JP3550206B2 - Injection control method for injection molding machine - Google Patents

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、射出成形機の射出制御方法に関する。特に、射出速度のフィードバック制御を行うと共に射出圧力のフィードバック制御を行う射出制御における射出速度指令パターン、射出圧力指令パターンを簡単に得ることができる射出制御方法を提供することにある。
【0002】
【従来の技術】
射出成形機の射出制御は、従来スクリュ位置に対するスクリュの射出速度(前進速度)を制御することによって行われることが一般的であった。しかし、成形品の良否は射出速度の影響よりも射出圧力、即ち樹脂の流動圧力の影響の方が大きい。そこで、射出圧力を検出し、該射出圧力が設定値と一致するように圧力のフィードバック制御を行う射出制御方法が開発されている(特開平3−58821号公報参照)。さらには、射出中の射出圧力を検出し、この射出圧力パターン(波形)を編集し、編集された圧力パターンを目標値として圧力のフィードバック制御を行って射出制御を行う方法も、例えば国際公開公報WO92/11994号等で公知である。
【0003】
また、射出制御を射出速度のフィードバック制御と圧力のフィードバック制御を行う制御も本願出願人によって特願平6ー124742号によって提案されている。この射出速度制御と圧力制御を同時に行う方法は、設定圧力パターンと一致するように速度指令を修正しながら、設定射出圧力パターンと実際の射出圧力波形が一致するまで行い繰り返し射出速度、射出圧力制御を行い、設定射出圧力パターンと実際の射出圧力波形が一致した段階で良成形品が得られなければ、再度設定射出圧力パターンを修正し、この修正した設定射出圧力パターンに基づいて、前述同様の射出速度指令を修正しながら射出速度、射出圧力制御を行い、良成形品が得られる設定射出圧力パターン及び速度指令を得るものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上述した射出圧力のフィードバック制御では、設定された射出圧力とセンサで検出した射出圧力よりその圧力偏差を求め、該偏差に基づいてPID(比例、積分、微分)制御がなされるものであるが、最適な設定圧力(圧力パターン)を求め設定することが難しく、金型が変わる毎にこの難しい最適圧力パターンを設定する作業が必要になる。さらに、このフィードバック制御のPIDパラメータ(ゲイン)は一度設定されると変更されるものではなく、制御対象(金型)が変わっても変更されないことから制御自体はかわらず、最適な制御が難しいという問題がある。
【0005】
また、上述した射出速度と射出圧力のフィードバック制御を行う方法においても、最適な目標値となる射出圧力パターン、速度指令等の射出条件を得ることに時間を要するという問題がある。
【0006】
そこで、本発明は、射出速度と射出圧力のフィードバック制御を行う方法において、簡単に最適射出条件を得ることができる射出制御方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本願請求項1に係わる発明は、射出速度のフィードバック制御を行うと共に射出圧力のフィードバック制御を行う射出成形機の射出制御方法において、
a)設定された射出速度指令パターンにより射出速度のフィードバック制御のみの射出制御による成形を行い、全射出区間の射出圧力パターンを基準射出圧力パターンとして記憶し、
b)その後、前記設定された射出速度指令パターンにより射出速度のフィードバック制御のみの射出制御による成形を行い、該基準射出圧力パターンとの射出圧力偏差の絶対値を時系列に全射出区間求め、
c)前記b)を所定回数行い、各成形時に時系列的に求められた射出圧力偏差の絶対値をそれぞれ積算し、
d)該圧力偏差の積算値に基づいて上記射出速度指令パターンを修正し、該修正した射出速度指令パターンを上記射出速度のフィードバック制御における射出速度指令パターンとし、上記基準射出圧力パターンを射出圧力のフィードバック制御の射出圧力指令パターンとすることを特徴とするものである。
【0008】
また、請求項2に係わる発明は、射出速度のフィードバック制御を行うと共に射出圧力のフィードバック制御を行う射出成形機の射出制御方法において、
a)設定された射出速度指令パターンにより射出速度のフィードバック制御のみの射出制御による成形を行い、全射出区間の射出圧力パターンを基準射出圧力パターンとして記憶し、
b)その後、該設定された射出速度指令パターンにより射出速度のフィードバック制御のみの射出制御による成形を行い、該基準射出圧力パターンとの射出圧力偏差を時系列に全射出区間求めると共に、スクリュの指令位置と実際の位置との位置偏差が設定値以上になった時点を位置偏差増大点として記憶し、
c)b)を所定回数行い、各成形時に時系列的に求められた射出圧力偏差をそれぞれ積算すると共に前記位置偏差増大点において最小のスクリュ前進位置を求め、
d)時系列的に求めた射出圧力偏差の積分値とその絶対値での最大値との比率に基づいて、及び前記c)で求めた最小のスクリュ前進位置以降では、前記比率と予め設定された設定比率で時系列的に増加させた値に基づいて射出速度指令パターンの補正値を求め、
e)該求められた補正値に基づいて上記射出速度指令パターンを修正し、該修正した射出速度指令パターンを上記射出速度のフィードバック制御における射出速度指令パターンとし、上記基準射出圧力パターンを射出圧力のフィードバック制御の射出圧力指令パターンとするものである。
【0009】
また、請求項3に係わる発明は、請求項2に係わる発明において、射出圧力偏差による射出速度指令パターンの修正を、得られた該射出圧力偏差と該射出圧力偏差の積算値の絶対値の最大値に基づいて行うようにした。
【0011】
【作用】
射出速度のフィードバック制御のみで射出制御を行う成形を行い、そのとき全射出区間の射出圧力パターンを取得する。次に、射出速度のフィードバック制御のみの射出制御による成形を行い、上記射出圧力パターンとの射出圧力偏差(複数回の成形を行う時には射出圧力偏差の積算値)を全射出区間求める。さらには、スクリュの指令位置と実際の位置との位置偏差増大点(複数回の成形を行うときには複数回の成形によって得られる位置偏差増大点の最小スクリュ前進位置)を求める。射出圧力偏差が生じるということは、その位置において樹脂の流路が狭くなり樹脂の流動状態が変わって、制御系が不安定になっていることを意味する。このような位置においては、制御系のゲインを下げ制御系の安定化を図る必要があるが、本発明はゲインを低下させる代わりに、射出速度指令を低下させることによって対応させる。そのために、射出圧力偏差(若しくは射出圧力偏差の積算値)に応じて射出速度指令パターンを修正(指令射出速度の低下)する。また、位置偏差が増大することは、樹脂が金型内に充填され、スクリュの前進が止まり、速度指令に対する追従性が悪くなったことを意味する。この段階では、速度の応答性はほとんど必要なく、制御系のゲインを低下させればよいが、本発明は、ゲインの低下の代わりに、この場合にも射出速度指令を低下させることによって対応する。その結果、射出圧力偏差に伴う射出速度指令の低下、又は位置偏差増大点以降の射出速度指令の低下を行わせることによって、さらには、この射 出圧力偏差に伴う射出速度指令の低下と位置偏差増大点以降の射出速度指令の低下とを行わせることによって、制御系が不安定となる位置において制御系のゲインを低下させたことと等しくなる射出速度指令の低下の補正を行う。そして、この補正された射出速度指令パターンを射出速度のフィードバック制御の射出速度指令パターンとし、最初の成形によって得られた射出圧力パターンを射出圧力のフィードバック制御の射出圧力指令のパターンとすることによって、射出速度のフィードバック制御と射出圧力のフィードバック制御を行えば、安定した射出制御が可能となる。
【0012】
【実施例】
従来、スクリュ位置に基づいてスクリュの射出速度を設定し、射出制御をスクリュの射出速度制御によって行い、成形された成形品の良否は、その成形時に得られた射出圧力(樹脂圧力、樹脂の流動圧力)波形によって判別し、その判別結果に基づいて射出速度が調整され、良成形品を得るように成形条件出しが行われているが、これは、スクリュの射出速度と射出圧力が何等かの相関を有しているということを前提としている。
【0013】
しかし、スクリュの射出速度は、せいぜい溶融樹脂の1次元の流動を示しているものに過ぎず金型内の3次元の流動を示しているものではなく、そのため、スクリュの射出速度が溶融樹脂の流動圧力(射出圧力)に完全に比例するものではない。
図6に示すように、スクリュ35の基部に該スクリュ35の軸方向に作用する樹脂圧力(射出圧力)を検出するロードセル圧力センサSe1を取り付け、さらに、シリンダ34のノズル部に該ノズル部の樹脂圧力を検出するノズル圧力センサSe2を、金型39のゲート部に該ゲート部の樹脂圧を検出するゲート圧力センサSe3を、また製品の終端部にキャビティ内圧センサSe4を取り付けておき、スクリュの射出速度をフィードバック制御した射出を100ショット行い、その時の射出速度、及び各センサで圧力を検出する実験を行った。このとき得られた100ショット分の各検出値を重て描画した図が図7である。この図7から明らかのように、フィードバック制御されている射出速度は各ショットに変動がなく、正確に制御されている。しかし、樹脂圧を検出する各センサSe1〜Se4からの検出圧力波形はどの観測点においても帯状となりバラツキがあることがわかる。
【0014】
このことは、フィードバック制御によりスクリュの射出速度は正確に設定速度を再現するように制御されているが、該スクリュの移動によって発生する溶融樹脂の流動速度に伴って各センサ部で発生する樹脂圧は直接制御されていないことに起因して検出圧力波形がばらついているものと判断される。また、スクリュの先端には逆流防止リングがあり、射出時にこのリングの動作を直接制御できないことにも起因しているものと想定できる。さらに、実際に流動する樹脂は可塑化の不安定さによる温度むらや粘度むらによってその流動抵抗が変化することから、スクリュ速度が一定でも各センサで検出される樹脂圧が変動するものと想定できる。
【0015】
一方、良成形品が得られたときの圧力波形を射出圧力指令パターンとして圧力のフィードバック制御(ロードセル圧力センサSe1で検出される樹脂圧が射出圧力指令パターンと一致するように制御)したときに検出されるスクリュの射出速度、各センサSe1〜Se4で検出される樹脂圧を100ショット分重書きしたものが図8である。各圧力センサSe1〜Se4で検出される樹脂圧は、ばらつきがなく安定しているが、射出速度にはばらつきが生じていることがわかる。
【0016】
以上のように、射出速度をフィードバック制御すれば、樹脂圧力にバラツキが生じ、逆に樹脂圧力をフィードバック制御すれば、射出速度にばらつきが生じることがわかる。
また、射出開始を起点として、各センサSe1〜Se4で樹脂圧が感知される時間を測定しそのばらつきを求めると、図9にグラフで示す結果が得られた。図9において、Aは射出速度のフィードバック制御を行ったときで、Bは圧力のフィードバック制御を行ったときのばらつきを示すものである。この図9からわかるように、射出速度制御では、樹脂が各センサの位置に到着するまでの時間のばらつきが最後まで影響していることに対して、圧力制御では、樹脂が金型内に流動するにしたがって到着時間のばらつきが少なくなっていることがわかる。このことからは、速度制御より圧力制御の方が優れていることがわかる。
【0017】
また、図10は再生樹脂の混合比率に対する成形品の重量のばらつきを測定した実験結果を示す図である。射出速度のフィードバック制御により射出制御を行ったときと、樹脂圧のフィードバック制御により射出制御を行ったときの実験結果である。速度制御より樹脂圧制御の方が成形品の重量にばらつきが少なく圧力制御の方が射出制御としては勝っていることがわかる。
【0018】
