JP2652275B2 - 電動射出成形機における射出，保圧，背圧制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電動式射出成形機に関
し、特に、射出，保圧及び背圧制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】電動式射出成形機では、サーボモータの
駆動によりスクリューを軸方向に駆動して射出，保圧，
背圧を制御するものが一般的である。すなわち、射出工
程では、スクリュー位置によって射出速度を設定しして
射出速度を多段に制御するものが一般的である。また、
保圧工程においては、従来、射出用のサーボモータに対
して、シリンダーの先端位置までの移動指令を出し、か
つ、この射出用サーボモータの出力トルクを設定された
保圧になるように制限して設定保圧速度指令で駆動して
保圧制御を行なっている。すなわち、射出用サーボモー
タの出力トルクを制限して該サーボモータを駆動しスク
リューを射出方向に駆動しても、樹脂が金型ないに充填
されているため、移動量は少なく、位置偏差が増大する
ことになる。しかし、位置偏差が増大しても、サーボモ
ータの出力トルクは設定値に制限されているため、サー
ボモータからは設定値以上のトルクが発生せず、結局、
樹脂にはトルク制限値に対応する設定保圧が加わること
になる。このように従来の電動式射出成形機は射出用の
サーボモータの出力トルクを制限することによって保圧
を制御している。

【０００３】さらに、計量工程における背圧制御におい
ては、上記射出用サーボモータの出力トルクを設定背圧
になるように設定して、スクリューを回転させ、樹脂が
溶融し樹脂圧力が上昇し、サーボモータが出力するトル
クよりも大きい樹脂圧力になるとスクリューが後退し、
結局、樹脂に設定背圧が加えられる背圧制御方式や、樹
脂圧力が設定背圧を越える毎にスクリューを所定量後退
させ、樹脂に設定背圧を与える背圧制御方式が知られて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の電動式射出成形機においては、射出工程（射出速度制
御工程）から保圧工程に切換える時、スクリューの位置
の制御（速度制御）から圧力制御に切換え、さらに、背
圧制御をスクリュー位置で制御する場合には、保圧工程
から計量工程に切換えるときに、圧力制御から位置制御
に切換えねばならない。

【０００５】また、一般に保圧制御は数段に保圧圧力を
別けて制御している。そのため、上述した射出用のサー
ボモータの出力トルクを制限して保圧制御を行なう場合
には、サーボモータが出力するトルクと樹脂の圧力がバ
ランスして保圧を行なっている関係上、保圧圧力が大き
な値から小さな値に変化した場合、そのバランスが崩
れ、樹脂圧力がサーボモータの出力トルクより大きいこ
とからスクリューは吹き飛ばされ、後退する現象が生じ
適正な保圧制御ができないという問題がある。

【０００６】さらに、保圧圧力を小さい値から大きい値
に変更する場合でも、サーボモータの出力トルクは上昇
するが、スクリューは保圧速度指令に応じて所定の速度
でしか移動せず、新しい設定保圧圧力に達するには時間
遅れが生じ、応答性の悪い保圧制御しかできない。

【０００７】そこで本発明の目的は、電動式射出成形機
において、射出，保圧，背圧制御を全て位置の制御によ
って行なう射出，保圧，背圧制御を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】射出工程においては設定
射出速度に応じた移動指令をサーボモータを駆動制御す
るサーボ回路に出力してサーボモータを速度制御し、保
圧工程においては、樹脂にかかる圧力を検出し、設定保
圧と検出された圧力との差を求め、該差に基づいてサー
ボモータの移動指令量を求め、上記サーボモータを駆動
制御するサーボ回路に上記移動指令量の移動指令を出力
することによって樹脂にかかる圧力を設定圧力になるよ
うにフィードバック制御し、計量工程においては、樹脂
にかかる圧力を検出し、設定背圧と検出された圧力との
差を求め、該差に基づいてサーボモータの移動指令量を
求め、上記サーボモータを駆動制御するサーボ回路に上
記移動指令量の移動指令を出力することによって背圧を
設定背圧になるようにフィードバック制御することによ
って上記課題を解決した。

【０００９】

【作用】射出工程においては、従来と同様に、スクリュ
ー位置に応じて設定された射出速度に応じた移動指令を
出力して設定射出速度になるように速度制御が行われ
る。保圧工程に入ると、検出された樹脂にかかる圧力と
設定保圧力が比較され、その差に基づいて求められた移
動指令量の移動指令が出され、スクリューはその移動指
令に応じて目標位置に移動する。

