JP2634291B2 - Injection equipment of injection molding machine - Google Patents
Injection equipment of injection molding machineInfo
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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、溶融樹脂の射出を行なう射出成形機の射出
装置に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an injection device of an injection molding machine for injecting a molten resin.
［従来の技術］ 従来、射出成形機の射出工程制御を、電動サーボモー
タを利用して行なう方式が開発されている。以下、この
従来の方式を第３図及び第４図を参照して、説明する。[Prior Art] Conventionally, a method of controlling an injection process of an injection molding machine using an electric servomotor has been developed. Hereinafter, this conventional system will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG.
射出成形機の射出工程は、スクリュシリンダ２の先端
部に、スクリュ１のせん断発熱及び図示しないバンドヒ
ータにより加熱溶融、貯留された樹脂を、スクリュ１を
前進（矢印Ｙの方向）させてノズル３より図示しない金
型に充填し、更に保圧をかける工程である。In the injection step of the injection molding machine, the resin heated and melted and stored by the shear heat of the screw 1 and the band heater (not shown) is advanced to the tip of the screw cylinder 2 by moving the screw 1 forward (in the direction of arrow Y). This is a step of filling a mold (not shown) and further applying a pressure.
スクリュ１は、出力軸４およびベアリング6,6aを介し
てクロスバー11に連結されている。クロスバー11には、
ボールナット13が装着されている。さらに、ボールネジ
12は、ボールナット13に挿通し、その両端がベアリング
14,14a,14bを介して、ハウジング５に支持されている。
ボールネジ12には、プーリ15がキーを介して連結されて
いる。又、サーボモータ20はハウジング５に固定されて
おり、サーボモータ軸に固定されたプーリ16を回転駆動
する。プーリ16はタイミングベルト17に係合しており、
このタイミングベルト17によりサーボモータ20の回転力
をボールネジ12に伝達する。この回転力がボールナット
13により直進運動に変換され、スクリュ１を前進させて
射出動作を実行させることになる。The screw 1 is connected to a crossbar 11 via an output shaft 4 and bearings 6, 6a. Crossbar 11 has
The ball nut 13 is mounted. In addition, ball screws
12 is inserted into the ball nut 13 and both ends are bearing
It is supported by the housing 5 via 14, 14a, 14b.
A pulley 15 is connected to the ball screw 12 via a key. The servo motor 20 is fixed to the housing 5, and drives the pulley 16 fixed to the servo motor shaft to rotate. The pulley 16 is engaged with the timing belt 17,
The timing belt 17 transmits the rotational force of the servo motor 20 to the ball screw 12. This rotational force is the ball nut
The motion is converted into a linear motion by 13 and the screw 1 is advanced to execute the injection operation.
射出工程は充填工程と保圧工程に分類される。充填工
程はスクリュ１の位置に応じて、スクリュ前進速度を一
般には多段に変化させる工程である。保圧工程は、タイ
マによりスクリュ１の前進力を多段に変化させる制御を
行う工程である。サーボモータ20を用いて、このような
射出工程を実現する場合、第４図に示すように、充填工
程は、トルクリミットCTLを設けて、このリミット内の
範囲で位置サーボ系を構成する。一方、保圧工程は、樹
脂圧力計25により先端樹脂圧FPを検出し、この樹脂圧力
FPが樹脂圧指令値CPと一致するようにトルクサーボ系を
構成する。樹脂圧指令CPはタイマにより多段に制御され
る。即ち、充填工程はスイッチ51がＡ側に切換られ、保
圧工程はＢ側に切換られた状態である。The injection process is classified into a filling process and a pressure-holding process. The filling step is a step in which the screw advance speed is generally changed in multiple stages according to the position of the screw 1. The pressure-holding step is a step of performing control to change the forward force of the screw 1 in multiple stages using a timer. When such an injection step is realized using the servomotor 20, as shown in FIG. 4, in the filling step, a torque limit CTL is provided, and a position servo system is configured within a range within this limit. On the other hand, the pressure holding step detects the leading resin pressure F P by a resin pressure gauge 25, the resin pressure
F P constitutes a torque servo system to match the resin pressure command value C P. Resin pressure command C P is controlled in multiple stages by a timer. That is, in the filling step, the switch 51 is switched to the A side, and the pressure holding step is switched to the B side.
