JP3255609B2 - 電動射出成形機の射出速度切換制御方法 - Google Patents

電動射出成形機の射出速度切換制御方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電動射出成形機の
速度制御方法に係り、特にショット毎における成形の不
安定を生じさせる要因の影響が最小となるように、射出
工程での射出速度の切換位置または切換時間をリアルタ
イムで補正して、常に安定した良品の成形を達成できる
電動射出成形機の射出速度切換制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、溶融樹脂の射出成形においては、
例えば図５に示すように、横軸を射出スクリュの位置ま
たは時間Ｔとし、縦軸を射出スクリュの前進速度Ｖまた
は圧力Ｐとして、前記速度Ｖを高速で多段階に制御して
金型キャビティ内へ溶融樹脂を充填する充填工程Ｓ1
と、溶融樹脂の充填後において、金型キャビティ内の樹
脂に前記圧力Ｐを多段階に制御して加えて成形する保圧
工程Ｓ2 とによって射出制御が行われている。
【０００３】そこで、多くの場合、前記充填工程Ｓ1
は、油圧回路の圧力調整弁を高圧に設定し、射出スクリ
ュの前進位置または射出開始からの経過時間を基準に、
速度を複数段に変化させるように、流量制御弁の開度を
射出スクリュの射出ストローク位置に応じて、あるいは
時間の経過と共に変化させるように設定している。従っ
て、前記流量制御弁の調整により射出シリンダのピスト
ン、すなわち射出スクリュの射出速度を制御し、溶融樹
脂を前記キャビティ内へ充填する。
【０００４】そして、溶融樹脂が前記キャビティに充填
された後は、流量制御弁を比較的小さい開度に固定し、
次いで圧力調整弁により油圧を調整する保圧工程Ｓ2 と
し、この保圧工程Ｓ2 は時間の経過に応じて、前記キャ
ビティに充填された溶融樹脂に、所定の圧力を加え得る
ように圧力調整弁の開度を変化させている。
【０００５】一般に、充填工程における射出速度制御
は、前述したように、射出スクリュ位置の検出値が、予
め設定された射出速度切換位置に一致したことによっ
て、複数段の射出速度の制御目標値を切換えている。図
６は、この場合の制御例を示し、充填工程において４段
の速度設定値Ｖ1 、Ｖ2 、Ｖ3 、Ｖ4 に切換制御した場
合における、射出速度Ｖ並びに圧力Ｐの変化の状態を示
している。
【０００６】しかしながら、溶融樹脂の射出に際して、
射出スクリュの前方に位置する溶融樹脂が、射出スクリ
ュ側へ逆流することを防止するために設けられているチ
ェック弁の動作、すなわちチェックリングの閉まる動作
は、ショット毎にタイミングが異なっている。
【０００７】従来の射出制御方法においては、予め射出
速度と射出圧力との切換え位置が固定位置として設定さ
れており、チェックリングの閉まる動作が遅れた場合の
ショットでは、前記射出速度と射出圧力との各区間の実
射出ストロークが短くなる。すなわち、図６に示すよう
に、チェックリングの閉まる動作が速いショット（実線
特性Ａ）における射出工程の仕事量を表わす射出領域Ｓ
Ａに比べて、チェックリングの閉まる動作が遅いショッ
ト（破線特性Ｂ）における射出工程の仕事量を表わす射
出領域ＳＢが、小さくなる。
【０００８】このように、チェックリングの閉まる動作
が遅いショットでは、同じ射出時間および同じ射出速度
の設定にも拘らず、実際の射出により行われる仕事量は
少なくなり、製品の重量や品質に影響を与え、チェック
リングの閉まる動作のバラツキは、製品の重量や品質に
バラツキを生じる。
【０００９】なお、射出油圧または樹脂圧を検知し、こ
れにより射出制御の充填工程から保圧工程に制御を切換
える方法も提案されているが（特開平８−６６９４４号
公報）、この提案された制御方法では、１点の圧力のみ
で切換え判断をすることになり、射出工程における仕事
量の考慮がなされていないため、前述した製品の重量や
品質のバラツキを十分に解消することができない。
【００１０】また、このような射出工程の不安定により
不良成形品を発生させる射出成形機側の要因としては、
前述した溶融樹脂の逆流を防止するチェック弁のチェッ
クリングの閉まる動作の変動以外に、計量樹脂の密度の
変化、計量ボリュームの変動、射出速度の変動等が考え
られる。
【００１１】このような観点から、従来においては、例
