JP3244373B2 - 射出成形機におけるリザーバ内圧調整装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、射出成形機におけるリ
ザーバ内圧調整装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】スクリューの計量回転により射出シリン
ダ先端に貯溜される樹脂の内圧、即ち、リザーバ内圧
は、当該計量工程以降の数サイクルに亘る射出保圧動作
に大きな影響を与える。このため、でき得る限り、各計
量工程毎スクリュー位置に応じてリザーバ内圧を一定の
値に保持することが望ましい。

【０００３】このような目的を達成するため、射出シリ
ンダ内の先端部に圧力検出器を配備し、直接リザーバ内
圧を検出することにより、スクリューに与える推力をク
ローズドループ制御するようにした射出成形機が提案さ
れている。しかし、圧力検出器の取り付けに関する構成
が複雑になったり、また、圧力検出器が樹脂の高温に直
に晒されるため、故障や劣化が生じ易いといった問題が
あった。

【０００４】このような状況が考慮された結果、現在で
は、スクリューを軸方向に駆動する駆動源とスクリュー
との間、例えば、スクリューの基部等に圧力検出器を配
備し、この圧力検出器によって検出されたスクリュー反
力をリザーバ内圧として検知し、該スクリュー反力に基
いてスクリューの後退速度やスクリュー回転数を制御し
て俗にいう背圧制御を行い、各計量工程毎リザーバ内圧
をスクリュー位置に対応して一定の値に保持しようとす
るのが一般的である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、スクリューに
全体として作用する反力は、実際には、計量に必要とさ
れる射出シリンダ内の樹脂の搬送や可塑化に伴ってスク
リューに作用する反計量方向への反力と純粋なリザーバ
内圧とを合わせた値であり、スクリュー全体に作用する
反力を圧力検出器で一括して検出したとしてもリザーバ
内圧を検出したことにはならない。射出シリンダ内の樹
脂の搬送や可塑化に伴ってスクリューに作用する反計量
方向への反力は、例えば、ペレットがバージンペレット
であるか再生材であるかとかいった可塑化の容易性、お
よび、ペレットの大きさや外形の相違といった性状の違
い等の外乱によって様々に変化する。

【０００６】ここで、スクリューに全体として作用する
反力をＦ、リザーバ内圧をＦ１、外乱によって変動しス
クリューに対して反計量方向に作用する反力をＦ２とす
れば、Ｆ＝Ｆ１＋Ｆ２ということになる。しかし、リザ
ーバ内圧を一定に保持するためにスクリューに所定の推
力を与えたとしても、リザーバ内圧Ｆ１がスクリュー位
置に対応した一定の値に保持されるといった保証はな
い。リザーバ内圧Ｆ１が低くなったとしても外乱の影響
を受ける反計量方向への反力Ｆ２が増大していればＦ＝
Ｆ１＋Ｆ２の条件が満たされ、また、リザーバ内圧Ｆ１
が高くなったとしても反計量方向への反力Ｆ２が減少し
ていればＦ＝Ｆ１＋Ｆ２の条件が満たされてしまい、Ｆ
１の値が特定されないからである。

【０００７】本発明の目的は、前記従来技術の欠点を解
消し、リザーバ内圧を直接検出する圧力検出器を設ける
必要がなく、しかも、リザーバ内圧をスクリュー位置に
応じて一定の値に保持することが可能な射出成形機にお
けるリザーバ内圧調整装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のリザーバ内圧調
整装置は、計量工程におけるスクリュー後退速度をスク
リュー位置に対応させて設定記憶する記憶手段と、計量
工程においてスクリュー後退速度の現在値を検出する検
出手段と、現スクリュー位置に対応して記憶手段に設定
記憶されたスクリュー後退速度と前記速度検出手段で検
出されたスクリュー後退速度の現在値との偏差を求め、
該速度偏差に基いてスクリュー推力又は／及びスクリュ
ー回転速度を制御し前記速度偏差を解消する手段を設
け、射出シリンダのリザーバ内圧を安定させることによ
り前記目的を達成した。

【０００９】成形品の特性等によっては、スクリュー後
退速度を制御する後退速度制御区間をスクリュー位置に
対応させて記憶手段に予め設定記憶しておき、計量工程
におけるスクリューが前記後退速度制御区間内にある場
合にのみ前記速度偏差に基いて前記スクリュー推力もし
くはスクリュー回転速度のいずれか一方、または、その
両方を前記速度偏差を解消する方向に変化させることに
より同様の目的を達成できる。

【００１０】また、実施態様としてのリザーバ内圧調整
装置においては、スクリュー後退速度をスクリュー位置
に対応させて記憶手段に記憶させる際に利用する、良品
成形時の計量工程でスクリュー位置に対応して検出され
たスクリュー後退速度の波形を射出成形機のグラフィッ
クディスプレイに描画させる手段と、任意のスクリュー
位置区間のスクリュー後退速度の波形を直線または曲線
で代替して前記記憶手段に設定記憶させる手段とを備え
る。

