JPS5964336A - 射出成形機の射出工程制御方法および装置 - Google Patents

射出成形機の射出工程制御方法および装置

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JPS5964336A
JPS5964336A JP12351683A JP12351683A JPS5964336A JP S5964336 A JPS5964336 A JP S5964336A JP 12351683 A JP12351683 A JP 12351683A JP 12351683 A JP12351683 A JP 12351683A JP S5964336 A JPS5964336 A JP S5964336A
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Kiyokazu Kayanuma
萱沼 清和
Shingo Yugawa
湯川 真悟
Tadatoshi Sone
曾根 忠利
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C45/77Measuring, controlling or regulating of velocity or pressure of moulding material

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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

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】 この発明は、射出成形機の射出工程制御方法および装置
に関するものである。
従来より、射出成形機の射出工程において、射出プラン
ジャまたはスクリュの射出速度を変化させるプログラム
ドインジエクション法が知られているが、この種の方法
は射出開始より溶融樹脂がキャビティの末端に到達し充
填が完了する迄のいわゆる動的射出におしする充填圧力
あるいは充填速度を変化させるものであった。しかしな
がら、一般に射出工程は、射出開始より溶融樹脂がキャ
ビティの末端に到達する迄の充填工程と、その後の冷却
固化の進行と共に発生する体積変化を補うために射出ラ
ムに油圧を作用はせて射出プランジャまたはスクリュを
前進可能に保ち、溶融樹脂に圧力を加える保圧工程の両
者より成っており、保圧工程の制御も品質に重要な影響
を与えるものである。
しかるに、との保圧工程にプログラム制御を適用する技
術は従来存在しなかった。従来の保・正圧力の制御手段
としては、次のような方式が存在し、それぞれ次に述べ
るような欠点を有していた。
即ち、 ■、全射出工程を1圧力設定で制御する方式。
この方式は、充填と保圧の即J御上の明確な区別のない
方式であるが、この方式によれば、(1)充填速度を落
さないよう高圧設定すると、金型充満後の圧力が高くな
りすぎて、ノクリ。
残留応力が生じる。。
(2)金型充填完了後、パリ、残留応力を除くために低
圧設定すると低速充填とな)、ショートショット、ヒケ
が発生する。
(6)先の+1) 、 (21両条件を満足させる設定
はむずかしい口 (4)充填中の圧力と金型充満後の圧力が同一圧力であ
ることが上記欠点を発生させることになシ、同一圧力で
の制御では充填と保圧の制御上の区別はつけられない。
金型充満後の圧力レベルが任意に調整できないところに
問題がある。
L 次に、充填圧力と保圧力は別々に設定をするが保圧
のプログラムはしない方式によれば、(1)  ヒケ果
や気泡の発生を防ぐため高い保圧に設定すると、パリが
発生した)、残留応力が高くなシ変形する。
(2)パリや残留応力による変形を防ぐために、保圧を
低く設定するとヒケ巣や気泡の発生や寸法精度のバラツ
キが出やすい。
(3)先の(1) 、 (21両条件を満足させる設定
はむずかしい。
(4)保圧工程中に)ける一段だけの圧力レベルを任意
