(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024173247
(43)【公開日】2024-12-12
(54)【発明の名称】射出成形機の表示装置、および射出成形機
(51)【国際特許分類】
B29C 45/76 20060101AFI20241205BHJP
B22D 17/32 20060101ALI20241205BHJP
【FI】
B29C45/76
B22D17/32 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023091547
(22)【出願日】2023-06-02
(71)【出願人】
【識別番号】000002107
【氏名又は名称】住友重機械工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(72)【発明者】
【氏名】松永 拓也
(72)【発明者】
【氏名】大野 大
【テーマコード(参考)】
4F206
【Fターム(参考)】
4F206AM23
4F206AR20
4F206JA07
4F206JL09
4F206JP17
4F206JP23
4F206JP24
4F206JP27
4F206JQ88
(57)【要約】
【課題】射出工程の条件を適切に設定することができる、技術を提供する。
【解決手段】射出成形機の表示装置は、射出工程の条件出しを支援するガイダンス画面を表示する。前記射出工程は、射出部材の移動速度を制御する充填工程と、前記射出部材の移動を停止させる停止工程と、前記射出部材から前記成形材料に作用する圧力を制御する保圧工程とをこの順番で有する。前記ガイダンス画面は、第1テスト成形における前記充填工程の完了時の条件が入力可能な第1入力部を有する。前記第1テスト成形は、前記第1入力部に入力された条件で前記充填工程が行われ、続いて前記停止工程が行われた後、前記停止工程の完了時における前記成形材料の流動先端位置を確認可能な条件で前記保圧工程が行われる。
【選択図】
図7
【特許請求の範囲】
【請求項1】
射出工程の条件出しを支援するガイダンス画面を表示する、射出成形機の表示装置であって、
前記射出工程は、射出部材の移動速度を制御する充填工程と、前記射出部材の移動を停止させる停止工程と、前記射出部材から成形材料に作用する圧力を制御する保圧工程とをこの順番で有し、
前記ガイダンス画面は、第1テスト成形における前記充填工程の完了時の条件が入力可能な第1入力部を有し、
前記第1テスト成形は、前記第1入力部に入力された条件で前記充填工程が行われ、続いて前記停止工程が行われた後、前記停止工程の完了時における前記成形材料の流動先端位置を確認可能な条件で前記保圧工程が行われる、射出成形機の表示装置。
【請求項2】
射出工程の条件出しを支援するガイダンス画面を表示する、射出成形機の表示装置であって、
前記射出工程は、射出部材の移動速度を制御する充填工程と、前記射出部材の移動を停止させる停止工程と、前記射出部材から成形材料に作用する圧力を制御する保圧工程とをこの順番で有し、
前記ガイダンス画面は、第1テスト成形における前記充填工程の完了時の条件が入力可能な第1入力部を有し、
前記第1テスト成形は、前記第1入力部に入力された条件で前記充填工程が行われ、続いて前記停止工程が行われた後、前記射出部材から前記成形材料に作用する圧力が略ゼロである条件で前記保圧工程が行われる、射出成形機の表示装置。
【請求項3】
前記ガイダンス画面は、前記第1テスト成形において前記停止工程の完了時における前記成形材料の流動先端位置が所望の位置に達したことを入力可能な第1評価部を有する、請求項1又は2に記載の射出成形機の表示装置。
【請求項4】
前記ガイダンス画面は、前記第1テスト成形の後に行われる第2テスト成形における前記保圧工程の条件が入力可能な第2入力部を有し、
前記第2テスト成形は、前記第1入力部に入力された条件で前記充填工程が行われ、続いて前記停止工程が行われた後、前記第2入力部に入力された条件で前記保圧工程が行われる、請求項1又は2に記載の射出成形機の表示装置。
【請求項5】
前記ガイダンス画面は、前記第2テスト成形において所望の品質の成形品が得られたことを入力可能な第2評価部を有する、請求項4に記載の射出成形機の表示装置。
【請求項6】
前記ガイダンス画面は、前記第1入力部および前記第2入力部とは別に、前記第1入力部および前記第2入力部に入力された条件をまとめて表示する表示部を有する、請求項4に記載の射出成形機の表示装置。
【請求項7】
請求項1又は2に記載の表示装置と、前記射出部材と、を備える、射出成形機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、射出成形機の表示装置、および射出成形機に関する。
【背景技術】
【0002】
射出成形機は、シリンダから金型装置に成形材料を射出する射出部材と、射出部材を動作させる駆動源と、を備える。射出部材は、シリンダの内部に設けられる。射出部材は、例えばスクリュである。成形材料は、例えば樹脂である。成形材料は、シリンダの内部で溶融されたうえで、シリンダから金型装置に射出される。
【0003】
特許文献1に記載の射出成形機の制御方法は、射出工程開始後、金型内に設置した型内圧センサにより得られた圧力が予め設定された圧力に到達したら、その時点のスクリュ位置にスクリュを停止する。スクリュの停止は、予め設定された時間行われる。その後、保圧工程が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
射出工程は、射出部材の前進速度を制御する充填工程と、射出部材の移動を停止させる停止工程と、射出部材から成形材料に作用する圧力を制御する保圧工程と、をこの順番で有する。停止工程において、成形材料は残圧によって金型装置の内部に流れ込む。残圧を利用することで、圧力の過剰な上昇を抑制でき、バリなどの成形不良を抑制できる。また、型締力の低減が可能である。
【0006】
射出工程の条件出しのため、テスト成形が行われる。テスト成形は、射出工程の条件を変更しながら、繰り返し行われる。停止工程において成形材料が残圧によって金型装置の内部に流れ込むように、充填工程の完了時の条件出しが行われる。充填工程の完了時の条件は、例えば、射出部材の位置(いわゆるV/P切換位置)と、射出部材の移動速度と、射出部材から成形材料に作用する圧力の上限と、を含む。
【0007】
従来、充填工程の完了時の条件出しを行う際に、保圧工程の条件が適切でないために、停止工程において成形材料が残圧によって金型装置の内部に流れ込んでいるか否かが分からなくなってしまうことがあった。そのため、熟練度の低いユーザにとって、停止工程の効果が得られるような射出工程の条件出しが困難であった。
【0008】
本発明の一態様は、射出工程の条件を適切に設定することができる、技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の一態様に係る射出成形機の表示装置は、射出工程の条件出しを支援するガイダンス画面を表示する。前記射出工程は、射出部材の移動速度を制御する充填工程と、前記射出部材の移動を停止させる停止工程と、前記射出部材から前記成形材料に作用する圧力を制御する保圧工程とをこの順番で有する。前記ガイダンス画面は、第1テスト成形における前記充填工程の完了時の条件が入力可能な第1入力部を有する。前記第1テスト成形は、前記第1入力部に入力された条件で前記充填工程が行われ、続いて前記停止工程が行われた後、前記停止工程の完了時における前記成形材料の流動先端位置を確認可能な条件で前記保圧工程が行われる。
【発明の効果】
【0010】
本発明の一態様によれば、射出工程の条件を適切に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【
図1】
図1は、一実施形態に係る射出成形機の型開完了時の状態を示す図である。
【
図2】
図2は、一実施形態に係る射出成形機の型締時の状態を示す図である。
【
図3】
図3は、制御装置の構成要素の一例を機能ブロックで示す図である。
【
図4】
図4は、成形サイクルの工程の一例を示す図である。
【
図5】
図5は、射出工程の設定画面の一例を示す図である。
【
図6】
図6は、ガイダンス画面を用いた射出工程の条件出しの一例を示すフローチャートである。
【
図7】
図7は、ステップS101の直前のガイダンス画面の一例を示す図である。
【
図8】
図8は、ステップS201の直後のガイダンス画面の一例を示す図である。
【
図9】
図9は、ステップS203の直後のガイダンス画面の一例を示す図である。
【
図10】
図10は、ステップS205の直後のガイダンス画面の一例を示す図である。
【
図11】
図11は、ステップS206の直後のガイダンス画面の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図面において同一の又は対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略することがある。
【0013】
(射出成形機)
図1は、一実施形態に係る射出成形機の型開完了時の状態を示す図である。
