JPH0647266B2 - Molding condition analysis method for injection molding machine with visualization heating cylinder - Google Patents
Molding condition analysis method for injection molding machine with visualization heating cylinderInfo
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- JPH0647266B2 JPH0647266B2 JP1057937A JP5793789A JPH0647266B2 JP H0647266 B2 JPH0647266 B2 JP H0647266B2 JP 1057937 A JP1057937 A JP 1057937A JP 5793789 A JP5793789 A JP 5793789A JP H0647266 B2 JPH0647266 B2 JP H0647266B2
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、可視化加熱シリンダをもつインラインスクリ
ユータイプの射出成形機における成形条件解析方法に係
り、特に、スクリユーを収納した加熱シリンダ内の樹脂
挙動などを、加熱シリンダに設けた観察窓を通し観察・
分析して成形条件を解析する、射出成形機における成形
条件解析方法に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a molding condition analysis method in an inline screw type injection molding machine having a visualization heating cylinder, and more particularly to a resin in a heating cylinder containing a screw. Observation of behavior etc. through the observation window provided in the heating cylinder
The present invention relates to a molding condition analysis method in an injection molding machine, which analyzes and analyzes molding conditions.
[従来の技術] インラインスクリユータイプの射出成形機において、良
品質の成形品を安定して継続的に得るには、樹脂材料の
可塑化計量(チヤージ)及び射出に関する条件が肝要で
ある。[Prior Art] In an in-line screw type injection molding machine, in order to stably and continuously obtain a molded product of good quality, conditions regarding plasticization measurement (charge) and injection of a resin material are essential.
勿論、その前提としてスクリユーの形状設計も重要で、 (a)スクリユーの供給部(フイードゾーン)、圧縮部
(コンプレツシヨンゾーン)、計量部(メータリングゾ
ーン)の構成比。Of course, the shape design of the screw is also important as a prerequisite, and (a) the composition ratio of the screw supply part (feed zone), compression part (compression zone), and weighing part (metering zone).
(b)L/D L:スクリユーの全長 D:スクリユーの直径 (c)圧縮比(CR=h1/h2) h1:供給部のスクリユー溝深さ h2:計量部のスクリユー溝深さ (原料供給部のスクリユー溝に溜つている樹脂の分量
と、計量部のスクリユー溝に溜つている樹脂の分量との
比。) (d)P/D P:スクリユーのネジピツチ D:スクリユーの直径 などを充分考慮してスクリユーデザインが決定され、こ
れによつて可塑化計量の良否が先ず決まる。(b) L / DL L: total length of screw D: diameter of screw (c) compression ratio (CR = h1 / h2) h1: depth of screw groove in supply part h2: depth of screw groove in measuring part (raw material supply part The ratio of the amount of resin accumulated in the screw groove of No. to the amount of resin accumulated in the screw groove of the measuring unit.) (D) P / DP P: Screw pitch of screw D: Full consideration of the diameter of screw The screen design is determined based on this, and the quality of the plasticization measurement is determined based on this.
厳密に言うと、成形する樹脂ごとに最適のスクリユー形
状が決まるが、一般にはなるべく多くの樹脂材料に共通
して使用できるような汎用スクリユーデザインが選定さ
れる。すなわち、前記(a)では、通常供給部の長さを5
0〜60%と大きくしてチヤージスピードの安定化と、
昇温溶融点に達するまでは樹脂が出来るだけ加圧されな
いような考慮が払われると共に、圧縮部の長さの大小で
せん断発熱を制御する。また、前記(b)では、L/Dを
長くするとチヤージスピード、樹脂温、混練の安定性が
良くなることから、装置全体との兼合いもあるが、L/
Dは通常20〜22とされる。また、前記(c)では、低
温成形が必要な場合はCRを小さくして前記混練部での
せん断発熱を抑え、その反対に混練性を高めるためには
CRが大きくされる。さらにまた、前記(d)のP/Dは
移送量と溶融状態での効率を考慮して通常は1.0程度
の値が選択される。Strictly speaking, the optimum screw shape is determined for each resin to be molded, but generally, a general-purpose screw design that can be commonly used for as many resin materials as possible is selected. That is, in (a) above, the length of the normal supply unit is set to 5
Stabilize the charge speed by increasing it to 0-60%,
Consideration is given so that the resin is not pressed as much as possible until the temperature rise melting point is reached, and the shear heat generation is controlled by the length of the compression section. In addition, in (b) above, the longer the L / D, the better the charge speed, the resin temperature, and the stability of the kneading.
D is usually 20-22. Further, in the above (c), when low temperature molding is required, CR is made small to suppress shear heat generation in the kneading section, and conversely, CR is made large in order to improve kneading property. Furthermore, the value P / D of (d) is usually selected to be a value of about 1.0 in consideration of the transfer amount and the efficiency in the molten state.
この他に、加熱シリンダの肉厚/外径も、ヒータからの
加熱を安定に伝達するという点で重要である。In addition to this, the wall thickness / outer diameter of the heating cylinder is also important in that the heat from the heater is stably transmitted.
上述したスクリユーの設計は、過去の経験値に基づき、
コンピユータでシユミレーシヨン計算を行ないなされる
が、前記したようにスクリユーは多品種の樹脂材料に適
用可能な汎用スクリユーとされるのが一般的で、このよ
うなスクリユーをもつインラインタイプの射出成形機で
は、樹脂材料に応じてどのような成形条件で装置を作動
させるかが極めて重要な事柄となる。The design of the above-mentioned screen is based on past experience values.
The calculation is performed by the computer, but as described above, the screw is generally a general-purpose screw applicable to a wide variety of resin materials, and an in-line type injection molding machine having such a screw, The molding conditions under which the equipment is operated depending on the resin material are extremely important matters.
この成形条件を挙げると、可塑化計量(チヤージ)時に
おいては、 各ゾーンのヒータ温度。These molding conditions include the heater temperature of each zone during plasticization measurement (charge).
計量ストローク。Weighing stroke.
スクリユー回転数を計量ストロークに対してどのよう
に可変させるか。How to change the screw speed to the measuring stroke.
背圧を計量ストロークに対してどのように可変させる
か。How to vary the back pressure with respect to the measuring stroke.
サツクバツク量とその速度。The amount and speed of the crack.
などのフアクターがあり、また、射出時には、 射出圧力。There are also factors such as the injection pressure at the time of injection.
射出速度を射出ストロークに対してどのように可変さ
せるか。How to change the injection speed with respect to the injection stroke.
保圧切替位置。Holding pressure switching position.
保圧時の保圧力をどのように可変させるか。How to change the holding pressure during holding pressure.
などのフアクターがある。There are such factors.
[発明が解決しようとする課題] ところで、従来の射出成形機では、加熱シリンダの内部
を直接見ることが出来なかつたので、上述したチヤージ
行程及び射出行程時の条件設定は、経験値に基づく試行
錯誤の手法で、試シヨツトによつて成形品を観察し、成
形条件を模索設定するものであつた。[Problems to be Solved by the Invention] By the way, in the conventional injection molding machine, the inside of the heating cylinder could not be directly seen. Therefore, the above-mentioned condition setting at the charge stroke and the injection stroke was a trial based on an empirical value. With the method of error, the molded product was observed by a trial shot and the molding conditions were searched for.
すなわち、従来は加熱シリンダの内部が観察できないた
め、 (イ)可塑化計量(チヤージ)時に、スクリユーで移送さ
れながら、加熱された樹脂材料がヒータによる加熱、ス
クリユー回転によるせん断力などによつて、どのように
溶融し、固相から流動相になつていくかの溶融可塑化の
進み方。That is, since the inside of the heating cylinder cannot be observed in the past, (a) during plasticization measurement (charge), while being transferred by the screw, the heated resin material is heated by the heater, and due to the shearing force due to the screw rotation, How to proceed with melt plasticization, which is how to melt and go from the solid phase to the fluid phase.
(ロ)流動相になつた後の均一可塑化の様子。(B) State of uniform plasticization after reaching the fluid phase.
(ハ)加熱シリンダ内部における樹脂温度の上昇の様子、
すなわち樹脂温度分布や異常温度部位の有無。(C) How the resin temperature rises inside the heating cylinder,
That is, the presence or absence of resin temperature distribution and abnormal temperature parts.
(ニ)樹脂が溶融可塑化される時に発生するガス分がうま
く脱気されているかどうか。(D) Whether the gas generated when the resin is melted and plasticized is well degassed.