【００１１】

【作用】スクリューに全体として作用する反力Ｆは、リ
ザーバ内圧Ｆ１と計量に必要とされる射出シリンダ内の
樹脂の搬送や可塑化に伴ってスクリューに作用する反計
量方向への反力Ｆ２の和である。このうち、Ｆ２の値は
外乱の影響を受けるが、反力Ｆ＝Ｆ１＋Ｆ２は外乱の影
響に関わりなく常に一定になるように制御される。

【００１２】従って、リザーバ内の樹脂を与圧するため
にスクリューに与える推力を基準値Ｆ′に保ったとする
と、変動する反力Ｆ２が外乱によって増大した場合、反
力Ｆ２の増大によりスクリューに全体として作用する反
力Ｆが増大し、この結果、反力Ｆがスクリューに与えら
れている推力Ｆ′を越え、スクリューの後退速度が増大
する。つまり、スクリュー後退速度の増大は、変動する
反力Ｆ２の増大であると同定される。但し、Ｆ′はスク
リューを前進させる方向の推力であって、リザーバ内圧
Ｆ１および反力Ｆ２が安定した理想的な計量状態におい
て、Ｆ′＝Ｆ＝Ｆ１＋Ｆ２を満たす値である。

【００１３】反力Ｆ２の増大によりスクリューに全体と
して作用する反力Ｆが増大してスクリューの後退速度が
増大した場合はＦ＞Ｆ′の関係が成り立つが、実際には
Ｆ−Ｆ′の力によって生じる加速度でスクリューが後退
しており、Ｆ−Ｆ′の力がスクリューの加速に消費され
ているので、後退するスクリューを基準とした慣性系で
は、スクリューに対してＦ′の力が作用していることに
なる。従って、スクリューを基準とした場合、スクリュ
ーに作用する反力の和Ｆ１＋Ｆ２と推力Ｆ′とが釣り合
ってＦ′＝Ｆ１＋Ｆ２が成立しており、Ｆ′が一定であ
る限り、Ｆ２の値が増大した分だけＦ１の値が減少して
いると見ることができる。

【００１４】つまり、スクリュー後退速度の増大は変動
する反力Ｆ２の増大とリザーバ内圧Ｆ１の減少を意味し
ている。そして、スクリュー後退速度が増大した場合に
は、その増大分に応じてスクリューに与える推力Ｆ′を
増大させることによりＦ′＝Ｆ１＋Ｆ２の式におけるＦ
１の値を増大させ、該リザーバ内圧Ｆ１を所定値に保持
することができる。

【００１５】また、スクリュー後退速度が増大してリザ
ーバ内圧Ｆ１が減少した場合にスクリューの回転速度を
減らすようにすれば、射出シリンダ内の樹脂の搬送や可
塑化の速度が減少するので、樹脂の搬送や可塑化に伴っ
てスクリューに作用する反計量方向への反力Ｆ２が減少
し、結果的に、Ｆ′＝Ｆ１＋Ｆ２の式におけるＦ１の
値、即ち、Ｆ１＝Ｆ′−Ｆ２の値を増大させることがで
き、リザーバ内圧Ｆ１が所定値に保持される。

【００１６】これとは逆に、スクリュー後退速度の減少
は変動する反力Ｆ２の減少とリザーバ内圧Ｆ１の増大を
意味し、スクリュー後退速度の減少分に応じてスクリュ
ーに与える推力Ｆ′を減少させるか、または、スクリュ
ー回転速度を増大させてＦ１＝Ｆ′−Ｆ２の式における
Ｆ２の値を増大させ、リザーバ内圧Ｆ１を減少させて所
定値に保持する必要がある。

【００１７】この制御によって、推力Ｆ′およびスクリ
ュー回転速度を増減する向きは、共に、スクリュー後退
速度の偏差を吸収する方向である。

【００１８】そこで本発明では、計量工程におけるスク
リュー後退速度の現在値と、現スクリュー位置に対応さ
せて予め記憶手段に設定記憶されたスクリュー後退速度
との偏差に基き、スクリュー推力Ｆ′もしくはスクリュ
ー回転速度のいずれか一方、または、その両方を前記速
度偏差を解消する方向に変化させ、射出シリンダのリザ
ーバ内圧を安定させる。

【００１９】つまり、スクリュー後退速度の現在値が現
スクリュー位置に対応して記憶手段に予め設定記憶され
たスクリュー後退速度よりも大きければ、スクリューに
与える推力Ｆ′を増大させるかスクリューの回転速度を
減らし、もしくは、その両方を同時に行ってスクリュー
後退速度の速度偏差を解消させ、リザーバ内圧Ｆ１を増
大させることにより、射出シリンダのリザーバ内圧Ｆ１
をスクリュー位置に応じた所定値に安定させる。また、
スクリュー後退速度の現在値が現スクリュー位置に対応
して記憶手段に予め設定記憶されたスクリュー後退速度
よりも小さければ、スクリューに与える推力Ｆ′を減少
させるかスクリューの回転速度を増し、もしくは、その
両方を同時に行ってスクリュー後退速度の速度偏差を解
消させ、リザーバ内圧Ｆ１を減少させることにより、射
出シリンダのリザーバ内圧Ｆ１を安定させる。