図2は、一実施形態に係る射出成形機の型締時の状態を示す図である。本明細書において、X軸方向、Y軸方向およびZ軸方向は互いに垂直な方向である。X軸方向およびY軸方向は水平方向を表し、Z軸方向は鉛直方向を表す。型締装置100が横型である場合、X軸方向は型開閉方向であり、Y軸方向は射出成形機10の幅方向である。Y軸方向負側を操作側と呼び、Y軸方向正側を反操作側と呼ぶ。
【0014】
図1~
図2に示すように、射出成形機10は、金型装置800を開閉する型締装置100と、金型装置800で成形された成形品を突き出すエジェクタ装置200と、金型装置800に成形材料を射出する射出装置300と、金型装置800に対し射出装置300を進退させる移動装置400と、射出成形機10の各構成要素を制御する制御装置700と、射出成形機10の各構成要素を支持するフレーム900とを有する。フレーム900は、型締装置100を支持する型締装置フレーム910と、射出装置300を支持する射出装置フレーム920とを含む。型締装置フレーム910および射出装置フレーム920は、それぞれ、レベリングアジャスタ930を介して床2に設置される。射出装置フレーム920の内部空間に、制御装置700が配置される。以下、射出成形機10の各構成要素について説明する。
【0015】
(型締装置)
型締装置100の説明では、型閉時の可動プラテン120の移動方向(例えばX軸正方向)を前方とし、型開時の可動プラテン120の移動方向(例えばX軸負方向)を後方として説明する。
【0016】
型締装置100は、金型装置800の型閉、昇圧、型締、脱圧および型開を行う。金型装置800は、固定金型810と可動金型820とを含む。
【0017】
型締装置100は例えば横型であって、型開閉方向が水平方向である。型締装置100は、固定金型810が取付けられる固定プラテン110と、可動金型820が取付けられる可動プラテン120と、固定プラテン110に対し可動プラテン120を型開閉方向に移動させる移動機構102と、を有する。
【0018】
固定プラテン110は、型締装置フレーム910に対し固定される。固定プラテン110における可動プラテン120との対向面に固定金型810が取付けられる。
【0019】
可動プラテン120は、型締装置フレーム910に対し型開閉方向に移動自在に配置される。型締装置フレーム910上には、可動プラテン120を案内するガイド101が敷設される。可動プラテン120における固定プラテン110との対向面に可動金型820が取付けられる。
【0020】
移動機構102は、固定プラテン110に対し可動プラテン120を進退させることにより、金型装置800の型閉、昇圧、型締、脱圧、および型開を行う。移動機構102は、固定プラテン110と間隔をおいて配置されるトグルサポート130と、固定プラテン110とトグルサポート130を連結するタイバー140と、トグルサポート130に対して可動プラテン120を型開閉方向に移動させるトグル機構150と、トグル機構150を作動させる型締モータ160と、型締モータ160の回転運動を直線運動に変換する運動変換機構170と、固定プラテン110とトグルサポート130の間隔を調整する型厚調整機構180と、を有する。
【0021】
トグルサポート130は、固定プラテン110と間隔をおいて配設され、型締装置フレーム910上に型開閉方向に移動自在に載置される。尚、トグルサポート130は、型締装置フレーム910上に敷設されるガイドに沿って移動自在に配置されてもよい。トグルサポート130のガイドは、可動プラテン120のガイド101と共通のものでもよい。
【0022】
尚、本実施形態では、固定プラテン110が型締装置フレーム910に対し固定され、トグルサポート130が型締装置フレーム910に対し型開閉方向に移動自在に配置されるが、トグルサポート130が型締装置フレーム910に対し固定され、固定プラテン110が型締装置フレーム910に対し型開閉方向に移動自在に配置されてもよい。
【0023】
タイバー140は、固定プラテン110とトグルサポート130とを型開閉方向に間隔Lをおいて連結する。タイバー140は、複数本(例えば4本)用いられてよい。複数本のタイバー140は、型開閉方向に平行に配置され、型締力に応じて伸びる。少なくとも1本のタイバー140には、タイバー140の歪を検出するタイバー歪検出器141が設けられてよい。タイバー歪検出器141は、その検出結果を示す信号を制御装置700に送る。タイバー歪検出器141の検出結果は、型締力の検出などに用いられる。
【0024】
尚、本実施形態では、型締力を検出する型締力検出器として、タイバー歪検出器141が用いられるが、本発明はこれに限定されない。型締力検出器は、歪ゲージ式に限定されず、圧電式、容量式、油圧式、電磁式などでもよく、その取付け位置もタイバー140に限定されない。
【0025】
トグル機構150は、可動プラテン120とトグルサポート130との間に配置され、トグルサポート130に対し可動プラテン120を型開閉方向に移動させる。トグル機構150は、型開閉方向に移動するクロスヘッド151と、クロスヘッド151の移動によって屈伸する一対のリンク群と、を有する。一対のリンク群は、それぞれ、ピンなどで屈伸自在に連結される第1リンク152と第2リンク153とを有する。第1リンク152は可動プラテン120に対しピンなどで揺動自在に取付けられる。第2リンク153はトグルサポート130に対しピンなどで揺動自在に取付けられる。第2リンク153は、第3リンク154を介してクロスヘッド151に取付けられる。トグルサポート130に対しクロスヘッド151を進退させると、第1リンク152と第2リンク153とが屈伸し、トグルサポート130に対し可動プラテン120が進退する。
【0026】
尚、トグル機構150の構成は、
図1および
図2に示す構成に限定されない。例えば
図1および
図2では、各リンク群の節点の数が5つであるが、4つでもよく、第3リンク154の一端部が、第1リンク152と第2リンク153との節点に結合されてもよい。
【0027】
型締モータ160は、トグルサポート130に取付けられており、トグル機構150を作動させる。型締モータ160は、トグルサポート130に対しクロスヘッド151を進退させることにより、第1リンク152と第2リンク153とを屈伸させ、トグルサポート130に対し可動プラテン120を進退させる。型締モータ160は、運動変換機構170に直結されるが、ベルトやプーリなどを介して運動変換機構170に連結されてもよい。
【0028】
運動変換機構170は、型締モータ160の回転運動をクロスヘッド151の直線運動に変換する。運動変換機構170は、ねじ軸と、ねじ軸に螺合するねじナットとを含む。ねじ軸と、ねじナットとの間には、ボールまたはローラが介在してよい。
【0029】
型締装置100は、制御装置700による制御下で、型閉工程、昇圧工程、型締工程、脱圧工程、および型開工程などを行う。
【0030】
型閉工程では、型締モータ160を駆動してクロスヘッド151を設定移動速度で型閉完了位置まで前進させることにより、可動プラテン120を前進させ、可動金型820を固定金型810にタッチさせる。クロスヘッド151の位置や移動速度は、例えば型締モータエンコーダ161などを用いて検出する。型締モータエンコーダ161は、型締モータ160の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置700に送る。
【0031】
尚、クロスヘッド151の位置を検出するクロスヘッド位置検出器、およびクロスヘッド151の移動速度を検出するクロスヘッド移動速度検出器は、型締モータエンコーダ161に限定されず、一般的なものを使用できる。また、可動プラテン120の位置を検出する可動プラテン位置検出器、および可動プラテン120の移動速度を検出する可動プラテン移動速度検出器は、型締モータエンコーダ161に限定されず、一般的なものを使用できる。
【0032】
昇圧工程では、型締モータ160をさらに駆動してクロスヘッド151を型閉完了位置から型締位置までさらに前進させることで型締力を生じさせる。
【0033】
型締工程では、型締モータ160を駆動して、クロスヘッド151の位置を型締位置に維持する。型締工程では、昇圧工程で発生させた型締力が維持される。型締工程では、可動金型820と固定金型810との間にキャビティ空間801(
図2参照)が形成され、射出装置300がキャビティ空間801に液状の成形材料を充填する。充填された成形材料が固化されることで、成形品が得られる。
【0034】
キャビティ空間801の数は、1つでもよいし、複数でもよい。後者の場合、複数の成形品が同時に得られる。キャビティ空間801の一部にインサート材が配置され、キャビティ空間801の他の一部に成形材料が充填されてもよい。インサート材と成形材料とが一体化した成形品が得られる。
【0035】
脱圧工程では、型締モータ160を駆動してクロスヘッド151を型締位置から型開開始位置まで後退させることにより、可動プラテン120を後退させ、型締力を減少させる。型開開始位置と、型閉完了位置とは、同じ位置であってよい。
【0036】
型開工程では、型締モータ160を駆動してクロスヘッド151を設定移動速度で型開開始位置から型開完了位置まで後退させることにより、可動プラテン120を後退させ、可動金型820を固定金型810から離間させる。その後、エジェクタ装置200が可動金型820から成形品を突き出す。
