JP3567016B2 - 射出成形機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、射出成形機の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形機のノズル温度には金型の構造や使用対象樹脂の種別に応じた適正温度というものがあり、ノズルを金型から離さないようにして、常にこの適正温度を安定的に維持して連続的に射出成形作業を繰り返すことが望ましいが、実際にはパージ作業や糸引き防止のためのスプルーブレイク動作等が必要とされる場合もあり、ノズルの適正温度を恒常的に保持するというのは、必ずしも容易なことではない。
【０００３】
まず、射出成形作業を新たに開始する場合には、ノズルを金型から離間させた状態でパージ作業を行う必要があるが、このときノズルの温度が適正になるように温度調節器のフィードバック制御パラメータを決めておくと、パージ完了後、ノズルを金型に当接させた段階で急激にノズル温度が降下してしまう場合がある。これは、金型の設定温度がノズルの設定温度よりもかなり低く、しかも、金型を形成している金属の比熱が大きいため、この金型によってノズルの熱が奪われてしまうためである。
【０００４】
このまま射出成形作業を開始してしまうと、前述したノズルの温度低下のためにノズル詰まりやショートショット等のトラブルが発生する危険があるので、ノズルと金型との間で熱平衡が達成されるまでの相当の時間に亘って射出成形作業の開始を待たなければならない。
【０００５】
このような問題を解消するため、ノズルを金型から離間させた状態で予めノズルの温度を高めに設定しておくことで、ノズルと金型との接触によって生じるノズル温度の低下（適正温度を基準とする温度低下）を防止するようにした温度制御方法が提案されている。しかし、ノズルを金型から離間させた状態でノズルの温度を必要以上に高く設定しておくと、ノズルに充填されている溶融樹脂に焼けや分解等の異常が生じる恐れがあり、また、高温化によって樹脂の粘性が通常よりも低くなっている関係上、射出シリンダを前進させてノズルを金型に接触させるまでの間にノズルから樹脂が漏れ出してしまうといった危険もある。溶融樹脂に焼けや分解等の異常が生じれば正常な射出成形作業を行うことはできない。また、ノズルを金型に接触させるまでの間にノズルから漏れ出した樹脂が分解して固化したままノズルの先端に付着してしまうと、ノズルタッチが不完全となってノズルと金型スプルーとの間に間隙が生じるため、定常的な樹脂漏れを生じる恐れがある。更に、固化した樹脂が強力なノズルタッチ力によって挟み込まれるため、ノズルやスプルーの当接面に凹状の傷が生じる場合があり、こうなってしまうと、これらの部品を交換しない限り樹脂漏れを解消することはできなくなる。また、凹状の傷を生じたまま射出成形機を使用すれば、樹脂漏れによるショートショットを原因とする成形不良が発生し、場合によっては、漏れ出た樹脂が付着することによってノズル部分のバンドヒータおよび熱電対に破損等が生じる場合もある。
【０００６】
また、連続成形作業に都合がいいように、金型のスプルーにノズルを接触させた状態でノズルの温度が適正になるように温度調節器のフィードバック制御パラメータを決めておくと、パージ等の際にスプルーブレイク動作を行って金型からノズルを離間させたときにノズルの温度が上昇し、ノズルに充填されている溶融樹脂に焼けや分解等の異常が生じる危険がある。
【０００７】
スプルーブレイク時とノズルタッチ時とに分けてノズル温度の設定値を変えることで各状態における最終的なノズル温度が適正値となるように制御する方法もあるが、やはり、各々の状態でノズルの温度が安定するまでには相当の時間を要し、問題が残る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、前記従来技術の欠点を解消し、ノズル詰まり，樹脂焼け，樹脂の分解等の異常を生じたり、スプルーブレイク動作中にノズルから樹脂が漏れ出したりすることがなく、ノズルタッチ時およびスプルーブレイ時の各々においてノズルの温度を適正な値に安定的に保持することのできる射出成形機を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
温度検出手段で検出したノズル温度が設定温度に一致するように温度調節器でフィードバック制御する射出成形機において、本発明は、金型からノズルが離間した状態でのノズルの放熱特性に適合した第１のフィードバック制御ゲインと、金型にノズルが当接した状態でのノズルの放熱特性に適合した第２のフィードバック制御ゲインとを記憶する記憶手段と、射出成形作業中の金型からノズルを離間させる動作および金型にノズルを当接させる動作に応動して、前記記憶手段に記憶された第１のフィードバック制御ゲインまたは第２のフィードバック制御ゲインの内、対応するフィードバック制御ゲインを前記温度調節器に設定する手段とを備えることにより、前記目的を達成した。また、フィードバック制御ゲインを変える手段として、射出成形作業中の金型からノズルを離間させる指令を出した直後に前記記憶手段に記憶された第１のフィードバック制御ゲインを前記温度調節器に設定する手段と、金型とノズルが離間した状態からノズルを金型に当接する指令を出した直後に前記記憶手段に記憶された第２のフィードバック制御ゲインを前記温度調節器に設定する手段とを有することを特徴とする射出成形機。
【００１０】
また、金型からノズルが離間した状態および金型にノズルが当接した状態でフィードバック制御ゲインをオートチューニングすることによって前記第１のフィードバック制御ゲインおよび前記第２のフィードバック制御ゲインを求め、該求めたフィードバック制御ゲインを前記記憶手段に記憶するようにした。
【００１１】
更に、金型の設定温度または金型の設定温度とノズルの設定温度との差に対応して前記第１のフィードバック制御ゲインおよび前記第２のフィードバック制御ゲインを前記記憶手段に複数記憶しておき、金型の設定温度または金型の設定温度とノズルの設定温度との差に対応して、前記第１のフィードバック制御ゲインおよび前記第２のフィードバック制御ゲインを選択し、前記温度調節器に設定することで、金型およびノズルの設定温度に応じた最適なフィードバック制御を行えるようにした。
【００１２】
【作用】
金型，射出シリンダ，ノズルの各ヒータを設定温度に加熱した後、金型からノズルが離間した状態でオートチューニングを行い、金型から離間した状態でノズル温度制御に用いるフィードバック制御ゲインを求め、この値を第１のフィードバック制御ゲインとして記憶手段に記憶する。同様に、金型にノズルが当接した状態でオートチューニングを行い、金型に当接した状態でノズル温度制御に用いるフィードバック制御ゲインを求め、この値を第２のフィードバック制御ゲインとして記憶手段に記憶する。
【００１３】
更に、金型の設定温度または金型の設定温度とノズルの設定温度との差の条件が複数ある場合には、前記と同様にして各条件毎に第１のフィードバック制御パラメータと第２のフィードバック制御パラメータとを求め、各条件つまり金型の設定温度または金型の設定温度とノズルの設定温度との差に対応させて、第１，第２のフィードバック制御パラメータを記憶する。
【００１４】
温度調節器は、金型の設定温度または金型の設定温度とノズルの設定温度との差に対応して前記第１のフィードバック制御ゲインおよび前記第２のフィードバック制御ゲインを選択し、金型からノズルが離間した状態では前記第１のフィードバック制御ゲインによって、また、金型にノズルが当接した状態では前記第２のフィードバック制御ゲインによってノズル温度をフィードバック制御する。
【００１５】
金型からノズルが離間した状態では金型から離間した状態でノズル温度制御に用いるフィードバック制御ゲインによってノズル温度のフィードバック制御が行われ、また、金型にノズルが当接した状態では金型に当接した状態でノズル温度制御に用いるフィードバック制御ゲインによってノズル温度のフィードバック制御が行われるようになるので、ノズルがスプルーから離間している時もノズルがスプルーに接触している時も、アンダーシュートやオーバーシュートを生じることなく、ノズル温度を設定温度に安定的に保持することができる。
【００１６】
また、金型から離間した状態でノズル温度制御に用いる第１のフィードバック制御ゲインと金型に当接した状態でノズル温度制御に用いる第２のフィードバック制御ゲインとにより温度制御が行われるので、ノズルが金型から離間した状態から金型に当接した状態に移行して放熱量が増大した場合であってもノズルの温度が急激に下降してノズル詰まりが発生するといった心配がなく、また、ノズルが金型に当接した状態から金型から離間した状態に移行して放熱量が減少した場合であってもノズルの温度が必要以上に上昇して樹脂焼けや樹脂の分解、および、粘性の低下による樹脂の漏れ出しが発生しない。この結果、ノズルの先端は常に清浄に保たれ、分解固化した樹脂の付着によるノズルやスプルーの損傷、および、これを原因とする樹脂漏れによるバンドヒータおよび熱電対の破損等も未然に防止される。
【００１７】
【実施例】
図１は本発明を適用した一実施例の射出成形機の要部を示すブロック図である。図１において、符号３３は固定プラテン，符号３２は可動プラテン，符号３９は射出シリンダ，符号３８はスクリューであり、射出シリンダ３９にはバンドヒータ３４および温度検出手段としての熱電対３７が設けられている。バンドヒータ３４および熱電対３７は射出シリンダ３９の各部を個別に温度制御すべく長手方向に複数組設けられ、射出シリンダ３９先端のノズル４４にも同様にしてバンドヒータ３５および熱電対３６が設けられている。図１ではノズル４４のバンドヒータ３５の温度をＰ（比例），Ｉ（積分），Ｄ（微分）フィードバック制御する温度調節器４３についてのみ示しているが、射出シリンダ３９各部のバンドヒータ３４および熱電対３７や金型５０に設けられた棒ヒータおよび熱電対に対しても同様の温度調節器４３が各々個別に配備されている。
【００１８】
可動プラテン３２は型締用サーボモータ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によって構成される駆動変換装置３１を介してタイバー（図示せず）に沿って移動される。また、スクリュー３８はボールナット＆スクリューおよびボス＆セレーション等によって構成される駆動変換装置４１や射出用サーボモータＭ２により軸方向に移動される一方、歯車機構４２や計量回転用サーボモータＭ３で構成される駆動機構により、軸方向の移動と独立して計量混練のための回転運動が行われる。
【００１９】
射出成形機の制御装置１０は、数値制御用のマイクロプロセッサであるＣＮＣ用ＣＰＵ２５，プログラマブルマシンコントローラ用のマイクロプロセッサであるＰＭＣ用ＣＰＵ１８，サーボ制御用のマイクロプロセッサであるサーボＣＰＵ２０および射出保圧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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