【００１０】 例えば、検出圧力が設定保圧圧力に達し
なく圧力偏差が生じれば、その偏差に応じたスクリュー
を前進させる移動指令が出力され、スクリューは前進
し、その結果樹脂にかかる圧力は増大し設定保圧力に近
付き、圧力偏差が小さくなれば、スクリューの移動も少
なくなり、結局、樹脂にかかる圧力は設定保圧力に保持
される。また、大きな設定保圧力から小さな設定保圧力
に変化した場合でも、上記圧力偏差は負の値（目標値以
上）になることから、スクリューを後退するように移動
指令が出され、スクリューは後退する。この場合、樹脂
の圧力でスクリューが移動指令以上に後退すれば位置偏
差の符号が逆転してスクリューは前進し移動指令で出さ
れた位置を保持することになるので、結局、スクリュー
は移動指令で指令された位置に移動し、この移動で樹脂
圧力が低下することから、樹脂圧力は設定保圧力に近付
き、圧力偏差が「０」になるようにフィードバック制御
されることになる。さらに、設定保圧圧力が小さい値か
ら大きい値に変化した場合でも、圧力偏差が応じた移動
指令でスクリューは前進するが、この場合、スクリュー
を駆動する射出用サーボモータの出力トルクは制限され
ていないので、目標位置に達するまで、大きなトルクを
出して速やかに達する。そして、圧力偏差が「０」にな
るようにスクリュー位置が制御される。

【００１１】また、計量工程にいると、樹脂圧力を検出
し該樹脂圧力と設定背圧との偏差を求め、この偏差に応
じて射出用サーボモータに移動指令を出力してスクリュ
ーの位置を制御し背圧が設定背圧になるように制御す
る。

【００１２】

【実施例】図５は本発明を実施する電動式射出成形機の
要部ブロック図で、射出軸についてのみ図示し、他の型
締め軸、スクリュー回転軸等は図示していない。１はス
クリュー、２はスクリュー１を軸方向に移動させ樹脂を
射出させる射出用サーボモータ、３は該射出用サーボモ
ータ２に取付けられたパルスコーダ、４は加熱シリン
ダ、５は金型、６は射出用サーボモータ２によって駆動
される射出機構（図示せず）の一部に取り付けられてい
るロードセル等の圧力センサで樹脂に加わる圧力を検出
するものである。また、７は該圧力センサ６のアナログ
出力をディジタル信号に変換するアナログ／ディジタル
変換器（以下Ａ／Ｄ変換器という）である。

【００１３】また、２０は射出成形機を制御するための
数値制御装置（以下、ＮＣ装置という）で、該ＮＣ装置
２０はＮＣ用プロセッサ（以下、ＣＰＵという）２１、
プログラマブル・マシン・コントローラ（以下、ＰＭＣ
という）用ＣＰＵ２２を有し、ＮＣ用ＣＰＵ２１には制
御プログラムを格納したＲＯＭ２４、及び、データの一
時記憶等に利用されるＲＡＭ２５、及びサーボインタフ
ェース２６を介してサーボ回路２７がバス３６で接続さ
れている。また、ＰＭＣ用ＣＰＵ２２にはシーケンスプ
ログラムを格納したＲＯＭ２８、圧力センサ６からの検
出圧力をＡ／Ｄ変換器７を介して受信し記憶するＲＡＭ
２９、及びデータの一時記憶等に利用されるＲＡＭ３０
がバス結合されている。２３はバスアービタコントロー
ラ（以下、ＢＡＣという）で、ＮＣプログラムや後述す
るシーケンスプログラム、及び各種設定値を記憶する不
揮発性の共有ＲＡＭ３１、入力回路３２、出力回路３３
及び、上記ＮＣ用ＣＰＵ２１、ＰＭＣ用ＣＰＵ２２がバ
ス３６で接続され、該ＢＡＣ２３で使用するバスを制御
するようになっている。また、該ＢＡＣ２３にはオペレ
ータパネルコントローラ３４を介してＣＲＴ／ＭＤＩ
（表示装置付き手動データ入力装置）３５が接続され、
サーボ回路２７は射出用サーボモータ２、パルスコーダ
３に接続されている。

