特許 7590092 射出成形機の制御装置、射出成形機、及び制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-18

(45)【発行日】2024-11-26

(54)【発明の名称】射出成形機の制御装置、射出成形機、及び制御方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 45/76 20060101AFI20241119BHJP

【ＦＩ】

B29C45/76

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2023511532

(86)(22)【出願日】2022-03-30

(86)【国際出願番号】 JP2022016305

(87)【国際公開番号】W WO2022210979

(87)【国際公開日】2022-10-06

【審査請求日】2024-08-09

(31)【優先権主張番号】P 2021062316

(32)【優先日】2021-03-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【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】丸本 洋嗣

【審査官】久慈 純平

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－１５３４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１６８３２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平５－７７２８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平５－２１２７６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２００６５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１５４９８８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ ４５／７６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

射出成形を行うためにシリンダに蓄積される成形材料を計量する計量工程において、成形品の成形に必要な成形材料を蓄積するために移動した後の前記シリンダ内のスクリュの位置を示した計量位置と、予め定められた計量時間と、に基づいて、当該スクリュを後退させる後退速度を決定する決定部と、
前記計量工程において、前記後退速度及び予め定められた回転速度に従うように前記スクリュが制御されている時の前記スクリュの背圧を取得する取得部と、
前記背圧に従って、前記回転速度を調整する調整部と、
を有する、射出成形機の制御装置。

【請求項2】

前記取得部は、前記計量工程が完了した時の前記背圧を取得する、
請求項１に記載の射出成形機の制御装置。

【請求項3】

前記決定部による前記後退速度の決定に用いる前記計量時間は、前記成形材料が充填される金型装置の冷却時間に基づいて定められている、
請求項１に記載の射出成形機の制御装置。

【請求項4】

射出成形を行うためにシリンダに蓄積される成形材料を計量する計量工程において、成形品の成形に必要な成形材料を蓄積するために移動した後の前記シリンダ内のスクリュの位置を示した計量位置と、予め定められた計量時間と、に基づいて、当該スクリュを後退させる後退速度を決定する決定部と、
前記計量工程において、前記後退速度及び予め定められた回転速度に従うように前記スクリュが制御されている時の前記スクリュの背圧を取得する取得部と、
前記背圧に従って、前記回転速度を調整する調整部と、
を有する、射出成形機。

【請求項5】

射出成形を行うためにシリンダに蓄積される成形材料を計量する計量工程において、成形品を成形するために必要な成形材料の量を特定する前記シリンダ内のスクリュの位置を示した計量位置と、予め定められた計量時間と、に基づいて、当該スクリュを後退させる後退速度を決定する決定工程と、
前記計量工程において、前記後退速度及び予め定められた回転速度に従うように前記スクリュが制御されている時の前記スクリュの背圧を取得する取得工程と、
前記背圧に従って、前記回転速度を調整する調整工程と、
を有する、射出成形機の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、射出成形機の制御装置、射出成形機、及び制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

通常の射出成形機においては、計量工程において、スクリュを回転させて成形材料をスクリュの先端側に送り込むことで生じる背圧を一定になるよう制御している。しかしながら、計量工程においては、成形材料の種類によっては背圧がある値に達するまで長時間を要することがある。このような成形材料を用いる場合、スクリュへの成形材料の背圧が発生しにくい。この場合、成形が不安定になる可能性がある。

【0003】

そこで、背圧の代わりに、スクリュの後退速度を設定して成形品を成形する技術が提案されている。例えば、特許文献１は、所定の速度でスクリュの後退移動及び回転制御を行った後に計量完了位置近傍において位置偏差及び背圧の偏差に基づいて回転速度を調整する技術が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００４－１５４９８８公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載された技術では、予め設定された後退速度及び回転速度を用いて制御を行うことで生じる偏差を計量完了位置の近傍で調整することで、計量の精度を向上させている。しかしながら、スクリュの後退移動及び回転制御を所定の速度で行う場合に、速度を設定するのが難しいという問題がある。

【0006】

本発明の一態様は、スクリュの回転速度及び後退速度を適切な値になるように設定することで、成形品の成形の安定性を向上させる技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様に係る射出成形機の制御装置は、決定部と、取得部と、調整部と、を有する。決定部は、射出成形を行うためにシリンダに蓄積される成形材料を計量する計量工程において、成形品の成形に必要な成形材料を蓄積するために移動した後のシリンダ内のスクリュの位置を示した計量位置と、予め定められた計量時間と、に基づいて、当該スクリュを後退させる後退速度を決定する。取得部は、計量工程において、後退速度及び予め定められた回転速度に従うようにスクリュが制御されている時のスクリュの背圧を取得する。調整部は、背圧に従って、回転速度を調整する。

