JP2003200469A - 電動射出成形機における射出駆動部の制御装置 - Google Patents

電動射出成形機における射出駆動部の制御装置

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JP2003200469A
JP2003200469A JP2002002106A JP2002002106A JP2003200469A JP 2003200469 A JP2003200469 A JP 2003200469A JP 2002002106 A JP2002002106 A JP 2002002106A JP 2002002106 A JP2002002106 A JP 2002002106A JP 2003200469 A JP2003200469 A JP 2003200469A
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Tsutomu Ayusawa
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 一方および他方のねじ軸駆動系間の電気的、
機械的なバラツキによる射出速度と射出圧力のずれをな
くす。 【解決手段】 射出速度を目標射出速度に一致させるた
めの速度制御操作量を演算する速度制御操作量演算手段
33と、射出圧力を目標射出圧力に一致させるための圧
力制御操作量を演算する圧力制御操作量演算手段36
と、射出工程時に、第1、第2のボールねじ軸8A,8
Bの回転によって移動フレーム6に加えられる各加圧力
の偏差を検出する圧力偏差出手段32と、圧力制御操作
量を2分して第1、第2の1/2圧力制御操作量を形成
する分割手段37と、第1の1/2圧力制御操作量を各
加圧力の偏差によって補正する補正手段51とを備え、
各加圧力の偏差に基づく第1の1/2圧力制御操作量の
補正によって圧力偏差を抑制するようにしている。

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
る電動射出駆動装置の制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の電動射出成形機の電動射出駆動装
置は、射出スクリュを挟む対称位置にねじ軸をそれぞれ
設け、これらのねじ軸を移動フレームに固設したナット
にそれぞれ螺合させてある。各ねじ軸は、それらに直結
された個別のサーボモータによって同期回転駆動され、
これにより、上記移動フレームに取り付けられた射出ス
クリュが進退される。このような射出成形機において
は、上記モータの過負荷を防止するため、射出時の樹脂
圧力を計測して、この樹脂圧力が基準を超えたときに、
射出速度を下げる等の保護手段を講ずる必要がある。
【0003】そこで、特開昭62−218118号公報
に開示された電動射出成形機では、上記ナットと移動フ
レームとの結合部に設けられた歪ゲージによって射出圧
を検出し、この射出圧に基づいて上記サーボモータを制
御することによって該サーボモータの過負荷を防止して
いる。
【0004】また、特開平10−113970号公報に
開示された従来例では、射出充填工程において、射出設
定圧力と実際の射出圧力との偏差に対応する操作量をP
ID演算部により演算し、このPID演算部の出力に基
づく射出速度指令値を射出速度設定値にクランプするこ
とによって射出工程前半での射出速度を抑えるようにし
ている。
【0005】さらに、特開平11−28751号公報に
開示された従来例では、モーションコントローラが、マ
スタサーボアンプを介して射出スクリュ作動用のマスタ
サーボモータを駆動する。マスタサーボアンプは、トル
ク指令信号を算出するトルク指令算出部を備えている。
このトルク指令算出部は、マスタサーボモータの駆動ト
ルクを指令すると同時に、スレーブサーボアンプにスレ
ーブサーボモータの駆動トルク指令を伝達し、この駆動
トルク指令によりスレーブサーボアンプはスレーブサー
ボモータを駆動する。このようにして複数の射出駆動モ
ータが同調制御される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】特開昭62−2181
18号公報および特開平10−113970号公報に開
示された技術は、各ねじ軸の回転および射出圧力を生じ
るためのモータトルクが完全に同調していることを前提
としている。しかし、射出スクリュの両側に平行に設置
された一対のねじ軸を、それぞれに対応するサーボモー
タを用いて駆動する場合、一方および他方のねじ軸駆動
系におけるサーボモータ相互間の電気的、機械的なバラ