しかし、スクリュ位置と金型のキャビティ内の樹脂充填位置の関係が想定しやすいことから、スクリュ位置による射出速度の設定は比較的容易ではあるが、樹脂圧を決定づける樹脂の流動抵抗を想定することが難しくスクリュ位置に基づく樹脂圧を設定することは難しい。
一方、前述したように、射出速度と射出圧(樹脂圧)の関係は相関を有しており、また、例えば、射出速度のフィードバック制御で射出制御を行ったとき図11に示すような圧力波形(センサSe1、Se4で検出される圧力波形)が得られ、この圧力波形で(ア)で示されるピーク圧力がなくなるように図12に(ア)で示すように圧力波形を編集し、この圧力波形パターンを射出圧力指令パターンとして圧力のフィードバック制御を行ってみると、射出速度は図11で(イ)で示されるピーク圧発生時の射出速度が、図12での(イ)で示されるように変化したものが得られた。このことは、射出圧力指令パターンを修正すればそれに伴って射出速度も変化すること、逆に射出速度を変えれば射出圧力波形も変化することを示している。
【0019】
そこで、射出速度を20mm/sから60mm/sまでを5mm/sずつ速度を増加して射出速度一定の速度フィードバック制御の射出制御を行い、ロードセル圧力センサSe1で検出される射出圧力をスクリュ位置に基づいて求めると図13に示されるような結果を得た。この図13から、射出速度が早いほど射出圧力は高くなること、また、全ての区間で射出速度が一定でも圧力の変化が一応ではなく、射出速度と射出圧は非線形の関係にあることがわかる。
【0020】
そこで、射出圧力を射出速度で制御しようとすると、上述したことから、次のことを考慮する必要がある。
(1)充填初期では金型内を樹脂が流動しながら充填する流動充填状態なので、この段階での圧力制御には高い応答性が必要である。
(2)金型内の樹脂流路が狭くなる部分では、樹脂が圧縮されるため、小さい速度変化でも大きな圧力変化として現れる。このため、余り応答性がよいと逆に発振してしまい制御系が不安定となる。
(3)充填後期は、樹脂の冷却収縮を補うための圧縮充填工程となる。この工程では樹脂流動はほぼ止まり収縮を補うために加えられた力は、圧縮損失がない状態で検出されることになり、速度の応答性はほとんど必要がない。
【0021】
以上のような速度と圧力の非線形の関係の知識を利用して制御系を構築するには、制御系を線形的に近似できる区間に分類し、各区間で最適な制御ゲインを求めて制御するゲインスケジュール方式が適用できるが、射出成形においては成形する樹脂の要因や、金型の要因に依存する部分が多く、これらの要因は成形される製品が異なれば変化することになり、製品毎に上記線形制御区間及びゲインを見直さねばならなく、ゲインスケジュール方式を適用することは難しい。
【0022】
そこで、本発明は、射出速度制御と射出圧力制御をおこなうと共に、上述した射出速度と射出圧の非線形の関係に対してファジィ制御を適用することによって解決した。
【0023】
射出工程において最適な圧力制御を行うには上述したように、金型内の樹脂流動変換点、金型内の樹脂充填率を知り、最適な射出速度もしくは射出圧力を設定する必要がある。そのために、本実施例においては、まず、当該金型による成形において適当と予想される射出速度をスクリュ位置に基づいて設定し、射出速度のフィードバック制御で射出制御を行って複数回の試しショットを行う。そして、時系列にショット間における圧力偏差を求める。図14は、ロードセル圧力センサSe1によりこのようにして求めたショット間の圧力偏差(図14の▲2▼)と、該ロードセル圧力センサSe1で検出された射出圧(図14の▲1▼)の検出例である。
【0024】
図14において、圧力偏差の大きなピークが3か所に生じばらついているが、この圧力偏差が大きく現れていることは、この点で速度制御でのフィードバック補償が難しい外乱に弱い部分であり、金型内での流路が狭く変化している部分に相当するものと推定できる。その結果、図15に示すように、スクリュ位置に基づく、外乱による影響(金型形状による影響)に対するファジィ制御におけるメンバーシップ関数の値を得ることができる。
【0025】
さらに、上記複数回のショット時に、スクリュ位置と時間の関係を検出し、ショット間の位置偏差を求める。図16は求められたスクリュ位置(▲1▼)と各ショットの位置偏差(▲2▼)をグラフ表示したものである。図16の(ア)の部分から位置偏差が生じ、かつその位置偏差はバラツキが生じていることがわかる。これは、充填完了近傍で速度追従が出来なくなったため、もしくは保圧制御のため速度が変化しばらついたものと判断される。この図16から、樹脂の充填率即ち速度追従性のメンバーシップ関数の値を図17に示すように獲得することができる。
【0026】
図15に示すメンバーシップ関数の値は流動変換点における流動抵抗に起因するものであり、この点においては前述したように制御系のゲインを落し(ゲインを落とせば圧力偏差のばらつきも少なくなる)制御系を安定にする必要がある。また、図17に示すメンバーシップ関数の値は、樹脂の充填率の影響を示すものであり、前述したように速度の応答性は非常に少なくてよいものであり、ゲインを低下させることを意味する。その結果、上記2つのメンバーシップ関数より制御対象へ入力する制御入力量を求める。即ちこの場合、ゲインの低下量を求める。通常のファジィ制御においては、メンバーシップ関数の値の小さい方を採用するが、本発明においては、ゲインを低下させる度合いであることから、メンバーシップ関数の値の大きい方をとる。その結果、図18に示すようなゲイン関数(金型内圧力応答)を得る。この図18を用いて、ゲインを調整し、非線形のフィードバック制御を組むことも可能であるが、フィードバック制御パラメータの調整が難しいことから、本発明においては、圧力のフィードバック制御と共に射出速度のフィードバック制御を行い、上記図18に基づくゲイン関数を速度指令に重畳させることによって制御する。即ち、図18に示すゲイン関数に基づきこの関数分(メンバーシップ関数の値)に対応する分、速度指令を減少させる。速度指令を減少させれば、実質的にゲインを低下させたことと等しくなり、かつ速度を低下させれば、射出圧力も低下することから、金型内の樹脂流動変換点や樹脂充填完了近傍における圧力や位置の変動を防止させることができる。
【0027】
図2は上述した方法により補正された速度指令による速度フィードバック制御と、射出圧力指令パターンによる射出圧力のフィードバック制御を実施する射出用サーボモータの駆動制御系のブロック図である。所定周期毎の補正された速度指令Vcに、その時点でロードセル圧力センサSe1により検出されている検出射出圧力と射出圧力指令Pcとの間の偏差に所定の比例ゲインKを乗じた値を加算して速度フィードバック制御への速度指令とし、従来と同様の速度フィードバック処理を行い、さらに従来と同様に電流フィードバック制御を行ってサーボアンプ15を介して射出用サーボモータM2を駆動することによって、ロードセル圧力センサSe1により検出される射出圧力が射出圧力指令Pcに一致するように速度制御を行うものである。
【0028】
図1は、上述した方法による本発明の一実施例を実施する電動式射出成形機30の要部を示すブロック図であり、符号33は固定側金型39が取付けられた固定プラテン、符号32は可動側金型39が取付けられた可動プラテン、符号34は射出シリンダ、符号35はスクリューである。可動プラテン32は、型締め用サーボモータM1の軸出力により、ボールナット&スクリューやトグル機構等から成る型締め機構31を介し、射出成形機30のタイバー(図示せず)に沿って移動される。また、スクリュー35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装置37を介して射出用サーボモータM2により軸方向に駆動され、また、歯車機構36を介してスクリュー回転用サーボモータM3により計量回転されるようになっている。スクリュー35の基部にはロードセル圧力センサSe1が設けられ、スクリュー35の軸方向に作用する樹脂圧力、即ち、射出工程における射出圧力や計量混練り工程におけるスクリュー背圧が検出される。射出用サーボモータM2にはスクリュー35の位置や移動速度を検出するためのパルスコーダP2が配備され、また、型締め用サーボモータM1には、可動プラテン32を駆動する型締め機構31のトグルヘッドの位置を検出するためのパルスコーダP1が配備されている。
【0029】
射出成形機30を駆動制御する制御装置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、ロードセル圧力センサSe1とA/D変換器16を介して射出圧力やスクリュー背圧のサンプリング処理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。
【0030】
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、CNC用CPU25には、射出成形機30を全体的に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。
【0031】
また、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、成形データのサンプリング処理等に関する制御プログラムを格納したROM11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CPU20からの指令に基いてエジェクタ用(図示せず),型締め用,射出用および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、型締め用サーボモータM1に配備したパルスコーダP1および射出用サーボモータM2に配備したパルスコーダ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により算出された型締め機構31のトグルヘッドの現在位置や、パルスコーダP2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35の移動速度およびその現在位置が、RAM19の現在位置記憶レジスタおよび現在速度記憶レジスタの各々に逐次更新記憶される。
【0032】
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、グラフ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。
【0033】
不揮発性メモリ24は射出成形作業に関する成形条件(射出条件,計量混練り条件等)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る。不揮発性メモリ24には、さらに補正された速度指令パターン及び射出圧力指令パターンが記憶される。
【0034】
上述した構成によって、まず、使用する金型、樹脂に対して最適と思われる射出速度パターンをスクリュ位置に対応して設定し、不揮発性メモリ24に記憶させる。最適と思われる射出速度パターンとは、使用する金型、樹脂と類似するような金型、樹脂によって良成形品を得たときの設定射出速度パターン等を参考にして適していると思われる修正を加えながら設定する。
【0035】
そして、複数回の捨てショットを行った後、射出速度パターン、射出圧力パターン設定指令を入力すると、制御装置10は射出速度パターン、射出圧力パターンを得るための成形動作を開始する。射出工程になるとCNC用CPU25は設定された所定周期毎射出速度パターンを読みだし当該周期の速度指令VciをサーボCPU20に出力し、サーボCPU20は、図2において、圧力のフィードバック制御を除去した処理を開始する。即ち、上記速度指令VciとパルスコーダP2で検出されフィードバックされるサーボモータの実速度に基づいて従来と同様の速度フィードバック処理を行いトルク指令を求め、このトルク指令と電流検出器(図示せず)で検出される駆動電流のフィードバック信号に基づいて従来と同様の電流フィードバック制御を行ってサーボアンプ15を介して射出用サーボモータM2を駆動する。
【0036】