【発明の効果】

【0008】

本発明の一態様によれば、スクリュの回転速度及び後退速度を適切な値になるように設定することで、成形品の成形の安定性を向上させる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【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、一実施形態に係る制御装置の構成要素を機能ブロックで示す図である。

【図4】図４は、第１の実施形態に係る取得部が取得した背圧が設定背圧より高い場合を例示した図である。

【図5】図５は、第１の実施形態に係る取得部が取得した背圧が設定背圧５０％より低い場合を例示した図である。

【図6】図６は、第１の実施形態に係る取得部が取得した背圧が設定背圧５０％～１００％の範囲内の場合を例示した図である。

【図7】図７は、第１の実施形態に係る制御装置において計量工程の後退速度制御で用いるパラメータの設定処理を示したフローチャートである。

【図8】図８は、第１の実施形態に係る制御装置において計量工程で背圧制御から後退速度制御に切り替えた場合のパラメータの設定処理を示したフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

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又は対応する符号を付し、説明を省略することがある。

【0011】

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。

【0012】

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。

【0013】

（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。

【0014】

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。

【0015】

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。

【0016】

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。

【0017】

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。

【0018】

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。

【0019】

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。なお、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。

【0020】

なお、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。

【0021】

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。

【0022】

なお、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。

【0023】

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。

【0024】

なお、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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

なお、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。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

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。

【0037】

なお、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。

【0038】

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。

【0039】

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。

【0040】

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。

【0041】

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。なお、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。

【0042】

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。なお、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。

【0043】

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。なお、複数の型厚調整機構が組合わせて用いられてもよい。

【0044】

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。なお、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。

【0045】

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。

【0046】

なお、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。

【0047】

なお、本実施形態の型締装置１００は、駆動源として、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。

【0048】

（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。

【0049】

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。

【0050】

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。

【0051】

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。

【0052】

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。

【0053】

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。なお、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。

【0054】

（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。

【0055】

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。

【0056】

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加熱器３１３と温度検出器３１４とが設けられる。

【0057】

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加熱器３１３と温度検出器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、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が加熱器３１３を制御する。

【0058】

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、加熱器３１３と温度検出器３１４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が加熱器３１３を制御する。

【0059】

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。

【0060】

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。

【0061】

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。

【0062】

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。

【0063】

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。

【0064】

なお、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。

【0065】

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。

【0066】

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。

【0067】

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。

【0068】

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。

【0069】

なお、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。

【0070】

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。

【0071】

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。なお、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。

【0072】

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。

【0073】

計量工程におけるスクリュ３３０の移動方向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。

【0074】

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。

【0075】

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。

【0076】

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。

【0077】

なお、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。

【0078】

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。

【0079】

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。

【0080】

なお、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。

【0081】

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。

【0082】

（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。

【0083】

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。

【0084】

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。なお、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。

【0085】

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。

【0086】

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。

【0087】

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。

【0088】

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。

【0089】

なお、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。

【0090】

（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。

【0091】

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。

【0092】

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。

【0093】

なお、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。

【0094】

なお、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。

【0095】

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。

【0096】

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。

【0097】

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。

【0098】

なお、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。

【0099】

図３は、一実施形態に係る制御装置７００の構成要素を機能ブロックで示す図である。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、ＣＰＵ７０１にて実行されるプログラムにて実現される。または各機能ブロックをワイヤードロジックによるハードウェアとして実現してもよい。図３に示すように、制御装置７００は、設定情報記憶部７１１と、入力処理部７１２と、決定部７１３と、検出部６０４と、調整部７１６と、を備える。設定情報記憶部７１１は、入力処理又は調整等が行われた各種パラメータを記憶する。入力処理部７１２は、操作装置７５０を介してユーザに入力された情報を処理する。決定部７１３は、射出成形において、シリンダ３１０に蓄積される成形材料を計量する計量工程において、成形品を成形するために必要な成形材料の量を特定するシリンダ内のスクリュの位置を示した計量位置と、予め定められた計量時間と、に基づいて、スクリュ３３０を後退させる後退速度を決定する。検出部６０４は、後退速度及び回転速度で計量工程を行った時のスクリュの３１０の背圧を検出する。調整部７１６は、背圧に従って、回転速度を調整する。なお、各構成の具体的な説明について後述する。

