JPH0339816B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は成形サイクル中の作動状態を確認する
場合等に用いて好適な射出成形機の動作状態検出
方法に関する。

〔従来技術及びその問題点〕

一般に、射出成形機においては所定の成形サイ
クルを繰返して成形を行い、この際、作動状態の
確認、成形品の品質確認、最適成形条件の探究等
を目的として成形サイクル中の動作状態を検出し
ている。

従来の検出方法は一定時間（例えば20msec（全
射出時間：5.5sec））毎に速度及び圧力の大きさ
を検出し、検出された各データによつて経時的に
変化する状態を射出成形機に付設したデイスプレ
イ上にグラフ表示し、また、記憶装置に記憶させ
ていた。つまり、動作状態は時間を変数として検
出していた。

しかし、このような従来の検出方法は一定時間
毎に圧力値を記憶していくため、大容量の記憶装
置を必要とし、装置全体の大型化、高価格化を招
く問題がある。一方、検出点の数を減少させるた
めに検出の時間間隔を大きくすることも考えられ
るが、これでは短時間に急激に変化する点（圧力
切換点）の圧力変化を適確に検出できない。

例えば、第６図は従来の検出方法によつて検出
した射出工程の圧力制御領域における型内圧の変
化特性を示したものである。同図から明らかなよ
うに、型内圧は金型キヤビテイ内における充填樹
脂の冷却収縮による充填不足解消のため、初期は
高い射出圧力が付与されるが、その後残留応力を
防止するために射出圧力は低圧側へ切換えて保持
される。しかしながら、その圧力切換点での検出
点は時間to毎に検出されるため粗くなり、変化特
性が本来（Mo）であるにも拘わらず、大きくズ
レ、検出結果は（M1）になつてしまう等、正確
な圧力検出ができない問題がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上述した従来技術に存在する問題点を
解決した射出成形機における動作状態検出方法の
提供を目的とするもので、特に成形サイクル中に
圧力制御領域を有する射出成形機において、圧力
制御領域Zpにおける圧力を継続して検知し、検
知した圧力が予め設定した一定圧力変化した時点
の圧力を順次検出するとともに、一定の時間を設
定し、当該時間内に圧力が前記一定圧力変化しな
いときは当該一定時間経過時点の圧力を検出する
ようにしたことを特徴としている。

〔作 用〕

次に、本発明の作用について説明する。

本発明に係る動作状態検出方法によれば、検出
した圧力が一定圧力変化した時点の圧力（圧力
値）を順次検出するため、サンプリング周期は圧
力変化の度合に対応して変化する。即ち、圧力が
急峻に変化すればサンプリング周期はそれに対応
して短くなるとともに、圧力が緩やかに変化すれ
ば、サンプリング周期はそれに対応して長くな
り、サンプリング時間は圧力の変化度合に対応し
て最適な値が自動設定される。また、圧力の変化
度合が特に緩やかなところでは一定時間を経過し
た時点で圧力を検出し、検出精度を確保する。

このような検出手法によつて、全体の検出点を
増加させることなく、精度の極めて高い圧力変化
特性を得る。

〔実施例〕

以下には本発明に係る好適な実施例を図面に基
づき詳細に説明する。第１図は本発明方法によつ
て検出した圧力の変化特性図、第２図は本発明方
法を実施する動作状態検出装置を備えた射出成形
機の側面図、第３図は本発明方法を実施する検出
系のブロツク回路図、第４図は射出工程における
物理量の変化特性図、第５図は速度制御領域にお
ける物理量の変化特性図である。

まず、動作状態検出装置及び射出成形機の概略
構成について第２図を参照して説明する。

図中符号１で示す射出成形機は大別して機台
２、この機台２上に設置される直圧式型締装置
３、この型締装置３の型取付面に取り付けた可動
型４ａと固定型４ｂからなる金型４、機台２上に
設置されるインラインスクリユ式射出装置５を備
え、これらは公知の射出成形機を構成している。
また、機台２には成形機コントローラ６を内蔵す
るとともに、動作状態検出装置２０を装備する。

次に、動作状態検出装置２０について説明す
る。まず、型締装置３には型締時の油圧力を検出
する型締圧力検出器２１、それに可動型４ａを取
り付けた可動盤の位置を検出する可動盤位置検出
器２２を付設する。また、金型４には金型キヤビ
テイ内に射出充墳された樹脂温度を検出する型内
樹脂温度検出器２３、金型キヤビテイ内の樹脂圧
を検出する型内圧検出器２４及び金型温度を検出
する型温検出器２５を付設する。さらにまた、射
出装置５には加熱筒の温度を検出する加熱筒温度
検出器２６、スクリユ位置を検出するスクリユ位
置検出器２７及び射出時の油圧力を検出する射出
圧検出器２８を付設する。

