JP2006346864A - 連続可塑化式射出成形機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 アキュムレータ装置及び射出装置の駆動源として電気的サーボモータを利用した連続可塑化式射出成形機において、オペレータ用の操作盤を含む制御装置を統合化した連続可塑化式射出成形機の制御装置を提供する。
【解決手段】 連続可塑化式射出成形機の制御装置１００は、バスライン１０６に接続された外部通信用ユニット１０２、共通メモリ１０４、及び主制御用ＣＰＵ（中央演算処理装置）１０８、シーケンス用ＣＰＵ（中央演算処理装置）１１０、サーボ用ＣＰＵ（中央演算処理装置）１１２とそれぞれに接続されている表示操作ユニット（ＣＲＴ画面及びキーボードＫＢを含む）１１４、ｉ／ｏモジュールユニット１１６、サーボドライブユニット１１８から構成される。
オペレータは、前記表示操作ユニットにより単一の操作画面を操作することで、前記連続可塑化式射出成形機の指令値の設定・修正、モニタリング等の作業を効率的に遂行可能である。
【選択図】 図４

Description

本発明は、可塑化された溶融状態の樹脂（以下可塑化樹脂という）を一時的に蓄積するアキュムレータ装置を介して連続可塑化装置と射出装置とを接続した連続可塑化式射出成形機の制御装置に係り、特にこれら各装置を駆動するための指令値データの設定や修正、各装置の運転状態の監視等のオペレータによる操作を単一の制御装置上で、好ましくは１箇所の操作画面上で行なうことを可能にする統合化した制御装置に関する。

従来、射出成形機の能率向上を図るため、可塑化装置と射出装置とを分離すると共に、これらの間にアキュムレータを設け、可塑化装置によって可塑化された樹脂をアキュムレータに貯え、このアキュムレータから間欠的に可塑化樹脂を射出装置へ供給することにより、可塑化装置の稼働率を高めるようにした装置が提案されている。特に、可塑化装置を完全に連続運転可能にするため、アキュムレータから射出装置へ可塑化樹脂を供給しているときにも可塑化装置から射出装置へ可塑化樹脂を供給することのできる連続可塑化式射出成形装置が提案されている。
特許第３３０３２１３号 「連続可塑化式射出成形方法及び装置」

しかしながら、前述の特許文献１においては、連続可塑化装置、射出装置、およびアキュムレータ装置については開示されているものの、これらを制御する制御装置については、その具体的構成について必ずしも明確というわけではなかった。

これは、前記連続可塑化装置や射出成形装置の制御には、それぞれ、従来から用いられていたところのそれぞれ別々の制御装置、即ち可塑化装置用の制御装置や射出成形装置用の制御装置を従来どおり利用することができること、また付加的な部分の制御装置の追加により制御が可能であったことなども関係している。このように別々の従来の制御装置を利用して制御した場合、オペレータは、各装置の運転状態を確認し、指令値データを設定または修正する際には、制御装置の操作盤がそれぞれ別々に配置されていたため、個別に対処しなければならず、各操作盤を含めた制御装置の一体化、統合化がなされないため、製品を生産するための生産機としては、オペレータの作業効率を低下するという事があった。

特に、連続可塑化装置側の指令値データを修正したことによる射出成形装置側での影響を確認しようとする場合に、オペレータは、都度連続可塑化装置側の制御装置から離れ、射出成形装置側の制御装置へと移動しなければならず、またその逆の場合もそうであり、こうした状況下では、オペレータの操作に対する集中度を著しく損なうということも難点として存在した。

本発明者は、上述した問題点を検討した結果、従来のように、操作盤を含む制御装置が別々に存在していることに由来するオペレータの操作性の不便さについては、前述の特許文献に示される連続可塑化式射出成形装置が機械装置として一体化されているように、制御装置自体も統合化、一体化することの必要性に着眼することにより、前述の難点については、基本的に解決できることを見出した。

従って、本発明の目的は、連続可塑化式射出成形機において、オペレータ用の表示手段、操作手段などを含む制御装置を統合化した連続可塑化式射出成形機の制御装置を提供することにある。

前述の目的を達成するため、本発明による連続可塑化式射出成形機の制御装置は、加熱バレル内に投入された合成樹脂材料を溶融・混練して可塑化する連続可塑化装置と、この連続可塑化装置から押出される可塑化樹脂を蓄積し導出するためのアキュムレータ装置と、このアキュムレータ装置から押出される可塑化樹脂を製品成型用の金型のキャビティ内へ射出する射出装置と、金型を開閉するために駆動する型締装置と、を備えて構成された連続可塑化式射出成形機のための制御装置であって、制御装置は、前記連続可塑化装置、アキュムレータ装置、射出装置、および型締装置のそれぞれの状態を一箇所にて表示させ、またその表示のための操作を行なうための表示・操作手段と、この表示・操作手段を制御するための表示・操作制御手段と、を備えて構成し、連続可塑化装置、アキュムレータ装置、射出装置、および型締装置のそれぞれの装置、前記可塑化樹脂、成形製品等の状況について表示の制御を統合的にすることを特徴とする連続可塑化式射出成形機の制御装置とした。
またこの連続可塑化式射出成形機の制御装置は、連続可塑化装置、アキュムレータ装置、射出装置、および型締装置のそれぞれの装置を稼動するために必要な駆動手段をさらに備えて構成し、連続可塑化装置、アキュムレータ装置、射出装置、および型締装置のそれぞれの装置を前記表示・操作手段から統合的に表示を制御するとともに、前記それぞれの装置の成形のための条件の設定、前記設定の修正等の稼動に必要な操作についても統合的に行なうことを特徴とする連続可塑化式射出成形機の制御装置とした。
またこの連続可塑化式射出成形機の制御装置は、さらに、制御装置の外部との通信を制御し連続可塑化式射出成形機の制御に必要な情報を外部との間で共用するための通信手段、を備えたことを特徴とする連続可塑化式射出成形機の制御装置とした。

