(57)【要約】【課題】一時停止時におけるバレルの制御温度を樹脂に応じて適切に設定する。【解決手段】外周部にヒータを配置したバレルを設け、合成樹脂材料をヒータにより加熱溶融しつつ射出スクリュの回転により先端部の射出ノズルから金型に溶融樹脂を射出して成形品を成形する射出成形機において、後部、中間部、前部及びノズル部の各個所の温度を所定の温度に制御する温度制御部４７と、各個所の温度を一律に低下させるシフトマイナス温度を設定したシフトマイナス温度設定メモリと、各個所の温度を一定温度に低下させるシフト絶対値温度を設定したシフト絶対値温度設定メモリと、各個所の温度をシフトマイナス温度、シフト絶対値温度のいずれで低下させるか選択する選択手段を備え、温度制御部は、射出成形機の一時停止時において、選択手段が選択した温度を使用して制御温度を低下させることにある。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部に射出ノズルを形成し、内部に射出スクリュを回転自在にかつ進退可能に挿通配置し、外周部にヒータを配置した円筒形状のバレルの後部に合成樹脂材料を投入し、この合成樹脂材料を前記ヒータにより加熱溶融しつつ前記射出スクリュの回転により先端部へ押出し、前記射出ノズルから金型に溶融樹脂を射出して成形品を成形する射出成形機において、
前記ヒータを制御して前記バレルにおける複数箇所の温度をそれぞれ所定の温度に制御する温度制御部と、
前記各個所の制御温度を一律に低下させるシフトマイナス温度を設定したシフトマイナス温度設定メモリと、
前記各個所の制御温度を一定温度に低下させるシフト絶対値温度を設定したシフト絶対値温度設定メモリと、
前記温度制御部が制御する各個所の温度を前記各温度設定メモリに設定した温度のいずれを使用して低下させるか選択する選択手段を備え、
前記温度制御部は、前記射出成形機の一時停止時において、前記選択手段が選択した温度設定メモリの設定温度を使用して制御する温度を低下させて各個所の温度を制御することを特徴とする射出成形機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合成樹脂材料を加熱溶融するバレルの先端から溶融樹脂を射出して成形する射出成形機の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形機は、先端部に射出ノズルを形成し、内部に射出スクリュを回転自在にかつ進退可能に挿通配置し、外周部にヒータを配置した円筒形状のバレルを設け、このバレルの後部にホッパから合成樹脂材料を投入し、この合成樹脂材料をヒータにより加熱溶融しつつ射出スクリュの回転により先端部へ押出し、射出ノズルから金型に溶融樹脂を射出して成形品を成形するようになっている。成形品を成形するための金型は型開閉機構によって閉塞保持されており、射出ノズルから射出される溶融樹脂が充填される。その後、金型は射出ノズルから離間され、型開閉機構から開放されて金型から成形品が取出される。
【０００３】
このような射出成形機を制御する制御装置は、合成樹脂材料を加熱溶融して射出する動作を行うバレルの温度を管理している。すなわち、バレルの後部、中間部、前部及びノズル部の各個所の温度を、それぞれ所定の温度に制御する。例えば、後部の温度を一番低い所定の温度になるように制御し、中間部の温度を後部の温度の＋１０℃程度になるように制御し、前部の温度を後部の温度の＋２０℃程度になるように制御し、ノズル部の温度を後部の温度の＋１０℃程度になるように制御する。
【０００４】
また、制御装置は、射出成形機を一時停止させる場合のバレルの温度も管理している。すなわち、バレルにおける後部、中間部、前部及びノズル部の制御温度を一律に低下させるためのシフトマイナス温度を予め設定し、射出成形機を一時停止させる場合に、シフトマイナス温度を使用して各個所の制御温度を一律に低下させていた。例えば、成形時における後部の制御温度を３００℃とすると、中間部の制御温度は３１０℃、前部の制御温度は３２０℃、ノズル部の制御温度は３１０℃になる。そして、シフトマイナス温度を−１００℃に設定すれば、射出成形機を一時停止させる場合には、後部の制御温度は２００℃、中間部の制御温度は２１０℃、前部の制御温度は２２０℃、ノズル部の制御温度は２１０℃になる。
【０００５】