えば射出成形機に対し、射出スクリュ位置を検出する位
置検出器と、圧力検出器と、前記位置検出器を介して検
出した射出ストロークの時間微分値を算出する速度演算
器、もしくは射出スクリュの射出速度検出器とを設け、
さらに充填工程を複数段の異なる射出速度で射出スクリ
ュの射出速度制御を行うよう構成する。また、この射出
成形機における溶融樹脂の逆流を防止するためのチェッ
ク弁すなわちチェックリングの閉まる動作を判定する圧
力を、予め充填工程の任意点に設定すると共に、充填開
始後に射出圧力が前記判定圧力に達したときの射出スク
リュ位置と、予め設定した基準ショットにおける前記判
定圧力到達時の射出スクリュ位置との、差異を演算記憶
して置く。そして、前記複数段の射出速度の変更切換点
のうち、前記判定圧力に達する前の切換えは、それぞれ
予め設定した射出スクリュの基準変更切換位置で速度切
換えを行い、前記判定圧力に達した後の切換えに際して
は、それぞれ予め設定した射出スクリュの基準変更切換
位置に、前記差異分を増減して修正した射出スクリュ位
置による位置切換えによって、速度切換えを行うように
構成した射出成形機の速度制御方法が提案されている
（特開平８−６６９４４号公報）。
【００１２】また、同様の観点から、射出成形機の射出
工程の異常を監視するために、射出ラムの油圧を検出す
ると共に、射出スクリュの射出速度を検出し、前記両検
出値の乗算値を射出開始から保圧終了時点まで時間積分
し、この積分値を予め基準範囲設定器によって設定され
た値の範囲と比較器により比較し、前記範囲から外れて
いた場合に信号を発するように構成した射出成形機の工
程監視方法が提案されている（特公平２−３９９７３号
公報）。
【００１３】さらに、射出成形機の射出圧力の上昇時間
により射出工程の異常を監視するために、射出成形機で
圧力が生ずる部分に設けられた圧力検出器と、この圧力
検出器で検出された圧力信号が所定の値に達したときを
検出して所定の圧力検出信号を出力する所定圧力検出手
段と、開始信号を受けた時点から一定の基準電圧を積分
していきこの積分した積分電圧を出力すると共に前記所
定圧力検出信号を受けたとき積分動作を停止する積分手
段と、前記積分電圧を所定の上限設定電圧と比較して前
記積分電圧が前記上限設定電圧に達した時点で上限信号
を出力する第１の比較部を有し、前記所定圧力検出信号
が前記上限信号より遅れて発生した場合に上限警報を出
力する上限警報発生部と、前記積分電圧を所定の下限設
定電圧と比較し前記積分電圧がこの下限設定電圧に達し
た時点で下限信号を出力する第２の比較部を有し、前記
下限信号の発生により先に前記所定圧力検出信号が発生
した場合に下限警報を出力する下限警報発生部とを備え
て、射出成形機の射出圧力を監視して、所定の圧力に達
する時間が設定範囲に無い場合に、警報を出力するよう
に構成した射出圧力監視装置が提案されている（特公平
４−５７４９０号公報）。
【００１４】さらにまた、射出成形機の射出工程におい
て、充填工程中に金型キャビティに加えられるエネルギ
ー量を常に一定にすることにより成形品の品質を安定化
させる手段として、射出圧力と射出スクリュの射出速度
を検出して、これらの検出値の積を充填工程中の時間に
より積分して、この積分値を予め設定した設定値と比較
して、それらの値が一致した場合に保圧工程へ切換える
ように制御する方法も提案されている（特公平３−１１
３９号公報）。
【００１５】しかしながら、前記従来の射出成形機の射
出速度制御方法ないし射出工程の監視方法および装置に
おいては、例えば充填工程の任意点に溶融樹脂の逆流を
防止するためのチェック弁の閉まり判定圧力を設定し
て、充填開始後に射出圧力がこの判定圧力に達した時の
射出スクリュ位置と、予め設定した基準ショットにおけ
る判定圧力時の射出スクリュ位置の差異を演算記憶し
て、射出成形機の速度切換えを行うように構成した速度
制御方法によれば、射出時の前記チェック弁の閉まり特
性のばらつきの悪影響を最少限に抑制することは可能で
あるが、計量樹脂の密度の変化、計量ボリュームの変
動、射出速度の変動等による、射出工程における溶融樹
脂の状態変化等は考慮されていないため、ショット毎に
生じる溶融樹脂の状態変化による成形の不安定性を確実
に解消するには、満足すべきものではなかった。
【００１６】このような問題は、射出シリンダにおい
