JP3509892B2 - 成形機の温度フィードバック制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、射出成形機やダイカス
トマシン等の成形機における温度フィードバック制御方
法に係り、特に、加熱手段としてのヒータは備えるも、
冷却は大気放冷にゆだねる（強制冷却媒体による冷却手
段をもたない）、例えば加熱シリンダや金型等の温度制
御対象の温度を、ＰＩＤ（比例・積分・微分）制御動作
に基づくフィードバック制御によってコントロールする
ようにした成形機の温度フィードバック制御方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、射出成形機の加熱シリンダの温
度制御条件は、良品を成形する上での重要なファクター
の１つであり、この加熱シリンダの各部の温度を、ＰＩ
Ｄ（比例・積分・微分）制御動作に基づくフィードバッ
ク制御によってコントロールするようにした射出成形機
が知られている。公知のように、ＰＩＤ動作は、「Ｐ」
動作で単位ステップ入力に対し大きさＫ倍の出力とし、
「Ｉ」動作で単位ステップ入力に対し出力を積分作用に
よって直線的に増減させたものとし、「Ｄ」動作で微分
作用により時間進みを生じさせ、これら「Ｐ」，
「Ｉ」，「Ｄ」動作を同時に行なわせることにより、フ
ィードバック制御を行なうようになっている。

【０００３】このＰＩＤ制御動作に基づくフィードバッ
ク制御によって加熱シリンダの温度コントロールを行な
うと、加熱シリンダを予め設定された成形運転のための
設定温度値まで昇温完了させた後、所定時間が経過する
と、温度は精度良く安定する。しかしながら、マシン
（射出成形機）の運転開始に先立ち、加熱シリンダのヒ
ータに対する通電制御を開始した場合には、上記設定温
度値まで温度を立ち上げる際に温度のオーバーシュート
が発生する。また、加熱シリンダの温度が安定状態に入
った後ヒータに対する通電制御を中断し、再びヒータに
対する通電制御を開始した場合（再開した場合）にも、
設定温度値まで温度を立ち上げる際に温度のオーバーシ
ュートが発生する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図６は、従来の温度制
御手法を用いて、加熱シリンダの温度が室温とほぼ同程
度である状態からヒータへの通電制御を開始した際の温
度変化の様子を示す説明図である。同図において、Ｔ_o
は設定温度値であり、Ｔ_m は実測温度値である。同図に
示すように、ヒータへの通電制御を開始すると、加熱シ
リンダの温度を設定温度値Ｔ_o （例えば２００℃）まで
急速に昇温させるため、実測温度値Ｔ_m は室温から設定
温度値Ｔ_o を目指して急速に立ち上がり、斯様に実測温
度値Ｔ_m が急傾斜で立ち上がった結果（急速昇温させた
結果）、昇温過程の終期で実測温度値Ｔ_m が設定温度値
Ｔ_o を比較的に大きく超えてしまい、温度オーバーシュ
ートが発生する。

【０００５】この温度オーバーシュートが発生すると、
加熱シリンダの冷却メカニズムは大気による自然放冷で
あるため、温度が下がるに時間がかかり、オーバーシュ
ート後、ハンチングが収まり、さらにこの後ＰＩＤ制御
動作に用いられる積分値（Ｉ制御値）が安定した信頼性
のある値となるまでに、かなりの時間を要するものとな
っていた。すなわち、設定温度値Ｔ_o まで一気に昇温さ
せるように制御した結果、加熱シリンダの温度が精度の
良い安定状態となるまでに却って時間のかかるものとな
り、成形品が安定するまでに時間がかかるという問題が
あった。

【０００６】図７は、同様に従来の温度制御手法を用い
て、加熱シリンダの温度が安定状態に入った後ヒータに
対する通電制御を中断し、再びヒータに対する通電制御
を開始した場合（再開した場合）の温度変化の様子を示
す説明図である。この場合は、ＰＩＤ制御変数のうちＩ
（積分）の変数が初期化された（０となった）状態でス
タートするため、スタートしてから暫くは強制的に加熱
をする状態となって、温度オーバーシュートが発生し、
図６で述べたマシンの運転開始前の昇温時と同様の問題
を生じ、また、温度オーバーシュート時の成形品には
「ヤケ」不良が発生し易くなる。

