JP3683677B2 - 射出成形機におけるノズル・シリンダ温度の昇温方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形機におけるノズル・シリンダ温度の昇温方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の射出成形機における射出用のノズル・シリンダは、図５に示すように、スクリュー１０３が回転自在にかつ軸方向に進退自在に配設されたシリンダ１０１と、シリンダ１０１の先端部に取り付けられたノズル１０２と、シリンダ１０１の後端のフランジ１０５に取り付けられたホッパ１０４を備え、このノズル・シリンダは、ホッパ１０４側からノズル１０２にかけて、供給部Ａ、圧縮部Ｂ、計量部Ｃおよびノズル部Ｄ等の複数の加熱制御ゾーンに区分され、加熱制御ゾーンの供給部Ａ、圧縮部Ｂおよび計量部Ｃでは、シリンダ１０１の外周面にそれぞれ加熱体（ヒータ）１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃが設けられ、ノズル部Ｄにはノズル１０２の外周面に加熱体（ヒータ）１１１ｄが設けられている。そして、供給部Ａ、圧縮部Ｂ、計量部Ｃおよびノズル部Ｄの各加熱制御ゾーンには、各ゾーンのノズル・シリンダ温度をそれぞれ計測する測温体１１２ａ〜１１２ｄが各ゾーンの適宜部位にそれぞれ設けられ、さらに、各加熱制御ゾーンのノズル・シリンダ温度を制御する制御器１１３ａ〜１１３ｄ、およびそれぞれの制御器１１３ａ〜１１３ｄに接続して各加熱制御ゾーンＡ〜Ｄのノズル・シリンダ温度を所定の成形温度に設定するための温度設定器１１４ａ〜１１４ｄが設けられている。
【０００３】
各加熱制御ゾーンのノズル・シリンダ温度は、樹脂材料の種類や金型条件等の成形条件に応じてそれぞれ設定されており、特に、供給部Ａは、樹脂の予熱部であって樹脂が溶融しないように他の加熱制御ゾーンＢ〜Ｄに比べて最も低い温度に設定され、そして、通常は、圧縮部Ｂ、計量部Ｃおよびノズル部Ｄへと順次高い温度となるように設定され、ノズル部Ｄにおいて最も高い温度に設定されている。
【０００４】
各加熱制御ゾーンＡ〜Ｄは、それぞれの制御器１１３ａ〜１１３ｄを介して、各加熱体１１１ａ〜１１１ｄに通電することより加熱され、そして、各加熱制御ゾーンＡ〜Ｄにそれぞれ設けられた測温体１１２ａ〜１１２ｄによって計測しながら、各温度設定器１１４ａ〜１１４ｄにより予め設定されている設定成形温度に達するまで加熱昇温され、設定成形温度に達した後は、各制御器１１３ａ〜１１３ｄによりそれぞれの加熱制御ゾーンＡ〜Ｄの設定成形温度を維持するように通常のＰＩＤ制御に基づいて個別に制御されている。そして、全ての加熱制御ゾーンＡ〜Ｄのノズル・シリンダ温度がそれぞれ設定された設定成形温度に昇温した状態で樹脂の射出が行なわれるように構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の射出成形機におけるノズル・シリンダ温度の制御は、上述したように、各加熱制御ゾーン毎に個々に独立して制御され、また昇温させる場合も同様に独立して制御されている。
【０００６】
そして、射出成形機における各加熱制御ゾーンの熱容量については、最も高い成形温度に設定されるノズル部Ｄの熱容量が最も小さく、最も低い成形温度に設定される供給部Ａの熱容量が最も大きく形成されているけれども、各加熱制御ゾーンの加熱体の発熱容量は、連続成形時の樹脂の発熱なども勘案して決定されるために、必ずしも被加熱体の熱容量にみあったものとなっていないのが現状である。そのために、各加熱制御ゾーンＡ〜Ｄにおいて、室温あるいは保温状態にある各加熱体への通電開始時から予め設定された成形温度に達するまでのそれぞれの昇温過程は、例えば、図６に示すように、各加熱制御ゾーンＡ〜Ｄによって異なり、特に、熱容量が最も小さく設定成形温度が最も高いノズル部Ｄで最も早く設定成形温度に達するが、他の加熱制御ゾーンはノズル部よりも遅れてそれぞれの設定成形温度に順次達している。
【０００７】
したがって、ある加熱制御ゾーンのシリンダ温度が設定された成形温度に達しても、隣接する他の加熱制御ゾーンのシリンダ温度がまだ十分に昇温していない状態が生じ、このような状態においては、設定成形温度に達している加熱制御ゾーンの熱がそのゾーンに隣接する加熱制御ゾーンへ伝わり、熱の一部が取られてしまうために、設定成形温度に達している加熱制御ゾーンでは温度の不均一が生じて、該加熱制御ゾーンの一部では非常に高い温度に過加熱されてしまう事態が発生することがあった。特に、計量部Ｃやノズル部Ｄにおいて顕著であって、例えば、ノズル部Ｄの温度が設定成形温度に達しても、隣接する計量部Ｃの温度がまだ十分に昇温しておらず、このような状態においては、ノズル部Ｄの熱の一部が計量部Ｃに取られてしまうために、ノズル部Ｄで温度の不均一が生じて、該ノズル部Ｄの先端部では非常に高い温度に過加熱されてしまう事態が発生していた。また、昇温時においては、成形時と比較して見かけ上の伝達関数が変化するため、オーバーシュートも通常の場合より大きくなっていた。
