(57)【要約】【課題】各成形サイクルに対して一律のサックバック量を簡単に、かつ、最適な値に設定できるようにする。【解決手段】計量工程完了後、スクリュを後退移動させる（ａ１〜ａ４）。シリンダ内の樹脂圧力が所定値以下に達するまでのスクリュ後退移動量を求める。該スクリュ後退移動量の値を表示装置の画面上に表示する。表示されたスクリュ後退移動量をサックバック量として設定する（ａ７〜ａ１１）。又は、自動設定する。サックバック量が設定された後は、設定されたサックバック量でサックバック工程を制御する（ａ１４〜ａ１８）。樹脂圧力が設定所定値以下となるスクリュ後退移動量がサックバック量として設定されるから、簡単にかつ、最適のサックバック量が設定され、その後は、一定のサックバック量でサックバック工程が制御されるから安定した制御ができる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出成形機のサックバック工程におけるサックバック量設定方法であって、前記射出成形機は、シリンダ内の樹脂圧力を検出する圧力センサと、スクリュの射出方向の位置を検出する位置検出手段と、表示装置とを備え、計量工程完了後、スクリュを後退移動させ、前記検出手段で検出されるスクリュ位置に基づいて前記圧力センサで検出される樹脂圧力が設定所定値以下に達するまでのスクリュ後退移動量を求め、該スクリュ後退移動量の値を前記表示装置の画面上に表示し、表示されたスクリュ後退移動量をサックバック量として設定し、この設定後は、設定されたサックバック量でサックバック工程を制御するようにしたサックバック量設定方法。
【請求項２】
スクリュ後退移動量が設定されたスクリュ後退移動量に達する前に、樹脂圧力が所定値以下に達しない場合は、サックバック量未検出の表示を前記表示装置に表示するようにした請求項１に記載のサックバック量設定方法。
【請求項３】
スクリュを回転駆動制御する手段と、スクリュを射出方向に駆動制御する手段とを備え、スクリュを回転させて溶融樹脂の計量工程を行った後、スクリュを後退させるサックバックを行う射出成形機であって、
スクリュの射出方向の位置を検出する位置検出手段と、シリンダ内の樹脂圧力を検出する圧力センサと、計量工程完了後、スクリュを後退移動させ、前記位置検出手段により求められるスクリュ位置に基いて前記圧力センサで検出される樹脂圧力が設定所定値以下に達したときのスクリュ後退移動量を求め、求められたスクリュ後退移動量をサックバック量として自動設定し、サックバック量が設定されると、該サックバック量でサックバック工程を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする射出成形機。
【請求項４】
前記制御手段は、複数の前記スクリュ後退移動量よりその平均値を求めてサックバック量として設定する請求項３に記載の射出成形機。
【請求項５】
前記制御手段は、スクリュ後退移動量が設定されたスクリュ後退移動量に達する前に、樹脂圧力が所定値以下に達しない場合は、サックバック量未検出の表示を表示装置に表示するようにした請求項３又は請求項４に記載の射出成形機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形機においてサックバック量の設定方法及び適正サックバック量を自動設定できる射出成形機に関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形はスクリュを前進させて金型内に樹脂をノズルから射出する射出工程と、金型内の樹脂に所定圧力を付与する保圧工程によって成形品を形作る工程と、スクリュを回転しながら、かつ所定の背圧をかけながら後退させ所定量の樹脂をシリンダ内に計量する計量工程とに分けることができる。計量工程終了後においては、シリンダ内の樹脂には所定圧力が発生していることから、このシリンダ内の樹脂がノズル部から漏れ出ないようスクリュを所定量後退させ、シリンダ内の樹脂圧を減圧するサックバック工程が実施される。  サックバック工程の目的は、上述したようにシリンダ内の減圧であるが、スクリュが後退し過ぎるとノズル内にエアーを巻き込むことがあり、成形品に気泡が混ざり不具合が発生する原因となる。このため、最適なサックバック量としては、シリンダ内の減圧が十分に行われ、かつ、スクリュが後退し過ぎないような量にするのが望ましい。
