JP2601736B2

JP2601736B2 - 射出成形機の射出制御方法および装置

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Publication number: JP2601736B2
Application number: JP3228874A
Authority: JP
Inventors: 輝幸内田
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1991-08-14
Filing date: 1991-08-14
Publication date: 1997-04-16
Anticipated expiration: 2012-04-16
Also published as: JPH0542577A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、保圧を含む射出工程を
所定の制御パターンに従って制御する射出成形機の射出
制御方法およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】射出成形機の射出工程においては、成形
精度の向上、成形品の表面状態の改善等のため、一般に
射出シリンダの射出速度や射出圧力（保圧を含む）等
を、予め定めたパターンに基づいて制御するようにして
いる。そして、従来のパターン制御においては、射出工
程の１サイクルの経過時間または射出シリンダの位置に
対応させて、射出シリンダの射出速度、射出圧力を図６
のように多段に切り替えるようにしている。また、近年
は、油圧サーボ弁等を用いたクローズドループ制御によ
り、射出精度の向上を図っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図６に示し
たような目標値を定め、油圧サーボ弁等を用いて多段切
替えを行うと、目標値の切替え時に射出圧力の大きな変
動が発生し、金型や成形品によっては不良率が非常に高
くなる。このため、目標値を切り替える際の射出圧力の
大きな変動を避けるように、制御パターンの角部を曲線
的に変化させた、いわゆるなめらかな制御パターンを与
える必要がある。

【０００４】また、成形品の表面性状の向上を図るため
に、金型内に充填する溶融樹脂の、金型キャビティの金
型表面部流速を一定とするいわゆるメルトフロント一定
充填成形方法が試みられている。このメルトフロント一
定充填成形方法においては、金型の形状が複雑になる
と、制御目標値を連続的に変化させなければならず、文
字通り無限段数設定を必要とする。従って、従来のよう
な多段切替えでは対応することができず、また能率的な
制御パターンの作成、容易にパターンの修正が可能な射
出制御方法、制御装置が望まれる。

【０００５】本発明は、前記要請に鑑みてなされたもの
で、いわゆるなめらか制御に対応した制御パターンを容
易に作成することができる射出成形機の射出制御方法お
よび装置を提供することとを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る射出成形機の射出制御方法は、時間
または射出シリンダの位置に対応させて予め定めたステ
ップ状に変化する複数の制御目標値に従って射出制御す
る射出成形機の射出制御方法において、異なる前記制御
目標値に移行する過渡状態時の、前記時間または前記射
出シリンダの位置に応じて変化させる射出条件を表す予
め求めた複数の関数を記憶させるとともに、前記記憶さ
せた複数の関数の中からオペレータがそれぞれ隣り合っ
た制御目標値に応じて適宜選択した関数と入力された前
記制御目標値とに基づいて、前記複数の制御目標値を接
続した制御パターンを作成し、この作成した制御パター
ンに従って射出を制御することを特徴としている。

【０００７】また、上記の射出制御方法を実施するため
の本発明の射出成形機の射出制御装置は、時間または射
出シリンダの位置に対応させて予め定めたステップ状に
変化する複数の制御目標値に従って射出制御する射出成
形機の射出制御装置において、異なる前記制御目標値に
移行する過渡状態時の、前記時間または前記射出シリン
ダの位置に応じて変化させる射出条件を表す予め求めた
複数の関数を記憶する記憶部と、オペレータによる前記
制御目標値の入力と前記記憶させた関数の選択とが可能
な入力部と、この入力部から入力された前記制御目標値
と選択された前記関数とに基づいて、前記複数の制御目
標値を接続した制御パターンを作成するとともに、前記
入力部から入力された修正データに基づいて前記制御パ
ターンを修正して修正パターンを作成し、また前記記憶
部に記憶させる前記過渡状態時の新たな射出条件を表す
関数を作成するパターン作成部と、このパターン作成部
が作成した前記制御パターンまたは修正パターンと検出
した射出状態とが同時に表示可能な表示部と、前記パタ
ーン作成部が作成した制御パターンまたは修正パターン
に従って射出を制御する射出制御部と、を有することを
特徴としている。

