(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動機構部によりスクリュを回転させて計量を行う射出成形機の計量処理方法において、予め前記樹脂圧の増加を相殺するスクリュの後退移動特性を設定し、前記スクリュを回転させて計量を行った後、前記スクリュを所定距離だけ後退移動させてサックバック処理を行うとともに、この後、当該サックバック処理の後に発生する樹脂圧の増加を相殺するように前記後退移動特性に従って前記スクリュを後退移動させる樹脂圧相殺処理を行うことを特徴とする射出成形機の計量処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動機構部によりスクリュを回転させて計量を行う射出成形機の計量処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、サーボモータを用いた駆動機構部によりスクリュを回転させて計量を行う射出成形機の計量処理方法は、特公平７−４１６５２号公報で開示される射出成形機のサックバック制御方法が知られている。
【０００３】
同公報に開示される方法は、移動用駆動装置によって動かされる可動部材とこの可動部材によって加熱筒に対して移動させられる射出スクリュとの間に設けられた圧力センサでサックバック時に射出スクリュにかかる圧力を検出し、射出スクリュのサックバック速度が段階的もしくは連続的に徐々に低下するように射出スクリュのサックバック位置に対応して定められたサックバック速度で射出スクリュをサックバックさせ、圧力センサの検出圧力と予め設定された圧力の目標値との関係が予め定められた関係となった場合に射出スクリュのサックバックを停止させるようにしたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したサックバック制御方法をはじめ、従来の計量処理方法は、図４に示すように、スクリュを所定の回転速度Ｖｒｒ〔ｒｐｍ〕により回転させて計量を行った後、サックバック処理によりスクリュを所定距離Ｌｓｒ〔ｍｍ〕だけ後退移動させるため、スクリュに対する背圧（樹脂圧）Ｐｂｒ〔ＭＰａ〕を一旦は０にすることができる。
【０００５】
しかし、サックバック処理は、射出ノズルから樹脂が垂れるいわゆる鼻垂れ現象を防止するためのものであり、この鼻垂れ現象は、スクリュ逆流防止弁の前後の圧力差と樹脂の惰性によって発生する。したがって、その発生原理を考慮すれば、サックバック処理により樹脂圧Ｐｂｒが一旦０になったとしても、時間の経過とともに僅かではあるが再び樹脂圧Ｐｂｒが上昇してしまう。このようなサックバック処理後の樹脂圧上昇は比較的小さく、従来はあまり目が向けられなかったが、時間の経過により大きくなるとともに、樹脂が垂れ落ちないまでも溶融樹脂が空気に触れる度合が高まることから、成形品に対する高度の品質及び高度の均質性を実現するには無視できない要因となり、また、多様化する樹脂グレードにも十分対応できない問題があった。
【０００６】
なお、サックバック処理時におけるスクリュの後退距離を長めにしたり、上述した特公平７−４１６５２号公報のように段階的に行うことも考えられるが、前者はエアの巻込みを招くとともに、後者はサックバック処理自体の改善に留まることから、鼻垂れ現象の発生原理を考慮すれば、上記問題の抜本的な解決とはならない。なお、図４において、Ｖｂｒ〔ｍｍ／ｓ〕はスクリュの後退移動速度、Ｘａｒ〔ｍｍ〕はサックバック開始位置、Ｘｂｒ〔ｍｍ〕はサックバック終了位置、Ｖｓｒ〔ｍｍ／ｓ〕はサックバック時におけるスクリュの後退移動速度をそれぞれ示す。
【０００７】
本発明は、このような従来の技術に存在する課題を解決したものであり、特に、成形品に対する高度の品質及び高度の均質性を実現できるとともに、多様化する樹脂グレードにも十分に対応することができる射出成形機の計量処理方法の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び実施の形態】
