JP2566534B2 - 射出成形機の成形制御方法 - Google Patents

射出成形機の成形制御方法

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JP2566534B2 JP6104361A JP10436194A JP2566534B2 JP 2566534 B2 JP2566534 B2 JP 2566534B2 JP 6104361 A JP6104361 A JP 6104361A JP 10436194 A JP10436194 A JP 10436194A JP 2566534 B2 JP2566534 B2 JP 2566534B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は射出成形機による射出成
形方法に関する。
【0002】
【従来の技術】射出開始から保圧終了までの間にキャビ
ティ容量を変化させる成形方法及びその制御方法につい
ては、射出圧縮成形方法として、例えば、特開昭63−
35327号公報,特開昭63−39314号公報等で
公知である。これら従来の射出圧縮成形方法の圧縮工程
における制御は圧力制御であり、圧縮側からのキャビテ
ィ容積に対する制御は行われていない。また、樹脂の圧
縮も可動側金型を移動させて行なうものである。例えば
上記特開昭63−35327号公報に記載されたもの
は、圧縮のための型締初期には、金型移動速度の速度制
御を行い、金型が設定された位置に達すると、速度制御
から単段又は多段の圧力制御に切換えて圧縮工程の制御
を行うものであり、圧縮工程終了の金型位置、即ちキャ
ビティ内に射出された樹脂の最終容積に対する制御は何
ら行われない。又、上記特開昭63−39314号公報
に記載されているものも、射出によりキャビティ内に充
填される樹脂量が目標値に達した時点で充填工程から圧
縮工程に切換えて、可動側金型を移動させて金型内の樹
脂を圧縮し、圧力制御を行うものであり、この場合も圧
縮側からキャビティ内に射出された樹脂の最終容積に対
する制御は何ら行われていない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の圧縮制御においては、圧力制御を行うものであり、圧
縮側から最終容積に対する制御は行われていない。この
ため、従来の圧縮制御方式では、キャビティ内に充填さ
れる樹脂の量は、射出工程における精度にかかわり、こ
の精度以上のものは得られなく、成形品の容積精度、即
ち成形品の寸法精度はこの射出工程の精度によって決ま
ることになる。そこで、本発明の目的は、キャビティ容
積に対する制御を行うことにより、成形品の寸法精度を
向上させることのできる射出成形機の成形制御方法を提
供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、射出成形機に
型締られた金型内を移動する移動部材と、回転運動を直
線運動に変換する機構を介して上記移動部材を駆動する
サーボモータと、該サーボモータの回転位置を検出し上
記移動部材の位置を検出する位置検出器とを設け、射出
開始から保圧終了までの間に上記サーボモータを駆動し
て指令位置と上記位置検出器からのフィードバック信号
により位置のフィードバック制御を行い上記移動部材を
設定された位置まで前進させて成形を行ない、キャビテ
ィ容量を制御して成形品を任意の厚さに成形することが
できるようにした。
【0005】
【作用】射出開始から保圧終了までの間の金型内に射出
された溶融樹脂が固化する過程において、上記サーボモ
ータを駆動して位置のフィードバック制御を行い上記移
動部材を設定位置まで前進させて成形を行なうから、成
形品を任意の厚さに正確に成形することができ、成形品
の寸法精度が向上する。
【0006】
【実施例】図2は、本発明の成形制御方式を採用する射
出成形機の要部ブロック図である。図中、1は金型、2
は加熱シリンダ、3はスクリューである。又、4はコア
で、本実施例では、サーボモータ10の回転をタイミン
グ歯車9,タイミングベルト8を介して、回転運動を直
線運動に変換するボールナット7,ボールネジ6によっ
てコア4を図中右に移動させてキャビティ内の樹脂13
を圧縮するようにしている。又、5はキャビティ内の樹
脂13に加わる圧力を検出するためのロードセルで、該
ロードセル5で検出された圧力はA/D変換器12でデ
ジタル信号に変換されるようになっている。11はサー
ボモータの回転、即ち、コア4の位置を検出するための
位置検出器としてのパルスコーダである。20は該射出
成形機を制御する制御装置としての数値制御装置であ
り、該数値制御装置20は数値制御(以下、NCとい
う)用の中央処理装置(以下、CPUという)21とプ
ログラマブル・マシン・コントローラ(以下、PMCと
いう)用のCPU22を有しており、NC用CPU21
には、射出成形機を全体的に制御するための制御プログ
ラムを記憶したROM24,データの一時記憶等に利用
されるRAM25がバス接続されている。また、該NC
