(57)【要約】【課題】熱媒体の適切な温度調節が可能で、始動時の金型の昇温のための捨てショットを少なくすることができ、また、成形サイクルの時間短縮を図ることが可能な成形支援システムを提供する。【解決手段】熱媒体を温度調節して金型に循環させる温調機と、温調機の外部に設けられた外部温度センサと、温調機とは別に熱媒体を加熱する加熱補助機からなり、外部温度センサにより金型から温調機へ戻る熱媒体の温度を検知して、加熱補助機の制御を行うようにしている。【選択図】図１
2012223939.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱媒体を温度調節して金型に循環させる温調機と、温調機の外部に設けられた外部温度センサと、温調機とは別に熱媒体を加熱する加熱補助機からなり、外部温度センサにより金型から温調機へ戻る熱媒体の温度を検知して、加熱補助機の制御を行うようにしていることを特徴とする成形支援システム。
【請求項２】
外部温度センサが、温調機よりも金型に近い位置に設けられている請求項１記載の成形支援システム。
【請求項３】
加熱補助機が温調機の始動時に作動することにより、金型を早期に昇温させられるようにしている請求項１又は２記載の成形支援システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、金型に循環させる熱媒体の温度を調節することで、金型による成形を支援するようにしたシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の成形支援システムとしては、非特許文献１に記載の金型温調機を使用したものがある。この金型温調機は、図５に示したような構成で、内部に循環ポンプ、ヒータ等を備え、水等の熱媒体を金型に送り、金型から戻ってきた熱媒体を温度調節して、また金型に送って循環させるようにしたものであり、内部に温度センサを備えており、温度センサによって熱媒体の温度を検知し、金型に送る熱媒体の温度調節を行うことができるようになっている。
【０００３】
しかし、前記温度センサは、金型から離れた温調機の内部で熱媒体の温度を検知するものであるため、十分に適切な温度調節ができないおそれがあった。
【０００４】
また、金型においては、金型が一定の温度にまで昇温した後に、順に型閉、樹脂充填、保圧、樹脂凝固、型開、取出の成形サイクルが実施されるのであるが、従来の成形支援システムでは、始動時の金型の昇温に時間がかかるとともに、捨てショットを多用する必要があり、また、成形サイクルにおいて最も長い時間を要する樹脂凝固の時間短縮を図ることが困難であった。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】株式会社ニッコーが平成２２年に発行したパンフレット「金型調温機  ＭＡＸ．１６０℃温水」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、この発明は、熱媒体の適切な温度調節が可能で、始動時の金型の昇温のための捨てショットを少なくすることができ、また、成形サイクルの時間短縮を図ることが可能な成形支援システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、この発明は次のような技術的手段を講じている。
【０００８】
この発明の成形支援システムは、熱媒体を温度調節して金型に循環させる温調機と、温調機の外部に設けられた外部温度センサと、温調機とは別に熱媒体を加熱する加熱補助機からなり、外部温度センサにより金型から温調機へ戻る熱媒体の温度を検知して、加熱補助機の制御を行うようにしている。
【０００９】
外部温度センサは、温調機よりも金型に近い位置に設けられたものとすることができる。
【００１０】
また、加熱補助機が温調機の始動時に作動することにより、金型を早期に昇温させられるようにしたものとすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明の成形支援システムは、上述のような構成を有しており、熱媒体の適切な温度調節が可能となっている。また、加熱補助機の利用により、始動時の金型を早期に昇温させたり、捨てショットを少なくしたりでき、成形サイクルの時間短縮を図ることも可能となっている。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施形態の成形支援システムの、全体構成に関する説明図である。
【図２】加熱補助機の構成の説明図である。
【図３】温度調節に関する説明図である。
【図４】温度調節の手順に関する流れ図である。
