JP2003117972A

JP2003117972A - 電動射出成形機

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Publication number: JP2003117972A
Application number: JP2001312828A
Authority: JP
Inventors: Kenji Tsutsui; 健司筒井; Akihiro Maekawa; 明寛前川; Tadashi Murata; 直史村田; Junji Murase; 淳治村瀬
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2001-10-10
Filing date: 2001-10-10
Publication date: 2003-04-23
Anticipated expiration: 2021-10-10
Also published as: JP3943887B2

Abstract

(57)【要約】【課題】射出装置や金型の破損を防止する電動射出成
形機の制御方法を提供する。【解決手段】測定された可塑化樹脂量と金型の容量か
ら金型への樹脂の射出が完了するスクリュ位置Ｘｄを求
めるステップと、前記射出スクリュが前記位置Ｘｄにて
停止するために、前記射出スクリュの最大速度Ｖｍａｘ
から最大減速して停止可能である射出スクリュ位置Ｘｓ
を求めるステップと、前記射出スクリュが前記位置Ｘｓ
から前記位置Ｘｄまでの間にあるときの前記射出スクリ
ュの速度Ｖｍに基づき、前記位置Ｘｓからの最大減速の
様子を位置Ｘの関数として表すＶ＝ｆ（Ｘ）をＶｍにつ
いて解いて求まる位置Ｘｍに射出スクリュが達したとき
に射出スクリュを最大減速して停止するステップとを含
んでなる電動射出成形機の制御方法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動モータが射出
スクリュを進退駆動し、該電動モータを位置制御モード
や速度制御モードや圧力制御モード等の制御モードを用
いる電動射出成形機の制御方法とに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の射出成形機について、図４〜図５
を用いてその構造と動作について説明する。従来の射出
成形機は、２つの金型４０１、４０２を重合し、金型４
０１、４０２間に形成された空間内へと原料樹脂４０３
を射出供給して所望形状の樹脂製品を成形する。このた
め、射出成形機は、２つの金型４０１、４０２を重合す
る型締め装置４１０と、金型４０１、４０２間に形成さ
れた空間内に原料樹脂４０３を射出供給する射出装置４
２０とを含んでいる。なお、ここでは、金型４０１を凹
状に、金型４０２を凸状に形成している。

【０００３】型締め装置４１０は、一方の金型４０１を
取り付けてベース４３１上に固定されている固定ダイプ
レート４１１と、他方の金型４０２を取り付けて固定ダ
イプレート４１１に対して接離する方向に移動可能な移
動ダイプレート４１２と、一端を固定ダイプレート４１
１に他端を連結プレート４１３にそれぞれ連結されて移
動ダイプレート４１２の移動を案内しているタイバー４
１４と、移動ダイプレート４１２を駆動するブーストシ
リンダ４１５とを含んでなる。

【０００４】ブーストシリンダ４１５が作動すると（図
４（ｂ）を参照のこと）、タイバー４１４が、移動ダイ
プレート４１２を案内して金型４０２を金型４０１に対
して接離する方向に移動し、金型４０１、４０２の重合
時には、ブーストシリンダ４１５が、金型４０２を金型
４０１に押圧して金型４０１、４０２内の空間への樹脂
圧に対抗できるように作動する。なお、移動ダイプレー
ト４１２は、成形後に凸状の金型４０２側に嵌着した樹
脂製品４０４を取り出すための押出シリンダ４１６を含
んでいる。

【０００５】一方、射出装置４２０は、先端にノズル４
２１を備えた射出シリンダ４２２と、射出シリンダ４２
２の内部に進退可能及び回転可能に内挿された射出スク
リュ４２３（詳細は図３を参照のこと）と、射出シリン
ダ４２２内の原料樹脂４０３を加熱するヒータ４２４
と、ベース４３２上に固定された台（駆動装置台）４２
５と、台４２５上に固定されて射出シリンダ４２２を支
持している固定フレーム４２６と、台４２５上に移動可
能に装備されて射出スクリュ４２３と結合している移動
フレーム４２７と、移動フレーム４２７に設けられ射出
スクリュ４２３を回転駆動するスクリュ回転モータ４２
８と、固定フレーム４２６と移動フレーム４２７との間
に設けられ、移動フレーム４２７と共に射出スクリュ４
２３を軸線方向に移動する射出スクリュ移動機構４２９
と、射出シリンダ４２２内に原料樹脂４０３を供給する
ためのホッパ４３０とを含んでなる。

