JP6528616B2 - Injection filling control method for injection molding machine - Google Patents
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Description
本発明は、射出成形機の射出充填制御方法に関する。 The present invention relates to an injection filling control method of an injection molding machine.
射出成形機の一般的な射出充填工程は射出工程と保圧工程とから成る。射出工程は射出成形機の射出装置内のスクリュを前進させて、射出装置内で計量させた溶融状態の樹脂(溶融樹脂)を金型キャビティ内に充填させる工程である。射出工程においては、充填させる溶融樹脂に付与させる圧力よりも充填させる溶融樹脂の充填速度(時間当たりの充填容積)が重要視され、設定させた射出速度、すなわち、スクリュの前進速度を設定値に維持させる制御(射出速度制御)が行われる。 A typical injection filling process of an injection molding machine consists of an injection process and a pressure holding process. The injection step is a step of advancing the screw in the injection device of the injection molding machine to fill the molten resin (molten resin) measured in the injection device into the mold cavity. In the injection process, the filling speed (filling volume per hour) of the molten resin to be filled is considered more important than the pressure applied to the molten resin to be filled, and the set injection speed, ie, the advancing speed of the screw is set to the set value. Control for maintaining (injection speed control) is performed.
そして、射出工程において、金型キャビティ内が溶融樹脂で略満たされたタイミングで、金型キャビティ内の溶融樹脂の冷却固化による収縮容積を補うための保圧工程に移行させる。保圧工程においては、金型キャビティ内が溶融樹脂で既に略満たされているため、充填速度(射出速度)よりも金型キャビティ内の溶融樹脂に付与させる所定の圧力(保圧力)が重要視され、設定させた射出圧力(保圧力)、すなわち、スクリュの前進力を設定値に維持させる制御(射出圧力制御)が行われる。 Then, in the injection process, at a timing when the inside of the mold cavity is substantially filled with the molten resin, the process proceeds to a pressure holding process for compensating the shrinkage volume due to the cooling and solidification of the molten resin in the mold cavity. In the pressure holding process, since the inside of the mold cavity is substantially filled with the molten resin, the predetermined pressure (pressure holding) applied to the molten resin in the mold cavity is more important than the filling speed (injection speed). Control is performed to maintain the set injection pressure (holding pressure), that is, the forward force of the screw at a set value (injection pressure control).
また、このような射出工程と保圧工程とから成る射出充填工程の制御方法においては、スクリュの制御対象項目が、射出速度から射出圧力(保圧力)へと切り換えられるスクリュの前進位置を、速度/圧力切替点(以後:VP切替点)等と呼称する。 Moreover, in the control method of the injection filling process which consists of such an injection process and a pressure holding process, the advancing position of the screw in which the control object item of a screw is switched from injection speed to injection pressure (holding pressure) / Pressure switching point (hereinafter referred to as VP switching point) or the like.
尚、本発明は、一般的な射出充填工程との相違点があるため、射出装置のスクリュを前進させて、金型キャビティ内に溶融樹脂を充填(射出工程)させた後に、保圧力を付与させた状態で冷却固化収縮分の溶融樹脂を補充填させる(保圧工程)までの工程を射出充填工程と呼称する。また、その射出充填工程において、スクリュの挙動を含む、射出装置において行われる制御方法を射出充填制御方法と呼称するものとする。 In the present invention, since there is a difference from a general injection filling process, a holding pressure is applied after the screw of the injection device is advanced to fill the molten resin in the mold cavity (injection process). The process up to the step of filling the molten resin in the cooled and solidified shrinkage portion (pressure-holding step) is referred to as an injection filling step. Moreover, in the injection filling process, the control method performed in the injection apparatus including the behavior of a screw shall be referred to as an injection filling control method.
このような射出成形機の射出充填制御方法においては、良品を得るために、射出工程における射出速度や、VP切替点や、保圧工程における射出圧力(保圧力)等の設定が重要である。VP切替点の設定が適切であっても、射出速度の設定値が高すぎれば、金型キャビティ内が溶融樹脂で略満たされたタイミングで、後述するようなサージ圧力が発生し、このサージ圧力が設定型締力を上回った場合に局部的な型開き力が発生し、金型合わせ面が開いて溶融樹脂が噴出したり(バリ吹き)、金型から射出装置への溶融樹脂の逆流が生じたりする。そのため、特許文献1の〔従来の技術〕に記載されているように、スクリュがVP切替点に到達する直前で、設定射出速度を予め低い設定値に減速させてサージ圧力の発生を防止する制御が行われる場合もある。
In the injection filling control method of such an injection molding machine, in order to obtain a non-defective product, it is important to set the injection speed in the injection process, the VP switching point, the injection pressure (holding pressure) in the pressure holding process, and the like. Even if the setting of the VP switching point is appropriate, if the setting value of the injection speed is too high, a surge pressure as described later occurs at a timing when the inside of the mold cavity is substantially filled with the molten resin, and this surge pressure When the pressure exceeds the setting clamping force, a local mold opening force is generated, the mold mating surface opens, and the molten resin is ejected (blow blow), or the backflow of the molten resin from the mold to the injection device It will occur. Therefore, control is performed to prevent the generation of surge pressure by reducing the setting injection speed to a low set value in advance immediately before the screw reaches the VP switching point, as described in [Conventional art] in
一方、射出速度の設定値が適切であっても、VP切替点の設定が適切でなければ問題が生じる。例えば、金型キャビティ内が溶融樹脂で略満たされた後も、所定の射出速度が維持された状態で溶融樹脂の充填が継続されれば、過大な樹脂充填によりサージ圧力が発生し、バリ吹きや溶融樹脂の逆流が生じる。また、金型キャビティ内が溶融樹脂で満たされる前に保圧工程に移行させれば、金型内は樹脂充填不足(ショートショット)状態となり、設定した保圧力が適切でも、金型内の溶融樹脂に適切な型締力、あるいは充填圧力を付与させることができず、形状不良やヒケ等の成形不良が発生する。 On the other hand, even if the setting value of the injection speed is appropriate, a problem occurs if the setting of the VP switching point is not appropriate. For example, even if the inside of the mold cavity is substantially filled with the molten resin, if the filling of the molten resin is continued while the predetermined injection speed is maintained, surge pressure is generated due to excessive resin filling, and burrs are blown And backflow of molten resin occur. In addition, if the mold cavity is shifted to the pressure holding process before the inside of the mold cavity is filled with the molten resin, the inside of the mold becomes short of resin filling (short shot), and even if the holding pressure set is appropriate, melting in the mold An appropriate mold clamping force or filling pressure can not be applied to the resin, and a molding defect such as a shape defect or a sink mark occurs.
また、一般的な射出充填制御方法においては、金型キャビティ内が溶融樹脂で略満たされるVP切替点近傍において、前進中のスクリュが溶融樹脂から受ける抵抗力、すなわち、設定射出速度を維持させた状態における射出圧力(実射出圧力)が略最大値に到達する。そして、VP切替点において、それまでの射出速度制御(スクリュの設定前進速度維持)を射出圧力制御(保圧力/スクリュの設定前進力維持)へと移行させる。この射出圧力制御において、溶融樹脂に付与させる保圧力として設定される設定圧力は、VP切替点で略頂点に到達した実射出圧力よりも低い圧力である。 Further, in a general injection / filling control method, in the vicinity of the VP switching point where the inside of the mold cavity is substantially filled with the molten resin, the resistance received from the molten resin by the advancing screw is maintained, that is, the set injection speed. The injection pressure (actual injection pressure) in the state reaches approximately the maximum value. Then, at the VP switching point, the injection speed control up to that point (setting advance speed maintenance of screw) is transferred to injection pressure control (holding pressure / setting advance force maintenance of screw). In this injection pressure control, the set pressure set as the holding pressure to be applied to the molten resin is a pressure lower than the actual injection pressure which has substantially reached the apex at the VP switching point.
この時、射出装置内のスクリュ先端のチェックリング(樹脂流路開閉切替弁)は、同じく射出装置内の貯留部(スクリュ前方)の溶融樹脂から受ける抵抗力(樹脂圧力)により閉塞状態が維持されるため、この閉塞されたチェックリングを端とする、射出装置内の貯留部から金型キャビティを含む連続する空間は溶融樹脂で満たされる閉空間となる。ここで、この閉空間を満たす溶融樹脂の樹脂圧力を、VP切替点において略頂点に達した実射出圧力から、VP切替点以降の射出圧力制御における設定圧力まで減圧させる好適な方法は、この閉空間の容積を拡張することである。そのため、一般的な射出充填制御方法においては、スクリュがVP切替点に到達した時点でスクリュの前進を停止させるだけでなく、スクリュの前進力も解除させた上で、スクリュが溶融樹脂から受ける抵抗力が設定圧力(保圧力)へと減圧するまで、スクリュが受ける抵抗力による後退動作を許容する制御や、スクリュがVP切替点に到達した時点でスクリュの前進を停止させた後、実射出圧力が設定圧力へと減圧されるまで、スクリュを後退させる制御が行われる。 At this time, the check ring (resin flow path switching valve) on the screw tip in the injection device is maintained in the closed state by the resistance (resin pressure) received from the molten resin in the storage section (forward of screw) in the injection device as well. Therefore, a continuous space including the mold cavity from the reservoir in the injection device, which ends at the closed check ring, is a closed space filled with the molten resin. Here, a preferred method for reducing the resin pressure of the molten resin that fills this closed space from the actual injection pressure which has substantially reached the apex at the VP switching point to the set pressure in injection pressure control after the VP switching point is this closing. It is to expand the volume of space. Therefore, in a general injection filling control method, not only the advancing of the screw is stopped when the screw reaches the VP switching point, but also the advancing force of the screw is released, and then the resistance force the screw receives from the molten resin Control to allow the backward movement by the resistance received by the screw until pressure is reduced to the set pressure (holding pressure), or after stopping the screw forward when the screw reaches the VP switching point, the actual injection pressure is Control is performed to retract the screw until the pressure is reduced to the set pressure.
そして、このスクリュの後退動作により、実射出圧力を設定圧力(保圧力)まで減圧させた後、この設定圧力が維持される(射出圧力制御)ようにスクリュの前進を再開させ、溶融樹脂に設定圧力(保圧力)を作用させた状態で、金型キャビティ内の溶融樹脂の冷却固化による収縮容積を補うための保圧工程が行われる。 Then, after the actual injection pressure is reduced to the set pressure (holding pressure) by the backward movement of the screw, forward movement of the screw is resumed so that the set pressure is maintained (injection pressure control), and the molten resin is set. In the state where pressure (pressure holding pressure) is applied, a pressure holding process is performed to compensate for the contraction volume due to cooling and solidification of the molten resin in the mold cavity.
