JP2010228303A

JP2010228303A - 射出成形機の制御装置

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Publication number: JP2010228303A
Application number: JP2009078610A
Authority: JP
Inventors: Hirobumi Murata; 博文村田
Original assignee: Nissei Plastic Industrial Co Ltd
Current assignee: Nissei Plastic Industrial Co Ltd
Priority date: 2009-03-27
Filing date: 2009-03-27
Publication date: 2010-10-14
Anticipated expiration: 2029-03-27
Also published as: JP5180891B2

Abstract

【課題】可塑化異常、特に、可塑化が不十分であることを的確に把握するとともに、可塑化異常に対して有効な対策を速やかに施すことができるようにする。
【解決手段】加熱筒２における前部２ｆのメータリングゾーン，中間部２ｍのコンプレッションゾーン及び後部２ｒのフィードゾーンに付設したヒータ３ｆ，３ｍ，３ｒを通電して加熱筒２を加熱する加熱筒加熱手段Ｆｈと、各ゾーンの検出温度ＴＨｄ…が予め設定した目標温度ＴＨｓ…となるようにヒータ３ｆ…を通電制御する温度制御手段Ｆｃとを備えるとともに、前部２ｆ及び／又は中間部２ｍに付設したヒータ３ｆ，３ｍに対する制御指令値Ｃｃｆ，Ｃｃｍが予め設定した閾値Ｃｓｆ，Ｃｓｍを越えたなら樹脂の可塑化異常と判定する異常判定手段Ｆｊと、可塑化異常と判定されたなら少なくとも可塑化異常が発生した旨の警報表示を行う警報表示手段Ｆａを含む異常処理手段Ｆｐを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ヒータにより加熱される加熱筒（樹脂）の温度制御に用いて好適な射出成形機の制御装置に関する。

一般に、射出成形機では、射出装置に備える加熱筒の前部（メータリングゾーン），中間部（コンプレッションゾーン）及び後部（フィードゾーン）にそれぞれヒータを付設して加熱を行うとともに、各ゾーンの温度を検出し、検出温度が予め設定した目標温度となるように各ヒータを通電制御する制御装置を備えている。また、加熱時には、加熱筒内における樹脂の可塑化を均一にすることが成形品の均質化を確保する上で重要となるため、可塑化の状態に対する管理も行われている。

従来、このような可塑化を管理する方法としては、特許文献１に開示される射出成形機における可塑化の管理方法が知られている。この管理方法は、正常な計量動作に必要とされる基準スクリュ回転力を事前の計算又は試験的な計量動作の実行により求め、また、計量が正常に行われていると見做すべきスクリュ回転力の上限許容範囲と下限許容範囲を基準スクリュ回転力を基準にスクリュ位置に対応して決め、不揮発性メモリの許容値記憶ファイルに設定記憶するとともに、計量動作実行中にスクリュに作用する回転力を逐次検出し、回転力がスクリュの現在位置に対応する上限許容範囲の値と下限許容範囲の値の間になければ可塑化異常が発生したものと見做して異常発生アラームを出力し、射出シリンダの加熱不足や成形材料への異物の混入および樹脂の供給不足等を検知するようにしたものである。

特開平７−３２４３０号公報

しかし、上述した射出成形機における従来の可塑化の管理方法は、次のような問題があった。

第一に、基本的にスクリュに作用する回転力を判別し、回転力が異常の場合に可塑化異常と見做す手法であるため、必ずしも可塑化状態に対して正確（的確）な管理を行えるものではない。例えば、異物の混入により回転力が影響を受けた場合、そもそもこの影響は可塑化状態に直接関係しない。特に、リサイクル材料のように様々な大きさや異なる形状のチップが混在している場合や材料自身の温度が異なる場合などでは、このような回転力の管理では可塑化状態が正確に反映されない場合も少なくない。

第二に、スクリュに作用する回転力を管理するものであるため、回転力の異常の検出に留まり、検出結果を利用して有効な対策を施すには限界があるなど、発展性及び応用性に欠ける。即ち、異常が検出された場合でも、その対策として、射出成形機を停止させて計量条件の見直し（成形サイクルタイムの延長等）を行ったり、或いはスクリュ破断の未然防止やスクリュ回転用モータのオーバヒート防止などには対応できるものの、検出結果を異常対策として直接利用できない。

本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した射出成形機の制御装置の提供を目的とするものである。