て、溶融樹脂の射出および計量を行うために射出スクリ
ュを往復動作させる手段としてそれぞれサーボモータを
適用すると共に、金型の型締めを行うために金型を開閉
動作させる手段としてサーボモータを適用する電動射出
成形機においても、同様である。
【００１７】また、前記従来におけるような、射出圧力
と射出速度とを検出し、前記両検出値の乗算値を、射出
開始から保圧終了まで時間積分して、この積分値が基準
設定値の範囲から外れていた場合を判定する射出成形機
の工程監視方法や、射出圧力を監視して所定の圧力に達
する時間が設定範囲に無い場合を判定する射出成形機の
射出圧力監視装置では、それぞれ警報を発生するための
判定を行うものであり、射出成形機の制御に対するフィ
ードバックのための方法や装置について、全く考慮され
ていない。
【００１８】さらに、射出圧力と射出速度とを検出し、
前記両検出値の乗算値を充填工程中の時間で積分して、
この積分値が基準設定値と一致する場合を判定して、保
圧工程への切換えを制御する方法では、保圧工程の直前
の速度領域しか修正されず、充填工程での経時的に変化
する溶融樹脂の状態変化に対して、射出工程の仕事量が
逐次適正に追従し得ないため、安定した良品の成形を行
うには、満足すべきものではなかった。
【００１９】このような射出成形機の速度制御方法にお
ける多くの未解決な問題点は、溶融樹脂の射出および計
量をサーボモータを使用して射出スクリュの往復動作を
させるように構成すると共に、金型の型締めをサーボモ
ータを使用して金型開閉動作をさせるように構成した電
動射出成形機においても、全く同様に当て嵌まる。
【００２０】このような観点から、従来において、電動
射出成形機の射出条件制御方法として、サーボアンプに
より一次射出速度をフィードバック制御するサーボ駆動
源を使用すると共に、設定された成形条件に基づき射出
成形機の全体の制御を行うように構成した演算制御装置
を備えた電動射出成形機において、前記演算制御装置
は、一次射出行程における実測射出圧力パターンが予め
求められた平均射出圧力パターンを越えて外れた際に、
次回以降の実測射出圧力パターンが許容範囲内に入るよ
うにサーボ目標となる設定射出速度パターンの修正を行
うように構成した射出条件制御方法が提案されている
（特公平７−１１９０３３号公報）。
【００２１】また、射出スクリュを射出用モータにより
駆動すると共に、実充填圧力を検出する圧力センサを設
けた電動射出成形機において、射出速度制御を解除する
か否かの判断基準となる充填圧力制限値、および実射出
速度を算出する際に必要な“実充填圧力×実射出速度＝
一定値”という関係式の一定値を任意に設定するための
設定手段と、充填工程で前記圧力センサにより検出した
実充填圧力と実射出速度との積が前記設定手段により設
定した一定値となるように射出速度を制御する速度制御
手段と、充填工程で前記圧力センサにより検出した実充
填圧力と前記設定手段により設定した充填圧力制限値と
の大小を判定し、実充填圧力が充填圧力制限値に達した
と判定した時は射出速度制御を解除して圧力を一定に保
持しながら充填制御を行う圧力制御手段とを、備えた圧
力充填制御装置が提案されている（特公平７−３９１２
３号公報）。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、前記従来の
提案に係る電動射出成形機における射出条件制御方法な
いし圧力充填制御装置においては、前者の射出条件制御
方法では、一次射出行程時の射出圧力のバラツキを可及
的に抑止して、良品成形に寄与するよう構成したもので
あり、前述したような仕事量の考慮が全くなされていな
いため、製品の重量や品質のバラツキを十分に解消する
ことができない難点を有しており、また後者の圧力充填
制御装置では、実充填圧力が充填圧力制限値へ近付くに
従い射出速度を低下させるような制御を行うことによ
り、成形品の形状制度の向上を達成するよう構成したも
のであり、この場合にも前述したような仕事量の考慮が
全くなされていないため、製品の重量や品質のバラツキ
を十分に解消することができない難点がある。
【００２３】そこで、本発明者等は、鋭意研究を重ねた
結果、電動射出成形機の射出工程において、その射出速
度区間または射出全工程に亘って、射出圧力の検出値
（Ｐ）と射出スクリュの射出ストローク位置（移動量）