ところで、射出成形機を一時停止させたときは、バレル内の溶融樹脂の流れが止まるので、各個所の制御温度を低下させたとしても樹脂の種類によっては焼けが発生する虞がある。特に温度の高いバレルの前部では焼けが発生する度合いが高くなる。このため、前部の制御温度を焼けが発生しない温度まで低下させることを基準にして、他の部分の制御温度を低下させるシフトマイナス温度を設定して樹脂焼けを防止していた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このようにすると、バレルの後部、中間部及びノズル部の温度が必要以上に低下するため、射出成形機の再立ち上げ時にバレルの各個所の温度を成形に必要な所定の温度に立ち上げるまでに時間がかかるという問題があった。また、バレルの温度を必要以上に低下させると樹脂の特性が変化する虞もあった。
【０００７】
そこで、本発明は、バレルの各個所の制御温度をシフトマイナス温度だけ一律に低下させる制御と、バレルの各個所の制御温度をシフト絶対値温度と呼ばれる一定温度に低下させる制御を選択でき、これにより、射出成形機の一時停止時におけるバレルの各個所の制御温度を、使用する樹脂に応じて適切に設定することができる射出成形機の制御装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、先端部に射出ノズルを形成し、内部に射出スクリュを回転自在にかつ進退可能に挿通配置し、外周部にヒータを配置した円筒形状のバレルの後部に合成樹脂材料を投入し、この合成樹脂材料をヒータにより加熱溶融しつつ射出スクリュの回転により先端部へ押出し、射出ノズルから金型に溶融樹脂を射出して成形品を成形する射出成形機において、ヒータを制御してバレルにおける複数箇所の温度をそれぞれ所定の温度に制御する温度制御部と、各個所の制御温度を一律に低下させるシフトマイナス温度を設定したシフトマイナス温度設定メモリと、各個所の制御温度を一定温度に低下させるシフト絶対値温度を設定したシフト絶対値温度設定メモリと、温度制御部が制御する各個所の温度を各温度設定メモリに設定した温度のいずれを使用して低下させるか選択する選択手段を備え、温度制御部は、射出成形機の一時停止時において、選択手段が選択した温度設定メモリの設定温度を使用して制御する温度を低下させて各個所の温度を制御することにある。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、バレルの各個所の制御温度をシフトマイナス温度だけ一律に低下させる制御と、バレルの各個所の制御温度をシフト絶対値温度と呼ばれる一定温度に低下させる制御を選択でき、これにより、射出成形機の一時停止時におけるバレルの各個所の制御温度を、使用する樹脂に応じて適切に設定することができる射出成形機の制御装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、この実施の形態は電動式射出成形機の制御装置に適用したものについて述べる。  
図１は電動式射出成形機の構成を示す図で、射出成形機本体１は、ホッパ２を備えた円筒形状のバレル３内に、射出スクリュ４を回転自在にかつ進退可能に挿通配置している。前記バレル３の後部は前記ホッパ２と連通し、このホッパ２から合成樹脂材料が投入されるようになっている。前記バレル３の先端部には溶融樹脂を射出するための射出ノズル５が形成されている。
【００１１】
前記バレル３のノズル部、前部、中間部、後部の各個所の外周にはそれぞれヒータＨＮ、Ｈ1、Ｈ2、Ｈ3を所定の間隔をあけて配置している。この各ヒータＨＮ，Ｈ1〜Ｈ3はバレル３を外周部から加熱し、ホッパ２から投入された合成樹脂材料を加熱溶融するようにしている。前記バレル３の加熱時の制御温度は、後部の温度が最も低く、中間部の温度が後部の温度の例えば＋１０℃程度になるように制御され、前部の温度が後部の温度の例えば＋２０℃程度になるように制御され、ノズル部の温度が後部の温度の例えば＋１０℃程度になるように制御される。これにより、バレル３内においては溶融樹脂の溶融度合いが後部から前部に向かって徐々に大きくなり、射出ノズル５からは充分に溶融された樹脂が射出るようになる。
【００１２】
前記射出スクリュ４は射出用サーボモータ６によって回転駆動するとともに進退動作するようになっている。すなわち、前記射出用サーボモータ６の回転駆動力を、プーリ７、タイミングベルト８、タイミングプーリ９からなる伝達機構を介して、サーボブラケット１０に回転自在に配置されたボールねじ軸１１に伝達するように構成されている。そして、前記ボールねじ軸１１にボールナット１２を螺合し、このボールナット１２がスラストボックス１３にボルト結合されている。さらに、このスラストボックス１３に前記射出スクリュ４の後端部を、回転自在に設けられたＳ軸やベアリング（図示せず）を介して回転自在に結合している。
