JP3670302B2

JP3670302B2 - 射出成形機における可塑化の管理方法

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Publication number: JP3670302B2
Application number: JP20198993A
Authority: JP
Inventors: 進伊藤; 克行山中
Original assignee: FANUC Corp
Current assignee: FANUC Corp
Priority date: 1993-07-23
Filing date: 1993-07-23
Publication date: 2005-07-13
Anticipated expiration: 2020-07-13
Also published as: EP0674984A4; KR0145195B1; WO1995003161A1; KR950703442A; EP0674984A1; EP0674984B1; JPH0732430A; DE69430049D1; DE69430049T2; US5792395A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、射出成形機における可塑化の管理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スクリューを回転させるモータを駆動制御することにより予め設定されたスクリュー回転速度で計量動作を行わせるようにした射出成形機が既に公知である。従来の射出成形機ではスクリューを回転させるモータの速度制御のみが優先され、モータの駆動トルクは、スクリューに作用する樹脂の粘性抵抗や各種の外乱等を補償して設定速度でスクリューを回転させるべく自動的に調整されるようになっている。
【０００３】
射出シリンダの加熱が不十分な場合、または、樹脂に異物が混入したような場合では、スクリューを設定速度で回転させるためのモータの駆動トルクが必然的に増大するが、従来の射出成形機ではモータの駆動トルクの変動は全く顧みられず、少なくとも設定速度によるスクリュー回転が実現されている限り、射出シリンダの加熱不足や異物の混入等をモータの制御系から異常として検出することはできない。また、射出シリンダに対する樹脂の供給が不十分になるとスクリューの回転が容易となってモータの駆動トルクが必然的に減少するが、スクリューが設定速度で容易に回転するためにスクリューの回転速度には異常が生じず、やはり、モータの制御系から樹脂の供給不足等を検出することはできない。
【０００４】
一方、スクリュー回転数や背圧等の計量条件および使用する樹脂の種類等によっては、目標となる回転速度を達成するためにスクリューが実用強度を越えて過大な力で回転されることがあり、特に、モータの最大出力トルクがスクリューの実用強度を上回っているような場合には、スクリューに破断が生じる恐れがある。径の異なるスクリューを交互に用いるような場合もこれと同様であり、例えば、径の太いスクリューから径の細いスクリューに交換して計量動作を行わせるとスクリューに破断が生じる恐れがある。このような場合、制御系にトルクリミットを再設定するなどしてモータの最大出力トルクを制限しなければならないが、その設定操作は面倒である。逆に、モータの最大出力トルクでスクリューを駆動しても設定回転速度が得られないような場合には、計量不良が発生したり、計量動作自体が完全に不能になったりすることもあり、場合によってはモータがオーバーヒートする恐れもある。
【０００５】
また、射出成形機を使用するユーザーの立場からすると、同じ水準の成形品が得られる限り、少しでもランニングコストを安くして射出成形作業を行いたいという願望があり、計量条件の最適化も望まれるが、計量に使用される電力や電力量のみを他と区別して検出することが困難であるため、計量条件の相違によって生じるランニングコストの変動を知ることはできなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の目的は、計量時における樹脂の可塑化状態をスクリューの回転異常を通じて確実に検知し、より適確な計量動作を行わせることのできる射出成形機における可塑化の管理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】