そして、サーボＣＰＵ２０には、該ＣＰＵ２０からの指令に基いてエジェクタ用，スプルーブレイク用（以上、図示せず）および型締用，射出用，スクリュー回転用等の各軸のサーボモータを駆動するサーボアンプ１５が接続され、型締用サーボモータ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等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により算出された可動プラテン３２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算出されたスクリュー３８の現在位置および現在速度等が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記憶されるようになっている。
【００２３】
圧力モニタ用ＣＰＵ１７は、スクリュー３８の基部に設けられた圧力検出器４０およびＡ／Ｄ変換器１６を介して射出保圧圧力やスクリュー背圧のサンプリング処理を行う。
【００２４】
不揮発性メモリ（ＲＡＭ）２４は射出成形作業に関する成形条件（射出保圧条件，計量条件等）と各種設定値，マクロ変数等を従来と同様にして記憶する成形データ保存用のメモリであり、更に、本実施例においては、スプルーブレイク状態におけるノズル４４の放熱特性に適合する第１のフィードバック制御パラメータ（Ｐ，Ｉ，Ｄの各ゲイン）やノズルタッチ状態におけるノズル４４の放熱特性に適合する第２のフィードバック制御パラメータ（Ｐ，Ｉ，Ｄの各ゲイン）が該不揮発性メモリ２４のファイルに記憶されるようになっている。
【００２５】
図５に示すのは金型５０の設定温度に対応して第１，第２のフィードバック制御パラメータを記憶させた場合の例で、例えば、ａ℃未満の金型設定温度に対しては第１のフィードバック制御のゲイン等のパラメータＢ１１と第２のフィードバック制御のゲイン等のパラメータＡ１１が、また、ａ℃以上ｂ℃未満の金型設定温度に対しては第１のフィードバック制御パラメータＢ１２と第２のフィードバック制御パラメータＡ１２が対応するようになっている。一方、図６は金型５０の設定温度とノズル４４の設定温度との差に対応して第１，第２のフィードバック制御パラメータを記憶させた場合の例で、例えば、Δａ℃未満の差に対しては第１のフィードバック制御パラメータＢ２１と第２のフィードバック制御パラメータＡ２１が、また、Δａ℃以上Δｂ℃未満の差に対しては第１のフィードバック制御パラメータＢ２２と第２のフィードバック制御パラメータＡ２２が対応するようになっている。なお、図５および図６に示すファイルは同一の金型５０に対して使用対象樹脂の種類を変えて射出成形作業を行う場合に生じる適正金型温度もしくは適正金型温度と適正ノズル温度との差の変化に対処するためのものであって、構造および大きさ（質量）や材質の異なる金型５０に対処するためのものではない。構造および大きさ（質量）や材質の異なる複数の金型５０に対処する場合には、図５または図６に示すようなファイルが金型５０の数だけ必要である。但し、構造および大きさ（質量）や材質が異なる金型５０であっても、例えば、比熱は大きいが大きさ（質量は）は小さいというように、様々な相殺的効果によって最終的な放熱特性が類似するものであれば、同じファイルを利用することも可能である。
【００２６】
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、各種設定画面の表示やデータの入力操作等が各種ファンクションキーやテンキーおよびカーソル移動キー等によって行われるようになっている。
【００２７】
そして、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８が射出成形機各軸のシーケンス制御を行う一方、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５がＲＯＭ２７の制御プログラムに基いて各軸のサーボモータに対してパルス分配を行い、サーボＣＰＵ２０は各軸に対してパルス分配された移動指令とパルスコーダＰ１，Ｐ２等の検出器で検出された位置のフィードバック信号および速度のフィードバック信号に基いて、従来と同様に位置ループ制御，速度ループ制御さらには電流ループ制御等のサーボ制御を行い、いわゆるディジタルサーボ処理を実行する。また、射出成形機の本体に設けられた手動操作盤（図示せず）からの指令により前述の各軸、および、射出シリンダ３９を固設したエクストルーダーベースのスプルーブレイク用モータを制御し、各軸を独立して駆動する。
【００２８】
バンドヒータ３５，３４によるノズル４４および射出シリンダ３９各部の温度制御は、各部の熱電対３６および３７でフィードバックされるノズル４４および射出シリンダ３９各部の実温度とＰＭＣ用ＣＰＵ１８により入出力回路２３を介して温度調節器４３毎に設定された不揮発性メモリ２４の設定目標温度との関係に基き、各々の温度調節器４３がＰＩＤフィードバック制御を行うことにより従来と同様にして実現される。また、各部の熱電対３６および３７で検出されるノズル４４および射出シリンダ３９各部の実温度は入出力回路２３を介してＰＭＣ用ＣＰＵ１８に読み込まれるようになっている。棒ヒータおよび熱電対による金型５０の温度制御も、これと同様である。
【００２９】
温度調節器４３のうち、少なくとも、ノズル４４の温度を制御する温度調節器４３は、Ｐ（比例），Ｉ（積分），Ｄ（微分）の各動作のゲイン等のパラメータの値を自動的にチューニングするいわゆるオートチューニング機能を有しており、指令手段としてのＰＭＣ用ＣＰＵ１８から入出力回路２３を介して与えられるオートチューニング指令により、この機能が自動的に起動されるようになっている。温度調節器４３のオートチューニングに用いる方式はどのようなものであってもよいが、例えば、ジーグラ・ニコルスにより提案されている調整則を適用したステップ応答法を利用することができる。この方式によれば、操作量１００％の立上り時、若しくは、０％の立下り時に検出される応答波形の傾きの最大値によりプリ設定値が自動的に決定されるので、オートチューニングの実行に際してＰＭＣ用ＣＰＵ１８の側で行わければならない処理というものはなく、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、単に、温度調節器４３に対してオートチューニング指令を出力するだけでよい。
【００３０】
前述した第１，第２のフィードバック制御パラメータは、温度調節器４３のオートチューニング機能を利用することにより、極めて簡単かつ確実に求めることができる。つまり、前述の温度制御により、ノズル４４および射出シリンダ３９の各部と金型５０の温度を、不揮発性メモリ２４に成形条件として記憶されている各々の設定温度に一致させ、その後、スプルーブレイク状態でノズル４４の温度調節器４３に対してオートチューニング指令を出力してＰＩＤ制御のパラメータを自動調整させ、その結果を、金型５０から離間したノズル４４の放熱特性に適合した第１のフィードバック制御パラメータとして不揮発性メモリ２４のファイルに記憶させるのである。同様に、金型５０に当接したノズル４４の放熱特性に適合した第２のフィードバック制御パラメータを求める際には、ノズルタッチ状態で温度調節器４３に対してオートチューニング指令を出力してＰＩＤ制御のパラメータを自動調整させ、その結果を、第２のフィードバック制御パラメータとして不揮発性メモリ２４のファイルに記憶させればよいのである。
【００３１】
なお、図５のファイルからも明らかなように、金型５０の温度の高低によって放熱特性に適合した第１，第２のフィードバック制御パラメータの値は変わるものであるから、これらのパラメータを求める際には金型５０やシリンダ３９の温度を適確に制御して設定温度を再現するようにしなければならない。また、金型５０に棒ヒータや熱電対等が設けられていない場合では金型５０の温度を積極的に制御することはできない。従って、このような場合には、ノズル４４および射出シリンダ３９各部の温度を設定温度に制御して相当の時間に亘り射出成形作業を連続的に行うことにより金型５０の温度を熱平衡の状態に維持し、その時の金型５０の温度を測定して金型温度の設定温度として記憶し、前記と同様の作業を行って金型設定温度に対する第１，第２のフィードバック制御パラメータの値を求めることになる。
【００３２】
更に、金型５０の設定温度の幅毎に第１，第２のフィードバック制御パラメータの値を求める場合（図５の例）、または、金型５０の設定温度とノズル４４の設定温度との差の幅毎に第１，第２のフィードバック制御パラメータの値を求める場合（図６の例）では、金型５０の温度やノズル４４の温度を各々の条件に見合った状態に保持して前記と同様に第１，第２のフィードバック制御パラメータの値を求め、各々の条件、つまり、金型５０の設定温度の幅や金型５０の設定温度とノズル４４の設定温度との差の幅に対応させて第１，第２のフィードバック制御パラメータの値を不揮発性メモリ２４のファイルに記憶させる。
【００３３】
なお、手動で実験的に第１，第２のフィードバック制御パラメータを求めることができるのであれば、必ずしもオートチューニングは必要としない。
【００３４】
図２はＰＭＣ用ＣＰＵ１８によるシーケンス制御の概略を１成形サイクルに亘って示すフローチャートである。次に、ノズル４４および金型５０と射出シリンダ３９の各部がバンドヒータ３４および３５等の加熱操作により既に成形可能温度にまで加熱され、１サイクルの半自動運転もしくは連続運転が開始されているものとして、本実施例におけるノズル４４の温度制御について説明する。
【００３５】
１成形サイクルのシーケンス制御を開始したＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、まず、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５に型閉指令を出力し、型締用サーボモータＭ１を駆動制御させて従来と同様の型閉および型締の工程を行わせた後（ステップＡ１）、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５にノズルタッチ指令を出力して図示しないスプレーブレイク用モータを駆動させ、射出シリンダ３９の前進を開始させる（ステップＡ２）。そして、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、不揮発性メモリ２４に実行対象として記憶されている成形条件から設定金型温度を読み込み、この金型温度に対応する第２のフィードバック制御パラメータＡ１ｉを図５のファイルから読み出し、入出力回路２３を介してノズル制御用の温度調節器４３にセットする（ステップＡ３）。これにより、温度調節器４３のＰＩＤパラメータは、金型５０から離間したノズル４４の放熱特性に適合した第１のフィードバック制御パラメータＢ１ｉから、金型５０に当接したノズル４４の放熱特性に適合した第２のフィードバック制御パラメータＡ１ｉへと自動的に切り替えられることになる。