に調整できるだけの制御のために前記(11、(2+の
欠点を解決できない。
そこで、本発明においては、多様な形状、材質の成形品
それぞれについて、その品物に最も適した射出工程をプ
ログラムするため、充填工程と保圧工程とをそれぞれ成
形プロセスに適した方法でプログラムコントロールする
ようにし、特に保圧工程において保持圧力を任意のパタ
ーンに変化させることのできる射出工程制御方法および
装置を提供するにある。
次に、本発明の実施例につき、添付図面を参照しながら
以下詳細に説明する。なお、本実施例は、充填工程にお
いて5段階の射出速度制御を行い、保圧工程において2
段階の保持圧力制御を行うよう構成したものである。
実施例1 第1図乃至第4図に基づき説明する。1はスクリュを示
す。2け射出ラムを示し、図中右側の室に油圧が作用し
てスクリュ1を前進させ射出を行わせるものである。6
,4は金型を示し、5はスクリュ1に取付けられて同ス
クリュ1の往復運動に同調して移動するラックを示すも
のである。6はピニオンを示し、前記ラック5と噛合っ
てスクリュ1の移動にょ多回転し、スクリュ1の直線運
動を回転運動に変換するものである。7はポテンショメ
ータを示し、ピニオン乙に歯車列等を介して、又は直接
に連結されてビニオン6の回転によりスクリュ1の移動
距離を連続的な電気的信号に変換するもので、位置検出
器を構成する。Sは射出ストロークを示し、同ストロー
ク5ll−iA、B、C,D、BO5gJに区切ってあ
シ、射出時にスクリュ1が同区間A、B、C,D、Bを
各々異った射出速度で通過するよう構成される。
油圧回路について説明すると、Mlは射出切換用ソレノ
イドパルプを示し、スクリュ1の前進、後退の制御を行
うものである。M3〜M7はソレノイドパルプを示し、
その人、切にょシ射出ラム2への油圧を制御するもので
あシ、各油圧回路20〜24に設けである。また、各油
圧側1!!520〜24には70−コントロールバルプ
〔流量調整弁〕(、以下フローコンと呼ぶ)F1〜F5
が設けてあシ、各油圧回路20〜24を通過する油量を
同70−コンF1〜F5にょシ予め定めておき、射出時
にスクリュ1を前記A区間を通過する時は油圧回路2o
にょシ、同様にして9区1IJ1は油圧回路21、C区
間は油圧回路22、D区間は油圧回路26、E区間は油
圧回路24により予め定められた射出速度で前進させる
ものである。C1〜C5はチェックパルプを示し、各油
圧回路20〜24における逆流防止の為に設けられてい
る。R1はリリーフパルプ(圧力制御弁)を示し、射出
圧の設定を行うものである6M8.M9はソレノイドバ
ルブを示し、ソレノイドパルプM8はソレノイドパルプ
M9を介してリリーフパルプR2およびIIL s 全
制御するものである。リリーフパルプR2,R5は保圧
工程中に切換わる圧力を設定するものである。
第2図の電気回路について、第4図と共に説明する。7
は前述の如くスクリュ1の位置を電圧に変換するポテン
ショメータを示し、第4図に示すようにスクリュ1がス
トロークS間を移動する間に距離に比例して、0〜■5
までの電圧が変化するようになっている。8はスクリュ
1がA区間進んだ時ポテンショメータ7が示す電圧V1
を設定しておくポテンショメータ、 9はスクリュ1が
A十B区1■進んだ時ポテンショメータ7が示す電圧■
2を設定しておくボテンシ・ヨメータ、10はスクIJ
ユ1がA十B+C区1司進んだ時ポテンショメータ7が
示す電圧を設定しておくポテンショメータ、そして11
はスクリュ1がA−1−B十〇−)−D区間進んだ時ポ
テンショメータ7が示す電圧を設定しておくポテンショ
メータをそれぞれ示すものであシ、これらのポテンショ
メータ8〜11は射出速度切換位置設定器を構成する。
12〜15は信号発信器(比較器)を示し、各ポテンシ
ョメータ8〜11の設定電圧■1〜■−とスクリュ1の
移動に伴い刻々変化するポテンショメータ7の電圧トラ
比較し、両型圧が一致した時に内蔵するリレー(図示せ
ず)が動作して信号を発するよう構成されティる。12