本発明による可塑化の管理方法は、計量動作におけるスクリュー位置に対応させてスクリューを回転させるモータの出力トルクの許容範囲を設定し、計量実行中に逐次前記モータの出力トルクを検出して前記許容範囲内にあるか否かを判定し、許容範囲を外れた場合に異常検出信号を出力するようにした射出成形機における可塑化の管理方法である。なお、以下、スクリューを回転させるモータの出力トルクをスクリューの回転力ともいう。
【０００８】
この管理方法において、前記許容範囲を、計量に使用するスクリューや樹脂および計量条件に基いて前記モータの基準となる出力トルク（基準スクリュー回転力）を求め、該基準となる出力トルク（基準スクリュー回転力）に基づいて設定する。また、前記設定された許容範囲の上限が予め求められたスクリュー強度に対応して使用可能な前記モータの出力トルクを越えるような場合には、前記許容範囲の上限を前記使用可能な前記モータの出力トルクの値以下となるように再設定するようにしたことを特徴とするものである。
【０００９】
基準となるスクリュー回転力は、計量に使用するスクリューや樹脂および計量条件に基いて計算を行うことによって求めるか、または、試験的に計量動作を行わせてスクリュー回転力を実測することにより求める。
【００１０】
試験的に計量動作を行わせる場合は、予めスクリュー強度に対応して使用可能なスクリュー回転力を求めておき、この回転力以下にスクリュー回転力を制限して計量動作を行わせることによりスクリューの破損を防止する。
【００１４】
【作用】
計量に使用するスクリューや樹脂および計量条件に基いて計算を行うか、または、試験的に計量動作を行わせてスクリュー回転力を実測することにより、計量動作に必要とされる基準スクリュー回転力を求め、基準スクリュー回転力に対して許容範囲を設定することにより、計量が正常に行われていると見做すべきスクリュー回転力の範囲を定めておく。この際、計量のためのスクリュー回転数をスクリュー位置に応じて変えながら計量動作を行わせる条件がある場合には、基準スクリュー回転力をスクリュー位置毎に設定記憶しておく。
【００１５】
また、基準スクリュー回転力を求めるに当たり、試験的に計量動作を行わせてスクリュー回転力を実測する場合には、予めスクリュー強度に対応して使用可能なスクリュー回転力を求めておき、この回転力以下にスクリュー回転力を制限して計量動作を行わせることによりスクリューの破損を防止し、また、計量に使用するスクリューや樹脂および計量条件に基いて計算を行うことによって基準となるスクリュー回転力を求めた場合には、スクリュー回転力の許容範囲の上限が使用可能なスクリュー回転力の値以下となるように許容範囲を再設定して、計量動作時にスクリューが破損するのを防止する。
【００１６】
以下、計量動作の実行時に逐次スクリュー回転力を検出し、検出したスクリュー回転力がスクリュー現在位置に対応する許容範囲内にあるか否かを判定する。そして、検出したスクリュー回転力がスクリュー現在位置に対応する許容範囲を外れた場合には、計量動作に異常が生じたものとして異常検出信号を出力する。
【００１８】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。図１は本発明による可塑化の管理方法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、符号１は射出成形機の射出シリンダ、符号２はスクリューである。スクリュー２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機５を介して射出用サーボモータＭ１により射出軸方向に駆動され、また、歯車機構３を介してスクリュー回転用サーボモータＭ２により計量回転されるようになっている。スクリュー２の基部には圧力検出器４が設けられ、スクリュー２の軸方向に作用する樹脂圧力、即ち、射出保圧工程における射出保圧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Ｍ１にはスクリュー２の位置や移動速度を検出するためのパルスコーダＰ１が配備され、また、スクリュー回転用サーボモータＭ２には、スクリュー２の回転速度を検出するための速度検出器Ｐ２が配備されている。
【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、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や計量による可塑化異常の有無を判定するための制御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が接続されている。一方、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】
