JP5180891B2 - Control device for injection molding machine - Google Patents
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Description
本発明は、ヒータにより加熱される加熱筒(樹脂)の温度制御に用いて好適な射出成形機の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an injection molding machine suitable for use in temperature control of a heating cylinder (resin) heated by a heater.
一般に、射出成形機では、射出装置に備える加熱筒の前部(メータリングゾーン),中間部(コンプレッションゾーン)及び後部(フィードゾーン)にそれぞれヒータを付設して加熱を行うとともに、各ゾーンの温度を検出し、検出温度が予め設定した目標温度となるように各ヒータを通電制御する制御装置を備えている。また、加熱時には、加熱筒内における樹脂の可塑化を均一にすることが成形品の均質化を確保する上で重要となるため、可塑化の状態に対する管理も行われている。 In general, in an injection molding machine, a heater is attached to each of a front part (metering zone), an intermediate part (compression zone), and a rear part (feed zone) of a heating cylinder provided in an injection apparatus, and heating is performed. And a control device that controls energization of each heater so that the detected temperature becomes a preset target temperature. Further, at the time of heating, since it is important to make the plasticization of the resin in the heating cylinder uniform in order to ensure the homogenization of the molded product, the management of the plasticization state is also performed.
従来、このような可塑化を管理する方法としては、特許文献1に開示される射出成形機における可塑化の管理方法が知られている。この管理方法は、正常な計量動作に必要とされる基準スクリュ回転力を事前の計算又は試験的な計量動作の実行により求め、また、計量が正常に行われていると見做すべきスクリュ回転力の上限許容範囲と下限許容範囲を基準スクリュ回転力を基準にスクリュ位置に対応して決め、不揮発性メモリの許容値記憶ファイルに設定記憶するとともに、計量動作実行中にスクリュに作用する回転力を逐次検出し、回転力がスクリュの現在位置に対応する上限許容範囲の値と下限許容範囲の値の間になければ可塑化異常が発生したものと見做して異常発生アラームを出力し、射出シリンダの加熱不足や成形材料への異物の混入および樹脂の供給不足等を検知するようにしたものである。
Conventionally, as a method for managing such plasticization, a method for managing plasticization in an injection molding machine disclosed in
しかし、上述した射出成形機における従来の可塑化の管理方法は、次のような問題があった。 However, the conventional plasticizing management method in the above-described injection molding machine has the following problems.
第一に、基本的にスクリュに作用する回転力を判別し、回転力が異常の場合に可塑化異常と見做す手法であるため、必ずしも可塑化状態に対して正確(的確)な管理を行えるものではない。例えば、異物の混入により回転力が影響を受けた場合、そもそもこの影響は可塑化状態に直接関係しない。特に、リサイクル材料のように様々な大きさや異なる形状のチップが混在している場合や材料自身の温度が異なる場合などでは、このような回転力の管理では可塑化状態が正確に反映されない場合も少なくない。 First, because it is a technique that basically determines the rotational force acting on the screw and assumes that plasticity is abnormal when the rotational force is abnormal, accurate (accurate) management is not necessarily required for the plasticized state. It cannot be done. For example, if the rotational force is affected by the inclusion of foreign matter, this effect is not directly related to the plasticized state in the first place. Especially in the case where chips of various sizes and different shapes are mixed, such as recycled materials, or when the temperature of the material itself is different, the plasticization state may not be accurately reflected by such rotational force management. Not a few.
第二に、スクリュに作用する回転力を管理するものであるため、回転力の異常の検出に留まり、検出結果を利用して有効な対策を施すには限界があるなど、発展性及び応用性に欠ける。即ち、異常が検出された場合でも、その対策として、射出成形機を停止させて計量条件の見直し(成形サイクルタイムの延長等)を行ったり、或いはスクリュ破断の未然防止やスクリュ回転用モータのオーバヒート防止などには対応できるものの、検出結果を異常対策として直接利用できない。 Secondly, because it manages the rotational force acting on the screw, it is limited to detecting abnormalities in the rotational force, and there are limits to applying effective countermeasures using the detection results. Lack. In other words, even if an abnormality is detected, stop the injection molding machine and review the weighing conditions (extending the molding cycle time, etc.) as a countermeasure, or prevent screw breakage and overheat the screw rotation motor. Although it can cope with prevention, the detection result cannot be used directly as a countermeasure against abnormality.
本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した射出成形機の制御装置の提供を目的とするものである。 An object of the present invention is to provide a control device for an injection molding machine that solves the problems existing in the background art.
