JP2798113B2

JP2798113B2 - 成形機における可動部材の制御方法

Info

Publication number: JP2798113B2
Application number: JP6077335A
Authority: JP
Inventors: 健荒井
Original assignee: Nissei Plastic Industrial Co Ltd
Current assignee: Nissei Plastic Industrial Co Ltd
Priority date: 1993-08-27
Filing date: 1994-04-15
Publication date: 1998-09-17
Anticipated expiration: 2013-09-17
Also published as: JPH07112474A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、成形機における可動部
材の制御方法に係わり、特に、射出成形機に設けられた
固定部材に対して、移動限界位置が設定された可動部材
の移動制御に用いて好適な可動部材の制御方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、成形機、例えば、射出成形機に
は、金型キャビティ内に溶融材料を射出するための射出
スクリューや、可動金型が取付けられる可動盤といった
可動部材が設けられており、これらの可動部材は、油圧
シリンダー等の流体圧アクチュエーター、あるいは、ボ
ールねじ機構等の機械的な駆動手段により、固定部材
（例えば、射出スクリューにおいては、この射出スクリ
ューが内挿される加熱筒であり、また、可動盤に取り付
けられる可動金型おいては、前記可動盤に対向配置され
た固定盤に取り付けられる固定金型）に対し、相対的に
進退移動させられるようになっている。

【０００３】ところで、このような射出成形機において
は、可動部材と固定部材との衝突による損傷を回避する
ために、射出スクリューにおいては加熱筒の内面先端部
との至近距離において停止させられるようにその前進ス
トロークが設定され、また、可動盤においては、可動金
型が固定金型に対して至近距離に至った時点で所定の速
度となるように減速処理され、その移動の停止は、両金
型の当接によって規制されている。

【０００４】詳述すれば、前記射出スクリューにおいて
は、まず、所定速度で前進させられる速度制御により、
前進ストロークの最前端近傍まで前進させられて金型キ
ャビティ内に溶融樹脂を射出し、前記金型キャビティを
充満させる量の溶融材料を射出した時点で減速処理され
るとともに、所定の圧力の下に最前進位置まで前進させ
る圧力制御へ移行させられることにより、射出スクリュ
ーの先端と加熱筒の先端内面との間に残存する材料を介
して、前記金型キャビティ内に射出された材料に保圧を
与えるようになされている。

【０００５】そして、前記射出スクリューは、通常時
は、設定された保圧圧力と金型キャビティ内に射出され
た材料の圧力とのバランスによって停止させられ、さら
に、設定された最前進端を越えようとした際に、その位
置検出がなされて、強制的な制動制御により停止させら
れるようになっている。

【０００６】また、前者の可動盤においては、可動金型
とともに、固定盤に取り付けられている固定金型へ向け
て所定速度で前進させられ、前記可動金型と固定金型と
の間隔が所定距離となった時点、すなわち、前進ストロ
ークの最前端近傍に至った時点で減速処理され、つい
で、減速後の低速状態のままさらに前進させられること
により、可動金型が固定金型へ緩やかに当接させられ、
そののちに、両金型が所定の圧力で型締めされるように
なされている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来の射出成形機においては、つぎのような解決すべき
問題点が残されている。以下に、この問題点について詳
述する。

【０００８】前述した可動部材が射出スクリューである
場合には、その減速処理や最前進位置での停止処理は、
射出成形機の駆動条件の設定時に設定される射出スクリ
ューの位置情報に基づいて行なわれている。

【０００９】しかしながら、例えば、材料の計量が設定
値よりも少なく行なわれた場合、射出のために射出スク
リューは速度制御の下に前進させられたのちに、設定位
置に至った時点で減速処理されるとともに圧力制御に移
行することとなるが、計量が少なく金型キャビティ内へ
の射出量が設定値よりも少ないことから、溶融材料が射
出された金型キャビティ内の圧力も低くなり、圧力制御
において設定された射出スクリューに作用する圧力と前
記材料によって与えられる圧力とのバランスが崩れ、射
出スクリューが、減速処理が不完全のまま最前進位置へ
前進させられてしまう。

【００１０】そして、このように減速処理が不完全な状
態で射出スクリューが最前進位置へ前進させられ、その
情報が、射出スクリューの位置検出に基づき検出され
て、強制的な制動制御が行なわれるが、前述したよう
に、射出スクリューの減速処理が不完全で、十分な減速
が行なわれていないこと、また、制動制御時における減
速率が固定された値であることから、制動制御開始時に
おける射出スクリューの初速の大きさによっては、その
慣性力によって射出スクリューの停止が遅れてしまい、
この射出スクリューの先端部と加熱筒内部先端との衝
突、前記射出スクリューの前進をなす射出ラムの先端面
と加熱筒後端面との衝突、あるいは、射出ラムのピスト
ン部前端面と射出シリンダ内部先端との衝突により、前
記射出スクリューの停止がなされることとなる。

【００１１】一方、このような各部の衝突といった不具
合は、前述のような原因のほかに、オペレータによる停
止位置の設定ミスによっても発生する。そして、近年で
は、射出速度が、従来の１００〜３００ｍｍ／ｓｅｃに
対して８００〜１０００ｍｍ／ｓｅｃと大幅に高速化さ
れていることから、制動制御開始時における初速の増加
により、前述した不具合の発生度合いが高められるばか
りでなく、不具合が発生した場合における機器の破損規
模が大きくなる。

【００１２】また、可動部材が可動盤である場合には、
衝突という不具合の原因が、減速処理の開始位置の設定
ミスと、減速率が固定的であり、減速処理開始時におけ
る可動部材の初速の変化に対応できないことがほとんど
である。そして、このような不具合が発生してしまう
と、高価な金型を破損してしまうこととなる。