本発明は、上述した課題を解決するため、加熱筒２における前部２ｆのメータリングゾーン，中間部２ｍのコンプレッションゾーン及び後部２ｒのフィードゾーンに付設したヒータ３ｆ，３ｍ，３ｒを通電して加熱筒２を加熱する加熱筒加熱手段Ｆｈと、各ゾーンの温度を検出して得る検出温度ＴＨｄ…が予め設定した目標温度ＴＨｓ…となるようにヒータ３ｆ…を通電制御する温度制御手段Ｆｃとを備えてなる射出成形機Ｍの制御装置１であって、前部２ｆ及び／又は中間部２ｍに付設したヒータ３ｆ，３ｍに対する制御指令値Ｃｃｆ，Ｃｃｍが予め設定した閾値Ｃｓｆ，Ｃｓｍを越えたなら樹脂の可塑化異常と判定する異常判定手段Ｆｊと、この異常判定手段Ｆｊにより可塑化異常と判定されたなら少なくとも可塑化異常が発生した旨の警報表示を行う警報表示手段Ｆａを含む異常処理手段Ｆｐを備えることを特徴とする。

この場合、発明の好適な態様により、異常判定手段Ｆｊは、制御指令値Ｃｃｆ，Ｃｃｍが閾値Ｃｓｆ，Ｃｓｍを越えた際にＮ回連続し又は設定時間にわたって越えることを条件に可塑化異常と判定することができる。また、異常判定手段Ｆｊは、制御指令値Ｃｃｆ，Ｃｃｍが閾値Ｃｓｆ，Ｃｓｍを越えた際にスクリュ４の回転トルク値Ｘｄが予め設定した閾値Ｘｓを越えていることを条件に可塑化異常と判定することができる。一方、警報表示手段Ｆａは、制御指令値Ｃｃｆ，Ｃｃｍが閾値Ｃｓｆ，Ｃｓｍを越えた際にスクリュ４の回転トルク値Ｘｄが予め設定した閾値Ｘｓを越えている場合又は閾値Ｘｓを越えていない場合に異なる警報表示を行うことができる。他方、異常処理手段Ｆｐには、後部２ｒに対する目標温度ＴＨｓをより高い温度に自動又は手動により変更する設定変更手段Ｆｒを含めることができる。この際、異常判定手段Ｆｊは、設定変更手段Ｆｒにより目標温度を変更した後、所定のインターバル時間Ｔｉが経過するまでは判定を行わないことが望ましい。また、検出温度ＴＨｄ…には計量工程中における温度を適用することが望ましい。

このような構成を有する本発明に係る射出成形機Ｍの制御装置１によれば、次のような顕著な効果を奏する。

（１）加熱筒２の前部２ｆ及び／又は中間部２ｍに付設したヒータ３ｆ，３ｍに対する制御指令値Ｃｃｆ，Ｃｃｍが閾値Ｃｓｆ，Ｃｓｍを越えたなら樹脂の可塑化異常と判定する異常判定手段Ｆｊを備えるため、可塑化状態とは関係のない外乱要因を排除し、可塑化状態に直接関係する加熱温度により可塑化異常、特に、可塑化が不十分であることを的確に把握できる。したがって、様々な大きさや異なる形状のチップが混在しているリサイクル材料などに用いて最適となる。

（２）可塑化異常が発生した旨の警報表示を行う警報表示手段Ｆａを含む異常処理手段Ｆｐを備えるため、オペレータは可塑化異常が発生したことを速やかに確認できるとともに、必要な対策を迅速に行うことができる。

（３）好適な態様により、異常判定手段Ｆｊにおいて、制御指令値Ｃｃｆ，Ｃｃｍが閾値Ｃｓｆ，Ｃｓｍを越えた際にＮ回連続し又は設定時間にわたって越えることを条件に可塑化異常と判定するようにすれば、冷たい外気等が一時的に進入して加熱温度が低下するなどの突発的な外乱による影響を排除することができ、より確実かつ安定した信頼性の高い判定を行うことができる。

（４）好適な態様により、異常判定手段Ｆｊにおいて、制御指令値Ｃｃｆ，Ｃｃｍが閾値Ｃｓｆ，Ｃｓｍを越えた際にスクリュ４の回転トルク値Ｘｄが予め設定した閾値Ｘｓを越えていることを条件に可塑化異常と判定するようにすれば、二つの要因に基づく複合判定により、より確実かつ多様な判定を行うことができる。