ツキおよび各ねじ軸相互間の機械的なバラツキのため
に、射出速度と射出圧力がそれぞれ目標値からずれるこ
とがある。また、特開平11−28751号公報に開示
された技術では、複数のねじ軸間の機械的なバラツキに
よる射出速度と射出圧力のずれに対応できない。
【0007】本発明は、このような問題点に鑑みなされ
たものであって、一方および他方のねじ軸駆動系間の電
気的、機械的なバラツキによる射出速度と射出圧力のず
れをなくすことが可能な電動射出成形機における射出駆
動部の制御装置を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、射出スクリュ
を進退自在に嵌合させた射出シリンダ、該射出シリンダ
の軸線を中心として対称平行に且つ回転可能に設けた第
1、第2のボールねじ軸、および該第1、第2のボール
ねじ軸をそれぞれ回転駆動する第1、第2の駆動モータ
を取付けた固定フレームと、前記固定フレームの後方に
位置し、前記第1、第2のボールねじ軸にそれぞれ螺合
する第1、第2のボールねじナット、前記射出スクリュ
および該射出スクリュを回転駆動する第3の駆動モータ
を取付けた移動フレームとを有し、前記第1、第2のボ
ールねじナットの同期回転によって前記移動フレームを
前記射出スクリュと共に直進動作させるように構成され
た電動射出成形機の射出駆動部の制御に適用される制御
装置であって、射出速度を目標射出速度に一致させるた
めの速度制御操作量を演算する速度制御操作量演算手段
と、射出圧力を目標射出圧力に一致させるための圧力制
御操作量を演算する圧力制御操作量演算手段と、射出工
程時に、前記第1、第2のボールねじ軸の回転によって
前記移動フレームに加えられる各加圧力の偏差を検出す
る圧力偏差出手段と、前記圧力制御操作量を2分して第
1、第2の1/2圧力制御操作量を形成する分割手段
と、前記第1の1/2圧力制御操作量を前記各加圧力の
偏差によって補正する補正手段と、前記速度制御操作量
と前記補正された第1の1/2圧力制御操作量の内の小
さい方の操作量に対応した電流を前記第1の駆動モータ
に出力する第1の出力手段と、前記速度制御操作量と前
記第2の1/2圧力制御操作量の内の小さい方の操作量
に対応した電流を前記第2の駆動モータに出力する第2
の出力手段とを備え、前記各加圧力の偏差に基づく前記
第1の1/2圧力制御操作量の補正によって前記圧力偏
差を抑制する。
【0009】本発明の実施例では、前記圧力偏差検出手
段が、前記第1、第2のボールねじ軸の回転数差に基づ
いて前記圧力偏差を検出するように構成されている。
【0010】また、本発明の実施例では、前記射出圧力
を検出するために、前記第1、第2のボールねじ軸に作
用する引張力をそれぞれ検出する第1、第2の圧力検出
センサと、これらのセンサによって検出される圧力を加
算する加算手段とを設けている。
【0011】更に、本発明の実施例では、前記射出圧力
を検出するために、前記第1のボールねじ軸に作用する
引張力を検出する圧力検出センサと、前記射出シリンダ
から前記第1、第2のボールねじ軸に至る距離をl1
2として、前記圧力センサで検出される圧力を(l1
2)/l1倍する演算手段とを設けている。
【0012】本発明は、前記電動射出成形機の射出駆動
部の制御に適用される制御装置であって、射出速度を目
標射出速度に一致させるための速度制御操作量を演算す
る速度制御操作量演算手段と、射出圧力を目標射出圧力
に一致させるための圧力制御操作量を演算する圧力制御
操作量演算手段と、射出工程時に、前記第1、第2のボ
ールねじ軸の回転数差を検出する回転数差出手段と、前
記圧力制御操作量を2分して第1、第2の1/2圧力制
御操作量を形成する分割手段と、前記速度制御操作量を
前記回転数差によって補正する補正手段と、前記第1の
1/2圧力制御操作量と前記補正された速度制御操作量
の内の小さい方の操作量に対応した電流を前記第1の駆
動モータに出力する第1の出力手段と、前記第2の1/
2圧力制御操作量と前記速度制御操作量の内の小さい方
の操作量に対応した電流を前記第2の駆動モータに出力
する第2の出力手段とを備え、前記回転数差に基づく前
記第1の速度制御操作量の補正によって前記回転数差を
抑制する。
【0013】本発明の実施例では、前記射出圧力を検出
するために、前記第1、第2のボールねじ軸に作用する
引張力をそれぞれ検出する第1、第2の圧力検出センサ
と、これらのセンサによって検出される圧力を加算する
加算手段とを設けている。
【0014】また、本発明の実施例では、前記射出圧力
を検出するために、前記第1のボールねじ軸に作用する
引張力を検出する圧力検出センサと、前記射出シリンダ
