JP2003340899A - 射出成形機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧力補償器の特性をダイナミックに外部から
変更してきめ細かい射出軸の圧力制御動作を実現できる
射出成形機の制御装置を得る。 【解決手段】 射出工程の射出制御時に、上位コントロ
ーラ１６から設定された射出圧力の圧力設定値と射出圧
力の圧力検出値とを比較し、その偏差が零になるように
速度指令を発生する圧力補償器１４と、当該圧力補償器
１４の出力を前記上位コントローラ１６から設定された
速度設定値以下となるように制限するリミッタ１５とを
備え、前記圧力補償器１４は、前記上位コントローラ１
６からのゲイン設定値に基づいてゲインの値が可変制御
される。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】この発明は、射出成形機の制
御装置に関し、特に電動射出成形機の射出軸の圧力制御
を行う射出成形機の制御装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】電気モータ（サーボモータ）を駆動機構
に使用した射出成形機の射出軸の制御は、主に射出速度
を制御する場合（射出工程）と、射出圧力を制御する場
合（保圧工程及び背圧制御）に分けられる。射出速度の
制御は、射出用モータの回転数を検出する速度センサを
設け、この検出値に基づいて射出速度設定値に対するフ
ィードバック制御を行うことによってなされている。ま
た、射出圧力の制御は、射出用スクリュが受ける反力を
検出するロードセルまたはノズル先端に樹脂圧センサを
設けることによって圧力検出を行い、この検出値に基づ
いて射出圧力設定値に対するフィードバック制御を行う
ことによってなされている（例えば特開平１−２６３０
２１号公報参照）。 【０００３】図２は、従来の射出成形機の制御装置を示
すものである。図２に示すように、射出工程における保
圧力制御時及び計量工程における背圧力制御時において
は、保圧力制御と背圧力制御のそれぞれにおいて専用の
圧力補償回路、すなわち保圧力補償器４２ａと背圧力補
償器４３ａによって個別に行われる。この結果、圧力制
御系内の遅れ補償、進み補償、ゲイン補償等の各補償定
数は、保圧力制御時および、背圧力制御時に対して最適
値を設定することができるとしている。 【０００４】すなわち、射出工程においては、中央コン
トローラ２８から速度指令信号が出力され、射出モータ
駆動部２９によって射出モータ５０が駆動制御される。
この際、切換スイッチ２５は固定接点２５ｃに切り換わ
り、速度制御が行われる。固定接点２５ｃには、射出速
度設定器３８の設定値と射出モータ５０に付設されたタ
コジェネレータ３５からの射出速度をコンパレータ３７
において比較し、その比較値を速度補償器３９により補
償するとともに、アンプ４０により増幅してなる信号が
供給されている。この速度制御により、スクリュ２は前
進し、射出充填を行う。一方、スクリュ２が設定値に達
すると、中央コントローラ２８から切換信号が出力さ
れ、切換スイッチ２５は固定接点２５ａに切り換わる。
この結果、フィードバック制御系Ｆ１は保圧力を制御す
る制御系として機能する。 【０００５】保圧力制御時にはロードセル６０によって
スクリュ２の反力を検出し、この検出信号はアンプ２１
で増幅されて保圧用コンパレータ２２に入力される。コ
ンパレータ２２では、アンプ２１からの検出値Ｓ１と保
圧力設定器２４においてあらかじめ設定された設定値Ｓ
２を比較し、その偏差信号を保圧力補償回路（保圧力保
圧力補償器４２ａ、アンプ４２ｂ）に供給する。保圧力
補償回路は偏差信号の演算増幅を行い、遅れ、ゲイン等
を補償して駆動制御信号を出力する。そして、駆動制御
信号は射出モータ駆動部２９に供給され、偏差信号が
零、即ち、検出値Ｓ１と設定値Ｓ２が一致するように射
出モータ５０が駆動制御される。なお、この保圧制御は
設定時間が終了するまで行われる。 【０００６】射出工程の終了により計量工程へ移行す
る。計量工程では計量モータ４５を駆動制御してスクリ
ュ２を回転させるとともに、射出モータ５０を駆動制御
し、スクリュ２に背圧力を付与する。計量工程では、中
央コントローラ２８から切換スイッチ２５に対し切換信