（５）好適な態様により、警報表示手段Ｆａにおいて、制御指令値Ｃｃｆ，Ｃｃｍが閾値Ｃｓｆ，Ｃｓｍを越えた際にスクリュ４の回転トルク値Ｘｄが予め設定した閾値Ｘｓを越えている場合又は閾値Ｘｓを越えていない場合に異なる警報表示を行うようにすれば、可塑化異常に係わる異なる結果に対して、複数の異なる警報表示からの選択により、より適切な警報表示を行うことができる。

（６）好適な態様により、異常処理手段Ｆｐに、後部２ｒに対する目標温度ＴＨｓをより高い温度に自動又は手動により変更する設定変更手段Ｆｒを含めれば、加熱筒２の前部２ｆ及び／又は中間部２ｍに至る前に可塑化をより促進させ、可塑化が不十分となる可塑化異常を有効に解消することができるとともに、異常判定手段Ｆｊによる判定結果を異常対策に直接利用できるため、自動化も容易に行うことができる。

（７）好適な態様により、設定変更手段Ｆｒにより目標温度を変更した後、所定のインターバル時間Ｔｉが経過するまでは、異常判定手段Ｆｊによる判定を行わないようにすれば、変更後の不安定領域における誤検出を防止することができる。

（８）好適な態様により、検出温度ＴＨｄ…として計量工程中における温度を適用すれば、可塑化異常の影響を最も大きく受ける計量工程の最適化を図ることができるため、成形品の高品質化（均質化）に寄与できる。

本発明の好適実施形態に係る射出成形機の制御装置における要部の機能ブロック図、同制御装置を備える射出成形機の制御系の概要を含む一部断面構成図、同制御装置の動作を説明するためのフローチャート、同制御装置を用いた際の時間に対する樹脂温度，スクリュ位置及び射出圧力の変化特性図、背景技術に係わる比較例の時間に対する樹脂温度，スクリュ位置及び射出圧力の変化特性図、同比較例の説明図、

次に、本発明に係る好適実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。

まず、本実施形態に係る制御装置１を備える射出成形機Ｍの構成について、図２を参照して説明する。

図２中、Ｍは射出成形機、特に、射出成形機Ｍに備える射出装置Ｍｉを示す。射出装置Ｍｉは、スクリュ１１を内蔵する加熱筒２を備え、この加熱筒２の先端に射出ノズル１２を有するとともに、後部にホッパー１３を付設する。また、加熱筒２の後端には射出シリンダ（油圧シリンダ）１５を配設するとともに、この射出シリンダ１５に内蔵する片ロッドタイプのピストン１６のロッド部１６ｒの前端はスクリュ１１の後端に結合する。さらに、射出シリンダ１５の後端にはスクリュ回転用のオイルモータ１７を配設し、このオイルモータ１７の駆動シャフト１８は、ピストン１６の後端にスプライン結合する。そして、射出シリンダ１５及びオイルモータ１７は、電磁バルブ及び油圧ポンプを含む油圧駆動回路１９に接続する。油圧駆動回路１９の駆動により、スクリュ１４は、射出シリンダ１５によって前進後退するとともに、オイルモータ１７によって回転する。

一方、射出ノズル１２の外周部には、セラミックバンドヒータ等を用いたヒータ３ｎを付設するとともに、加熱筒２の外周部には、セラミックバンドヒータ等を用いた三つのヒータ３ｆ，３ｍ，３ｒを軸方向に沿って前側（射出ノズル側）から順次後側へ付設する。この場合、加熱筒２における前部２ｆのメータリングゾーンにヒータ３ｆを付設し、中間部２ｍのコンプレッションゾーンにヒータ３ｍを付設し、後部２ｒのフィードゾーンにヒータ３ｒを付設する。なお、大型の射出成形機では、後部２ｒのフィードゾーンが更に前後二つのゾーンに分割され、後部２ｒに二つのヒータが付設される場合もある。これにより、加熱筒２には基本的に三つの独立した被加熱部位が設けられる。また、射出ノズル１２には、加熱温度を検出する温度検出器（熱電対）２１ｎを付設するとともに、加熱筒２における前部２ｆ，中間部２ｍ，後部２ｒには、加熱温度を検出する温度検出器（熱電対）２１ｆ，２１ｍ，２１ｒをそれぞれ付設する