さらに別な発明として、加熱バレル内に投入された合成樹脂材料を溶融・混練して可塑化する連続可塑化装置と、この連続可塑化装置から押出される可塑化樹脂を蓄積し、導出するためのアキュムレータ装置と、このアキュムレータ装置から押出される可塑化樹脂を製品成型用の金型のキャビティ内へ射出する射出装置と、金型を開閉するために駆動する型締装置と、を備えて構成された連続可塑化式射出成形機のための制御装置であって、この制御装置は、少なくも連続可塑化装置、アキュムレータ装置、射出装置、および型締装置の各装置に設けられたモータを駆動するモータドライブユニットを制御するための第１の中央演算処理装置と、少なくも各装置の動作を制御するためのシーケンス制御プログラムを演算実行する第２の中央演算処理装置と、少なくも各装置を制御するため画面表示・操作プログラムを演算実行し表示・操作ユニットを制御するための第３の中央演算処理装置と、前記第１、第２および第３の中央演算処理装置の間で制御に必要な共有すべき情報を記憶する共通メモリと、を備えて構成し、前述の各装置を前記表示・操作ユニットから統合的に制御可能にしたことを特徴とする連続可塑化式射出成形機の制御装置とした。
またこの連続可塑化式射出成形機の制御装置は、さらに、前記共通メモリのデータを利用可能であって、前記連続可塑化式射出成形機の外部と通信を制御し前記連続可塑化式射出成形機の制御に必要な情報を送受するための第４の中央演算処理装置、を備えたことを特徴とする連続可塑化式射出成形機の制御装置とした。
また前述の連続可塑化式射出成形機の制御装置において、第３の中央演算処理装置により制御される表示・操作ユニットは、少なくとも連続可塑化式射出成形機を構成する前記各装置の成形および制御に必要な指令値の設定・修正とモニタリングを含む基本メニューを表示する画面表示操作用プログラムを備えて構成したことを特徴とする連続可塑化式射出成形機の制御装置とした。
さらにまた、前述の基本メニューにおいてモニタリングを選択した場合、連続可塑化式射出成形機を構成する各装置の内部構造が単独または結合した状態で選択的に表示可能であり、実成形サイクル運転中の、少なくとも当該各装置内部における溶融樹脂の状況を画面表示することを特徴とする請求項６記載の連続可塑化式射出成形機の制御装置とした。
また前述の基本メニューには、指令値の設定・修正とモニタリングの他に、シミュレーションを含むメニューを表示可能に備えて構成したことを特徴とする請求項６記載の連続可塑化式射出成形機の制御装置とした。
さらに、前述の基本メニューにおいてシミュレーションを選択した場合、連続可塑化式射出成形機を構成する各装置の内部構造が単独または結合した状態で選択的に表示可能であり、非実成形サイクル運転中の、少なくとも当該各装置内部における溶融樹脂の状況を画面表示することを特徴とする連続可塑化式射出成形機の制御装置とした。
また、前述の基本メニューには、さらに、当該連続可塑化式射出成形機の運転状況に対応する信号の授受を外部装置との間で遂行する通信制御メニューを備えたことを特徴とする連続可塑化式射出成形機の制御装置とした。

本発明によれば、統合化した制御装置により、オペレータは、一の場所にて操作画面により、指令値の設定・修正ならびにモニタリング操作を統合的に行なうことが可能となり、作業効率を向上することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態に基づく一実施形態例について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明を適用した連続可塑化式射出成形機１０の全体の構成配置を示す図である。同図１において、参照符号１２は射出装置、１３は型締装置、１４はアキュムレータ装置、１６は押出装置、６６はフィーダ装置を示しており、これらのうち１２と１４、及び１４と１６は図２に示すように、それぞれ流路１８，２０で連通されている。参照符号ＦＰ、ＭＰはそれぞれ固定ダイプレート、移動ダイプレートであって、その間に一対の金型ＭＤは配置されている。
参照符号１００は、前記連続可塑化式射出成形機１０の各装置を駆動制御する単一の制御装置である。

図２は、図１の射出装置１２、型締装置１３、アキュムレータ装置１４、押出装置１６、フィーダ装置６６の詳細構造を示す図である。同図において、参照符号２２は、前記流路１８を開閉する第１開閉弁、２４は射出装置１２の射出方向先端部に形成したノズル２６への流路上に配置された第２開閉弁である。射出装置１２の射出シリンダ室２８内には、先端部にプランジャチップ３０を装着したボールネジ軸３２で形成したプランジャが進退可能に配置されている。前記シリンダ室２８の右端側にはボールネジ軸３２と螺合し、射出方向Ｘの移動を規制されたナット部３４が設けられている。同ナット部３４の外周にはタイミングベルト３６が装着され、同タイミングベルト３６はサーボモータ３８の回転軸に取付けたプーリ（図示せず）の外周に装着されている。