【0037】
型閉工程、昇圧工程および型締工程における設定条件は、一連の設定条件として、まとめて設定される。例えば、型閉工程および昇圧工程におけるクロスヘッド151の移動速度や位置(型閉開始位置、移動速度切換位置、型閉完了位置、および型締位置を含む)、型締力は、一連の設定条件として、まとめて設定される。型閉開始位置、移動速度切換位置、型閉完了位置、および型締位置は、後側から前方に向けてこの順で並び、移動速度が設定される区間の始点や終点を表す。区間毎に、移動速度が設定される。移動速度切換位置は、1つでもよいし、複数でもよい。移動速度切換位置は、設定されなくてもよい。型締位置と型締力とは、いずれか一方のみが設定されてもよい。
【0038】
脱圧工程および型開工程における設定条件も同様に設定される。例えば、脱圧工程および型開工程におけるクロスヘッド151の移動速度や位置(型開開始位置、移動速度切換位置、および型開完了位置)は、一連の設定条件として、まとめて設定される。型開開始位置、移動速度切換位置、および型開完了位置は、前側から後方に向けて、この順で並び、移動速度が設定される区間の始点や終点を表す。区間毎に、移動速度が設定される。移動速度切換位置は、1つでもよいし、複数でもよい。移動速度切換位置は、設定されなくてもよい。型開開始位置と型閉完了位置とは同じ位置であってよい。また、型開完了位置と型閉開始位置とは同じ位置であってよい。
【0039】
尚、クロスヘッド151の移動速度や位置などの代わりに、可動プラテン120の移動速度や位置などが設定されてもよい。また、クロスヘッドの位置(例えば型締位置)や可動プラテンの位置の代わりに、型締力が設定されてもよい。
【0040】
ところで、トグル機構150は、型締モータ160の駆動力を増幅して可動プラテン120に伝える。その増幅倍率は、トグル倍率とも呼ばれる。トグル倍率は、第1リンク152と第2リンク153とのなす角θ(以下、「リンク角度θ」とも呼ぶ)に応じて変化する。リンク角度θは、クロスヘッド151の位置から求められる。リンク角度θが180°のとき、トグル倍率が最大になる。
【0041】
金型装置800の交換や金型装置800の温度変化などにより金型装置800の厚さが変化した場合、型締時に所定の型締力が得られるように、型厚調整が行われる。型厚調整では、例えば可動金型820が固定金型810にタッチする型タッチの時点でトグル機構150のリンク角度θが所定の角度になるように、固定プラテン110とトグルサポート130との間隔Lを調整する。
【0042】
型締装置100は、型厚調整機構180を有する。型厚調整機構180は、固定プラテン110とトグルサポート130との間隔Lを調整することで、型厚調整を行う。なお、型厚調整のタイミングは、例えば成形サイクル終了から次の成形サイクル開始までの間に行われる。型厚調整機構180は、例えば、タイバー140の後端部に形成されるねじ軸181と、トグルサポート130に回転自在に且つ進退不能に保持されるねじナット182と、ねじ軸181に螺合するねじナット182を回転させる型厚調整モータ183とを有する。
【0043】
ねじ軸181およびねじナット182は、タイバー140ごとに設けられる。型厚調整モータ183の回転駆動力は、回転駆動力伝達部185を介して複数のねじナット182に伝達されてよい。複数のねじナット182を同期して回転できる。尚、回転駆動力伝達部185の伝達経路を変更することで、複数のねじナット182を個別に回転することも可能である。
【0044】
回転駆動力伝達部185は、例えば歯車などで構成される。この場合、各ねじナット182の外周に従動歯車が形成され、型厚調整モータ183の出力軸には駆動歯車が取付けられ、複数の従動歯車および駆動歯車と噛み合う中間歯車がトグルサポート130の中央部に回転自在に保持される。尚、回転駆動力伝達部185は、歯車の代わりに、ベルトやプーリなどで構成されてもよい。
【0045】
型厚調整機構180の動作は、制御装置700によって制御される。制御装置700は、型厚調整モータ183を駆動して、ねじナット182を回転させる。その結果、トグルサポート130のタイバー140に対する位置が調整され、固定プラテン110とトグルサポート130との間隔Lが調整される。尚、複数の型厚調整機構が組み合わせて用いられてもよい。
【0046】
間隔Lは、型厚調整モータエンコーダ184を用いて検出する。型厚調整モータエンコーダ184は、型厚調整モータ183の回転量や回転方向を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置700に送る。型厚調整モータエンコーダ184の検出結果は、トグルサポート130の位置や間隔Lの監視や制御に用いられる。尚、トグルサポート130の位置を検出するトグルサポート位置検出器、および間隔Lを検出する間隔検出器は、型厚調整モータエンコーダ184に限定されず、一般的なものを使用できる。
【0047】
型締装置100は、金型装置800の温度を調節する金型温調器を有してもよい。金型装置800は、その内部に、温調媒体の流路を有する。金型温調器は、金型装置800の流路に供給する温調媒体の温度を調節することで、金型装置800の温度を調節する。
【0048】
尚、本実施形態の型締装置100は、型開閉方向が水平方向である横型であるが、型開閉方向が上下方向である竪型でもよい。
【0049】
尚、本実施形態の型締装置100は、駆動部として、型締モータ160を有するが、型締モータ160の代わりに、油圧シリンダを有してもよい。また、型締装置100は、型開閉用にリニアモータを有し、型締用に電磁石を有してもよい。
【0050】
(エジェクタ装置)
エジェクタ装置200の説明では、型締装置100の説明と同様に、型閉時の可動プラテン120の移動方向(例えばX軸正方向)を前方とし、型開時の可動プラテン120の移動方向(例えばX軸負方向)を後方として説明する。
【0051】
エジェクタ装置200は、可動プラテン120に取付けられ、可動プラテン120と共に進退する。エジェクタ装置200は、金型装置800から成形品を突き出すエジェクタロッド210と、エジェクタロッド210を可動プラテン120の移動方向(X軸方向)に移動させる駆動機構220とを有する。
【0052】
エジェクタロッド210は、可動プラテン120の貫通穴に進退自在に配置される。エジェクタロッド210の前端部は、可動金型820のエジェクタプレート826と接触する。エジェクタロッド210の前端部は、エジェクタプレート826と連結されていても、連結されていなくてもよい。
【0053】
駆動機構220は、例えば、エジェクタモータと、エジェクタモータの回転運動をエジェクタロッド210の直線運動に変換する運動変換機構とを有する。運動変換機構は、ねじ軸と、ねじ軸に螺合するねじナットとを含む。ねじ軸と、ねじナットとの間には、ボールまたはローラが介在してよい。
【0054】
エジェクタ装置200は、制御装置700による制御下で、突き出し工程を行う。突き出し工程では、エジェクタロッド210を設定移動速度で待機位置から突き出し位置まで前進させることにより、エジェクタプレート826を前進させ、成形品を突き出す。その後、エジェクタモータを駆動してエジェクタロッド210を設定移動速度で後退させ、エジェクタプレート826を元の待機位置まで後退させる。
【0055】
エジェクタロッド210の位置や移動速度は、例えばエジェクタモータエンコーダを用いて検出する。エジェクタモータエンコーダは、エジェクタモータの回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置700に送る。尚、エジェクタロッド210の位置を検出するエジェクタロッド位置検出器、およびエジェクタロッド210の移動速度を検出するエジェクタロッド移動速度検出器は、エジェクタモータエンコーダに限定されず、一般的なものを使用できる。
【0056】
(射出装置)
射出装置300の説明では、型締装置100の説明やエジェクタ装置200の説明とは異なり、充填時のスクリュ330の移動方向(例えばX軸負方向)を前方とし、計量時のスクリュ330の移動方向(例えばX軸正方向)を後方として説明する。
【0057】
射出装置300はスライドベース301に設置され、スライドベース301は射出装置フレーム920に対し進退自在に配置される。射出装置300は、金型装置800に対し進退自在に配置される。射出装置300は、金型装置800にタッチし、金型装置800内のキャビティ空間801に成形材料を充填する。射出装置300は、例えば、成形材料を加熱するシリンダ310と、シリンダ310の前端部に設けられるノズル320と、シリンダ310内に進退自在に且つ回転自在に配置されるスクリュ330と、スクリュ330を回転させる計量モータ340と、スクリュ330を進退させる射出モータ350と、射出モータ350とスクリュ330の間で伝達される荷重を検出する荷重検出器360と、を有する。
【0058】
シリンダ310は、供給口311から内部に供給された成形材料を加熱する。成形材料は、例えば樹脂などを含む。成形材料は、例えばペレット状に形成され、固体の状態で供給口311に供給される。供給口311はシリンダ310の後部に形成される。シリンダ310の後部の外周には、水冷シリンダなどの冷却器312が設けられる。冷却器312よりも前方において、シリンダ310の外周には、バンドヒータなどの第1加熱器313と第1温度検出器314とが設けられる。