から前記第1、第2のボールねじ軸に至る距離をl1
2として、前記圧力センサで検出される圧力を(l1
2)/l1倍する演算手段とを設けている。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら詳細に説明する。図1は、本発明の第1
の実施形態に係わる電動射出成形機の射出駆動部1を部
分的に断面して示した平面図である。この射出駆動部1
は、図示していない本体台に固設された固定フレーム2
と、この固定フレーム2に対し接離可能に移動する移動
フレーム6とを備えている。
【0016】固定フレーム2は、水平な方向に沿う中心
穴を備え、この中心穴に射出シリンダ3の基部を貫通さ
せてある。射出シリンダ3は、固定フレーム2の前側面
に設けられた抜止め環5によって該フレーム2に固定さ
れ、その内周に射出スクリュ4が回転かつ進退自在に嵌
合されている。固定フレーム2には、上記射出スクリュ
4の軸線を中心とする対称位置に射出駆動用減速モータ
11A,11Bがそれぞれ取付けられ、かつ、これらの
モータ11A,11Bの内側にボールねじ軸8A,8B
が平行に配設されている。
【0017】ボールねじ軸8A,8Bは、射出スクリュ
4の軸線を中心とする対称位置に設けられ、それぞれ軸
受9A,9Bを介して上記固定フレーム2に回転可能に
支持されている。なお、軸受9A,9Bは、大きなスラ
スト荷重を受け得るように構成されている。モータ11
Aおよび11Bの駆動力は、それぞれ歯付きベルト13
と歯付きベルトプーリー14,15とからなる動力伝達
手段を介してボールねじ軸8Aおよび8Bに減速されな
がら伝達される。
【0018】ボールねじ軸8A、8Bの軸端には、それ
らの回転数を検出するセンサとしてエンコーダ16A,
16Bが設置されている。また、固定フレーム2の上面
のほぼ中央には、成形用原材料である樹脂のペレットを
入れる図示していないホッパが設置されている。移動フ
レーム6の一側部および他側部には、ボールねじ軸8A
および8Bのボール雄ねじ8aおよび8bに螺合するボ
ールネジナット17A,17Bがそれぞれ配設され、ま
た、この移動フレーム6の中央部には、上記射出スクリ
ュ4を回転駆動するスクリュ回転駆動モータ7が取付け
られている。
【0019】上記一対の射出駆動モータ11A,11B
が同期回転されると、ボールねじ軸8A、8Bが回転運
動するとともに、その回転運動が移動フレーム6の直進
運動に変換される。後述の射出成形時には、ボールねじ
軸8A、8Bの回転によって移動フレーム6と共に射出
スクリュ4が前進移動する。射出スクリュ4は、上記ス
クリュ回転駆動モータ7によって回転駆動される。この
射出スクリュ4の駆動側端部は、移動フレーム6に内蔵
された図示していない大容量のスラスト軸受により支持
されている。したがって、射出スクリュ4は、大きい射
出力を受けた状態でも自由に回転することができる。
【0020】移動フレーム6には、圧力検出センサ(例
えば、ロードセル)18A,18Bが固着されている。
これらの圧力検出センサ18A,18Bは、ボールねじ
ナット17A,17Bがボールねじ軸8A、8Bから受
ける軸方向の力をそれぞれ検出する。なお、射出スクリ
ュ4が射出移動するとき、この圧力検出センサ18A,
18Bの各検出圧力を加え合わせたものが射出圧力に相
当することになる。この圧力検出センサ18A,18B
は、信号線22A,22Bを介して図2に示す制御装置
30に接続されている。
【0021】ところで、上記一対のボールねじ軸8A、
8Bが完全に同期して回転する場合には、圧力検出セン
サ18A,18Bのいずれか一方のみを使用して上記射
出圧力を検出することが可能である。すなわち、例え
ば、圧力検出センサ18Aのみを検出に使用する場合に
は、各ボールねじ軸8A,8Bと射出スクリュ4の中心
軸線とのなす距離をそれぞれl1,l2として、この圧力
検出センサ18Aの出力を(l1+l2)/l1倍するこ
とにより上記射出圧力を検出することができる。上記の
手法を採用する場合には、上記加算器35に代えて演算
(l1+l2)/l1を実行するための演算手段が設けら
れる。
【0022】なお、上記各距離l1,l2が等しいときに
は、(l1+l2)/l1 =2となるので、圧力検出セン
サ18Aの出力を2倍することによって上記射出圧力を
検出することができる。また、上記のように1つの圧力
センサ(上記の例ではセンサ18A)を用いる場合に
は、他方の側の圧力センサ(上記の例ではセンサ18
B)に代えて、同じ材料で作られた同一形状のダミーを
設ければよい。
【0023】次に、図2を参照して、制御装置30の構