(ホ)流動相となつた樹脂がスクリユーの谷の間を流動前
進している時に滞留したりしていないかどうかや、或い
は流動速度。(E) Whether or not the resin that has become the fluid phase stays in the valley of the screw when advancing, or the fluid velocity.
(ヘ)射出開始時のチエツクリングの動き。(F) The movement of the check ring at the start of injection.
(ト)着色剤混入時の樹脂のカラーリングの均一性。(G) Uniformity of resin coloring when a colorant is mixed.
などの重要なチエツクポイントは、全くブラツクボツク
スの中にあつて、それを観察したり測定したりして、成
形条件の設定に結びつけることは不可能であつた。It was impossible to link the important check points such as the above with the setting of the molding conditions by observing and measuring them at all in the black box.
一方、コンピユータによるシユミレーシヨン計算によつ
て成形条件設定に結びつける試みもなされているが、プ
ラスチツクのレオロジー的な特性のため、その流動解析
は容易ではなく、結局上述したようなチエツクポイント
に対するアクセスは、殆どカンと経験に頼つているのが
現状で、最適成形条件の設定は熟練と豊かな経験を必要
とし、時間と手間がかかるものであつた。しかしなが
ら、近時のプラスチツク産業は、樹脂材料の種類、配合
がより複雑に且つ高度化しつつあり、従来のようなカン
と試行錯誤による成形条件設定に代替して、より理論的
な成形条件の設定手法を求める機運が高まつてきてい
る。On the other hand, attempts have been made to link molding conditions to computer simulation calculations, but due to the rheological characteristics of plastics, flow analysis is not easy and, in the end, access to the above-mentioned checkpoints is almost impossible. Currently, it depends on cans and experience, and setting optimal molding conditions requires skill and abundant experience, and it takes time and effort. However, in recent plastic industries, the types and blending of resin materials are becoming more complex and sophisticated, and instead of the conventional setting of molding conditions by trial and error, setting more theoretical molding conditions. The momentum for a method is increasing.
本発明は上記した事情に鑑みなされたもので、その目的
とするところは、加熱シリンダ内部の樹脂挙動などをダ
イレクトに観察・解析した結果に基づく、より理論的な
成形条件の設定などを可能とする射出成形機における成
形条件解析方法を提供することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to make it possible to set more theoretical molding conditions based on the result of direct observation and analysis of resin behavior inside a heating cylinder. A method of analyzing molding conditions in an injection molding machine is provided.
[課題を解決するための手段] 本発明は上記した目的を達成するため、加熱シリンダ内
にスクリユーを回転並びに進退可能に配設し、加熱シリ
ンダの周壁の一部に、透光体を配した内部観察用の観察
窓を設けてなる可視化加熱シリンダをもつ射出成形機に
おける成形条件解析方法において、例えば、サーモビジ
ヨンなどの非接触型の温度トレーサによつて、前記観察
窓を通して前記加熱シリンダ内部の樹脂の表面温度分布
データを取込み、また、例えばビデオカメラなどの撮像
手段によつて、前記観察窓を通して樹脂挙動などの画像
データを取込み、取込まれたデータをマイクロコンピユ
ータよりなる解析演算装置で処理して、例えば、所定領
域内の樹脂温度差、固相−粒度相の分布度合、溶融樹脂
内の気泡の発生度合、可塑化溶融される樹脂材料中のマ
ーカーの流れ具合、樹脂材料の着色度合、チエツクリン
グの動きなどを、計測・演算し、これに基づき可塑化計
量(チヤージ)行程時及び射出行程時の条件を解析する
ようにされる。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above-mentioned object, the present invention has a screw arranged in a heating cylinder so as to be rotatable and forward / backward, and a translucent body is arranged on a part of a peripheral wall of the heating cylinder. In a molding condition analysis method in an injection molding machine having a visualization heating cylinder provided with an observation window for internal observation, a resin inside the heating cylinder is passed through the observation window by a non-contact type temperature tracer such as thermovision. Surface temperature distribution data of the above, and image data such as resin behavior through the observation window by an image pickup means such as a video camera, and the acquired data is processed by an analysis and arithmetic unit composed of a micro computer. For example, the resin temperature difference in a predetermined region, the degree of solid phase-particle size phase distribution, the degree of bubble generation in the molten resin, the plasticized and melted resin. The flow rate of the marker in the fat material, the coloring degree of the resin material, the movement of the check ring, etc. are measured and calculated, and the conditions during the plasticization measurement (charge) process and the injection process are analyzed based on this. It
[作用] マイクロコンピユータよりなる解析演算装置は、観察窓
を通して取込まれた温度データ、画像データを予め作成
された演算プログラムによつて演算処理する。すなわ
ち、例えば各部位の温度分布を演算して温度勾配の算出
や異常温度部位の有無を検出を行い、また、画像濃度分
布(輝度、色分布)、マーカーの流動速度(樹脂流動速
度)、チエツクリング挙動などの演算解析を行い、固相
−流動相の分布度合、溶融樹脂内のの気泡の発生度合、
可塑化溶融される樹脂材料中のマーカーの流れ具合、樹
脂材料の着色度合、チエツクリングの動きなどを演算解
析する。これ等の演算結果は、前記したチヤージ及び射
出行程時の各設定条件、用いた樹脂材料種別、スクリユ
ーデザインなどと共に格納され、成形条件を種々変更す
ることによつて樹脂毎に定まる最も好適な成形条件が見
出される。[Operation] The analysis calculation device including the microcomputer performs calculation processing on the temperature data and the image data taken through the observation window by a calculation program created in advance. That is, for example, the temperature distribution of each part is calculated to calculate the temperature gradient and the presence or absence of an abnormal temperature part is detected, and the image density distribution (luminance, color distribution), marker flow velocity (resin flow velocity), check Performing operational analysis of ring behavior, etc., the degree of solid phase-fluid phase distribution, the degree of bubble generation in the molten resin,
The flow of markers in the plasticized and melted resin material, the degree of coloring of the resin material, the movement of check ring, etc. are analyzed. These calculation results are stored together with the above-mentioned setting conditions at the time of the charge and the injection process, the type of resin material used, the screw design, etc., and are most suitable for each resin determined by variously changing the molding conditions. The molding conditions are found.
[実施例] 以下、本発明を第1図〜第9図に示した1実施例によつ
て説明する。第1図は成形条件を解析するための構成要
素を示すブロツク図、第2図は射出成形機の射出装置を
示す一部切断した正面図、第3図は射出装置の要部を示
す一部切断した要部正面図、第4図は加熱シリンダを軸
方向と直交する方向で切断した要部断側面図である。[Embodiment] The present invention will be described below with reference to an embodiment shown in FIGS. 1 to 9. FIG. 1 is a block diagram showing components for analyzing molding conditions, FIG. 2 is a partially cutaway front view showing an injection device of an injection molding machine, and FIG. 3 is a part showing an essential part of the injection device. FIG. 4 is a front view of the main part cut, and FIG. 4 is a side view of the main part cut in the direction orthogonal to the axial direction of the heating cylinder.
まず、第2図を用いて射出成形機の射出装置の概略構成
を説明する。第2図において、1はベース、2は該ベー
ス1上に設置された支台で、加熱シリンダ3の後端を保
持したヘツドストツクが取付けられている。4はスクリ
ユーで、加熱シリンダ3内に回転及び進退可能に配設さ
れており、スクリユー回転用駆動源5によつて回転駆動
されると共に、射出用駆動源6によつて前後動を制御さ
れるようになつている。なお、7は、スクリユー4の後
端と上記両駆動源5,6との間に配設された駆動伝達機
構、8は樹脂材料を加熱シリンダ3に供給するためのホ
ツパー、9は加熱シリンダ3を加熱するためのバンドヒ
ータ、10は加熱シリンダ3の先端に取付けられたノズ
ルである。First, the schematic configuration of the injection device of the injection molding machine will be described with reference to FIG. In FIG. 2, 1 is a base, 2 is an abutment installed on the base 1, and a headstock holding the rear end of the heating cylinder 3 is attached. Reference numeral 4 denotes a screw, which is arranged in the heating cylinder 3 so as to be able to rotate and move back and forth, and is rotationally driven by a screw rotation drive source 5 and is controlled by an injection drive source 6 to move back and forth. It is becoming like this. Reference numeral 7 is a drive transmission mechanism arranged between the rear end of the screw 4 and the drive sources 5 and 6, 8 is a hopper for supplying a resin material to the heating cylinder 3, and 9 is a heating cylinder 3 A band heater 10 for heating the heating cylinder 10 is a nozzle attached to the tip of the heating cylinder 3.
