(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリュの前方に溜まったシリンダ内の溶融樹脂を、前記スクリュを前進させることで金型内に射出した後に、前記金型内に射出された樹脂に対して保圧圧力を印加する保圧工程を含む、射出成形機の保圧制御方法において、
前記保圧工程が開始された時点から、前記スクリュの前進速度が０〜０．５ｍｍ／ｓｅｃの範囲内の所定の低速値（Ｘ）に到達するまでの時間を測定する測定工程と、
前記測定工程で測定した前記時間をプロセスコントローラに自動入力する工程と、
前記測定工程を含むショットにおいては、前記保圧工程が開始された時点から、前記スクリュの前進速度が０〜０．５ｍｍ／ｓｅｃの範囲内の所定の低速値（Ｘ）に到達するまでの時間が満了した時点で前記保圧圧力を解放する工程と、
前記測定工程を含む前記ショットに続いて行われる連続成形でのショットにおいては、前記保圧工程にて、前記プロセスコントローラに自動入力された前記測定工程で測定した前記時間が満了した時点で前記保圧圧力を解放する工程と、を含むことを特徴とする射出成形機の保圧制御方法。
【請求項２】
スクリュの前方に溜まったシリンダ内の溶融樹脂を、前記スクリュを前進させることで金型内に射出した後に、前記金型内に射出された樹脂に対して保圧圧力を印加する保圧工程を含む、射出成形機の保圧制御方法において、
前記保圧圧力を印加する時間を予め任意に設定する保圧時間設定工程を含む、前記保圧工程にて、スクリュの前進速度が０〜０．５ｍｍ／ｓｅｃの範囲内の所定の低速値（Ｘ）に到達した時点で前記保圧圧力を解放する第１のモードと、
前記保圧工程が開始された時点から、前記スクリュの前進速度が０〜０．５ｍｍ／ｓｅｃの範囲内の所定の低速値（Ｘ）に到達するまでの時間を測定する測定工程と、前記測定工程で測定した前記時間をプロセスコントローラに自動入力する工程とを含む、
前記測定工程を含むショットにおいては、前記保圧工程が開始された時点から、前記スクリュの前進速度が０〜０．５ｍｍ／ｓｅｃの範囲内の所定の低速値（Ｘ）に到達するまでの時間が満了した時点で前記保圧圧力を解放し、
前記測定工程を含む前記ショットに続いて行われる連続成形でのショットにおいては、前記保圧工程にて、前記プロセスコントローラに自動入力された前記測定工程で測定した前記時間が満了した時点で前記保圧圧力を解放する第２のモードと、を含み、
前記第１のモードおよび前記第２のモードのいずれか一方に切り換えて前記保圧圧力を解放する射出成形機の保圧制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形機の保圧制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形は、概ね、金型を閉じる型閉じ工程と、金型を締め付ける型締め工程と、金型のスプルにノズルを押しつけるノズルタッチ工程、シリンダ内のスクリュを前進させて、スクリュ前方に溜まった溶融樹脂を金型内に射出する射出工程と、その後、気泡、ヒケの発生を抑制するために保圧圧力をしばらくかける保圧工程と、金型内に充填された樹脂が冷却されて固まるまでの間の時間に次のサイクルのために、スクリュを回転させ、かつ、樹脂を溶解しながらシリンダの前方に溶解樹脂をため込む可塑化工程と、ノズル先端に溜まった溶解樹脂が金型により冷却固化されないように射出装置を後退させる射出装置後退工程と、固化された成形品を金型から取り出すために、金型を開き、成形品を金型に設けられた突出しピンによって押し出す型開き・成形品突出し工程とからなる。
【０００３】
上記各工程のうち、射出保圧工程に要する時間は、従来、射出速度で決まる射出時間と保圧圧力を保持する保圧時間とで制御されるのが一般的であるが、特に決められた時間はなく、成形技術者にて任意に設定できるようにしている。
【０００４】
図４に、従来の射出保圧工程における、射出ストローク・時間と、射出圧力・速度の関係を表すグラフを示す。