射出速度制御下におけるスクリュの前進中は、金型キャビティ内へ溶融樹脂が連続的に充填され、その流動(フロー)に大きな変動はない。しかしながら、上記のようなVP切替点到達後の、スクリュの前進から後退への動作切替えの間、金型キャビティ内への溶融樹脂の樹脂流動は、減速や停滞、あるいは逆流を生じ、大きく変動してしまう。一方、その間も溶融樹脂の冷却が進行するため、溶融樹脂の粘度が低下する、あるいは、金型キャビティとの接触部分からの溶融樹脂の冷却固化が進行し、流動可能な溶融樹脂の流動方向の断面積が減少する等して、溶融樹脂の流動性が大きく変動する。このような金型キャビティ内への溶融樹脂の樹脂流動の変動により、保圧工程に移行させた後、射出圧力制御下において、スクリュの前進を再開させて、金型キャビティ内の溶融樹脂に、設定圧力(保圧力)を付与させようとしても、金型キャビティ内の溶融樹脂の冷却固化による収縮容積に準じた適切な溶融樹脂の補充填が困難になり、フローマークや転写不良等の成形不良の要因となる。 During advancement of the screw under injection speed control, the molten resin is continuously filled into the mold cavity, and the flow thereof does not greatly change. However, during the operation switching from forward to backward movement of the screw after reaching the VP switching point as described above, the resin flow of the molten resin into the mold cavity fluctuates greatly, causing deceleration, stagnation, or reverse flow. It will On the other hand, the cooling of the molten resin proceeds also during that time, so the viscosity of the molten resin decreases, or the cooling and solidification of the molten resin from the contact portion with the mold cavity proceeds, and the flow direction of the flowable molten resin The flowability of the molten resin fluctuates greatly, for example, as the cross-sectional area decreases. After shifting to the pressure holding step due to the fluctuation of the resin flow of the molten resin into the mold cavity as described above, the advancing of the screw is resumed under the control of the injection pressure, and the molten resin in the mold cavity is Even if it is intended to apply the set pressure (holding pressure), it becomes difficult to supplement the molten resin appropriately according to the shrinkage volume of the molten resin in the mold cavity due to cooling and solidification, and molding defects such as flow marks and transfer defects It becomes a factor of
そのため、射出充填工程において、VP切替点を正確に検出する方法や、射出速度や射出圧力等を適切に設定・制御して、バリ吹きや樹脂の逆流を防止すると共に、金型キャビティ内が溶融樹脂で略満たされた(フルショット)状態で保圧工程に移行するための、様々な射出充填制御方法が考案されている。 Therefore, in the injection and filling process, the method of accurately detecting the VP switching point, and the injection speed and injection pressure are properly set and controlled to prevent burr blowing and backflow of resin, and the inside of the mold cavity is melted. Various injection filling control methods have been devised to shift to the pressure holding step in a state substantially filled with resin (full shot).
特許文献1には、樹脂がキャビティ内に満杯になる(充填完了)直前から射出速度、射出圧力及び型開量の複数因子を樹脂の要求特性に応じ順次上位因子の設定値として制御し、かつ、該射出圧力、型開量に対しては、射出速度、射出圧力をそれぞれ下位因子として対応させ制約条件を付与して制御する射出成形機の成形方法が開示されている。具体的には、充填完了直前で、型開量、スクリュ位置、射出圧力のいずれか1あるいは複数の値により定められた設定値に至った後に制御を開始する成形方法(請求項2)や、上位因子として射出圧力を制御する際、ガスは放出されるがバリは発生しないような型開量を設定しておき、型開量がその設定値となった後型開量を目標値として射出圧力を制御する方法に切替えるが、射出圧力を下位因子として局所ばりが発生しない値内に制限した成形方法(請求項3)、更には、上位因子として射出圧力を制御する前に射出速度制御を行い上記射出圧力設定値に至った後は自動的に射出圧力制御に切替えるが、射出速度を下位因子として、樹脂が逆流しない値もしくは許容逆流速度以下に制限した成形方法(請求項4)が開示されている。
In
特許文献2には、型締手段の型締の状態に関する情報を検出する検出部と、射出工程中に前記検出部からの情報を監視し、前記情報から得られた数値が予め設定された閾値を越えた時に、射出装置の射出圧力を抑制するように制御する制御手段と、を具備し(請求項1)、前記制御手段は、前記数値が前記閾値を越えた時に、前記数値が前記閾値以下に低下するように射出圧力を制御する成形機(請求項2)が開示されている。この型締の状態に関する情報としては、型締力(請求項8)や固定金型と移動金型(可動金型)との金型間距離(請求項9)等が挙げられている。
In
そして、これら特許文献1(段落0017他)及び特許文献2(段落0052及び0053他)には、共に、バリ吹きと、ショートショットに起因する成形不良とを解決することが記載されている。 The patent document 1 (paragraph 0017 et al.) And the patent document 2 (paragraphs 0052 and 0053 et al.) Both describe solving burr blowing and molding defects caused by short shots.
しかしながら、特許文献1の射出成形機の成形方法や、特許文献2の射出制御方法は、共に、金型のパーティング面(金型分割面)の開き(型開量)や、型締力に関する情報(タイバーの伸び量等)に関して設定された閾値への到達を起点にして、射出圧力の制御(減圧)によりバリ吹きを防止するため、以下の問題がある。
However, both the molding method of the injection molding machine of
まず、特許文献1の射出成形機の成形方法においては、VP切替点にスクリュが到達する前、すなわち、射出速度制御下にある射出工程中に、型開量が閾値に到達してしまうと、金型キャビティ内が溶融樹脂で満たされていないショートショットの状態で射出圧力制御に切り替わってしまう。射出圧力制御下においては、スクリュの前進速度は、それまで制御(維持)されてきた設定射出速度から、設定射出圧力を維持させた状態における実射出速度に減速され、あるいは、先に説明したように、スクリュを後退させる場合もあるため、金型キャビティ内への溶融樹脂の充填量が不足し、金型キャビティ内の溶融樹脂の冷却固化がショートショットの状態で進行し、充填不良等の成形不良が発生する。
First, in the molding method of the injection molding machine of
バリ吹きは、スクリュがVP切替点に到達する前の射出工程においても発生する。一般的な射出充填制御方法においては、金型キャビティ内へ充填させた溶融樹脂の冷却固化が進行するため、射出工程において、金型キャビティ内への溶融樹脂の充填を優先させて射出速度制御が行われる。一方、オーバーフロー部を含む金型キャビティや、金型キャビティへの樹脂流路は、溶融樹脂の流動方向に直交する断面積が様々であるため、溶融樹脂の樹脂流動速度や充填抵抗が一定ではない。断面積が小さい部位は大きい部位に対して樹脂流動速度が速く充填抵抗が大きい。また、金型キャビティ面からの抜熱により冷却固化速度も速いため、このような断面積が小さい部位の充填完了は大きい部位よりも早く、樹脂流動力による樹脂圧力も早く上昇する上、その上昇タイミングも金型キャビティ内のそれら各部位においてまちまちである。 Burr blowing also occurs in the injection process before the screw reaches the VP switching point. In a general injection filling control method, since cooling and solidification of the molten resin filled in the mold cavity proceeds, in the injection step, the injection speed control gives priority to the filling of the molten resin in the mold cavity. To be done. On the other hand, since the mold cavity including the overflow portion and the resin flow path to the mold cavity have various cross-sectional areas orthogonal to the flow direction of the molten resin, the resin flow speed and filling resistance of the molten resin are not constant. . The resin flow rate is high and the filling resistance is large with respect to a large cross-sectional area. In addition, since the cooling and solidification speed is also fast due to heat removal from the mold cavity surface, the filling completion of such a small cross-sectional area is faster than the large part, and the resin pressure by resin flow force is also rapidly raised. The timing is also different at each of these sites within the mold cavity.
そのため、射出速度の設定や計量樹脂量が適切であっても、製品形状によっては、金型キャビティ形状の制約から、射出工程中に樹脂圧力が上昇する部位が生じる場合がある(樹脂圧偏差)。同様の樹脂圧偏差は、金型キャビティの、ランナー等の不適切な樹脂流路の設計や、射出成形機のタイバー毎の型締力調整不良(不均一な型締状態)等によっても生じる。このような樹脂圧偏差により生じた局部的な高い樹脂圧力が、その近傍に実質的に付与されている型締力を上回ると、樹脂圧力が上昇する部位の、他の部位に対して大きい樹脂流動速度による運動エネルギとの相乗効果により、射出工程中であっても、金型のその部位近傍に局部的な型開き力が作用して金型が開いてバリ吹きが生じる。このようなバリ吹きは、その部位の成形不良となるだけでなく、バリ吹きにより損失した樹脂量分、金型キャビティ内のショートショット状態を更に促進してしまい、他の部位の形状不良やヒケ等の成形不良の要因となる。すなわち、特許文献1の射出成形機の成形方法においては、バリ吹きの抑制は可能になっても、ショートショットの発生を解決することができないという問題がある。
Therefore, even if the setting of injection speed and the amount of measurement resin are appropriate, depending on the product shape, there may be a region where the resin pressure rises during the injection process due to the restriction of the mold cavity shape (resin pressure deviation) . The same resin pressure deviation is also caused by an improper resin flow path design such as a runner of the mold cavity, an improper adjustment of clamping force (uneven clamping state) for each tie bar of an injection molding machine, or the like. When the local high resin pressure generated by such a resin pressure deviation exceeds the mold clamping force substantially applied in the vicinity, the resin which is large relative to other parts of the part where the resin pressure rises Due to the synergetic effect of kinetic energy with the flow velocity, even during the injection process, a local mold opening force acts on the vicinity of the part of the mold to open the mold and cause burr blow. Such a blow of the burr not only causes molding failure of the part but also promotes the short shot state in the mold cavity by the amount of resin lost by the blow of the burr, and the shape defect and sink mark of the other part. It becomes a factor of molding defects such as. That is, in the molding method of the injection molding machine of
次に、特許文献2の射出制御方法においては、射出充填工程の開始から完了まで射出圧力制御が行われる。射出充填工程の開始からVP切替点にスクリュが到達する間に、先に説明したようなバリ吹きを発生させるような樹脂圧偏差が発生しない場合、この間に型締力に関する情報(タイバーの伸び量等)が閾値に到達することは無い。また、溶融樹脂は金型キャビティ内への溶融樹脂の充填率の上昇に伴い若干変動する充填抵抗を受けながら金型キャビティ内に充填される。しかしながら、この間に行われる射出圧力制御において、溶融樹脂の若干変動する充填抵抗に対抗して射出圧力が設定圧力に維持されるようスクリュの前進力が制御される一方、スクリュの前進速度(実射出速度)は制御されず変動する。一般的な射出充填制御方法の射出工程では、金型キャビティ内への溶融樹脂の充填を優先させて射出速度制御が行われることを鑑みれば、金型キャビティ内をできるだけ早く溶融樹脂で満たすための好適な射出速度(スクリュの前進速度)を設定することができない上、その速度が非制御化で変動するという問題があり、良品を成形させることが困難である。
Next, in the injection control method of
また、型締力に関する情報(タイバーの伸び量等)が閾値に到達してしまうと、バリ吹きを防止するために射出圧力を減圧させる射出圧力制御が行われる。そのため、特許文献1の射出成形機の成形方法と同様に、ショートショットの発生を解決することができないという問題がある。
In addition, when information on the mold clamping force (e.g., the amount of extension of the tie bar) reaches a threshold value, injection pressure control is performed to reduce the injection pressure in order to prevent burr blowing. Therefore, as in the molding method of the injection molding machine of
そして、次の問題は、射出速度制御から射出圧力制御へと移行される際の制御切替えの応答性や、射出圧力制御自体の応答性の問題である。前者は、射出速度制御から射出圧力制御への移行がある特許文献1の射出成形機の成形方法の問題であり、後者は、共に、射出圧力を減圧させる射出圧力制御によりバリ吹きを防止させる特許文献1及び特許文献2の問題である。
The next problem is the response of the control switching at the time of transition from the injection speed control to the injection pressure control, and the response of the injection pressure control itself. The former is a problem of the molding method of the injection molding machine of
特許文献1の射出成形機の成形方法において、VP切替点におけるスクリュの前進速度(実射出速度)は、同点到達直前の設定射出速度と略同じ速度である。先に説明したように、VP切替点においてスクリュの前進を停止させ、スクリュ後退動作により実射出圧力を設定圧力(保圧力)まで減圧させて射出圧力制御(保圧工程)に移行させる場合、VP切替点においてスクリュの前進を即停止することは困難であり、スクリュの前進が停止されて後退動作が開始されるまで、VP切替点以降もスクリュの前進は継続される。そのため、この間のスクリュの慣性重量及び前進(前進速度)による運動エネルギや、スクリュの前進によって金型キャビティ側へと流動される溶融樹脂の質量及び流動速度による運動エネルギが、スクリュ前方の貯留部に満たされた溶融樹脂の樹脂圧力に変換され、この樹脂圧力が金型キャビティ内の溶融樹脂に伝播して金型キャビティ内の樹脂圧力が急上昇する。これが、前述したサージ圧力である。