一方、圧力モニタ用CPU17は、射出速度パターン、射出圧力パターン設定指令が入力されると、図3、図4に示す処理を開始し、まず、カウンタC、フラグf1、射出開始から射出、保圧が完了するまでのサンプリング周期の数mだけ用意されている記憶部Ai(ΔP)(ただしi=1〜mである)を「0」にセットし、かつ、上記サンプリング周期の数mをレジスタIにセットする(ステップS1)。なお、上記サンプリング周期はCNC用CPU25が速度指令を出力する周期と同一である。
【0037】
次に、指標i、フラグf2、指令スクリュ位置を求めるレジスタBを「0」にセットし(ステップS2)、射出中を示すフラグFが「1」にセットされているか否か判断し、該フラグが「1」にセットされるまで待機する(ステップS3)。なお、フラグFはPMC用CPU18がシーケンスプログラムに従ってCNC用CPU25に射出開始指令を出力したときにセットされるフラグであり、CNC用CPU25が射出工程の処理を完了した時点でリセットされるようになっている。フラグFの初期値はリセット状態の0である。
【0038】
上記射出中を示すフラグFが「1」にセットされると、タイマTに上記サンプリング周期をセットしスタートさせ、該タイマTがタイムアップするのを待つ(ステップS4、S5)。タイマTタイムアップすると、再び該タイマTに上記サンプリング周期をセットしてスタートさせると共に、指標iをインクリメントし、ロードセル圧力センサSe1からA/D変換器16を介して検出される射出圧力及び、サーボCPU20のRAM内の現在値記憶レジスタに記憶されているスクリュの現在位置を、該指標iで示されるサンプリング周期の検出圧力P(i)、及びスクリュ位置Pos(i)として読み取る(ステップS6、S7、S8)。
【0039】
そして、フラグf1が「0」か否か判断し、最初はステップS1で「0」にセットされているからステップS10に移行して、RAM12に設けられたファイルFL2の基準射出圧力を記憶する記憶部のアドレスiに対応する位置に上記検出圧力P(i)を基準射出圧力Pc(i)として格納する。
【0040】
なお、図5は、ファイルFL1、FL2の構成を説明する図であり、FL1は不揮発性メモリ24に格納されるファイルで、該ファイルには上記サンプリング周期毎の設定射出速度指令Vc(i)が各アドレスに記憶されると共に、基準射出圧力Pc(i)も各アドレス毎に記憶される。また、FL2は、RAM12に設けられたファイルで、該ファイルには、各アドレス毎に、基準射出圧力Pc(i)、後述する圧力偏差の積算値Ai(ΔP)、第1、第2メンバーシップ関数の値αi、βi、第1、第2メンバーシップ関数の値αi、βiより求められる速度指令補正用の値(ゲイン関数)γiが各アドレスに記憶されるようになっている。
【0041】
次に、指標iが射出(保圧も含む)工程中のサンプリング周期毎に行われるサンプリング数mより小さいか否か判断し(ステップS19)、小さければ、射出保圧工程が終了していないものであるから、ステップS5に移行し、再びステップS5〜ステップS10、及びステップS19の処理を指標iがサンプリング数mになるまで繰り返し実行し、基準射出圧力Pc(i)を検出しファイルFL2に格納する。
【0042】
かくして、射出、保圧工程が終了し指標iがmに達すると、基準射出圧力Pc(i)のパターン検出処理である初回の射出工程が終了したことを示すフラグf1を「1」にセットし、射出工程(ショット)を計数するカウンタCをインクリメントし(ステップS20、S21)、成形条件変更指令が入力されているか否か判断する(ステップS22)。ステップS22の処理は、オペレータがこの射出速度パターン、射出圧力パターン設定処理を開始させているにも拘らず、再度成形条件を変更しようとして成形条件変更指令が入力されたときに対応するためのものであり、この指令が入力されていると、この処理をそのまま終了し、再度射出速度パターン、射出圧力パターン設定指令が入力されることに基づいてステップS1からの処理を開始するようになる。
【0043】
また、この成形条件変更指令の入力がなければ、ステップS23に移行してカウンタCの値が予め設定されている設定値C0 に達したか否か判断し、達していなければ、ステップS2に戻り、ステップS2以下の処理を開始するが、この場合、フラグf1がすでにステップS20で「1」にセットされているから、ステップS9からステップS11に移行し、ファイルFL2に記憶された当該サンプリング周期(指標iで示される周期)に対応する基準射出圧力Pc(i)からステップS8で検出された射出圧力P(i)を減じて、当該周期における基準射出圧力Pc(i)と検出圧力P(i)の偏差ΔP(i)を求め、該偏差ΔP(i)をファイルFL2に設けた、当該周期の圧力偏差の積算値を記憶する記憶部Ai(ΔP)の記憶値に加算し、当該記憶部に記憶する(ステップS11、S12)。
【0044】
次に、位置偏差増大点検知を記憶するフラグf2が「0」か否か判断し(ステップS13)、最初はステップS2で「0」にセットされているから、ステップS14に移行して、当該周期の速度指令Vciにサンプリング周期Tを乗じスクリュ指令位置を求めるレジスタBに加算する。図7、図16に示すように射出速度のフィードバック制御を行っているときは金型内への樹脂の充填率が低い初期の段階ではスクリュ位置は指令に完全に追従するから、各サンプリング周期の速度指令値Vciにサンプリング周期Tを乗じた値を加算すれば、速度指令により指令されたスクリュ位置が求められる。そして、このレジスタBに記憶されるスクリュ指令位置からステップS8で検出される現在のスクリュ位置を減じて位置偏差を求め、該位置偏差が設定値ε以上か否か判断する(ステップS15)。射出開始の初期の状態では金型内への樹脂の充填率は低く、この状態では図16に示すようにスクリュは指令どおりに追従するから位置偏差は設定値εより小さい。このときは、ステップS19に移行し、指標iがmに達しているか否か判断し達していなければステップS5に移行して、ステップS5〜S9、S11〜15、S19の処理を繰り返し行い、各記憶部Ai(ΔP)に圧力偏差を積算し、位置偏差が設定値ε以上か否か判断する。
【0045】
樹脂が金型内に充填されその充填率が高まり、図16に示すように、指令されたスクリュ位置と実際のスクリュ位置にずれが生じその位置偏差(B−Pos(i))が設定値ε以上になると、ステップS15からステップS16に移行し、その時の指標iがレジスタIに記憶する値(この初期値はステップS1でmにセットされている)より小さいか否か判断し、小さければ、該レジスタIに指標iの値を格納し(ステップS17)、フラグf2を「1」にセットし(ステップS18)、指標iがmより小さければ、再びステップS5に戻り、前述したステ5以下の処理を実行する。なお、ステップS16で、指標iの値がレジスタIに記憶する値以上であるときには、レジスタIの書き替えを行わずにステップS18に進む。
【0046】
以下、指標iがmに達するまでステップS5以下の処理を実行し、ファイルFL2の各アドレスiの記憶部Ai (ΔP)に基準射出圧力との圧力偏差を積算するが、すでにフラグf2が「1」にセットされているから、ステップS13からステップS19に移行して、位置偏差増大位置の検出処理(ステップS14〜S18)は実行しない。かくして、指標iがmに達すると、前述したステップS20〜S23の処理を行い、カウンタCの値が設定値C0 に達してなければ再びステップS2以下の前述した処理を実行する。以下、カウンタCの値が設定値C0 に達するまでステップS2〜ステップS23の処理を繰り返し行い圧力偏差ΔPを記憶する各アドレスiの記憶部Ai (ΔP)に各アドレスiにおける圧力偏差を積算する(ステップS12)と共に、位置偏差(B−Pos(i))がεを越えたときの指標iの一番小さい値をレジスタIに記憶する(ステップS15〜S18)。
【0047】
カウンタCの値が設定値C0 に達すると、ファイルFL2の各記憶部Ai (ΔP)に記憶する基準射出圧力との圧力偏差の積算値の絶対値の最大値MaxAを求める(ステップS24)。該最大値MaxAで各アドレスの記憶部Ai (ΔP)に記憶する圧力偏差の積算値の符合を無視した値を除して、該最大値を「1」とする圧力偏差によるメンバーシップ関数1の値αi(αiの符合は常に正)を求め、ファイルFL2に格納する(ステップS25)。
【0048】
同一の速度指令パターンでショット(射出)を行い、最初のショットで得られた射出圧力波形に対して以後のショットの射出圧力との圧力偏差の積算値が大きいということは、その積算値の大きいスクリュ位置(アドレスiの位置)で射出圧力にばらつきがあることであり、その位置は樹脂流路が狭い等による樹脂流動抵抗が大きく制御が不安定な位置であることを示している。その結果、上記メンバーシップ関数1の値αiの大きさが上記制御不安定の度合いを示すことになり、後述するように、この位置においては速度指令Vcを減少させて安定した制御を行うようにさせる。
【0049】
次に、レジスタIに記憶する位置偏差の増大位置のアドレス位置より、設定されている比率(1/q)で1になるまで増加させる位置偏差によるメンバーシップ関数の値βiを求め、ファイルFL2に記憶する(ステップS26)。即ち、便宜的にレジスタIに記憶する値がIであったとすると、アドレスiが1〜(I−1)までは該メンバーシップ関数の値βiを「0」、アドレスIのメンバーシップ関数の値β(I)を「1/q」、次のアドレス(I+1)のメンバーシップ関数の値β(I+1)を「2/q」、以下、β(I+2)=3/q、…β(I+q−1)=q/q=1とし、以後のβ(I+q)からβmまでを「1」とする。
【0050】
そして、2つのメンバーシップ関数の値αi、βiの内大きい方の値を射出速度指令を補正するための制御入力量としての値γiとして各アドレス毎に求め、ファイルFL2に記憶する(ステップS27)。
次に、各アドレス位置に射出速度指令Vciからこうして求めた制御入力量γiに設定比例定数kを乗じた値を減じて補正された射出速度指令を求め不揮発性メモリ24のファイルFL1に記憶された射出速度指令Vciを書き替え、さらにファイルFL2に記憶する射出圧力Pc(i)を不揮発性メモリ24のファイルFL1に格納し射出圧力指令パターンPc(i)とし(ステップS28、S29)、この射出速度パターン、射出圧力パターン設定処理を終了する。
【0051】
以上のようにして、メンバーシップ関数の値αi、βiに基づく制御入力量γiにより、樹脂の流路が狭くなる等により樹脂の流動抵抗が変動し制御が不安定になる位置において、さらに、金型内の樹脂充填率が増大してスクリュが指令に追従できなくなるような位置からは、指令速度Vciが減少された速度指令パターンを得ることができる。
【0052】
こうして射出速度パターン、射出圧力パターンが設定された後、射出成形機に連続成形指令を入力すると、制御装置10は、射出工程になると、CNC用CPU18は各サンプリング周期毎ファイルFL1に記憶された速度指令VciをサーボCPU20に出力し、サーボCPU20は図2に示す射出速度のフィードバック処理と射出圧力フィードバック処理を実行する。即ち、サーボCPU20はファイルFL1からサンプリング周期毎射出圧力指令Poiを読み取り、該射出圧力指令Poiからロードセル圧力センサSe1からフィードバックされてくる実射出圧力を減じて圧力偏差を求め該圧力偏差に設定比例定数Kを乗じた値を、CNC用CPU18から送られてくる速度指令Vciに加算し、補正された速度指令を求め該補正速度指令とパルスコーダP2によって求められる実速度のフィードバックにより従来と同様の速度フィードバック制御を行いトルク指令を求め、該トルク指令と電流検出器からのフィードバック信号により従来と同様の電流フィードバック制御を行い射出用サーボモータM2を駆動し射出(保圧を含む)を実行することになる。
【0053】
樹脂の流路が狭くなる等により樹脂の流動抵抗が変動し制御が不安定になる位置、金型内の樹脂充填率が増大してスクリュが指令に追従できなくなるような位置においては、指令射出速度が落とされることにより制御の不安定さが解消され、安定した射出制御ができ、簡単に良成形品を得る射出速度指令パターン、射出圧力指令パターンを得ることができる。