【００１４】以上の構成によって、ＮＣ装置２０はＰＭ
Ｃ用ＣＰＵ２２によって、ＲＯＭ２８に記憶されたシー
ケンスプログラムに基づいてシーケンス制御を行うと共
に、共有ＲＡＭ３１に設定記憶されている制御プログラ
ムに基づいてＮＣ用ＣＰＵ２１が各サーボモータのサー
ボ回路にパルス分配を行い射出成形機を駆動するもので
ある。

【００１５】圧力センサ６で検出した樹脂圧力はＡ／Ｄ
変換機でディジタル信号に変換されＲＡＭ２９に所定周
期毎書き込まれ現在の樹脂圧力として逐次書換えられて
いる。また、ＰＭＣ用ＣＰＵ２２は所定周期毎該ＲＡＭ
２９に書き込まれた樹脂圧力を読み出し、ＢＡＣ２３を
介して共有ＲＡＭ３１に逐次書き込んでいる。なお、記
憶する検出樹脂圧力は現在値を記憶すればたりるもので
あるから、レジスタでもよい。

【００１６】次に本実施例の動作について図１〜図４に
示すフローチャートと共に説明する。まず、成形条件設
定を行なうときに射出工程，保圧工程，計量工程におけ
る条件をも設定しておく。図６〜図８は共有ＲＡＭ３１
に設けられた射出，保圧，計量の各工程の動作条件（成
形条件）を記憶する条件テーブルＴＢ１〜ＴＢ３の説明
図で、ＣＲＴ／ＭＤＩ３５を操作してＣＲＴ画面を各成
形条件設定画面にし、各工程の成形条件を設定する。射
出工程は、図６に示すように射出段数Ｉ，各段の射出速
度Ｖｉ（ｉ＝１〜Ｉ−１），切換え位置Ｐｉを設定し、
保圧工程に対しては、図７に示すように保圧段数Ｊ、各
段の保圧力Ｐｒｊ（ｊ＝１〜Ｊ−１），各段の保圧時間
Ｔｊをそれぞれ設定し、計量工程に対しては、図８に示
すように、計量段数Ｋ，各段の背圧Ｐｂｋ（ｋ＝１〜Ｋ
−１），スクリューの回転数Ｎｋ，切換え位置Ｐｋをそ
れぞれ共有ＲＡＭ３１に設けられたテーブルＴＢ１〜Ｔ
Ｂ３にそれぞれに記憶させる。なお、図６〜図８でポイ
ンタｉ，ｊ，ｋは説明の都合上記載されているだけであ
る。

【００１７】図１は本実施例の射出軸が作動中の処理を
示すフローチャートでＮＣ用ＣＰＵ２１は所定周期毎こ
の処理を実施している。まずフラグＦ０が「１」か否か
判断する（ステップＳ１）。フラグＦ０が「０」であれ
ばこの処理は直ちに終了するが、型締が終了し射出制御
に入ると、ＰＭＣ用ＣＰＵ２２はＢＡＣ２３を介して共
有ＲＡＭ３１に設けられた射出軸作動中を示すフラグＦ
０を「１」にセットする。

【００１８】ＮＣ用ＣＰＵ２１は、該フラグＦ０が
「１」であると判断すると、共有ＲＡＭ３１内に設けら
れた計量工程中を示すフラグＦｍ，保圧工程から計量工
程へ移行するときの休止期間であるドウエル中を示すフ
ラグＦｄ，保圧工程中を示すフラグＦｐ，射出工程中を
示すフラグＦｓが「１」か否か判断する（ステップＳ２
〜Ｓ５）。フラグＦ０が「１」にセットされた始めの周
期の処理においては、これらのフラグＦｍ，Ｆｄ，Ｆ
ｐ，Ｆｓは「０」であり、ステップＳ５からステップＳ
６に移行し、図２に示す射出工程の処理を開始する（ス
テップＳ７）。射出工程の処理は図２のフローチャーと
と共に後述するが、射出工程の当該周期の処理を終了す
ると、ＮＣ用ＣＰＵ２１は射出から保圧への切換えか否
か判断する（ステップＳ８）。射出から保圧への切換え
は、スクリュー位置，樹脂にかかる圧力または射出開始
からの時間等によって制御され、ＰＭＣ用ＣＰＵ２２が
これらのスクリュー位置，樹脂圧力または時間を検出
し、切換え時点に達すると共有ＲＡＭ３１内に設けられ
た射出から保圧への切換えを示すフラグを「１」にす
る。このフラグが「１」か否かによってＮＣ用ＣＰＵは
切換えか否かを判断する。切換え時点でなければ、当該
処理を終了する。