従って、サーボモータ３８の回転により前記ボールネジ軸３２即ち、プランジャチップ３０は射出シリンダ室２８内で進退するようになっている。前記サーボモータ３８にはエンコーダ４０が取付けられており、同エンコーダ４０からの信号によりサーボモータ３８の回転量即ち、前記ボールネジ軸３２であるプランジャの進退位置を検出するようになっている。参照符号４２はサーボモータ３８の負荷に相当する電流を検出する電流センサである。

前述のアキュムレータ装置１４も射出装置１２と同様な構成を有しており、射出方向Ｘに直角なＹ方向に配置されたシリンダ室４２内でプランジャチップ５６を進退させるようになっている。
参照符号４４，４６，４８，４３，５４はそれぞれ前記射出装置１２におけるサーボモータ３８、ナット部３４、タイミングベルト３６、ボールネジ軸３２、負荷電流検出用の電流センサ４２、エンコーダ４０に対応している。

図２に示されるように、プランジャチップ５６の下方部は径小に形成されており、下限位置即ち、押出限位置のときでも流路２０と１８は連通されている。また、各サーボモータ４４、３８への電力供給信号及びエンコーダ５４、４０からの検出信号は制御装置１００との間の配線により供給及び受信される。参照符号ｉ１、ｉ２は前記電流センサ４３、４２の検出信号であって同制御装置１００へ与えられる。
前述の流路２０を介してアキュムレータ装置１４と結合した前述の押出装置としての２軸押出機１６が配置されている。参照符号５８は一対の、同方向または異方向回転を行なうスクリュ軸であり、ギアボックス６０を介して可塑化モータ６２により回転駆動される。
２軸押出機１６の後方には取付け台上にロードセル６４を介してフィーダ装置６６が搭載されている。このフィーダ装置６６はホッパー６８に予め所定量の合成樹脂材料７０が投入されており、同合成樹脂材料７０はフィーダ用スクリュ７２をフィーダ用モータ７４により回転させることによりホッパー７６を介して２軸押出機１６内へ送り込まれるようになっている。

このフィーダ用モータ７４は好ましくはサーボモータで構成されており、その回転数はエンコーダ７８により検出され前記制御装置１００へ与えられる。ホッパー８０は前記合成樹脂材料７０に対する各種の添加剤及びまたはガラス繊維等の強化材料をオンラインで混合するために配設されている。また、参照符号８２は脱気用のベント口である。押出装置１６内で可塑化された可塑化樹脂は流路２０を経てアキュムレータ装置１４のシリンダ４２へ連続的に供給される。

その場合、可塑化樹脂の押出量Ｑが所定値、好ましくは一定となるように前記可塑化モータ６２の回転数Ｎｓは制御装置１００によって制御されるようになっている。
ロードセル６４はフィーダ装置６６の重量を常時測定しており、これによりホッパー６８内の合成樹脂材料７０が徐々に減少していく状態を確認できるものである。しかるに、型締装置１３の例えば、金型の開閉動作などによる振動があるとホッパー６８からの合成樹脂材料７０の投入量が正常な状態に比べ変動するので、その変動状態を前記ロードセル６４で検出し、その変動分を相殺するようにサーボモータ７４を制御装置１００により制御するようになっている。また図示しないが、前記射出シリンダ室２８内及び、シリンダ室４２内には適宜の個所に樹脂圧を検出する圧力センサが設けられている。
なお、図２において、フィーダ装置６６及び２軸押出機１６は本発明における連続可塑化装置を構成しており、また、ボールネジ軸５０及びプランジャチップ５６は第１プランジャを構成し、さらにボールネジ軸３２及びプランジャチップ３０は第２プランジャを構成している。またさらに、サーボモータ４４、３８はそれぞれ第1サーボモータ、第２サーボモータを構成する。

なお、図２中の第２開閉弁２４は、ノズル２６の流路上に必ずしも設けなくてもよい。これは、冷却時間や、射出プランジャチップ３０の後退動作を（必要ならサックバック動作を含め）タイムリーに行なうことによって、ノズル２６からの、所謂「ハナダレ」を防止できるからである。

図３は、図２に示す連続可塑化式射出成形機としての各動作の線図を２サイクルにわたって示し、（ａ）は各動作の所要時間を示し、（ｂ）は各動作に対応した射出装置の射出プランジャ位置の変化を示し、（ｃ）は各動作に対応したアキュムレータ装置１４のプランジャ位置の変化を示し、（ｄ）は各動作に対応したアキュムレータ装置１４と射出シリンダ室２８との流路１８に設けられた第１開閉弁２２の動作状態を示す図である。
上記の（ａ）に示すように、１サイクルで成形品を成形する。
インター（インターバル）は、この間に成形品の金型からの排出、金型キャビティ内面の清浄が行なわれる時間帯である。

