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技術 射出成形機、射出成形機の制御方法及びプログラム

出願人 株式会社ソディック
発明者 明山兼三桑原俊太
出願日 2019年12月20日 (1年10ヶ月経過) 出願番号 2019-229913
公開日 2021年7月1日 (3ヶ月経過) 公開番号 2021-098276
状態 未査定
技術分野 プラスチック等の射出成形
主要キーワード 切換え圧力 最大値から最小値までの 突出装置 支持プラテン 工程監視 切換圧力 冷却媒体供給装置 温度調整用媒体
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (9)

課題

条件の移行を使用するか不使用にするかを自動で判別する射出成形機、射出成形機の制御方法及びプログラムを提供すること。

解決手段

本発明の一態様によれば、成形条件に従って制御されて、流動可能な状態の成形材料金型内射出充填して成形を行う射出成形機であって、成形条件記憶部と、判定部とを備え、前記成形条件記憶部は、前記成形条件を記憶し、ここで、前記成形条件は、成形を停止している状態から通常の成形を行うまでの移行成形条件を少なくとも1つと、通常の成形を行う際の通常成形条件とを含み、前記判定部は、成形が停止してからの時間と、成形が停止してからの所定位置の温度との少なくとも一方に基づいて、前記移行成形条件を用いた成形を行うか否かを判定可能に構成される、射出成形機が提供される。

概要

背景

一般的に射出成形機は、閉じた金型の中に流動可能な成形材料射出充填して、金型の中で成形材料を固化させたあと、金型を開いて成形品を取り出すことを繰り返す。成形品は、射出成形機を起動した直後の生産開始初期成形されたものと、その後の生産の安定期に成形されたものとで、同じ成形条件で成形されたものでも品質歩留まりに差が生まれることがある。また前述のように生産の開始初期と安定期において同じ成形条件で連続して成形品を成形する場合、射出成形機が異常を検知して途中で停止することもある。このとき検出される異常は、例えば、成形品の離型不良や成形材料の糸引きなどである。このため、射出成形機が長時間停止することがないように、オペレータが射出成形機のそばで常駐するケースも多い。

離型不良は、例えば、金型取られやスプル残りである。一般的に成形品は、例えば2プレート金型であれば、金型を開いた際に、離型手段が設けられている方のプレートに付着する。金型取られは、金型を開いた際に、離型手段が設けられていない方のプレートに成形品が付着してしまうことである。スプル残りは、金型を開いた際に、離型手段が設けられていない方のプレートに成形品の一部を構成するスプルが成形品の本体からちぎれて残ることである。成形材料の糸引きは、例えば、スプルの先端が固化していない状態で金型を開いた際に、スプルの先端が糸状に細く延びて、金型に付着してしまうことである。

このため、射出成形機においては、生産の開始初期から安定期までの成形条件を変化させる、つまり、成形条件を移行させながら生産を行うことが行われている(例えば、特許文献1を参照)。

概要

条件の移行を使用するか不使用にするかを自動で判別する射出成形機、射出成形機の制御方法及びプログラムを提供すること。本発明の一態様によれば、成形条件に従って制御されて、流動可能な状態の成形材料を金型内に射出充填して成形を行う射出成形機であって、成形条件記憶部と、判定部とを備え、前記成形条件記憶部は、前記成形条件を記憶し、ここで、前記成形条件は、成形を停止している状態から通常の成形を行うまでの移行成形条件を少なくとも1つと、通常の成形を行う際の通常成形条件とを含み、前記判定部は、成形が停止してからの時間と、成形が停止してからの所定位置の温度との少なくとも一方に基づいて、前記移行成形条件を用いた成形を行うか否かを判定可能に構成される、射出成形機が提供される。

目的

本発明は、かかる事情を鑑みてなされたものであり、成形条件の移行を使用するか不使用にするかを自動で判別する射出成形機、射出成形機の制御方法及びプログラムを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

成形条件に従って制御されて、流動可能な状態の成形材料金型内射出充填して成形を行う射出成形機であって、成形条件記憶部と、判定部とを備え、前記成形条件記憶部は、前記成形条件を記憶し、ここで、前記成形条件は、成形を停止している状態から通常の成形を行うまでの移行成形条件を少なくとも1つと、通常の成形を行う際の通常成形条件とを含み、前記判定部は、成形が停止してからの時間と、成形が停止してからの所定位置の温度との少なくとも一方に基づいて、前記移行成形条件を用いた成形を行うか否かを判定可能に構成される、射出成形機。

請求項2

番目以降に利用する前記移行成形条件および最後に利用する前記通常成形条件は、自身を利用して成形を開始する際の少なくとも1つの移行条件を含み、前記判定部は、前記成形条件に基づいて成形を行っている場合に、前記移行条件に基づいて前記成形条件を切り替える、請求項1に記載の射出成形機。

請求項3

前記移行成形条件は、つぎに利用する前記移行成形条件又はつぎに利用する前記通常成形条件へ切り替える少なくとも1つの移行条件を含み、前記判定部は、前記成形条件に基づいて成形を行っている場合に、前記移行条件に基づいて前記成形条件を切り替える、請求項1に記載の射出成形機。

請求項4

前記移行条件は、成形数又は経過時間である、請求項2または3に記載の射出成形機。

請求項5

前記移行成形条件に基づいて成形を行って得られる成形品不良品と判定する強制不良判定部を備え、前記成形条件は、前記強制不良判定部を動作させるか否かの指定を含む、請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の射出成形機。

請求項6

充填速度条件に従って充填速度が制御されている充填工程と、保持圧力条件に従って保持圧力が制御されている保圧工程と、供給速度条件に従って供給速度が制御されている計量工程と、のうちの少なくとも1つの工程を監視して成形品の良否を判定する工程監視部を備え、前記成形条件は、前記工程監視部を動作させるか否かの指定を含む、請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の射出成形機。

請求項7

前記所定位置の温度を監視して所定の許容範囲にあるか否を判定する温度監視部を備え、前記成形条件は、前記温度監視部を動作させるか否かの指定を含む、請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の射出成形機。

