JP3583047B2 - 射出成形機用制御装置のドリフト検出方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロードセル等の圧力検出器から検出される圧力検出値のドリフトを検出する射出成形機用制御装置のドリフト検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、射出成形機用制御装置は、ロードセル等の圧力検出器から検出される圧力検出値と予め設定した圧力指令値に基づいて、射出圧力，背圧等の圧力に対するフィードバック制御を行う圧力制御系を備えている（特公平７−６７７２０号公報等参照）。また、この種の制御装置では、圧力検出器（ロードセル）自身の特性のバラツキや取付部位における機構上の誤差等が存在するため、圧力検出器から検出される圧力検出値に対してゼロ調整を行っているが、外部環境や経年変化等により初期調整されたゼロ点はドリフトすることも多く、通常、定期的又は必要に応じてドリフトを除去するゼロ調整（再調整）を行っている。
【０００３】
従来、このようなゼロ調整を行う方法としては、特許第２６５７３５２号公報で開示される方法が知られており、この方法によれば、電源投入に基づく初期化が終了した後の所定期間又は射出工程が終了した後の所定期間等の射出成形機の稼働中における圧力検出値が原理的にゼロになる期間に当該圧力検出値を求め、この圧力検出値に基づいて補正を行うもので、これにより、正確な補正（ゼロ調整）を行うことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来の方法は、次のような改善すべき課題も存在した。
【０００５】
第一に、絶対的なゼロ点を検出し、かつこのゼロ点を基準に補正を行うため、ゼロ点がスクリュの位置等の外乱に影響を受けやすくなり、ドリフトを正確かつ安定に検出することができない。
【０００６】
第二に、射出成形機の稼働中における圧力検出値が原理的にゼロになる期間を利用して検出及び補正を行うため、期間的（時間的）な制約を受け、検出処理及び補正処理を行うための自由度が低くなる。
【０００７】
本発明は、このような従来の技術に存在する課題を解決したものであり、正確かつ安定したドリフト検出を行うことができるとともに、期間的な制約を緩和して、検出処理及び補正処理を行うための自由度を飛躍的に高めることができる射出成形機用制御装置のドリフト検出方法の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び実施の形態】
本発明に係る射出成形機用制御装置１のドリフト検出方法は、圧力検出器２から検出される圧力検出値Ｐｄのドリフトを検出するに際し、運転を開始し、数ショット成形した後の安定した状態における任意の成形サイクルの圧力指令値に基づく圧力制御を行わない領域となる非圧力制御領域における予め設定した検出点で圧力検出器２により圧力を検出し、検出した圧力検出値Ｐｄを基準値として設定するとともに、以後の成形サイクルの非圧力制御領域における上記検出点と同一の検出点で圧力検出器２により圧力を検出し、検出した圧力検出値Ｐｄと基準値の偏差を求めることにより、当該偏差が予め設定した設定値以上のときは、ドリフトを検出したことに伴う処理を行うようにしたことを特徴とする。
【０００９】
この場合、好適な実施の態様により、検出点は、時間又はスクリュ位置により設定することができる。また、ドリフトを検出したことに伴う処理には、ドリフトを検出したことに伴う報知処理とドリフトを除去する補正処理の一方又は双方を含む。なお、圧力検出器２には、ロードセル２ｓを適用できる。
【００１０】
【実施例】
次に、本発明の好適な実施例を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。
【００１１】
まず、本実施例に係るドリフト検出方法を実施できる制御装置１を含む射出成形機Ｍの構成について、図２及び図３を参照して説明する。
【００１２】
図２に示す射出成形機Ｍは、型締装置を除いた射出装置Ｍｉのみを示す。射出装置Ｍｉは、離間して配した射出台１１と駆動台１２を備え、この射出台１１の前面に加熱筒１３の後端が支持される。加熱筒１３は、前端に射出ノズル１４を、また、後部に当該加熱筒１３に成形材料を供給するホッパ１５をそれぞれ備えるとともに、加熱筒１３の内部にはスクリュ１６を挿通させる。一方、射出台１１と駆動台１２間には、四本のタイバー１７…を架設し、このタイバー１７…にスライドブロック１８をスライド自在に装填する。スライドブロック１８の前端には、被動プーリ１９を一体に有するロータリブロック２０を回動自在に支持し、このロータリブロック２０の中央にスクリュ１６の後端を結合する。さらに、スライドブロック１８の側面には、スクリュ回転用のサーボモータ２１を取付け、このサーボモータ２１の回転シャフトに固定した駆動プーリ２２と被動プーリ１９間に、無端タイミングベルト２３を架け渡してスクリュ回転用の駆動機構を構成する。