本発明に係る射出成形機Ｍの計量処理方法は、駆動機構部２によりスクリュ３を回転させて計量を行うに際し、予め樹脂圧Ｐｂの増加を相殺するスクリュ３の後退移動特性を設定し、スクリュを回転させて計量を行った後、スクリュ３を所定距離Ｌｓ〔ｍｍ〕だけ後退移動させてサックバック処理を行うとともに、この後、当該サックバック処理の後に発生する樹脂圧Ｐｂ〔ＭＰａ〕の増加を相殺するように上記後退移動特性に従ってスクリュ３を後退移動させる樹脂圧相殺処理を行うことを特徴とする。
【０００９】
【実施例】
次に、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。
【００１０】
まず、本実施例に係る計量処理方法を実施できる射出成形機Ｍの構成について、図２を参照して説明する。
【００１１】
図２に示す射出成形機Ｍは、型締装置を除いた射出装置Ｍｉのみを示す。射出装置Ｍｉは、離間した射出台１１と駆動台１２を備え、この射出台１１の前面に加熱筒１３の後端が支持される。加熱筒１３は、前端に射出ノズル１４を、また、後部に当該加熱筒１３の内部に成形材料を供給するホッパ１５をそれぞれ備えるとともに、加熱筒１３の内部にはスクリュ３を挿通させる。一方、射出台１１と駆動台１２間には四本のタイバー１７…を架設し、このタイバー１７…に、スライドブロック１８をスライド自在に装填する。スライドブロック１８の前端には、被動プーリ１９を一体に有するロータリブロック２０を回動自在に支持し、このロータリブロック２０の中央にスクリュ３の後端を結合する。さらに、スライドブロック１８の側面には、ロータリエンコーダ２１を付設した計量用サーボモータ２２を取付け、この計量用サーボモータ２２の回転シャフトに固定した駆動プーリ２３と被動プーリ１９間に、無端タイミングベルト２４を架け渡して計量用の駆動機構部２を構成する。
【００１２】
他方、スライドブロック１８の後部には、ナット部２６を同軸上一体に設けるとともに、駆動台１２に回動自在に支持されたボールねじ部２７の前側をナット部２６に螺合させることにより、ボールねじ機構２５を構成する。さらに、駆動台１２から後方に突出したボールねじ部２７の後端には、被動プーリ２８を取付けるとともに、駆動台１２に取付けた支持盤１２ｓには、ロータリエンコーダ２９を付設した射出用サーボモータ３０を取付け、この射出用サーボモータ３０の回転シャフトに固定した駆動プーリ３１と被動プーリ２８間に、タイミングベルト３２を架け渡して射出用の駆動機構部３３を構成する。なお、射出用サーボモータ３０を駆動制御することにより、後述する計量工程におけるサックバック処理及び樹脂圧相殺処理を行うことができる。
【００１３】
また、Ｓは制御系であり、制御部３５を備える。この制御部３５は、成形サイクルにおける射出工程，計量工程等の基本成形工程を実行するための各種制御機能を備えるとともに、シーケンスコントローラを内蔵し、本実施例に係る計量処理方法を実施することができる。制御部３５には、速度，時間等の各種条件設定を行うことができる設定部３６を接続するとともに、射出ノズル１４に付設して内部の樹脂圧Ｐｂ〔ＭＰａ〕を検出する樹脂圧センサ３７を接続する。さらに、制御部３５には計量用サーボ回路３８及び射出用サーボ回路３９を接続する。そして、計量用サーボ回路３８には、計量用サーボモータ２２及びロータリエンコーダ２１を接続するとともに、射出用サーボ回路３９には、計量用サーボモータ３０及びロータリエンコーダ２９を接続する。
【００１４】
次に、本実施例に係る計量処理方法について、図２及び図３を参照しつつ図１に示すフローチャートに従って説明する。
【００１５】
まず、計量工程では、計量用サーボモータ２２が作動し、予め設定された回転速度Ｖｒ〔ｒｐｍ〕によりスクリュ３が回転する。これにより、加熱筒１３内で可塑化溶融した樹脂はスクリュ３の前方に移動して計量蓄積される。一方、スクリュ３は計量開始位置（スクリュ最前進位置）から後退移動速度Ｖｂ〔ｍｍ／ｓ〕により徐々に後退移動する（ステップＳ１）。そして、スクリュ３が計量終了位置に達すれば、サックバック処理を実行する（ステップＳ２）。サックバック処理は、制御部３５により射出用サーボモータ３０を駆動制御し、予め設定した後退移動速度Ｖｓにより所定距離Ｌｓ〔ｍｍ〕だけ後退移動させる制御を実行する（ステップＳ３）。なお、所定距離Ｌｓは、距離，時間又は位置により設定することができる。これにより、加熱筒１３内の圧抜きが行われ、樹脂圧（背圧）Ｐｂは０になる。
【００１６】