請求項8

成形条件に従って制御されて、流動可能な状態の成形材料を金型内に射出充填して成形を行う射出成形機の制御方法であって、成形が停止してからの時間と、成形が停止してからの所定位置の温度との少なくとも一方に基づいて、移行成形条件を用いた成形を行うか否かを判定する判定工程を含み、前記移行成形条件は、前記成形条件であって、通常の成形を行う際の成形条件とは異なる、成形を停止している状態から通常の成形を行うまでの成形条件である、制御方法。

請求項9

成形条件に従って制御されて、流動可能な状態の成形材料を金型内に射出充填して成形を行う射出成形機の制御プログラムであって、コンピュータを前記射出成形機の制御装置として動作させ、前記制御装置は、成形条件記憶部と、判定部とを備え、前記成形条件記憶部は、前記成形条件を記憶し、ここで、前記成形条件は、成形を停止している状態から通常の成形を行うまでの移行成形条件を少なくとも1つと、通常の成形を行う際の通常成形条件とを含み、前記判定部は、成形が停止してからの時間と、成形が停止してからの所定位置の温度との少なくとも一方に基づいて、前記移行成形条件を用いた成形を行うか否かを判定する、プログラム

技術分野

0001

本発明は、射出成形機、射出成形機の制御方法及びプログラムに関する。

背景技術

0002

一般的に射出成形機は、閉じた金型の中に流動可能な成形材料射出充填して、金型の中で成形材料を固化させたあと、金型を開いて成形品を取り出すことを繰り返す。成形品は、射出成形機を起動した直後の生産開始初期成形されたものと、その後の生産の安定期に成形されたものとで、同じ成形条件で成形されたものでも品質歩留まりに差が生まれることがある。また前述のように生産の開始初期と安定期において同じ成形条件で連続して成形品を成形する場合、射出成形機が異常を検知して途中で停止することもある。このとき検出される異常は、例えば、成形品の離型不良や成形材料の糸引きなどである。このため、射出成形機が長時間停止することがないように、オペレータが射出成形機のそばで常駐するケースも多い。

0003

離型不良は、例えば、金型取られやスプル残りである。一般的に成形品は、例えば2プレート金型であれば、金型を開いた際に、離型手段が設けられている方のプレートに付着する。金型取られは、金型を開いた際に、離型手段が設けられていない方のプレートに成形品が付着してしまうことである。スプル残りは、金型を開いた際に、離型手段が設けられていない方のプレートに成形品の一部を構成するスプルが成形品の本体からちぎれて残ることである。成形材料の糸引きは、例えば、スプルの先端が固化していない状態で金型を開いた際に、スプルの先端が糸状に細く延びて、金型に付着してしまうことである。

0004

このため、射出成形機においては、生産の開始初期から安定期までの成形条件を変化させる、つまり、成形条件を移行させながら生産を行うことが行われている(例えば、特許文献1を参照)。

先行技術

0005

特許第2990406号公報

発明が解決しようとする課題

0006

しかしながら、成形条件を移行させながら生産を行う場合、機械が停止するたびに、成形条件の移行が再び最初の成形条件から開始されるために、生産効率が低くなる。また、成形条件を移行させながら生産を行う機能をオペレータが手動で操作して不使用とすることもできるが、その判断はオペレータに委ねられることになる。

0007

本発明は、かかる事情を鑑みてなされたものであり、成形条件の移行を使用するか不使用にするかを自動で判別する射出成形機、射出成形機の制御方法及びプログラム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

0008

本発明の一態様によれば、成形条件に従って制御されて、流動可能な状態の成形材料を金型内に射出充填して成形を行う射出成形機であって、成形条件記憶部と、判定部とを備え、前記成形条件記憶部は、前記成形条件を記憶し、ここで、前記成形条件は、成形を停止している状態から通常の成形を行うまでの移行成形条件を少なくとも1つと、通常の成形を行う際の通常成形条件とを含み、前記判定部は、成形が停止してからの時間と、成形が停止してからの所定位置の温度との少なくとも一方に基づいて、前記移行成形条件を用いた成形を行うか否かを判定可能に構成される、射出成形機が提供される。

発明の効果

0009

本発明の一態様によれば、成形が停止してからの時間と、成形が停止してからの所定位置の温度との少なくとも一方に基づいて、移行成形条件を用いた成形を行うか否かを判定することで、移行成形条件を用いた成形を使用するか不使用にするかを自動で判別することが可能となる。

図面の簡単な説明

0010

射出成形機の概要を説明するための図である。
射出成形機の概要を説明するための図である。
射出成形機10の機能的な構成を示すブロック図である。
温度検出器34が温度を検出する位置を示した図である。
射出成形機10が停止してから起動するまでの処理の流れを示したアクティビティ図である。
射出成形機10の起動時の動作の流れの一例を示すアクティビティ図である。
射出成形機10の起動時の動作の流れの別の一例を示すアクティビティ図である。
成形条件が切り替えられた際の射出成形機10の動作の流れを示すアクティビティ図である。

実施例

0011

以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。特に、本明細書において「部」とは、例えば、広義回路によって実施されるハードウェア資源と、これらのハードウェア資源によって具体的に実現されうるソフトウェア情報処理とを合わせたものも含みうる。また、本実施形態においては様々な情報(プログラム、各コンテンツ等)を取り扱うが、これら情報は、0又は1で構成される2進数ビット集合体として信号値高低によって表され、広義の回路上で通信演算が実行されうる。

0012

また、広義の回路とは、回路(Circuit)、回路類(Circuitry)、プロセッサ(Processor)、及びメモリ(Memory)等を少なくとも適当に組み合わせることによって実現される回路である。すなわち、特定用途向け集積回路(Application Specific Integrated Circuit:ASIC)、プログラマブル論理デバイス(例えば、単純プログラマブル論理デバイス(Simple Programmable Logic Device:SPLD)、複合プログラマブル論理デバイス(Complex Programmable Logic Device:CPLD)、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ(Field Programmable Gate Array:FPGA))等を含むものである。