【0059】
シリンダ310は、シリンダ310の軸方向(例えばX軸方向)に複数のゾーンに区分される。複数のゾーンのそれぞれに第1加熱器313と第1温度検出器314とが設けられる。複数のゾーンのそれぞれに設定温度が設定され、第1温度検出器314の検出温度が設定温度になるように、制御装置700が第1加熱器313を制御する。
【0060】
ノズル320は、シリンダ310の前端部に設けられ、金型装置800に対し押し付けられる。ノズル320の外周には、第2加熱器323と第2温度検出器324とが設けられる。ノズル320の検出温度が設定温度になるように、制御装置700が第2加熱器323を制御する。
【0061】
スクリュ330は、シリンダ310内に回転自在に且つ進退自在に配置される。スクリュ330を回転させると、スクリュ330の螺旋状の溝に沿って成形材料が前方に送られる。成形材料は、前方に送られながら、シリンダ310からの熱によって徐々に溶融される。液状の成形材料がスクリュ330の前方に送られシリンダ310の前部に蓄積されるにつれ、スクリュ330が後退させられる。その後、スクリュ330を前進させると、スクリュ330前方に蓄積された液状の成形材料がノズル320から射出され、金型装置800内に充填される。
【0062】
スクリュ330の前部には、スクリュ330を前方に押すときにスクリュ330の前方から後方に向かう成形材料の逆流を防止する逆流防止弁として、逆流防止リング331が進退自在に取付けられる。
【0063】
逆流防止リング331は、スクリュ330を前進させるときに、スクリュ330前方の成形材料の圧力によって後方に押され、成形材料の流路を塞ぐ閉塞位置(
図2参照)までスクリュ330に対し相対的に後退する。これにより、スクリュ330前方に蓄積された成形材料が後方に逆流するのを防止する。
【0064】
一方、逆流防止リング331は、スクリュ330を回転させるときに、スクリュ330の螺旋状の溝に沿って前方に送られる成形材料の圧力によって前方に押され、成形材料の流路を開放する開放位置(
図1参照)までスクリュ330に対し相対的に前進する。これにより、スクリュ330の前方に成形材料が送られる。
【0065】
逆流防止リング331は、スクリュ330と共に回転する共回りタイプと、スクリュ330と共に回転しない非共回りタイプのいずれでもよい。
【0066】
尚、射出装置300は、スクリュ330に対し逆流防止リング331を開放位置と閉塞位置との間で進退させる駆動源を有していてもよい。
【0067】
計量モータ340は、スクリュ330を回転させる。スクリュ330を回転させる駆動源は、計量モータ340には限定されず、例えば油圧ポンプなどでもよい。
【0068】
射出モータ350は、スクリュ330を進退させる。射出モータ350とスクリュ330との間には、射出モータ350の回転運動をスクリュ330の直線運動に変換する運動変換機構などが設けられる。運動変換機構は、例えばねじ軸と、ねじ軸に螺合するねじナットとを有する。ねじ軸とねじナットの間には、ボールやローラなどが設けられてよい。スクリュ330を進退させる駆動源は、射出モータ350には限定されず、例えば油圧シリンダなどでもよい。
【0069】
荷重検出器360は、射出モータ350とスクリュ330との間で伝達される荷重を検出する。検出した荷重は、制御装置700で圧力に換算される。荷重検出器360は、射出モータ350とスクリュ330との間の荷重の伝達経路に設けられ、荷重検出器360に作用する荷重を検出する。
【0070】
荷重検出器360は、検出した荷重の信号を制御装置700に送る。荷重検出器360によって検出される荷重は、スクリュ330と成形材料との間で作用する圧力に換算され、スクリュ330が成形材料から受ける圧力、スクリュ330に対する背圧、スクリュ330から成形材料に作用する圧力などの制御や監視に用いられる。
【0071】
尚、成形材料の圧力を検出する圧力検出器は、荷重検出器360に限定されず、一般的なものを使用できる。例えば、ノズル圧センサ、又は型内圧センサが用いられてもよい。ノズル圧センサは、ノズル320に設置される。型内圧センサは、金型装置800の内部に設置される。
【0072】
射出装置300は、制御装置700による制御下で、計量工程、充填工程および保圧工程などを行う。充填工程と保圧工程とをまとめて射出工程と呼んでもよい。
【0073】
計量工程では、計量モータ340を駆動してスクリュ330を設定回転速度で回転させ、スクリュ330の螺旋状の溝に沿って成形材料を前方に送る。これに伴い、成形材料が徐々に溶融される。液状の成形材料がスクリュ330の前方に送られシリンダ310の前部に蓄積されるにつれ、スクリュ330が後退させられる。スクリュ330の回転速度は、例えば計量モータエンコーダ341を用いて検出する。計量モータエンコーダ341は、計量モータ340の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置700に送る。尚、スクリュ330の回転速度を検出するスクリュ回転速度検出器は、計量モータエンコーダ341に限定されず、一般的なものを使用できる。
【0074】
計量工程では、スクリュ330の急激な後退を制限すべく、射出モータ350を駆動してスクリュ330に対して設定背圧を加えてよい。スクリュ330に対する背圧は、例えば荷重検出器360を用いて検出する。スクリュ330が計量完了位置まで後退し、スクリュ330の前方に所定量の成形材料が蓄積されると、計量工程が完了する。
【0075】
計量工程におけるスクリュ330の位置および回転速度は、一連の設定条件として、まとめて設定される。例えば、計量開始位置、回転速度切換位置および計量完了位置が設定される。これらの位置は、前側から後方に向けてこの順で並び、回転速度が設定される区間の始点や終点を表す。区間毎に、回転速度が設定される。回転速度切換位置は、1つでもよいし、複数でもよい。回転速度切換位置は、設定されなくてもよい。また、区間毎に背圧が設定される。
【0076】
充填工程では、射出モータ350を駆動してスクリュ330を設定移動速度で前進させ、スクリュ330の前方に蓄積された液状の成形材料を金型装置800内のキャビティ空間801に充填させる。スクリュ330の位置や移動速度は、例えば射出モータエンコーダ351を用いて検出する。射出モータエンコーダ351は、射出モータ350の回転を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置700に送る。スクリュ330の位置が設定位置に達すると、充填工程から保圧工程への切換(所謂、V/P切換)が行われる。V/P切換が行われる位置をV/P切換位置とも呼ぶ。スクリュ330の設定移動速度は、スクリュ330の位置や時間などに応じて変更されてもよい。
【0077】
充填工程におけるスクリュ330の位置および移動速度は、一連の設定条件として、まとめて設定される。例えば、充填開始位置(「射出開始位置」とも呼ぶ。)、移動速度切換位置およびV/P切換位置が設定される。これらの位置は、後側から前方に向けてこの順で並び、移動速度が設定される区間の始点や終点を表す。区間毎に、移動速度が設定される。移動速度切換位置は、1つでもよいし、複数でもよい。移動速度切換位置は、設定されなくてもよい。
【0078】
スクリュ330の移動速度が設定される区間毎に、スクリュ330の圧力の上限値が設定される。スクリュ330の圧力は、荷重検出器360によって検出される。スクリュ330の圧力が設定圧力以下である場合、スクリュ330は設定移動速度で前進される。一方、スクリュ330の圧力が設定圧力を超える場合、金型保護を目的として、スクリュ330の圧力が設定圧力以下となるように、スクリュ330は設定移動速度よりも遅い移動速度で前進される。
【0079】
尚、充填工程においてスクリュ330の位置がV/P切換位置に達した後、V/P切換位置にスクリュ330を一時停止させ、その後にV/P切換が行われてもよい。V/P切換の直前において、スクリュ330の停止の代わりに、スクリュ330の微速前進または微速後退が行われてもよい。また、スクリュ330の位置を検出するスクリュ位置検出器、およびスクリュ330の移動速度を検出するスクリュ移動速度検出器は、射出モータエンコーダ351に限定されず、一般的なものを使用できる。
【0080】
保圧工程では、射出モータ350を駆動してスクリュ330を前方に押し、スクリュ330の前端部における成形材料の圧力(以下、「保持圧力」とも呼ぶ。)を設定圧に保ち、シリンダ310内に残る成形材料を金型装置800に向けて押す。金型装置800内での冷却収縮による不足分の成形材料を補充できる。保持圧力は、例えば荷重検出器360を用いて検出する。保持圧力の設定値は、保圧工程の開始からの経過時間などに応じて変更されてもよい。保圧工程における保持圧力および保持圧力を保持する保持時間は、それぞれ複数設定されてよく、一連の設定条件として、まとめて設定されてよい。
【0081】