【００３６】
なお、図６のように金型５０の設定温度とノズル４４の設定温度との差に対応して第１，第２のフィードバック制御パラメータを記憶させたファイルを利用する場合では、金型５０の設定温度とノズル４４の設定温度との差を予め実行対象となる成形条件の一部として不揮発性メモリ２４に記憶させておき、この値に基いて図６のファイルを検索して第２のフィードバック制御パラメータＡ２ｉを求めて温度調節器４３にセットするか、または、実行対象となる成形条件として記憶されている金型５０の設定温度とノズル４４の設定温度とからその差を改めて求め、この差に基いて図６のファイルを検索して第２のフィードバック制御パラメータＡ２ｉを温度調節器４３にセットすることになる（以上、図６のファイルを利用した場合におけるステップＡ３の処理）。
【００３７】
フィードバック制御パラメータの切り替えが実際の温度制御に影響を与えるようになるまでの間にはある程度の時間が必要とされるが、フィードバック制御パラメータの切り替えは既にノズルタッチ指令の出力直後に行われているので、ノズルタッチが完了するまでの間には、フィードバック制御パラメータの切り替えによる効果が十分に現れることになる（ステップＡ４）。従って、ノズル４４が金型５０のスプルーに実際に当接する段階では放熱量の増大に適応したフィードバック制御が既に開始されており、金型５０との接触によってノズル４４の温度が不用意に低下することはない。これにより、ノズル詰まりやショートショットの発生といった事故が未然に防止される。
【００３８】
次いで、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５に射出指令を出力して射出用サーボモータＭ２を駆動制御させ、従来と同様の射出および保圧工程の処理を行わせた後（ステップＡ５，ステップＡ６）、射出用サーボモータＭ２で樹脂に所定の背圧を印加させた状態でスクリュー回転用サーボモータＭ３によりスクリュー３８を回転させ、従来と同様の計量混練動作を行わせた後（ステップＡ７）、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５にスプルーブレイク指令を出力して図示しないスプルーブレイク用モータを駆動させ、射出シリンダ３９の後退を開始させる（ステップＡ８）。そして、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、不揮発性メモリ２４に実行対象として記憶されている成形条件から設定金型温度を読み込み、この金型温度に対応する第１のフィードバック制御パラメータＢ１ｉを図５のファイルから読み出し、入出力回路２３を介してノズル制御用の温度調節器４３にセットする（ステップＡ９）。これにより、温度調節器４３のＰＩＤパラメータは、金型５０に当接したノズル４４の放熱特性に適合した第２のフィードバック制御パラメータＡ１ｉから金型５０と離間したノズル４４の放熱特性に適合した第１のフィードバック制御パラメータＢ１ｉへと自動的に切り替えられることになる。
【００３９】
スプルーブレイクの際にも前述したノズルタッチの場合と同様、図６のようなファイルを利用している場合では、金型５０の設定温度とノズル４４の設定温度との差を予め不揮発性メモリ２４に成形条件として記憶させておき、この値に基いて図６のファイルを検索して第１のフィードバック制御パラメータＢ２ｉを求めて温度調節器４３にセットするか、または、実行対象となる成形条件として記憶されている金型５０の設定温度とノズル４４の設定温度とからその差を改めて求め、この差に基いて図６のファイルを検索して第１のフィードバック制御パラメータＢ２ｉを温度調節器４３にセットすることになる（以上、図６のファイルを利用した場合におけるステップＡ９の処理）。
【００４０】
前述した通り、フィードバック制御パラメータの切り替えが実際の温度制御に影響を与えるようになるまでの間にはある程度の時間が必要とされるが、フィードバック制御パラメータの切り替えは既にスプルーブレイク指令の出力直後に行われているので、実際に金型５０からノズル４４が離間するするまでの間には、フィードバック制御パラメータの切り替えによる効果が十分に現れることになる（ステップＡ１０）。従って、ノズル４４が金型５０のスプルーから実際に離間する段階では放熱量の減少に適応したフィードバック制御が既に開始されており、金型５０との離間によってノズル４４の温度が不用意に上昇することはない。これにより、ノズル４４部分の樹脂焼けや分解、および、粘性の低下による樹脂漏れの発生といった事故が未然に防止される。
【００４１】
なお、スプルーブレイク用モータを駆動させても直ちに射出シリンダ３９が後退しないのは、射出シリンダ３９の取付け枠となるエクストルーダーベースとスプルーブレイク用モータを駆動源としてエクストルーダーベースを前後退させる直線駆動軸の押圧板との間にコイルスプリング等の蓄勢手段が設けられているからである。つまり、スプルーブレイク用モータを駆動させて押圧板を後退させても、コイルスプリング等が自然長に復帰して蓄勢手段の蓄勢が解除されるまで、要するに、押圧板が所定量後退するまでの間はエクストルーダーベースおよび射出シリンダ３９が後退しないからである（必要とあらば特開平６−２８５９０９等の構成を参照のこと）。
【００４２】
スプルーブレイク動作の完了後、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８はＣＮＣ用ＣＰＵ２５に型開指令を出力して型締用サーボモータＭ１を駆動制御して従来と同様の型開工程を開始させた後（ステップＡ１１）、型開動作と適宜関連させてエジェクタ用のサーボモータを駆動して製品の離型操作を行わせる（ステップＡ１２）。その後、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、この成形サイクルが半自動運転のものであるか自動運転のものであるかを判定し（ステップＡ１３）、自動運転であれば再びステップＡ１に復帰して前記と同様の成形サイクルのシーケンスを繰り返し実行し、また、半自動運転であれば、成形運転に関する処理を終了することになる。
【００４３】
上述の実施例では、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８からのノズルタッチ指令やスプルーブレイク指令の出力を検出することにより、実際のノズルタッチやスプルーブレイクの完了前にフィードバック制御パラメータの切り替えを行うようにしたものを例に挙げて説明したが、ノズルタッチの完了を検知してＯＮ（またはＯＦＦ）となるリミットスイッチ等を設けてＰＭＣ用ＣＰＵ１８により所定周期毎にリミットスイッチ等のＯＮ／ＯＦＦを検出し、このリミットスイッチ等がＯＮ（またはＯＦＦ）である間は温度調節器４３に第２のフィードバック制御パラメータをセットし、また、ＯＦＦ（またはＯＮ）である間は第１のフィードバック制御パラメータをセットするようにしてもよい。なお、設定金型温度や設定金型温度とノズル４４の設定温度との差に対応して第１，第２のフィードバック制御のパラメータを選択する点は前記と同様である。
【００４４】
また、パージ等を実施する場合には射出成形機の手動操作盤に設けられた手動操作スイッチにより射出シリンダ３９を前後退させてノズルタッチやスプルーブレイク動作を行わせることになるが、この手動操作スイッチはオペレータによってスイッチが操作される間だけスプルーブレイク用モータを駆動して射出シリンダ３９を前後退させるものに過ぎず、従って、手動操作スイッチからのシリンダ前進指令やシリンダ後退指令のみに基いて第１，第２のフィードバック制御パラメータを選択することはできない。これは、シリンダ前進用の手動操作スイッチが操作されたからといっても、必ずしもノズル４４が金型５０のスプルーに当接するまでこのスイッチが操作され続けるとは限らないからである。例えば、シリンダ後退用の手動操作スイッチを操作して射出シリンダ３９を限界位置まで後退させてからシリンダ前進用の手動操作スイッチを操作し、射出シリンダ３９を後退限度から或る程度前進させた状態でそのまま放置するといったことがあるが、このような場合、シリンダ前進用の手動操作スイッチの操作を検出して自動的にフィードバック制御パラメータを第１のフィードバック制御パラメータから第２のフィードバック制御パラメータに切り替えるようにしてしまうと、ノズル４４の放熱が実際には少ないにも関わらず放熱が多い場合の状態に対処するためのフィードバック制御が行われてしまうことになるので、樹脂焼けや分解および樹脂漏れ等が発生する危険がある。
【００４５】
そこで、本実施例においては、前述のリミットスイッチによる機構を利用することにより、半自動運転および自動運転以外のモード、つまり、手動操作のモードにおいては、ノズルタッチの完了を検知してＯＮとなるリミットスイッチからの信号を検出し、その態様に基いて第１，第２のフィードバック制御パラメータを選択するようにしている。
【００４６】
図３に示すのが、手動運転モードにおいてＰＭＣ用ＣＰＵ１８が所定周期毎に繰り返し実施する処理の概略である。手動運転モードへの切り替えを検出してこの処理を開始したＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、まず、リミットスイッチがＯＮとなっているか否か、つまり、ノズル４４が金型５０のスプルーに接触しているか否かを判別する（ステップＢ１）。リミットスイッチがＯＮとなっていれば、更に、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、第２パラメータ選択フラグＦがセットされているか否か、つまり、ノズル４４の温度調節器４３に第２のフィードバック制御パラメータがセットされているか否かを判別する（ステップＢ２）。ここで、フラグＦがセットされていれば、温度調節器４３には、既に、大きな放熱に適した第２のフィードバック制御パラメータがセットされているのでこのままでよいが、フラグＦがセットされていなければ、フィードバック制御パラメータの切り替えが行われていないことを意味するので、図３に示すステップＡ３と同様の処理を行って、金型温度（または温度差）に対応する第２のフィードバック制御パラメータＡ１ｉ（またはＡ２ｉ）を入出力回路２３を介して温度調節器４３にセットし（ステッブＢ３）、第２パラメータ選択フラグＦをセットする（ステップＢ４）。
【００４７】
