JPS63114620A - 射出成形機の動作状態検出方法 - Google Patents

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〕 本発明は成形サイクル中の作動状態を確認する場合等に
用いて好適な射出成形機の動作状態検出方法に関する。

〔従来技術及びその問題点〕

一般に、射出成形機においては所定の成形サイクルを繰
返して成形を行い、この際、作動状態の確認、成形品の
品質確認、最適成形条件の探究等を目的として成形サイ
クル中の動作状態を検出している。

従来の検出方法は一定時間（例えば２０ｍ５ｅｃ（全射
出時間：　５．５ｓｅｃ））毎に速度及び圧力の大きさ
を検出し、検出された各データによって経時的に変化す
る状態を射出成形機に付設したディスプレイ上にグラフ
表示し、また、記憶装置に記憶させていた。

つまり、動作状態は時間を変数として検出していた。

しかし、このような従来の検出方法は一定時間毎に圧力
値を記憶してい（ため、大容量の記憶装置を必要とし、
装置全体の大型化、高価格化を招く問題がある。一方、
検出点の数を減少させるために検出の時間間隔を太き（
することも考えられるが、これでは短時間に急激に変化
する点（圧力切換点）の圧力変化を適確に検出できない
。

例えば、第６図は従来の検出方法によって検出した射出
工程の圧力制御領域における型内圧の変化特性を示した
ものである。同図から明らかなように、型内圧は金型キ
ャビティ内における充填樹脂の冷却収縮による充填不足
解消のため、初期は高い射出圧力が付与されるが、その
後残留応力を防止するために射出圧力は低圧側へ切換え
て保持される。しかしながら、その圧力切換点での検出
点は時間（ｔｏ）毎に検出されるため粗くなり、変化特
性が本来（ＭＯ）であるにも拘わらず、大きくズレ、検
出結果は（Ｍｌ）になってしまう等、正確な圧力検出が
できない問題がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上述した従来技術に存在する問題点を解決した
射出成形機における動作状態検出方法の提供を目的とす
るもので、特に成形サイクル中に圧力制御領域を有する
射出成形機において、圧力制御領域（Ｚｐ）における圧
力を継続して検知し、検知した圧力が予め設定した一定
圧力変化した時点の動作状態に係わる物理量（圧力値等
）を検出するようにしたことを特徴としている。

〔作　　用〕

次に、本発明の作用について説明する。

本発明に係る動作状態検出方法は圧力制御領域（Ｚｐ）
における圧力を継続して検知するとともに、検知した圧
力が一定圧力変化した時点の物理１を順次検出する。特
に圧力変化が急激な部分も時間に関係なく検出する。し
たがって、全体の検出点を増加させることなく、圧力を
変数として動作状態の変化特性を得ることができる。

〔実　施　例〕

以下には本発明に係る好適な実施例を図面に基づき詳細
に説明する。第１図は本発明方法によって検出した動作
状態に係わる物理量の変化特性図、第２図は本発明方法
を実施する動作状態検出装置を備えた射出成形機の側面
図、第３図は本発明方法を実施する検出系のブロック回
路図、第４図は射出工程における物理量の変化特性図、
第５図は速度制御領域における物理量の変化特性図であ
る。

まず、動作状態検出装置及び射出成形機の概略構成につ
いて第２図を参照して説明する。

図中符号（１）で示す射出成形機は大別して機台（２）
、この機台（２）上に設置される直圧式型締装置（３）
、この型締装置（３）の型取付面に取り付けた可動型（
４ａ）と固定型（４ｂ）からなる金型（４）、機台（２
）上に設置されるインラインスクリュ式射出装置（５）
を備え、これらは公知の射出成形機を構成している。

また、機台（２）には成形機コントローラ（６）を内蔵
するとともに、動作状態検出装置（２０）を装備する。

次に、動作状態検出装置（２０）について説明する。

まず、型締装置（３）には型締時の油圧力を検出する型
締圧力検出器（２１）、それに可動型（４ａ）を取り付
けた可動盤の位置を検出する可動盤位置検出器（２２）
を付設する。また、金型（４）には金型キャビティ内に
射出充填された樹脂温度を検出する型内樹脂温度検出器
（２３）、金型キャビティ内の樹脂圧を検出する型内圧
検出器（２４）及び金型温度を検出する型温検出器（２
５）を付設する。さらにまた、射出装置（５）には加熱
筒の温度を検出する加熱筒温度検出器（２６）、スクリ
ュ位置を検出するスクリュ位置検出器（２７）及び射出
時の油圧力を検出する射出圧検出器（２８）を付設する
。

これら各検出器（２１）〜（２８）は必要に応じて変換
、補正、増幅、Ａ／Ｄ　（アナログ−ディジタル）変換
等の機能をもつアンプ（２９）〜（３６）を介してスレ
ーブＣＰ　Ｕ　（３７）に接続する。また、スレーブＣ
Ｐ　Ｕ　（３７）はＲＡ　Ｍ　（３８）を介してメイン
ｃ　ＰＵ　（３９）に接続し、さらにメインＣＰ　Ｕ　
（３９）には表示装置（４０）、外部記憶装置（４１）
、検出位置間隔設定器（４２）、検出時間間隔設定器（
４３）をそれぞれ接続するとともに、前記成形機コント
ローラ（６）を接続する。