【０００８】

【作用】上記の如く構成した本発明の射出制御方法は、
時間または射出シリンダの位置に対して変化する射出速
度や射出圧力などの射出条件、特に制御の目標値を時間
や射出シリンダの位置に対して曲線的に変化させる射出
条件を、予め関数として求めて記憶させてあるため、オ
ペレータがデータを入力し、適宜の射出条件を表す関数
を選択することにより、例えば制御目標値をステップ状
に変化させる場合に、２つの目標値間の過渡状態時にお
ける変化を、曲線によってなめらかに接続することが容
易となり、なめらかな制御パターンを容易、迅速に得る
ことができる。従って、このなめらかな制御パターンに
基づいて射出制御を行えば、射出精度が向上して成形品
の不良を減少させることが可能となるばかりでなく、い
わゆる精密成形をすることができる。

【０００９】しかも、変化する射出条件を関数として記
憶しているため、メルトフロント一定充填成形を行う場
合にも、非常に微細に区切った時間間隔で制御データを
与える必要がなく、制御データを極めて少なくすること
ができ、表面性状の優れた成形品を容易に得ることがで
きる。

【００１０】また、本発明の射出制御装置によれば、制
御パターンと実際の射出パターンとを同時に表示部に表
示できるため、オペレータは実際の射出が所望の状態で
行われているか否かを容易に知ることができる。そし
て、オペレータは、実際の射出が所望の状態でない場合
には、入力部から修正データを入力して容易に制御パタ
ーンを修正することができ、外乱等に対しても迅速な対
応が可能となって制御精度の向上、成形品の品質の向上
を図ることができる。

【００１１】

【実施例】本発明に係る射出成形機の射出制御方法およ
び射出制御装置の好ましい実施例を、添付図面に従って
詳説する。図１は、本発明の実施例に係る射出成形機の
射出制御装置の説明図である。

【００１２】図１において、射出成形機１０は、周面に
螺旋溝を有するスクリュー１２が図示しない加熱シリン
ダ内に、回転可能かつ軸方向に往復自在に収納してあ
り、射出シリンダ１４によって前進させられ、可塑化、
計量した溶融樹脂を金型（図示せず）内に射出、充填す
る。

【００１３】射出シリンダ１４は、管路１６を介してポ
ンプ等の油圧源１８に接続してある。この管路１６に
は、油圧サーボ弁２０が設けてあり、射出シリンダ１４
に作用させる油圧、供給する作動油の流量を調整し、ス
クリュー１２の射出速度、射出圧力が制御できるように
なっている。また、管路１６には、油圧検出器２２が設
けてあり、射出シリンダ１４の射出圧力、保圧を検出で
きるようにしてある。

【００１４】一方、射出シリンダ１４のロッドには、射
出シリンダ１４（スクリュー１２）の位置を検出するた
めの位置検出装置２４が取り付けてある。位置検出装置
２４は、射出シリンダ１４のロッドに連動するピニオン
ラック機構２６とスクリュー１２の位置を電気信号に変
換するエンコーダ２８とから構成してある。そして、エ
ンコーダ２８の出力信号は、油圧検出器２２の検出信号
とともに、制御装置３０のモニタ部３２に入力するよう
になっている。

【００１５】制御装置３０は、キーボードやマウス、ラ
イトペン等からなる入力部３４、射出成形機１０の制御
条件を演算する制御条件演算部３６、制御条件演算部３
６が求めた制御条件（制御目標値）により射出成形機１
０を制御する射出制御部３８、各種のデータや後述する
制御パターンなどを表示する表示部４０を有している。

【００１６】制御条件演算部３６は、入力部３４から入
力された後述する基本関数と入力データとを記憶する基
本関数・入力データ記憶回路４２、パターン作成部であ
る制御パターン作成・修正回路４４とから構成してあ
る。そして、基本関数・入力データ記憶回路４２は、入
力部３４からの指示に従い、基本関数や入力データを表
示部４０に表示するとともに、表示部４０に表示された
データ、パターンなどを記憶するようになっている。

【００１７】また、制御パターン作成・修正回路４４
は、基本関数・入力データ記憶回路４２から基本関数と
データとを読み出し、射出成形機１０の制御条件を表す
モデル式を求めるとともに、求めたモデル式を表示部４
０にパターン表示する。また、制御パターン作成・修正
回路４４は、モデル式を射出制御部３８とモニタ部３２
とに送出するとともに、内部メモリに格納する。

【００１８】基本関数・入力データ記憶回路４２に格納
してある基本関数は、射出成形機１０を制御する制御パ
ターンの一部を構成するものであって、射出シリンダ１
４の射出速度や射出圧力の射出時間の経過または射出シ
リンダ１４の位置（スクリュー１２の位置）に応じて変
化する、例えば図２の（ａ）〜（ｈ）に示したような曲
線や直線からなる。これらの基本関数は、例えば油圧サ
ーボ弁２０の応答性、射出シリンダ１４の追従性、スク
リュー１２の加工精度等の射出成形機１０の機械的条件
や成形品の要求精度などに基づいて、実験や実際の射出
によって予め求められている。

