JP3220788B2 - 射出成形機の駆動方法及び装置 - Google Patents
射出成形機の駆動方法及び装置Info
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/46—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
- B29C45/47—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould using screws
- B29C45/50—Axially movable screw
- B29C45/5008—Drive means therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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- B29C2045/5068—Drive means therefor mechanical drive means in series with hydraulic drive means for axially movable screw
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電動アクチュエータ
を有する電動駆動部及び油圧アクチュエータを有する油
圧駆動部の双方を備える射出成形機の駆動方法及び装置
に関する。
を有する電動駆動部及び油圧アクチュエータを有する油
圧駆動部の双方を備える射出成形機の駆動方法及び装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、射出成形機における成形工程に
は、スクリュを前進移動させることにより加熱筒内の樹
脂を金型に射出充填する射出工程（速度制御領域）と、
スクリュにより金型内に充填された樹脂を加圧する保圧
工程（圧力制御領域）が存在する。一方、射出成形機の
駆動装置には、サーボモータ等の電動アクチュエータに
よりスクリュを前進駆動する電動駆動方式と、油圧シリ
ンダ等の油圧アクチュエータによりスクリュを前進駆動
する油圧駆動方式が存在する。この場合、電動駆動方式
は、サーボモータ等の回転駆動力を直進方向に変換して
スクリュを前進駆動するため、スクリュを前進移動させ
る際の速度制御には適しているが、スクリュがほとんど
停止状態となる圧力制御には適さない。他方、油圧駆動
方式は、加圧力により直接スクリュを前進駆動するた
め、スクリュがほとんど停止状態となる圧力制御には適
しているが、スクリュを前進移動させる際の速度制御に
は適さない。
は、スクリュを前進移動させることにより加熱筒内の樹
脂を金型に射出充填する射出工程（速度制御領域）と、
スクリュにより金型内に充填された樹脂を加圧する保圧
工程（圧力制御領域）が存在する。一方、射出成形機の
駆動装置には、サーボモータ等の電動アクチュエータに
よりスクリュを前進駆動する電動駆動方式と、油圧シリ
ンダ等の油圧アクチュエータによりスクリュを前進駆動
する油圧駆動方式が存在する。この場合、電動駆動方式
は、サーボモータ等の回転駆動力を直進方向に変換して
スクリュを前進駆動するため、スクリュを前進移動させ
る際の速度制御には適しているが、スクリュがほとんど
停止状態となる圧力制御には適さない。他方、油圧駆動
方式は、加圧力により直接スクリュを前進駆動するた
め、スクリュがほとんど停止状態となる圧力制御には適
しているが、スクリュを前進移動させる際の速度制御に
は適さない。
【０００３】このため、従来では、射出ユニット部を電
動サーボモータと油圧機構の組み合わせにより構成し、
射出速度は電動サーボモータにより制御するとともに、
保圧力は油圧機構により制御するようにした射出成形機
も、特開平４−１８９５２５号公報で知られている。
動サーボモータと油圧機構の組み合わせにより構成し、
射出速度は電動サーボモータにより制御するとともに、
保圧力は油圧機構により制御するようにした射出成形機
も、特開平４−１８９５２５号公報で知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の射出成形機は、次のような問題点があった。
の射出成形機は、次のような問題点があった。
【０００５】第一に、スクリュを前進移動させる速度制
御領域における停止状態から定速状態まで立ち上げる加
速区間では、かなり大きなトルクを必要とするため、当
該加速区間における高速化，安定性，応答性及び再現性
を確保するには、相当に大きなサーボモータが必要とな
る。したがって、全体の大型化及びコストアップを招く
とともに、サーボモータを用いた射出成形機の高能力化
及び高性能化を図るには限界がある。
御領域における停止状態から定速状態まで立ち上げる加
速区間では、かなり大きなトルクを必要とするため、当
該加速区間における高速化，安定性，応答性及び再現性
を確保するには、相当に大きなサーボモータが必要とな
る。したがって、全体の大型化及びコストアップを招く
とともに、サーボモータを用いた射出成形機の高能力化
及び高性能化を図るには限界がある。
【０００６】第二に、サーボモータと油圧機構を選択的
に使用するため、保圧力を付与する保圧工程では、油圧
機構のみを使用してサーボモータは使用しない。したが
って、機能部品の有効利用を図れないとともに、油圧機
構自身が最大保圧力を付与する能力を備える必要がある
ため、油圧機構の大型化及びコストアップを招く。
に使用するため、保圧力を付与する保圧工程では、油圧
機構のみを使用してサーボモータは使用しない。したが
って、機能部品の有効利用を図れないとともに、油圧機
構自身が最大保圧力を付与する能力を備える必要がある
ため、油圧機構の大型化及びコストアップを招く。
【０００７】本発明はこのような従来の技術に存在する
課題を解決したものであり、電動アクチュエータ使用時
における高速化，安定性，応答性及び再現性を飛躍的に