用CPU21にはサーボインターフェイス26がバス接
続され、該サーボインターフェイス26には射出用,ク
ランプ用,スクリュー回転用,圧縮用等の各軸のサーボ
モータを駆動制御するサーボ回路が接続されており、該
図2には圧縮用のサーボ回路27のみを図示している。
該サーボ回路27はサーボモータ10に接続され、パル
スコーダ11からのフィードバックパルスを入力し、サ
ーボモータ10の回転位置,トルク等を制御するように
なっている。
【0007】PMC用CPU22には、射出成形機のシ
ーケンス動作を制御するシーケンスプログラム等を記憶
したROM28及びPMC用CPU22が演算処理する
過程でデータの一時記憶等に利用するRAM29がバス
接続されている。上記NC用CPU21,PMC用CP
U22はバスアービタコントローラ(以下、BACとい
う)23でバス接続され、該BAC23にはさらに共有
RAM30,入力回路31,出力回路32がバス結合さ
れている。上記共有RAM30はバブルメモリやCMO
Sメモリ等の書込み可能な不揮発性メモリで構成されて
おり、射出成形機の動作を制御するNCプログラム,成
形条件等の各種設定値,パラメータ,マクロ変数等を記
憶するようになっている。入力回路31には、射出成形
機に設けられた各種センサが接続されており、特に本発
明に関係して、ロードセル5の出力信号をA/D変換器
12でデジタル信号に変換した圧力信号が入力されるよ
うになっている。
【0008】また、出力回路32には射出成形機の各種
アクチュエイタが接続されているが、本発明と関係して
該出力回路32から、圧縮用のサーボモータ10の出力
トルクを制限するトルクリミット値をサーボ回路27に
出力するようになっている。さらに、上記BAC23に
は、オペレータパネルコントローラ33を介してCRT
表示装置付手動データ入力装置(以下、CRT/MDI
という)34が接続されている。
【0009】以上の構成において、射出成形機を稼動す
る前にCRT/MDI34より各種成形条件を入力設定
し、共有RAM30に格納する。特に本実施例に関して
は、圧縮工程時における圧縮完了のコア4の位置、即ち
圧縮完了のサーボモータ10の回転位置、圧縮力となる
トルクリミット値、圧縮時間及び成形品の良否を判別す
るためのNGタイマーTNの値を設定する。次に射出成
形機を稼動させると、数値制御装置20は、ROM28
に格納されたシーケンスプログラム及び共有RAM30
に格納されたNCプログラムに従って射出成形機を制御
し、型閉じ,型締,射出,圧縮,保圧,冷却,計量,型
開き,成形品取出しの各工程を繰り返し成形品を製造す
るが、圧縮工程になるとPMC用CPU22は図1に示
す圧縮工程の処理を開始する。
【0010】まず、PMC用CPU22は共有RAM3
0に設定されている圧縮時間をBAC23を介して読出
し、RAM29内に設けられている圧縮タイマーTpに
該圧縮時間をセットしスタートさせる(ステップS
1)。共有RAM30に設定されている圧縮力としての
トルクリミット値をBAC23,出力回路32を介して
サーボ回路27に出力し、サーボモータ10の出力トル
クを制限し(ステップS2)、共有RAM30に設定さ
れている圧縮完了位置を、NC用CPU21が読取る共
有RAM30のアドレス位置にセットし(ステップS
3)、さらに共有RAM30に設定されているNGタイ
マーTNの設定値を読出し、RAM29内に設けられた
NGタイマーTNにセットしスタートさせ(ステップS
4)、圧縮開始指令を共有RAM30に書込む(ステッ
プS5)。
【0011】NC用CPU21は、圧縮開始指令を共有
RAM30から読取ると、設定された圧縮完了位置まで
のパルス分配を開始し、サーボインターフェイス26を
介してサーボ回路27へ出力する。サーボ回路27は指
令されたパルス量とパルスコーダ11で検出されるパル
ス量との差に応じてトルク指令を出力し、かつ、出力回
路32から出力されるトルクリミット値によって出力ト
ルクを制限してサーボモータ10を駆動し、タイミング
歯車9,タイミングベルト8,ボールナット7,ボール
ネジ6を介してコア4を図1中右方へ移動させ、キャビ
ティ内の樹脂を圧縮する。このとき、ロードセル5で検
出される圧縮圧力は、A/D変換器12でデジタル信号
に変換され入力回路31に入力されるが、PMC用CP
U22はこのフィードバックされた圧縮圧力と現在のト
ルクリミット値を比較し、ロードセル5で検出される圧
力が設定圧縮圧力(トルクリミット値)になるようにト
ルクリミット値を増減し出力回路32を介してサーボ回
路27へ出力する。
【0012】なお、この圧力フィードバック制御につい
ては図1のフローチャートで示していないが、この点従
来の圧力フィードバック制御と同一である。又、圧力フ
ィードバック制御を行わず、オープン制御によって単に
サーボモータ10の出力にトルクリミットをかけるだけ
で圧縮圧力制御を行ってもよい。一方、PMC用CPU
22は、圧縮が行われている間、NC用CPU21から