【００２０】また、成形品の特性等によっては、必ずし
も計量工程における全区間に亘ってリザーバ内圧Ｆ１を
適確に保持しなくてもよいようなものもあるので、成形
品の特性等に応じ、スクリュー後退速度を制御すべき後
退速度制御区間をスクリュー位置に対応させて記憶手段
に予め設定記憶しておき、計量工程におけるスクリュー
が前記後退速度制御区間内にある場合にのみスクリュー
後退速度の速度偏差に基いて前記スクリュー推力Ｆ′も
しくはスクリュー回転速度のいずれか一方、または、そ
の両方を速度偏差を解消する方向に変化させ、必要な区
間内で射出シリンダのリザーバ内圧Ｆ１を安定させる。

【００２１】スクリュー後退速度をスクリュー位置に対
応させて記憶手段に設定記憶する際には、良品成形時の
計量工程でスクリュー位置に対応して検出されたスクリ
ュー後退速度の波形を射出成形機のグラフィックディス
プレイに描画させ、任意のスクリュー位置区間のスクリ
ュー後退速度の波形を直線または曲線で代替させるよう
にしてもよい。

【００２２】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は本発明によるリザーバ内圧調整装置を適用
した一実施例の射出成形機の要部を示すブロック図で、
符号１は射出成形機の射出シリンダ、符号２はスクリュ
ーである。スクリュー２は、駆動源の軸回転を射出軸方
向の直線運動に変換するための駆動変換機５を介して駆
動源である射出用サーボモータＭ１により射出軸方向に
駆動され、また、歯車機構３を介してスクリュー回転用
サーボモータＭ２により計量回転される。射出用サーボ
モータＭ１にはスクリュー２の位置や移動速度を検出す
るためのパルスコーダＰ１が配備され、また、スクリュ
ー回転用サーボモータＭ２には、スクリュー２の回転速
度を検出するための速度検出器Ｐ２が配備されている。
そして、スクリュー２の基部には圧力検出器４が設けら
れ、スクリュー２の軸方向に作用する力、つまり、射出
保圧工程における射出保圧圧力や計量工程におけるいわ
ゆるスクリュー背圧等が検出されるようになっている。

【００２３】但し、ここでいうスクリュー背圧とは、リ
ザーバ内圧そのものではなく、計量に必要とされる射出
シリンダ１内の樹脂の搬送や可塑化に伴ってスクリュー
２に作用する反計量方向への反力Ｆ２と、純粋なリザー
バ内圧Ｆ１とを合わせた値である。このうち、リザーバ
内圧Ｆ１とは、射出シリンダ１におけるリザーバの内
圧、即ち、計量工程において、射出シリンダ１の先端と
スクリュー２の先端との間に形成された空間を満たす樹
脂の内圧であって、この圧力はスクリュー２の先端に反
力として直接作用する。また、反力Ｆ２は、射出シリン
ダ１内における樹脂の搬送や可塑化に伴ってスクリュー
２のフライト部に作用する反計量方向への力であり、例
えば、スクリュー２の計量回転によって射出シリンダ１
の先端に送り込まれる溶融樹脂の粘性や移送抵抗等の反
力として発生し、Ｆ２の大きさ自体は、例えば、ペレッ
トがバージンペレットであるか再生材であるかとかいっ
た可塑化の容易性、および、ペレットの大きさや外形の
相違といった性状の違い等の外乱により、様々に変化す
る。このため、従来の背圧制御方法のように、スクリュ
ー２に作用する全体的な反力、即ち、いわゆるスクリュ
ー背圧であるところのＦ＝Ｆ１＋Ｆ２の値を圧力検出器
４により検出し、Ｆの値自体を一定に保つようにスクリ
ュー２の推力Ｆ′を制御したとしても、Ｆ２の値が変動
可能である以上、Ｆ１の値が一定に保たれるといった保
証は得られない。

【００２４】射出成形機の制御装置１０は、数値制御用
のマイクロプロセッサであるＣＮＣ用ＣＰＵ２５、プロ
グラマブルマシンコントローラ用のマイクロプロセッサ
であるＰＭＣ用ＣＰＵ１８、サーボ制御用のマイクロプ
ロセッサであるサーボＣＰＵ２０、および、Ａ／Ｄ変換
器１６を介して射出保圧圧力やスクリュー背圧のサンプ
リング処理等を行うための圧力モニタ用ＣＰＵ１７を有
し、バス２２を介して相互の入出力を選択することによ
り各マイクロプロセッサ間での情報伝達が行えるように
なっている。

【００２５】ＰＭＣ用ＣＰＵ１８には、射出成形機のシ
ーケンス動作を制御するシーケンスプログラムやリザー
バ内圧の安定化制御を行うためのプログラム等を記憶し
たＲＯＭ１３および演算データの一時記憶等に用いられ
るＲＡＭ１４が接続され、また、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５に
は射出成形機の各軸を制御するプログラム等を記憶した
ＲＯＭ２７および演算データの一時記憶等に用いられる
ＲＡＭ２８が接続されている。

