JP2002018920A - 射出成形機の温度制御方法 - Google Patents

射出成形機の温度制御方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】高精度で安定した温度制御を行うとともに、高
度の成形品質を得る。 【解決手段】被温度制御部2の温度Tを検出し、検出し
た温度検出値が予め設定した温度目標値Tsになるよう
に、温度Tに対するフィードバック制御を行うに際し、
所定のサンプリング周期tsにより温度Tを順次計測す
ることにより温度計測値Tm…を得、かつサンプリング
周期tsよりも長く設定した制御周期tcにより温度制
御処理を実行するとともに、温度制御処理を実行する際
に、当該実行時から過去の所定期間Z内における温度計
測値Tm…を平均した温度検出値Tdを用いてフィード
バック制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、温度検出値が予め
設定した温度目標値になるように、温度に対するフィー
ドバック制御を行う射出成形機の温度制御方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】射出成形機に備える射出装置の加熱筒及
び射出ノズルは、外周部に装着したヒータにより数百
〔℃〕程度に加熱されるとともに、各加熱ゾーン毎に最
適な温度(温度分布)になるように温度制御される。
【0003】従来、このような加熱筒及び射出ノズルに
対する温度制御方法としては、特開平6−55601号
公報で開示される温度制御方法が知られている。同公報
で開示される温度制御方法は、熱電対及びこの熱電対を
接続したサーモ制御部からなるサーモスタットを用いる
ことにより、加熱筒及び射出ノズルの温度検出を行うと
ともに、予め設定した目標温度になるように、温度に対
するフィードバック制御を行う。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した射
出装置に備える加熱筒は、内蔵するスクリュの回転によ
り成形材料を可塑化溶融するため、材料剪断等による発
熱を生ずるとともに、溶融樹脂の射出充填後は成形品に
対する冷却を行うため、金型により熱が奪われるなど、
一成形サイクル中における温度の変動が激しい。一方、
加熱筒は、外周部に装着したヒータにより加熱するとと
もに、温度検出部位は、加熱筒の比較的内側に設けるた
め、フィードバック制御時の制御応答性が低くなる。
【0005】したがって、リアルタイムで検出される温
度検出値により温度制御を行う従来の温度制御方法で
は、温度変動が激しく、しかも制御応答性の低い加熱筒
に対しては、高精度で安定した温度制御を行うことがで
きないとともに、高度の成形品質を得ることができない
問題があった。
【0006】本発明は、このような従来の技術に存在す
る課題を解決したものであり、高精度で安定した温度制
御を行うことができるとともに、高度の成形品質を得る
ことができる射出成形機の温度制御方法の提供を目的と
する。
【0007】
【課題を解決するための手段及び実施の形態】本発明に
係る射出成形機の温度制御方法は、被温度制御部2の温
度Tを検出し、検出した温度検出値が予め設定した温度
目標値Tsになるように、温度Tに対するフィードバッ
ク制御を行うに際し、所定のサンプリング周期tsによ
り温度Tを順次計測することにより温度計測値Tm…を
得、かつサンプリング周期tsよりも長く設定した制御
周期tcにより温度制御処理を実行するとともに、温度
制御処理を実行する際に、当該実行時から過去の所定期
間Z内における温度計測値Tm…を平均した温度検出値
Tdを用いてフィードバック制御を行うようにしたこと
を特徴とする。
【0008】この場合、好適な実施の態様により、温度
検出値Tdは、温度計測値Tmを得る毎に算出処理する
ことができる。また、被温度制御部2としては、射出装
置Miに備える加熱筒11に適用できるとともに、所定
期間Zとしては、一成形サイクルに対応する期間Zを適
用できる。
【0009】これにより、一成形サイクル期間中におけ
る温度変動が大きく、しかも制御応答性の低い加熱筒1
1等に対する温度制御を行う場合であっても、所定期間
(一成形サイクルに対応する期間)Z内における温度計
測値Tm…を平均した温度検出値Tdを用いてフィード
バック制御を行うため、高精度で安定した温度制御が可