【００１９】切換え時点であれば、射出工程中を示すフ
ラグＦｓ及び後述する射出工程中の各段の工程中を示す
フラグＣｓを「０」にセットし、また、射出工程の各段
を示すポインタｉを「０」にセットし（ステップＳ
９）、保圧工程中を示すフラグＦｐを「１」にセットし
（ステップＳ１０）、図３に示す保圧工程の処理を開始
する（ステップＳ１１）。以後、フラグＦｐが「１」に
セットされているから、保圧工程の処理が終了するま
で、ステップＳ１〜Ｓ４の処理を行なった後ステップＳ
１１に移行し保圧処理を各周期毎実行する。なお、保圧
工程の処理は、図３と共に後述する。

【００２０】保圧工程が終了すると、ドウエル中を示す
フラグＦｄを「１」にセットし（ステップＳ１２）、設
定されたドウエル時間をタイマにセットしスタートさせ
る（ステップＳ１３）。このドウエル工程は、射出軸を
停止状態にするもので、上記タイマがタイムアップする
まで、以後ステップＳ１〜Ｓ３、及びステップＳ１４の
処理を各周期毎行ないタイマがタイムアップすると（ス
テップＳ１４）、ドウエル中を示すフラグＦｄを「０」
にセットし（ステップＳ１５）、計量工程中を示すフラ
グＦｍを「１」にセットし（ステップＳ１６）、計量工
程をの動作を開始する（ステップＳ１７）。なお、この
計量工程の処理は図４と共に後述する。そして、以後計
量工程の処理が終了するまで、ステップＳ１，Ｓ２Ｓ１
７の処理を各周期毎実施する。そして、計量工程が終了
すれば、フラグＦ０を「０」にセットし（ステップＳ１
８）、当該処理周期の処理を終了する。

【００２１】図２は上記ステップＳ７の射出工程の処理
を示すフローチャートで、射出工程になると、フラグＣ
ｓが「０」か否か判断し（ステップＳ１００）、始めは
初期設定及び後述するステップＳ１０９の処理によって
「０」にセットされているからステップＳ１００からス
テップＳ１０１に移行し、共有ＲＡＭ３１内のテーブル
ＴＢ１に記憶するポインタｉに対応する射出速度Ｖｉを
読み出し、この射出速度Ｖｉで射出指令、すなわちパル
ス分配を開始する（ステップＳ１０１，Ｓ１０２）。こ
れにより、ＳＳＵ２６を介してサーボ回路２７に移動指
令が出力されるから、射出用サーボモータ２は駆動を開
始し、設定された射出速度Ｖｉで、スクリュー１を前進
（図５中左方向）することになる。なお、ポインタｉは
初期設定及び、ステップＳ９の処理で始めは「０」にセ
ットされている。

【００２２】次に、ＮＣ用ＣＰＵ２１は、フラグＣｓが
「０」か否か判断し（ステップＳ１０３）、始めは
「０」であるので、上記テーブルＴＢ１よりポインタｉ
に対応する切換え位置Ｐｉを読み出し（ステップＳ１０
４）、レジスタＸＰにこの切換え位置Ｐｉをセットし
（ステップＳ１０５）、次にフラグＣｓを「１」にセッ
トし（ステップＳ１０６）、メイン処理である図１のス
テップＳ８に戻る。次の周期では、ステップＳ１〜Ｓ５
の処理を行ない、ステップＳ５からステップＳ７、すな
わち、ステップＳ１００に移行し、この場合フラグＣｓ
が「１」にセットされているので、ステップＳ１００か
らステップＳ１０７に移行し、スクリューの現在値とレ
ジスタＸＰに設定された当該射出段から次段への切換え
位置を比較する。スクリュー１の現在位置はＮＣ用ＣＰ
Ｕ２１がパルスを分配し、このパルス量を積算する現在
値レジスタが共有ＲＡＭ３１内に設けられており、該現
在値レジスタからその値を読み取り、この値がレジスタ
ＸＰに記憶する設定値以下か否か判断する。スクリュー
１の座標系の原点を本実施例では、シリンダ４の先端に
とり、スクリュー１が前進（金型方向で図１中左方向）
する方向を−の方向としているので、スクリュー１の現
在値がレジスタＸＰに記憶する値より大きいときは、ス
クリューが当該段から次段への切換え位置に達していな
いことを意味し、この時は、ステップＳ１０１に移行
し、前述した処理を繰返す。この場合フラグＣｓが
「１」にセットされているから、ステップＳ１０３から
そのまま図１のメインの処理に戻り、ステップＳ１０４
〜Ｓ１０６の処理は行われず、レジスタＸＰの書き換え
はない。また、メイン処理に戻っても、始めは保圧への
切換え位置に達していないので、当該処理はそのまま終
わる（ステップＳ８）。以下上述したステップＳ１〜Ｓ
５，Ｓ１００，Ｓ１０７，Ｓ１０１〜Ｓ１０３の処理を
各周期毎繰返し、スクリュー位置がレジスタＸＰに設定
されている位置に達するまで、当該段の射出速度でスク
リューは駆動されることになる。