線図（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように、冷却動作の間、第１開閉弁２２は開状態であって、アキュムレータ装置１４側のプランジャは下降し、その間射出装置側の射出プランジャは後退して計量限位置に達する、即ち、計量工程が遂行される。線図（ｃ）に示すように、冷却後の型開から次のサイクルの保圧動作完了まではアキュムレータ装置１４側のプランジャは下限（押出限位置）から上昇し上限にいたる。この間は、押出装置１６から押出される可塑化樹脂９８をシリンダ室４２に蓄積する工程である。線図（ｂ）に示すように、この蓄積工程中の型閉動作完了後、射出プランジャは前進して射出・保圧を実行し、この保圧完了後、前記のように後退して計量を行なうようになっている。

各動作の中で、特に冷却時間は成形品の大きさ、即ち、所要樹脂容積、形状によって異なるので、２軸押出機１６からの可塑化樹脂９８の単位時間当たりの押出量Ｑを予め設定し、そのための、スクリュ回転数Ｎｓやフィーダ装置６６での樹脂材料投入量Ｚを都度調整できるようになっている。

図４は、図１の制御装置１００の機能を説明する制御ブロック図である。同図４において、制御装置１００内の参照符号１０２は外部との通信用ＣＰＵであって、ここで外部との通信とは、例えば、前記フィーダ装置６６でホッパー６８内の原料樹脂が少なくなっている状態を当該原料樹脂の供給センターへ知らせるとか、金型ＭＤの交換動作に対応して、新たな成形品用の成形データをコントロールセンタの上位のコンピュータに求めるとか、成形運転状態の各種ステイタス情報をコントロールセンタからの求めに応じて送信するなどがある。

参照符号１０４は共通メモリであってデータメモリＤＭと、プログラムメモリＰＧＭの各メモリ領域からなる。参照符号１０６はバスラインであって、外部通信用ＣＰＵ１０２、共通メモリ１０４、及び主制御用ＣＰＵ１０８、シーケンス用ＣＰＵ１１０、サーボ用ＣＰＵ１１２とそれぞれ接続されている。バスラインの制御は、図示しないバスコントローラを用いても良いし、また前述の各ＣＰＵのうちの一つたとえば主制御用ＣＰＵ１０８にバス制御機能を持たせ、パスコンなトロールを行なわせても良い。また各ＣＰＵには、図示しないそれぞれのＣＰＵのための制御用ＲＯＭおよびＲＡＭ等のメモリが用意されており、それぞれのＣＰＵに特有な機能、即ち通信制御、表示制御、シーケンス制御、サーボモータ制御などの制御を行なう。さらに前記各１０８、１１０、１１２には、それぞれ表示操作ユニット１１４（ＬＣＤ（液晶）画面及びキーボードＫＢとを含む。ＬＣＤ画面は複数の画面を組合せ大型の画面としても良い。勿論他の種類の表示装置、例えばＣＲＴ プラズマデッイスプレイ、ＳＥＤ等でもよい。）、ｉ／ｏモジュールユニット１１６、サーボドライブユニット１１８が接続されている。
前記ｉ／ｏモジュールユニット１１６及びサーボドライブユニット１１８は連続可塑化式射出成形機１０の本体側に設けられた関係する装置にそれぞれ接続されている。例えば、
アキュムレータ装置１４側に配置されるプランジャ駆動用のサーボモータ４４、射出装置１２側に配置される射出プランジャ駆動用のサーボモータ３８ならびにフィーダ装置側に配置されるフィーダスクリュ回転用のサーボモータ７４はそれぞれ前記サーボドライブユニット１１８に接続されている。

図５は、前記共通メモリ１０４内のプログラムメモリＰＧＭに格納されている各種の制御プログラムをリストとして示す。同リストに示されるように、プログラムコードＰＧ１は、計量工程制御プログラム、ＰＧ２は蓄積工程制御プログラム、ＰＧ３は、フィーダ制御及び連続可塑化制御用のプログラム、ＰＧ４は射出・保圧工程制御プログラム、ＰＧ５は型開閉・型締め工程制御プログラム、ＰＧ６はシーケンス制御プログラム、ＰＧ７はパージング及びサックバック制御プログラム、ＰＧ８はウォーミングアップ制御プログラム、ＰＧ９は金型及びバレル温度制御プログラム、ＰＧ１０は、射出成形時の射出速度、射出圧力等の波形を重畳表示するための波形表示制御プログラム、ＰＧ１１は、シミュレーション制御プログラム、ＰＧＮは表示画面操作制御プログラムである。これらの制御プログラムは、前述の各ＣＰＵが自分の持つ独自の前述の図示しない独自の制御用ＲＯＭおよびＲＡＭと組合せ、単一で使用したり、あるいは、別のＣＰＵと協働して制御するために一部を共用するようにされる。

図６は、前記共通メモリ１０４のデータメモリＤＭ用のメモリ領域にストアされている各種パラメータ及びデータを示すリストである。同データとしては、例えば、各サーボモータを位置制御するため、シーケンス用ＣＰＵ１１０から取り込んだ計量、蓄積、射出・保圧等の開始ビットデータ、計量工程指令データ、蓄積工程指令データ、射出・保圧工程指令データのほか、各サーボモータの現在の状態（第１プランジャ、第２プランジャの位置、負荷電流、サーボ出力データ）を示すデータ等がストアされるようになっている。