【０００５】
射出保圧工程は、成形品の約９割近くを充填する射出工程と、残りの約１割を充填する保圧工程とからなる。保圧工程切換点で、射出工程から保圧工程に移行すると、スクリュは低速で前進され、予め設定された時間だけ保圧がかけられる。
【０００６】
この保圧工程は、成形品の品質にとって最も重要とされている。例えば、通常成形品に使用されるダイレクトゲートでは、保圧圧力の設定が高い状態で保圧時間が長ければ、成形品内部に残留ヒズミを生じ、耐久性＆耐熱性などの特性を低下させたり、薄肉成形品であれば、ソリの発生に繋がっていた。その逆に、保圧時間が短ければ、未充填やヒケの現象が発生するなど、成形品のゲート形状に依存し、成形技術者の経験値を必要とするものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の射出保圧工程における保圧工程の保圧時間は、個々の成形技術者による経験値で設定しているが、図４に示したように、スクリュが停止するまでの時間ｔ2よりも保圧時間ｔ1の設定が長く、成形品に対する最適な保圧時間の設定がなされていない場合があった。
【０００８】
射出保圧時間はプロセスコントローラにて任意に設定できるため、成形品の品質を加味して時間短縮を実施しているが、保圧時間の長短に伴う残留ヒズミ、耐久性＆耐熱性などの特性低下、ソリの発生、あるいは未充填やヒケといった問題をなくすため、実際はトライ＆エラーを繰返していた。
【０００９】
そこで、本発明は、保圧工程におけるムダ時間を削減し、成形品の品質上のバラツキ低減と生産性の向上を図ることが可能な射出成形機の保圧制御方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の射出成形機の保圧制御方法は、スクリュの前方に溜まったシリンダ内の溶融樹脂を、スクリュを前進させることで金型内に射出した後に、金型内に射出された樹脂に対して保圧圧力を印加する保圧工程を含む、射出成形機の保圧制御方法において、保圧工程が開始された時点から、スクリュの前進速度が０〜０．５ｍｍ／ｓｅｃの範囲内の所定の低速値（Ｘ）に到達するまでの時間を測定する測定工程と、測定工程で測定した時間をプロセスコントローラに自動入力する工程と、測定工程を含むショットにおいては、保圧工程が開始された時点から、スクリュの前進速度が０〜０．５ｍｍ／ｓｅｃの範囲内の所定の低速値（Ｘ）に到達するまでの時間が満了した時点で保圧圧力を解放する工程と、測定工程を含むショットに続いて行われる連続成形でのショットにおいては、保圧工程にて、プロセスコントローラに自動入力された測定工程で測定した時間が満了した時点で保圧圧力を解放する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１１】
上記の通りの本発明の射出成形機の保圧制御方法は、スクリュの前進速度が０〜０．５ｍｍ／ｓｅｃの範囲内の所定の低速値（Ｘ）に到達した時点で保圧圧力を解放する。つまり、スクリュの前進速度が予め設定しておいた０〜０．５ｍｍ／ｓｅｃの範囲内の所定の低速値（Ｘ）に達した時点で保圧工程を終了させるため、必要以上の保圧時間、すなわち、ムダ時間を削減することができる。また、スクリュの前進速度が０〜０．５ｍｍ／ｓｅｃの範囲内の所定の低速値（Ｘ）に到達するまでの時間を測定した時間をプロセスコントローラに自動入力し、この測定した時間が満了した時点で保圧工程を終了させることにより、０〜０．５ｍｍ／ｓｅｃの範囲内の所定の低速値（Ｘ）に到達するまでの時間のばらつきの影響を受けずに、成形に要する時間を安定させることができる。
【００１３】
