JP2770124B2 - 射出成形機の圧力検出方法及び装置 - Google Patents
射出成形機の圧力検出方法及び装置Info
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Description
リンダに基づく圧力を検出するための射出成形機の圧力
検出方法及び装置に関する。
射出成形機Moを示す。射出成形機Moは射出装置70
と型締装置71を備える。射出装置70は前端に射出ノ
ズル73を、後部にホッパ74をそれぞれ設けた加熱筒
72を備え、この加熱筒72の内部にはスクリュ75を
挿入するとともに、加熱筒72の後端にはスクリュ駆動
部76を結合する。スクリュ駆動部76は片ロッド形式
のピストン77を内蔵する射出シリンダ(油圧シリン
ダ)78を備え、ピストン77の前方に突出するロッド
77sはスクリュ75の後端に結合するとともに、ピス
トン77の後端には射出シリンダ78に取付けたオイル
モータ79のシャフトがスプライン結合する。なお、仮
想線で示す型締装置71は金型80を支持し、当該金型
80の型開閉を行う。
81を接続する。油圧制御回路81は油圧回路82と制
御回路83を備える。油圧回路82は4ポートサーボ弁
84を備え、同サーボ弁84のAポートは射出シリンダ
78の前油室78fに、Bポートは後油室78rに、P
ポートは油圧源(油圧ポンプ及びアキュムレータ)85
に、Tポートはオイルタンク86にそれぞれ接続する。
を備える。この圧力検出装置60は射出シリンダ78の
後油室78rの油圧を検出する歪ゲージを用いた圧力セ
ンサ61、圧力センサ61に接続したブリッジ回路を含
むヘッドアンプ62を備え、ヘッドアンプ62から出力
する圧力検出値Pdが射出圧力、保圧力等の検出値とな
る。なお、制御回路83において、87は圧力検出値P
dと予め設定した圧力設定値Psの偏差を求める偏差検
出器、88は偏差検出器87から得る偏差に対して圧力
補償した圧力操作量を求める圧力補償部、89はスクリ
ュ75の位置を検出する位置センサ、90は位置センサ
89の位置検出結果から速度を求める速度変換部、91
は速度変換部90から得る速度検出値と予め設定された
速度設定値の偏差を求める偏差検出器、92は速度補償
した速度操作量を求める速度補償部、93及び94は圧
力操作量及び速度操作量を選択するスイッチ機能部、9
5は圧力操作量又は速度操作量をサーボ弁84を制御す
る指令信号に変換するサーボ指令部、96は各種制御
(サーボシーケンス制御、機械制御等)を司る制御部で
ある。
装置60によって圧力検出値Pdが検出される。即ち、
圧力センサ61により射出シリンダ78における後油室
78rの油圧が検出されるとともに、ヘッドアンプ62
により増幅され、目的の圧力検出値Pdが得られる。
力検出値Pdは偏差検出器87に付与され、偏差検出器
87により当該圧力検出値Pdと予め設定された圧力設
定値Psの偏差が得られる。この偏差は圧力補償部88
により圧力補償され、圧力操作量としてサーボ指令部9
5に付与される。この結果、サーボ指令部95から指令
信号がサーボ弁84に付与され、油圧が制御されるとと
もに、圧力制御された圧油が射出シリンダ78の後油室
78rに供給され、スクリュ75が加圧される。一方、
圧力検出装置60からは実際の圧力検出値Pdが得られ
るため、圧力のフィードバック制御系により圧力検出値
Pdと圧力設定値Psが一致するように制御される。
来の圧力検出装置60では圧力センサ61として歪ゲー
ジを使用するため、得られる圧力検出値Pdには、歪ゲ
ージ自身の特性のバラつきをはじめ、射出シリンダ78
への取付時のバラつき等による誤差が含まれる。したが
って、通常はヘッドアンプ62に、零調整回路及びゲイ
ン調整回路を設け、初期調整時に、零調整及びゲイン調
整を行っている。
時間帯等の各種要因によって、温度ドリフトが生じた場
合、初期調整時に零調整を行っても、当該ドリフトによ
ってその調整点が正規の零調整点からズレてしまい、結
局、正確で精度の高い圧力検出を行えないとともに、成
形品質の低下を招く問題点があった。
課題を解決したものであり、特に、両ロッド形式のピス
トンを内蔵する油圧シリンダに適用することによって、