また、動作状態検出装置（２０）のおいて本発明方法を
実施する検出系を第３図を参照して説明する。

なお、同図において第２図と同一部分は同一符号を付し
である。まず、射出シリング、金型キャビティ等の圧力
被検出物（５１）には圧力センサ（５２）を付設し、こ
の圧力センサ（５２）はアンプ（５３）を介して検出コ
ントローラ（スレーブＣＰ　Ｕ　（３７）、ＲＡ　Ｍ　
（３８）、メインＣＰ　Ｕ　（３９）を含む）（５４）
に接続する。このコントローラ（５４）には成形機コン
トローラ（６）、圧力間隔設定器（５５）を接続すると
ともに、ＲＡＭ（５６）を接続し、このＲＡ　Ｍ　（５
６）にはＣＲＴ、プラズマディスプレ等の表示装置（４
０）、Ｘ−Ｙレコーダ、プリンタ等の記録装置（５７）
、フロッピディスク、ＩＣカード等の外部メモリ（４１
）に接続する。

次に、成形サイクルの一部である射出工程の動作状態の
検出について説明する。スクリュが前進移動し、その前
方に蓄積されている樹脂材料を金型キャビティ内へ充填
する速度制御領域（Ｚｖ）と、充填が終了しスクリュが
ほぼ停止した状態で所定の保圧を付与する圧力制御領域
（Ｚｐ）からなる。

まず、速度制御領域（Ｚｖ）においては位置を変数とし
て設定する。つまり、各検出点間の距離（Ｌｏ）は検出
位置間隔設定器（４２）によって設定し、また、圧力制
御領域においては時間を変数として設定する。各検出点
間の時間（ＴＯ）は検出時間間隔設定器（４３）によっ
て設定する。各設定器（４２）、（４３）で設定した条
件、検出項目（射出速度、射出圧力、型内圧）等はメイ
ンＣＰ　Ｕ　（３９）からＲＡ　Ｍ　（３８）を介して
スレーブＣＰ　Ｕ　（３７）へ送られる。

今、成形機コントローラ（６）から射出開始信号がメイ
ンＣＰ　Ｕ　（３９）に与えられると、この射出開始信
号はＲＡ　Ｍ　（３８）を介してスレーブＣＰ　Ｕ　（
３７）へ送られ、スレーブＣＰ　Ｕ　（３７）は検出を
開始する。

このときスレーブＣ’Ｐ　Ｕ　（３７）に内蔵するタイ
マが計時を開始する。また、同時にスクリュが前進を開
始し、スクリュが上記検出位置間隔設定器（４２）に設
定された距離（Ｌｏ）だけ前進すると、この検出点で射
出速度、射出圧力、型内圧及び時間を検出して速度制御
領域における各データをＲＡ　Ｍ　（３８）へ記憶する
。なお、射出速度はスクリュ位置を時間で微分する。そ
して、スクリュは前進とともに当該設定器（４２）で設
定された距Ｍ（Ｌｏ）毎の検出点でデータを検出し、Ｒ
ＡＭ（３８）へ書き込む。ＲＡＭ（３８）に書込まれた
データはメインＣＰ　Ｕ　（３９）へ送られ、所定の演
算がなされた後、表示装置（４０）によって第４図に示
すようなグラフ形式、又はディジタル値等による一覧表
形式によってリアルタイム表示される。なお、第４図は
射出ストロークが７５ｍｍ（８０〜５ｍｍ）、射出時間
が５．５秒の成形品を４速３圧のプロセス制御により成
形した場合をグラフ表示したものであり、速度制御領域
（Ｚｖ）の検出点は射出開始位置から０．２ｎ＋ｍ毎に
設定した。

ところで、速度制御領域（Ｚｖ）では位置を変数として
動作状態を検出するため、最適成形条件を設定する際の
変速点も容易に選定できる。まず、成形条件の不明な金
型を単一速度及び単一圧力により成形して得た射出圧力
の変化特性が第５図（ａ）とする。なお、同図（ａ）の
特性はパリ、ショートはないがジェツテイング、内部応
力を有する。一方、同図（ｂ）のように成形品（４５）
及びランチ枝（４６）の形状が形成されているとすると
、同図（ａ）と（ｂ）の比較により圧力の立ち上がり（
変速点）かＢ点と０点に存在することが認められる。Ｂ
点は樹脂がゲートを通過する際に絞られて圧力上昇する
点であり、０点は金型キャビティ内に樹脂が満たされた
ために圧力が立ち上がる点である。したがって、Ｂ点、
０点を切換位置として同図（ｃ）のようにプロセス制御
を行えばよく、これにより、初期速度を下げて過充填に
よる内部応力を除去できる最適な成形条件を得る。なお
、このＢ点、０点は変化特性（同図（ａ））上にスクリ
ュの位置情報として表れるので、その位置をそのまま設
定位置とすることができる。

