JP3157780B2 - 電動式射出成形機における保圧制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動式射出成形機
における保圧制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】射出成形機における射出制御では射出の
初期段階で射出速度優先でスクリューを駆動し、スクリ
ューが特定の切替位置に到達して樹脂の充填が完了した
段階から設定射出圧力でスクリューを押圧して一定の樹
脂圧力を維持して保圧を行う。

【０００３】サーボモータを備えた電動式射出成形機に
おける射出制御もこれと同様にして行われる。即ち、特
開昭６２−９７８１３号公報に開示されているように、
射出開始後は、まず、射出制御が行われ、保圧工程に入
ると、樹脂圧力を検出するセンサからの検出樹脂圧力が
設定射出圧力（設定保圧）になるようにフィードバック
制御され保圧制御を行う。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような保
圧制御を行うと、この間スクリュー位置や速度の制御が
不能となる。従って、樹脂の充填が不十分だったり逆流
が生じたりしてシリンダ内の樹脂圧力が設定射出圧力に
到達しないような場合には、スクリューが目標位置に到
達してからもスクリューに強力な駆動力が作用する結果
となり、スクリューがシリンダ先端部に衝突する等して
様々な損傷を生ずる危険があった。

【０００５】そこで、本発明の目的は、所定の保圧制御
を行い、しかも、スクリューの衝突を未然に防止するこ
とのできる電動式射出成形機における保圧制御方法を提
供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】射出用サーボモータと、
スクリューの位置および速度を検出する検出器と、圧力
を検出する圧力センサとを有し、上記射出用サーボモー
タに目標位置までの移動指令を出力して位置ループと速
度ループの制御を行って上記射出用サーボモータを制御
することが可能であると共に、設定射出圧力と上記圧力
センサとの検出圧力により圧力制御が可能な電動式射出
成形機において、本発明の保圧制御方法は、設定射出圧
力と上記圧力センサで検出された射出圧力との偏差に比
例ゲインを乗じて出力される速度指令と、上記位置ルー
プ制御により出力される速度指令とを逐次比較し、小さ
い方の速度指令に基づいて射出用サーボモータを駆動し
保圧制御を行なう。

【０００７】又は、設定射出圧力と検出射出圧力との偏
差にから求められるものをトルク指令とし、上記位置ル
ープ制御及び速度ループ制御により出力されるトルク指
令とを逐次比較し、小さい方のトルク指令に基づいて射
出用サーボモータを駆動し保圧制御を行なう。

【０００８】

【作用】射出用サーボモータにスクリュー目標位置まで
の移動指令に基づいて位置ループでは速度指令が求めら
れる。一方、設定射出圧力と圧力センサで検出される射
出圧力との偏差に基いて速度指令を求める。こうして求
められた２つの速度指令の大小関係を逐次比較し、小さ
な方の速度指令に基いて速度ループ制御を行いトルク指
令を求め射出用サーボモータを駆動する。

【０００９】樹脂の充填が完了して樹脂圧が増大する
と、設定射出圧力と検出射出圧力との偏差が徐々に小さ
くなり、その偏差に基いて出力される速度指令の値が相
対的に小さくなる。一方、スクリューには射出用サーボ
モータの駆動を妨げる樹脂圧が作用して位置ループの偏
差が増大するので、位置ループから出力される速度指令
の値が相対的に大きくなる。その結果、射出用サーボモ
ータは設定射出圧力と検出射出圧力との偏差に基いて出
力される速度指令により速度ループ制御が行われ求めら
れるトルク指令により駆動されて保圧が制御される。

【００１０】一方、樹脂の充填が不十分だったり逆流が
生じたりした場合にはスクリューに樹脂圧力の反力が作
用せず、設定射出圧力と検出射出圧力との偏差が小さく
ならず、この偏差に基く速度指令は大きな値を維持す
る。しかし、射出用サーボモータが移動指令に追従して
移動する結果、位置ループから出力される速度指令の値
が大きくならないので、射出用サーボモータは位置ルー
プから出力される速度指令でそのまま駆動制御される。
その結果、位置ループから出力される速度指令がスクリ
ュー目標位置を越えて出力されることはないので、スク
リューのオーバートラベルは未然に防止され、衝突が阻
止される。