【０００８】
このような状態においては熱安定性の良くない樹脂などでは熱劣化や分解が生じてしまうため、ヤケやコンタミ等といった成形不良を生じる原因となっている。
【０００９】
そこで、本発明は、上記従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであって、射出成形機におけるノズル・シリンダの複数の加熱制御ゾーンにおいて、全ての加熱制御ゾーンを常に同じ温度で上昇して行くように各加熱制御ゾーンの加熱量を制御するようにし、昇温時における過加熱による樹脂の熱劣化や分解を防止するとともに昇温のためのエネルギーを最小限に抑えることができる射出成形機におけるノズル・シリンダ温度の昇温方法を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の射出成形機におけるノズル・シリンダ温度の昇温方法は、射出成形機のノズル・シリンダを複数の加熱制御ゾーンに区分し、各加熱制御ゾーン毎に設けた加熱体により各加熱制御ゾーンを室温あるいは保温状態から予め設定された所定の成形温度までそれぞれ昇温させる射出成形機におけるノズル・シリンダ温度の昇温方法において、前記複数の加熱制御ゾーンのなかで最も温度上昇の遅い加熱制御ゾーンに合わせて各加熱制御ゾーンが同じ温度で上昇するように各加熱制御ゾーンの加熱体の加熱制御量を制御することを特徴とするものである。
【００１１】
そして、本発明の射出成形機におけるノズル・シリンダ温度の昇温方法においては、複数の加熱制御ゾーンのなかで最も温度上昇の遅い加熱制御ゾーンの温度を計測して、該加熱制御ゾーンの温度上昇率から所定時間経過後の該加熱制御ゾーンの温度を予測し、その他の加熱制御ゾーンにおいて前記予測した温度を仮目標温度として当該加熱体の加熱制御量をそれぞれ演算し、該加熱制御量をもって対応する加熱体を逐次加熱するようにすることが好ましく、あるいは、複数の加熱制御ゾーンのなかで最も温度上昇の遅い加熱制御ゾーンの昇温速度に対するその他の加熱制御ゾーンの昇温速度の比率を予めそれぞれ計算し、該昇温速度比率に応じた補正係数を基にそれぞれ対応する加熱制御ゾーンの補正加熱制御量を演算し、該補正加熱制御量をもってそれぞれ対応する加熱制御ゾーンの加熱体を逐次加熱するようにすることが好ましい。
【００１２】
【作用】
射出成形機のノズル・シリンダを複数の加熱制御ゾーンに区分し、各加熱制御ゾーン毎に設けた加熱体により各加熱制御ゾーンを予め設定された所定の成形温度までそれぞれ昇温させる射出成形機におけるノズル・シリンダ温度の昇温方法において、複数の加熱制御ゾーンのなかで最も温度上昇の遅い加熱制御ゾーンに合わせて各加熱制御ゾーン全てが同じ温度で上昇するように各加熱制御ゾーンの加熱体の加熱制御量を制御することにより、昇温時における過加熱を防止し、過昇温による樹脂の熱劣化や分解を防止するとともに、オーバーシュートや、他のゾーンが設定成形温度まで昇温するまでその温度を維持するために使われていた無駄なエネルギーを抑えることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
先ず、本発明の第１の実施例にかかるノズル・シリンダ温度の昇温方法を説明する。図１は本発明の第１の実施例の昇温方法を実施するための制御装置の構成を示すブロック図であり、図２はその昇温方法のフローチャートを図示する。
【００１５】
図１において、射出成形機における射出用のノズル・シリンダは、スクリュー３が回転自在にかつ軸方向に進退自在に配設されたシリンダ１と、シリンダ１の先端部に取り付けられたノズル２と、シリンダ１の後端のフランジ５に取り付けられたホッパ４を備え、ホッパ４側からノズル２にかけて、供給部Ａ、圧縮部Ｂ、計量部Ｃ、ノズル部Ｄ等の複数の加熱制御ゾーンに区分され、加熱制御ゾーンの供給部Ａ、圧縮部Ｂおよび計量部Ｃにおいては、シリンダ１の外周面にそれぞれ加熱体（ヒータ）１１ａ、１１ｂ、１１ｃが設けられ、ノズル部Ｄにはノズル２の外周面に加熱体（ヒータ）１１ｄが設けられている。
【００１６】
そして、各加熱制御ゾーンＡ〜Ｄには、加熱体１１ａ〜１１ｄを作動させてノズル・シリンダ温度を制御する制御器１３ａ〜１３ｄと、各加熱制御ゾーンＡ〜Ｄの外壁の適宜部位に埋設されて各加熱制御ゾーンの温度を計測するとともにその計測温度信号を制御器１３ａ〜１３ｄへ送る熱電対等からなる測温体１２ａ〜１２ｄと、制御器１３ａ〜１３ｄに接続して各加熱制御ゾーンＡ〜Ｄのノズル・シリンダ温度を所定の成形温度に予め設定するための温度設定器１４ａ〜１４ｄが設けられている。さらに、本実施例では、昇温速度の最も遅い加熱制御ゾーンの測温体１２による計測温度に基づいて仮目標温度を設定する仮目標温度設定手段１５を昇温速度の最も遅い加熱制御ゾーン以外の各制御器１３に接続する。なお、昇温速度の最も遅い加熱制御ゾーンは予め実験や計算等を行なうことにより把握することができ、図１に示す第１の実施例では、昇温速度の最も遅い加熱制御ゾーンは供給部Ａであると仮定して、供給部Ａの測温体１２ａの計測温度に基づいて仮目標温度を設定する仮目標温度設定手段１５ｂ〜１５ｄを供給部Ａ以外の加熱制御ゾーンである圧縮部Ｂ、計量部Ｃおよびノズル部Ｄのそれぞれの制御器１３ｂ〜１３ｄに接続している。