【0054】
なお、上記実施例においては、メンバーシップ関数の値αiを求める際に、圧力偏差ΔPが生じる位置は、その位置で樹脂流路が狭くなる等により制御が不安定になっている位置として、圧力偏差ΔPを積算した値Ai(ΔP)によって該メンバーシップ関数の値αiを求めた。それは、圧力偏差ΔPが生じる各位置においては、同一符合の圧力偏差が生じるものとして、単に該圧力偏差ΔPを積算するだけでよいものとした。しかし、同一スクリュ位置において、圧力偏差にバラツキがあり、正、負の圧力偏差が生じ、この圧力偏差ΔPを積算した時、正、負の圧力偏差が打ち消しあい、小さな積算値、さらには「0」となる場合も考えられる。そのため、より正確にするに、図3のステップS11で求めた圧力偏差ΔPの絶対値を記憶部Ai(ΔP)に積算することによって、圧力偏差ΔPの符合を無視し、圧力偏差ΔPのバラツキを考慮したステップS24、S25における圧力偏差ΔPの絶対値の積算値、及び圧力偏差ΔPの絶対値の積算値によるメンバーシップ関数の値αiを求めるようにしてもよい。
【0055】
さらに、スクリュ位置において、ある位置では、正の圧力偏差ΔPが各ショット毎生じ、他の場所では負の圧力偏差ΔPが各ショット毎生じるという現象が生じる場合もある。この場合でも上記実施例では、圧力偏差ΔPが生じる位置は制御が不安定な位置として、指令射出速度を低下させるようにメンバーシップ関数の値αiを求めるようにした。しかし、圧力偏差ΔPが負の場合(Pc(i)<P(i))は、基準射出圧力パターンでは指令射出速度指令が高すぎるものとしてその速度指令を低下させ、圧力偏差ΔPが正の場合(Pc(i)>P(i))は、指令射出速度指令が低く増大させることが可能として、圧力偏差ΔPの積算値の符合に合わせて正負のメンバシープ関数の値αiを求め、指令射出速度VCiを増減させるようにしてもよい。
【0056】
【発明の効果】
本発明は、複数回の射出成形によって簡単に射出速度指令パターン及び射出圧力指令パターンを得ることができる。しかも、金型や樹脂の種類によって異なる制御対象に対して、制御系が不安定となる箇所に対してゲインを低下させる等の非線形のゲインを設定する代わりに、制御系が不安定となる箇所に対して速度指令を低下させることによって対応したから、制御系のゲインを変更させる必要がなく、かつ、この制御系のゲインも従来の制御系と比較し、大きくすることができ、追従精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の射出制御方法を実施する一実施例の電動式射出成形機の要部ブロック図である。
【図2】同実施例におけるサーボモータ制御系のブロック図である。
【図3】同実施例における射出速度指令パターン及び射出圧力指令パターンを得る処理のフローチャートの一部である。
【図4】同フローチャートの続きである。
【図5】同実施例において、メモリに設けられるファイルの説明図である。
【図6】樹脂圧を検出する実験における圧力センサの取り付け位置を説明する説明図である。
【図7】射出速度のフィードバック制御を行って得られた射出速度、各圧力センサでの検出圧力を描画した実験結果を示す図である。
【図8】射出圧力のフィードバック制御を行って得られた射出速度、各圧力センサでの検出圧力を描画した実験結果を示す図である。
【図9】射出開始を起点とし各圧力センサが圧力を感知した時間遅れのばらつきを測定した実験結果を表す図である。
【図10】再生材混合比を変えて成形を行って得られた成形品の重量のばらつきを測定した実験結果を示す図である。
【図11】射出速度のフィードバック制御による成形を行い検出射出圧力にピークが生じている成形の射出速度波形と射出圧力波形を示す図である。
【図12】図11の射出圧力波形を編集し、ピークをとった射出圧力波形を射出圧力指令パターンとして射出圧力のフィードバック制御を行ったときの射出速度波形と射出圧力波形を示す図である。
【図13】射出速度一定で、20mm/sから60mm/sまで5mm/sまで速度を増やし、射出速度のフィードバック制御による成形を行ったとき射出圧力を測定した実験結果を示す図である。
【図14】同一射出条件で射出速度のフィードバック制御による成形を数回行って得られた射出圧力波形と各成形における射出圧力偏差を示す図である。
【図15】図14から得られるメンバーシップ関数の値を示す図である。
【図16】同一射出条件で射出速度のフィードバック制御による成形を数回行って得られたスクリュ位置と各成形におけるスクリュ位置偏差を示す図である。
【図17】図16から得られるメンバーシップ関数の値を示す図である。
【図18】図15及び図17から得られる制御入力量としてのゲイン関数である。
【符号の説明】
10 制御装置
15 サーボアンプ
17 圧力モニタ用CPU
20 サーボCPU
24 不揮発性メモリ
25 CNC用CPU
30 電動式射出成形機
35 スクリュー
M2 射出用サーボモータ
P2 パルスコーダ
Se1 ロードセル圧力センサ
[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to an injection control method for an injection molding machine. In particular, the injection speedfeedbackControl the injection pressurefeedbackcontrolRowAn object of the present invention is to provide an injection control method capable of easily obtaining an injection speed command pattern and an injection pressure command pattern in injection control.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, the injection control of the injection molding machine is generally performed by controlling the injection speed (forward speed) of the screw with respect to the screw position. However, the quality of a molded product is more affected by the injection pressure, that is, the flow pressure of the resin, than by the injection speed. Therefore, the injection pressure is detected, and the pressure is adjusted so that the injection pressure matches the set value.feedbackAn injection control method for performing control has been developed (see JP-A-3-58821). Further, the injection pressure during injection is detected, the injection pressure pattern (waveform) is edited, and the edited pressure pattern is set as a target value to obtain the pressure.feedbackA method of performing injection control by performing control is also known in, for example, International Publication WO92 / 11994.
[0003]
Also, control the injection speedfeedbackControl and pressurefeedbackcontrolRowThis control is also proposed by the present applicant in Japanese Patent Application No. 6-124742. The method of simultaneously performing the injection speed control and the pressure control is to repeat the injection speed and the injection pressure control while correcting the speed command so as to match the set pressure pattern until the set injection pressure pattern matches the actual injection pressure waveform.RowIf a good molded product is not obtained at the stage when the set injection pressure pattern and the actual injection pressure waveform match, the set injection pressure pattern is corrected again, and based on the corrected set injection pressure pattern, the same injection injection as described above is performed. Injection speed and injection pressure control while correcting the speed commandRowIn addition, a set injection pressure pattern and a speed command for obtaining a good molded product are obtained.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The above injection pressurefeedbackIn the control, a pressure deviation is obtained from the set injection pressure and the injection pressure detected by the sensor, and PID (proportional, integral, differential) control is performed based on the deviation. It is difficult to obtain and set the pattern), and it is necessary to set this difficult optimal pressure pattern every time the mold changes. Furthermore, thisFeedback controlThe PID parameter (gain) is not changed once it is set, and is not changed even when the control target (die) changes. Therefore, there is a problem that the control itself does not change, and optimal control is difficult.