【００２３】そして、スクリュー１の現在位置がレジス
タＸＰに設定された切換え位置以下になるとステップＳ
１０７からステップＳ１０８に進み、ポインタｉを
「１」インクリメントし、フラグＣｓを「０」にセット
し（ステップＳ１０９）、ポインタｉが設定射出段数Ｉ
に達していなければ（ステップＳ１１０）、ステップＳ
１０１に進み、テーブルＴＢ１より、ポインタｉに対応
する射出速度Ｖｉを読みだしこの射出速度でスクリュー
を駆動するようにサーボモータ２を駆動する（ステップ
Ｓ１０２）。そして、フラグＣｓが「０」にセットされ
ているから、前述したようにポインタｉに対応する切換
え位置ＰｉをテーブルＴＢ１より読みだし、レジスタＸ
ＰにセットしフラグＣｓを「１」にセットして（ステッ
プＳ１０４〜Ｓ１０６）、メイン処理に戻る。これによ
り、スクリューは次段の射出速度で駆動されることにな
る。

【００２４】以下前述した処理を繰返し行ない、設定さ
れた各段の射出速度Ｖｉでそれぞれ設定された切換え位
置Ｐｉまでスクリューを駆動することになる。そして、
ポインタｉが設定射出段数Ｉに達すると（ステップＳ１
１０）、該ポインタｉを「１」ディクリメントし（ステ
ップＳ１１１）、ステップＳ１０１以下の処理を行な
う。射出から保圧への切換えをスクリュー位置で行なう
場合には、設定射出段数Ｉの最終切換え位置以下にスク
リュー１がなったとき、射出から保圧への切換え指令が
ＰＭＣ用ＣＰＵ２２から出力され、共有ＲＡＭ３１内の
フラグが「１」にセットされるので、メイン処理のステ
ップＳ８でこのフラグが「１」であることが判断され、
ステップＳ９に移行し、フラグＦｓ，Ｃｓが「０」に、
またポインタｉが「０」にセットされフラグＦｐが
「１」にセットされて（ステップＳ９，Ｓ１０）、前述
した保圧処理が開始される。また、射出から保圧への切
換えを時間もしくは樹脂圧力で行なうときには、スクリ
ュー１が最終段の切換え位置に達しても、設定された時
間もしくは樹脂圧力に達せず、保圧への切換え指令がＰ
ＭＣ用ＣＰＵ２２から出力されない場合があるので、ス
テップＳ１１１からステップＳ１０１〜Ｓ１０６の処理
によって、保圧への切換え指令が出力されるまで、最終
段の射出速度でスクリュー１を駆動することになる。

【００２５】いずれにしても、射出から保圧への切換え
指令が出され、フラグＦｐが「１」にセットされ（ステ
ップＳ１０）、保圧工程にいると、ＮＣ用ＣＰＵ２１は
図３に示す処理を開始する。