本発明は、上述した課題を解決するため、加熱筒2における前部2fのメータリングゾーン,中間部2mのコンプレッションゾーン及び後部2rのフィードゾーンに付設したヒータ3f,3m,3rを通電して加熱筒2を加熱する加熱筒加熱手段Fhと、各ゾーンの温度を検出して得る検出温度THd…が予め設定した目標温度THs…となるようにヒータ3f…を通電制御する温度制御手段Fcとを備えてなる射出成形機Mの制御装置1であって、前部2f及び/又は中間部2mに付設したヒータ3f,3mに対する制御指令値Ccf,Ccmが予め設定した閾値Csf,Csmを越え、かつ制御指令値Ccf,Ccmが閾値Csf,Csmを越えた際にスクリュ4の回転トルク値Xdが予め設定した閾値Xsを越えていることを条件に、樹脂の可塑化異常と判定する異常判定手段Fjと、この異常判定手段Fjにより可塑化異常と判定されたなら少なくとも可塑化異常が発生した旨の警報表示を行う警報表示手段Faを含む異常処理手段Fpを備えることを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, the present invention heats the
この場合、発明の好適な態様により、異常判定手段Fjは、制御指令値Ccf,Ccmが閾値Csf,Csmを越えた際にN回連続し又は設定時間にわたって越えることを条件に可塑化異常と判定することができる。一方、警報表示手段Faは、制御指令値Ccf,Ccmが閾値Csf,Csmを越えた際にスクリュ4の回転トルク値Xdが予め設定した閾値Xsを越えている場合又は閾値Xsを越えていない場合に異なる警報表示を行うことができる。他方、異常処理手段Fpには、後部2rに対する目標温度THsをより高い温度に自動又は手動により変更する設定変更手段Frを含めることができる。この際、異常判定手段Fjは、設定変更手段Frにより目標温度を変更した後、所定のインターバル時間Tiが経過するまでは判定を行わないことが望ましい。また、検出温度THd…には計量工程中における温度を適用することが望ましい。
In this case, according to a preferred aspect of the invention, the abnormality determining means Fj determines that the plasticization abnormality is detected on condition that the control command values Ccf and Ccm exceed the threshold values Csf and Csm for N consecutive times or exceed the set time. can do. On the other hand, when the control command values Ccf and Ccm exceed the threshold values Csf and Csm, the alarm display means Fa is used when the rotational torque value Xd of the
このような構成を有する本発明に係る射出成形機Mの制御装置1によれば、次のような顕著な効果を奏する。
According to the
(1) 加熱筒2の前部2f及び/又は中間部2mに付設したヒータ3f,3mに対する制御指令値Ccf,Ccmが閾値Csf,Csmを越えたなら樹脂の可塑化異常と判定する異常判定手段Fjを備えるため、可塑化状態とは関係のない外乱要因を排除し、可塑化状態に直接関係する加熱温度により可塑化異常、特に、可塑化が不十分であることを的確に把握できる。したがって、様々な大きさや異なる形状のチップが混在しているリサイクル材料などに用いて最適となる。
(1) An abnormality determining means for determining that the plasticization abnormality of the resin occurs if the control command values Ccf and Ccm for the
(2) 可塑化異常が発生した旨の警報表示を行う警報表示手段Faを含む異常処理手段Fpを備えるため、オペレータは可塑化異常が発生したことを速やかに確認できるとともに、必要な対策を迅速に行うことができる。 (2) Since an abnormality processing means Fp including an alarm display means Fa for displaying an alarm indicating that a plasticizing abnormality has occurred is provided, the operator can quickly confirm that a plasticizing abnormality has occurred and quickly take necessary measures. Can be done.
(3) 異常判定手段Fjにおいて、制御指令値Ccf,Ccmが閾値Csf,Csmを越えた際にスクリュ4の回転トルク値Xdが予め設定した閾値Xsを越えていることを条件に可塑化異常と判定するようにしたため、二つの要因に基づく複合判定により、より確実かつ多様な判定を行うことができる。
(3) In the abnormality determination means Fj, when the control command values Ccf and Ccm exceed the threshold values Csf and Csm, the plasticizing abnormality is determined on the condition that the rotational torque value Xd of the
(4) 好適な態様により、異常判定手段Fjにおいて、制御指令値Ccf,Ccmが閾値Csf,Csmを越えた際にN回連続し又は設定時間にわたって越えることを条件に可塑化異常と判定するようにすれば、冷たい外気等が一時的に進入して加熱温度が低下するなどの突発的な外乱による影響を排除することができ、より確実かつ安定した信頼性の高い判定を行うことができる。 (4) According to a preferred embodiment, the abnormality determining means Fj determines that a plasticization abnormality is detected on condition that the control command values Ccf and Ccm exceed the threshold values Csf and Csm for N consecutive times or exceed the set time. By doing so, it is possible to eliminate the influence of a sudden disturbance such as a cold outside air or the like that temporarily enters and the heating temperature is lowered, and a more reliable and stable determination can be made.
