JP3547845B2 - 射出成形機の射出速度制御方法および装置 - Google Patents
射出成形機の射出速度制御方法および装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、射出成形機における射出速度制御方法および装置に関するものであり、特に充填工程より保圧工程への切換区間における射出プランジャの減速制御を行う射出速度制御方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形機において、射出プランジャ（スクリュ）の位置に応じて射出プランジャの前進速度を予め設定されたプロファイルに従ってプログラム制御することは従来より行われている。
【０００３】
従来、この射出速度のプロクラム制御は、一般に、図１０に例示されているように、射出プランジャの充填ストロークを複数個に区分し、その各区間毎に前進速度Ｖ1 、Ｖ2 、Ｖ3 、Ｖ4 を指定して多段の矩形プロファイルを設定し、射出プランジャの前進速度を、射出プランジャの位置に対し、矩形プロファイルで設定した速度Ｖ1 、Ｖ2 、Ｖ3 、Ｖ4 により制御する。
【０００４】
この速度プロクラム制御のプロファイルの後半部分の速度Ｖ3 、Ｖ4 は、金型内樹脂流路に溶融樹脂が充満する充填完了時点の手前で、射出プランジャの前進を減速させ、金型内の溶融樹脂圧力に異常な高圧力を発生させない制御のための設定であり、充填完了手前の射出プランジャの減速制御を行うものである。
【０００５】
このように射出プランジャの前進速度が設定されると、射出プランジャの前進のための駆動力ＰＡは、図１０に示されているように変化する。
【０００６】
速度プロクラム制御のプロファイルの後半部分の速度Ｖ3 、Ｖ4 は、的確に減速を行い、しかも過剰減速によって充填中に金型末端付近の樹脂が過度に冷却されることを防ぐと云う前提条件のもとに、成形品の形状に応じて、また成形に使用する樹脂原料の物性に応じて過不足なく設定されることを要求される。
【０００７】
従来、速度Ｖ3 、Ｖ4 による減速制御特性の設定は、多くの場合、作業者の経験則により試行錯誤のもとに行われている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
的確に減速を行い、しかも過剰減速によって充填中に金型末端付近の樹脂が過度に冷却されることを防ぐと云う条件を満たす減速制御特性の設定には、高度な成形ノウハウが必要であり、このことが成形条件設定作業を困難なものとしている。実際には試し打ち成形を数多く繰り返して妥協できる減速制御特性を設定しており、減速制御特性の設定には多くの時間がかかると云う問題がある。
【０００９】
また射出プランジャの前進速度がＶ3 、Ｖ4 と段階的に減速したのでは、金型内の溶融樹脂圧力は、射出プランジャの前進のための駆動力ＰＡの変動から解るように波打ち形状に変動し、必ずしも金型内の溶融樹脂圧力が健全に保たれない。この不具合を低減、回避するためには、減速区間におけるプランジャ前進速度の変化を多段にしたり、適当な減速関数によって逓減するような減速特性を設定する必要が生じる。しかし、このような設定はプロファイル設定作業をより一層難しいものにする。
【００１０】
本発明は、このような問題点を解決することを目的としてなされたものであり、射出プランジャの減速制御特性が適切に設定されたか否かを自動的に判別し、更にはその判別結果に応じて減速制御特性を自動修正し、補正制御によって過不足がない適正な減速制御特性を自動設定する射出成形機の射出速度制御方法および装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述の如き目的を達成するために、請求項１による射出成形機の射出速度制御方法は、成形に必要とされる量の計量された溶融樹脂を収容するための射出シリンダ内に進退可能に挿入された射出プランジャの、射出開始位置から保圧切換位置へ向けて前進させ、前記射出プランジャの前進駆動力を第一の検出手段によって検出し、この第一の検出手段で検出された検出値が前記保圧切換位置から射出開始位置へ向けて予め設定された前進駆動力比較有効区間内に予め設定した基準値を超えた時点で、射出プランジャの前進速度を予め定めた減速関数による減速制御プロファイルに従って減速制御し、前記前進駆動力比較有効区間の減速制御中の射出プランジャの前進速度を第二の検出手段によって検出し、この第二の検出手段で検出された検出値が予め設定されている上限値を上回っているか否かと前記検出値が予め設定されている下限値を下回っている否かの少なくとも何れか一方の判別を行い、前記検出値が前記上限値を上回っているか或いは前記検出値が前記下限値を下回っているかの少なくとも何れか一方の場合にアラーム信号を出力することを特徴としている。
【００１２】
請求項２による射出成形機の射出速度制御方法は、請求項１に記載の射出成形機の射出速度制御方法において、前記前進駆動力比較有効区間において前記上限値と前記下限値の少なくとも何れか一方を減速制御特性に応じて連続的に、あるいは所定ピッチをもって多点に設定し、前記判別を前記前進駆動力比較有効区間において連続的に、あるいは多点にて行うことを特徴としている。
【００１２】
請求項３による射出成形機の射出速度制御方法は、請求項１に記載の射出成形機の射出速度制御方法において、前記第二の検出手段による検出値が、前記前進駆動力比較有効区間において下限値を下回った場合には、同一成形サイクルにおけるそれ以降の前記射出プランジャの前進速度をその時点における前進速度に固定することを特徴としている。
【００１３】
請求項４による射出成形機の射出速度制御方法は、請求項１〜３の何れかに記載の射出成形機の射出速度制御方法において、前記基準値が２個以上設定され、各基準値に対し異なる減速関数によって減速制御プロファイルを設定することを特徴としている。
【００１４】
請求項５による射出成形機の射出速度制御方法は、請求項１〜４の何れかに記載の射出成形機の射出速度制御方法において、アラーム信号が出力された場合には、次の成形サイクルにおける前記基準値を修正することを特徴としている。
【００１５】
請求項６による射出成形機の射出速度制御方法は、請求項１〜５の何れかに記載の射出成形機の射出速度制御方法において、アラーム信号が出力された場合には、減速制御プロファイルを設定する関数を変更して減速制御プロファイルを修正し、次の成形サイクルでは修正された減速制御プロファイルに従って射出プランジャを減速制御することを特徴としている。
【００１６】
また上述の如き目的を達成するために、請求項７による射出成形機の射出速度制御装置は、成形に必要とされる量の計量された溶融樹脂を収容するための射出シリンダ内に進退可能に挿入された射出プランジャの、射出開始位置から保圧切換位置へ向けて前進させる駆動力を検出する第一の検出手段と、前記第一の検出手段による検出値が前記保圧切換位 置から前記射出開始位置へ向けて予め設定された前進駆動力比較有効区間内に予め設定した基準値を超えた時点で予め定めた減速関数による減速制御プロファイルに従って前記射出プランジャの前進速度を減速制御する減速制御手段と、前記射出プランジャの前進速度を検出する第二の検出手段と、前記前進駆動力比較有効区間において前記第二の検出手段によって検出される射出プランジャの前進速度が予め設定されている上限値を上回っているか否かと前記検出値が予め設定されている下限値を下回っている否かの少なくとも何れか一方の判別を行い、前記検出値が前記上限値を上回っているか或いは前記検出値が前記下限値を下回っているかの少なくとも何れか一方の場合にアラーム信号を出力するプランジャ速度判別手段とを有していることを特徴としている。
【００１７】
請求項８による射出成形機の射出速度制御装置は、請求項７に記載の射出成形機の射出速度制御装置において、前記プランジャ速度判別手段がアラーム信号を出力した場合には、次の成形サイクルにおける前記基準値の修正、前記減速制御プロファイルの修正、前記基準値と前記第一の検出手段による検出値との比較を有効とする区間の変更の少なくとも何れか一つを行う制御要件修正変更手段を有していることを特徴としている。
【００１８】
【作用】