【００１１】また、位置ループで求めた速度指令から速
度ループでトルク指令を求め、かつ設定射出圧力と圧力
センサで検出される射出圧力との偏差に基いてトルク指
令を求め、こうして求められた２つのトルク指令の大小
関係を逐次比較し、小さな方のトルク指令に基いて射出
用サーボモータを駆動する場合でも同様である。すなわ
ち、設定射出圧力と検出圧力との偏差が小さいと、該圧
力偏差で求められるトルク指令が、位置・速度ループ制
御で求められるトルク指令より小さくなり、圧力偏差に
よる保圧制御がなされる。しかし、樹脂の充填が不十分
だったり逆流が生じたりした場合には圧力偏差が小さく
ならず、圧力偏差によるトルク指令は大きな値となり、
位置・速度ループ制御で求められるトルク指令の方が小
さくなり、この位置・速度ループ制御で求められるトル
ク指令によって射出用サーボモータは駆動され、結局位
置ループ制御がなされることになるから、スクリューは
目標位置をこえることはなく、安全が確保される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。図１は本発明の方法を適用した一実
施形態の電動式射出成形機の要部を示すブロック図で、
射出成形機の射出軸についてのみ図示し、型締軸，スク
リュー回転軸等は図示していない。

【００１３】１はスクリュー、２はスクリューを軸方向
に移動して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の位置および速度を検出するパ
ルスコーダ、４はスクリューに作用する反力を樹脂圧力
として検出する圧力センサ、５はシリンダである。

【００１４】又、１０は射出成形機を制御するための制
御装置で、該制御装置１０はＮＣ用ＣＰＵ１１とＰＭＣ
用ＣＰＵ１２とを有し、ＮＣ用ＣＰＵ１１には制御プロ
グラムを格納したＲＯＭ１７およびデータの一時記憶等
に利用されるＲＡＭ１８がバス２５で結合され、又、Ｐ
ＭＣ用ＣＰＵ１２にはシーケンスプログラムを格納した
ＲＯＭ１９およびデータの一時記憶等に利用されるＲＡ
Ｍ２０がバス２５で結合されている。１４はＢＡＣで、
ＮＣプログラムや各種設定値を記憶する共有ＲＡＭ１５
およびＮＣ用ＣＰＵ１１とＰＭＣ用ＣＰＵ１２とがバス
２５で接続され、該ＢＡＣ１４で使用するバスを制御す
るようになっている。又、該ＢＡＣ１４にはオペレータ
パネルコントローラ２１を介してＣＲＴ／ＭＤＩ２２が
接続されている。

【００１５】１３は射出成形機の各軸のサーボモータの
出力トルク，速度，位置を制御するデジタルサーボ回路
の一部を構成するサーボＣＰＵで、該ＣＰＵ１３にはバ
ス２５でデータの一時記憶に利用されるＲＡＭ２３と入
出力回路２４およびサーボ制御用の制御プログラムおよ
び設定値等を記憶するサーボ共有ＲＡＭ１６が接続さ
れ、該サーボ共有ＲＡＭ１６にはＮＣ用ＣＰＵ１１がバ
ス接続されている。

【００１６】上記入出力回路２４にはＤ／Ａ変換器を有
するドライバ７を介して電力増幅器６が接続され、該電
力増幅器６の出力で射出用サーボモータ２を駆動するよ
うになっている。又、入出力回路２４には電力増幅器６
の出力、即ち、射出用サーボモータ２の駆動電流をＡ／
Ｄ変換器９で変換した駆動電流値データおよび圧力セン
サ４の出力をＡ／Ｄ変換器８でデジタル信号に変換した
圧力データならびにパルスコーダ３からのパルス出力が
入力されるようになっている。

【００１７】以上のような構成において、射出成形機を
稼動させると、ＰＭＣ用ＣＰＵ１２がＲＯＭ１９のシー
ケンスプログラムによりシーケンス制御を行う一方、Ｎ
Ｃ用ＣＰＵ１１が共有ＲＡＭ１５のＮＣプログラムによ
って射出成形機の各動作の制御を行い、各軸のサーボモ
ータに対して移動指令を出力し、この移動指令がサーボ
共有ＲＡＭ１６に一旦記憶されると共に、各軸毎の移動
指令に対し、サーボＣＰＵ１３が所定周期毎の処理で位
置および速度ループの処理を実行して各軸毎のサーボモ
ータの位置制御，速度制御，トルク制御を行うこととな
る。