【０００７】従って、本発明の解決すべき技術的課題
は、上記した従来技術のもつ問題点を解消することにあ
り、その目的とするところは、ヒータへの通電制御を開
始した際等の昇温過程時に温度オーバーシュートが発生
することなく、トータル的に見れば加熱シリンダの温度
が安定状態になるまでの時間が大幅に短縮可能な成形機
の温度フィードバック制御方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成するため、温度制御対象の実測温度値を計測し、該
計測した実測温度値と設定温度値とを比較して、実測温
度値が設定温度値に近づくように温度制御対象の温度を
ＰＩＤ（比例・積分・微分）制御動作に基づくフィード
バック制御によってコントロールする成形機の温度フィ
ードバック制御方法において、前記温度制御対象を加熱
するためのヒータに対しＰ（比例）制御が機能する予め
設定されたＰ設定範囲に入った時点から、前記温度制御
対象の温度が成形運転時のコンスタントな設定温度値に
上昇するまでの間の過渡的期間は、前記Ｐ設定範囲に入
った時点の前記温度制御対象の実測温度値を起点とし、
前記コンスタントな設定温度値を終点とする、所定傾斜
角度をもつ温度勾配直線を、フィードバック制御のため
の過渡的目標設定温度条件とするように、される。

【０００９】

【作用】温度制御対象たる例えば加熱シリンダの温度が
例えば室温にある状態から、加熱シリンダに付設された
ヒータに対する通電制御の開始指令（加熱シリンダの温
調制御開始指令）が到来すると、温度フィードバック制
御ブロックは、加熱シリンダの温度をコンスタントな成
形運転時の設定温度値Ｔ_o まで急速に上昇させるべくＰ
ＩＤ制御動作に基づいてヒータを通電制御する。この当
初の通電制御は、従来と同様にヒータに連続通電を行う
Ｐ（比例）制御が機能しないＰＩＤ動作であり、これに
よって、加熱シリンダの温度は上記コンスタントな設定
温度値Ｔ_oを目指して急速に上昇する。加熱シリンダの
温度が上記コンスタントな設定温度値Ｔ_o の手前の所定
温度に達したことが検知されると、すなわち、ヒータに
対しＰ（比例）制御を機能させる予め設定されたＰ設定
範囲に入ったことが検知されると、ヒータに対しＰ（比
例）制御を機能させるための制御開始指令が発せられ、
例えば設定値（指令値）生成出力部は、加熱シリンダの
温度を計測する温度検知センサからの実測温度値Ｔ_m
と、予め設定されたコンスタントな所定値である成形運
転時の設定温度値を格納した例えば成形運転時温度設定
データ格納部内の成形運転時の設定温度値Ｔ_o とを取り
込み、上記したＰ設定範囲に入った時点の実測温度値Ｔ
_m を起点とし成形運転時の設定温度値Ｔ_o を終点とした
所定傾斜角度をもつ温度勾配直線に基づく指令値（過渡
的目標設定温度値）Ｔ_x を、所定タイミングで次々に生
成する。温度フィードバック制御ブロックは、上記設定
値（指令値）生成出力部から到来する過渡的目標設定温
度値Ｔ_x と、温度検知センサから到来する実測温度値Ｔ
_m とを取り込み、実測温度値Ｔ_m を過渡的目標設定温度
値Ｔ_x に一致させるようにＰＩＤ制御動作のための演算
処理を行なって、フィードバック制御出力をヒータドラ
イバに対し出力し、これによってヒータを適宜に通電制
御して上記した温度勾配直線に沿って加熱シリンダを昇
温させる。過渡的目標設定温度値Ｔ_x が成形運転時のコ
ンスタントな設定温度値Ｔ_o に達すると（加熱シリンダ
の温度が成形運転時の設定温度値Ｔ_o に達すると）、設
定値（指令値）生成出力部は、フィードバック制御のた
めの指令値を成形運転時の設定温度値Ｔ_o に切り替え
て、この設定温度値Ｔ_o を温度フィードバック制御ブロ
ックへ出力するようになり、温度フィードバック制御ブ
ロックは、成形運転時の設定温度値Ｔ_o と実測温度値Ｔ
_m とを取り込んで、同様に実測温度値Ｔ_m を設定温度値
Ｔ_o に一致させるようにＰＩＤ制御動作のための演算処
理を行なって、フィードバック制御出力をヒータドライ
バに対し出力する。また、このＰＩＤ制御動作のための
演算式中で用いられる積分値（Ｉ制御値；偏差の所定期
間の累積値）は、その最新値が例えば温度フィードバッ
ク制御ブロック内のバッテリーバックアップされたＲＡ
Ｍ領域に書替え・更新して保持される。