a〜15a、12b〜15bは信号発信器12〜15の
内部にあるリレーの接点を示すものである。M3〜M9
はソレノイドバルブM3〜M9のソレノイドを示す。1
o几はリレーを示し、ソレノイドM7が励磁される表向
時に動作するものであり、A接点10R,を有する。T
 Rはタイマを示し、保圧工程において保圧圧力の切換
えを行うものであり、A接点TRを有する。30〜68
はソレノイドM3’〜M9の制御の為の電気回路を示す
次に、動作について説明する。射出開始信号により、ソ
レノイドバルブM1が前進位置すに切換わると、第2図
に示すように、電気回路30にあるソレノイドM3が励
磁され、ソレノイドバルブM3は前進位置に切換わり、
油圧回路20により射出ラム2へ油圧が作用してスクリ
ュ1は予めフローコンF1により定められた射出速度V
、(第3図参照)でA区間を通過する。スクリュ1がへ
区間を通過し了ると、ポテンショメータ7の電圧が予め
定められたポテンショメータ8の電圧V1(第4図参照
)と同一となp、信号発信器12の信号によりA接点1
2aが閉じてB接点12bが開くので、ソレノイドM6
′が無励磁となE′−気回路31にあるソレノイドM4
が励磁される。従って、ソレノイドバルブM6が切れ、
油圧回路21にあるソレノイドバルブM4が前進位置に
入り、70−コンF2 によって予め定められた油量が
射出ラム2へ作用し、スクリュ1はB区間を予め定めら
れた射出速度v2(第3図参照)により前進する。同様
にして、スクリュ1はC,D、E区間を各々の信号発信
器13,14.15によシ、電気回路32゜33 、3
4  と次々に切換わる。従って、油圧回路も22,2
6.24と順次切換わり、スクリュ1は各々の油圧回路
に設けられたフローコンF3F4 、 Fsを通過する
油量によって決定された各区間C、D 、 EO射出速
度v5)v41v5(第6図参照)で通過することにな
る。接点15bが15aに切換わると同時に、スクリュ
1は射出速度v5でE区間に入り、充填工程を完了し保
圧工程となる。丑た、接点15bが15aに切換わった
際、ソレノイドM7  (電気回路64)と電気回路6
5に有るリレー10凡が動作し、その人接点10R(電
気回路67)が閉じてソレノイドM8が励磁され、ソレ
ノイドバルブM8が入って射出圧力はリリーフバルブR
2に設定された予め定められた保圧圧力P2 (第6図
参照)トなる。一方、ソレノイドM8の励磁と同時にタ
イマTRがタイミングを開始し、予め定められた時間t
をタイムアウトすると、その人接点’r R’が閉じて
ソレノイドM9が励磁され、従ってソレノイドバルブM
9が入って予めIJ IJ−7バルプ、R5に設定され
た保圧圧力P5(第3図参照)になる。保圧圧力P3で
金型6,4のゲート部が固化し、シールが行われる一定
時間が経過すると、射出工程完了のタイマ(図示せず)
が動き射出完了となる。
実施例2 第5図および第6図によって説明する。101はスクリ
ュを示す。102は射出ラムを示し、射出11t!lに
油圧か作用してスクリュ101を前進させて射出を行わ
せるものである。103 、104は金型を示し、1℃
5はスクリュ101に取付けられ同スクリュの往復連動
に同調しているラックを示すものである。106はピニ
オンを示し、前記ラック105と噛合ってスクリュ10
1の移動によシ回転し、スクリュ101の直線運動を回
転運動に変換するものである。107はポテンショメー
タを示1−、ピニオン106に歯車列等を介して、塘た
は直接に連結されてピニオン106の回転を受けてスク
リュ101の移動量を連続的な電気的信号に変換するも
ので1位置検出器を構成する。
Sは射出ストロークを示し、同ストロークSはA、 B
’、 C’、D’ 、 E’の5段階に区切ってあシ、
射出時にスクリュ101が同区間A’、 B’、 d、
 D’ 。
E′を各々異なった射出速度で通過するよう構成される
油圧回路について説明すると、mlは射出切換用ソレノ
イドバルブを示し、射出ラム102の制御を行うもので