また、本発明の射出成形機の保圧制御方法は、スクリュの前方に溜まったシリンダ内の溶融樹脂を、スクリュを前進させることで金型内に射出した後に、金型内に射出された樹脂に対して保圧圧力を印加する保圧工程を含む、射出成形機の保圧制御方法において、保圧圧力を印加する時間を予め任意に設定する保圧時間設定工程を含む、保圧工程にて、スクリュの前進速度が０〜０．５ｍｍ／ｓｅｃの範囲内の所定の低速値（Ｘ）に到達した時点で保圧圧力を解放する第１のモードと、保圧工程が開始された時点から、スクリュの前進速度が０〜０．５ｍｍ／ｓｅｃの範囲内の所定の低速値（Ｘ）に到達するまでの時間を測定する測定工程と、測定工程で測定した時間をプロセスコントローラに自動入力する工程とを含む、測定工程を含むショットにおいては、保圧工程が開始された時点から、スクリュの前進速度が０〜０．５ｍｍ／ｓｅｃの範囲内の所定の低速値（Ｘ）に到達するまでの時間が満了した時点で保圧圧力を解放し、測定工程を含むショットに続いて行われる連続成形でのショットにおいては、保圧工程にて、プロセスコントローラに自動入力された測定工程で測定した時間が満了した時点で保圧圧力を解放する第２のモードと、を含み、
第１のモードおよび第２のモードのいずれか一方に切り換えて保圧圧力を解放するものであってもよい。すなわち、本発明の射出成形機の保圧制御方法は、保圧時間を任意に設定し、この設定した時間が満了した時点で保圧工程を終了させることもできるため、成形技術者が成形品の品質を加味した経験値による保圧時間を設定することが可能となり、厚肉成形品等の成形にも対応することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
図１に、本発明の一実施形態である射出成形機の射出装置の概略構成図を示す。
【００１６】
射出成形機の射出装置は、シリンダ５と、シリンダ５内に供給する樹脂を貯留しているホッパ１５と、シリンダ５内に回転可能に挿入されているスクリュ６と、このスクリュ６をスクリュ６の軸方向に移動させることで樹脂を不図示の金型内に射出させる射出サーボモータ４、射出サーボモータ４を制御するためのプロセスコントローラ１を有する制御部１４等から構成されている。
【００１７】
スクリュ６は、射出サーボモータ４がタイミングベルト３を介してボールネジ１６を回転させることでスクリュ６の軸方向への移動がなされる構成となっている。また、スクリュ６の先端には、樹脂を射出する際、樹脂がシリンダ５内に逆流してくるのを防止するための逆流防止リング７が取付けられている。
【００１８】
制御部１４は、プロセスコントローラ１の他に、プロセスコントローラ１に接続されている、保圧完了切換ＳＷ８、低速値（Ｘ）設定部９、良品ＳＷ１０、速度比較部１２、および時間測定演算部１３を有し、金型内に射出された樹脂に対して印加される保圧圧力等を制御する。
【００１９】
なお、低速値（Ｘ）とは、保圧工程において、保圧圧力を解放するための閾値となる、実際に成形品の中に充填される樹脂の速度、すなわち間接的なスクリュ６の前進速度であり、本実施形態では、０〜０．５ｍｍ／ｓｅｃの範囲内である。
【００２０】
保圧完了切換ＳＷ８は、低速値（Ｘ）に基づいて保圧を終了させる工程を経てから連続成形を実施する保圧速度切換と、成形技術者の経験値に基づき保圧時間を設定し、この設定した保圧時間に基づいて保圧を終了させる工程を経てから連続成形を実施する保圧時間切換との２つのモードの切換が可能なスイッチである。本実施形態においては、保圧完了切換ＳＷ８は、予め保圧速度切換が自動的に設定されているが、例えば、厚肉成形品等を製造する際には、この設定を解除し、保圧時間切換に切り換えておくことも可能である。
【００２１】
低速値（Ｘ）設定部９では、０〜０．５ｍｍ／ｓｅｃの範囲内で低速値（Ｘ）を設定可能である。
【００２２】
良品ＳＷ１０は、保圧速度切換のモードにおいて、スクリュ６の前進速度が低速値（Ｘ）に到達することで保圧圧力を解放する第１のモードと、低速値（Ｘ）に到達するまでの時間を、速度比較部１２および時間測定演算部１３により測定算出し、この測定した時間が満了した時点で保圧圧力を解放する第２のモードとに切り換えが可能なスイッチである。
【００２３】