さらに、各ヒータ３ｎ，３ｆ，３ｍ，３ｒ及び各温度検出器２１ｎ，２１ｆ，２１ｍ，２１ｒは温度制御部２２に接続するとともに、この温度制御部２２は成形機コントローラ２３に接続する。これにより、各ヒータ３ｆ，３ｍ，３ｒを通電して加熱筒２を加熱する加熱筒加熱手段Ｆｈが構成されるとともに、加熱筒２における各ゾーン（前部２ｆ，中間部２ｍ，後部２ｒ）の温度を検出して得る検出温度ＴＨｄ…が予め設定した目標温度ＴＨｓ…となるようにヒータ３ｎ，３ｆ…を通電制御する温度制御手段Ｆｃが構成される。この場合、温度制御部２２には成形機コントローラ２３から各ゾーン（前部２ｆ，中間部２ｍ，後部２ｒ）に対応する目標温度ＴＨｓが付与されるため、温度制御部２２では、例えば、前部２ｆの温度検出器２１ｆから検出される検出温度ＴＨｄと対応する目標温度ＴＨｓの偏差が偏差演算部により演算され、この偏差がＰＩＤ補償部に付与されるとともに、さらに、温度制御部２２には、ヒータ３ｆに接続することによりヒータ３ｆに対する給電（通電）制御を行うスイッチング部を内蔵するため、ＰＩＤ補償部から出力するスイッチング制御信号によりスイッチング部のスイッチング回数，スイッチング時間又はデューティ比等が制御され、これにより、検出温度ＴＨｄが目標温度ＴＨｓとなるようにフィードバック制御される。これらの制御は各ゾーン毎に独立して行われる。

他方、成形機コントローラ２３には各種設定を行う設定部２４が付属するとともに、各種表示を行う表示部２５が付属する。また、射出装置Ｍｉにおけるオイルモータ１７には回転時の油圧を検出する圧力検出器２６を付設するとともに、オイルモータ１７の回転数を検出するロータリエンコーダ２７を付設する。そして、圧力検出器２６及びロータリエンコーダ２７は成形機コントローラ２３に接続するとともに、油圧駆動回路１９も成形機コントローラ２３に接続する。成形機コントローラ２３は、各種制御処理及び演算処理等を実行するＣＰＵ及び各種データを記憶可能なメモリ等を内蔵するコンピュータ機能を有し、射出成形機Ｍにおける全体の制御を司るとともに、後述する本実施形態に係る制御装置１の動作を実行するための制御プログラムを格納する。

次に、本実施形態に係る制御装置１の要部の構成について、図１及び図２を参照して説明する。

図１は、本実施形態の要部を構成する異常判定手段Ｆｊ及び異常処理手段Ｆｐの具体的な機能ブロック図を示す。同図中、Ｃｃｆは前部２ｆのヒータ３ｆに対する制御指令値であり、この制御指令値Ｃｃｆは温度制御部２２から成形機コントローラ２３に取込まれる。Ｃｃｍは中間部２ｍのヒータ３ｍに対する制御指令値であり、この制御指令値Ｃｃｍも温度制御部２２から成形機コントローラ２３に取込まれる。Ｃｓｆ，Ｃｓｍは設定部２４により予め設定される閾値であり、閾値Ｃｓｆは制御指令値Ｃｃｆに対応して設定され、閾値Ｃｓｍは制御指令値Ｃｃｍに対応して設定される。３１は前部２ｆ側における判定処理部であり、閾値Ｃｓｆと制御指令値Ｃｃｆを比較し、閾値Ｃｓｆによる制御指令値Ｃｃｆに対する判定結果を出力する。３２は中間部２ｍ側における判定処理部であり、閾値Ｃｓｍと制御指令値Ｃｃｍを比較し、閾値Ｃｓｍによる制御指令値Ｃｃｍに対する判定結果を出力する。Ｘｄはスクリュ４の回転トルク値であり、圧力検出器２６の検出結果から求められる。Ｘｓは設定部２４により予め設定される閾値Ｘｓであり、回転トルク値Ｘｄに対応して設定される。３３は判定処理部であり、閾値Ｘｓと回転トルク値Ｘｄを比較し、閾値Ｘｓによる回転トルク値Ｘｄに対する判定結果を出力する。３４は判定処理部３１，３２，３３の出力（判定結果）を判断し、その判断結果を出力する判断処理部である。以上の構成が、加熱筒２の前部２ｆ及び／又は中間部２ｍに付設したヒータ３ｆ，３ｍに対する制御指令値Ｃｃｆ，Ｃｃｍが予め設定した閾値Ｃｓｆ，Ｃｓｍを越えたなら樹脂の可塑化異常と判定する異常判定手段Ｆｊの主要部を構成する。