【００１８】図２は射出制御時におけるサーボＣＰＵ１
３が位置・速度ループ処理周期毎に実行する処理の概略
を示す第１実施形態のフローチャートである。以下、図
２を参照して本発明の第１実施形態の処理動作を説明す
る。

【００１９】サーボＣＰＵ１３は、ＮＣ用ＣＰＵ１１か
ら分配周期毎に分割されて出力されるスクリュー目標位
置への移動指令を更に位置・速度ループ処理周期毎に分
割した移動指令θｒとパルスコーダ３からのフィードバ
ックパルスにより従来と同様に位置ループ処理を行い速
度指令Ｖｃを算出する（ステップＳ１）。また、サーボ
共有ＲＡＭ１６に記憶された設定射出圧力Ｐｓと圧力セ
ンサ４で検出された射出圧力Ｐｆとの偏差を求め、この
偏差に比例ゲインＫｘを乗じて圧力偏差に基く速度指令
Ｐｃを算出する（ステップＳ２）。

【００２０】位置ループ処理による速度指令Ｖｃと圧力
偏差に基く速度指令Ｐｃを算出したサーボＣＰＵ１３は
両者の大小関係を比較し（ステップＳ３）、圧力偏差に
基く速度指令Ｐｃの値が位置ループの速度指令Ｖｃの値
に比べて相対的に小さければ、圧力偏差に基く速度指令
Ｐｃで従来と同様の速度ループ処理を実行する一方（ス
テップＳ４）、位置ループ処理による速度指令Ｖｃの値
が圧力偏差に基く速度指令Ｐｃの値に比べて相対的に小
さければ、位置ループ処理による速度指令Ｖｃで従来と
同様に速度ループ処理を実行する（ステップＳ５）。即
ち、速度指令ＶｃもしくはＰｃとパルスコーダ３からの
フィードバックパルスから求められるサーボモータの検
出実速度から従来と同様にＰＩ（比例，積分）制御を行
ってトルク指令値Ｔｒを求める。そして、該トルク指令
値Ｔｒを電流ループに引き渡して（ステップＳ６）、当
該位置・速度ループ処理周期の処理を終了する。また、
電流ループではトルク指令値ＴｒとＡ／Ｄ変換器９を介
して入力される射出用サーボモータ２の駆動電流値とに
より従来と同様の電流ループ処理を行ってドライバ７を
介して電力増幅器６に出力し、射出用サーボモータ２を
駆動制御する。

【００２１】射出開始直後の段階では金型への樹脂の充
填が完了していないので設定射出圧力Ｐｓと検出射出圧
力Ｐｆとの偏差が大きく、設定射出圧力Ｐｓと検出射出
圧力Ｐｆとの偏差に基いて算出される速度指令Ｐｃの値
が相対的に大きくなる。一方、スクリュー１には射出用
サーボモータ２の駆動を妨げる樹脂圧が作用せず射出用
サーボモータ２がＮＣ用ＣＰＵ１１からの移動指令に追
従するので位置偏差は小さく位置ループ処理による速度
指令Ｖｃの値は相対的に小さい。従って、射出開始直後
の段階では、射出用サーボモータ２は位置ループ処理に
よる速度指令Ｖｃにより速度優先で制御される。