【０００６】なお、台４２５と固定ダイプレート４１１
との間に、台４２５を射出シリンダ４２２の軸方向に移
動してノズル４２１の位置を前後に進退調整するための
ノズル前後シリンダ４３３を含んでいる。これにより、
スクリュ回転モータ４２８が射出スクリュ４２３を回転
することにより、ホッパ４３０からのペレット状の原料
樹脂４０３を射出シリンダ４２２内に導入し、この原料
樹脂４０３を前方へ送ることができる。この際、ヒータ
４２４が原料樹脂４０３を過熱することで原料樹脂４０
３を融解する。そして、ノズル４２１部分に溜まった溶
融樹脂を、射出スクリュ移動機構４２９が作動して射出
スクリュ４２３を前進させることにより、金型４０１、
４０２内に射出できる。

【０００７】このように、射出成形機は、図４（ａ）〜
（ｃ）と図５（ａ）〜（ｃ）に示す動作により、図６に
示すステップにより射出成形を行っている。まず、移動
ダイプレート４１２を図４（ａ）に示すような原位置に
設定し（原位置設定工程、図６のステップＳ１）、移動
ダイプレート４１２を図４（ｂ）に示すように移動して
金型４０１、２を重合する型閉じを行う（型閉じ工程、
図６のステップＳ２）。

【０００８】次いで、金型４０１、４０２を圧着した状
態で、スクリュ回転モータ４２８及びヒータ４２４を作
動し、ホッパ４３０に投入したペレット状の原料樹脂４
０３を溶融しながら送給し、ノズル４２１部分に１ショ
ット分の溶融樹脂を溜めた上で、図４（ｃ）に示すよう
に、射出スクリュ移動機構４２９が作動して射出スクリ
ュ４２３を前進し、溶融樹脂を昇圧しながら金型４０
１、４０２内に溶融樹脂を射出する（昇圧、射出工程、
図６のステップＳ３）。

【０００９】このように、金型４０１、４０２内に溶融
樹脂を注入したら、タイマ等を用いて所定の時間だけ昇
圧した圧力状態を保って（保圧工程、図６のステップＳ
４）、金型４０１、４０２を冷やして樹脂を固める。こ
の樹脂が固まる際に、樹脂が収縮して体積が減るので、
図５に示すように、射出スクリュ４２３を回転して一定
圧力で樹脂を再射出することにより、樹脂収縮分を補填
する（冷却、計量工程、図６のステップＳ５）。

【００１０】冷却、計量工程が完了したら（図６のステ
ップＳ６）、図５（ｂ）に示すように、移動ダイプレー
ト４１２を移動して金型４０１、４０２を隔離する型開
きを行って（型開き工程、図６のステップＳ７）、図５
（ｃ）に示すように、押出シリンダ４１６が作動し、凸
状の金型４０２側に嵌着した樹脂製品４０４を押し出し
て取り出す（製品押し出し工程、図６のステップＳ
８）。その後は、成形終了判定（図６のステップＳ９）
を行うまで、再び、上記の型閉じ工程（図６のステップ
Ｓ２）〜製品押し出し工程（図６のステップＳ８）を実
施する。

【００１１】このような射出成形を行う射出成形機とし
ては、射出スクリュ移動機構４２９に射出シリンダなど
の流体圧シリンダを用いた油圧射出成形機の他に、射出
スクリュ移動機構４２９に電動モータを用いた電動射出
成形機がある。電動射出成形機は油圧射出成形機に比べ
て、射出スクリュの進退をより精度よく、また様々な形
態で制御可能であるメリットを有する。