高めるとともに、同時に電動駆動部及び油圧駆動部の小
型化及び低コスト化を実現し、加えて、射出成形機の高
性能化、さらには発展性を高めることができる射出成形
機の駆動方法及び装置の提供を目的とする。
課題を解決したものであり、電動アクチュエータ使用時
における高速化，安定性，応答性及び再現性を飛躍的に
高めるとともに、同時に電動駆動部及び油圧駆動部の小
型化及び低コスト化を実現し、加えて、射出成形機の高
性能化、さらには発展性を高めることができる射出成形
機の駆動方法及び装置の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び実施の形態】本発明に
係る射出成形機の駆動方法は、電動アクチュエータによ
りスクリュＳを前進駆動する電動駆動部２と、油圧アク
チュエータによりスクリュＳを前進駆動する油圧駆動部
４を備える射出成形機を駆動するに際し、まず、電動駆
動部２を制御することによりスクリュＳを前進駆動し、
かつ当該前進駆動時における負荷圧力Ｐｏを検出するこ
とにより当該負荷圧力Ｐｏに対する所定比率（アシスト
比率）Ｋのアシスト圧力Ｐａを算出するとともに、油圧
駆動部４を制御することによりスクリュＳを当該アシス
ト圧力Ｐａにより加圧するようにしたことを特徴とす
る。
係る射出成形機の駆動方法は、電動アクチュエータによ
りスクリュＳを前進駆動する電動駆動部２と、油圧アク
チュエータによりスクリュＳを前進駆動する油圧駆動部
４を備える射出成形機を駆動するに際し、まず、電動駆
動部２を制御することによりスクリュＳを前進駆動し、
かつ当該前進駆動時における負荷圧力Ｐｏを検出するこ
とにより当該負荷圧力Ｐｏに対する所定比率（アシスト
比率）Ｋのアシスト圧力Ｐａを算出するとともに、油圧
駆動部４を制御することによりスクリュＳを当該アシス
ト圧力Ｐａにより加圧するようにしたことを特徴とす
る。
【０００９】この場合、好適な実施の形態により、アシ
スト比率Ｋは、制御領域毎に異ならせることができ、特
に、速度制御領域における加速区間Ｚ１又は減速区間Ｚ
２のアシスト比率Ｋは、８０〜１００〔％〕，速度制御
領域における定速区間Ｚ３のアシスト比率Ｋは、５０〜
８０〔％〕，圧力制御領域Ｚ４のアシスト比率Ｋは、６
０〜７０〔％〕にそれぞれ設定することが望ましい。
スト比率Ｋは、制御領域毎に異ならせることができ、特
に、速度制御領域における加速区間Ｚ１又は減速区間Ｚ
２のアシスト比率Ｋは、８０〜１００〔％〕，速度制御
領域における定速区間Ｚ３のアシスト比率Ｋは、５０〜
８０〔％〕，圧力制御領域Ｚ４のアシスト比率Ｋは、６
０〜７０〔％〕にそれぞれ設定することが望ましい。
【００１０】一方、本発明に係る射出成形機の駆動装置
１は、電動アクチュエータ（サーボモータ３）によりス
クリュＳを前進駆動する電動駆動部２と、油圧アクチュ
エータ（油圧シリンダ５，５ａ，５ｂ）によりスクリュ
Ｓを前進駆動する油圧駆動部４を備える駆動装置におい
て、特に、電動駆動部２を制御することによりスクリュ
Ｓを前進駆動した際に、負荷圧力Ｐｏを検出することに
より当該負荷圧力Ｐｏに対する所定比率（アシスト比
率）Ｋのアシスト圧力Ｐａを算出するとともに、油圧駆
動部４を制御することによりスクリュＳを当該アシスト
圧力Ｐａにより加圧する制御機能部６を設けたことを特
徴とする。
１は、電動アクチュエータ（サーボモータ３）によりス
クリュＳを前進駆動する電動駆動部２と、油圧アクチュ
エータ（油圧シリンダ５，５ａ，５ｂ）によりスクリュ
Ｓを前進駆動する油圧駆動部４を備える駆動装置におい
て、特に、電動駆動部２を制御することによりスクリュ
Ｓを前進駆動した際に、負荷圧力Ｐｏを検出することに
より当該負荷圧力Ｐｏに対する所定比率（アシスト比
率）Ｋのアシスト圧力Ｐａを算出するとともに、油圧駆
動部４を制御することによりスクリュＳを当該アシスト
圧力Ｐａにより加圧する制御機能部６を設けたことを特
徴とする。
【００１１】これにより、電動駆動部２を制御してスク
リュＳを前進駆動すれば、制御機能部６では、当該前進
駆動時における負荷圧力Ｐｏを検出し、予め設定したア
シスト比率Ｋに基づいてアシスト圧力Ｐａを算出する。
そして、制御機能部６により油圧駆動部４を制御し、当
該アシスト圧力ＰａによりスクリュＳを加圧する。即
ち、スクリュＳは電動駆動部２により前進駆動されると
同時に、油圧駆動部４によるアシスト圧力Ｐａにより加
圧され、この際、電動駆動部２と油圧駆動部４の圧力は
制御領域毎に設定された最適なアシスト比率Ｋにより分
担される。
リュＳを前進駆動すれば、制御機能部６では、当該前進
駆動時における負荷圧力Ｐｏを検出し、予め設定したア
シスト比率Ｋに基づいてアシスト圧力Ｐａを算出する。
そして、制御機能部６により油圧駆動部４を制御し、当
該アシスト圧力ＰａによりスクリュＳを加圧する。即
ち、スクリュＳは電動駆動部２により前進駆動されると
同時に、油圧駆動部４によるアシスト圧力Ｐａにより加
圧され、この際、電動駆動部２と油圧駆動部４の圧力は
制御領域毎に設定された最適なアシスト比率Ｋにより分
担される。
【００１２】
【実施例】次に、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図
面に基づき詳細に説明する。
面に基づき詳細に説明する。
【００１３】まず、本実施例に係る駆動装置１を含む射
出成形機の構成について、図１〜図４を参照して説明す
る。
出成形機の構成について、図１〜図４を参照して説明す
る。
【００１４】図４は、射出装置Ｍｉを示し、この射出装
置Ｍｉと不図示の型締装置により射出成形機を構成す
る。射出装置Ｍｉは図３に示すように、加熱筒１１を備
え、この加熱筒１１の内部にはスクリュＳを装填する。
加熱筒１１は、前端に不図示の射出ノズルを有するとと
もに、後部に不図示のホッパーを備え、加熱筒１１の後
端は前ブロック１２に結合する。前ブロック１２の後方
には離間した後ブロック１３を備え、この後ブロック１
３と前ブロック１２間には複数の水平なガイドシャフト