0013

1.射出成形機の概要
最初に射出成形機について説明する。図1及び図2は、射出成形機の概要を説明するための図である。射出成形機で成形する成形材料は、熱可塑性樹脂熱硬化性樹脂、及び、軽金属材料など、がある。以下、代表して熱可塑性樹脂(以下、樹脂材料と称する)を成形する射出成形機10を一例にして説明する。

0014

図1及び図2に示すように、射出成形機10は、型締装置20と、射出装置30と、それらを制御する制御装置70と、メモリ60と、表示装置50と、操作盤40と、を備えている。型締装置20と射出装置30は、ベース台80上に設けられている。金型90は、型締装置20に取り付けられている。金型90は、固定側金型91と、可動側金型92と、エジェクタピン93と、を備えている。

0015

型締装置は、直圧方式とトグル方式に大別されるが、図1及び図2に示した型締装置20は、直圧方式である。また、射出装置は、スクリュプリプラ方式とインラインスクリュ方式に大別されるが、図1及び図2に示した射出装置30は、スクリュプリプラ方式である。以下では、直圧方式の型締装置20とスクリュプリプラ方式の射出装置30とを有する射出成形機10を一例にして説明する。

0016

型締装置20は、固定プラテンと、可動プラテンと、支持プラテンと、タイバと、型開閉駆動装置と、型締駆動装置と、突出装置と、を備えている。

0017

固定プラテンと支持プラテンは、タイバの両端に固定されている。可動プラテンは、固定プラテンと支持プラテンの間を移動する。固定プラテンに固定側金型91が取り付けられている。可動プラテンに可動側金型92が取り付けられている。支持プラテンに型開閉駆動装置と型締駆動装置が取り付けられている。型開閉駆動装置と型締駆動装置のそれぞれの駆動軸が可動プラテンに取り付けられている。型開閉駆動装置と型締駆動装置は、例えば、電動式または油圧式などの各種方式で駆動する。なお、型開閉駆動装置と型締駆動装置は、1つの駆動装置で構成されていてもよい。

0018

型開閉駆動装置は、例えばボールねじ機構回転モータを備えて、金型90を開閉する際に可動プラテンを大きく移動させる。可動プラテンに付与される圧力は、例えば、回転モータに流れる電流値から検出することができる。また可動プラテンに付与される圧力は、例えば、ロードセルのような圧力検出器で検出されてもよい。可動プラテンの位置および移動速度は、例えば回転モータの回転数を検出するロータリエンコーダのような位置検出器で検出することができる。また例えば可動プラテンの位置および移動速度は、リニアエンコーダのような位置検出器で検出されてもよい。

0019

型締駆動装置は、例えば油圧アクチュエータを備えて、金型90を型締めする際に可動プラテンに大きな圧力を付与する。金型90を締め付ける圧力は、例えば油圧アクチュエータに備える圧力検出器から検出することができる。また金型90を締め付ける圧力は、例えば、ロードセルのような圧力検出器で検出されてもよい。

0020

突出装置は、エジェクタロッド21と、エジェクタロッド駆動装置と、備えている。突出装置は、可動プラテンに取り付けられている。エジェクタロッド21は、可動側金型92のエジェクタピン93を駆動する。エジェクタロッド駆動装置は、電動式または油圧式などの各種方式で駆動する。

0021

エジェクタロッド駆動装置は、例えばボールねじ機構と回転モータを備えて、エジェクタロッドを駆動する。エジェクタピン93は、金型90を開いたときに可動側金型92に付着している成形品100を突き出して、成形品100を可動側金型92から離型させる。エジェクタピン93の位置および移動速度は、例えば、回転モータの回転数を検出するロータリエンコーダのような位置検出器で検出することができる。

0022

射出装置30は、可塑化部31と、射出部32と、それらを連結する連結部33と、逆流防止装置と、を備えている。連結部33は、後述する可塑化シリンダ射出シリンダを連通する連通路を備えている。

0023

可塑化部31は、可塑化シリンダと、可塑化スクリュと、スクリュ回転駆動装置と、ヒータH4、H5、H6と、クーラCHとを備えている。スクリュ回転駆動装置は、電動式または油圧式などの各種方式で駆動する。

0024

可塑化シリンダは、可塑化スクリュを内蔵する。可塑化シリンダは、後部に樹脂材料が供給される材料供給口が形成されている。材料供給口は、例えばホッパが取り付けられている。

0025

可塑化スクリュは、可塑化シリンダの中で回転する。スクリュ回転駆動装置は、例えば油圧モータを備えて、可塑化スクリュを回転させる。可塑化スクリュの回転数は、例えば回転モータの回転数を検出するロータリエンコーダのような回転検出器で検出されている。

0026

ヒータH4、H5、H6は、例えば可塑化シリンダの外周に巻かれた複数のバンドヒータであって、可塑化シリンダを複数のゾーンに分けて加熱する。クーラCHは、例えば可塑化シリンダの後部のゾーンに形成された冷却配管であって、冷却媒体供給装置から供給される冷却媒体を冷却配管の中に流すことで、材料供給口が形成された可塑化シリンダの後部のゾーンを冷却する。クーラCHは、例えば粒状の樹脂材料がホッパから材料供給口に供給される際に、熱で樹脂材料の表面が溶けて材料供給口に詰まることを防止する。可塑化シリンダの各ゾーンの温度は、例えば熱電対のような温度検出器で検出されている。

0027

樹脂材料は、可塑化シリンダの中に供給される。可塑化シリンダの中の樹脂材料は、ヒータH4、H5、H6で加熱されながら可塑化スクリュで可塑化されて溶融する。可塑化シリンダの中の樹脂材料は、回転する可塑化スクリュによって、可塑化スクリュの先端に向って移動しながら溶融して、流動可能な状態の溶融樹脂となって連通路を経由して射出部に送られる。