成について説明する。この制御装置30において、ねじ
軸位置偏差算出器31は、エンコーダ16A,16Bの
出力に基づいてボールねじ軸8A,8Bの回転数差を算
出し、その回転数差からボールねじナット17Aとボー
ルねじナット17Bの位置オフセット量を算出する。
【0024】圧力偏差算出回路32は、上記位置オフセ
ット量に基づいて、ボールねじ軸8A,8Bの回転によ
り発生する各射出方向圧力の偏差を算出する。射出圧力
設定器38は、目標射出圧力を設定するものであり、ま
た、射出速度設定器34は、上記目標射出圧力に対応し
た目標射出速度を設定するものである。
【0025】射出速度設定器34は、図4に例示したよ
うな射出ストローク位置と目標射出速度Vとの関係を記
憶し、この関係と図示していない射出ストロークセンサ
(移動フレーム6の移動位置を検出するセンサ)で検出
される射出スクリュ4の射出ストローク位置とに基づい
て、そのストローク位置に対応した目標射出速度Vを設
定する。また、前記射出圧力設定器38は、図4に例示
したような射出ストロークと目標射出圧力Pとの関係を
記憶し、この関係と上記射出ストロークセンサで検出さ
れる射出スクリュ4の射出ストローク位置とに基づい
て、そのストローク位置に対応した目標射出圧力Pを設
定する。この図4に示す関係によれば、射出充填ゾーン
で低射出圧力P1および高射出速度速V1がそれぞれ目
標射出圧力Pおよび目標射出速度Vとして設定され、圧
力保持ゾーンで高射出圧力P2およびほぼ0の射出速度
がそれぞれ目標射出圧力Pおよび目標射出速度Vとして
設定される。
【0026】射出速度PID制御回路33は、上記目標
射出速度Vと、エンコーダ16A,16Bのいずれか一
方(この例では、エンコーダ16A)によって検出され
るボールねじ軸8の回転速度(実際の射出速度に対応)
との偏差に対応する速度制御操作量を演算する。
【0027】圧力加算器35は、圧力検出センサ18
A,18Bで検出される各圧力(ねじ軸8A,8Bに作
用する引張力)を加算し、その加算結果(実際の射出圧
力)を射出圧力PID制御回路36に加える。射出圧力
PID制御回路36は、前記目標射出圧力Pと上記加算
結果との偏差に対応する圧力制御操作量を演算する。分
割器37は、圧力PID制御回路36より出力される圧
力制御操作量を2分割し、一方の分割出力を加算器51
に入力するとともに、他方の分割出力を出力回路39B
に出力する。加算器51は、分割器37から出力される
1/2圧力制御操作量に前記圧力偏差算出回路32から
出力される射出圧力偏差を加算するものである。
【0028】出力回路39Aは、前記射出速度PID制
御回路33から出力される速度制御操作量と、加算器5
1の加算結果とを入力し、それらによって規定される電
流をモータ11Aに出力する。一方、出力回路39B
は、射出速度PID制御回路33から出力される速度制
御操作量と、分割器37から出力される1/2圧力制御
操作量とを入力し、それらによって規定される電流をモ
ータ11Bに出力する。
【0029】図1において、実線は、射出工程が終わっ
て移動フレーム6、スクリュ回転駆動モータ7およびボ
ールねじナット17A,17B等が前進端の位置にある
状態を示している。この状態になった以後に、樹脂送
り、可塑化の工程が開始されることになる。また、図1
において、2点鎖線は、射出シリンダ3の先端に溶融樹
脂を貯溜し終わって、射出スクリュ4、移動フレーム
6、スクリュ回転駆動モータ7およびボールねじナット
17A,17Bが後進端に位置している状態を示してい
る。
【0030】射出シリンダ3と射出スクリュ4とによる
樹脂送り、可塑化工程においては、スクリュ回転駆動モ
ータ7による射出スクリュ4の回転によって、図示して
いない前記ホッパから樹脂のペレットが射出シリンダ3
内に導入される。この樹脂のぺレットは、スクリュ4で
前方へ送られながら加熱されて溶融可塑化される。一
方、この樹脂送り、可塑化工程では、射出駆動モータ1
1A,11Bの低速同期運転によってボールねじ軸8
A、8Bを同時に低速回転させる。これにより、移動フ
レーム6が図1に示す位置から射出スクリュ4と共にゆ
っくり後退し、その結果、上記溶融樹脂が射出スクリュ
4の先端に溜められる。
【0031】図示していない金型に対する1ショット分
の樹脂が射出スクリュ4の先端に溜められると、移動フ
レーム6が図1に2点鎖線で示した位置に停止され、か
つ、射出スクリュ回転駆動モータ7も停止される。次い
で、射出スクリュ4が図4に示す高速度V1で前進移動
するように一対の射出駆動モータ11A,11Bが高速
回転され、これによって、射出スクリュ4の先端に溜め
