JP2005035132A - 射出成形機の計量制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】電動タイプのインラインスクリュー式の射出成形機において、背圧を適正に制御しつつ、射出開始位置が常に一定になるように制御して、射出量を常に一定に維持できるようにすること。また、サックバック完了時に背圧を完全に０（零）として、ドルーリングや糸引きの発生がないようにすること。
【解決手段】電動タイプのインラインスクリュー式の射出成形機において、計量工程時およびサックバック工程時には、スクリューの後退速度が設定速度パターンと一致するように、射出用サーボモータを速度フィードバック制御すると共に、スクリューにかかる背圧が背圧設定パターンと一致するように、計量用サーボモータを圧力フィードバック制御することによって、スクリュー回転数を制御する。また、サックバック工程時およびサックバック終了後の所定時間の背圧の設定値は、０（零）からマイナスの値に設定する。
【選択図】 図１
【解決手段】電動タイプのインラインスクリュー式の射出成形機において、計量工程時およびサックバック工程時には、スクリューの後退速度が設定速度パターンと一致するように、射出用サーボモータを速度フィードバック制御すると共に、スクリューにかかる背圧が背圧設定パターンと一致するように、計量用サーボモータを圧力フィードバック制御することによって、スクリュー回転数を制御する。また、サックバック工程時およびサックバック終了後の所定時間の背圧の設定値は、０（零）からマイナスの値に設定する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動タイプのインラインスクリュー式の射出成形機の計量制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電動タイプのインラインスクリュー式の射出成形機においては、計量工程の制御は、スクリューの回転数が設定値と一致するように、計量用サーボモータを回転数フィードバック制御し、スクリューにかかる背圧（スクリュー後退に対する抵抗圧力）が設定値と一致するように、射出用サーボモータを圧力フィードバック制御するようにしていることが多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述したように、計量用サーボモータを回転数フィードバック制御し、射出用サーボモータを圧力フィードバック制御するようになすと、スクリューにかかる背圧は設定値と一致する良好なものとなるが、計量終了時に背圧を０（零）に設定しても背圧を０（零）にしようとする制御を行うと、射出用サーボモータは圧力を優先したフィードバック制御を行っているので、スクリューの後退停止位置がばらつくことは否めず、このため、計量完了後の射出開始位置が一定とならず、また、計量終了時にスクリュー後退停止位置を設定位置に停止させようとすると、射出用サーボモータの圧力フィードバック制御ができなくなり、背圧が０（零）にならない。したがって、溶融樹脂の射出量が一定とならないため、成形品の密度がばらつくという問題があった。また、従来の計量制御では、計量完了後にサックバックを行う場合に、このサックバック工程時にはスクリューにかかる背圧の制御を行ってはおらず、このため、理想的にはサックバック完了時には背圧が０（零）となることが望まれるのであるが、サックバックが完了した後もスクリューには幾分かの背圧がかかっており、よって、型開きして成形品を離型した後、次の射出までの間に、加熱シリンダ内に滞留している溶融樹脂がノズル先端から流れ出て、ドルーリングや糸引きと称される不具合が発生し易いという問題もあった。
【０００４】
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、電動タイプのインラインスクリュー式の射出成形機において、背圧を適正に制御しつつ、射出開始位置が常に一定になるように制御して、射出量を常に一定に維持できるようにすることにある。また、本発明の目的とするところは、サックバック完了時に背圧を完全に０（零）として、ドルーリングや糸引きの発生がないようにすることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記した目的を達成するために、電動タイプのインラインスクリュー式の射出成形機において、計量工程時およびサックバック工程時には、スクリューの後退速度が設定速度パターンと一致するように、射出用サーボモータを速度フィードバック制御すると共に、スクリューにかかる背圧が背圧設定パターンと一致するように、計量用サーボモータを圧力フィードバック制御することによって、スクリュー回転数を制御する。また、サックバック工程時およびサックバック終了後の所定時間の背圧の設定値は、０（零）からマイナスの値に設定される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
【０００７】
図１は、本発明の一実施形態（以下、本実施形態と記す）に係る電動タイプのインラインスクリュー式の射出成形機における計量制御系の構成や、スクリュー後退速度指令パターンおよび背圧指令パターンを示す図である。なお、図１においては、スクリュー後退速度が２段階の場合を示している。
【０００８】