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、圧力データ等を得るためのサンプリング処理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型締め用，エジェクタ用（図示せず）および射出用，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、射出用サーボモータＭ１に配備したパルスコーダＰ１およびスクリュー回転用サーボモータ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により算出されたスクリュー２の現在位置や、速度検出器Ｐ２で検出されるスクリュー２の回転速度、および、スクリュー回転用サーボモータＭ２からフィードバックされる駆動電流（図示せず）の値が、メモリ１９の現在位置記憶レジスタ、現在速度記憶レジスタおよび駆動電流記憶レジスタの各々に記憶される。
【００２２】
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、モニタ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。
【００２３】
不揮発性メモリ２４は射出成形作業に関する成形条件（射出保圧条件，計量条件等）と各種設定値，パラメータ，マクロ変数および計量異常検出のための基準スクリュー回転力等を記憶する成形データ保存用のメモリである。
【００２４】
以上の構成により、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，速度検出器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。
【００２５】
本実施例においては、圧力モニタ用ＣＰＵ１７が射出保圧工程および計量混練り工程毎にサンプリング処理を繰り返し実行し、所定のサンプリング周期毎に、圧力検出器４およびＡ／Ｄ変換器１６を介し、スクリュー２に作用する射出保圧圧力またはスクリュー背圧を検出してスクリュー２の現在位置に対応させて記憶すると共に、更に、計量工程においては、スクリュー回転力に対応するスクリュー回転用サーボモータＭ２の駆動電流をもサンプリング周期に対応させて、計量工程毎ＲＡＭ１２に更新記憶するようになっている。
【００２６】
図４は計量動作を管理するための基準スクリュー回転力および計量異常検出のための許容範囲の設定方法について概念的に説明する図である。
【００２７】
図４における線図Ｃは、計量に使用するスクリュー２の形状や寸法および樹脂の種類や設定スクリュー回転数ならびに射出シリンダ１の設定加熱温度等の計量条件に基いて算出された基準スクリュー回転力の値をスクリュー位置に対応させて示すもので、縦軸がスクリュー回転力、また、横軸がスクリュー位置に対応する。
【００２８】
図４では、計量開始位置Ｘ１から計量完了位置Ｑ２の間にスクリュー回転数切替位置Ｑ１を設定し、該切替位置Ｑ１でスクリュー回転数を低速から高速に切り替えることにより全工程を２段に分けて計量動作を行う場合について示している。計量開始位置Ｘ１からスクリュー回転数切替位置Ｑ１までの区間では設定スクリュー回転数の値が一定であるので、この区間で必要とされる基準スクリュー回転力の値も基本的に一定であり、その値は所定の演算式によって求めることができる。スクリュー回転数切替位置Ｑ１から計量完了位置Ｑ２までの区間でも設定スクリュー回転数の値は一定であるから、必要とされる基準スクリュー回転力の値も、前記と同様、所定の演算式によって求めることができる。但し、計量開始位置Ｘ１およびスクリュー回転数切替位置Ｑ１の近傍では停止または低速回転状態にあるスクリュー２を加速して設定スクリュー回転数まで加速する必要があり、また、計量完了位置Ｑ２の近傍では回転状態にあるスクリュー２を減速して回転を停止させる必要があるので、必要とされる基準スクリュー回転力の値は各区間の設定スクリュー回転数を実現するための値とは相違する。即ち、計量開始位置Ｘ１およびスクリュー回転数切替位置Ｑ１の近傍では第１段目の設定スクリュー回転数および第２段目の設定スクリュー回転数を実現するためのスクリュー回転力よりも大きな基準スクリュー回転力が必要とされ、また、計量完了位置Ｑ２の近傍では回転状態にあるスクリュー２を減速停止させるために逆方向の基準スクリュー回転力が必要とされる。これらの基準スクリュー回転力や加減速時間も、スクリュー２の形状や寸法および樹脂の種類や設定スクリュー回転数ならびに射出シリンダ１の設定加熱温度、更には、スクリュー回転用サーボモータＭ２の加減速特性等に基き所定の演算式によって求めることができる。
