JP3596605B2 - 射出成形機の制御方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は射出成形機の制御方法に関し、特に計量工程の改善に関する。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形における計量工程では、スクリュを回転させて溶融樹脂をスクリュの先端側に送り込むことで生ずる反力（背圧）を利用して、この背圧を一定化させるように制御する。このときの計量要素には下記の５つの要素がある。
【０００３】
▲１▼スクリュ回転速度（設定）：設定された回転速度でスクリュを回転させることにより、溶融樹脂がスクリュの先端側に送り込まれ、背圧が発生する。
【０００４】
▲２▼樹脂背圧（設定）：背圧を検出し、検出された背圧が設定された背圧値に等しくなるような下記の▲３▼による制御が行われる。
【０００５】
▲３▼スクリュ後退速度（制御）：背圧が一定になるようにスクリュ後退速度を制御する。
【０００６】
▲４▼スクリュ位置：スクリュ位置を検出し、スクリュが計量完了位置まで後退したら計量動作を終了する。
【０００７】
▲５▼計量時間（評価）：計量工程が終了するまでの時間を評価する。
【０００８】
従来の計量工程は、上記の▲１▼〜▲５▼が順に実行される。
【０００９】
図４は、従来の計量工程におけるスクリュ回転速度、スクリュ後退速度、背圧、スクリュ位置の変化を示している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来の計量工程においては、溶融樹脂をスクリュの先端側に送り込むことで発生する背圧をフィードバックし、この背圧が設定値と等しくなるように制御する。しかし、樹脂の種類によっては、計量開始後、背圧がある値に達するまでに長時間を要することがある。例えば、ＬＣＰやアーレン（ナイロン系）といった樹脂は、その溶融温度が３００℃以上と非常に高く、スクリュ回転速度を２００（ｒｐｍ）程度の高速にして計量を行っても、スクリュへの樹脂の反力が非常に発生しにくい。これは、計量時間が不安定になることを意味し、ひいては成形が不安定になることを意味する。
【００１１】
そこで、本発明の課題は、計量工程中に背圧が立ちにくいような樹脂であっても、計量時間を安定化させることのできる射出成形機の制御方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明による射出成形機の制御方法は、射出成形に際し、溶融樹脂を計量する計量工程を、任意の比率で一定計量領域と補正計量領域とに分割し、前記一定計量領域ではスクリュを決められた回転速度で回転させると共に、決められた後退速度で後退させて計量を行い、前記補正計量領域ではスクリュの背圧を検出して検出した値が決められた値になるようにスクリュ後退速度を制御して計量を行うようにしたことを特徴とする。
【００１３】
本制御方法においては、前記一定計量領域と前記補正計量領域は、スクリュの計量開始位置と計量完了位置との間でスクリュ位置に関して決められる。
【００１４】
本制御方法においてはまた、前記一定計量領域では、スクリュを前記決められた回転速度で回転させ、前記決められた後退速度で後退させるオープンループ制御が行われ、前記補正計量領域では、スクリュの背圧を検出して検出した値が前記決められた値に等しくなるようにスクリュ後退速度を制御するフィードバック制御が行われる。
【００１５】
本制御方法においては更に、前記計量工程がＩ段（Ｉは正の整数）で実行される場合、前記計量開始位置と前記計量完了位置との間がＩ分割され、分割された各段について前記任意の比率で一定計量領域による計量と補正計量領域による計量とが前記計量完了位置に達するまで繰り返される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について説明する。本発明による制御方法では、計量時間を安定化させる目的から、計量工程を２つの領域、すなわち一定計量領域と補正計量領域とに分割して制御を行う点に特徴を有する。一定計量領域と補正計量領域は、スクリュの計量開始位置と計量完了位置との間でスクリュ位置に関して設定される。一定計量領域と補正計量領域では、以下のような設定値が与えられる。
【００１７】
一定計量領域：スクリュ後退速度Ａ（ｍｍ／ｓｅｃ）、スクリュ回転速度Ｂ（ｒｐｍ）
補正計量領域：スクリュ回転速度Ｃ（ｒｐｍ）、背圧Ｄ（Ｍｐａ）
上記の設定に加えて、上記の２つの領域に共通の値として、計量完了位置Ｅ（ｍｍ）、２つの領域の分割率Ｆ（％）、計量工程の段数Ｉ（Ｉは正の整数）が与えられる。
【００１８】
そして、一定計量領域では、スクリュを設定された回転速度Ｂで回転させると共に、設定された後退速度Ａで後退させるオープンループ制御が行われる。一方、補正計量領域では、スクリュを回転速度Ｃで回転させ、スクリュの背圧を検出して検出した値が設定値Ｄに等しくなるようにスクリュ後退速度を制御するフィードバック制御が行われる。このフィードバック制御は従来の計量動作と同じである。勿論、いずれの領域においてもスクリュ位置の検出が行われる。
【００１９】
図２を参照して計量工程の段数が１段の場合について制御動作を説明する。
【００２０】
１．計量完了位置Ｅを設定する。
【００２１】
２．計量完了位置Ｅから計量開始位置Ｇ（ｍｍ）（他、射出等の設定により決まる）を減算し、それを分割率Ｆを用いて分割する。そして、計量開始位置Ｇに分割した値を加算した位置を、一定計量完了位置Ｈ（ｍｍ）とする。
【００２２】
３．計量開始位置Ｇから一定計量完了位置Ｈまでは、スクリュを回転速度Ｂで回転させ、後退速度Ａで後退させる。
【００２３】
４．スクリュが一定計量完了位置Ｈに達したら、スクリュを回転速度Ｃで回転させながら計量完了位置Ｅまで従来と同様の計量動作、すなわち背圧を設定値に維持するためのフィードバック制御を実行させる。
【００２４】
図１は、上記の計量工程におけるスクリュ回転速度、スクリュ後退速度、背圧、スクリュ位置の変化を示している。
【００２５】
次に、図３を参照して、計量工程の段数がＩ段（以下では、Ｉ＝３）の場合について制御動作を説明する。
【００２６】
５．３段の場合、計量完了位置Ｅから計量開始位置Ｇを減算した値を、設定段数３で除算し、その値を計量開始位置Ｇに加算した値を１段目の計量完了位置Ｅ´（ｍｍ）とする。
【００２７】
６．計量開始位置Ｇと１段目の計量完了位置Ｅ´に対して、上記１〜４の動作を行う。すなわち、計量開始位置Ｇと計量完了位置Ｅ´との間が分割率Ｆで分割され、一定計量領域と補正計量領域に対する計量が実行される。
【００２８】
７．スクリュが計量完了位置Ｅ´に達したら、これを計量開始位置として２段目の計量完了位置Ｅ”（ｍｍ）との間で上記１〜４の動作が実行される。計量完了位置Ｅ”と３段目となる計量完了位置Ｅとの間も同様である。計量工程の段数が２段あるいは４段以上の場合も同じである。なお、複数段の場合には、分割率を段毎に変えても良い。
【００２９】
前に述べたように、ＬＣＰやアーレン（ナイロン系）といった樹脂は、スクリュ回転速度を高速にして計量を行っても、スクリュへの樹脂の反力が非常に発生しにくい。これは、スクリュの背圧が立ちにくいことを意味し、背圧を検出してのフィードバック制御が不安定となり易く実行しにくいことを意味する。このために、従来の方法では計量工程が長時間となる。
【００３０】
これに対し、本発明では、上記のような樹脂の場合、分割率Ｆを、例えば９０（％）以上の値とすることで補正計量領域に入ってからの背圧検出によるフィードバック制御を実行し易くしている。これは、補正計量領域ではスクリュの背圧が立ちやすくなっているからである。逆に言えば、スクリュの背圧が立ちやすい樹脂の場合には、分割率Ｆは０に近い小さい値に設定される。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば計量工程中に背圧が立ちにくいような樹脂であっても、計量時間を安定化させることができ、安定した成形を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による制御方法を実行した場合の計量工程におけるスクリュ回転速度、スクリュ後退速度、背圧、スクリュ位置の変化を示した図である。
【図２】本発明による制御方法を計量工程が１段で実行される場合について説明するための図である。
【図３】本発明による制御方法を計量工程が３段で実行される場合について説明するための図である。
【図４】従来の制御方法を実行した場合の計量工程におけるスクリュ回転速度、スクリュ後退速度、背圧、スクリュ位置の変化を示した図である。