【００２２】スクリュー１が前進する間に金型への樹脂
の充填が完了すると、該スクリュー１に樹脂の反力が作
用して設定射出圧力Ｐｓと検出射出圧力Ｐｆとの偏差が
徐々に小さくなり、圧力偏差に基く速度指令Ｐｃの値が
相対的に小さくなる。また、スクリュー１の前進が妨げ
られる結果、位置の偏差が増大して位置ループ処理によ
る速度指令Ｖｃの値が相対的に大きくなる。そして、位
置ループ処理による速度指令Ｖｃが圧力偏差に基く速度
指令Ｐｃの値を越えると、射出用サーボモータ２は設定
射出圧力Ｐｓと検出射出圧力Ｐｆとの偏差に基いて出力
される速度指令Ｐｃにより設定射出圧力Ｐｓを目標値と
する圧力優先制御が行われる。樹脂の逆流や洩れおよび
充填不良等の問題がなければ、位置ループにある程度の
偏差を残したままの状態で設定射出圧力Ｐｓによる保圧
が所定時間行われて射出制御が完了し、設定射出圧力Ｐ
ｓによる良好な保圧処理が行われることとなる。

【００２３】一方、樹脂の充填が不十分だったりスクリ
ュー１とシリンダ５との間に逆流が生じたりした場合に
はシリンダ５内の樹脂圧が増大しないので設定射出圧力
Ｐｓと検出射出圧力Ｐｆとの偏差が小さくならず、圧力
偏差に基く速度指令Ｐｃは大きな値を示すこととなる。
一方、スクリュー１には射出用サーボモータ２の駆動を
妨げる樹脂圧が作用しないため、射出用サーボモータ２
はＮＣ用ＣＰＵ１１からの移動指令に追従し、位置偏差
は大きく増大せず、位置ループ処理による速度指令Ｖｃ
の値は大きくならない。従って、射出用サーボモータ２
は位置ループから出力される速度指令Ｖｃによって最終
段階まで駆動制御されることとなる。位置ループ処理に
よる速度指令Ｖｃの出力はスクリュー１が目標位置まで
移動して位置偏差がなくなった段階で自動的に停止され
るので、スクリュー１のオーバートラベルが未然に防止
され、シリンダ５先端部との衝突は阻止される。

【００２４】図３はサーボＣＰＵ１３の射出制御におけ
る位置・速度ループ処理周期毎に実行される処理を概略
で示す第２実施形態のフローチャートである。射出成形
機の構成自体は上述の第１実施形態と同様である。以
下、第１の実施形態と同様に、サーボＣＰＵ１３は位置
ループ処理を行って、速度指令Ｖｃを算出し（ステップ
Ｔ１）、更に、位置ループの速度指令Ｖｃとパルスコー
ダ３からのフィードバックパルスＶｆより求められる射
出用サーボモータ２の現在速度とに基いて従来と同様の
速度ループの処理を実行することによりトルク指令値Ｔ
ｒを求める（ステップＴ２）。更に、サーボ共有ＲＡＭ
１６に記憶された設定射出圧力Ｔｓと圧力センサ４で検
出された検出射出圧力Ｔｆとの偏差を求め、この偏差に
比例ゲインＫｙを乗じて圧力偏差に基くトルク指令Ｔｃ
を算出する（ステップＴ３）。

【００２５】速度ループ処理によるトルク指令Ｔｒと圧
力偏差に基くトルク指令Ｔｃを算出したサーボＣＰＵ１
３は両者の大小関係を比較し（ステップＴ４）、圧力偏
差に基くトルク指令Ｔｃの値が速度ループからのトルク
指令Ｔｒの値に比べて相対的に小さければ、圧力偏差に
基くトルク指令Ｔｃを電流ループに引き渡して（ステッ
プＴ５）、当該位置・速度ループ処理周期の処理を終了
する。一方、速度ループ処理によるトルク指令Ｔｒの値
が圧力偏差に基くトルク指令Ｔｃの値に比べて相対的に
小さければ、速度ループからのトルク指令Ｔｒを電流ル
ープに引き渡して（ステップＴ６）、当該位置・速度ル
ープ処理周期の処理を終了する。電流ループでは、トル
ク指令値ＴｃとＡ／Ｄ変換器９を介して入力される射出
用サーボモータ２の駆動電流値とにより従来同様に電流
ループ処理を行ってドライバ７を介して電力増幅器６に
出力し、射出用サーボモータ２を駆動制御する。