【００２９】
また、図４における線図Ａは、スクリュー２の材質や形状および寸法等に基いて材料力学的に算出したスクリュー破断トルクの値を示すものであり、使用可能なスクリュー回転力の値Ｂは、安全を見込み、線図Ａに対して僅かに低トルク側に決める。
【００３０】
基準スクリュー回転力の値Ｃを演算式によって求めた場合、オペレータは、基準スクリュー回転力の値Ｃの上下に適当なマージンを決めて上限許容範囲Ｄおよび下限許容範囲Ｅを設定するが、上限許容範囲Ｄが使用可能なスクリュー回転力の値Ｂを越えた部分に関しては、改めて上限許容範囲Ｄの値を決め直し、上限許容範囲Ｄが必ず使用可能なスクリュー回転力の値Ｂ以下となるようにして、上限許容範囲Ｄおよび下限許容範囲Ｅとスクリュー位置との対応関係をディスプレイ付手動データ入力装置２９のテンキー等を介して制御装置１０の不揮発性メモリ２４に設けられた許容値記憶ファイルに記憶させる。
【００３１】
図５は許容値記憶ファイルの記憶状態を図４の設定例に対応させて示す概念図であり、例えば、スクリュー位置Ｘ１〜Ｘ２までの区間に対応する下限許容範囲Ｅの値０と同区間Ｘ１〜Ｘ２に対応する上限許容範囲Ｄの値ｆが許容値記憶ファイルの第１アドレスに記憶され、また、スクリュー位置Ｘ２〜Ｘ３までの区間に対応する下限許容範囲Ｅの値ｄと同区間Ｘ２〜Ｘ３に対応する上限許容範囲Ｄの値ｆが許容値記憶ファイルの第２アドレスに記憶される。
【００３２】
また、計量動作に必要とされる基準スクリュー回転力の値Ｃを演算式によって求めることが困難な場合には、スクリュー回転用サーボモータＭ２に対するトルクリミットを射出成形機の制御装置１０に設定することによりスクリュー２の回転力の上限を使用可能なスクリュー回転力の値Ｂに規制して所定の計量条件、即ち、設定スクリュー回転数や設定加熱温度等に基いて実際の計量動作を実施させ、この計量でサンプリングされたスクリュー回転用サーボモータＭ２の駆動電流（計量に必要とされる基準スクリュー回転力）とスクリュー位置との対応関係をディスプレイ付手動データ入力装置２９のディスプレイ画面に線図Ｆとして表示させることにより（図４参照）、基準スクリュー回転力の値Ｆとスクリュー位置との対応関係を把握し、前記と同様にして上限許容範囲Ｄおよび下限許容範囲Ｅを決めて許容値記憶ファイルに記憶させる（図５参照）。
【００３３】
また、１成形サイクルの計量動作中にスクリュー回転用サーボモータＭ２によって消費される電力量Ｗは、サーボモータＭ２の巻線抵抗をＲ，スクリュー回転用サーボモータＭ２からフィードバックされる平均駆動電流の値をＩ，通電時間をＴとした場合にＩ²・Ｒ・Ｔで示される。実際には、スクリュー回転用サーボモータＭ２からフィードバックされる駆動電流の値は計量時のサンプリング周期毎に検出されるから、サンプリング周期をτ，当該サンプリング周期で検出された瞬間駆動電流の値をＩi とし、１成形サイクルの計量動作中にｎ回のサンプリング処理が実施されたとすれば、当該１成形サイクルの計量動作中にスクリュー回転用サーボモータＭ２によって消費される電力量Ｗの値は数１の式によって示される。
【００３４】
【数１】

そして、１成形サイクルを通じてスクリュー回転用サーボモータＭ２によって消費される平均消費電力Ｑは、１成形サイクルの計量動作中にスクリュー回転用サーボモータＭ２によって消費される電力量Ｗを当該１成形サイクルのサイクルタイムＴc で除した値、即ち、数２の式によって表されることになる。
【００３５】
【数２】

よって、計量動作完了後直ちに次の成形サイクルを開始する場合、つまり、１成形サイクルのサイクルタイムＴを型閉じ開始から計量完了までの経過時間Ｔc として定義した場合では、数１の式に基き、スクリュー回転用サーボモータＭ２の平均駆動電流Ｉの値が数３の式によって示されることになる。
【００３６】
【数３】

ここで、スクリュー回転用サーボモータＭ２の連続定格電流値をＡrat とすれば、スクリュー回転用サーボモータＭ２がオーバーヒートしないためには、スクリュー回転用サーボモータＭ２の平均駆動電流Ｉの値がＡrat 以下とならなければならず、数４の式が満たされる必要がある。
【００３７】
【数４】

よって、計量動作完了後直ちに次の成形サイクルを開始する場合、つまり、１成形サイクルのサイクルタイムＴを型閉じ開始から計量完了までの経過時間Ｔc として定義した場合では、数４の式が満たされなくなった時点でオーバーヒート予想信号を出力し、成形サイクルを停止させる等の処理が必要となる。
【００３８】