【００２６】そして、サーボＣＰＵ２０および圧力モニ
タ用ＣＰＵ１７の各々には、サーボ制御専用の制御プロ
グラムを格納したＲＯＭ２１やデータの一時記憶に用い
られるＲＡＭ１９、および、圧力データ等を得るための
サンプリング処理に関する制御プログラムを格納したＲ
ＯＭ１１やデータの一時記憶に用いられるＲＡＭ１２が
接続されている。更に、サーボＣＰＵ２０には、該ＣＰ
Ｕ２０からの指令に基いて型締め用，エジェクタ用（図
示せず）および射出用，スクリュー回転用等の各軸のサ
ーボモータを駆動するサーボアンプ１５が接続され、射
出用サーボモータＭ１に配備したパルスコーダＰ１およ
びスクリュー回転用サーボモータＭ２に配備した速度検
出器Ｐ２からの出力の各々がサーボＣＰＵ２０に帰還さ
れ、パルスコーダＰ１からのフィードバックパルスに基
いてサーボＣＰＵ２０により算出されたスクリュー２の
現在位置や移動速度、速度検出器Ｐ２で検出されたスク
リュー２の回転速度の現在値が、メモリ１９の現在位置
記憶レジスタ、現在速度記憶レジスタの各々に記憶され
る。

【００２７】インターフェイス２３は射出成形機の各部
に配備したリミットスイッチや操作盤からの信号を受信
したり射出成形機の周辺機器等に各種の指令を伝達した
りするための入出力インターフェイスである。ディスプ
レイ付手動データ入力装置２９はＣＲＴ表示回路２６を
介してバス２２に接続され、射出保圧圧力やスクリュー
後退速度等のモニタ表示画面や機能メニューの選択およ
び各種データの入力操作等が行えるようになっており、
数値データ入力用のテンキーおよび各種のファンクショ
ンキー等が設けられている。

【００２８】不揮発性メモリ２４は射出成形作業に関す
る成形条件（射出保圧条件，計量条件等）と各種設定
値，パラメータ，マクロ変数等を記憶する成形データ保
存用のメモリであり、計量条件としてはスクリュー位置
に対応したスクリュー推力Ｆ′やスクリュー回転速度の
値が必要に応じて記憶される。

【００２９】以上の構成により、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５が
ＲＯＭ２７の制御プログラムに基いて各軸のサーボモー
タに対してパルス分配を行い、サーボＣＰＵ２０は各軸
に対してパルス分配された移動指令とパルスコーダＰ
１，速度検出器Ｐ２等の検出器で検出された位置のフィ
ードバック信号および速度のフィードバック信号に基い
て、従来と同様に位置ループ制御，速度ループ制御さら
には電流ループ制御等のサーボ制御を行い、いわゆるデ
ィジタルサーボ処理を実行する。

【００３０】また、計量工程においてサーボＣＰＵ２０
を介して検出されるスクリュー位置やスクリュー後退速
度の現在値は所定のサンプリング周期Δｔ毎にＰＭＣ用
ＣＰＵ１８に取り込まれ、スクリュー位置とスクリュー
後退速度との関係が計量開始時点からの経過時間を基準
として、図３の（ａ）に示されるような不揮発性メモリ
２４の後退速度波形記憶ファイルに、各成形サイクル毎
更新記憶されてゆく。なお、後退速度波形記憶ファイル
におけるアドレスは実質的に計量開始後のサンプリング
の実行回数に対応し、例えば、アドレスｉのスクリュー
位置Ｓｉは計量開始後ｉ・Δｔの時点におけるスクリュ
ー位置であり、また、スクリュー後退速度Ｖｉは計量開
始後ｉ・Δｔの時点におけるスクリュー後退速度であ
る。後退速度波形記憶ファイルには、直前に実行された
計量工程におけるスクリュー位置とスクリュー後退速度
との関係が保持されるのが普通であるが、数回の計量工
程、例えば、直前に実行された数回の計量工程における
各サンプリング時毎のスクリュー位置やスクリュー後退
速度の平均を求め、１計量工程完了毎に後退速度波形記
憶ファイルにその平均値を更新記憶させるようにしても
よい。また、所望する計量工程のデータ、例えば、良品
が連続成形されたときの数回の計量工程のデータの平均
値等を、後退速度波形記憶ファイルから不揮発性メモリ
２４内の後退速度波形保存ファイルに転送して保存して
おくことも可能である。後退速度波形保存ファイルの内
容に対しては計量工程毎の自動書き替え操作は行われな
いが、そのファイル構成自体は前述の後退速度波形記憶
ファイルと全く同様である。

【００３１】計量工程においてリザーバ内圧の安定化制
御を行う場合、基準となるスクリュー後退速度は、予
め、前述の後退速度波形保存ファイルに保存しておく。

【００３２】図４はスクリュー後退速度のモニタ表示画
面を手動データ入力装置２９のディスプレイに表示させ
たときの状態を一例で示す概念図である。スクリュー後
退速度のモニタ表示画面には、まず、スクリュー位置を
横軸Ｓ、また、スクリュー後退速度を縦軸Ｖとして、オ
ペレータの選択により、後退速度波形記憶ファイルもし
くは後退速度波形保存ファイルのいずれか一方に記憶さ
れているスクリュー位置Ｓｉとスクリュー後退速度Ｖｉ
との関係を示す線図ＶＳがグラフィック表示される。な
お、後退速度波形保存ファイルを選択して表示を行わせ
た場合には線図ＶＳの表示状態が常に固定的となるが、
連続成形作業中に後退速度波形記憶ファイルを選択して
表示を行わせる際には、更に、線図ＶＳの表示態様とし
て、１計量工程完了毎の自動書き替えと重ね書きを選択
することができる。