［発明が解決しようとする課題］ 射出制御では、１サイクル中での平均動力はそれほど
大きくないが、短時間に大きな動力が必要となる。しか
しながら、市販サーボモータには、大容量の物がなく、
中型以上の成形機には適用が困難である。また、中型以
上の成型機まで適用を考えた時、ボールネジ12およびタ
イミングベルト17の容量が大きくなり過ぎて、装置全体
のコスト、サイズ、騒音の面で問題がある。[Problems to be Solved by the Invention] In the injection control, the average power in one cycle is not so large, but a large power is required in a short time. However, commercially available servo motors do not have large capacity,
It is difficult to apply to a molding machine of medium size or larger. Also, when considering the application to a molding machine of a medium size or larger, the capacities of the ball screw 12 and the timing belt 17 become too large, and there is a problem in terms of cost, size, and noise of the entire apparatus.
本発明の目的は、電動サーボモータを利用した方式に
おいて、中型以上の成形機にも適用できる射出成形機の
射出装置を提出することにある。An object of the present invention is to provide an injection device for an injection molding machine that can be applied to a medium or larger molding machine in a system using an electric servomotor.
［課題を解決するための手段］ 本発明は、金型に対して溶融樹脂の射出を行なう射出
成形機の射出装置において、溶融樹脂を射出するための
スクリュを駆動する電動サーボモータ及び電動サーボモ
ータの補助駆動源となる油圧シリンダとを有する装置で
ある。油圧シリンダには、油圧シリンダ制御系により、
電動サーボモータのトルク指令値とそのトルク制限値と
の偏差値に基づいた油圧が供給される。電動サーボモー
タは、電動サーボモータ制御系により、油圧シリンダ制
御系の油圧指令値と油圧シリンダの出力最大値との差に
基づいたトルク指令値が出力される。Means for Solving the Problems The present invention relates to an electric servomotor and an electric servomotor for driving a screw for injecting a molten resin in an injection device of an injection molding machine for injecting a molten resin into a mold. And a hydraulic cylinder that serves as an auxiliary drive source. The hydraulic cylinder is controlled by a hydraulic cylinder control system.
A hydraulic pressure is supplied based on a deviation value between the torque command value of the electric servomotor and the torque limit value. The electric servomotor outputs a torque command value based on a difference between a hydraulic command value of the hydraulic cylinder control system and a maximum output value of the hydraulic cylinder by the electric servomotor control system.
［作用］ 電動サーボモータ制御系は、電動サーボモータを駆動
制御して、スクリュの位置・速度制御を実行する。油圧
シリンダ制御系は、油圧シリンダの油圧を制御して、樹
脂圧力フィードバック制御により、溶融樹脂の射出圧力
（射出速度）を制御する。[Operation] The electric servomotor control system drives and controls the electric servomotor to execute the position / speed control of the screw. The hydraulic cylinder control system controls the hydraulic pressure of the hydraulic cylinder, and controls the injection pressure (injection speed) of the molten resin by resin pressure feedback control.
［実施例］ 以下図面を参照して本発明の実施例を、第１図および
第２図を参照して説明する。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings with reference to FIGS.
第１図を示すように、スクリュ１は、出力軸４および
ベアリング6,6aを介して、油圧シリンダ21に連結されて
いる。ボールネジ12は、その先端部に油圧ピストン18を
固定支持し、油圧シリンダ21に挿通されて、他端部をキ
ー26を介してハウジング５に固定されている。ボールナ
ット13は、ベアリング14a,14bを介して油圧シリンダ21
に連結されて、ボールねじ12に挿通されている。プーリ
15は、タイミングベルト17を介して、サーボモータ20の
軸に装着されたプーリ16に連結されている。このプーリ
15により、サーボモータ20の駆動力が、ボールねじ12に
伝達される。As shown in FIG. 1, the screw 1 is connected to a hydraulic cylinder 21 via an output shaft 4 and bearings 6, 6a. The ball screw 12 fixedly supports a hydraulic piston 18 at its tip, is inserted into a hydraulic cylinder 21, and has the other end fixed to the housing 5 via a key 26. The ball nut 13 is connected to the hydraulic cylinder 21 via bearings 14a and 14b.