【０００３】
このため、スクリュを所定移動量後退させる方法や、所定時間後退させる方法などが採用されていた（特許文献１参照）。このサックバックのためのスクリュ後退移動量を求めるために、射出成形機の画面に表示された樹脂圧力とスクリュの位置の関係を表示し、オペレータがこの表示画面を見ながら最適なスクリュ移動量を求め設定する方法が従来採用されていた。  
また、より適したサックバック工程を得るために、シリンダ内の樹脂圧を検出する圧力センサを設けて、該圧力センサで検出される樹脂圧が零又は一定のしきい値以下になるまで、スクリュを後退させるサックバック方法が公知である（特許文献１〜５参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−７１７０５号公報
【特許文献２】実公平５−３２９５号公報
【特許文献３】特公平４−６０８１０号公報
【特許文献４】特公平５−３４１３５号公報
【特許文献５】実公平５−４７６２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、スクリュの位置に対する樹脂圧力の波形を見ながら最適なスクリュ移動量を求める方法では、作業者が射出成形機の画面等に表示されたグラフを読み取りながらサックバックのためのスクリュ後退移動量（サックバック量）を設定する必要があり、面倒であった。  
一方、樹脂圧力が所定量になるまで自動的にスクリュを後退させるサックバック方法では、サックバック工程が完了する位置が毎成形サイクルばらついてしまうため、その後の射出工程が安定しなくなるという問題があった。  
サックバック工程のスクリュ後退移動量（サックバック量）は成形サイクル毎同じ移動量であるのが望ましく、かつ、その最適な移動量を簡単に設定できるようにすることが望ましい。  
そこで、本発明の目的は、各成形サイクルに対して一律のサックバック量を簡単に、かつ、最適な値に設定できるサックバック量設定方法及び射出成形機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１、２に係る発明は、射出成形機のサックバック工程におけるサックバック量設定方法であって、前記射出成形機は、シリンダ内の樹脂圧力を検出する圧力センサと、スクリュの射出方向の位置を検出する位置検出手段と、表示装置とを備え、計量工程完了後、スクリュを後退移動させ、前記検出手段で検出されるスクリュ位置に基づいて前記圧力センサで検出される樹脂圧力が設定所定値以下に達するまでのスクリュ後退移動量を求め、該スクリュ後退移動量の値を前記表示装置の画面上に表示し、表示されたスクリュ後退移動量をサックバック量として設定し、この設定後は、設定されたサックバック量でサックバック工程を制御するようにしたものである。又、スクリュ後退移動量が設定されたスクリュ後退移動量に達する前に、樹脂圧力が所定値以下に達しない場合は、サックバック量未検出の表示を表示装置に表示するようにしたものである。
【０００７】
請求項３〜５に係る発明は、スクリュを回転駆動制御する手段と、スクリュを射出方向に駆動制御する手段とを備え、スクリュを回転させて溶融樹脂の計量工程を行った後、スクリュを後退させるサックバックを行う射出成形機であって、スクリュの射出方向の位置を検出する位置検出手段と、シリンダ内の樹脂圧力を検出する圧力センサと、計量工程完了後、スクリュを後退移動させ、前記位置検出手段により求められるスクリュ位置に基いて前記圧力センサで検出される樹脂圧力が設定所定値以下に達したときのスクリュ後退移動量を求め、求められたスクリュ後退移動量をサックバック量として自動設定し、サックバック量が設定されると、該サックバック量でサックバック工程を制御する制御手段とを備えたことを特徴とするもので、請求項１に係るサックバック量設定方法を適用した射出成形機である。又、設定するサックバック量として、前記制御手段は、複数の前記スクリュ後退移動量よりその平均値を求めて、この平均値をサックバック量として設定する。又、前記制御手段は、スクリュ後退移動量が設定されたスクリュ後退移動量に達する前に、樹脂圧力が所定値以下に達しない場合は、サックバック量未検出の表示を表示装置に表示するようにもした。