上記ホツパー8から加熱シリンダ3内のスクリユー4の
後部に供給された樹脂材料は、スクリユー4の回転によ
つて混練・可塑化されつつ前方へ移送され、スクリユー
4の先端側に溶融樹脂が貯えられるに従つてスクリユー
4が背圧を制御されつつ後退し、スクリユー4の先端側
に1シヨツト分の溶融樹脂が貯えられた時点(計量終了
時点)で、スクリユー4の回転が停止される。そして、
所定秒時を経た射出開始タイミングで、スクリユー4が
前進され、ノズル10から溶融樹脂が図示せぬ金型のキ
ヤビテイ内へ射出・充填されるようになつている。The resin material supplied from the hopper 8 to the rear portion of the screw 4 in the heating cylinder 3 is kneaded and plasticized by the rotation of the screw 4 and is transferred to the front side, and the molten resin is stored on the tip side of the screw 4. Accordingly, the screw 4 is retracted while the back pressure is controlled, and the rotation of the screw 4 is stopped at the time when one shot of molten resin is stored at the tip side of the screw 4 (at the end of the measurement). And
At the injection start timing after a lapse of a predetermined time, the screw 4 is advanced so that the molten resin is injected and filled from the nozzle 10 into the cavity of the mold (not shown).
なお該実施例においては、チヤージ行程時に前記スクリ
ユー4を正逆回転(例えば正転期間3に対し逆転期間1
というように)させたり、或いはチヤージ行程時にスク
リユーを振動させつつ回転させることも可能となつてお
り、これによつてチヤージ条件設定項目を多くしてチヤ
ージ条件のバリエーシヨンを増し、また、きめ細かな制
御が可能となつている。(前者の正逆転転チヤージにつ
いては、本願出願人が先に提案した特願昭63−177
128号を、また、後者の振動を伴う回転チヤージにつ
いては、同じく本願出願人が先に提案した特願昭63−
177129号を、必要ならば、それぞれ参照された
い。) 次に、加熱シリンダ3近辺の構造を第3図及び第4図に
よつて説明する。In the embodiment, the screw 4 is rotated in the forward and reverse directions during the charge stroke (for example, the forward rotation period 3 is opposite to the reverse rotation period 1).
It is also possible to rotate the screw while vibrating the screw during the charge stroke, which increases the number of charge condition setting items to increase the variation of the charge condition, and it is also fine. It is possible to control. (For the former forward / reverse rotation charge, the applicant of the present invention has previously proposed Japanese Patent Application No. 63-177.
No. 128, and the latter rotary charge with vibration, the Japanese Patent Application No. 63-
No. 177129, if necessary, respectively. ) Next, the structure in the vicinity of the heating cylinder 3 will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
第3図に示すように、加熱シリンダ3の後端は、前記支
台2に固着されたヘツドストツク11に、取付板12を
介して固定されている。この加熱シリンダ3の周壁に
は、その前端側(図示左側)から後端側に向つて断面円
形の円形穴13が軸方向に沿つて連続して穿設されてい
る。該実施例においては、円形穴13は後端側までは完
全に貫通されないように形成されているが、円形穴13
は加熱シリンダ3の周壁を軸方向に完全に貫通するもの
であつてもよい。As shown in FIG. 3, the rear end of the heating cylinder 3 is fixed to a headstock 11 fixed to the abutment 2 via a mounting plate 12. On the peripheral wall of the heating cylinder 3, a circular hole 13 having a circular cross section is continuously bored from the front end side (the left side in the drawing) toward the rear end side along the axial direction. In the embodiment, the circular hole 13 is formed so as not to completely penetrate to the rear end side.
May completely penetrate the peripheral wall of the heating cylinder 3 in the axial direction.
第4図に示すように、上記円形穴13と連通して図示上
下に2つのスリツト14,14が穿設されている。該2
つのスリツト14,14は円形穴13の直径の延長線上
に位置し、円形穴13と同様に加熱シリンダ3の前端側
から後端側に向つて軸方向に沿つて連続して穿設されて
いる。なお、円形穴13並びにスリツト14は、例えば
ワイヤカツトで形成される。As shown in FIG. 4, two slits 14 and 14 are formed in the upper and lower portions of the drawing so as to communicate with the circular hole 13. The 2
The three slits 14 and 14 are located on the extension line of the diameter of the circular hole 13, and like the circular hole 13, are continuously bored from the front end side to the rear end side of the heating cylinder 3 along the axial direction. . The circular hole 13 and the slit 14 are formed by wire cuts, for example.
第3,4図に示すように、前記加熱シリンダ3の周壁の
外面側には、該周壁の外面から前記円形穴13に達する
軸方向に沿つた細長い観察窓15が、例えばエンドミル
加工によつて複数個穿設されている。該実施例において
は、前記スクリユー4のフイードゾーン、コンプレツシ
ヨンゾーン、メータリングゾーンに各々対応して、観察
窓15が3つ設けられているが、観察窓15の数の任意
である。(なお、この観察窓15は前記バンドヒータ9
の非巻装部位に形成されている。)また、加熱シリンダ
3の周壁の内面側には、該周壁の内面から前記円形穴1
3に達する軸方向に沿つた細長い切欠き16が、複数個
穿設されている。この切欠き16は、観察窓15と対応
する位置に、観察窓15の軸方向長さと略同一長さとな
るように、例えば観察窓15と同時にエンドミル加工に
よつて穿設される。As shown in FIGS. 3 and 4, on the outer surface side of the peripheral wall of the heating cylinder 3, an elongated observation window 15 extending in the axial direction from the outer surface of the peripheral wall to the circular hole 13 is provided by, for example, end milling. A plurality of holes are drilled. In this embodiment, three observation windows 15 are provided corresponding to the feed zone, the complex zone and the metering zone of the screen 4, but the number of observation windows 15 is arbitrary. (Note that the observation window 15 has the band heater 9
Is formed on the unwound portion. ) Further, on the inner surface side of the peripheral wall of the heating cylinder 3, the circular hole 1 is formed from the inner surface of the peripheral wall.
A plurality of elongated notches 16 is formed along the axial direction reaching 3. The notch 16 is formed at a position corresponding to the observation window 15 by, for example, end milling at the same time as the observation window 15 so that the notch 16 has substantially the same length as the axial length of the observation window 15.
17は、前記加熱シリンダ3の円形穴13に挿入された
円柱状のガラス体で、例えば、透明な耐熱・高強度の高
純度石英ガラスよりなり、その断面は前記円形穴13の
断面形状と一致するように設定されている。該実施例に
おいては、3本のガラス体17を、加熱シリンダ3の前
端側解放部から円形穴13内に、ガラス体17間にスペ
ーサ18を介して順次挿入し、前端側のガラス体17の
端面を必要に応じスペーサ18を介して図示せぬ圧接手
段(例えば締付けナツト)で押圧するようになつてい
る。この結果、各ガラス体17は軸方向に緩みなく位置
付け・固定されることになる。なお、該実施例において
は、上記スペーサ18は、石綿系の適度の弾性ある材料
が用いられているが、この他に、耐熱性と適度の弾性を
備えた材料(例えば、銅、黄銅など)から任意のものを
選択可能である。Reference numeral 17 is a cylindrical glass body inserted in the circular hole 13 of the heating cylinder 3, and is made of, for example, transparent heat-resistant and high-strength high-purity quartz glass, and its cross section matches the cross-sectional shape of the circular hole 13. Is set to. In this embodiment, the three glass bodies 17 are sequentially inserted into the circular hole 13 from the front end side open portion of the heating cylinder 3 through the spacers 18 between the glass bodies 17 so that the glass bodies 17 on the front end side are The end face is pressed by a pressure contact means (not shown) (for example, a tightening nut) via the spacer 18 if necessary. As a result, each glass body 17 is positioned and fixed in the axial direction without slack. In the embodiment, the spacer 18 is made of an asbestos-based material having an appropriate elasticity, but in addition to this, a material having heat resistance and an appropriate elasticity (for example, copper, brass, etc.) Any one can be selected from.