１４…を架設する。
置Ｍｉと不図示の型締装置により射出成形機を構成す
る。射出装置Ｍｉは図３に示すように、加熱筒１１を備
え、この加熱筒１１の内部にはスクリュＳを装填する。
加熱筒１１は、前端に不図示の射出ノズルを有するとと
もに、後部に不図示のホッパーを備え、加熱筒１１の後
端は前ブロック１２に結合する。前ブロック１２の後方
には離間した後ブロック１３を備え、この後ブロック１
３と前ブロック１２間には複数の水平なガイドシャフト
１４…を架設する。
【００１５】また、ガイドシャフト１４…には、可動ブ
ロック１５をスライド自在に装填するとともに、この可
動ブロック１５の中心、即ち、スクリュＳと同一の軸線
上には、ベアリング１７，１８を介してロータ１６を回
動自在に支持し、このロータ１６の前端にスクリュＳの
後端を結合する。この場合、後側のベアリング１８と可
動ブロック１５間には、スクリュＳの負荷圧力Ｐｏを検
出する圧力センサ（ロードセル）１９を配設する。さら
に、可動ブロック１５にはスクリュ回転用（計量用）の
サーボモータ２０を取付け、このサーボモータ２０の回
転シャフトとロータ１６は回転伝達機構２１により接続
する。回転伝達機構２１は、サーボモータ２０の回転シ
ャフトに取付けた駆動ギヤ２２，ロータ１６に取付けた
被動ギヤ２３，駆動ギヤ２２と被動ギヤ２３間に架け渡
した無端伝達ベルト２４からなる。２５は可動ブロック
１５の位置、即ち、スクリュＳの位置を検出する位置セ
ンサである。
ロック１５をスライド自在に装填するとともに、この可
動ブロック１５の中心、即ち、スクリュＳと同一の軸線
上には、ベアリング１７，１８を介してロータ１６を回
動自在に支持し、このロータ１６の前端にスクリュＳの
後端を結合する。この場合、後側のベアリング１８と可
動ブロック１５間には、スクリュＳの負荷圧力Ｐｏを検
出する圧力センサ（ロードセル）１９を配設する。さら
に、可動ブロック１５にはスクリュ回転用（計量用）の
サーボモータ２０を取付け、このサーボモータ２０の回
転シャフトとロータ１６は回転伝達機構２１により接続
する。回転伝達機構２１は、サーボモータ２０の回転シ
ャフトに取付けた駆動ギヤ２２，ロータ１６に取付けた
被動ギヤ２３，駆動ギヤ２２と被動ギヤ２３間に架け渡
した無端伝達ベルト２４からなる。２５は可動ブロック
１５の位置、即ち、スクリュＳの位置を検出する位置セ
ンサである。
【００１６】一方、後ブロック１３におけるスクリュＳ
と同一の軸線上には、油圧シリンダ（油圧アクチュエー
タ）５を配設する。油圧シリンダ５は両ロッドタイプの
ピストン５ｐを内蔵し、このピストン５ｐの前ロッドは
油圧シリンダ５の前端から前方へ突出して可動ブロック
１５の後端に結合するとともに、ピストン５ｐの後ロッ
ドは油圧シリンダ５の後端から後方へ突出する。両ロッ
ドタイプのピストン５ｐは前後ロッドが同径である。こ
のような両ロッドタイプを用いることにより、閉回路シ
ステムを構成できるため、作動油量が少なくできる利点
がある。また、後ブロック１３の後端には後方へ延出し
た支持部２６を設ける。支持部２６におけるピストン５
ｐと同一の軸線上には、ボールネジ２７を回動自在に支
持し、このボールネジ２７の前側ネジ部をピストン５ｐ
の後ロッドに固定したボールナット２８に螺合してボー
ルネジ機構２９を構成する。さらに、支持部２６にはス
クリュ前進用（射出用）のサーボモータ（電動アクチュ
エータ）３を取付け、このサーボモータ３の回転シャフ
トとボールネジ２７は回転伝達機構３０により接続す
る。回転伝達機構３０は、サーボモータ３の回転シャフ
トに取付けた駆動ギヤ３１，ボールネジ２７の後端に取
付けた被動ギヤ３２，駆動ギヤ３１と被動ギヤ３２間に
架け渡した無端伝達ベルト３３からなる。
と同一の軸線上には、油圧シリンダ（油圧アクチュエー
タ）５を配設する。油圧シリンダ５は両ロッドタイプの
ピストン５ｐを内蔵し、このピストン５ｐの前ロッドは
油圧シリンダ５の前端から前方へ突出して可動ブロック
１５の後端に結合するとともに、ピストン５ｐの後ロッ
ドは油圧シリンダ５の後端から後方へ突出する。両ロッ
ドタイプのピストン５ｐは前後ロッドが同径である。こ
のような両ロッドタイプを用いることにより、閉回路シ
ステムを構成できるため、作動油量が少なくできる利点
がある。また、後ブロック１３の後端には後方へ延出し
た支持部２６を設ける。支持部２６におけるピストン５
ｐと同一の軸線上には、ボールネジ２７を回動自在に支
持し、このボールネジ２７の前側ネジ部をピストン５ｐ
の後ロッドに固定したボールナット２８に螺合してボー
ルネジ機構２９を構成する。さらに、支持部２６にはス
クリュ前進用（射出用）のサーボモータ（電動アクチュ
エータ）３を取付け、このサーボモータ３の回転シャフ
トとボールネジ２７は回転伝達機構３０により接続す
る。回転伝達機構３０は、サーボモータ３の回転シャフ
トに取付けた駆動ギヤ３１，ボールネジ２７の後端に取
付けた被動ギヤ３２，駆動ギヤ３１と被動ギヤ３２間に
架け渡した無端伝達ベルト３３からなる。
【００１７】他方、油圧シリンダ５には図４に示す油圧
制御回路４０を接続する。この油圧制御回路４０と油圧
シリンダ５は油圧駆動部４を構成する。この油圧制御回
路４０には、油圧シリンダ５に接続した四ポート切換弁
４１，この四ポート切換弁４１とオイルタンク４２間に
逆止弁４３を介して接続した可変容量型油圧ポンプ４
４，この油圧ポンプ４４の吐出口とオイルタンク４２間
に接続したリリーフ弁４５，油圧ポンプ４４の斜板角制
御シリンダ４４ｓと当該油圧ポンプ４４の吐出口間に接
続した圧力制御弁４６を含む。また、油圧制御回路４０
にはポンプ制御部４７を備え、このポンプ制御部４７に
は圧力センサ４８により検出される油圧ポンプ４４の吐
出圧力の検出結果が付与されるとともに、ポンプ制御部
４７はアンプ４９を介して圧力制御弁４６に圧力制御信
号Ｐｓを付与する。なお、ポンプ制御部４７には、図１
に示すように、圧力指令値Ｐａを圧力操作量に変換する