【００１０】斯様にすることにより、加熱シリンダの昇
温開始の途中から指令値（過渡的目標設定温度値）Ｔ
_x 、すなわち所定の温度勾配直線に従うようにフィード
バック制御されるため、オーバーシュートが生じること
が可及的に少なくなる。このため、成形運転時の設定温
度値Ｔ_o に達するまでの時間は従来に比して長めとなる
も、設定温度値Ｔ_o まで昇温された後、ＰＩＤ制御動作
に用いられる積分値（Ｉ制御値）が安定した信頼性のあ
る値となるまでの時間で比較すると、つまり最終的に安
定したＰＩＤ制御動作状態となるまでのトータル時間で
見れば、従来に比して大幅に時間短縮を図ることが可能
となる。また、ＰＩＤ制御動作のための演算式中で用い
られる積分値は、その最新値が不揮発性メモリに保持さ
れているため、ヒータに対する通電制御の終了（もしく
は中断）後、通電制御を開始（もしくは再開）した際に
は、当初から不揮発性メモリ内の安定制御時の積分値
（Ｉ制御値；偏差の所定期間の累積値）を用いることが
できるため、当初からより安定したＰＩＤ動作に基づく
フィードバック制御を行なうことが可能となる。さらに
また、温度フィードバック制御を実行している最中に、
成形運転時の設定温度値Ｔ_o が変更された場合も、上述
したＰ設定範囲内の昇温過渡行程時と同様の動作制御を
行なうため、この際にもオーバーシュートが生じること
が可及的に少なくなり、変更後の設定温度値Ｔ_o に従う
安定したＰＩＤ制御動作状態となるまでの時間も短くな
る。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の１実施例を図１〜図５によっ
て説明する。図１は本実施例に係る射出成形機の加熱シ
リンダの温度フィードバック制御系を示す説明図であ
る。

【００１２】図１において、１は図示せぬスクリューを
内蔵した加熱シリンダ、２は該加熱シリンダ１の先端に
取り付けられたノズル、３…は加熱シリンダ１の外周各
部並びにノズル２の外周に巻装されたヒータ（バンドヒ
ータ）であり、このヒータ３…を適宜通電制御すること
によって、加熱シリンダ１の各部並びにノズル２がそれ
ぞれ設定された温度にコントロールされる。また、各ヒ
ータ３…を取り付けた個所には、加熱シリンダ１の各部
並びにノズル２の温度を計測するための温度検知センサ
４が設けられている。なお、本実施例においては説明の
簡略化のために、加熱シリンダ１の先端側のヒータ３を
代表させて以下の説明を行なう。

【００１３】図１は、上記した加熱シリンダ１の先端側
のヒータ３によって温度コントロールされる部位（以
下、これを単に加熱シリンダと称す）のための温度フィ
ードバック制御系のみが示されており、同図において、
５は温度フィードバック制御ブロック（以下、温度ＦＢ
制御ブロックと称す）、６は設定値（指令値）生成出力
部、７は成形運転時温度設定データ格納部、８はヒータ
通電出力作成部、９はヒータドライバであり、温度ＦＢ
制御ブロック５内には、偏差検出部５１、ＰＩＤ演算部
５２、出力変換生成部（通電率演算・出力生成部）５３
などが備えられている。