【００３３】リザーバ内圧の安定化制御を行う場合のス
クリュー後退速度の基準値としては、後退速度波形保存
ファイルに記憶されたデータ、例えば、良品が連続成形
されたときの数回の計量工程における各サンプリング時
のスクリュー位置およびスクリュー後退速度のデータの
平均値をそのまま用いてもよい。また、必要とあれば、
後退速度波形保存ファイルに記憶されたデータを図４の
ようにしてディスプレイに表示させた状態でカーソル移
動キー等を用い、適宜の編集作業を行うことにより、任
意のスクリュー位置区間のスクリュー後退速度の波形を
直線または円弧で代替して後退速度波形保存ファイルに
再設定することもできる。

【００３４】この場合、編集作業を行うオペレータが手
動データ入力装置２９のカーソル右移動キーまたはカー
ソル左移動キーを操作すると、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８はカ
ーソル移動キーの操作に応じてアドレス検索指標ｉの値
をインクリメントまたはディクリメントし、後退速度波
形保存ファイルのアドレスｉからスクリュー位置Ｓｉと
スクリュー後退速度Ｖｉの値を読み込み、図４に示すよ
うなスクリュー後退速度のモニタ表示画面の（横軸Ｓ，
縦軸Ｖ）における（Ｓｉ，Ｖｉ）スポットにカーソルを
表示する。結果的に、カーソルはカーソル右移動キーの
操作に応じて線図ＶＳに沿って右方向に移動し、また、
カーソル左移動キーの操作に応じて線図ＶＳに沿って左
方向に移動することになる。

【００３５】そこで、スクリュー後退速度の波形を直線
または曲線で代替させるべきスクリュー位置区間を決め
たオペレータは、まず、そのスクリュー位置区間の始点
Ｐ１にカーソルを移動させて手動データ入力装置２９の
始点定義キーを操作し、その時のアドレス検索指標ｉの
値をＰＭＣ用ＣＰＵ１８に後退速度再設定区間の始点ア
ドレスｊとして記憶させ、更に、そのスクリュー位置区
間の終点Ｐ２にカーソルを移動させて手動データ入力装
置２９の終点定義キーを操作し、その時のアドレス検索
指標ｉの値をＰＭＣ用ＣＰＵ１８に後退速度再設定区間
の終点アドレスｋとして記憶させる。ここで、オペレー
タが手動データ入力装置２９の代替実行キーを操作する
と、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８は始点アドレスｊに対応する点
Ｐ１（Ｓｊ，Ｖｊ）と終点アドレスＰ２に対応する点Ｐ
２（Ｓｋ，Ｖｋ）を通る直線の方程式を求め、後退速度
波形保存ファイルのアドレスｊ＋１〜ｋ−１までのスク
リュー位置のデータＳｊ＋１からＳｋ−１の値を順次こ
の方程式に代入して前記直線上に位置するスクリュー後
退速度の値Ｖｅｊ＋１〜Ｖｅｋ−１を各々求め、各スク
リュー後退速度の値Ｖｅｊ＋１〜Ｖｅｋ−１の値を図３
の（ｂ）に示されるようにして後退速度波形保存ファイ
ルのアドレスｊ＋１〜ｋ−１にスクリュー後退速度Ｖｊ
＋１〜Ｖｋ−１の値として更新記憶し、スクリュー後退
速度を再設定した区間の波形を線図ＶｅＳとして図４の
一点鎖線に示されるようにしてモニタ表示画面に表示
し、この区間に対応する線図ＶＳの表示を消去する。

【００３６】スクリュー後退速度の波形を円弧で代替さ
せる場合は、始点Ｐ１および終点Ｐ２を選択した後、更
に、前述のカーソル右移動キーとカーソル左移動キーに
加えてカーソル上移動キーまたはカーソル下移動キーを
操作し、通過点Ｐ３（図示せず）をモニタ表示画面上に
指定して代替実行キーを操作し、通過点Ｐ３が点Ｐ１と
点Ｐ２を通る直線の上側にあるか下側にあるかに応じ、
ＰＭＣ用ＣＰＵ１８に円弧の凸方向を決めさせて点Ｐ
１，Ｐ２，Ｐ３を通る円弧の方程式を求めさせ、前記と
同様、後退速度波形保存ファイルのアドレスｊ＋１〜ｋ
−１までのスクリュー位置のデータＳｊ＋１からＳｋ−
１の値に対してこの方程式を適用することによりスクリ
ュー後退速度の値Ｖｅｊ＋１〜Ｖｅｋ−１の値を求めさ
せて後退速度波形保存ファイルに更新記憶させる。ここ
では特に説明しないが、適当なプログラムさえ組めば、
スプライン等の波形を生成して任意のスクリュー位置区
間の波形ＶＳを代替させてスクリュー後退速度を再設定
することも可能である。