In the molding method of the injection molding machine of
特許文献1の射出成形機の成形方法において、バリ吹きに関連する因子として型開量に閾値を設け、同因子が同閾値に到達、あるいは、超える場合、金型キャビティ内の溶融樹脂の樹脂圧力を速やかに減圧させることがバリ吹きの防止に有効であると記載されている。しかしながら、同因子が同閾値に到達した時点で、射出速度制御を射出圧力制御に切り替える場合、先に説明したようなスクリュの動作切替えに所定の時間(応答時間1)を要する。この応答時間1の内、少なくともスクリュの前進が停止するまでの間、溶融樹脂の樹脂圧力の増加も継続されるため、サージ圧力を十分に減少させることはできない。
In the molding method of the injection molding machine of
また、特許文献1の成形方法や特許文献2の射出制御方法において、射出圧力の直接的な発生源である、スクリュの前進の駆動源(油圧シリンダ、油圧モータ、電動モータ等)の駆動力(作動油油圧や回転トルク等)が制御され、スクリュ前方側の溶融樹脂の樹脂圧力を、上記応答時間1経過後に設定圧力(保圧力)まで減圧させたとする。しかしながら、金型キャビティ内を満たしている溶融樹脂が粘弾性体であるため、このスクリュ前方側の溶融樹脂から受けるスクリュ前進時の抵抗力、すなわち、実射出圧力の減圧分が、金型キャビティ内の樹脂圧力の増加部位に伝播するのに更に時間を要する(応答時間2)。この応答時間2の間も、金型キャビティ内の樹脂圧力の増加部位近傍への、運動エネルギを有する樹脂流動は継続され、同部位の溶融樹脂の樹脂圧力の増加も継続されるため、サージ圧力を十分に減少させることはできない。
Further, in the molding method of
このように、特許文献1の射出成形機の成形方法や、特許文献2の射出制御方法においては、金型キャビティ内の溶融樹脂の樹脂圧力増加を、それぞれの因子の閾値到達で検知させた後、バリ吹きを防止可能な設定射出圧力(設定保圧力)まで制御・減圧させるために、特許文献1においては応答時間1+2、特許文献2においては応答時間2を要する。これらの応答時間は、不適切に高い設定射出速度や、溶融樹脂の粘弾性体としての粘弾性率が高い場合に、長くなることはあっても短くなることはない。そして、このような応答時間1や応答時間2により、バリ吹きの防止に必要とされる圧力制御(減圧)が行われた後であっても、金型キャビティ内の樹脂圧力の増加部位における樹脂圧力の増大や運動エネルギを有する樹脂流動が継続されてしまう。その結果、この応答時間に増加した樹脂圧力(サージ圧力)が設定型締力を上回る部位が発生し、局部的、あるいは、金型分割面の多くの範囲で生じるバリ吹きを防止できないという問題がある。
As described above, in the molding method of the injection molding machine of
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたもので、具体的には、射出装置のスクリュを前進させて、金型キャビティ内に溶融樹脂を充填させた後に、保圧力を付与させた状態で冷却固化収縮分の溶融樹脂を補充填させる射出充填工程において、ショートショット及びバリ吹きを防止することができる、射出成形機の射出充填制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the problems as described above. Specifically, after the screw of the injection device is advanced to fill the molten resin in the mold cavity, a holding pressure is applied. It is an object of the present invention to provide an injection filling control method of an injection molding machine capable of preventing short shots and burrs blowing in an injection filling step of compensating and filling the molten resin for the cooling solidification shrinkage in a fixed state.
上記の目的は、射出装置のスクリュを前進させて、金型キャビティ内に溶融樹脂を充填させた後に、保圧力を付与させた状態で冷却固化収縮分の溶融樹脂を補充填させる射出充填工程において、予め設定させた射出速度に基づく射出速度制御を行わせ、少なくとも1本のタイバーの伸張量が、予め設定させた上限値Aに到達する点を射出速度補正点とし、前記射出速度補正点において、前記タイバーの前記伸張量が前記上限値Aを超えなくなるように射出速度を減速させる補正制御が行われる、射出成形機の射出充填制御方法によって達成される。 In the injection filling step, the above object is achieved by advancing the screw of the injection device to fill the molten resin in the mold cavity and then filling the molten resin for the cooling and solidification shrinkage in a state where the holding pressure is applied. The injection speed control is performed based on the injection speed set in advance, and the point at which the expansion amount of at least one tie bar reaches the upper limit value A set in advance is the injection speed correction point, and at the injection speed correction point , wherein the extension of the tie bars correction control to decelerate the injection speed to exceed a Kunar so the upper limit value a is performed, is achieved by the injection filling method of controlling an injection molding machine.
すなわち、バリ吹きの直接要因である金型の開きを把握するために、射出充填工程中のタイバーの伸張量を監視項目とし、予め、予成形等でこのタイバーの伸張量の上限値Aを求めておく。このタイバーの伸張量の上限値Aは、正規の型締力が付与された状態の金型が、金型キャビティ内の樹脂圧力やその樹脂圧偏差により、その金型合わせ面が全体的あるいは局部的に開いてしまってもバリ吹きが発生しない型開き量に相当するタイバーの伸張量であって、正規の型締力が金型に付与され、同型締力に相当するだけ伸張された状態のタイバーが更に伸張された量である。そのため、金型(製品)毎に設定されることが好ましく、更には、先に説明したような樹脂圧偏差による局部的なバリ吹きに対応するためにタイバー毎に設定されることが好ましい。 That is, in order to grasp the opening of the mold which is a direct factor of the burr blowing, the extension amount of the tie bar during the injection and filling process is used as a monitoring item, and the upper limit value A of the extension amount of this tie bar is obtained beforehand Keep it. The upper limit value A of the amount of extension of the tie bar means that the mold in a state in which a regular clamping force is applied is caused by the resin pressure in the mold cavity and the resin pressure deviation, the mold mating surface is entirely or locally Amount of tie bar equivalent to the amount of mold opening where burr blow does not occur even if the valve is opened, a regular mold clamping force is applied to the mold, and the state of being stretched by an amount corresponding to the same mold clamping force The tie bar is the amount stretched further. Therefore, it is preferable to set for each mold (product), and it is further preferable to set for each tie bar in order to cope with the local burr blowing due to the resin pressure deviation as described above.
そして、予め設定させた射出速度に基づく射出速度制御を行わせ、タイバーの伸張量が上限値Aに到達する点を射出速度補正点として、タイバー伸張量が上限値Aを超えなくなるように、設定射出圧力ではなく設定射出速度を減速させる。このように、射出速度制御中に射出速度を減速させてバリ吹きを防止するので、VP切替点にスクリュが到達する前に、タイバーの伸張量が上限値Aに到達して、射出速度を減速させる補正制御が行われる場合においても、次の「射出速度補正点」が発生するまでは、減速させた射出速度が維持されるように制御されるため、スクリュの前進が継続されて、金型キャビティ内への溶融樹脂の充填を継続させることができる。そのため、射出圧力を減圧させてバリ吹きを防止する特許文献1や特許文献2に対して、ショートショットの発生を防止することができる。
Then, to perform the injection speed control based on the injection speed obtained by preset as an injection velocity correction point that the amount of stretching to reach the upper limit value A of the tie bar, the tie bar stretch amount exceeds the upper limit value A is such Kunar so Reduce the setting injection speed, not the setting injection pressure. As described above, since the injection speed is reduced during injection speed control to prevent burr blowing, the amount of extension of the tie bar reaches the upper limit value A before the screw reaches the VP switching point, and the injection speed is reduced. Even when correction control is performed, the decelerated injection speed is controlled to be maintained until the next "injection speed correction point" occurs, so screw advancement continues and the mold The filling of the molten resin into the cavity can be continued. Therefore, the short shot can be prevented from occurring with respect to
また、VP切替点やそれ以降の保圧工程に相当する工程においてもバリ吹きを防止することができる。何故なら、本発明に係る射出充填制御方法においては、予め設定させた射出速度に基づく射出制御が行われると共に、先に説明した射出速度を減速させる補正制御が、射出充填工程の完了(冷却工程の開始)まで継続されるからである。すなわち、VP切替点は必ずしも設定する必要がないか、設定する場合でもその精度がバリ吹きの防止効果に影響を与える虞がない。 In addition, it is possible to prevent burr blowing also in the step corresponding to the VP switching point and the pressure holding step thereafter. Because, in the injection filling control method according to the present invention, the injection control based on the injection speed set in advance is performed, and the correction control for reducing the injection speed described above is the completion of the injection filling process (cooling step Until the start of the That is, it is not necessary to set the VP switching point. Even in the case of setting, there is no possibility that the accuracy will affect the effect of preventing burring.
このように、射出圧力制御から射出速度制御への制御系の切替えがないため、まず、一般的な射出充填制御方法において生じる、VP切替点到達後のスクリュの後退が不要であり、これに起因するフローマークや転写不良等の成形不良を防止できる。次に、特許文献1のような、射出速度制御から射出圧力制御に移行する場合の応答時間1が発生しない。
As described above, since there is no switching of the control system from the injection pressure control to the injection speed control, first, there is no need to retract the screw after reaching the VP switching point, which occurs in a general injection filling control method. Molding defects such as flow marks and transfer defects can be prevented. Next, the
次に、サージ圧力の要因となるスクリュの前進速度による運動エネルギを、射出速度の減速により直接減少させることができるため、より短時間でサージ圧力を低下させることができる。この運動エネルギの減少は、サージ圧力の要因となるスクリュの前進速度による運動エネルギと、サージ圧力と共にバリ吹きの要因となる、樹脂圧力が上昇する部位の、他の部位に対して大きい樹脂流動速度による運動エネルギとの両方を直接減少させることができる。そのため、スクリュの後退やスクリュの前進力の減圧により、間接的にサージ圧力を低下させる射出圧力制御に対して、より短時間でサージ圧力を低下させることができると共に、応答時間2を短縮させることができ、サージ圧力のピーク値の更なる抑制に寄与する。
Next, since the kinetic energy due to the advancing speed of the screw, which causes the surge pressure, can be directly reduced by the reduction of the injection speed, the surge pressure can be reduced in a shorter time. This decrease in kinetic energy is kinetic energy due to the forward speed of the screw that causes surge pressure, and resin flow velocity that is higher than other locations at the site where resin pressure rises, which causes burr blowing along with surge pressure. And kinetic energy can both be reduced directly. Therefore, it is possible to reduce the surge pressure in a shorter time and to reduce the
上記のように射出速度を減速させる補正制御により、サージ圧力のピーク値が抑制されると共に、より短時間でサージ圧力を低下させることができる。また、このような射出速度を減速させる補正制御であっても、一般的な射出充填制御方法において、射出圧力(スクリュの前進力/保圧力)が制御される、VP切替点到達後の保圧工程に相当する工程において、バリ吹きを防止しつつ、金型キャビティ内の溶融樹脂に適切な圧力(保圧力)を継続して付与させることができる。 As described above, the correction control for reducing the injection speed can suppress the peak value of the surge pressure and can reduce the surge pressure in a shorter time. In addition, even with such correction control for reducing the injection speed, the injection pressure (the advancing force / holding pressure of the screw) is controlled in a general injection filling control method, and the holding pressure after reaching the VP switching point In the step corresponding to the step, it is possible to continuously apply an appropriate pressure (holding pressure) to the molten resin in the mold cavity while preventing burr blowing.