これら各検出器２１〜２８は必要に応じて変
換、補正、増幅、Ａ／Ｄ（アナログ−デイジタル）
変換等の機能をもつアンプ２９〜３６を介してス
レーブCPU３７に接続する。また、スレーブ
CPU３７はRAM３８を介してメインCPU３９に
接続し、さらにメインCPU３９には表示装置４
０、外部記憶装置４１、検出位置間隔設定器４
２、検出時間間隔設定器４３をそれぞれ接続する
とともに、前記成形機コントローラ６を接続す
る。

また、動作状態検出装置２０のおいて本発明方
法を実施する検出系を第３図を参照して説明す
る。なお、同図において第２図と同一部分は同一
符号を付してある。まず、射出シリンダ、金型キ
ヤビテイ等の圧力検出物５１には圧力センサ５２
を付設し、この圧力センサ５２はアンプ５３を介
して検出コントローラ（スレーブCPU３７、
RAM３８、メインCPU３９を含む）５４に接続
する。このコントローラ５４には成形機コントロ
ーラ６、圧力間隔設定器５５を接続するととも
に、RAM５６を接続し、このRAM５６には
CRT、プラズマデイスプレ等の表示装置４０、
Ｘ−Ｙレコーダ、プリンタ等の記録装置５７、フ
ロツピデイスク、ICカード等の外部メモリ４１
に接続する。

次に、成形サイクルの一部である射出工程の動
作状態の検出について説明する。スクリユが前進
移動し、その前方に蓄積されている樹脂材料を金
型キヤビテイ内へ充填する速度制御領域Zvと、
充填が終了しスクリユがほぼ停止した状態で所定
の保圧を付与する圧力制御領域Zpからなる。

まず、速度制御領域Zvにおいては位置を変数
として設定する。つまり、各検出点間の距離Lo
は検出位置間隔設定器４２によつて設定し、ま
た、圧力制御領域においては時間を変数として設
定する。各検出点間の時間Toは検出時間間隔設
定器４３によつて設定する。各設定器４２，４３
で設定した条件、検出項目（射出速度、射出圧
力、型内圧）等はメインCPU３９からRAM３８
を介してスレーブCPU３７へ送られる。

今、成形機コントローラ６から射出開始信号が
メインCPU３９に与えられると、この射出開始
信号はRAM３８を介してスレーブCPU３７へ送
られ、スレーブCPU３７は検出を開始する。こ
のときスレーブCPU３７に内蔵するタイマが計
時を開始する。また、同時にスクリユが前進を開
始し、スクリユが上記検出位置間隔設定器４２に
設定された距離Loだけ前進すると、この検出点
で射出速度、射出圧力、型内圧及び時間を検出し
て速度制御領域における各データをRAM３８へ
記憶する。なお、射出速度はスクリユ位置を時間
で微分する。そして、スクリユは前進とともに当
該設定器４２で設定された距離Lo毎の検出点で
データを検出し、RAM３８へ書き込む。RAM
３８に書込まれたデータはメインCPU３９へ送
られ、所定の演算がなされた後、表示装置４０に
よつて第４図に示すようなグラフ形式、又はデイ
ジタル値等による一覧表形式によつてリアルタイ
ム表示される。なお、第４図は射出ストロークが
75mm（80〜５mm）、射出時間が5.5秒の成形品を４
速３圧のプロセス制御により成形した場合をグラ
フ表示したものであり、速度制御領域Zvの検出
点は射出開始位置から0.2mm毎に設定した。

ところで、速度制御領域Zvでは位置を変数と
して動作状態を検出するため、最適成形条件を設
定する際の変速点も容易に選定できる。まず、成
形条件の不明な金型を単一速度及び単一圧力によ
り成形して得た射出圧力の変化特性が第５図ａと
する。なお、同図ａの特性はバリ、シヨートはな
いがジエツテイング、内部応力を有する。一方、
同図ｂのように成形品４５及びランナ枝４６の形
状が形成されているとすると、同図ａとｂの比較
により圧力の立ち上がり（変速点）がＢ点とＣ点
に存在することが認められる。Ｂ点は樹脂がゲー
トを通過する際に紋られて圧力上昇する点であ
り、Ｃ点は金型キヤビテイ内に樹脂が満たされた
ために圧力が立ち上がる点である。したがつて、
Ｂ点、Ｃ点を切換位置として同図ｃのようにプロ
セス制御を行えばよく、これにより、初期速度を
下げて過充填による内部応力を除去できる最適な
成形条件を得る。なお、このＢ点、Ｃ点は変化特
性（同図ａ）上にスクリユの位置情報として表れ
るので、その位置をそのまま設定位置とすること
ができる。