変換部５１，この変換部５１から得る操作量と圧力セン
サ４８から得る圧力検出量の偏差を得る偏差演算部５
２，この偏差演算部５２の出力を補償する補償部５３，
この補償部５３の出力と油圧回路５４側から付与される
出力（圧力）の偏差を得る偏差演算部５５を含むととも
に、油圧回路５４には前述した圧力制御弁４６及び油圧
ポンプ４４を含む。そして、偏差演算部５５の出力はア
ンプ４９により増幅されることにより前記圧力制御信号
Ｐｓとなり、この圧力制御信号Ｐｓは圧力制御弁４６に
付与される。
制御回路４０を接続する。この油圧制御回路４０と油圧
シリンダ５は油圧駆動部４を構成する。この油圧制御回
路４０には、油圧シリンダ５に接続した四ポート切換弁
４１，この四ポート切換弁４１とオイルタンク４２間に
逆止弁４３を介して接続した可変容量型油圧ポンプ４
４，この油圧ポンプ４４の吐出口とオイルタンク４２間
に接続したリリーフ弁４５，油圧ポンプ４４の斜板角制
御シリンダ４４ｓと当該油圧ポンプ４４の吐出口間に接
続した圧力制御弁４６を含む。また、油圧制御回路４０
にはポンプ制御部４７を備え、このポンプ制御部４７に
は圧力センサ４８により検出される油圧ポンプ４４の吐
出圧力の検出結果が付与されるとともに、ポンプ制御部
４７はアンプ４９を介して圧力制御弁４６に圧力制御信
号Ｐｓを付与する。なお、ポンプ制御部４７には、図１
に示すように、圧力指令値Ｐａを圧力操作量に変換する
変換部５１，この変換部５１から得る操作量と圧力セン
サ４８から得る圧力検出量の偏差を得る偏差演算部５
２，この偏差演算部５２の出力を補償する補償部５３，
この補償部５３の出力と油圧回路５４側から付与される
出力（圧力）の偏差を得る偏差演算部５５を含むととも
に、油圧回路５４には前述した圧力制御弁４６及び油圧
ポンプ４４を含む。そして、偏差演算部５５の出力はア
ンプ４９により増幅されることにより前記圧力制御信号
Ｐｓとなり、この圧力制御信号Ｐｓは圧力制御弁４６に
付与される。
【００１８】また、図４において、６１はスクリュ回転
側のモータ制御部であり、このモータ制御部６１の出力
側はアンプ６２を介してサーボモータ２０に接続すると
ともに、モータ制御部６１の入力側にはサーボモータ２
０の回転数を検出するロータリエンコーダ６３を接続す
る。
側のモータ制御部であり、このモータ制御部６１の出力
側はアンプ６２を介してサーボモータ２０に接続すると
ともに、モータ制御部６１の入力側にはサーボモータ２
０の回転数を検出するロータリエンコーダ６３を接続す
る。
【００１９】さらに、６５はスクリュ前進側のモータ制
御部であり、このモータ制御部６５の出力側はアンプ６
６を介してサーボモータ３に接続するとともに、モータ
制御部６５の入力側にはサーボモータ３の回転数を検出
するロータリエンコーダ６７を接続する。このサーボモ
ータ３，モータ制御部６５，アンプ６６及びロータリエ
ンコーダ６７は電動駆動部２を構成する。なお、モータ
制御部６５には、図１に示すように、指令値Ｄｃを操作
量に変換する変換部７２，この変換部７２から得る操作
量と検出量の偏差を得る偏差演算部７３，この偏差演算
部７３の出力を補償する補償部７４，この補償部７４の
出力とサーボモータ３の出力の偏差を得る偏差演算部７
５を含む。そして、偏差演算部７５の出力はアンプ６６
により増幅されることにより制御信号Ｄｓとなり、この
制御信号Ｄｓはサーボモータ３に付与される。
御部であり、このモータ制御部６５の出力側はアンプ６
６を介してサーボモータ３に接続するとともに、モータ
制御部６５の入力側にはサーボモータ３の回転数を検出
するロータリエンコーダ６７を接続する。このサーボモ
ータ３，モータ制御部６５，アンプ６６及びロータリエ
ンコーダ６７は電動駆動部２を構成する。なお、モータ
制御部６５には、図１に示すように、指令値Ｄｃを操作
量に変換する変換部７２，この変換部７２から得る操作
量と検出量の偏差を得る偏差演算部７３，この偏差演算
部７３の出力を補償する補償部７４，この補償部７４の
出力とサーボモータ３の出力の偏差を得る偏差演算部７
５を含む。そして、偏差演算部７５の出力はアンプ６６
により増幅されることにより制御信号Ｄｓとなり、この
制御信号Ｄｓはサーボモータ３に付与される。
【００２０】一方、７０はメインコントローラであり、
上述したポンプ制御部４７，モータ制御部６１及び６５
を接続するとともに、設定器及び表示器を含む入出力部
７１を接続する。このメインコントローラ７０には、図
１に示す位置特性演算部８１，速度特性演算部８２，圧
力特性演算部８３，偏差演算部８４及び８５，切換部８
６を含む。また、入出力部７１には、図１に示す速度設
定部９１，位置設定部９２，圧力設定部９３を含む。そ
して、前述した圧力センサ１９は、圧力特性演算部８３
及び速度特性演算部８２にそれぞれ接続するとともに、
位置センサ２５は、位置特性演算部８１，切換部８６及
び速度検出部８７にそれぞれ接続する。この場合、速度
検出部８７は位置センサ２５の検出結果を時間で微分す
ることにより速度に変換するもので、この変換結果は速
度特性演算部８２に付与される。なお、位置特性演算部
８１，速度特性演算部８２及び圧力特性演算部８３に
は、それぞれ変換部７２から操作量が付与される。ま
た、圧力特性演算部８３の出力及び速度特性演算部８２
の出力は、偏差演算部８４の入力側に付与されるととも
に、偏差演算部８４の出力と位置特性演算部８１の出力
は、偏差演算部８５の入力側に付与され、さらに、偏差
演算部８５の出力は変換部７２の出力（操作量）と共に
偏差演算部７３の入力側に付与される。
上述したポンプ制御部４７，モータ制御部６１及び６５
を接続するとともに、設定器及び表示器を含む入出力部
７１を接続する。このメインコントローラ７０には、図
１に示す位置特性演算部８１，速度特性演算部８２，圧
力特性演算部８３，偏差演算部８４及び８５，切換部８
６を含む。また、入出力部７１には、図１に示す速度設
定部９１，位置設定部９２，圧力設定部９３を含む。そ
