JP2001347553A - 射出成形機における制御方式変更方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 充填工程時の制御方式を圧力制御から位置・
速度制御へ変更する際に、圧力制御時と同等の状態を位
置・速度制御においても再現できるようにするための条
件継承の機能を実現できる制御方式変更方法を提供す
る。 【解決手段】 圧力制御のための設定条件が、充填圧力
設定値Ａ、射出位置設定値Ｂ、射出速度設定値Ｃ、充填
時間設定値Ｄであり、圧力制御の結果得られたスクリュ
の最前進位置Ｅ、圧力制御終了時のスクリュ位置Ｆであ
った場合、圧力制御から位置・速度制御へ切換えた時
に、位置・速度制御の設定条件を、充填圧力設定値Ｇに
ついては充填圧力設定値Ａにあらかじめ決められた倍率
を乗算した値を設定し、スクリュ最前進位置設定値Ｈに
ついてはスクリュ最前進位置Ｅを設定し、スクリュ前後
進速度設定値Ｉ、Ｋについては射出速度設定値Ｃを設定
し、スクリュ後退位置設定値Ｊについてはスクリュ位置
Ｆを設定し、前記各設定を自動的に行うようにして制御
状態を継承させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形機におけ
る圧力制御と位置・速度制御との間の制御方式の変更方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】はじめに、図３を参照して、電動式射出
成形機の中の射出装置を中心に説明する。本電動式射出
成形機は、サーボモータ駆動による射出装置を備えてい
る。この射出装置においては、ボールネジ、ナットによ
りサーボモータの回転運動を直線運動に変換してスクリ
ュを前進、後退させる。

【０００３】図３において、射出用サーボモータ１１の
回転はボールネジ１２に伝えられる。ボールネジ１２の
回転により前進、後退するナット１３はプレッシャプレ
ート１４に固定されている。プレッシャプレート１４
は、ベースフレーム（図示せず）に固定されたガイドバ
ー１５、１６（通常、４本であるが、ここでは２本のみ
図示）に沿って移動可能である。プレッシャプレート１
４の前進、後退運動は、ベアリング１７、ロードセル１
８、射出軸１９を介してスクリュ２０に伝えられる。ス
クリュ２０は、加熱シリンダ２１内に回転可能に、しか
も軸方向に移動可能に配置されている。スクリュ２０の
後部に対応する加熱シリンダ２１には、樹脂供給用のホ
ッパ２２が設けられている。射出軸１９には、ベルトや
プーリ等の連結部材２３を介してスクリュ２０を回転さ
せるための回転用サーボモータ２４の回転運動が伝達さ
れる。すなわち、回転用サーボモータ２４により射出軸
１９が回転駆動されることにより、スクリュ２０が回転
する。

【０００４】計量工程においては、加熱シリンダ２１の
中をスクリュ２０が回転しながら後退することにより、
スクリュ２０の前方、すなわち加熱シリンダ２１のノズ
ル２１−１側に溶融樹脂が貯えられる。スクリュ２０が
後退するのは、スクリュ２０の前方に貯えられる溶融樹
脂の量が徐々に増加し、その圧力がスクリュ２０に作用
するからである。

【０００５】射出、充填工程においては、射出用サーボ
モータ１１の駆動によって加熱シリンダ２１の中をスク
リュ２０が前進することにより、スクリュ２０の前方に
貯えられた溶融樹脂を金型内に充填し、加圧することに
より成形が行われる。この時、溶融樹脂を押す力がロー
ドセル１８により射出圧力として検出される。検出され
た射出圧力は、ロードセルアンプ２５により増幅されて
制御装置２６に入力される。プレッシャプレート１４に
は、スクリュ２０の移動量を検出するための位置検出器
２７が取り付けられている。位置検出器２７の検出信号
は位置検出器アンプ２８により増幅されて制御装置２６
に入力される。