他方、スクリユ位置が成形機コントローラ６に
設定された速度制御領域Zvから圧力制御領域Zp
に切換わる速度圧力切換位置に達すると、成形機
コントローラ６からそのための指令信号が出力
し、圧力制御領域Zpへ移行する。

圧力制御領域Zpにおいては検出コントローラ
５４が備えるタイマ機能により計時を開始すると
ともに、圧力制御領域開始時点の型内圧力値と、
当該開始時点からの経経過時間を検出して第一の
データとしてRAM５６へ記憶する。RAM５６
へ記憶されたデータは表示装置４０に表示され記
録装置５７により記録される。

一方、圧力センサ５２からは継続して型内圧力
の検出信号が検出コントローラ５４へ送られ、初
期に検出した圧力値と比較して圧力偏差Pdを求
める。他方、圧力間隔設定器５５にはサンプリン
グ間隔を定める一定圧力Poが設定されており、
この一定圧力Poに前記圧力偏差Pdが一致したら
その時点の型内圧力値と時間を検出して第二のデ
ータとしてRAM５６へ記憶する。

以下、同様に現在の型内圧力値と、前回記憶さ
れた型内圧力値を比較して圧力偏差を求め、この
圧力偏差Pdが一定圧力Poが一致する毎にその時
点での型内圧値と、時間を検出して順次記憶させ
る。また、必要によりタイマ機能を利用しタイマ
の計時を監視し、一定時間経過しても圧力偏差
Pdが一定圧力Poに一致しない場合には当該一定
時間経過後に型内圧力値と時間を検出して記憶す
る。このように時間検出を併用することにより、
より精度の高い検出を行なうことができる。そし
て、成形機コントローラ６から射出工程完了信号
が発せられるとその時点での型内圧力、経時時間
を検出し、最終データとしてRAM５６へ記憶す
るとともに、このRAM５６内の全データを外部
記憶装置４１へ記憶させ、RAM５６を初期化す
るとともに、タイマ機能をリセツトする。

第１図に上記方法によつて検出した型内圧力の
変化特性を示す。これより明らかなように、従来
のもの（第６図）に比べデータ数は従来の23点に
比べ９点と少ないが圧力切換点でのデータ数は逆
に多くなり、特性曲線自体は全体に正確さが向上
している。

以上、実施例について詳細に説明したが本発明
はこのような実施例に限定されるものではない。
例えば、射出工程を例にとつて説明したが、型締
工程を含む任意の工程に適用できる。また、動作
状態に係わる物理量は型温、型内樹脂温度、加熱
筒温度スクリユ位置等であつてもよいし、圧力検
出は型締工程の型締シリンダ内圧力を検出しても
よい。その他細部の構成、手法等において本発明
の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更実施でき
る。

〔発明の効果〕 このように、本発明に係る射出成形機の動作状
態検出方法は成形サイクル中の圧力制御領域にお
ける圧力を継続して検出し、検出した圧力が予め
設定した一定圧力変化したときの圧力値を検出す
るようにしたため、次のような顕著な効果を奏す
る。

サンプリング周期は圧力の変化度合に対応し
て変化し、その都度、最適なサンプリング間隔
が自動で可変設定されることになる。即ち、サ
ンプリング間隔は変化の急峻な部分ほど密に、
変化の緩やかな部分ほど粗になり、高精度で効
率的、かつ的確な検出を行うことができる。

射出成形機の作動確認、成形品の品質確認、
これらの解析、最適成形条件の探求等を容易か
つ正確に行うことができる。

記憶装置は適切な容易で足り、装置の小型
化、低コスト化に貢献できる。

【図面の簡単な説明】

第１図：本発明によつて検出した圧力の変化特
性図、第２図：本発明方法を実施する動作状態検
出装置を備えた射出成形機の側面図、第３図：本
発明方法を実施する検出系のブロツク回路図、第
４図：射出工程における物理量の変化特性図、第
５図：圧力制御領域における物理量の変化特性
図、第６図：従来方法によつて検出した動作状態
に係わる物理量の変化特性図。 尚図面中、Zp：圧力制御領域。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 成形サイクル中に圧力制御領域を有する射出
   成形機の動作状態検出方法において、前記圧力制
   御領域における圧力を継続して検知し、検知した
   圧力が予め設定した一定圧力変化した時点の圧力
   を順次検出するとともに、一定の時間を設定し、
   当該時間内に圧力が前記一定圧力変化しないとき
   は当該一定時間経過時点の圧力を検出するように
   したことを特徴とする射出成形機の動作状態検出
   方法。