【００１９】上記の如く構成した実施例の作用は、次の
とおりである。基本関数・入力データ記憶回路４２に
は、図２に示した基本関数が予め入力部３４から入力さ
れ、格納してある。また、オペレータが入力部３４を介
して制御データを入力すると、これらのデータは基本関
数・入力データ記憶回路４２に記憶され、また表示部４
０に表示される。そして、オペレータは、表示部４０を
見ながら制御パターンを作成する。

【００２０】すなわち、オペレータは、例えば図３に示
したように、設定射出圧力ＰＩ_Sのもとに位置（スクリ
ュー位置）ｘ₁から射出を開始し、位置ｘ₂まで射出速
度Ｖ₁によって射出を行いたい場合、位置情報と目標射
出速度Ｖ₁とを入力するとともに、なめらか制御の条件
を入力し、基本関数・入力データ記憶回路４２に記憶し
てある基本関数を表示部４０に呼び出し、希望する立ち
上げカーブＣ₁を選択し、入力部３４によって制御条件
作成命令を入力する。

【００２１】制御条件作成命令が入力されると、制御パ
ターン作成・修正回路４４は、入力された目標射出速度
Ｖ₁と選択された基本関数とから、位置ｘ₁、ｘ₂間の
射出速度のモデル式を演算し、図３のような設定射出速
度Ｖ_Sの制御パターンを表示部４０に表示する。なお、
図３に示した射出速度制御パターンＶ_Sは、図の右側が
スクリュー１２の計量終了位置（射出開始位置）側であ
り、図の左側がスクリュー１２の射出完了位置側を示し
ており、射出時にスクリュー１２は右から左方向に移動
する。

【００２２】また、例えば、射出位置ｘ₃において射出
速度をＶ₂からＶ₃に変化させ、しかもその変化をなめ
らかに行いたい場合、オペレータは基本関数・入力デー
タ記憶回路４２内の基本関数を表示部４０に呼び出し、
位置ｘ₃のやや手前から位置ｘ₃近づくに従って速度が
増加する曲線（円弧、双曲線等）の基本関数と、スクリ
ュー１２が位置ｘ₃を通過したのちは位置ｘ₄の方向に
前進するに従って、速度の増加率が小さくなる曲線の基
本関数を選択し、制御条件作成命令を与えると、制御パ
ターン作成・修正回路４４が両者をなめらかに接続す
る。このとき、制御パターン作成・修正回路４４は、２
つの曲線が短い場合、両曲線間に直線部を加える。

【００２３】なお、金型への樹脂の充填終了時に、スク
リュー１２のオーバーシュートを避けたい場合、オペレ
ータが位置ｘ₄から位置ｘ₅の間の射出速度を漸減させ
るような基本関数を選択することにより、制御パターン
作成・修正回路４４が図に示すように射出速度の制御パ
ターンを形成する。

【００２４】同様にして、オペレータが入力部３４を操
作して、金型への樹脂の充填後における保圧条件を入力
すると、例えば図３に示したように、保圧状態に入って
からｔ₁時間の間は圧力をＰ₁に保持し、その後ｔ₂ま
ではＰ₂の圧力にし、しかも圧力Ｐ₁、Ｐ₂をなめらか
に変化させる適宜の基本関数を選択すると、射出速度の
位置ｘ₃におけると同様に、制御パターン作成・修正回
路４４が選択された基本関数をなめらかに接続して、表
示部４０に図のＰ_Sような保圧のモデル式をもとめ、制
御パターンとして表示部４０に表示する。そして、完成
された制御パターンは、制御パターン作成・修正回路４
４の内部メモリに記憶されるとともに、必要に応じて基
本関数・入力データ記憶回路４２に格納される。

【００２５】その後、制御装置３０は、射出開始の指令
が制御パターン作成・修正回路４４と射出制御部３８と
に入力すると、制御パターン作成・修正回路４４が内部
メモリに記憶している制御パターン（射出成形機１０を
制御するモデル式）を読み出し、モニタ部３２と射出制
御部３８とに送る。射出制御部３８は、制御パターン作
成・修正回路４４が出力したモデル式に従って油圧サー
ボ弁２０に制御信号を送り、油圧サーボ弁２０を介して
射出シリンダ１４（スクリュー１２）を制御するととも
に、制御出力（操作量）をモニタ部３２に入力する。