And is inserted into the ball screw 12. Pulley
Reference numeral 15 is connected to a pulley 16 mounted on a shaft of a servomotor 20 via a timing belt 17. This pulley
By 15, the driving force of the servo motor 20 is transmitted to the ball screw 12.
油圧シリンダ21の油室22には、油圧源27の圧油がサー
ボ弁又は比例電磁弁23の制御により、供給される。Pressure oil of a hydraulic pressure source 27 is supplied to the oil chamber 22 of the hydraulic cylinder 21 under the control of a servo valve or a proportional solenoid valve 23.
次に、第２図を参照して、同実施例の動作を説明す
る。Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIG.
第２図は制御系の構成を示すブロック図である。先
づ、充填工程は、基本的には位置サーボ系が構成される
ステージであり、スイッチ51,52がＡ側にスイッチ選択
された状態である。即ち、樹脂圧フィードバック値F
Pが、樹脂圧指令値CPより小さな場合である。樹脂圧フ
ィードバック値FPは、第１図に示すように、スクリュ１
の先端部に装着された樹脂圧力計25により計測される。FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the control system. First, the filling step is basically a stage in which a position servo system is formed, and the switches 51 and 52 are in a state where the switches are selected to the A side. That is, the resin pressure feedback value F
This is the case where P is smaller than the resin pressure command value CP. The resin pressure feedback value FP is, as shown in FIG.
Is measured by the resin pressure gauge 25 attached to the tip of the.
電動サーボモータ20の制御系は、Ｅの制御系により、
サーボモータ20およびボールネジ12を介して位置フィー
ドバック制御される。第２図に示すＫは、システムを構
成する電動サーボモータ20の制御系のトルクリミット最
大値である。電動サーボモータ20の制御系のトルク指令
値CTと電動サーボ系Ｅのトルクリミット値CTLとの差
CH、即ち電動サーボ系のみでは不足する力に相当する信
号が偏差値CHであり、「CH=CT-CTL」と表わされる。The control system of the electric servomotor 20 is
Position feedback control is performed via the servomotor 20 and the ball screw 12. K shown in FIG. 2 is the maximum torque limit value of the control system of the electric servomotor 20 constituting the system. The difference between the torque limit value C TL of the torque command value C T and the electric servo system E of a control system of the electric servo motor 20
C H , that is, a signal corresponding to a force that is insufficient with the electric servo system alone is the deviation value C H , and is expressed as “C H = C T -C TL ”.
油圧制御系は、スイッチ52のＡ側を通って、偏差値CH
の信号を、電流アンプ、油圧制御系（第１図の比例電磁
弁23）、油圧シリンダ（第１図の21）を介して、電動サ
ーボ系で不足する分の力をスクリュ１に伝達する。The hydraulic control system passes the deviation value C H through the A side of the switch 52.
Is transmitted to the screw 1 via the current amplifier, hydraulic control system (proportional solenoid valve 23 in FIG. 1), and hydraulic cylinder (21 in FIG. 1).