して、前述した圧力センサ１９は、圧力特性演算部８３
及び速度特性演算部８２にそれぞれ接続するとともに、
位置センサ２５は、位置特性演算部８１，切換部８６及
び速度検出部８７にそれぞれ接続する。この場合、速度
検出部８７は位置センサ２５の検出結果を時間で微分す
ることにより速度に変換するもので、この変換結果は速
度特性演算部８２に付与される。なお、位置特性演算部
８１，速度特性演算部８２及び圧力特性演算部８３に
は、それぞれ変換部７２から操作量が付与される。ま
た、圧力特性演算部８３の出力及び速度特性演算部８２
の出力は、偏差演算部８４の入力側に付与されるととも
に、偏差演算部８４の出力と位置特性演算部８１の出力
は、偏差演算部８５の入力側に付与され、さらに、偏差
演算部８５の出力は変換部７２の出力（操作量）と共に
偏差演算部７３の入力側に付与される。
【００２１】また、メインコントローラ７０には本発明
に従ってアシスト圧力演算部１００を備える。このアシ
スト圧力演算部１００には切換部８６から切換信号（状
態信号）Ｓｃが付与されるとともに、圧力センサ１９に
より検出される負荷圧力Ｐｏが付与される。アシスト圧
力演算部１００及び圧力センサ１９は制御機能部６を構
成し、圧力センサ１９により検出される負荷圧力Ｐｏに
対する所定比率、即ち、アシスト比率Ｋに基づいてアシ
スト圧力Ｐａを算出するとともに、油圧駆動部４を制御
することによりスクリュＳを当該アシスト圧力Ｐａによ
り加圧する機能を有する。
に従ってアシスト圧力演算部１００を備える。このアシ
スト圧力演算部１００には切換部８６から切換信号（状
態信号）Ｓｃが付与されるとともに、圧力センサ１９に
より検出される負荷圧力Ｐｏが付与される。アシスト圧
力演算部１００及び圧力センサ１９は制御機能部６を構
成し、圧力センサ１９により検出される負荷圧力Ｐｏに
対する所定比率、即ち、アシスト比率Ｋに基づいてアシ
スト圧力Ｐａを算出するとともに、油圧駆動部４を制御
することによりスクリュＳを当該アシスト圧力Ｐａによ
り加圧する機能を有する。
【００２２】アシスト比率Ｋは予めアシスト圧力演算部
１００に設定するもので、制御領域毎に異ならせる。な
お、アシスト比率Ｋは入出力部７１における設定器を利
用して任意に設定及び変更できる。アシスト比率Ｋの大
きさとしては、図２に示すように、速度制御領域（動的
領域）における加速区間Ｚ１又は減速区間Ｚ２では、８
０〜１００〔％〕に設定する。この場合、いずれの区間
Ｚ１，Ｚ２も過渡状態であり、急激に負荷が増加又は減
少するため、アシスト比率Ｋは比較的大きな値を設定す
る。なお、減速区間Ｚ２では、サーボモータ３の作動を
停止し、油圧シリンダ５により制動する態様も含まれ、
このときのアシスト比率Ｋは１００％となる。また、速
度制御領域における定速区間Ｚ３のアシスト比率Ｋは、
５０〜８０〔％〕に設定するとともに、圧力制御領域
（静的領域）Ｚ４のアシスト比率Ｋは、６０〜７０
〔％〕に設定する。このようなアシスト比率Ｋは負荷状
態等に応じて任意に設定でき、例えば、スクリュＳが高
速に移動する領域ほどアシスト比率Ｋを大きく設定でき
る。
１００に設定するもので、制御領域毎に異ならせる。な
お、アシスト比率Ｋは入出力部７１における設定器を利
用して任意に設定及び変更できる。アシスト比率Ｋの大
きさとしては、図２に示すように、速度制御領域（動的
領域）における加速区間Ｚ１又は減速区間Ｚ２では、８
０〜１００〔％〕に設定する。この場合、いずれの区間
Ｚ１，Ｚ２も過渡状態であり、急激に負荷が増加又は減
少するため、アシスト比率Ｋは比較的大きな値を設定す
る。なお、減速区間Ｚ２では、サーボモータ３の作動を
停止し、油圧シリンダ５により制動する態様も含まれ、
このときのアシスト比率Ｋは１００％となる。また、速
度制御領域における定速区間Ｚ３のアシスト比率Ｋは、
５０〜８０〔％〕に設定するとともに、圧力制御領域
（静的領域）Ｚ４のアシスト比率Ｋは、６０〜７０
〔％〕に設定する。このようなアシスト比率Ｋは負荷状
態等に応じて任意に設定でき、例えば、スクリュＳが高
速に移動する領域ほどアシスト比率Ｋを大きく設定でき
る。
【００２３】次に、本実施例に係る駆動方法を含む射出
成形機の動作について、各図を参照して説明する。
成形機の動作について、各図を参照して説明する。
【００２４】まず、計量工程ではサーボモータ２０が駆
動制御されることによりスクリュＳが回転し、加熱筒１
１内の溶融樹脂はスクリュＳの前方に計量蓄積される。
そして、計量工程の終了により射出工程に移行し、スク
リュＳが前進することにより加熱筒１１内に計量された
溶融樹脂が金型に射出充填される。
動制御されることによりスクリュＳが回転し、加熱筒１
１内の溶融樹脂はスクリュＳの前方に計量蓄積される。
そして、計量工程の終了により射出工程に移行し、スク
リュＳが前進することにより加熱筒１１内に計量された
溶融樹脂が金型に射出充填される。
【００２５】射出工程では、まず、速度設定部９１によ
り設定された速度指令値（Ｄｃ）が切換部８６を介して
変換部７２に付与される。速度指令値は変換部７２によ
り、操作量に変換された後、偏差演算部７３，補償部７
４，偏差演算部７５，アンプ６６を介して速度制御量
（Ｄｓ）となり、この速度制御量はサーボモータ３に付
与される。これにより、サーボモータ３は回転し、ボー
ルネジ機構２９によりスクリュＳが前進移動する。この
際、速度検出部８７から得られるスクリュＳの速度検出
値は速度特性演算部８２，偏差演算部８４，８５を介し
て偏差演算部７５に付与され、速度検出値が速度指令値
に一致するようにフィードバック制御されるとともに、
サーボモータ３の回転出力が偏差演算部７５に付与され
ることにより、マイナループのフィードバック制御が行
なわれる。
り設定された速度指令値（Ｄｃ）が切換部８６を介して
変換部７２に付与される。速度指令値は変換部７２によ
り、操作量に変換された後、偏差演算部７３，補償部７
４，偏差演算部７５，アンプ６６を介して速度制御量
（Ｄｓ）となり、この速度制御量はサーボモータ３に付