すなわち、スクリュがVP切替点に到達すると、スクリュの前進により溶融樹脂に付与される樹脂圧力が金型キャビティの投影面積に比例して金型に型開き力を発生させるため、射出充填前の型締力が付与された状態からタイバーの伸張量が更に増加する。 That is, when the screw reaches the VP switching point, the resin pressure applied to the molten resin by the advancement of the screw causes the mold opening force to be generated in the mold in proportion to the projected area of the mold cavity. The amount of extension of the tie bar is further increased from the state where the clamping force is applied.
そして、スクリュがVP切替点に到達し、タイバーの伸張量が上限値Aに到達すると、タイバーの伸張量が上限値Aを超えなくなるように設定射出速度(既に射出速度補正点が発生している場合は、その直前の射出速度補正点で減速された射出速度)が減速されるため、金型キャビティ内の溶融樹脂には速度制御下の射出速度(スクリュの前進速度)におけるスクリュの有する運動エネルギに準じた保圧力が付与される。一般的な射出充填制御方法における保圧工程に対して、本発明に係る射出充填制御方法においては、この射出速度制御下で結果として生じ付与される保圧力が、バリ吹きの発生を防止しつつ、金型キャビティ内の溶融樹脂の冷却固化収縮に応じた溶融樹脂の流動を維持させ、ショートショット(充填不足)を防止する共に、金型キャビティ内の溶融樹脂へ付与される好適な保圧力となり、同溶融樹脂の冷却固化収縮に伴う溶融樹脂が金型キャビティ内へ補充填される。 Then, the screw reaches the VP switching point, the extension of the tie bar reaches the upper limit value A, set injection speed to exceed a Kunar so the upper limit value A (already injection speed correction point occurs and extension of the tie bar If it is, the injection speed decelerated at the injection speed correction point just before that is decelerated, so the molten resin in the mold cavity has the screw at the injection speed under the speed control (the advancing speed of the screw) A holding pressure according to kinetic energy is applied. In contrast to the pressure holding step in a general injection filling control method, in the injection filling control method according to the present invention, the resulting holding pressure applied under this injection speed control prevents the occurrence of burr blowing. And maintain the flow of the molten resin in response to the cooling and solidification shrinkage of the molten resin in the mold cavity, and prevent short shots (insufficient filling), and become a suitable holding pressure applied to the molten resin in the mold cavity The molten resin is complemented into the mold cavity as the molten resin shrinks and solidifies.
また、本発明に係る、射出成形機の射出充填制御方法においては、前記射出充填工程中、前記射出速度補正点が複数回生じる場合、前記射出速度補正点毎に前記補正制御が行われることが好ましい。 Further, in the injection filling control method of an injection molding machine according to the present invention, when the injection speed correction point occurs a plurality of times during the injection filling process, the correction control is performed for each of the injection speed correction points. preferable.
先に説明したように、金型キャビティ内が溶融樹脂で略満たされる前であっても、金型キャビティ内に樹脂圧偏差が生じ、射出速度補正点が生じる場合がある。また、金型キャビティ内が溶融樹脂で満たされた後は、スクリュの前進の運動エネルギにより溶融樹脂に付与される樹脂圧力が上昇し易く、型開き力の増加に伴ってタイバーの伸張量が増加し、射出速度補正点が生じ易い。このように、射出充填工程中に射出速度補正点が複数回生じる場合でも、射出速度補正点が生じる度に、上記のような設定射出速度の減速を繰り返すことにより、これら射出充填工程中のバリ吹きを防止しつつ、スクリュの前進を継続させることができる。そして、その結果として生じる保圧力も継続して付与させた状態で冷却固化収縮分の溶融樹脂の補充填が継続され、ショートショット(充填不足)も防止できるため、よりフルショット状態に近い射出充填工程を行なわせることができる。 As described above, even before the inside of the mold cavity is substantially filled with the molten resin, a resin pressure deviation may occur in the mold cavity and an injection speed correction point may occur. In addition, after the inside of the mold cavity is filled with the molten resin, the resin pressure applied to the molten resin is likely to increase due to the kinetic energy of the screw advancing, and the amount of extension of the tie bar increases with the increase in the mold opening force. And an injection speed correction point tends to occur. As described above, even when the injection speed correction point occurs a plurality of times during the injection filling process, burrs in these injection filling processes are repeated by repeatedly decelerating the set injection speed as described above each time the injection speed correction point occurs. The screw can be advanced while preventing blowing. Then, in the state where the resultant holding pressure is also continuously applied, the filling of the molten resin for the cooling and solidification shrinkage is continued, and short shots (insufficient filling) can be prevented, so injection filling closer to a full shot state The process can be performed.
また、本発明に係る、射出成形機の射出充填制御方法においては、前記補正制御下における実射出速度が、予め設定させた冷却工程移行射出速度Cに到達する点を射出速度補正終了点とし、前記射出速度補正終了点において、前記射出充填工程から冷却工程に移行させることが好ましい。一方、前記補正制御下において、新たに設定された射出速度に対して、実射出速度が略同じ値まで減速された後、該実射出速度を該新たな設定射出速度に、予め設定させた所定時間維持できない場合、又は、該実射出速度が該新たな設定射出速度から、予め設定させた所定値以上離間した場合に、前記射出充填工程から冷却工程に移行させても良い。 Further, in the injection filling control method of an injection molding machine according to the present invention, the point at which the actual injection speed under the correction control reaches the cooling step transfer injection speed C set in advance is taken as the injection speed correction end point. It is preferable to shift from the injection filling process to the cooling process at the injection speed correction end point. On the other hand, under the correction control, after the actual injection speed is decelerated to substantially the same value with respect to the newly set injection speed, the actual injection speed is preset to the new setting injection speed. When the time can not be maintained, or when the actual injection speed is separated from the new set injection speed by a predetermined value or more set in advance, the injection filling process may be shifted to the cooling process.
ここで、金型キャビティ内の溶融樹脂がその冷却固化収縮に準じた好適な溶融樹脂の補充填を受け、理想的な充填状態に到達したとしても、直前の射出速度補正点において行われた補正制御により設定された射出速度(スクリュの前進速度)を維持させる制御が継続されており、スクリュの前進用駆動源が作動している。また、連続して成形するため、射出装置外周に配置された加熱手段により射出装置が加熱され、スクリュ前方の貯留部に残った溶融樹脂はそのまま溶融状態が維持される。そのため、このまま補正制御が継続されると、金型キャビティのゲート部の樹脂や、射出装置の貯留部の溶融樹脂に不要な圧力が作用する。この不要な圧力が作用している時間及び圧力源が消費するエネルギは良品の成形や射出成形機の運転には全く寄与しないばかりか、成形品の成形サイクルタイムや成形品質、更には金型や装置の維持に悪影響を及ぼす因子となる。 Here, even if the molten resin in the mold cavity receives the suitable filling of the molten resin in accordance with the cooling solidification shrinkage and reaches the ideal filling state, the correction performed at the injection speed correction point immediately before Control to maintain the injection speed (advancing speed of the screw) set by the control is continued, and the driving source for advancing the screw is operating. Moreover, in order to shape | mold continuously, an injection apparatus is heated by the heating means arrange | positioned at injection apparatus outer periphery, and the molten resin remaining in the storage part ahead of a screw is maintained a molten state as it is. Therefore, if the correction control is continued as it is, unnecessary pressure acts on the resin of the gate portion of the mold cavity and the molten resin of the storage portion of the injection device. The time during which this unnecessary pressure is acting and the energy consumed by the pressure source not only contribute to the molding of good products and the operation of the injection molding machine, but also the molding cycle time and molding quality of moldings, and the mold It is a factor that adversely affects the maintenance of the device.
そこで、射出速度補正点において射出速度を減速させる補正制御下において、減速設定される設定値としての射出速度ではなく、その補正制御の結果としての実射出速度(スクリュの実前進速度)を監視させ、この実射出速度が予め設定させた冷却工程移行射出速度Cに到達した時点を射出速度補正終了点としてスクリュの前進を停止させる。この冷却工程移行射出速度Cは、金型キャビティ内の溶融樹脂の冷却固化率が100%に近づいて、スクリュが物理的に前進しなくなった状態のスクリュの前進速度、すなわち、0(ゼロ)を基準にして、冷却固化率が進行した樹脂の弾性や、冷却固化することがないスクリュ直前の貯留部の溶融樹脂の弾性を鑑み、極低速となったスクリュの前進速度(略0:ゼロ)とすることが、金型キャビティ内の溶融樹脂の冷却固化率の点から好適である。 Therefore, under correction control to reduce the injection speed at the injection speed correction point, not the injection speed as the set value to be decelerated but the actual injection speed (the actual advancing speed of the screw) as a result of the correction control is monitored The advancing of the screw is stopped with the point in time when the actual injection speed reaches the cooling step transition injection speed C set in advance as the injection speed correction end point. The cooling process transfer injection speed C is such that the advancing speed of the screw in a state in which the screw does not physically advance, ie, 0 (zero), when the cooling solidification rate of the molten resin in the mold cavity approaches 100%. Based on the elasticity of the resin whose cooling solidification rate has progressed and the elasticity of the molten resin of the reservoir immediately before the screw that does not solidify cooling, the advancing speed (approximately 0: zero) of the screw that has become extremely low speed It is preferable from the point of the cooling solidification rate of the molten resin in the mold cavity.
一方、金型キャビティ内の溶融樹脂の冷却固化率によらず、金型キャビティへの溶融樹脂の流入口であるゲート部が冷却固化(ゲートシール状態)して、例え、スクリュの前進が継続されても、金型キャビティ内へ溶融樹脂を補充填させることができない状態のスクリュの実前進速度としても良い。この状態のスクリュの前進速度は、予め、金型キャビティ内の溶融樹脂の凝固解析や予備成形等を行うことにより決定させることができる。このように、樹脂成形品の品質と成形サイクルタイムとを鑑み、好適な実射出速度(スクリュの実前進速度)を冷却工程移行射出速度Cとすれば良い。 On the other hand, regardless of the cooling solidification rate of the molten resin in the mold cavity, the gate portion which is an inlet of the molten resin to the mold cavity is cooled and solidified (gate seal state), for example, the screw is continued to advance However, it may be set as the actual advancing speed of the screw in a state where the molten resin can not be refilled into the mold cavity. The advancing speed of the screw in this state can be determined in advance by performing solidification analysis or preforming of the molten resin in the mold cavity. As described above, in consideration of the quality of the resin molded product and the molding cycle time, a suitable actual injection speed (the actual advance speed of the screw) may be set as the cooling process transfer injection speed C.