また、ステップＢ１の判別結果が偽となった場合、つまり、リミットスイッチがＯＦＦとなっておりノズル４４が金型５０のスプルーから離れていることが確認された場合には、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、第２パラメータ選択フラグＦがリセットされているか否かを判別する（ステップＢ５）。ここで、フラグＦが既にリセットされていれば、ノズル４４の温度調節器４３には、既に、僅かな放熱に適した第１のフィードバック制御パラメータがセットされているのでこのままでよいが、フラグＦがリセットされていなければ、フィードバック制御パラメータの切り替えが行われていないことを意味するので、図３に示すステップＡ９と同様の処理を行って、金型温度（または温度差）に対応する第１のフィードバック制御パラメータＢ１ｉ（またはＢ２ｉ）を入出力回路２３を介してノズル制御用の温度調節器４３にセットし（ステッブＢ６）、第２パラメータ選択フラグＦをリセットする（ステップＢ７）。
【００４８】
結果的に、ノズル４４が金型５０のスプルーに接触していれば温度調節器４３には大きな放熱に適した第２のフィードバック制御パラメータＡ１ｉ（またはＡ２ｉ）がセットされ、また、ノズル４４が金型５０のスプルーから離れていれば温度調節器４３には小さな放熱に適した第１のフィードバック制御パラメータＢ１ｉ（またはＢ２ｉ）がセットされることになる。実際のノズルタッチやスプルーブレイクの完了に先んじてフィードバック制御パラメータの切り替えを行うことによって生じる効果は失われるが、図３に示した処理を半自動運転時および自動運転時のＰＭＣ用ＣＰＵ１８の背景処理として従来のシーケンス制御と同時に実施することにより、図２に示した実施例と略同等の作用効果を得ることができる。なお、ここでいう従来のシーケンス制御とは図２の処理からステップＡ３およびステップＡ９の処理を取り除いたものと同じである。
【００４９】
以上の実施例では、図５もしくは図６に示すようなファイルに金型５０やノズル４４の設定温度に応じた第１，第２のフィードバック制御パラメータを複数記憶させ、成形条件として記憶された各部の温度に従って第１，第２のフィードバック制御パラメータを選択するようにした例について述べたが、射出成形作業の開始に先立ってその都度第１，第２のフィードバック制御パラメータを求めるようにするならば、これらのファイルは必要ない。図５に示すのがその場合の処理の概略を示すフローチャートである。
【００５０】
この場合、射出成形作業の開始に先立ち、オペレータは、まず、ノズル４４および射出シリンダ３９の各部と金型５０のヒータに電源を投入してその温度を射出成形作業に見合った温度に安定させる。その後、射出成形機の手動操作盤に設けられた手動操作スイッチを操作して射出シリンダ３９を移動させ、ノズル４４をスプルーブレイク状態もしくはノズルタッチ状態とし、ディスプレイ付手動データ入力装置２９のファンクションキーを操作してＰＭＣ用ＣＰＵ１８に図４に示すような適正パラメータ設定処理を開始させることになる。
【００５１】
適正パラメータ設定処理を開始したＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、まず、ノズル４４用の温度調節器４３にオートチューニング指令を出力して温度調節器４３にＰＩＤ制御に関するパラメータの自動調整作業を開始させ（ステップＣ１）、その後、温度調節器４３からのオートチューニング完了信号の入力を待つ待機状態に入る（ステップＣ２）。そして、パラメータの自動調整を完了した温度調節器４３がオートチューニング完了信号を出力すると、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８はステップＣ２の判別処理でこれを検出し、前述のオートチューニング処理により温度調節器４３に自動設定されたパラメータの値を入出力回路２３を介して読み込む（ステップＣ３）。そして、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、ノズル４４がスプルーブレイク状態にあるかノズルタッチ状態にあるかを判別し（ステップＣ４）、スプルーブレイク状態であれば、今回読み込んだＰＩＤ制御パラメータを第１のフィードバック制御パラメータとしてレジスタＢに格納し（ステップＣ６）、また、ノズルタッチ状態であれば、今回読み込んだＰＩＤ制御パラメータを第２のフィードバック制御パラメータとしてレジスタＡに格納する（ステップＣ５）。
【００５２】
ノズル４４がスプルーブレイク状態にあるかノズルタッチ状態にあるかは、前述したノズルタッチ検知用のリミットスイッチ等によりＰＭＣ用ＣＰＵ１８の側で自動的に検出することができる。また、最初の操作でノズル４４をスプルーブレイク状態もしくはノズルタッチ状態としたオペレータ自らが、適正パラメータ設定処理の開始に先立ってレジスタＡまたはレジスタＢのいずれか一方をＰＭＣ用ＣＰＵ１８に手動で指定するようにしてもよい。
【００５３】
以上のようにしてスプルーブレイク状態またはノズルタッチ状態のいずれか一方を選択してこれに適したフィードバック制御パラメータをレジスタＢまたはレジスタＡに記憶させた後、オペレータは再び手動操作盤の手動操作スイッチを操作して射出シリンダ３９を移動させ、ノズル４４をノズルタッチ状態もしくはスプルーブレイク状態とし（前記と逆の態様を選択する）、前記と同様にしてＰＭＣ用ＣＰＵ１８に適正パラメータ設定処理を実行させ、得られたフィードバック制御パラメータをレジスタＡまたはレジスタＢに記憶させる。
【００５４】
つまり、この適正パラメータ設定処理は温度調節器４３のオートチューニング機能を利用して第１，第２のフィードバック制御パラメータを求めるためのものであり、当然、最初に説明した実施例において金型５０の設定温度の幅毎または金型５０の設定温度とノズル４４の設定温度との差の幅毎にファイルを作成する際にも利用することができる。なお、本実施例においては射出成形作業の開始に先立ってその都度第１，第２のフィードバック制御パラメータを求めるようにしているので、図５または図６に示すようなファイルは必要なく、レジスタＡおよびレジスタＢのみで十分である。射出成形作業の開始に先立ってその都度第１，第２のフィードバック制御パラメータを求めるようにした場合であっても、半自動運転時および自動運転時のノズル４４の温度制御に関しては図２に示したフローチャートをそのまま利用することができ、また、パージ作業等の際の手動運転に際しては図３に示すようなフローチャートをそのまま利用することができる。但し、この場合に使用される第１，第２のフィードバック制御パラメータは１組のみであるから、ステップＡ３およびステップＢ３では第２のフィードバック制御パラメータを記憶したレジスタＡの値が、また、ステップＡ９およびステップＢ６では第１のフィードバック制御パラメータを記憶したレジスタＢの値が利用されることになる。
【００５５】
【発明の効果】
本発明の射出成形機は、金型から離間した状態でノズル温度制御に用いる第１のフィードバック制御ゲインと金型に当接した状態でノズル温度制御に用いる第２のフィードバック制御ゲインとを予め記憶しておき、金型から離間した状態では第１のフィードバック制御ゲインによって、また、金型に当接した状態では第２のフィードバック制御ゲインによってノズル温度をフィードバック制御するようにしたので、ノズルがスプルーから離間している時もノズルがスプルーに接触している時も、アンダーシュートやオーバーシュートを生じることなく、ノズル温度を設定温度に安定的に保持することができる。また、ノズルが金型から離間した状態から金型に当接した状態に移行して放熱量が増大したり、金型に当接した状態から金型から離間した状態に移行して放熱量が減少した場合であっても、ノズルの温度が急激に下降してショートショットやノズル詰まりが発生したり、ノズルの温度が必要以上に上昇して樹脂焼けや樹脂の分解、および、粘性の低下による樹脂の漏れ出し等が発生したりすることがないので、ノズルの先端は常に清浄に保たれ、分解固化した樹脂の付着によるノズルやスプルーの損傷、および、これを原因とする樹脂漏れによるバンドヒータおよび熱電対の破損等も未然に防止される。
【００５６】
また、実際にノズルを金型から離間した状態とノズルを金型に接触させた状態でフィードバック制御ゲインをオートチューニングすることによって第１，第２のフィードバック制御ゲインを求めるようにしているので、金型から離間した状態での放熱特性や金型に接触させた状態での放熱特性に適合する第１，第２のフィードバック制御ゲインを簡単かつ確実に得ることができる。
【００５７】
更に、金型の設定温度または金型の設定温度とノズルの設定温度との差に対応して第１，第２のフィードバック制御パラメータを複数記憶し、金型の設定温度または金型の設定温度とノズルの設定温度との差に対応して第１，第２のフィードバック制御パラメータを選択するようにしているので、金型やノズルの設定温度に応じた最適なフィードバック制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の射出成形機の要部を示すブロック図である。
【図２】同実施例の射出成形機の制御装置によるシーケンス制御の概略を１成形サイクルに亘って示すフローチャートである。
【図３】リミットスイッチからの信号によってフィードバック制御パラメータを選択する場合の処理の概略を示すフローチャートである。
【図４】射出成形作業の都度第１，第２のフィードバック制御パラメータを求める場合の処理の概略を示すフローチャートである。
【図５】金型の設定温度に対応して第１，第２のフィードバック制御パラメータを記憶させたファイルを示す概念図である。
【図６】金型の設定温度とノズルの設定温度との差に対応して第１，第２のフィードバック制御パラメータを記憶させたファイルを示す概念図である。
【符号の説明】
１８ ＰＭＣ用ＣＰＵ
２３ 入出力回路
２４ 不揮発性メモリ
３４ バンドヒータ
３５ バンドヒータ
３６ 熱電対
３７ 熱電対
３９ 射出シリンダ
４３ 温度調節器
４４ ノズル
【産業上の利用分野】
本発明は、射出成形機の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形機のノズル温度には金型の構造や使用対象樹脂の種別に応じた適正温度というものがあり、ノズルを金型から離さないようにして、常にこの適正温度を安定的に維持して連続的に射出成形作業を繰り返すことが望ましいが、実際にはパージ作業や糸引き防止のためのスプルーブレイク動作等が必要とされる場合もあり、ノズルの適正温度を恒常的に保持するというのは、必ずしも容易なことではない。
【０００３】
まず、射出成形作業を新たに開始する場合には、ノズルを金型から離間させた状態でパージ作業を行う必要があるが、このときノズルの温度が適正になるように温度調節器のフィードバック制御パラメータを決めておくと、パージ完了後、ノズルを金型に当接させた段階で急激にノズル温度が降下してしまう場合がある。これは、金型の設定温度がノズルの設定温度よりもかなり低く、しかも、金型を形成している金属の比熱が大きいため、この金型によってノズルの熱が奪われてしまうためである。
【０００４】