【００１４】上記成形運転時温度設定データ格納部７に
は、予め設定されたコンスタントな所定値である成形運
転時の設定温度値Ｔ_o のデータが書替え可能な形で格納
されており、この成形運転時の設定温度値Ｔ_o は、前記
設定値（指令値）生成出力部６によって取り込まれる。
設定値（指令値）生成出力部６は、成形運転時温度設定
データ格納部７内の成形運転時の設定温度値Ｔ_o と、前
記温度検知センサ４からの加熱シリンダの実測温度値Ｔ
_m とを取り込み、この設定温度値Ｔ_o と実測温度値Ｔ_m
とを用いた適宜演算・判定処理によって、安定状態領域
に入っていると判断した場合には、コンスタントな設定
温度値Ｔ_o を指令値として前記温度ＦＢ制御ブロック５
へ出力し、Ｐ（比例）制御が機能する予め設定されたＰ
設定範囲にあり、且つ、温度制御の過渡的状態領域にあ
ると判断した場合には、後述するようにして過渡的目標
設定温度値Ｔ_x を算出・生成して、この過渡的目標設定
温度値Ｔ_x を指令値として温度ＦＢ制御ブロック５へ出
力する。

【００１５】前記温度ＦＢ制御ブロック５の偏差検出部
５１には、温度検知センサ４からの実測温度値Ｔ_m と、
上記した設定値（指令値）生成出力部６からの過渡的目
標設定温度値Ｔ_x もしくは設定温度値Ｔ_o とが、それぞ
れ適宜サンプリング周期で供給される。偏差検出部５１
では、実測温度値Ｔ_m と過渡的目標設定温度値Ｔ_x 、も
しくは実測温度値Ｔ_m と（コンスタントな）設定温度値
Ｔ_o とから、両者Ｔ_m，Ｔ_x 、もしくは両者Ｔ_m ，Ｔ_o
の差分を算出し、これを偏差（温度の偏差）ｅとして前
記ＰＩＤ演算部５２へ出力する。

【００１６】ＰＩＤ演算部５２では、入力された偏差ｅ
を用いて、ＰＩＤ（比例・積分・微分）動作に基づくフ
ィードバック処理を行なうための演算処理、すなわち、
次の式による演算処理を実行し、実測温度値Ｔ_m を過
渡的目標設定温度値Ｔ_x もしくはコンスタントな設定温
度値Ｔ_o に一致させるための操作量ｕを算出する。なお
式において、Ｐ，Ｔ_i ，Ｔ_d はＰＩＤ定数である。

【００１７】

【数１】

【００１８】また、上記式における積分値（Ｉ制御
値；偏差の所定期間の累積値）は、その最新値が、温度
ＦＢ制御ブロック５のバッテリーバックアップされたＲ
ＡＭ領域に書替え・更新して保持されるようになってお
り、マシンの電源をＯＦＦしても積分値は記憶・保持さ
れるようになっている。

【００１９】そして、前記温度ＦＢ制御ブロック５の出
力変換生成部（通電率演算・出力生成部）５３では、Ｐ
ＩＤ演算部５２からの出力たる操作量ｕを、操作量値→
制御出力値ｙの出力変換式たる次の式によって、制御
出力値ｙを演算処理して求める。

【００２０】 ｙ＝（ｕ＋１）／２ 式 本実施例においては、上記制御出力値ｙは、単位制御時
間内における前記ヒータ３への通電率を示す出力データ
となっており、これが前記ヒータ通電出力作成部８を介
して前記ヒータドライバ９へ供給される。ヒータドライ
バ９では、ヒータ通電出力作成部８からの指令に基づ
き、ヒータ３をＯＮ／ＯＦＦ制御する。

【００２１】図２は、上記ヒータ通電出力作成部８，ヒ
ータドライバ９による駆動電圧出力波形を示しており、
同図において、ｔ_s は制御周期時間、ｔ_y は通電時間で
あり、該通電時間ｔ_y は、 ｔ_y＝ｔ_s×ｙ で表わされる。

【００２２】次に、上記した構成による本実施例の動作
を、図３〜図５を用いて説明する。図３は、加熱シリン
ダ１の温度が室温とほぼ同程度である状態からヒータ３
への通電制御（加熱シリンダ１の温調制御）を開始した
際の温度変化の様子を示す説明図である。同図におい
て、Ｔ_o は前記成形運転時温度設定データ格納部７に予
め設定・記憶されたコンスタントな設定温度値であり、
Ｔ_m は前記温度検知センサ４の出力たる加熱シリンダ１
の実測温度値である。また、Ｔ_x は、前記設定値（指令
値）生成出力部６によって生成・出力される過渡的目標
設定温度値である。