温度ドリフトに左右されることなく、常に正確な零調整
点を維持し、正確で高精度の圧力検出、さらには、成形
品質の向上を図ることができる射出成形機の圧力検出方
法及び装置の提供を目的とする。
の圧力検出方法は、両ロッド形式のピストン4wを内蔵
する油圧シリンダ、例えば、射出シリンダ2wの油圧を
圧力センサ3f、3rにより検出するに際し、予め、前
記油圧が原理的に零になる期間Tsに、射出シリンダ2
wにおける前油室2wf及び後油室2wrの油圧をそれ
ぞれ圧力センサ3f、3rにより検出し、当該期間Ts
における各圧力センサ3f、3rの出力に基づく圧力検
出値Pdf、Pdrをそれぞれ補正値Af、Arとして
記憶するとともに、圧力検出時に、当該圧力検出時にお
ける各圧力センサ3f、3rの出力に基づく圧力検出値
Pdf、Pdrを対応する補正値Af、Arにより補正
し、補正後の各圧力検出値Paf、Parの差分を求め
てピストン4wの圧力検出値Paを得るようにしたこと
を特徴とする。
sは、電源投入に基づく初期化が終了した後の所定期
間、或いは射出工程が終了した後の所定期間とすること
ができる。なお、補正値Af、Arは複数回サンプリン
グして得た圧力検出値Pdf…、Pdr…を平均して求
めることが望ましい。
装置1wは、両ロッド形式のピストン4wを内蔵する油
圧シリンダ、例えば、射出シリンダ2wの油圧を検出す
る圧力センサを備えてなる圧力検出装置において、特
に、射出シリンダ2wにおける前油室2wf及び後油室
2wrの油圧をそれぞれ検出する一対の圧力センサ3
f、3rと、当該油圧が原理的に零になる期間Tsにお
ける各圧力センサ3f、3rの出力に基づく圧力検出値
Pdf、Pdrをそれぞれ補正値Af、Arとして求め
る補正値演算部5f、5rと、求めた補正値Af、Ar
を記憶する補正値記憶部6f、6rと、圧力検出時にお
ける各圧力センサ3f、3rの出力に基づく圧力検出値
Pdf、Pdrを対応する補正値Af、Arにより補正
する圧力補正部7f、7rと、補正後の各圧力検出値P
df、Pdrの差分を求めてピストン4wの圧力検出値
Paを得る差分演算部8を備えてなることを特徴とす
る。
回サンプリングして得た圧力検出値Pdf…、Pdr…
を平均して補正値Af、Arを求めることができる。
力検出装置1wによれば、基本的に、射出シリンダ2w
における油圧は圧力センサ3f、3rにより検出され、
この圧力センサ3f、3rの出力に基づいて目的の圧力
検出値Pdf、Pdrが得られる。
油圧が原理的に零になる期間Tsが存在する。例えば、
電源投入に基づく初期化が終了した後の所定期間、或い
は射出工程が終了した後の所定期間等は圧力制御が行わ
れないため、原理的には当該油圧を表す圧力検出値Pd
f、Pdrが零になる期間Tsである。本発明はこの期
間Tsに着目し、この期間Tsにおいて得られる補正値
Af、Arにより、圧力検出時における圧力検出値Pd
f、Pdrを自動で補正しようとするものである。
df、Pdrは、原理的(本来的)に零になる期間Ts
における誤差分であるため、予め、補正値演算部5f、
5rにより、このときの圧力検出値Pdf、Pdrを補
正値Af、Arとして求める。なお、補正値Af、Ar
を求める際し、複数回サンプリングして得た圧力検出値
Pdf…、Pdr…を平均すれば、補正値Af、Arの
誤差分が低減される。そして、得られた補正値Af、A
rは補正値記憶部6f、6rに記憶される。
力補正部7f、7rにより、当該圧力検出時における圧
力センサ3f、3rの出力に基づく圧力検出値Pdf、
Pdrが補正値記憶部6f、6rに記憶された補正値A
f、Arによって補正される。即ち、圧力検出値Pd
f、Pdrに対して補正値Af、Arが加算又は減算さ
れ、この結果、補正された正確な圧力検出値Paf、P
arが得られる。そして、この際、両ロッド形式のピス
トン4wを内蔵する射出シリンダ2wを用いるため、差
分演算部8によって、各圧力センサ3f、3rの出力に
基づく補正後の各圧力検出値Paf、Parの差分によ
りピストン4wの圧力検出値Pa(射出圧力、保圧力
等)が求められる。
面に基づき詳細に説明する。
含む射出成形機Mwの構成について、図1を参照して説
明する。
射出装置10は前端に射出ノズル12を、後部にホッパ