このまま射出成形作業を開始してしまうと、前述したノズルの温度低下のためにノズル詰まりやショートショット等のトラブルが発生する危険があるので、ノズルと金型との間で熱平衡が達成されるまでの相当の時間に亘って射出成形作業の開始を待たなければならない。
【０００５】
このような問題を解消するため、ノズルを金型から離間させた状態で予めノズルの温度を高めに設定しておくことで、ノズルと金型との接触によって生じるノズル温度の低下（適正温度を基準とする温度低下）を防止するようにした温度制御方法が提案されている。しかし、ノズルを金型から離間させた状態でノズルの温度を必要以上に高く設定しておくと、ノズルに充填されている溶融樹脂に焼けや分解等の異常が生じる恐れがあり、また、高温化によって樹脂の粘性が通常よりも低くなっている関係上、射出シリンダを前進させてノズルを金型に接触させるまでの間にノズルから樹脂が漏れ出してしまうといった危険もある。溶融樹脂に焼けや分解等の異常が生じれば正常な射出成形作業を行うことはできない。また、ノズルを金型に接触させるまでの間にノズルから漏れ出した樹脂が分解して固化したままノズルの先端に付着してしまうと、ノズルタッチが不完全となってノズルと金型スプルーとの間に間隙が生じるため、定常的な樹脂漏れを生じる恐れがある。更に、固化した樹脂が強力なノズルタッチ力によって挟み込まれるため、ノズルやスプルーの当接面に凹状の傷が生じる場合があり、こうなってしまうと、これらの部品を交換しない限り樹脂漏れを解消することはできなくなる。また、凹状の傷を生じたまま射出成形機を使用すれば、樹脂漏れによるショートショットを原因とする成形不良が発生し、場合によっては、漏れ出た樹脂が付着することによってノズル部分のバンドヒータおよび熱電対に破損等が生じる場合もある。
【０００６】
また、連続成形作業に都合がいいように、金型のスプルーにノズルを接触させた状態でノズルの温度が適正になるように温度調節器のフィードバック制御パラメータを決めておくと、パージ等の際にスプルーブレイク動作を行って金型からノズルを離間させたときにノズルの温度が上昇し、ノズルに充填されている溶融樹脂に焼けや分解等の異常が生じる危険がある。
【０００７】
スプルーブレイク時とノズルタッチ時とに分けてノズル温度の設定値を変えることで各状態における最終的なノズル温度が適正値となるように制御する方法もあるが、やはり、各々の状態でノズルの温度が安定するまでには相当の時間を要し、問題が残る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、前記従来技術の欠点を解消し、ノズル詰まり，樹脂焼け，樹脂の分解等の異常を生じたり、スプルーブレイク動作中にノズルから樹脂が漏れ出したりすることがなく、ノズルタッチ時およびスプルーブレイ時の各々においてノズルの温度を適正な値に安定的に保持することのできる射出成形機を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
温度検出手段で検出したノズル温度が設定温度に一致するように温度調節器でフィードバック制御する射出成形機において、本発明は、金型からノズルが離間した状態でのノズルの放熱特性に適合した第１のフィードバック制御ゲインと、金型にノズルが当接した状態でのノズルの放熱特性に適合した第２のフィードバック制御ゲインとを記憶する記憶手段と、射出成形作業中の金型からノズルを離間させる動作および金型にノズルを当接させる動作に応動して、前記記憶手段に記憶された第１のフィードバック制御ゲインまたは第２のフィードバック制御ゲインの内、対応するフィードバック制御ゲインを前記温度調節器に設定する手段とを備えることにより、前記目的を達成した。また、フィードバック制御ゲインを変える手段として、射出成形作業中の金型からノズルを離間させる指令を出した直後に前記記憶手段に記憶された第１のフィードバック制御ゲインを前記温度調節器に設定する手段と、金型とノズルが離間した状態からノズルを金型に当接する指令を出した直後に前記記憶手段に記憶された第２のフィードバック制御ゲインを前記温度調節器に設定する手段とを有することを特徴とする射出成形機。
【００１０】
また、金型からノズルが離間した状態および金型にノズルが当接した状態でフィードバック制御ゲインをオートチューニングすることによって前記第１のフィードバック制御ゲインおよび前記第２のフィードバック制御ゲインを求め、該求めたフィードバック制御ゲインを前記記憶手段に記憶するようにした。
【００１１】
更に、金型の設定温度または金型の設定温度とノズルの設定温度との差に対応して前記第１のフィードバック制御ゲインおよび前記第２のフィードバック制御ゲインを前記記憶手段に複数記憶しておき、金型の設定温度または金型の設定温度とノズルの設定温度との差に対応して、前記第１のフィードバック制御ゲインおよび前記第２のフィードバック制御ゲインを選択し、前記温度調節器に設定することで、金型およびノズルの設定温度に応じた最適なフィードバック制御を行えるようにした。
【００１２】
【作用】
金型，射出シリンダ，ノズルの各ヒータを設定温度に加熱した後、金型からノズルが離間した状態でオートチューニングを行い、金型から離間した状態でノズル温度制御に用いるフィードバック制御ゲインを求め、この値を第１のフィードバック制御ゲインとして記憶手段に記憶する。同様に、金型にノズルが当接した状態でオートチューニングを行い、金型に当接した状態でノズル温度制御に用いるフィードバック制御ゲインを求め、この値を第２のフィードバック制御ゲインとして記憶手段に記憶する。
【００１３】
更に、金型の設定温度または金型の設定温度とノズルの設定温度との差の条件が複数ある場合には、前記と同様にして各条件毎に第１のフィードバック制御パラメータと第２のフィードバック制御パラメータとを求め、各条件つまり金型の設定温度または金型の設定温度とノズルの設定温度との差に対応させて、第１，第２のフィードバック制御パラメータを記憶する。
【００１４】
温度調節器は、金型の設定温度または金型の設定温度とノズルの設定温度との差に対応して前記第１のフィードバック制御ゲインおよび前記第２のフィードバック制御ゲインを選択し、金型からノズルが離間した状態では前記第１のフィードバック制御ゲインによって、また、金型にノズルが当接した状態では前記第２のフィードバック制御ゲインによってノズル温度をフィードバック制御する。
【００１５】
金型からノズルが離間した状態では金型から離間した状態でノズル温度制御に用いるフィードバック制御ゲインによってノズル温度のフィードバック制御が行われ、また、金型にノズルが当接した状態では金型に当接した状態でノズル温度制御に用いるフィードバック制御ゲインによってノズル温度のフィードバック制御が行われるようになるので、ノズルがスプルーから離間している時もノズルがスプルーに接触している時も、アンダーシュートやオーバーシュートを生じることなく、ノズル温度を設定温度に安定的に保持することができる。
【００１６】
また、金型から離間した状態でノズル温度制御に用いる第１のフィードバック制御ゲインと金型に当接した状態でノズル温度制御に用いる第２のフィードバック制御ゲインとにより温度制御が行われるので、ノズルが金型から離間した状態から金型に当接した状態に移行して放熱量が増大した場合であってもノズルの温度が急激に下降してノズル詰まりが発生するといった心配がなく、また、ノズルが金型に当接した状態から金型から離間した状態に移行して放熱量が減少した場合であってもノズルの温度が必要以上に上昇して樹脂焼けや樹脂の分解、および、粘性の低下による樹脂の漏れ出しが発生しない。この結果、ノズルの先端は常に清浄に保たれ、分解固化した樹脂の付着によるノズルやスプルーの損傷、および、これを原因とする樹脂漏れによるバンドヒータおよび熱電対の破損等も未然に防止される。
【００１７】
【実施例】
図１は本発明を適用した一実施例の射出成形機の要部を示すブロック図である。図１において、符号３３は固定プラテン，符号３２は可動プラテン，符号３９は射出シリンダ，符号３８はスクリューであり、射出シリンダ３９にはバンドヒータ３４および温度検出手段としての熱電対３７が設けられている。バンドヒータ３４および熱電対３７は射出シリンダ３９の各部を個別に温度制御すべく長手方向に複数組設けられ、射出シリンダ３９先端のノズル４４にも同様にしてバンドヒータ３５および熱電対３６が設けられている。図１ではノズル４４のバンドヒータ３５の温度をＰ（比例），Ｉ（積分），Ｄ（微分）フィードバック制御する温度調節器４３についてのみ示しているが、射出シリンダ３９各部のバンドヒータ３４および熱電対３７や金型５０に設けられた棒ヒータおよび熱電対に対しても同様の温度調節器４３が各々個別に配備されている。
【００１８】
可動プラテン３２は型締用サーボモータ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によって構成される駆動変換装置３１を介してタイバー（図示せず）に沿って移動される。また、スクリュー３８はボールナット＆スクリューおよびボス＆セレーション等によって構成される駆動変換装置４１や射出用サーボモータＭ２により軸方向に移動される一方、歯車機構４２や計量回転用サーボモータＭ３で構成される駆動機構により、軸方向の移動と独立して計量混練のための回転運動が行われる。
【００１９】
射出成形機の制御装置１０は、数値制御用のマイクロプロセッサであるＣＮＣ用ＣＰＵ２５，プログラマブルマシンコントローラ用のマイクロプロセッサであるＰＭＣ用ＣＰＵ１８，サーボ制御用のマイクロプロセッサであるサーボＣＰＵ２０および射出保圧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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
そして、サーボＣＰＵ２０には、該ＣＰＵ２０からの指令に基いてエジェクタ用，スプルーブレイク用（以上、図示せず）および型締用，射出用，スクリュー回転用等の各軸のサーボモータを駆動するサーボアンプ１５が接続され、型締用サーボモータ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等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により算出された可動プラテン３２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算出されたスクリュー３８の現在位置および現在速度等が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記憶されるようになっている。
【００２３】
圧力モニタ用ＣＰＵ１７は、スクリュー３８の基部に設けられた圧力検出器４０およびＡ／Ｄ変換器１６を介して射出保圧圧力やスクリュー背圧のサンプリング処理を行う。
【００２４】