請求項１、７による射出成形機の射出速度制御方法および装置では、第一の検出手段によって射出プランジャを前進させる駆動力を検出し、第一の検出手段による検出値が前記保圧切換位置から前記射出開始位置へ向けて予め設定された前進駆動力比較有効区間内に予め設定した基準値を超えた時点で、予め定めた減速関数による減速制御プロファイルに従って射出プランジャの減速制御を開始する。
【００１９】
この前進駆動力比較有効区間において第二の検出手段により検出されるプランジャ前進速度が、予め設定されている上限値を上回っているか否かと、予め設定されている下限値を下回っているか否かの少なくとも何れか一方の判別を行い、プランジャ前進速度が上限値を上回っているか或いは下限値を下回っているかの少なくとも何れか一方の場合にアラーム信号を出力する。
【００２０】
請求項２による射出成形機の射出速度制御方法では、前記前進駆動力比較有効区間において前記上限値と前記下限値の少なくとも何れか一方を減速制御特性に応じて連続的に、あるいは所定ピッチをもって多点に設定し、プランジャ前進速度が、予め設定されている上限値を上回っているか否かと、予め設定されている下限値を下回っているか否かの少なくとも何れか一方の判別を前記前進駆動力比較有効区間において連続的に、あるいは多点にて行う。
【００２１】
請求項３による射出成形機の射出速度制御方法では、前進駆動力比較有効区間中においてプランジャ前進速度が上限値を上回った場合あるいは前記下限値を下回った場合には、同一成形サイクルにおけるそれ以降のプランジャ前進速度をその時点における前進速度に固定し、それ以上にプランジャ前進速度が不適切値になることを回避する。
【００２２】
請求項４による射出成形機の射出速度制御方法では、減速制御を開始する基準値が２個以上設定され、各基準値に対し異なる減速関数によって減速制御プロファイルが設定される。
【００２３】
請求項５による射出成形機の射出速度制御方法では、アラーム信号が出力されると、次の成形サイクルにおける前記基準値を修正する。
【００２４】
請求項６による射出成形機の射出速度制御方法では、アラーム信号が出力されると、次の成形サイクルで使用する減速制御プロファイルを修正する。
【００２５】
請求項８による射出成形機の射出速度制御装置では、アラーム信号が出力されると、制御要件修正変更手段によって、次の成形サイクルにおける前記基準値の修正、前記減速制御プロファイルの修正、前記基準値と前記第一の検出手段による検出値との比較を有効とする区間の変更の少なくとも何れか一つが行われる。
【００２６】
【実施例】
図１は本発明による射出速度制御装置を油圧式射出成形機に適用した実施例を示している。
【００２７】
油圧式射出成形機は、成形に必要とされる量を計量された溶融樹脂を収容する射出シリンダ１と、射出シリンダ１内に進退可能に挿入されたスクリュによる射出プランジャ３と、射出プランジャ３を進退駆動する油圧シリンダ装置５とを有し、射出プランジャ３の前進により溶融樹脂をノズル７より金型９内へ射出する。
【００２８】
油圧シリンダ装置５には油圧源１１より圧油が流量制御弁１３により流量を計量されつつ供給される。
【００２９】
この場合、射出プランジャ３の前進速度は油圧シリンダ装置５に供給される圧油の流量により決まり、流量制御弁１３による圧油の流量制御によって射出プランジャ３の前進速度が制御される。
【００２９】
流量制御弁１３は、圧油流量を定量的に制御する可変絞り式の電磁制御であり、射出速度設定装置１５より速度指令信号を与えられて動作する。
【００３０】
射出速度設定装置１５には、射出プランジャ３の前進駆動力を油圧シリンダ装置５の油圧により検出する前進駆動力検出器１７と、射出プランジャ３の移動位置を検出する位置検出器１９とが接続されている。
【００３１】
射出速度設定装置１５は、図２に示されている速度設定値Ｖ1 、Ｖ2 による矩形の速度プログラム制御用のプロファイルを設定されたプログラム設定器２１と、図２に符号ＶＤにより示されているような所定の減速関数による減速制御プロファイルを設定する減速関数設定器２３とを有し、信号切換器２０よりプログラム設定器２１と減速関数設定器２３の何れかより速度指令信号を流量制御弁１３へ出力する。
【００３２】
比較器２５は、現在のプランジャ位置がプランジャの前進駆動力比較有効区間Ａの位置であるか否かを判別するものであり、減速制御設定器２６に予め設定されたプランジャ移動位置による前進駆動力比較有効区間Ａと位置検出器１９により検出される射出プランジャ３の位置とを比較し、現在のプランジャ位置が前進駆動力比較有効区間Ａになれば、回路開閉器２７をオンさせる。
【００３３】
回路開閉器２７は、オン状態においてのみ前進駆動力検出器１７が検出する射出プランジャ３の前進駆動力の検出信号を比較器２９へ送信する。
【００３４】
比較器２９は、前進駆動力検出器１７により検出された射出プランジャ３の前進駆動力が基準値設定器３１により設定された基準値に達したか否かを判別し、前進駆動力が基準値に達した時には減速関数設定器２３へ動作開始指令信号を出力する。
【００３５】
減速関数設定器２３は動作開始指令信号の入力によって減速制御設定器２６の指令によって設定されている減速プロファイルによる速度指令信号を信号切換器２０より流量制御弁１３へ出力する。
【００３６】
これに対し、プログラム設定器２１は、比較器２９が減速関数設定器２３へ動作開始指令信号を出力するまで、即ち射出プランジャ３の前進駆動力が基準値設定器３１により設定された基準値に達するまで、図２の速度設定値Ｖ1 、Ｖ2 を定義しているプロファイルによる速度指令信号を信号切換器２０より流量制御弁１３へ出力する。
【００３７】
速度演算器３３は位置検出器１９が出力する検出値より射出プランジャ３の前進速度を演算する。
【００３８】
比較器３５は、位置検出器１９が出力する検出値とプログラム設定器２１に設定されている保圧切換位置とを比較し、保圧切換位置における射出プランジャ３の前進速度をラッチするために速度演算器３３へラッチ信号を出力する。
【００３９】
速度演算器３３がラッチした保圧切換位置におけるプランジャ前進速度の信号は上限比較器３７と下限比較器３９に入力される。
【００４０】
上限比較器３７は、保圧切換位置におけるプランジャ前進速度が上限値設定器４１に設定されている上限値を上回っているか否かを判別し、プランジャ前進速度が上限値を上回っていれば、オン信号をＯＲ回路４５へ出力する。
【００４１】
下限比較器３９は、保圧切換位置におけるプランジャ前進速度が下限値設定器４３に設定されている下限値を下回っているか否かを判別し、プランジャ前進速度が下限値を下回っていれば、オン信号をＯＲ回路４５へ出力する。
【００４２】
ＯＲ回路４５は、上限比較器３７と下限比較器３９の何れかよりオン信号を入力することによりアラーム信号を出力する。
【００４３】
このアラーム信号は減速制御設定器２６にも出力され、減速制御設定器２６は、アラーム信号の入力により、次の成形サイクルのために基準値設定器３１による基準値の修正、減速関数設定器２３に設定される減速関数の修正、比較器２５に与える前進駆動力比較有効区間データの変更の少なくとも何れか一つを行い、制御要件修正変更手段として機能する。
【００４４】
次に上述の如き構成よりなる射出速度制御装置の動作を図２を参照して説明する。
【００４５】
充填工程が始まると、先ずプログラム設定器２１に設定されている速度プログラム制御用のプロファイルが設定している前進速度Ｖ1 、Ｖ2 により速度指令信号が信号切換器２０を経由して流量制御弁１３へ送られる。これにより油圧源１１より油圧シリンダ装置５に供給する圧油の流量が流量制御弁１３により制御され、射出プランジャ３は、位置に応じて、図２に示されているプロファイルに従って前進速度をＶ1 、Ｖ2 と変化して前進する。
【００４６】
この射出プランジャ３の前進により、前進駆動力検出器１７により検出される射出プランジャ３の前進駆動力は、図２にて符号ＰＡにより示されているように増加する。
【００４７】
射出プランジャ３が減速制御設定器２６に予め設定されているプランジャ前進駆動力の比較有効区間Ａにまで移動すると、比較器２５の出力信号により回路開閉器２７がオン状態になり、前進駆動力検出器１７が検出する射出プランジャ３の前進駆動力の検出信号が比較器２９へ送信される。
【００４８】
前進駆動力検出器１７により検出された射出プランジャ３の前進駆動力が基準値設定器３１により設定されている基準値ＰＳＨに達すると、比較器２９が動作開始指令信号を減速関数設定器２３へ出力することにより、減速関数設定器２３が図２に符号ＶＤにより示されているような減速プロファイルによる速度指令信号を信号切換器２０より流量制御弁１３へ出力する。