【０００６】制御装置２６は、表示／設定器３３により
マンマシンコントローラ３４を通してあらかじめ設定さ
れた設定値に応じて複数の各工程に応じたサーボモータ
の電流（トルク）指令をドライバ２９、３０に出力す
る。ドライバ２９では射出用サーボモータ１１の駆動電
流を制御して射出用サーボモータ１１の出力トルクを制
御する。ドライバ３０では回転用サーボモータ２４の駆
動電流を制御して回転用サーボモータ２４の回転数を制
御する。射出用サーボモータ１１、回転用サーボモータ
２４にはそれぞれ、回転数を検出するためのエンコーダ
３１、３２が備えられている。エンコーダ３１、３２で
検出された回転数はそれぞれ制御装置２６に入力され
る。特に、エンコーダ３２で検出された回転数は、スク
リュ２０の回転数を知るために用いられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、最近の射出
成形機は、充填工程を充填圧力制御、位置・速度制御で
実行できるようになっているものが多い。特に、位置・
速度制御は高速充填に適しており、後で説明されるよう
に、スクリュをある位置から前進させた後、ある距離だ
け後退させる、いわゆる圧抜き制御が行われる。

【０００８】いずれにしても、制御方式を圧力制御から
位置・速度制御に変更する場合、従来はそれぞれの制御
方式間の関連性がほとんど無いものとして扱っている。
つまり、圧力制御で成形条件を設定した後、位置・速度
制御への変更を行なう場合には、成形条件を始めから設
定し直さなければならない。言い換えれば、充填工程を
圧力制御のための設定条件によって制御している状態か
ら、位置・速度制御に切り換えると、制御設定項目はそ
のほとんどが０となる。

【０００９】このような現状を鑑み、本発明は、充填工
程時の制御方式を圧力制御から位置・速度制御へ変更す
る際に、圧力制御時と同等の状態を位置・速度制御にお
いても再現できるようにするための条件継承の機能を実
現できる制御方式変更方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、射出成形機に
おいて圧力制御と位置・速度制御との間の制御方式の切
り換えに際し、その成形特性を一定に保つための設定条
件の継承を行なう制御方式変更方法であって、圧力制御
のための設定条件が、充填圧力設定値Ａ、射出位置設定
値Ｂ、射出速度設定値Ｃ、充填時間設定値Ｄであり、圧
力制御の結果得られたスクリュの最前進位置Ｅ、圧力制
御終了時のスクリュ位置Ｆであった場合、圧力制御から
位置・速度制御へ切換えた時に、位置・速度制御の設定
条件を、充填圧力設定値Ｇについては前記充填圧力設定
値Ａにあらかじめ決められた倍率を乗算した値を設定
し、スクリュ最前進位置設定値Ｈについては前記スクリ
ュ最前進位置Ｅを設定し、スクリュ前後進速度設定値
Ｉ、Ｋについては前記射出速度設定値Ｃを設定し、スク
リュ後退位置設定値Ｊについては前記スクリュ位置Ｆを
設定し、前記各設定を自動的に行うようにして制御状態
を継承させるようにしたことを特徴とする。

【００１１】本制御方式変更方法においては、前記制御
状態の継承を行うかどうかの設定手段を備えることが好
ましい。

【００１２】本制御方式変更方法においてはまた、前記
制御状態の継承を行う場合に前記各設定条件を保存する
ことにより、制御方式を圧力制御に戻した場合には、切
り換える前の状態から成形を続行できるようにすること
が好ましい。

【００１３】

【作用】本発明によれば、特に低速領域から高速領域へ
移行しつつ、圧力特性を柔軟に設定する必要がある場合
には、ある程度の成形条件を圧力制御によって設定し、
さらに最適かつ、射出成形機の持つ高速・高応答領域を
使用した成形条件を、位置・速度制御に切り換えて設定
することが可能となる。これにより、圧力制御での条件
設定を無駄にすることがなくなる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明による制御方式変更方法の
実施の形態を、図１で説明したような電動式射出成形機
に適用した場合について説明する。この場合、図１の表
示／設定器３３は、制御状態の継承を行うかどうかの設
定手段として使用され、制御装置２６はこの表示／設定
器３３からの指示に基づいて制御方式変更に伴う、以下
に述べる様々な設定を自動的に行う。制御装置２６はま
た、上記の制御状態の継承を行う場合に、様々な設定条
件を保存するメモリ（図示せず）を備えている。