他方、スクリュ位置が成形機コントローラ（６）に設定
された速度制御領域（Ｚｖ）から圧力制御領域（Ｚｐ）
に切換ねる速度圧力切換位置に達すると、成形機コント
ローラ（６）からそのための指令信号が出力し、圧力制
御領域（Ｚｐ）へ移行する。

圧力制御領域（Ｚｐ）においては検出コントローラ（５
４）が備えるタイマ機能により計時を開始するとともに
、圧力制御領域開始時点の型内圧力値と、当該開始時点
からの経過時間を検出して第一のデータとしてＲＡ　Ｍ
　（５６）へ記憶する。ＲＡ　Ｍ　（５６）へ記憶され
たデータは表示装置（４０）に表示され記録装置（５７
）により記録される。

一方、圧力センサ（５２）からは継続して型内圧力の検
出信号が検出コントローラ（５４）へ送られ、初期に検
出した圧力値と比較して圧力偏差（Ｐｄ）を求める。他
方、圧力間隔設定器（５５）にはサンプリング間隔を定
める一定圧力（Ｐｏ）が設定されており、この一定圧力
（Ｐｏ）に前記圧力偏差（Ｐｄ）が一致したらその時点
の型内圧力値と時間を検出して第二のデータとしてＲＡ
　Ｍ　（５６）へ記憶する。

以下、同様に現在の型内圧力値と、前回記憶された型内
圧力値を比較して圧力偏差を求め、この圧力偏差（Ｐｄ
）が一定圧力（Ｐｏ）に一致する毎にその時点での型内
圧値と、時間を検出して順次記憶させる。また、必要に
よりタイマ機能を利用しタイマの計時を監視し、一定時
間経過しても圧力偏差（Ｐｄ）が一定圧力（Ｐｏ）に一
致しない場合には当該一定時間経過後に型内圧力値と時
間を検出して記憶する。

このように時間検出を併用することにより、より精度の
高い検出を行うことができる。そして、成形機コントロ
ーラ（６）から射出工程完了信号が発せられるとその時
点での型内圧力、経時時間を検出し、最終データとして
ＲＡ　Ｍ　（５６）へ記憶するとともに、このＲＡ　Ｍ
　（５６）内の全データを外部記憶装置（４１）へ記憶
させ、ＲＡ　Ｍ　（５６）を初期化するとともに、タイ
マ機能をリセットする。

第１図に上記方法によって検出した型内圧力の変化特性
を示す。これより明らかなように、従来のもの（第６図
）に比ベデータ数は従来の２３点に比べ９点と少ないが
圧力切換点でのデータ数は逆に多くなり、特性曲線自体
は全体に正確さが向上している。

以上、実施例について詳細に説明したが本発明はこのよ
うな実施例に限定されるものではない。

例えば、射出工程を例にとって説明したが、型締工程を
含む任意の工程に適用できる。また、動作状態に係わる
物理量は型温、型内樹脂温度、加熱筒温度スクリュ位置
等であってもよいし、圧力検出は型締工程の型締シリン
ダ内圧力を検出してもよい。

その他網部の構成、手法等において本発明の要旨を逸脱
しない範囲で任意に変更実施できる。

〔発明の効果〕

このように、本発明に係る射出成形機の動作状態検出方
法は成形サイクル中の圧力制御領域における圧力を継続
して検出し、検出した圧力が予め設定した一定圧力変化
したときの圧力値を検出するようにしたため、圧力制御
領域の動作状態を高精度に検出でき、以て射出成形機の
作動確認、成形品の品質確認、最適成形条件の探究を容
易かつ正確に行うことができる。さらにまた、必要かつ
最適な検出点を設定できるため、記憶装置も適切な容量
で足り、装置の小型化、低コスト化に貢献できる。

【図面の簡単な説明】

第１図：本発明方法によって検出した動作状態に係わる
物理量の変化特性図、 第２ｌ：本発明方法を実施する動作状態検出装置を備え
た射出成形機の側面図、 第３ｌ：本発明方法を実施する検出系のブロック回路図
、 第４図：射出工程における物理１の変化特性図、第５図
：圧力制御領域における物理量の変化特性図、 第６図：従来方法によって検出した動作状態に係わる物
理量の変化特性図。 尚図面中、 （Ｚｐ）　：圧力制御領域 特許出願人　　日精樹脂工業株式会社 代理人弁理士　下　　１）　　　　茂 第１図 時間 第３図 第５図 第６図 時間

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔１〕成形サイクル中に圧力制御領域を有する射出成形
   機の動作状態検出方法において、前記圧力制御領域にお
   ける圧力を継続して検知し、検知した圧力が予め設定し
   た一定圧力変化した時点の動作状態に係わる物理量を順
   次検出するようにしたことを特徴とする射出成形機の動
   作状態検出方法。 〔２〕一定の時間を設定し、当該時間内に圧力が前記一
   定圧力変化しないときは当該一定時間経過時点の物理量
   を検出することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の射出成形機の動作状態検出方法。