しかし、それは１成形サイクルのサイクルタイムＴを型閉じ開始から計量完了までの経過時間Ｔc として定義した場合のことであり、ここでもし、１成形サイクルのサイクルタイムＴを経過時間Ｔc よりも大きな値とすることにより平均駆動電流Ｉの値を実質的にＡrat 以下に引き下げることができれば、このまま成形サイクルを繰り返したとしてもオーバーヒートを防止することができる。１成形サイクルのサイクルタイムＴを延長するといった操作は、例えば、１成形サイクルの最終処理である計量動作が完了した後、更に、必要とされる動作休止時間だけ次の成形サイクルの開始を待機することにより実現可能である。
【００３９】
そこで、型閉じ開始から計量完了までの経過時間Ｔc に前述の動作休止時間を加えたサイクルタイムを当該１成形サイクルの所要サイクルタイムＴadd とし、数５の式をＴadd について解くと、数６の式が得られる。
【００４０】
【数５】

【００４１】
【数６】

つまり、数６の式が満たされるように所要サイクルタイムＴadd の値を設定すれば、平均駆動電流Ｉの実質的な値はＡrat 以下となり、計量動作が完了した後、更に、動作休止時間〔Ｔadd −Ｔc 〕だけ待機して次の成形サイクルを開始することにより、数４の式に基く判別結果とは関わりなく、スクリュー回転用サーボモータＭ２のオーバーヒートを未然に防止できるわけである。
【００４２】
以下、図２および図３に示すフローチャートを参照して本実施例における可塑化の管理方法について説明する。なお、図２はＰＭＣ用ＣＰＵ１８によるシーケンス処理の流れを全体的に示すフローチャート、また、図３は計量工程における従来と同様の処理制御と並行してＰＭＣ用ＣＰＵ１８により所定周期τ毎に繰り返し実行される計量異常検出処理の要部を示すフローチャートである。
【００４３】
まず、射出成形機本体に配備された操作盤からの成形作業開始指令を受けたＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、電流自乗値積算記憶レジスタΣの値を０に初期化し（ステップＧ１）、サイクルタイム計測タイマＴｃをリスタートさせて型閉じ動作開始後の経過時間の計測を開始し（ステップＧ２）、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５との協調動作により、従来と同様にして、型閉じ，射出，保圧の各工程を射出成形機に実行させる（ステップＧ３〜ステップＧ５）。次いで、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５に計量工程の駆動制御を開始させると共に、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５からの計量完了信号が入力されるまでの間、図３に示す計量異常検出処理を所定周期τ毎に繰り返し実行する（ステップＧ６）。ＣＮＣ用ＣＰＵ２５による計量工程の駆動制御は、不揮発性メモリ２４に設定記憶された計量条件、即ち、スクリュー回転数切替位置や各スクリュー回転数切替位置毎の設定スクリュー回転数および設定背圧等に基いて従来と同様にして行われるものであり、ここでは特に説明しない。
【００４４】
そこで、所定周期毎の計量異常検出処理を開始したＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、まず、メモリ１９の現在位置記憶レジスタおよび駆動電流記憶レジスタからスクリュー２の現在位置Ｘとスクリュー回転用サーボモータＭ２の駆動電流現在値Ｉとを読み込み（ステップＳ１，ステップＳ２）、駆動電流現在値Ｉを自乗した値を電流自乗値積算記憶レジスタΣに加算記憶すると共に（ステップＳ３）、駆動電流現在値Ｉに所定の計数を乗じることによりスクリュー２に現時点で作用している回転トルクの値Ｔを求め（ステップＳ４）、アドレス検索指標ｉの値を０に初期化する（ステップＳ５）。
【００４５】
次いで、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８はアドレス検索指標ｉの値を順次インクリメントし、許容値記憶ファイルの第ｉおよび第ｉ＋１アドレスにアクセスして、スクリュー現在位置Ｘに対応するスクリュー回転力の上限許容範囲と下限許容範囲とを記憶したアドレスｉを検出し（ステップＳ６，ステップＳ７）、スクリュー２に現時点で作用している回転トルクＴが下限許容範囲Ｌi と上限許容範囲Ｕi との間に含まれているか否かを判別する（ステップＳ８）。
【００４６】
そして、回転トルクＴが下限許容範囲Ｌi と上限許容範囲Ｕi との間に含まれていれば計量および可塑化異常なしと見做して当該処理周期の計量異常検出処理を終了する一方、回転トルクＴが下限許容範囲Ｌi や上限許容範囲Ｕi から外れていれば計量または可塑化異常が発生したものとして、ディスプレイ付手動データ入力装置２９のディスプレイ画面にアラームメッセージを表示し、もしくは、射出成形機の駆動を停止させる（ステップＳ９）。