【００１７】
以上のような構成を備えた制御装置における第１の実施例の昇温方法を図２に基づいて説明する。
【００１８】
先ず、ノズル・シリンダにおける各加熱制御ゾーンＡ〜Ｄの温度設定器１４ａ〜１４ｄによりそれぞれ所定の成形温度Ｔ（Ｔａ〜Ｔｄ）を設定する。例えば、ノズル部Ｄにおいては温度設定器１４ｄにより所定の成形温度Ｔｄを設定する（ステップ１）。その後に、各加熱制御ゾーンの加熱体１１ａ〜１１ｄを作動させてそれぞれ昇温を開始し（ステップ２）、そして、所定の時間Δｔの経過後に（ステップ３）、制御対象ゾーンである圧縮部Ｂ、計量部Ｃおよびノズル部Ｄの各加熱制御ゾーンのノズル・シリンダ温度Ｔｎ（Ｔｂｎ〜Ｔｄｎ）をそれぞれの測温体１２ｂ〜１２ｄにより計測する（ステップ４）。ステップ５において、各加熱制御ゾーンにおける計測温度Ｔｎと設定成形温度Ｔとを比較し、この計測温度Ｔｎ（Ｔｂｎ〜Ｔｄｎ）が設定成形温度Ｔ（Ｔｂ〜Ｔｄ）に達しておれば、ステップ９にて、それ以降は通常のＰＩＤ制御に基づいてその加熱制御ゾーンを制御する。また、この計測温度Ｔｎ（Ｔｂｎ〜Ｔｄｎ）が未だ設定成形温度Ｔ（Ｔｂ〜Ｔｄ）に達していない場合（ステップ５）には、ステップ６で、最も昇温速度が遅いゾーンであって基準ゾーンとした供給部Ａの現時刻ｎΔｔ（なお、ｎ＝１，２，３・・・・とする。）のシリンダ温度を測温体１２ａで計測し、その計測温度Ｔａｎを各制御対象ゾーンＢ〜Ｄのそれぞれの仮目標温度設定手段１５ｂ〜１５ｄが受信する。そして、仮目標温度設定手段１５ｂ〜１５ｄにおいて、基準ゾーンとする供給部Ａにおける現時刻ｎΔｔの温度Ｔａｎと（ｎ−１）Δｔ時刻の温度Ｔａ（ｎ−１）とに基づいて、（ｎ＋１）Δｔ時刻における温度を線形外挿して予測演算し、この（ｎ＋１）Δｔ時刻の温度Ｔａ（ｎ＋１）を求める（ステップ７）。
【００１９】
次に、ステップ８にて、この予測演算した温度Ｔａ（ｎ＋１）をそれぞれの制御対象ゾーンＢ〜Ｄの仮の目標温度として、現時刻の計測温度Ｔｎ（Ｔｂｎ〜Ｔｄｎ）からその仮目標温度Ｔａ（ｎ＋１）まで昇温するためのそれぞれの制御対象ゾーンＢ〜Ｄの加熱体１１ｂ〜１１ｄの加熱制御量Ｑｎ（Ｑｂｎ〜Ｑｄｎ）を演算して、この加熱制御量Ｑｎ（Ｑｂｎ〜Ｑｄｎ）に基づいてそれぞれの加熱体１１ｂ〜１１ｄを加熱する（ステップ８）。その後、ステップ３において、さらに所定の時間Δｔ経過後の（ｎ＋１）Δｔ時刻に制御対象ゾーンＢ〜Ｄのノズル・シリンダ温度を測温体１２ｂ〜１２ｄにより計測し、その時点（ｎ＋１）Δｔの計測温度と設定成形温度Ｔｂ〜Ｔｄとを比較し、設定成形温度に達しておれば、ステップ９でそれ以降は通常のＰＩＤ制御に基づいて加熱制御ゾーンを制御し、設定成形温度に達していない場合には、さらに、ステップ６〜８およびステップ３〜５を繰り返すことにより、制御対象ゾーンＢ〜Ｄの加熱体１１ｂ〜１１ｄを加熱し所定の設定成形温度Ｔ（Ｔｂ〜Ｔｄ）まで昇温する。なお、基準ゾーンとした供給部Ａにおけるシリンダ温度の昇温は、温度設定器１４ａにより設定された成形温度Ｔａに達するまで制御器１３ａを介して加熱体１１ａを作動させることにより通常の加熱が行なわれ、設定成形温度Ｔａに達した後は他の加熱制御ゾーンと同様に通常のＰＩＤ制御に基づいて制御されることはいうまでもない。
【００２０】
なお、ノズル部Ｄにおけるステップ５〜９の制御について特に説明すると、測温体１２ｄによる計測温度Ｔｄｎと設定成形温度Ｔｄとを比較し（ステップ５）、この温度Ｔｄｎが設定成形温度Ｔｄに達しておれば、ステップ９にて、それ以降は通常のＰＩＤ制御に基づいてノズル部Ｄの温度を制御する。一方、計測温度Ｔｄｎが未だ設定成形温度Ｔｄに達していない場合（ステップ５）には、ステップ６で、基準ゾーンである供給部Ａの現時刻ｎΔｔのシリンダ温度を測温体１２ａで計測し、その計測温度Ｔａｎをノズル部Ｄの仮目標温度設定手段１５ｄが受信し、仮目標温度設定手段１５ｄにおいて、基準ゾーンの供給部Ａにおける現時刻ｎΔｔの温度Ｔａｎと（ｎ−１）Δｔ時刻の温度Ｔａ（ｎ−１）とに基づいて、（ｎ＋１）Δｔ時刻における温度を線形外挿して予測演算し、この（ｎ＋１）Δｔ時刻の温度Ｔａ（ｎ＋１）を求め（ステップ７）、そしてステップ８にて、この予測演算した温度Ｔａ（ｎ＋１）をノズル部Ｄの仮目標温度として、現時刻の計測温度Ｔｄｎからその仮目標温度Ｔａ（ｎ＋１）まで昇温するためのノズル部Ｄの加熱体１１ｄの加熱制御量Ｑｄｎを演算して、この加熱制御量Ｑｄｎに基づいて加熱体１１ｄを加熱し（ステップ８）、その後、さらに所定の時間Δｔ経過後にノズル部Ｄのノズル・シリンダ温度を測温体１２ｄにより計測し（ステップ４）、その時刻（ｎ＋１）Δｔの計測温度Ｔｄ（ｎ＋１）と設定成形温度Ｔｄとを比較する（ステップ５）こととなる。