【００２６】位置検出装置２４は、スクリュー１２の射
出位置をピニオンラック機構２６によって検出し、エン
コーダ２８が電気信号に変換して制御装置３０のモニタ
部３２と射出制御部３８とに入力する。また、射出シリ
ンダ１４にかかる油圧は、油圧検出器２２によって検出
され、モニタ部３２と射出制御部３８とに入力される。
射出制御部３８は、エンコーダ２８の出力信号と油圧検
出器２２の検出信号とを受け、これらをモデル式によっ
て与えられた設定値と比較して油圧サーボ弁２０の操作
量を調整する。

【００２７】一方、モニタ部３２は、制御パターン作成
・修正回路４４の出力した制御パターンと射出制御部３
８が出力した制御信号とに基づいて、射出速度の設定値
Ｖ_SVと保圧の設定値Ｐ_SVとを、表示部４０に図４の実線
に示したように表示する。また、モニタ部３２は、エン
コーダ２８の出力信号に基づいてスクリュー１２の実際
の射出速度Ｖ_Vを演算し、表示部４０に設定射出速度Ｖ
_SVに重ねて破線のように表示する。さらに、モニタ部３
２は、油圧検出器２２の出力信号に基づき、実際の射出
圧力ＰＩ_Vを重ねて表示する。そして、スクリュー１２
による金型への樹脂の充填が終了すると、モニタ部３２
は、図４の一点鎖線に示した実際の保圧Ｐ_Vを設定保圧
Ｐ_SVに重ねて表示する。

【００２８】射出の１サイクルが終了し、オペレータが
入力部３４を介して修正画面を要求すると、モニタ部３
２は、表示部４０に図５に示したような修正画面を表示
する。オペレータは、表示部４０に表示された設定値Ｖ
_SV、Ｐ_SVと実測値Ｖ_V、Ｐ_Vとを比較し、実測値Ｖ_V、
Ｐ_Vが設定値Ｖ_SV、Ｐ_SVとなるように設定射出圧力Ｐ_I
や射出シリンダ１４に供給する油量の修正値を入力部３
４から入力する。また、成形品の仕上がり状態によって
射出速度や保圧の制御パターンＶ_S、Ｐ_Sを修正する必
要が生じた場合、オペレータが修正データやマウスまた
はライトペンによるパターン修正、なめらか制御の条件
等を入力部３４から入力すると、制御パターン作成・修
正回路４４が修正した制御パターンを示すモデル式でを
求め、表示部４０にパターン表示する。

【００２９】例えば、図５に示したように、スクリュー
１２を位置ｘ₅において停止させるつもりが、実際には
ｘ₆までオーバーシュートしてしまった場合、設定した
射出速度制御パターンＰ_SVの最後の部分をさらに緩やか
に変化させるように修正したり、設定射出圧力ＰＩを小
さくするように修正する。

【００３０】なお、オペレータは、基本関数・入力デー
タ記憶回路４２に記憶されていない新たな基本関数を作
成する場合、例えば入力部３４のキーボードから関数の
条件を入力したり、マウスやライトペンによって二点間
を結ぶ曲線を表示部４０に描き、登録する旨の指示を入
力すると、制御パターン作成・修正回路４４がその条件
に合った基本関数を演算し、表示部４０に表示するとと
もに、基本関数・入力データ記憶回路４２に格納され
る。

【００３１】このように、実施例においては、基本関数
・入力データ記憶回路４２に時間または射出位置に応じ
て変化する射出条件を表す関数を記憶させ、制御パター
ン作成・修正回路４４が入力部３４から入力された制御
データと選択された基本関数・入力データ記憶回路４２
に格納してある関数とから、射出成形機１０を制御する
制御パターンを作成するため、なめらかな射出制御を行
うのに必要な制御パターンを容易に得ることができる。
この結果、実施例によれば、射出制御の精度が向上して
不良品の減少を図ることができばかりでなく、メルトフ
ロント一定充填成形制御も容易に実現することができ
る。

【００３２】しかも、時間または射出位置に対して曲線
的に変化させる射出条件を関数として記憶させているた
め、制御パターンを作成するためのデータを非常に少な
くすることができ、制御パターンの作成が容易となる。
また、基本関数・入力データ記憶回路４２に時間や射出
位置に対して曲線的に変化する基本関数や、制御パター
ン作成・修正回路４４が作成した制御パターン、入力デ
ータを記憶できるようにしたり、表示部４０に再現でき
るようにしているため、新たな制御条件（制御パター
ン）の作成や修正を能率的に行うことができる。しか
も、表示部４０には、制御目標値となる制御パターンと
ともに、実際の射出の状態を表す検出射出速度、検出射
出圧力を制御パターンに重ねて表示するため、実際の射
出状態と制御目標とのずれを容易に認識することがで
き、制御条件の修正を容易、迅速に行うことができる。