(5) 好適な態様により、警報表示手段Faにおいて、制御指令値Ccf,Ccmが閾値Csf,Csmを越えた際にスクリュ4の回転トルク値Xdが予め設定した閾値Xsを越えている場合又は閾値Xsを越えていない場合に異なる警報表示を行うようにすれば、可塑化異常に係わる異なる結果に対して、複数の異なる警報表示からの選択により、より適切な警報表示を行うことができる。
(5) When the control command values Ccf and Ccm exceed the threshold values Csf and Csm in the alarm display means Fa, the rotational torque value Xd of the
(6) 好適な態様により、異常処理手段Fpに、後部2rに対する目標温度THsをより高い温度に自動又は手動により変更する設定変更手段Frを含めれば、加熱筒2の前部2f及び/又は中間部2mに至る前に可塑化をより促進させ、可塑化が不十分となる可塑化異常を有効に解消することができるとともに、異常判定手段Fjによる判定結果を異常対策に直接利用できるため、自動化も容易に行うことができる。
(6) According to a preferred embodiment, if the abnormality processing means Fp includes setting change means Fr for automatically or manually changing the target temperature THs for the rear part 2r to a higher temperature, the front part 2f and / or the middle of the
(7) 好適な態様により、設定変更手段Frにより目標温度を変更した後、所定のインターバル時間Tiが経過するまでは、異常判定手段Fjによる判定を行わないようにすれば、変更後の不安定領域における誤検出を防止することができる。 (7) If the determination by the abnormality determination unit Fj is not performed until the predetermined interval time Ti has elapsed after the target temperature is changed by the setting change unit Fr according to a preferred embodiment, the unstable state after the change It is possible to prevent erroneous detection in the area.
(8) 好適な態様により、検出温度THd…として計量工程中における温度を適用すれば、可塑化異常の影響を最も大きく受ける計量工程の最適化を図ることができるため、成形品の高品質化(均質化)に寄与できる。 (8) According to a preferred embodiment, if the temperature during the weighing process is applied as the detected temperature THd ..., the weighing process that is most affected by the plasticizing abnormality can be optimized, so that the quality of the molded product is improved. Contributes to (homogenization).
次に、本発明に係る好適実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。 Next, preferred embodiments according to the present invention will be given and described in detail with reference to the drawings.
まず、本実施形態に係る制御装置1を備える射出成形機Mの構成について、図2を参照して説明する。
First, the structure of the injection molding machine M provided with the
図2中、Mは射出成形機、特に、射出成形機Mに備える射出装置Miを示す。射出装置Miは、スクリュ11を内蔵する加熱筒2を備え、この加熱筒2の先端に射出ノズル12を有するとともに、後部にホッパー13を付設する。また、加熱筒2の後端には射出シリンダ(油圧シリンダ)15を配設するとともに、この射出シリンダ15に内蔵する片ロッドタイプのピストン16のロッド部16rの前端はスクリュ11の後端に結合する。さらに、射出シリンダ15の後端にはスクリュ回転用のオイルモータ17を配設し、このオイルモータ17の駆動シャフト18は、ピストン16の後端にスプライン結合する。そして、射出シリンダ15及びオイルモータ17は、電磁バルブ及び油圧ポンプを含む油圧駆動回路19に接続する。油圧駆動回路19の駆動により、スクリュ14は、射出シリンダ15によって前進後退するとともに、オイルモータ17によって回転する。
In FIG. 2, M indicates an injection molding machine, in particular, an injection device Mi provided in the injection molding machine M. The injection device Mi includes a
一方、射出ノズル12の外周部には、セラミックバンドヒータ等を用いたヒータ3nを付設するとともに、加熱筒2の外周部には、セラミックバンドヒータ等を用いた三つのヒータ3f,3m,3rを軸方向に沿って前側(射出ノズル側)から順次後側へ付設する。この場合、加熱筒2における前部2fのメータリングゾーンにヒータ3fを付設し、中間部2mのコンプレッションゾーンにヒータ3mを付設し、後部2rのフィードゾーンにヒータ3rを付設する。なお、大型の射出成形機では、後部2rのフィードゾーンが更に前後二つのゾーンに分割され、後部2rに二つのヒータが付設される場合もある。これにより、加熱筒2には基本的に三つの独立した被加熱部位が設けられる。また、射出ノズル12には、加熱温度を検出する温度検出器(熱電対)21nを付設するとともに、加熱筒2における前部2f,中間部2m,後部2rには、加熱温度を検出する温度検出器(熱電対)21f,21m,21rをそれぞれ付設する