号が出力され、スイッチ２５は固定接点２５ｂに切り換
わる。これによって、フィードバック制御系Ｆ１は背圧
力を制御する制御系として機能する。 【０００７】背圧力制御時にはロードセル６０によって
スクリュ２の反力を検出し、この検出信号はアンプ２１
によって増幅される。背圧力用コンパレータ２３では、
アンプ２１からの検出値Ｓ３と背圧力設定器２６におい
て設定された設定値Ｓ４を比較し、その偏差信号を背圧
力補償回路（背圧力補償器４３ａ、アンプ４３ｂ）に供
給する。背圧力補償回路は偏差信号に対して演算増幅を
行い、遅れ、ゲイン等の補償を行い駆動制御信号を出力
する。そして、駆動制御信号は射出モータ駆動部２９に
供給され、偏差信号が零、即ち、検出値Ｓ３と設定値Ｓ
４が一致するように射出モータ５０を制御する。 【０００８】なお、１００は電動式射出成形機Ｍ１の制
御装置、７０は成形機本体、５１は加熱筒、４３はスク
リュ駆動機構、４４は射出台、４６は歯車伝達機構、４
７は機体、４８は水平ガイド軸、４９はボールネジ機
構、４３ａは背圧力補償器、４３ｂはアンプ、３０はコ
ンパレータ、３１はアンプ、３２は射出モータ駆動装
置、３３は電流検出器、３４は変換回路、３６はアン
プ、４１は計量モータ駆動装置を示している。 【０００９】 【発明が解決しようとする課題】上述した図２に示す従
来の制御装置では、保圧力制御と背圧力制御のそれぞれ
において専用の圧力補償回路（保圧力補償器４２ａと背
圧力補償器４３ａ）によって個別に圧力制御が行われ、
射出速度の制御時には速度補償回路（速度補償器３９）
によって速度制御が行われる。しかし、実際の射出軸の
制御においては、射出速度制御中に、樹脂圧力が制限圧
力を越えた場合に圧力制御を行う場合（圧力制限制御）
や射出速度制御から保圧力制御に移行する場合など、射
出軸の状態は射出工程全体を通して大きく変化するた
め、保圧、背圧に係わらず圧力制御補償器の設定をダイ
ナミックに変更したい場合が多い。 【００１０】従って、射出軸制御の高性能化を図るため
には、従来の構成のような独立した背圧力補償器４３ａ
および保圧力補償器４２ａを備えることのみでは対応し
きれないという欠点があった。 【００１１】この発明は上記のような従来の課題を解決
するためになされたものであり、従来のように圧力制御
モード毎に個別の補償器を持たせ、それらの補償器の切
り替えによって射出軸の圧力制御動作を実現するのでは
なく、圧力補償器の特性をダイナミックに外部から変更
することによって、きめの細かい射出軸の圧力制御動作
を実現することができる射出成形機の制御装置を得るこ
とを目的とする。 【００１２】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る射出成形機の制御装置は、射出工程の
射出制御時に、上位コントローラから設定された射出圧
力の圧力設定値と射出圧力の圧力検出値とを比較し、そ
の比較値に基づいて（例えば偏差が零になるように）速
度指令を発生する圧力補償器と、当該圧力補償器の出力
を前記上位コントローラから設定された速度設定値以下
となるように制限するリミッタとを備え、前記圧力補償
器は、前記上位コントローラからのゲイン設定値に基づ
いてゲインの値が可変制御されることを特徴とするもの
である。 【００１３】上記構成によれば、射出軸の圧力補償器の
制御出力が射出軸の速度指令となるように圧力補償器を
配置し、圧力補償器の入力として、上位コントローラか
らの速度制限値、圧力設定値およびゲイン設定値を備え
ることによって、射出軸の圧力設定値及び速度制限値に
応じて圧力補償器のゲイン特性をダイナミックに変更す
ることが可能となり、きめの細かい射出軸の圧力制御動
作を実現することができる。 【００１４】 【発明の実施の形態】図１は、本発明を実現する一実施
の形態を示す電動射出成形機のブロック図である。以
下、図１に基づいて説明する。スクリュ２は、シリンダ
１の内部で回転し、樹脂を混錬溶融（可塑化）し、溶融
した樹脂をシリンダ先端から押し出す（射出する）動作
を行う。図１ではスクリュ回転するための駆動機構は省
略している。スクリュ２の射出動作は、サーボモータ９
が回転することによってサーボモータ９に直結された駆
動プーリ８が回転し、駆動プーリ８にタイミングベルト