与される。これにより、サーボモータ３は回転し、ボー
ルネジ機構２９によりスクリュＳが前進移動する。この
際、速度検出部８７から得られるスクリュＳの速度検出
値は速度特性演算部８２，偏差演算部８４，８５を介し
て偏差演算部７５に付与され、速度検出値が速度指令値
に一致するようにフィードバック制御されるとともに、
サーボモータ３の回転出力が偏差演算部７５に付与され
ることにより、マイナループのフィードバック制御が行
なわれる。
【００２６】また、射出工程の立上がり時には、サーボ
モータ３は停止状態から回転するため、加速区間Ｚ１と
なる。この加速区間Ｚ１を表す情報は切換部８６から切
換信号（状態信号）Ｓｃとしてアシスト圧力演算部１０
０に付与され、アシスト圧力演算部１００では予め設定
された加速区間Ｚ１に対応するアシスト比率Ｋが選択さ
れる。
モータ３は停止状態から回転するため、加速区間Ｚ１と
なる。この加速区間Ｚ１を表す情報は切換部８６から切
換信号（状態信号）Ｓｃとしてアシスト圧力演算部１０
０に付与され、アシスト圧力演算部１００では予め設定
された加速区間Ｚ１に対応するアシスト比率Ｋが選択さ
れる。
【００２７】一方、圧力センサ１９はスクリュＳの前進
移動に伴う負荷圧力Ｐｏを検出し、検出した負荷圧力Ｐ
ｏはアシスト圧力演算部１００に付与される。そして、
アシスト圧力演算部１００では、アシスト圧力Ｐａを、
Ｐａ＝Ｐｏ×Ｋにより算出し、算出したアシスト圧力Ｐ
ａに対応する圧力指令値Ｐｃを変換部５１に付与する。
圧力指令値Ｐｃは変換部５１により圧力操作量に変換さ
れ、この圧力操作量は偏差演算部５２，補償部５３，偏
差演算部５５，アンプ４９を介して圧力制御弁４６に付
与されることにより、油圧シリンダ５が加圧される。即
ち、油圧駆動部４が制御されることにより、スクリュＳ
は当該アシスト圧力Ｐａにより加圧される。この際、圧
力センサ４８から得られる圧力検出値は偏差演算部５２
に付与され、圧力検出値が圧力指令値に一致するように
フィードバック制御されるとともに、油圧回路５４の状
態圧力が偏差演算部５５に付与されることにより、マイ
ナループのフィードバック制御が行なわれる。
移動に伴う負荷圧力Ｐｏを検出し、検出した負荷圧力Ｐ
ｏはアシスト圧力演算部１００に付与される。そして、
アシスト圧力演算部１００では、アシスト圧力Ｐａを、
Ｐａ＝Ｐｏ×Ｋにより算出し、算出したアシスト圧力Ｐ
ａに対応する圧力指令値Ｐｃを変換部５１に付与する。
圧力指令値Ｐｃは変換部５１により圧力操作量に変換さ
れ、この圧力操作量は偏差演算部５２，補償部５３，偏
差演算部５５，アンプ４９を介して圧力制御弁４６に付
与されることにより、油圧シリンダ５が加圧される。即
ち、油圧駆動部４が制御されることにより、スクリュＳ
は当該アシスト圧力Ｐａにより加圧される。この際、圧
力センサ４８から得られる圧力検出値は偏差演算部５２
に付与され、圧力検出値が圧力指令値に一致するように
フィードバック制御されるとともに、油圧回路５４の状
態圧力が偏差演算部５５に付与されることにより、マイ
ナループのフィードバック制御が行なわれる。
【００２８】このように、スクリュＳは電動駆動部２に
より前進駆動されると同時に、油圧駆動部４によるアシ
スト圧力Ｐａにより加圧される。この際、電動駆動部２
と油圧駆動部４の圧力は制御領域毎に設定された最適な
アシスト比率Ｋにより分担されるため、スクリュＳを停
止状態から定速状態まで立ち上げる加速区間Ｚ１のよう
な大きいトルクを必要とする区間であっても、油圧シリ
ンダ５からアシスト圧力Ｐａが付加されるため、同区間
における高速化，安定性，応答性及び再現性が飛躍的に
高められる。
より前進駆動されると同時に、油圧駆動部４によるアシ
スト圧力Ｐａにより加圧される。この際、電動駆動部２
と油圧駆動部４の圧力は制御領域毎に設定された最適な
アシスト比率Ｋにより分担されるため、スクリュＳを停
止状態から定速状態まで立ち上げる加速区間Ｚ１のよう
な大きいトルクを必要とする区間であっても、油圧シリ
ンダ５からアシスト圧力Ｐａが付加されるため、同区間
における高速化，安定性，応答性及び再現性が飛躍的に
高められる。
【００２９】他方、続いて実行される定速区間Ｚ３（射
出工程）や減速区間Ｚ２（射出工程），さらには圧力制
御領域Ｚ４（保圧工程）でも同様の制御が行われる。各
制御領域（区間）では、切換部８６から付与される切換
信号Ｓｃにより、アシスト圧力演算部１００におけるア
シスト比率Ｋが選択され、対応するアシスト圧力Ｐａが
算出される。このように、射出工程及び保圧工程におけ
るいずれの制御領域（区間）においても、電動駆動部２
と油圧駆動部４は同時に作動し、かつ制御領域毎に設定
された最適なアシスト比率Ｋによる分担圧力に基づいて
作動するため、的確な制御を実行できるとともに、電動
駆動部２と油圧駆動部４の双方の小型化及び低コスト化
を実現できる。
出工程）や減速区間Ｚ２（射出工程），さらには圧力制
御領域Ｚ４（保圧工程）でも同様の制御が行われる。各
制御領域（区間）では、切換部８６から付与される切換
信号Ｓｃにより、アシスト圧力演算部１００におけるア
シスト比率Ｋが選択され、対応するアシスト圧力Ｐａが
算出される。このように、射出工程及び保圧工程におけ
るいずれの制御領域（区間）においても、電動駆動部２
と油圧駆動部４は同時に作動し、かつ制御領域毎に設定
された最適なアシスト比率Ｋによる分担圧力に基づいて
作動するため、的確な制御を実行できるとともに、電動
駆動部２と油圧駆動部４の双方の小型化及び低コスト化
を実現できる。
【００３０】次に、上記実施例における各部の変更例に
ついて、図５及び図６を参照して説明する。
ついて、図５及び図６を参照して説明する。
【００３１】図５は油圧シリンダ５の変更例を示す。変
更例は左右一対の油圧シリンダ５ａ，５ｂを使用すると
ともに、ガイドシャフト１４…をピストンロッドとして
使用し、このガイドシャフト１４…に直接ピストン５ａ
ｐ，５ｂｐを付設した。このような構成により、射出成