【００１２】電動射出成形機が上述のように射出成形を
行う際には、樹脂を金型に充填する昇圧、射出工程（図
６のステップＳ３）では、充填の最中に樹脂温度が下が
ると樹脂が固化してしまうため、この樹脂充填時には射
出スクリュを速度制御してこれを防いでいる。また、樹
脂充填後の保圧工程及び冷却、計量工程（図６のステッ
プＳ４、Ｓ５）では、樹脂の冷却による収縮を補正する
ための保圧が可能なように射出スクリュを圧力制御す
る。

【００１３】つまり、樹脂の充填工程（昇圧、射出工
程）では、射出スクリュの進退方向への移動速度が目標
とする速度になるように、射出スクリュを進退駆動する
電動モータを制御している。また、樹脂充填後の保圧工
程等では、射出スクリュによる樹脂の圧力が目標とする
圧力になるように、射出スクリュを進退駆動する電動モ
ータを制御している。

【００１４】このため、成形工程中に、射出スクリュの
駆動を速度制御から圧力制御へと制御モードを切り替え
ることが必要となる。従来は、この速度制御と圧力制御
との切り替え（以下、「Ｖ／Ｐ切り替え」と呼ぶ）を射出
スクリュの位置に応じて行っており、熟練作業者が、手
動により射出成形を数回実施して良質の成形を実施でき
た時の作業工程を基にして、この切り替え基準となる射
出スクリュ位置を設定していた。

【００１５】図７において、上記の具体例として、従来
の射出成形時における射出スクリュの進退方向へ制御を
行う制御ブロック図を示している。従来の制御装置で
は、速度制御については、モータ位置（回転角度）の目
標値である位置指令値Ｘｒと、モータ位置（回転角度）
の実測値である位置検出値Ｘとの偏差（Ｘｒ−Ｘ）を算
出し（加算器１７１）、ゲイン処理部１７２において、
この偏差（Ｘｒ−Ｘ）に位置比例ゲインＫｐを乗算して
速度対応の指令値[Ｖｒ＝Ｋｐ（Ｘｒ−Ｘ）]に変換す
る。そして、この速度指令値Ｖｒと、モータ速度（回転
速度）の実測値である速度検出値Ｖとの偏差（Ｖｒ−
Ｖ）を算出し（加算器１７３）、速度制御部１７４にお
いてこの偏差（Ｖｒ−Ｖ）に基づいてモータ指令値（電
流指令値）を設定し出力する。

【００１６】また、制御装置では、圧力制御について
は、金型内の圧力（樹脂圧力）の目標値である圧力指令
値Ｐｒ１、Ｐｒ２を設定する。これらの一方の圧力指令
値Ｐｒ１は、速度制御時に金型内の圧力の過剰な上昇を
規制して速度制御から圧力制御への切り替えを行い、他
方の圧力指令値Ｐｒ２を圧力制御時に用いている。

【００１７】そこで、切り替え部１７５において、Ｖ／
Ｐ切り替え信号に基づいて、速度制御時（Ｖ制御時）に
は圧力指令値Ｐｒ１を選択し、圧力制御時（Ｐ制御時）
には圧力指令値Ｐｒ２を選択する。選択した圧力指令値
Ｐｒ１又はＰｒ２（以下、「Ｐｒ」とする）と、金型内の
圧力の実測値である圧力検出値Ｐとの偏差（Ｐｒ−Ｐ）
を算出し（加算器１７６）、圧力制御部１７７において
この偏差（Ｐｒ−Ｐ）に基づいてモータ指令値（電流指
令値）を設定し出力している。

【００１８】このような速度制御部１７４からのモータ
指令値と圧力制御部１７７からのモータ指令値とを切り
替え部１７８が切り替えるが、切り替え部１７８では、
これらのモータ指令値のうち小さい方を選択する（ロー
セレクト）。これは、速度制御の末期には射出スクリュ
の位置が充填完了状態に近づくと共に温度低下によって
樹脂材料の粘性が高まり、位置指令値Ｘｒと位置検出値
Ｘとの偏差（Ｘｒ−Ｘ）が縮まりにくくなるので、速度
指令値Ｖｒは小さくならないまま実速度は低下してい
き、速度制御部１７４からのモータ指令値は増大する。