保圧工程では金型装置800内のキャビティ空間801の成形材料が徐々に冷却され、保圧工程完了時にはキャビティ空間801の入口が固化した成形材料で塞がれる。この状態はゲートシールと呼ばれ、キャビティ空間801からの成形材料の逆流が防止される。保圧工程後、冷却工程が開始される。冷却工程では、キャビティ空間801内の成形材料の固化が行われる。成形サイクル時間の短縮を目的として、冷却工程中に計量工程が行われてよい。
【0082】
尚、本実施形態の射出装置300は、インライン・スクリュ方式であるが、プリプラ方式などでもよい。プリプラ方式の射出装置は、可塑化シリンダ内で溶融された成形材料を射出シリンダに供給し、射出シリンダから金型装置内に成形材料を射出する。可塑化シリンダ内には、スクリュが回転自在に且つ進退不能に配置され、またはスクリュが回転自在に且つ進退自在に配置される。一方、射出シリンダ内には、プランジャが進退自在に配置される。
【0083】
また、本実施形態の射出装置300は、シリンダ310の軸方向が水平方向である横型であるが、シリンダ310の軸方向が上下方向である竪型であってもよい。竪型の射出装置300と組み合わされる型締装置は、竪型でも横型でもよい。同様に、横型の射出装置300と組み合わされる型締装置は、横型でも竪型でもよい。
【0084】
(移動装置)
移動装置400の説明では、射出装置300の説明と同様に、充填時のスクリュ330の移動方向(例えばX軸負方向)を前方とし、計量時のスクリュ330の移動方向(例えばX軸正方向)を後方として説明する。
【0085】
移動装置400は、金型装置800に対し射出装置300を進退させる。また、移動装置400は、金型装置800に対しノズル320を押し付け、ノズルタッチ圧力を生じさせる。移動装置400は、液圧ポンプ410、駆動源としてのモータ420、液圧アクチュエータとしての液圧シリンダ430などを含む。
【0086】
液圧ポンプ410は、第1ポート411と、第2ポート412とを有する。液圧ポンプ410は、両方向回転可能なポンプであり、モータ420の回転方向を切換えることにより、第1ポート411および第2ポート412のいずれか一方から作動液(例えば油)を吸入し他方から吐出して液圧を発生させる。尚、液圧ポンプ410はタンクから作動液を吸引して第1ポート411および第2ポート412のいずれか一方から作動液を吐出することもできる。
【0087】
モータ420は、液圧ポンプ410を作動させる。モータ420は、制御装置700からの制御信号に応じた回転方向および回転トルクで液圧ポンプ410を駆動する。モータ420は、電動モータであってよく、電動サーボモータであってよい。
【0088】
液圧シリンダ430は、シリンダ本体431、ピストン432、およびピストンロッド433を有する。シリンダ本体431は、射出装置300に対して固定される。ピストン432は、シリンダ本体431の内部を、第1室としての前室435と、第2室としての後室436とに区画する。ピストンロッド433は、固定プラテン110に対して固定される。
【0089】
液圧シリンダ430の前室435は、第1流路401を介して、液圧ポンプ410の第1ポート411と接続される。第1ポート411から吐出された作動液が第1流路401を介して前室435に供給されることで、射出装置300が前方に押される。射出装置300が前進され、ノズル320が固定金型810に押し付けられる。前室435は、液圧ポンプ410から供給される作動液の圧力によってノズル320のノズルタッチ圧力を生じさせる圧力室として機能する。
【0090】
一方、液圧シリンダ430の後室436は、第2流路402を介して液圧ポンプ410の第2ポート412と接続される。第2ポート412から吐出された作動液が第2流路402を介して液圧シリンダ430の後室436に供給されることで、射出装置300が後方に押される。射出装置300が後退され、ノズル320が固定金型810から離間される。
【0091】
尚、本実施形態では移動装置400は液圧シリンダ430を含むが、本発明はこれに限定されない。例えば、液圧シリンダ430の代わりに、電動モータと、その電動モータの回転運動を射出装置300の直線運動に変換する運動変換機構とが用いられてもよい。
【0092】
(制御装置)
制御装置700は、例えばコンピュータで構成され、
図1~
図2に示すようにCPU(Central Processing Unit)701と、メモリなどの記憶媒体702と、入力インターフェース703と、出力インターフェース704とを有する。制御装置700は、記憶媒体702に記憶されたプログラムをCPU701に実行させることにより、各種の制御を行う。また、制御装置700は、入力インターフェース703で外部からの信号を受信し、出力インターフェース704で外部に信号を送信する。
【0093】
制御装置700は、計量工程、型閉工程、昇圧工程、型締工程、充填工程、保圧工程、冷却工程、脱圧工程、型開工程、および突き出し工程などを繰り返し行うことにより、成形品を繰り返し製造する。成形品を得るための一連の動作、例えば計量工程の開始から次の計量工程の開始までの動作を「ショット」または「成形サイクル」とも呼ぶ。また、1回のショットに要する時間を「成形サイクル時間」または「サイクル時間」とも呼ぶ。
【0094】
一回の成形サイクルは、例えば、計量工程、型閉工程、昇圧工程、型締工程、充填工程、保圧工程、冷却工程、脱圧工程、型開工程、および突き出し工程をこの順で有する。ここでの順番は、各工程の開始の順番である。充填工程、保圧工程、および冷却工程は、型締工程の間に行われる。型締工程の開始は充填工程の開始と一致してもよい。脱圧工程の完了は型開工程の開始と一致する。
【0095】
尚、成形サイクル時間の短縮を目的として、同時に複数の工程を行ってもよい。例えば、計量工程は、前回の成形サイクルの冷却工程中に行われてもよく、型締工程の間に行われてよい。この場合、型閉工程が成形サイクルの最初に行われることとしてもよい。また、充填工程は、型閉工程中に開始されてもよい。また、突き出し工程は、型開工程中に開始されてもよい。ノズル320の流路を開閉する開閉弁が設けられる場合、型開工程は、計量工程中に開始されてもよい。計量工程中に型開工程が開始されても、開閉弁がノズル320の流路を閉じていれば、ノズル320から成形材料が漏れないためである。
【0096】
尚、一回の成形サイクルは、計量工程、型閉工程、昇圧工程、型締工程、充填工程、保圧工程、冷却工程、脱圧工程、型開工程、および突き出し工程以外の工程を有してもよい。
【0097】
例えば、保圧工程の完了後、計量工程の開始前に、スクリュ330を予め設定された計量開始位置まで後退させる計量前サックバック工程が行われてもよい。計量工程の開始前にスクリュ330の前方に蓄積された成形材料の圧力を削減でき、計量工程の開始時のスクリュ330の急激な後退を防止できる。
【0098】
また、計量工程の完了後、充填工程の開始前に、スクリュ330を予め設定された充填開始位置(「射出開始位置」とも呼ぶ。)まで後退させる計量後サックバック工程が行われてもよい。充填工程の開始前にスクリュ330の前方に蓄積された成形材料の圧力を削減でき、充填工程の開始前のノズル320からの成形材料の漏出を防止できる。
【0099】
制御装置700は、ユーザによる入力操作を受け付ける操作装置750や画面を表示する表示装置760と接続されている。操作装置750および表示装置760は、例えばタッチパネル770で構成され、一体化されてよい。表示装置760としてのタッチパネル770は、制御装置700による制御下で、画面を表示する。タッチパネル770の画面には、例えば、射出成形機10の設定、現在の射出成形機10の状態等の情報が表示されてもよい。また、タッチパネル770の画面には、例えば、ユーザによる入力操作を受け付けるボタン、入力欄等の操作部が表示されてもよい。操作装置750としてのタッチパネル770は、ユーザによる画面上の入力操作を検出し、入力操作に応じた信号を制御装置700に出力する。これにより、例えば、ユーザは、画面に表示される情報を確認しながら、画面に設けられた操作部を操作して、射出成形機10の設定(設定値の入力を含む)等を行うことができる。また、ユーザが画面に設けられた操作部を操作することにより、操作部に対応する射出成形機10の動作を行わせることができる。なお、射出成形機10の動作は、例えば、型締装置100、エジェクタ装置200、射出装置300、移動装置400等の動作(停止も含む)であってもよい。また、射出成形機10の動作は、表示装置760としてのタッチパネル770に表示される画面の切り替え等であってもよい。
【0100】
尚、本実施形態の操作装置750および表示装置760は、タッチパネル770として一体化されているものとして説明したが、独立に設けられてもよい。また、操作装置750は、複数設けられてもよい。操作装置750および表示装置760は、型締装置100(より詳細には固定プラテン110)の操作側(Y軸負方向)に配置される。
【0101】
(制御装置の詳細)
次に、
図3を参照して、制御装置700の構成要素の一例について説明する。なお、