１１によって結合された従動プーリ７が回転する。従動
プーリ７にはボールネジのネジ部４が結合されており、
ボールネジのネジ部４が回転することによって、ボール
ネジのナット部６が直線運動する。ナット部６に発生し
た直線方向の推力はスライドプレート５に作用し、スラ
イドプレート５は圧力センサ３を介してスクリュ２を射
出方向に移動させる推力を伝達する。 【００１５】射出軸の駆動制御は、サーボモータ９の回
転速度を制御することにより行われる。上位にある指令
発生コントローラ１６より、圧力設定値が入力され、一
方、圧力センサ３で検出された圧力検出値との差を演算
し、その偏差は圧力補償器１４に入力される。それと同
時に圧力補償器１４のゲインの値がゲイン設定値として
指令発生コントローラ１６より与えられる。また、圧力
補償器１４では比例・積分・微分等の演算を行い、演算
結果はリミッタ１５に入力される。 【００１６】リミッタ１５には指令発生コントローラ１
６から与えられた速度設定値が、リミッタ１５の制限値
として入力され、圧力補償器１４の出力はリミッタ１５
により速度設定値以下に制限されて、サーボモータ９の
速度指令となる。この速度指令と、サーボモータ９の回
転軸に取り付けられたマスタパルスジェネレータ１０か
ら得られる速度検出信号との差は、速度補償器１２に入
力される。速度補償器１２では、入力された速度偏差に
応じて、比例・積分または微分等の演算を行い、サーボ
モータ９の電流指令を発生する。電流指令は、電流制御
サーボアンプ１３に入力され、サーボモータ９の速度制
御が行われ、射出軸の圧力制御が行われる。 【００１７】したがって、上記実施の形態によれば、射
出軸の圧力補償器の制御出力が射出軸の速度指令となる
ように圧力補償器を配置し、圧力補償器の入力として、
上位コントローラからの速度制限値、圧力設定値および
ゲイン設定値を備えることによって、射出軸の圧力設定
値及び速度制限値に応じて圧力補償器のゲイン特性をダ
イナミックに変更することができる。 【００１８】上位コントローラからは、現在の制御状
態、すなわち、射出工程、保圧切り替え工程、保圧工
程、背圧工程等に応じた圧力設定値、速度制限値および
圧力補償器のゲイン設定値が圧力補償器に入力されるこ
とによって、各工程に対し最適な圧力補償器の特性を持
たせることが可能となり、射出軸の圧力制御特性をダイ
ナミックに変更することができるため、射出軸の動作を
きめ細かく調整することができるようになる。これによ
って、多彩な成形条件に対応できる射出成形機を提供す
ることが可能となる。 【００１９】 【発明の効果】以上のように、この発明によれば、圧力
補償器のゲインを上位コントローラからダイナミックに
可変できるように構成したので、射出軸工程中の様々な
樹脂の状態に応じて、圧力補償器の特性を変更すること
が可能となり、多彩な成形条件に対応できる射出成形機
を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】 【図１】 本発明を実現する１実施の形態を示す射出成
形機の制御ブロック図。 【図２】 従来技術を示す射出成形機の制御ブロック
図。 【符号の説明】 １ シリンダ、２ スクリュ、３ 圧力センサ、４ ボ
ールネジのネジ部、５スライドプレート、６ ボールネ
ジのナット部、７ 従動プーリ、８ 駆動プーリ、９
サーボモータ、１０ マスタパルスジェネレータ、１１
タイミングベルト、１２ 速度補償器、１３ 電流制
御サーボアンプ、１４ 圧力補償器、１５ リミッタ、
１６ 指令発生コントローラ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 射出工程の射出制御時に、上位コントロ
   ーラ（１６）から設定された射出圧力の圧力設定値と射
   出圧力の圧力検出値とを比較し、その比較値に基づいて
   速度指令を発生する圧力補償器（１４）と、当該圧力補
   償器（１４）の出力を前記上位コントローラ（１６）か
   ら設定された速度設定値以下となるように制限するリミ
   ッタ（１５）とを備え、前記圧力補償器（１４）は、前
   記上位コントローラ（１６）からのゲイン設定値に基づ
   いてゲインの値が可変制御されることを特徴とする射出
   成形機の制御装置。