0028

射出部32は、射出シリンダと、射出ノズルと、プランジャと、プランジャ駆動装置と、ヒータH0、H1、H2、H3、HPとを備えている。

0029

射出シリンダは、プランジャを内蔵する。射出シリンダは、先端部に射出ノズルを有する。射出室は、射出シリンダの中に形成され、連通路に連通している。射出室は、可塑化部31から連通路を介して供給される溶融樹脂を収容する。射出室は、射出ノズルと連通している。

0030

プランジャは、射出室の中で前後方向に移動して、射出室の容積増減する。プランジャ駆動装置は、電動式または油圧式などの各種方式で駆動する。プランジャ駆動装置は、例えば油圧アクチュエータを備えて、プランジャを前後方向に移動させる。プランジャに付与される圧力は、例えば油圧アクチュエータに備える圧力検出器から検出することができる。またプランジャに付与される圧力は、例えば、プランジャと射出駆動装置の間に備えられるロードセルのような圧力検出器で検出されてもよい。プランジャの位置は、例えば、リニアエンコーダのような位置検出器で検出されている。

0031

ヒータH1、H2、H3、HPは、例えば射出シリンダの外周に巻かれた複数のバンドヒータであって、射出シリンダを複数のゾーンに分けて加熱する。射出シリンダの各ゾーンの温度は、例えば熱電対のような温度検出器で検出されている。

0032

ヒータH0は、例えば射出ノズルの外周に巻かれたバンドヒータであって、射出ノズルを加熱する。射出ノズルの温度は、例えば熱電対のような温度検出器で検出されている。

0033

溶融樹脂は、プランジャを後ろに押しながらプランジャが所定の位置に後退するまで射出シリンダの中に流れ込む。溶融樹脂は、プランジャが後退した位置によって計量される。このときプランジャは、溶融樹脂の圧力よりも小さい圧力でかつプランジャの前進方向の圧力である背圧が付与されている場合もある。

0034

連結部33は、可塑化シリンダと射出シリンダを連結し、可塑化シリンダから射出シリンダに供給される溶融樹脂が流れる連通路が形成されている。連結部33は、ヒータHJを備えてもよい。ヒータHJは、例えば連結部33の外周に巻かれたバンドヒータであって連結部33を加熱する。連結部33の温度は、例えば熱電対のような温度検出器で検出されている。

0035

逆流防止装置は、連通路を開閉する。逆流防止装置は、例えばスクリュ前進駆動装置を備えて、可塑化スクリュを前進させて連通路の可塑化部31側の開口を閉じる。スクリュ前進駆動装置は、電動式または油圧式などの各種方式で駆動する。スクリュ前進駆動装置は、例えば単動の油圧アクチュエータを備えて、回転していない可塑化スクリュを油圧で前進させる。前進した可塑化スクリュは、移動が規制されるまで可塑化スクリュが回転することで送り出される溶融樹脂の圧力を受けて後退する。また逆流防止装置は、例えばチェックバルブ又はロータリバルブなどの各種バルブバルブ駆動装置で駆動して連通路を開閉するように構成されてもよい。

0036

金型90は、温度調整装置D1、D2、D3、D4、D5を備えてもよい。温度調整装置D1、D2、D3、D4、D5は、例えば、複数のカートリッジヒータで金型90の各部をそれぞれ所定の加熱温度に調整するように構成してもよい。温度調整装置D1、D2、D3、D4、D5は、例えば、金型90に形成された温度調整用配管であって、温度調整用媒体供給装置から供給される冷却媒体または加熱媒体を温度調整用配管に流すことで、金型90の各部をそれぞれ所定の温度に調整するように構成してもよい。金型90の各部の温度は、例えば熱電対のような温度検出器で検出されている。

0037

操作盤40は、オペレータが射出成形機10を操作する操作キーを有する。また操作盤40は、オペレータが成形条件を含む射出成形機10の設定を入力する入力キーを有する。

0038

表示装置50は、少なくとも設定を表示する。表示装置50は、表示画面上に透明なタッチパネルを重ねて、入力キーを備えるようにしてもよい。タッチパネルを操作盤40に含んでもよい。

0039

メモリ60は、少なくとも設定を記録する。メモリ60は、制御装置70に含まれるように構成することもできる。

0040

制御装置70は、成形条件を含む設定に基づき型締装置20と射出装置30を制御する。制御装置70は、例えば、型開閉駆動装置、型締駆動装置、スクリュ回転駆動装置、スクリュ前進駆動装置、プランジャ駆動装置、エジェクタロッド駆動装置、ヒータH0、H1、H2、H3、H4、H5、H6、HJ、HP、クーラCH、温度調整装置D1、温度調整装置D2、温度調整装置D3、温度調整装置D4及び温度調整装置D5を、設定に基づき制御する。また、制御装置70は、少なくとも温度検出器、回転検出器、圧力検出器及び位置検出器から出力される検出値を受け取る。

0041

制御装置70は、射出成形機10を制御して成形サイクルを繰り返し実施させる。型閉工程において、型締装置20は、金型90を閉じる。型締工程において、型締装置20は、金型90を型締する。充填工程において、射出装置30は、金型90の中に溶融樹脂を充填する。保圧工程において、射出装置30は、金型90の中の溶融樹脂に保持圧力を付与する。冷却工程において、金型90の中の溶融樹脂は、保持圧力が開放されたあと冷却されて成形品100の形状に固化する。型開工程において、型締装置20は、金型90を開く。突出工程において、突出装置は、金型90に付着した成形品100を突き出して、金型90から取り出す。冷却工程から型締工程までの間に、計量工程において、可塑化部31で樹脂材料を溶融して、射出部32で溶融樹脂を計量する。成形サイクルは、例えば、型閉工程の開始からつぎの型閉じ工程の開始までを示す。計量した溶融樹脂が射出ノズルから漏れないように、計量工程の最後に所定の速度(サックバック速度)で所定の距離(サックバック距離)だけプランジャをプランジャ駆動装置で後退させてもよい。なお、充填工程と保圧工程を合わせて射出工程と称する。