【００４７】
射出シリンダ１の加熱不足や異物の混入等は回転トルクＴが上限許容範囲Ｕi を上回ることによって検出され、また、樹脂の供給不足等は回転トルクＴが下限許容範囲Ｌi を下回ることによって検出される。また、上限許容範囲Ｕi は材料力学的に算出したスクリュー破断トルク以下の値に設定されているので、例えどの様な場合であっても、スクリュー２に作用する過大な回転力の発生が看過されることはない。
【００４８】
以下、計量工程が完了するまでの間、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８は所定周期τ毎に前述の量異常検出処理を繰り返し実行し、スクリュー現在位置Ｘに応じた上限許容範囲Ｕi および下限許容範囲Ｌi に基いて計量または可塑化異常の有無を判定すると共に、所定周期τ毎に検出される瞬間駆動電流現在値Ｉ（数１，数３〜数６の各式におけるＩi に対応）を自乗した値を電流自乗値積算記憶レジスタΣに加算記憶することにより、消費電力量Ｗ，平均消費電力Ｑ，平均駆動電流Ｉ等を求めるために必要とされる値を更新してゆく。
【００４９】
そして、スクリュー２が計量完了位置Ｑ２まで後退してＣＮＣ用ＣＰＵ２５から計量完了信号が入力されると、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、計量工程の駆動制御、および、量異常検出処理の繰り返しを終了して、従来と同様に、型開き，製品突き出しの各工程を射出成形機に実行させる（ステップＧ７，ステップＧ８）。
【００５０】
次いで、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、サイクルタイム計測タイマの現在値、即ち、当該成形サイクルにおける型閉じ動作開始後の経過時間Ｔｃの値を読み込み（ステップＧ９）、不揮発性メモリ２４に記憶されているスクリュー回転用サーボモータＭ２の巻線抵抗Ｒの値と処理周期τの値および電流自乗値積算記憶レジスタΣの現在値とに基いて数１の式に対応する演算処理を行うことにより、当該１成形サイクルの計量動作中にスクリュー回転用サーボモータＭ２によって消費された電力量Ｗの値を求め、かつ、電力量Ｗの値と経過時間Ｔｃの値とに基いて数２の式に対応する演算処理を行って経過時間Ｔｃに対する平均消費電力Ｑを求めて、電力量Ｗおよび平均消費電力Ｑの値をディスプレイ付手動データ入力装置２９のディスプレイ画面に表示し、オペレータに知らせる（ステップＧ１０）。
【００５１】
次いで、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、τ，Σ，Ｔｃの各値に基いて数３の式に対応する演算処理を行うことにより経過時間Ｔｃに対する平均駆動電流の値を求めて不揮発性メモリ２４に記憶されているスクリュー回転用サーボモータＭ２の連続定格電流値Ａrat と比較することにより、このまま次の成形サイクルを開始した場合にスクリュー回転用サーボモータＭ２にオーバーヒートが生じる恐れがあるか否かを判定する（ステップＧ１１）。経過時間Ｔｃに対する平均駆動電流の値がスクリュー回転用サーボモータＭ２の連続定格電流値Ａrat よりも小さくスクリュー回転用サーボモータＭ２にオーバーヒートが生じる恐れがなければ、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、当該成形サイクルにおけるシーケンス制御をすべて終了し、以下、操作盤からの成形作業停止指令が入力されるまでの間、前記のシーケンス制御を繰り返し実行することとなる。
【００５２】
しかし、経過時間Ｔｃに対する平均駆動電流の値がスクリュー回転用サーボモータＭ２の連続定格電流値Ａrat よりも大きくステップＧ１１の判別結果が偽となった場合、即ち、実質的にオーバーヒート予測信号が出力された場合には、このまま次の成形サイクルを開始するとスクリュー回転用サーボモータＭ２にオーバーヒートを生じる恐れがある。この場合、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８は、τ，Σ，Ａrat の各値に基いて数６の式に対応する演算処理を行うことによりオーバーヒートを未然に防止するために必要とされる所要サイクルタイムＴadd の値を求める（ステップＧ１２）。そして、サイクルタイム計測タイマＴｃの現在値、即ち、当該成形サイクルにおける型閉じ動作開始後の経過時間Ｔｃの値がＴadd に達するまで待機することにより、所要サイクルタイムＴadd に対する平均駆動電流の値を連続定格電流値Ａrat よりも引き下げて数５の式が満たされるようにし、スクリュー回転用サーボモータＭ２のオーバーヒートを防止して次の成形サイクルを開始するようにする（ステップＧ１３，ステップＧ１４）。