【００３７】また、スクリュー後退区間の全域に亘って
リザーバ内圧の安定化制御を行う必要のないような場合
には、所望する部分に対してのみスクリュー後退速度を
制御すべき区間を設定することができる。そのための設
定操作は、前述の代替操作と同様、スクリュー後退速度
のモニタ表示画面を用いて行われる。

【００３８】この場合、後退速度制御区間の設定作業を
行うオペレータが手動データ入力装置２９のカーソル右
移動キーまたはカーソル左移動キーを操作すると、ＰＭ
Ｃ用ＣＰＵ１８はカーソル移動キーの操作に応じてアド
レス検索指標ｉの値をインクリメントまたはディクリメ
ントし、後退速度波形保存ファイルのアドレスｉからス
クリュー位置Ｓｉとスクリュー後退速度Ｖｉの値を読み
込み、図４に示すようなスクリュー後退速度のモニタ表
示画面の（横軸Ｓ，縦軸Ｖ）における（Ｓｉ，Ｖｉ）ス
ポットにカーソルを表示する。結果的に、カーソルはカ
ーソル右移動キーの操作に応じて線図ＶＳに沿って右方
向に移動し、また、カーソル左移動キーの操作に応じて
線図ＶＳに沿って左方向に移動することになる。いうま
でもなく、前述の代替操作によってスクリュー後退速度
の再設定行為が行われていれば、その再設定区間におい
て、カーソルは線図ＶｅＳに沿って移動する。

【００３９】そこで、スクリュー後退速度を制御すべき
区間を決めたオペレータは、まず、そのスクリュー位置
区間の始点Ｑ１にカーソルを移動させて手動データ入力
装置２９の始点定義キーを操作し、その時のアドレス検
索指標ｉの値をＰＭＣ用ＣＰＵ１８に後退速度制御区間
の始点アドレスａとして記憶させ、更に、そのスクリュ
ー位置区間の終点Ｑ２にカーソルを移動させて手動デー
タ入力装置２９の終点定義キーを操作し、その時のアド
レス検索指標ｉの値をＰＭＣ用ＣＰＵ１８に後退速度制
御区間の終点アドレスｂとして記憶させる。

【００４０】スクリュー後退速度を再設定してもその区
間に対して後退速度の制御を行わなければ意味がないの
で、スクリュー後退速度制御区間をスクリュー後退速度
再設定区間と一致させる、または、スクリュー後退速度
制御区間がスクリュー後退速度再設定区間を含むように
設定するのが普通であるが、設定操作自体にハードウェ
ア上の制約はなく、例えば、スクリュー後退速度制御区
間とスクリュー後退速度再設定区間とを部分的に重複さ
せたりすることも可能である。

【００４１】図２は本発明のこの実施例で採用されたリ
ザーバ内圧安定化処理の概略を示すフローチャートであ
り、各成形サイクルにおける計量工程が実行される間、
ＲＯＭ１３の制御プログラムに基きＰＭＣ用ＣＰＵ１８
により所定周期毎に繰り返し実行される。

【００４２】そこで、所定周期毎のリザーバ内圧安定化
処理を開始したＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、まず、サーボＣ
ＰＵ２０を介してスクリュー２の現在位置Ｓを読み込み
（ステップＳ１）、不揮発性メモリ２４の後退速度波形
保存ファイルのアドレスａおよびアドレスｂを参照し、
後退速度波形保存ファイルに記憶された後退速度制御区
間Ｓａ〜Ｓｂの間にスクリュー現在位置Ｓがあるか否か
を判別する（ステップＳ２）。

【００４３】スクリュー現在位置Ｓが後退速度制御区間
Ｓａ〜Ｓｂの間になければ（ステップＳ２の判別結果が
偽）、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、従来と同様の計量制御、
即ち、現スクリュー位置Ｓに対応して不揮発性メモリ２
４に設定記憶されたスクリュー推力Ｆ′やスクリュー回
転速度に基いてサーボＣＰＵ２０に背圧指令およびスク
リュー回転速度指令を出力し、射出用サーボモータＭ１
およびスクリュー回転用サーボモータＭ２を駆動制御し
て通常の計量制御を行わせ（ステップＳ７）、この周期
のリザーバ内圧安定化処理を終える。

【００４４】また、スクリュー現在位置Ｓが後退速度制
御区間Ｓａ〜Ｓｂの間にあれば（ステップＳ２の判別結
果が真）、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、後退速度制御区間の
始点に対応するアドレスａをアドレス検索指標ｍにセッ
トし（ステップＳ３）、後退速度波形保存ファイルから
スクリュー位置Ｓｍおよびスクリュー位置Ｓｍ＋１を読
み、スクリュー現在位置Ｓがこの分割区間Ｓｍ〜Ｓｍ＋
１の間に含まれているか否かを判別する（ステップＳ
４）。

【００４５】そして、スクリュー現在位置Ｓがこの分割
区間Ｓｍ〜Ｓｍ＋１の間に含まれていなければ、ＰＭＣ
用ＣＰＵ１８はアドレス検索指標ｍの値をインクリメン
トし（ステップＳ５）、その値が後退速度制御区間の終
点に対応するアドレスｂの値に達しているか否かを判別
する（ステップＳ６）。アドレス検索指標ｍの値がアド
レスｂの値を越えていなければ、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８
は、スクリュー現在位置Ｓを含む分割区間Ｓｍ〜Ｓｍ＋
１が検出されか、もしくは、アドレス検索指標ｍの値が
後退速度制御区間の終点に対応するアドレスｂの値に達
するまでの間、前記と同様にしてステップＳ４，ステッ
プＳ５，ステップＳ６の処理を繰り返し実行する。