の検出値（Ｓ）との積分量（ＰＳ値）、または射出圧力
の検出値（Ｐ）とその経過時間（Ｔ）との積分量（ＰＴ
値）が、常に一定となるように射出速度切換点位置（ま
たは時間）と、射出ストローク位置（または経過時間）
とを、リアルタイムで修正を加えることにより、射出工
程で行われる仕事量が常に一定となり、ショット毎に生
じる逆流防止用チェック弁のチェックリングの閉まりの
ばらつきや、溶融樹脂の状態変化に対しても、常に安定
した成形を達成することができることを突き止めた。
【００２４】従って、本発明の目的は、ショット毎にお
ける成形の不安定を生じさせる逆流防止用チェック弁の
チェックリングの閉まりのばらつきや、溶融樹脂の状態
変化に対して、射出工程で行われる仕事量が常に一定と
なるように制御することにより、常に安定した良品の成
形を達成することができる電動射出成形機の射出速度切
換制御方法を提供することにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明に係る電動射出成形機の射出速度切換制御方
法は、射出スクリュによる溶融樹脂の射出圧力を検出す
る射出圧力検出器と、射出スクリュの射出ストローク位
置（移動量）を検出する位置検出器または射出スクリュ
の射出開始時点からの経過時間を検出する時間検出器と
を備え、射出工程を複数段の異なる射出速度に設定する
と共に前記射出速度を予め設定した射出スクリュの射出
ストローク位置または射出開始時点からの経過時間に基
づいて切換え制御するように構成した電動射出成形機に
おいて、射出工程中において設定された複数段の各射出
速度区間で、安定した良品成形を達成することができた
射出速度特性および射出圧力特性とを設定すると共に、
前記各射出速度区間における射出圧力と射出ストローク
位置との各検出値の積分量（ＰＳ値）または射出圧力と
射出開始時点からの経過時間との各検出値の積分量（Ｐ
Ｔ値）を演算して記憶設定し、ショット毎に前記ＰＳ値
またはＰＴ値に対応させてＰＳ値またはＰＴ値をリアル
タイムで演算して前記設定値とそれぞれ比較し、前記演
算値が設定値と一致する時点またはそれ以前の近似した
時点において、前記射出速度の切換位置または切換時間
を修正して切換制御を行うことを特徴とする。
【００２６】
【００２７】
【発明の実施の形態】次に、本発明に係る電動射出成形
機の射出速度切換制御方法の実施例につき、添付図面を
参照しながら以下詳細に説明する。
【００２８】図１は、本発明に係る電動射出成形機の射
出速度切換制御方法を実施する電動射出制御装置の一構
成例を示すものである。図１において、参照符号１０は
電動射出成形機を示し、この電動射出成形機１０は、ホ
ッパ１２を備えた加熱シリンダ１４内に、射出スクリュ
１６を回転自在にかつ進退可能に挿通配置した構成から
なる。
【００２９】しかるに、前記スクリュ１６の後端部に
は、これを進退駆動するための射出用サーボモータ１８
が設けられている。この射出用サーボモータ１８の回転
駆動力は、プーリ２０、タイミングベルト２１、タイミ
ングプーリ２２からなる伝達手段を介して、サポートブ
ラケット２４に回転自在に結合されたボールねじ軸２６
に伝達するように構成されている。また、前記ボールね
じ軸２６に螺合したボールナット２８が、ロードセル３
０を介してスラストボックス３２にボルト結合されてい
る。さらに、前記スラストボックス３２には、Ｓ軸３４
がベアリング３５を介して回転自在に結合されると共
に、前記Ｓ軸３４には前記スクリュ１６がキー結合され
ている。
【００３０】また、前記スクリュ１６の前端部には、溶
融樹脂の逆流を防止するためのチェックリング３６ａを
備えたチェック弁３６が設けられ、加熱シリンダ１４の
先端に形成されたノズル１４ａが金型５０のノズル口へ
押圧当接されて、金型キャビティ５０ａ内へ加熱シリン
ダ１４内で生成された溶融樹脂を供給するように構成さ
れている。なお、前記金型５０の開閉ならびに型締めを
行う型締手段として、型締用サーボモータ５２が設けら
れている。
【００３１】このように構成された電動射出成形機１０
は、前記射出用サーボモータ１８の回転力が、ボールね
じ軸２６の回転力として伝達され、次いでボールねじ軸
２６に螺合するボールナット２８の直進力として伝達さ
れると共に、前記スクリュ１６の直進力として伝達され
る。従って、前記射出用サーボモータ１８の回転運動