図７は、表示画面操作制御プログラムＰＧＮの階層構成を例示的に示す画面である。同図において、手前側にある基本メニューの画面には、5つの選択メニュー即ち、
１．指令値の設定・修正
２．シーケンスラダー（展開接続図）設定・修正
３．通信
４．モニタリング
５．シミュレーションがオペレータにより選択可能である。
この基本メニュー画面の後ろ側には、同メニュー上で選択される前記１．〜５．に対応するそれぞれの画面を示す。各１．〜５．にはさらにそれらの下位の内容を表示する画面がそれぞれの画面内に設けられるプルダウンメニューによって下位の階層へ進むことができるようになっている。

図８は、基本メニューで、１．指令値の設定・修正を選択した場合に表示される画面であって、連続可塑化式射出成形機１０の全体を表示し、その各装置ＦＤ、ＥＸＴＲ、ＩＮＪ、ＡＣＣ、ＭＬＤをクリックまたはタッチすることによりそれぞれの装置がさらに具体的な形状で表示され、関係する設定値の数値を設定または修正できるようになっている。また画面下方には対応する各タッチキーを示す。このような、プルダウン方式による下位の画面によって指令値を設定、修正するがその詳細は省略する。

図９は、基本メニューで、４．モニタリングまたは５．シミュレーションを選択した場合に表示される画面であって、同画面は、タッチキー中の全体表示をタッチした場合を示す。（ただし、型締装置側は省略）図示のように、押出装置のバレル内の樹脂、アキュムレータのシリンダ室内の樹脂、射出シリンダ室内の樹脂はそれぞれ区別できるよう表示されている。なお、これらの表示は色で区別することもできる。
また、画面上には、各装置に関係する主なデータをそれぞれ表示するようになっており、例えば、実成形運転中のサイクル時間の経過とともに変化する各プランジャの移動位置が表示される。また、画面では各プランジャの移動する状態がリアルタイムで表示され、前記各シリンダ内の樹脂の容積量の変化も同時にリアルタイムで表示されるようになっている。
全体表示以外のタッチキー例えば、ＦＤを選択すると、フィーダ装置ＦＤだけが拡大されて表示され、実運転中のホッパーへの原料供給の状態を表示する。
モニタリング中の各プランジャの位置や各シリンダ室内の樹脂の容積に関するデータは後述する図１０、１１のフローチャートの各演算結果を利用することが可能である。
なお、シミュレーションの場合は、実成形運転がなされないので、各サーボモータは駆動されない。従って、図５のシミュレーション制御プログラムＰＧ１１によって前記フローチャート中の各ステップをそれぞれ別に想定した値として定めてフローを進行させることが必要である。

図１０は、アキュムレータ装置１４及び押出装置１６から射出装置１２へ可塑化樹脂を導入する計量工程の処理用制御プログラムＰＧ１の内容を説明するフローチャートである。また、図１１は、押出装置１６からアキュムレータ装置１４へ可塑化樹脂を導入して蓄積する蓄積工程の処理用制御プログラムＰＧ２の内容を説明するフローチャートである。
図１０において、計量工程の処理は、保圧完了時点で、計量処理プログラムＰＧ１が起動されることによって開始される。
ステップＳＴ１で所定時間の経過回数に相当するインデックスｉが初期化される。（ｉ＝１）
ステップＳＴ２で、ステイタスデータを読み込む。ステップＳＴ３でアキュムレータ装置１４の第１プランジャが押出限位置（下降限）に到達したか否か判定される。
第１プランジャは計量のスタート時、上限位置にあるので、ステップＳＴ４へ移行し、ステップＳＴ４でさらに射出装置Ｓの第２プランジャが計量完了位置に達したか否か判定される。次いで、ステップＳＴ５において、計量工程指令データ、押出装置１６の押出量Ｑ、スクリュ回転数Ｎｓを読み込む。この計量工程指令データには、第１プランジャの下降移動中の適宜区分されたストローク毎の移動量、移動速度が含まれている。
次いで、ステップＳＴ６において、次の所定時間（ΔＴｓｉ）中にサーボモータ４４によって駆動される第１プランジャの移動量ΔＹ（ΔＴｓｉ）を演算する。
次いで、ステップＳＴ７において、演算された第１プランジャの移動量ΔＹ（ΔＴｓｉ）に相当する可塑化樹脂の第１容積量ΔＱ１を演算する。さらに、ステップＳＴ８で前記所定時間（ΔＴＳＩ）中に射出シリンダ室２８へ押出装置１６からの押出量に相当する可塑化樹の第２容積量ΔＱ２を演算する。（ΔＱ２＝Ｑ×ΔＴｓｉ）