【発明の効果】
【０００８】
樹脂圧力が設定圧力（例えば０気圧）に達するスクリュ後退移動量が求められて、サックバック量として設定され、その後はこの設定サックバック量でサックバック工程が制御されることになるから、最適なサックバック量で、各成形サイクルに対して一律のサックバック量で制御されることになり、安定した成形ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
まず、本発明の原理、作用について説明する。  
図１〜図３は、本発明の原理、作用を説明するための説明図である。図１〜図３において、横軸はサックバック工程におけるスクリュ後退開始からの時間、縦軸はシリンダ内の検出樹脂圧及びスクリュ後退移動量を示している。  
図１〜図３に示すように、計量工程中ではスクリュは回転し、樹脂が溶融・混練りされ、また、スクリュにはその軸方向に所定の背圧が付加され、樹脂の計量がなされる。そのため、計量工程中の樹脂圧力は設定背圧によって一定に保持され、スクリュは樹脂圧力が設定背圧以上になると後退し、時間の経過と共にその後退移動量が増大する。
【００１０】
そして、スクリュが計量点に達し、計量工程が終了すると、スクリュの回転を停止してサックバック工程を開始し、スクリュを後退させる。スクリュの後退により樹脂圧力が低下する。このサックバック工程のスクリュ後退移動量（サックバック量）の大きさによって、シリンダ内の樹脂圧力が変わる。
【００１１】
図１に示した例では、サックバック量（スクリュ後退移動量）が適正で、サックバック工程を終了した時点（スクリュ後退移動が停止した時点）で樹脂圧力が設定減圧判定圧力（図１の例では０気圧）に達しており、スクリュの後退移動停止と、設定減圧判定圧力（０気圧）となるタイミングが同じとなっている。  
一方、図２に示すように、サックバック量（スクリュ後退移動量）が少ないと、スクリュの後退移動が停止した時点では、樹脂圧が目標とする設定減圧判定圧力（０気圧）に達しておらず、この状態では、溶融樹脂がノズル先端から漏れる現象が発生する。  
さらに、図３に示すように、サックバック量（スクリュ後退移動量）が多く、樹脂圧が０気圧に達しているにも拘わらず、スクリュが後退移動した場合には、ノズル先端よりエアーを吸い込むことになり、射出時にエアーが金型内に噴射され成形品に気泡が混ざる原因となる。
【００１２】
以上のように、サックバック工程では、設定減圧判定圧力（０気圧）に達した時点でスクリュの後退移動を停止することが望まれる。すなわち、サックバック量（スクリュ後退移動量）は、樹脂圧力が設定減圧判定圧力（例えば０気圧）に達する後退移動量として設定されることが望ましい。しかも、このサックバック量は、毎成形サイクル一定であることが望ましい。
【００１３】
そこで、本発明は、樹脂圧力が設定減圧判定圧力（０気圧）に達する後退移動量をサックバック量として設定し、設定した後は、この設定したサックバック量でサックバック工程を制御するようにした。
【００１４】
図４は、本発明の一実施形態の要部ブロック図である。  
スクリュ１が挿入されたシリンダ７の先端には、ノズル９が装着され、シリンダ７の後端部には樹脂ペレットをシリンダ７内に供給するホッパ１５が取り付けられている。スクリュ１を回転駆動する回転駆動手段としてのスクリュ回転用サーボモータ１０により、スクリュ１は伝動機構１２を介して回転駆動されるようになっている。さらに、スクリュ１を軸方向に駆動する軸方向駆動手段としての射出用サーボモータ１１が伝動機構１３及びボールネジ／ナット等の回転運動を直線運動に変換する変換機構１４によって、スクリュ１を軸方向に駆動し、射出及び背圧制御をするように構成されている。スクリュ回転用サーボモータ１０、射出用サーボモータ１１にはその回転位置速度を検出する位置・速度検出器１６，１７が取り付けられており、この位置・速度検出器によって、スクリュ１の回転速度、スクリュ１の位置（スクリュ軸方向の位置）、移動速度（射出速度）を検出できるようにしている。又、スクリュ１に加わるシリンダ７内の溶融樹脂からの圧力を検出するロードセル等の圧力センサ１８が設けられている。