保圧工程は、スイッチ51,52がＢ側にスイッチ選択さ
れた場合である。即ち、樹脂圧フィードバック値FP≧樹
脂圧指令値CPの場合である。電動サーボ系は、Ｆの制御
系により一定トルク指令値Ｋでトルク制御される。一定
トルク指令値Ｋ′はトルクリミット値であり、油圧制御
系の能力との関係で決定される。油圧制御系の最大能力
をKHMとする。油圧制御系の最大油圧をPHM、シリンダ面
積をAH、スクリュ断面積をASRとすると、 KHM＝（樹脂圧指令／樹脂圧）×（AH/ASR）×PHMとな
る。さて、前記Ｋ′は、Ｋ′＝CP-KHM（CP≧KHM）、
Ｋ′＝０（CP＞KHM）と表現される。The pressure-holding step is performed when the switches 51 and 52 are switched to the B side. That is, when a resin pressure feedback value F P ≧ resin pressure command value C P. The torque of the electric servo system is controlled by the control system F at a constant torque command value K. The constant torque command value K 'is a torque limit value, which is determined in relation to the capacity of the hydraulic control system. Let the maximum capacity of the hydraulic control system be KHM . If the maximum hydraulic pressure of the hydraulic control system is P HM , the cylinder area is A H , and the screw cross-sectional area is A SR , then K HM = (resin pressure command / resin pressure) × (A H / A SR ) × P HM . By the way, K ′ is K ′ = C P −K HM (C P ≧ K HM ),
It is expressed as K ′ = 0 (C P > K HM ).
油圧系は、樹脂圧フィードバック制御されて、CPとFP
との偏差値CPHが電流アンプ、油圧制御部23、油圧シリ
ンダ21を介してスクリュ１に伝達される。従って、この
工程は、油圧制御系でフィードバック制御を実行し、力
不足が発生する条件の場合には、電動サーボ系Ｆで不足
分即ち前記Ｋ′に相当するトルクを供給する。Hydraulic system is controlled by resin pressure feedback, C P and F P
Deviation value C PH current amplifier with hydraulic control unit 23, is transmitted to the screw 1 through a hydraulic cylinder 21. Therefore, in this step, the feedback control is executed by the hydraulic control system, and under the condition that the power shortage occurs, the electric servo system F supplies the shortage, that is, the torque corresponding to K ′.
本発明では、樹脂圧をフィードバックして圧力制御系
を構成しているが、この方式では主に油圧制御で保圧工
程を制御するため、油圧フィードバックでも高性能を期
待でき、又オープン制御でも充分実用に耐え得るシステ
ムとなる。In the present invention, the pressure control system is configured by feeding back the resin pressure. However, in this method, since the pressure-holding process is mainly controlled by hydraulic control, high performance can be expected even with hydraulic feedback, and open control is sufficient. The system can be put to practical use.
このようにして、油圧シリンダの出力が電動サーボモ
ータの出力と並列になるように構成することにより、電
動サーボ系で位置、速度制御を行い、油圧系は電動サー
ボ系の出力不足を補うパワー源とする構成とすることが
でき電動サーボモータの高度な位置、速度制御性を維持
しながら、強大なパワーを確保できる。また、圧力制御
時においては、サーボモータへのトルク指令の比重を下
げることにより、制御の主体を油圧に受け持たせ、圧力
制御を得意とする油圧の特質を充分に生かせる。In this way, by configuring the output of the hydraulic cylinder in parallel with the output of the electric servomotor, the position and speed are controlled by the electric servo system, and the hydraulic system is a power source that compensates for the output shortage of the electric servo system. A strong power can be secured while maintaining the advanced position and speed controllability of the electric servomotor. Further, at the time of pressure control, by reducing the specific gravity of the torque command to the servomotor, the main subject of the control is assigned to the hydraulic pressure, and the characteristics of the hydraulic pressure, which is good at pressure control, can be fully utilized.
［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明によれば、サーボモー
タ、ボールネジの容量には限界（実用上）があり、中大
型成形機には、電動サーボ射出が適用できなかったが本
発明により、中大型成形機にまで電動サーボ制御が適用
できる。また、保圧工程は従来より油圧制御の得意とす
る分野であり、本発明により油圧制御の強みを生かすこ
とができるものである。[Effects of the Invention] As described above in detail, according to the present invention, the capacities of the servomotor and the ball screw are limited (for practical use), and the electric servo injection cannot be applied to a medium- to large-sized molding machine. According to the present invention, the electric servo control can be applied to a medium- to large-sized molding machine. In addition, the pressure-holding step has conventionally been an area of expertise in hydraulic control, and the present invention can utilize the advantages of hydraulic control.