ある。!1は電磁フローコントロールバルブ〔流量調整
弁〕(以下電磁フローコンと呼ぶ)で、電圧或いは電流
(以下電圧として説明する)の強弱に比例して絞シがυ
:]閉し、電圧の大きい時は絞りが小さく、従って流量
は多くなる。また、電圧の小さい時は絞シが大きく、従
って流量は少くなる。P F2はポンプを示す。rは電
磁IJ IJ−7バルブ(圧力制御弁)全示し、電圧の
強弱により設定圧が変化するものである。
電気回路について説明すると、107は前述の如くスク
リュ101の位置を電圧に変換して示すポテンショメー
タを示し、スクリュ1Q1がスト・ローフS間を移動す
る間に距離に比例して電圧を0より始ま構成る一定の電
圧まで連続的に変化させる。108はスクリュ101が
へ区間進んだ時ポテンショメータ107が示す電圧を設
定するポテンショメータを示すものである。同様に、1
09〜111はポテンショメータを示し、スクリュ10
1が A十B 、A十B+C,A十B十C十り進んだ時
ポテンショメータ107が示す電圧を各々設定するもの
で、これらのボテンシヌメータ108〜111は射出速
度切換位置設定器を構成する。112〜115は信号発
信器(比較器)を示し、各ポテンショメータ108〜1
11の設定電圧とスクリュ101の移動に伴い刻々変化
するポテンショメータ107の電圧とを比較し、両室圧
が一致した時に内蔵するリレー(図示せず)が動作して
信号を発するよう構成されている。112a〜115a
は信号発信器内にあるリレーのA接点、112b〜11
5bはB接点をそれぞれ示す。116゜117は増幅器
を示し、後述するポテンショメータ118〜125に設
定された電圧を増幅して、電磁フローコンf、及び電磁
リリーフパルプrを作動させるものである。ポテンショ
メータ118〜122は、予め各々に電圧を設定してお
き、信号発信器112〜115の発する信号によl[見
回路(50〜54)の切換えが行われた時、各々定めら
れit<圧を電磁フローコンf1に作用させ、予め定め
られた油量を射出ラム102へ作用させて、″射出速度
を制御する電気量設定器群を構成するものである。同様
に、ポテンショメータ126〜125は、予め定められ
た電圧を設定しておき、これを電磁υす〜ノバルプrK
作用させ、充填工程中の射出圧力及び保圧工程における
保圧圧力を制御する電気量設定器群を構成するものであ
る。100T几はタイマを示し、保圧工程中の保圧圧力
の切換えを行うものであり、接点100Tlビを有する
。R,Sはリレーを示し、A接点R81,R85および
B接点R,82を有する。
次に、動作について説明する。射出開始信号によp、ソ
レノイドパルプm1が前進位置に切換わると、電気回路
50にあるポテンショメータ118に設定された電圧に
よシミ磁フローコンf1が定められた流量を射出ラム1
02に作用させ、予め定められた射出速度でスクリュ1
01はストロークS間中のA区間を前進する。その間射
出圧は電気回路55にあるポテンショメータ125によ
って定められた電磁リリーフノ(ルプrの設定圧に保た
れる。スクリュ101がへ区間を通過し了ると、ポテン
ショメータ108の電圧と一致し、信号発信器112に
より信号が発せられ接点112bが接点112aに切換
わり、従って電気回路50が電気回路51に切換わり、
今度はポテンショメータ119の設定電圧により定めら
れた流量によりスクリュ101はB区間を予め定められ
た射出速度で前進する。同様にして、C′区間はポテン
ショメータ120によシ、D区間はポテンショメータ1
21によシ、またE′区間はポテンショメータ122に
よシミ磁フローコンf。
の流量が制御され、定められた射出速度でスクリュ10
1は前進する。スクリュ101がD区間を通過し了って
、信号発信器115の信号により接点115bが115
aK切換わると、同時にリレー1tSが励磁されてA接
点1(,81を閉じ、保圧圧力を切換える為のタイマ1
00’I”几がタイミングを開始する。これと同時にA
接点R85(電気回路56)も閉じるので、射出圧はポ