[0005]
In addition, the injection speed and injection pressurePerform feedback controlAlso in the method, there is a problem that it takes time to obtain injection conditions such as an injection pressure pattern and a speed command that are optimal target values.
[0006]
Therefore, the present invention provides an injection speed and an injection pressure.Perform feedback controlAnother object of the present invention is to provide an injection control method that can easily obtain optimum injection conditions.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 of the present applicationInjection control method of injection molding machine that performs feedback control of injection speed and feedback control of injection pressureAnd
a) Perform molding by injection control of only injection speed feedback control according to the set injection speed command pattern, store the injection pressure pattern of all injection sections as a reference injection pressure pattern,
b) Thereafter, molding is performed by injection control of only the injection speed feedback control according to the set injection speed command pattern, and the absolute value of the injection pressure deviation from the reference injection pressure pattern is obtained in time series for all injection sections.
c) The above b) is performed a predetermined number of times, and the absolute values of the injection pressure deviation obtained in time series at each molding are integrated,
d) The injection speed command pattern is corrected based on the integrated value of the pressure deviation, the corrected injection speed command pattern is used as the injection speed command pattern in the injection speed feedback control, and the reference injection pressure pattern is used as the injection pressure command pattern. The injection pressure command pattern of the feedback control is characterized.
[0008]
The invention according to claim 2 is an injection control method for an injection molding machine that performs feedback control of an injection speed and feedback control of an injection pressure.
a) Perform molding by injection control of only injection speed feedback control according to the set injection speed command pattern, store the injection pressure pattern of all injection sections as a reference injection pressure pattern,
b) Thereafter, molding is performed by injection control of only the injection speed feedback control according to the set injection speed command pattern, an injection pressure deviation from the reference injection pressure pattern is obtained in time series for all injection sections, and a screw command is issued. The time when the position deviation between the position and the actual position becomes equal to or greater than the set value is stored as a position deviation increase point,
c) and b) are performed a predetermined number of times, the injection pressure deviations obtained in time series at each molding are integrated, and the minimum screw advance position at the position deviation increase point is obtained.
d)Based on the ratio between the integrated value of the injection pressure deviation obtained in time series and the maximum value of the absolute value thereof, and after the minimum screw advance position obtained in the above c), the above ratio and the preset setting are used. To a value that is chronologically increased by the ratioA correction value of the injection speed command pattern is obtained based on the
e) The injection speed command pattern is corrected based on the obtained correction value, the corrected injection speed command pattern is used as an injection speed command pattern in the feedback control of the injection speed, and the reference injection pressure pattern is used as the injection pressure command pattern. Injection pressure command pattern of feedback control andIs what you do.
[0009]
According to a third aspect of the present invention, in the invention according to the second aspect, the correction of the injection speed command pattern based on the injection pressure deviation is performed by determining the maximum of the obtained injection pressure deviation and the absolute value of the integrated value of the injection pressure deviation. It is based on the value.
[0011]
[Action]
Injection speedfeedbackThe injection control is performed only by the control, and the injection pressure pattern of the entire injection section is acquired at that time. next, FireOut speedfeedbackMolding is performed by injection control only, and an injection pressure deviation from the injection pressure pattern (the integrated value of the injection pressure deviation when performing molding a plurality of times) is obtained for all injection sections. Further, the position deviation increasing point between the command position of the screw and the actual position (the minimum screw advance position of the position deviation increasing point obtained by performing the molding a plurality of times when performing the molding a plurality of times) is determined. The occurrence of the injection pressure deviation means that the flow path of the resin becomes narrow at that position, the flow state of the resin changes, and the control system becomes unstable. In such a position, it is necessary to lower the gain of the control system to stabilize the control system. In the present invention, instead of lowering the gain, the injection speed command is lowered to cope with this. For that purpose, the injection speed command pattern is corrected (decreased command injection speed) according to the injection pressure deviation (or the integrated value of the injection pressure deviation). Further, an increase in the positional deviation means that the resin is filled in the mold, the screw stops moving, and the ability to follow the speed command is deteriorated. At this stage, the response of the speed is hardly necessary, and the gain of the control system may be reduced. However, the present invention responds by lowering the injection speed command in this case instead of lowering the gain. . As a result, the injection speed command decreases due to the injection pressure deviation.OrDecrease in injection speed command after position deviation increase pointRowBy lettingFurthermore, this By causing the injection speed command to decrease due to the output pressure deviation and the injection speed command decreasing after the position deviation increase point,At the position where the control system becomes unstable, the reduction of the injection speed command which is equal to the reduction of the gain of the control system is corrected. Then, the corrected injection speed command pattern isfeedbackThe injection pressure command pattern obtained by the first molding is used as the injection speed command pattern for control.feedbackBy setting the injection pressure command pattern for control, the injection speedfeedbackcontrolAnd fireOut pressurefeedbackIf control is performed, stable injection control can be performed.
[0012]
【Example】
Conventionally, the injection speed of a screw is set based on the screw position, and the injection control is performed by controlling the injection speed of the screw. The quality of the molded product is determined by the injection pressure (resin pressure, resin flow Pressure) The injection speed is adjusted based on the waveform, the injection speed is adjusted based on the determination result, and molding conditions are determined so as to obtain a good molded product. This is because the injection speed and injection pressure of the screw are somehow different. It is assumed that they have correlation.
[0013]
However, the injection speed of the screw is at best only a one-dimensional flow of the molten resin and not a three-dimensional flow in the mold. It is not completely proportional to the flow pressure (injection pressure).
As shown in FIG. 6, a load cell pressure sensor Se1 for detecting a resin pressure (injection pressure) acting in the axial direction of the screw 35 is attached to the base of the screw 35, and the resin of the nozzle is attached to the nozzle of the cylinder 34. A nozzle pressure sensor Se2 for detecting the pressure, a gate pressure sensor Se3 for detecting the resin pressure of the gate portion at the gate portion of the mold 39, and a cavity internal pressure sensor Se4 at the end portion of the product are used for screw injection. SpeedfeedbackControlled injection was performed for 100 shots, and an experiment was performed in which the injection speed at that time and the pressure were detected by each sensor. FIG. 7 is a diagram in which each detection value for 100 shots obtained at this time is drawn in a superimposed manner. As is clear from FIG.feedbackThe controlled injection speed does not fluctuate in each shot and is controlled accurately. However, it can be seen that the detected pressure waveforms from the respective sensors Se1 to Se4 for detecting the resin pressure are band-like at any observation point and vary.
[0014]
This meansfeedbackThe injection speed of the screw is controlled so as to accurately reproduce the set speed by the control, but the resin pressure generated in each sensor unit according to the flow speed of the molten resin generated by the movement of the screw is directly controlled. It is determined that the detected pressure waveform varies due to the absence. In addition, it can be assumed that a backflow prevention ring is provided at the tip of the screw, and the operation of the ring cannot be directly controlled during injection. Further, since the flow resistance of the actually flowing resin changes due to temperature unevenness and viscosity unevenness due to instability of plasticization, it can be assumed that even if the screw speed is constant, the resin pressure detected by each sensor fluctuates. .
[0015]
On the other hand, the pressure waveform when a good molded product is obtainedfeedbackThe screw injection speed detected during control (control so that the resin pressure detected by the load cell pressure sensor Se1 coincides with the injection pressure command pattern), and the resin pressure detected by each of the sensors Se1 to Se4 is equivalent to 100 shots. FIG. 8 shows the overwritten one. It can be seen that the resin pressure detected by each of the pressure sensors Se1 to Se4 is stable without variation, but the injection speed varies.
[0016]
As described above,feedbackIf it is controlled, the resin pressure will fluctuate.feedbackIt can be seen that, if controlled, the injection speed varies.
Further, when the time when the resin pressure is sensed by each of the sensors Se1 to Se4 is measured from the start of the injection and the variation is obtained, the result shown in the graph of FIG. 9 is obtained. In FIG. 9, A represents the injection speed.feedbackWhen control is performed, B is the pressureFeedback controlThis shows the variation when performing. As can be seen from FIG. 9, in the injection speed control, the variation in the time until the resin arrives at the position of each sensor has been affected to the last, whereas in the pressure control, the resin flows into the mold. It can be seen that the variation in the arrival time is reduced as the time goes on. This indicates that pressure control is superior to speed control.
[0017]
FIG. 10 is a view showing an experimental result obtained by measuring the variation in the weight of the molded article with respect to the mixing ratio of the recycled resin. Injection speedfeedbackControl when injection control is performedfeedbackIt is an experimental result at the time of performing injection control by control. It can be seen that the resin pressure control has less variation in the weight of the molded product than the speed control, and the pressure control is superior to the injection control.
[0018]
However, since it is easy to assume the relationship between the screw position and the resin filling position in the mold cavity, setting the injection speed by the screw position is relatively easy, but assume the flow resistance of the resin that determines the resin pressure. It is difficult to set the resin pressure based on the screw position.
On the other hand, as described above, the relationship between the injection speed and the injection pressure (resin pressure) has a correlation.Feedback controlWhen the injection control is performed in step (a), a pressure waveform as shown in FIG. 11 (pressure waveforms detected by the sensors Se1 and Se4) is obtained. In this pressure waveform, the peak pressure shown in FIG. Edit the pressure waveform as shown in (a), and use this pressure waveform pattern as the injection pressure command pattern.feedbackWhen the control was performed, the injection speed obtained when the injection speed at the time of generation of the peak pressure shown in FIG. 11A was changed as shown in FIG. 12A was obtained. This indicates that, if the injection pressure command pattern is corrected, the injection speed changes accordingly, and conversely, if the injection speed is changed, the injection pressure waveform also changes.
[0019]
Therefore, the injection speed is increased from 20 mm / s to 60 mm / s in increments of 5 mm / s to maintain a constant injection speed.Feedback controlWhen the injection pressure detected by the load cell pressure sensor Se1 is obtained based on the screw position, the result shown in FIG. 13 is obtained. From FIG. 13, it can be seen that the injection pressure increases as the injection speed increases, and that even if the injection speed is constant in all sections, the change in pressure is not temporary, and the injection speed and the injection pressure have a non-linear relationship. .