【００１３】本発明は、前述した従来の問題点に鑑みな
されたもので、その目的とするところは、可動部材の前
進時において、固定部材との衝突を確実に防止すること
のできる射出成形機における可動部材の制御方法を提供
することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
成形機における可動部材の制御方法は、可動部材がフィ
ードバック制御されるものにおいて、成形機の駆動手段
によって進退移動させられる可動部材の移動速度を常時
検出し、この検出した移動速度をＶｆ、停止または停止
に近い減速後の速度をＶf0、移動速度をVｆからＶf0と
するのに要する減速時間をＴ、可動部材の最大移動速度
をＶfmax、また、この最大移動速度Ｖfmaxから前記移動
速度Ｖf0とするまでに要する最小減速時間をＴminとし
た場合、前記可動部材の制動を開始した位置からのオー
バーラン距離Ｘを以下の１式および２式によって連続的
に求めて、前記可動部材の移動限界位置から前記オーバ
ーラン距離Ｘだけ手前に、前記可動部材の前記検出した
移動速度Ｖｆに応じた制動開始位置を繰り返し設定し、
この設定した制動開始位置に前記可動部材が達した時点
で、前記駆動手段を制動制御に切り換えることを特徴と
する。Ｘ＝（Ｖf×Ｔ）÷２・・・・・・・・（１式）Ｔ＝Ｔmin×（Ｖf―Ｖf0）÷（Ｖfmax―Ｖf0）・・・・・・・・（２式）

【００１５】そして、進退移動する可動部材の移動速度
の検出とオーバーラン距離および制動開始位置の演算
を、可動部材の進退移動中、連続的に繰り返し行うこと
も特徴とする。

【００１６】

【００１７】

【作用】本発明の請求項１記載の成形機における可動部
材の制御方法においては、進退移動する可動部材の移動
速度が検出されると、この移動速度と、この移動速度か
ら所定速度まで減速するのに必要な減速時間とにより、
制動制御を開始した位置から所定速度に至るまでに可動
部材が移動するオーバーラン距離を求める。また、前記
可動部材の固定部材に対する最前進位置を移動限界位置
として設定しておき、この移動限界位置から前記オーバ
ーラン距離だけ手前に制動開始位置を設定する。そし
て、前記可動部材が設定した制動開始位置に至ると制動
制御が開始され、可動部材が制動開始位置から前記オー
バーラン距離だけ前進したのちに、所定の速度まで減速
される。ここで、前記可動部材の移動限界位置は、成形
機において一義的に決まるものであり、また、オーバー
ラン距離が、可動部材の移動速度に基づき求められるこ
とから、移動速度に応じたオーバーラン距離と制動開始
位置が設定されることとなり、これによって、可動部材
が移動限界位置に至るまでに確実に所定速度に減速され
る。

【００１８】また、前記移動限界位置は、可動部材が射
出スクリューである場合には、この射出スクリューが挿
通される加熱筒との当接位置から若干手前側に設定さ
れ、また、可動部材が可動盤である場合には、この可動
盤に取り付けられる可動金型と固定盤に取り付けられる
固定金型との当接位置から若干手前側に設定される。

【００１９】さらに、前記減速後の速度は、可動部材が
射出スクリューである場合には、例えば、零かあるいは
即座に停止可能な速度に設定され、また、可動部材が可
動盤である場合には、可動金型と固定金型との当接時の
衝撃力を許容範囲内とする速度に設定される。

【００２０】そして、可動部材の制動開始位置からのオ
ーバーラン距離の演算を、可動部材の進退移動中連続し
て行なうことにより、移動速度の変化に応じて制動開始
位置が繰り返して設定され、これによって制動開始位置
が適確に設定されるとともに、不要な制動制御が行なわ
れることが防止される。

【００２１】さらに、成形機における可動部材の最大速
度から所定速度までに至る最小減速時間を基準として、
任意の移動速度からの減速時間を求め、この減速時間に
基づいて、前記任意の移動速度における減速時間が求め
られる。そして、この減速時間の演算が、成形機の能力
によってほぼ一義的に決まる値（最小減速時間）を基準
にして行なわれることから、高精度の減速時間の演算が
行なわれる。また、この減速時間に基づいて演算される
オーバーラン距離も、同様に、高精度に演算される。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照して説明する。まず、本発明の制御方法の説明に先立
って、この制御が好適に実施される装置の概略について
説明する。

【００２３】図１中、参照符号１は、本実施例が適用さ
れたインラインスクリュー式射出成形機（以下、射出成
形機と略称する）を示し、この射出成形機１は、製品空
洞部（キャビティ）Ｃを形成する固定金型２および可動
金型３と、前記固定金型２に接離可能に設けられて、前
記キャビティＣ内に溶融材料を射出充填する射出装置４
と、この射出装置４の作動を制御する制御ユニット５に
よって概略構成されている。

【００２４】詳述すれば、前記射出装置４は、前記固定
金型２への溶融材料の射出孔となるノズル６ａを先端に
備え、射出材料を加熱溶融する加熱筒６と、この加熱筒
６の後端部に連通状態で設けられ、前記射出材料を前記
加熱筒６内へ供給するホッパー７と、前記加熱筒６内へ
その後方から挿入され、加熱筒６内において溶融された
射出材料を前記ノズル６ａへ向けて射出する射出スクリ
ュー８と、前記射出スクリュー８に連結された射出ラム
９ａを備え、この射出スクリュー８をその長さ方向に往
復移動させる油圧シリンダー９と、この油圧シリンダー
９の後部に取り付けられるとともに、前記射出ラム９ａ
を回転駆動する油圧モーター１０と、前記油圧シリンダ
ー９へ供給される作動油の供給制御を行なうサーボ弁１
１とを備えている。

【００２５】また、前記油圧モーター１０の回転軸１０
ａの外周にはスプラインが形成されており、この回転軸
１０ａがそのスプラインを介して前記射出ラム９ａに嵌
合させられることにより、この射出ラム９ａを、その長
さ方向の相対移動を許容しつつ軸回りに回転させるよう
になされている。