0042

充填工程では、一般的に充填速度条件に従って充填速度が制御されている。充填速度は、充填工程において、プランジャが前進する速度で示される。充填圧力は、充填工程において、プランジャに付与されている圧力で示される。充填工程は、金型の中に溶融樹脂を充填する工程である。なお、充填工程は、充填圧力条件に従って充填圧力が優先して制御されてもよい。

0043

保圧工程では、一般的に保持圧力条件に従って保持圧力が制御されている。保持圧力は、保圧工程において、プランジャに付与されるプランジャの前進方向の圧力で示される。保圧工程は、射出シリンダの中に残る溶融樹脂を介して金型の中の溶融樹脂に保持圧力を付与して、金型の中の溶融樹脂が熱収縮して不足する分の溶融樹脂を補充する工程である。

0044

充填工程から保圧工程に切り換えることをVP切換えと称する。VP切換えのタイミングは、充填工程において、前進しているプランジャが所定のVP切換え位置にまで到達した時点である。また他にVP切換えのタイミングは、充填工程において、プランジャに付与されている圧力が徐々に増大して、前進しているプランジャが所定の位置を超えてから、所定のVP切換え圧力にまで到達した時点である。

0045

計量工程では、一般的に流動可能な成形材料を射出室内に供給する際の供給速度条件に従って供給速度が制御されている。例えば、回転する可塑化スクリュで溶融樹脂を射出室内に供給する場合の供給速度条件は、スクリュ回転数条件である。例えば、スクリュ回転数条件に従って可塑化スクリュのスクリュ回転数を制御することで、供給速度は、制御されている。スクリュ回転数は、可塑化スクリュの1分間当たりの回転数で示される。さらに計量工程では、背圧条件に基づき背圧も制御されていてもよい。背圧は、計量時にプランジャの前進方向にプランジャに付与されている圧力で示される。供給速度条件は、背圧条件を含んでもよい。

0046

型閉工程では、一般的に型閉速度条件に従って型閉速度が制御されている。型閉速度は、可動プラテンが固定プラテンに向って移動する速度で示される。型開工程では、一般的に型開速度条件に従って型開速度が制御されている。型開速度は、可動プラテンが支持プラテンに向って移動する速度で示される。

0047

制御装置70は、型締装置20及び射出装置30の異常を検出する。制御装置70は、異常の内容に応じて、例えば、射出成形機10を停止させるなどの制御を行う。制御装置70は、異常の内容に応じて、例えば、そのときに成形された成形品100が不良品であることを記録するようにメモリ60を制御してもよい。なお、型締装置20の異常には、金型90を監視する不図示の金型監視装置によって検出される異常を含んでもよい。

0048

制御装置70は、型締装置20及び射出装置30から出力される様々な検出値を受け取る。制御装置70は、それら検出値に基づく複数の監視値を監視している。なお、型締装置20及び射出装置30から出力される検出値には、異常のときにのみあるいは正常のときにのみ出力される信号の検出値も含まれる。また、型締装置20及び射出装置30から出力される検出値には、オペレータが緊急停止ボタンを押したことを示す信号の検出値も含まれる。

0049

検出器は、例えば、温度検出器、回転検出器、圧力検出器、位置検出器である。温度検出器は、可塑化シリンダ、射出シリンダ、射出ノズル、連結部33及び金型90の温度を検出する。回転検出器は、可塑化スクリュの回転数を検出する。圧力検出器は、プランジャ及び可動プラテンに付与されている圧力を検出する。位置検出器は、プランジャ及び可動プラテンが移動した位置を検出する。

0050

監視値は、例えば、サイクル時間、スクリュ回転数、計量時間、背圧、計量完了位置、充填時間、VP切換圧力、VP切換位置、最高充填圧、最小クッション量、最終クッション量、及び充填率である。さらに監視値は、例えば、各部の温度、及び型閉時間などを含んでもよい。

0051

サイクル時間は、1回の成形サイクルの時間である。スクリュ回転数は、前述の通り、可塑化スクリュの1分当たりの回転数である。計量時間は、計量を開始してから計量を終了するまでの時間である。背圧は、前述の通り、計量時にプランジャの前進方向にプランジャに付与されている圧力である。計量完了位置は、計量を完了した時のプランジャの位置である。

0052

充填時間は、射出を開始してからVP切換えのタイミングまでの時間である。VP切換圧力は、VP切換え時の充填圧力である。VP切換位置は、VP切換え時のプランジャの位置である。最高充填圧は、充填工程を開始してから保圧工程を終了するまでの間にプランジャに付与された最大の圧力である。最小クッションは、充填工程を開始してから保圧工程を終了するまでの間にプランジャが最も前進した際の位置である。最終クッションは、保圧工程が数量したときのプランジャの位置である。充填率は、計量完了位置からVP切換位置までの距離を計量完了位置から最小クッションまでの距離で除算して算出される。各部の温度は、可塑化シリンダ、射出シリンダ、射出ノズル、連結部33及び金型90の温度である。型閉時間は、型閉工程の時間である。

0053

制御装置70は、監視値が予め設定された最大値を上回った場合、監視値が予め設定された最小値を下回った場合、又は、監視値が予め設定された許容範囲から外れた場合に、設定を含め射出成形機10に異常があると判定する。また制御装置70は、監視値の移動平均値が予め設定された許容範囲から外れた場合に、成形過程にばらつきがあるとして、設定を含め射出成形機10に異常があると判定し、そのときに成形した成形品100を不良品とするようにしてもよい。許容範囲は、例えば最大値から最小値までの範囲である。

0054

その他、成形条件のうちのいくつかを説明する。冷却時間は、冷却工程の時間である。スクリュ回転数は、前述の通り、可塑化スクリュの1分間当たりの回転数である。背圧は、前述の通り、計量時にプランジャの前進方向にプランジャに付与されている圧力である。

0055

サックバック量は、前述のサックバック距離であり、サックバック速度は、前述の通り、計量工程のあとにプランジャをプランジャ駆動装置で後退させる際の所定の速度である。計量値は、プランジャが後退した位置によって計量した溶融樹脂の量を示している。