すなわち、成形された成形品が良品であり、かつｎ回成形した際、保圧時間にバラツキがない場合は、入力した低速値（Ｘ）にスクリュ６の前進速度が到達した時点で保圧を終了させる第１のモードとすればよいが、一方、成形された成形品自体が良品であるにも拘わらず、保圧時間にバラツキを生じてしまう場合は、成形に要する時間を安定させるために、良品ＳＷ１０を第２のモードに切り換え、低速値（Ｘ）に到達するまでの時間を測定し、この時間が満了した時点で保圧圧力を解放する。
【００２４】
なお、保圧時間のバラツキは、
▲１▼スクリュ６の回転後のスクリュ６の先端部に溜めた樹脂の絶対質量が、特にスクリュ６の回転後の待機時間とサックバック量によりばらつく、
▲２▼樹脂の混練状態によるシリンダ５内の樹脂圧が変動し、逆流防止リング７前後の圧力差によりスクリュ６の先端部に流れ込み、樹脂の絶対質量がばらつく、▲３▼射出速度の成形条件（超低速）によっては、逆流防止リング７と逆流防止リング７を押さえる不図示のオシガネのシール速度がばらつきスクリュ６の先端部に溜める樹脂の絶対質量がばらつく、
といった、スクリュ６の先端部に溜める樹脂の絶対質量のバラツキに起因する。
【００２５】
ここで、保圧時間の測定に関して概略を説明する。
【００２６】
本実施形態の射出成形機は、保圧切換点（図３参照）以降のスクリュ６の前進速度より保圧時間を求めている。
【００２７】
まず、射出サーボモータ４に設けられたエンコーダ１１による位置パルスをサーボアンプ２での演算処理によりスクリュ６の速度を算出し、この算出値を速度比較部１２に送信する。
【００２８】
速度比較部１２では、低速値（Ｘ）設定部９で予め設定しておいた低速値（Ｘ）と、サーボアンプ２で算出された速度値との比較を行い、サーボアンプ２で算出された速度値が低速値（Ｘ）に到達したら、スクリュ６を停止させるストップ信号をプロセスコントローラ１に送信する。
【００２９】
時間測定演算部１３では、プロセスコントローラ１から、射出工程の終了の信号をスタート信号として受信するとともに、上述のようにして得たストップ信号を受信し、スタート信号を受信してからストップ信号を受けるまでの間の時間を保圧時間として算出する。
【００３０】
プロセスコントローラ１は、保圧完了切換ＳＷ８、低速値（Ｘ）設定部９、および良品ＳＷ１０からの信号を入力することで、プロセスコントローラ１内の機能を利用して、本実施形態の保圧制御を行うための出力信号を出力し、この信号はサーボアンプ２を介して射出サーボモータ４に伝えられる。
【００３１】
次に、図２に示す本発明の保圧制御方法の一例のフローチャートを用いて、保圧制御方法について説明する。
【００３２】
本実施形態においては、制御部１４の保圧完了切換ＳＷ８は、保圧速度切換のモードを実行するように自動的に設定されている（ステップＳ１）。なお、上述したように、この設定は解除可能であり、必要であれば従来の保圧時間切換に切り換えることも可能である。
【００３３】
次に、低速値（Ｘ）設定部９に、低速値（Ｘ）を、例えば、０．５ｍｍ／ｓｅｃを設定し成形を開始する（ステップＳ２）。
【００３４】
次に、ステップＳ２で設定した低速値（Ｘ）で成形した成形品が、残留ヒズミ、耐久性＆耐熱性などの特性低下、ソリの発生、あるいは未充填やヒケのない良品であるかどうかを判断する（ステップＳ３）。ここで成形品が良品であると判断されると、スクリュ６の前進速度が低速値（Ｘ）に到達することで保圧圧力を解放して保圧工程を完了させる成形をｎ回繰り返す。
【００３５】
次に、ｎ回繰り返し成形を行った際、保圧時間にバラツキを生じたかどうかを判定し（ステップＳ４）、保圧時間のバラツキがなければ、良品ＳＷ１０を第１のモード、すなわち、スクリュ６の前進速度が低速値（Ｘ）に到達することで保圧圧力を解放して保圧工程を完了する方法で連続成形を行う（ステップＳ５）。
【００３６】