図１において、１は、射出成形機の全体制御を司る制御装置の一部の機能である計量制御部で、射出用サーボモータ制御系２と計量用サーボモータ制御系３とを備えており、射出用サーボモータ制御系２は、スクリューの前後進駆動源である射出用サーボモータ４をアンプ５を介して駆動制御し、計量用サーボモータ制御系３は、スクリューの回転駆動源である計量用サーボモータ６をアンプ７を介して駆動制御する。
【０００９】
射出用サーボモータ制御系２の偏差カウンタ８には、図示せぬ設定値格納部からの計量工程およびサックバック（ＳＢ）工程のスクリュー後退速度設定値（図１中に示したスクリュー後退速度指令パターン）と、射出用サーボモータ４に付設した図示せぬエンコーダの出力から求めたスクリューの実測速度値とが入力される。そして、偏差カウンタ８で求められた２つの入力の偏差は、ゲイン調整部９でゲイン調整されて、シリアルポート１０からアンプ５を介して射出用サーボモータ４に出力され、これによって、射出用サーボモータ４により、計量工程のスクリューの後退速度、並びにサックバック工程のスクリュー後退速度が、予め設定されたスクリュー後退速度指令パターンと一致するように制御される。
【００１０】
計量用サーボモータ制御系３の偏差検出部１１には、図示せぬ設定値格納部からの計量工程およびサックバック工程の背圧設定値（図１中に示した背圧指令パターンはスクリュー後退速度パターンと同じ２段階に設定され、図１に示すように、後退速度の加減速に同期するようになっている）と、スクリューにかかる圧力を測定する圧力センサ１２の出力を、アンプ１３、シリアルポート１４を介して受け取り背圧を測定する背圧測定部１５からの実測圧力値とが入力される。そして、偏差検出部１１で求められた偏差ｅはＰＩＤ演算部１６に出力され、ＰＩＤ演算部１６では、入力された偏差ｅを用いて、ＰＩＤ（比例・積分・微分）動作に基づくフィードバック処理を行なうための演算処理を行って、実測圧力値を設定圧力値に一致させるための操作量を算出し、これを出力演算部１７に出力する。出力処理部１７では、入力された操作量を用いて制御出力値を算出し、これがシリアルポート１８、アンプ７を介して計量用サーボモータ６に出力され、これによって、計量用サーボモータ６により、計量工程の背圧、並びにサックバック工程およびサックバック終了後の所定時間の背圧が、予め設定された背圧指令パターンと一致するように制御される。
【００１１】
すなわち、本実施形態では、計量行程時およびサックバック行程時には、射出用サーボモータ４は速度フィードバック制御され、計量用サーボモータ６は圧力フィードバック制御されて、設定背圧値に実測背圧値を一致させるようにスクリュー回転数を適応的に制御する。
【００１２】
このような制御を行うと、スクリューの各制御位置は、射出用サーボモータ４の速度フィードバック制御、つまり位置フィードバック制御によって常に一定の安定したものになり、計量完了位置および射出開始位置であるサックバック完了位置が常に一定となるので、溶融樹脂の射出量のばらつきがなくなる。
【００１３】
また、計量用サーボモータ６により背圧が設定値と一致するように制御されるので、スクリューの総回転数にはばらつきは生じるが、樹脂の良好な混練・可塑化・計量のために必要な背圧は適正値が確保される。また、本実施形態では、サックバック工程中にも背圧のフィードバック制御を行うようにし、しかも、サックバック工程の背圧の設定値は、図１中の背圧指令パターンに示すように０（零）からマイナスの値に設定しているので、サックバックの完了時点では背圧は確実に０およびマイナスの値となり、したがって、ドルーリングや糸引きといった不具合を生じる虞がなくなる。なお、計量終了前の背圧設定の傾斜部分および背圧０（零）からマイナスの値のサックバック工程では、背圧指令設定パターンに追従するため、スクリューは計量工程時とは逆方向に回転することもある。
【００１４】
図２は、本実施形態における計量工程およびサックバック工程の、射出用サーボモータ４と計量用サーボモータ６の回転方向と回転量の１例を示す図であり、同図に示すように、サックバック工程時には、計量用サーボモータ６は、計量工程時とは逆方向に回転駆動されこともある。なお、図２中の横軸は時間を示し、縦軸はモータの回転数と回転方向を示している。
【００１５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、電動タイプのインラインスクリュー式の射出成形機において、背圧を適正に制御しつつ、射出開始位置が常に一定になるように制御できるので、射出量が常に一定のものなって成形品の品質ばらつきがなくなる。また、サックバック完了時に背圧を完全に０（零）とできるので、ドルーリングや糸引きの発生の虞がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電動タイプのインラインスクリュー式の射出成形機における、計量制御系の構成などを示す説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る電動タイプのインラインスクリュー式の射出成形機における、計量工程およびサックバック工程の射出用サーボモータと計量用サーボモータの回転方向と回転量の１例を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 計量制御部
２ 射出用サーボモータ制御系
３ 計量用サーボモータ制御系
４ 射出用サーボモータ
５ アンプ