【0100】

次に、射出成形機１０の動作について説明する。

【0101】

計量工程では、計量モータ３４０が回転駆動し、スクリュ３３０が回転する。当該回転に従って、スクリュ３３０のフライト（ねじ山）が動き、スクリュ３３０のねじ溝内に充填された樹脂ペレット（固体状の成形材料）が前方に送られる。樹脂ペレットは、シリンダ３１０内を前方に移動しながら、シリンダ３１０を介した加熱器３１３＿１～３１３＿５からの熱などで加熱されることで、徐々に溶融される。そして、樹脂ペレットは、シリンダ３１０の先端部において完全に溶融した状態となる。そして、液状の成形材料（樹脂）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は後退する。

【0102】

本実施形態の計量工程において、制御装置７００は、射出モータ３５０を制御して所定の後退速度でスクリュ３３０を後退させる制御とともに、計量モータ３４０を制御して所定の回転速度でスクリュ３３０を回転させる制御を行う。

【0103】

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に送信する。スクリュ３３０の後退速度を検出するスクリュ後退速度検出器は、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。これにより、制御装置７００は、スクリュ３３０が所定の後退速度になるように制御できる。

【0104】

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に送信する。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。これにより、制御装置７００は、スクリュ３３０が所定の回転速度になるよう制御できる。

【0105】

荷重検出器３６０は、スクリュ３３０に対する背圧を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置７００に送信する。スクリュ３３０の背圧を検出する荷重検出器は、一般的なものを使用できる。

【0106】

そして、本実施形態の制御装置７００は、荷重検出器３６０が検出する背圧が、計量工程の後半で適切な値になるように、スクリュ３３０の回転速度を調整する。

【0107】

つまり、一般的な計量工程においては、背圧を一定になるよう制御しているが、成形材料の種類や、成形品のサイズ等によっては、成形材料の背圧が一定になる前に、計測が完了する場合ある。このような場合は、予めスクリュ３３０の後退速度及び回転速度を設定するが、ユーザが当該設定を行うのは難しく、手間及び経験を要する。このため設定によっては、金型装置８００に対して成形材料が過小充填や過充填になる可能性がある。

【0108】

そこで、本実施形態にかかる制御装置７００は、後退速度及び回転速度の設定負担を軽減する。

【0109】

入力処理部７１２は、ユーザから操作装置７５０を介して設定された、成形品の成形を行うために必要なパラメータ等を入力処理する。例えば、入力処理部７１２は、計量位置、冷却時間、及び設定背圧の及びサイクルに関する設定について入力処理する。

【0110】

例えば、ユーザは、成形材料の種類、及び成形品の厚み等に基づいて、成形品が冷却に要する冷却時間を特定し、ユーザが操作装置７５０から冷却時間を入力する。本実施形態では、ユーザが冷却時間を入力する例について説明するが、自動で冷却時間を設定してもよい。例えば、入力処理部７１２が、成形品の厚みや、成形材料の種類等を入力処理し、決定部７１３が、成形品の厚みや、成形材料の種類等に基づいて冷却時間を決定してもよい。

【0111】

計量位置は、シリンダ３１０に蓄積される成形材料を計量する計量工程において、計量工程が完了した時のシリンダ３１０内のスクリュ３３０の位置、換言すれば、成形品の成形に必要な成形材料を蓄積するために移動した後のスクリュ３３０の位置を示している。計量位置は、スクリュ３３０の計量開始位置と、成形品の成形に必要な成形材料を蓄積するためのスクリュ３３０のストローク量と、から定められる。計量開始位置は、実施態様に応じて定められる。スクリュ３３０のストローク量は、成形品の重量から導出できる。このため、ユーザは、スクリュ３３０の計量時の開始位置及びストローク量から、計量完了時の計量位置を特定できる。

【0112】

設定背圧は、成形材料の種類や成形品の形状等に基づいて、ユーザが特定する。そして、ユーザが操作装置７５０から設定背圧を入力する。設定背圧とは、計量完了時に検出される背圧の基準として定めた値とする。本実施形態においては、計量完了時に設定背圧の５０％～１００％になるように、スクリュ３３０の回転速度等を調整が必要となる。