0056

充填速度V1は、計量値から充填位置S1の間をプランジャが移動する速度である。充填速度V2は、充填位置S1と充填位置S2の間をプランジャが移動する速度である。充填速度V3は、充填位置S2と充填位置S3の間をプランジャが移動する速度である。充填速度V4は、充填位置S3と充填位置S4の間をプランジャが移動する速度である。充填速度V5は、充填位置S4とVP切換え位置の間をプランジャが移動する速度である。

0057

保圧P1は、VP切換えのあと保圧時間T1の間、プランジャに付与される圧力である。保圧P2は、保圧P1の付与のあと保圧時間T2の間、プランジャに付与される圧力である。保圧P3は、保圧P2の付与のあと保圧時間T3の間、プランジャに付与される圧力である。保圧P4は、保圧P3の付与のあと保圧時間T4の間、プランジャに付与される圧力である。

0058

上限圧力は、充填工程において、プランジャに付与可能な最大圧力である。充填工程では、上限圧力を超える圧力は、プランジャに付与されない。射出上限時間は、前述の充填時間つまり、射出を開始してからVP切換えのタイミングまでの時間である。

0059

2.射出成形機の構成
次に、制御装置70を中心とした射出成形機10の機能的な構成について説明する。図3は、射出成形機10の機能的な構成を示すブロック図である。

0060

射出成形機10は、成形条件に従って制御されて、流動可能な状態の成形材料を金型内に射出充填して成形を行う。この射出成形機10は、制御装置70を有し、制御装置70は、成形条件記憶部61と、判定部71と、計数部72と、計時部73と、強制不良判定部74と、工程監視部75と、温度監視部76とを備える。なお、成形条件記憶部61は、メモリ60に含まれるものであるが、前述したように、メモリ60を制御装置70に含ませることが可能であるため、ここでは、制御装置70が成形条件記憶部61を備えるものとする。

0061

また、制御装置70は、温度検出器34と、回転検出器35と、圧力検出器36と、位置検出器37とのそれぞれから検出結果を取得するとともに、操作盤40からの操作指示を取得する。そして、型締装置20と射出装置30の各部を制御するとともに、オペレータに対して通知すべき情報を表示装置50に表示させる。

0062

温度検出器34は、前述したように、可塑化シリンダ、射出シリンダ、射出ノズル連結部33及び金型90の温度を検出する。

0063

ここで、温度検出器34が温度を検出する位置の具体例を説明する。図4は、温度検出器34が温度を検出する位置を示した図である。温度検出器34は、例えば、同図に示すヒータH0、ヒータH1、ヒータH2、ヒータH3、ヒータH4、ヒータH5、ヒータH6、ヒータHJ、ヒータHP、クーラCH、温度調整装置D1、温度調整装置D2、温度調整装置D3、温度調整装置D4及び温度調整装置D5のそれぞれが温度調整している各部の温度を検出する。クーラCHは、冷却媒体を流す冷却配管である。

0064

また、回転検出器35は、前述したように、可塑化スクリュの回転数を検出する。圧力検出器36は、前述したように、プランジャ及び可動プラテンに付与されている圧力を検出する。位置検出器37は、前述したように、プランジャ及び可動プラテンが移動した位置を検出する。

0065

制御装置70が備える成形条件記憶部61は、成形条件を記憶する。成形条件は、成形を停止している状態から通常の成形を行うまでの移行成形条件を少なくとも1つと、通常の成形を行う際の通常成形条件とを含む。移行成形条件と通常成形条件とを含む成形条件は、型締装置20と射出装置30の各部を制御する際に必要となるもので、例えば、前述した冷却時間、スクリュ回転数、背圧、サックバック量、サックバック速度、計量値、充填速度V1、充填速度V2、充填速度V3、充填速度V4、充填速度V5、保圧P1、保圧P2、保圧P3、保圧P4、上限圧力及び射出上限時間である。また、成形条件は、強制不良判定部74を動作させるか否かの指定、工程監視部75を動作させるか否かの指定、温度監視部76を動作させるか否かの指定を含む。なお、成形条件のうち、通常成形条件は、強制不良判定部74を動作させるか否かの指定については、動作させないと指定されている。

0066

また、成形条件のうち、2番目以降に利用される移行成形条件および最後に利用される通常成形条件は、自身を利用して成形を開始する際の少なくとも1つの移行条件を含むとよい。1つの移行条件は、少なくとも1つの条件項目を含む。移行条件の条件項目は、例えば後述される成形数(ショットカウント)又は経過時間であるが、それらに限定されずに、温度等でもよい。例えば、移行成形条件1を利用して成形している最中に、移行成形条件2に含まれている移行条件を満したとき、移行成形条件1を移行成形条件2に切り替えて、移行成形条件2を利用した成形を開始するようにしてもよい。また例えば、移行成形条件1を利用して成形している最中に、移行成形条件2に含まれている異なる2つの移行条件のうちのどちらかを満したとき、移行成形条件1を移行成形条件2に切り替えて、移行成形条件2を利用した成形を開始するようにしてもよい。また例えば、移行成形条件1を利用して成形している最中に、通常成形条件に含まれている移行条件を満たしたとき、移行成形条件1を通常成形条件に切り替えて、通常成形条件を利用した成形を開始するようにしてもよい。また例えば、移行成形条件1を利用して成形している最中に、通常成形条件に含まれている異なる2つの移行条件のうちのどちらかを満したとき、移行成形条件1を通常成形条件に切り替えて、通常成形条件を利用した成形を開始するようにしてもよい。また例えば、移行成形条件1を利用して成形している最中に、移行成形条件2に含まれている移行条件を満したとき、移行成形条件1を移行成形条件2に切り替えて、移行成形条件2を利用した成形を開始し、移行成形条件3に含まれている移行条件を満したとき、移行成形条件1を移行成形条件3に切り替えて、移行成形条件3を利用した成形を開始し、そして、通常成形条件に含まれている移行条件を満したとき、移行成形条件1を通常成形条件に切り替えて、通常成形条件を利用した成形を開始するようにしてもよい。