On the other hand, a
さらに、各ヒータ3n,3f,3m,3r及び各温度検出器21n,21f,21m,21rは温度制御部22に接続するとともに、この温度制御部22は成形機コントローラ23に接続する。これにより、各ヒータ3f,3m,3rを通電して加熱筒2を加熱する加熱筒加熱手段Fhが構成されるとともに、加熱筒2における各ゾーン(前部2f,中間部2m,後部2r)の温度を検出して得る検出温度THd…が予め設定した目標温度THs…となるようにヒータ3n,3f…を通電制御する温度制御手段Fcが構成される。この場合、温度制御部22には成形機コントローラ23から各ゾーン(前部2f,中間部2m,後部2r)に対応する目標温度THsが付与されるため、温度制御部22では、例えば、前部2fの温度検出器21fから検出される検出温度THdと対応する目標温度THsの偏差が偏差演算部により演算され、この偏差がPID補償部に付与されるとともに、さらに、温度制御部22には、ヒータ3fに接続することによりヒータ3fに対する給電(通電)制御を行うスイッチング部を内蔵するため、PID補償部から出力するスイッチング制御信号によりスイッチング部のスイッチング回数,スイッチング時間又はデューティ比等が制御され、これにより、検出温度THdが目標温度THsとなるようにフィードバック制御される。これらの制御は各ゾーン毎に独立して行われる。
Further, the
他方、成形機コントローラ23には各種設定を行う設定部24が付属するとともに、各種表示を行う表示部25が付属する。また、射出装置Miにおけるオイルモータ17には回転時の油圧を検出する圧力検出器26を付設するとともに、オイルモータ17の回転数を検出するロータリエンコーダ27を付設する。そして、圧力検出器26及びロータリエンコーダ27は成形機コントローラ23に接続するとともに、油圧駆動回路19も成形機コントローラ23に接続する。成形機コントローラ23は、各種制御処理及び演算処理等を実行するCPU及び各種データを記憶可能なメモリ等を内蔵するコンピュータ機能を有し、射出成形機Mにおける全体の制御を司るとともに、後述する本実施形態に係る制御装置1の動作を実行するための制御プログラムを格納する。
On the other hand, the
次に、本実施形態に係る制御装置1の要部の構成について、図1及び図2を参照して説明する。
Next, the structure of the principal part of the
図1は、本実施形態の要部を構成する異常判定手段Fj及び異常処理手段Fpの具体的な機能ブロック図を示す。同図中、Ccfは前部2fのヒータ3fに対する制御指令値であり、この制御指令値Ccfは温度制御部22から成形機コントローラ23に取込まれる。Ccmは中間部2mのヒータ3mに対する制御指令値であり、この制御指令値Ccmも温度制御部22から成形機コントローラ23に取込まれる。Csf,Csmは設定部24により予め設定される閾値であり、閾値Csfは制御指令値Ccfに対応して設定され、閾値Csmは制御指令値Ccmに対応して設定される。31は前部2f側における判定処理部であり、閾値Csfと制御指令値Ccfを比較し、閾値Csfによる制御指令値Ccfに対する判定結果を出力する。32は中間部2m側における判定処理部であり、閾値Csmと制御指令値Ccmを比較し、閾値Csmによる制御指令値Ccmに対する判定結果を出力する。Xdはスクリュ4の回転トルク値であり、圧力検出器26の検出結果から求められる。Xsは設定部24により予め設定される閾値Xsであり、回転トルク値Xdに対応して設定される。33は判定処理部であり、閾値Xsと回転トルク値Xdを比較し、閾値Xsによる回転トルク値Xdに対する判定結果を出力する。34は判定処理部31,32,33の出力(判定結果)を判断し、その判断結果を出力する判断処理部である。以上の構成が、加熱筒2の前部2f及び/又は中間部2mに付設したヒータ3f,3mに対する制御指令値Ccf,Ccmが予め設定した閾値Csf,Csmを越えたなら樹脂の可塑化異常と判定する異常判定手段Fjの主要部を構成する。
FIG. 1 shows a specific functional block diagram of the abnormality determination means Fj and abnormality processing means Fp constituting the main part of this embodiment. In the figure, Ccf is a control command value for the heater 3 f of the front portion 2 f, and this control command value Ccf is taken into the
一方、35は判断処理部34の出力(判断結果)に対応し、表示部25に表示データを付与するとともに、補正部36に補正データを付与する異常処理部である。表示部25は成形機コントローラ23に付属するディスプレイを利用し、表示データに対応する表示処理を行う。補正部36は補正データを利用して設定変更処理を行う。即ち、補正データを利用して、後部2rに対する目標温度THsをより高く設定する機能を備える。インターバル処理部37は、設定の変更を行った後、所定のインターバル時間Tiが経過するまでは異常判定手段Fjによる判定を行わないようにする機能を備える。以上の構成が、異常判定手段Fjにより可塑化異常と判定されたなら少なくとも後部2rに対する目標温度THsをより高い温度に変更する設定変更手段Frを構成するとともに、可塑化異常が発生した旨の警報表示を行う警報表示手段Faの主要部を構成し、異常処理手段Fpの主要部を構成する。なお、各部の機能については、後に説明する制御装置1の動作の中でより詳細に説明する。
On the other hand,
次に、本実施形態に係る制御装置1の原理及び動作(機能)について、図1〜図6を参照して説明する。
Next, the principle and operation (function) of the