ステップＳＴ９において、第１及び第２容積量の和が演算される。ステップＳＴ１００において、この和に相当する第２プランジャの後退移動量ΔＸ（ΔＴｓｉ）を演算する。そして、ステップＳＴ１１にて、第１及び第２プランジャの演算された移動量ΔＸ（ΔＴｓｉ）、ΔＹ（ΔＴｓｉ）をサーボ出力用データ領域へセーブする。
そして、ステップＳＴ１２で次の所定時間の開始時刻か否か判定し、ＮＯのときはステップＳＴ１３でその時刻到来まで待つ。ＹＥＳであると、ステップＳＹ１４にて、セーブしていた移動量ΔＸ（ΔＴｓｉ）、ΔＹ（ΔＴｓｉ）をサーボドライブユニット１１６へ出力する。さらにステップＳＴ５において、前記インデックスをインクリメントする。
ステップＳＴ１〜ＳＴ１５を各所定時間毎に実行して第１プランジャが押出限位置に到達すると、ステップＳＴ１６において、第２プランジャが計量完了位置に達したか否か判定される。到達していない場合は、ステップＳＴ１７で所定時間待つ。
また、到達した場合は、ステップＳＴ１８にて計量完了のビットを立てる。このビット信号は、シーケンサ２００側のステイタスデータメモリ内の計量完了エリアに与えられる。さらに、ステップＳＴ１７での累計待ち時間に基づいて、押出装置１６からの押出量Ｑが少し大きくなるよう修正する。
一方、前記第１プランジャが押出限位置に到達する前に、前記ステップＳＴ４において、第２プランジャが計量完了位置に達した場合は、ステップＳＴ１８へ移行して計量完了ビットを立てると共に、押出量Ｑが過剰状態にあるので、当該押出量Ｑを少し小さくなるよう修正する。

図１１は、押出装置１６からアキュムレータ装置１４へ可塑化樹脂を導入する蓄積工程の処理内容を説明するフローチャートである。なお、この蓄積工程の処理は、図３の線図（ｃ）に示されるように、冷却完了時点で、蓄積処理プログラムＰＧ２が起動されることによって開始される。
同図１１において、ステップＳＴ１で所定時間のインデックス回数ｉが初期化される。（ｉ＝１）
ステップＳＴ２でステイタスデータを読み込み、処理をステップＳＴ３へ移行する。
ステップＳＴ３において、アキュムレータ装置１４の第１プランジャは上限位置である蓄積終了位置に到達したか否か判定される。次いで、ステップＳＴ４にて、サーボモータ４４を駆動制御するための蓄積工程指令データ及び押出機１６のスクリュ回転数ｎＳ、押出量Ｑの現在値データを読み込む。さらに、ステップＳＴ５において、１所定時間（ΔＴｓｉ）中に押出装置１６から押出される可塑化樹脂の容積量ΔＱ（ΔＴｓｉ）を特定する。さらにステップＳＴ６で前記容積量ΔＱ（ΔＴｓｉ）に相当する第１プランジャの上方への移動量ΔＹ（ΔＱ（ΔＴｓｉ））を演算し、ステップＳＴ７において、演算された移動量ΔＹをサーボ出力用データ領域へセーブする。そして、ステップＳＴ９で次の所定時間（ΔＴｓｉ）の開始時刻を待つ。当該時刻になったとき、ステップＳＴ１０で前記サーボ出力データΔＹをサーボドライブユニット１１６へ出力する。次いで、ステップＳＴ１１にてインデックスｉを１つインクリメントする。

上記ステップＳＴ１〜ＳＴ１１を各所定時間毎に実行して第１プランジャが蓄積終了位置に到達すると、ステップＳＴ３において、ＹＥＳと判定されステップＳＴ１２で蓄積完了ビットを立てる。このビット信号は、シーケンサ２００のステイタスデータメモリ内の蓄積完了エリアに与えられる。
なお、前記ステップＳＴ３において、ＹＥＳと判定されたときの時刻が、予め定められたシーケンスの動作時刻に対して前後する場合、その差分を少なくするよう、押出機１６からの押出量Ｑを修正することも可能である。この修正は例えば、スクリュ回転数Ｎｓを修正することによって行なうことができる。

前記図１０に示した計量工程中の処理により、射出装置１２の第２プランジャは数ミリ秒程度の油圧方式に比べ非常に短い所定時間ごとにアキュムレータ装置１４の第１プランジャの移動に対し、正確に同期または追従して後退移動するのでノズル２６の方へ可塑化樹脂９８が導入または流出することがない。また。図１１に示した蓄積工程中の処理により、アキュムレータ装置１４の第１プランジャは、非常に短い所定時間ごとに押出される可塑化樹脂の押出量ΔＱに追従して上方への移動が制御されるので、押出装置１６の押出圧力に干渉することがない。
なお、前述した図１０、図１１のフローチャートにおいて説明を省略したが、各所定時間中の処理の中で、サーボモータ４４、３８の負荷電流ｉ１、ｉ２を監視し、それらが所定範囲に収まるようスクリュ回転数Ｎｓやフィーダ装置６６のスクリュ７２の回転数を調整することによって、押出機１６から押出される可塑化樹脂の押出量Ｑを修正することができる。

以上本発明の制御装置についての好適な実施形態例について図１〜図１１で説明したが、本発明は、これらに限定されるものではなく、当業者であれば種々の変形が可能である。例えば、図１０において、計量工程の処理はステップＳＴ３に記載したように、1回分の計量をアキュムレータ側の第１プランジャの押出機限（最下降位置）までの移動に対応させているが、途中の適宜位置までを1回分の計量に対応させることも可能である。