Claims (4)

1. 射出成形に際し、溶融樹脂を計量する計量工程を任意の比率で一定計量領域と補正計量領域とに分割し、前記一定計量領域ではスクリュを決められた回転速度で回転させると共に、決められた後退速度で後退させて計量を行い、前記補正計量領域ではスクリュの背圧を検出して検出した値が決められた値になるようにスクリュ後退速度を制御して計量を行うようにしたことを特徴とする射出成形機の制御方法。
2. 請求項１記載の制御方法において、前記一定計量領域と前記補正計量領域は、スクリュの計量開始位置と計量完了位置との間でスクリュ位置に関して決められることを特徴とする射出成形機の制御方法。
3. 請求項１あるいは２記載の制御方法において、前記一定計量領域では、スクリュを前記決められた回転速度で回転させると共に、前記決められた後退速度で後退させるオープンループ制御が行われ、前記補正計量領域では、スクリュの背圧を検出して検出した値が前記決められた値に等しくなるようにスクリュ後退速度を制御するフィードバック制御が行われることを特徴とする射出成形機の制御方法。
4. 請求項２あるいは３記載の制御方法において、前記計量工程がＩ段（Ｉは正の整数）で実行される場合、前記計量開始位置と前記計量完了位置との間がＩ分割され、分割された各段について前記任意の比率で一定計量領域による計量と補正計量領域による計量とが前記計量完了位置に達するまで繰り返されることを特徴とする射出成形機の制御方法。

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