【００４６】この間にステップＳ４の判別結果が真とな
った場合は、スクリュー現在位置Ｓが後退速度制御区間
Ｓａ〜Ｓｂの間にあり、しかも、スクリュー現在位置Ｓ
に対応する分割区間Ｓｍ〜Ｓｍ＋１が検出されたことを
意味するので、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、従来の計量制御
（ステップＳ７）に替え、リザーバ内圧安定化のための
計量制御を実施することとなる。なお、ステップＳ６の
判別結果が真となった場合には、スクリュー現在位置Ｓ
が後退速度制御区間の終点Ｓｂよりも既に後退している
ことを意味するので、ステップＳ７において通常の計量
制御を行う。

【００４７】ステップＳ４の判別結果が真となって、リ
ザーバ内圧安定化のための計量制御を開始したＰＭＣ用
ＣＰＵ１８は、まず、サーボＣＰＵ２０を介してスクリ
ュー２の現在後退速度Ｖを読み込み（ステップＳ８）、
スクリュー現在位置Ｓに対応して後退速度波形保存ファ
イルのアドレスｍに記憶されている後退速度の基準値Ｖ
ｍと現在の後退速度Ｖとの偏差εを求め（ステップＳ
９）、前周期のリザーバ内圧安定化処理のステップＳ７
もしくはステップＳ１０で出力された背圧指令およびス
クリュー回転速度指令の最終値に、所定の比例係数ｘと
ｙ（但し、ｘ＞０，ｙ＞０）およびステップＳ９の処理
で求めた偏差εに基く補正をかけ、補正された推力Ｆ′
の背圧指令およびスクリュー回転速度指令の値をサーボ
ＣＰＵ２０に出力し、速度偏差εを解消すべく射出用サ
ーボモータＭ１およびスクリュー回転用サーボモータＭ
２を駆動制御する（ステップＳ１０）。

【００４８】既に説明した通り、スクリュー位置に応じ
て予め決められた推力Ｆ′の背圧およびスクリュー回転
速度を保持して計量動作を行ったときのスクリュー後退
速度の増大は、射出シリンダ１内における樹脂の搬送や
可塑化に伴ってスクリュー２のフライト部に作用する反
計量方向への反力Ｆ２の増大とリザーバ内圧Ｆ１の減少
を意味し、また、スクリュー後退速度の減少は反力Ｆ２
の減少とリザーバ内圧Ｆ１の増大を意味する。

【００４９】そして、スクリュー後退速度が増大した場
合は、ステップＳ９で求められる速度偏差εの値が負と
なるため、ステップＳ１０で出力される背圧指令Ｆ′の
値は基準の背圧指令Ｆ′に比べて大きくなる。この結
果、スクリュー２に与えられる推力Ｆ′が反力Ｆ２の増
大に応じて増大し、Ｆ′＝Ｆ１＋Ｆ２の式におけるＦ１
の減少、即ち、リザーバ内圧Ｆ１の減少が防止される。
同時に、ステップＳ１０で出力されるスクリュー回転速
度指令の値は基準のスクリュー回転速度指令に比べて小
さくなり、この結果、射出シリンダ１内の樹脂の搬送や
可塑化の速度が減少するので、樹脂の搬送や可塑化に伴
ってスクリューに作用する反計量方向への反力Ｆ２が減
少し、Ｆ′＝Ｆ１＋Ｆ２、即ち、Ｆ１＝Ｆ′−Ｆ２の式
におけるリザーバ内圧Ｆ１の値を増大させることがで
き、これらの相乗効果によりリザーバ内圧Ｆ１が所定値
に保持される。

【００５０】また、スクリュー後退速度が減少してリザ
ーバ内圧Ｆ１が増大した場合は、ステップＳ９で求めら
れる速度偏差εの値が正となり、前記とは全く逆の現象
が生じてリザーバ内圧Ｆ１の値が減少する方向の補正が
かけられることになる。

【００５１】以下、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、その時点に
おけるスクリュー現在位置Ｓが後退速度制御区間Ｓａ〜
Ｓｂの間にあるか否かにより、計量工程が完了するまで
の間、前記と同様にして通常の計量制御、もしくは、リ
ザーバ内圧安定化のための計量制御を繰り返し実行す
る。

【００５２】以上の実施例ではスクリュー２に与える推
力およびスクリュー回転速度を共に制御してリザーバ内
圧を安定させる例について説明したが、いずれか一方を
制御するだけでもリザーバ内圧の安定化を図ることが可
能である。