【００２３】いま、加熱シリンダ１の温度が例えば室温
にある状態から、加熱シリンダ１に付設されたヒータ３
に対する通電制御の開始指令（加熱シリンダ１の温調制
御開始指令）が到来すると、温度ＦＢ制御ブロック５
は、加熱シリンダ１の温度をコンスタントな成形運転時
の設定温度値Ｔ_o まで急速に上昇させるべくＰＩＤ制御
動作に基づいてヒータ３を通電制御する。この当初の通
電制御は、従来と同様にヒータ３に連続通電を行うＰ
（比例）制御が機能しないＰＩＤ動作であり、これによ
って、加熱シリンダ１の温度は上記コンスタントな設定
温度値Ｔ_o を目指して急速に上昇する。加熱シリンダ１
の温度が上記コンスタントな設定温度値Ｔ_oの手前の所
定温度に達したことが温度検知センサ４で検知される
と、すなわち、図３に示すような、ヒータに対しＰ（比
例）制御を機能させるようにした予め設定されたＰ設定
範囲に入ったことが検知されると、本発明の特徴である
後記する過渡的目標設定温度条件に従って実行される、
Ｐ（比例）制御を機能させるＰＩＤ動作制御開始指令が
発せられる。

【００２４】上記したＰ（比例）制御を機能させるＰＩ
Ｄ動作制御開始指令が到来すると、設定値（指令値）生
成出力部６は、温度検知センサ４からの実測温度値Ｔ_m
と、成形運転時温度設定データ格納部７内の予め設定さ
れたコンスタントな設定温度値Ｔ_o とを取り込み、先ず
現在の実測温度値Ｔ_m （すなわち、前記Ｐ設定範囲に入
った時点の実測温度値Ｔ_m ）を指令値として、この指令
値と設定温度値Ｔ_o とを対比する。この対比結果は、指
令値＜設定温度値Ｔ_o であるので、設定値（指令値）生
成出力部６は、指令値を、 指令値（＝過渡的目標設定温度値Ｔ_x ）←（指令値＋傾
斜値） として生成し、生成した指令値（＝過渡的目標設定温度
値Ｔ_x ）を前記温度ＦＢ制御ブロック５に出力する。つ
まり、設定値（指令値）生成出力部６は、指令値が設定
温度値Ｔ_o に達するまでは、上記した指令値←（指令値
＋傾斜値）とする処理を所定タイミング周期で行ない、
生成した指令値（過渡的目標設定温度値）Ｔ_x を所定タ
イミングで次々に温度ＦＢ制御ブロック５に出力する。

【００２５】換言するなら、設定値（指令値）生成出力
部６は、昇温途中からの過渡的期間は図３に示すよう
に、前記Ｐ設定範囲に入った時点の実測温度値Ｔ_m を起
点とし、成形運転時の設定温度値Ｔ_o を終点とした、所
定傾斜角度θをもつ温度勾配直線に基づく指令値（過渡
的目標設定温度値）Ｔ_x を、所定タイミングで次々に生
成して、これを温度ＦＢ制御ブロック５に出力する。こ
こで、上記温度勾配直線の傾き（上記傾斜値を算出する
ためのデータ）は、本実施例では、例えば２〜１０℃／
分程度に設定される。

【００２６】そして、昇温途中からの過渡的期間中に
は、温度ＦＢ制御ブロック５は、設定値（指令値）生成
出力部６から到来する過渡的目標設定温度値Ｔ_x と、温
度検知センサ４から到来する実測温度値Ｔ_m とを取り込
み、実測温度値Ｔ_m を過渡的目標設定温度値Ｔ_x に一致
させるようにＰＩＤ制御動作のための演算処理を行なっ
て、この演算結果に基づく指令を前記ヒータ通電出力作
成部８を介して前記ヒータドライバ９に対し出力し、こ
れによってヒータ３を適宜に通電制御して上記した温度
勾配直線に沿って加熱シリンダ１のヒータ３部分を昇温
させる。