【００１３】
前記スラストボックス１３に回転自在に結合されたＳ軸に対し、タイミングプーリ１４を結合配置し、このタイミングプーリ１４とタイミングベルト１５とプーリ１６とからなる伝達機構を介して計量用サーボモータ１７を結合し、この計量用サーボモータ１７の回転駆動力を、伝達機構を介してＳ軸に伝達するようになっている。これにより、計量用サーボモータ１７の回転は、射出スクリュ４に計量動作を行わせる回転として伝達される。
【００１４】
前記バレル３の前方には、金型１８及びこの金型１８の開閉及び型締めを行う装置１９が配置されている。そして、前記射出スクリュ４の先端部４ａは、バレル３の先端部に形成された射出ノズル５を前記金型１８のノズル口１８ａへ押圧当接させた際に、前進動作してバレル３内で生成した溶融樹脂を射出ノズル５から射出して金型キャビティ２０内へ充填するように構成されている。
【００１５】
前記金型１８の開閉及び型締めを行う装置１９は、金型１８の一方を支持する固定盤２１に対し、タイバー２２を介して金型１８の他方を支持する可動盤２３を移動自在に設けるとともにこの可動盤２３をトグル式型締め機構２４を介してトグル機構支持盤２５に取り付けている。そして、前記トグル機構支持盤２５にトグル式型締め機構２４を駆動するための型締め用サーボモータ２６を取り付けている。２７はトグル式型締め機構２４による型厚を調整する型厚調整機構である。
【００１６】
この電動式射出成形機は、先ず、型締め用サーボモータ２６を駆動して金型１８の型閉じを開始するとともにバレル３の射出ノズル５を金型１８のノズル口１８ａへ押圧当接させる。次いで、計量用サーボモータ１７を駆動して射出する溶融樹脂の計量を行った後、射出用サーボモータ６を駆動して射出スクリュ４を前進させ金型キャビティ２０内に溶融樹脂の射出充填を行う。
【００１７】
この電動式射出成形機における成形機本体１の制御装置は、図２に示すように、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを有し、射出成形機本体の管理、監視を行い、各部を制御する主制御部３１を備えている。また、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを有し、射出成形機本体の動作順序を制御するシーケンス処理部３２、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを有し、前記射出用サーボモータ６及び計量用サーボモータ１７を制御するサーボ指令部３３を備えている。前記主制御部３１、シーケンス処理部３２、サーボ指令部３３はバスライン３４によって互いに電気的に接続している。
【００１８】
前記サーボ指令部３３は、サーボアンプ３５を制御して射出用サーボモータ６を駆動する。そして、射出用サーボモータ６の回転や電流値を検出部３６で検出している。前記サーボ指令部３３は、検出部３６から検出信号を取り込んで前記射出スクリュ４の移動位置や回転速度やモータの電流値を検出し、それに基づいて射出用サーボモータ６を制御するフィードバック制御を行う。
【００１９】
また、前記サーボ指令部３３は、サーボアンプ３７を制御して計量用サーボモータ１７を駆動する。そして、計量用サーボモータ１７の回転や電流値を検出部３８で検出している。前記サーボ指令部３３は、検出部３８から検出信号を取り込んで前記射出スクリュ４の移動位置や回転速度やモータの電流値を検出し、それに基づいて計量用サーボモータ１７を制御するフィードバック制御を行う。  
前記シーケンス処理部３２には、Ｉ／Ｏバス３９を介してＩ／Ｏ４０等が電気的に接続されている。
【００２０】
前記主制御部３１は、通信インターフェース部を備え、この通信インターフェース部に、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、汎用ＯＳ（オペレーティングシステム）を有するＨＭＩ（ヒューマンマシンインターフェース）部４１をイーサネット（登録商標）等のＬＡＮ４２によって接続している。前記ＨＭＩ部４１は、例えば、パーソナルコンピュータからなり、液晶ディスプレイの画面上にタッチパネルを配置したタッチパネル付表示部４３の表示部に接続し、この表示部を表示制御する。
【００２１】