【００１３】
また、スライドブロック１８の後部には、ナット部２５を同軸上一体に設けるとともに、駆動台１２に回動自在に支持されたボールねじ部２６の前側をナット部２５に螺合させることにより、ボールねじ機構２４を構成する。さらに、駆動台１２から後方に突出したボールねじ部２６の後端には、被動プーリ２７を取付けるとともに、駆動台１２に取付けた支持盤２８には、スクリュ進退用のサーボモータ２９を取付け、このサーボモータ２９の回転シャフトに固定した駆動プーリ３０と被動プーリ２７間に、無端タイミングベルト３１を架け渡してスクリュ進退用の駆動機構を構成する。
【００１４】
一方、１は制御装置であり、特に、圧力制御系Ｃｐを抽出して示す。２ｓはスクリュ１６に加わる圧力を検出するロードセル（圧力検出器２）であり、ロータリブロック２０とスライドブロック１８間に介在させる。そして、このロードセル２ｓは、スクリュ進退用のサーボモータ２９を駆動制御するコントローラ３２に接続する。
【００１５】
図３に、コントローラ３２の具体的なブロック構成を示す。同図において、２９は上述したサーボモータ、Ｍｍはサーボモータ２９により駆動するスクリュ１６及びボールねじ機構２４を含む射出機構を示す。サーボモータ２９はサーボアンプ３３の出力部に接続するとともに、サーボアンプ３３の入力部は切換機能部３４を介して圧力制御部３５の出力部に接続する。一方、ロードセル２ｓはアンプ部３６の入力部に接続するとともに、このアンプ部３６の出力部は、補正部３７及び演算部３８の入力部にそれぞれ接続する。この補正部３７及び演算部３８の処理は、コントローラ３２に備えるコンピュータ機能により実行される。また、補正部３７の出力部は、圧力制御部３５の入力部に接続する。この圧力制御部３５には圧力指令部３９から圧力指令値Ｐｃが付与される。さらに、演算部３８の出力部は、サーボアンプ３３及び補正部３７にそれぞれ接続する。なお、Ｃｖは速度制御部４０及び速度指令部４１を含む速度制御系を示し、速度制御系Ｃｖによる速度制御時には、切換機能部３４が切換えられることにより、サーボアンプ３３に速度制御部４０が接続される。
【００１６】
次に、制御装置１を用いた本実施例に係るドリフト検出方法について、図２及び図３を参照しつつ図１に示すフローチャートに従って説明する。
【００１７】
まず、コントローラ３２には、予め、成形サイクルの非圧力制御領域における検出点を設定する。この場合、非圧力制御領域とは、圧力指令値に基づく圧力制御を行なわない領域であり、例えば、速度に対するフィードバック制御を行う速度制御領域，計量工程と射出工程間におけるスクリュ停止期間等が含まれる。また、検出点は、非圧力制御領域内に設定するもので、例えば、時間又はスクリュ位置により設定することができる。具体的には、速度制御領域の場合、射出開始後、スクリュ１６が一定距離前進した位置（又は一定時間経過した時点）を検出点として設定することができるし、計量工程と射出工程間におけるスクリュ停止期間では、計量工程終了後、一定距離だけ（又は一定位置まで）スクリュ１６を後退させるデコンプレッション処理の終了位置を検出点として設定することができる。
【００１８】
一方、ドリフトの検出は次のように行う。今、射出成形機Ｍが稼働しており、通常の成形工程（成形サイクル）が行われているものとする（ステップＳ１）。コントローラ３２は、任意の成形サイクルにおける成形工程が上述した非圧力制御領域に移行し、かつ予め設定した検出点になったか否かを監視する（ステップＳ２，Ｓ３）。この場合、任意の成形サイクルは、射出成形機Ｍが運転を開始し、数ショット成形した後の安定した状態における成形サイクルを選択することが望ましい。
【００１９】
そして、任意の成形サイクルが非圧力制御領域に移行し、かつ予め設定した検出点に達したなら、スクリュ１６に加わる圧力をロードセル２ｓにより検出する（ステップＳ４）。ロードセル２ｓにより検出された検出信号は、アンプ部３６に付与され、アンプ部３６からは、増幅され、かつノイズフィルタによりノイズが除去された圧力検出値Ｐｄが得られる。この圧力検出値Ｐｄは演算部３８に付与され、基準値Ｄｓとして設定される（ステップＳ５）。この場合、基準値Ｄｓは、通常、所定の大きさを有する値となり、ゼロである必要はない。
【００２０】