られた樹脂が図示していない金型のキャビティ内に射出
される。このとき、移動フレーム6は、図1の実線の位
置に戻されることになる。そして、その後、上記と同様
に樹脂送り、可塑化工程と、射出工程とが繰り返えされ
る。
【0032】次に、制御装置30の制御動作について説
明する。上記電動射出成形機1の射出工程中において
は、エンコーダ16A、16Bによって検出されるボー
ルねじ軸8A,8Bの回転数がねじ軸位置偏差算出器3
1に入力される。ボールねじ軸8A,8Bの回転数にず
れがあると、このボールねじ軸8A,8Bに螺合するボ
ールねじナット17A,17Bの位置にずれを生じる。
そこで、ねじ軸位置偏差算出器31は、上記各回転数に
基づいて、ボールねじナット17A,17Bの位置オフ
セット量を算出する。
【0033】ボールねじナット17A,17Bの位置オ
フセット量は、ボールねじ軸8A,8Bに作用する各負
荷圧力の偏差に対応する。そこで、圧力偏差算出回路3
2は、上記位置オフセット量に所定の補正係数(ボール
ねじ軸8A,8B、ボールねじナット17A,17Bお
よびその周辺の構成部品の形状、剛性、部品間の遊隙等
とに基づいて予め設定される)を乗じて、上記各負荷圧
力の偏差を算出する。
【0034】上記負荷圧力偏差は、フレーム6の円滑な
移動を妨げる。そこで、この実施の形態では、分割器3
7から出力される一方の1/2圧力制御操作量に上記負
荷圧力偏差を加算する演算を加算器51において実行
し、これによって、この1/2圧力制御操作量を補正し
ている。この結果、出力回路39A,39Bには、上記
負荷圧力偏差をゼロにするような圧力制御操作量が出力
されることになる。
【0035】出力回路39Aは、射出速度PID制御回
路33から出力される速度制御操作量が加算器51から
出力される補正済み1/2圧力制御操作量以下のときに
前者に対応した電流をモータ11Aに出力し、前者が後
者よりも大きいときに後者に対応した電流をモータ11
Aに出力する。また、出力回路39Bは、射出速度PI
D制御回路33から出力される速度制御操作量が分割器
37から出力される1/2圧力制御操作量よりも小さい
ときに前者に対応した電流をモータ11Bに出力し、前
者が後者よりも大きいときに後者に対応した電流をモー
タ11Bに出力する。
【0036】つまり、上記制御装置30は、射出速度P
ID制御回路33から出力される速度制御操作量が大き
くなる図4の射出充填ゾーンおよびこれに続く増圧ゾー
ンの一部期間において、加算器51の出力に対応した
(補正済み1/2圧力制御操作量に対応した)電流を出
力回路39Aから出力するとともに、1/2圧力制御操
作量に対応した電流を出力回路39Bから出力する。こ
の場合、射出駆動モータ11A,11Bは、射出圧力が
射出圧力設定器38で設定された目標射出圧力になるよ
うに、また、ねじ軸8A,8Bに作用する負荷圧力の偏
差が無くなるように制御されることになる。
【0037】一方、上記制御装置30は、射出速度PI
D制御回路33から出力される速度制御操作量が小さく
なる図4の増圧ゾーンの後半期間および保圧ゾーンにお
いて、上記速度制御操作量射に対応した電流を出力回路
39A,39Bからそれぞれ出力する。この場合、射出
速度が射出速度設定器34で設定された目標射出速度に
なるように射出駆動モータ11A,11Bが制御される
ことになる。この結果、図4の射出充填ゾーンおよびこ
れに続く増圧ゾーンの一部期間においては、モータ11
A、ボールねじ軸8A等を含む駆動手段と、モータ11
B、ボールねじ軸8B等を含む駆動手段との間の電気
的、機械的なバラツキに起因したボールねじ軸8A,8
Bの引張力のアンバランスが正される。
【0038】図3は、本発明の第2の実施形態に係わる
電動射出成形機1Aを示している。この射出成形機1A
の駆動機構部は、図2に示す第1の実施形態に係わる電
動射出成形機1のそれと同一であるので、ここでは、こ
の駆動機構部についての説明を省略する。この第2の実
施形態における制御装置40は、第1の実施形態に係わ
る制御装置30の軸位置偏差算出器31、圧力偏差算出
回路32および加算器51に代えて、回転数差算出回路
41と回転数加算器42とを設けている。回転数差算出
回路41は、エンーダ16A,16Bの出力に基づいて
ボールねじ軸8A,8Bの回転数の差を算出するもので
ある。また、回転数加算器42は、射出速度PID制御
回路33から出力される射出速度制御操作量に回転数差
算出回路41で算出された回転数差を加算するために設
けられている。
【0039】上記制御装置40は次のように作用する。
ボールねじ軸8A,8Bの回転数にずれがあると、該ボ
ールねじ軸8A,8Bに作用する引張力が不揃いになっ