【００１５】はじめに、図１を参照して、圧力制御の場
合について説明する。圧力制御の設定項目は以下の通り
である。

【００１６】 ・充填圧力設定値＜Ａ＞［ＭＰａ］ ・射出位置設定値＜Ｂ＞［ｍｍ］ ・射出速度設定値＜Ｃ＞［ｍｍ／ｓｅｃ］ ・充填時間設定値＜Ｄ＞［ｓｅｃ］ 圧力制御では、それぞれの設定値Ａ〜Ｄに設定すること
により、次のように動作する。

【００１７】１．スクリュがある位置から設定値Ｂの射
出位置まで設定値Ｃの射出速度で前進する。

【００１８】２．スクリュ前進中に充填圧力が設定値Ａ
に達すると、圧力値を設定値Ａに維持するように圧力制
御を行なう。

【００１９】３．上述の圧力制御を設定値Ｄ秒間行な
う。

【００２０】上述の圧力制御によって、次の情報が得ら
れる。

【００２１】スクリュの最前進位置＜Ｅ＞［ｍｍ］ 圧力制御終了時のスクリュ位置＜Ｆ＞［ｍｍ］ 次に、図２を参照して、位置・速度制御の設定項目は以
下の通りである。なお、この位置・速度制御において
は、スクリュをある位置から前進させた後、ある距離だ
け後退させる、いわゆる圧抜き制御が行われる。

【００２２】 ・充填圧力設定値＜Ｇ＞［ＭＰａ］ ・スクリュ最前進位置設定値＜Ｈ＞［ｍｍ］ ・スクリュ最前進位置設定値＜Ｈ＞までのスクリュ前進
速度設定値＜Ｉ＞［ｍｍ／ｓｅｃ］ ・スクリュ最前進位置設定値＜Ｈ＞に達した後に、スク
リュを後退させる位置設定値＜Ｊ＞［ｍｍ］ ・スクリュ後退位置設定値＜Ｊ＞までのスクリュ後退速
度設定値＜Ｋ＞［ｍｍ／ｓｅｃ］ ・充填時間設定値＜Ｌ＞［ｓｅｃ］ 位置・速度制御では、設定値Ｇ〜Ｌの設定により、次の
ように動作する。

【００２３】イ．スクリュがある位置から設定値Ｈのス
クリュ最前進まで設定値Ｉのスクリュ前進速度で前進す
る。

【００２４】ロ．スクリュが設定値Ｈのスクリュ最前進
位置に達したら、設定値Ｊのスクリュ後退位置まで設定
値Ｋのスクリュ後退速度で後退する。

【００２５】ハ．上記のイ、ロの制御中に、充填圧力が
設定値Ｇに達したら、圧力値を設定値Ｇに維持するよう
に制御を行なう。

【００２６】ニ．上述の制御を設定値Ｌ秒間行なう。

【００２７】制御装置２６は、表示／設定器３３により
制御状態を圧力制御から位置・速度制御へ切り換える指
示を受けると、以下の条件代入を自動的に行う。

【００２８】設定値Ｇの充填圧力については、圧力制
御時の充填圧力設定値Ａにあらかじめ決められた倍率Ｘ
を乗算した設定値Ａ×Ｘ［ＭＰａ］を代入する。倍率Ｘ
は、例えば１．２前後の値である。