19は、前記観察窓15の上下に穿設された複数個のネ
ジ穴で、該ネジ穴19は第3図に示すように、前記スリ
ツト14と直交し且つ該スリツト部分を貫通して形成さ
れている。このネジ穴19は、スリツト部分を貫通した
奥方部位に雌ネジが刻設されており、該雌ネジに締付け
ネジ(ボルト)20が螺合・締結され、それによつて、
スリツト14を狭める方向の力を作用させるようになつ
ている。この結果、円形穴13の内面がガラス体17の
外周面を包持・締結し、シールを完全なものにするよう
になつている。Reference numeral 19 is a plurality of screw holes formed in the upper and lower portions of the observation window 15, and the screw holes 19 are formed so as to be orthogonal to the slit 14 and penetrate the slit portion as shown in FIG. ing. A female screw is engraved in the screw hole 19 at a rear portion penetrating the slit portion, and a tightening screw (bolt) 20 is screwed and fastened to the female screw, whereby
A force in the direction of narrowing the slit 14 is applied. As a result, the inner surface of the circular hole 13 holds and fastens the outer peripheral surface of the glass body 17 to complete the seal.
上記した構成を採る該実施例においては、各観察窓15
からガラス体17を介して、加熱シリンダ3内の前記し
たフイードゾーン、コンプレツシヨンゾーン、メータリ
ングゾーンの樹脂挙動が観察可能となるばかりか、ガラ
ス体17が円柱状であるので、ガラス体17が凸レンズ
として機能して、樹脂挙動を拡大して観察可能となつて
視認性が向上する。また、ガラス体17が円柱状である
ので、加熱シリンダ3内部の樹脂圧によつて、ガラス体
17が、前記円形穴13の外方側の内面への押付け力を
受けても、円形穴13とガラス体17とは円弧面同士が
圧接されるので、押圧力は分散されてガラス体17に局
部的な応力がかからず、ガラス体17の破損は可及的に
防止される。これは、熱的応力、前記締付けネジ20に
よる応力についても同様で、応力は略均一に拡散されて
ガラス体17は破損の虞れなく長寿命が保証される。さ
らにはまた、前記締付けネジ20によるシール効果で、
樹脂漏れの虞がないものとなつている。In the embodiment having the above-mentioned configuration, each observation window 15
From the above, it is possible not only to observe the resin behavior of the above-mentioned feed zone, compression zone and metering zone in the heating cylinder 3 through the glass body 17, but since the glass body 17 has a columnar shape, By functioning as a convex lens, the behavior of the resin can be enlarged and can be observed, thereby improving the visibility. Further, since the glass body 17 has a cylindrical shape, the resin pressure inside the heating cylinder 3 causes the glass body 17 to be pressed against the inner surface on the outer side of the circular hole 13 even if the glass body 17 is pressed against the inner surface of the circular hole 13. Since the circular arc surfaces of the glass body 17 and the glass body 17 are pressed against each other, the pressing force is dispersed and no local stress is applied to the glass body 17, and the glass body 17 is prevented from being damaged as much as possible. This also applies to the thermal stress and the stress caused by the tightening screw 20, and the stress is substantially evenly diffused so that the glass body 17 is guaranteed to have a long life without being damaged. Furthermore, due to the sealing effect of the tightening screw 20,
There is no risk of resin leakage.
なお、該実施例では、円柱状のガラス体17を用いてい
るが、角柱状のものであつても良く、また、場合によつ
てはガラス体17に代替してサフイアなどを用いても良
く、この場合はサフイアが高価であるので、観察窓15
は小さく設定される。さらにはまた、該実施例において
は観察窓15を3つ設けているが、その数、形成個所な
どは任意である。Although the cylindrical glass body 17 is used in the embodiment, it may be a prismatic glass body, and in some cases, the glass body 17 may be replaced with sapphire or the like. , In this case, the sapphire is expensive, so the observation window 15
Is set small. Furthermore, in this embodiment, three observation windows 15 are provided, but the number of them, the formation location, etc. are arbitrary.
第1図は前記観察窓15から加熱シリンダ3内の各ゾー
ンにおける樹脂挙動、樹脂温度などを撮影して解析する
ための構成を主に示すブロツク図である。FIG. 1 is a block diagram mainly showing a configuration for photographing and analyzing resin behavior, resin temperature, etc. in each zone in the heating cylinder 3 from the observation window 15.
同図において、30は前記観察窓15に対向して設置さ
れた固体撮像素子、撮像管などを備えたビデオカメラ、
31は同じく観察窓15に対向して設置されたストロボ
発光部で、ビデオカメラ30からの同期信号を受けるス
トロボコントローラ32によつて発光制御される。上記
ビデオカメラ30で撮影された画像は、一旦ビデオテー
プレコーダ(以下VTRと称す)34に記録され、この
画像データは、データバツフア35に取込まれた後、A
/D変換器36によつて適当なサンプリングレートでデ
ジタル信号に変換されて、後述する解析演算装置に送出
される。なお、37はVTR34に接続されたカラーC
RTデイスプレイよりなるモニタで、必要に応じビデオ
カメラ30で撮影された画像がオペレータによつて確認
されるようになつている。In the figure, 30 is a video camera equipped with a solid-state image pickup device, an image pickup tube, and the like, which are installed to face the observation window 15,
Reference numeral 31 is a stroboscopic light emitting portion similarly installed opposite to the observation window 15, and the light emission is controlled by a stroboscopic controller 32 which receives a synchronization signal from the video camera 30. The image photographed by the video camera 30 is once recorded on a video tape recorder (hereinafter referred to as VTR) 34, and this image data is taken into a data buffer 35, and then A
The signal is converted into a digital signal by the / D converter 36 at an appropriate sampling rate, and is sent to the analysis calculation device described later. Incidentally, 37 is a color C connected to the VTR 34.
An image captured by the video camera 30 can be confirmed by an operator as necessary on a monitor including an RT display.
38は、前記観察窓15に対向して設置されたサーモビ
ジヨンで、HgCdTe、InSbなでの温度検出器を
備え、前記観察窓15に接した樹脂温度を画像データと
して取込み、一旦VTR39に記録するようになつてい
る。そして、VTR39に記録された画像データは、デ
ータバツフア40に取込まれた後、A/D変換器41に
よつて適当なサンプリングレートでデジタル信号に変換
されて、後述する解析演算装置に送出される。なお、4
2はVTR39に接続されたカラーCRTデイスプレイ
よりなるモニタで、必要に応じサーモビジヨン38で取
込まれた温度分布画像がオペレータによつて直接視認さ
れるようになつている。Reference numeral 38 is a thermovision installed opposite to the observation window 15 and equipped with a temperature detector such as HgCdTe or InSb. The resin temperature in contact with the observation window 15 is captured as image data and is temporarily recorded in the VTR 39. It has become. Then, the image data recorded in the VTR 39 is taken into the data buffer 40, converted into a digital signal at an appropriate sampling rate by the A / D converter 41, and sent out to the analysis calculation device described later. . 4
Reference numeral 2 is a monitor composed of a color CRT display connected to the VTR 39, and the operator can directly visually recognize the temperature distribution image captured by the thermovision 38 if necessary.
なお、前記ビデオカメラ30、サーモビジヨン38は共
に、ズーム機能をもち、また図示していないが必要に応
じ旋回回転台などが付設される。また、該実施例におい
ては、前記したように観察窓15が3つ設けられている
ので、3つの観察窓15を同時に観察する場合には、ビ
デオカメラ30、サーモビジヨン38などはこれに応じ
て複数台が配設され、各観察窓15を個別に時間的にず
らせて観察する場合には、ビデオカメラ30、サーモビ
ジヨン38などは観察を必要とする観察窓15に対向す
る位置にその都度移動される。The video camera 30 and the thermovision 38 both have a zoom function, and are provided with a swivel turntable and the like (not shown) if necessary. Further, in this embodiment, since the three observation windows 15 are provided as described above, when observing the three observation windows 15 at the same time, a plurality of video cameras 30, thermovisions 38, etc. are correspondingly provided. When a table is provided and each observation window 15 is individually shifted in time for observation, the video camera 30, the thermovision 38, etc. are moved to a position facing the observation window 15 requiring observation each time. .
43は、ビデオカメラ30、サーモビジヨン38から得
られたデータを解析するための解析演算装置で、フレー
ムバツフア44、温度分布演算手段45、画像濃度分布
演算手段46、流動速度演算手段47、チエツクリング
挙動演算手段48、データ格納部49、テーブル50、
成形条件演算部51などを具備している。Reference numeral 43 is an analysis calculation device for analyzing the data obtained from the video camera 30 and the thermovision 38, and includes a frame buffer 44, a temperature distribution calculation means 45, an image density distribution calculation means 46, a flow velocity calculation means 47, and a check ring. Behavior calculation means 48, data storage 49, table 50,
A molding condition calculation unit 51 and the like are provided.