一方、３５は判断処理部３４の出力（判断結果）に対応し、表示部２５に表示データを付与するとともに、補正部３６に補正データを付与する異常処理部である。表示部２５は成形機コントローラ２３に付属するディスプレイを利用し、表示データに対応する表示処理を行う。補正部３６は補正データを利用して設定変更処理を行う。即ち、補正データを利用して、後部２ｒに対する目標温度ＴＨｓをより高く設定する機能を備える。インターバル処理部３７は、設定の変更を行った後、所定のインターバル時間Ｔｉが経過するまでは異常判定手段Ｆｊによる判定を行わないようにする機能を備える。以上の構成が、異常判定手段Ｆｊにより可塑化異常と判定されたなら少なくとも後部２ｒに対する目標温度ＴＨｓをより高い温度に変更する設定変更手段Ｆｒを構成するとともに、可塑化異常が発生した旨の警報表示を行う警報表示手段Ｆａの主要部を構成し、異常処理手段Ｆｐの主要部を構成する。なお、各部の機能については、後に説明する制御装置１の動作の中でより詳細に説明する。

次に、本実施形態に係る制御装置１の原理及び動作（機能）について、図１〜図６を参照して説明する。

まず、本実施形態に係る制御装置１の原理について、図４〜図６を参照して説明する。図４は可塑化が正常に行われている状態の１成形サイクル分の樹脂温度ＴＨ，スクリュ位置Ｌｓ及びスクリュ圧力Ｐｎをそれぞれ示し、１００ショット分を重ね描きした変化特性図を示す。他方、図５は可塑化が不十分の状態の１成形サイクル分の樹脂温度ＴＨｐ，スクリュ位置Ｌｓｐ及びスクリュ圧力Ｐｎｐをそれぞれ示し、１００ショット分を重ね描きした変化特性図を示す。樹脂温度ＴＨ，ＴＨｐは、いずれも溶融樹脂温度計測装置（特許第３１４６４５４号公報等参照）により実際の樹脂温度を直接測定したものである。

図４に示すように、可塑化が正常に行われている場合、樹脂温度ＴＨのバラツキ幅ΔＴＨは１．４〔℃〕程度となり、全体のバラツキは小さい。これに対し、図５に示すように、可塑化が不十分の場合、樹脂温度ＴＨｐのバラツキ幅ΔＴＨｐは１８．６〔℃〕程度となり、全体のバラツキが十数倍に大きくなるとともに、目標温度が同じにも拘わらず樹脂温度ＴＨｐは全体に低下し、図４の樹脂温度ＴＨと比較した場合には、概ね１２〔℃〕程度低下する。なお、目標温度は１９０〔℃〕である。実際の稼働時における射出成形機Ｍでは、図２に示すように加熱筒２の温度を検出するため、目標温度と実際の樹脂温度ＴＨには差が生じる。また、実際の稼働時における射出成形機Ｍでは、図４及び図５に示すような樹脂温度ＴＨ，ＴＨｐの挙動を確認することはできない。

一方、図６には、図５の樹脂温度ＴＨｐを解り易いように縦軸方向に拡大するとともに、図５に示した樹脂温度ＴＨｐのバラツキの原理を示している。図６において、ｔｓがショットの開始時点、ｔｅがショットの終了時点を示す。今、任意のショットが樹脂温度Ｔａから開始した場合、樹脂温度は可塑化の状態に応じて変化するとともに、このショットの終了時の樹脂温度はＴｂとなる。そして、次のショットの開始時には、この樹脂温度Ｔｂから開始するとともに、樹脂温度は可塑化の状態に応じて変化し、このショットの終了時の樹脂温度はＴｃとなる。以降、同様に、次のショットの開始時には、直前の樹脂温度Ｔｃから開始するとともに、樹脂温度は可塑化の状態に応じて変化し、このショットの終了時の樹脂温度はＴｄとなり、さらに、次のショットの開始時には、直前の樹脂温度Ｔｄから開始するとともに、樹脂温度は可塑化の状態に応じて変化し、このショットの終了時の樹脂温度はＴｅとなる。

本実施形態に係る制御装置１は、このような実際の樹脂温度ＴＨの挙動、即ち、前部２ｆ及び／又は中間部２ｍの加熱温度に着目し、可塑化が不十分となるときに生じる樹脂温度ＴＨ…のバラツキの大きさ、及び樹脂温度ＴＨ…の低下、即ち、負荷が大きく不安定になることに伴う制御指令値Ｃｃｆ，Ｃｃｍの大きさを監視し、特に、可塑化が不十分となる状態（可塑化異常）を閾値Ｃｓｆ，Ｃｓｍを用いて判定するようにしたものである。