能となる。
【0010】
【実施例】次に、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図
面に基づき詳細に説明する。
【0011】まず、本実施例に係る温度制御方法を実施
できる射出成形機の要部構成について、図3を参照して
説明する。
【0012】同図中、Miは射出成形機に備える射出装
置を示す。射出装置Miは、加熱筒11を備え、この加
熱筒11の前端には加熱筒11内で可塑化溶融された樹
脂を、不図示の金型内に射出充填する射出ノズル12を
有するとともに、後部には加熱筒11内に成形材料を供
給するホッパー13を備える。この場合、加熱筒11
は、本実施例に係る温度制御方法を実施するための被温
度制御部2となる。また、加熱筒11の内部にはスクリ
ュ14を内蔵する。このスクリュ14は後側に配したス
クリュ駆動機構部15により回転又は進退移動せしめら
れる。
【0013】一方、加熱筒11及び射出ノズル12に
は、加熱装置20を付設する。加熱装置20は、射出ノ
ズル12の外周部に装着したノズルヒータ21及び加熱
筒11の外周部に装着した前部ヒータ22,中間部ヒー
タ23及び後部ヒータ24を備えるとともに、各ヒータ
21,22…をオン−オフ制御するヒータ制御部25を
備える。また、ヒータ制御部25はコントローラ26に
接続するとともに、ヒータ制御部25には、各ヒータ2
1〜24により加熱される加熱部位の温度を検出する温
度センサ27,28,29,30を接続する。
【0014】次に、本実施例に係る温度制御方法につい
て、図2及び図3を参照しつつ図1に示すフローチャー
トに従って説明する。
【0015】まず、ヒータ制御部25(又はコントロー
ラ26)には、予め、サンプリング周期tsと制御周期
tcを設定する。サンプリング周期tsは、例えば0.
5〔sec〕に、制御周期tcは、例えば3〔sec〕
にそれぞれ設定できる。なお、実施例は、温度センサ2
9及び中間部ヒータ23により温度制御する場合を説明
するが、他の各温度センサ27…及び各ヒータ21…に
より温度制御する場合も同様に実施できる。
【0016】温度制御時には、基本的な処理としてヒー
タ制御部25に内蔵するタイマにより計時処理が行われ
る(ステップS1)。そして、タイマの計時によりサン
プリング時間に到達すれば、ヒータ制御部25は温度計
測処理を行う(ステップS2,S3)。具体的には、前
回の温度計測から0.5〔sec〕経過した時点で、温
度センサ29から得られるアナログ検出信号をサンプリ
ングする。なお、このアナログ検出信号は、加熱筒11
の中間部における温度Tに対応する。図2(a)に温度
Tの波形及び温度目標値Tsを示す。一方、サンプリン
グされたアナログ信号は、デジタル信号(デジタルデー
タ)に変換し、温度計測値Tmとして一次保存する(ス
テップS4)。このような温度計測値Tmは、一定のサ
ンプリング周期ts毎に順次得られるため、得られた温
度計測値Tm…は一次保存する。図2(b)はサンプリ
ング周期ts…を示す。
【0017】また、ヒータ制御部25は、得られた温度
計測値Tm…から過去の所定期間Z内、即ち、一成形サ
イクルに対応する期間Z内における温度計測値Tm…を
平均することにより温度検出値Tdを求める。具体的に
は、任意の時刻knで得られた温度計測値Tmに対し、
この時刻knから過去に溯った一成形サイクルに対応す
る期間Z内、具体的には、時刻knから時刻kaまでの
全ての温度計測値Tm…(実施例は二十データ)を加算
するとともに、データ数により除した平均値を算出す
る。これにより、一成形サイクルに対応する期間Z内に
おける温度計測値Tm…を平均した温度検出値Tdが得
られる(ステップS5)。図2(c)に、一成形サイク
ルに対応する期間Zを示す。温度検出値Tdの算出処理
は、得られる温度計測値Tm…毎に行うとともに、実際
の温度制御とは関係なく独立して行われる。
【0018】一方、温度制御は、予め設定した制御周期
tc…毎に行われる。図2(d)に制御周期tc…を示
す。今、前回の制御処理から3〔sec〕経過し、次の
制御実行時間、例えば、図2に示す時刻knに到達した
ものとする(ステップS6)。これにより、ヒータ制御
部25は、上述した時刻knで得た温度検出値Tdを用
いて、温度Tに対するフィードバック制御を行う。具体
的には、温度検出値Tdと温度目標値Tsを比較し、温