６ 計量用サーボモータ
７ アンプ
８ 偏差カウンタ
９ ゲイン調整部
１０ シリアルポート
１１ 偏差検出部
１２ 圧力センサ
１３ アンプ
１４ シリアルポート
１５ 背圧測定部
１６ ＰＩＤ演算部
１７ 出力処理部
１８ シリアルポート
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動タイプのインラインスクリュー式の射出成形機の計量制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電動タイプのインラインスクリュー式の射出成形機においては、計量工程の制御は、スクリューの回転数が設定値と一致するように、計量用サーボモータを回転数フィードバック制御し、スクリューにかかる背圧（スクリュー後退に対する抵抗圧力）が設定値と一致するように、射出用サーボモータを圧力フィードバック制御するようにしていることが多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述したように、計量用サーボモータを回転数フィードバック制御し、射出用サーボモータを圧力フィードバック制御するようになすと、スクリューにかかる背圧は設定値と一致する良好なものとなるが、計量終了時に背圧を０（零）に設定しても背圧を０（零）にしようとする制御を行うと、射出用サーボモータは圧力を優先したフィードバック制御を行っているので、スクリューの後退停止位置がばらつくことは否めず、このため、計量完了後の射出開始位置が一定とならず、また、計量終了時にスクリュー後退停止位置を設定位置に停止させようとすると、射出用サーボモータの圧力フィードバック制御ができなくなり、背圧が０（零）にならない。したがって、溶融樹脂の射出量が一定とならないため、成形品の密度がばらつくという問題があった。また、従来の計量制御では、計量完了後にサックバックを行う場合に、このサックバック工程時にはスクリューにかかる背圧の制御を行ってはおらず、このため、理想的にはサックバック完了時には背圧が０（零）となることが望まれるのであるが、サックバックが完了した後もスクリューには幾分かの背圧がかかっており、よって、型開きして成形品を離型した後、次の射出までの間に、加熱シリンダ内に滞留している溶融樹脂がノズル先端から流れ出て、ドルーリングや糸引きと称される不具合が発生し易いという問題もあった。
【０００４】
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、電動タイプのインラインスクリュー式の射出成形機において、背圧を適正に制御しつつ、射出開始位置が常に一定になるように制御して、射出量を常に一定に維持できるようにすることにある。また、本発明の目的とするところは、サックバック完了時に背圧を完全に０（零）として、ドルーリングや糸引きの発生がないようにすることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記した目的を達成するために、電動タイプのインラインスクリュー式の射出成形機において、計量工程時およびサックバック工程時には、スクリューの後退速度が設定速度パターンと一致するように、射出用サーボモータを速度フィードバック制御すると共に、スクリューにかかる背圧が背圧設定パターンと一致するように、計量用サーボモータを圧力フィードバック制御することによって、スクリュー回転数を制御する。また、サックバック工程時およびサックバック終了後の所定時間の背圧の設定値は、０（零）からマイナスの値に設定される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
【０００７】
図１は、本発明の一実施形態（以下、本実施形態と記す）に係る電動タイプのインラインスクリュー式の射出成形機における計量制御系の構成や、スクリュー後退速度指令パターンおよび背圧指令パターンを示す図である。なお、図１においては、スクリュー後退速度が２段階の場合を示している。
【０００８】
図１において、１は、射出成形機の全体制御を司る制御装置の一部の機能である計量制御部で、射出用サーボモータ制御系２と計量用サーボモータ制御系３とを備えており、射出用サーボモータ制御系２は、スクリューの前後進駆動源である射出用サーボモータ４をアンプ５を介して駆動制御し、計量用サーボモータ制御系３は、スクリューの回転駆動源である計量用サーボモータ６をアンプ７を介して駆動制御する。
【０００９】
射出用サーボモータ制御系２の偏差カウンタ８には、図示せぬ設定値格納部からの計量工程およびサックバック（ＳＢ）工程のスクリュー後退速度設定値（図１中に示したスクリュー後退速度指令パターン）と、射出用サーボモータ４に付設した図示せぬエンコーダの出力から求めたスクリューの実測速度値とが入力される。そして、偏差カウンタ８で求められた２つの入力の偏差は、ゲイン調整部９でゲイン調整されて、シリアルポート１０からアンプ５を介して射出用サーボモータ４に出力され、これによって、射出用サーボモータ４により、計量工程のスクリューの後退速度、並びにサックバック工程のスクリュー後退速度が、予め設定されたスクリュー後退速度指令パターンと一致するように制御される。
【００１０】