13をそれぞれ設けた加熱筒11を備え、この加熱筒1
1の内部にはスクリュ14を挿入するとともに、加熱筒
11の後端にはスクリュ駆動部15を結合する。スクリ
ュ駆動部15は両ロッド形式のピストン4wを内蔵する
射出シリンダ(油圧シリンダ)2wを備え、ピストン4
wの前ロッド4wfはスクリュ14の後端に結合すると
ともに、後ロッド4wrは射出シリンダ2wの後端に配
設したオイルモータ17のシャフトにスプライン結合す
る。この場合、前ロッド4wfと後ロッド4wrは同径
である。
Cを接続する。油圧制御回路Cは油圧回路30と制御回
路Uを備える。油圧回路30は4ポートサーボ弁31を
備え、この4ポートサーボ弁31は、Aポートを射出シ
リンダ2wの前油室2wfに、Bポートを射出シリンダ
2wの後油室2wrに、Pポートをロジック弁(パイロ
ット操作形チェック弁)32vを介して油圧源(油圧ポ
ンプ及びアキュムレータ)32に、Tポートをオイルタ
ンク33にそれぞれ接続する。
検出装置1wを備える。圧力検出装置1wは前室圧力検
出装置1wfと後室圧力検出装置1wrを備える。前室
圧力検出装置1wfは射出シリンダ2wにおける前油室
2wfの油圧を検出する歪ゲージを用いた圧力センサ3
f、圧力センサ3fに接続したブリッジ回路を含むヘッ
ドアンプ34fを備え、ヘッドアンプ34fの出力は圧
力検出値Pdfとなる。さらにまた、圧力検出装置1w
fには、前油室2wfの油圧を表す圧力検出値Pdfが
原理的に零になる期間Tsにおける圧力検出値Pdfを
補正値Afとして求める機能を有する補正値演算部5
f、求めた補正値Afを記憶する補正値記憶部6f、圧
力検出時に圧力検出値Pdfを補正値Afにより補正、
即ち、圧力検出値Pdfに対して補正値Afを加算又は
減算して圧力検出値Pdfを補正する圧力補正部(差分
器)7fを備える。
検出装置1wfと同様に構成し、射出シリンダ2wにお
ける後油室2wrの油圧を検出する歪ゲージを用いた圧
力センサ3r、圧力センサ3rに接続したブリッジ回路
を含むヘッドアンプ34r、後油室2wrの油圧を表す
圧力検出値Pdrが原理的に零になる期間Tsにおける
圧力検出値Pdrを補正値Arとして求める機能を有す
る補正値演算部5r、求めた補正値Arを記憶する補正
値記憶部6r、圧力検出時に圧力検出値Pdrを補正値
Arにより補正、即ち、圧力検出値Pdrに対して補正
値Arを加算又は減算して圧力検出値Pdrを補正する
圧力補正部(差分器)7rを備える。なお、ヘッドアン
プ34rの出力は圧力検出値Pdrとなる。
部(差分器)であり、圧力補正部7fと圧力補正部7r
の出力である補正された圧力検出値Paf、Parの差
分、即ち、ピストン4wの圧力検出値Paを求める機能
を備える。また、36は差分演算部8から得る圧力検出
値Paと予め設定された圧力設定値Psの偏差を求める
偏差検出器、37は偏差検出器36から得る偏差に対し
て圧力補償した圧力操作量を求める圧力補償部、38は
スクリュ14の位置を検出する位置センサ、39は位置
センサ38の位置検出結果から速度を求める速度変換
部、40は速度変換部39から得る速度検出値と速度設
定値の偏差を求める偏差検出器、41は速度補償した速
度操作量を求める速度補償部、42及び43は圧力操作
量及び速度操作量を選択するスイッチ機能部、44は圧
力操作量又は速度操作量をサーボ弁31を制御する指令
信号に変換するサーボ指令部、45は各種制御(サーボ
シーケンス制御、機械制御等)を司る制御部である。
方法)を含む射出成形機Mwの一部制御動作について、
図1及び図3、さらに、図2に示すフローチャートを参
照して説明する。
的に、射出シリンダ2wの前油室2wf及び後油室2w
rの油圧が圧力センサ3f及び3rによりそれぞれ検出
され、ヘッドアンプ34f及び34rにより増幅され
る。これにより、各ヘッドアンプ34f及び34rから
は圧力検出値Pdf及びPdrが得られる。
間は圧力制御が行われないため、原理的には射出シリン
ダ2wの前油室2wf及び後油室2wrの油圧を表す圧
力検出値Pdf及びPdrが零になる期間Tsとなる。
即ち、射出工程は図3に示すように、射出充填を行う速
度制御領域と保圧を行う圧力制御領域からなり、Se点