形機の全長を短くできる利点がある。なお、他の構成に
ついては、細部に若干の相違点を有するものの基本的に
は図３に示した実施例と同じである。したがって、図５
において、図３と同一部分には同一符号を付してその構
成を明確にするとともに、その詳細な説明は省略した。
更例は左右一対の油圧シリンダ５ａ，５ｂを使用すると
ともに、ガイドシャフト１４…をピストンロッドとして
使用し、このガイドシャフト１４…に直接ピストン５ａ
ｐ，５ｂｐを付設した。このような構成により、射出成
形機の全長を短くできる利点がある。なお、他の構成に
ついては、細部に若干の相違点を有するものの基本的に
は図３に示した実施例と同じである。したがって、図５
において、図３と同一部分には同一符号を付してその構
成を明確にするとともに、その詳細な説明は省略した。
【００３２】また、図６は油圧ポンプの変更例を示す。
図３の実施例は可変容量型油圧ポンプ４４を例示した。
この可変容量型油圧ポンプ４４は定速回転するポンプモ
ータにより油圧ポンプ本体を駆動するとともに、油圧ポ
ンプ４４の吐出量は制御弁４６による斜板角制御シリン
ダ４４ｓにより制御される。一方、図６に示す変更例
は、固定吐出型油圧ポンプ１１０を使用し、コントロー
ラ１１１により回転数が制御されるサーボモータ１１２
により当該油圧ポンプ１１０を駆動するものであり、こ
れにより、油圧ポンプ１１０の容量を小さくできる利点
がある。
図３の実施例は可変容量型油圧ポンプ４４を例示した。
この可変容量型油圧ポンプ４４は定速回転するポンプモ
ータにより油圧ポンプ本体を駆動するとともに、油圧ポ
ンプ４４の吐出量は制御弁４６による斜板角制御シリン
ダ４４ｓにより制御される。一方、図６に示す変更例
は、固定吐出型油圧ポンプ１１０を使用し、コントロー
ラ１１１により回転数が制御されるサーボモータ１１２
により当該油圧ポンプ１１０を駆動するものであり、こ
れにより、油圧ポンプ１１０の容量を小さくできる利点
がある。
【００３３】以上、実施例について詳細に説明したが、
本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、
細部の構成，形状，数量，値等において、本発明の要旨
を逸脱しない範囲で任意に変更，追加，削除することが
できる。
本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、
細部の構成，形状，数量，値等において、本発明の要旨
を逸脱しない範囲で任意に変更，追加，削除することが
できる。
【００３４】例えば、スクリュＳを例示したが、本発明
は型締装置にも同様に応用でき、この場合、スクリュＳ
を可動盤に置換すればよい。また、電動アクチュエータ
と油圧アクチュエータとして、サーボモータと油圧シリ
ンダを例示したが、必ずしもこれらに限定されるもので
はなく同一機能を有する他のアクチュエータにより置換
できる。
は型締装置にも同様に応用でき、この場合、スクリュＳ
を可動盤に置換すればよい。また、電動アクチュエータ
と油圧アクチュエータとして、サーボモータと油圧シリ
ンダを例示したが、必ずしもこれらに限定されるもので
はなく同一機能を有する他のアクチュエータにより置換
できる。
【００３５】
【発明の効果】このように、本発明に係る射出成形機の
駆動方法（装置）は、電動駆動部を制御することにより
スクリュを前進駆動し、かつ当該前進駆動時における負
荷圧力を検出することにより当該負荷圧力に対する所定
比率のアシスト圧力を算出するとともに、油圧駆動部を
制御することによりスクリュを当該アシスト圧力により
加圧するようにしたため、次のような顕著な効果を奏す
る。
駆動方法（装置）は、電動駆動部を制御することにより
スクリュを前進駆動し、かつ当該前進駆動時における負
荷圧力を検出することにより当該負荷圧力に対する所定
比率のアシスト圧力を算出するとともに、油圧駆動部を
制御することによりスクリュを当該アシスト圧力により
加圧するようにしたため、次のような顕著な効果を奏す
る。
【００３６】 電動駆動部と油圧駆動部の圧力は制御
領域毎に設定された最適なアシスト比率により分担され
るため、電動アクチュエータ使用時における高速化，安
定性，応答性及び再現性を飛躍的に高めることができる
とともに、射出成形機の高性能化、さらには発展性を高
めることができる。
領域毎に設定された最適なアシスト比率により分担され
るため、電動アクチュエータ使用時における高速化，安
定性，応答性及び再現性を飛躍的に高めることができる
とともに、射出成形機の高性能化、さらには発展性を高
めることができる。
【００３７】 電動駆動部と油圧駆動部は同時に利用
されるため、電動駆動部及び油圧駆動部の双方の小型化
及び低コスト化を図ることができる。
されるため、電動駆動部及び油圧駆動部の双方の小型化
及び低コスト化を図ることができる。
【図１】本実施例に係る駆動装置を示すブロック回路
図、
図、
【図２】同駆動装置における制御領域に対するアシスト
比率の関係図、
比率の関係図、
【図３】同駆動装置の機械系の一部断面側面図、
【図４】同駆動装置の油圧系及び制御系のブロック回路
図、
図、
【図５】本実施例の変更例に係る駆動装置の機械系の一
部断面側面図、
部断面側面図、
【図６】本実施例の他の変更例に係る油圧駆動部の回路
図、
図、
１ 駆動装置 ２ 電動駆動部 ３ サーボモータ ４ 油圧駆動部 ５ 油圧シリンダ ５ａ… 油圧シリンダ ６ 制御機能部 Ｓ スクリュ Ｐｏ 負荷圧力 Ｐａ アシスト圧力 Ｋ アシスト比率