【００１５】
この射出成形機を制御する制御装置２０は、数値制御用のマイクロプロセッサであるＣＮＣＣＰＵ２２、プログラマブルマシンコントローラ用のマイクロプロセッサであるＰＭＣＣＰＵ２１、サーボ制御用のマイクロプロセッサであるサーボＣＰＵ２５とがバス３６で接続されている。
【００１６】
ＰＭＣＣＰＵ２１には射出成形機のシーケンス動作を制御するシーケンスプログラム等を記憶したＲＯＭ２６および演算データの一時記憶等に用いられるＲＡＭ２７が接続され、ＣＮＣＣＰＵ２２には、射出成形機を全体的に制御するプログラム等を記憶したＲＯＭ２８および演算データの一時記憶等に用いられるＲＡＭ２９が接続されている。
【００１７】
また、サーボＣＰＵ２５には、位置ループ、速度ループ、電流ループの処理を行うサーボ制御専用の制御プログラムを格納したＲＯＭ３１やデータの一時記憶に用いられるＲＡＭ３２が接続されている。更に、サーボＣＰＵ２５には、該ＣＰＵ２５からの指令に基いて、スクリュ回転用のサーボモータ１０用のサーボアンプ３４や、射出用サーボモータ１１用のサーボアンプ３５が接続され、各サーボモータ１０、１１には位置・速度検出器１６、１７がそれぞれ取り付けられており、これらから位置・速度検出器１６、１７からの出力がサーボＣＰＵ２５に帰還されるようになっている。サーボＣＰＵ２５は、ＣＮＣＣＰＵ２２から指令される各軸（スクリュ回転用サーボモータ１０又は射出用サーボモータ１１）への移動指令と位置・速度検出器１６、１７からフィードバックされる検出位置、速度に基いて位置、速度のフィードバック制御を行うと共に、電流のフィードバック制御をも実行して、各サーボアンプ３４，３５を介して、各サーボモータ１０、１１を駆動制御する。又、位置・速度検出器１６、１７からフィードバックされたスクリュ回転用のサーボモータ１０、射出用サーボモータ１１の回転位置を記憶する現在値レジスタが設けられ、該サーボモータ１０、１１の回転位置によって、スクリュ１の回転位置、軸方向の位置（射出位置）を検出できるようにされている。
【００１８】
又、サーボＣＰＵ２５には、圧力センサ１８での検出信号をＡ／Ｄ変換器３３でデジタル信号に変換した検出樹脂圧力（スクリュ１にかかる樹脂圧力）が入力されている。  
なお、型締機構やエジェクタ機構を駆動するサーボモータやサーボアンプ等も設けられているものであるが、これらのものは本願発明と直接関係していないことから、図４では省略している。  
液晶やＣＲＴで構成される表示装置付き入力装置３０は表示回路２４を介してバス３６に接続されている。さらに、不揮発性メモリで構成される成形データ保存用ＲＡＭ２３もバス３６に接続され、この成形データ保存用ＲＡＭ２３には射出成形作業に関する成形条件と各種設定値，パラメータ，マクロ変数等を記憶する。
【００１９】
以上の構成により、ＰＭＣＣＰＵ２１が射出成形機全体のシーケンス動作を制御し、ＣＮＣＣＰＵ２２がＲＯＭ２８の運転プログラムや成形データ保存用ＲＡＭ２３に格納された成形条件等に基いて各軸のサーボモータに対して移動指令の分配を行い、サーボＣＰＵ２５は、各軸（スクリュ回転用サーボモータ１０や射出用サーボモータ１１等の各駆動軸のサーボモータ）に対して分配された移動指令と位置・速度検出器で検出された位置および速度のフィードバック信号等に基いて、従来と同様に位置ループ制御，速度ループ制御さらには電流ループ制御等のサーボ制御を行い、いわゆるディジタルサーボ処理を実行する。  
上述した構成は従来の電動式射出成形機の制御装置と変わりはなく、従来の制御装置と異なる点は、サックバック工程の処理が異なり、ＲＯＭ２８に格納されている該処理を行うためのソフトウェアが異なるものである。
【００２０】
図５は、本実施形態における第１の態様におけるサックバック量設定方法を含む、ＣＮＣＣＰＵ２２が実行するサックバック工程の処理アルゴリズムを示すフローチャートである。  
この第１の態様は、計量工程が終了後、スクリュ１を後退させて樹脂圧力が設定減圧判定圧力（０気圧）に達する後退移動量の値（数値）を求めて表示装置に表示し、オペレータがこの表示に基いて、サックバック量を設定した後は、この設定されたサックバック量でサックバック工程が実行されるようにしたものである。