テンショメータ124により決定される電磁リリーフパ
ルプrの設定圧となシ、充填工程が完了した後の保圧工
程中の圧力制御に移る。゛パパ前記タイマf00’T1
%がタイムアウトすると、接点100TRが電気回路5
6よシミ見回路57へ切換わり、従って電磁IJ IJ
−7バルプrの設定圧はポテンショメータ126によシ
決定されることになシ、保圧圧力が変化することになる
実施例6 ^(18己実施例1および2においては、スクリュ1お
よび101に対してその往復運動に同調して移動するラ
ック5および105を設けると共にこのラック5および
105と噛合ってスクリュ1および101の直線運動を
回転運動に変換するピニオン6および106を設け、さ
らにこのピニオン6および106にポテンショメータ7
および107を連結シてスフ1JL1オよび101の位
置検出によシ光填工程から保圧工程へ切換える制御方式
を示したが、このような位置検出方式に代えて、金型6
,4および106゜104の一部を介してキャビティ内
部に圧力セン゛すを配置するか、射出シリンダ内に油圧
センサを配置し、前記位置検出方式と同様に圧力検出方
式により前記第1図および第2図もしくは第6図および
第7図に示すが如き制御方式を使用して前述した実施例
1および実施例2と同様の充填工程と保圧工程を結合さ
せたプログラム制御を実現することができる。
前述した実施例から明らかなよ、′うに、本発明におい
ては、保圧の時間による多段プログラム制御を行うこと
から、次のような優れた効果が得られる。
(1)保圧工程において、キャビティ表面部が充分流動
状態にあるときは、該当する時間は低圧に制御し、パリ
の発生を防止することができる。
(2)スキン層が適度に冷えて、パリ発生の心配がなく
なった時間からは高圧をかけて高密度でヒケのない成形
品を成形することができる。
(6)過度な圧力が加わらないように、冷却の進行状態
に応じて所定時間経過後からは圧力を低くし、残留応力
を低減することもでき、る。
従って、本発明の保圧工程制御において、自由自在に、
時間で圧力を多段にプログラムできるので、残留応力に
よる変形、ヒケ巣、気泡、寸法鞘jMのバラツキのない
成形品が成形できる。
しかも、この保圧のプログラム制御は、成形品の肉厚分
布、ゲートの方式、使用する樹脂の性質によって最適な
保圧プログラムパターンは多様となるために任意にプロ
グラム可能であることが特に要求される。この点で、本
発明の時間による保圧多段プログラム制御によれば、成
形品の収縮を補充するだけの保圧工程ではスクリュの移
動量が微量カのでタイマの使用によ9時間による区間外
1illl精度を高めることができ、プログラム制御の
効果を一層向上させることができる。
以上1本発明の好適な実施例について説明したが、本発
明の射出工程制御装置において、充填工程のプログラム
制御は速度制御方式に限らず圧力制御方式を採用するこ
とも可能であり、丑た充填工程から保圧工程への切換制
御を行うに際し、射出プランジャまたはスクリュの位置
検出方式に限らずキャビティ内の圧力あるいは射出/リ
ンダ内の油圧の検出方式を採用することも可能であシ、
その細氷発明の精神を逸脱しガい範囲内において柵々の
設計変更をなし得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例を示す射出成形機の射出装
置の縦断面図および油圧制御系統の概略図、第2図は第
1図に示す制御系統の′電気制御回路図、第6図は本発
明装置による射出工程中の射出速度とスクリュのストロ
ークの位置との関係を示すグラフ、および射出圧力と射
出工程時間との関係を示すグラフ、第4図はスクリュの
ストロークSとポテンショメータの発生電圧との関係を
示すグラフ、第5図は本発明の第2実施例を示す油圧制
御系統の概略図、第6図は第5図に示す制御系統の電気
制御回路図である。 1.101・・・スクリュ  2,102・・・射出ラ
ム3.4,103..104・・、金型 5,105川