【００２６】前記油圧シリンダー９内には、前記射出ラ
ム９ａの外周に一体に形成されたピストン１２によって
長さ方向に区画された一対の油圧室１３・１４が形成さ
れており、これらの各油圧室１３・１４に、前記サーボ
弁１１を介して作動油が供給され、両油圧室１３・１４
の作動油の圧力差によって、前記射出ラム９ａおよび射
出スクリュー８が前後動させられるようになっている。

【００２７】さらに、前記油圧シリンダー９の外周に
は、前記各油圧室１３・１４の作動油の圧力を検出する
圧力センサー１５・１６が取り付けられ、前記射出ラム
９ａの先端部には、油圧シリンダー９の外部に設置され
ている位置検出器１７が作動片１８を介して連結されて
いる。この作動片１８は、前記油圧シリンダー９の側壁
に形成されたガイド孔１９を介して油圧シリンダー９の
前方空間部へ突出させられるとともに、前記射出ラム９
ａの先端部に、射出ラム９ａの長さ方向における相対移
動が拘束された状態で、かつ、軸回りの相対回動が可能
なように係合させられている。

【００２８】前記サーボ弁１１には、油圧ポンプ等の油
圧源２０と、油圧シリンダー９から排出される作動油を
回収するためのタンク２１が接続されている。

【００２９】一方、前記制御ユニット５は、射出成形機
１全体の制御プログラムが格納された中央制御部２２
と、射出スクリュー８を速度制御する速度制御系と、射
出スクリュー８を圧力制御する圧力制御系とを備えてい
る。

【００３０】前記速度制御系は、速度制御時の射出速度
を設定する速度設定部２３と、前記位置検出器１７から
の信号に基づき射出スクリュー８の速度を演算するとと
もに、この速度情報をフィードバック信号として出力す
る速度変換部２４と、この速度変換部２４からの速度の
フィードバック信号と前記速度設定部２３あるいは後述
する強制ブレーキモニター２５からの速度信号との比較
を行なう速度比較部２６と、この速度比較部２６におけ
る比較結果に基づき速度の補正を行ないその結果を出力
する速度演算部２７と、前記位置検出器１７からの位置
信号に基づき、前記中央制御部２２から与えられるプロ
グラムにしたがい、前記射出スクリュー８の制動制御を
行なう前記強制ブレーキモニター２５と、この強制ブレ
ーキモニター２５に設けられた演算部２５ａからの信号
に基づき作動させられて、前記速度比較部２６への入力
信号を、前記強制ブレーキモニター２５からの速度信号
と前記速度設定部２３からの速度信号とに切り換える切
り換え部２８とによって構成されている。

【００３１】また、前記圧力制御系は、圧力制御時の圧
力を設定する圧力設定部２９と、前記各圧力センサー１
５・１６に接続されて、両油圧室１３・１４の圧力差を
検出することにより、油圧シリンダー９の射出圧力の信
号をフィードバック信号として出力する差分部３０と、
この差分部３０からのフィードバック信号と前記圧力設
定部２９からの出力信号との比較を行なう圧力比較部３
１と、この圧力比較部３１における結果に基づき圧力補
正を行なう圧力演算部３２とによって構成されている。

【００３２】そして、これらの速度制御系および圧力制
御系は、前記中央制御部２２によって作動させられる切
り換え部３３によって切り換えられるようになってい
る。また、前記切り換え部３３は、前記速度演算部２７
や圧力演算部３２から出力される駆動信号を増幅するサ
ーボ増幅部３４を介して前記サーボ弁１１へ接続されて
いる。

【００３３】ついで、このように構成された射出成形機
１の作動とともに、本発明の制御方法の一実施例につい
て説明する。

【００３４】まず、材料の射出量を設定するとともに、
速度設定部２３によって射出速度を設定し、また、圧力
設定部２９によって射出圧力を設定し、さらにその他の
温度等の諸条件を設定したのちに、射出材料の計量を行
なう。

【００３５】射出材料の計量は従来と同様であり、射出
スクリュー８に油圧シリンダー９によって所定の背圧を
かけつつ、油圧モーター１０によって回転を与えること
によって行なわれる。すなわち、射出スクリュー８の回
転により、ホッパー７に貯留されている射出材料が、加
熱筒６内に引き込まれるとともに、加熱筒６の前方へ向
けて送り込まれ、この射出材料が加熱筒６の前方へ送り
込まれる最中に、この加熱筒６によって加熱溶融され
て、加熱筒６の内面先端部と射出スクリュー８の先端部
との間に貯留される。

【００３６】このようにして溶融材料が加熱筒６の前方
へ送り込まれると、この溶融材料の圧力が徐々に上昇
し、この圧力により前記射出スクリュー８が前記背圧に
抗して後退させられ、この射出スクリュー８が所定の位
置まで後退させられた状態において、この射出スクリュ
ー８の前方部分の加熱筒６内に所定量の溶融材料が貯留
されて計量が行なわれる。

【００３７】これより、中央制御部２２に格納されてい
るプログラムに基づいて射出工程に移行される。そし
て、射出工程の開始時においては、前記切り換え部２８
が速度比較部２６へ速度設定部２３を接続するように保
持され、また、他の切り換え部３３が速度制御系をサー
ボ弁１１へ接続するように保持されている。

【００３８】これより射出工程が開始されると、まず、
速度設定部２３において設定された速度情報に基づき速
度演算部２７からサーボ増幅部３４を介してサーボ弁１
１へ駆動信号が出力されて、油圧シリンダー９の一方の
油圧室１４側の圧力が高められて、射出ラム９ａによっ
て射出スクリュー８が前進させられて、その前方に位置
する溶融材料が金型内に射出される。