【００３３】なお、前記実施例においては、制御条件演
算部３６の制御パターン作成・修正回路４４が求めた制
御パターンによって射出、保圧を制御する場合について
説明下が、制御条件演算部３６は所定の周期毎（例えば
１ｍｓ毎）に射出速度や射出圧力の目標値を射出制御部
３８に出力するようにしてもよく、制御パターンと目標
値とを同時に出力するようにしてもよい。

【００３４】

【発明の効果】以上に説明したように、時間または射出
シリンダの位置に対して変化する射出速度や射出圧力な
どの射出条件、特に制御の目標値を時間や射出シリンダ
の位置に対して曲線的に変化させる射出条件を、予め関
数として求めて記憶させてあるため、オペレータがデー
タを入力し、適宜の射出条件を表す関数を選択すること
により、なめらかな制御のためのパターンを容易、迅速
に得ることができる。従って、このなめらかな制御パタ
ーンに基づいて射出制御を行えば、射出精度が向上して
成形品の不良を減少させることが可能となるばかりでな
く、いわゆる精密成形をすることができる。

【００３５】また、本発明の射出制御装置によれば、制
御パターンと実際の射出パターンとを同時に表示部に表
示できるため、オペレータは実際の射出が所望の状態で
行われているか否かを容易に知ることができる。そし
て、オペレータは、実際の射出が所望の状態でない場合
には、入力部から修正データを入力して容易に制御パタ
ーンを修正することができ、外乱等に対しても迅速な対
応が可能となって制御精度の向上、成形品の品質の向上
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る射出成形機の射出制御装
置のブロック図である。

【図２】実施例に係る制御装置の基本関数・入力データ
記憶回路に記憶させる基本関数の一例を示す図である。

【図３】実施例に係る制御パターンの作成方法の説明図
である。

【図４】実施例に係る表示部にモニタ表示された制御パ
ターンと実測した射出状態とを示す図である。

【図５】実施例の表示部に表示された制御パターンの修
正用画面の一例を示す図である。

【図６】従来の射出制御方法を説明する図である。

【符号の説明】

１０射出成形機１２スクリュー１４射出シリンダ２４位置検出装置２２油圧検出器３０制御装置３４入力部３６制御条件演算部４２記憶部（基本関数・入力データ記憶回路）４４パターン作成部（制御パターン作成・修正回
路）

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】時間または射出シリンダの位置に対応さ
せて予め定めたステップ状に変化する複数の制御目標値
に従って射出制御する射出成形機の射出制御方法におい
て、異なる前記制御目標値に移行する過渡状態時の、前
記時間または前記射出シリンダの位置に応じて変化させ
る射出条件を表す予め求めた複数の関数を記憶させると
ともに、前記記憶させた複数の関数の中からオペレータ
がそれぞれ隣り合った制御目標値に応じて適宜選択した
関数と入力された前記制御目標値とに基づいて、前記複
数の制御目標値を接続した制御パターンを作成し、この
作成した制御パターンに従って射出を制御することを特
徴とする射出成形機の射出制御方法。
【請求項２】時間または射出シリンダの位置に対応さ
せて予め定めたステップ状に変化する複数の制御目標値
に従って射出制御する射出成形機の射出制御装置におい
て、異なる前記制御目標値に移行する過渡状態時の、前記時
間または前記射出シリンダの位置に応じて変化させる射
出条件を表す予め求めた複数の関数を記憶する記憶部
と、オペレータによる前記制御目標値の入力と前記記憶させ
た関数の選択とが可能な入力部と、この入力部から入力された前記制御目標値と選択された
前記関数とに基づいて、前記複数の制御目標値を接続し
た制御パターンを作成するとともに、前記入力部から入
力された修正データに基づいて前記制御パターンを修正
して修正パターンを作成し、また前記記憶部に記憶させ
る前記過渡状態時の新たな射出条件を表す関数を作成す
るパターン作成部と、このパターン作成部が作成した前記制御パターンまたは
修正パターンと検出した射出状態とが同時に表示可能な
表示部と、前記パターン作成部が作成した制御パターンまたは修正
パターンに従って射出を制御する射出制御部と、を有することを特徴とする射出成形機の射出制御装置。