【００１９】上記のように速度制御と圧力制御とをモー
タ指令値のローセレクトで切り替える技術は、特開平４
−３６９５２０号公報や特許第２６６０６３６号公報に
も開示されている。また、実公平６−２８２５３号公報
には、保圧時にサーボモータの速度を制御することによ
り、樹脂圧力を制御する速度制御回路と、位置検出手段
からの情報に基づきサーボモータの位置と速度とを制御
する位置制御回路と、保圧時の保圧指令信号と圧力セン
サから出力する実保圧値との偏差量に基づく速度指令値
制御する速度制御回路とを、スイッチング回路により自
動切り替えするものが開示されている。

【００２０】一方、この速度制御と圧力制御との切り替
え（Ｖ／Ｐ切り替え）を射出スクリュの位置に応じて行
う技術もある。この場合、切り替え基準となる射出スク
リュ位置は、熟練作業者が手動により射出成形を数回実
施して、良質の成形を実施できた時の作業工程に基づい
て設定している。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような従来の制御方法においては、射出制御のための制
御パラメータを作業者が設定するため、この制御パラメ
ータの入力を誤って行う可能性がありうる。また、誤っ
て入力した制御パラメータによっては、射出スクリュが
停止すべき位置を越えて動作させられることもありう
る。

【００２２】また、熟練作業者による実施結果に基づい
て速度制御と圧力制御との切り替えを射出スクリュの位
置に応じて切り替える場合においても、上記の場合と同
様なことが起こりうる。例えば、Ｖ／Ｐ切り替え位置を
予め設定する際に、作業者がこのＶ／Ｐ切り替え位置を
間違って入力した場合、所望の位置で射出スクリュを停
止することができない。射出スクリュが停止すべき位置
を越えて移動すると、樹脂の過充填によって許容値を超
えた圧力が金型にかかり、金型が破損するおそれがあ
る。さらには、射出スクリュが移動限界を超えて移動す
ることにより破損したり、許容値異常の負荷がかかって
動力モータが破損したりするおそれがある。

【００２３】本発明は、上述の課題に鑑み、何らかの理
由で射出スクリュの移動が圧力制御に切り替わらない場
合においても、金型への樹脂の充填完了位置の手前で確
実に射出スクリュを停止させることを特徴とする電動射
出成形機を用いた射出成形方法を提供するものである。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明は、測定された可
塑化樹脂量と金型の容量から金型への樹脂の射出が完了
するスクリュ位置Ｘｄを求めるステップと、前記射出ス
クリュが前記位置Ｘｄにて停止するために、前記射出ス
クリュの最大速度Ｖｍａｘから最大減速して停止可能で
ある射出スクリュ位置Ｘｓを求めるステップと、前記射
出スクリュが前記位置Ｘｓから前記位置Ｘｄまでの間に
あるときの前記射出スクリュの速度Ｖｍに基づき、前記
位置Ｘｓからの最大減速の様子を位置Ｘの関数として表
すＶ＝ｆ（Ｘ）をＶｍについて解いて求まる位置Ｘｍに
射出スクリュが達したときに射出スクリュを最大減速し
て停止するステップとを含んでなる電動射出成形機の制
御方法を提供している。ここで、Ｖ＝ｆ（Ｘ）が点（Ｘ
ｓ、Ｖｍａｘ）と点（Ｘｄ、Ｖ＝０）とを結ぶ直線を表
す関数を用いる態様が好適に挙げられる。また、本発明
は、射出スクリュのその時点における速度Ｖから、最大
減速で停止できる距離Ｄを逐次算出し、射出スクリュの
位置がＸｄ−Ｄに達したときに射出スクリュを最大減速
して停止するステップと、測定された可塑化樹脂量と金
型の容量から金型への樹脂の射出が完了するスクリュ位
置Ｘｄを求めるステップとを含んでなる電動射出成形機
の制御方法を提供している。ここで、前記射出スクリュ
速度Ｖが、前記最大速度Ｖｍａｘあるいは前記速度Ｖｓ
であった場合、射出スクリュ速度Ｖが異常であることを
表示するステップをさらに含んでいる態様が好適に挙げ
られる。

