JP2580217B2 - 電動射出成形機の制御方法及び装置 - Google Patents

電動射出成形機の制御方法及び装置

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C45/7666Measuring, controlling or regulating of power or energy, e.g. integral function of force

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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、電動射出成形機における保圧工程の制御方
法とその装置に関するものである。
(従来の技術) 電動射出成形機において、金型内に溶融樹脂を充填
後、溶融樹脂の冷却固化に伴う収縮を補うべく圧力(ト
ルク)を保持させるための保圧工程が必要である。
従来の保圧工程の制御では、予め、一段或いは複数段
のモータトルクを設定し、且つ各段でのトルク保持時間
とをそれぞれ設定し、それら複数組のモータトルクとト
ルク保持時間とに従って制御が行われていた。
(発明が解決しようとする問題点) 従来の制御方法では、例えば金型温度の変動や、溶融
樹脂温度の変動などが発生した場合であっても、保圧工
程は、予め設定されている所定トルクと所定トルク保持
時間とに従って一定にしか動作しないため、成形品の寸
法や密度等の変動を避けることができず、これが成形不
良の原因となっていた。
これを解決する一手段として、特公昭58−49172号公
報に開示されているように、金型内に樹脂圧力検出器を
設けて、保圧工程において連続的に検出される樹脂圧力
を時間積分し、その積分値が所定値に到達した時点で保
圧工程を終了させる方法がある。
しかし、この方法を採用する場合には、予め金型内に
樹脂圧力検出器を設けねばならない。金型内に樹脂圧力
検出器を設けることは、場合によっては金型の冷却管路
の設計上の制約となることがある。又、既に使用してい
る金型では樹脂圧力検出器を追加するために大幅な改造
工事が必要となって、結果的に金型費用の増大を招くと
いう問題がある。
本発明は、このような問題の解決を目的としてなされ
たものである。
発明者は、この目的に向って各種の実験を重ねて来た
ところ、次のような事実を発見するに至った。
それは、保圧工程での射出用電動機の負荷電流積分値
と成形品品質の重要な特性である成形品重量との間に強
い相関が存在するという点である。第3図は、この相関
を示す図である。図の横軸はショット数、縦軸は成形品
重量、並びに負荷電流積分値を示す。図から、ショット
毎に変化する成形品重量と負荷電流積分値とに極めて強
い相関が存在することが分かる。
発明者は、更に、保圧工程での射出用電動機の負荷電
流とスクリューの前進速度との乗算値を積分した値が成
形品重量と強い相関を示すことも発見した。第4図は、
この相関を示す図である。図の横軸はショット数、縦軸
は成形品重量、並びに負荷電流と速度との乗算値を積分
した値を示す。図から、ショット毎に変化する成形品重
量と負荷電流×速度積分値とに極めて強い相関が存在す
ることが分る。
本発明は、このような実験的事実に着目してなされた
ものである。
(問題点を解決するための手段) 第1の発明にかかる制御方法は、電動射出成形機の射
出用電動機の負荷電流を保圧工程開始時点から連続的に
検出し、該検出値を時間経過に従って時間積分を行い、
該積分値が予め設定された積分所定値と同一となったと
き保圧工程を終了することを内容とするものである。
第2の発明にかかる制御装置は、射出用電動機の負荷
電流を検出する電流検出手段と、該電流検出手段によっ
て得られた検出値を時間積分する積分手段と、予め前記
積分手段の積分所定値を設定する設定手段と、前記積分
手段によって得られた積分値と積分所定値とを比較する
比較手段と、この比較結果に基づいて電動射出成形機の
保圧工程を終了する動作をさせる制御手段とで構成した
ものである。
第3の発明にかかる制御方法は、電動射出成形機の射
出用電動機の負荷電流とスクリューの前進速度とを保圧
工程開始時点から連続的に検出し、前記負荷電流と前進
速度との検出値を乗算した値を時間経過に従って時間積
分を行い、該積分値が予め設定された積分所定値と同一
となったとき保圧工程を終了することを内容とするもの
である。
第4の発明にかかる制御装置は、射出用電動機の負荷
電流を検出する電流検出手段と、スクリューの前進速度
を検出する速度検出手段と、前記負荷電流と前進速度と
の検出値を乗算する乗算手段と、該乗算手段によって得
られた乗算値を時間積分する積分手段と、予め前記積分
手段の積分所定値を設定する設定手段と、前記積分手段
によって得られた積分値と積分所定値とを比較する比較
手段と、この比較結果に基づいて電動射出成形機の保圧
工程を終了する動作をさせる制御手段とで構成したもの
である。
(作用) 第1の発明においては、スクリューを前進・保持させ
る射出用電動機の負荷電流を保圧工程開始時点から連続
的に検出し、得られた検出値を時間積分して、その積分
値が予め設定された積分所定値と一致したとき、保圧工
程を終了させる。
第2の発明においては、電流検出手段で射出用電動機
