は加熱されて
溶融し、スクリュ3前方に蓄えられる。それとともに、
スクリュ3は徐々に後退し、スクリュ3が所定の位置に
達すると油圧モータ6は停止されて計量工程が終了す
る。次に、射出シリンダ5近傍に設置されたサーボ弁
(図示せず)を制御して射出シリンダ5に作動油を送
り、スクリュ3を前進させ金型9のキャビティ9a内へ
溶融樹脂を射出する。射出プロセスの初期の段階ではス
クリュ3の前進によってスクリュ3前方の溶融樹脂の一
部はスクリュ溝を介して逆流するが、その後はチェック
弁8がチェックシート8aに着座して逆流を防止する。
チェック弁8がチェックシート8aに着座する動作は、
スクリュ3の前進とそれに伴なうスクリュ前方の溶融樹
脂の逆流によるチェック弁前後の圧力差に関係し、その
タイミングはショット毎にばらつく。射出プロセス(充
填工程)ではスクリュ3の前進速度を制御し、保圧プロ
セス(保圧工程)では射出シリンダの油圧力、樹脂圧
力、金型内圧力のいずれか(図1の実施例では射出シリ
ンダ圧を採用する)の圧力を制御する。
【0008】本発明においては、図2に示すように、充
填工程における複数段の射出速度(図2の実施例では速
度設定値V1 、V2 、V3 の3段)のうち、少なくとも
最終段の前段の射出速度V2 から最終段射出速度V3
切替については位置切替でなく、圧力切替を実施し、圧
力検出器40で測定した圧力Pが速度切替圧力設定値P
vに達したときに、射出速度Vを速度設定値V2 からV
3 に切替える。このようにした場合、チェック弁8の閉
りが遅いショットBにおける圧力カーブは、チェック弁
8の閉りが早いショットAの圧力カーブに比べて充填工
程初期の立上りの遅れにより、図2に示すように、同一
の位置SではAショットより低い圧力となり、最終段射
出速度切替点で速度切替圧力設定値Pvに達する位置は
Aショットよりも前進側(図2の右方向)へずれるけれ
ども、V−P切替点においても同様な挙動を示し、か
つ、そのずれる値もほぼ同一の値となり、結局Aショッ
トの最終段射出距離SA とBショットの最終段射出距離
B とはほぼ同じ値となることが、成形実験や実機テス
トにより確認された。すなわち、チェック弁8の閉りが
遅い場合は前述のようにV−P切替位置はスクリュ前進
側に近づくが、それより以前のスクリュ位置における充
填中の圧力が閉りの早いショットに比べて相対的に低く
なっており、V−P切替位置に達する前にそのショット
のチェック弁8の閉りの様子を判定する手段として充填
中の圧力を利用できることが判ったわけである。そこ
で、チェック弁の閉りのばらつきの影響を最小限に抑え
る制御方法として、充填中の圧力が予め設定された値に
達した時に、次段の射出速度設定値に切替える射出プロ
セス制御を行なうことにより、すべての射出速度切替を
位置切替とする従来の射出プロセス制御にみられるショ
ット毎にばらつく最終段射出速度領域の長さや時間の不
同を極力なくし、成形品重量のばらつきやそれに起因す
る成形品品質のばらつきを防止できるようになった。以
上説明したように、本発明によれば、チェック弁の閉り
がばらつき易い低粘度樹脂の成形においても最終段射出
時間が安定し、このため従来の制御方法では達成できな
かった成形品品質の安定化を図ることができる。図3は
本発明による最終段射出時間をショット毎に連結したグ
ラフであるが、従来法の測定結果の図6に比較して、明
らかに最終段射出時間が安定していることが分る。特
に、ナイロンのように溶融粘度の温度依存性の強い樹脂
材料では、従来の制御方法ではチェック弁の閉りのばら
つきによって最終段射出時間がばらつき、この結果とし
て同じV−P切替圧力で圧力制御に移行し保圧工程に入
っても、このV−P切替時の全金型充填量を一定に保つ
ことができない。チェック弁の閉りが遅い場合は、最終
段射出設定速度で制御する時間が長くなって金型内の溶
融樹脂の温度が低下し粘度が高くなるのがその原因であ
る。本発明では、最終段射出設定速度の始点、終点がと
もに設定圧力によって切替えるために、最終段射出時間
がチェック弁の閉りの状態に左右されずに常にほぼ一定
の時間となることは既述したとおりであり、成形品は安
定する。
【0009】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の方法によれ
ば、充填工程のうちの最終段射出時間が安定化するの
で、成形品品質が安定し、信頼性の高い運転を継続する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る射出成形機の射出制御装
置の構成図である。
【図2】本発明の実施例に係る射出プロセス制御を示す
特性曲線図である。
【図3】本発明の実施例に係る最終段射出時間のデータ
を示す説明図である。
【図4】従来の射出制御における実施例を示すグラフで
ある。
【図5】従来の射出制御における実施例を説明する説明
図である。
【図6】従来の射出制御における最終段射出時間のデー
タを示す説明図である。
【符号の説明】
1 ホッパ 2 加熱シリンダ 3 射出スクリュ(スクリュ) 4 連接ロッド 5 射出シリンダ 5a ピストン 5b ピストンロッド 6 油圧モータ 7 フレーム 7a レバー 8 チェック弁 8a チェックシート 9 金型 9a キャビティ 10 油圧源 20 油圧ユニット 30 スクリュ位置検出器 40 圧力検出器 50 射出制御装置 50a 速度演算部 50b 微分器 50c 圧力演算部 100 射出成形機 A チェック弁の閉りの早いショット B チェック弁の閉りの遅いショット P 圧力 Pv 速度切替圧力設定値 Pc V−P切替圧力設定値 Pk 保圧設定値 S 位置 S1 充填工程 S2 保圧工程 SA チェック弁の閉りの早いショットにおける最終段
射出距離 SB チェック弁の閉りの遅いショットにおける最終段
射出距離 V 速度(射出速度) V1 速度設定値 V2 速度設定値 V3 速度設定値(最終段速度設定値) t 時間 N ショット数

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 射出スクリュ位置を検出する位置検出器
    と圧力検出器と前記位置検出器を介して検出した射出ス
    トロークの時間微分値を算出する速度演算器もしくは射
    出スクリュの射出速度検出器とを装備し、かつ、充填工
    程を複数段の異なる射出速度で射出スクリュの速度制御
    を行なう射出成形機において、該複数段の射出速度の変
    更切替点のうち少なくとも最終段切替点においては、圧
    力検出器によって測定される射出シリンダ圧と樹脂圧力
    と金型内圧力のいずれかの圧力が予め設定された値に達
    したときに、該射出スクリュの射出速度切替を行なうこ
    とを特徴とする射出成形機の速度制御方法。
JP23474193A 1993-09-21 1993-09-21 射出成形機の速度制御方法 Expired - Lifetime JP2739751B2 (ja)

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