【００２７】過渡的目標設定温度値Ｔ_x が成形運転時の
設定温度値Ｔ_o に達すると（換言するなら、加熱シリン
ダ１のヒータ３部分の温度が成形運転時の設定温度値Ｔ
_o に達すると）、設定値（指令値）生成出力部６は、フ
ィードバック制御のための指令値を成形運転時の前記し
た設定温度値Ｔ_o に切り替えて、この設定温度値Ｔ_oを
温度ＦＢ制御ブロック５へ出力するようになる。これに
より、温度ＦＢ制御ブロック５は、成形運転時の設定温
度値Ｔ_o と実測温度値Ｔ_m とを取り込んで、同様に実測
温度値Ｔ_m を設定温度値Ｔ_o に一致させるようにＰＩＤ
制御動作のための演算処理を行なって、この演算結果に
基づく指令をヒータ通電出力作成部８を介してヒータド
ライバ９に対し出力する。

【００２８】斯様にすることにより、加熱シリンダ１の
昇温途中から指令値（過渡的目標設定温度値）Ｔ_x に従
うように、すなわち所定の温度勾配直線に従うようにフ
ィードバック制御されるため、図３で２点鎖線で示した
従来技術の如きオーバーシュートが生じる虞が可及的に
低減される。このため、成形運転時の設定温度値Ｔ_oに
達するまでの時間は従来に比して長めとなるも、設定温
度値Ｔ_o まで昇温された後、ＰＩＤ制御動作に用いられ
る積分値（Ｉ制御値）が安定した信頼性のある値となる
までの時間で比較すると、つまり最終的に安定したＰＩ
Ｄ制御動作状態となるまでのトータル時間で見れば、従
来に比して大幅に時間短縮を図ることが可能となる。ま
た、ＰＩＤ制御動作のための演算式中で用いられる積分
値は、その最新値がバッテリーバックアップされたＲＡ
Ｍに保持されているため、ヒータ３に対する通電制御の
終了（もしくは中断）後、通電制御を開始（もしくは再
開）した際には、当初からバッテリーバックアップされ
たＲＡＭ内の安定制御時の積分値（Ｉ制御値；偏差の所
定期間の累積値）を用いることができるため、当初から
より安定したＰＩＤ動作に基づくフィードバック制御を
行なうことが可能となる。

【００２９】図４は、加熱シリンダ１の温度が安定状態
に入った後ヒータ３に対する通電制御を中断し、再びヒ
ータ３に対する通電制御を開始した場合（再開した場
合）の温度変化の様子を示す説明図である。この場合
も、設定値（指令値）生成出力部６は、図３で説明した
のと同様の処理動作を行なう。すなわち、前記したＰ設
定範囲内にある昇温時の過渡的期間中には、設定値（指
令値）生成出力部６は、Ｐ設定範囲に入った時点、もし
くは、通電制御再開時に既にＰ設定範囲に入っている場
合には通電制御再開時点の実測温度値Ｔ_m を起点とし、
成形運転時の設定温度値Ｔ_o を終点とした、所定傾斜角
度θをもつ温度勾配直線に基づく指令値（過渡的目標設
定温度値）Ｔ_x を、所定タイミングで次々に生成して、
これを温度ＦＢ制御ブロック５に出力する。そして、過
渡的目標設定温度値Ｔ_x が成形運転時の設定温度値Ｔ_o
に達すると（加熱シリンダ１の温度が成形運転時の設定
温度値Ｔ_o に達すると）、設定値（指令値）生成出力部
６は、フィードバック制御のための指令値を成形運転時
の前記した設定温度値Ｔ_o に切り替えて、この設定温度
値Ｔ_o を温度ＦＢ制御ブロック５へ出力する。

【００３０】従って、加熱シリンダ１の温度が安定状態
に入った後ヒータ３に対する通電制御を中断し、再びヒ
ータ３に対する通電制御を再開した場合にも、図４で２
点鎖線で示した従来技術の如きオーバーシュートが生じ
る虞が可及的少なくなる。このため、通電制御を再開し
た時点から最終的に安定したＰＩＤ制御動作状態となる
までのトータル時間で見れば、従来に比して大幅に時間
短縮を図ることが可能となる。かつ、ＰＩＤ制御動作の
ための演算式中で用いられる積分値は、その最新値がバ
ッテリーバックアップされたＲＡＭに保持されているた
め、ヒータ３に対する通電制御の再開時点の当初から、
バッテリーバックアップされたＲＡＭ内の安定制御時の
積分値（Ｉ制御値；偏差の所定期間の累積値）を用いる
ことができるため、当初からより安定したＰＩＤ動作に
基づくフィードバック制御を行なうことが可能となる。