【００２１】
このように本実施例においては、各加熱制御ゾーンの昇温過程を、最も昇温速度が遅いゾーンに合わせて各ゾーン全てが常に同じ温度で上昇させて行くことができ、これによって、一部の加熱制御ゾーンにおける昇温時の過加熱を防止し、過加熱による樹脂の熱劣化や分解を防止することができ、さらに、オーバーシュートや、他のゾーンが設定成形温度まで昇温するまでその温度を維持するために使われていた無駄なエネルギーを抑えることができる。
【００２２】
次に、本発明の第２の実施例にかかるノズル・シリンダ温度の昇温方法を説明する。図３は本発明の第２の実施例の昇温方法を実施するための制御装置の構成を示すブロック図であり、図４はその昇温方法のフローチャートを図示する。
【００２３】
図３において、射出成形機における射出用のノズル・シリンダは、スクリュー３が回転自在にかつ軸方向に進退自在に配設されたシリンダ１と、シリンダ１の先端部に取り付けられたノズル２と、シリンダ１の後端のフランジ５に取り付けられたホッパ４を備え、ホッパ４側からノズル２にかけて、供給部Ａ、圧縮部Ｂ、計量部Ｃ、ノズル部Ｄ等の複数の加熱制御ゾーンに区分され、加熱制御ゾーンの供給部Ａ、圧縮部Ｂおよび計量部Ｃにおいては、シリンダ１の外周面にそれぞれ加熱体（ヒータ）２１ａ、２１ｂ、２１ｃが設けられ、ノズル部Ｄにはノズル１２の外周面に加熱体（ヒータ）２１ｄが設けられ、各加熱制御ゾーンのノズル・シリンダ温度を計測するとともにその計測温度信号を制御器２３ａ〜２３ｄに送る熱電対等からなる測温体２２ａ〜２２ｄが各ゾーンの外壁の適宜部位に埋設されている。これらの構成は前述した第１の実施例のものと同様である。
【００２４】
そして、各加熱制御ゾーンＡ〜Ｄには、加熱体２１ａ〜２１ｄを作動させて各ゾーンのノズル・シリンダ温度を制御する制御器２３ａ〜２３ｄと、各ゾーンＡ〜Ｄのノズル・シリンダ温度を所定の成形温度に予め設定するために制御器２３ａ〜２３ｄにそれぞれ接続された温度設定器２４ａ〜２４ｄと、補正制御器２６ａ〜２６ｄおよび補正係数設定器２７ａ〜２７ｄを具備し、補正係数設定器２７ａ〜２７ｄは予め求められる補正係数Ｋａ〜Ｋｄを設定するためのものであり、補正係数設定器２７ａ〜２７ｄにより設定される補正係数Ｋａ〜Ｋｄを補正制御器２６へ入力するように構成されている。
【００２５】
次に、補正係数Ｋ（Ｋａ〜Ｋｄ）について説明すると、本実施例においても、各加熱制御ゾーンＡ〜Ｄの温度上昇（昇温速度）を、各ゾーンの中で最も温度上昇の遅いゾーンを基準として、その他のゾーンの温度上昇をその基準とするゾーンの温度上昇に合わせて、各ゾーン全てが常に同じ温度で上昇するように構成するものである。そこで、予め実験や計算等によって、各加熱制御ゾーンＡ〜Ｄの通常の加熱量によりそれぞれの加熱体２１ａ〜２１ｄを加熱して昇温する際に、各ゾーンの中で最も温度上昇の遅いゾーンを把握して特定し、この温度上昇の最も遅いゾーンを基準ゾーンとして、各加熱制御ゾーンの昇温速度と前記基準ゾーンの昇温速度との比率をそれぞれ算出し、この昇温速度比率に応じた各ゾーンの補正係数Ｋ（Ｋａ〜Ｋｄ）を求め、各加熱制御ゾーンにおける加熱体の通常の加熱制御量Ｑ（Ｑａ〜Ｑｄ）にそれぞれの補正係数Ｋ（Ｋａ〜Ｋｄ）を乗じた補正加熱制御量Ｋ×Ｑ（Ｋａ×Ｑａ〜Ｋｄ×Ｑｄ）を用いてそれぞれの加熱体２１ａ〜２１ｄを加熱制御することにより、各ゾーン全てを常に同じ温度で上昇させるものである。
【００２６】
以上のような構成を備えた制御装置における第２の実施例の昇温方法を図４に基づいて説明する。
【００２７】
先ず、ステップ１１において、各加熱制御ゾーンＡ〜Ｄの温度設定器２４ａ〜２４ｄによりそれぞれ所定の設定成形温度Ｔ（Ｔａ〜Ｔｄ）を設定し、さらに、予め算出されている各加熱制御ゾーンＡ〜Ｄの基準ゾーンに対する昇温速度比率に応じた補正係数Ｋ（Ｋａ〜Ｋｄ）を補正係数設定器２７ａ〜２７ｄによりそれぞれ設定する。その後に、各加熱制御ゾーンＡ〜Ｄの昇温を開始し（ステップ１２）、各加熱制御ゾーンのノズル・シリンダ温度を測温体２２ａ〜２２ｄにより計測し（ステップ１３）、各加熱制御ゾーンの計測温度Ｔｎ（Ｔａｎ〜Ｔｄｎ）と各ゾーンの設定成形温度Ｔ（Ｔａ〜Ｔｄ）とをそれぞれ比較し（ステップ１４）、各加熱制御ゾーンにおいて計測温度Ｔｎが設定成形温度Ｔに達しておれば、ステップ１８により、その加熱制御ゾーンはそれ以降は通常のＰＩＤ制御に基づいてノズル・シリンダ温度を制御する。この計測温度Ｔｎ（Ｔａｎ〜Ｔｄｎ）が未だ設定成形温度Ｔ（Ｔａ〜Ｔｄ）に達していない場合には、ステップ１５で、通常の制御式に基づいて、各加熱制御ゾーンの加熱体２１ａ〜２１ｄの加熱制御量Ｑ（Ｑａ〜Ｑｄ）をそれぞれ算出するとともに、ステップ１６で、各加熱制御ゾーンのそれぞれの加熱制御量Ｑ（Ｑａ〜Ｑｄ）に、予め補正係数設定器２７ａ〜２７ｄにより設定されている昇温速度比率に応じた補正係数Ｋ（Ｋａ〜Ｋｄ）をそれぞれ乗じて、それぞれの加熱制御ゾーンにおける昇温時の補正加熱制御量Ｋ×Ｑ（Ｋａ×Ｑａ〜Ｋｄ×Ｑｄ）を算出する。