また、直前の射出速度補正点において行われた補正制御により設定された射出速度(スクリュの前進速度)を維持させる速度制御が継続されているため、上記のようなスクリュの前進抵抗の増大により、スクリュの実射出速度を設定された射出速度に制御できない場合、スクリュの前進用駆動源が、サーボモータ等の電動モータの場合、回転トルクを増大させて射出速度が制御され、油圧シリンダの場合は、スクリュを前進させる側の油圧管路の圧力が上昇する。このような状況が発生すると、電動モータの過負荷状態が発生してトリップしたり、油圧管路の安全弁が作動し成形が強制停止されたりする可能性がある。 In addition, since the speed control to maintain the injection speed (the advancing speed of the screw) set by the correction control performed at the injection speed correction point immediately before is continued, the increase in the forward resistance of the screw as described above When it is not possible to control the actual injection speed of the screw to the set injection speed, if the drive source for advancing the screw is an electric motor such as a servomotor, the rotational torque is increased to control the injection speed, and in the case of a hydraulic cylinder , The pressure in the hydraulic line on the side of advancing the screw increases. When such a situation occurs, an overload condition of the electric motor may occur to trip or a safety valve of the hydraulic line may be actuated to forcibly stop the molding.
そのため、補正制御下において、新たに設定された射出速度に対して、実射出速度が略同じ値まで減速された後、該実射出速度を該新たな設定射出速度に、予め設定させた所定時間維持できない場合、又は、該実射出速度が該新たな設定射出速度から、予め設定させた所定値以上離間した場合に、前記射出充填工程から冷却工程に移行させても良い。本制御は、先に説明した、スクリュの実射出速度の冷却工程移行射出速度Cへの到達を持って冷却工程に移行させる制御とは別に、あるいは、同制御をより安全に行うために同制御と併用して行われても良い。 Therefore, after the actual injection speed is reduced to substantially the same value with respect to the newly set injection speed under the correction control, the predetermined time set in advance to the new set injection speed is set as the actual injection speed. If it can not be maintained, or if the actual injection speed is separated from the new set injection speed by a predetermined value or more set in advance, the injection filling process may be shifted to the cooling process. This control is performed separately from or separately from the control of shifting to the cooling step with reaching the cooling step transition injection speed C of the screw actual injection speed described above, or the same control. It may be performed in combination with
本願発明に係る、射出成形機の射出充填制御方法は、射出充填工程において射出圧力制御が行われず、終始、射出速度制御が行われる。そのため、このように、スクリュの前進を停止させて冷却工程に移行させるタイミングをスクリュの実前進速度に関連させて定義することにより、同移行タイミングを他の監視項目から間接的に定義させる場合に対して、移行のタイムラグを最小にすることができる。その結果、金型キャビティのゲート部の樹脂や、射出装置の貯留部の溶融樹脂に不要な圧力が作用している時間及び圧力源が消費するエネルギを減少させることができ、また、そのような不要な圧力が作用することによる成形品の成形サイクルタイムや成形品質、更には金型や装置の維持に悪影響も最小にすることができる。 In the injection filling control method of an injection molding machine according to the present invention, injection pressure control is not performed in the injection filling process, and injection speed control is performed from beginning to end. Therefore, in this case, by defining the timing for stopping the advancing of the screw and shifting to the cooling process in relation to the actual advancing speed of the screw, the same transition timing is indirectly defined from other monitoring items. In contrast, the transition time lag can be minimized. As a result, it is possible to reduce the time during which unnecessary pressure is acting on the resin of the gate portion of the mold cavity and the molten resin of the storage portion of the injection device, and the energy consumed by the pressure source. Adverse effects can also be minimized on the molding cycle time and molding quality of the molded product due to the application of unnecessary pressure, and also the maintenance of the mold and equipment.
更に、本発明に係る、射出成形機の射出充填制御方法は、射出成形機の型締手段がトグル式型締機構である場合に好適である。 Furthermore, the injection filling control method of the injection molding machine according to the present invention is suitable when the mold clamping unit of the injection molding machine is a toggle type mold clamping mechanism.
本発明に係る、射出成形機の射出充填制御方法は、射出速度制御が行われる射出工程と、射出圧力制御が行われる保圧工程とからなる射出充填工程において、少なくとも1本のタイバー伸び量が、予め設定した上限値Aに到達する点を射出速度補正点とし、その射出速度補正点において、タイバー伸び量が上限値Aを超えなくなるように射出速度を減速させる補正制御が行われるため、ショートショット及びバリ吹きを防止することができる。 The injection filling control method of an injection molding machine according to the present invention includes at least one tie bar elongation amount in an injection filling step including an injection step in which injection speed control is performed and a pressure holding step in which injection pressure control is performed. , and a point to reach the upper limit value a set in advance and the injection velocity correction point in the injection speed correction point, since the correction control tie bar stretch amount slowing the injection speed to exceed a Kunar so the upper limit value a is performed , Short shot and burr blow can be prevented.
以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
本発明の実施例1に係る、射出成形機の射出充填制御方法を説明する前に、図1を参照しながら、以後の説明の前提となる金型キャビティと、射出装置から射出させた溶融樹脂が、同金型キャビティ内へ充填される際の樹脂流動とを説明する。また、図1に示す金型キャビティヘ溶融樹脂を射出充填させる、一般的な射出充填制御方法による射出充填工程について、図2を参照しながら説明する。 Before describing the injection filling control method of the injection molding machine according to the first embodiment of the present invention, referring to FIG. 1, a mold cavity serving as a premise of the following description and a molten resin injected from an injection device Describes the resin flow as it is filled into the mold cavity. Further, an injection and filling process according to a general injection and filling control method for injecting and filling a molten resin into a mold cavity shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG.
図1は、射出充填工程において、射出装置から射出させた溶融樹脂が金型キャビティ内へ充填される状態を示す概略断面図である。図1(a)が側方断面図で、図1(b)が図1(a)におけるX−X矢視図である。インラインスクリュ式の射出成形機の射出装置10においては、材料供給部から供給される樹脂ペレット等の樹脂材料を、スクリュ12を回転させて、射出装置10の加熱バレル11の内周面とスクリュ12の外周面との間に形成される樹脂流路において連続的に可塑化(溶融)させ、加熱バレル12の先端内部の貯留部13に、1回の射出充填工程に必要な量の可塑化状態の溶融樹脂を貯留させる計量工程が行われる。この計量工程において、貯留部13に貯留される溶融樹脂量の増加に伴い、スクリュ12に後退抵抗力(背圧)を付与させた状態でスクリュ12の後退が許容される。そして、計量工程の完了後、スクリュ12を前進させて、貯留部13の樹脂を、加熱バレル11先端(射出ノズル)を介して型締め状態の固定金型21及び可動金型22間に形成させた金型キャビティ31内に射出充填させる射出工程が行われる。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a state where molten resin injected from an injection device is filled into a mold cavity in an injection and filling process. Fig.1 (a) is side sectional drawing, FIG.1 (b) is XX arrow line view in Fig.1 (a). In the
この時、加熱バレル11内のスクリュ12先端のチェックリング12b(樹脂流路開閉切替弁)は、貯留部13の溶融樹脂から受ける圧力により閉塞状態が維持されるため、この閉塞されたチェックリング12bを端とする、加熱バレル11内の貯留部13から金型キャビティ31を含む連続する空間は溶融樹脂で満たされる閉空間となる。図1(a)は、射出充填工程においてスクリュ12の前進により、貯留部13の溶融樹脂が、固定金型21内の樹脂流路を通って、ゲート21a(樹脂流路端の金型キャビティ31側の開口部)を介して、金型キャビティ31内に充填され始めている状態を示している。
At this time, the
現実的には、製品形状を模した金型キャビティはある程度複雑な3次元形状である。しかしながら、説明を簡単にするため、金型キャビティ31が5つの部分キャビティから構成されているものとする。まず、ゲート21aと同軸上に、図示しない可動盤側(図1(a)左側)に伸びる中央キャビティ31a(樹脂流動方向と直交する断面積A1/ゲート21a端からの溶融樹脂の流動長さL1:以下同様)と、上方に伸びる上方キャビティ31b(断面積A2/流動長さL1)及び下方に伸びる下方キャビティ31c(断面積A3/流動長さL1)、次に、右側に伸びる右側キャビティ31d(断面積A2/流動長さL2)及び左側に伸びる左側キャビティ31e(断面積A2/流動長さL3)である。図1に示すとおり、断面積及び流動長さの関係は、断面積がA1>A2>A3で、流動長さがL2>L1>L3である。
In reality, a mold cavity that simulates the product shape is a somewhat complicated three-dimensional shape. However, to simplify the description, it is assumed that the