次に、本実施形態に係る制御装置１の具体的な動作（機能）について、図１及び図２を参照しつつ図３に示すフローチャートに従って説明する。

今、計量工程が行われている場合を想定する（ステップＳ１）。計量工程ではオイルモータ１７によりスクリュ１１が回転する。これにより、フィードゾーン（後部２ｒ）に供給された固形の成形材料は、スクリュ１１の回転により剪断されつつ前方のコンプレッションゾーン（中間部２ｍ）に送られ、可塑化溶融されるとともに、さらに、前方のメータリングゾーン（前部２ｆ）に送られることによりスクリュ１１の前方に計量蓄積される。なお、スクリュ１１には射出シリンダ１５により背圧が付与される。

また、図１に示すように、計量工程における判定処理部３１は、制御指令値Ｃｃｆと対応する閾値Ｃｓｆを比較し、制御指令値Ｃｃｆが閾値Ｃｓｆを越えたか否かを監視する（ステップＳ２）。通常、可塑化が正常に行われている場合、制御指令値Ｃｃｆは小さいが、可塑化が不十分の状態にある場合、制御指令値Ｃｓｆは大きくなる。このため、閾値Ｃｓｆは、可塑化が不十分の状態にあることを検出できる大きさを設定する。本実施形態では、一例として閾値５〔％〕を想定している。この場合の５〔％〕は最大加熱時の電力量に対する割合を意味する。なお、図３のフローチャートでは、前部２ｆのヒータ３ｆに対して監視する場合を説明するが、前部２ｆのヒータ３ｆに代わりに中間部２ｍのヒータ３ｍに対して監視してもよいし、或いは前部２ｆのヒータ３ｆと中間部２ｍのヒータ３ｍの双方に対して監視を行い、双方がそれぞれ対応する閾値Ｃｓｆ，Ｃｓｍを越えることを条件に判定してもよい。したがって、図１は、前部２ｆ側と中間部２ｍ側の双方を示すが、いずれか一方側のみであってもよいし、双方を設け、使用時に判断処理部３４により選択してもよい。そして、判定処理部３１により監視した結果、制御指令値Ｃｃｆが閾値Ｃｓｆを越えることがなければ、正常な可塑化が行われているものと想定されるため、次工程となる射出工程に移行する（ステップＳ３，Ｓ４）。そして、射出工程、更には成形品取出工程等の必要な他の成形工程を行う（ステップＳ５，Ｓ６，Ｓ７）。

他方、上述した計量工程において、判定処理部３１により制御指令値Ｃｃｆが閾値Ｃｓｆを越えたか否かを監視する際に、制御指令値Ｃｃｆが閾値Ｃｓｆ（５〔％〕）を越えた場合を想定する（ステップＳ２，Ｓ３）。この場合、越えたことによる判定データは判断処理部３４に付与される。これにより、判断処理部３４では１回のカウントを行う（ステップＳ８）。制御指令値Ｃｃｆが閾値Ｃｓｆを一回越えたのみでは可塑化異常の判定は行わない。即ち、外乱等の影響による一時的な現象も考えられるため、連続して越えた回数がＮ回（例えば、３回）に達したことを条件として、判断処理部３４は可塑化異常（可塑化不十分）が生じているとの判断（仮判断）を行う（ステップＳ９）。このように、制御指令値Ｃｃｆが閾値ＣｓｆをＮ回連続して越えたことを条件に可塑化異常と判定するようにすれば、突発的な外乱による影響を排除することができ、より確実かつ安定した信頼性の高い判定を行うことができる。

一方、この際、判定処理部３３は、スクリュ１１の回転トルク値Ｘｄと閾値Ｘｓを比較し、回転トルク値Ｘｄが閾値Ｘｓを越えたか否かを判定する（ステップＳ１０）。この場合、閾値Ｘｓには、回転トルク値Ｘｄが正常の範囲を脱する大きさを設定する。そして、判断処理部３４において、制御指令値Ｃｃｆが閾値Ｃｓｆを越えたことのカウントを行った際に、回転トルク値Ｘｄが閾値Ｘｓを越えたか否かを判断する。制御指令値Ｃｃｆが閾値ＣｓｆをＮ回にわたって越えたとしても回転トルク値Ｘｄが閾値Ｘｓを越えていない場合には、冷たい外気が流れ込んで一時的に加熱筒２が冷却されたことなどが考えられるため、判断処理部３４は第一警報指令を異常処理部３５に付与する。これにより、表示部２５は、「可塑化不十分の可能性があります」等の必要な注意表示を行う（ステップＳ１１）。これにより、オペレータは注意表示により必要な確認等を行うことができる。