は、前記スクリュ１６の進退運動となり、射出用サーボ
モータ１８の駆動により射出動作を行うことができる。
【００３２】一方、前記スラストボックス３２に回転自
在に結合されているＳ軸３４に対し、タイミングプーリ
３８を結合配置し、このタイミングプーリ３８とタイミ
ングベルト３９とプーリ４０とからなる伝達手段を介し
て計量用サーボモータ４２が結合され、この計量用サー
ボモータ４２の回転駆動力を前記Ｓ軸３４に伝達するよ
うに構成されている。従って、この計量用サーボモータ
４２の回転運動は、前記スクリュ１６の計量動作を行う
ための回転運動として伝達される。
【００３３】前記スクリュ１６に加わる推力は、Ｓ軸３
４、ベアリング３５、スラストボックス３２を介してロ
ードセル３０により検出される。従って、このロードセ
ル３０によって、金型キャビティ５０ａに対する溶融樹
脂の充填圧力の検出を行うことができる。また、前記射
出用サーボモータ１８に対しては、回転エンコーダ４４
を設けて、射出工程において順次前進動作するスクリュ
の移動量（射出ストローク位置）を検出するためのスク
リュ位置検出器として構成する。この場合、スクリュ位
置検出器としては、前記スクリュ１６にキー結合された
スラストボックス３２の移動量を検出するリニアスケー
ル等で代用することができる。なお、前記計量用サーボ
モータ４２に対しても、回転エンコーダ４６を設けて、
計量工程において回転駆動するスクリュの回転駆動状態
を検出するための計量用回転検出器として構成する。さ
らに、前記型締用サーボモータ５２に対しても、回転エ
ンコーダ５４を設けて、金型５０の開閉移動量（型開閉
位置）を検出するための型開閉位置検出器として構成す
る。
【００３４】前記スクリュ１６の進退動作を行う射出用
サーボモータ１８を制御する電源６２に接続された射出
制御用サーボアンプ６０に対しては、後述するように前
記回転エンコーダ（スクリュ位置検出器）４４とロード
セル３０とで得られる検出信号に基づいて演算し、射出
速度切換位置に関する射出速度制御指令信号を算出して
出力する射出速度制御部６４を設ける。
【００３５】そして、前記射出速度制御部６４に対して
は、前記ロードセル３０による充填圧力の検出値（Ｐ）
と、前記回転エンコーダ（スクリュ位置検出器）４４に
よるスクリュの射出ストローク位置の検出値（Ｓ）とか
ら、予め設定した複数段の射出速度区間における前記各
値の積分量（ＰＳ値）をそれぞれ演算し、射出速度切換
位置を算出して、この射出速度切換位置の制御信号を供
給するように構成される。
【００３６】次に、前述した電動射出成形機の射出制御
装置の制御動作について、図２に示す制御フローと、図
３に示す充填圧力および射出速度特性を参照しながら説
明する。なお、図３において、横軸はスクリュの射出ス
トローク位置を示すと共に、縦軸は圧力および速度を示
す。
【００３７】まず最初に、良品成形を行うための基準値
を求める射出成形を行う（ＳＴＥＰ１）。この場合、各
速度区間毎の切換スクリュ位置（移動距離）を基準値と
して、（位置×圧力）の積分量を演算する（ＳＴＥＰ
２）。そして、このようにして算出される基準値を記憶
装置６６に設けた積分量データ部６８にストアすると共
に、射出速度切換位置データ部６７にストアする（ＳＴ
ＥＰ３）。なお、この記憶装置６６に対しては、外部よ
り良品成形時の設定データおよび制御する工程の選択結
果等が入力され、それぞれ所要の制御手段に対して制御
指令ないし制御値の設定が行われるように構成されてい
る。
【００３８】次に、射出速度を制御する工程（充填工程
および／または保圧工程）を選択し（ＳＴＥＰ４）、こ
れにより射出速度制御に際して参照すべき設定基準値の
選択を行う（ＳＴＥＰ５）。
【００３９】以上の操作を行った後に、前記ＳＴＥＰ１
〜ＳＴＥＰ５で得られた射出速度切換位置データと積分
量データを用いた射出成形を開始する（ＳＴＥＰ６）。
【００４０】そこで、本実施例においては、回転エンコ
ーダ（スクリュ位置検出器）４４により検出されるスク
リュ位置（移動量）信号を電圧値に変換する信号変換器
を備えたスクリュ位置インタフェース部６９と、ロード
セル３０により検出される射出圧力信号を電圧値に変換
する信号変換器を備えた射出圧力インタフェース部７０
とを設けると共に、これらのインタフェース部６９、７
０より得られる出力信号の掛算を行う掛算制御部７２を