（第二の実施形態例）
更にまた、この発明の第二の実施形態例として、図４に示した制御装置一部を用いて、より簡単にした実施形態例を示す。この実施形態例では、図４の構成の中で、主制御ＣＰＵ１０８、表示操作ユニット１１４、シーケンス用ＣＰＵ１１０、Ｉ／０モジュールユニット、および共通メモリ１０４等を用いて、制御状態のモニタを主とｄｑ統合的制御装置を構成する。この構成では駆動をおこなうことないので、サーボモータ用ＣＰＵとモータドライブユニットは用いなくともよい。また外部とのデータを行なわなければ通信用ＣＰＵも構成の中に用いなくとも良い。このような実施形態は、表示およびモニター操作を行うための構成であり、前述の実施形態例ですでに述べたように各装置の動作は、行なわれる。この構成の制御装置では、連続可塑化式射出制御装置を構成する原料供給用フィーダ装置を有する押出機、アキュームレータ、射出成形機等の各装置を、従来の分散型の制御装置により制御された場合において、連続可塑化式射出制御装置を構成する各装置のモニタとして１箇所で各装置の観測が統合的に可能となる。この場合必要に応じ、通信用ＣＰＵを付加して用い、外部の種々な装置と通信しデータを共有できる。またイントラネットやインターネットと経由した接続もできる。

（第三の実施形態例）
更に別な第３の実施形態例では、第２の実施形態例と同様に図４に示した構成の一部を使用した構成をとるとともに、通信手段により外部のパーソナルコンピータと接続し、パーソナルコンピュータ（以下ＰＣという。）のモニタ画面とＰＣのキーボードを使用することにより、表示指令、設定、修正などの表示の統合的な制御を行なうように構成する。この場合も連続可塑化式射出制御装置を構成する押出成形機等の各機械装置用に、独立した従来からの制御装置を用いるときは、モニタを主とした統合的な制御装置となる。無論、従来からの各機械装置用の独立した制御装置に替えて、図４に示したようにシーケンス制御を行なうシーケンスＣＰＵ１１０やサーボモータＣＰＵ１１２をさらに付加し、ｉ／ｏモジュール１１６やサーボモータ用のモータドライブユニット１１８を使用し、駆動についても統合的な装置としても良い。

（第四の実施形態例）
さらに第四の実施形態では、第２および第３の実施形態にて説明した表示制御主体の構成の制御装置に加え、連続可塑化式射出制御装置を構成する各装置用の駆動部分の制御用に、別々のＣＰＵにより独立して駆動する各装置毎に、それぞれ別のＣＰＵ（ＣＰＵ群でも良い）を用いて構成し、シーケンス制御およびモータコントロールを行なうようにしても良い。無論、通信手段や共通メモリなどの構成をとり、表示および制御用データを共通に利用できるようにすることができる。

（第五の実施形態例）
またさらに第五の実施形態では、連続可塑化式射出制御装置を構成する各押出成形機等の機械装置用の表示の制御と駆動部分の制御用に、別々のＣＰＵによりそれぞれ別々独立して駆動するよう構成し、そのうちの特定の装置、例えば押出成形機を含む連続可塑化装置の制御装置を使用して、通信手段を使用してりイントラネットなどでＬＡＮ構成するようにする。この場合データを送受して、連続可塑化式射出制御装置を構成する各装置の制御装置は、そのようなデータを共通利用するよう構成することとなる。この場合は、連続可塑化式射出制御装置を構成する各装置の制御装置において、通信手段の追加と、共通データ管理の制御プログラムの追加等の変更で対応できる。

本発明を適用した連続可塑化式射出成形機の全体構成の配置を示す図である。 図１の射出装置、アキュムレータ装置、押出装置、フィーダ装置の詳細構造を示す図である。射出装置のプランジャチップ部分の変形例を示す射出軸方向拡大断面図である。 図２に示す連続可塑化式射出成形機の動作線図を示し、（ａ）は各動作の所要時間を示し、（ｂ）は射出装置の射出プランジャ位置の変化を示し、（ｃ）はアキュムレータ装置１４のプランジャ位置の変化を示し、（ｄ）はアキュムレータ装置１４と射出シリンダ２８との流路１８に設けられた第１開閉弁２２の動作状態を示す図である。 図１の制御装置の機能を説明する制御ブロック図である。 図４の共通メモリ内のプログラムメモリに格納されている各種の制御プログラムのリストを示す図である。 図４の共通メモリのデータメモリ用のメモリ領域にストアされている各種パラメータ及びデータのリストを示す図である。 表示画面操作制御プログラムの階層構成の画面を示す図である。 基本メニューで、指令値の設定・修正を選択した場合に表示される画面を示す図である。 基本メニューで、モニタリングまたはシミュレーションを選択した場合に表示される画面を示す図である。 計量工程の処理内容を説明するフローチャートである。 蓄積工程の処理内容を説明するフローチャートである。

符号の説明

１０ 連続可塑化式射出成形機
１２ 射出装置
１４ アキュムレータ装置
１６ 押出装置
１８、１０ 流路
２２ 第１開閉弁
２４ 第２開閉弁
２６ ノズル
２８、４２ シリンダ室
３２、５０ ボールネジ軸
３４、４６ ナット部
３０、５６ プランジャチップ
３８、４４ サーボモータ
４０、５４、７８ エンコーダ
５８ スクリュ
６６ フィーダ装置
６８、７６、８０ ホッパー
７４ フィーダ用モータ
１００ 制御装置