図3に図示される各機能ブロックは概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。各機能ブロックの全部または一部を、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することが可能である。各機能ブロックにて行われる各処理機能は、その全部または任意の一部が、CPUにて実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現されうる。
【0102】
図3に示すように、制御装置700は、例えば、型締制御部711と、エジェクタ制御部712と、射出制御部713と、計量制御部714と、表示制御部715と、を有する。型締制御部711は、型締装置100を制御し、
図4に示す型閉工程、昇圧工程、型締工程、脱圧工程、及び型開工程を実施する。エジェクタ制御部712は、エジェクタ装置200を制御し、突き出し工程を実施する。
【0103】
射出制御部713は、射出装置300の射出駆動源を制御し、射出工程を実施する。射出駆動源は、本実施形態では射出モータ350であるが、油圧シリンダなどであってもよい。射出工程は、
図4に示すように型締工程中に行われる。射出制御部713は、射出部材の動作を制御する。射出部材は、シリンダ310の内部に設けられ、シリンダ310から金型装置800に成形材料を射出する。射出部材は、本実施形態ではスクリュ330であるが、プランジャであってもよい。
【0104】
射出制御部713は、スクリュ330の移動速度の実績値を監視する。スクリュ330の移動速度は、速度検出器を用いて検出する。速度検出器は、例えば射出モータエンコーダ351である。また、射出制御部713は、スクリュ330から成形材料に作用する圧力の実績値を監視する。圧力は、荷重検出器360などの圧力検出器を用いて検出する。圧力検出器として、ノズル圧センサ、又は型内圧センサが用いられてもよい。射出工程は、
図4に示すように充填工程と停止工程と保圧工程をこの順番で含む。
【0105】
充填工程は、スクリュ330を前方に移動させることで、スクリュ330の前方に蓄積された液状の成形材料を金型装置800の内部に充填させる工程である。充填工程は、例えば、シリンダ310の内部に設けられるスクリュ330の移動速度の実績値が設定値になるように射出モータ350を制御する工程である。充填工程では、スクリュ330が前進することで、スクリュ330から成形材料に作用する圧力の実績値が上昇する。
【0106】
停止工程は、スクリュ330の移動を停止させる工程である。停止工程の時間は、予め設定される。停止工程において、成形材料は残圧によって金型装置800の内部に流れ込む。残圧を利用することで、圧力の過剰な上昇を抑制でき、バリなどの成形不良を抑制できる。また、型締力の低減が可能である。停止工程の開始からの経過時間が予め設定された時間に達すると、停止工程から保圧工程への切り換えが行われる。
【0107】
保圧工程は、スクリュ330を前方に押すことで、金型装置800内での冷却収縮による不足分の成形材料を補充する工程である。保圧工程は、例えば、スクリュ330から成形材料に作用する圧力の実績値が設定値になるように射出モータ350を制御する工程である。
【0108】
計量制御部714は、射出装置300の計量駆動源を制御し、計量工程を実施する。計量駆動源は、本実施形態では計量モータ340であるが、油圧ポンプなどであってもよい。計量工程は、成形サイクル時間を短縮すべく、好ましくは
図4に示すように冷却工程中に行われる。冷却工程は、保圧工程の完了後に開始される。冷却工程では、キャビティ空間801内の成形材料の固化が行われる。
【0109】
表示制御部715は、表示装置760を制御する。表示制御部715は、操作装置750における入力操作に応じて、表示装置760に表示する画面を切り換える。例えば、表示制御部715は、
図5に示す設定画面761を表示装置760に表示する。また、表示制御部715は、詳しくは後述するが、
図7~
図11に示すガイダンス画面1000を表示装置760に表示する。
【0110】
次に、
図5を参照して、射出工程の設定画面761の一例について説明する。設定画面761は、射出工程の条件を入力する入力部762~769を有する。ユーザは、設定画面761を見ながら操作装置750を操作することで、入力部762~769に条件を入力する。入力部762~769は、入力部762~769に入力された条件を、数字、文字、又は記号で表示する。記号は、図記号を含む。
【0111】
先ず、充填工程の設定欄に関して説明する。入力部762、763、764には、充填工程の条件が入力される。入力部762には、スクリュ330の位置の設定値L1~L5が入力される。位置は、例えばスクリュ330の機械的な前進限位置からの距離で表す。入力部763には、スクリュ330の移動速度の設定値V1~V5が入力される。入力部764には、スクリュ330から成形材料に作用する圧力の設定値P0が入力される。
【0112】
射出制御部713は、充填工程において、スクリュ330の位置の実績値が設定値(例えばL1)に到達するまで、スクリュ330の移動速度の実績値が設定値(例えばV1)になるように射出モータ350をフィードバック制御する。また、射出制御部713は、スクリュ330から成形材料に作用する圧力の実績値が設定値(例えばP0)を超えないように、移動速度の設定値等を補正してもよい。
【0113】
充填工程において位置と移動速度の組み合わせが最大で例えば5段階で入力できるように、例えば縦に並ぶ2つの入力部762、763の組が横に5つ並ぶ。4つの入力部762には、移動速度切換位置の設定値L1~L4が入力される。残り1つの入力部762には、V/P切換位置の設定値L5が入力される。5つの入力部763には、移動速度の設定値V1~V5が入力される。なお、入力部762、763の組の数は、5組には限定されない。
【0114】
入力部762、763の組の数が5組である場合に、5組全ての入力部762、763が使用されなくてもよい。使用されない入力部762、763には、使用されないことを表す文字、例えば「切」が入力される。なお、使用されないことは、文字ではなく、記号又は空白で表してもよい。
【0115】
充填工程の開始から充填工程の終了まで、スクリュ330の移動速度が切り換えられなくてもよく、スクリュ330の移動速度が一定であってもよい。その場合、V/P切換位置の設定値L5と、V/P切換位置までの移動速度の設定値V5の組み合わせのみが入力されればよい。スクリュ330の位置の実績値がV/P切換位置の設定値L5に達すると、射出制御部713は充填工程から停止工程に切り換える。
【0116】
次に、停止工程の設定欄に関して説明する前に、保圧工程の設定欄に関して説明する。入力部765、766、767には、保圧工程の条件が入力される。入力部765には、スクリュ330から成形材料に作用する圧力を保持する保持時間の設定値T1~T4が入力される。入力部766には、スクリュ330から成形材料に作用する圧力の設定値P1~P4が入力される。入力部767には、スクリュ330の移動速度の設定値V0が入力される。
【0117】
射出制御部713は、保圧工程において、保持時間の実績値が設定値(例えばT1)になるまで、圧力の実績値が設定値(例えばP1)になるように射出モータ350をフィードバック制御する。また、射出制御部713は、スクリュ330の移動速度(前進速度または後退速度)が設定値(例えばV0)を超えないように、圧力の設定値等を補正してもよい。なお、前進速度の設定値が入力される入力部767と、後退速度の設定値が入力される入力部767とは、別々に設けられてもよい。
【0118】
保圧工程において保持時間と圧力の組み合わせが最大で例えば4段階で条件できるように、例えば縦に並ぶ2つの入力部765、766の組が横に4つ並ぶ。なお、入力部765、766の組の数は、4組には限定されない。また、入力部765、766の組の数が4組である場合に、4組全ての入力部765、766が使用されなくてもよい。保圧工程の開始から保圧工程の終了まで、圧力が切り換えられなくてもよく、圧力が一定であってもよい。その場合、圧力の設定値と保持時間の設定値の組み合わせが1組のみ入力されればよい。
【0119】
次に、停止工程の設定欄に関して説明する。入力部768、769には、停止工程の条件が入力される。入力部768には、停止工程の時間の設定値T0が入力される。入力部769には、自動で設定したタイミングで停止工程から保圧工程に切り換えるか否かの選択が入力される。
【0120】
入力部769は、例えばプルダウンメニューで複数の候補を表示する。複数の候補は、例えば「自動」と「手動」が挙げられる。ユーザは、複数の候補から1つの候補を選択する。なお、入力部769は、プルダウンメニューではなく、切り換えスイッチであってもよい。ユーザが切り換えスイッチを押す度に、選択が変更され、表示が変更されてもよい。
【0121】
入力部769の表示が例えば「手動」である場合、射出制御部713はユーザの入力した設定値T0に従って停止工程から保圧工程に切り換える。具体的には、射出制御部713は、停止工程の開始からの経過時間の実績値が設定値T0に達すると、停止工程から保圧工程に切り換える。一方、入力部769の表示が例えば「自動」である場合、射出制御部713は、自動で設定したタイミングで停止工程から保圧工程に切り換える。
【0122】