【００２６】速度ループからのトルク指令Ｔｒの値は位
置偏差および速度偏差に依存しているから、射出制御時
に生じる現象は上述の第１実施形態の場合と同様であ
る。

【００２７】即ち、射出開始直後の段階では設定射出圧
力Ｔｓと検出射出圧力Ｔｆとの偏差が大きく、圧力偏差
に基いて算出されるトルク指令Ｔｃの値が相対的に大き
くなる一方、射出用サーボモータ２の駆動を妨げる樹脂
圧は作用しないので射出用サーボモータ２がＮＣ用ＣＰ
Ｕ１１からの移動指令に追従し、速度ループからのトル
ク指令Ｔｒの値は相対的に小さくなる。従って、射出開
始直後の段階では、射出用サーボモータ２が速度ループ
のトルク指令Ｔｒにより優先制御される。

【００２８】また、スクリュー１が前進する間に金型へ
の樹脂の充填が完了すると、スクリュー１に樹脂の反力
が作用して設定射出圧力Ｔｓと検出射出圧力Ｔｆとの偏
差が徐々に小さくなり、圧力偏差に基くトルク指令Ｔｃ
の値が相対的に小さくなると共に、スクリュー１の前進
が妨げられる結果、速度は低下し、位置偏差および速度
偏差が増大して速度ループからのトルク指令Ｔｒの値が
相対的に大きくなる。そして、速度ループのトルク指令
Ｔｒが圧力偏差に基くトルク指令Ｔｃの値を越えると、
射出用サーボモータ２は設定射出圧力Ｔｓと検出射出圧
力Ｔｆとの偏差に基いて出力されるトルク指令Ｔｃによ
り設定射出圧力Ｔｓを目標値とする優先制御が行われ
る。樹脂の逆流や洩れおよび充填不良等の問題がなけれ
ば、位置ループおよび速度ループにある程度の位置偏
差，速度偏差を残したままの状態で設定射出圧力Ｔｓに
よる保圧が所定時間行われて射出制御が完了し、設定射
出圧力Ｔｓによる良好な保圧処理が行われることとな
る。

【００２９】一方、樹脂の充填が不十分だったり逆流が
生じたりした場合には、シリンダ５内の樹脂圧が増大し
ないので設定射出圧力Ｔｓと検出射出圧力Ｔｆとの偏差
が小さくならず、その結果圧力偏差に基くトルク指令Ｔ
ｃが大きくなる。一方、射出用サーボモータ２がＮＣ用
ＣＰＵ１１からの移動指令に追従する結果、位置偏差，
速度偏差は増大せず、速度ループからのトルク指令Ｔｒ
の値は大きくならない。従って、射出用サーボモータ２
は速度ループから出力されるトルク指令Ｔｒによって最
終段階まで駆動制御されることとなる。そして、トルク
指令Ｔｒの出力はスクリュー１が目標位置まで移動して
位置偏差がなくなった段階で自動的に停止されるので、
スクリュー１のオーバートラベルが未然に防止され、シ
リンダ５先端部との衝突は阻止される。

【００３０】次に、サーボＣＰＵ１３やＲＡＭ２３およ
びサーボ共有ＲＡＭ１６等からなるデジタルサーボ回路
に替えて従来から行われているアナログ式のサーボ回路
を適用して射出用サーボモータ２を駆動するようにした
場合の実施形態について説明する。

【００３１】図４は射出用サーボモータ２に関するサー
ボ回路の構成を概略で示す第３実施形態のブロック図で
ある。射出成形機および制御装置１０に関する主要部の
構成自体は上述の第１および第２実施形態と同様であ
り、図１においてデジタルサーボ回路を構成する要素１
３，１６，２３，２４等が従来から公知のアナログ式の
サーボ回路に替わるだけであり、従来から周知であるの
で詳細は省略する。

【００３２】２６は位置制御を構成するブロックであ
り、可逆カウンタ等からなるエラーレジスタ，Ｄ／Ａ変
換器，増幅器等で構成され、ＮＣ用ＣＰＵ１１からの分
配パルスθｒを積算すると共にパルスコーダ３からの位
置に関するフィードバックパルスθｆを減算し、この
値、即ち、位置指令に対するエラー量の値を逐次Ｄ／Ａ
変換して速度指令Ｖｃとして出力する。２７は速度制御
を構成するブロックで誤差増幅器等からなり、入力され
た速度指令とパルスコーダ３からのフィードバックパル
スθｆをＦ／Ｖ変換して求められた現在速度Ｖｆとの間
の速度偏差をＰＩ（比例，積分）制御を行って増幅して
トルク指令Ｔｒを出力する。２８は電流制御を構成する
ブロックで誤差増幅器等からなり、入力されたトルク指
令Ｔｒと射出用サーボモータ２に流れる電力増幅器２９
からの駆動電流の偏差を電力増幅器２９へ出力すること
により射出用サーボモータ２を駆動制御する。