【００３９】そして、このような射出工程において、射
出スクリュー８の移動位置が位置検出器１７によって常
時検出されるとともに、この位置情報に基づき、速度変
換部２４において射出スクリュー８の実速度が演算さ
れ、この射出スクリュー８の実速度情報が速度比較部２
６へフィードバック信号として出力される。

【００４０】この速度比較部２６においては、速度設定
部２３から入力されている目標速度と、前記フィードバ
ックされた実速度との比較がなされ、これらの間に差が
ある場合には、補正信号が生成され、この速度の補正信
号が、切り換え部３３を経てサーボ増幅部３４へ出力さ
れるとともに、このサーボ増幅部３４において増幅され
たのちにサーボ弁１１へ駆動信号として出力される。

【００４１】これによって、前記射出スクリュー８が設
定速度で前進させられて、溶融材料が金型２・３内へ射
出される。

【００４２】一方、前記位置検出器１７からの位置信号
や速度変換部２４からの速度信号は、強制ブレーキモニ
ター２５の演算部２５ａへ入力され、また、位置信号は
前記中央制御部２２へ入力されている。

【００４３】そして、前記射出スクリュー８の前進位置
が所定の位置に達した時点で、中央制御部２２から切り
換え部３３へ駆動信号が出力されて、前記サーボ増幅器
３４へ接続されている速度制御系が切り離されるととも
に、圧力制御系が接続されることにより、前記射出スク
リュー８が圧力制御に移行させられる。

【００４４】圧力制御に移行させられると、前記射出ス
クリュー８の前進位置に応じて与えられる設定圧力と、
圧力センサー１５・１６および差分部３０によって検出
されるところの、油圧シリンダー９によって射出スクリ
ュー８に与えられている実際の圧力との比較が、前記圧
力比較部３１において行なわれ、この比較結果に基づ
き、サーボ弁１１の作動量の補正値が圧力演算部３２に
おいて演算され、その補正信号が、前記圧力演算部３２
からサーボ増幅器３４を会してサーボ弁１１へ出力され
ることにより、前記射出スクリュー８が圧力制御され
る。

【００４５】一方、前記強制ブレーキモニター２５の演
算部２５ａにも、前述したように、位置検出器１７や速
度変換部２４から、射出スクリュー８の位置情報や速度
情報が入力されており、この演算部２５ａにおいて、前
記射出スクリュー８の過度の前進を防止し、あるいは、
他の構成部材との衝突時における衝撃力を緩和する制動
制御を行なうための監視が継続してなされている。

【００４６】すなわち、前記演算部２５ａは、射出スク
リュー８の移動速度と、移動中の射出スクリュー８が停
止または停止に近い速度まで減速するのに要する減速時
間とにより、前記射出スクリュー８の制動開始位置から
のオーバーラン距離を求め、前記射出スクリュー８の移
動限界位置から前記オーバーラン距離だけ手前に、射出
スクリュー８の制動開始位置を設定し、この射出スクリ
ュー８が前記制動開始位置に達した際に、前記油圧シリ
ンダー９を制動制御に切り換えるようになされている。

【００４７】さらに詳述すれば、本実施例においては、
射出スクリュー８のオーバーラン距離をＸ、移動速度を
Ｖf、減速後の速度をＶf0、移動速度をＶfからＶf0とす
るのに要する減速時間をＴ、射出スクリュー８の最大移
動速度をＶfmax、また、この最大移動速度Ｖfmaxから前
記移動速度Ｖf0とするまでに要する最小減速時間をＴmi
nとし、前記オーバーラン距離Ｘを、次の１式および２
式によって求めるようにしている。Ｘ＝（Ｖf×Ｔ）÷２・・・・・・・・（１式）Ｔ＝Ｔmin×（Ｖｆ―Ｖf0）÷（Ｖfmax―Ｖf0）・・・・・・・・（２式）

【００４８】ここで、前記最大移動速度Ｖfmaxは、射出
スクリュー８を、射出成形機１の最大能力で移動させた
場合に得られる速度であり、射出成形機１固有のもので
ほぼ不変の値として得られる。そして、前記最小減速時
間Ｔminは、この最大移動速度Ｖfmaxから、射出成形機
１の最大の減速能力で減速させ、所定の速度Ｖf0、例え
ば零とするまでに要する時間であって、この値も射出成
形機１固有の値で、かつ、ほぼ不変の値としてみなされ
る。

【００４９】したがって、ある移動速度Ｖfから所定の
速度Ｖf0まで減速するのに要する減速時間Ｔと最小減速
時間Ｔminとの比が、前記２式で示されるように、移動
速度Ｖfと最大速度Ｖfmaxとの比に比例することとな
る。

【００５０】このようにして、移動速度Ｖfから所定の
速度Ｖf0とするまでに要する時間Ｔが求まると、オーバ
ーラン距離（すなわち、制動開始から所定速度Ｖf0とす
るまでに要する距離）Ｘは、１式に示すように、この速
度Ｖf0と減速時間Ｔとの積として得られる。

【００５１】そして、前記強制ブレーキモニター２５の
演算部２５ａには、射出スクリュー８の移動限界位置が
記憶されており、この移動限界位置は、例えば、前記射
出スクリュー８の先端と、加熱筒６の内面先端近傍との
間に微小隙間を形成する位置に設定される。

【００５２】そこで、演算部２５ａにおいては、速度変
換部２４から得られる射出スクリュー８の移動速度Ｖf
の情報に基づき、この移動速度Ｖfに対応したオーバー
ラン距離Ｘが逐次算出されているとともに、このオーバ
ーラン距離Ｘとあらかじめ設定されている移動限界位置
とから、制動開始位置が設定されている。

【００５３】そして、前記位置検出器１７からの位置情
報により、前記射出スクリュー８が、前記制動開始位置
に至ると、中央制御部２２によって切り換え部３３が作
動させられて、サーボ増幅部３４と速度制御系とが接続
されるとともに、演算部２５ａにより切り換え部２８が
作動させられて、速度比較部２６と演算部２５ａとが接
続される。