不揮発性メモリ（ＲＡＭ）２４は射出成形作業に関する成形条件（射出保圧条件，計量条件等）と各種設定値，マクロ変数等を従来と同様にして記憶する成形データ保存用のメモリであり、更に、本実施例においては、スプルーブレイク状態におけるノズル４４の放熱特性に適合する第１のフィードバック制御パラメータ（Ｐ，Ｉ，Ｄの各ゲイン）やノズルタッチ状態におけるノズル４４の放熱特性に適合する第２のフィードバック制御パラメータ（Ｐ，Ｉ，Ｄの各ゲイン）が該不揮発性メモリ２４のファイルに記憶されるようになっている。
【００２５】
図５に示すのは金型５０の設定温度に対応して第１，第２のフィードバック制御パラメータを記憶させた場合の例で、例えば、ａ℃未満の金型設定温度に対しては第１のフィードバック制御のゲイン等のパラメータＢ１１と第２のフィードバック制御のゲイン等のパラメータＡ１１が、また、ａ℃以上ｂ℃未満の金型設定温度に対しては第１のフィードバック制御パラメータＢ１２と第２のフィードバック制御パラメータＡ１２が対応するようになっている。一方、図６は金型５０の設定温度とノズル４４の設定温度との差に対応して第１，第２のフィードバック制御パラメータを記憶させた場合の例で、例えば、Δａ℃未満の差に対しては第１のフィードバック制御パラメータＢ２１と第２のフィードバック制御パラメータＡ２１が、また、Δａ℃以上Δｂ℃未満の差に対しては第１のフィードバック制御パラメータＢ２２と第２のフィードバック制御パラメータＡ２２が対応するようになっている。なお、図５および図６に示すファイルは同一の金型５０に対して使用対象樹脂の種類を変えて射出成形作業を行う場合に生じる適正金型温度もしくは適正金型温度と適正ノズル温度との差の変化に対処するためのものであって、構造および大きさ（質量）や材質の異なる金型５０に対処するためのものではない。構造および大きさ（質量）や材質の異なる複数の金型５０に対処する場合には、図５または図６に示すようなファイルが金型５０の数だけ必要である。但し、構造および大きさ（質量）や材質が異なる金型５０であっても、例えば、比熱は大きいが大きさ（質量は）は小さいというように、様々な相殺的効果によって最終的な放熱特性が類似するものであれば、同じファイルを利用することも可能である。
【００２６】
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、各種設定画面の表示やデータの入力操作等が各種ファンクションキーやテンキーおよびカーソル移動キー等によって行われるようになっている。
【００２７】
そして、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８が射出成形機各軸のシーケンス制御を行う一方、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５がＲＯＭ２７の制御プログラムに基いて各軸のサーボモータに対してパルス分配を行い、サーボＣＰＵ２０は各軸に対してパルス分配された移動指令とパルスコーダＰ１，Ｐ２等の検出器で検出された位置のフィードバック信号および速度のフィードバック信号に基いて、従来と同様に位置ループ制御，速度ループ制御さらには電流ループ制御等のサーボ制御を行い、いわゆるディジタルサーボ処理を実行する。また、射出成形機の本体に設けられた手動操作盤（図示せず）からの指令により前述の各軸、および、射出シリンダ３９を固設したエクストルーダーベースのスプルーブレイク用モータを制御し、各軸を独立して駆動する。
【００２８】
バンドヒータ３５，３４によるノズル４４および射出シリンダ３９各部の温度制御は、各部の熱電対３６および３７でフィードバックされるノズル４４および射出シリンダ３９各部の実温度とＰＭＣ用ＣＰＵ１８により入出力回路２３を介して温度調節器４３毎に設定された不揮発性メモリ２４の設定目標温度との関係に基き、各々の温度調節器４３がＰＩＤフィードバック制御を行うことにより従来と同様にして実現される。また、各部の熱電対３６および３７で検出されるノズル４４および射出シリンダ３９各部の実温度は入出力回路２３を介してＰＭＣ用ＣＰＵ１８に読み込まれるようになっている。棒ヒータおよび熱電対による金型５０の温度制御も、これと同様である。
【００２９】
温度調節器４３のうち、少なくとも、ノズル４４の温度を制御する温度調節器４３は、Ｐ（比例），Ｉ（積分），Ｄ（微分）の各動作のゲイン等のパラメータの値を自動的にチューニングするいわゆるオートチューニング機能を有しており、指令手段としてのＰＭＣ用ＣＰＵ１８から入出力回路２３を介して与えられるオートチューニング指令により、この機能が自動的に起動されるようになっている。温度調節器４３のオートチューニングに用いる方式はどのようなものであってもよいが、例えば、ジーグラ・ニコルスにより提案されている調整則を適用したステップ応答法を利用することができる。この方式によれば、操作量１００％の立上り時、若しくは、０％の立下り時に検出される応答波形の傾きの最大値によりプリ設定値が自動的に決定されるので、オートチューニングの実行に際してＰＭＣ用ＣＰＵ１８の側で行わければならない処理というものはなく、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、単に、温度調節器４３に対してオートチューニング指令を出力するだけでよい。
【００３０】
前述した第１，第２のフィードバック制御パラメータは、温度調節器４３のオートチューニング機能を利用することにより、極めて簡単かつ確実に求めることができる。つまり、前述の温度制御により、ノズル４４および射出シリンダ３９の各部と金型５０の温度を、不揮発性メモリ２４に成形条件として記憶されている各々の設定温度に一致させ、その後、スプルーブレイク状態でノズル４４の温度調節器４３に対してオートチューニング指令を出力してＰＩＤ制御のパラメータを自動調整させ、その結果を、金型５０から離間したノズル４４の放熱特性に適合した第１のフィードバック制御パラメータとして不揮発性メモリ２４のファイルに記憶させるのである。同様に、金型５０に当接したノズル４４の放熱特性に適合した第２のフィードバック制御パラメータを求める際には、ノズルタッチ状態で温度調節器４３に対してオートチューニング指令を出力してＰＩＤ制御のパラメータを自動調整させ、その結果を、第２のフィードバック制御パラメータとして不揮発性メモリ２４のファイルに記憶させればよいのである。
【００３１】
なお、図５のファイルからも明らかなように、金型５０の温度の高低によって放熱特性に適合した第１，第２のフィードバック制御パラメータの値は変わるものであるから、これらのパラメータを求める際には金型５０やシリンダ３９の温度を適確に制御して設定温度を再現するようにしなければならない。また、金型５０に棒ヒータや熱電対等が設けられていない場合では金型５０の温度を積極的に制御することはできない。従って、このような場合には、ノズル４４および射出シリンダ３９各部の温度を設定温度に制御して相当の時間に亘り射出成形作業を連続的に行うことにより金型５０の温度を熱平衡の状態に維持し、その時の金型５０の温度を測定して金型温度の設定温度として記憶し、前記と同様の作業を行って金型設定温度に対する第１，第２のフィードバック制御パラメータの値を求めることになる。
【００３２】
更に、金型５０の設定温度の幅毎に第１，第２のフィードバック制御パラメータの値を求める場合（図５の例）、または、金型５０の設定温度とノズル４４の設定温度との差の幅毎に第１，第２のフィードバック制御パラメータの値を求める場合（図６の例）では、金型５０の温度やノズル４４の温度を各々の条件に見合った状態に保持して前記と同様に第１，第２のフィードバック制御パラメータの値を求め、各々の条件、つまり、金型５０の設定温度の幅や金型５０の設定温度とノズル４４の設定温度との差の幅に対応させて第１，第２のフィードバック制御パラメータの値を不揮発性メモリ２４のファイルに記憶させる。
【００３３】
なお、手動で実験的に第１，第２のフィードバック制御パラメータを求めることができるのであれば、必ずしもオートチューニングは必要としない。
【００３４】
図２はＰＭＣ用ＣＰＵ１８によるシーケンス制御の概略を１成形サイクルに亘って示すフローチャートである。次に、ノズル４４および金型５０と射出シリンダ３９の各部がバンドヒータ３４および３５等の加熱操作により既に成形可能温度にまで加熱され、１サイクルの半自動運転もしくは連続運転が開始されているものとして、本実施例におけるノズル４４の温度制御について説明する。
【００３５】
１成形サイクルのシーケンス制御を開始したＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、まず、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５に型閉指令を出力し、型締用サーボモータＭ１を駆動制御させて従来と同様の型閉および型締の工程を行わせた後（ステップＡ１）、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５にノズルタッチ指令を出力して図示しないスプレーブレイク用モータを駆動させ、射出シリンダ３９の前進を開始させる（ステップＡ２）。そして、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、不揮発性メモリ２４に実行対象として記憶されている成形条件から設定金型温度を読み込み、この金型温度に対応する第２のフィードバック制御パラメータＡ１ｉを図５のファイルから読み出し、入出力回路２３を介してノズル制御用の温度調節器４３にセットする（ステップＡ３）。これにより、温度調節器４３のＰＩＤパラメータは、金型５０から離間したノズル４４の放熱特性に適合した第１のフィードバック制御パラメータＢ１ｉから、金型５０に当接したノズル４４の放熱特性に適合した第２のフィードバック制御パラメータＡ１ｉへと自動的に切り替えられることになる。
【００３６】
なお、図６のように金型５０の設定温度とノズル４４の設定温度との差に対応して第１，第２のフィードバック制御パラメータを記憶させたファイルを利用する場合では、金型５０の設定温度とノズル４４の設定温度との差を予め実行対象となる成形条件の一部として不揮発性メモリ２４に記憶させておき、この値に基いて図６のファイルを検索して第２のフィードバック制御パラメータＡ２ｉを求めて温度調節器４３にセットするか、または、実行対象となる成形条件として記憶されている金型５０の設定温度とノズル４４の設定温度とからその差を改めて求め、この差に基いて図６のファイルを検索して第２のフィードバック制御パラメータＡ２ｉを温度調節器４３にセットすることになる（以上、図６のファイルを利用した場合におけるステップＡ３の処理）。
【００３７】