また、前記主制御部３１は、複数の機械的な操作スイッチを設けた操作パネル部４４をケーブル４５によって接続し、また、前記タッチパネル付表示部４３のタッチパネルをケーブル４６によって接続し、さらに、前記バレル３の外周に配置した複数のヒータＨＮ，Ｈ1〜Ｈ3を加熱制御するとともにそれぞれノズル部、前部、中間部、後部の各個所の温度を検知する温度検知器ＤHN，Ｄ1，Ｄ2，Ｄ3から温度検知信号を取り込んで各ヒータＨＮ，Ｈ1〜Ｈ3への通電を制御する温度制御部４７をケーブル４８によって接続している。
【００２２】
前記ＨＭＩ部４１は、図３に示すように、制御部本体を構成するＣＰＵ５１、プログラムデータを格納したＲＯＭ５２、データ処理に使用するメモリ等を設けたＲＡＭ５３、ＬＡＮ４２を介して主制御部３１と通信を行う通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）５４、前記タッチパネル付表示部４３の表示部を表示制御する表示コントローラ５５、汎用ＯＳ等を格納したコンパクトフラッシュ（登録商標）カードやハードディスクなどの不揮発性記憶媒体を使用した記憶装置５６、光ディスク等の外部記憶媒体５７と接続し、この外部記憶媒体５７とデータの通信を行う記憶媒体インターフェース（Ｉ／Ｆ）５８を設け、互いにバスライン５９によって電気的に接続している。
【００２３】
前記タッチパネル付表示部４３は、前記ＨＭＩ部４１によって表示コントローラ５５を介して表示部が表示制御される。そして、前記タッチパネル付表示部４３からのキー信号が前記主制御部３１に入力される構成になっており、主制御部３１では入力したキー信号のうち、ＨＭＩ部４１で必要な信号を、ＬＡＮ４２を介してＨＭＩ部４１に送信するようにしている。
【００２４】
前記記憶装置５６の記憶媒体には、図４に示すように、シフトマイナス温度を設定したシフトマイナス温度設定メモリ５６１及びシフト絶対値温度を設定したシフト絶対値温度設定メモリ５６２が形成されている。シフトマイナス温度は、射出成形機の動作が一時停止したときにバレル３の各部の制御温度を、例えば−１００℃一律に低下させるための温度であり、シフト絶対値温度は、射出成形機の動作が一時停止したときにバレル３の各部の制御温度を一定温度に低下させるための温度である。
【００２５】
前記タッチパネル付表示部４３は、図５に示す画面を表示させ、その画面中に射出成形機の一時停止時にシフトマイナス温度を使用してバレル３の各部の制御温度を低下させるか、シフト絶対値温度を使用してバレル３の各部の制御温度を低下させるかを選択するためのシフト動作条件設定画面Ａを表示させる。
【００２６】
このシフト動作条件設定画面Ａにおいて、モード選択の「マイナス温度」を選択するとシフトマイナス温度設定メモリ５６１からシフトマイナス温度が読み出される。また、この画面Ａにおいて、モード選択の「絶対値温度」を選択するとシフト絶対値温度設定メモリ５６２からシフト絶対値温度が読み出される。（選択手段）
そして、読み出されたシフトマイナス温度あるいはシフト絶対値温度は主制御部３１に送られる。
【００２７】
主制御部３１はシフトマイナス温度あるいはシフト絶対値温度を受信して例えばＲＡＭに一時記憶する。そして、射出成形機の一時停止時が発生すると、主制御部３１は一時記憶したシフトマイナス温度あるいはシフト絶対値温度を使用して温度制御部４７が制御するバレル３の各個所の制御温度を変更する。
【００２８】
このような構成においては、成形品を成形する時には、タッチパネル付表示部４３の表示部に成形条件の設定を選択する画面が表示されている状態でタッチパネルをタッチ操作して成形条件の設定を選択すると、表示部には成形条件を設定する画面が表示される。そして、作業者はこの設定画面上で操作を行い、射出成形の作業に先立って成形条件の設定や確認を行う。また、射出成形機が一時的に停止したときにシフトマイナス温度を使用するかシフト絶対値温度を使用するかを画面Ａにより使用して選択する。
【００２９】
そして、成形に使用する合成樹脂材料に基づいて、例えばシフト絶対値温度を選択する。これにより、ＨＭＩ部４１はシフト絶対値温度設定メモリ５６２からシフト絶対値温度を読み出して主制御部３１に送る。主制御部３１は受信したシフト絶対値温度をＲＡＭに一時記憶する。
【００３０】
成形条件の設定が終了すると射出成形機本体１を制御して射出成形が開始される。射出成形においては、主制御部３１は温度制御部４７を制御してホッパ２からバレル３内に投入された合成樹脂材料をヒータＨＮ，Ｈ1〜Ｈ3による加熱によって溶融し、シーケンス処理部３２及びサーボ指令部３３を制御する。
【００３１】