【００５４】これより、演算部２５ａから速度比較部２
６へ減速信号としての速度信号が出力されて、前記射出
スクリュー８の制動制御が開始される。このような制動
制御に際して、射出スクリュー８の移動速度は、位置検
出器１７および速度変換部２４を介して速度比較部２６
へフィードバックされ、これによって、射出スクリュー
８の制動制御が行なわれる。

【００５５】そして、前記制動開始位置から移動限界位
置までの距離が、前記オーバーラン距離Ｘとして設定さ
れていることから、前記射出スクリュー８が、前記制動
開始位置から前記オーバーラン距離Ｘ移動させられたの
ちに停止させられる。したがって、前記射出スクリュー
８が、前記移動限界位置において確実に停止させられる
とともに、このときの所定の速度Ｖf0が零である場合に
は、移動限界位置が、前述したように、射出スクリュー
８と加熱筒６との間に隙間を形成する位置に設定されて
いるから、射出スクリュー８と加熱筒６との当接が回避
される。

【００５６】また、本実施例においては、前記オーバー
ラン距離Ｘの演算が、射出スクリュー８の速度に対応し
て連続的に行なわれているから、前述した減速制御によ
り、射出スクリュー８の移動速度Ｖfが減少すると、こ
れに応じて制動開始位置も移動限界位置へ徐々に近付け
られることとなり、したがって、前記移動限界位置に至
った時点で所定の速度Ｖf0となされる。

【００５７】一方、前記移動限界位置が射出スクリュー
８と加熱筒６とが接触する位置に設定されている場合
や、所定の速度Ｖf0が零に近い値に設定されている場合
においては、射出スクリュー８が微小速度で加熱筒６に
当接させられることによって停止させられる。

【００５８】したがって、何れの場合においても射出ス
クリュー８や他の構成部材の損傷が抑制される。

【００５９】そして、例えば、射出材料の計量が正常に
行なわれた場合、射出スクリュー８は、圧力制御の後半
において、加熱筒６の内部前端に存在する材料の圧力に
よってその移動が減速され、前記制動開始位置に至る前
に十分な減速がなされることとなり、この結果、射出ス
クリュー８が正常に動作させられている場合においては
制動制御が開始されず、成形条件に悪影響を与えること
はない。

【００６０】ついで、本発明の第２実施例について、図
２ないし図４に基づき説明する。なお、以下の説明中、
図１と共通する部分については同一符号を用いて説明を
簡略化する。本実施例は、金型２・３の開閉操作におけ
る可動金型３の移動制御に適用した例である。

【００６１】詳述すれば、前記固定金型２は、射出成形
機１のベースに固定された固定盤４０に取り付けられ、
可動金型３は、前記ベースと固定盤４０との間に架設さ
れたタイバー等によって摺動自在に保持された可動盤４
１に取り付けられることにより、両金型２・３が対向状
態で、相互に接近離間可能に保持されている。

【００６２】そして、前記可動盤４１には、その移動位
置を検出するための位置センサー４２が連結されている
とともに、これらの固定盤４０および可動盤４１は、後
述する前記可動金型３の開閉移動をなすシリンダーとと
もに、型締め装置４３を構成している。

【００６３】この型締め装置４３を構成するシリンダー
は、前記可動盤４１が一体に取り付けられた型締めラム
４４が摺動自在に装着された型締めシリンダー４５と、
この型締めシリンダー４５の内部に設けられた早送りシ
リンダー４６と、これらの型締めシリンダー４５や早送
りシリンダー４６への作動油の供給を制御する開閉弁４
７、サーボ弁４８、および、型開閉弁４９と、これらの
各弁４７〜４９の作動を制御する制御ユニット５０とに
よって概略構成されている。

【００６４】さらに詳述すれば、前記型締めシリンダー
４５は、その内部に、前記型締めラム４４によって区画
された第１の油圧室４５ａと第２の油圧室４５ｂが形成
されており、前記第１の油圧室４５ａへの作動油の供給
により、型締めラム４４を突出させるように移動させて
前記可動盤４１を型閉じ方向に移動させ、また、第２の
油圧室４５ｂへの作動油の供給により、型締めラム４４
を引き込むように移動させて、前記可動盤４１を型開き
方向に移動させるようになっている。また、この型締め
シリンダー４５には、前記第１の油圧室４５ａの圧力を
検出する圧力センサー５１が設けられている。

【００６５】前記早送りシリンダー４６は、前記型締め
シリンダー４５と一体に設けられているとともに、前記
型締めラム４４が、その型締め方向後方から摺動自在に
挿入され、この型締めラム４４との間に油圧室４６ａを
形成するようになされている。そして、この油圧室４６
ａに作動油が供給されることにより、前記型締めラム４
４を型締め方向に移動させるようになっている。また、
この油圧室４６ａの容積が、前記第１の油圧室４５ａに
比して小さく形成されおり、これによって、この油圧室
４６ａへの作動油の供給により、前記型締めラム４４が
高速で移動させられるようになっている。

【００６６】前記型開閉弁４９は、加圧油を生成する油
圧ポンプ５４と、前記型締め装置４３から排出される作
動油を回収して貯溜する作動油タンク５５とが接続され
ていおり、前記油圧ポンプ５４から供給される作動油の
前記サーボ弁４８への供給および停止を行うとともに、
前記サーボ弁４８を介して回収される作動油を前記作動
油タンク５５へ導くようになっている。

【００６７】前記サーボ弁４８は、前記型締めシリンダ
ー４５の第２の油圧室４５ｂと早送りシリンダー４６の
油圧室４６ａへ接続されており、これらの両油圧室４５
ｂ・４６ａへ作動油を選択的に供給することにより、前
記型締めラム４４の型締め方向および型開き方向とに往
復移動させるようになっているとともに、両油圧室４５
ｂ・４６ａへ供給する作動油圧力のバランスを調整する
ことにより、その移動速度を調整するようになってい
る。