まず、本実施形態に係る制御装置1の原理について、図4〜図6を参照して説明する。図4は可塑化が正常に行われている状態の1成形サイクル分の樹脂温度TH,スクリュ位置Ls及びスクリュ圧力Pnをそれぞれ示し、100ショット分を重ね描きした変化特性図を示す。他方、図5は可塑化が不十分の状態の1成形サイクル分の樹脂温度THp,スクリュ位置Lsp及びスクリュ圧力Pnpをそれぞれ示し、100ショット分を重ね描きした変化特性図を示す。樹脂温度TH,THpは、いずれも溶融樹脂温度計測装置(特許第3146454号公報等参照)により実際の樹脂温度を直接測定したものである。
First, the principle of the
図4に示すように、可塑化が正常に行われている場合、樹脂温度THのバラツキ幅ΔTHは1.4〔℃〕程度となり、全体のバラツキは小さい。これに対し、図5に示すように、可塑化が不十分の場合、樹脂温度THpのバラツキ幅ΔTHpは18.6〔℃〕程度となり、全体のバラツキが十数倍に大きくなるとともに、目標温度が同じにも拘わらず樹脂温度THpは全体に低下し、図4の樹脂温度THと比較した場合には、概ね12〔℃〕程度低下する。なお、目標温度は190〔℃〕である。実際の稼働時における射出成形機Mでは、図2に示すように加熱筒2の温度を検出するため、目標温度と実際の樹脂温度THには差が生じる。また、実際の稼働時における射出成形機Mでは、図4及び図5に示すような樹脂温度TH,THpの挙動を確認することはできない。
As shown in FIG. 4, when plasticization is performed normally, the variation width ΔTH of the resin temperature TH is about 1.4 ° C., and the overall variation is small. On the other hand, as shown in FIG. 5, when the plasticization is insufficient, the variation width ΔTHp of the resin temperature THp is about 18.6 [° C.], and the overall variation becomes ten times as large as the target temperature. In spite of the same, the resin temperature THp decreases as a whole, and when compared with the resin temperature TH of FIG. The target temperature is 190 [° C.]. The injection molding machine M at the time of actual operation detects the temperature of the
一方、図6には、図5の樹脂温度THpを解り易いように縦軸方向に拡大するとともに、図5に示した樹脂温度THpのバラツキの原理を示している。図6において、tsがショットの開始時点、teがショットの終了時点を示す。今、任意のショットが樹脂温度Taから開始した場合、樹脂温度は可塑化の状態に応じて変化するとともに、このショットの終了時の樹脂温度はTbとなる。そして、次のショットの開始時には、この樹脂温度Tbから開始するとともに、樹脂温度は可塑化の状態に応じて変化し、このショットの終了時の樹脂温度はTcとなる。以降、同様に、次のショットの開始時には、直前の樹脂温度Tcから開始するとともに、樹脂温度は可塑化の状態に応じて変化し、このショットの終了時の樹脂温度はTdとなり、さらに、次のショットの開始時には、直前の樹脂温度Tdから開始するとともに、樹脂温度は可塑化の状態に応じて変化し、このショットの終了時の樹脂温度はTeとなる。 On the other hand, FIG. 6 shows the principle of variation in the resin temperature THp shown in FIG. 5 while expanding in the vertical axis direction so that the resin temperature THp in FIG. 5 can be easily understood. In FIG. 6, ts indicates the start time of the shot, and te indicates the end time of the shot. Now, when an arbitrary shot starts from the resin temperature Ta, the resin temperature changes according to the state of plasticization, and the resin temperature at the end of this shot is Tb. Then, at the start of the next shot, the resin temperature starts from this resin temperature Tb, and the resin temperature changes according to the plasticizing state, and the resin temperature at the end of this shot becomes Tc. Thereafter, similarly, at the start of the next shot, the resin temperature starts from the immediately preceding resin temperature Tc, and the resin temperature changes according to the state of plasticization, and the resin temperature at the end of this shot becomes Td. At the start of this shot, the resin temperature starts from the immediately preceding resin temperature Td, and the resin temperature changes according to the plasticizing state, and the resin temperature at the end of this shot becomes Te.