【００２５】

【発明の実施の形態】図２において、本発明を適用した
インラインスクリュ式電動射出成形機（以下、「電動射
出成形機」と略称する）１を示す。この電動射出成形機
１は、成形空間Ｃを形成する固定金型２および可動金型
３と、前記固定金型２に接離可能に設けられて前記成形
空間Ｃ内に溶融材料を射出充填する射出装置４と、この
射出装置４の作動を制御する制御ユニット５０とを含ん
でなる。

【００２６】前記射出装置４は、前記固定金型２への溶
融材料の射出孔となるノズル６ａを先端に備えて射出材
料を加熱溶融する加熱筒６と、この加熱筒６の後端部に
連通状態で設けられて前記射出材料を前記加熱筒６内へ
供給するホッパ７と、前記加熱筒６内へその後方から挿
入されて加熱筒６内において溶融された射出材料を前記
ノズル６ａへ向けて射出する射出スクリュ８と、前記射
出スクリュ８に連結された射出ラム９ａを備えてこの射
出スクリュ８をその長さ方向に往復移動させる射出シリ
ンダ９と、この射出シリンダ９の後部に取り付けられて
前記射出ラム９ａを回転駆動する電動モータ１０と、樹
脂の充填圧力を検知するセンサ６３ａ、６３ｂとを含ん
でなる。

【００２７】また、前記電動モータ１０の回転軸１０ａ
の外周にはスプラインが形成されており、この回転軸１
０ａがそのスプラインを介して前記射出ラム９ａに嵌合
されることにより、この射出ラム９ａが、その長さ方向
の相対移動を許容しつつ軸回りに回転するようになって
いる。

【００２８】さらに、前記射出シリンダ９の外周には、
前記圧力センサ６３ａ、６３ｂからの信号を出力するた
めの出力部１５（圧力センサ６３ａに接続している）と
出力部１６（圧力センサ６３ｂに接続している）とが取
り付けられ、前記射出ラム９ａの先端部には、射出シリ
ンダ９の外部に設置している位置センサ１７が作動片１
８を介して連結されている。この作動片１８は、前記射
出シリンダ９の側壁に形成したガイド孔１９を介して射
出シリンダ９の前方空間部へ突出され、前記射出ラム９
ａの先端部に射出ラム９ａの長さ方向における相対移動
を拘束した状態で軸回りの相対回動が可能なように係合
されている。

【００２９】一方、前記制御ユニット５０は、電動射出
成形機１全体の制御プログラムを格納した中央制御部９
６と、射出スクリュ８の位置に応じた制御を行う位置比
例ゲイン８０と、射出スクリュの最大速度を与える速度
リミット８２と、射出スクリュ８を圧力制御する圧力制
御部８４と、中央制御部９６の信号により切り替えを行
う切り替え器６２、８６と、射出スクリュ８を速度制御
する速度制御部８８と、射出スクリュ８の位置から射出
スクリュ８の速度を演算してその速度情報をフィードバ
ック信号として出力する速度変換部９４と、位置センサ
１７からの位置検出値７０と位置指令値７２との比較を
行う位置比較部７１と、圧力センサ６３ａ又は６３ｂか
らの圧力検出値７４と圧力指令値７６との比較を行う圧
力比較部７７と、速度検出値９０と位置比例ゲイン８０
あるいは圧力制御８４からの値とを比較する速度比較部
８７とを含んでいる。

【００３０】これらの速度制御及び圧力制御系は、中央
制御部９６によって作動する切り替え部８６によって切
り替え可能である。また、前記切り替え部８６は、速度
制御部８８とサーボ増幅器６１を介して電動モータ１０
へと接続されている。また、中央制御部９６によって圧
力センサ６３ａと６３ｂとの切り替えや圧力指令値７６
と７８との切り替えを行う。

【００３１】次いで、このように構成した電動射出成形
機１の作動とともに、本発明の制御方法について図２と
図３を用いて説明する。

【００３２】まず、射出材料の射出量を金型の容量から
求める。この射出量と下記のようにして求める加熱筒６
内にある射出材料の量とから、射出スクリュ８が停止す
べき位置Ｘｄが算出される。そして、射出シリンダ９
が、最大速度Ｖｍａｘで位相しているときに、射出スク
リュ８が位置Ｘｄに最大減速で停止するために停止動作
を開始する必要がある射出スクリュ８の位置Ｘｓを算出
する。