【図５】従来の金型温調機の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明の好適な実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１４】
〔本システムの概要〕
この成形支援システムは、熱媒体を温度調節して金型に循環させる温調機と、温調機の外部に設けられた外部温度センサと、温調機とは別に熱媒体を加熱する加熱補助機からなり、外部温度センサにより金型から温調機へ戻る熱媒体の温度を検知して、加熱補助機の制御を行うようにしたものである。
【００１５】
金型は、固定型（図１中、左側）と可動型（右側）からなるプラスチックの射出成形を行うものとしており、温調機との間に設けられた配管を循環する熱媒体により、所望の温度に調節されるようにしている。熱媒体の温度は、４０〜１６０℃の間で調節されるものとすることができる。
【００１６】
〔温調機〕
温調機は、内部に循環ポンプ、ヒータ等を備え、水等の熱媒体を金型に送り、金型から戻ってきた熱媒体を温度調節して、また金型に送って循環させるようにしたものである点では従来のものと同様であるが、外部に設けられた外部温度センサと、温調機とは別に熱媒体を加熱する加熱補助機と通信ケーブルを介して通信可能に接続されたものとなっている。温調機は、内部のヒータの制御や、外部に接続された機器との通信、制御を行う機能を備えた制御部（図示せず）を有している。
【００１７】
熱媒体は、温調機と金型との間の配管を流れるようにしている。図１中、先端が矢印となった直線が熱媒体の流れを示しており、Ｔ1が温調機から金型に送られる熱媒体の温度、Ｔ2が金型出口温度（金型から温調機へ戻る配管中の熱媒体の温度）である。
【００１８】
温調機のヒータは、熱媒体の温度設定を多段階に調節可能なものとすることができる。この実施形態では、「通常運転設定温度」（ＳＶ）、「過冷却設定温度」（ＳＶ−γ）、「第１段設定温度」（ＳＶ＋α）、「第２段設定温度」（ＳＶ＋β）の各段階の温度設定を可能なものとしている（図３参照）。
【００１９】
第１段設定温度ＳＶ＋α及び第２段設定温度ＳＶ＋βは、温調機の始動時に加熱補助機を作動させることにより達せられる温度であり、後の成形サイクルにおいては、通常運転設定温度ＳＶを基準として、加熱補助機のオン・オフを制御しつつ、通常運転設定温度よりも高い温度ＳＶ＋ΔＴ（ΔＴは１℃程度とすることができる）と過冷却設定温度ＳＶ−γの間で調節できるようにしている。
【００２０】
〔外部温度センサ〕
外部温度センサは、金型から温調機へ戻る配管中の熱媒体の温度を検知するように設けられている。外部温度センサは、温調機よりもなるべく金型に近い位置に設けることが望ましい。この外部温度センサで検知した熱媒体の温度Ｔ2に基づき、前述の温調機での温度調節がなされる。
【００２１】
〔加熱補助機〕
加熱補助機は、前記温調機と同一の熱媒体経路に直結し、熱媒体を直接加熱するものであり、図２に示したような構成のもので、熱媒体が温調機から金型へ送られる配管の途中に設けられており、その内部のヒータで、前記配管を流れる熱媒体を加熱するようにしている。ヒータは、温調機によりオン・オフの制御がなされるようにしている。
【００２２】
また、加熱補助機は、温調機からの信号を受けて、金型を擁する成形機に対して射出成形ＯＫ信号を発するようにしている。
【００２３】
加熱補助機を設けず、温調機のみで温度制御を行おうとすると、温調機のヒータ出力を大きくしなければならず、それに見合ったタンク容量を必要とするため、温度精度及び熱負荷応答性が阻害されるおそれがあるが、加熱補助機を設けた本システムではそのような問題が生じない。
【００２４】
なお、この実施形態では、金型の固定型、可動型のそれぞれに対応して１つずつ外部温度センサ及び加熱補助機が設けられているが、この構成には限定されず、金型全体に対して１つの外部温度センサ及び加熱補助機を設けてもよい。
【００２５】
〔温度制御〕
このシステムでは、温調機は、制御部によって多段階の温度調節がなされるようにプログラム運転される。
【００２６】
図３中の上段の太い線は、補助加熱機の使用を伴うプログラム運転機能有の場合の金型温度を示しており、細い線は、補助加熱機を使用しない通常運転の場合の金型温度を示している。また、図３中の下段の太い線は、前記プログラム運転機能有の場合の温調機から金型に送られる熱媒体の温度を示しており、細い線は、前記通常運転の場合の熱媒体の温度を示している。
【００２７】
従来と同様の通常運転の場合の金型温度は、温調機の始動時においては、図の左端の位置から緩やかに上昇し、その後捨てショットを繰り返すことにより通常運転設定温度ＳＶに達すると、成形サイクル（図中の左右の黒丸の間）が実施される。
【００２８】