次いで、サックバック処理の終了により樹脂圧相殺処理を実行する（ステップＳ４）。樹脂圧相殺処理では、制御部３５により射出用サーボモータ３０を駆動制御し、サックバック処理の後に発生する樹脂圧Ｐｂの増加を相殺するようにスクリュ３を後退移動させる制御を行う（ステップＳ５）。
【００１７】
具体的な制御方法としては、予め樹脂圧Ｐｂの増加を相殺するスクリュ３の後退移動特性を、実際の試し成形等により求め、この後退移動特性を登録するとともに、この登録された後退移動特性に従ってスクリュ３を後退移動、即ち、オープンループ制御によりスクリュ３を後退移動させる。
【００１８】
他方、樹脂圧相殺処理における他の制御方法としては、樹脂圧センサ３７により樹脂圧Ｐｂを検出するとともに、樹脂圧Ｐｂに対する目標値を０に設定し、制御部３５により樹脂圧Ｐｂを相殺するように計量用サーボモータ２２の回転をフィードバック制御（クローズドループ制御）することも可能である。なお、樹脂圧センサ３７から検出される樹脂圧Ｐｂの代わりに、図２に示すスライドブロック１８とロータリブロック２０間に介在させたロードセル４１により検出される樹脂圧（背圧）Ｐｂを利用することも可能である。
【００１９】
このような樹脂圧相殺処理の実行により、サックバック処理後も樹脂圧Ｐｂを０に維持できる。そして、樹脂圧相殺処理の終了条件、例えば、射出工程を行なう直前になったなら樹脂圧相殺処理を終了させる（ステップＳ６）。これにより、計量工程は全て完了し、次工程である射出工程に移行する（ステップＳ７）。なお、図３において、Ｘａ〔ｍｍ〕はサックバック開始位置、Ｘｂ〔ｍｍ〕はサックバック終了位置、Ｖｓ〔ｍｍ／ｓ〕はサックバック処理時におけるスクリュ３の後退移動速度、Ｘｃ〔ｍｍ〕は樹脂圧相殺処理の終了位置をそれぞれ示す。
【００２０】
このような本実施例に係る計量処理方法によれば、スクリュ３を回転させて計量を行った後、スクリュ３を所定距離Ｌｓだけ後退移動させてサックバック処理を行うとともに、この後、さらに、樹脂圧相殺処理により、サックバック処理の後に発生する樹脂圧Ｐｂの増加を相殺するようにスクリュ３を後退移動させるようにしたため、樹脂圧相殺処理がサックバック処理を補完し、成形品に対する高度の品質及び高度の均質性を実現できるとともに、多様化する樹脂グレードにも十分に対応することができる。
【００２１】
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く、細部の構成，形状，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，追加，削除することができる。例えば、電動式射出成形機を例示したが油圧式射出成形機にも同様に適用することができる。
【００２２】
【発明の効果】
このように、本発明は、予め樹脂圧の増加を相殺するスクリュの後退移動特性を設定し、スクリュを回転させて計量を行った後、スクリュを所定距離だけ後退移動させてサックバック処理を行うとともに、この後、当該サックバック処理の後に発生する樹脂圧の増加を相殺するように後退移動特性に従ってスクリュを後退移動させる樹脂圧相殺処理を行うようにしたため、成形品に対する高度の品質及び高度の均質性を実現できるとともに、多様化する樹脂グレードにも十分に対応できるという顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施例に係る射出成形機の計量処理方法を順を追って説明するためのフローチャート、
【図２】同計量処理方法を実施できる射出成形機の構成図、
【図３】同計量処理方法を実施した際におけるスクリュ位置に対するスクリュ回転速度，スクリュ後退移動速度及び樹脂圧（背圧）のプロファイル特性図、
【図４】従来の技術に係る計量処理方法を実施した際におけるスクリュ位置に対するスクリュ回転速度，スクリュ後退移動速度及び樹脂圧（背圧）のプロファイル特性図、
【符号の説明】
２    駆動機構部
３    スクリュ
Ｍ    射出成形機
Ｌｓ  所定距離
Ｐｂ  樹脂圧
【図１】
0003583071.tif 000002
【図２】
0003583071.tif 000003
【図３】
0003583071.tif 000004
【図４】
0003583071.tif 000005