一方、保圧時間にバラツキを生じる場合、良品ＳＷ１０を第２のモードに切り換え、低速値（Ｘ）に到達するまでの時間を測定し（ステップＳ６）、この測定した時間を保圧時間としてプロセスコントローラ１に自動入力する（ステップＳ７）。すなわち、予め設定しておいた保圧時間が満了した時点で保圧工程を完了させる従来の保圧方法と同様に、保圧時間が完了するまでの時間を設定する。ただし、設定する保圧時間が成形技術者の経験値に基づいていた従来の保圧方法に対し、本実施形態で、設定される保圧時間は、スクリュ６が低速値（Ｘ）に到達するまでの時間を測定した測定時間に基づくため、従来の保圧方法で生じていた、保圧圧力が解放される時間とスクリュ６が低速値（Ｘ）に到達するまでの時間との差分であるムダ時間を削減することができる。
【００３７】
なお、この保圧時間としてプロセスコントローラ１に自動入力する測定値は、ｎ回繰り返し成形を行った際に予め測定しておいたｎ個の測定時間のなかから選択するものであってもよい。
【００３８】
ステップＳ３において、成形品が良品でないと判断された場合には、低速値（Ｘ）を変更し、再びステップＳ２に戻る（ステップＳ８）。
【００３９】
なお、低速値（Ｘ）を変更したにも関わらず、良品が得られない場合には、ステップＳ８で低速値（Ｘ）を変更するのではなく、保圧完了切換ＳＷ８を従来の保圧時間切換に設定する（ステップＳ９）。そして、成形技術者が成形品の品質を加味した経験値による保圧時間を設定し（ステップＳ１０）、連続成形を行う。この保圧時間切換のモードは、厚肉成形品など、スクリュ６の前進が止まってから、ある一定時間の保圧を必要とする場合に好適である。
【００４０】
図３に、スクリュ６の前進速度が低速値（Ｘ）に到達することで保圧工程を完了させる、あるいは、低速値（Ｘ）に到達するまでの時間を測定し、この測定した時間を保圧時間として設定し、この設定した保圧時間が満了した時点で保圧工程を完了させる、本実施形態の保圧制御方法における、射出ストローク・時間と、射出圧力・速度の関係を表すグラフの一例を示す。
【００４１】
本実施形態の保圧制御方法によれば、スクリュ６の前進速度が低速値（Ｘ）に達した時点で保圧工程を完了しているため、従来、設定していた保圧完了までの時間ｔ1と、スクリュ６の前進速度が低速値（Ｘ）に達するまでの時間ｔ2との差分であるムダ時間ｔ3を削減することができる。
【００４２】
なお、本実施形態では、電動式の射出成形機を一例として説明したが、これに限定されるものではなく、油圧式の射出成形機においても、上述した保圧制御方法は適用可能である。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、スクリュの前進速度が０〜０．５ｍｍ／ｓｅｃの範囲内の所定の低速値（Ｘ）に到達した時点で保圧圧力を解放する、つまり、スクリュの前進速度が０〜０．５ｍｍ／ｓｅｃの範囲内所定の低速値（Ｘ）に達した時点で保圧工程を終了させるため、必要以上の保圧時間、すなわち、ムダ時間を削減することができるとともに、成形品の品質上のバラツキ低減と生産性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である射出成形機の射出装置の概略構成図である。
【図２】本発明の保圧制御方法におけるフローチャートの一例である。
【図３】本発明の保圧制御方法における、射出ストローク・時間と、射出圧力・速度の関係を表すグラフの一例である。
【図４】従来の保圧制御方法における、射出ストローク・時間と、射出圧力・速度の関係を表すグラフの一例である。
【符号の説明】
１    プロセスコントローラ
２    サーボアンプ
３    タイミングベルト
４    射出サーボモータ
５    シリンダ
６    スクリュ
７    逆流防止リング
８    保圧完了切換ＳＷ
９    低速値（Ｘ）設定部
１０    良品ＳＷ
１１    エンコーダ
１２    速度比較部
１３    時間測定演算部
１４    制御部
１５    ホッパ
１６    ボールネジ
【図１】
0003875060.tif 000002
【図２】
0003875060.tif 000003
【図３】
0003875060.tif 000004
【図４】
0003875060.tif 000005