【００３３】射出圧力やその他の温度などの諸条件の設
定後に行われる加熱筒６内の射出材料の計量は従来と同
様であり、射出スクリュ８に射出シリンダ９によって所
定の背圧をかけつつ、電動モータ１０によって回転を与
えることによって行なわれる。すなわち、射出スクリュ
８の回転により、ホッパ７に貯留している射出材料が、
加熱筒６内に引き込まれて加熱筒６の前方へ向けて送り
込まれ、この射出材料が、加熱筒６の前方へ送り込まれ
る最中に、この加熱筒６によって加熱溶融されて加熱筒
６の内面先端部と射出スクリュ８の先端部との間に貯留
される。

【００３４】このようにして溶融材料が加熱筒６の前方
へ送り込まれると、この溶融材料の圧力が徐々に上昇
し、この圧力により前記射出スクリュ８が前記背圧に抗
して後退させられ、この射出スクリュ８が所定の位置ま
で後退した状態において、この射出スクリュ８の前方部
分の加熱筒６内に所定量の溶融材料を貯留して計量を行
う。

【００３５】これより、中央制御部９６に格納している
プログラムに基づいて射出工程へと移行する。そして、
射出工程の開始時においては、中央制御部９６が前記切
り替え部８６を位置比較部７１へと接続するように保持
し、他の切り替え部６２、７７を所望の接続（ここで
は、圧力指令値７６と圧力センサ６３ｂとを選択してい
る）を行うように保持している。

【００３６】これより射出工程を開始すると、まず、位
置検出値７０と位置指令値７２とによる位置情報に基づ
いて位置比例ゲイン８０からの信号が、速度制御部８８
からサーボ増幅器６１を介して電動モータ１０へと出力
される。これにより、電動モータ１０が射出ラム９ａを
駆動して射出スクリュ８を前進させることにより、その
前方に位置する溶融材料を金型内へと射出する。

【００３７】このような射出工程において、射出スクリ
ュ８の移動位置を位置センサ１７によって常時検出し、
この位置情報に基づいて速度変換部９４において射出ス
クリュ８の実速度を演算し、この射出スクリュ８の実速
度情報を速度比較部８７へとフィードバック信号として
出力する。

【００３８】この速度比較部８７においては、位置比例
ゲイン８０と、速度変換部９４によりフィードバックし
た速度検出値９０とを比較し、これらの間に差がある場
合には補正信号を生成する。この速度の補正信号を、速
度制御８８を介してサーボ増幅器６１へと出力する。こ
のサーボ増幅器６１において増幅した駆動信号を、電動
モータ１０へと出力する。

【００３９】これによって、射出スクリュ８が設定速度
で前進し、溶融材料を金型２、３内へと射出する。

【００４０】一方、位置センサ１７からの位置信号は、
中央制御部９６に入力されている。そして、前記射出ス
クリュ８の前進位置が所定の位置に達した時点で、中央
制御部９６から切り替え部８６に駆動信号を出力して圧
力制御８４へと切り替えられて、射出スクリュ８を圧力
制御へと移行する。

【００４１】圧力制御に移行すると、前記射出スクリュ
８の前進位置に応じて与えられる圧力指令値７６と、圧
力センサ６３ｂによって検出される射出シリンダ９によ
って射出スクリュ８に与えられている実際の圧力検出値
７４との比較を、前記圧力比較部７７において行う。こ
の比較結果と速度変換部９４からの速度検出値９０とに
基づいて、圧力演算部８７において電動モータ１０の作
動量の補正値を演算し、その補正信号を、速度制御部８
８とサーボ増幅器６１を介して電動モータ１０へと出力
し、前記射出スクリュ８を圧力制御する。