【００４９】
これにより減速プロファイルＶＤによる減速制御が実行される。
【００５０】
射出プランジャ３が保圧切換位置にまで前進すると、速度演算器３３によって演算された保圧切換位置における射出プランジャ３の前進速度ＶＳを示す信号が上限比較器３７と下限比較器３９へ送られる。
【００５１】
上限比較器３７では前進速度ＶＳが上限値設定器４１に設定されている上限値ＶＡＨを上回っているか否かの判別が行われ、下限比較器３９では前進速度ＶＳが下限値設定器４３に設定されている下限値ＶＡＬを下回っているか否かの判別が行われる。
【００５２】
射出プランジャ３が保圧切換位置に達した時の前進速度ＶＳが許容範囲ＶＡＬ〜ＶＡＨ内であれば、そのまま制御が継続される。
【００５３】
これに対し前進速度ＶＳが上限値設定器４１に設定されている上限値ＶＡＨを上回っているか、あるいは下限値設定器４３に設定されている下限値ＶＡＬを下回っていれば、ＯＲ回路４５がアラーム信号を出力する。
【００５４】
このアラーム信号の出力の有無より、射出プランジャ３の減速制御が適切に行われたか否かが自動的に的確に判る。
【００５５】
このアラーム信号の出力により、減速制御設定器２６は、アラーム信号の入力により、基準値設定器３１による基準値ＰＳＨの修正、減速関数設定器２３に設定される減速関数の修正、比較器２５に与える前進駆動力比較有効区間Ａの変更の少なくとも何れか一つを行う。
【００５６】
図２のグラフでは、射出プランジャ３の前進駆動力ＰＡが基準値ＰＳＨに達した時、所定の減速関数により減速プロファイルＶＤに従った減速制御が行われ、保圧切換位置における射出プランジャ３の前進速度がＶＳとなっている。
【００５７】
このＶＳ値は下限値ＶＡＬを下回っているので、減速制御設定器２６によって基準値ＰＳＨより大きい新たな基準値ＰＳＨ′が修正設定される。
【００５８】
これにより次の成形サイクルでは、前進側にシフトされた減速プロファイルＶＤ′に従って減速制御が行われ、保圧切換位置での射出プランジャ前進速度がＶＳ′となって、適性範囲ＶＡＬ〜ＶＡＨ内に入るようになる。以後、基準値ＰＳＨ′を減速制御開始点して速度制御が行われる。
【００５９】
図２に示す本発明による射出速度制御方法、装置における速度プログラム自動設定の状況を、図１０に示す従来例と比較すると、充填開始時の速度設定値Ｖ1 、Ｖ2 の設定は同一であるが、図１０の従来例で設定している３段目以降の速度Ｖ3 、Ｖ4 は定義していない。
【００６０】
これに代えて本発明による射出速度制御方法、装置における速度プログラム自動設定では、減速制御開始の基準値ＰＳＨと、保圧切換位置における射出プランジャ前進速度の上限値ＶＡＨと下限値ＶＡＬを設定している。
【００６１】
アラーム出力時には、基準値ＰＳＨの修正に代えて、図３に示されているように、減速関数設定器２３に設定される減速関数を修正することにより、次の成形サイクルでは減速プロファイルをＶＤよりＶＤ′に変更し、次の成形サイクルにおける保圧切換位置での射出プランジャ前進速度ＶＳ′が適性範囲ＶＡＬ〜ＶＨＬ内に入るようにしてもよい。
【００６２】
またこれ以外に、アラーム出力時には、図４に示されているように、比較器２５に与える前進駆動力比較有効区間をＡよりＡ′に変更することにより、減速プロファイルＶＤよる減速開始点を変更し、次の成形サイクルにおける保圧切換位置での射出プランジャ前進速度ＶＳ′が適性範囲ＶＡＬ〜ＶＡＨ内に入るようにしてもよい。
【００６３】
これらの減速制御要件の修正、変更により、減速制御特性が自動的に最適化される。
【００６４】
また基準値を２個以上選択可能に設定し、各基準値に対し異なる減速関数によって減速制御プロファイルを演算設定することもできる。この場合には、減速制御がより一層きめ細かく要求特性に適合した特性をもって行われ得るようになる。
【００６５】
図５に示されたグラフでは、基準値ＰＳＨ1 ではある所定の減速関数による減速プロファイルＶＤ1 を設定し、基準値ＰＳＨ2 では減速プロファイルＶＤ1 の減速関数とは異なった減速関数による減速プロファイルＶＤ2 を設定している。
【００６６】
図６は本発明による射出速度制御装置を油圧式射出成形機に適用した他の実施例を示している。尚、図６に於いて、図１に対応する部分は図１に付した符号と同一の符号を付して説明を省略する。
【００６７】
この実施例においては、減速制御設定器２６にはプランジャ前進駆動力の比較有効区間が充填開始時からの経過時間により指定されており、比較器２５は、タイマ４７から送られるクロック信号と減速制御設定器２６に指定されている比較有効時間とを比較し、比較有効時間になれば、回路開閉器２７をオンさせる。
【００６８】
この実施例では、プランジャ前進駆動力の比較有効区間が充填開始時からの経過時間によって設定されること以外は、上述の実施例と同一である。
【００６９】
従って、この実施例においても上述の実施例と同様の作用が得られる。
【００７０】
図７は本発明による射出速度制御装置を油圧式射出成形機に適用した他の実施例を示している。尚、図７に於いても、図１に対応する部分は図１に付した符号と同一の符号を付して説明を省略する。
【００７１】
この実施例においては、減速制御設定器２６より比較有効区間であることを示す信号あるいは比較器２９より減速制御区間であることを示す信号が速度演算器３３に与えられ、速度演算器３３は、比較有効区間あるいは減速制御区間を与えられている間、位置検出器１９が出力する検出値より射出プランジャ３の前進速度を演算する。速度演算器３３により演算されたプランジャ前進速度の信号は下限比較器３９に入力される。
【００７２】
下限比較器３９は、比較有効区間あるいは減速制御区間におけるプランジャ前進速度が下限値設定器４３に設定されている下限値を下回っているか否かを判別し、プランジャ前進速度が下限値設定器４３に設定されている下限値を下回っていれば、アラーム信号を出力する。なお、請求項の記載では、比較有効区間と減速制御区間とを総称して減速制御区間としている。
【００７３】
このアラーム信号は減速制御設定器２６にも出力され、減速制御設定器２６は、アラーム信号の入力により、同一成形サイクルにおける射出プランジャのそれ以降の前進速度をその時点における前進速度に固定する指令と、次の成形サイクルのために基準値設定器３１による基準値の修正、減速関数設定器２３に設定される減速関数の修正、比較器２５に与える前進駆動力比較有効区間データの変更の少なくとも何れか一つを行う。
【００７４】
この実施例では、プランジャ前進速度が下限値設定器４３に設定されている下限値を下回ると、同一成形サイクルにおける射出プランジャのそれ以降の前進速度が、その時点における前進速度に固定されるから、それ以上にプランジャ前進速度が低下することがなく、プランジャ前進速度がそれ以上に不適切値になることが回避される。
【００７５】
図８は射出プランジャ速度の多段プロファイルを設定した場合の制御例である。Ｖ11、Ｖ12、Ｖ13、Ｖ14、Ｖ15のように速度を増減がある多段設定した場合、射出プランジャに要求される前進駆動力ＰＡは、図示されるように増減を繰り返すような挙動を示す。
【００７６】
この場合、前進駆動力ＰＡが基準値ＰＳＨに達した時点で減速制御を開始させようとすると、点Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃの３点で、前進駆動力ＰＡが基準値ＰＳＨに到達する。
【００７７】
しかし実際に減速を開始させたいのは点Ｐｃである。従ってこの場合には、射出プランジャを前進させる駆動力ＰＡと基準値ＰＳＨとの比較を有効とする区間を点Ｐｅから点Ｐｈまでの区間に限定し、点Ｐａから点Ｐｅまでの区間は、比較しない制御を行うことにより、点Ｐｃから減速プロファイルＶＤによる減速制御が行われる。
【００７８】
なお保圧切換点における射出プランジャの前進速度ＶＳが許容範囲ＶＡＨ〜ＶＡＬ内であるか否かの判別、その後の減速制御要件の修正、変更などは図１の場合と同様に行われればよい。
【００７９】