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−254207（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−141408（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−34039（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−137719（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−257411（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−332658（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−166078（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−177679（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−77303（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−315293（ＪＰ，Ａ) 特許2615323（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B29C 45/00 - 45/84
Claims (8)
- 【請求項１】 電動アクチュエータによりスクリュを前
進駆動する電動駆動部と、油圧アクチュエータにより前
記スクリュを前進駆動する油圧駆動部を備える射出成形
機の駆動方法において、前記電動駆動部を制御すること
により前記スクリュを前進駆動し、かつ当該前進駆動時
における負荷圧力を検出することにより当該負荷圧力に
対する所定比率のアシスト圧力を算出するとともに、前
記油圧駆動部を制御することにより前記スクリュを当該
アシスト圧力により加圧することを特徴とする射出成形
機の駆動方法。 - 【請求項２】 前記所定比率は、制御領域毎に異ならせ
ることを特徴とする請求項１記載の射出成形機の駆動方
法。 - 【請求項３】 速度制御領域における加速区間又は減速
区間の前記所定比率は、８０〜１００〔％〕に設定する
ことを特徴とする請求項２記載の射出成形機の駆動方
法。 - 【請求項４】 速度制御領域における定速区間の前記所
定比率は、５０〜８０〔％〕に設定することを特徴とす
る請求項２記載の射出成形機の駆動方法。 - 【請求項５】 圧力制御領域の前記所定比率は、６０〜
７０〔％〕に設定することを特徴とする請求項２記載の
射出成形機の駆動方法。 - 【請求項６】 電動アクチュエータによりスクリュを前
進駆動する電動駆動部と、油圧アクチュエータにより前
記スクリュを前進駆動する油圧駆動部を備える射出成形
機の駆動装置において、前記電動駆動部を制御すること
により前記スクリュを前進駆動した際に、負荷圧力を検
出することにより当該負荷圧力に対する所定比率のアシ
スト圧力を算出するとともに、前記油圧駆動部を制御す
ることにより前記スクリュを当該アシスト圧力により加
圧する制御機能部を備えることを特徴とする射出成形機
の駆動装置。 - 【請求項７】 前記電動アクチュエータはサーボモータ
であることを特徴とする請求項６記載の射出成形機の駆
動装置。 - 【請求項８】 前記油圧アクチュエータは両ロッドタイ
プの油圧シリンダであることを特徴とする請求項６記載
の射出成形機の駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30715497A JP3220788B2 (ja) | 1997-11-10 | 1997-11-10 | 射出成形機の駆動方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30715497A JP3220788B2 (ja) | 1997-11-10 | 1997-11-10 | 射出成形機の駆動方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11138597A JPH11138597A (ja) | 1999-05-25 |
| JP3220788B2 true JP3220788B2 (ja) | 2001-10-22 |
Family
ID=17965689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30715497A Expired - Fee Related JP3220788B2 (ja) | 1997-11-10 | 1997-11-10 | 射出成形機の駆動方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3220788B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10104109A1 (de) * | 2001-01-31 | 2002-09-05 | Mannesmann Rexroth Ag | Regelverfahren für die hydraulische Unterstützung eines elektrischen Antriebs |
| DE10318958B3 (de) * | 2003-04-26 | 2004-08-05 | Krauss-Maffei Kunststofftechnik Gmbh | Hybrid-Einspritzeinheit und Spritzgießmaschine mit einer Hybrid-Einspritzeinheit |
| KR20180079338A (ko) * | 2015-11-02 | 2018-07-10 | 테트라 라발 홀딩스 앤드 피낭스 소시에떼아노님 | 몰딩 조립체 |
-
1997
- 1997-11-10 JP JP30715497A patent/JP3220788B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11138597A (ja) | 1999-05-25 |
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