【0113】

決定部７１３は、入力処理された冷却時間を、計量時間として決定する。

【0114】

さらに、決定部７１３は、シリンダ３１０に蓄積される成形材料を計量する計量工程における、成形品を成形するための充填する成形材料の量に基づいて定められた計量位置と、冷却時間に基づいて定められた計量時間と、に基づいて、シリンダ３１０内を移動する、成形材料を蓄積させるためのスクリュ３３０の後退速度を決定する。上述したように計量位置からストローク量が定められる。このため、例えば、決定部７１３は、当該ストローク量を、計量時間で除算することで、後退速度を決定できる。

【0115】

また、入力処理部７１２は、ユーザからスクリュ３３０の回転速度の初期値を入力処理する。スクリュ３３０の回転速度の初期値は、成形材料の種類や、成形材料の量などに応じてユーザが定められる値とする。なお、回転速度の初期値は、ユーザが設定する例に制限するものではなく、例えば、決定部７１３が、予め記憶している回転速度を、回転速度の初期値として決定してもよい。回転速度は、以降の構成によって適切な値になるように調整される。このため、回転速度の初期値は、任意の値でよい。

【0116】

設定情報記憶部７１１は、計量工程において必要な情報を記憶する。例えば、設定情報記憶部７１１は、設定背圧、後退速度、及び回転速度を記憶する。記憶される設定背圧は、入力処理部７１２によって入力処理された値とする。記憶される後退速度は、決定部７１３によって決定された値とする。記憶される回転速度は、入力処理部７１２によって入力された回転速度でもよい。記憶される回転速度は、調整部７１６によって調整される毎に、更新される。

【0117】

本実施形態の設定情報記憶部７１１が、設定背圧、後退速度、及び調整された後の回転速度を記憶している。これにより、以降の処理は、設定情報記憶部７１１からパラメータを読み出すことで、成形品を成形するための設定を自動化できる。

【0118】

取得部７１４は、射出モータエンコーダ３５１によって検出された射出モータ３５０の回転数に基づいて、スクリュ３３０の後退速度を取得する。また、取得部７１４は、計量モータエンコーダ３４１によって検出された計量モータ３４０の回転数に基づいて、スクリュ３３０の実際の回転速度を取得する。

【0119】

制御部７１５は、取得部７１４により取得された実際のスクリュ３３０の後退速度が、設定情報記憶部７１１に記憶された後退速度になるように、射出モータ３５０を制御する。

【0120】

また、制御部７１５は、取得部７１４により取得された実際のスクリュ３３０の回転速度が、設定情報記憶部７１１に記憶された、回転速度になるように、計量モータ３４０を制御する。

【0121】

そして、取得部７１４は、計量工程で、後退速度及び予め定められた回転速度に従うように制御部７１５によってスクリュ３３０が制御されている時に、荷重検出器３６０から、スクリュ３３０の背圧を取得する。本実施形態にかかる取得部７１４は、計量工程が完了した時の背圧を取得する。

【0122】

調整部７１６は、計量工程が完了した時に取得した背圧に基づいて、回転速度を調整する。本実施形態においては、調整部７１６は、計量完了時の基準として定めた設定背圧の５０％～１００％の範囲内に、計量工程が完了した時に検出された背圧が収まるように、回転速度を調整する。これにより次の射出成形の計量工程においては、制御部７１５が、調整された回転速度になるように、計量モータ３４０を制御する。当該処理を繰り返すことで、計量工程が完了した時に検出された背圧が収まるように、回転速度を調整できる。

【0123】

本実施形態においては、計量開始した時には検出される背圧が不安定のため、計量完了時に取得した背圧に基づいて、回転速度を調整する。

【0124】

図４は、本実施形態に係る取得部７１４が取得した背圧が設定背圧より高い場合を例示した図である。図４に示される例では、回転速度１４０１、計量位置１４０２、背圧１４０３とする。回転速度１４０１に示されるように、制御部７１５は、計量モータ３４０を制御して、計量開始時間'０'からスクリュ３３０の回転速度Ｒ１まで増加させた後、回転速度Ｒ１を維持する。当該回転制御と共に、計量位置１４０２に示されるように、制御部７１５は、射出モータ３５０を制御して、スクリュ３３０を、計量完了時間ｔｆに計量位置Ｐｆまで後退させる。そして、制御部７１５は、スクリュ３３０の後退制御を終了させると共に、回転速度を'０'まで低下させる。なお、計量開始から計量完了時刻ｔｆまでの計量時間は、冷却時間と同じ又は冷却時間よりも短い時間が設定される。