ここで、各部分キャビティへの溶融樹脂の充填抵抗は、ゲート21aと同軸上に伸び、樹脂流動方向と直交する断面積が一番大きな中央キャビティ31aが最も小さい。これより充填抵抗が大きい部分キャビティが、断面積がA2で、ゲート21aからの樹脂流動が一度直角に方向変更されている、上方キャビティ31b、右側キャビティ31d及び左側キャビティ31eの3つの部分キャビティであり、最も充填抵抗が大きいのは、断面積が最も小さい下方キャビティ31cである。整理すると各部分キャビティへの溶融樹脂の充填抵抗は、下方キャビティ31c>上方キャビティ31b=右側キャビティ31d=左側キャビティ31e>中央キャビティ31aとなる。一方、各部分キャビティの容積は断面積×流動長さであるから、各部分キャビティへ各断面積を満たした理想的な樹脂流動で溶融樹脂が充填されると仮定した場合、各部分キャビティを溶融樹脂で満たすために必要な時間は各部分キャビティの溶融樹脂の流動長さに比例する。従って、各部分キャビティを溶融樹脂で満たすために必要な時間は、時間を要する順に、右側キャビティ31d(L2)>中央キャビティ31a=上方キャビティ31b=下方キャビティ31c(すべてL1)>左側キャビティ31e(L3)となる。
Here, the filling resistance of the molten resin to each partial cavity extends coaxially with the
このように、ゲート21aを介して金型キャビティ31内に充填された溶融樹脂は、各部分キャビティ内へ流動される際に異なる充填抵抗を受け、各部分キャビティ内が溶融樹脂で満たされるタイミングも異なる。また、充填抵抗が最も低い中央キャビティ31a内が溶融樹脂で満たされるまで、他の部分キャビティへ樹脂が流動されないということはなく、中央キャビティ31a内へ溶融樹脂が流動され始めて、充填抵抗を受け樹脂圧力が少しでも上昇すれば、次に充填抵抗の小さい部分キャビティへの樹脂流動が発生すると共に、樹脂流動の分流により、中央キャビティ31a内へ流動される溶融樹脂量が変化(減少)する。更に、金型の温度調節(金型温調)の差異によって、各部分キャビティ内における溶融樹脂の冷却固化速度分布が不均一であること等を鑑みれば、金型キャビティ31内における溶融樹脂の樹脂流動は非常に複雑であり、先に説明したように、金型キャビティ31内の溶融樹脂の充填率に寄らず、射出充填工程中のあらゆるタイミングで樹脂圧偏差が発生する可能性がある。
Thus, the molten resin filled in the
図2は、一般的な射出充填制御方法による、射出装置10から射出させた溶融樹脂の、図1に示す金型キャビティ31内への充填を説明するグラフである。原点がスクリュの前進開始で、横軸が経過した時間t、縦軸が射出速度(スクリュの前進速度)及び射出圧力(スクリュの前進力)を示す。尚、先に説明したように、閉塞されたチェックリング12bを端とする、加熱バレル11内の貯留部13から金型キャビティ31を含む連続する閉空間内の溶融樹脂の圧力分布は均一ではないため、同閉空間内の特定部位における溶融樹脂の樹脂圧力と、図2のグラフに示す実射出圧力は同じではない。そのため、図2のグラフに示す実射出圧力は、スクリュ12が前進時に受ける抵抗力であると共に、この前進抵抗力と略等しいスクリュ12に付与される前進力であるものとする。
FIG. 2 is a graph for explaining the filling of the molten resin injected from the
理想的なVP切替点(サージ圧力の発生無しで金型キャビティ内が溶融樹脂で満たされた状態)に、スクリュ12が前進を開始してから時間t1後に到達するものとする。時間0(ゼロ)から時間t1の間、スクリュ12の前進速度を設定射出速度V1に維持させる射出速度制御(実線)が行われる。実際のスクリュ12の前進速度(実射出速度)は、射出速度0(ゼロ)から設定射出速度V1に到達するまでの立ち上がり時間が必要であるが、実射出速度の表示は省略している。スクリュ12の前進に伴い、貯留部13の溶融樹脂が金型キャビティ31内に充填され、その充填率の上昇と共に実射出圧力(スクリュ12に付与される実際の前進力=スクリュ12が受ける前進抵抗力)も上昇する。
The ideal VP switching point (a state where the mold cavity is filled with the molten resin without the occurrence of surge pressure) is reached after time t1 since the
しかしながら、スクリュ12がVP切替点に到達する前であっても金型キャビティ31内に樹脂圧偏差が発生する。例えば、充填抵抗の最も小さい中央キャビティ31aと、次に充填抵抗の小さい上方キャビティ31b、右側キャビティ31d及び左側キャビティ31eへの溶融樹脂の充填が進行する中、充填抵抗の最も小さい中央キャビティ31aもしくは、充填進行中の部分キャビティの中で流動長さの最も小さい左側キャビティ31eの充填が完了した瞬間、溶融樹脂の樹脂流動は充填が完了していない、次に充填抵抗の少ない部分キャビティに集中するため、スクリュ12の受ける前進抵抗力が一時的に急上昇する。そして、その部分キャビティへの樹脂流動が安定すると、スクリュ12の受ける前進抵抗力が低下する。このような充填抵抗の急上昇が点Xのような実射出圧力の部分ピーク値として発生する。
However, even before the
また、最も充填抵抗の大きな下方キャビティ31c以外の部分キャビティの充填が完了した瞬間、溶融樹脂の樹脂流動が下方キャビティ31cに集中するため、再び、スクリュ12の受ける前進抵抗力が急上昇し、点Yのような実射出圧力の部分ピーク値として再発生する。点X及び点Yのような実射出圧力の部分ピーク値は、実際に部分ピーク値が発生した部位から閉空間内の溶融樹脂を伝播して、伝播時間分遅れてスクリュ12の前進抵抗力として検出される。そして、この前進抵抗力に抗して設定射出速度(スクリュの前進速度)を維持させるため、少なくともこの前進抵抗力と同じ大きさまでスクリュの前進力が増大される。
Also, the moment the filling of the partial cavities other than the
このような点X及び点Yのような実射出圧力の部分ピーク値が、スクリュの前進抵抗力として検出されたとしても、先に説明した伝播時間(伝播距離)や溶融樹脂の粘弾性のため、実際に発生したピーク値と異なる場合がある。そのような場合で、特に発生したピーク値の方が大きい場合、実際に発生したピーク値が、発生した部位近傍に作用させている型締力を超えるとその部位にバリ吹きが発生してしまう。 Even if a partial peak value of the actual injection pressure such as the point X and the point Y is detected as the forward resistance of the screw, due to the propagation time (propagation distance) described above and the viscoelasticity of the molten resin May differ from the peak value actually generated. In such a case, when the generated peak value is particularly large, if the actually generated peak value exceeds the mold clamping force acting in the vicinity of the generated site, burrs will be generated at that site. .
次に、時間t1においてスクリュ12がVP切替点に到達すると、それまでの射出速度制御が射出圧力制御に切り替えられる。VP切替点においては実射出圧力が最大値P’に到達する。そのため、VP切替点以降の射出圧力制御において、この実射出圧力の最大値P’をこれよりも低い設定射出圧力P1(設定保圧力)まで減圧させなければならない。その結果、スクリュ12の後退動作を許容させたり、積極的に後退させる制御が行われるため、フローマーク等の成形不良を発生させたり、実射出圧力の最大値P’がサージ圧力となり再びバリ吹きが発生したりすることは先に説明したとおりである。尚、説明を容易にするため、VP切替点におけるこのようなスクリュ12の後退動作は図2のグラフには反映していない。
Next, when the
VP切替点以降、実射出圧力P’が設定射出圧力P1(設定保圧力)まで減圧された後、この設定射出圧力P1を維持させる射出圧力制御が行われる。金型キャビティ31を満たした溶融樹脂は冷却固化及びこれに伴う体積収縮が進行するが、加熱バレル11の貯留部13の溶融樹脂に付与される設定保圧力P1と、金型キャビティ31内の樹脂の残存する流動性とで、貯留部13の溶融樹脂を金型キャビティ31内へ補充填させる(保圧工程)。既に、金型キャビティ31内を樹脂が略満たしており、スクリュ12は、溶融樹脂の冷却固化収縮速度に準じた低い速度で、冷却固化収縮分を補充填させる容積分しか前進させることはできない。そのため、VP切替点以降の射出圧力制御下における実射出速度(二点鎖線)は、低い速度から漸次減速され時間t2において略0となる。
After the VP switching point, after the actual injection pressure P 'is reduced to the set injection pressure P1 (set holding pressure), injection pressure control is performed to maintain the set injection pressure P1. The molten resin filled in the
ここで、VP切替点以降の、少なくとも時間t1から時間t2の間は、設定射出圧力(保圧力)が付与されたスクリュ12の前進が継続されるため、金型キャビティ31内に溶融樹脂が補充填され、補充填された溶融樹脂を介して保圧力が金型キャビティ31内の冷却固化進行中の溶融樹脂全体に伝播される。そのため、図2中に図示はしていないが、スクリュ12の前進力としての設定射出圧力(設定保圧力)を維持させる過程で実射出圧力が変動し、金型キャビティ31内に樹脂圧偏差や部分的樹脂流動を生じさせて、VP切替点以前の溶融樹脂の流動性が高い状態に対して可能性は低くなるが、保圧工程においてもバリ吹きが発生する場合がある。
Here, since the advancing of the
また、本来であれば、溶融樹脂の冷却固化収縮も加味した金型キャビティ31内への溶融樹脂の充填は時間t2において完了したと見なせるが、一般的な射出充填制御方法においては、時間t2を越えて時間t3までスクリュ12の前進力を維持させる射出圧力制御を継続させて保圧工程を完了させ、冷却工程に移行させることが多い。そのため、時間t2から時間t3の間に継続されるスクリュ12の前進力維持により、金型キャビティ31のゲート部の樹脂や、加熱バレル11の貯留部13の溶融樹脂に不要な圧力が作用する。この不要な圧力が作用している時間及び圧力源が消費するエネルギは良品の成形や射出成形機の運転には全く寄与しないばかりか、成形品の成形サイクルタイムや成形品質、更には金型や装置の維持に悪影響を及ぼす因子となる。
In addition, although it can be considered that filling of the molten resin into the
説明の前提となる金型キャビティ31(図1)と、一般的な射出充填制御方法(図2)による、射出装置から射出させた溶融樹脂の、金型キャビティ31ヘの充填過程とを説明した。引き続き、図3を参照しながら、本発明の実施例1に係る、射出成形機の射出充填制御方法を説明する。
The mold cavity 31 (FIG. 1), which is the premise of the description, and the process of filling the
図3は、本発明の実施例1に係る射出充填制御方法による、射出装置10から射出させた溶融樹脂の、図1に示す金型キャビティ31内への充填過程を説明するグラフである。図3のグラフの原点、横軸、縦軸及び圧力の前提については図2のグラフと同様である。図3の図2との差異は、タイバーの伸張量の変化(実践)と、同変化に関連する上限値A及び速度補正限界値B(共に破線)とが記載されている点である。上限値Aは、先に説明したように、正規の型締力が付与された状態の金型が、金型キャビティ31内の樹脂圧力やその樹脂圧偏差により、その金型合わせ面が全体的あるいは局部的に開いてしまってもバリ吹きが発生しない型開き状態のタイバーの伸張量である。
FIG. 3 is a graph for explaining the process of filling molten resin injected from the
一方、速度補正限界値Bは、これ以上のタイバーの伸張がバリ吹きを発生する限界値である。上限値Aと同様に金型(製品)毎に設定されることが好ましく、更には、樹脂圧偏差による局部的なバリ吹きに対応するためにタイバー毎に設定されることが好ましい。また、射出充填工程中に、1つのタイバーでもその伸張量が速度補正限界値Bに達した場合、警報を発するか、射出充填工程を同成形サイクル完了時で停止させ、次のサイクルを開始させない等の制御を行わせることが好ましい。尚、図3に示すタイバーの伸張量はすべてのタイバーに関する伸張量の変化を代表して記載しており、1本や2本の特定のタイバーの伸張量の変化も反映しているものとする。 On the other hand, the speed correction limit value B is a limit value at which further expansion of the tie bar generates burr blow. The upper limit value A is preferably set for each mold (product), and more preferably for each tie bar in order to cope with local burring due to resin pressure deviation. Also, during the injection filling process, if even one tie bar reaches the speed correction limit value B, an alarm is issued or the injection filling process is stopped at the completion of the molding cycle, and the next cycle is not started. It is preferable to perform control such as. The amount of extension of tie bars shown in FIG. 3 is described as a representative of the change in amount of extension for all tie bars, and it is assumed that the change in amount of extension of one or two specific tie bars is also reflected.