【００５３】

【発明の効果】本発明のリザーバ内圧調整装置は、スク
リュー後退速度の偏差を検出することによりスクリュー
に対し反計量方向に作用する外乱の変化を検出するよう
にしたので、射出シリンダ内の先端部に圧力検出器を配
備しなくてもリザーバ内圧の変動を間接的かつ適確に検
出することができ、更に、スクリュー後退速度の偏差に
応じ、その偏差を解消する方向にスクリュー推力やスク
リュー回転速度を変化させることにより外乱の影響を除
去した推力でリザーバ内の樹脂を与圧できるようにした
ので、外乱の変動に関わりなくリザーバ内圧を適確に保
持することができる。この結果、リザーバ内に計量され
る溶融樹脂の性状が安定し、成形不良の少ない射出成形
作業を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるリザーバ内圧調整装置を適用した
一実施例の射出成形機の要部を示すブロック図である。

【図２】同実施例に採用したリザーバ内圧安定化処理の
概略を示すフローチャートである。

【図３】同実施例のリザーバ内圧安定化処理に用いた後
退速度波形記憶ファイルおよび後退速度波形保存ファイ
ルの構成を示す概念図である。

【図４】後退速度波形を表示したモニタ表示画面の表示
例を示す模式図である。

【符号の説明】

１ 射出シリンダ ２ スクリュー ４ 圧力検出器 １０ 制御装置 １８ ＰＭＣ用ＣＰＵ ２４ 不揮発性メモリ ２９ 手動データ入力装置（グラィックディスプレイ）

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−170015（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−14424（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−120954（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 45/50 - 45/84 B22D 17/32

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 設定された回転速度でスクリューを回転
   駆動して計量工程を行うようにした射出成形機におい
   て、計量工程におけるスクリュー後退速度をスクリュー
   位置に対応させて設定記憶する記憶手段と、計量工程に
   おいてスクリュー後退速度の現在値を検出する検出手段
   と、現スクリュー位置に対応して記憶手段に設定記憶さ
   れたスクリュー後退速度と前記速度検出手段で検出され
   たスクリュー後退速度の現在値との偏差を求め、該速度
   偏差に基いてスクリュー推力を制御し前記速度偏差を解
   消する手段を有することを特徴とした射出成形機におけ
   るリザーバ内圧調整装置。
2. 【請求項２】 設定されたスクリュー推力に基いて計量
   工程を行うようにした射出成形機において、計量工程に
   おけるスクリュー後退速度をスクリュー位置に対応させ
   て設定記憶する記憶手段と、計量工程においてスクリュ
   ー後退速度の現在値を検出する速度検出手段と、現スク
   リュー位置に対応して記憶手段に設定記憶されたスクリ
   ュー後退速度と前記速度検出手段で検出されたスクリュ
   ー後退速度の現在値との偏差を求め、該速度偏差に基い
   てスクリュー回転速度を制御し前記速度偏差を解消する
   手段を有することを特徴とした射出成形機におけるリザ
   ーバ内圧調整装置。
3. 【請求項３】 スクリュー推力の設定値とスクリュー回
   転速度の設定値に基いて計量工程を行うようにした射出
   成形機において、計量工程におけるスクリュー後退速度
   をスクリュー位置に対応させて設定記憶する記憶手段
   と、計量工程においてスクリュー後退速度の現在値を検
   出する速度検出手段と、現スクリュー位置に対応して記
   憶手段に設定記憶されたスクリュー後退速度と前記速度
   検出手段で検出されたスクリュー後退速度の現在値との
   偏差を求め、前記スクリュー推力の設定値と前記スクリ
   ュー回転速度の設定値と前記速度偏差に基いて前記スク
   リュー推力およびスクリュー回転速度を制御し前記速度
   偏差を解消する手段を有することを特徴とした射出成形
   機におけるリザーバ内圧調整装置。
4. 【請求項４】 スクリュー後退速度を制御する後退速度
   制御区間をスクリュー位置に対応させて前記記憶手段に
   設定記憶し、計量工程においてスクリューが前記後退速
   度制御区間内にある場合にのみ前記速度偏差に基いて前
   記スクリュー推力を制御するようにした請求項１記載の
   射出成形機におけるリザーバ内圧調整装置。
5. 【請求項５】 スクリュー後退速度を制御する後退速度
   制御区間をスクリュー位置に対応させて前記記憶手段に
   設定記憶し、計量工程においてスクリューが前記後退速
   度制御区間内にある場合にのみ前記速度偏差に基いて前
   記スクリュー回転速度を制御するようにした請求項２記
   載の射出成形機におけるリザーバ内圧調整装置。
6. 【請求項６】 スクリュー後退速度を制御する後退速度
   制御区間をスクリュー位置に対応させて前記記憶手段に
   設定記憶し、計量工程においてスクリューが前記後退速
   度制御区間内にある場合にのみ前記スクリュー推力の設
   定値と前記スクリュー回転速度の設定値と前記速度偏差
   に基いて前記スクリュー推力およびスクリュー回転速度
   を制御するようにした請求項３記載の射出成形機におけ
   るリザーバ内圧調整装置。
7. 【請求項７】 良品成形時の計量工程でスクリュー位置
   に対応して検出されたスクリュー後退速度の波形を射出
   成形機のグラフィックディスプレイに描画する手段と、
   任意のスクリュー位置区間のスクリュー後退速度の波形
   を直線または曲線で代替して前記記憶手段に設定記憶さ
   せる手段とを有する請求項１乃至請求項６記載の射出成
   形機におけるリザーバ内圧調整装置。