【００４２】図１を参照して、中央演算部９６の制御に
ついて説明する。中央演算部９６は、射出スクリュ８の
位置が初期の位置（Ｘ＝０）から位置Ｘｓまでの間にお
いては移動中の射出スクリュ８の速度Ｖと射出スクリュ
８の最大速度Ｖｍａｘとを比較し、速度Ｖがこの最大速
度Ｖｍａｘを超えないように制御を行う。ここで、位置
Ｘｓは、射出スクリュ８が最大減速して位置Ｘｄにて停
止するために必要な距離Ｄ＝（Ｘｄ−Ｘｓ）を与えるよ
うに設定したものである。

【００４３】次に、図１のグラフ９８における位置Ｘｓ
での射出スクリュ８の最大速度Ｖｍａｘと、位置Ｘｄで
の速度０とを結んだ線Ｃとについて説明する。通常は、
図１のグラフ９８において描写しているように、線Ｃを
直線としている。但し、射出スクリュ８の摩擦等による
減速等を考慮すると、この線Ｃが完全な直線でなくても
よく、例えば放物線のような曲線部分を前記直線の一部
に含んでもよいことは当業者に容易に類推可能である。
従って、この線は一般的にＶ＝ｆ（Ｘ）という関数で表
すことができる。位置Ｘｓと位置Ｘｄとの間では、この
関数ｆ（Ｘ）は通常単調減少になる。

【００４４】このように、最大速度Ｖｍａｘと、射出ス
クリュ８が速度Ｖｍａｘであるときに位置Ｘｄにて停止
するために要する位置Ｘｓとにより求められる距離Ｄ＝
（Ｘｄ−Ｘｓ）とを用いて、射出スクリュ８の位置およ
び速度をモニタすることにより射出スクリュ８の制動を
行う。

【００４５】最大速度Ｖｍａｘは、射出スクリュ８を電
動射出成形機１の最大能力で移動させた場合に得られる
速度である。速度リミットＶｍａｘはこの電動射出成形
機１固有のものであり、通常、ほぼ不変の値として得ら
れる。しかし、この速度リミットＶｍａｘは、例えば、
中央演算部９６においては、速度変換部９４から得られ
る射出スクリュ８の速度Ｖの情報に基づき、この速度Ｖ
に対応した停止に必要な距離Ｄを逐次算出し、この距離
Ｄとあらかじめ設定している移動限界位置Ｘｄを用いて
制動開始位置Ｘｓを設定してもよい。

【００４６】ここでは、最大速度Ｖｍａｘを用いて、射
出スクリュ８の停止に必要な距離（Ｘｄ−Ｘｓ）を求め
たが、例えば、この距離を、速度リミットＶｍａｘのか
わりにＶｍａｘより低速である速度Ｖｓを用いて求めて
もよい。このような場合には、速度Ｖｓと射出スクリュ
８の速度とを比較することにより、最大速度Ｖｍａｘを
用いた場合と比較して、射出スクリュ８を位置Ｘｄのさ
らに手前にて停止できる。

【００４７】また、前述のように射出スクリュが、最大
減速されるに至った場合には圧力制御への切り替え位置
の設定等に誤りがある可能性があるので、それを示すた
めに電動射出成形機のモニタパネルやシグナルタワー等
（図示せず）に異常の発生を表示することも可能であ
る。これにより、作業者に対して、電動射出成形機の制
御パラメータ等のチェックを促すことができ、さらなる
不良品の製造を防止して歩留まりの低下を未然に防止で
きる。

【００４８】また、位置Ｘｓにおいて、射出スクリュ８
の速度がＶｍａｘであったときは、電動モータ１０の電
源を切ることによって、射出スクリュ８を位置Ｘｄの手
前で停止してもよい。さらに、電動モータ１０の電源を
切る以外にも、例えば、電動モータ１０を速やかに停止
するためのブレーキモータへと通電するように構成して
備えてもよい。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、つぎの
ような優れた効果を奏する。最大速度で移動する射出ス
クリュ８が制動を開始するべき位置Ｘｓに至った時点で
その速度からあるいは最大減速にて停止できる点から制
動を開始することにより、射出スクリュの制御が何らか
の理由で速度制御から圧力制御に切り替わらなかった場
合でも、樹脂が金型に充填完了した後にもさらに射出ス
クリュが進んで許容値以上の圧力により金型が破損した
り、あるいは射出スクリュの先端が最前進位置にぶつか
り破損することを未然に防止することができる。