本発明の実施例1に係る射出充填制御方法においても、時間0(ゼロ)から、設定射出速度をV1とする射出速度制御(実線)が行われる。ここで、図2のグラフと同じタイミングで樹脂圧偏差が生じ、あるタイバー近傍の金型キャビティ31の部位で点Xのような実射出圧力の部分ピーク値が発生するものとする。また、その結果、この部分ピーク値の発生した金型キャビティ31の部位に局部的な型開き力が発生し、同タイバーの伸張量が上限値Aを超えたものとする。これにより、射出速度補正点H1が認識され、ただちに設定射出速度V1をV2に減速させる補正制御が行われる。この射出速度の減速制御により、同タイバーの伸張量は速度補正限界値Bに到達する前に減少に転じ、実射出圧力(一点鎖線)も一度減少される。このようにして、点Xにおけるバリ吹きが防止されると共に、元の設定射出速度V1から減速されるものの、設定射出速度V2でのスクリュ12の前進が継続され、金型キャビティ31内への溶融樹脂の充填が継続される。
Also in the injection filling control method according to the first embodiment of the present invention, the injection speed control (solid line) in which the set injection speed is V1 is performed from time 0 (zero). Here, it is assumed that a resin pressure deviation occurs at the same timing as the graph of FIG. 2, and a partial peak value of the actual injection pressure such as a point X is generated at a portion of the
次に、設定射出速度V2で射出速度制御が行なわれている間に、図2のグラフと同じタイミングで樹脂圧偏差が生じ、別のタイバー近傍の金型キャビティ31の部位で点Yのような実射出圧力の部分ピーク値が発生し、同タイバーの伸張量が上限値Aを超えたものとする。これにより、次の射出速度補正点H2が新たに認識され、ただちに設定射出速度V2をV3に減速させる補正制御が行われ、同タイバー近傍からのバリ吹きが防止されると共に、設定射出速度V3でのスクリュ12の前進が継続される。
Next, while injection speed control is being performed at the set injection speed V2, a resin pressure deviation occurs at the same timing as the graph of FIG. 2 and a point Y like in the portion of the
このように、本発明の実施例1に係る射出充填制御方法においては、射出速度制御下において、射出速度を減速させる補正制御を行わせるため、特許文献1の成形方法や特許文献2の成形機における射出充填制御方法と異なり、金型キャビティ31が溶融樹脂で満たされる前のショートショット状態においても、当初の設定射出速度から減速させた射出速度で金型キャビティ内への溶融樹脂の充填を継続させることができ、バリ吹きを防止しつつショートショットも防止することができる。
As described above, in the injection filling control method according to the first embodiment of the present invention, the molding method of
そして、減速されたものの、設定射出速度V3でのスクリュ12の前進が継続され、金型キャビティ31内への溶融樹脂の充填率が上昇するにつれ実射出圧力(スクリュ12が前進時にうける抵抗力/一点鎖線)も上昇する。そして、スクリュ12の前進位置が射出充填開始後、時間t1後にVP切替点に到達すると、実射出圧力が最大値P”に到達する。尚、本発明の実施例1に係る射出充填制御方法においては、実際には設定射出速度V1がV3まで減速されているので、図3のグラフにおいて、スクリュ12が理想的なVP切替点に到達するのは、スクリュ12が前進を開始してから時間t1+α後であるが、図2のグラフとの比較を容易にするため、図3においても時間t1後に到達するものとする。また、本発明の実施例1に係る射出充填制御方法において、VP切替点を設定する必要はない。しかしながら、図2との比較を容易にするため、VP切替点を単に、サージ圧力の発生無しで金型キャビティ内が溶融樹脂で満たされた状態となるスクリュ12の前進位置としてグラフ中に記載しているものとする。
Then, although the speed is reduced, the forward movement of the
当然ながら、本発明の実施例1に係る射出充填制御方法においても、VP切替点において実射出圧力(一点鎖線)が最大値P”(P”<P’)となるため、これ以降、金型キャビティ31内の溶融樹脂にサージ圧力が発生して、局部的あるいは全体的な型開き力が発生し、特定のタイバー、あるいは、複数の場合も含めてすべてのタイバーの伸張量が上限値Aを超える可能性が高い。そのような場合でも、次の射出速度補正点H3が新たに認識され、ただちに設定射出速度V3をV4に減速させる補正制御が行われる。一方、先に説明したように、VP切替点(満杯点)以降は、実射出圧力(実保圧力)が付与されたスクリュ12の前進が継続されるため、金型キャビティ31内に溶融樹脂が補充填され、補充填された溶融樹脂を介して実保圧力が金型キャビティ31内の冷却固化進行中の溶融樹脂全体に伝播される。そのため、金型キャビティ31内に樹脂圧偏差や部分的樹脂流動を生じさせて、局部的な型開き力を発生し易く、その結果、図3中に示すようにタイバーの伸張量が増大し易い。
As a matter of course, also in the injection filling control method according to the first embodiment of the present invention, the actual injection pressure (the alternate long and short dash line) becomes the maximum value P ′ ′ (P ′ ′ <P ′) at the VP switching point. A surge pressure is generated in the molten resin in the
しかしながら、本発明の実施例1に係る射出充填制御方法においては、VP切替点が設定されず、射出速度制御が継続され、タイバーの伸張量が上限値Aを超える度に、新たな射出速度補正点がH3〜H6まで次々と認識され、同点認識の都度、設定射出速度がV4からV7まで減速される。このような射出速度を減速させる補正制御が繰り返されることにより、徐々に減圧されるものの実射出圧力(一点鎖線)の付与が継続されると共に、VP切替点以降も、スクリュ31の前進が継続され、金型キャビティ内が溶融樹脂で満たされた(フルショット)状態で、且つ、適切な保圧力(実射出圧力)が付与された状態での射出充填工程が継続される。尚、射出速度0(ゼロ)から設定射出速度V7に到達するまでの実際のスクリュの前進速度(実射出速度)としては、立ち上がり時間や減速時間が必要であるが、設定射出速度V1からV7の減速制御に対応するこれら実射出速度の表示は省略している。
However, in the injection filling control method according to the first embodiment of the present invention, the VP switching point is not set, the injection speed control is continued, and a new injection speed correction is performed each time the tie bar extension amount exceeds the upper limit value A. The points are recognized one after another from H3 to H6, and each time the same point is recognized, the set injection speed is decelerated from V4 to V7. By repeating such correction control to reduce the injection speed, application of the actual injection pressure (dashed-dotted line) is continued although the pressure is gradually reduced, and forward movement of the
このように、本発明の実施例1に係る射出充填制御方法においては、VP切替点の設定が必須ではなく、射出速度制御から射出圧力制御への切り替えがないため、これら制御切り替えに要する応答時間1が不要である。これにより、一般的な射出充填制御方法や特許文献1の射出成形機の成形方法と異なり、本来、応答時間1の間に増大するはずのサージ圧力を抑制させることができるだけでなく、スクリュの前進が継続されるため、制御切替時のスクリュの後退動作が生じないため、フローマーク等の成形不良を抑制できる。
As described above, in the injection filling control method according to the first embodiment of the present invention, the setting of the VP switching point is not essential, and there is no switching from the injection speed control to the injection pressure control. 1 is unnecessary. Thus, unlike a general injection filling control method or a molding method of the injection molding machine of
また、VP切替点以降、射出圧力の減圧によりバリ吹きを防止する特許文献1の成形方法や特許文献2の成形機における射出充填制御方法と異なり、射出速度制御が継続されるため、先に説明したような、射出圧力制御に対する射出速度制御の応答性の優位、すなわち、サージ圧力の要因となるスクリュの前進速度や、溶融樹脂の樹脂流動速度による運動エネルギを、射出速度の減速で直接減少させることによる応答時間2の短縮が可能となる。これにより、本来のVP切替点以降の、連続する(射出速度補正点H3からH6)射出速度の減速補正制御において、実射出圧力(実保圧力)の減圧を追従させることが可能となり、本来のVP切替点前後に大きな減圧を必要とせず、スクリュの前進を継続させることができる。このように、VP切替点以降の本来の保圧工程に相当する溶融樹脂の補充填においても、バリ吹きを防止しつつ、適切な実保圧力を付与させた状態で、金型キャビティ内への溶融樹脂の補充填を継続させることができる。
Also, unlike the molding method of
更に、本発明の実施例1に係る射出充填制御方法は、射出装置側の射出充填制御のみで、バリ吹きを防止しつつ、金型キャビティ内への溶融樹脂の補充填を継続させることができるため、型締手段でタイバーを伸張させて、金型に型締力を付与させる形態の型締装置であれば、どのような型締装置を有する射出成形機であっても適用することが可能である。具体的には、トグル式型締装置や直圧式型締装置を有する射出成形機に適用することができる。 Furthermore, the injection filling control method according to the first embodiment of the present invention can continue the refilling of the molten resin into the mold cavity while preventing burr blowing only by the injection filling control on the injection device side. Therefore, as long as the mold clamping device is of a form in which the mold clamping force is applied by extending the tie bar by the mold clamping means, any injection molding machine having any mold clamping device can be applied. It is. Specifically, the present invention can be applied to an injection molding machine having a toggle type clamping device and a direct pressure type clamping device.
ここで、射出速度補正点における射出速度の減速は、減速前の速度からの減速量や減速率を固定値で設定させても良い。また、タイバーの伸張量が上限値Aを超えた時点のタイバーの伸張率(単位時間当たりのタイバーの伸張量)等により、これら減速前の速度からの減速量や減速率を変えても良い。例えば、タイバーが急激に伸張される射出速度補正点や、ゆっくりと伸張される射出速度補正点に対して、それぞれの補正点におけるタイバーの伸張率に比例させた減速量や減速率が採用されても良い。このような射出速度補正点における射出速度の減速は、金型や成形条件によって、好適な減速量や減速率が異なるため、試験成形や机上での解析等により、上限値Aの値と合わせて好適な減速量や減速率を予め求めておくことが好ましい。 Here, for the deceleration of the injection speed at the injection speed correction point, the amount of deceleration from the speed before deceleration and the deceleration rate may be set as fixed values. In addition, the amount of deceleration or the rate of deceleration from the speed before deceleration may be changed according to the expansion rate of the tie bar (the amount of expansion of the tie bar per unit time) when the expansion amount of the tie bar exceeds the upper limit value A. For example, with respect to the injection speed correction point where the tie bar is rapidly expanded and the injection speed correction point where slow expansion is performed, the amount of deceleration and the speed reduction ratio proportional to the expansion rate of the tie bar at each correction point are adopted. Also good. Deceleration of the injection speed at such an injection speed correction point is combined with the value of the upper limit value A by test molding, analysis on a desk, etc. because the suitable amount of deceleration and deceleration rate differ depending on the mold and molding conditions. It is preferable to obtain suitable deceleration amount and deceleration rate in advance.