【００６８】また、このサーボ弁４８に接続されている
開閉弁４７は、型締め時において前記サーボ弁４８から
供給される作動油を、前記型締めシリンダー４５の第１
の油圧室４５ａへ供給するとともに、型開き時におい
て、第１の油圧室４５ａ内の作動油を前記型締めシリン
ダー４５および型開閉弁４９を介して作動油タンク５５
へ導くようになっている。そして、この開閉弁４７によ
って型締めシリンダー４５の第１の油圧室４５ａへ作動
油が供給されると、前述した早送りシリンダー４６の油
圧室４６ａで発生させられる加圧力に加えて、第１の油
圧室４５ａにおいて発生させられる加圧力が前記型締め
ラム４４へ作用させられることにより、射出に必要な高
圧の型締めが行なわれる。

【００６９】前記制御ユニット５０は、前記型締めシリ
ンダー４５の第１の圧力室４５ａに併設された圧力セン
サー５１からフィードバックされる圧力信号と、入力さ
れた圧力指令との比較に基づき、前記サーボ弁４８の作
動をフィードバック制御する圧力制御部５６と、前記位
置センサー４２からの位置信号と入力された位置指令と
の比較に基づき、前記サーボ弁４８の作動をフィードバ
ック制御する位置制御部５７と、前記位置信号に基づき
前記可動盤４１の移動速度を演算する速度変換部５８
と、この速度変換部５８からの速度信号と入力された速
度信号との比較に基づき、前記サーボ弁４８の作動をフ
ィードバック制御する速度制御部５９と、これらの各制
御部５６・５７・５９による制御を切り換えるループき
り換え部６０と、このループ切り換え部６０から出力さ
れる各制御信号を増幅する電流増幅部６１とによって構
成されている。

【００７０】ついで、このように構成された型締め装置
４３における可動盤４１の制御方法について説明する。

【００７１】まず、型締め操作について説明する。この
型締め操作が開始されると、ループ制御切り換え部６０
において速度制御が選択されて、開閉弁４７がＯＦＦの
状態に保持されるとともに、型開閉弁４９が作動させら
れることにより、油圧ポンプ５４から供給される作動油
がサーボ弁４８へ導かれ、また、速度制御部５９からの
制御信号によってサーボ弁４８が作動させられることに
より、早送りシリンダー４６の油圧室４６ａへ作動油が
供給される。これによって、型締めラム４４が型締め方
向へ高速移動させられることにより、可動盤４１が可動
金型３とともに、固定金型２へ向けて移動させられる。
そして、この可動盤４１の移動速度が位置センサー４２
および速度変換部５８を介してフィードバックされてい
ることにより、前記速度制御部５９において、前記可動
盤４１の移動速度が、速度指令によって設定された所定
の速度となるように、前記サーボ弁４８の作動が制御さ
れる（ここでは、図３に示すように、高速型締１の場合
について説明する）。

【００７２】そして、可動盤４１が減速開始位置１に到
達した時点で減速制御へ移行することにより、可動盤４
１の減速が開始されるが、この減速制御は、以下の条件
で行なわれる。

【００７３】すなわち、減速に要する距離をＸmc、現在
速度をＶf、減速後における速度をＶf0、現在速度Ｖfか
ら減速後における速度Ｖf0とするのに要する時間をＴと
した場合、Ｘmc＝(Ｖf-Ｖf0)÷２×Ｔ・・・・・・・・・・・（３式）により、減速に要する距離Ｘmcを算出し、この距離Ｘmc
と、速度Ｖf0としなければならない位置（図３に、低速
型締位置として示してある）Ｘsと、現在位置Ｐとの関
係がつぎの４式を満足する状態となった際に減速制御が
開始される。換言すれば、４式を満足させるような位置
Ｐが減速開始位置１となる。Ｐ≦Ｘmc＋Ｘs ・・・・・・・・・・・（４式）

【００７４】このような減速制御により、型締操作の途
中における現在速度Ｖfと減速後における速度Ｖf0とか
ら、減速に必要な距離Ｘmcが算出され、速度Ｖf0としな
ければならない位置Ｘsから手前の距離Ｘmcに至った時
点で減速制御が開始されることとなる。そして、型締め
装置４３の減速能力によって一義的に決まるものであ
り、この減速率と現在速度および減速すべき目標速度と
の既知の値に基づいて、減速に要する距離Ｘmcが手前に
設定されるから、前記４式による減速開始位置１の設定
により、可動盤４１が速度Ｖf0としなければならない位
置Ｘsに至るまでに、確実に前記速度Ｖf0に減速され
る。

【００７５】しかも、減速後の目標速度Ｖf0ならびにそ
の位置Ｘsを一定とした場合、前記減速開始位置１の設
定が、減速開始前の現在速度Ｖfに応じて設定される。
したがって、現在速度Ｖfが大きければ大きい分、前記
減速に要する距離Ｘmcも大きくなり、また、減速開始位
置１もさらに長くなり、また、現在速度Ｖfが小さくな
る分、減速に要する距離Ｘmcは短くなる。

【００７６】すなわち、本実施例においても、可動盤４
１の現在速度Ｖfに応じた減速開始位置１が自動的に最
適位置に設定され、設定された所定の位置において確実
な減速が行なわれる。たとえば、図３に示すように、可
動盤４１を、高速型締１よりも低速な高速型締２で示す
速度で移動させた場合、低速型締位置Ｘsにより近い位
置にその減速開始位置２が設定されて、この位置より減
速制御が開始され、本実施例では、前記高速型締１にお
ける直線状の減速曲線（減速領域）Ａに沿った減速が行
なわれる。このように、両減速曲線が直線状となるの
は、型締め装置４３の減速率を一定とし、また、最終減
速速度Ｖf0となる位置を一定に設定したためである。