【００３１】なお、前記したＰ設定範囲は任意に設定可
能であるが、例えば本実施例では、コンスタントな前記
設定温度値Ｔ_o の±１０〜３０％程度に設定される。

【００３２】図５は、本実施例による温度フィードバッ
ク制御系で実行される前記Ｐ設定範囲内での制御処理フ
ローを示す図である。ヒータ３に対するＰ（比例）制御
を機能させるＰＩＤ動作制御の開始指令（実測温度値Ｔ
_m がＰ設定範囲に入ったことを検知したことに基づく指
令）が到来すると、ステップＳＴ１において、温度検知
センサ４からの現在の実測温度値Ｔ_m を指令値とし、ス
テップＳＴ２に進む。ステップＳＴ２では、上記指令値
と、予め設定されたコンスタントな設定温度値Ｔ_o とを
対比して、指令値と設定温度値Ｔ_o の大小関係を判定
し、指令値＜設定温度値Ｔ_o ならステップＳＴ３へ進
み、指令値＞設定温度値Ｔ_o ならステップＳＴ６へ進
み、指令値＝設定温度値Ｔ_o ならステップＳＴ９へ進
む。ステップＳＴ３〜ステップＳＴ５は、昇温時の過渡
的目標設定温度条件に従った制御期間に対応する処理ス
テップで、ステップＳＴ３では、ステップＳＴ２での指
令値を、指令値（＝過渡的目標設定温度値Ｔ_x ）←（指
令値＋傾斜値）として、ステップＳＴ４に進む。ステッ
プＳＴ４では、ステップＳＴ３で作成された新たな指令
値が設定温度値Ｔ_o を上回ったか否かが問われ、ＮＯな
らステップＳＴ９へ進み、ＹＥＳならステップＳＴ５へ
進む。ステップＳＴ５では、ステップＳＴ３で作成され
た新たな指令値を用いず、指令値←設定温度値Ｔ_o とし
て、これを指令（目標）出力値として温度ＦＢブロック
５へ出力し、ステップＳＴ９へ進む。ステップＳＴ９で
は、温度ＦＢブロック５により、指令値と前記実測温度
値Ｔ_m とを用いて前述した如きＰＩＤ動作に基づく温度
フィードバック制御を行なって、ステップＳＴ２へ戻
る。

【００３３】ステップＳＴ６〜ステップＳＴ８は、降温
時の過渡的目標設定温度条件に従った制御期間に対応す
る処理ステップで、ステップＳＴ６では、ステップＳＴ
２での指令値を、指令値（＝過渡的目標設定温度値Ｔ
_x ）←（指令値−傾斜値）として、ステップＳＴ７に進
む。ステップＳＴ７では、ステップＳＴ６で作成された
新たな指令値が設定温度値Ｔ_o を下回ったか否かが問わ
れ、ＮＯならステップＳＴ９へ進み、ＹＥＳならステッ
プＳＴ８へ進む。ステップＳＴ８では、ステップＳＴ３
で作成された新たな指令値を用いず、指令値←設定温度
値Ｔ_o として、これを指令（目標）出力値として温度Ｆ
Ｂブロック５へ出力し、ステップＳＴ９へ進む。

【００３４】上記した処理フローの説明から明らかなよ
うに、本実施例の過渡的目標設定温度条件に従う温度制
御手法を用いれば、ＰＩＤ動作に基づく温度フィードバ
ック制御を実行している最中に、成形運転時の設定温度
値Ｔ_o が変更された場合も、Ｐ設定範囲内にある昇温ま
たは降温過渡期間は、変更前の設定温度値Ｔ_o を起点と
し変更後の設定温度値Ｔ_o を終点とする、所定傾斜角度
をもつ温度勾配直線に沿うような指令値（過渡的目標設
定温度値Ｔ_x ）に基づいてフィードバック制御を行なう
ことができる。従って、温度フィードバック制御を実行
している最中に、成形運転時の設定温度値Ｔ_o が高めに
変更された場合でも、図３，図４で説明したＰ設定範囲
内の昇温過渡行程時と同様の動作制御を行なうため、こ
の際にもオーバーシュートが生じることが可及的に低減
され、変更後の設定温度値Ｔ_o に従った安定したＰＩＤ
制御動作状態となるまでの時間も短くなる。