設ける。そして、前記掛算制御部７２で得られる算出値
を積分する積分制御部７４と、この積分制御部７４で得
られる積分量を設定基準値と比較する比較制御部７６と
を設け、この比較制御部７６で得られる出力に基づい
て、良品成形を行うための射出速度の保持または切換
え、次の速度区間の制御を行うための射出速度切換位置
を算出する演算制御部７８を設ける。
【００４１】このようにして、前記演算制御部７８で算
出された射出速度切換位置の制御信号は、射出速度制御
部６４へ供給されると共に、記憶装置６６を介して射出
速度切換位置設定制御部８０を作動させて、射出速度切
換位置の設定信号を前記射出速度制御部６４へ供給する
ように構成される。
【００４２】従って、前記ＳＴＥＰ６において、電動射
出成形機の射出速度制御による射出成形を開始するに際
しては、前記積分制御部７４をリセットし（ＳＴＥＰ
７）、次いで前記回転エンコーダ（スクリュ位置検出
器）４４およびロードセル３０により、実際のスクリュ
位置（移動量）および射出圧力を検出し、スクリュ位置
（移動量）インタフェース部６９および射出圧力インタ
フェース部７０を介して掛算制御部７２により、スクリ
ュ位置（移動量）と射出圧力との掛算を行う（ＳＴＥＰ
８）。
【００４３】その後、積分制御部７４により前記射出圧
力をその移動位置（移動量）で積分し（ＳＴＥＰ９）、
この積分量が良品成形時の対応する速度区間の積分量
（設定基準値）と一致するかどうかの判定を行う（ＳＴ
ＥＰ１０）。前記積分量が一致すれば、次のＳＴＥＰ１
１において次の速度区間の有無の判定を行う。しかし、
前記積分量が不一致であれば、現在の射出速度区間の射
出速度をそのまま保持して（ＳＴＥＰ１２）、前記積分
量が一致するまで前記ＳＴＥＰ１０を繰り返す。
【００４４】前記ＳＴＥＰ１１において、次の速度区間
が有る場合は、前記積分制御部７４をリセットして、積
分を開始するように指令し（ＳＴＥＰ１３）、次の速度
区間の設定基準値の読み込みを行い（ＳＴＥＰ１４）、
前記ＳＴＥＰ９以降の前記操作を繰返し実行するよう設
定される。
【００４５】一方、次の速度区間が無い場合は、成形終
了の判定を行い（ＳＴＥＰ１５）、成形が終了であれ
ば、１ショットの射出成形制御動作を終了する。また、
成形が終了でなければ、再び前記ＳＴＥＰ７以降の前記
操作を繰返し実行するように設定される。
【００４６】しかるに、図３において、特性曲線ＰA
は、良品成形時に記憶保持した射出圧力特性を示すもの
である。また、この時の射出速度特性ＶI1、ＶI2、ＶI
3、ＶI4は、実線で示す通りである。従って、この場合
における複数段に設定した射出速度区間における射出圧
力の検出値（Ｐ）とスクリュの射出ストローク位置の検
出値（Ｓ）との積分量（ＰＳ値）は、前記掛算制御部７
２および積分制御部７４において、次式 (1)〜(4) に示
すように演算され、記憶装置６６の積分量データ部６８
に記憶保持される。
【００４７】
【数１】
【００４８】従って、前記区間１の良品成形時のＰＳ1
の値は、前記図３においてハッチングを施した面積とな
る。以下、同様にして、区間２〜区間４における良品成
形時のＰＳ2 〜ＰＳ4 の値は、前記式 (2)〜(4) に示す
通りとなる。
【００４９】ところで、射出工程においては、例えばチ
ェックリング３６ａ（図１参照）の閉まりのばらつきに
より、チェックリングの閉まりが良品成形時よりも遅れ
ることがあり、この場合の射出圧力特性は、図３におい
て破線で示す特性曲線ＰB となることにより、良品成形
時のスクリュの射出ストローク位置（ＬＳ4A、ＬＳ4B、
ＬＳ4C、ＬＳ4 ）での射出速度の切換えを行うことによ
る射出速度特性ＶI1、ＶI2、ＶI3、ＶI4では、不良品を
成形することになる。
【００５０】そこで、この不良品成形の射出圧力特性Ｐ
B （破線で示す）において、良品成形を行うためには、
前記区間１の良品成形時のＰＳ1 値と同じ値をとること
が必要である。すなわち、この不良品成形の射出圧力特
性ＰB において、良品成形を行うためには、区間１にお
いて、ＰＳ1 値が同じ値となるスクリュの射出ストロー
ク位置ＬＳ4A′で、区間２への射出速度の切換えを行え
ばよいことになる。従って、前記射出速度を切換えるス
クリュの射出ストローク位置ＬＳ4A′の算出は、区間１
においては、前記式(1) により、射出成形開始と同時に