【００２８】
次に、各加熱制御ゾーンにおいて、それぞれの昇温時の補正加熱制御量Ｋ×Ｑ（Ｋａ×Ｑａ〜Ｋｄ×Ｑｄ）に基づいてそれぞれの加熱体２１ａ〜２１ｄを加熱制御する（ステップ１７）。その後、ステップ１３においてさらに制御対象ゾーンのノズル・シリンダ温度を測温体２２ａ〜２２ｄにより計測し、その時点の計測温度Ｔ（ｎ＋１）と設定成形温度Ｔ（Ｔａ〜Ｔｄ）とをそれぞれ比較し、以後、それぞれの設定成形温度Ｔの達していない場合には、所定の設定成形温度Ｔに達するまで、ステップ１３〜１７を繰り返して所定の設定成形温度まで昇温する。
【００２９】
本実施例は、各加熱制御ゾーンにおいて、以上のようなステップを繰り返すことにより、各加熱制御ゾーンの昇温過程を、最も昇温速度が遅いゾーンに合わせて各ゾーン全てが常に同じ温度で上昇させて行くことができ、このように制御することにより、一部の加熱制御ゾーンにおける昇温時の過加熱を防止し、過加熱による樹脂の熱劣化や分解を防止することができ、さらに、オーバーシュートや、他の加熱制御ゾーンが設定成形温度まで昇温するまでその温度を維持するために使われていた無駄なエネルギーを抑えることができる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明は、上述のように構成されているので、射出成形機におけるノズル・シリンダの複数の加熱制御ゾーンを常に同じ温度で上昇させることができるので、昇温時における過加熱を防止し、過加熱による樹脂の熱劣化や分解を防止できるとともに、ノズル・シリンダに加える昇温のためのエネルギーを最小限にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のノズル・シリンダ温度の昇温方法の第１の実施例を実施する制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明のノズル・シリンダ温度の昇温方法の第１の実施例のフローチャートである。
【図３】本発明のノズル・シリンダ温度の昇温方法の第２の実施例を実施する制御装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明のノズル・シリンダ温度の昇温方法の第２の実施例のフローチャートである。
【図５】従来の射出成形機における射出用のノズル・シリンダの加熱装置を概略的に示すブロック図である。
【図６】従来の射出成形機におけるノズル・シリンダにおける加熱制御ゾーン毎の温度上昇状態を示すグラフである。
【符号の説明】
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ 加熱制御ゾーン
１ シリンダ
２ ノズル
３ スクリュー
４ ホッパ
１１（１１ａ〜１１ｄ） 加熱体
１２（１２ａ〜１２ｄ） 測温体
１３（１３ａ〜１３ｄ） 制御器
１４（１４ａ〜１４ｄ） 温度設定器
１５（１５ｂ〜１５ｄ） 仮目標温度設定手段
２１（２１ａ〜２１ｄ） 加熱体
２２（２２ａ〜２２ｄ） 測温体
２３（２３ａ〜２３ｄ） 制御器
２４（２４ａ〜２４ｄ） 温度設定器
２６（２６ａ〜２６ｄ） 補正制御器
２７（２７ａ〜２７ｄ） 補正係数設定器
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形機におけるノズル・シリンダ温度の昇温方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の射出成形機における射出用のノズル・シリンダは、図５に示すように、スクリュー１０３が回転自在にかつ軸方向に進退自在に配設されたシリンダ１０１と、シリンダ１０１の先端部に取り付けられたノズル１０２と、シリンダ１０１の後端のフランジ１０５に取り付けられたホッパ１０４を備え、このノズル・シリンダは、ホッパ１０４側からノズル１０２にかけて、供給部Ａ、圧縮部Ｂ、計量部Ｃおよびノズル部Ｄ等の複数の加熱制御ゾーンに区分され、加熱制御ゾーンの供給部Ａ、圧縮部Ｂおよび計量部Ｃでは、シリンダ１０１の外周面にそれぞれ加熱体（ヒータ）１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃが設けられ、ノズル部Ｄにはノズル１０２の外周面に加熱体（ヒータ）１１１ｄが設けられている。そして、供給部Ａ、圧縮部Ｂ、計量部Ｃおよびノズル部Ｄの各加熱制御ゾーンには、各ゾーンのノズル・シリンダ温度をそれぞれ計測する測温体１１２ａ〜１１２ｄが各ゾーンの適宜部位にそれぞれ設けられ、さらに、各加熱制御ゾーンのノズル・シリンダ温度を制御する制御器１１３ａ〜１１３ｄ、およびそれぞれの制御器１１３ａ〜１１３ｄに接続して各加熱制御ゾーンＡ〜Ｄのノズル・シリンダ温度を所定の成形温度に設定するための温度設定器１１４ａ〜１１４ｄが設けられている。