[0020]
Therefore, when trying to control the injection pressure by the injection speed, the following must be considered from the above.
(1) In the initial stage of the filling, the resin is in a flowing state in which the resin flows while flowing in the mold. Therefore, high responsiveness is required for the pressure control at this stage.
(2) Since the resin is compressed in the portion where the resin flow path in the mold is narrow, even a small change in speed appears as a large change in pressure. For this reason, if the responsiveness is too good, the oscillation occurs conversely, and the control system becomes unstable.
(3) The latter stage of the filling is a compression filling step for compensating for the cooling shrinkage of the resin. In this step, the flow of the resin is almost stopped, and the force applied to compensate for the shrinkage is detected in a state where there is no compression loss, so that there is almost no need for speed responsiveness.
[0021]
In order to construct a control system using the above knowledge of the nonlinear relationship between speed and pressure, the control system is classified into sections that can be linearly approximated, and control is performed by finding the optimal control gain in each section. The gain schedule method can be applied, but in injection molding, there are many parts that depend on the factors of the resin to be molded and the factors of the mold, and these factors will change if the product to be molded is different, and will vary from product to product. The linear control section and the gain must be reviewed, and it is difficult to apply the gain schedule method.
[0022]
Therefore, the present invention provides injection speed control and injection pressure control.TheAt the same time, the problem was solved by applying fuzzy control to the above-described nonlinear relationship between the injection speed and the injection pressure.
[0023]
As described above, in order to perform optimal pressure control in the injection process, it is necessary to set the optimal injection speed or injection pressure by knowing the resin flow conversion point in the mold and the resin filling rate in the mold. For this purpose, in the present embodiment, first, an injection speed that is expected to be appropriate in molding by the mold is set based on the screw position, and the injection speed is adjusted.Feedback controlTo perform injection control a plurality of times. Then, the pressure deviation between shots is obtained in time series. FIG. 14 shows the pressure deviation between shots ((2) in FIG. 14) thus obtained by the load cell pressure sensor Se1 and the injection pressure ((1) in FIG. 14) detected by the load cell pressure sensor Se1. It is a detection example.
[0024]
In FIG. 14, large peaks of the pressure deviation occur at three places and vary. The large appearance of the pressure deviation is a part that is vulnerable to a disturbance in which feedback compensation in speed control is difficult at this point. It can be presumed that it corresponds to a portion where the flow path in the mold changes narrowly. As a result, as shown in FIG. 15, it is possible to obtain a value of a membership function in fuzzy control based on the screw position with respect to the influence of the disturbance (the influence of the mold shape).
[0025]
Further, at the time of the plurality of shots, the relationship between the screw position and time is detected, and the positional deviation between the shots is obtained. FIG. 16 is a graph showing the obtained screw position (1) and the positional deviation (2) of each shot. It can be seen that a position deviation occurs from the part (A) of FIG. 16 and that the position deviation varies. It is determined that this is because the speed cannot be followed in the vicinity of the completion of the filling, or that the speed varies due to the dwell control. From FIG. 16, the filling rate of the resin, that is, the value of the membership function of the speed following ability can be obtained as shown in FIG.
[0026]
The value of the membership function shown in FIG. 15 is caused by the flow resistance at the flow conversion point. At this point, as described above, the gain of the control system is reduced (the lower the gain, the smaller the variation in the pressure deviation). It is necessary to stabilize the control system. Further, the value of the membership function shown in FIG. 17 indicates the effect of the filling rate of the resin, and as described above, the response of the speed may be very small, which means that the gain is reduced. I do. As a result, a control input amount to be input to the control target is obtained from the two membership functions. That is, in this case, the amount of decrease in gain is obtained. In ordinary fuzzy control, the smaller value of the membership function is adopted, but in the present invention, the larger value of the membership function is used because the gain is reduced. As a result, a gain function (in-mold pressure response) as shown in FIG. 18 is obtained. The gain is adjusted using FIG.Feedback controlIt is also possible to formfeedbackBecause it is difficult to adjust the control parameters, in the present invention, the pressurefeedbackControl andbothInjection speedfeedbackcontrolRowThe control is performed by superimposing the gain function based on FIG. 18 on the speed command. That is, the speed command is reduced by an amount corresponding to this function (the value of the membership function) based on the gain function shown in FIG. Decreasing the speed command is equivalent to substantially lowering the gain, and lowering the speed also lowers the injection pressure. Pressure and position fluctuations can be prevented.
[0027]
FIG. 2 shows the speed according to the speed command corrected by the method described above.feedbackControl and injection pressure command patternFeedback controlFIG. 3 is a block diagram of a drive control system of an injection servomotor to be implemented. A value obtained by multiplying a deviation between the detected injection pressure currently detected by the load cell pressure sensor Se1 and the injection pressure command Pc by a predetermined proportional gain K is added to the corrected speed command Vc for each predetermined cycle. SpeedFeedback controlSpeed command and the same speed as beforefeedbackProcessing, and furthermore, the currentfeedbackBy controlling and driving the injection servomotor M2 via the servo amplifier 15, the speed is controlled so that the injection pressure detected by the load cell pressure sensor Se1 matches the injection pressure command Pc.
[0028]
FIG. 1 is a block diagram showing a main part of an electric injection molding machine 30 for carrying out an embodiment of the present invention by the above-described method. Reference numeral 33 denotes a fixed platen to which a fixed mold 39 is attached, and reference numeral 32 denotes Denotes a movable platen to which the movable mold 39 is attached, reference numeral 34 denotes an injection cylinder, and reference numeral 35 denotes a screw. The movable platen 32 is moved along a tie bar (not shown) of the injection molding machine 30 by a shaft output of the mold clamping servo motor M1 via a mold clamping mechanism 31 including a ball nut & screw, a toggle mechanism, and the like. . The screw 35 is driven in the axial direction by an injection servomotor M2 via a drive conversion device 37 for converting the rotation of the drive source into a linear motion in the direction of the injection axis, and via a gear mechanism 36. The metering rotation is performed by the screw rotation servomotor M3. A load cell pressure sensor Se1 is provided at the base of the screw 35, and detects the resin pressure acting in the axial direction of the screw 35, that is, the injection pressure in the injection process and the screw back pressure in the metering and kneading process. The injection servomotor M2 is provided with a pulse coder P2 for detecting the position and the moving speed of the screw 35, and the mold clamping servomotor M1 is provided with a toggle head of the mold clamping mechanism 31 for driving the movable platen 32. A pulse coder P1 for detecting a position is provided.
[0029]
The control device 10 that drives and controls the injection molding machine 30 includes a CNC CPU 25 that is a microprocessor for numerical control, a CPU 18 for a PMC that is a microprocessor for a programmable machine controller, a servo CPU 20 that is a microprocessor for servo control, and A pressure monitor CPU 17 for sampling the injection pressure and the screw back pressure via the load cell pressure sensor Se1 and the A / D converter 16, and by selecting mutual input / output via the bus 22. Information can be transmitted between the microprocessors.
[0030]
A ROM 13 storing a sequence program for controlling a sequence operation of the injection molding machine and a RAM 14 used for temporary storage of operation data and the like are connected to the CPU 18 for the PMC, and the injection molding machine 30 is generally connected to the CPU 25 for the CNC. A ROM 27 storing a control program and the like and a RAM 28 used for temporary storage of operation data and the like are connected.
[0031]
Each of the servo CPU 20 and the pressure monitoring CPU 17 has a ROM 21 storing a control program dedicated to servo control, a RAM 19 used for temporary storage of data, and a ROM 11 storing a control program related to molding data sampling processing and the like. A RAM 12 used for temporary storage of data is connected. Further, the servo CPU 20 is connected to a servo amplifier 15 for driving servo motors of respective axes for ejector (not shown), for mold clamping, for injection, for screw rotation, etc. based on a command from the CPU 20. Each output from the pulse coder P1 provided to the mold clamping servomotor M1 and the output from the pulse coder P2 provided to the injection servomotor M2 is fed back to the servo CPU 20, and the type calculated by the servo CPU 20 based on the feedback pulse from the pulse coder P1. The current position of the toggle head of the tightening mechanism 31 and the moving speed and the current position of the screw 35 calculated by the servo CPU 20 based on the feedback pulse from the pulse coder P2 are stored in the current position storage register and the current speed storage register of the RAM 19, respectively. Is updated and stored .
[0032]
The interface 23 is an input / output interface for receiving signals from limit switches and operation panels provided in various parts of the injection molding machine and transmitting various commands to peripheral devices of the injection molding machine. A manual data input device 29 with a display is connected to the bus 22 via a CRT display circuit 26 so that a graph display screen, a function menu can be selected and various data input operations can be performed. And various function keys.
[0033]
The nonvolatile memory 24 is a memory for storing molding data (injection conditions, weighing and kneading conditions, etc.) and various set values, parameters, macro variables, and the like relating to the injection molding operation. The non-volatile memory 24 further stores the corrected speed command pattern and injection pressure command pattern.
[0034]
According to the above-described configuration, first, an injection speed pattern which is considered to be optimal for the mold and resin to be used is set in correspondence with the screw position, and is stored in the nonvolatile memory 24. The injection speed pattern considered to be optimal is a correction that seems to be suitable by referring to the mold used, the mold similar to the resin, the injection speed pattern set when a good molded product is obtained with the resin, etc. Set while adding.
[0035]
When the injection speed pattern and the injection pressure pattern setting command are input after performing a plurality of discard shots, the control device 10 starts a molding operation for obtaining the injection speed pattern and the injection pressure pattern. In the injection step, the CNC CPU 25 reads out the injection speed pattern for each set period and outputs the speed command Vci of the period to the servo CPU 20.Feedback controlStarts the process of removing. That is, based on the speed command Vci and the actual speed of the servomotor detected and fed back by the pulse coder P2, a speed similar to the conventional speed is obtained.feedbackA torque command is obtained by performing a process, and based on the torque command and a feedback signal of a drive current detected by a current detector (not shown), a currentfeedbackThe control is performed to drive the injection servomotor M2 via the servo amplifier 15.