てフレーム6の円滑な移動が妨げられる。上記制御装置
40では、これを回避するため、回転数差算出回路41
によって算出されるボールねじ軸8A,8Bの回転数差
によって射出速度PID制御回路33から出力される速
度制御操作量を補正している。すなわち、加算器42
は、上記速度制御操作量に上記回転数差を加算して該速
度制御操作量を補正し、これによって、上記ボールねじ
軸8A,8Bの回転数差をゼロにするような補正済み速
度制御操作量を得ている。そして、出力回路39Aに
は、補正済み速度制御操作量が与えられる。
【0040】出力回路48Aは、分割器37から出力さ
れる1/2圧力制御操作量が加算器42から出力される
補正済み速度制御操作量以下のときに前者に対応した電
流をモータ11Aに出力し、前者が後者よりも大きいと
きに後者に対応した電流をモータ11Aに出力する。ま
た、出力回路48Bは、分割器37から出力される1/
2圧力制御操作量がPID制御回路33から出力される
速度制御操作量よりも小さいときに前者に対応した電流
をモータ11Bに出力し、前者が後者よりも大きいとき
に後者に対応した電流をモータ11Bに出力する。
【0041】つまり、上記制御装置40は、射出圧力P
ID制御回路36から出力される圧力操作量が小さい図
4の射出充填ゾーンおよびこれに続く増圧ゾーンの一部
期間において、1/2圧力制御操作量に対応した電流を
出力回路48Aおよび48Bからそれぞれ出力する。こ
の場合、射出駆動モータ11A,11Bは、射出圧力が
射出圧力設定器38で設定された目標射出圧力になるよ
うに制御されることになる。
【0042】一方、上記制御装置40は、射出圧力PI
D制御回路36から出力される圧力操作量が大きくなる
図4の増圧ゾーンの後半期間および保圧ゾーンにおい
て、加算器42から出力される補正済み速度制御操作量
に対応した電流を出力回路48Aから出力し、また、射
出圧力PID制御回路36から出力される圧力操作量に
対応した電流を出力回路48Bから出力する。この結
果、図4の増圧ゾーンの後半期間およびこれに続く保圧
ゾーンにおいては、モータ11A、ねじ軸8A等を含む
駆動手段と、モータ11B、ねじ軸8B等を含む駆動手
段との間の電気的、機械的なバラツキに起因したボール
ねじ軸8A,8Bの回転数のアンバランスが正される。
【0043】なお、上記第2の実施形態においても、一
対のボールねじ軸8A、8Bが完全に同期して回転する
場合には、圧力検出センサ18A,18Bのいずれか一
方のみによって上記射出圧力を検出することが可能であ
る。すなわち、前述したように、例えば、圧力検出セン
サ18Aのみを検出に使用する場合には、各ボールねじ
軸8A,8Bと射出スクリュ4の中心軸とのなす距離を
それぞれl1、l2として、この圧力検出センサ18Aの
出力を(l1+l2)/l1倍することによって上記射出
圧力を検出することができる。本発明は、上記実施の形
態によって限定されるものでなく、種々の変形および変
更が可能である。
【0044】
【発明の効果】本発明に係る電動射出成形機における射
出駆動部の制御装置は、射出速度を目標射出速度に一致
させるための速度制御操作量を演算する速度制御操作量
演算手段と、射出圧力を目標射出圧力に一致させるため
の圧力制御操作量を演算する圧力制御操作量演算手段
と、射出工程時に、第1、第2のボールねじ軸の回転に
よって前記移動フレームに加えられる各加圧力の偏差を
検出する圧力偏差出手段と、前記圧力制御操作量を2分
して第1、第2の1/2圧力制御操作量を形成する分割
手段と、前記第1の1/2圧力制御操作量を前記各加圧
力の偏差によって補正する補正手段と、前記速度制御操
作量と前記補正された第1の1/2圧力制御操作量の内
の小さい方の操作量に対応した電流を前記第1のボール
ねじ軸を回転させる第1の駆動モータに出力する第1の
出力手段と、前記速度制御操作量と前記第2の1/2圧
力制御操作量の内の小さい方の操作量に対応した電流を
前記第2のボールねじ軸を回転させる第2の駆動モータ
に出力する第2の出力手段とを備え、前記各加圧力の偏
差に基づく前記第1の1/2圧力制御操作量の補正によ
って前記圧力偏差を抑制するようにしている。したがっ
て、 射出工程中における速度制御操作量の大きい期間
において、第1の駆動モータ、第1のボールねじ軸等を
含む駆動手段と、第2のモータ、第2のボールねじ軸等
を含む駆動手段との間の電気的、機械的なバラツキに起
因した第1、第2のボールねじ軸の引張力のアンバラン
スを正すことができる。
【0045】また、本発明に係る電動射出成形機におけ
る射出駆動部の制御装置は、射出速度を目標射出速度に