【０００３】
各加熱制御ゾーンのノズル・シリンダ温度は、樹脂材料の種類や金型条件等の成形条件に応じてそれぞれ設定されており、特に、供給部Ａは、樹脂の予熱部であって樹脂が溶融しないように他の加熱制御ゾーンＢ〜Ｄに比べて最も低い温度に設定され、そして、通常は、圧縮部Ｂ、計量部Ｃおよびノズル部Ｄへと順次高い温度となるように設定され、ノズル部Ｄにおいて最も高い温度に設定されている。
【０００４】
各加熱制御ゾーンＡ〜Ｄは、それぞれの制御器１１３ａ〜１１３ｄを介して、各加熱体１１１ａ〜１１１ｄに通電することより加熱され、そして、各加熱制御ゾーンＡ〜Ｄにそれぞれ設けられた測温体１１２ａ〜１１２ｄによって計測しながら、各温度設定器１１４ａ〜１１４ｄにより予め設定されている設定成形温度に達するまで加熱昇温され、設定成形温度に達した後は、各制御器１１３ａ〜１１３ｄによりそれぞれの加熱制御ゾーンＡ〜Ｄの設定成形温度を維持するように通常のＰＩＤ制御に基づいて個別に制御されている。そして、全ての加熱制御ゾーンＡ〜Ｄのノズル・シリンダ温度がそれぞれ設定された設定成形温度に昇温した状態で樹脂の射出が行なわれるように構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の射出成形機におけるノズル・シリンダ温度の制御は、上述したように、各加熱制御ゾーン毎に個々に独立して制御され、また昇温させる場合も同様に独立して制御されている。
【０００６】
そして、射出成形機における各加熱制御ゾーンの熱容量については、最も高い成形温度に設定されるノズル部Ｄの熱容量が最も小さく、最も低い成形温度に設定される供給部Ａの熱容量が最も大きく形成されているけれども、各加熱制御ゾーンの加熱体の発熱容量は、連続成形時の樹脂の発熱なども勘案して決定されるために、必ずしも被加熱体の熱容量にみあったものとなっていないのが現状である。そのために、各加熱制御ゾーンＡ〜Ｄにおいて、室温あるいは保温状態にある各加熱体への通電開始時から予め設定された成形温度に達するまでのそれぞれの昇温過程は、例えば、図６に示すように、各加熱制御ゾーンＡ〜Ｄによって異なり、特に、熱容量が最も小さく設定成形温度が最も高いノズル部Ｄで最も早く設定成形温度に達するが、他の加熱制御ゾーンはノズル部よりも遅れてそれぞれの設定成形温度に順次達している。
【０００７】
したがって、ある加熱制御ゾーンのシリンダ温度が設定された成形温度に達しても、隣接する他の加熱制御ゾーンのシリンダ温度がまだ十分に昇温していない状態が生じ、このような状態においては、設定成形温度に達している加熱制御ゾーンの熱がそのゾーンに隣接する加熱制御ゾーンへ伝わり、熱の一部が取られてしまうために、設定成形温度に達している加熱制御ゾーンでは温度の不均一が生じて、該加熱制御ゾーンの一部では非常に高い温度に過加熱されてしまう事態が発生することがあった。特に、計量部Ｃやノズル部Ｄにおいて顕著であって、例えば、ノズル部Ｄの温度が設定成形温度に達しても、隣接する計量部Ｃの温度がまだ十分に昇温しておらず、このような状態においては、ノズル部Ｄの熱の一部が計量部Ｃに取られてしまうために、ノズル部Ｄで温度の不均一が生じて、該ノズル部Ｄの先端部では非常に高い温度に過加熱されてしまう事態が発生していた。また、昇温時においては、成形時と比較して見かけ上の伝達関数が変化するため、オーバーシュートも通常の場合より大きくなっていた。
【０００８】
このような状態においては熱安定性の良くない樹脂などでは熱劣化や分解が生じてしまうため、ヤケやコンタミ等といった成形不良を生じる原因となっている。
【０００９】
そこで、本発明は、上記従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであって、射出成形機におけるノズル・シリンダの複数の加熱制御ゾーンにおいて、全ての加熱制御ゾーンを常に同じ温度で上昇して行くように各加熱制御ゾーンの加熱量を制御するようにし、昇温時における過加熱による樹脂の熱劣化や分解を防止するとともに昇温のためのエネルギーを最小限に抑えることができる射出成形機におけるノズル・シリンダ温度の昇温方法を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の射出成形機におけるノズル・シリンダ温度の昇温方法は、射出成形機のノズル・シリンダを複数の加熱制御ゾーンに区分し、各加熱制御ゾーン毎に設けた加熱体により各加熱制御ゾーンを室温あるいは保温状態から予め設定された所定の成形温度までそれぞれ昇温させる射出成形機におけるノズル・シリンダ温度の昇温方法において、前記複数の加熱制御ゾーンのなかで最も温度上昇の遅い加熱制御ゾーンに合わせて各加熱制御ゾーンが同じ温度で上昇するように各加熱制御ゾーンの加熱体の加熱制御量を制御することを特徴とするものである。