【００３３】４は上述の第１および第２実施形態と同様
の圧力センサであり、射出機構の一部を構成するスクリ
ュー１に作用する反力を樹脂圧力として検出する。これ
らの構成に関しては従来の電動式射出成形機と同様であ
るが、本実施形態においては、更に、ＮＣ用ＣＰＵ１１
によって設定された設定射出圧力Ｐｓと圧力センサ４に
よって検出された検出射出圧力Ｐｆとの偏差を速度指令
Ｐｃとして出力する速度指令手段としての差動増幅器３
０が設けられ、また、位置制御２６と速度制御２７との
間には、速度制御２７への入力を差動増幅器３０からの
速度指令Ｐｃと位置制御２６からの速度指令Ｖｃとの間
で切替える切替スイッチ３２が配備されている。切替ス
イッチ３２は差動増幅器３０からの速度指令Ｐｃと位置
制御２６からの速度指令Ｖｃとの大小関係間を比較する
比較器３１の出力によって切替えられ、速度指令Ｐｃが
速度指令Ｖｃよりも小さい場合には差動増幅器３０に接
続される一方、速度指令Ｖｃが速度指令Ｐｃよりも小さ
い場合には位置制御２６の側に接続される。

【００３４】第３実施形態のサーボ回路を適用した場
合、射出制御時に生じる現象は上述の第１実施形態の場
合と同様である。

【００３５】即ち、射出開始直後の段階では金型への樹
脂の充填が完了していないので設定射出圧力Ｐｓと検出
射出圧力Ｐｆとの偏差が大きく、設定射出圧力Ｐｓと検
出射出圧力Ｐｆとの偏差に基いて差動増幅器３０から出
力される速度指令Ｐｃの値が相対的に大きくなる一方、
スクリュー１には射出用サーボモータ２の駆動を妨げる
樹脂圧が作用せず射出用サーボモータ２がＮＣ用ＣＰＵ
１１からの移動指令に追従するので位置制御２６からの
速度指令Ｖｃの値は相対的に小さくなり、射出開始直後
の段階では、切替スイッチ３２が位置制御２６側に接続
され、射出用サーボモータ２が位置制御２６からの速度
指令Ｖｃにより速度優先で制御される。

【００３６】スクリュー１が前進する間に金型への樹脂
の充填が完了すると、該スクリュー１に樹脂の反力が作
用して設定射出圧力Ｐｓと検出射出圧力Ｐｆとの偏差が
徐々に小さくなり、圧力偏差に基いて差動増幅器３０か
ら出力される速度指令Ｐｃの値が相対的に小さくなる一
方、スクリュー１の前進が妨げられて位置偏差が増大
し、位置制御２６からの速度指令Ｖｃの値が相対的に大
きくなる。位置制御２６からの速度指令Ｖｃが差動増幅
器３０からの速度指令Ｐｃの値を越えると、切替スイッ
チ３２が差動増幅器３０側に接続され、射出用サーボモ
ータ２は差動増幅器３０から出力される速度指令Ｐｃに
より設定射出圧力Ｐｓを目標値とする圧力フィードバッ
ク制御が行われ、圧力優先制御が行われる。樹脂の逆流
や洩れおよび充填不良等の問題がなければ、位置制御２
６にある程度の偏差を残したままの状態で設定射出圧力
Ｐｓによる保圧が所定時間行われて射出制御が完了し、
設定射出圧力Ｐｓによる良好な保圧処理が行われること
となる。