ラツク6.106・・・ ピニオン 7.107・・・ ポテンショメータ(位置検出器)8
〜11,108〜111 ・・・ ポテンショメータ(
射出速度切換位置設定器) 12〜15,112〜11ム・・・信号発信器(比較器
)12a〜15a、112a〜115a・・・リレー接
点20〜24・・・油圧回路  30〜64・・・電気
回路M1 、ml・・・射出切換用ソレノイドバルブM
3−M9・・・ ソレノイドバルブ 出〜M9・・・ ソレノイド F1〜F5・・・ フ四−コントロールバルフ(流1a
14整弁)fl・・・電磁フローコントロールパルプ(
流量調整弁)fL1〜几5・・・ リリーフパルプ(圧
力制御弁)r ・・・ 電磁IJ jJ−7バルプ(圧
力制御弁)10R,)υS ・・・ リ  し −1o
m、助1・・・ リレーのA接点 T几、100T几・・・タイマ Tig、1ooTi−ff・・・タイマのA接点C1−
c5・・・チェックパルプ PFl、PF2.−3.ポンプ 118〜125・・・ポテンショメータ(電気音設定器
群)特許出願人 東芝機械株式会社 出願人代理人  弁理士  浜 1)治 雄FIG、 

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)キャビティ内に溶融樹脂を充填する充填工程と、
    前記キャビティ内に充填された溶融樹脂の冷却固化に伴
    う収縮を補うために押圧する保圧工程から成る射出成形
    機の射出工程の制御方法において、 位置検出器により充填工程中の射出プランジャまたはス
    クリュの位置を検出し、 この位置検出器で検出した検出信号を予め設定した位置
    設定値と比較器により比較して充填工程を完了させ保圧
    工程の開始を指令する信号を出力し、 前記比較器の出力信号により充填工程から保圧工程の制
    御回路に切換え、 油圧回路中に複数個の圧力制御弁または電気量の大小に
    より圧力調整を行う圧力制御弁とこの弁制御用の複数個
    の電気量設定器群とを設けて保圧工程中の保持圧力を任
    意に多段に設定できるようにし。 前記比較器の出力信号から射出工程完了までの保圧工程
    を複数のタイマにより複数区間に分割し、前記複数個の
    圧力制御弁の油圧回路または電気量の大小によシ圧力調
    整を行う圧力制御弁を制御するための複数個の電気量設
    定器群を順次切換えて+i、−−’     、保圧工
    程中は油圧駆動源の圧力を変化させて保持圧力を予め設
    定したプログラムにより制御することを特徴とする射出
    成形機の射出工程制御方法。
  2. (2)  キャビティ内に溶融樹脂を充填する充填工程
    制御と、前記キャビティ内に充填された溶融樹脂の冷却
    固化に伴う収縮を補うために押圧する保圧工程制御とを
    行う射出成形機からなり、保圧工程中は油圧駆動源の圧
    力を変化させて保持圧力を予め設定したプログラムによ
    多制御するよう構成した射出工程制御装置において、 射出プランジャ吐たはスクリュの前進に伴い充填工程の
    完了を検出する位置検出器と、この位置検出器の検出信
    号に基づいて保圧工程の開始を指令する信号を出力する
    比較器と、 前記比較器の出力信号により充填工程から保圧工程に切
    換える制御回路と、 保圧工程中の保持圧力を任意に設定できるよう油圧回路
    中に設けた複数個の圧力制御弁または電気量の大小によ
    シ圧力調整を行う圧力制御弁とこの弁制御用の複数個の
    電気量設定器群と、 前記比較器の出力信号から射出工程完了までの保圧工程
    を複数に区分すると共に前記保圧工程中の複数区分を順
    次前記圧力制御弁を設けた油圧回路または電気量設定器
    群に設定した電気量に切換えるだめの信号を出力する複
    数のタイマとを備えることを特徴とする射出成形機の射
    出工程制御装置。
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