【００１１】
そして、本発明の射出成形機におけるノズル・シリンダ温度の昇温方法においては、複数の加熱制御ゾーンのなかで最も温度上昇の遅い加熱制御ゾーンの温度を計測して、該加熱制御ゾーンの温度上昇率から所定時間経過後の該加熱制御ゾーンの温度を予測し、その他の加熱制御ゾーンにおいて前記予測した温度を仮目標温度として当該加熱体の加熱制御量をそれぞれ演算し、該加熱制御量をもって対応する加熱体を逐次加熱するようにすることが好ましく、あるいは、複数の加熱制御ゾーンのなかで最も温度上昇の遅い加熱制御ゾーンの昇温速度に対するその他の加熱制御ゾーンの昇温速度の比率を予めそれぞれ計算し、該昇温速度比率に応じた補正係数を基にそれぞれ対応する加熱制御ゾーンの補正加熱制御量を演算し、該補正加熱制御量をもってそれぞれ対応する加熱制御ゾーンの加熱体を逐次加熱するようにすることが好ましい。
【００１２】
【作用】
射出成形機のノズル・シリンダを複数の加熱制御ゾーンに区分し、各加熱制御ゾーン毎に設けた加熱体により各加熱制御ゾーンを予め設定された所定の成形温度までそれぞれ昇温させる射出成形機におけるノズル・シリンダ温度の昇温方法において、複数の加熱制御ゾーンのなかで最も温度上昇の遅い加熱制御ゾーンに合わせて各加熱制御ゾーン全てが同じ温度で上昇するように各加熱制御ゾーンの加熱体の加熱制御量を制御することにより、昇温時における過加熱を防止し、過昇温による樹脂の熱劣化や分解を防止するとともに、オーバーシュートや、他のゾーンが設定成形温度まで昇温するまでその温度を維持するために使われていた無駄なエネルギーを抑えることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
先ず、本発明の第１の実施例にかかるノズル・シリンダ温度の昇温方法を説明する。図１は本発明の第１の実施例の昇温方法を実施するための制御装置の構成を示すブロック図であり、図２はその昇温方法のフローチャートを図示する。
【００１５】
図１において、射出成形機における射出用のノズル・シリンダは、スクリュー３が回転自在にかつ軸方向に進退自在に配設されたシリンダ１と、シリンダ１の先端部に取り付けられたノズル２と、シリンダ１の後端のフランジ５に取り付けられたホッパ４を備え、ホッパ４側からノズル２にかけて、供給部Ａ、圧縮部Ｂ、計量部Ｃ、ノズル部Ｄ等の複数の加熱制御ゾーンに区分され、加熱制御ゾーンの供給部Ａ、圧縮部Ｂおよび計量部Ｃにおいては、シリンダ１の外周面にそれぞれ加熱体（ヒータ）１１ａ、１１ｂ、１１ｃが設けられ、ノズル部Ｄにはノズル２の外周面に加熱体（ヒータ）１１ｄが設けられている。
【００１６】
そして、各加熱制御ゾーンＡ〜Ｄには、加熱体１１ａ〜１１ｄを作動させてノズル・シリンダ温度を制御する制御器１３ａ〜１３ｄと、各加熱制御ゾーンＡ〜Ｄの外壁の適宜部位に埋設されて各加熱制御ゾーンの温度を計測するとともにその計測温度信号を制御器１３ａ〜１３ｄへ送る熱電対等からなる測温体１２ａ〜１２ｄと、制御器１３ａ〜１３ｄに接続して各加熱制御ゾーンＡ〜Ｄのノズル・シリンダ温度を所定の成形温度に予め設定するための温度設定器１４ａ〜１４ｄが設けられている。さらに、本実施例では、昇温速度の最も遅い加熱制御ゾーンの測温体１２による計測温度に基づいて仮目標温度を設定する仮目標温度設定手段１５を昇温速度の最も遅い加熱制御ゾーン以外の各制御器１３に接続する。なお、昇温速度の最も遅い加熱制御ゾーンは予め実験や計算等を行なうことにより把握することができ、図１に示す第１の実施例では、昇温速度の最も遅い加熱制御ゾーンは供給部Ａであると仮定して、供給部Ａの測温体１２ａの計測温度に基づいて仮目標温度を設定する仮目標温度設定手段１５ｂ〜１５ｄを供給部Ａ以外の加熱制御ゾーンである圧縮部Ｂ、計量部Ｃおよびノズル部Ｄのそれぞれの制御器１３ｂ〜１３ｄに接続している。
【００１７】
以上のような構成を備えた制御装置における第１の実施例の昇温方法を図２に基づいて説明する。
【００１８】
先ず、ノズル・シリンダにおける各加熱制御ゾーンＡ〜Ｄの温度設定器１４ａ〜１４ｄによりそれぞれ所定の成形温度Ｔ（Ｔａ〜Ｔｄ）を設定する。例えば、ノズル部Ｄにおいては温度設定器１４ｄにより所定の成形温度Ｔｄを設定する（ステップ１）。その後に、各加熱制御ゾーンの加熱体１１ａ〜１１ｄを作動させてそれぞれ昇温を開始し（ステップ２）、そして、所定の時間Δｔの経過後に（ステップ３）、制御対象ゾーンである圧縮部Ｂ、計量部Ｃおよびノズル部Ｄの各加熱制御ゾーンのノズル・シリンダ温度Ｔｎ（Ｔｂｎ〜Ｔｄｎ）をそれぞれの測温体１２ｂ〜１２ｄにより計測する（ステップ４）。ステップ５において、各加熱制御ゾーンにおける計測温度Ｔｎと設定成形温度Ｔとを比較し、この計測温度Ｔｎ（Ｔｂｎ〜Ｔｄｎ）が設定成形温度Ｔ（Ｔｂ〜Ｔｄ）に達しておれば、ステップ９にて、それ以降は通常のＰＩＤ制御に基づいてその加熱制御ゾーンを制御する。