【００２６】ＮＣ用ＣＰＵ２１は、まずフラグＣｐが
「０」か否か判断する（ステップＳ２００）。なお、該
フラグＣは初期設定で始めは「０」に設定されている。
「０」であれば、共有ＲＡＭ３１内の上記テーブルＴＢ
２よりポインタｊ（このポインタｊも初期設定で始めは
「０」に設定されている）に対応する設定保圧力Ｐｒｊ
を読み出すと共に、共有ＲＡＭ３１に記憶されている現
在の樹脂圧力である実圧力を読み出し（ステップＳ２０
１）、設定保圧力Ｐｒｊから実圧力を減じて圧力偏差ε
ｐを求める（ステップＳ２０２）。この圧力偏差εｐに
基づいて比例，積分，微分（ＰＩＤ）制御を行なう。す
なわち、上記圧力偏差εｐに比例定数を乗じた値，各周
期ごとに検出された圧力偏差εｐを積算した値に積分定
数を乗じた値，及び当該周期と前周期の圧力偏差εｐの
差に微分定数を乗じた値を加算してＰＩＤ演算処理を行
ない、得られた値の符号を変換する（ステップＳ２０
３，Ｓ２０４）。この符号変換は、シリンダの先端位置
を原点「０」としスクリューがこの原点方向に移動する
方向を負の方向としていることから、符号変換を行なう
もので、圧力偏差εｐが正で実圧力が設定保圧力に達し
ないとき、スクリューを前進（原点方向）させる必要が
あることから符号変換を行なうものである。圧力偏差ε
ｐを（実圧力−Ｐｒｊ）として求めておけば、このステ
ップＳ２０４の処理は必要がない。

【００２７】次に、ＰＩＤ演算処理によって得られた値
を符号変換した値に基づいて移動指令として出力するパ
ルス量の計算を行なう。圧力偏差εｐとスクリュー位置
は比例関係にあるので、ＰＩＤ演算処理によって得られ
た値を符号変換した値に所定の比例定数を乗じることに
よって出力パルス量を求める（ステップＳ２０５）。求
められた出力パルス量にすでに出力されたパルス量を加
算し、スクリューが移動可能か否か判断する（ステップ
Ｓ２０６）。すなわち、スクリューの移動可能範囲（シ
リンダーの先端位置からスクリュー最大後退位置）を越
えてまで移動するようであれば、スクリューやシリンダ
を破損させる恐れがあるので、この範囲を越えるようで
あれば、移動指令を出力さず、移動可能であれば、上記
算出されたパルス量をＳＳＵ２６を介してサーボ回路２
７に出力する（ステップＳ２０７）。

【００２８】なお、圧力偏差εｐが大きく、その結果出
力パルス量も多く、スクリューの移動範囲を越えるよう
な場合では、通常スクリューが移動指令に追従するのが
遅れているものであり、位置偏差があるのでこの位置偏
差によってサーボ回路２７の速度ループ制御の積分器に
よって順次トルク指令が増大し、サーボモータの出力ト
ルクが増大するので、ステップＳ２０５で算出されたパ
ルス量を出力しなくても、樹脂圧力は設定保圧力に近付
くものである。

【００２９】次にフラグＣｐが「０」か否か判断し（ス
テップＳ２０８）、「０」ならば（始めは「０」）テー
ブルＴＢ２よりポインタｊで示される保圧時間Ｔｊを読
取りタイマＴＥにセットしスタートさせ、フラグＣｐを
「１」にセットし（ステップＳ２０９〜Ｓ２１１）、図
１に示すメインの処理に戻ることなく当該周期の処理を
終わる。なお、ステップＳ２０８でフラグＣｐが「１」
であるときはステップＳ２０９〜Ｓ２１１の処理を行な
わず当該周期の処理を終了する。

【００３０】次の周期では、ステップＳ１〜Ｓ４の処理
を行なった後ステップＳ２００に移行し、フラグＣｐが
「１」に設定されているから。ステップＳ２００からス
テップＳ２１２に移行し、タイマＴＥがタイムアップし
たか否か判断し、タイムアップしてなければ、フラグＣ
ｐが「１」であるから前述したステップＳ２０１〜Ｓ２
０８の処理を行なって当該周期の処理を終了する。以下
上記処理を各周期毎行なうことになる。これにより、ポ
インタｊに対応する保圧段に設定された保圧時間Ｔｊだ
け設定された保圧力Ｐｒｊになるように、スクリューの
位置が制御されることになる。