一致させるための速度制御操作量を演算する速度制御操
作量演算手段と、射出圧力を目標射出圧力に一致させる
ための圧力制御操作量を演算する圧力制御操作量演算手
段と、射出工程時に、第1、第2のボールねじ軸の回転
数差を検出する回転数差出手段と、前記圧力制御操作量
を2分して第1、第2の1/2圧力制御操作量を形成す
る分割手段と、前記速度制御操作量を前記回転数差によ
って補正する補正手段と、前記第1の1/2圧力制御操
作量と前記補正された速度制御操作量の内の小さい方の
操作量に対応した電流を前記第2のボールねじ軸を回転
させる前記第1の駆動モータに出力する第1の出力手段
と、前記第2の1/2圧力制御操作量と前記速度制御操
作量の内の小さい方の操作量に対応した電流を前記第2
のボールねじ軸を回転させる前記第2の駆動モータに出
力する第2の出力手段とを備え、前記回転数差に基づく
前記第1の速度制御操作量の補正によって前記回転数差
を抑制するようにしている。したがって、 射出工程中
における圧力制御操作量の大きい期間において、第1の
駆動モータ、第1のボールねじ軸等を含む駆動手段と、
第2のモータ、第2のボールねじ軸等を含む駆動手段と
の間の電気的、機械的なバラツキに起因した第1、第2
のボールねじ軸の回転数のアンバランスを正すことがで
きる。
【0046】更に、本発明に係る電動射出成形機におけ
る射出駆動部の制御装置は、前記射出圧力を検出するた
めに、前記第1のボールねじ軸に作用する引張力を検出
する圧力検出センサと、前記射出シリンダから前記第
1、第2のボールねじ軸に至る距離をl1,l2として、
前記圧力センサで検出される圧力を(l1+l2)/l1
倍する演算手段とを設けている。したがって、上記射出
圧力を1つの圧力検出センサを使用して検出することが
可能であり、これによって、コストの低減を図ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】電動射出成形機における電動射出駆動部を部分
的に断面して示す平面図。
【図2】上記電動射出駆動部を制御する本発明に係る制
御装置の実施形態を示すブロック図。
【図3】 上記電動射出駆動部を制御する本発明に係る
制御装置の他の実施形態を示すブロック図。
【図4】射出ストロークに対する設定射出速度と設定射
出圧力の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
1 射出駆動部 2 固定フレーム 3 射出シリンダ 4 射出スクリュ 6 移動フレーム 7 スクリュ回転駆動モータ 8A,8B ボールねじ軸 16A,16B エンコーダ 17A,17B ボールねじナット 18A,18B 圧力検出センサ 30 制御装置 31 ねじ軸位置偏差算出器 32 圧力偏差算出回路 33 射出速度PID制御回路 34 射出速度設定器 35 検出圧力加算器 36 圧力PID制御回路 38 圧力設定器 39A,39B 出力回路 40 制御装置 41 回転数差算出回路 42 回転数加算器 48A,48B 出力回路 51 加算器

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 射出スクリュを進退自在に嵌合させた射
    出シリンダ、該射出シリンダの軸線を中心として対称平
    行に且つ回転可能に設けた第1、第2のボールねじ軸、
    および該第1、第2のボールねじ軸をそれぞれ回転駆動
    する第1、第2の駆動モータを取付けた固定フレーム
    と、 前記固定フレームの後方に位置し、前記第1、第2のボ
    ールねじ軸にそれぞれ螺合する第1、第2のボールねじ
    ナット、前記射出スクリュおよび該射出スクリュを回転
    駆動する第3の駆動モータを取付けた移動フレームと、
    を有し、 前記第1、第2のボールねじナットの同期回転によって
    前記移動フレームを前記射出スクリュと共に直進動作さ
    せるように構成された電動射出成形機の射出駆動部に適
    用され、 射出速度を目標射出速度に一致させるための速度制御操
    作量を演算する速度制御操作量演算手段と、 射出圧力を目標射出圧力に一致させるための圧力制御操
    作量を演算する圧力制御操作量演算手段と、 射出工程時に、前記第1、第2のボールねじ軸の回転に
    よって前記移動フレームに加えられる各加圧力の偏差を
    検出する圧力偏差出手段と、 前記圧力制御操作量を2分して第1、第2の1/2圧力
    制御操作量を形成する分割手段と、 前記第1の1/2圧力制御操作量を前記各加圧力の偏差
    によって補正する補正手段と、 前記速度制御操作量と前記補正された第1の1/2圧力