停止工程の時間を自動で設定する方法は、一般的な方法であってよく、特に限定されない。例えば、充填工程の時間を100%に設定し、そのうちの特定の割合を停止工程の時間として設定する方法がある。充填工程の時間は、例えばタイマーで計測する。充填工程の時間は、ショットごとに計測可能である。充填工程の時間は、直近の複数のショットの平均値であってもよい。
【0123】
ところで、射出工程の条件出しのため、テスト成形が行われる。従来のテスト成形は、
図5に示す設定画面761を用いて射出工程の条件を変更しながら、繰り返し行われる。停止工程において成形材料が残圧によって金型装置800の内部に流れ込むように、充填工程の完了時の条件出しが行われる。充填工程の完了時の条件は、例えば、スクリュ330の位置(いわゆるV/P切換位置)と、スクリュ330の移動速度と、スクリュ330から成形材料に作用する圧力の上限値と、を含む。
【0124】
本実施形態では、熟練度の低いユーザであっても停止工程の効果が得られるような射出工程の条件出しを可能とすべく、表示制御部715が
図7~
図11に示すガイダンス画面1000を表示装置760に表示する。ガイダンス画面1000は、射出工程の条件出しを支援する。ガイダンス画面1000は、例えば、準備部1100と第1入力部1200と第2入力部1300と表示部1400とを有する。なお、ガイダンス画面1000は、少なくとも第1入力部1200を有すればよい。
【0125】
準備部1100と第1入力部1200と第2入力部1300と表示部1400とは、この順番で、上側から下側に並ぶことが好ましい。使用する順番をユーザが理解しやすい。ユーザは、最初に準備部1100を使用して、射出工程の条件出しの準備が完了していることを確認する。次に、ユーザは、第1入力部1200を使用して、充填工程の条件出しを行う。最後に、ユーザは、第2入力部1300を使用して、保圧工程の条件出しを行う。表示部1400は、射出工程の条件出しの結果を確認するのに使用される。
【0126】
準備部1100は、完了ボタン1102を有してもよい。完了ボタン1102が押されるまで、制御装置700は第1入力部1200及び第2入力部1300を使用した条件出しを禁止する。また、完了ボタン1102が押されるまで、制御装置700は第1入力部1200及び第2入力部1300に対する入力操作を禁止してもよい。
【0127】
制御装置700は、準備部1100の完了ボタン1102が押されたか否かを監視する。制御装置700は、完了ボタン1102が押された場合に、全自動運転が終了しているか否かを判定する。全自動運転は、成形サイクルを繰り返し自動で行う運転である。全自動運転が実施中である場合、制御装置700は警告を表示装置760に表示する。準備が完了していないことを報知できる。
【0128】
準備部1100は、表示欄1103を有してもよい。表示欄1103は、準備の進行度を表示する。その進行度は、例えば記号で表示される。
図7に示すように表示欄1103の表示が空白であることは、準備が完了していないことを表す。
図8に示すように表示欄1103の表示がレ点(チェックマーク)であることは、準備が完了したことを表す。
【0129】
第1入力部1200は、第1テスト成形における充填工程の完了時の条件が入力可能に構成される。第1入力部1200は、例えば、
図8に示すように、V/P切換位置の設定値L5と、V/P切換位置までの移動速度の設定値V5と、V/P切換位置までの圧力上限の設定値P0とが入力可能に構成される。L5、V5及びP0の少なくとも1つが更新可能である。
【0130】
図8に示すように、条件を入力可能な箇所と条件を入力不能な箇所とは、異なる態様で表示されてよく、例えば背景と文字の色を逆に表示されてよい。第1入力部1200において、充填工程の完了時以外の条件は、入力不能であってよい。但し、入力不能な条件を第1入力部1200に表示してもよい。例えば、第1入力部1200は、V/P切換位置の条件出しを支援すべく、V/P切換位置の直前の速度切換位置の設定値L4を表示してもよい。
【0131】
第1テスト成形は、第1入力部1200に入力された条件で充填工程が行われ、続いて停止工程が行われる。第1テスト成形において、停止工程の設定は「自動」の設定であってよい。第1テスト成形は、停止工程の後に、後述する条件で保圧工程が行われる。第1テスト成形において、保圧工程の条件は、停止工程の完了時における成形材料の流動先端位置を確認可能な条件である。
【0132】
第1テスト成形において保圧工程の条件は、スクリュ330から成形材料に作用する圧力が略ゼロであることを含むことが好ましい。保圧工程における圧力が略ゼロであれば、保圧工程において成形材料の流動先端位置がほとんど変わらないので、保圧工程の後でも停止工程の完了時における成形材料の流動先端位置を確認可能である。
【0133】
第1テスト成形の保圧工程における圧力は、停止工程の完了時における成形材料の流動先端位置を確認可能な範囲であればよく、完全にゼロではなくてもよい。第1テスト成形の保圧工程における圧力は、成形品の形状及び寸法、並びに樹脂の種類に応じて変動し得る。
【0134】
第1テスト成形の保圧工程における圧力は、成形品の量産時(全自動運転時)のピーク圧力の3%以下であることが好ましい。第1テスト成形の保圧工程における圧力は、0.0MPa~1.5MPaであることが好ましい。なお、圧力が0.0MPaである場合、圧力が0.0MPaになるようにスクリュ330が成形材料を押す。
【0135】
第1テスト成形の保圧工程において、
図5に示す設定画面761で入力した圧力の設定値P1~P4は無視されるか、あるいは、設定値P1~P4を3%以下に低減した補正値が用いられる。なお、保持時間の設定値T1~T4は、そのまま、第1テスト成形の保圧工程において使用される。
【0136】
本実施形態によれば、射出成形機10のユーザは、V/P切換位置を少しずつ前進させながら、第1テスト成形を繰り返し行うことで、停止工程の完了時における成形材料の流動先端位置が所望の位置になるように充填工程の終了時の条件出しを行うことができる。これにより、停止工程において成形材料が残圧によって金型装置800の内部に流れ込むように、充填工程の終了時の条件出しを行うことができる。充填工程の完了時に、成形材料の流動先端がキャビティ空間801の末端に到達していなければ、停止工程の効果が得られる。
【0137】
第1入力部1200は、表示欄1201を有してもよい。表示欄1201は、第1入力部1200を使用した条件出しを進めるうえで、ユーザが次に実行すべき操作の内容を表示する。また、第1入力部1200は、完了ボタン1202を有してもよい。完了ボタン1202が押されるまで、制御装置700は第2入力部1300を使用した条件出しを禁止する。また、完了ボタン1202が押されるまで、制御装置700は第2入力部1300に対する入力操作を禁止してもよい。
【0138】
第1入力部1200は、表示欄1203を有してもよい。表示欄1203は、第1入力部1200を使用した条件出しの進行度を表示する。その進行度は、例えば記号で表示される。
図7に示すように表示欄1203の表示が空白であることは、第1入力部1200を使用した条件出しが未だ開始していないことを表す。
図8及び
図9に示すように表示欄1203の表示が円形の図形であることは、第1入力部1200を使用した条件出しが進行中であることを表す。
図10に示すように表示欄1203の表示がレ点(チェックマーク)であることは、第1入力部1200を使用した条件出しが完了したことを表す。
【0139】
第2入力部1300は、第1テスト成形の後に行われる第2テスト成形における保圧工程の条件が入力可能に構成される。第2入力部1300は、例えば、
図10に示すように、保持時間の設定値T1~T4と、圧力の設定値P1~P4とが入力可能に構成される。また、第2入力部1300は、スクリュ330の移動速度の設定値V0が入力可能に構成されてもよい。T1~T4、P1~P4、V0の少なくとも1つが更新可能である。
【0140】
第2テスト成形は、第1入力部1200に入力された条件で充填工程が行われ、続いて停止工程が行われた後、第2入力部1300に入力された条件で保圧工程が行われる。第2テスト成形において、第1テスト成形と同様に、停止工程の設定は、「自動」の設定であってよい。
【0141】
本実施形態によれば、射出成形機10のユーザは、第1テスト成形によって充填工程の終了時の条件出しを完了した後、保圧工程の条件を変えながら第2テスト成形を繰り返し行うことで、所望の品質の成形品が得られるように保圧工程の条件出しを行うことができる。保圧工程の条件出しの前に、充填工程の終了時の条件出しを完了済であるので、停止工程の効果を得ることができる。
【0142】
第2入力部1300は、表示欄1301を有してもよい。表示欄1301は、第2入力部1300を使用した条件出しを進めるうえで、ユーザが次に実行すべき操作の内容を表示する。また、第2入力部1300は、完了ボタン1302を有してもよい。完了ボタン1302が押されるまで、制御装置700は成形品の量産(全自動運転)を禁止してもよい。
【0143】
第2入力部1300は、表示欄1303を有してもよい。表示欄1303は、第2入力部1300を使用した条件出しの進行度を表示する。その進行度は、例えば記号で表示される。
図7~
図9に示すように表示欄1303の表示が空白であることは、第2入力部1300を使用した条件出しが未だ開始していないことを表す。