本実施形態に係る制御装置1は、このような実際の樹脂温度THの挙動、即ち、前部2f及び/又は中間部2mの加熱温度に着目し、可塑化が不十分となるときに生じる樹脂温度TH…のバラツキの大きさ、及び樹脂温度TH…の低下、即ち、負荷が大きく不安定になることに伴う制御指令値Ccf,Ccmの大きさを監視し、特に、可塑化が不十分となる状態(可塑化異常)を閾値Csf,Csmを用いて判定するようにしたものである。
The
次に、本実施形態に係る制御装置1の具体的な動作(機能)について、図1及び図2を参照しつつ図3に示すフローチャートに従って説明する。
Next, a specific operation (function) of the
今、計量工程が行われている場合を想定する(ステップS1)。計量工程ではオイルモータ17によりスクリュ11が回転する。これにより、フィードゾーン(後部2r)に供給された固形の成形材料は、スクリュ11の回転により剪断されつつ前方のコンプレッションゾーン(中間部2m)に送られ、可塑化溶融されるとともに、さらに、前方のメータリングゾーン(前部2f)に送られることによりスクリュ11の前方に計量蓄積される。なお、スクリュ11には射出シリンダ15により背圧が付与される。
Assume that a weighing process is being performed (step S1). In the measuring step, the
また、図1に示すように、計量工程における判定処理部31は、制御指令値Ccfと対応する閾値Csfを比較し、制御指令値Ccfが閾値Csfを越えたか否かを監視する(ステップS2)。通常、可塑化が正常に行われている場合、制御指令値Ccfは小さいが、可塑化が不十分の状態にある場合、制御指令値Csfは大きくなる。このため、閾値Csfは、可塑化が不十分の状態にあることを検出できる大きさを設定する。本実施形態では、一例として閾値5〔%〕を想定している。この場合の5〔%〕は最大加熱時の電力量に対する割合を意味する。なお、図3のフローチャートでは、前部2fのヒータ3fに対して監視する場合を説明するが、前部2fのヒータ3fに代わりに中間部2mのヒータ3mに対して監視してもよいし、或いは前部2fのヒータ3fと中間部2mのヒータ3mの双方に対して監視を行い、双方がそれぞれ対応する閾値Csf,Csmを越えることを条件に判定してもよい。したがって、図1は、前部2f側と中間部2m側の双方を示すが、いずれか一方側のみであってもよいし、双方を設け、使用時に判断処理部34により選択してもよい。そして、判定処理部31により監視した結果、制御指令値Ccfが閾値Csfを越えることがなければ、正常な可塑化が行われているものと想定されるため、次工程となる射出工程に移行する(ステップS3,S4)。そして、射出工程、更には成形品取出工程等の必要な他の成形工程を行う(ステップS5,S6,S7)。
As shown in FIG. 1, the
他方、上述した計量工程において、判定処理部31により制御指令値Ccfが閾値Csfを越えたか否かを監視する際に、制御指令値Ccfが閾値Csf(5〔%〕)を越えた場合を想定する(ステップS2,S3)。この場合、越えたことによる判定データは判断処理部34に付与される。これにより、判断処理部34では1回のカウントを行う(ステップS8)。制御指令値Ccfが閾値Csfを一回越えたのみでは可塑化異常の判定は行わない。即ち、外乱等の影響による一時的な現象も考えられるため、連続して越えた回数がN回(例えば、3回)に達したことを条件として、判断処理部34は可塑化異常(可塑化不十分)が生じているとの判断(仮判断)を行う(ステップS9)。このように、制御指令値Ccfが閾値CsfをN回連続して越えたことを条件に可塑化異常と判定するようにすれば、突発的な外乱による影響を排除することができ、より確実かつ安定した信頼性の高い判定を行うことができる。
On the other hand, in the measurement process described above, when the
一方、この際、判定処理部33は、スクリュ11の回転トルク値Xdと閾値Xsを比較し、回転トルク値Xdが閾値Xsを越えたか否かを判定する(ステップS10)。この場合、閾値Xsには、回転トルク値Xdが正常の範囲を脱する大きさを設定する。そして、判断処理部34において、制御指令値Ccfが閾値Csfを越えたことのカウントを行った際に、回転トルク値Xdが閾値Xsを越えたか否かを判断する。制御指令値Ccfが閾値CsfをN回にわたって越えたとしても回転トルク値Xdが閾値Xsを越えていない場合には、冷たい外気が流れ込んで一時的に加熱筒2が冷却されたことなどが考えられるため、判断処理部34は第一警報指令を異常処理部35に付与する。これにより、表示部25は、「可塑化不十分の可能性があります」等の必要な注意表示を行う(ステップS11)。これにより、オペレータは注意表示により必要な確認等を行うことができる。
On the other hand, at this time, the
