(57)【要約】【課題】従来の制御方法では達成し得なかった高精度な溶融材料の計量が行える射出装置の制御方法を提供することを目的とする。【解決手段】加熱筒２に回動かつ往復動可能に嵌挿したスクリュ４をサーボモータ１３で回転して材料を可塑化する射出装置１の制御方法であって、前記可塑化の工程において、前記スクリュ４が計量完了位置に到達後、所定の停止回転角度までスクリュ４を逆回転させることにより、前記スクリュ４を常に同じ回転角度で停止させて可塑化を終了させるようにした。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱筒に回動かつ往復動可能に嵌挿したスクリュを回転して材料を可塑化する射出装置の制御方法であって、
前記可塑化の工程において、前記スクリュを常に同じ回転角度で停止させて可塑化を終了させることを特徴とする射出装置の制御方法。
【請求項２】
前記スクリュを常に同じ回転角度で停止させるために、前記スクリュが計量完了位置に到達後、所定の停止回転角度までスクリュを逆回転させる請求項１に記載の射出装置の制御方法。
【請求項３】
前記スクリュは、サーボモータにより回動駆動される請求項１または請求項２に記載の射出装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形機における射出装置のスクリュにより材料を可塑化する工程の制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
射出装置の可塑化工程において特に要求されることは、次回の射出に供するための精密に計量された溶融材料を得るために、加熱筒内に貯留させる可塑化工程毎の溶融材料の容積差を可能な限り小さくすることである。そのため、特許文献１には次に示すような制御方法が開示されている。すなわち、スクリュを駆動して計量を開始し、そのスクリュの後退位置を常に検出する。検出位置がスクリュ駆動停止位置になるとスクリュの駆動を停止する。次に、スクリュが実際に停止した位置と目標停止位置とを比較し、許容範囲を越えていると、その偏差に基づいて、スクリュ実停止位置が目標停止位置の許容範囲内に入るように、スクリュ駆動停止位置を変更する。
【０００３】
可塑化の計量精度を向上させる技術としては、上記以外にも数多く提案されている。たとえば、スクリュの計量位置でスクリュが停止する精度を向上させるため、スクリュの回転速度を計量位置の手前で減速したり、可塑化時のスクリュ背圧力を計量位置の手前で減圧している。また、計量位置でスクリュの回転を停止させた後のスクリュ背圧力の影響を回避するために、サックバックやスクリュの逆回転を行ってスクリュ背圧の残圧を解除していた。
【０００４】
しかしながら、上記いずれかの方法、あるいは上記複数の組合わせによっても、この課題を完全に解決するには至らなかった。このような状況において、その問題は、計量工程の終了時点におけるスクリュの回転角度が計量工程毎に異なることに起因することを、発明者は見出したのである。スクリュのリードは、スクリュの端部における一個所で終端しており、その部分から多くの溶融材料が吐出される。そして、溶融材料の吐出量はスクリュの円周上で均一に分布していない。そのため、スクリュが回転停止したときの回転角度が異なると、溶融材料の重力方向の分布も異なり、スクリュ回転停止後の溶融材料の重力による移動量にも差が生じ、溶融材料の計量がばらつくのである。
【特許文献１】特開平２−４３０２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、従来の制御方法では達成し得なかった高精度な溶融材料の計量が行える射出装置の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、加熱筒に回動かつ往復動可能に嵌挿したスクリュを回転して材料を可塑化する射出装置の制御方法であって、前記可塑化の工程において、前記スクリュを常に同じ回転角度で停止させて可塑化を終了させるようにした。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、上記のように制御するので、極めて高精度な溶融材料の計量を実行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明を実施する射出装置を概略的に示すとともにそれを制御する制御装置を示すブロック図である。図２は、スクリュの先端部の拡大外観図である。図３は、本発明の制御方法を示す流れ図である。
【０００９】
図１に示すように、射出成形機の一部である射出装置１は、プラスチック、金属またはセラミック等の材料を可塑化して溶融材料１９となしたものを図示しない型締装置の金型へ射出するものである。加熱筒２は、肉厚円筒状の耐摩耗・耐腐食性金属でなり、その内孔にスクリュ４を回動かつ往復動可能に嵌挿し、その外周に加熱温調のための図示しないヒータが捲着され、その前端面には金型へ当接・連通して溶融材料１９を導くノズル３を有する。スクリュ４は、その外周に材料を溶融しつつ前方に搬送するためのリード８を有し、その前端部に逆流防止弁を構成するリングバルブ６とスクリュヘッド５を有する。スクリュ４の外周面とリード８により溝７が形成され、図２に示すように、リード８の終端部２０はリングバルブ６の手前にあるので、溝７もその部分で開放されている。したがって、スクリュ４の後部から溶融されつつ搬送された溶融材料１９は、スクリュ４の円周上の一個所に存在するリード８の終端部２０近傍に集中し、この部分から多くの溶融材料１９がリングバルブ６に流入する。
【００１０】