上述の何れの実施例においても、プランジャ前進速度の適否判別を保圧工程への切換位置の一点で行っているが、この適否判別は、減速制御区間において上限値ＶＡＨと下限値ＶＡＬの少なくとも何れか一方を減速制御特性に応じて連続的に、あるいは所定ピッチをもって多点に設定し、射出プランジャ３の前進速度ＶＳが、予め設定されている上限値ＶＡＨを上回っているか否かと、予め設定されている下限値ＶＡＬを下回っている否かの少なくとも何れか一方の判別を減速制御区間において連続的に、あるいは最低２点の多点にて行われてもよい。
【００８０】
図９は上述の判別を減速制御区間において連続的行う場合の射出プランジャの前進速度と前進駆動力との変化特性の一例を示している。この場合には、上限値と下限値は各々関数ｆにより、減速制御特性に適合するものとして、ｆ（ＶＡＨ）、ｆ（ＶＡＬ）とされ、図に示されているプログラム設定器２１に予め設定される。
【００８１】
これにより、減速制御区間において、射出プランジャ３の前進速度ＶＳが適正範囲ｆ（ＶＡＬ）〜ｆ（ＶＡＨ）内であるか否かの判別がプランジャ位置に応じて連続的に行われ、射出速度制御がより一層的確に行われるようになる。
【００８２】
【発明の効果】
以上の説明から理解される如く、請求項１、７による射出成形機の射出速度制御方法および装置では、第一の検出手段によって射出プランジャを前進させる駆動力を検出し、第一の検出手段による検出値が前記保圧切換位置から前記射出開始位置へ向けて予め設定された前進駆動力比較有効区間内に予め設定した基準値を超えた時点で、予め定めた減速関数による減速制御プロファイルに従って射出プランジャの減速制御を開始し、この前進駆動力比較有効区間において第二の検出手段により検出されるプランジャ前進速度が、予め設定されている上限値を上回っているか否かと、予め設定されている下限値を下回っているか否かの少なくとも何れか一方の判別を行い、プランジャ前進速度が上限値を上回っているか或いは下限値を下回っているかの少なくとも何れか一方の場合にアラーム信号を出力するから、射出プランジャの減速制御特性が適切に設定されたか否かが自動的に的確に判る。
【００８３】
請求項２による射出成形機の射出速度制御方法では、前記前進駆動力比較有効区間において前記上限値と前記下限値の少なくとも何れか一方を減速制御特性に応じて連続的に、あるいは所定ピッチをもって多点に設定し、プランジャ前進速度が、予め設定されている上限値を上回っているか否かと、予め設定されている下限値を下回っている否かの少なくとも何れか一方の判別を前記前進駆動力比較有効区間において連続的に、あるいは多点にて行うから、前進駆動力比較有効区間における射出プランジャの前進速度が連続的に、あるいは多点にて監視され、射出速度制御がより一層的確に行われるようになる。
【００８４】
請求項３による射出成形機の射出速度制御方法では、前進駆動力比較有効区間中においてプランジャ前進速度が下限値を下回った場合には、同一成形サイクルにおけるそれ以降のプランジャ前進速度をその時点における前進速度に固定するから、それ以上にプランジャ前進速度が不適切値になることを回避できる。
【００８５】
請求項４による射出成形機の射出速度制御方法では、減速制御を開始する基準値が２個以上設定され、各基準値に対し異なる減速関数によって設定された減速制御プロファイルに従って射出プランジャの前進速度を減速制御するから、減速制御がより一層きめ細かく要求特性に適合して特性をもって行われ得るようになる。
【００８６】
請求項５による射出成形機の射出速度制御方法では、アラーム信号が出力されると、次の成形サイクルにおける前記基準値を修正するから、減速制御を開始する基準値が補正制御により適正値に変更され、成形ノウハウを必要とすることなく減速制御特性を自動的に最適化することができる。
【００８７】
請求項６による射出成形機の射出速度制御方法では、アラーム信号が出力されると、次の成形サイクルで使用する減速制御プロファイルを修正するから、減速制御プロファイルが補正制御により適正値に変更され、成形ノウハウを必要とすることなく減速制御特性を自動的に最適化することができる。
【００８８】
請求項８による射出成形機の射出速度制御装置では、アラーム信号が出力されると、制御要件修正変更手段によって、次の成形サイクルにおける前記基準値の修正、前記減速制御プロファイルの修正、前記基準値と前記第一の検出手段による検出値との比較を有効とする区間の変更の少なくとも何れか一つが行われ、これらの学習制御により成形ノウハウを必要とすることなく減速制御特性を自動的に最適化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による射出速度制御装置を油圧式射出成形機に適用した実施例を示す一実施例を示すブロック線図である。
【図２】本発明による射出成形機の射出速度制御方法による場合の射出プランジャの前進速度と前進駆動力との変化特性の一例を示すグラフである。
【図３】本発明による射出成形機の射出速度制御方法による場合の射出プランジャの前進速度と前進駆動力との変化特性の他の一例を示すグラフである。
【図４】本発明による射出成形機の射出速度制御方法による場合の射出プランジャの前進速度と前進駆動力との変化特性の他の一例を示すグラフである。
【図５】本発明による射出成形機の射出速度制御方法による場合の射出プランジャの前進速度と前進駆動力との変化特性の他の一例を示すグラフである。
【図６】本発明による射出速度制御装置を油圧式射出成形機に適用した他の実施例を示すブロック線図である。
【図７】本発明による射出速度制御装置を油圧式射出成形機に適用した他の実施例を示すブロック線図である。
【図８】本発明による射出成形機の射出速度制御方法による場合の射出プランジャの前進速度と前進駆動力との変化特性の他の一例を示すグラフである。
【図９】本発明による射出成形機の射出速度制御方法による場合の射出プランジャの前進速度と前進駆動力との変化特性の一例を示すグラフである
【図１０】従来の一般的な射出速度プログラム制御用プロファイルと前進駆動力との変化特性の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 射出シリンダ
３ 射出プランジャ
５ 油圧シリンダ装置
７ ノズル
９ 金型
１１ 油圧源
１３ 流量制御弁
１５ 射出速度設定装置
１７ 前進駆動力検出器
１９ 位置検出器
２１ プログラム設定器
２３ 減速関数設定器
２５ 比較器
２６ 減速制御設定器
２７ 回路開閉器
２９ 比較器
３３ 速度演算器
３５ 比較器
３７ 上限比較器
３９ 下限比較器
４７ タイマ
【産業上の利用分野】
本発明は、射出成形機における射出速度制御方法および装置に関するものであり、特に充填工程より保圧工程への切換区間における射出プランジャの減速制御を行う射出速度制御方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形機において、射出プランジャ（スクリュ）の位置に応じて射出プランジャの前進速度を予め設定されたプロファイルに従ってプログラム制御することは従来より行われている。
【０００３】
従来、この射出速度のプロクラム制御は、一般に、図１０に例示されているように、射出プランジャの充填ストロークを複数個に区分し、その各区間毎に前進速度Ｖ1 、Ｖ2 、Ｖ3 、Ｖ4 を指定して多段の矩形プロファイルを設定し、射出プランジャの前進速度を、射出プランジャの位置に対し、矩形プロファイルで設定した速度Ｖ1 、Ｖ2 、Ｖ3 、Ｖ4 により制御する。
【０００４】
この速度プロクラム制御のプロファイルの後半部分の速度Ｖ3 、Ｖ4 は、金型内樹脂流路に溶融樹脂が充満する充填完了時点の手前で、射出プランジャの前進を減速させ、金型内の溶融樹脂圧力に異常な高圧力を発生させない制御のための設定であり、充填完了手前の射出プランジャの減速制御を行うものである。
【０００５】
このように射出プランジャの前進速度が設定されると、射出プランジャの前進のための駆動力ＰＡは、図１０に示されているように変化する。
【０００６】
速度プロクラム制御のプロファイルの後半部分の速度Ｖ3 、Ｖ4 は、的確に減速を行い、しかも過剰減速によって充填中に金型末端付近の樹脂が過度に冷却されることを防ぐと云う前提条件のもとに、成形品の形状に応じて、また成形に使用する樹脂原料の物性に応じて過不足なく設定されることを要求される。
【０００７】
従来、速度Ｖ3 、Ｖ4 による減速制御特性の設定は、多くの場合、作業者の経験則により試行錯誤のもとに行われている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