【0125】

図４に示される例では、計量完了時刻ｔｆにおいて、取得部７１４は、設定背圧１００％より高い背圧を取得する（図４の背圧１４０３参照）。このため、調整部７１６は、過充填と判定して、次の回転速度を、回転速度Ｒ１より低くなるように調整する。

【0126】

図５は、本実施形態に係る取得部７１４が取得した背圧が設定背圧５０％より低い場合を例示した図である。図５に示される例では、回転速度１５０１、背圧１５０３とする。後退速度は、図４と同様のため、計量位置１４０２は、図４と同様となる。回転速度１５０１に示されるように、制御部７１５は、計量モータ３４０を制御して、計量開始時間'０'からスクリュ３３０の回転速度Ｒ２（回転速度Ｒ２＜回転速度Ｒ１）まで増加させた後、回転速度Ｒ２を維持する。当該回転制御と共に、計量位置１４０２に示されるように、制御部７１５は、射出モータ３５０を制御して、スクリュ３３０を、計量完了時間ｔｆに計量位置Ｐｆまで後退させる。そして、制御部７１５は、スクリュ３３０の後退制御を終了させると共に、回転速度を'０'まで低下させる。

【0127】

図５に示される例では、計量完了時刻ｔｆにおいて、取得部７１４は、設定背圧５０％より低い背圧を取得する（図５の背圧１５０３参照）。このため、調整部７１６は、過小充填と判定して、次の回転速度を、回転速度Ｒ２より高くなるように調整する。

【0128】

図６は、本実施形態に係る取得部７１４が取得した背圧が設定背圧５０％～１００％の範囲内の場合を例示した図である。図６に示される例では、回転速度１６０１、背圧１６０３とする。後退速度は、図４、図５と同様のため、計量位置１４０２は、図４、図５と同様となる。回転速度１６０１に示されるように、制御部７１５は、計量モータ３４０を制御して、計量開始時間'０'からスクリュ３３０の回転速度Ｒ３（回転速度Ｒ２＜回転速度Ｒ３＜回転速度Ｒ１）まで増加させた後、回転速度Ｒ３を維持する。当該回転制御と共に、計量位置１４０２に示されるように、制御部７１５は、射出モータ３５０を制御して、スクリュ３３０を、計量完了時間ｔｆに計量位置Ｐｆまで後退させる。そして、制御部７１５は、スクリュ３３０の後退制御を終了させると共に、回転速度を'０'まで低下させる。

【0129】

計量完了時刻ｔｆにおいて、取得部７１４は、設定背圧５０％～１００％の範囲内の背圧を取得する（図６の背圧１６０３参照）。このため、調整部７１６は、適切な回転速度に調整されたものと判定し、回転速度Ｒ３を設定情報記憶部７１１に記憶する。これにより、回転速度の調整は終了する。

【0130】

次に、制御装置７００において計量工程の後退速度制御で用いるパラメータの設定処理について説明する。図７は、本実施形態に係る制御装置７００において計量工程の後退速度制御で用いるパラメータの設定処理を示したフローチャートである。パラメータの設定を行う前に、成形品、成形材料の種類、及びサイクルはすでに決定されているものとする。

【0131】

まず、入力処理部７１２は、ユーザから操作装置７５０を介して、成形品の成形を行うために必要なパラメータ等を入力処理する（Ｓ７０１）。パラメータとしては、例えば、設定背圧、冷却時間、計量位置、回転速度の初期値、及びサイクルに関する設定が含まれる。

【0132】

決定部７１３は、冷却時間を計量時間として決定すると共に、計量位置と計量時間とに基づいて、シリンダ３１０内を移動するスクリュ３３０の初期後退速度を算出する（Ｓ７０２）。計量時間は、設定情報記憶部７１１に記憶される。

【0133】

そして、制御部７１５が、初期後退速度でスクリュ３３０を後退させた計量工程を含んだ成形処理を制御する（Ｓ７０３）。

【0134】

そして、決定部７１３は、Ｓ７０３の成形処理の制御結果から、計量期間内に計量が完了するように、後退速度を調整する（Ｓ７０４：決定工程の一例）。調整した後退速度は、設定情報記憶部７１１に記憶される。