リアルタイムで演算を実行し、予め設定されたＰＳ1 値
と一致（仕事量が一定）した際に、射出速度の切換えを
行うように修正して、前記射出速度制御部６４を制御す
るように構成する。
【００５１】以下、区間２〜区間４についても、前記と
同様にして、それぞれ前記式 (2)〜(3) の演算を実行
し、予め設定されたＰＳ2 値〜ＰＳ4 値と一致した際
に、それぞれの射出ストローク位置ＬＳ4B′、ＬＳ4
C′、ＬＳ4 ′で、射出速度の切換えを行うように修正
制御する。
【００５２】なお、前述した実施例においては、良品成
形時に記憶保持した射出圧力特性に対する制御手段とし
て、射出速度の切換えをスクリュの射出ストローク位置
（Ｓ）で行う場合を示したが、この射出ストローク位置
に代えて、射出成形開始からの経過時間（Ｔ）により射
出速度の切換えを行うように構成することもできる。ま
た、スクリュ位置（移動量）インタフェース部６９に代
えて、タイマ（カウント量）インタフェース部等により
構成することもできる。そして、これらの場合に設定さ
れる演算式は、前記式 (1)〜(4) に準じて、ＰＴ1 値〜
ＰＴ4 値となる。
【００５３】図４の（ａ）〜（ｃ）は、本発明における
射出速度切換制御方法の具体的な実施例を示すものであ
って、それぞれ射出工程の速度制御特性と圧力制御特性
との関係を示す特性線図である。
【００５４】図４の（ａ）は、良品成形時における射出
工程でのスクリュ位置の基準速度切換位置に対する、射
出速度設定値と射出圧力特性を示すものである。
【００５５】図４の（ｂ）は、実際の成形時における射
出工程における射出圧力特性（破線で示す）と、修正速
度切換位置の関係を示す特性線図の一実施例を示すもの
である。この実施例においては、射出速度の切換位置の
修正は、射出圧力と射出ストローク位置との検出値に基
づく積分量（ＰＳ値）が設定値と一致する時点を基準と
して切換えたものであり、充填工程に対してのみ実施し
たものである。
【００５６】図４の（ｂ）は、実際の成形時における射
出工程における射出圧力特性（破線で示す）と、修正速
度切換位置の関係を示す特性線図の別の実施例を示すも
のである。この実施例においては、射出速度の切換位置
の修正は、充填圧力と射出ストローク位置との検出値に
基づく積分量（ＰＳ値）が設定値と一致する時点に対
し、設定値の９０％となる時点で判定し推定して切換え
たものであり、充填工程に対してのみ実施したものであ
る。
【００５７】以上、本発明の好適な実施例について説明
したが、本発明は前記実施例に限定されることなく、そ
の精神を逸脱しない範囲内において多くの設計変更が可
能である。
【００５８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る電動
射出成形機の射出速度切換制御方法は、射出スクリュに
よる溶融樹脂の射出圧力を検出する射出圧力検出器と、
射出スクリュの射出ストローク位置（移動量）を検出す
る位置検出器または射出スクリュの射出開始時点からの
経過時間を検出する時間検出器とを備え、射出工程を複
数段の異なる射出速度に設定すると共に前記射出速度を
予め設定した射出スクリュの射出ストローク位置または
射出開始時点からの経過時間に基づいて切換え制御する
ように構成した電動射出成形機において、射出工程中に
おいて設定された複数段の各射出速度区間で、安定した
良品成形を達成することができた射出速度特性および射
出圧力特性とを設定すると共に、前記各射出速度区間に
おける射出圧力と射出ストローク位置との各検出値の積
分量（ＰＳ値）または射出圧力と射出開始時点からの経
過時間との各検出値の積分量（ＰＴ値）を演算して記憶
設定し、ショット毎に前記ＰＳ値またはＰＴ値に対応さ
せてＰＳ値またはＰＴ値をリアルタイムで演算して前記
設定値とそれぞれ比較し、前記演算値が設定値と一致す
る時点またはそれ以前の近似した時点において、前記射
出速度の切換位置または切換時間を修正して切換制御を
行うよう構成したことにより、ショット毎における成形
の不安定を生じさせる逆流防止用チェック弁のチェック
リングの閉まりのばらつきや、溶融樹脂の状態変化に対
して、射出工程で行われる仕事量が常に一定となるよう
に制御することができ、常に安定した良品の成形を達成
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る射出速度切換制御方法を実施する
