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技術 射出成形機の計量制御方法およびその装置

出願人 株式会社日本製鋼所
発明者 笹根学行広誠
出願日 2000年12月12日 (20年11ヶ月経過) 出願番号 2000-377380
公開日 2002年6月26日 (19年4ヶ月経過) 公開番号 2002-178377
状態 拒絶査定
技術分野 プラスチック等の射出成形
主要キーワード 計量制御装置 理想曲線 最適回転数 ノズル後退 ショット回数 後退速度 スクリュ長 換制御弁
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重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2002年6月26日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

課題

射出成形品成形不良削減のため、安定成形性に不可欠な計量(可塑化)工程を最適化して、射出成形品の品質および生産性を向上する。

解決手段

予めスクリュ後退速度を一定にするための計量ストローク回転数の上昇・下降係数(α)の関係を求め、通常の回転数と冷却時間を元に成形を開始し、成形開始時の数ショットの計量時間と前記冷却時間を比較し、計量時間が冷却時間と等しくなる回転数を演算し、該回転数を、前記上昇・下降係数(α)によって最適回転数に自動的変換して連続成形する。

概要

背景

最近、射出成形分野において、高付加価値化コストダウン環境保護といった時代背景から、射出成形品に対する品質および生産性の向上と共に、成形不良削減の要求が厳しくなっている。

図4は、射出成形工程の1サイクルを示す図である。同図に示すように射出成形工程は、型閉型締ノズル前進射出保圧、冷却(計量)、ノズル後退、型開、エジェクタ、中間の各工程からなる。通常、冷却(計量)工程において冷却時間は計量時間より長いのでムダな時間が発生している。

概要

射出成形品の成形不良削減のため、安定成形性に不可欠な計量(可塑化)工程を最適化して、射出成形品の品質および生産性を向上する。

予めスクリュ後退速度を一定にするための計量ストローク回転数の上昇・下降係数(α)の関係を求め、通常の回転数と冷却時間を元に成形を開始し、成形開始時の数ショットの計量時間と前記冷却時間を比較し、計量時間が冷却時間と等しくなる回転数を演算し、該回転数を、前記上昇・下降係数(α)によって最適回転数に自動的変換して連続成形する。

目的

本発明は、射出成形品の成形不良削減のため、安定成形性に不可欠な計量(可塑化)工程を最適化して、射出成形品の品質および生産性を向上することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

予めスクリュ後退速度を一定にするための計量ストローク回転数の上昇・下降係数(α)の関係を求め、通常の回転数と冷却時間を元に成形を開始し、成形開始時の数ショットの計量時間と前記冷却時間を比較し、計量時間が冷却時間と等しくなる回転数を演算し、該回転数を、前記上昇・下降係数(α)によって最適回転数に自動的変換し、連続成形することを特徴する射出成形機計量制御方法

請求項2

成形開始時の通常の回転数と冷却時間と、ショット数の設定定が可能な回転数・冷却時間設定部(1)と、前記回転数を可塑化サーボモータ(8)に出力する切換制御部(2)と、成形開始時の数ショットの計量時間と前記冷却時間とを比較する比較処理部(3)と、該比較処理部(3)に接続され計量時間が冷却時間と等しくなる回転数を求めると共に、該回転数を予め求めた回転数の上昇・下降係数(α)によって最適回転数に変化させ、該最適回転数を前記回転数・冷却時間設定部(1)に出力する演算処理部(4)とからなることを特徴とする射出成形機の計量制御装置

技術分野

0001

本発明は、射出成形機計量制御方法およびその装置に関するものである。

背景技術

0002

最近、射出成形分野において、高付加価値化コストダウン環境保護といった時代背景から、射出成形品に対する品質および生産性の向上と共に、成形不良削減の要求が厳しくなっている。

0003

図4は、射出成形工程の1サイクルを示す図である。同図に示すように射出成形工程は、型閉型締ノズル前進射出保圧、冷却(計量)、ノズル後退、型開、エジェクタ、中間の各工程からなる。通常、冷却(計量)工程において冷却時間は計量時間より長いのでムダな時間が発生している。