度検出値Tdが温度目標値Tsよりも小さい場合には、
中間部ヒータ23をオンにし、温度検出値Tdが温度目
標値Tsよりも大きい場合には、中間部ヒータ23をオ
フにするフィードバック制御を行う(ステップS7)。
そして、このような制御処理は、制御周期tc…毎に同
様に行われる。
【0019】このように、本実施例に係る温度制御方法
によれば、一成形サイクル期間中における温度変動が大
きく、しかも制御応答性の低い加熱筒11に対する温度
制御を行う場合であっても、一成形サイクルに相当する
期間Z内における温度計測値Tm…を平均した温度検出
値Tdを用いてフィードバック制御を行うため、高精度
で安定した温度制御を行うことができるとともに、高度
の成形品質を得ることができる。
【0020】以上、実施例について詳細に説明したが、
本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、
細部の構成,形状,数値,手法等において、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。
【0021】例えば、温度検出値Tdは、温度計測値T
m…を得る毎に算出する場合を示したが、温度制御を行
う時点でのみ算出してもよい。また、被温度制御部2と
して、射出装置Miに備える加熱筒11を例示したが、
射出ノズル12をはじめ、金型等の他の被温度制御部に
も同様に適用できる。さらに、所定期間Zとして、一成
形サイクルに対応する期間Zを例示したが、二成形サイ
クル,一般的にはn成形サイクル等の期間を排除するも
のではない。他方、加熱装置20は、各ヒータ21…に
対してオン−オフ制御する場合を示したが、温度検出値
Tdと温度目標値Tsの偏差を求め、この偏差の大きさ
に基づいて各ヒータ21…に対する供給電力量を連続可
変制御してもよい。
【0022】
【発明の効果】このように、本発明に係る射出成形機の
温度制御方法は、所定のサンプリング周期により温度を
順次計測することにより温度計測値を得、かつサンプリ
ング周期よりも長く設定した制御周期により温度制御処
理を実行するとともに、温度制御処理を実行する際に、
当該実行時から過去の所定期間内における温度計測値を
平均した温度検出値を用いてフィードバック制御を行う
ようにしたため、高精度で安定した温度制御を行うこと
ができるとともに、高度の成形品質を得ることができる
という顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好適な実施例に係る射出成形機の温度
制御方法の処理手順を示すフローチャート、
【図2】同温度制御方法の処理タイミングを示すタイミ
ングチャート、
【図3】同温度制御方法を実施する射出成形機の要部構
成図、
【符号の説明】
2 被温度制御部 11 加熱筒 ts サンプリング周期 tc 制御周期 T 温度 Ts 温度目標値 Z 所定期間 Mi 射出装置

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被温度制御部の温度を検出し、検出した
    温度検出値が予め設定した温度目標値になるように、温
    度に対するフィードバック制御を行う射出成形機の温度
    制御方法において、所定のサンプリング周期により前記
    温度を順次計測することにより温度計測値を得、かつ前
    記サンプリング周期よりも長く設定した制御周期により
    温度制御処理を実行するとともに、前記温度制御処理を
    実行する際に、当該実行時から過去の所定期間内におけ
    る温度計測値を平均した温度検出値を用いて前記フィー
    ドバック制御を行うことを特徴とする射出成形機の温度
    制御方法。
  2. 【請求項2】 前記温度検出値は、前記温度計測値を得
    る毎に算出することを特徴とする請求項1記載の射出成
    形機の温度制御方法。
  3. 【請求項3】 前記被温度制御部は、射出装置に備える
    加熱筒であることを特徴とする請求項1記載の射出成形
    機の温度制御方法。
  4. 【請求項4】 前記所定期間は、一成形サイクルに対応
    する期間であることを特徴とする請求項1記載の射出成
    形機の温度制御方法。
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