において圧力制御領域が終了した後は、いわゆる圧抜き
が行われる(ステップ50〜52)。
了する図3中のSp点に達したなら、補正値演算部5f
及び5rにより補正値Af及びArを求める。具体的に
は、補正値演算部5f及び5rに備えるタイマ機能によ
り一定のインターバル時間Tiを計時し(ステップ5
3)、タイムアップしたなら、ヘッドアンプ34f及び
34rから得る圧力検出値Pdf及びPdrに対してサ
ンプリングを行う(ステップ54、55)。この場合、
サンプリング回数は一定の周期によりn回行う。このと
きサンプリングされる圧力検出値Pdf及びPdrは、
原理的には零になる期間Tsにおける圧力検出値Pdf
及びPdrのため、ドリフトに伴って発生する誤差分で
ある。一方、サンプリング回数がn回に達したなら(ス
テップ56)、補正値演算部5f及び5rにおいて各圧
力検出値Pdf…及びPdr…の平均値を演算により求
める(ステップ57)。そして、この平均値を補正値A
f及びArとして補正値記憶部6f、6rに記憶する
(ステップ58)。
ては記憶された補正値Af及びArより圧力検出値Pd
f及びPdrに対する補正が行われる。この場合、圧力
制御時には圧力のフィードバック制御が行われるため、
まず、前油室2wf側の制御系においては、圧力センサ
3f及びヘッドアンプ34fを介して圧力検出値Pdf
が検出され、得られた圧力検出値Pdf及び補正値記憶
部6fに記憶された補正値Afは共に圧力補正部7fに
付与され、この圧力補正部7fにおいて、圧力検出値P
dfに対する補正値Afによる補正が行われるととも
に、他方、後油室2wr側の制御系においては、圧力セ
ンサ3r及びヘッドアンプ34rを介して圧力検出値P
drが検出され、得られた圧力検出値Pdr及び補正値
記憶部6rに記憶された補正値Arは共に圧力補正部7
rに付与され、この圧力補正部7rにおいて、圧力検出
値Pdrに対する補正値Arによる補正が行われる(ス
テップ59)。具体的には、圧力検出値Pdf及びPd
rに対して補正値Af及びArがそれぞれ加算又は減算
され、この結果、補正された正確な圧力検出値Paf及
びParが得られる。
れる補正後の圧力検出値Paf及びParは差分演算部
8に付与され、当該圧力検出値Paf及びParの差分
によりピストン4wの圧力検出値Pa(射出圧力、保圧
力等)が求められる。
正後の圧力検出値Paは偏差検出器36に付与され、偏
差検出器36により当該圧力検出値Paと予め設定され
た圧力設定値Psの偏差が得られる。この偏差は圧力補
償部37により圧力補償され、圧力操作量としてサーボ
指令部44に付与される。この結果、サーボ指令部44
から指令信号がサーボ弁31に付与され、油圧が制御さ
れるとともに、圧力制御された圧油が射出シリンダ2w
に供給され、スクリュ14が加圧される。一方、圧力検
出装置1wにより圧力検出値Paが得られるため、圧力
のフィードバック制御系により圧力検出値Paと圧力設
定値Psが一致するように制御される。この場合、制御
部45によりスイッチ機能部43はOFF、スイッチ機
能部42はONになっている。
るドリフト範囲(例えば、定格圧力の10%前後)が規
定されている。したがって、この規定値以上に零補正さ
れた場合には圧力センサ或いは動作不良が考えられるた
め、アラームの作動或いは制御動作停止等のエラー処理
を行う。
本発明はこのような実施例に限定されるものではない。
例えば、実施例はハードウェアにより構成した場合を示
したが、同一の処理をソフトウェアで実行してもよい。
また、射出シリンダにおけるピストンの圧力を検出する
場合を示したが、型締シリンダ等の他の油圧シリンダに
も同様に適用できる。さらにまた、圧力検出値が原理的
に零になる期間として、射出工程が終了した後の所定期
間を例示したが、電源投入に基づく初期化が終了した後
の所定期間でもよいし、他の同様の期間を選定してもよ
い。また、補正値を求める頻度及びサンプリング回数、
或いは補正値による補正時期(補正間隔)等は任意に選
定できる。その他、細部の構成、手法等において、本発
明の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更できる。
圧力検出方法は、両ロッド形式のピストンを内蔵する油