前記サーモビジヨン38から、VTR39、データバツ
フア40、A/D変換器41を介して解析演算装置43
に送出されてきた画像データは、フレームバツフア44
に一旦格納された後、前記温度分布演算手段45に供給
され、温度分布演算手段45はこのデータに基づき加熱
シリンダ3内の各ゾーンの樹脂温度分布を演算する。ま
た、該温度分布演算手段45は、予めケーススタデイさ
れた温度分布情報が格納された前記テーブル50の内容
を参照して、各部の温度が設定範囲内にあるかどうか
や、温度勾配が許容範囲内にあるかどうかや、或いは異
常温度発生部位があるかどうか等々の判別処理を実行す
る。From the thermovision 38, a VTR 39, a data buffer 40, an A / D converter 41, and an analysis calculation device 43.
The image data sent to the
After being stored in the temperature distribution calculating means 45, the temperature distribution calculating means 45 calculates the resin temperature distribution of each zone in the heating cylinder 3 based on this data. Further, the temperature distribution calculating means 45 refers to the contents of the table 50 in which the case distribution temperature distribution information stored in advance is stored, and determines whether the temperature of each part is within the set range and the temperature gradient is within the allowable range. Whether or not it is inside, or whether or not there is an abnormal temperature occurrence site, etc., is discriminated.
前記ビデオカメラ30から、VTR34、データバツフ
ア35、A/D変換器36を介して解析演算装置43に
送出されてきた画像データは、同様にフレームバツフア
44に一旦格納された後、前記画像濃度分布演算手段4
6、流動速度演算手段47、チエツクリング挙動演算手
段48に所定のタイミングでそれぞれ供給される。画像
濃度分布演算手段46は、輝度分布、色分布を演算し、
固相(樹脂ペレツト)と流動相との輝度などの相違によ
る固相−流動相の分布度合、樹脂が溶融される時に生じ
るガスによる気泡の発生度合、樹脂中に混入されたマー
カーの分布度合、樹脂中に混入された着色剤の混り度合
等々を、前記テーブル50に予め格納された固相−流動
相識別情報、気泡識別情報、マーカー識別情報、着色濃
度識別情報、などを参照して算出する。また、画像濃度
分布演算手段46は、前記テーブル50に予めケースス
タデイして格納された許容範囲情報などを参照して、上
記した演算結果が許容範囲にあるかどうか等の判別処理
も実行する。The image data sent from the video camera 30 to the analysis calculation device 43 via the VTR 34, the data buffer 35, and the A / D converter 36 is once stored in the frame buffer 44 in the same manner, and then the image density distribution is obtained. Computing means 4
6, are supplied to the flow velocity calculating means 47 and the checking behavior calculating means 48 at predetermined timings. The image density distribution calculation means 46 calculates the luminance distribution and the color distribution,
The degree of distribution of the solid-fluid phase due to the difference in brightness between the solid phase (resin pellet) and the fluid phase, the degree of generation of bubbles due to gas generated when the resin is melted, the degree of distribution of markers mixed in the resin, The degree of mixing of the colorant mixed in the resin is calculated with reference to the solid phase-fluid phase identification information, the bubble identification information, the marker identification information, the coloring concentration identification information, etc. stored in advance in the table 50. To do. Further, the image density distribution calculation means 46 also refers to the allowable range information stored in the table 50 in advance as a case study, and also executes a determination process such as whether or not the above calculation result is within the allowable range.
前記流動速度演算手段47は、供給された複数フレーム
の画像データを処理し、前記テーブル50に予め格納さ
れたマーカー識別情報を参照して、樹脂中に混入された
マーカーの流動速度から樹脂の流動速度を各部位ごとに
算出する。また、これによつて樹脂の滞留箇所の有無、
滞留位置、滞留個所の大きさなどを演算・判別する。そ
してまた、流動速度演算手段47は、前記テーブル50
に予めケーススタデイして格納された許容範囲情報など
を参照して、上記した演算結果が許容範囲にあるかどう
か等の判別処理も実行する。The flow velocity calculation means 47 processes the supplied image data of a plurality of frames, refers to the marker identification information stored in advance in the table 50, and determines the flow rate of the resin from the flow velocity of the marker mixed in the resin. Velocity is calculated for each site. In addition, by this, the presence or absence of resin retention points,
Calculate and determine the staying position and size of staying place. Further, the flow velocity calculation means 47 also uses the table 50.
Also, by referring to the allowable range information and the like stored as a case study in advance, a determination process such as whether the above calculation result is within the allowable range is also executed.
前記チエツクリング挙動演算手段48は、前記スクリユ
ー4の先端頚部に装着された公知のチエツクリング(逆
止弁部材)の動きを、供給された複数フレームの画像デ
ータから、前記テーブル50に予め格納されたチエツク
リング識別情報を参照して演算する。また、チエツクリ
ング挙動演算手段48は、チエツクリングが所定のタイ
ミング時点で所定の作動位置にあるかどうかを、前記テ
ーブル50に予めケーススタデイして格納されたチエツ
クリング挙動許容範囲情報などを参照して、上記した演
算結果が許容範囲にあるかどうか等の判別処理も実行す
る。The check ring behavior calculation means 48 stores in advance the movement of a known check ring (check valve member) mounted on the distal neck portion of the screen 4 in the table 50 from the supplied image data of a plurality of frames. The calculation is performed by referring to the check ring identification information. Further, the checking behavior calculation means 48 refers to the checking behavior allowable range information stored in the table 50 in advance as a case study to determine whether the checking is at a predetermined operating position at a predetermined timing. Then, a determination process such as whether or not the above calculation result is within the allowable range is also executed.
上述した温度分布演算手段45、画像濃度分布演算手段
46、流動速度演算手段47、チエツクリング挙動演算
手段48での演算処理結果は、前記データ格納部49に
取込まれる。また、該データ格納部49には、使用され
たスクリユー4に関する前記したスクリユーデザインの
詳細、使用された樹脂材料種別、並びに、前記したチヤ
ージ,射出行程時の設定条件(成形設定条件)、すなわ
ち、 各ゾーン(ノズル部、シリンダの前,中,後、ホツパ
ー下)のヒータ温度。The calculation processing results of the temperature distribution calculating means 45, the image density distribution calculating means 46, the flow velocity calculating means 47, and the checking behavior calculating means 48 described above are taken into the data storage section 49. Further, in the data storage section 49, details of the above-mentioned screw design regarding the screw 4 used, the type of resin material used, and the above-mentioned charge and setting condition (molding setting condition) at the time of injection process, that is, , Heater temperature of each zone (nozzle part, front, middle, rear of cylinder, under hopper).
計量ストローク。Weighing stroke.
スクリユー回転数や背圧を計量ストロークに対してど
のように可変させたか。How were the screw speed and back pressure varied with the measuring stroke?
スクリユーの正転/逆転の時間比率。Time ratio of forward / reverse rotation of the screw.
スクリユー回転に重畳させる振動の強さ並びに振動
数。Vibration intensity and frequency to be superimposed on the rotation.
サツクバツク量とその速度。The amount and speed of the crack.
射出圧力の大きさ並びに立上り時間。Injection pressure magnitude and rise time.
射出ストローク、並びに射出速度を射出ストロークに
対してどのように可変させたか。How the injection stroke and injection speed were changed with respect to the injection stroke.
保圧切替位置。Holding pressure switching position.
保圧時の保圧力をどのように可変させたか。How was the holding pressure during holding pressure varied?
という情報も合わせて格納される。なお、これ等の情報
は図示せぬキー入力装置による入力操作、もしくは射出
成形機全体の制御を司どるマイクロコンピユータからな
る制御装置52からの情報供給によつて達成される。Information is also stored together. It should be noted that these pieces of information are achieved by an input operation using a key input device (not shown) or by supplying information from a control device 52 which is a micro computer that controls the entire injection molding machine.
データ格納部49には、成形設定条件を可変して試シヨ
ツトを繰返した際の、前述した各演算手段45〜48の
演算結果が順次記憶される。そして、各演算手段45〜
48の演算結果が最も好ましい状態を示した時の上記し
た成形条件〜が、最適成形条件として所定の記憶エ
リアに格納される。The data storage unit 49 sequentially stores the calculation results of the above-described calculation means 45 to 48 when the molding setting conditions are changed and the test shot is repeated. Then, each computing means 45-
The above-mentioned molding conditions ~ when the calculation result of 48 shows the most preferable state are stored in a predetermined storage area as optimum molding conditions.