    制御操作量の内の小さい方の操作量に対応した電流を前
    記第1の駆動モータに出力する第1の出力手段と、 前記速度制御操作量と前記第2の1/2圧力制御操作量
    の内の小さい方の操作量に対応した電流を前記第2の駆
    動モータに出力する第2の出力手段とを備え、前記各加
    圧力の偏差に基づく前記第1の1/2圧力制御操作量の
    補正によって前記圧力偏差を抑制するようにしたことを
    特徴とする電動射出成形機における射出駆動部の制御装
    置。
  2. 【請求項2】 前記圧力偏差検出手段が、前記第1、第
    2のボールねじ軸の回転数差に基づいて前記圧力偏差を
    検出するように構成されていることを特徴とする請求項
    1に記載の電動射出成形機における射出駆動部の制御装
    置。
  3. 【請求項3】 前記射出圧力を検出するために、前記第
    1、第2のボールねじ軸に作用する引張力をそれぞれ検
    出する第1、第2の圧力検出センサと、これらのセンサ
    によって検出される圧力を加算する加算手段とを設けた
    ことを特徴とする請求項1に記載の電動射出成形機にお
    ける射出駆動部の制御装置。
  4. 【請求項4】 前記射出圧力を検出するために、前記第
    1のボールねじ軸に作用する引張力を検出する圧力検出
    センサと、前記射出シリンダから前記第1、第2のボー
    ルねじ軸に至る距離をl1,l2として、前記圧力センサ
    で検出される圧力を(l1+l2)/l1倍する演算手段
    とを設けたことを特徴とする請求項1に記載の電動射出
    成形機における射出駆動部の制御装置。
  5. 【請求項5】 射出スクリュを進退自在に嵌合させた射
    出シリンダ、該射出シリンダの軸線を中心として対称平
    行に且つ回転可能に設けた第1、第2のボールねじ軸、
    および該第1、第2のボールねじ軸をそれぞれ回転駆動
    する第1、第2の駆動モータを取付けた固定フレーム
    と、 前記固定フレームの後方に位置し、前記第1、第2のボ
    ールねじ軸にそれぞれ螺合する第1、第2のボールねじ
    ナット、前記射出スクリュおよび該射出スクリュを回転
    駆動する第3の駆動モータを取付けた移動フレームとを
    有し、 前記第1、第2のボールねじナットの同期回転によって
    前記移動フレームを前記射出スクリュと共に直進動作さ
    せるように構成された電動射出成形機の射出駆動部に適
    用され、 射出速度を目標射出速度に一致させるための速度制御操
    作量を演算する速度制御操作量演算手段と、 射出圧力を目標射出圧力に一致させるための圧力制御操
    作量を演算する圧力制御操作量演算手段と、 射出工程時に、前記第1、第2のボールねじ軸の回転数
    差を検出する回転数差出手段と、 前記圧力制御操作量を2分して第1、第2の1/2圧力
    制御操作量を形成する分割手段と、 前記速度制御操作量を前記回転数差によって補正する補
    正手段と、 前記第1の1/2圧力制御操作量と前記補正された速度
    制御操作量の内の小さい方の操作量に対応した電流を前
    記第1の駆動モータに出力する第1の出力手段と、 前記第2の1/2圧力制御操作量と前記速度制御操作量
    の内の小さい方の操作量に対応した電流を前記第2の駆
    動モータに出力する第2の出力手段とを備え、前記回転
    数差に基づく前記第1の速度制御操作量の補正によって
    前記回転数差を抑制するようにしたことを特徴とする電
    動射出成形機における射出駆動部の制御装置。
  6. 【請求項6】 前記射出圧力を検出するために、前記第
    1、第2のボールねじ軸に作用する引張力をそれぞれ検
    出する第1、第2の圧力検出センサと、これらのセンサ
    によって検出される圧力を加算する加算手段とを設けた
    ことを特徴とする請求項5に記載の電動射出成形機にお
    ける射出駆動部の制御装置。
  7. 【請求項7】 前記射出圧力を検出するために、前記第
    1のボールねじ軸に作用する引張力を検出する圧力検出
    センサと、前記射出シリンダから前記第1、第2のボー
    ルねじ軸に至る距離をl1,l2として、前記圧力センサ
    で検出される圧力を(l1+l2)/l1倍する演算手段
    とを設けたことを特徴とする請求項5に記載の電動射出
    成形機における射出駆動部の制御装置。
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