【００３１】かくして、タイマＴＥがタイムアップする
と（ステップＳ２１２）、ポインタｊを「１」インクリ
メントし（ステップＳ２１３）フラグを「０」にセット
し（ステップＳ２１４）、ポインタｊが設定保圧段数Ｊ
に達してなければ（ステップＳ２１５）、前述したステ
ップＳ２０１以下の処理を実行する。この場合、ポイン
タｊが「１」インクリメントされているから、ステップ
Ｓ２０１では次の段の設定保圧力Ｐｒｊが読み出され、
また、フラグＣｐが「０」にセットされているからステ
ップＳ２０９，Ｓ２１０でタイマＴＥには次の段の保圧
時間Ｔｊがセットされる。以後各周期毎タイマＴＥがタ
イムアップするまで、設定保圧力Ｐｒｊになるようにス
クリュー位置が制御されることになる。

【００３２】そして、タイマＴＥがタイムアップする
と、前述したようにポインタｊがインクリメントされ、
順次各段の設定保圧力になるように各段に設定された保
圧時間だけ、スクリュー位置が制御されることになる。
そして、ポインタｊの値が設定保圧段数Ｊに達すると
（ステップＳ２１５）、ポインタｊ，フラグＦｐを
「０」にセットし（ステップＳ２１６）、保圧処理を終
了し、図１に示すメインの処理に戻り、ドウエル中を示
すフラグＦｄを「１」にセットし、設定ドウエル時間が
設定されたタイマをスタートさせ、以後各処理周期毎ス
テップＳ１〜Ｓ３及びステップＳ１４の処理を行ないド
ウエル用のタイマがタイムアップするまで待つことにな
る。

【００３３】以上のように、各段の設定保圧力になるよ
うにスクリュー位置が制御されるので、保圧段の切換時
に大きい設定保圧力より小さい設定保圧力に変わった時
でも、スクリューが樹脂圧力によって吹き飛ばされて大
きく後退するようなことはない。すなわち、設定保圧力
が大きい値から小さい値に変化したとき、ステップＳ２
０２で算出される圧力偏差εｐは負の値に成り、ＰＩＤ
演算処理処理の結果も負の値になるが。値これが正の値
に符号変換されて、スクリューを後退する方向へ移動さ
せるパルス量が出力され、しかも、サーボモータにはト
ルク制限がされてないので、この出力パルス量よりもさ
らにスクリューが後退すれば、負の位置偏差が生じスク
リュー位置は出力パルス量に応じた位置に達するように
サーボモータは出力トルクを出力しスクリューを位置決
めし、スクリューが大きく後退することはない。

【００３４】また、設定保圧力が小さな値から大きな値
に切替わる時でも、正の圧力偏差εｐが生じ、この圧力
偏差εｐに応じたパルス量が出力され、かつ、サーボモ
ータにはトルク制限がされていないので、大きな出力ト
ルクを出すことが可能であるから、樹脂圧力は設定保圧
力に直ちになるようにスクリューは前進し、スクリュー
位置が制御されることになる。

【００３５】ドウエル処理が終了しタイマがタイムアッ
プすると（ステップＳ１４）、ドウエル用のフラグＦｄ
を「０」にセットし、計量工程中を示すフラグＦｍを
「１」にセットし（ステップＳ１５，Ｓ１６）、図４に
示す計量工程の処理を開始する。なお、計量工程では、
スクリューを回転させるために、スクリュー回転用のサ
ーボモータを駆動することになるが、この点は本願発明
の要旨ではないので説明を省略する。

【００３６】計量工程の背圧制御は上述した保圧制御と
同等の処理を行なうもので、フラグポインタ，レジスタ
がそれぞれＣｐ，ｊ，ＸＥからＣｍ，ｋ，ＰＥに変わっ
た点、保圧段数Ｊが背圧段数Ｋに変わったこと、テーブ
ルＴＢ３より各背圧段の設定背圧Ｐｂｋを読みだし実祭
の背圧との差を求める点（ステップＳ３０１，Ｓ３０
２）、レジスタＰＥに各段の背圧切換え位置Ｐｋを設定
する点（ステップＳ３０９，Ｓ３１０）、及び、スクリ
ューの現在位置がレジスタＰＥに設定された値以上にな
ったとき、背圧を切換えるようにした点（ステップＳ３
１２〜Ｓ３１５，Ｓ３０１〜Ｓ３０７）で相違するのみ
であり、保圧工程と同等であるので詳細な説明は省略す
る。そして、計量の最終段まで達しポインタｋが計量用
設定段数Ｋになると（ステップＳ３１５）、ポインタ
ｋ，フラグＦｍを「０」にセットし（ステップＳ３１
６）、図１のメイン処理に復帰し、射出軸の動作中を示
すフラグＦ０を「０」にセットし（ステップＳ１８）、
次の工程の型締工程に移行する。そして、フラグＦ０が
「０」にセットされているから射出軸の制御の各周期の
処理はステップＳ１のみとなる。