Claims (10)

1. 加熱バレル内に投入された合成樹脂材料を溶融・混練して可塑化する連続可塑化装置と、この連続可塑化装置から押出される可塑化樹脂を蓄積し導出するためのアキュムレータ装置と、このアキュムレータ装置から押出される可塑化樹脂を製品成型用の金型のキャビティ内へ射出する射出装置と、前記金型を開閉するために駆動する型締装置と、を備えて構成された連続可塑化式射出成形機のための制御装置であって、
   前記制御装置は、前記連続可塑化装置、前記アキュムレータ装置、前記射出装置、および前記型締装置のそれぞれの状態を一箇所にて表示させ、またその表示のための操作を行なうための表示・操作手段と、
   この表示・操作手段を制御するための表示・操作制御手段と、
   を備えて構成し、前記連続可塑化装置、前記アキュムレータ装置、前記射出装置、および前記型締装置のそれぞれの装置、前記可塑化樹脂、成形製品等の状況について表示の制御を統合的にすることを特徴とする連続可塑化式射出成形機の制御装置。
2. 請求項１の連続可塑化式射出成形機の制御装置は、前記連続可塑化装置、前記アキュムレータ装置、前記射出装置、および前記型締装置、のそれぞれの装置を稼動するために必要な駆動手段を、さらに備えて構成し前記連続可塑化装置、前記アキュムレータ装置、前記射出装置、および前記型締装置のそれぞれの装置を前記表示・操作手段から統合的に表示を制御するとともに、前記それぞれの装置の成形のための条件の設定、前記設定の修正等の稼動に必要な操作についても統合的に行なうことを特徴とする連続可塑化式射出成形機の制御装置。
3. 請求項１ないし２項記載の連続可塑化式射出成形機の制御装置は、さらに、前記制御装置の外部との通信を制御し前記連続可塑化式射出成形機の制御に必要な情報を外部との間で共用するための通信手段、を備えたことを特徴とする連続可塑化式射出成形機の制御装置。
4. 加熱バレル内に投入された合成樹脂材料を溶融・混練して可塑化する連続可塑化装置と、この連続可塑化装置から押出される可塑化樹脂を蓄積し、導出するためのアキュムレータ装置と、このアキュムレータ装置から押出される可塑化樹脂を製品成型用の金型のキャビティ内へ射出する射出装置と、前記金型を開閉するために駆動する型締装置と、を備えて構成された連続可塑化式射出成形機のための制御装置であって、
   この制御装置は、少なくも前記連続可塑化装置、前記アキュムレータ装置、前記射出装置、および前記型締装置の各装置に設けられたモータを駆動するモータドライブユニットを制御するための第１の中央演算処理装置と、
   少なくも前記各装置の動作を制御するためのシーケンス制御プログラムを演算実行する第２の中央演算処理装置と、
   少なくも前記各装置を制御するため画面表示・操作プログラムを演算実行し表示・操作ユニットを制御するための第３の中央演算処理装置と、
   前記第１、第２および第３の中央演算処理装置の間で制御に必要な共有すべき情報を記憶する共通メモリと、
   を備えて構成し、前記各装置を前記表示・操作ユニットから統合的に制御可能にしたことを特徴とする連続可塑化式射出成形機の制御装置。
5. 請求項４項記載の連続可塑化式射出成形機の制御装置は、さらに、前記共通メモリのデータを利用可能であって、前記連続可塑化式射出成形機の外部と通信を制御し前記連続可塑化式射出成形機の制御に必要な情報を送受するための第４の中央演算処理装置、を備えたことを特徴とする連続可塑化式射出成形機の制御装置。
6. 請求項４記載の連続可塑化式射出成形機の制御装置において、前記第３の中央演算処理装置により制御される表示・操作ユニットは、少なくとも前記連続可塑化式射出成形機を構成する前記各装置の成形および制御に必要な指令値の設定・修正とモニタリングを含む基本メニューを表示する画面表示操作用プログラムを備えて構成したことを特徴とする連続可塑化式射出成形機の制御装置。
7. 前記基本メニューにおいてモニタリングを選択した場合、前記連続可塑化式射出成形機を構成する各装置の内部構造が単独または結合した状態で選択的に表示可能であり、実成形サイクル運転中の、少なくとも当該各装置内部における溶融樹脂の状況を画面表示することを特徴とする請求項６記載の連続可塑化式射出成形機の制御装置。
8. 前記基本メニューには、前記指令値の設定・修正とモニタリングの他に、シミュレーションを含むメニューを表示可能に備えて構成したことを特徴とする請求項６記載の連続可塑化式射出成形機の制御装置。
9. 前記基本メニューにおいてシミュレーションを選択した場合、前記連続可塑化式射出成形機を構成する各装置の内部構造が単独または結合した状態で選択的に表示可能であり、非実成形サイクル運転中の、少なくとも当該各装置内部における溶融樹脂の状況を画面表示することを特徴とする請求項８記載の連続可塑化式射出成形機の制御装置。
10. 前記基本メニューには、さらに、当該連続可塑化式射出成形機の運転状況に対応する信号の授受を外部装置との間で遂行する通信制御メニューを備えたことを特徴とする請求項４記載の連続可塑化式射出成形機の制御装置。
    

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