電動射出成形機の射出制御装置の一構成例を示す概略構
成とその制御系統図である。
【図２】図１に示す電動射出成形機の射出制御装置に基
づく本発明に係る射出速度切換制御方法の一実施例を示
すフローチャート図である。
【図３】本発明に係る射出速度切換制御方法の基本原理
を示す射出工程の速度制御特性と圧力制御特性との関係
を示す特性線図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る射出速度切換制
御方法により得られる射出工程の速度制御特性と圧力制
御特性との関係をそれぞれ示す特性線図である。
【図５】従来の射出制御における充填工程および保圧工
程における速度制御特性および圧力制御特性を示す特性
線図である。
【図６】従来の射出工程制御における速度制御特性およ
び圧力制御特性の関係を示す特性線図である。
【符号の説明】
１０ 射出成形機 １２ ホッパ １４ 加熱シリンダ １４ａ ノズル １６ 射出スクリュ １８ 射出用サーボモータ ２０ プーリ ２１ タイミングベルト ２２ タイミングプーリ ２４ サポートブラケット ２６ ボールねじ軸 ２８ ボールナット ３０ ロードセル ３２ スラストボックス ３４ Ｓ軸 ３５ ベアリング ３６ チェック弁 ３６ａ チェックリング ３８ タイミングプーリ ３９ タイミングベルト ４０ プーリ ４２ 計量用サーボモータ ４４ 回転エンコーダ ４６ 回転エンコーダ ５０ 金型 ５０ａ 金型キャビティ ５２ 型締用サーボモータ ５４ 回転エンコーダ ６０ 射出制御用サーボアンプ ６２ 電源 ６４ 射出速度制御部 ６６ 記憶装置 ６７ 射出速度切換位置データ部 ６８ 積分量データ部 ６９ スクリュ位置（移動量）インタフェース部 ７０ 射出圧力インタフェース部 ７２ 掛算制御部 ７４ 積分制御部 ７６ 比較制御部 ７８ 射出速度切換位置演算制御部 ８０ 射出速度切換位置設定制御部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯村 幸生 静岡県沼津市大岡2068の３ 東芝機械株 式会社沼津事業所内 (72)発明者 小池 純 静岡県沼津市大岡2068の３ 東芝機械株 式会社沼津事業所内 (72)発明者 玉木 正弘 静岡県沼津市大岡2068の３ 東芝機械株 式会社沼津事業所内 (72)発明者 山口 穣 静岡県沼津市大岡2068の３ 東芝機械株 式会社沼津事業所内 (56)参考文献 特開 平５−245898（ＪＰ，Ａ) 特公 平３−1139（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B29C 45/50

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 射出スクリュによる溶融樹脂の射出圧力
    を検出する射出圧力検出器と、射出スクリュの射出スト
    ローク位置（移動量）を検出する位置検出器または射出
    スクリュの射出開始時点からの経過時間を検出する時間
    検出器とを備え、射出工程を複数段の異なる射出速度に
    設定すると共に前記射出速度を予め設定した射出スクリ
    ュの射出ストローク位置または射出開始時点からの経過
    時間に基づいて切換え制御するように構成した電動射出
    成形機において、射出工程中において設定された複数段
    の各射出速度区間で、安定した良品成形を達成すること
    ができた射出速度特性および射出圧力特性とを設定する
    と共に、前記各射出速度区間における射出圧力と射出ス
    トローク位置との各検出値の積分量（ＰＳ値）または射
    出圧力と射出開始時点からの経過時間との各検出値の積
    分量（ＰＴ値）を演算して記憶設定し、ショット毎に前
    記ＰＳ値またはＰＴ値に対応させてＰＳ値またはＰＴ値
    をリアルタイムで演算して前記設定値とそれぞれ比較
    し、前記演算値が設定値と一致する時点またはそれ以前
    の近似した時点において、前記射出速度の切換位置また
    は切換時間を修正して切換制御を行うことを特徴とする
    電動射出成形機の射出速度切換制御方法。
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