ハウジング９は、加熱筒２の後部を固着するとともに、サーボモータ１１，１１を固着する。ハウジング９は、その中心部にスクリュ４を遊貫する貫通穴を有し、その貫通穴には材料の供給穴（図示せず）が直交して連通している。スクリュ４の後部は、可動盤１０の中心部に設けた貫通穴を遊貫して、可動盤１０に固着したサーボモータ１３に接続されている。可動盤１０は、サーボモータ１１に接続されたボールネジ１２に螺合するボールナット（図示せず）を両端部に有する。このようにして、スクリュ４は、サーボモータ１３により回動されるとともに、サーボモータ１１により前後進される。
【００１１】
サーボモータ１３の背面にはエンコーダ１４が設けられている。エンコーダ１４は、サーボモータ１３の回転角度すなわちスクリュ４の回転角度を常時検出して、その回転角度信号１６を制御装置１５へ伝送する。
【００１２】
制御装置１５は、マイクロプロセッサに基づいて構成されたプログラマブルなものであり、中央演算処理装置としてのＣＰＵと、成形条件等を設定入力・表示する操作部と、設定値、定数およびプログラムを格納するＲＡＭ・ＲＯＭ等の記憶部と、エンコーダ１４，１４ａから回転角度信号１６，１６ａを入力するとともに加熱筒のサーモカップルや各種手動スイッチに接続される入力部と、サーボモータ１１，１３への駆動電流１７，１８やヒータへの駆動電流を出力するとともに操作部と接続する出力部とからなる。制御装置１５は、射出成形機の型締装置や射出装置１等をシーケンス制御しそれらの速度や力を制御する他、加熱筒２のヒータの温度制御を行う。
【００１３】
次に図３に基づいて作動を説明する。制御装置１５は、射出工程の終了後、駆動電流１８をサーボモータ１３へ通電させて、スクリュ４を所定の回転速度で回転開始させる（Ｓ１）。このときの回転方向は正回転であり、スクリュ４の先端方向から見て時計方向である。これにより可塑化工程が開始する。可塑化工程中に、制御装置１５は、サーボモータ１１のエンコーダ１４ａが検出するスクリュ４の後退位置が所定の計量完了位置に到達したか否かを判断する（Ｓ２）。Ｓ２においてスクリュ４の後退位置が所定の計量完了位置に到達しない場合には、手動操作による可塑化停止指令がでたか否かを判断する（Ｓ３）。Ｓ３において手動操作による可塑化停止指令がでない場合には再びＳ２に戻る。
【００１４】
Ｓ２において、スクリュ４の可塑化による後退位置が所定の計量完了位置に到達したかまたは、Ｓ３において手動操作による可塑化停止指令がでた場合は、スクリュ４の正回転を停止させた（Ｓ４）後、サーボモータ１１をサーボロックさせてスクリュ４が前後に移動しない状態にする（Ｓ５）。そして、エンコーダ１４で検出されたスクリュ４の回転角度が所定の停止回転角度になったか否かが判断される（Ｓ６）。スクリュ４の回転角度が所定の停止回転角度になっていない場合には、サーボモータ１３を逆回転させてスクリュ４をスクリュ４の先端方向から見て反時計方向に所定回転速度で回転させる（Ｓ７）。スクリュ４の回転角度が所定の停止回転角度になったときには、サーボモータ１３の駆動を停止させ、スクリュ４の逆回転を停止させるとともにサーボモータ１３をサーボロックしてスクリュ４の回動を禁止する（Ｓ８）。これで可塑化工程が終了する。なお、スクリュ４の前後進と正逆回転の駆動源としてサーボモータ１１，１３を採用することが、サーボロックや逆回転を極めて容易に高精度に実施できる点で効果的である。
【００１５】
このように制御することにより、スクリュ４のリード８の終端部２０は、常に同じ回転角度に停止して可塑化を終了することになり、終端部２０近傍に偏在する溶融材料１９の重力による流れ込み量の多少に起因した溶融材料１９の計量精度の低下が防止できる。なお、スクリュヘッド５の溶融材料１９の通過する通路２１における溶融材料１９も、スクリュ４の回転角度に応じてその重力方向の分布が不均一となるので、溶融材料１９の計量精度低下の要因となる場合があり、本発明の実施が効果的である。
【００１６】
なお、本発明は、当業者の知識に基づいて様々な変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものを含む。また、前記変更等を加えた実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限りいずれも本発明の範囲内に含まれるものであることは言うまでもない。例えば、スクリュ４の正回転を停止させた後、サーボモータ１１をサーボロックさせるとともに、サーボモータ１３を逆回転させるように説明した。しかし、スクリュ４の正回転を停止させたときのスクリュ４の回転角度から所定の停止回転角度へのスクリュ４の正回転方向における角度が１８０度以内であるときは、スクリュ４を正回転方向に回転させて、スクリュ４を停止回転角度に位置決めさせるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明を実施する射出装置を概略的に示すとともにそれを制御する制御装置を示すブロック図である。
【図２】スクリュの先端部の拡大外観図である。
【図３】本発明の制御方法を示す流れ図である。
【符号の説明】
【００１８】
１    射出装置
２    加熱筒
３    ノズル
４    スクリュ
５    スクリュヘッド
６    リングバルブ
７    溝
８    リード
９    ハウジング
１０  可動盤
１１，１３  サーボモータ
１２  ボールネジ
１４，１４ａ  エンコーダ
１５  制御装置
１６，１６ａ  回転角度信号
１７，１８  駆動電流
１９  溶融材料
２０  終端部
２１  通路
【図１】
2005144664.tif 000003
【図２】
2005144664.tif 000004
【図３】
2005144664.tif 000005