【００２１】
予めサックバック量の限界量として所定値Ｄが設定されている。そして、サックバック工程が開始されると、まず、サックバック量設定完了フラグＦが「１」に設定されているか判別する（ステップａ１）。このサックバック量設定完了フラグＦは、成形品を成形するための成形条件出しが行われるとき「０」に設定されており、最初は「０」である。次に、位置・速度検出器１７からフィードバックに基いて求められる射出用サーボモータ１１の回転位置を記憶する現在値レジスタより、スクリュ位置（軸方向位置）Ｓ１を求め記憶する（ステップａ２）。又、この求めたスクリュ位置Ｓ１に設定されたサックバック量の限界を示す設定所定値Ｄを加算し、スクリュ後退限界位置ＳＬを求める（ステップａ３）。
【００２２】
そして、サーボＣＰＵ２５を介して射出用サーボモータ１１を駆動しスクリュ１の後退を開始させ、サックバックを開始する（ステップａ４）。次にスクリュ位置Ｓｒを読み（ステップａ５）、該スクリュ位置Ｓｒがステップａ３で求めたスクリュ後退限界位置ＳＬ以上に達したか判断する（ステップａ６）。すなわち、スクリュ１の後退移動量が設定されたサックバック量の限界を示す設定所定量Ｄ以上に達したか判断する、スクリュ後退限界位置ＳＬに達してなければ、サーボＣＰＵ２５、Ａ／Ｄ変換器３３を介して圧力センサ１８で検出されるシリンダ７内の溶融樹脂からの圧力を読み取り（ステップａ７）、該圧力が設定されている減圧判定圧力（例えば１．０ＭＰａ等の０気圧に近い圧力）以下か判断する（ステップａ８）。
【００２３】
読み取った圧力が設定減圧判定圧力以下に達していなければ、ステップａ４に戻り前述したステップａ４〜ａ８の処理を繰り返し実行する。  
読み取った圧力が設定減圧判定圧力以下になると、スクリュの後退移動を停止（サックバックを停止）し（ステップａ９）、このときのスクリュ位置Ｓ２を読み取り（ステップａ１０）、該スクリュ位置Ｓ２からステップａ２で読み取ったスクリュ位置Ｓ１を減じて、スクリュ後退移動開始（サックバック開始）からスクリュ後退移動停止（サックバック停止）までの後退移動量をサックバック量ＳＢとして求め、このサックバック量ＳＢの値（数値）を表示装置／入力装置３０の表示画面に表示するとともに、サックバック量検出完了をランプ等を点灯させて表示する（ステップａ１１）。
【００２４】
一方、ステップａ７で読み取った樹脂圧力が設定された減圧判定圧力に達する前に、スクリュ１が、スクリュ後退限界位置ＳＬを超えたときには（ステップａ６）、スクリュの後退移動を停止させ（ステップａ１２）、サックバック量検出未完了をランプ等によって表示する（ステップａ１３）。  
以下、各成形サイクルにおけるサックバック工程時に、上述した処理が行われ、サックバック量ＳＢが求められると、そのサックバック量ＳＢの値が表示され、求められないときは、サックバック量検出未完了が表示される。サックバック量検出未完了の表示が続くようであれば、成形条件を調整するか、サックバック量の限界量として設定した所定値を調整する。
【００２５】
こうして、サックバック量ＳＢが求められ、その値が表示されると、オペレータは、この表示された値を読み出して、サックバック量ＳＢとして設定する。このサックバック量ＳＢが設定されると、サックバック量設定完了フラグＦが「１」に設定される。そのため、以後のサックバック工程では、ステップａ１で、サックバック量設定完了フラグＦが「１」と判定されるから、ステップａ１４に移行し、スクリュ位置Ｓ１を読み取り記憶し、スクリュの後退移動を開始（サックバックの開始）し（ステップａ１５）、スクリュ位置Ｓｒを読み取り、該読み取ったスクリュ位置Ｓｒが、ステップａ１４で読み取ったスクリュ位置Ｓ１に設定サックバック量ＳＢを加算した値（Ｓ１＋ＳＢ）以上となったか判断し、Ｓｒ≧（Ｓ１＋ＳＢ）となっていなければ、ステップａ１５に戻りステップａ１５〜ａ１７の処理を繰り返す。そして、スクリュ位置Ｓｒが（Ｓ１＋ＳＢ）の値となり、設定されたサックバック量ＳＢだけスクリュ１が後退すると、スクリュの後退移動を停止させ（ステップａ１８）、このサックバック工程の処理は終了する。