フィードバック制御パラメータの切り替えが実際の温度制御に影響を与えるようになるまでの間にはある程度の時間が必要とされるが、フィードバック制御パラメータの切り替えは既にノズルタッチ指令の出力直後に行われているので、ノズルタッチが完了するまでの間には、フィードバック制御パラメータの切り替えによる効果が十分に現れることになる（ステップＡ４）。従って、ノズル４４が金型５０のスプルーに実際に当接する段階では放熱量の増大に適応したフィードバック制御が既に開始されており、金型５０との接触によってノズル４４の温度が不用意に低下することはない。これにより、ノズル詰まりやショートショットの発生といった事故が未然に防止される。
【００３８】
次いで、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５に射出指令を出力して射出用サーボモータＭ２を駆動制御させ、従来と同様の射出および保圧工程の処理を行わせた後（ステップＡ５，ステップＡ６）、射出用サーボモータＭ２で樹脂に所定の背圧を印加させた状態でスクリュー回転用サーボモータＭ３によりスクリュー３８を回転させ、従来と同様の計量混練動作を行わせた後（ステップＡ７）、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５にスプルーブレイク指令を出力して図示しないスプルーブレイク用モータを駆動させ、射出シリンダ３９の後退を開始させる（ステップＡ８）。そして、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、不揮発性メモリ２４に実行対象として記憶されている成形条件から設定金型温度を読み込み、この金型温度に対応する第１のフィードバック制御パラメータＢ１ｉを図５のファイルから読み出し、入出力回路２３を介してノズル制御用の温度調節器４３にセットする（ステップＡ９）。これにより、温度調節器４３のＰＩＤパラメータは、金型５０に当接したノズル４４の放熱特性に適合した第２のフィードバック制御パラメータＡ１ｉから金型５０と離間したノズル４４の放熱特性に適合した第１のフィードバック制御パラメータＢ１ｉへと自動的に切り替えられることになる。
【００３９】
スプルーブレイクの際にも前述したノズルタッチの場合と同様、図６のようなファイルを利用している場合では、金型５０の設定温度とノズル４４の設定温度との差を予め不揮発性メモリ２４に成形条件として記憶させておき、この値に基いて図６のファイルを検索して第１のフィードバック制御パラメータＢ２ｉを求めて温度調節器４３にセットするか、または、実行対象となる成形条件として記憶されている金型５０の設定温度とノズル４４の設定温度とからその差を改めて求め、この差に基いて図６のファイルを検索して第１のフィードバック制御パラメータＢ２ｉを温度調節器４３にセットすることになる（以上、図６のファイルを利用した場合におけるステップＡ９の処理）。
【００４０】
前述した通り、フィードバック制御パラメータの切り替えが実際の温度制御に影響を与えるようになるまでの間にはある程度の時間が必要とされるが、フィードバック制御パラメータの切り替えは既にスプルーブレイク指令の出力直後に行われているので、実際に金型５０からノズル４４が離間するするまでの間には、フィードバック制御パラメータの切り替えによる効果が十分に現れることになる（ステップＡ１０）。従って、ノズル４４が金型５０のスプルーから実際に離間する段階では放熱量の減少に適応したフィードバック制御が既に開始されており、金型５０との離間によってノズル４４の温度が不用意に上昇することはない。これにより、ノズル４４部分の樹脂焼けや分解、および、粘性の低下による樹脂漏れの発生といった事故が未然に防止される。
【００４１】
なお、スプルーブレイク用モータを駆動させても直ちに射出シリンダ３９が後退しないのは、射出シリンダ３９の取付け枠となるエクストルーダーベースとスプルーブレイク用モータを駆動源としてエクストルーダーベースを前後退させる直線駆動軸の押圧板との間にコイルスプリング等の蓄勢手段が設けられているからである。つまり、スプルーブレイク用モータを駆動させて押圧板を後退させても、コイルスプリング等が自然長に復帰して蓄勢手段の蓄勢が解除されるまで、要するに、押圧板が所定量後退するまでの間はエクストルーダーベースおよび射出シリンダ３９が後退しないからである（必要とあらば特開平６−２８５９０９等の構成を参照のこと）。
【００４２】
スプルーブレイク動作の完了後、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８はＣＮＣ用ＣＰＵ２５に型開指令を出力して型締用サーボモータＭ１を駆動制御して従来と同様の型開工程を開始させた後（ステップＡ１１）、型開動作と適宜関連させてエジェクタ用のサーボモータを駆動して製品の離型操作を行わせる（ステップＡ１２）。その後、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、この成形サイクルが半自動運転のものであるか自動運転のものであるかを判定し（ステップＡ１３）、自動運転であれば再びステップＡ１に復帰して前記と同様の成形サイクルのシーケンスを繰り返し実行し、また、半自動運転であれば、成形運転に関する処理を終了することになる。
【００４３】
上述の実施例では、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８からのノズルタッチ指令やスプルーブレイク指令の出力を検出することにより、実際のノズルタッチやスプルーブレイクの完了前にフィードバック制御パラメータの切り替えを行うようにしたものを例に挙げて説明したが、ノズルタッチの完了を検知してＯＮ（またはＯＦＦ）となるリミットスイッチ等を設けてＰＭＣ用ＣＰＵ１８により所定周期毎にリミットスイッチ等のＯＮ／ＯＦＦを検出し、このリミットスイッチ等がＯＮ（またはＯＦＦ）である間は温度調節器４３に第２のフィードバック制御パラメータをセットし、また、ＯＦＦ（またはＯＮ）である間は第１のフィードバック制御パラメータをセットするようにしてもよい。なお、設定金型温度や設定金型温度とノズル４４の設定温度との差に対応して第１，第２のフィードバック制御のパラメータを選択する点は前記と同様である。
【００４４】
また、パージ等を実施する場合には射出成形機の手動操作盤に設けられた手動操作スイッチにより射出シリンダ３９を前後退させてノズルタッチやスプルーブレイク動作を行わせることになるが、この手動操作スイッチはオペレータによってスイッチが操作される間だけスプルーブレイク用モータを駆動して射出シリンダ３９を前後退させるものに過ぎず、従って、手動操作スイッチからのシリンダ前進指令やシリンダ後退指令のみに基いて第１，第２のフィードバック制御パラメータを選択することはできない。これは、シリンダ前進用の手動操作スイッチが操作されたからといっても、必ずしもノズル４４が金型５０のスプルーに当接するまでこのスイッチが操作され続けるとは限らないからである。例えば、シリンダ後退用の手動操作スイッチを操作して射出シリンダ３９を限界位置まで後退させてからシリンダ前進用の手動操作スイッチを操作し、射出シリンダ３９を後退限度から或る程度前進させた状態でそのまま放置するといったことがあるが、このような場合、シリンダ前進用の手動操作スイッチの操作を検出して自動的にフィードバック制御パラメータを第１のフィードバック制御パラメータから第２のフィードバック制御パラメータに切り替えるようにしてしまうと、ノズル４４の放熱が実際には少ないにも関わらず放熱が多い場合の状態に対処するためのフィードバック制御が行われてしまうことになるので、樹脂焼けや分解および樹脂漏れ等が発生する危険がある。
【００４５】
そこで、本実施例においては、前述のリミットスイッチによる機構を利用することにより、半自動運転および自動運転以外のモード、つまり、手動操作のモードにおいては、ノズルタッチの完了を検知してＯＮとなるリミットスイッチからの信号を検出し、その態様に基いて第１，第２のフィードバック制御パラメータを選択するようにしている。
【００４６】
図３に示すのが、手動運転モードにおいてＰＭＣ用ＣＰＵ１８が所定周期毎に繰り返し実施する処理の概略である。手動運転モードへの切り替えを検出してこの処理を開始したＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、まず、リミットスイッチがＯＮとなっているか否か、つまり、ノズル４４が金型５０のスプルーに接触しているか否かを判別する（ステップＢ１）。リミットスイッチがＯＮとなっていれば、更に、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、第２パラメータ選択フラグＦがセットされているか否か、つまり、ノズル４４の温度調節器４３に第２のフィードバック制御パラメータがセットされているか否かを判別する（ステップＢ２）。ここで、フラグＦがセットされていれば、温度調節器４３には、既に、大きな放熱に適した第２のフィードバック制御パラメータがセットされているのでこのままでよいが、フラグＦがセットされていなければ、フィードバック制御パラメータの切り替えが行われていないことを意味するので、図３に示すステップＡ３と同様の処理を行って、金型温度（または温度差）に対応する第２のフィードバック制御パラメータＡ１ｉ（またはＡ２ｉ）を入出力回路２３を介して温度調節器４３にセットし（ステッブＢ３）、第２パラメータ選択フラグＦをセットする（ステップＢ４）。
【００４７】
また、ステップＢ１の判別結果が偽となった場合、つまり、リミットスイッチがＯＦＦとなっておりノズル４４が金型５０のスプルーから離れていることが確認された場合には、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、第２パラメータ選択フラグＦがリセットされているか否かを判別する（ステップＢ５）。ここで、フラグＦが既にリセットされていれば、ノズル４４の温度調節器４３には、既に、僅かな放熱に適した第１のフィードバック制御パラメータがセットされているのでこのままでよいが、フラグＦがリセットされていなければ、フィードバック制御パラメータの切り替えが行われていないことを意味するので、図３に示すステップＡ９と同様の処理を行って、金型温度（または温度差）に対応する第１のフィードバック制御パラメータＢ１ｉ（またはＢ２ｉ）を入出力回路２３を介してノズル制御用の温度調節器４３にセットし（ステッブＢ６）、第２パラメータ選択フラグＦをリセットする（ステップＢ７）。
【００４８】
結果的に、ノズル４４が金型５０のスプルーに接触していれば温度調節器４３には大きな放熱に適した第２のフィードバック制御パラメータＡ１ｉ（またはＡ２ｉ）がセットされ、また、ノズル４４が金型５０のスプルーから離れていれば温度調節器４３には小さな放熱に適した第１のフィードバック制御パラメータＢ１ｉ（またはＢ２ｉ）がセットされることになる。実際のノズルタッチやスプルーブレイクの完了に先んじてフィードバック制御パラメータの切り替えを行うことによって生じる効果は失われるが、図３に示した処理を半自動運転時および自動運転時のＰＭＣ用ＣＰＵ１８の背景処理として従来のシーケンス制御と同時に実施することにより、図２に示した実施例と略同等の作用効果を得ることができる。なお、ここでいう従来のシーケンス制御とは図２の処理からステップＡ３およびステップＡ９の処理を取り除いたものと同じである。