【００７７】そして、本実施例においては、可動盤４１
が、前述した減速速度Ｖf0まで減速されたのちに、その
速度でさらに型締め方向へ移動させられることにより、
この可動盤４１に取り付けられている可動金型３が、低
速状態で固定金型２へ当接させられることによりその移
動が停止させられる。この低速移動領域Ｂを設定するの
は、金型に設けられているガイドピン等の保護を行なう
ためのもので、その移動距離は金型の種類に応じて適宜
変更されるものである。

【００７８】また、前述した両金型２・３の当接がなさ
れたのちにおいては、ループ切替部６０において、型締
め装置４３の制御ループが圧力制御に切り替えられると
ともに、開閉弁４７が作動させられて、前記サーボ弁４
８と型締めシリンダー４５の第１の油圧室４５ａが連通
させられることにより、サーボ弁４８から供給される作
動油の一部が前記第１の油圧室４５ａへ供給されて、型
締めラム４４へ大きな圧力が負荷される。そして、前記
第１の油圧室４５ａ内の作動油圧力が圧力センサー５１
を介して制御ユニット５０へフィードバックされるとと
もに、前記圧力制御部５６から出力される制御信号に基
づき、前記サーボ弁４８の作動が制御されることによ
り、両金型２・３の型締め圧力がフィードバック制御さ
れる。

【００７９】さらに、前述した減速領域Ａから低速移動
領域Ｂへの移行をより円滑に行なわせるために、図３に
曲線Ｃで示すように、Ｓ字状の減速曲線とすることも可
能である。

【００８０】また、本実施例に示す可動金型３の型開き
時においても、本発明の制御方法が適用される。型締め
装置４３は、射出完了時点において、図４に示すよう
に、高圧型締め状態にあるが、これより、サーボ弁４８
が作動させられることにより、型締めラム４４に作用す
る型閉じ方向の圧力と型開き方向の圧力とをバランスさ
せるべく、型締めシリンダー４５の第１の油圧室４５ａ
および早送りシリンダー４６の油圧室４６ａ内の作動油
が、型開閉弁４９を介して徐々に作動油タンク５５へ排
出されることにより、型締め圧力が除去される（図４に
圧抜領域Ｄとして示した）。この圧抜き操作も前記第１
の油圧室４５ａからの圧力信号に基づき、圧力制御部に
おけるフィードバック制御によって行なわれる。

【００８１】このような圧抜が完了したのちに、再度サ
ーボ弁４８が作動させられて、型締めシリンダー４５の
第２の油圧室４５ｂへ作動油が供給されるとともに、第
１の油圧室４５ａおよび早送りシリンダー４６の油圧室
４６ａ内の作動油が作動油タンク５５へ排出されること
により、型締めラム４４が型開き方向に低速で所定位置
まで移動させられる（この低速型開領域を図４にＥで示
した）。

【００８２】さらに、可動盤４１が所定位置まで低速移
動させられたのちに、前記サーボ弁４８による第２の油
圧室４５ｂへの作動油供給量が増加させられることによ
り、図４に示す高速型開１の速度まで加速されつつ型開
きが行なわれ、この高速型開１における速度の状態で、
型開きが継続される。

【００８３】そして、可動盤４１が減速開始位置１に到
達すると減速が開始されて、可動盤４１の移動停止位
置、すなわち、型開き停止位置Ｘmsに至った時点で可動
盤が４１が停止される。

【００８４】この可動盤４１の減速開始位置１は、高速
型開１における現在速度をＶf、この現在速度Ｖfから停
止させるまでに必要な距離をＸmoおよび停止に必要な時
間をＴとした場合、つぎの（５式）で演算される。Ｘmo＝Ｖf÷２×Ｔ・・・・・・・・・・・（５式）

【００８５】そして、現在位置をＰとし、可動盤４１の
移動を停止させる位置をＸmsとすると、現在位置Ｐが、
つぎの（６式）を満足した場合に前記減速開始位置１と
なる。Ｐ≧Ｘms−Ｘmo ・・・・・・・・・・・（６式）

【００８６】すなわち、予め設定されている停止位置か
ら型開き方向において停止に必要な距離Ｘmo手前に至っ
た時点で減速が開始される。ここで、前記減速開始位置
１が、現在速度Ｖfに基づいて決定されていることか
ら、型閉じ操作と同様の理由により、可動盤４１が、そ
の移動速度に拘りなく設定された停止位置に確実に停止
させられる。また、このような停止操作に際しても、図
４にＦで示すような直線的な減速処理と、同図にＧで示
すようなＳ字状の減速処理とが可能である。

【００８７】このように本実施例においては、金型２・
３の開閉操作においても、所定の位置において所定の速
度に到達させあるいは停止させることができるので、ハ
イサイクルの成形が可能となるばかりでなく、型閉じ時
においては金型の衝突やガイドピンの損傷等が防止さ
れ、また、減速開始位置を手探りで設定する必要がなく
なり操作性が向上する。さらに、型開き時においては、
可動金型３の停止位置が高精度に行なわれることによ
り、成形品の取り出しを行なう取り出し機との位置関係
が正確にセッティングされて、その調整が容易になり、
かつ、取り出し不良による成形トラブルがなくなる。

【００８８】なお、前記実施例は一例であって、適用す
る射出成形機の種類や可動部材の種類に応じ、あるい
は、設計要求等に種々変更可能である。例えば、射出ス
クリュー８や可動盤４１の駆動手段として油圧シリンダ
ー９を用いた例について示したが、これに限られるもの
ではなく、ボール螺子機構や電動式の駆動手段を駆動手
段とした射出成形機にも適用可能である。