【００５０】したがって、射出工程において、作業者が
制御パラメータを誤って入力した場合であっても、電動
射出成形装置や金型の破損を防止できる。

【００５１】また、本発明の射出スクリュ８と加熱筒６
との衝突防止の制御方法を可動金型の型開き操作へと適
用することも可能である。この場合も同様に可動金型の
停止位置を固定金型に対して高精度に制御できるため、
金型を係合する際に、作業者が、制御パラメータの設定
や操作を誤ったとしても、金型の係合時における破損を
防止することができる。したがって、金型の破損による
成形工程作業の生産性の低下を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電動射出成形機の射出スクリュを制御
するための制御ブロック図である。

【図２】本発明の電動射出成形機の概略を示す概略図で
ある。

【図３】本発明の電動射出成形機の射出スクリュ近傍を
示す拡大図である。

【図４】従来の電動射出成形機の動作を説明するための
概略図である。

【図５】従来の電動射出成形機の動作を説明するための
概略図である。

【図６】従来の電動射出成形機の射出工程を示す流れ図
である。

【図７】従来の電動射出成形機の射出スクリュを制御す
るための制御ブロック図である。

【符号の説明】

１電動射出成形機２、４０１固定金型３、４０２移動金型Ｃ成形空間４射出装置５０制御ユニット６加熱筒６ａノズル７、４３０ホッパ８、２３射出スクリュ９射出シリンダ９ａ射出ラム１０電動モータ１０ａ回転軸１１動力伝達機構１２ピストン１５、１６出力部１７位置センサ１８作動片１９ガイド孔６１サーボ増幅器６２、８６切り替え部６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄ圧力センサ７１位置比較部７７圧力比較部８７速度比較部８０位置比例ゲイン部８２速度リミット部８４圧力制御部８８速度制御部９４速度変換部９６中央演算部４０３樹脂材料

フロントページの続き (72)発明者村田直史兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者村瀬淳治愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道１番地三菱重工業株式会社産業機器事業部内Ｆターム(参考） 4F206 AM09 AM19 AP072 AP14 AR062 AR072 AR082 JA07 JD03 JL02 JM04 JN11 JP13 JP15 JP17 JP21 JP30 JT02 JT32

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】測定された可塑化樹脂量と金型の容量か
ら金型への樹脂の射出が完了するスクリュ位置Ｘｄを求
めるステップと、前記射出スクリュが前記位置Ｘｄにて
停止するために、前記射出スクリュの最大速度Ｖｍａｘ
から最大減速して停止可能である射出スクリュ位置Ｘｓ
を求めるステップと、前記射出スクリュが前記位置Ｘｓ
から前記位置Ｘｄまでの間にあるときの前記射出スクリ
ュの速度Ｖｍに基づき、前記位置Ｘｓからの最大減速の
様子を位置Ｘの関数として表すＶ＝ｆ（Ｘ）をＶｍにつ
いて解いて求まる位置Ｘｍに射出スクリュが達したとき
に射出スクリュを最大減速して停止するステップとを含
んでなる電動射出成形機の制御方法。
【請求項２】Ｖ＝ｆ（Ｘ）が点（Ｘｓ、Ｖｍａｘ）と
点（Ｘｄ、Ｖ＝０）とを結ぶ直線を表す関数である請求
項１に記載の電動射出成形機の制御方法。
【請求項３】射出スクリュのその時点における速度Ｖ
から、最大減速で停止できる距離Ｄを逐次算出し、射出
スクリュの位置がＸｄ−Ｄに達したときに射出スクリュ
を最大減速して停止するステップと、測定された可塑化樹脂量と金型の容量から金型への樹脂
の射出が完了するスクリュ位置Ｘｄを求めるステップと
を含んでなる電動射出成形機の制御方法。
【請求項４】前記射出スクリュ速度Ｖが、前記最大速
度Ｖｍａｘあるいは前記速度Ｖｓであった場合、射出ス
クリュ速度Ｖが異常であることを表示するステップをさ
らに含んでいる請求項１から３のいずれかに記載の電動
射出成形機の制御方法。