【００３７】

【発明の効果】本発明は、射出軸の制御、すなわち、射
出，保圧，背圧の制御を全てスクリューの位置の制御で
行なうようにしたので、位置の制御から圧力の制御に切
換える必要がなく、一貫して位置の制御で行なえるの
で、制御切換え時の諸問題起こらないと共に、射出軸に
起動をかけるだけで、射出開始から計量終了まで全て自
動的に行われるので、制御インターフェースの簡略化が
図れる。また、ＮＣプログラムではなく、シーケンスプ
ログラムによって上記一貫した制御ができるので、処理
速度の高速化が図れる。さらに、保圧や背圧の圧力制御
をスクリューの位置によって制御したので、圧力圧力の
切換時にスクリューが樹脂圧力で吹き飛ばされ、大きく
後退するようなことや、設定圧力に達することが大きく
遅れるということがなくなる。すなわち、サーボモータ
は指令された位置を保持するように作動するから、指令
位置と実際の位置とに偏差が生じると、その偏差をなく
すように、出力トルク（必要ならば最大トルクまで）を
出力し、指令位置を保持する。また、樹脂に実際にかか
る圧力と設定圧力とに圧力偏差が生じ、その圧力偏差に
応じた移動指令が、射出用サーボモータに出力されるの
で、その指令位置にスクリューが達するようにサーボモ
ータは駆動され、結局設定圧力を保持するようにスクリ
ュー位置は制御され、適切な保圧，背圧の圧力制御がで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の射出軸のメインの処理フロ
ーチャートである。

【図２】同実施例における射出工程の処理フローチャー
トある。

【図３】同実施例における保圧工程の処理フローチャー
トある。

【図４】同実施例における計量工程の処理フローチャー
トある。

【図５】同実施例を実施する電動式射出成形機の要部と
制御装置の要部のブロック図である。

【図６】同実施例における射出工程の成形条件を記憶す
るテーブルの説明図である。

【図７】同実施例における保圧工程の成形条件を記憶す
るテーブルの説明図である。

【図８】同実施例における計量工程の成形条件を記憶す
るテーブルの説明図である。

【符号の説明】

１ スクリュー ２ 射出用サーボモータ ３ パルスコーダ ４ 加熱シリンダ ５ 金型 ６ 圧力センサ ７ Ａ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換器 ２０ 数値制御装置 ＴＢ１ 射出工程の成形条件設定用テーブル ＴＢ１ 保圧工程の成形条件設定用テーブル ＴＢ１ 計量工程の成形条件設定用テーブル Ｆ０，Ｆｍ，Ｆｄ，Ｆｐ，Ｆｓ，Ｃｓ，Ｃｐ，Ｃｍ フ
ラグ ｉ，ｊ，ｋ ポインタ

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−198425（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−198426（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−178317（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−151314（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−97818（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−280523（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−120020（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−280522（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−264924（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−258722（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−217227（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−31221（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スクリューをサーボモータによって軸方
   向に駆動し射出，保圧及び背圧制御を行なう電動式射出
   成形機において、射出工程においては設定射出速度に応
   じた移動指令をサーボモータを駆動制御するサーボ回路
   に出力して上記サーボモータを速度制御し、保圧工程に
   おいては、樹脂にかかる圧力を検出し、設定保圧と検出
   された圧力との差を求め、該差に基づいてサーボモータ
   の移動指令量を求め、上記サーボモータを駆動制御する
   サーボ回路に上記移動指令量の移動指令を出力すること
   によって樹脂にかかる圧力を設定圧力になるようにフィ
   ードバック制御し、計量工程においては、樹脂にかかる
   圧力を検出し、設定背圧と検出された圧力との差を求
   め、該差に基づいてサーボモータの移動指令量を求め、
   上記サーボモータを駆動制御するサーボ回路に上記移動
   指令量の移動指令を出力することによって背圧を設定背
   圧になるようにフィードバック制御する電動式射出成形
   機における射出，保圧，背圧制御方法。