共有RAM30に圧縮完了位置までのパルス分配終了信
号が書込まれたか、又は、圧縮完了位置のインポジショ
ン幅に入ったことを示すインポジション信号が書込まれ
たか否か判断し(ステップS6)、これらの信号が書込
まれてなく、コア4が圧縮完了位置まで達してなけれ
ば、NGタイマーTNがタイムアップしたか否か判断し
(ステップS7)、タイムアップしてなければステップ
S6へ戻り、ステップS6,S7の処理を繰り返してい
る。そして、NGタイマーTNがタイムアップする前に
コア4が指令位置、即ち、圧縮完了位置に達すると、指
令位置と現在位置の誤差がなくなるからサーボモータ1
0は該位置に停止し、設定トルクリミット値のトルクを
コア4に与え、コア4を該位置に保持し、圧縮タイマー
Tpがタイムアップするまで待つ(ステップS8)。そ
して、圧縮タイマーTpがタイムアップすると、この圧
縮工程の処理を終了する。
【0013】このようにして圧力制御を行いながら、か
つ、位置制御(圧縮位置の制御)も行われる。一方、コ
ア4が指令圧縮完了位置に達する前にNGタイマーTN
がタイムアップしたとき(ステップS7)、これは、キ
ャビティ内に充填された樹脂量が多いとき等に生じる。
このときは成形した製品が不良品である旨の信号を送出
し共有RAM30に書込む等の不良品処理を行い(ステ
ップS9)、圧縮工程の処理を終了する。なお、不良品
信号が送出された場合には、成形品を金型から取出す際
に良品と区別して取出すようにする。
【0014】以上が圧縮工程での動作であるが、圧縮工
程が開始されるときのコア4の位置は、圧縮完了位置A
のキャビティ容積(図1参照)より容積が大きい位置B
にあればよく、特に射出開始前のコア4の位置は任意の
位置でよいが、圧縮完了位置Aよりもキャビティ容積が
小さい位置(図1において圧縮完了位置Aよりも右側の
位置)にあれば、真空成形の形となり空気ぬきが容易と
なる。この場合、射出時には、サーボモータ10のトル
クリミット値を小さくするか、又は、サーボオフとして
射出を行い、射出された樹脂圧力によってコア4を図1
中左方へ移動させ、圧縮完了位置Aよりキャビティ容積
が大きくなる位置Bへ移動させるようにすればよい。
【0015】なお、上記実施例では、圧縮圧力を圧縮工
程中変動させない例を述べたが、圧縮圧力を多段に切換
えるようにしてもよく、この場合は、例えばコア4の位
置に応じて圧縮圧力を変えるとすれば、予め各段の圧縮
圧力切換位置及び各段の圧縮圧力のトルクリミット値を
共有RAM30に設定しておき、図1のステップS6,
S7の処理を繰り返し中にコア4の位置(サーボモータ
10の位置)も検出し、コア4が各段の切換位置に達す
る毎にトルクリミット値を次段の設定トルクリミット値
に切換えるようにすればよい。
【0016】
【発明の効果】本発明は、金型内で溶融樹脂が固化する
過程において、金型内を移動する移動部材を設定位置ま
で前進させ、所望のキャビティ容積で樹脂を固化させる
から、成形品の厚みを所望の厚みにすることができ、成
形品の寸法精度を向上させることができる。しかも、上
記移動部材はサーボモータで駆動し位置のフィードバッ
ク制御により正確に位置の制御が行われるから、サーボ
モータへの指令位置を変えることによって任意の厚みの
成形品を簡単にかつその成形形状精度を高く成形するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の圧縮工程の処理フローチャ
ートである。
【図2】同一実施例を実施する射出成形機の要部ブロッ
ク図である。
【符号の説明】
1 金型 4 コア 10 サーボモータ 20 数値制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 根子 哲明 東京都日野市旭が丘3丁目5番地1 フ ァナック株式会社 商品開発研究所内 (56)参考文献 特開 昭59−187826(JP,A) 特開 昭61−125824(JP,A) 特開 昭61−249728(JP,A) 特開 昭58−122835(JP,A) 特開 昭59−146806(JP,A) 特開 昭63−15721(JP,A) 実開 昭57−83825(JP,U)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 射出成形機の成形制御方法において、型
    締られた金型内を移動する移動部材と、回転運動を直線
    運動に変換する機構を介して上記移動部材を駆動するサ
    ーボモータと、該サーボモータの回転位置を検出し上記
    移動部材の位置を検出する位置検出器とを設け、射出開
    始から保圧終了までの間に上記サーボモータを駆動して
    指令位置と上記位置検出器からのフィードバック信号に
    より位置のフィードバック制御を行い上記移動部材を設
    定された位置まで前進させて成形を行なうことを特徴と
    する射出成形機の成形制御方法。
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