【００５３】
本実施例では、型閉じ動作開始から成形品の突き出し完了に至る経過時間Ｔｃを基準成形サイクル時間として平均駆動電流の値を求め、この時点における平均駆動電流の値が連続定格電流値Ａrat を越えると、成形サイクルの所要時間を更に〔Ｔadd −Ｔｃ〕だけ延長することによりスクリュー回転用サーボモータＭ２のオーバーヒートを未然に防止するようにしているが、待機時間の設定により金型の熱平衡等に支障が生じる恐れがある場合や成形サイクルの延長が望ましくないような場合には、前述のステップＧ１２〜ステップＧ１４の処理を非実行とし、代わりにディスプレイ付手動データ入力装置２９のディスプレイ画面にアラームメッセージ等を表示するようにしてもよい。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、計量動作時におけるスクリュー回転力（スクリューを回転させるモータの出力トルク）が、正常な計量動作に必要とされる基準スクリュー回転力（基準出力トルク）に対して設定された許容範囲を越えたときに自動的に異常検出信号が出力されるので、射出シリンダの加熱不足や成形材料への異物の混入および樹脂の供給不足等を看過することなく、確実に検出することができる。しかも、基準スクリュー回転力に対して設定される許容範囲の上限は常にスクリュー破断トルク以下の値に制限されるので、スクリューに作用する過大な回転力の発生が見逃されることはなく、モータの最大出力トルクがスクリューの実用強度を上回っているような場合、または、径の太いスクリューから径の細いスクリューに交換して計量動作を行わせるような場合であっても、スクリューの破断を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による可塑化の管理方法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２】同実施例の射出成形機の制御装置によるシーケンス処理の流れを全体的に示すフローチャートである。
【図３】同実施例の制御装置による計量異常検出処理の要部を示すフローチャートである。
【図４】基準スクリュー回転力および計量異常検出のための許容範囲の設定方法について概念的に説明する図である。
【図５】同実施例の制御装置に設けられた許容値記憶ファイルの構成を示す概念図である。
【符号の説明】
１射出シリンダ
２スクリュー
１０制御装置
１８ＰＭＣ用ＣＰＵ
２２バス
２４不揮発性メモリ
２９ディスプレイ付手動データ入力装置
Ｍ２スクリュー回転用サーボモータ

Claims

計量動作におけるスクリュー位置に対応させてスクリューを回転させるモータの出力トルクの許容範囲を設定し、計量実行中に逐次前記モータの出力トルクを検出して前記許容範囲内にあるか否かを判定し、許容範囲を外れた場合に異常検出信号を出力するようにした射出成形機における可塑化の管理方法において、
前記許容範囲は、計量に使用するスクリューや樹脂および計量条件に基いて前記モータの基準となる出力トルクを求め、該基準出力トルクに基づいて設定し、
前記設定された許容範囲の上限が、予め求められたスクリュー強度に対応して使用可能な前記モータの出力トルクを越えるような場合には、前記許容範囲の上限を前記使用可能な前記モータの出力トルクの値以下となるように再設定するようにしたことを特徴とする射出成形機における可塑化の管理方法。
計量動作におけるスクリュー位置に対応させてスクリューを回転させるモータの出力トルクの許容範囲を設定し、計量実行中に逐次前記モータの出力トルクを検出して前記許容範囲内にあるか否かを判定し、許容範囲を外れた場合に異常検出信号を出力するようにした射出成形機における可塑化の管理方法において、
前記許容範囲は、スクリュー強度に対応して求めた使用可能な前記モータの出力トルク以下に前記モータの出力トルクを制限して計量動作を行い、正常な計量動作が得られた前記モータの出力トルクを基準出力トルクとして設定し、
前記設定された許容範囲の上限が、予め求められたスクリュー強度に対応して使用可能な前記モータの出力トルクを越えるような場合には、前記許容範囲の上限を前記使用可能な前記モータの出力トルクの値以下となるように再設定するようにしたことを特徴とする射出成形機における可塑化の管理方法。