の負荷電流を検出し、この検出値を積分手段で時間積分
して得られた積分値と設定手段に予め入力されている積
分所定値とを比較手段で比較し、比較結果にしたがって
制御手段が電動射出成形機の保圧工程を終了させる動作
を起させる。
第3の発明においては、スクリューを前進・保持させ
る射出用電動機の負荷電流とスクリューの前進速度とを
保圧工程開始時点からそれぞれ連続的に検出して乗算処
理し、得られた乗算値を時間積分して、その積分値が予
め設定された積分所定値と一致したとき、保圧工程を終
了させる。
第4の発明においては、電流検出手段で射出用電動機
の負荷電流を検出する一方、速度検出手段でスクリュー
の前進速度を検出し、得られた負荷電流の検出値と前進
速度の検出値とを乗算手段で乗算処理し、この乗算値を
積分手段で時間積分して得られた積分値と設定手段に予
め入力されている積分所定値とを比較手段で比較し、比
較結果にしたがって制御手段が電動射出成形機の保圧工
程を終了させる動作を起させる。
(実施例) 先ず、第1、第2の発明を第1図に示す実施例に基づ
いて説明する。
第1図に於て、10は電動射出成形機の加熱筒、11は加
熱筒に嵌挿されたスクリュー、12は連結軸であって駆動
軸13と前記スクリュー11とを連結している。
駆動軸13の後端は、ボールネジ14とボールナット15と
の組合わせから成るボールネジ機構16がスラストベアリ
ング17を介して連結されており、このボールネジ機構16
のボールネジ14は、更に後方に位置する射出用電動機18
の出力軸19に連結されている。従って、射出用電動機18
の回転力は、ボールネジ機構16を介して駆動軸13を軸方
向に前進或いは後退移動させる直線運動に換えられて、
連結軸12を介してスクリュー11を前進或いは後退移動さ
せる。
他方、上記駆動軸13には、駆動軸13と一体に回転する
歯車20が設けられている。この歯車20には鍔21、21を有
する鍔付き歯車22が噛合わされており、鍔付き歯車22
は、歯車20をその軸方向から挟む2枚の鍔21、21によっ
て、歯車20の軸方向への移動即ちスクリュー11の前進後
退移動に伴って、歯車20との噛合状態を維持したままで
軸方向に移動する。この鍔付き歯車22の軸方向の移動を
可能ならしめるよう、鍔付き歯車22はボールスプライン
23を介して回動軸24に連結されている。この回動軸24は
可塑化用電動機25によって駆動される。
上記の如く構成されている電動射出成形機において、
射出用電動機18を駆動させるドライバアンプ30に電流検
出器(電流検出手段)31を接続して、射出用電動機18の
負荷電流を検出する。検出は、保圧工程開始から保圧完
了まで連続的に行なう。検出の開始は、保圧工程への移
行信号、例えば、スクリューの位置信号や射出の電流信
号等の入力により電動射出成形機の中央制御装置が駆動
系統に指令を出す信号を受けて作動させてもよいし、前
記位置信号や電流信号により直接電流検出器31を作動さ
せてもよい。
こうして、電流検出器31により検出された負荷電流の
アナログ信号(検出値)は積分器(積分手段)32へ入力
され、そこで、保圧工程開始時点から連続的に時間積分
して行く。
一方、設定器(設定手段)33には、予め保圧解除時点
を定めるための積分所定値(所定値)を設定しておく。
所定値は、当該成形品に関して予め実験データ等により
得られた適切な積分値、例えば、良品成形時の保圧工程
で得られた上記射出用電動機の負荷電流積分値により定
める。
比較器34は、積分器32から出力されてくる積分値と前
記所定値とを保圧工程開始時点から連続的に比較して行
き、両者が一致したとき即ち所望の保圧エネルギー量に
達したとき、一致信号を制御装置35へ出力する。
制御装置35は、これを受けて電動射出成形機へ保圧工
程を終了する旨の信号を出す。この保圧工程は一段でも
多段で行っても良い。
上記実施例は、アナログ信号をそのまま演算処理した
が、デジタル信号の形で比較してもよい。即ち、電流検
出器31の検出値たる負荷電流のアナログ信号を一旦A/D
変換器(図示せず)を介してデジタル信号に変換後、こ
のデジタル信号を積分器32で積分し、デジタル比較器34
にて所定値と比較する。比較一致した後の制御装置35の
動作は上記と同様である。
次に、第3、第4の発明を第2図に示す実施例に基づ
いて説明する。
第2図において、図示の電動射出成形機の構造は、上
記実施例の成形機(第1図)と同様である。
この第3、第4の発明では、第1、第2の発明と同様
にして、射出用電動機18の負荷電流を電流検出器31を介
して、保圧工程開始から連続的に検出する一方、スクリ
ュー11の前進速度を当該スクリュー11に関連して設けた
速度検出器(速度検出手段)36を介して、保圧工程開始
から連続的に検出して行く。
そして、電流検出器31から得られる射出用電動機18の
負荷電流検出値は、乗算器(乗算手段)37の一方の入力
端子に加えられ、他方、速度検出器36から得られるスク
リューの前進速度の検出値は、変換器(図示せず)を介
して例えば、電流等の電気量に変換されて、乗算器37の
他方の入力端子に加えられ、ここで両者の検出値が、時
間経過とともに乗算処理される。
そして、乗算器37によって得られた乗算値が時間積分
する手段としての積分器32へ入力される。