0067

また、成形条件のうち、移行成形条件は、つぎに利用する移行成形条件又はつぎに利用する通常成形条件へ切り替える少なくとも1つの移行条件を含むとよい。1つの移行条件は、少なくとも1つの条件項目を含む。移行条件の条件項目は、例えば後述される成形数(ショットカウント)又は経過時間であるが、それらに限定されずに、温度等でもよい。例えば、移行成形条件1に1つの移行条件を含めて、当該移行条件を移行成形条件2への切り替えに使用するようにしてもよい。また例えば、移行成形条件1に異なる2つの移行条件を含めて、一方の移行条件を移行成形条件2への切り替えに使用し、他方の移行条件も移行成形条件2への切り替えに使用するようにしてもよい。また例えば、移行成形条件1に異なる2つの移行条件を含めて、一方の移行条件を移行成形条件2への切り替えに使用し、他方の移行条件を移行成形条件3への切り替えに使用するようにしてもよい。また例えば、移行成形条件1に1つの移行条件を含めて、当該移行条件を通常成形条件への切り替えに使用するようにしてもよい。また例えば、移行成形条件1に異なる2つの移行条件を含めて、一方の移行条件を通常成形条件への切り替えに使用し、他方の移行条件も通常成形条件への切り替えに使用するようにしてもよい。また例えば、移行成形条件1に異なる2つの移行条件を含めて、一方の移行条件を移行成形条件2への切り替えに使用し、他方の移行条件を通常成形条件への切り替えに使用するようにしてもよい。また例えば、移行成形条件1に異なる3つの移行条件を含めて、1つ目の移行条件を移行成形条件2への切り替えに使用し、2つ目の移行条件を移行成形条件3への切り替えに使用し、そして、3つ目の移行条件を通常成形条件への切り替えに使用するようにしてもよい。

0068

判定部71は、成形が停止してからの時間を示す停止時間と、成形が停止してからの所定位置の温度との少なくとも一方に基づいて、移行成形条件を用いた成形を行うか否かを判定可能に構成される。また、判定部71は、移行成形条件に基づいて成形を行っている場合に、移行条件に基づいて成形条件を切り替える。

0069

計数部72は、成形品の成形数を計数する。計数部72が計数する成形数は、良品と不良品の両者を含む。また計数部72が計数する成形数は、良品のみでもよい。また計数部72が計数する成形数は、不良品のみでもよい。計数部72が係数する成形数は、最初の移行成形条件に基づいて成形を開始した時点から計数されたものでもよい。また計数部72が係数する成形数は、移行成形条件を切り替えて別の移行成形条件に基づいて成形を開始した時点から計数されたものもよい。

0070

計時部73は、時間を計時する。この計時部73は、時計のように常に計時を行ってもよく、ストップウォッチ等のように、必要なときにのみ計時を行ってもよい。計時部73による計時結果は、時間の経過や速度の算出に用いられる。計時部73は、経過時間を計時する。経過時間は、最初の移行成形条件に基づいて成形を開始した時点から計時されたものもよい。また経過時間は、移行成形条件を切り替えて別の移行成形条件に基づいて成形を開始した時点から計時されたものでもよい。

0071

強制不良判定部74は、移行成形条件に基づいて成形を行って得られる成形品を不良品と判定する。強制不良判定部74は、動作中に全ての成形品を不良品と判定するため、温度検出器34、回転検出器35、圧力検出器36及び位置検出器37の検出結果を必要としない。

0072

工程監視部75は、充填速度条件に従って充填速度が制御されている充填工程と、保持圧力条件に従って保持圧力が制御されている保圧工程と、供給速度条件に従って供給速度が制御されている計量工程と、のうちの少なくとも1つの工程を監視して成形品の良否を判定する。工程監視部75が行う工程監視は、成形品の良否判定を行うとともに、不良品の判定が所定の回数連続すると、所定の動作、例えば警報を鳴らす、機械を停止するなどの報知処理を行う。工程監視の対象は、例えば前述された監視値のうちの少なくとも1つ、すなわち、サイクル時間、スクリュ回転数、計量時間、背圧、計量完了位置、充填時間、VP切換圧力、VP切換位置、最高充填圧、最小クッション量、最終クッション量、及び充填率のうちの少なくとも1つを含むとよい。また工程監視の対象には、型閉時間も含んでもよい。また、工程監視の対象には、各部の温度も含んでもよい。つまり、温度も成形品の良否判定の判定項目に含んでもよい。なお、工程監視部75を動作させない場合でも、温度監視部76の動作が指定されている場合には、後述する温度監視が行われるが、この場合には、温度による成形品の良否判定は行われない。

0073

温度監視部76は、所定位置の温度を監視して所定の許容範囲にあるか否を判定する。温度監視部76による温度監視は、例えば、前述した温度検出器34が検出するヒータH0、ヒータH1、ヒータH2、ヒータH3、ヒータH4、ヒータH5、ヒータH6、ヒータHJ、ヒータHP、クーラCH、温度調整装置D1、温度調整装置D2、温度調整装置D3、温度調整装置D4及び温度調整装置D5のそれぞれが温度調整している各部の温度を監視し、これらのいずれかの温度が許容範囲を超えると、所定の動作、例えば警報を鳴らす、機械を停止するなどの報知処理を行う。

0074

3.射出成形機の動作
次に、射出成形機10の動作について説明する。図5は、射出成形機10が停止してから起動するまでの処理の流れを示したアクティビティ図である。

0075

射出成形機10が成形品を成形する動作を停止すると、判定部71は、移行成形条件を不使用、つまり、次回の起動時に通常成形条件を適用すると判定する(A101)。その後、射出成形機10の停止時間が設定値以上となるか、所定位置の温度が条件に適合しなくなった場合に、判定部71は、次回の起動時に移行成形条件を適用すると判定する(A102)。