的確に減速を行い、しかも過剰減速によって充填中に金型末端付近の樹脂が過度に冷却されることを防ぐと云う条件を満たす減速制御特性の設定には、高度な成形ノウハウが必要であり、このことが成形条件設定作業を困難なものとしている。実際には試し打ち成形を数多く繰り返して妥協できる減速制御特性を設定しており、減速制御特性の設定には多くの時間がかかると云う問題がある。
【０００９】
また射出プランジャの前進速度がＶ3 、Ｖ4 と段階的に減速したのでは、金型内の溶融樹脂圧力は、射出プランジャの前進のための駆動力ＰＡの変動から解るように波打ち形状に変動し、必ずしも金型内の溶融樹脂圧力が健全に保たれない。この不具合を低減、回避するためには、減速区間におけるプランジャ前進速度の変化を多段にしたり、適当な減速関数によって逓減するような減速特性を設定する必要が生じる。しかし、このような設定はプロファイル設定作業をより一層難しいものにする。
【００１０】
本発明は、このような問題点を解決することを目的としてなされたものであり、射出プランジャの減速制御特性が適切に設定されたか否かを自動的に判別し、更にはその判別結果に応じて減速制御特性を自動修正し、補正制御によって過不足がない適正な減速制御特性を自動設定する射出成形機の射出速度制御方法および装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述の如き目的を達成するために、請求項１による射出成形機の射出速度制御方法は、成形に必要とされる量の計量された溶融樹脂を収容するための射出シリンダ内に進退可能に挿入された射出プランジャの、射出開始位置から保圧切換位置へ向けて前進させ、前記射出プランジャの前進駆動力を第一の検出手段によって検出し、この第一の検出手段で検出された検出値が前記保圧切換位置から射出開始位置へ向けて予め設定された前進駆動力比較有効区間内に予め設定した基準値を超えた時点で、射出プランジャの前進速度を予め定めた減速関数による減速制御プロファイルに従って減速制御し、前記前進駆動力比較有効区間の減速制御中の射出プランジャの前進速度を第二の検出手段によって検出し、この第二の検出手段で検出された検出値が予め設定されている上限値を上回っているか否かと前記検出値が予め設定されている下限値を下回っている否かの少なくとも何れか一方の判別を行い、前記検出値が前記上限値を上回っているか或いは前記検出値が前記下限値を下回っているかの少なくとも何れか一方の場合にアラーム信号を出力することを特徴としている。
【００１２】
請求項２による射出成形機の射出速度制御方法は、請求項１に記載の射出成形機の射出速度制御方法において、前記前進駆動力比較有効区間において前記上限値と前記下限値の少なくとも何れか一方を減速制御特性に応じて連続的に、あるいは所定ピッチをもって多点に設定し、前記判別を前記前進駆動力比較有効区間において連続的に、あるいは多点にて行うことを特徴としている。
【００１２】
請求項３による射出成形機の射出速度制御方法は、請求項１に記載の射出成形機の射出速度制御方法において、前記第二の検出手段による検出値が、前記前進駆動力比較有効区間において下限値を下回った場合には、同一成形サイクルにおけるそれ以降の前記射出プランジャの前進速度をその時点における前進速度に固定することを特徴としている。
【００１３】
請求項４による射出成形機の射出速度制御方法は、請求項１〜３の何れかに記載の射出成形機の射出速度制御方法において、前記基準値が２個以上設定され、各基準値に対し異なる減速関数によって減速制御プロファイルを設定することを特徴としている。
【００１４】
請求項５による射出成形機の射出速度制御方法は、請求項１〜４の何れかに記載の射出成形機の射出速度制御方法において、アラーム信号が出力された場合には、次の成形サイクルにおける前記基準値を修正することを特徴としている。
【００１５】
請求項６による射出成形機の射出速度制御方法は、請求項１〜５の何れかに記載の射出成形機の射出速度制御方法において、アラーム信号が出力された場合には、減速制御プロファイルを設定する関数を変更して減速制御プロファイルを修正し、次の成形サイクルでは修正された減速制御プロファイルに従って射出プランジャを減速制御することを特徴としている。
【００１６】
また上述の如き目的を達成するために、請求項７による射出成形機の射出速度制御装置は、成形に必要とされる量の計量された溶融樹脂を収容するための射出シリンダ内に進退可能に挿入された射出プランジャの、射出開始位置から保圧切換位置へ向けて前進させる駆動力を検出する第一の検出手段と、前記第一の検出手段による検出値が前記保圧切換位 置から前記射出開始位置へ向けて予め設定された前進駆動力比較有効区間内に予め設定した基準値を超えた時点で予め定めた減速関数による減速制御プロファイルに従って前記射出プランジャの前進速度を減速制御する減速制御手段と、前記射出プランジャの前進速度を検出する第二の検出手段と、前記前進駆動力比較有効区間において前記第二の検出手段によって検出される射出プランジャの前進速度が予め設定されている上限値を上回っているか否かと前記検出値が予め設定されている下限値を下回っている否かの少なくとも何れか一方の判別を行い、前記検出値が前記上限値を上回っているか或いは前記検出値が前記下限値を下回っているかの少なくとも何れか一方の場合にアラーム信号を出力するプランジャ速度判別手段とを有していることを特徴としている。
【００１７】
請求項８による射出成形機の射出速度制御装置は、請求項７に記載の射出成形機の射出速度制御装置において、前記プランジャ速度判別手段がアラーム信号を出力した場合には、次の成形サイクルにおける前記基準値の修正、前記減速制御プロファイルの修正、前記基準値と前記第一の検出手段による検出値との比較を有効とする区間の変更の少なくとも何れか一つを行う制御要件修正変更手段を有していることを特徴としている。
【００１８】
【作用】
請求項１、７による射出成形機の射出速度制御方法および装置では、第一の検出手段によって射出プランジャを前進させる駆動力を検出し、第一の検出手段による検出値が前記保圧切換位置から前記射出開始位置へ向けて予め設定された前進駆動力比較有効区間内に予め設定した基準値を超えた時点で、予め定めた減速関数による減速制御プロファイルに従って射出プランジャの減速制御を開始する。
【００１９】
この前進駆動力比較有効区間において第二の検出手段により検出されるプランジャ前進速度が、予め設定されている上限値を上回っているか否かと、予め設定されている下限値を下回っているか否かの少なくとも何れか一方の判別を行い、プランジャ前進速度が上限値を上回っているか或いは下限値を下回っているかの少なくとも何れか一方の場合にアラーム信号を出力する。
【００２０】
請求項２による射出成形機の射出速度制御方法では、前記前進駆動力比較有効区間において前記上限値と前記下限値の少なくとも何れか一方を減速制御特性に応じて連続的に、あるいは所定ピッチをもって多点に設定し、プランジャ前進速度が、予め設定されている上限値を上回っているか否かと、予め設定されている下限値を下回っているか否かの少なくとも何れか一方の判別を前記前進駆動力比較有効区間において連続的に、あるいは多点にて行う。
【００２１】
請求項３による射出成形機の射出速度制御方法では、前進駆動力比較有効区間中においてプランジャ前進速度が上限値を上回った場合あるいは前記下限値を下回った場合には、同一成形サイクルにおけるそれ以降のプランジャ前進速度をその時点における前進速度に固定し、それ以上にプランジャ前進速度が不適切値になることを回避する。
【００２２】
請求項４による射出成形機の射出速度制御方法では、減速制御を開始する基準値が２個以上設定され、各基準値に対し異なる減速関数によって減速制御プロファイルが設定される。
【００２３】
請求項５による射出成形機の射出速度制御方法では、アラーム信号が出力されると、次の成形サイクルにおける前記基準値を修正する。
【００２４】
請求項６による射出成形機の射出速度制御方法では、アラーム信号が出力されると、次の成形サイクルで使用する減速制御プロファイルを修正する。
【００２５】
請求項８による射出成形機の射出速度制御装置では、アラーム信号が出力されると、制御要件修正変更手段によって、次の成形サイクルにおける前記基準値の修正、前記減速制御プロファイルの修正、前記基準値と前記第一の検出手段による検出値との比較を有効とする区間の変更の少なくとも何れか一つが行われる。