積分器32は、連続的に入力されて来る乗算値を、保圧
工程開始時点から時間経過とともに連続的に時間積分し
て行く。
一方、設定器(設定手段)33には、予め保圧解除時点
を定めるための積分所定値(所定値)を設定しておく。
所定値は、当該成形品に関して予め実験データ等により
得られた適切な積分値、例えば、良品成形時の保圧工程
で得られた上記射出用電動機の負荷電流とスクリュー前
進速度との乗算値を時間積分した積分値により定める。
そして、比較器(比較手段)34は、積分器32から出力
されてくる積分値と設定器33に入力されている所定値と
を保圧開始時点から連続的に比較して行き、両値が一致
したとき、一致信号を制御装置35へ出力する。一致信号
が制御装置35へ入力されたときは、上記実施例の場合と
同様に処理すればよい。
この実施例でも、アナログ信号をそのまま演算処理し
ているが、先の実施例と同様、デジタル信号の形で乗算
し、比較してもよい。この場合、負荷電流のアナログ信
号及び前進速度のアナログ信号を、それぞれ一旦、A/D
変換器(図示ぜず)を介してデジタル信号に変換して乗
算器37で乗算させる。そして、この乗算器37からのデジ
タル信号を積分器32で積分し、デジタル比較器34にて所
定値と比較させる。
尚、上記2つの実施例では、何れも射出用電動機18の
負荷電流を検出する電流検出器31を射出用電動機18のド
ライバアンプ30に接続しているが、射出用電動機18の電
源からの配線等に接続してもよい。
又、第3、第4の発明の実施例では、スクリュー11の
前進速度を検出する検出手段として、速度検出器36をス
クリュー11に設けてあるが、これに代えて、射出用電動
機18に附属されたロータリーエンコーダ38のパルス値に
よりスクリュー11の前進速度を検出してもよい。
(発明の効果) 本発明によれば、安価な電流検出器を射出用電動機に
接続することによって、金型温度や樹脂温度が変動して
も、安定した保圧工程が実現でき、重量や寸法の安定し
た良品の成形品を連続して得ることができる。
従って、使用する金型毎に高価な樹脂圧力検出器を設
けたり、或いは、既製金型に対して樹脂圧力検出器を設
けたりするための改造も必要でなくなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は第1及び第2の発明の基本構成図、 第2図は第3及び第4の発明の基本構成図、 第3図は射出用電動機の負荷電流積分値と成形品重量と
の相関を示す図、 第4図は射出用電動機の負荷電流値とスクリュー前進速
度との乗算値の積分値と成形品重量との相関を示す図で
ある。 10……加熱筒、11……スクリュー 12……連結軸、13……駆動軸 16……ボールネジ機構 18……射出用電動機、20……歯車 21……鍔付歯車、23……ボールスプライン 24……回動軸、25……可塑化用電動機 30……ドライバアンプ 31……電流検出器(電流検出手段) 32……積分器(積分手段) 33……設定器(設定手段) 34……比較器(比較手段) 35……制御装置 36……速度検出器(速度検出手段) 37……乗算器(乗算手段) 38……ロータリーエンコーダ

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電動射出成形機における射出用電動機の負
    荷電流を保圧工程開始時点から連続的に検出し、該検出
    値を時間経過に従って時間積分を行い、該積分値が予め
    設定された積分所定値と同一となったとき保圧工程を終
    了することを特徴とする電動射出成形機の制御方法。
  2. 【請求項2】電動射出成形機における射出用電動機の負
    荷電流を検出する電流検出手段と、該電流検出手段によ
    って得られた検出値を時間積分する積分手段と、予め前
    記積分手段の積分所定値を設定する設定手段と、前記積
    分手段によって得られた積分値と積分所定値とを比較す
    る比較手段と、この比較結果に基づいて保圧工程を終了
    する動作をさせる制御手段とからなることを特徴とする
    電動射出成形機の制御装置。
  3. 【請求項3】電動射出成形機における射出用電動機の負
    荷電流とスクリューの前進速度とを保圧工程開始時点か
    ら連続的に検出し、前記負荷電流と前進速度との検出値
    を乗算した値を時間経過に従って時間積分を行い、該積
    分値が予め設定された積分所定値と同一となったとき保
    圧工程を終了することを特徴とする電動射出成形機の制
    御方法。
  4. 【請求項4】電動射出成形機における射出用電動機の負
    荷電流を検出する電流検出手段と、スクリューの前進速
    度を検出する速度検出手段と、前記負荷電流と前進速度
    との検出値を乗算する乗算手段と、該乗算手段によって
    得られた乗算値を時間積分する積分手段と、予め前記積
    分手段の積分所定値を設定する設定手段と、前記積分手
    段によって得られた積分値と積分所定値とを比較する比
    較手段と、この比較結果に基づいて保圧工程を終了する
    動作をさせる制御手段とからなることを特徴とする電動
    射出成形機の制御装置。
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