【００２９】スクリュ最前進位置設定値Ｈについて
は、圧力制御時のスクリュ最前進位置Ｅ［ｍｍ］を代入
する。

【００３０】スクリュ前進速度設定値Ｉについては、
圧力制御時の射出速度設定値Ｃ［ｍｍ／ｓｅｃ］を代入
する。

【００３１】スクリュ後退位置設定値Ｊについては、
圧力制御時のスクリュ位置Ｆ［ｍｍ］を代入する。

【００３２】スクリュ後退速度設定値Ｋについては、
圧力制御時の射出速度設定値Ｃ［ｍｍ／ｓｅｃ］を代入
する。

【００３３】充填時間設定値Ｌについては、圧力制御
時の充填時間設定値Ｄ［ｓｅｃ］を代入する。

【００３４】すなわち、制御装置２６は、制御状態を継
承するかどうかの表示／設定器３３が「入」の場合には
上記の代入動作を自動的に行ない、「切」の場合には代
入動作を行なわない。

【００３５】制御装置２６は更に、継承を「入」とした
場合にも、上記の各設定情報をメモリに保存することに
より、制御方式を圧力制御に戻した場合には、制御方式
を切り換える前の状態から成形を続行させることができ
る。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、制御方式を圧力制御か
ら位置・速度制御へ切り換えた時、〜の成形条件継
承が行なわれることで、各制御特性（圧力、スクリュ速
度、スクリュ位置の対時間特性）をほぼ同じとすること
ができる。これにより、上位機能に位置付けられる位置
・速度制御にて、更なる最適制御設定の探索が容易にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明において圧力制御の場合に設定される射
出速度−時間特性（図ａ）及び充填圧力−時間（図ｂ）
特性の一例を示した図である。

【図２】本発明において位置・速度制御の場合に設定さ
れるスクリュ速度−時間特性（図ａ）及びスクリュ位置
−時間（図ｂ）特性の一例を示した図である。

【図３】本発明が適用される電動式射出成形機の構成
を、射出装置を中心に示した図である。

【符号の説明】

１２ ボールネジ １３ ナット １４ プレッシャプレート １５、１６ ガイドバー １７ ベアリング １８ ロードセル １９ 射出軸 ２０ スクリュ ２１ 加熱シリンダ ２３ 連結部材 ２７ 位置検出器 ３１、３２ エンコーダ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 射出成形機において圧力制御と位置・速
   度制御との間の制御方式の切り換えに際し、その成形特
   性を一定に保つための設定条件の継承を行なう制御方式
   変更方法であって、 圧力制御のための設定条件が、充填圧力設定値Ａ、射出
   位置設定値Ｂ、射出速度設定値Ｃ、充填時間設定値Ｄで
   あり、圧力制御の結果得られたスクリュの最前進位置
   Ｅ、圧力制御終了時のスクリュ位置Ｆであった場合、 圧力制御から位置・速度制御へ切換えた時に、位置・速
   度制御の設定条件を、 充填圧力設定値Ｇについては前記充填圧力設定値Ａにあ
   らかじめ決められた倍率を乗算した値を設定し、 スクリュ最前進位置設定値Ｈについては前記スクリュ最
   前進位置Ｅを設定し、 スクリュ前後進速度設定値Ｉ、Ｋについては前記射出速
   度設定値Ｃを設定し、 スクリュ後退位置設定値Ｊについては前記スクリュ位置
   Ｆを設定し、 前記各設定を自動的に行うようにして制御状態を継承さ
   せるようにしたことを特徴とする射出成形機における制
   御方式変更方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の制御方式変更方法におい
   て、前記制御状態の継承を行うかどうかの設定手段を備
   えることを特徴とする射出成形機における制御方式変更
   方法。
3. 【請求項３】 請求項１あるいは２記載の制御方式変更
   方法において、前記制御状態の継承を行う場合に前記各
   設定条件を保存することにより、制御方式を圧力制御に
   戻した場合には、切り換える前の状態から成形を続行で
   きるようにしたことを特徴とする射出成形機における制
   御方式変更方法。