これに対して、制御指令値Ｃｃｆが閾値ＣｓｆをＮ回にわたって越えた際に、回転トルク値Ｘｄも閾値Ｘｓを越えている場合には、可塑化不十分の可能性が高いため、判断処理部３４は、可塑化異常が生じたものと正式に判断し、第二警報指令を異常処理部３５に付与する。これにより、表示部２は、「可塑化異常発生」等の必要な警告表示を行う（ステップＳ１２）。このように、制御指令値Ｃｃｆが閾値Ｃｓｆを越えた際にスクリュ４の回転トルク値Ｘｄが予め設定した閾値Ｘｓを越えている場合又は閾値Ｘｓを越えていない場合に異なる警報表示を行うようにしたため、可塑化異常に係わる異なる結果に対して、複数の異なる警報表示からの選択により、より適切な警報表示を行うことができる。

さらに、加熱筒２の後部２ｒに対応する目標温度ＴＨｓを、より高い温度に変更する設定変更処理を行う。設定変更処理は、補正部３６において、現在の目標温度ＴＨｓに一定の補正値を加算するなどの手法を用いる（ステップＳ１３）。このような加熱筒２の後部２ｒに対応する目標温度ＴＨｓに対する設定変更処理を行えば、加熱筒２の前部２ｆ及び中間部２ｍに至る前に可塑化をより促進させ、可塑化が不十分となる可塑化異常を有効に解消することができるとともに、異常判定手段Ｆｊによる判定結果を異常対策に直接利用できるため、自動化も容易に行うことができる。そして、変更された目標温度ＴＨｓは温度制御部２２に転送する。これにより、温度制御部２２において目標温度ＴＨｓの変更が行われる（ステップＳ１４）。

また、インターバル処理部３７では、設定変更手段Ｆｒにより目標温度を変更した後、所定のインターバル時間Ｔｉが経過するまでは、異常判定手段Ｆｊによる判定を行わないようにするインターバル処理を行う（ステップＳ１５）。これにより、変更後の不安定領域における誤検出を防止することができる。したがって、インターバル時間Ｔｉは、変更後の不安定領域が解消されるまでの時間を設定できる。なお、このような設定変更処理は、可塑化異常が判断された後、自動で実行されるように構成してもよいし、手動で実行できるように構成してもよい。手動で実行する場合には、警告表示の確認後、例えば、オペレータが補正量を任意に設定した後、実行キー等を押すことによって実行されるように構成すればよい。

ところで、この場合、制御指令値Ｃｃｆが閾値Ｃｓｆを越えたことが重要であり、回転トルク値Ｘｄが閾値Ｘｓを越えたことは補助的な判定要素となる。しかし、制御指令値Ｃｃｆが閾値Ｃｓｆを越えた際にスクリュ４の回転トルク値Ｘｄが予め設定した閾値Ｘｓを越えていることを条件に可塑化異常と判定するようにすれば、二つの要因に基づく複合判定により、より確実かつ多様な判定を行うことができる。このため、様々な判定態様が可能であり、例えば、制御指令値Ｃｃｆが閾値ＣｓｆをＮ回連続して越えた際に、回転トルク値Ｘｄが閾値Ｘｓを一回でも越えれば、第二警報指令を出力してもよいし、回転トルク値Ｘｄが閾値Ｘｓを三回連続して越えれることを条件としてもよい。したがって、より安全性を考慮し、制御指令値Ｃｃｆが閾値Ｃｓｆを三回越えたことの条件のみ、即ち、回転トルク値Ｘｄが閾値Ｘｓを越える条件を考慮することなく、第二警報指令を出力したり、補正処理を行ってもよい。

よって、このような本実施形態に係る制御装置１によれば、加熱筒２の前部２ｆ及び／又は中間部２ｍに付設したヒータ３ｆ，３ｍに対する制御指令値Ｃｃｆ，Ｃｃｍが閾値Ｃｓｆ，Ｃｓｍを越えたなら樹脂の可塑化異常と判定する異常判定手段Ｆｊを備えるため、可塑化状態とは関係のない外乱要因を排除し、可塑化状態に直接関係する加熱温度により可塑化異常、特に、可塑化が不十分であることを的確に把握できる。したがって、様々な大きさや異なる形状のチップが混在しているリサイクル材料などに用いて最適となる。また、可塑化異常が発生した旨の警報表示を行う警報表示手段Ｆａを含む異常処理手段Ｆｐを備えるため、オペレータは可塑化異常が発生したことを速やかに確認できるとともに、必要な対策を迅速に行うことができる。