これに対し、プログラム運転機能有の場合の金型温度は、温調機の始動とともに補助加熱機が作動することにより、通常運転の場合に比べて急に昇温し、通常運転設定温度ＳＶを超える。その後、補助加熱機の作動がオフにされて通常運転設定温度ＳＶにまで低下すると、成形サイクル（図中の白丸の間）が実施される。この場合は、通常運転の場合に比べて早期に成形サイクルを開始でき、捨てショットの回数を大幅に削減することもできる。
【００２９】
熱媒体は、図４に示した（Ａ１）〜（Ａ１４）の手順で温度調節される。
【００３０】
（Ａ１）まず、温調機の始動前に、外部温度センサ使用設定、多段制御温度設定と、外部センサで検知される熱媒体の温度Ｔ2が通常運転設定ＳＶより低い状態を保持するように制御する時間Ｓ1の設定を行う。
【００３１】
（Ａ２）温調機が始動すると、温調機の制御部が加熱補助機のヒータをオンにする。
【００３２】
（Ａ３）熱媒体が第１段設定温度ＳＶ＋αに到達すると、温調機内で熱媒体がこの温度以上になるように、図３中ｔ１の間ＰＩＤ制御を行う。
【００３３】
（Ａ４）ｔ１経過後、設定温度を第２段設定温度ＳＶ＋βに切り替え、加熱補助機のヒータをオフにする。
【００３４】
（Ａ５）熱媒体が第２段設定温度ＳＶ＋βに到達すると、温調機内で熱媒体がこの温度以上になるように、図３中ｔ２の間ＰＩＤ制御を行う。
【００３５】
（Ａ６）ｔ２経過後、設定温度を通常運転設定温度ＳＶに切り替え、温調機内で熱媒体がこの温度以上になるようにＰＩＤ制御を行う。
【００３６】
（Ａ７）ＰＩＤ制御中、通常運転設定温度ＳＶの熱媒体を安定吐出する。そして、加熱補助機が温調機の制御部からの信号を受けて、成形機に射出成形ＯＫ信号を出し、成形機の金型が射出成型のサイクルを開始する。
【００３７】
（Ａ８）成形機において金型が閉状態でかつ通常運転設定温度ＳＶになった状態で金型に樹脂を射出している間、外部センサにより金型出口温度Ｔ2を検知する。外部センサにより検知される温度Ｔ2が前記温度ＳＶ＋ΔＴ以上になるまで温度制御する。
【００３８】
（Ａ９）温度Ｔ2が前記温度ＳＶ＋ΔＴを超えると、温調機のＰＩＤ制御により、温度設定を過冷却設定温度ＳＶ−γに切り替える。このときから、成形機において成形品が樹脂凝固の段階に入る。
【００３９】
（Ａ１０）温調機のＰＩＤ制御により、金型温度が過冷却設定温度ＳＶ−γに近づくようにして、成形機における成形品の凝固を促進する。
【００４０】
（Ａ１１）温調機において熱媒体の温度Ｔ2を通常運転設定温度ＳＶ以下にする制御を前記Ａ１で設定したＳ1時間継続する。そして金型を開き、成形品を取り出す。
【００４１】
（Ａ１２）Ｓ1時間経過後、設定温度を第２段設定温度ＳＶ＋βに切り替え、加熱補助機のヒータをオンにする。
【００４２】
（Ａ１３）過冷却した金型を通常運転設定温度ＳＶまで急加熱する。
【００４３】
（Ａ１４）温調機内で測定した熱媒体の温度ＰＶが、通常運転設定温度ＳＶに達したか判断する。通常運転設定温度ＳＶに達した場合は、加熱補助機のヒータをオフにし、前記ステップＡ８に戻る。加熱補助機は成形機に射出成形ＯＫ信号を出し、再び成形機の金型が射出成型のサイクルを開始する。
【００４４】
〔本システムの利点〕
本システムは、上述のように、外部温度センサにより検知された金型から温調機へ戻る熱媒体の温度に基づいて、フィードバック制御により温度調節（ＰＩＤ制御）を行うようにしている。外部温度センサは、従来の温調機内部に設けられているものとは異なり、金型出口での熱媒体の温度を検知しているため、金型温度の変化を的確に捉え、熱媒体の温度を、季節や朝晩等、外部環境に左右されることなく、適切に調節することができる。
【００４５】
また、温調機から金型へ送られる熱媒体は、前記温調機の制御部によって制御される加熱補助機により加熱できるようになっているため、適切かつ迅速な温度調節が可能である。特に、外部温度センサにより検知された熱媒体の温度に基づいて、適切に急速加熱と冷却の切り替えを行うことができるため、成形サイクル中において最も長い時間を要する樹脂凝固の時間短縮を図ることができる。
【００４６】
さらに、加熱補助機が温調機の始動時に作動することにより、金型を早期に昇温させることができるため、捨てショットの回数を大幅に削減することが可能となる。
【００４７】
したがって、本システムの利用により、成形サイクルの短縮（生産性向上）と材料歩留り向上を実現することができる。
【００４８】
以上がこの発明の好適な実施形態であるが、この発明は上述の実施形態の構成に限定されるものではなく、適宜変更して実施することができる。
【図１】
2012223939.tif 000003
【図２】
2012223939.tif 000004
【図３】
2012223939.tif 000005
【図４】
2012223939.tif 000006
【図５】
2012223939.tif 000007