【００２６】
【実施例】
図１は本発明による射出速度制御装置を油圧式射出成形機に適用した実施例を示している。
【００２７】
油圧式射出成形機は、成形に必要とされる量を計量された溶融樹脂を収容する射出シリンダ１と、射出シリンダ１内に進退可能に挿入されたスクリュによる射出プランジャ３と、射出プランジャ３を進退駆動する油圧シリンダ装置５とを有し、射出プランジャ３の前進により溶融樹脂をノズル７より金型９内へ射出する。
【００２８】
油圧シリンダ装置５には油圧源１１より圧油が流量制御弁１３により流量を計量されつつ供給される。
【００２９】
この場合、射出プランジャ３の前進速度は油圧シリンダ装置５に供給される圧油の流量により決まり、流量制御弁１３による圧油の流量制御によって射出プランジャ３の前進速度が制御される。
【００２９】
流量制御弁１３は、圧油流量を定量的に制御する可変絞り式の電磁制御であり、射出速度設定装置１５より速度指令信号を与えられて動作する。
【００３０】
射出速度設定装置１５には、射出プランジャ３の前進駆動力を油圧シリンダ装置５の油圧により検出する前進駆動力検出器１７と、射出プランジャ３の移動位置を検出する位置検出器１９とが接続されている。
【００３１】
射出速度設定装置１５は、図２に示されている速度設定値Ｖ1 、Ｖ2 による矩形の速度プログラム制御用のプロファイルを設定されたプログラム設定器２１と、図２に符号ＶＤにより示されているような所定の減速関数による減速制御プロファイルを設定する減速関数設定器２３とを有し、信号切換器２０よりプログラム設定器２１と減速関数設定器２３の何れかより速度指令信号を流量制御弁１３へ出力する。
【００３２】
比較器２５は、現在のプランジャ位置がプランジャの前進駆動力比較有効区間Ａの位置であるか否かを判別するものであり、減速制御設定器２６に予め設定されたプランジャ移動位置による前進駆動力比較有効区間Ａと位置検出器１９により検出される射出プランジャ３の位置とを比較し、現在のプランジャ位置が前進駆動力比較有効区間Ａになれば、回路開閉器２７をオンさせる。
【００３３】
回路開閉器２７は、オン状態においてのみ前進駆動力検出器１７が検出する射出プランジャ３の前進駆動力の検出信号を比較器２９へ送信する。
【００３４】
比較器２９は、前進駆動力検出器１７により検出された射出プランジャ３の前進駆動力が基準値設定器３１により設定された基準値に達したか否かを判別し、前進駆動力が基準値に達した時には減速関数設定器２３へ動作開始指令信号を出力する。
【００３５】
減速関数設定器２３は動作開始指令信号の入力によって減速制御設定器２６の指令によって設定されている減速プロファイルによる速度指令信号を信号切換器２０より流量制御弁１３へ出力する。
【００３６】
これに対し、プログラム設定器２１は、比較器２９が減速関数設定器２３へ動作開始指令信号を出力するまで、即ち射出プランジャ３の前進駆動力が基準値設定器３１により設定された基準値に達するまで、図２の速度設定値Ｖ1 、Ｖ2 を定義しているプロファイルによる速度指令信号を信号切換器２０より流量制御弁１３へ出力する。
【００３７】
速度演算器３３は位置検出器１９が出力する検出値より射出プランジャ３の前進速度を演算する。
【００３８】
比較器３５は、位置検出器１９が出力する検出値とプログラム設定器２１に設定されている保圧切換位置とを比較し、保圧切換位置における射出プランジャ３の前進速度をラッチするために速度演算器３３へラッチ信号を出力する。
【００３９】
速度演算器３３がラッチした保圧切換位置におけるプランジャ前進速度の信号は上限比較器３７と下限比較器３９に入力される。
【００４０】
上限比較器３７は、保圧切換位置におけるプランジャ前進速度が上限値設定器４１に設定されている上限値を上回っているか否かを判別し、プランジャ前進速度が上限値を上回っていれば、オン信号をＯＲ回路４５へ出力する。
【００４１】
下限比較器３９は、保圧切換位置におけるプランジャ前進速度が下限値設定器４３に設定されている下限値を下回っているか否かを判別し、プランジャ前進速度が下限値を下回っていれば、オン信号をＯＲ回路４５へ出力する。
【００４２】
ＯＲ回路４５は、上限比較器３７と下限比較器３９の何れかよりオン信号を入力することによりアラーム信号を出力する。
【００４３】
このアラーム信号は減速制御設定器２６にも出力され、減速制御設定器２６は、アラーム信号の入力により、次の成形サイクルのために基準値設定器３１による基準値の修正、減速関数設定器２３に設定される減速関数の修正、比較器２５に与える前進駆動力比較有効区間データの変更の少なくとも何れか一つを行い、制御要件修正変更手段として機能する。
【００４４】
次に上述の如き構成よりなる射出速度制御装置の動作を図２を参照して説明する。
【００４５】
充填工程が始まると、先ずプログラム設定器２１に設定されている速度プログラム制御用のプロファイルが設定している前進速度Ｖ1 、Ｖ2 により速度指令信号が信号切換器２０を経由して流量制御弁１３へ送られる。これにより油圧源１１より油圧シリンダ装置５に供給する圧油の流量が流量制御弁１３により制御され、射出プランジャ３は、位置に応じて、図２に示されているプロファイルに従って前進速度をＶ1 、Ｖ2 と変化して前進する。
【００４６】
この射出プランジャ３の前進により、前進駆動力検出器１７により検出される射出プランジャ３の前進駆動力は、図２にて符号ＰＡにより示されているように増加する。
【００４７】
射出プランジャ３が減速制御設定器２６に予め設定されているプランジャ前進駆動力の比較有効区間Ａにまで移動すると、比較器２５の出力信号により回路開閉器２７がオン状態になり、前進駆動力検出器１７が検出する射出プランジャ３の前進駆動力の検出信号が比較器２９へ送信される。
【００４８】
前進駆動力検出器１７により検出された射出プランジャ３の前進駆動力が基準値設定器３１により設定されている基準値ＰＳＨに達すると、比較器２９が動作開始指令信号を減速関数設定器２３へ出力することにより、減速関数設定器２３が図２に符号ＶＤにより示されているような減速プロファイルによる速度指令信号を信号切換器２０より流量制御弁１３へ出力する。
【００４９】
これにより減速プロファイルＶＤによる減速制御が実行される。
【００５０】
射出プランジャ３が保圧切換位置にまで前進すると、速度演算器３３によって演算された保圧切換位置における射出プランジャ３の前進速度ＶＳを示す信号が上限比較器３７と下限比較器３９へ送られる。
【００５１】
上限比較器３７では前進速度ＶＳが上限値設定器４１に設定されている上限値ＶＡＨを上回っているか否かの判別が行われ、下限比較器３９では前進速度ＶＳが下限値設定器４３に設定されている下限値ＶＡＬを下回っているか否かの判別が行われる。
【００５２】
射出プランジャ３が保圧切換位置に達した時の前進速度ＶＳが許容範囲ＶＡＬ〜ＶＡＨ内であれば、そのまま制御が継続される。
【００５３】
これに対し前進速度ＶＳが上限値設定器４１に設定されている上限値ＶＡＨを上回っているか、あるいは下限値設定器４３に設定されている下限値ＶＡＬを下回っていれば、ＯＲ回路４５がアラーム信号を出力する。
【００５４】
このアラーム信号の出力の有無より、射出プランジャ３の減速制御が適切に行われたか否かが自動的に的確に判る。
【００５５】
このアラーム信号の出力により、減速制御設定器２６は、アラーム信号の入力により、基準値設定器３１による基準値ＰＳＨの修正、減速関数設定器２３に設定される減速関数の修正、比較器２５に与える前進駆動力比較有効区間Ａの変更の少なくとも何れか一つを行う。
【００５６】
図２のグラフでは、射出プランジャ３の前進駆動力ＰＡが基準値ＰＳＨに達した時、所定の減速関数により減速プロファイルＶＤに従った減速制御が行われ、保圧切換位置における射出プランジャ３の前進速度がＶＳとなっている。
【００５７】
このＶＳ値は下限値ＶＡＬを下回っているので、減速制御設定器２６によって基準値ＰＳＨより大きい新たな基準値ＰＳＨ′が修正設定される。
【００５８】
これにより次の成形サイクルでは、前進側にシフトされた減速プロファイルＶＤ′に従って減速制御が行われ、保圧切換位置での射出プランジャ前進速度がＶＳ′となって、適性範囲ＶＡＬ〜ＶＡＨ内に入るようになる。以後、基準値ＰＳＨ′を減速制御開始点して速度制御が行われる。