例えば、スクリユーと加熱シリンダの形状設計毎に、順
次樹脂材料を、例えばポリカーボネイト、アクリル、ス
チロール等と変化させ、この各樹脂材料毎にチヤージ量
を、10〜100%の間で10%づつ変化させ、この上
で前記した成形条件〜を各々ケーススタデイした結
果が、最適成形条件として所定の記憶エリアに格納され
る。For example, the resin material is sequentially changed to, for example, polycarbonate, acrylic, styrene, or the like for each shape design of the screw and the heating cylinder, and the charge amount is changed by 10% between 10 and 100% for each resin material. The results of case studies of the above-mentioned molding conditions 1 to 3 are stored in a predetermined storage area as optimum molding conditions.
前記成形条件演算部51は、データ格納部49に格納さ
れた樹脂ごとの最適成形条件データを参照して、未解析
の新しい樹脂の成形に際し、近似する樹脂材料における
既知の成形条件に基づき成形条件を算出設定し、また、
未解析の樹脂を試シヨツトすることで得られた画像デー
タからの前記した処理結果を参照して、未解析の樹脂に
おける成形条件を最適値に近づけるように成形条件を算
出する。この成形条件演算部51による演算結果は、前
記した射出成形機の制御装置52に送出され、これによ
つて、成形条件が可変設定されるようになつている。The molding condition calculation unit 51 refers to the optimum molding condition data for each resin stored in the data storage unit 49, and when molding an unanalyzed new resin, the molding condition is calculated based on the known molding condition of the approximate resin material. Is calculated and set,
The molding conditions are calculated so as to bring the molding conditions of the unanalyzed resin close to the optimum value with reference to the above-mentioned processing results from the image data obtained by trial-testing the unanalyzed resin. The calculation result by the molding condition calculation unit 51 is sent to the control device 52 of the injection molding machine, whereby the molding condition is variably set.
なお、ここで上述してきた機能部をもつ前記解析演算装
置43は、実際にはマイクロコンピユータよりなつてお
り、各種I/Oインターフエス、主プログラム並びに固
定データなどを格納したROM、各種フラグ並びに計測
データ、変換処理データなどを読み書きするRAM、全
体の制御を司どるμCPU(マイクロセントラルプロセ
ツサユニツト)等を具備しており、上述した各機能は予
め作成されたプログラムによつて実現されることは当業
者には自明であろう。また、解析演算装置43の演算処
理結果は、必要に応じカラーCRTデイスプレイよりな
る表示装置53、プリンタ54などの出力装置に送出さ
れ、オペレータに解析結果などを視認させるようにされ
る。また、解析演算装置43は、磁気デイスク装置など
の外部メモリ55とも接続され、必要に応じ所定のデー
タの授受が行われるようになつている。The analysis and operation unit 43 having the functional units described above is actually composed of a microcomputer, and various I / O interfaces, ROMs storing main programs and fixed data, various flags and measurement. It is equipped with a RAM for reading and writing data, conversion processing data, and the like, a μCPU (micro central processor unit) for controlling the entire control, and the above-described functions cannot be realized by a program created in advance. It will be obvious to those skilled in the art. Further, the calculation processing result of the analysis calculation device 43 is sent to an output device such as a display device 53 and a printer 54, which are made of a color CRT display, if necessary, so that the operator can visually recognize the analysis result. The analysis / calculation device 43 is also connected to an external memory 55 such as a magnetic disk device, and exchanges predetermined data as necessary.
次に第5図〜第9図によつて成形条件の解析手法の数例
を説明する。Next, several examples of a method of analyzing molding conditions will be described with reference to FIGS.
第5図(a),(b),(c)は、加熱シリンダ3の観察窓15
から前記ビデオカメラで得られた画像を示す説明図であ
る。同各図は、樹脂の固相−流動相の分布状態を示して
おり、図示白抜で示した部位56が固相を、図示ドツト
付与の部位57が流動相を各々示している。また、同図
は総べてコンプレツシヨンゾーンが示されており、
(a),(b),(c)の順に樹脂送り方向の下流側の適宜部位
がピツクアツプされている。良好な溶融可塑化を達成す
るためには、コンプレツシヨンゾーンの終端で、同図
(c)のように100%溶融が完了して且つこの溶融完了
位置が安定し、また、溶融開始位置も安定していること
が望ましい。また、溶融開始位置から溶融完了位置の間
において、溶融化が早過ぎも遅過ぎもせず、且つ溶融化
率が一定して漸次進行することが望ましい。5 (a), (b) and (c) show the observation window 15 of the heating cylinder 3.
It is explanatory drawing which shows the image acquired by the said video camera from. In each of the figures, the solid phase-fluid phase distribution of the resin is shown, with the white spots 56 in the figure indicating the solid phase, and the dots 57 shown in the figure indicating the fluid phase. In addition, the figure shows all the complex zones.
In the order of (a), (b), and (c), appropriate parts on the downstream side in the resin feeding direction are picked up. In order to achieve good melt plasticization, the same figure should be used at the end of the compression zone.
As in (c), it is desirable that 100% melting is completed, the melting completion position is stable, and the melting start position is stable. Further, it is desirable that the melting does not proceed too early or too late and the melting rate is constant and gradually progresses between the melting start position and the melting completion position.
そこで、前記画像濃度分布演算手段46は、コンプレツ
シヨンゾーンを細分化して、各部位の固相と流動相との
比を参照し、また、前記成形条件演算部51は計測デー
タが適正でない場合は、溶融開始位置と溶融完了位置と
が安定し、且つ両位置間で溶融化が早過ぎも遅過ぎもせ
ず、且つ溶融化率が一定して漸次進行するように、前記
した成形条件〜のうちの必要なフアクターを変更調
整する。Therefore, the image density distribution calculation means 46 subdivides the compression zone and refers to the ratio of the solid phase to the fluid phase at each site, and the molding condition calculation part 51 determines that the measurement data is not appropriate. Is stable at the melting start position and the melting completion position, and the melting is not too early or too late between both positions, and the melting rate is constant so that the melting rate is constant and gradually progresses. Change and adjust the required factor.
第6図は、前記加熱シリンダ3の先端部分の断面図であ
る。同図において、4aは前記スクリユー4の先端頭
部、4bは頚部、4cはネジ山で、58は上記頚部4b
部分に装着されたチエツクリング、57は貯えられた溶
融樹脂(流動相)を示しており、図示2点鎖線で示した
前記観察窓15から加熱シリンダ3内が観測・観察でき
る。FIG. 6 is a sectional view of the tip portion of the heating cylinder 3. In the figure, 4a is the tip of the screw 4, 4b is a neck, 4c is a screw thread, and 58 is the neck 4b.
The check ring 57 attached to the part shows the stored molten resin (fluid phase), and the inside of the heating cylinder 3 can be observed and observed from the observation window 15 shown by the two-dot chain line in the figure.
第7図は、第6図に図示した観察窓15から前記サーモ
ビジヨン38で得られる画像を示す説明図である。同図
において、領域Z1の温度をT1、領域Z2の温度をT
2、領域Z3の温度をT3とすると、T1>T2>T3
の関係にあり、貯えられた溶融樹脂57の温度分布が一
様でないことが判る。この貯えられた溶融樹脂57の温
度分布は一様であることが望ましく、前記温度分布演算
手段45は、例えば貯えられた溶融樹脂領域全体の平均
温度Taveと、温度差範囲R=Tmax−Tminを算出し、また
前記記成形条件演算部51は、R/Taveが最小となるよ
うに、前記した成形条件〜のうちの必要なフアクタ
ーを変更調整する。なお、他の観察窓15においても同
様にして温度分布が観察され、異常高温、異常低温発生
部位があつた場合には、これに対処する成形条件の変更
がなされる。FIG. 7 is an explanatory view showing an image obtained by the thermovision 38 through the observation window 15 shown in FIG. In the figure, the temperature of the region Z1 is T1, and the temperature of the region Z2 is T
2 and the temperature of the region Z3 is T3, T1>T2> T3
Therefore, it is understood that the temperature distribution of the stored molten resin 57 is not uniform. It is desirable that the temperature distribution of the stored molten resin 57 be uniform, and the temperature distribution calculating means 45 can calculate, for example, the average temperature Tave of the entire stored molten resin region and the temperature difference range R = Tmax-Tmin. In addition, the molding condition calculation unit 51 changes and adjusts a necessary factor among the above-described molding conditions 1 to R / Tave so as to minimize R / Tave. It should be noted that the temperature distribution is similarly observed in the other observation windows 15, and if there is an abnormally high temperature or abnormally low temperature occurrence site, the molding condition is changed to cope with this.