【0135】

その後、制御部７１５が、Ｓ７０４で調整された後退速度でスクリュ３３０を後退させた計量工程を含んだ成形処理を制御する（Ｓ７０５）。

【0136】

取得部７１４は、荷重検出器３６０から、計量完了時刻ｔｆにおける背圧を取得する（Ｓ７０６：取得工程の一例）。

【0137】

調整部７１６は、取得した背圧が設定背圧の５０％～１００％の範囲内か判定する（Ｓ７０７）。

【0138】

調整部７１６は、取得した背圧が設定背圧の５０％～１００％の範囲外と判定した場合（Ｓ７０７：Ｎｏ）、取得した背圧が設定背圧の１００％より大きいか否かを判定する（Ｓ７０８）。取得した背圧が設定背圧の１００％より大きいと判定した場合（Ｓ７０８：Ｙｅｓ）、スクリュ３３０の回転速度を所定値下げる調整を行う（Ｓ７０９：調整工程の一例）。その後、再びＳ７０５から処理を行う。

【0139】

一方、調整部７１６は、取得した背圧が設定背圧の１００％より大きくないと判定した場合（Ｓ７０８：Ｎｏ）、設定背圧の１００％より大きくなく、且つ設定背圧の５０％～１００％の範囲外である以上、設定背圧の５０％より小さいと判定し、スクリュ３３０の回転速度を所定値上げる調整を行う（Ｓ７１０：調整工程の一例）。その後、再びＳ７０５から処理を行う。

【0140】

その後、Ｓ７０７において、調整部７１６が、取得した背圧が設定背圧の５０％～１００％の範囲内と判定した場合、現在のスクリュ３３０の回転速度を設定情報記憶部７１１に記憶し、処理を終了する。

【0141】

上述した制御を行うことで、計量工程完了時に適切な背圧になるような後退速度、及び回転速度を設定することができる。

【0142】

上述した処理手順では、ユーザに入力されたパラメータに基づいて最初から後退速度の制御を行う場合について説明した。上述した処理手順は射出成形機の制御方法の一例として示したもので、後退速度制御を最初から行う手法に制限するものではない。射出成形機の制御方法としては、例えば、通常の背圧制御から、後退速度制御に切り替えてもよい。そこで、次に、背圧制御から後退速度制御に切り替える場合について説明する。

【0143】

図８は、本実施形態に係る制御装置７００において計量工程で背圧制御から後退速度制御に切り替えた場合のパラメータの設定処理を示したフローチャートである。図８に示す例では、背圧制御のための設定は既に行われているものとする。

【0144】

まず、制御部７１５が、背圧制御による計量工程を含んだ形成処理を行う（Ｓ８０１）。

【0145】

入力処理部７１２は、ユーザから操作装置７５０を介して、背圧制御から、後退速度制御に切り替える入力を受け付ける（Ｓ８０２）。

【0146】

決定部は、背圧制御時の実績から、設定背圧、計量位置、冷却時間、及び回転速度の初期値等を決定する（Ｓ８０３）。設定背圧は、例えば、背圧制御用に設定された背圧を基準に設定される。計量位置は、背圧制御時と同様の位置が設定される。冷却時間も背圧制御時と同様の時間が設定される。回転速度の初期値も背圧制御時の回転速度が設定される。なお、これらのパラメータは、背圧制御時の実績に基づいて決定する手法に制限するものではなく、ユーザが変更等を行ってもよい。

【0147】

そして、決定部７１３は、計量時間の実績値、及び計量位置に基づいて、シリンダ３１０内を移動するスクリュ３３０の初期後退速度を算出する（Ｓ８０４）。

【0148】

以降の処理は、図７のＳ７０３～Ｓ７１０と同様の処理を行うことで、回転速度の調整まで完了する（Ｓ８０５～Ｓ８１２）。

【0149】

本実施形態にかかる制御装置７００は、上述した構成を備えることで、適切な後退速度及び回転速度を設定できるので、ユーザの設定負担を軽減できる。

【0150】

さらに、金型装置８００に対して成形材料が過小充填や過充填を抑止できるので、金型装置８００に対する負担を軽減できる。

【0151】

以上、本発明に係る射出成形機の制御装置、射出成形機、及び制御方法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。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。

【0152】

本願は、２０２１年３月３１日に出願した日本国特許出願２０２１－０６２３１６号に基づく優先権を主張するものであり、この日本国特許出願の全内容を本願に参照により援用する。

【符号の説明】

【0153】

１０・・・射出成形機 ３００・・・射出装置 ３３０・・・スクリュ ３４０・・・計量モータ ３５０・・・射出モータ ７００・・・制御装置 ７１１・・・設定情報記憶部 ７１２・・・入力処理部 ７１３・・・決定部 ７１４・・・取得部 ７１５・・・制御部 ７１６・・・調整部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】