【００５９】
図２に示す本発明による射出速度制御方法、装置における速度プログラム自動設定の状況を、図１０に示す従来例と比較すると、充填開始時の速度設定値Ｖ1 、Ｖ2 の設定は同一であるが、図１０の従来例で設定している３段目以降の速度Ｖ3 、Ｖ4 は定義していない。
【００６０】
これに代えて本発明による射出速度制御方法、装置における速度プログラム自動設定では、減速制御開始の基準値ＰＳＨと、保圧切換位置における射出プランジャ前進速度の上限値ＶＡＨと下限値ＶＡＬを設定している。
【００６１】
アラーム出力時には、基準値ＰＳＨの修正に代えて、図３に示されているように、減速関数設定器２３に設定される減速関数を修正することにより、次の成形サイクルでは減速プロファイルをＶＤよりＶＤ′に変更し、次の成形サイクルにおける保圧切換位置での射出プランジャ前進速度ＶＳ′が適性範囲ＶＡＬ〜ＶＨＬ内に入るようにしてもよい。
【００６２】
またこれ以外に、アラーム出力時には、図４に示されているように、比較器２５に与える前進駆動力比較有効区間をＡよりＡ′に変更することにより、減速プロファイルＶＤよる減速開始点を変更し、次の成形サイクルにおける保圧切換位置での射出プランジャ前進速度ＶＳ′が適性範囲ＶＡＬ〜ＶＡＨ内に入るようにしてもよい。
【００６３】
これらの減速制御要件の修正、変更により、減速制御特性が自動的に最適化される。
【００６４】
また基準値を２個以上選択可能に設定し、各基準値に対し異なる減速関数によって減速制御プロファイルを演算設定することもできる。この場合には、減速制御がより一層きめ細かく要求特性に適合した特性をもって行われ得るようになる。
【００６５】
図５に示されたグラフでは、基準値ＰＳＨ1 ではある所定の減速関数による減速プロファイルＶＤ1 を設定し、基準値ＰＳＨ2 では減速プロファイルＶＤ1 の減速関数とは異なった減速関数による減速プロファイルＶＤ2 を設定している。
【００６６】
図６は本発明による射出速度制御装置を油圧式射出成形機に適用した他の実施例を示している。尚、図６に於いて、図１に対応する部分は図１に付した符号と同一の符号を付して説明を省略する。
【００６７】
この実施例においては、減速制御設定器２６にはプランジャ前進駆動力の比較有効区間が充填開始時からの経過時間により指定されており、比較器２５は、タイマ４７から送られるクロック信号と減速制御設定器２６に指定されている比較有効時間とを比較し、比較有効時間になれば、回路開閉器２７をオンさせる。
【００６８】
この実施例では、プランジャ前進駆動力の比較有効区間が充填開始時からの経過時間によって設定されること以外は、上述の実施例と同一である。
【００６９】
従って、この実施例においても上述の実施例と同様の作用が得られる。
【００７０】
図７は本発明による射出速度制御装置を油圧式射出成形機に適用した他の実施例を示している。尚、図７に於いても、図１に対応する部分は図１に付した符号と同一の符号を付して説明を省略する。
【００７１】
この実施例においては、減速制御設定器２６より比較有効区間であることを示す信号あるいは比較器２９より減速制御区間であることを示す信号が速度演算器３３に与えられ、速度演算器３３は、比較有効区間あるいは減速制御区間を与えられている間、位置検出器１９が出力する検出値より射出プランジャ３の前進速度を演算する。速度演算器３３により演算されたプランジャ前進速度の信号は下限比較器３９に入力される。
【００７２】
下限比較器３９は、比較有効区間あるいは減速制御区間におけるプランジャ前進速度が下限値設定器４３に設定されている下限値を下回っているか否かを判別し、プランジャ前進速度が下限値設定器４３に設定されている下限値を下回っていれば、アラーム信号を出力する。なお、請求項の記載では、比較有効区間と減速制御区間とを総称して減速制御区間としている。
【００７３】
このアラーム信号は減速制御設定器２６にも出力され、減速制御設定器２６は、アラーム信号の入力により、同一成形サイクルにおける射出プランジャのそれ以降の前進速度をその時点における前進速度に固定する指令と、次の成形サイクルのために基準値設定器３１による基準値の修正、減速関数設定器２３に設定される減速関数の修正、比較器２５に与える前進駆動力比較有効区間データの変更の少なくとも何れか一つを行う。
【００７４】
この実施例では、プランジャ前進速度が下限値設定器４３に設定されている下限値を下回ると、同一成形サイクルにおける射出プランジャのそれ以降の前進速度が、その時点における前進速度に固定されるから、それ以上にプランジャ前進速度が低下することがなく、プランジャ前進速度がそれ以上に不適切値になることが回避される。
【００７５】
図８は射出プランジャ速度の多段プロファイルを設定した場合の制御例である。Ｖ11、Ｖ12、Ｖ13、Ｖ14、Ｖ15のように速度を増減がある多段設定した場合、射出プランジャに要求される前進駆動力ＰＡは、図示されるように増減を繰り返すような挙動を示す。
【００７６】
この場合、前進駆動力ＰＡが基準値ＰＳＨに達した時点で減速制御を開始させようとすると、点Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃの３点で、前進駆動力ＰＡが基準値ＰＳＨに到達する。
【００７７】
しかし実際に減速を開始させたいのは点Ｐｃである。従ってこの場合には、射出プランジャを前進させる駆動力ＰＡと基準値ＰＳＨとの比較を有効とする区間を点Ｐｅから点Ｐｈまでの区間に限定し、点Ｐａから点Ｐｅまでの区間は、比較しない制御を行うことにより、点Ｐｃから減速プロファイルＶＤによる減速制御が行われる。
【００７８】
なお保圧切換点における射出プランジャの前進速度ＶＳが許容範囲ＶＡＨ〜ＶＡＬ内であるか否かの判別、その後の減速制御要件の修正、変更などは図１の場合と同様に行われればよい。
【００７９】
上述の何れの実施例においても、プランジャ前進速度の適否判別を保圧工程への切換位置の一点で行っているが、この適否判別は、減速制御区間において上限値ＶＡＨと下限値ＶＡＬの少なくとも何れか一方を減速制御特性に応じて連続的に、あるいは所定ピッチをもって多点に設定し、射出プランジャ３の前進速度ＶＳが、予め設定されている上限値ＶＡＨを上回っているか否かと、予め設定されている下限値ＶＡＬを下回っている否かの少なくとも何れか一方の判別を減速制御区間において連続的に、あるいは最低２点の多点にて行われてもよい。
【００８０】
図９は上述の判別を減速制御区間において連続的行う場合の射出プランジャの前進速度と前進駆動力との変化特性の一例を示している。この場合には、上限値と下限値は各々関数ｆにより、減速制御特性に適合するものとして、ｆ（ＶＡＨ）、ｆ（ＶＡＬ）とされ、図に示されているプログラム設定器２１に予め設定される。
【００８１】
これにより、減速制御区間において、射出プランジャ３の前進速度ＶＳが適正範囲ｆ（ＶＡＬ）〜ｆ（ＶＡＨ）内であるか否かの判別がプランジャ位置に応じて連続的に行われ、射出速度制御がより一層的確に行われるようになる。
【００８２】
【発明の効果】
以上の説明から理解される如く、請求項１、７による射出成形機の射出速度制御方法および装置では、第一の検出手段によって射出プランジャを前進させる駆動力を検出し、第一の検出手段による検出値が前記保圧切換位置から前記射出開始位置へ向けて予め設定された前進駆動力比較有効区間内に予め設定した基準値を超えた時点で、予め定めた減速関数による減速制御プロファイルに従って射出プランジャの減速制御を開始し、この前進駆動力比較有効区間において第二の検出手段により検出されるプランジャ前進速度が、予め設定されている上限値を上回っているか否かと、予め設定されている下限値を下回っているか否かの少なくとも何れか一方の判別を行い、プランジャ前進速度が上限値を上回っているか或いは下限値を下回っているかの少なくとも何れか一方の場合にアラーム信号を出力するから、射出プランジャの減速制御特性が適切に設定されたか否かが自動的に的確に判る。
【００８３】
請求項２による射出成形機の射出速度制御方法では、前記前進駆動力比較有効区間において前記上限値と前記下限値の少なくとも何れか一方を減速制御特性に応じて連続的に、あるいは所定ピッチをもって多点に設定し、プランジャ前進速度が、予め設定されている上限値を上回っているか否かと、予め設定されている下限値を下回っている否かの少なくとも何れか一方の判別を前記前進駆動力比較有効区間において連続的に、あるいは多点にて行うから、前進駆動力比較有効区間における射出プランジャの前進速度が連続的に、あるいは多点にて監視され、射出速度制御がより一層的確に行われるようになる。