以上、好適実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成，形状，素材，数量，数値等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。

例えば、加熱筒２における前部２ｆのメータリングゾーンと中間部２ｍのコンプレッションゾーンは一体化、即ち、両者に跨ぐ単一のヒータが付設されている場合であってもよい。また、制御指令値Ｃｃｆ，Ｃｃｍや回転トルク値Ｘｄは、これらを直接利用することは勿論のこと、間接的な物理量であってもよい。したがって、制御指令値Ｃｃｆ…は、ヒータ３ｆ…の負荷を検出できる物理量であれば、他の物理量により置換できるとともに、回転トルク値Ｘｄは、仕事量，負荷等の他の物理量により置換できる。一方、異常判定手段Ｆｊにおいて、制御指令値Ｃｃｆ，Ｃｃｍが閾値Ｃｓｆ，Ｃｓｍを越えた際にＮ回連続して越えることを条件に可塑化異常と判定する場合を示したが、制御指令値Ｃｃｆ，Ｃｃｍが閾値Ｃｓｆ，Ｃｓｍを越えた際に設定時間にわたって越えることを条件に可塑化異常と判定してもよい。また、異常処理手段Ｆｐとして、警報表示手段Ｆａによる警報表示（注意表示，警告表示）及び目標温度ＴＨｓに対する補正処理を例示したが、他の異常処理を排除するものではない。さらに、検出温度ＴＨｄ…には、必ずしも計量工程中における温度に限定するものではない。

本発明に係る制御装置は、ヒータにより加熱される加熱筒を備える各種の射出成形機に利用することができる。

１：制御装置，２：加熱筒，２ｆ：前部，２ｍ：中間部，２ｒ：後部，３ｆ：ヒータ，３ｍ：ヒータ，３ｒ：ヒータ，４：スクリュ，Ｆｈ：加熱筒加熱手段，Ｆｃ：温度制御手段，Ｆｐ：異常処理手段，Ｆａ：警報表示手段，Ｆｊ：異常判定手段，Ｆｒ：設定変更手段，ＴＨｄ…：検出温度，ＴＨｓ…：目標温度，Ｍ：射出成形機，Ｃｃｆ：制御指令値，Ｃｃｍ：制御指令値，Ｃｓｆ：閾値，Ｃｓｍ：閾値，Ｘｄ：回転トルク値，Ｘｓ：閾値

Claims

加熱筒における前部のメータリングゾーン，中間部のコンプレッションゾーン及び後部のフィードゾーンに付設したヒータを通電して前記加熱筒を加熱する加熱筒加熱手段と、各ゾーンの温度を検出して得る検出温度が予め設定した目標温度となるように前記ヒータを通電制御する温度制御手段とを備えてなる射出成形機の制御装置において、少なくとも前記前部及び／又は前記中間部に付設したヒータに対する制御指令値が予め設定した閾値を越えたなら樹脂の可塑化異常と判定する異常判定手段と、この異常判定手段により前記可塑化異常と判定されたなら少なくとも前記可塑化異常が発生した旨の警報表示を行う警報表示手段を含む異常処理手段とを備えることを特徴とする射出成形機の制御装置。
前記異常判定手段は、前記制御指令値が前記閾値を越えた際にＮ回連続し又は設定時間にわたって越えることを条件に前記可塑化異常と判定することを特徴とする請求項１記載の射出成形機の制御装置。
前記異常判定手段は、前記制御指令値が前記閾値を越えた際にスクリュの回転トルク値が予め設定した閾値を越えていることを条件に前記可塑化異常と判定することを特徴とする請求項１又は２記載の射出成形機の制御装置。
前記警報表示手段は、前記制御指令値が前記閾値を越えた際にスクリュの回転トルクの大きさが予め設定した閾値を越えている場合又は閾値を越えていない場合に異なる警報表示を行うことを特徴とする請求項１記載の射出成形機の制御装置。
前記異常処理手段は、前記後部に対する目標温度をより高い温度に変更する設定変更手段を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の射出成形機の制御装置。
前記異常判定手段は、前記設定変更手段により目標温度を変更した後、所定のインターバル時間が経過するまでは判定を行わないことを特徴とする請求項５記載の射出成形機の制御装置。
前記検出温度は、計量工程中における温度であることを特徴とする請求項１記載の射出成形機の制御装置。