圧シリンダの油圧を圧力センサにより検出するに際し、
予め、油圧が原理的に零になる期間に、油圧シリンダに
おける前油室及び後油室の油圧をそれぞれ圧力センサに
より検出し、当該期間における各圧力センサの出力に基
づく圧力検出値をそれぞれ補正値として記憶するととも
に、圧力検出時に、当該圧力検出時における各圧力セン
サの出力に基づく圧力検出値を対応する補正値により補
正し、補正後の各圧力検出値の差分を求めてピストンの
圧力検出値を得るようにしたため、温度ドリフトに左右
されることなく、常に正確な零調整点を維持し、正確で
高精度の圧力検出、さらには、成形品質の向上を図るこ
とができるという顕著な効果を奏する。
装置は、両ロッド形式のピストンを内蔵する油圧シリン
ダの油圧を検出する圧力センサを備えてなる射出成形機
の圧力検出装置において、油圧シリンダにおける前油室
及び後油室の油圧をそれぞれ検出する一対の圧力センサ
と、油圧が原理的に零になる期間における各圧力センサ
の出力に基づく圧力検出値をそれぞれ補正値として求め
る補正値演算部と、求めた補正値を記憶する補正値記憶
部と、圧力検出時における各圧力センサの出力に基づく
圧力検出値を対応する補正値により補正する圧力補正部
と、補正後の各圧力検出値の差分を求めてピストンの圧
力検出値を得る差分演算部を備えるため、上記圧力検出
方法を確実かつ容易に実施できるという顕著な効果を奏
する。
出成形機のブロック構成図、
ローチャート、
すタイミングチャート、
形機のブロック構成図、
間 Af,Ar 補正値
Claims (8)
- 【請求項1】 両ロッド形式のピストンを内蔵する油圧
シリンダの油圧を圧力センサにより検出するに際し、予
め、前記油圧が原理的に零になる期間に、前記油圧シリ
ンダにおける前油室及び後油室の油圧をそれぞれ圧力セ
ンサにより検出し、当該期間における各圧力センサの出
力に基づく圧力検出値をそれぞれ補正値として記憶する
とともに、圧力検出時に、当該圧力検出時における各圧
力センサの出力に基づく圧力検出値を対応する前記補正
値により補正し、補正後の各圧力検出値の差分を求めて
ピストンの圧力検出値を得ることを特徴とする射出成形
機の圧力検出方法。 - 【請求項2】 油圧が原理的に零になる期間は、電源投
入に基づく初期化が終了した後の所定期間であることを
特徴とする請求項1記載の射出成形機の圧力検出方法。 - 【請求項3】 油圧が原理的に零になる期間は、射出工
程が終了した後の所定期間であることを特徴とする請求
項1記載の射出成形機の圧力検出方法。 - 【請求項4】 補正値は複数回にわたってサンプリング
して得た圧力検出値を平均して求めることを特徴とする
請求項1、2又は3記載の射出成形機の圧力検出方法。 - 【請求項5】 油圧シリンダは射出シリンダであること
を特徴とする請求項1記載の射出成形機の圧力検出方
法。 - 【請求項6】 両ロッド形式のピストンを内蔵する油圧
シリンダの油圧を検出する圧力センサを備えてなる射出
成形機の圧力検出装置において、前記油圧シリンダにお
ける前油室及び後油室の油圧をそれぞれ検出する一対の
圧力センサと、前記油圧が原理的に零になる期間におけ
る各圧力センサの出力に基づく圧力検出値をそれぞれ補
正値として求める補正値演算部と、求めた補正値を記憶
する補正値記憶部と、圧力検出時における各圧力センサ
の出力に基づく圧力検出値を対応する前記補正値により
補正する圧力補正部と、補正後の各圧力検出値の差分を
求めてピストンの圧力検出値を得る差分演算部を備えて
なることを特徴とする射出成形機の圧力検出装置。 - 【請求項7】 補正値演算部は複数回サンプリングして
得た圧力検出値を平均して補正値を求めることを特徴と
する請求項6記載の射出成形機の圧力検出装置。 - 【請求項8】 油圧シリンダは射出シリンダであること
を特徴とする請求項6記載の射出成形機の圧力検出装
置。
Priority Applications (4)
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JP5-247572 | 1993-09-08 | ||
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