第8図は、第6図に図示した観察窓15から前記ビデオ
カメラ30で得られる画像を示す説明図である。同図
は、溶融樹脂57が前記ノズル10から漏れるドルーリ
ング現象を防止するために、計量完了後に前記スクリユ
ー4を強制的に微小量だけ後退させて溶融樹脂57の圧
力を一時低減させる公知のサツクバツク制御を行なつた
場合の画像を示している。(なお、サツクバツク制御の
詳細については、必要ならば本願出願人が先に提案した
特願昭63−248958号を参照されたい。)同図に
おいて、59は樹脂圧の減圧によつて生じた気泡を示し
ており、前記画像濃度分布演算手段46はこの気泡の発
生度合を演算する。サツクバツクによつて生じる気泡5
9は出来るだけ少いことが望ましく、例え前記成形条件
演算部51は気泡59が僅かでも発生した時点でスクリ
ユー4の強制後退をストツプさせるように、サツクバツ
ク量を算出する。FIG. 8 is an explanatory diagram showing an image obtained by the video camera 30 through the observation window 15 shown in FIG. In the figure, in order to prevent the drooling phenomenon in which the molten resin 57 leaks from the nozzle 10, the screw 4 is forcibly retracted by a small amount after the completion of the measurement and the pressure of the molten resin 57 is temporarily reduced. The image when control is performed is shown. (For details of the suck back control, refer to Japanese Patent Application No. 63-248958 previously proposed by the applicant of the present invention, if necessary.) In the figure, 59 is a bubble generated by the pressure reduction of the resin pressure. The image density distribution calculating means 46 calculates the degree of occurrence of bubbles. Bubbles 5 created by the backlash
It is desirable that the number 9 is as small as possible. For example, the molding condition calculation unit 51 calculates the amount of backlash so that the forced retreat of the screw 4 is stopped at the time when even a few bubbles 59 are generated.
なお、他の観察窓15においても同様に気泡59の発生
度合を示す画像が得られ、例えば、樹脂が溶融可塑化さ
れる時に発生するガスがうまく脱気されているか否かが
所定部位における気泡59の発生個数で判別され、脱気
不良と判断されると、成形条件演算部51によつてこれ
に対処するチヤージ条件の変更がなされる。It should be noted that an image showing the degree of generation of the bubbles 59 is similarly obtained in the other observation windows 15, and, for example, whether or not the gas generated when the resin is melt-plasticized is successfully degassed is determined by the bubbles in a predetermined portion. If it is determined by the number of generated 59, and it is determined that the deaeration is poor, the molding condition calculation unit 51 changes the charge condition to cope with this.
なおまた、図示していないが第6図に示した観察窓15
から、前記チエツクリング58の動きを示す画像データ
が得られ、前記チエツク挙動演算手段48でチエツクリ
ング58の挙動が判別されるのは自明であろう。Although not shown, the observation window 15 shown in FIG.
From the above, it is obvious that the image data showing the movement of the check ring 58 is obtained, and the behavior of the check ring 58 is discriminated by the check behavior calculating means 48.
第9図は、樹脂材料(樹脂ペレツト)中にマーカーを所
定量混入した場合に、前記ビデオカメラ30によつて例
えば加熱シリンダ3の中央の観察窓15から得られる画
像データを示す説明図である。マーカーとしては、測定
・解析する成形用の樹脂よりも溶融温度の高い着色樹脂
ペレツト、或いは、成形用の樹脂と略同程度の比重をも
つ着色無機物のチツプを用い、これを前記ホツパー8か
ら例えば少量だけ間欠的に投入してマーカーの挙動を捉
えるようにされる。FIG. 9 is an explanatory diagram showing image data obtained by the video camera 30, for example, from the observation window 15 at the center of the heating cylinder 3 when a predetermined amount of a marker is mixed in the resin material (resin pellet). . As the marker, a colored resin pellet having a higher melting temperature than the molding resin to be measured / analyzed, or a colored inorganic material chip having substantially the same specific gravity as the molding resin is used. It is designed to capture the behavior of the marker by intermittently inserting a small amount.
第9図において、60は樹脂中に混入されたマーカー、
矢印Aは樹脂送り方向を示しており、マーカー60がほ
ぼ均一に分布している状態が示されている。しかしなが
ら、溶融樹脂の流動挙動は複雑で、経験的にスクリユー
4のネジ山4cの後側に樹脂のこびり付きが生じ易いこ
とが知られている。すなわち、図中点線で示した領域S
で樹脂の滞留が生じることがままあり、この場合には、
マーカー60の一部が前方へ移送されずに滞留している
ことが、前記画像濃度分布演算手段46による経時的な
分析で樹脂滞留の有無と場所とが識別される。また、マ
ーカー60の流速(平均流速、或いは個別流速)を前記
流動速度演算手段47で算出することによつて、樹脂の
平均流速が、流速が遅くなつている滞留個所が演算・判
別される。勿論、この滞留は少なけれ少い方が望ましい
ので、成形条件演算部51によつてこれに対処するチヤ
ージ条件の変更がなされる。In FIG. 9, 60 is a marker mixed in the resin,
The arrow A indicates the resin feeding direction, and shows a state in which the markers 60 are substantially evenly distributed. However, the flow behavior of the molten resin is complicated, and it is empirically known that the resin tends to stick to the rear side of the screw thread 4c of the screw 4. That is, the area S shown by the dotted line in the figure
In some cases, resin retention may occur in this case.
The fact that a part of the marker 60 is not transferred to the front and remains therein is identified by the time-dependent analysis by the image density distribution calculating means 46, whether or not the resin is present and the location thereof. Further, by calculating the flow velocity of the marker 60 (average flow velocity or individual flow velocity) by the flow velocity calculating means 47, the average flow velocity of the resin is calculated and discriminated at a stagnation point where the flow velocity is slow. Of course, it is desirable that the amount of staying is small and small. Therefore, the molding condition calculating unit 51 changes the charge condition to cope with this.
また図示していないが、測定・解析用の樹脂に、これと
同材料の着色樹脂よりなるマスターバツチを数%程度混
入し、これを前記ビデオカメラ30で撮影した画像デー
タを、前記画像濃度分布演算手段46において着色の濃
淡として計数処理すれば、可塑化の均一性などが判別で
きる。そして、例えば、所定領域内の最大濃淡差/濃度
平均値が所定範囲以下に抑まるように、前記成形条件演
算部51がこれに対処するチヤージ条件の変更・設定を
行う。なお、着色剤を混入した場合は、パージング(樹
脂替、色替)時の樹脂挙動の解析にも大いに役立つこと
は言うまでもない。Although not shown in the figure, the resin for measurement / analysis is mixed with a master batch made of a colored resin of the same material as the master batch by several%, and the image data taken by the video camera 30 is used to calculate the image density distribution. If the means 46 counts the density of coloring, the uniformity of plasticization can be determined. Then, for example, the molding condition calculation unit 51 changes / sets the charge condition for coping with this so that the maximum gray level difference / density average value in the predetermined region is suppressed to be within a predetermined range. Needless to say, when a colorant is mixed, it is also very useful for analysis of resin behavior during purging (resin change, color change).
以上本発明を図示した実施例によつて詳述したが、当業
者には本発明の精神を逸脱しない範囲で種々の変形が可
能であり、解析演算装置43内の処理は作成されるプロ
グラムによつて種々の形態をとり得る。Although the present invention has been described in detail with reference to the illustrated embodiments, various modifications can be made by those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention, and the processing in the analysis calculation device 43 depends on the program to be created. Therefore, it can take various forms.
[発明の効果] 叙上のように本発明によれば、加熱シリンダ内部の樹脂
挙動などをダイレクトに観察・解析した結果に基づく、
より理論的な成形条件の設定を可能とし、また、スクリ
ユーの設計、評価にも大きく寄与する射出成形機におけ
る成形条件解析方法を提供でき、その産業的価値は多大
である。[Advantages of the Invention] As described above, according to the present invention, based on the results of direct observation and analysis of resin behavior inside the heating cylinder,
It is possible to provide a molding condition analysis method for an injection molding machine that enables more theoretical setting of molding conditions and greatly contributes to the design and evaluation of the screw, and its industrial value is enormous.