[0036]
On the other hand, when the injection speed pattern and the injection pressure pattern setting command are input, the pressure monitoring CPU 17 starts the processing shown in FIGS. 3 and 4, first, the counter C, the flag f1, the injection start, the injection, and the pressure holding. Is set to “0” in the storage unit Ai (ΔP) (where i = 1 to m) prepared for the number m of sampling cycles until the completion of the above, and the number m of the sampling cycles is set in the register I (Step S1). The sampling cycle is the same as the cycle at which the CNC CPU 25 outputs the speed command.
[0037]
Next, the index i, the flag f2, and the register B for obtaining the command screw position are set to "0" (step S2), and it is determined whether or not the flag F indicating injection is set to "1". Is set to "1" (step S3). The flag F is a flag that is set when the PMC CPU 18 outputs an injection start command to the CNC CPU 25 according to the sequence program, and is reset when the CNC CPU 25 completes the injection process. ing. The initial value of the flag F is 0 in the reset state.
[0038]
When the flag F indicating that the injection is being performed is set to "1", the sampling period is set in the timer T and started, and the system waits for the timer T to expire (steps S4 and S5). When the timer T expires, the sampling cycle is set again in the timer T, and the timer T is started again, the index i is incremented, and the injection pressure detected from the load cell pressure sensor Se1 via the A / D converter 16 and the servo pressure are increased. The current position of the screw stored in the current value storage register in the RAM of the CPU 20 is read as the detected pressure P (i) of the sampling period indicated by the index i and the screw position Pos (i) (steps S6 and S7). , S8).
[0039]
Then, it is determined whether or not the flag f1 is "0". Since the flag f1 is initially set to "0" in step S1, the process proceeds to step S10 to store the reference injection pressure of the file FL2 provided in the RAM 12. The detected pressure P (i) is stored as a reference injection pressure Pc (i) at a position corresponding to the address i of the section.
[0040]
FIG. 5 is a diagram for explaining the configuration of the files FL1 and FL2. FL1 is a file stored in the nonvolatile memory 24. The file FL1 contains a set injection speed command Vc (i) for each sampling cycle. In addition to being stored at each address, the reference injection pressure Pc (i) is also stored for each address. FL2 is a file provided in the RAM 12. The file includes, for each address, a reference injection pressure Pc (i), an integrated value Ai (ΔP) of pressure deviation described later, first and second memberships. The speed command correction value (gain function) γi obtained from the function values αi, βi and the first and second membership function values αi, βi is stored in each address.
[0041]
Next, it is determined whether or not the index i is smaller than the number m of samplings performed for each sampling cycle during the injection (including pressure holding) process (step S19). Therefore, the process proceeds to step S5, and the processes of steps S5 to S10 and step S19 are repeated until the index i reaches the sampling number m, and the reference injection pressure Pc (i) is detected and stored in the file FL2. I do.
[0042]
Thus, when the injection and pressure-holding steps are completed and the index i reaches m, the flag f1 indicating that the first injection step, which is the pattern detection processing of the reference injection pressure Pc (i), is set to "1". Then, the counter C for counting the injection process (shot) is incremented (steps S20 and S21), and it is determined whether or not a molding condition change command is input (step S22). The process in step S22 is for responding to a case where a molding condition change command is input to change the molding condition again, even though the operator has started the injection speed pattern and injection pressure pattern setting process. If this command has been input, this process is terminated as it is, and the process from step S1 is started again based on the input of the injection speed pattern and injection pressure pattern setting command.
[0043]
If the molding condition change command has not been input, the flow shifts to step S23 to determine whether or not the value of the counter C has reached a preset set value C0. If not, the flow returns to step S2. , The process from step S2 onward is started. In this case, since the flag f1 has already been set to “1” in step S20, the process proceeds from step S9 to step S11, and the sampling period (step S11) stored in the file FL2 The injection pressure P (i) detected in step S8 is subtracted from the reference injection pressure Pc (i) corresponding to the cycle indicated by the index i, and the reference injection pressure Pc (i) and the detected pressure P (i) in the cycle are determined. ) Is obtained, and the deviation ΔP (i) is added to the storage value of the storage unit Ai (ΔP) provided in the file FL2 and storing the integrated value of the pressure deviation in the cycle. And, stored in the storage unit (step S11, S12).
[0044]
Next, it is determined whether or not the flag f2 for storing the position deviation increase point detection is “0” (step S13). Since the flag f2 is initially set to “0” in step S2, the process proceeds to step S14. The speed command Vci of the cycle is multiplied by the sampling cycle T and added to the register B for obtaining the screw command position. As shown in FIG. 7 and FIG.feedbackWhen the control is being performed, the screw position completely follows the command at the initial stage when the filling rate of the resin into the mold is low. Therefore, the value obtained by multiplying the speed command value Vci of each sampling cycle by the sampling cycle T is used. If added, the screw position commanded by the speed command is obtained. Then, the current screw position detected in step S8 is subtracted from the screw command position stored in the register B to obtain a position deviation, and it is determined whether the position deviation is equal to or greater than the set value ε (step S15). In the initial state of the start of injection, the filling rate of the resin into the mold is low. In this state, the screw follows the command as shown in FIG. At this time, the process proceeds to step S19, and it is determined whether or not the index i has reached m. If not, the process proceeds to step S5, and the processes of steps S5 to S9, S11 to 15, and S19 are repeatedly performed. The pressure deviation is integrated in the storage unit Ai (ΔP), and it is determined whether the position deviation is equal to or larger than the set value ε.
[0045]
The resin is filled in the mold and the filling rate increases, and as shown in FIG. 16, a deviation occurs between the commanded screw position and the actual screw position, and the position deviation (B-Pos (i)) is set to the set value ε. Then, the process proceeds from step S15 to step S16, and it is determined whether or not the index i at that time is smaller than the value stored in the register I (this initial value is set to m in step S1). The value of the index i is stored in the register I (step S17), the flag f2 is set to "1" (step S18), and if the index i is smaller than m, the process returns to step S5 again, and the above-mentioned steps 5 and below are performed. Execute the process. If the value of the index i is equal to or greater than the value stored in the register I in step S16, the process proceeds to step S18 without rewriting the register I.
[0046]
Thereafter, the processing from step S5 is executed until the index i reaches m, and the pressure deviation from the reference injection pressure is integrated in the storage unit Ai (ΔP) of each address i of the file FL2. , The process proceeds from step S13 to step S19, and the process of detecting the position deviation increase position (steps S14 to S18) is not executed. Thus, when the index i reaches m, the processing of the above-described steps S20 to S23 is performed, and when the value of the counter C has not reached the set value C0, the above-described processing of step S2 and the following steps is executed again. Thereafter, the processing of steps S2 to S23 is repeated until the value of the counter C reaches the set value C0, and the pressure deviation at each address i is integrated into the storage unit Ai (ΔP) of each address i that stores the pressure deviation ΔP ( Along with step S12), the smallest value of the index i when the position deviation (B-Pos (i)) exceeds ε is stored in the register I (steps S15 to S18).
[0047]
When the value of the counter C reaches the set value C0, the maximum value MaxA of the absolute value of the integrated value of the pressure deviation from the reference injection pressure stored in each storage unit Ai (ΔP) of the file FL2 is obtained (step S24). The maximum value MaxA is divided by a value ignoring the sign of the integrated value of the pressure deviation stored in the storage unit Ai (ΔP) of each address, and the membership function 1 based on the pressure deviation with the maximum value being “1” is obtained. The value αi (the sign of αi is always positive) is obtained and stored in the file FL2 (step S25).
[0048]
A shot (injection) is performed with the same speed command pattern, and the fact that the integrated value of the pressure deviation from the injection pressure waveform obtained in the first shot and the injection pressure of the subsequent shot is large means that the integrated value is large. This means that the injection pressure varies at the screw position (address i), which indicates that the resin flow resistance is large due to a narrow resin flow path and the control is unstable. As a result, the magnitude of the value αi of the membership function 1 indicates the degree of the control instability. As will be described later, the speed command Vc is reduced at this position to perform stable control. Let it.
[0049]
Next, a value βi of the membership function based on the position deviation that is increased from the address position of the position where the position deviation stored in the register I is increased to 1 at a set ratio (1 / q) is obtained, and the obtained value is stored in the file FL2. It is stored (step S26). That is, assuming that the value stored in the register I is I for convenience, the value βi of the membership function is “0” and the value of the membership function of the address I is “0” when the address i is 1 to (I−1). β (I) is “1 / q”, the value β (I + 1) of the membership function of the next address (I + 1) is “2 / q”, and β (I + 2) = 3 / q,. 1) = q / q = 1, and subsequent β (I + q) to βm are set to “1”.
[0050]
Then, the larger of the two membership function values αi and βi is determined for each address as a value γi as a control input amount for correcting the injection speed command, and stored in the file FL2 (step S27). .
Next, a corrected injection speed command is obtained at each address position by subtracting a value obtained by multiplying the control input amount γi thus obtained by the set proportional constant k from the injection speed command Vci, and is stored in the file FL1 of the nonvolatile memory 24. Injection pressure stored in file FL2 after rewriting injection speed command VciPc (i)Is stored in the file FL1 of the nonvolatile memory 24 and the injection pressure commandPattern Pc (i)(Steps S28 and S29), and the injection speed pattern and injection pressure pattern setting processing ends.
[0051]
As described above, the control input amount γi based on the membership function values αi and βi causes the flow resistance of the resin to fluctuate due to narrowing of the resin flow path and the like, so that the control becomes unstable. A speed command pattern in which the command speed Vci is reduced can be obtained from a position where the resin filling rate in the mold increases and the screw cannot follow the command.
[0052]
After the injection speed pattern and the injection pressure pattern are set in this way, when a continuous molding command is input to the injection molding machine, when the injection process is started, the CNC CPU 18 sets the speed stored in the file FL1 for each sampling cycle. The command Vci is output to the servo CPU 20, and the servo CPU 20 controls the injection speed shown in FIG.feedbackProcessing and injection pressurefeedbackExecute the process. That is, the servo CPU 20 reads the injection pressure command Poi for each sampling cycle from the file FL1, subtracts the actual injection pressure fed back from the load cell pressure sensor Se1 from the injection pressure command Poi to obtain a pressure deviation, and sets a proportional constant to the pressure deviation. The value multiplied by K is added to the speed command Vci sent from the CNC CPU 18, a corrected speed command is obtained, and the corrected speed command and the actual speed obtained by the pulse coder P2 are fed back to obtain the same speed as the conventional speed command.feedbackA torque command is obtained by performing control, and the same current as before is obtained by the torque command and a feedback signal from the current detector.feedbackThe control is performed to drive the injection servomotor M2 to execute the injection (including the holding pressure).