【００３７】一方、樹脂の充填が不十分だったり逆流が
生じたりすると樹脂圧が増大しないので、設定射出圧力
Ｐｓと検出射出圧力Ｐｆとの偏差、即ち、差動増幅器３
０からの速度指令Ｐｃの値は大きな値に保持される。し
かし、射出用サーボモータ２がＮＣ用ＣＰＵ１１からの
移動指令に追従するため、位置制御２６からの速度指令
Ｖｃは大きくならない。従って、切替スイッチ３２は位
置制御２６側に接続されたままとなり、射出用サーボモ
ータ２は位置制御２６から出力される速度指令Ｖｃによ
って最終段階まで駆動制御されることとなる。位置制御
２６からの速度指令Ｖｃはスクリュー１が目標位置まで
移動した段階で位置偏差が０となり自動的に停止される
ので、スクリュー１のオーバートラベルが未然に防止さ
れ、シリンダ５先端部との衝突は阻止される。

【００３８】図５はアナログ式サーボ回路による本発明
の第４実施形態のブロック図である。この第４実施形態
では、第３実施形態とほぼ同一構成であり、相違する点
は、切替スイッチが第３実施形態では位置ループと速度
ループとの間に設けられているのに対し、この第４実施
形態では速度ループと電流ループとの間に設けられ、電
流ループに入力されるトルク指令を速度ループからか差
動増幅器の出力かに切替える点である。即ち、切替スイ
ッチ３４は差動増幅器３３からのトルク指令Ｔｃと速度
制御２７からのトルク指令Ｔｒとの大小関係間を比較す
る比較器３５によって切替えられ、トルク指令Ｔｃがト
ルク指令Ｔｒよりも小さい場合には差動増幅器３３に接
続される一方、トルク指令Ｔｒがトルク指令Ｔｃよりも
小さい場合には速度制御２７の側に接続される。

【００３９】射出開始直後の段階では設定射出圧力Ｔｓ
と検出射出圧力Ｔｆとの偏差が大きく、圧力偏差に基い
て差動増幅器３３から出力されるトルク指令Ｔｃの値が
相対的に大きくなる。一方、射出用サーボモータ２はＮ
Ｃ用ＣＰＵ１１からの移動指令に追従するので速度制御
２７からのトルク指令Ｔｒの値が相対的に小さくなり、
射出開始直後の段階では、射出用サーボモータ２が速度
制御２７からのトルク指令Ｔｒにより優先制御される。

【００４０】また、スクリュー１が前進する間に金型へ
の樹脂の充填が完了すると、スクリュー１に樹脂の反力
が作用して設定射出圧力Ｔｓと検出射出圧力Ｔｆとの偏
差が徐々に小さくなり、圧力偏差に基いて差動増幅器３
３から出力されるトルク指令Ｔｃの値が相対的に小さく
なると共に、スクリュー１の前進が妨げられる結果、位
置偏差，速度偏差が増大して速度制御２７からのトルク
指令Ｔｒの値が相対的に大きくなる。そして、速度制御
２７からのトルク指令Ｔｒが差動増幅器３３からのトル
ク指令Ｔｃの値を越えると、射出用サーボモータ２は設
定射出圧力Ｔｓと検出射出圧力Ｔｆとの偏差に基いて出
力されるトルク指令Ｔｃにより設定射出圧力Ｔｓを目標
値とする優先制御が行われる。樹脂の逆流や洩れおよび
充填不良等の問題がなければ、位置制御２６および速度
制御２７にある程度の位置偏差，速度偏差を残したまま
の状態で設定射出圧力Ｔｓによる保圧が所定時間行われ
て射出制御が完了し、設定射出圧力Ｔｓによる良好な保
圧処理が行われることとなる。

【００４１】一方、樹脂の充填が不十分だったり逆流が
生じたりした場合にはシリンダ５内の樹脂圧が増大しな
いので設定射出圧力Ｔｓと検出射出圧力Ｔｆとの偏差に
基いて差動増幅器３３から出力されるトルク指令Ｔｃが
小さくならず、また、射出用サーボモータ２はＮＣ用Ｃ
ＰＵ１１からの移動指令に追従するので、速度制御２７
からのトルク指令Ｔｒの値も大きくならないので、切替
スイッチ３４は速度ループ側に接続される。従って、射
出用サーボモータ２は速度制御２７から出力されるトル
ク指令Ｔｒによって最終段階まで駆動制御されることと
なる。トルク指令Ｔｒの出力はスクリュー１が目標位置
まで移動して位置偏差がなくなった段階で自動的に停止
されるので、スクリュー１のオーバートラベルが未然に
防止され、シリンダ５先端部との衝突は阻止される。