他方、成形工程は、このような検出処理に影響されることなくそのまま続行するため、コントローラ３２は、以後の成形サイクルが非圧力制御領域に移行し、かつ予め設定した検出点になったか否かを監視する（ステップＳ６，Ｓ７，Ｓ８）。この場合、以後の成形サイクルとは、上述した任意の成形サイクルに対して、直後の成形サイクルであってもよいし、一又は二以上の成形サイクルを経た後の成形サイクルであってもよい。
【００２１】
そして、以後の成形サイクルが非圧力制御領域に移行し、かつ予め設定した検出点に達したなら、スクリュ１６に加わる圧力をロードセル２ｓにより検出する（ステップＳ９）。ロードセル２ｓにより検出された検出信号は、アンプ部３６に付与され、このアンプ部３６から圧力検出値Ｐｄが得られる。圧力検出値Ｐｄは、現在値Ｄｎとして演算部３８に付与される。これにより、演算部３８では、設定された基準値Ｄｓと検出した現在値Ｄｎの偏差Ｅｏを演算により求める（ステップＳ１０）。この結果、求めた偏差Ｅｏが予め設定した設定値Ｅｓ以上のときは、ドリフトが生じているものと判断されるため、コントローラ３２はドリフトを検出したことに伴う処理を実行する（ステップＳ１１…）。即ち、アラーム表示等によりドリフトを検出した旨を報知する報知処理を行うとともに（ステップＳ１２）、成形工程を終了させた後、求めた偏差Ｅｏがゼロになるようにゼロ調整してドリフトを除去する補正処理を行う（ステップＳ１３，Ｓ１４）。
【００２２】
次に、補正処理の一例について、図５を参照しつつ図４に示すフローチャートに従って説明する。
【００２３】
補正に際しては、成形工程を終了させ、まず、スクリュ１６を前進させることにより、加熱筒１３内に残留している樹脂を射出ノズル１４から排出させる（ステップＳ５１）。次いで、スクリュ１６を若干後退させることにより、排出し切れていない樹脂による前方からの残留負荷を排除する（ステップＳ５２）。また、スクリュ１６を所定角度、例えば、半回転程度回転させることにより、ベアリング等の機構部品による周方向からの残留負荷を排除する（ステップＳ５３）。
【００２４】
以上の処理が終了したなら、スクリュ１６を一回転以上回転させる（ステップＳ５４）。この場合、スクリュ１６の回転は、前記ステップＳ５３によるスクリュ１６の回転後、停止させることなくそのまま継続させればよい。そして、回転中に、スクリュ１６に加わる圧力をロードセル２ｓにより検出する。ロードセル２ｓにより検出された検出信号は、アンプ部３６に付与され、アンプ部３６からは、増幅され、かつノイズフィルタによりノイズが除去された圧力検出値Ｐｄが得られる。この圧力検出値Ｐｄは、補正部３７と演算部３８にそれぞれ付与される。
【００２５】
この際に検出される圧力検出値Ｐｄは、図５に示すように、スクリュ１６の回転方向位置により生ずるリプルによる誤差分となるため、演算部３８は、検出された圧力検出値Ｐｄを監視する（ステップＳ５５）。そして、スクリュ１６の一回転中における圧力検出値Ｐｄの最小値Ｐｄｄと最大値Ｐｄｕを検出する。即ち、図５において、ｔｓ時点がステップＳ５４に基づいて一回転以上回転させるための始点とすれば、演算部３８は、ｔｓ時点から一回転後のｔａ時点までの圧力検出値Ｐｄを監視し、一回転後に、圧力検出値Ｐｄにおける最小値Ｐｄｄと最大値Ｐｄｕを検出するとともに、最小値Ｐｄｄと最大値Ｐｄｕを検出したなら速やかに最小値Ｐｄｄと最大値Ｐｄｕ間の中心値Ｐｄｃを演算により求める（ステップＳ５６，Ｓ５７）。この場合、中心値Ｐｄｃとは、必ずしも最小値Ｐｄｄと最大値Ｐｄｕの中央を意味するものではなく、例えば、一定の割合で最小値Ｐｄｄ又は最大値Ｐｄｕ側に片寄っている場合も含まれる。
【００２６】
他方、スクリュ１６は回転を継続させるとともに、演算部３８は圧力検出値Ｐｄを監視する。そして、検出された圧力検出値Ｐｄが上述した中心値Ｐｄｃになったらスクリュ１６の回転を停止させる（ステップＳ５８，Ｓ５９，Ｓ６０）。図５の場合、圧力検出値Ｐｄはｔａ時点の経過後、ｔ３時点で中心値Ｐｄｃになるため、ｔ３時点でスクリュ１６の回転を停止させる。スクリュ１６の回転が停止したなら、スクリュ１６に加わる圧力、即ち、圧力検出値Ｐｄを検出する（ステップＳ６１）。そして、圧力検出値Ｐｄが初期値（ゼロ）となるように、補正部３７においてゼロ調整（補正）を行う（ステップＳ６２，Ｓ６３）。
【００２７】
なお、圧力制御系Ｃｐの基本動作は次のようになる。即ち、圧力検出値Ｐｄが圧力制御部３５の入力部に付与されれば、圧力制御部３５において、圧力指令部３９から付与される圧力指令値Ｐｃと圧力検出値Ｐｄが比較演算され、その偏差が得られる。そして、圧力制御部３５では、その偏差を相殺するための制御信号が生成され、当該制御信号がサーボモータ２９は付与されることにより、圧力に対するフィードバック制御が行われる。
【００２８】