これに対して、制御指令値Ccfが閾値CsfをN回にわたって越えた際に、回転トルク値Xdも閾値Xsを越えている場合には、可塑化不十分の可能性が高いため、判断処理部34は、可塑化異常が生じたものと正式に判断し、第二警報指令を異常処理部35に付与する。これにより、表示部2は、「可塑化異常発生」等の必要な警告表示を行う(ステップS12)。このように、制御指令値Ccfが閾値Csfを越えた際にスクリュ4の回転トルク値Xdが予め設定した閾値Xsを越えている場合又は閾値Xsを越えていない場合に異なる警報表示を行うようにしたため、可塑化異常に係わる異なる結果に対して、複数の異なる警報表示からの選択により、より適切な警報表示を行うことができる。
On the other hand, when the control command value Ccf exceeds the threshold value Csf N times and the rotational torque value Xd also exceeds the threshold value Xs, there is a high possibility of insufficient plasticization. 34 formally determines that a plasticization abnormality has occurred, and gives a second alarm command to the
さらに、加熱筒2の後部2rに対応する目標温度THsを、より高い温度に変更する設定変更処理を行う。設定変更処理は、補正部36において、現在の目標温度THsに一定の補正値を加算するなどの手法を用いる(ステップS13)。このような加熱筒2の後部2rに対応する目標温度THsに対する設定変更処理を行えば、加熱筒2の前部2f及び中間部2mに至る前に可塑化をより促進させ、可塑化が不十分となる可塑化異常を有効に解消することができるとともに、異常判定手段Fjによる判定結果を異常対策に直接利用できるため、自動化も容易に行うことができる。そして、変更された目標温度THsは温度制御部22に転送する。これにより、温度制御部22において目標温度THsの変更が行われる(ステップS14)。
Further, a setting change process for changing the target temperature THs corresponding to the rear part 2r of the
また、インターバル処理部37では、設定変更手段Frにより目標温度を変更した後、所定のインターバル時間Tiが経過するまでは、異常判定手段Fjによる判定を行わないようにするインターバル処理を行う(ステップS15)。これにより、変更後の不安定領域における誤検出を防止することができる。したがって、インターバル時間Tiは、変更後の不安定領域が解消されるまでの時間を設定できる。なお、このような設定変更処理は、可塑化異常が判断された後、自動で実行されるように構成してもよいし、手動で実行できるように構成してもよい。手動で実行する場合には、警告表示の確認後、例えば、オペレータが補正量を任意に設定した後、実行キー等を押すことによって実行されるように構成すればよい。
Further, the
ところで、この場合、制御指令値Ccfが閾値Csfを越えたことが重要であり、回転トルク値Xdが閾値Xsを越えたことは補助的な判定要素となる。しかし、制御指令値Ccfが閾値Csfを越えた際にスクリュ4の回転トルク値Xdが予め設定した閾値Xsを越えていることを条件に可塑化異常と判定するようにすれば、二つの要因に基づく複合判定により、より確実かつ多様な判定を行うことができる。このため、様々な判定態様が可能であり、例えば、制御指令値Ccfが閾値CsfをN回連続して越えた際に、回転トルク値Xdが閾値Xsを一回でも越えれば、第二警報指令を出力してもよいし、回転トルク値Xdが閾値Xsを三回連続して越えれることを条件としてもよい。したがって、より安全性を考慮し、制御指令値Ccfが閾値Csfを三回越えたことの条件のみ、即ち、回転トルク値Xdが閾値Xsを越える条件を考慮することなく、第二警報指令を出力したり、補正処理を行ってもよい。
In this case, it is important that the control command value Ccf exceeds the threshold value Csf, and the fact that the rotational torque value Xd exceeds the threshold value Xs is an auxiliary determination factor. However, if the plasticizing abnormality is determined on the condition that the rotational torque value Xd of the
よって、このような本実施形態に係る制御装置1によれば、加熱筒2の前部2f及び/又は中間部2mに付設したヒータ3f,3mに対する制御指令値Ccf,Ccmが閾値Csf,Csmを越えたなら樹脂の可塑化異常と判定する異常判定手段Fjを備えるため、可塑化状態とは関係のない外乱要因を排除し、可塑化状態に直接関係する加熱温度により可塑化異常、特に、可塑化が不十分であることを的確に把握できる。したがって、様々な大きさや異なる形状のチップが混在しているリサイクル材料などに用いて最適となる。また、可塑化異常が発生した旨の警報表示を行う警報表示手段Faを含む異常処理手段Fpを備えるため、オペレータは可塑化異常が発生したことを速やかに確認できるとともに、必要な対策を迅速に行うことができる。