図10及び
図11に示すように表示欄1303の表示が円形の図形であることは、第2入力部1300を使用した条件出しが進行中であることを表す。図示しないが、表示欄1303の表示がレ点(チェックマーク)であることは、第2入力部1300を使用した条件出しが完了したことを表す。
【0144】
表示部1400は、第1入力部1200および第2入力部1300とは別に、第1入力部1200および第2入力部1300に入力された条件をまとめて表示する。ユーザは、表示部1400を見ることで、充填工程の条件と保圧工程の条件の両方をまとめて把握することができる。
【0145】
次に、
図6~
図11を再度参照して、ガイダンス画面1000を用いた射出工程の設定の一例について説明する。
図6に示すステップS101以降の処理は、表示装置760がガイダンス画面1000の初期画面を表示すると開始される。ガイダンス画面1000の初期画面は、例えば
図7に示す画面である。
【0146】
射出成形機10のユーザは、準備部1100の完了ボタン1102を押す(ステップS101)。制御装置700は、準備部1100の完了ボタン1102が押されたと判定すると、全自動運転が終了しているか否かを判定する。全自動運転が実施中である場合、制御装置700は警告を表示装置760に表示する。準備が完了していないことを報知できる。
【0147】
準備部1100の完了ボタン1102が押され、全自動運転が終了している場合、制御装置700は
図8に示すようにガイダンス画面1000の表示を切り換える(ステップS201)。準備部1100の表示欄1103には、準備が完了したことを示すマークが表示される。また、第1入力部1200の表示欄1203には、第1入力部1200を使用した条件出しが進行中であることを示すマークが表示される。さらに、第1入力部1200の表示欄1201には、ユーザが次に実行すべき操作の内容が表示される。
【0148】
ユーザは、第1テスト成形における充填工程の完了時の条件を入力する(ステップS102)。例えば、ユーザは、例えば、V/P切換位置の設定値L5と、V/P切換位置までの移動速度の設定値V5と、V/P切換位置までの圧力上限の設定値P0との少なくとも1つを入力する。
【0149】
次に、ユーザは、第1テスト成形を実行すべく、図示しない成形開始ボタンを押す(ステップS103)。成形開始ボタンは、本実施形態ではガイダンス画面1000に含まれないが、ガイダンス画面1000に含まれてもよい。成形開始ボタンは、ソフトウェアスイッチ(画面に表示されるスイッチ)とハードウェアスイッチ(接点を有するスイッチ)のいずれでもよい。
【0150】
ユーザがステップS102及びS103を行う間に、制御装置700は停止工程と保圧工程の条件を準備する(ステップS202)。その後、制御装置700は、成形開始ボタンが押されたと判定すると、第1テスト成形を実施すると共に、
図9に示すようにガイダンス画面1000の表示を切り換える(ステップS203)。ガイダンス画面1000は、第1評価部1500を有する。
【0151】
第1評価部1500は、本実施形態ではポップアップ表示され、第1入力部1200と重ねて表示されるが、専用の領域に常に表示されてもよい。第1評価部1500は、第1テスト成形において停止工程の完了時における成形材料の流動先端位置が所望の位置に達したことを入力可能に構成される。例えば、第1評価部1500は、選択ボタン1501、1502を有する。選択ボタン1501、1502の代わりに、チェックボックスが設けられてもよい。
【0152】
ユーザは、第1テスト成形後に金型装置800から取り出された成形品を見て、第1テスト成形において停止工程の完了時における成形材料の流動先端位置が所望の位置に達したか否かを判定する(ステップS104)。ユーザは、判定の結果を第1評価部1500に入力する。なお、第1テスト成形では、保圧工程における圧力が略ゼロであるので、成形不良が生じていてもよい。成形不良の具体例として、例えばヒケが挙げられる。成形材料の流動先端位置が所望の位置に達していればよい。
【0153】
ステップS104の判定は、本実施形態ではユーザが行うが、制御装置700が行ってもよい。制御装置700は、金型装置800の内部に設けたセンサを用いて、停止工程の完了時における成形材料の流動先端位置が所望の位置に達したか否かを判定することができる。センサとしては、例えば圧力センサ又は温度センサが用いられる。
【0154】
第1テスト成形において停止工程の完了時における成形材料の流動先端位置が所望の位置に達しなかった場合(ステップS104、NO)、ステップS102以降の処理が再度行われる。ユーザは、V/P切換位置を少しずつ前進させながら、第1テスト成形を繰り返し行うことで、停止工程の完了時における成形材料の流動先端位置が所望の位置になるように充填工程の終了時の条件出しを行うことができる。これにより、停止工程において成形材料が残圧によって金型装置800の内部に流れ込むように、充填工程の終了時の条件出しを行うことができる。
【0155】
一方、第1テスト成形において停止工程の完了時における成形材料の流動先端位置が所望の位置に達した場合(ステップS104、YES)、ユーザは第1入力部1200の完了ボタン1202を押す(ステップS105)。制御装置700は、第1入力部1200の完了ボタン1202が押されたと判定すると、充填工程と停止工程の条件を保存する(ステップS204)。なお、ステップS204と、後述するステップS205との順序は逆でもよい。
【0156】
制御装置700は、
図10に示すようにガイダンス画面1000の表示を切り換える(ステップS205)。第1入力部1200の表示欄1203には、第1テスト成形が完了したことを示すマークが表示される。また、第2入力部1300の表示欄1303には、第2入力部1300を使用した条件出しが進行中であることを示すマークが表示される。さらに、第2入力部1300の表示欄1301には、ユーザが次に実行すべき操作の内容が表示される。
【0157】
ユーザは、第2テスト成形における保圧工程の条件を入力する(ステップS106)。例えば、ユーザは、例えば、保持時間の設定値T1~T4と、圧力の設定値P1~P4と、スクリュ330の移動速度の設定値V0と、の少なくとも1つを入力する。
【0158】
次に、ユーザは、第2テスト成形を実行すべく、図示しない成形開始ボタンを押す(ステップS107)。制御装置700は、成形開始ボタンが押されたと判定すると、第2テスト成形を実施すると共に、
図11に示すようにガイダンス画面1000の表示を切り換える(ステップS206)。ガイダンス画面1000は、第2評価部1600を有する。
【0159】
第2評価部1600は、本実施形態ではポップアップ表示され、第2入力部1300と重ねて表示されるが、専用の領域に常に表示されてもよい。第2評価部1600は、第2テスト成形において所望の品質の成形品が得られたことを入力可能に構成される。例えば、第2評価部1600は、選択ボタン1601、1602を有する。選択ボタン1601、1602の代わりに、チェックボックスが設けられてもよい。
【0160】
ユーザは、第2テスト成形後に金型装置800から取り出された成形品を見て、第2テスト成形において所望の品質の成形品が得られたか否かを判定する(ステップS108)。ユーザは、判定の結果を第2評価部1600に入力する。なお、ステップS108の判定は、本実施形態ではユーザが行うが、制御装置700が行ってもよい。制御装置700は、撮像センサ又は重量センサ等のセンサを用いて、第2テスト成形において所望の品質の成形品が得られたか否かを判定することができる。
【0161】
第2テスト成形において所望の品質の成形品が得られなかった場合(ステップS108、NO)、ステップS106以降の処理が再度行われる。ユーザは、保圧工程の条件を少しずつ変更しながら、第2テスト成形を繰り返し行うことで、所望の品質の成形品が得られるように保圧工程の条件出しを行うことができる。保圧工程の条件出しの前に、充填工程の終了時の条件出しを完了済であるので、停止工程の効果を得ることができる。
【0162】
一方、第2テスト成形において所望の品質の成形品が得られた場合(ステップS108、YES)、ユーザは第2入力部1300の完了ボタン1302を押す(ステップS109)。制御装置700は、第2入力部1300の完了ボタン1302が押されたと判定すると、保圧工程の条件を保存する(ステップS207)。
【0163】
制御装置700は、ステップS204及びS207で保存した射出工程の条件に従って、全自動運転を行う。
【0164】
以上、本発明に係る射出成形機の表示装置および射出成形機の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態などに限定されない。特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更、修正、置換、付加、削除、及び組み合わせが可能である。それらについても当然に本発明の技術的範囲に属する。
【符号の説明】
【0165】
10 射出成形機
310 シリンダ
330 スクリュ(射出部材)
760 表示装置
800 金型装置
1000 ガイダンス画面
1200 第1入力部