【００８９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
記載の成形機における可動部材の制御方法は、進退移動
する可動部材の移動速度と、この移動速度から所定速度
まで減速させられるのに要する時間とにより、制動開始
から所定速度に至る間に移動するオーバーラン距離を求
め、可動部材の移動限界位置から前記オーバーラン距離
分手前に制動開始位置を設定し、この設定した制動開始
位置に可動部材が至った時点で制動制御を開始するよう
にしたから、つぎのような優れた効果を奏する。

【００９０】可動部材が前記制動開始位置に至った時点
で制動を開始することにより、この可動部材を、制動開
始位置から前記オーバーラン距離移動した時点、すなわ
ち、移動限界位置に達した時点において所定の速度に減
速させることができる。そして、前記移動限界位置を可
動部材と固定部材との当接位置から若干手前に設定する
とともに、前記所定速度を零とすることにより、前記可
動部材を、固定部材と当接する前に停止させることがで
き、あるいは、前記所定速度を零に近い値とすることに
より、移動限界位置の手前において、可動部材の十分な
減速を行なって、固定部材との衝突時の速度を十分に小
さくすることができる。また、可動部材の移動限界位置
を、固定部材との当接位置に設定した場合においては、
減速後の速度を零あるいはそれに近い速度に設定してお
けば、可動部材と固定部材との当接速度を十分に小さく
することができる。

【００９１】したがって、可動部材と固定部材との当接
を回避し、あるいは、可動部材の十分な減速により両者
の衝突時における衝撃力を緩和し、これによって、可動
部材や固定部材あるいはその他の構成部材の損傷を防止
することができる。しかも、前述の制動開始位置を可動
部材の移動速度に応じて設定するものであるから、移動
速度の大きさに応じた制動開始位置が適確に設定され、
移動速度に拘りなく、前述した移動限界位置に至るまで
に、確実な減速あるいは停止を行なうことができる。し
たがって、制動開始位置の設定ミス等の不具合が生じる
こともない。

【００９２】そして、前記減速時間およびオーバーラン
距離が、射出成形機の能力によってほぼ一義的に設定さ
れるものであるから、前述した制動開始位置の設定を高
精度に実施することができる。

【００９３】しかも、制動開始をぎりぎりの位置まで延
ばすことが可能であるから、ハイサイクルの成形が可能
となるばかりでなく、たとえば、可動部材としての可動
金型の型開き操作に適用した場合においては、可動金型
の停止位置を高精度に制御することにより、製品取りだ
し時における取り出し機と可動金型との位置関係を高精
度に設定することができ、これによって、取り出し機の
調整を容易にすることができるとともに、取り出し不良
による成形トラブルを解消することができる。

【００９４】そして、進退移動する可動部材の移動速度
の検出、オーバーラン距離の演算、および、制動開始位
置の演算を、可動部材の進退移動中連続して行なうこと
により、制動制御を成形機の動作状況に即した形態で行
なうことができ、これによって制動開始位置が適確に設
定されるとともに、不要な制動制御が行なわれることが
防止される。

【００９５】さらに、成形機における可動部材の最大速
度から所定速度までに至る最小減速時間を基準として、
任意の移動速度からの減速時間を求め、この減速時間に
基づいて、前記任意の移動速度における減速時間を求め
るものであるから、成形機の能力によってほぼ一義的に
決まる値（最小減速時間）を基準にして前記減速時間の
演算を行なうことにより、高精度の減速時間の演算を行
なうことができる。また、この減速時間に基づいてオー
バーラン距離ならびに制動開始位置を演算するものであ
るから、これらも、同様に高精度の演算が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を好適に実施するための射出
成形機の制御ブロック図である。

【図２】本発明を金型の開閉操作に適用した第２実施例
を示すもので、型締め装置の制御ブロック図である。

【図３】本発明の第２実施例における可動盤の型閉じ時
における速度や圧力と位置との関係を示す図である。

【図４】本発明の第２実施例における可動盤の型開き時
における速度や圧力と位置との関係を示す図である。

【符号の説明】

１射出成形機２固定金型３可動金型４射出装置５制御ユニット６加熱筒（固定部材）８射出スクリュー（可動部材）９油圧シリンダー（駆動手段）１１サーボ弁１５圧力センサー１６圧力センサー１７位置検出器２３速度設定部２４速度変換部２５強制ブレーキモニター２５ａ演算部２６速度比較部２７速度演算部４１可動盤４２位置センサー４３型締め装置４７開閉弁４８サーボ弁４９型開閉弁５０制御ユニット５６圧力制御部５７位置制御部５８速度変換部５９速度制御部

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B29C 45/76 - 45/82 B22D 17/26,17/32 B29C 45/47 - 45/70

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】可動部材がフィードバック制御されるも
のにおいて、成形機の駆動手段によって進退移動させら
れる可動部材の移動速度を常時検出し、この検出した移
動速度をＶｆ、停止または停止に近い減速後の速度をＶ
f0、移動速度をVｆからＶf0とするのに要する減速時間
をＴ、可動部材の最大移動速度をＶfmax、また、この最
大移動速度Ｖfmaxから前記移動速度Ｖf0とするまでに要
する最小減速時間をＴminとした場合、前記可動部材の
制動を開始した位置からのオーバーラン距離Ｘを以下の
１式および２式によって連続的に求めて、前記可動部材
の移動限界位置から前記オーバーラン距離Ｘだけ手前
に、前記可動部材の前記検出した移動速度Ｖｆに応じた
制動開始位置を繰り返し設定し、この設定した制動開始
位置に前記可動部材が達した時点で、前記駆動手段を制
動制御に切り換えることを特徴とする成形機における可
動部材の制御方法。Ｘ＝（Ｖf×Ｔ）÷２・・・・・・・・（１式）Ｔ＝Ｔmin×（Ｖf―Ｖf0）÷（Ｖfmax―Ｖf0）・・・・・・・・（２式）