【００３５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ヒータへ
の通電制御を開始した際等の昇温過程時に温度オーバー
シュートが発生する虞が可及的に少なくなり、トータル
的に見れば加熱シリンダの温度が安定状態になるまでの
時間が大幅に短縮可能な成形機の温度フィードバック制
御方法が提供でき、その価値は多大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例に係る射出成形機の加熱シリ
ンダの温度フィードバック制御系を示す説明図である。

【図２】本発明の１実施例によるヒータドライバの駆動
電圧出力波形の１例を示す説明図である。

【図３】本発明の１実施例による温度制御方法を適用し
た際の、加熱シリンダの温度が室温とほぼ同程度である
状態からヒータへの通電制御を開始した際の温度変化の
様子を示す説明図である。

【図４】本発明の１実施例による温度制御方法を適用し
た際の、加熱シリンダの温度が安定状態に入った後ヒー
タに対する通電制御を中断し、再びヒータに対する通電
制御を再開した場合の温度変化の様子を示す説明図であ
る。

【図５】本発明の１実施例による温度フィードバック制
御系で実行される処理フローを示す説明図である。

【図６】従来技術による温度制御方法を適用した際の、
加熱シリンダの温度が室温とほぼ同程度である状態から
ヒータへの通電制御を開始した際の温度変化の様子を示
す説明図である。

【図７】従来技術による温度制御方法を適用した際の、
加熱シリンダの温度が安定状態に入った後ヒータに対す
る通電制御を中断し、再びヒータに対する通電制御を再
開した場合の温度変化の様子を示す説明図である。

【符号の説明】 １ 加熱シリンダ ３ ヒータ ４ 温度検知センサ ５ 温度フィードバック制御ブロック（温度ＦＢ制御ブ
ロック） ５１ 偏差検出部 ５２ ＰＩＤ演算部 ５３ 出力変換生成部（通電率演算・出力生成部） ６ 設定値（指令値）生成出力部 ７ 成形運転時温度設定データ格納部 ８ ヒータ通電出力作成部 ９ ヒータドライバ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 45/78 B29C 45/73 B29C 45/74 B22D 17/32

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 温度制御対象の実測温度値を計測し、該
   計測した実測温度値と設定温度値とを比較して、実測温
   度値が設定温度値に近づくように温度制御対象の温度を
   ＰＩＤ（比例・積分・微分）制御動作に基づくフィード
   バック制御によってコントロールする成形機の温度フィ
   ードバック制御方法において、 前記温度制御対象を加熱するためのヒータに対しＰ（比
   例）制御が機能する予め設定されたＰ設定範囲に入った
   時点から、前記温度制御対象の温度が成形運転時のコン
   スタントな設定温度値に上昇するまでの間の過渡的期間
   は、前記Ｐ設定範囲に入った時点の前記温度制御対象の
   実測温度値を起点とし、前記コンスタントな設定温度値
   を終点とする、所定傾斜角度をもつ温度勾配直線を、フ
   ィードバック制御のための過渡的目標設定温度条件とす
   ることを特徴とする成形機の温度フィードバック制御方
   法。
2. 【請求項２】 請求項１記載において、 前記温度制御対象の温度をフィードバック制御している
   際に、前記成形運転時のコンスタントな設定温度値が変
   更された場合には、前記温度制御対象の温度が変更後の
   コンスタントな設定温度値に移行するまでの間の過渡的
   期間は、前記変更前のコンスタントな設定温度値を起点
   とし、前記変更後のコンスタントな設定温度値を終点と
   する、所定傾斜角度をもつ温度勾配直線を、フィードバ
   ック制御のための過渡的目標設定温度条件とすることを
   特徴とする成形機の温度フィードバック制御方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載において、 前記ヒータに対する通電制御を終了した際には、前記温
   度制御対象の温度を前記ＰＩＤ（比例・積分・微分）制
   御動作に基づいてフィードバック制御した際の最終の積
   分値が、記憶手段に格納・保持されることを特徴とする
   成形機の温度フィードバック制御方法。