第１図は、本発明の実施例に係る射出装置の断面図、第
２図は同実施例に係る制御系の構成を示すブロック図、
第３図は、従来の射出装置を示す断面図、第４図は従来
の制御系の構成を示すブロック図である。 １……スクリュ、12……ボールねじ、20……サーボモー
タ、21……油圧シリンダ、CTL……電動サーボ系Ｅのト
ルクリミット値、CT……電動サーボ系Ｅのトルク指令
値、CH……偏差値（CT-CTL）、Ｋ……電動サーボ系のト
ルクリミット最大値、Ｋ′……一定トルク指令値。FIG. 1 is a sectional view of an injection device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a control system according to the embodiment,
FIG. 3 is a sectional view showing a conventional injection device, and FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a conventional control system. 1 ... screw, 12 ... ball screw, 20 ... servo motor, 21 ... hydraulic cylinder, C TL ... torque limit value of electric servo system E, C T ... torque command value of electric servo system E, C H: Deviation (C T -C TL ), K: Maximum torque limit of the electric servo system, K ': Constant torque command value.
Claims (1)
成形機の射出装置において、 前記溶融樹脂を射出するためのスクリュを駆動する電動
モータ手段と、 この電動モータ手段と共に前記スクリュを駆動するため
の液圧シリンダ手段と、 前記溶融樹脂の樹脂圧値と前記液圧シリンダ手段の出力
最大値との差に基づいて、前記電動モータ手段を駆動制
御するモータ駆動制御手段と、 前記電動モータ手段のトルク値とそのトルク制限値との
偏差値に基づいて、前記液圧シリンダ手段の液圧を制御
する液圧シリンダ制御手段とを具備したことを特徴とす
る射出成形機の射出装置。1. An injection device of an injection molding machine for injecting a molten resin into a mold, comprising: electric motor means for driving a screw for injecting the molten resin; and driving the screw together with the electric motor means. Hydraulic cylinder means for performing the operation, motor drive control means for driving and controlling the electric motor means based on a difference between a resin pressure value of the molten resin and an output maximum value of the hydraulic cylinder means, and the electric motor An injection apparatus for an injection molding machine, comprising: hydraulic cylinder control means for controlling the hydraulic pressure of the hydraulic cylinder means based on a deviation value between the torque value of the means and the torque limit value.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11735890A JP2634291B2 (en) | 1990-05-07 | 1990-05-07 | Injection equipment of injection molding machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11735890A JP2634291B2 (en) | 1990-05-07 | 1990-05-07 | Injection equipment of injection molding machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0414421A JPH0414421A (en) | 1992-01-20 |
| JP2634291B2 true JP2634291B2 (en) | 1997-07-23 |
Family
ID=14709709
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11735890A Expired - Fee Related JP2634291B2 (en) | 1990-05-07 | 1990-05-07 | Injection equipment of injection molding machine |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP2634291B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9657569B2 (en) | 2012-08-10 | 2017-05-23 | Mitubishi Heavy Industries Plastic Technology Co., Ltd. | Hydraulic source control device, injection molding apparatus, and method of controlling hydraulic source |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2804169B2 (en) * | 1990-11-26 | 1998-09-24 | 株式会社日立製作所 | Plastic injection molding method |
| AT523837B1 (en) | 2020-10-15 | 2021-12-15 | Engel Austria Gmbh | Injection unit for a molding machine |
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1990
- 1990-05-07 JP JP11735890A patent/JP2634291B2/en not_active Expired - Fee Related
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| US9657569B2 (en) | 2012-08-10 | 2017-05-23 | Mitubishi Heavy Industries Plastic Technology Co., Ltd. | Hydraulic source control device, injection molding apparatus, and method of controlling hydraulic source |
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| JPH0414421A (en) | 1992-01-20 |
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