射出速度補正点H6で設定射出速度がV6からV7まで減速された後、実射出圧力(一点鎖線)は一度減少された後、スクリュ12の前進に伴いわずかに上昇する。しかしながら、この時点で、金型キャビティ31内、又は、ゲート21a部の冷却固化が進行して、金型キャビティ31内へ溶融樹脂の補充填ができない状態になっているものとする。金型キャビティ31内やゲート21a部の冷却固化された樹脂の弾性や射出装置10の貯留部13の溶融樹脂の弾粘性により、この状態においてもわずかなスクリュ12の前進を許容するが、設定射出速度V7による射出速度制御下であっても、実際のスクリュ12は物理的に前進が困難となり、スクリュ12の実射出速度(スクリュ12の実前進速度/2点鎖線)は時間t2において略0(ゼロ)となる。尚、最後の射出速度補正点H6以降のスクリュ12の挙動を説明するため、射出速度補正点H6以降のみ、スクリュ12の実射出速度を二点鎖線で表示している。
After the setting injection speed is reduced from V6 to V7 at the injection speed correction point H6, the actual injection pressure (dashed dotted line) is once reduced and then slightly raised as the
このように、溶融樹脂の冷却固化収縮も加味した金型キャビティ31内への溶融樹脂の充填は時間t2において完了したと見なせる。よって、本発明に係る射出充填制御方法においては、射出速度制御下において、実際の射出速度である実射出速度(スクリュの実前進速度)を監視させ、この実射出速度が予め設定させた冷却工程移行射出速度C、例えばこれを速度0(ゼロ)に到達した時点を射出速度補正終了点としてスクリュ12の前進を停止させても良い。これにより、金型キャビティ31のゲート21a部の樹脂や、射出装置10の貯留部13の溶融樹脂に不要な圧力が作用することを防止することができると共に、冷却工程に移行させて、成形品の成形サイクルタイムを短縮させることができる。
Thus, it can be considered that the filling of the molten resin into the
また、金型キャビティ31内の溶融樹脂の冷却固化率によらず、金型キャビティ31への溶融樹脂の流入口であるゲート21a部が冷却固化(ゲートシール状態)して、例え、スクリュ12の前進が継続されても、金型キャビティ31内へ溶融樹脂を補充填させることができない状態のスクリュ12の実前進速度、例えば、まだ、スクリュ12の前進が継続中である時間t2’におけるスクリュの実前進速度を冷却工程移行射出速度Cとしても良い。
Further, regardless of the cooling solidification ratio of the molten resin in the
更に、先に説明したように、補正制御下において、新たに設定された射出速度に対して、実射出速度が略同じ値まで減速された後、該実射出速度を該新たな設定射出速度に、予め設定させた所定時間維持できない場合、又は、該実射出速度が該新たな設定射出速度から、予め設定させた所定値以上離間した場合に、前記射出充填工程から冷却工程に移行させても良い。 Furthermore, as described above, after the actual injection speed is reduced to substantially the same value with respect to the newly set injection speed under correction control, the actual injection speed is set to the new set injection speed. Even if it can not be maintained for a predetermined time set in advance, or when the actual injection speed is separated from the new set injection speed or more by a predetermined value or more set in advance, the injection filling process is shifted to the cooling process. good.
実施例1は、本発明に係る射出充填制御方法をわかりやすく説明するための一例であり、本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく色々な形で実施できることは言うまでもない。例えば、タイバーの伸張量の上限値Aが金型(製品)毎に設定されることが好ましく、更には、局部的なバリ吹きに対応するためにタイバー毎に設定されることが好ましいとしたが、特定の金型(製品)で樹脂圧偏差によりバリ吹きが発生し易い箇所が予め特定できる場合は、タイバーの伸張量の上限値Aを、対象となるタイバーと合わせて特定して、特殊なバリ吹き状況として設定されても良い。 Example 1 is an example for explaining the injection filling control method according to the present invention in an easy-to-understand manner, and it goes without saying that the present invention can be implemented in various forms without being limited to the above embodiment. For example, it is preferable that the upper limit value A of the amount of extension of the tie bar is set for each mold (product), and further, it is preferable that the upper limit value A be set for each tie bar in order to cope with local burr blowing. If the location where burr blowing is likely to occur due to resin pressure deviation can be specified in advance by a specific mold (product), specify the upper limit value A of the amount of extension of the tie bar together with the target tie bar, It may be set as a burr blowing situation.
また、金型キャビティ内が溶融樹脂で満たされる前の、樹脂圧偏差による局部的な金型の開きと、金型キャビティ内が溶融樹脂で満たされた後の樹脂圧力による投影面積全体に伝播する全体的な金型の開きとでは、タイバーの伸張量及び伸張されるタイバーの分布(本数)が異なる。そのため、後者の全体的な金型の開きを試験成形や机上の解析で予め求めておけば、タイバーの伸張量の監視でVP切替点の到達が確認可能である。本発明に係る射出充填制御方法において、VP切替点の設定は必要ないが、このようにして確認可能なVP切替点の前後において、射出速度補正点における射出速度の減速(減速前の速度からの減速量や減速率)を変えても良い。 In addition, local mold opening due to resin pressure deviation before the inside of the mold cavity is filled with molten resin, and the entire projected area due to resin pressure after the inside of the mold cavity is filled with molten resin The amount of expansion of tie bars and the distribution (number) of tie bars to be expanded differ from the overall mold opening. Therefore, if the latter overall die opening is obtained in advance by test molding or analysis on a desk, it is possible to confirm the arrival of the VP switching point by monitoring the amount of extension of the tie bar. In the injection filling control method according to the present invention, although setting of the VP switching point is not necessary, deceleration of the injection speed at the injection speed correction point before and after the VP switching point that can be confirmed in this way The amount of deceleration or the rate of deceleration may be changed.
更に、実施例1では、このタイバーの伸張量の上限値Aを、正規の型締力が付与された状態の金型が、その金型合わせ面が全体的あるいは局部的に開いてしまってもバリ吹きが発生しない型開き量に相当するタイバーの伸張量として、また、この上限値Aを一つの値として、これを超えなくなるように射出速度を減速させる補正制御を行わせる形態について説明した。しかしながら、この上限値Aを、正規の型締力が付与された状態の金型が、その金型合わせ面が全体的あるいは局部的に開いてしまってもバリ吹きが発生しない型開き量に相当するタイバーの伸張量まで必ずしも追い込んだ値に設定する必要はない。また、この上限値Aを、射出工程及び保圧工程から成る射出充填工程全体に亘って、1つの値にする必要はない。 Furthermore, in Example 1, the upper limit value A of the amount of extension of the tie bar can be obtained even if the mold in a state in which a regular clamping force is applied has the mold mating surface open entirely or locally. as extension of the tie bar burr blowing corresponds to the amount of mold opening is not generated, also, the upper limit value a as one value, the form in which to perform correction control to decelerate the injection speed in Kunar so exceed this description did. However, this upper limit value A corresponds to a mold opening amount in which burr blowing does not occur even when the mold mating surface is opened as a whole or locally, with the mold applied with a regular mold clamping force. It is not necessary to set it to a value that is driven down to the amount of expansion of the tie bar. In addition, the upper limit value A does not have to be a single value throughout the injection filling process including the injection process and the pressure holding process.
例えば、形状が複雑な成形品の場合、金型キャビティ内が溶融樹脂で満たされる前の、樹脂圧偏差による局部的な金型の開きが発生し易い反面、金型キャビティ内が溶融樹脂で満たされた後の樹脂圧力による投影面積全体に伝播する全体的な金型の開きは、凝固収縮が進行しているため発生し難い。このような場合は、前述した方法等で仮に設定したVP切替点以前の上限値Aを以降の上限値Aよりも小さく設定しても良い。逆に、形状が単純な成形品の場合、金型キャビティ内が溶融樹脂で満たされる前の、樹脂圧偏差による局部的な金型の開きは発生し難いが、金型キャビティ内が溶融樹脂で満たされた直後は、サージ圧力の発生もあり、全体的あるいは局部的な金型の開きが発生し易い。このような場合は、VP切替点前後近傍の上限値Aを、バリ吹きが発生しない型開き量まで追い込んだ値よりも低く設定して、射出速度補正点の発生頻度を意図的に増加させて、射出速度の減速補正の回数を増加させて、より滑らかに実射出圧力及び実射出速度を低下させても良い。 For example, in the case of a molded product having a complicated shape, local mold opening is likely to occur due to resin pressure deviation before the inside of the mold cavity is filled with the molten resin, while the inside of the mold cavity is filled with the molten resin The overall mold opening that propagates over the entire projected area due to the resin pressure after being applied is unlikely to occur because solidification contraction is in progress. In such a case, the upper limit value A before the VP switching point temporarily set by the method described above may be set smaller than the upper limit value A thereafter. On the contrary, in the case of a molded article having a simple shape, local mold opening due to resin pressure deviation is unlikely to occur before the inside of the mold cavity is filled with the molten resin, but the inside of the mold cavity is molten resin. Immediately after being filled, surge pressure is also generated, and overall or local mold opening is likely to occur. In such a case, the upper limit value A in the vicinity of the VP switching point is set lower than the value obtained by driving the mold opening amount at which burr blowing does not occur, and the occurrence frequency of the injection speed correction points is intentionally increased. Alternatively, the actual injection pressure and the actual injection speed may be reduced more smoothly by increasing the number of deceleration corrections of the injection speed.
10 射出装置
12 スクリュ
31 金型キャビティ
10
Claims (5)
前記上限値Aは、正規の型締力が付与された状態の金型の金型合わせ面の少なくとも一部が開いてしまっても、バリ吹きが発生しない型開き量に相当する、タイバー毎に設定されるタイバーの伸張量であって、
前記補正制御下における実射出速度が、予め設定させた冷却工程移行射出速度Cに到達する点を射出速度補正終了点とし、前記射出速度補正終了点において、前記射出充填工程から冷却工程に移行させる、射出成形機の射出充填制御方法。 The screw of the injection device is advanced to fill the molten resin in the mold cavity, and then it is preset in the injection filling step of complementing the molten resin for the cooling and solidification shrinkage in the state where the holding pressure is applied. The injection speed control based on the injection speed is performed, and the point at which the expansion amount of at least one tie bar reaches the preset upper limit value A is the injection speed correction point, and the injection speed correction point correction control amount stretching is slowing the injection speed to exceed a Kunar so the upper limit value a is performed,
The upper limit value A corresponds to a mold opening amount at which burr blowing does not occur even if at least a part of the mold mating surfaces of the mold in a state where a regular mold clamping force is applied is open, for each tie bar The amount of tie bar extension to be set,
The point at which the actual injection speed under the correction control reaches the cooling process shift injection speed C set in advance is the injection speed correction end point, and the injection filling process is shifted to the cooling process at the injection speed correction end point. Injection filling control method for injection molding machines.
前記上限値Aは、正規の型締力が付与された状態の金型の金型合わせ面の少なくとも一部が開いてしまっても、バリ吹きが発生しない型開き量に相当する、タイバー毎に設定されるタイバーの伸張量であって、
前記補正制御下において、新たに設定された射出速度に対して、実射出速度が略同じ値まで減速された後、該実射出速度を該新たな設定射出速度に、予め設定させた所定時間維持できない場合、又は、該実射出速度が該新たな設定射出速度から、予め設定させた所定値以上離間した場合に、前記射出充填工程から冷却工程に移行させる、射出成形機の射出充填制御方法。 The screw of the injection device is advanced to fill the molten resin in the mold cavity, and then it is preset in the injection filling step of complementing the molten resin for the cooling and solidification shrinkage in the state where the holding pressure is applied. The injection speed control based on the injection speed is performed, and the point at which the expansion amount of at least one tie bar reaches the preset upper limit value A is the injection speed correction point, and the injection speed correction point Correction control is performed to reduce the injection speed so that the expansion amount does not exceed the upper limit value A.
The upper limit value A corresponds to a mold opening amount at which burr blowing does not occur even if at least a part of the mold mating surfaces of the mold in a state where a regular mold clamping force is applied is open, for each tie bar The amount of tie bar extension to be set,
Under the correction control, after the actual injection speed is reduced to substantially the same value with respect to the newly set injection speed, the actual injection speed is maintained at the new set injection speed for a predetermined time that has been preset. If not, or, from said actual injection speed the new setting injection speed, when spaced preset allowed a predetermined value or more, the shifting from the injection filling process in the cooling step, I De injection filling method of controlling a molding machine .
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