Therefore, according to the
以上、好適実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成,形状,素材,数量,数値等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更,追加,削除することができる。 As mentioned above, although preferred embodiment was described in detail, this invention is not limited to such embodiment, It does not deviate from the summary of this invention in a detailed structure, a shape, a raw material, quantity, a numerical value, etc. It can be changed, added, or deleted arbitrarily.
例えば、加熱筒2における前部2fのメータリングゾーンと中間部2mのコンプレッションゾーンは一体化、即ち、両者に跨ぐ単一のヒータが付設されている場合であってもよい。また、制御指令値Ccf,Ccmや回転トルク値Xdは、これらを直接利用することは勿論のこと、間接的な物理量であってもよい。したがって、制御指令値Ccf…は、ヒータ3f…の負荷を検出できる物理量であれば、他の物理量により置換できるとともに、回転トルク値Xdは、仕事量,負荷等の他の物理量により置換できる。一方、異常判定手段Fjにおいて、制御指令値Ccf,Ccmが閾値Csf,Csmを越えた際にN回連続して越えることを条件に可塑化異常と判定する場合を示したが、制御指令値Ccf,Ccmが閾値Csf,Csmを越えた際に設定時間にわたって越えることを条件に可塑化異常と判定してもよい。また、異常処理手段Fpとして、警報表示手段Faによる警報表示(注意表示,警告表示)及び目標温度THsに対する補正処理を例示したが、他の異常処理を排除するものではない。さらに、検出温度THd…には、必ずしも計量工程中における温度に限定するものではない。
For example, the metering zone of the front part 2f and the compression zone of the
本発明に係る制御装置は、ヒータにより加熱される加熱筒を備える各種の射出成形機に利用することができる。 The control device according to the present invention can be used in various injection molding machines including a heating cylinder heated by a heater.
1:制御装置,2:加熱筒,2f:前部,2m:中間部,2r:後部,3f:ヒータ,3m:ヒータ,3r:ヒータ,4:スクリュ,Fh:加熱筒加熱手段,Fc:温度制御手段,Fp:異常処理手段,Fa:警報表示手段,Fj:異常判定手段,Fr:設定変更手段,THd…:検出温度,THs…:目標温度,M:射出成形機,Ccf:制御指令値,Ccm:制御指令値,Csf:閾値,Csm:閾値,Xd:回転トルク値,Xs:閾値 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Control apparatus, 2: Heating cylinder, 2f: Front part, 2m: Middle part, 2r: Rear part, 3f: Heater, 3m: Heater, 3r: Heater, 4: Screw, Fh: Heating cylinder heating means, Fc: Temperature Control means, Fp: abnormality processing means, Fa: alarm display means, Fj: abnormality determination means, Fr: setting change means, THd ...: detected temperature, THs ...: target temperature, M: injection molding machine, Ccf: control command value , Ccm: control command value, Csf: threshold value, Csm: threshold value, Xd: rotational torque value, Xs: threshold value
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