【００４９】
以上の実施例では、図５もしくは図６に示すようなファイルに金型５０やノズル４４の設定温度に応じた第１，第２のフィードバック制御パラメータを複数記憶させ、成形条件として記憶された各部の温度に従って第１，第２のフィードバック制御パラメータを選択するようにした例について述べたが、射出成形作業の開始に先立ってその都度第１，第２のフィードバック制御パラメータを求めるようにするならば、これらのファイルは必要ない。図５に示すのがその場合の処理の概略を示すフローチャートである。
【００５０】
この場合、射出成形作業の開始に先立ち、オペレータは、まず、ノズル４４および射出シリンダ３９の各部と金型５０のヒータに電源を投入してその温度を射出成形作業に見合った温度に安定させる。その後、射出成形機の手動操作盤に設けられた手動操作スイッチを操作して射出シリンダ３９を移動させ、ノズル４４をスプルーブレイク状態もしくはノズルタッチ状態とし、ディスプレイ付手動データ入力装置２９のファンクションキーを操作してＰＭＣ用ＣＰＵ１８に図４に示すような適正パラメータ設定処理を開始させることになる。
【００５１】
適正パラメータ設定処理を開始したＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、まず、ノズル４４用の温度調節器４３にオートチューニング指令を出力して温度調節器４３にＰＩＤ制御に関するパラメータの自動調整作業を開始させ（ステップＣ１）、その後、温度調節器４３からのオートチューニング完了信号の入力を待つ待機状態に入る（ステップＣ２）。そして、パラメータの自動調整を完了した温度調節器４３がオートチューニング完了信号を出力すると、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８はステップＣ２の判別処理でこれを検出し、前述のオートチューニング処理により温度調節器４３に自動設定されたパラメータの値を入出力回路２３を介して読み込む（ステップＣ３）。そして、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、ノズル４４がスプルーブレイク状態にあるかノズルタッチ状態にあるかを判別し（ステップＣ４）、スプルーブレイク状態であれば、今回読み込んだＰＩＤ制御パラメータを第１のフィードバック制御パラメータとしてレジスタＢに格納し（ステップＣ６）、また、ノズルタッチ状態であれば、今回読み込んだＰＩＤ制御パラメータを第２のフィードバック制御パラメータとしてレジスタＡに格納する（ステップＣ５）。
【００５２】
ノズル４４がスプルーブレイク状態にあるかノズルタッチ状態にあるかは、前述したノズルタッチ検知用のリミットスイッチ等によりＰＭＣ用ＣＰＵ１８の側で自動的に検出することができる。また、最初の操作でノズル４４をスプルーブレイク状態もしくはノズルタッチ状態としたオペレータ自らが、適正パラメータ設定処理の開始に先立ってレジスタＡまたはレジスタＢのいずれか一方をＰＭＣ用ＣＰＵ１８に手動で指定するようにしてもよい。
【００５３】
以上のようにしてスプルーブレイク状態またはノズルタッチ状態のいずれか一方を選択してこれに適したフィードバック制御パラメータをレジスタＢまたはレジスタＡに記憶させた後、オペレータは再び手動操作盤の手動操作スイッチを操作して射出シリンダ３９を移動させ、ノズル４４をノズルタッチ状態もしくはスプルーブレイク状態とし（前記と逆の態様を選択する）、前記と同様にしてＰＭＣ用ＣＰＵ１８に適正パラメータ設定処理を実行させ、得られたフィードバック制御パラメータをレジスタＡまたはレジスタＢに記憶させる。
【００５４】
つまり、この適正パラメータ設定処理は温度調節器４３のオートチューニング機能を利用して第１，第２のフィードバック制御パラメータを求めるためのものであり、当然、最初に説明した実施例において金型５０の設定温度の幅毎または金型５０の設定温度とノズル４４の設定温度との差の幅毎にファイルを作成する際にも利用することができる。なお、本実施例においては射出成形作業の開始に先立ってその都度第１，第２のフィードバック制御パラメータを求めるようにしているので、図５または図６に示すようなファイルは必要なく、レジスタＡおよびレジスタＢのみで十分である。射出成形作業の開始に先立ってその都度第１，第２のフィードバック制御パラメータを求めるようにした場合であっても、半自動運転時および自動運転時のノズル４４の温度制御に関しては図２に示したフローチャートをそのまま利用することができ、また、パージ作業等の際の手動運転に際しては図３に示すようなフローチャートをそのまま利用することができる。但し、この場合に使用される第１，第２のフィードバック制御パラメータは１組のみであるから、ステップＡ３およびステップＢ３では第２のフィードバック制御パラメータを記憶したレジスタＡの値が、また、ステップＡ９およびステップＢ６では第１のフィードバック制御パラメータを記憶したレジスタＢの値が利用されることになる。
【００５５】
【発明の効果】
本発明の射出成形機は、金型から離間した状態でノズル温度制御に用いる第１のフィードバック制御ゲインと金型に当接した状態でノズル温度制御に用いる第２のフィードバック制御ゲインとを予め記憶しておき、金型から離間した状態では第１のフィードバック制御ゲインによって、また、金型に当接した状態では第２のフィードバック制御ゲインによってノズル温度をフィードバック制御するようにしたので、ノズルがスプルーから離間している時もノズルがスプルーに接触している時も、アンダーシュートやオーバーシュートを生じることなく、ノズル温度を設定温度に安定的に保持することができる。また、ノズルが金型から離間した状態から金型に当接した状態に移行して放熱量が増大したり、金型に当接した状態から金型から離間した状態に移行して放熱量が減少した場合であっても、ノズルの温度が急激に下降してショートショットやノズル詰まりが発生したり、ノズルの温度が必要以上に上昇して樹脂焼けや樹脂の分解、および、粘性の低下による樹脂の漏れ出し等が発生したりすることがないので、ノズルの先端は常に清浄に保たれ、分解固化した樹脂の付着によるノズルやスプルーの損傷、および、これを原因とする樹脂漏れによるバンドヒータおよび熱電対の破損等も未然に防止される。
【００５６】
また、実際にノズルを金型から離間した状態とノズルを金型に接触させた状態でフィードバック制御ゲインをオートチューニングすることによって第１，第２のフィードバック制御ゲインを求めるようにしているので、金型から離間した状態での放熱特性や金型に接触させた状態での放熱特性に適合する第１，第２のフィードバック制御ゲインを簡単かつ確実に得ることができる。
【００５７】
更に、金型の設定温度または金型の設定温度とノズルの設定温度との差に対応して第１，第２のフィードバック制御パラメータを複数記憶し、金型の設定温度または金型の設定温度とノズルの設定温度との差に対応して第１，第２のフィードバック制御パラメータを選択するようにしているので、金型やノズルの設定温度に応じた最適なフィードバック制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の射出成形機の要部を示すブロック図である。
【図２】同実施例の射出成形機の制御装置によるシーケンス制御の概略を１成形サイクルに亘って示すフローチャートである。
【図３】リミットスイッチからの信号によってフィードバック制御パラメータを選択する場合の処理の概略を示すフローチャートである。
【図４】射出成形作業の都度第１，第２のフィードバック制御パラメータを求める場合の処理の概略を示すフローチャートである。
【図５】金型の設定温度に対応して第１，第２のフィードバック制御パラメータを記憶させたファイルを示す概念図である。
【図６】金型の設定温度とノズルの設定温度との差に対応して第１，第２のフィードバック制御パラメータを記憶させたファイルを示す概念図である。
【符号の説明】
１８ ＰＭＣ用ＣＰＵ
２３ 入出力回路
２４ 不揮発性メモリ
３４ バンドヒータ
３５ バンドヒータ
３６ 熱電対
３７ 熱電対
３９ 射出シリンダ
４３ 温度調節器
４４ ノズル
Claims (4)
- 温度検出手段で検出したノズル温度が設定温度に一致するように温度調節器でフィードバック制御する射出成形機において、
金型からノズルが離間した状態でのノズルの放熱特性に適合した第１のフィードバック制御ゲインと、金型にノズルが当接した状態でのノズルの放熱特性に適合した第２のフィードバック制御ゲインとを記憶する記憶手段と、
射出成形作業中の金型からノズルを離間させる動作および金型にノズルを当接させる動作に応動して、前記記憶手段に記憶された第１のフィードバック制御ゲインまたは第２のフィードバック制御ゲインの内、対応するフィードバック制御ゲインを前記温度調節器に設定する手段とを有することを特徴とする射出成形機。 - 温度検出手段で検出したノズル温度が設定温度に一致するように温度調節器でフィードバック制御する射出成形機において、
金型からノズルが離間した状態でのノズルの放熱特性に適合した第１のフィードバック制御ゲインと、金型にノズルが当接した状態でのノズルの放熱特性に適合した第２のフィードバック制御ゲインとを記憶する記憶手段と、
射出成形作業中の金型からノズルを離間させる指令を出した直後に前記記憶手段に記憶された第１のフィードバック制御ゲインを前記温度調節器に設定する手段と、金型とノズルが離間した状態からノズルを金型に当接する指令を出した直後に前記記憶手段に記憶された第２のフィードバック制御ゲインを前記温度調節器に設定する手段とを有することを特徴とする射出成形機。 - 金型からノズルが離間した状態および金型にノズルが当接した状態でフィードバック制御ゲインをオートチューニングすることによって前記第１のフィードバック制御ゲインおよび前記第２のフィードバック制御ゲインを求め、該求めたフィードバック制御ゲインを前記記憶手段に記憶することを特徴とする請求項１または請求項２記載の射出成形機。
- 金型の設定温度または金型の設定温度とノズルの設定温度との差に対応して前記第１のフィードバック制御ゲインおよび前記第２のフィードバック制御ゲインを前記記憶手段に複数記憶しておき、射出成形作業中の金型の設定温度または金型の設定温度とノズルの設定温度との差に対応して、前記第１のフィードバック制御ゲインおよび前記第２のフィードバック制御ゲインを選択し、前記温度調節器に設定することを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３記載の射出成形機。
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