【００８４】
請求項３による射出成形機の射出速度制御方法では、前進駆動力比較有効区間中においてプランジャ前進速度が下限値を下回った場合には、同一成形サイクルにおけるそれ以降のプランジャ前進速度をその時点における前進速度に固定するから、それ以上にプランジャ前進速度が不適切値になることを回避できる。
【００８５】
請求項４による射出成形機の射出速度制御方法では、減速制御を開始する基準値が２個以上設定され、各基準値に対し異なる減速関数によって設定された減速制御プロファイルに従って射出プランジャの前進速度を減速制御するから、減速制御がより一層きめ細かく要求特性に適合して特性をもって行われ得るようになる。
【００８６】
請求項５による射出成形機の射出速度制御方法では、アラーム信号が出力されると、次の成形サイクルにおける前記基準値を修正するから、減速制御を開始する基準値が補正制御により適正値に変更され、成形ノウハウを必要とすることなく減速制御特性を自動的に最適化することができる。
【００８７】
請求項６による射出成形機の射出速度制御方法では、アラーム信号が出力されると、次の成形サイクルで使用する減速制御プロファイルを修正するから、減速制御プロファイルが補正制御により適正値に変更され、成形ノウハウを必要とすることなく減速制御特性を自動的に最適化することができる。
【００８８】
請求項８による射出成形機の射出速度制御装置では、アラーム信号が出力されると、制御要件修正変更手段によって、次の成形サイクルにおける前記基準値の修正、前記減速制御プロファイルの修正、前記基準値と前記第一の検出手段による検出値との比較を有効とする区間の変更の少なくとも何れか一つが行われ、これらの学習制御により成形ノウハウを必要とすることなく減速制御特性を自動的に最適化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による射出速度制御装置を油圧式射出成形機に適用した実施例を示す一実施例を示すブロック線図である。
【図２】本発明による射出成形機の射出速度制御方法による場合の射出プランジャの前進速度と前進駆動力との変化特性の一例を示すグラフである。
【図３】本発明による射出成形機の射出速度制御方法による場合の射出プランジャの前進速度と前進駆動力との変化特性の他の一例を示すグラフである。
【図４】本発明による射出成形機の射出速度制御方法による場合の射出プランジャの前進速度と前進駆動力との変化特性の他の一例を示すグラフである。
【図５】本発明による射出成形機の射出速度制御方法による場合の射出プランジャの前進速度と前進駆動力との変化特性の他の一例を示すグラフである。
【図６】本発明による射出速度制御装置を油圧式射出成形機に適用した他の実施例を示すブロック線図である。
【図７】本発明による射出速度制御装置を油圧式射出成形機に適用した他の実施例を示すブロック線図である。
【図８】本発明による射出成形機の射出速度制御方法による場合の射出プランジャの前進速度と前進駆動力との変化特性の他の一例を示すグラフである。
【図９】本発明による射出成形機の射出速度制御方法による場合の射出プランジャの前進速度と前進駆動力との変化特性の一例を示すグラフである
【図１０】従来の一般的な射出速度プログラム制御用プロファイルと前進駆動力との変化特性の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 射出シリンダ
３ 射出プランジャ
５ 油圧シリンダ装置
７ ノズル
９ 金型
１１ 油圧源
１３ 流量制御弁
１５ 射出速度設定装置
１７ 前進駆動力検出器
１９ 位置検出器
２１ プログラム設定器
２３ 減速関数設定器
２５ 比較器
２６ 減速制御設定器
２７ 回路開閉器
２９ 比較器
３３ 速度演算器
３５ 比較器
３７ 上限比較器
３９ 下限比較器
４７ タイマ
Claims (8)
- 成形に必要とされる量の計量された溶融樹脂を収容するための射出シリンダ内に進退可能に挿入された射出プランジャの、射出開始位置から保圧切換位置へ向けて前進させ、前記射出プランジャの前進駆動力を第一の検出手段によって検出し、この第一の検出手段で検出された検出値が前記保圧切換位置から射出開始位置へ向けて予め設定された前進駆動力比較有効区間内に予め設定した基準値を超えた時点で、射出プランジャの前進速度を予め定めた減速関数による減速制御プロファイルに従って減速制御し、前記前進駆動力比較有効区間の減速制御中の射出プランジャの前進速度を第二の検出手段によって検出し、この第二の検出手段で検出された検出値が予め設定されている上限値を上回っているか否かと前記検出値が予め設定されている下限値を下回っている否かの少なくとも何れか一方の判別を行い、前記検出値が前記上限値を上回っているか或いは前記検出値が前記下限値を下回っているかの少なくとも何れか一方の場合にアラーム信号を出力することを特徴とする射出成形機の射出速度制御方法。
- 前記前進駆動力比較有効区間において前記上限値と前記下限値の少なくとも何れか一方を減速制御特性に応じて連続的に、あるいは所定ピッチをもって多点に設定し、前記判別を前記前進駆動力比較有効区間において連続的に、あるいは多点にて行うことを特徴とする請求項１に記載の射出成形機の射出速度制御方法。
- 前記第二の検出手段による検出値が、前記前進駆動力比較有効区間において下限値を下回った場合には、同一成形サイクルにおけるそれ以降の前記射出プランジャの前進速度をその時点における前進速度に固定することを特徴とする請求項１に記載の射出成形機の射出速度制御方法。
- 前記基準値が２個以上設定され、各基準値に対し異なる減速関数によって減速制御プロファイルを設定することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の射出成形機の射出速度制御方法。
- アラーム信号が出力された場合には、次の成形サイクルにおける前記基準値を修正することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の射出成形機の射出速度制御方法。
- アラーム信号が出力された場合には、減速制御プロファイルを設定する関数を変更して減速制御プロファイルを修正し、次の成形サイクルでは修正された減速制御プロファイルに従って射出プランジャを減速制御することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の射出成形機の射出速度制御方法。
- 成形に必要とされる量の計量された溶融樹脂を収容するための射出シリンダ内に進退可能に挿入された射出プランジャの、射出開始位置から保圧切換位置へ向けて前進させる駆動力を検出する第一の検出手段と、
前記第一の検出手段による検出値が前記保圧切換位置から前記射出開始位置へ向けて予め設定された前進駆動力比較有効区間内に予め設定した基準値を超えた時点で予め定めた減速関数による減速制御プロファイルに従って前記射出プランジャの前進速度を減速制御する減速制御手段と、
前記射出プランジャの前進速度を検出する第二の検出手段と、
前記前進駆動力比較有効区間において前記第二の検出手段によって検出される射出プランジャの前進速度が予め設定されている上限値を上回っているか否かと前記検出値が予め設定されている下限値を下回っている否かの少なくとも何れか一方の判別を行い、前記検出値が前記上限値を上回っているか或いは前記検出値が前記下限値を下回っているかの少なくとも何れか一方の場合にアラーム信号を出力するプランジャ速度判別手段とを有していることを特徴とする射出成形機の射出速度制御装置。 - 前記プランジャ速度判別手段がアラーム信号を出力した場合には、次の成形サイクルにおける前記基準値の修正、前記減速制御プロファイルの修正、前記基準値と前記第一の検出手段による検出値との比較を有効とする区間の変更の少なくとも何れか一つを行う制御要件修正変更手段を有していることを特徴とする請求項７に記載の射出成形機の射出速度制御装置。
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