0076

したがって、射出成形機10の停止時間が設定値以上となる前で、所定位置の温度が条件に適合している場合に、射出成形機10の起動が指示された場合には(A103)、移行成形条件を不使用とする判定がなされている状態で、射出成形機10が起動する。また、射出成形機10の停止時間が設定値以上となるか、所定位置の温度が条件に適合しなくなった場合には、移行成形条件を使用する判定がなされている状態で、射出成形機10が起動する。

0077

このように、成形条件に従って制御されて、流動可能な状態の成形材料を金型内に射出充填して成形を行う射出成形機10の制御方法は、成形が停止してからの時間と、成形が停止してからの所定位置の温度との少なくとも一方に基づいて、移行成形条件を用いた成形を行うか否かを判定する判定工程を含む。

0078

移行成形条件は、成形条件であって、通常の成形を行う際の成形条件とは異なる、成形を停止している状態から通常の成形を行うまでの成形条件である。

0079

続いて、射出成形機10が起動されてから、通常成形条件が適用された通常成形が行われるまでの、射出成形機10の動作を説明する。

0080

図6は、射出成形機10の起動時の動作の流れの一例を示すアクティビティ図である。なお、ここでは、成形条件として、移行条件を含まない移行成形条件1、移行条件2を含む移行成形条件2、移行条件3を含む移行成形条件3及び移行条件4を含む通常成形条件を用いるものとする。

0081

射出成形機10の起動時に、判定部71により移行成形条件を使用する旨の判定がなされていた場合、射出成形機10は、移行条件2に適合するまでの間、移行成形条件1を適用した成形を行う(A201)。

0082

そして、移行条件2に適合すると、射出成形機10は、移行条件3に適合するまでの間、移行成形条件2を適用した成形を行う(A202)。

0083

さらに、移行条件3に適合すると、射出成形機10は、移行条件4に適合するまでの間、移行成形条件3を適用した成形を行う(A203)。

0084

その後、移行条件4に適合すると、射出成形機10は、通常成形条件を適用した成形を行う(A204)。

0085

また図7は、射出成形機10の起動時の動作の流れの別の一例を示すアクティビティ図である。なお、ここでは、成形条件として、移行条件1を含む移行成形条件1、移行条件2を含む移行成形条件2、移行条件3を含む移行成形条件3及び移行条件を含まない通常成形条件を用いるものとする。

0086

射出成形機10の起動時に、判定部71により移行成形条件を使用する旨の判定がなされていた場合、射出成形機10は、移行条件1に適合するまでの間、移行成形条件1を適用した成形を行う(A301)。

0087

そして、移行条件1に適合すると、射出成形機10は、移行条件2に適合するまでの間、移行成形条件2を適用した成形を行う(A302)。

0088

さらに、移行条件2に適合すると、射出成形機10は、移行条件3に適合するまでの間、移行成形条件3を適用した成形を行う(A303)。

0089

その後、移行条件2に適合すると、射出成形機10は、通常成形条件を適用した成形を行う(A304)。

0090

一方、射出成形機10の起動時に、判定部71により移行成形条件を使用しない旨の判定がなされていた場合、射出成形機10は、起動直後から通常成形条件を適用した成形を行う(A304)。

0091

次に、成形条件に基づく、強制不良判定部74、工程監視部75及び温度監視部76の動作の有無について説明する。図8は、成形条件が切り替えられた際の射出成形機10の動作の流れを示すアクティビティ図である。

0092

射出成形機10の起動時又は成形条件を切り替える際に、強制不良判定部74の動作が指定されていた場合、制御装置70は、強制不良判定部74を動作させるとともに(A401)、工程監視部75の動作を停止させる(A402)。強制不良判定部74は、全ての成形品を不良品と判定するため、工程監視部75の動作が不要であるからである。

0093

一方、射出成形機10の起動時又は成形条件を切り替える際に、強制不良判定部74の動作が指定されていなかった場合、制御装置70は、強制不良判定部74を停止させる(A403)。そして、工程監視部75の動作が指定されていれば、工程監視部75を動作させ(A404)、工程監視部75の動作が指定されていなければ、工程監視部75を停止させる(A405)。

0094

そして、制御装置70は、温度監視部76の動作が指定されていれば、温度監視部76を動作させ(A406)、温度監視部76の動作が指定されていなければ、温度監視部76を停止させて(A407)、射出成形機10に成形を行わせる。

0095

4.その他
前述した制御装置70は、制御プログラムによってコンピュータを動作させることができる。この場合、成形条件に従って制御されて、流動可能な状態の成形材料を金型内に射出充填して成形を行う射出成形機の制御プログラムは、コンピュータを射出成形機の制御装置70として動作させる。制御装置70は、成形条件記憶部61と、判定部71とを備える。成形条件記憶部61は、成形条件を記憶する。ここで、成形条件は、成形を停止している状態から通常の成形を行うまでの移行成形条件を少なくとも1つと、通常の成形を行う際の通常成形条件とを含む。判定部71は、成形が停止してからの時間と、成形が停止してからの所定位置の温度との少なくとも一方に基づいて、移行成形条件を用いた成形を行うか否かを判定する。

0096

また、上述のプログラムを格納する、コンピュータ読み取り可能な非一時的な記録媒体として提供してもよい。

0097

10 :射出成形機
20 :型締装置
21 :エジェクタロッド
30 :射出装置
31 :可塑化部
32 :射出部
33 :連結部
34 :温度検出器
35 :回転検出器
36 :圧力検出器
37 :位置検出器
40 :操作盤
50 :表示装置
60 :メモリ
61 :成形条件記憶部
70 :制御装置
71 :判定部
72 :計数部
73 :計時部
74 :強制不良判定部
75 :工程監視部
76 :温度監視部
80 :ベース台
90 :金型
91 :固定側金型
92 :可動側金型
93 :エジェクタピン
100 :成形品
CH :クーラ
D1温度調整装置
D2 温度調整装置
D3 温度調整装置
D4 温度調整装置
D5 温度調整装置
H0 :ヒータ
H1 :ヒータ
H2 :ヒータ
H3 :ヒータ
H4 :ヒータ
H5 :ヒータ
H6 :ヒータ
HJ :ヒータ
HP :ヒータ

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