すなわち、ホッパ２からバレル３内に投入された合成樹脂材料は、先ず後部においてヒータＨ3による加熱によって溶融される。このときの溶融度合いは小さく溶融樹脂は硬めになっている。射出スクリュ４の回転によって溶融樹脂は前方へ押出され、中間部においてヒータＨ2による加熱によってさらに溶融され、前部においてヒータＨ1による加熱によって射出に充分なまでに溶融される。そして、溶融樹脂は、ヒータＨＮによって加熱されている射出ノズル５を介して金型キャビティ２０内に射出し充填される。充填が終了すると、金型１８の開閉及び型締めを行う装置１９が動作して、金型１８をバレル３から離間させるとともに金型１８を開放し、成形された成形品が取出される。そして、以降この成形が繰り返される。
【００３２】
この成形動作中において、射出成形機の動作が一時的に停止することがあると、主制御部３１は温度制御部４７を制御し、この温度制御部４７が制御するバレル３の後部、中間部、前部、ノズル部の温度を全てシフト絶対値温度に変更する。例えば、射出成形時のバレル３の後部、中間部、前部、ノズル部の温度が３００℃、３１０℃、３２０℃、３１０℃、シフト絶対値温度が２１０℃であれば、射出成形機の一時停止時におけるバレル３の後部、中間部、前部、ノズル部の温度は全て２１０℃の一定温度に制御されるようになる。
【００３３】
これにより、例えば、２２０℃でしばらく放置されると樹脂焼けが発生する虞がある樹脂を使用する場合にはこのような温度制御を行うことで樹脂焼けが発生するのを防止できる。また、バレル３の温度を必要以上に低下させることが無いので、射出成形機を再度動作させるときのバレル３の温度の立ち上げを比較的短い時間で行うことができる。また、樹脂の特性が変化する虞もない。
【００３４】
また、成形に使用する合成樹脂材料に基づいて、シフトマイナス温度を選択したときには、ＨＭＩ部４１はシフトマイナス温度設定メモリ５６１からシフトマイナス温度を読み出して主制御部３１に送る。主制御部３１は受信したシフトマイナス温度をＲＡＭに一時記憶する。
【００３５】
そして、成形動作中において、射出成形機の動作が一時的に停止することがあると、主制御部３１は温度制御部４７を制御し、この温度制御部４７が制御するバレル３の後部、中間部、前部、ノズル部の温度をシフトマイナス温度だけ一律に低下させる。例えば、射出成形時のバレル３の後部、中間部、前部、ノズル部の温度が３００℃、３１０℃、３２０℃、３１０℃、シフトマイナス温度が−１００℃であれば、射出成形機の一時停止時におけるバレル３の後部、中間部、前部、ノズル部の温度は、２００℃、２１０℃、２２０℃、２１０℃に制御されるようになる。
【００３６】
これにより、例えば、２２０℃でしばらく放置されても樹脂焼けが発生する虞の無い樹脂を使用する場合にはこのような温度制御を行うこともできる。また、この温度制御では、射出成形機を再度動作させるときのバレル３の各部の温度は全て１００℃立ち上げればよく、温度制御が簡単になる。  
このように、成形に使用する合成樹脂に応じて射出成形機の一時停止時におけるバレル３の各部の温度を適切に設定できる。
【００３７】
なお、この実施の形態では、バレル３の温度制御を行う個所を、後部、中間部、前部、ノズル部の４個所としたが必ずしもこれに限定するものではなく、２箇所や３箇所でも、あるいは５箇所以上であっても良い。  
また、この実施の形態では、タッチパネル付表示部をＨＭＩ部とは別体に設けたものについて述べたが、ＨＭＩ部と一体であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る電動式射出成形機の構成を示す図。
【図２】同実施の形態に係る射出成形機本体の制御装置のブロック図。
【図３】図２の制御装置におけるＨＭＩ部の構成を示すブロック図。
【図４】図３の記憶装置に形成された要部のメモリ構成を示す図。
【図５】図２のタッチパネル付表示部におけるシフト動作条件設定のための表示画面例を示す図。
【符号の説明】
【００３９】
１…射出成形機本体、１８…金型、３１…主制御部、３２…シーケンス処理部、４１…ＨＭＩ（ヒューマンマシンインターフェース）部、４３…タッチパネル付表示部、４７…温度制御部、５１…ＣＰＵ、５６…記憶装置、ＨＮ，Ｈ1，Ｈ2，Ｈ3…ヒータ、ＤHN，Ｄ1，Ｄ2，Ｄ3…温度検知器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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