[0053]
At positions where the flow resistance of the resin fluctuates due to narrowing of the resin flow path and the control becomes unstable, and where the resin filling rate in the mold increases and the screw cannot follow the command, command injection is performed. By reducing the speed, the instability of control is eliminated, stable injection control can be performed, and an injection speed command pattern and an injection pressure command pattern for easily obtaining a good molded product can be obtained.
[0054]
In the above embodiment, when the value αi of the membership function is obtained, the position where the pressure deviation ΔP occurs is determined as the position where the control becomes unstable due to narrowing of the resin flow path at that position. The value αi of the membership function was determined from the value Ai (ΔP) obtained by integrating the deviation ΔP. That is, in each position where the pressure deviation ΔP occurs, the pressure deviation having the same sign is generated, and it is sufficient to simply integrate the pressure deviation ΔP. However, at the same screw position, there is variation in the pressure deviation, and positive and negative pressure deviations occur. When the pressure deviation ΔP is integrated, the positive and negative pressure deviations cancel each other out, and a small integrated value, or “0” ". Therefore, in order to make it more accurate, the sign of the pressure deviation ΔP is ignored by integrating the absolute value of the pressure deviation ΔP obtained in step S11 of FIG. 3 into the storage unit Ai (ΔP), and the variation of the pressure deviation ΔP is reduced. The integrated value of the absolute value of the pressure deviation ΔP in the considered steps S24 and S25 and the membership function value αi based on the integrated value of the absolute value of the pressure deviation ΔP may be obtained.
[0055]
Further, at a screw position, a phenomenon may occur in which a positive pressure deviation ΔP occurs at each shot at a certain position, and a negative pressure deviation ΔP occurs at each shot at another position. Even in this case, in the above-described embodiment, the position where the pressure deviation ΔP occurs is a position where the control is unstable, and the value αi of the membership function is determined so as to decrease the command injection speed. However, when the pressure deviation ΔP is negative (Pc (i) <P (i)), the command injection speed command is determined to be too high in the reference injection pressure pattern, and the speed command is reduced. (Pc (i)> P (i)) indicates that the command injection speed command can be increased to a low value, and the value αi of the positive / negative member sheep function is obtained in accordance with the sign of the integrated value of the pressure deviation ΔP. VCi may be increased or decreased.
[0056]
【The invention's effect】
According to the present invention, an injection speed command pattern and an injection pressure command pattern can be easily obtained by a plurality of injection moldings. Moreover, instead of setting a non-linear gain such as lowering the gain for a place where the control system becomes unstable, for a control object that differs depending on the type of the mold or resin, the place where the control system becomes unstable is used. Therefore, it is not necessary to change the gain of the control system, and the gain of this control system can be made larger than that of the conventional control system. Can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a main part of an electric injection molding machine according to one embodiment for implementing an injection control method of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of a servo motor control system in the embodiment.
FIG. 3 is a part of a flowchart of a process for obtaining an injection speed command pattern and an injection pressure command pattern in the embodiment.
FIG. 4 is a continuation of the flowchart.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a file provided in a memory in the embodiment.
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a mounting position of a pressure sensor in an experiment for detecting a resin pressure.
FIG. 7 shows the injection speedfeedbackFIG. 9 is a diagram illustrating an experimental result in which an injection speed obtained by performing control and pressure detected by each pressure sensor are drawn.
FIG. 8 shows the injection pressurefeedbackFIG. 9 is a diagram illustrating an experimental result in which an injection speed obtained by performing control and pressure detected by each pressure sensor are drawn.
FIG. 9 is a diagram illustrating an experimental result obtained by measuring a variation in a time delay when each pressure sensor senses a pressure from the start of injection as a starting point.
FIG. 10 is a view showing an experimental result obtained by measuring a variation in weight of a molded product obtained by performing molding while changing a mixture ratio of a recycled material.
FIG. 11 shows the injection speedfeedbackIt is a figure which shows the injection speed waveform and injection pressure waveform of the injection | molding by control which performs the injection | molding and shows the peak in the detected injection pressure.
12 edits the injection pressure waveform of FIG. 11, and uses the injection pressure waveform having a peak as an injection pressure command pattern to obtain the injection pressure;feedbackIt is a figure which shows the injection speed waveform and the injection pressure waveform at the time of performing control.
FIG. 13: The injection speed is increased from 5 mm / s from 20 mm / s to 60 mm / s while the injection speed is constant, and the injection speed is increased.feedbackIt is a figure showing an experimental result which measured injection pressure when performing molding by control.
FIG. 14 shows the relationship between the injection speed under the same injection conditions.feedbackIt is a figure which shows the injection pressure waveform obtained by performing molding by control several times, and the injection pressure deviation in each molding.
FIG. 15 is a diagram showing values of membership functions obtained from FIG. 14;
FIG. 16 shows the relationship between the injection speed under the same injection conditions.feedbackIt is a figure which shows the screw position obtained by performing shaping | molding by control several times, and the screw position deviation in each shaping | molding.
FIG. 17 is a diagram showing values of membership functions obtained from FIG. 16;
FIG. 18 is a gain function as a control input amount obtained from FIGS. 15 and 17;
[Explanation of symbols]
10 Control device
15 Servo amplifier
17 CPU for pressure monitor
20 Servo CPU
24 Non-volatile memory
25 CNC CPU
30 Electric injection molding machine
35 screws
M2 Injection servo motor
P2 pulse coder
Se1 load cell pressure sensor

Claims (2)

射出速度のフィードバック制御を行うと共に射出圧力のフィードバック制御を行う射出成形機の射出制御方法において、
a)設定された射出速度指令パターンにより射出速度のフィードバック制御のみの射出制御による成形を行い、全射出区間の射出圧力パターンを基準射出圧力パターンとして記憶し、
b)その後、前記設定された射出速度指令パターンにより射出速度のフィードバック制御のみの射出制御による成形を行い、該基準射出圧力パターンとの射出圧力偏差の絶対値を時系列に全射出区間求め、
c)前記b)を所定回数行い、各成形時に時系列的に求められた射出圧力偏差の絶対値をそれぞれ積算し、
d)該圧力偏差の積算値に基づいて前記射出速度指令パターンを修正し、該修正した射出速度指令パターンを前記射出速度のフィードバック制御における射出速度指令パターンとし、前記基準射出圧力パターンを射出圧力のフィードバック制御の射出圧力指令パターンとすることを特徴とする射出成形機の射出制御方法。
In an injection control method for an injection molding machine that performs feedback control of an injection speed and feedback control of an injection pressure,
a) Perform molding by injection control only of injection speed feedback control according to the set injection speed command pattern, store the injection pressure pattern of all injection sections as a reference injection pressure pattern,
b) Thereafter, molding is performed by injection control of only the injection speed feedback control according to the set injection speed command pattern, and the absolute value of the injection pressure deviation from the reference injection pressure pattern is obtained in time series for all injection sections.
c) The above b) is performed a predetermined number of times, and the absolute values of the injection pressure deviation obtained in time series at each molding are integrated,
d) based on the integrated value of the pressure deviation and correct the injection speed command pattern, the injection speed command pattern the modified and the injection speed instruction pattern in the feedback control of the injection speed, the reference injection pressure pattern of the injection pressure An injection control method for an injection molding machine, wherein an injection pressure command pattern for feedback control is used.
射出速度のフィードバック制御を行うと共に射出圧力のフィードバック制御を行う射出成形機の射出制御方法において、
a)設定された射出速度指令パターンにより射出速度のフィードバック制御のみの射出制御による成形を行い、全射出区間の射出圧力パターンを基準射出圧力パターンとして記憶し、
b)その後、該設定された射出速度指令パターンにより射出速度のフィードバック制御のみの射出制御による成形を行い、該基準射出圧力パターンとの射出圧力偏差を時系列に全射出区間求めると共に、スクリュの指令位置と実際の位置との位置偏差が設定値以上になった時点を位置偏差増大点として記憶し、
c)b)を所定回数行い、各成形時に時系列的に求められた射出圧力偏差をそれぞれ積算すると共に前記位置偏差増大点において最小のスクリュ前進位置を求め、
d)時系列的に求めた射出圧力偏差の積分値とその絶対値での最大値との比率に基づいて、及び前記c)で求めた最小のスクリュ前進位置以降では、前記比率と予め設定された設定比率で時系列的に増加させた値に基づいて射出速度指令パターンの補正値を求め、
e)該求められた補正値に基づいて上記射出速度指令パターンを修正し、該修正した射出速度指令パターンを上記射出速度のフィードバック制御における射出速度指令パターンとし、上記基準射出圧力パターンを射出圧力のフィードバック制御の射出圧力指令パターンとすることを特徴とする射出成形機の射出制御方法。
In an injection control method for an injection molding machine that performs feedback control of an injection speed and feedback control of an injection pressure,
a) Perform molding by injection control only of injection speed feedback control according to the set injection speed command pattern, store the injection pressure pattern of all injection sections as a reference injection pressure pattern,
b) Thereafter, molding is performed by injection control of only the injection speed feedback control according to the set injection speed command pattern, an injection pressure deviation from the reference injection pressure pattern is obtained in time series for all injection sections, and a screw command is issued. The time when the position deviation between the position and the actual position becomes equal to or greater than the set value is stored as a position deviation increase point,
c) and b) are performed a predetermined number of times, and the injection pressure deviation obtained in time series at each molding is integrated, and the minimum screw advance position at the position deviation increase point is obtained.
d) On the basis of the ratio between the integrated value of the injection pressure deviation obtained in time series and the maximum value of its absolute value, and after the minimum screw advance position obtained in the above c), the ratio is preset to the ratio. The correction value of the injection speed command pattern is obtained based on the value increased in time series at the set ratio ,
e) The injection speed command pattern is corrected based on the obtained correction value, the corrected injection speed command pattern is used as the injection speed command pattern in the injection speed feedback control, and the reference injection pressure pattern is used as the injection pressure command pattern. An injection control method for an injection molding machine, wherein an injection pressure command pattern for feedback control is used.
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