計量用サーボモータ制御系３の偏差検出部１１には、図示せぬ設定値格納部からの計量工程およびサックバック工程の背圧設定値（図１中に示した背圧指令パターンはスクリュー後退速度パターンと同じ２段階に設定され、図１に示すように、後退速度の加減速に同期するようになっている）と、スクリューにかかる圧力を測定する圧力センサ１２の出力を、アンプ１３、シリアルポート１４を介して受け取り背圧を測定する背圧測定部１５からの実測圧力値とが入力される。そして、偏差検出部１１で求められた偏差ｅはＰＩＤ演算部１６に出力され、ＰＩＤ演算部１６では、入力された偏差ｅを用いて、ＰＩＤ（比例・積分・微分）動作に基づくフィードバック処理を行なうための演算処理を行って、実測圧力値を設定圧力値に一致させるための操作量を算出し、これを出力演算部１７に出力する。出力処理部１７では、入力された操作量を用いて制御出力値を算出し、これがシリアルポート１８、アンプ７を介して計量用サーボモータ６に出力され、これによって、計量用サーボモータ６により、計量工程の背圧、並びにサックバック工程およびサックバック終了後の所定時間の背圧が、予め設定された背圧指令パターンと一致するように制御される。
【００１１】
すなわち、本実施形態では、計量行程時およびサックバック行程時には、射出用サーボモータ４は速度フィードバック制御され、計量用サーボモータ６は圧力フィードバック制御されて、設定背圧値に実測背圧値を一致させるようにスクリュー回転数を適応的に制御する。
【００１２】
このような制御を行うと、スクリューの各制御位置は、射出用サーボモータ４の速度フィードバック制御、つまり位置フィードバック制御によって常に一定の安定したものになり、計量完了位置および射出開始位置であるサックバック完了位置が常に一定となるので、溶融樹脂の射出量のばらつきがなくなる。
【００１３】
また、計量用サーボモータ６により背圧が設定値と一致するように制御されるので、スクリューの総回転数にはばらつきは生じるが、樹脂の良好な混練・可塑化・計量のために必要な背圧は適正値が確保される。また、本実施形態では、サックバック工程中にも背圧のフィードバック制御を行うようにし、しかも、サックバック工程の背圧の設定値は、図１中の背圧指令パターンに示すように０（零）からマイナスの値に設定しているので、サックバックの完了時点では背圧は確実に０およびマイナスの値となり、したがって、ドルーリングや糸引きといった不具合を生じる虞がなくなる。なお、計量終了前の背圧設定の傾斜部分および背圧０（零）からマイナスの値のサックバック工程では、背圧指令設定パターンに追従するため、スクリューは計量工程時とは逆方向に回転することもある。
【００１４】
図２は、本実施形態における計量工程およびサックバック工程の、射出用サーボモータ４と計量用サーボモータ６の回転方向と回転量の１例を示す図であり、同図に示すように、サックバック工程時には、計量用サーボモータ６は、計量工程時とは逆方向に回転駆動されこともある。なお、図２中の横軸は時間を示し、縦軸はモータの回転数と回転方向を示している。
【００１５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、電動タイプのインラインスクリュー式の射出成形機において、背圧を適正に制御しつつ、射出開始位置が常に一定になるように制御できるので、射出量が常に一定のものなって成形品の品質ばらつきがなくなる。また、サックバック完了時に背圧を完全に０（零）とできるので、ドルーリングや糸引きの発生の虞がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電動タイプのインラインスクリュー式の射出成形機における、計量制御系の構成などを示す説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る電動タイプのインラインスクリュー式の射出成形機における、計量工程およびサックバック工程の射出用サーボモータと計量用サーボモータの回転方向と回転量の１例を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 計量制御部
２ 射出用サーボモータ制御系
３ 計量用サーボモータ制御系
４ 射出用サーボモータ
５ アンプ
６ 計量用サーボモータ
７ アンプ
８ 偏差カウンタ
９ ゲイン調整部
１０ シリアルポート
１１ 偏差検出部
１２ 圧力センサ
１３ アンプ
１４ シリアルポート
１５ 背圧測定部
１６ ＰＩＤ演算部
１７ 出力処理部
１８ シリアルポート
Claims (3)
- 計量用駆動源および射出駆動源をサーボモータとしたインラインスクリュー式の射出成形機において、
計量工程時およびサックバック工程時には、スクリューの後退速度が設定速度パターンと一致するように、射出用サーボモータを速度フィードバック制御すると共に、スクリューにかかる背圧が背圧設定パターンと一致するように、計量用サーボモータを圧力フィードバック制御することによって、スクリュー回転数を制御することを特徴とする射出成形機の計量制御方法。 - 請求項１記載の射出成形機の計量制御方法において、
前記サックバック工程時およびサックバック終了後の所定時間の前記背圧の設定値は、０（零）からマイナスの値であることを特徴とする射出成形機の計量制御方法。 - 請求項１記載の射出成形機の計量制御方法において、
計量終了時の背圧設定パターンが０（零）であることを特徴とする射出成形機の計量制御方法。
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