【００２６】
以上のように、樹脂圧力が設定された減圧判定圧力に達するスクリュ後退移動量がサックバック量ＳＢとして求められ、このサックバック量ＳＢが設定された後のサックバック工程は、設定された一定量のサックバック量ＳＢのスクリュ後退移動で制御されることになる。これによって、図１に示したような、スクリュ後退停止位置と減圧完了位置が一致する適切なサックバック量ＳＢが設定され、その後は、この一定なサックバック量ＳＢでサックバック工程が制御され、サックバック量のばらつきを防止している。
【００２７】
図６は、本実施形態における第２の態様におけるサックバック量設定方法を含む、ＣＮＣＣＰＵ２２が実行するサックバック工程の処理アルゴリズムを示すフローチャートである。  
前述した第１の態様は、求めたサックバック量ＳＢをオペレータが設定するようにしたものであるが、この第２の態様は、制御装置２０が自動的に設定するようにしたものである。
【００２８】
この第２の態様と第１の態様での差異は、第１の態様におけるステップａ１１の処理が、この第２の態様ではステップａ１１’に変更されただけであり、他の処理は第１の態様と同じである。  
サックバック工程でスクリュ１が後退移動を開始し、検出した樹脂圧力が設定減圧判定圧力以下に達した時点のスクリュ後退移動位置より後退移動量を求め、これをサックバック量ＳＢとするまでは、第１の形態と同じである。この第２の形態では、この求めたサックバック量ＳＢをサックバック量として自動設定し、サックバック量設定完了フラグＦを「１」に設定する（ステップａ１１’）。又、この時、サックバック設定完了のランプ等によって表示する。  
こうしてサックバック量ＳＢが設定された後は、第１の形態と同じように、ステップａ１、ａ１４〜ａ１８の処理が実行され、このサックバック量ＳＢだけのスクリュ後退移動のサックバック処理が実行されることになる。
【００２９】
なお、サックバック量ＳＢを求める際には、複数のサックバック量ＳＢを求め、その平均値を求めて設定するようにしてもよいものである。例えば、ステップａ１〜ａ１０の処理を行い、次にサックバック量を求めて、このサックバック量を積算すると共にカウンタをカウントアップし、該カウンタが設定値に達したとき、サックバック量の積算値をカウンタ値で割って平均値を求め、このサックバック量の平均値を、第１の態様では、サックバック量ＳＢとして表示するようにし、第２の態様では、サックバック量として自動設定するようにすればよいものである。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の原理、作用を説明するための説明図であり、サックバック工程で、減圧完了時とスクリュ後退移動停止時が一致したときの説明図である。
【図２】本発明の原理、作用を説明するための説明図であり、サックバック工程でスクリュ後退移動停止した時、シリンダ内の樹脂圧が残っている状態の説明図である。
【図３】本発明の原理、作用を説明するための説明図であり、サックバック工程で減圧完了しているにも拘わらず、スクリュが後退移動し停止したときの説明図である。
【図４】本発明の一実施形態の要部ブロック図である。
【図５】同実施形態における第１の態様のサックバック量設定方法を含むサックバック工程の処理アルゴリズムを示すフローチャートである。
【図６】同実施形態における第２の態様のサックバック量設定方法を含むサックバック工程の処理アルゴリズムを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３１】
１  スクリュ
７  シリンダ
１０  スクリュ回転用サーボモータ
１１  射出用サーボモータ
１６、１７  位置・速度検出器
１８  圧力センサ
２０  制御装置
【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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【図６】
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