【００４２】

【発明の効果】本発明は、設定射出圧力と検出射出圧力
との偏差に基いて出力される速度指令やトルク指令と、
射出用サーボモータを制御する位置ループからの速度指
令や速度ループからのトルク指令とを逐次比較し、小さ
な方の指令値に基いて射出用サーボモータを駆動して保
圧制御行うので、通常は、圧力偏差に基づく速度指令や
トルク指令によって保圧制御がなされるが、何等かの異
常で、圧力偏差に基づく速度指令やトルク指令の方が・
位置・速度ループからの速度指令やトルク指令よりも大
きくなると、位置・速度ループからの速度指令やトルク
指令による保圧制御がなされることになるから、急激な
速度変化がなく滑らかな速度変化が得られると伴に、位
置ループの制御により指令された目標位置を越えてスク
リューが前進することはなく、充填不良等によるスクリ
ューのオーバートラベルや衝突事故が未然に防止され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法をデジタルサーボに適用した一実
施形態の電動式射出成形機の要部を示すブロック図であ
る。

【図２】同実施形態の電動式射出成形機において射出制
御時にサーボＣＰＵが位置・速度ループ処理周期毎に実
行する処理の概略を示す第１実施形態のフローチャート
である。

【図３】同実施形態の電動式射出成形機において射出制
御時にサーボＣＰＵが位置・速度ループ処理周期毎に実
行する処理の概略を示す第２実施形態のフローチャート
である。

【図４】本発明の方法を適用した電動式射出成形機のア
ナログ式サーボ回路を示す第３実施形態の機能ブロック
図である。

【図５】本発明の方法を適用した電動式射出成形機のア
ナログ式サーボ回路を示す第４実施形態の機能ブロック
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 圧力センサ １０ 制御装置 １３ サーボＣＰＵ ３０ 速度指令手段としての差動増幅器 ３１ 比較器 ３２ 切替スイッチ ３３ トルク指令手段としての差動増幅器 ３４ 切替スイッチ ３５ 比較器

フロントページの続き (72)発明者 根子 哲明 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580 番地 ファナック株式会社 商品開発研 究所 内 (56)参考文献 特開 平３−243321（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−43227（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−198426（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−195819（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 45/57 B29C 45/76 - 45/82

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 射出用サーボモータと、スクリューの位
   置および速度を検出する検出器と、圧力を検出する圧力
   センサとを有し、上記射出用サーボモータに目標位置ま
   での移動指令を出力して位置ループと速度ループの制御
   を行って上記射出用サーボモータを制御することが可能
   であると共に、設定射出圧力と上記圧力センサとの検出
   圧力により圧力制御が可能な電動式射出成形機における
   保圧制御方法において、設定射出圧力と上記圧力センサ
   で検出された射出圧力との偏差に比例ゲインを乗じて出
   力される速度指令と、上記位置ループ制御により求めら
   れる速度指令とを逐次比較し、小さい方の速度指令に基
   づいて射出用サーボモータを駆動し保圧制御を行なうこ
   とを特徴とする電動式射出成形機における保圧制御方
   法。
2. 【請求項２】 射出用サーボモータと、スクリューの位
   置および速度を検出する検出器と、圧力を検出する圧力
   センサとを有し、上記射出用サーボモータに目標位置ま
   での移動指令を出力して少なくとも位置ループと速度ル
   ープの制御を行って上記射出用サーボモータを制御する
   電動式射出成形機における保圧制御方法において、設定
   射出圧力と上記圧力センサで検出された射出圧力との偏
   差に比例ゲインを乗じて出力されるトルク指令と、上記
   位置ループ制御及び速度ループ制御により求められるト
   ルク指令とを逐次比較し、小さい方のトルク指令に基づ
   いて射出用サーボモータを駆動し保圧制御を行なうこと
   を特徴とする電動式射出成形機における保圧制御方法。