発明が解決しようとする課題

0004

従来、冷却(計量)工程において、スクリュ回転数は、特に決められた数値はなく、成形品の品質と個々の成形技術者経験値で設定しているのが実状である。そのため、成形品の品質にとって最も重要な、樹脂の粘度や混練状態が最適か否かについては充分検討されていなかった。また、可塑化能力も、スクリュ後退するに従って有効スクリュ長さが短くなるため、ある時点から低下する現象があるので(図2参照)、経験値に頼らざるを得なかった。すなわち、計量ストロークに対する可塑化能力の特性を考えた最適な回転条件の設定がなされていなかった。

0005

本発明は、射出成形品の成形不良削減のため、安定成形性に不可欠な計量(可塑化)工程を最適化して、射出成形品の品質および生産性を向上することを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

射出成形機では、成形品を生産する一般的な工程として、射出保圧工程後、成形品を固化する目的で冷却工程を設けるが、この冷却工程中に計量工程が同時に行われる。本発明は、成形品の品質にとって重要な樹脂の粘度や混練状態を、計量工程のスクリュ回転数・回転時間を冷却時間内で自動制御して、常に最適化するものである。

0007

そのため、予めスクリュ後退速度を一定にするための計量ストロークと回転数の上昇・下降係数(α)の関係を求め、通常の回転数と冷却時間を元に成形を開始し、成形開始時の数ショットの計量時間と前記冷却時間を比較し、計量時間が冷却時間と等しくなる回転数を演算し、該回転数を、前記上昇・下降係数(α)によって最適回転数に自動的変換して連続成形する。これにより、あらゆる樹脂の溶融を均一にすることができる。また、成形品の品質上のバラツキ低減と省エネルギー効果も上げることができる。

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実施例に基づき図面を参照して説明する。

0009

図2に示すように、ある一定の回転数で計量(可塑化)した場合、スクリュが後退して計量ストロークが大きくなるに従って有効スクリュ長さが短くなる。そのため、ある時点からスクリュの可塑化能力が低下し、実際の可塑化曲線は可塑化理想曲線からずれてしまう。そこで、スクリュが後退するに従って回転数を上げれば、スクリュの後退速度の低下を防ぐことができる。

0010

そこで、図1に示すように、スクリュ後退速度を一定にするための、計量ストロークと回転数の上昇・下降係数(α)の関係をスクリュデザィン毎に求めておく。

0011

次に、図3に示すように、回転数・冷却時間設定部1に設定されている成形開始時の通常の回転数を切換制御部2を介して、シリンダ5内のスクリュ6をタイミングベルト7を介して回転する可塑化サーボモータ8に送る。また、予め回転数・冷却時間設定部1に任意設定可能なショット数(1〜20ショット)を入力し、そのショット回数分の実際の計量時間、回転数・可塑化波形計測して比較処理部3に出力する。この比較処理部3では、計量時間と冷却時間を比較して、計量時間<冷却時間の場合は、段階的に回転数を下降(−)させ、また、計量時間>冷却時間の場合は、段階的に回転数を上昇(+)させる。演算処理部4では、計量時間が冷却時間と等しくなる回転数を求めると共に、上記回転数の上昇・下降係数(α)によって最適回転数に自動変換する。

0012

その最適回転数を切換制御部2と回転数・冷却時間設定部1に戻し、回転数・冷却時間設定部1において初期設定値を最適回転数に自動変換し、その最適回転数を切換制御弁2を介して可塑化サーボモータ8に送る。以降は、自動的に求められた最適値で連続成形する。

0013

このようにスクリュの回転数を任意にコントロールすることにより、図1に示すように、実際の可塑化曲線を可塑化理想曲線に一致させることができる。

発明の効果

0014

本発明は、冷却時間内にスクリュ回転時間を自動的に追従させることにより、スクリュの特徴を活かし、無駄なく制御を行うことできるので、射出成形品の品質および生産性の向上を始め、作業者による管理上の問題も解決することができる。

図面の簡単な説明

0015

図1本発明における計量ストロークと回転数の上昇・下降係数(α)の関係を示す図である。
図2スクリュ回転数が一定である場合の計量ストロークとスクリュの可塑化能力の関係を示す図である。
図3本発明の射出成形機の計量制御装置の構成図である。
図4射出成形工程の1サイクルを示す図である。

--

0016

1回転数・冷却時間設定部
2 切換制御部
3比較処理部
4演算処理部
5シリンダ
6スクリュ
7タイミングベルト
8可塑化サーボモータ

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