図面は何れも本発明の1実施例に係り、第1図は成形条
件を解析するための構成を示すブロツク図、第2図は射
出成形機の射出装置を示す一部切断した正面図、第3図
は射出装置の要部を示す一部切断した要部正面図、第4
図は加熱シリンダを軸方向と直交する方向で切断した要
部断側面図、第5図はビデオカメラで得られる固相−流
動相の分布状態の様子を示す説明図、第6図は加熱シリ
ンダの先端部分の断正面図、第7図はサーモビジヨンで
得られる画像を示す説明図、第8図はビデオカメラで得
られる気泡の発生の様子を示す説明図、第9図はビデオ
カメラで得られるマーカーの流動・分布の様子を示す説
明図である。 1……ベース、2……支台、3……加熱シリンダ、4…
…スクリユー、4a……先端頭部、4b……頚部、4c
……ネジ山、5……スクリユー回転用駆動源、6……射
出用駆動源、7……駆動伝達機構、8……ホツパー、9
……バンドヒータ、10……ノズル、11……ヘツドス
トツク、12……取付板、13……円形穴、14……ス
リツト、15……観察窓、16……切欠き、17……ガ
ラス体、18……スペーサ、19……ネジ穴、20……
締付けネジ、30……ビデオカメラ、31……ストロボ
発光部、32……ストロボコントローラ、34……ビデ
オテープレコーダ、35……データバツフア、36……
A/D変換器、37……モニタ、38……サーモビジヨ
ン、39……ビデオテープレコーダ、40……データバ
ツフア、41……A/D変換器、42……モニタ、43
……解析演算装置、44……フレームバツフア、45…
…温度分布演算手段、46……画像濃度分布演算手段、
47……流動速度演算手段、48……チエツクリング挙
動演算装置、49……データ格納部、50……テーブ
ル、51……成形条件演算部、52……射出成形機の制
御装置、53……表示装置、54……プリンタ、55…
…外部メモリ、56……固相、57……流動相(溶融樹
脂)、58……チエツクリング、59……気泡、60…
…マーカー。Each of the drawings relates to one embodiment of the present invention. FIG. 1 is a block diagram showing a structure for analyzing molding conditions, FIG. 2 is a partially cut front view showing an injection device of an injection molding machine, and FIG. FIG. 3 is a partially cutaway front view showing a main part of the injection device, FIG.
The figure is a cross-sectional side view of the main part of the heating cylinder cut in the direction orthogonal to the axial direction, FIG. 5 is an explanatory view showing the state of the solid-fluid phase distribution obtained by a video camera, and FIG. 6 is the heating cylinder. FIG. 7 is an explanatory view showing an image obtained by a thermovision, FIG. 8 is an explanatory view showing how bubbles are generated by a video camera, and FIG. 9 is obtained by a video camera. It is explanatory drawing which shows the mode of distribution and distribution of a marker. 1 ... Base, 2 ... Abutment, 3 ... Heating cylinder, 4 ...
… Screen, 4a …… Tip head, 4b …… Neck, 4c
...... Screw, 5 …… Screw rotation drive source, 6 …… Injection drive source, 7 …… Drive transmission mechanism, 8 …… Hopper, 9
...... Band heater, 10 ... Nozzle, 11 ... Headstock, 12 ... Mounting plate, 13 ... Circular hole, 14 ... Slit, 15 ... Observation window, 16 ... Notch, 17 ... Glass body, 18 ... Spacer, 19 ... Screw hole, 20 ...
Tightening screw, 30 ... Video camera, 31 ... Strobe light emitting part, 32 ... Strobe controller, 34 ... Video tape recorder, 35 ... Data buffer, 36 ...
A / D converter, 37 ... Monitor, 38 ... Thermovision, 39 ... Video tape recorder, 40 ... Data buffer, 41 ... A / D converter, 42 ... Monitor, 43
...... Analysis calculation device, 44 ...... Frame buffer, 45 ...
... temperature distribution calculating means, 46 ... image density distribution calculating means,
47 ... Flow rate calculation means, 48 ... Checking behavior calculation device, 49 ... Data storage part, 50 ... Table, 51 ... Molding condition calculation part, 52 ... Injection molding machine control device, 53 ... Display device, 54 ... Printer, 55 ...
... external memory, 56 ... solid phase, 57 ... fluid phase (molten resin), 58 ... check ring, 59 ... bubbles, 60 ...
…marker.
Claims (6)
進退可能に配設し、加熱シリンダの周壁の一部に、透光
体を配した内部観察用の観察窓を設けてなる可視化加熱
シリンダをもつ射出成形機において、前記観察窓を通し
て前記加熱シリンダ内部の樹脂の温度分布データもしく
は樹脂挙動などの画像データの少くとも一方を収集し、
収集されたデータに基づき可塑化計量行程時(チヤージ
行程時)もしくは射出行程時の条件を解析するようにし
たことを特徴とする可視化加熱シリンダをもつ射出成形
機における成形条件解析方法。1. A visualization heating cylinder, in which a screw is rotatably and reciprocally arranged in a heating cylinder, and an observation window for observing the inside is provided in a part of a peripheral wall of the heating cylinder. In an injection molding machine, collect at least one of image data such as resin temperature distribution data or resin behavior inside the heating cylinder through the observation window,
A method for analyzing molding conditions in an injection molding machine having a visualization heating cylinder, characterized in that the conditions at the time of a plasticizing measurement process (during a charge process) or at the time of an injection process are analyzed based on the collected data.
から、溶融樹脂内の気泡の発生度合を計測・演算するよ
うにしたことを特徴とする可視化加熱シリンダをもつ射
出成形機における成形条件解析方法。2. The molding condition analysis in an injection molding machine having a visualization heating cylinder according to claim 1, wherein the generation degree of bubbles in the molten resin is measured and calculated from the image data. Method.
樹脂材料中にマーカーとして、該樹脂材料よりも溶融温
度の高い着色樹脂、または樹脂材料と略同程度の比重の
着色無機物からなるチツプを混入し、前記マーカーの流
れ具合を前記画像データから分析して、樹脂の滞留箇所
の有無などを計測・演算するようにしたことを特徴とす
る可視化加熱シリンダをもつ射出成形機における成形条
件解析方法。3. The chip according to claim 1, wherein the resin material to be plasticized and melted has a marker as a marker, which is made of a colored resin having a higher melting temperature than that of the resin material, or a colored inorganic material having a specific gravity approximately equal to that of the resin material. And the flow condition of the marker is analyzed from the image data to measure and calculate the presence or absence of a resin retention location, etc. Molding condition analysis in an injection molding machine having a visualization heating cylinder Method.
樹脂材料中に着色剤を混入し、前記画像データから、樹
脂材料の着色度合を計測・演算するようにしたことを特
徴とする可視化加熱シリンダをもつ射出成形機における
成形条件解析方法。4. The visualization according to claim 1, wherein a coloring agent is mixed in the resin material to be plasticized and melted, and the coloring degree of the resin material is measured and calculated from the image data. A method for analyzing molding conditions in an injection molding machine with a heating cylinder.
先端頚部に位置するチエツクリングの動きを、前記画像
データから計測・演算するようにしたことを特徴とする
可視化加熱シリンダをもつ射出成形機における成形条件
解析方法。5. The injection molding machine having a visualization heating cylinder according to claim 1, wherein the movement of the check ring located at the tip and neck of the screw is measured and calculated from the image data. Molding condition analysis method.
の樹脂温度差などを計測・演算するようにしたことを特
徴とする可視化加熱シリンダをもつ射出成形機における
成形条件解析方法。6. A molding condition analyzing method in an injection molding machine having a visualization heating cylinder according to claim 1, wherein a resin temperature difference or the like of each portion within a predetermined region is measured and calculated.
Priority Applications (1)
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| JP1057937A JPH0647266B2 (en) | 1989-03-13 | 1989-03-13 | Molding condition analysis method for injection molding machine with visualization heating cylinder |
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| JPH02238917A JPH02238917A (en) | 1990-09-21 |
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| JP2018165033A (en) * | 2017-03-28 | 2018-10-25 | 住友重機械工業株式会社 | Injection molding machine and evaluation system |
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- 1989-03-13 JP JP1057937A patent/JPH0647266B2/en not_active Expired - Fee Related
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