よって、このような本実施例に係るドリフト検出方法によれば、運転を開始し、数ショット成形した後の安定した状態における任意の成形サイクルの非圧力制御領域における予め設定した検出点でロードセル２ｓにより圧力を検出し、検出した圧力検出値Ｐｄを基準値Ｄｓとして設定するとともに、以後の成形サイクルの非圧力制御領域における前記検出点と同一の検出点でロードセル２ｓにより圧力を検出し、検出した圧力検出値Ｐｄ（現在値Ｄｎ）と基準値Ｄｓの偏差Ｅｏを求めることにより、当該偏差Ｅｏが予め設定した設定値Ｅｓ以上のときは、ドリフトを検出したことに伴う処理を行うようにしたため、従来のように、圧力検出値Ｐｄが原理的にゼロになる期間のみではなく、非圧力制御領域全体を利用することができる。したがって、期間的（時間的）な制約が緩和され、検出処理及び補正処理のための自由度が飛躍的に高められる。また、絶対的なゼロ点を検出するものではなく、相対的な偏差を監視するようにしたため、スクリュの位置等の外乱に影響を受けにくくなり、正確かつ安定したドリフト検出が可能となる。
【００２９】
以上、実施例について詳細に説明したが、本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、細部の構成，形状，手法等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更，追加，削除することができ、例えば、圧力検出器２は、ロードセル２ｓ以外の使用を排除するものではない。
【００３０】
【発明の効果】
このように、本発明に係る射出成形機用制御装置のドリフト検出方法は、運転を開始し、数ショット成形した後の安定した状態における任意の成形サイクルの圧力指令値に基づく圧力制御を行わない領域となる非圧力制御領域における予め設定した検出点で圧力検出器により圧力を検出し、検出した圧力検出値を基準値として設定するとともに、以後の成形サイクルの非圧力制御領域における上記検出点と同一の検出点で圧力検出器により圧力を検出し、検出した圧力検出値と基準値の偏差を求めることにより、当該偏差が予め設定した設定値以上のときは、ドリフトを検出したことに伴う処理を行うようにしたため、次のような顕著な効果を奏する。
【００３１】
（１） 絶対的なゼロ点を検出するものではなく、相対的な偏差を監視するようにしたため、スクリュの位置等の外乱に影響を受けにくくなり、正確かつ安定したドリフト検出を行うことができる。
【００３２】
（２） 圧力検出値が原理的にゼロになる期間のみではなく、非圧力制御領域全体を利用することができるため、期間的な制約が緩和され、検出処理及び補正処理のための自由度を飛躍的に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施例に係るドリフト検出方法を順を追って示すフローチャート、
【図２】同ドリフト検出方法を実施できる制御装置を備える射出成形機の一部断面平面図、
【図３】同制御装置の要部を示すブロック構成図、
【図４】同ドリフト検出方法を実施した際における補正処理を示すフローチャート、
【図５】同ドリフト検出方法を実施した際における補正処理時に検出される圧力検出値の変化を示すタイムチャート、
【符号の説明】
１ 制御装置
２ 圧力検出器
２ｓ ロードセル
Ｐｄ 圧力検出値

Claims (4)

1. 圧力検出器から検出される圧力検出値のドリフトを検出する射出成形機用制御装置のドリフト検出方法において、運転を開始し、数ショット成形した後の安定した状態における任意の成形サイクルの圧力指令値に基づく圧力制御を行わない領域となる非圧力制御領域における予め設定した検出点で前記圧力検出器により圧力を検出し、検出した圧力検出値を基準値として設定するとともに、以後の成形サイクルの非圧力制御領域における前記検出点と同一の検出点で前記圧力検出器により圧力を検出し、検出した圧力検出値と前記基準値の偏差を求めることにより、当該偏差が予め設定した設定値以上のときは、ドリフトを検出したことに伴う処理を行うことを特徴とする射出成形機用制御装置のドリフト検出方法。
2. 前記検出点は、時間又はスクリュ位置により設定することを特徴とする請求項１記載の射出成形機用制御装置のドリフト検出方法。
3. 前記ドリフトを検出したことに伴う処理には、ドリフトを検出したことに伴う報知処理とドリフトを除去する補正処理の一方又は双方を含むことを特徴とする請求項１記載の射出成形機用制御装置のドリフト検出方法。
4. 前記圧力検出器は、ロードセルであることを特徴とする請求項１記載の射出成形機用制御装置のドリフト検出方法。

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