また、この計測温度Ｔｎ（Ｔｂｎ〜Ｔｄｎ）が未だ設定成形温度Ｔ（Ｔｂ〜Ｔｄ）に達していない場合（ステップ５）には、ステップ６で、最も昇温速度が遅いゾーンであって基準ゾーンとした供給部Ａの現時刻ｎΔｔ（なお、ｎ＝１，２，３・・・・とする。）のシリンダ温度を測温体１２ａで計測し、その計測温度Ｔａｎを各制御対象ゾーンＢ〜Ｄのそれぞれの仮目標温度設定手段１５ｂ〜１５ｄが受信する。そして、仮目標温度設定手段１５ｂ〜１５ｄにおいて、基準ゾーンとする供給部Ａにおける現時刻ｎΔｔの温度Ｔａｎと（ｎ−１）Δｔ時刻の温度Ｔａ（ｎ−１）とに基づいて、（ｎ＋１）Δｔ時刻における温度を線形外挿して予測演算し、この（ｎ＋１）Δｔ時刻の温度Ｔａ（ｎ＋１）を求める（ステップ７）。
【００１９】
次に、ステップ８にて、この予測演算した温度Ｔａ（ｎ＋１）をそれぞれの制御対象ゾーンＢ〜Ｄの仮の目標温度として、現時刻の計測温度Ｔｎ（Ｔｂｎ〜Ｔｄｎ）からその仮目標温度Ｔａ（ｎ＋１）まで昇温するためのそれぞれの制御対象ゾーンＢ〜Ｄの加熱体１１ｂ〜１１ｄの加熱制御量Ｑｎ（Ｑｂｎ〜Ｑｄｎ）を演算して、この加熱制御量Ｑｎ（Ｑｂｎ〜Ｑｄｎ）に基づいてそれぞれの加熱体１１ｂ〜１１ｄを加熱する（ステップ８）。その後、ステップ３において、さらに所定の時間Δｔ経過後の（ｎ＋１）Δｔ時刻に制御対象ゾーンＢ〜Ｄのノズル・シリンダ温度を測温体１２ｂ〜１２ｄにより計測し、その時点（ｎ＋１）Δｔの計測温度と設定成形温度Ｔｂ〜Ｔｄとを比較し、設定成形温度に達しておれば、ステップ９でそれ以降は通常のＰＩＤ制御に基づいて加熱制御ゾーンを制御し、設定成形温度に達していない場合には、さらに、ステップ６〜８およびステップ３〜５を繰り返すことにより、制御対象ゾーンＢ〜Ｄの加熱体１１ｂ〜１１ｄを加熱し所定の設定成形温度Ｔ（Ｔｂ〜Ｔｄ）まで昇温する。なお、基準ゾーンとした供給部Ａにおけるシリンダ温度の昇温は、温度設定器１４ａにより設定された成形温度Ｔａに達するまで制御器１３ａを介して加熱体１１ａを作動させることにより通常の加熱が行なわれ、設定成形温度Ｔａに達した後は他の加熱制御ゾーンと同様に通常のＰＩＤ制御に基づいて制御されることはいうまでもない。
【００２０】
なお、ノズル部Ｄにおけるステップ５〜９の制御について特に説明すると、測温体１２ｄによる計測温度Ｔｄｎと設定成形温度Ｔｄとを比較し（ステップ５）、この温度Ｔｄｎが設定成形温度Ｔｄに達しておれば、ステップ９にて、それ以降は通常のＰＩＤ制御に基づいてノズル部Ｄの温度を制御する。一方、計測温度Ｔｄｎが未だ設定成形温度Ｔｄに達していない場合（ステップ５）には、ステップ６で、基準ゾーンである供給部Ａの現時刻ｎΔｔのシリンダ温度を測温体１２ａで計測し、その計測温度Ｔａｎをノズル部Ｄの仮目標温度設定手段１５ｄが受信し、仮目標温度設定手段１５ｄにおいて、基準ゾーンの供給部Ａにおける現時刻ｎΔｔの温度Ｔａｎと（ｎ−１）Δｔ時刻の温度Ｔａ（ｎ−１）とに基づいて、（ｎ＋１）Δｔ時刻における温度を線形外挿して予測演算し、この（ｎ＋１）Δｔ時刻の温度Ｔａ（ｎ＋１）を求め（ステップ７）、そしてステップ８にて、この予測演算した温度Ｔａ（ｎ＋１）をノズル部Ｄの仮目標温度として、現時刻の計測温度Ｔｄｎからその仮目標温度Ｔａ（ｎ＋１）まで昇温するためのノズル部Ｄの加熱体１１ｄの加熱制御量Ｑｄｎを演算して、この加熱制御量Ｑｄｎに基づいて加熱体１１ｄを加熱し（ステップ８）、その後、さらに所定の時間Δｔ経過後にノズル部Ｄのノズル・シリンダ温度を測温体１２ｄにより計測し（ステップ４）、その時刻（ｎ＋１）Δｔの計測温度Ｔｄ（ｎ＋１）と設定成形温度Ｔｄとを比較する（ステップ５）こととなる。
【００２１】
このように本実施例においては、各加熱制御ゾーンの昇温過程を、最も昇温速度が遅いゾーンに合わせて各ゾーン全てが常に同じ温度で上昇させて行くことができ、これによって、一部の加熱制御ゾーンにおける昇温時の過加熱を防止し、過加熱による樹脂の熱劣化や分解を防止することができ、さらに、オーバーシュートや、他のゾーンが設定成形温度まで昇温するまでその温度を維持するために使われていた無駄なエネルギーを抑えることができる。
【００２２】
次に、本発明の第２の実施例にかかるノズル・シリンダ温度の昇温方法を説明する。図３は本発明の第２の実施例の昇温方法を実施するための制御装置の構成を示すブロック図であり、図４はその昇温方法のフローチャートを図示する。
【００２３】
図３において、射出成形機における射出用のノズル・シリンダは、スクリュー３が回転自在にかつ軸方向に進退自在に配設されたシリンダ１と、シリンダ１の先端部に取り付けられたノズル２と、シリンダ１の後端のフランジ５に取り付けられたホッパ４を備え、ホッパ４側からノズル２にかけて、供給部Ａ、圧縮部Ｂ、計量部Ｃ、ノズル部Ｄ等の複数の加熱制御ゾーンに区分され、加熱制御ゾーンの供給部Ａ、圧縮部Ｂおよび計量部Ｃにおいては、シリンダ１の外周面にそれぞれ加熱体（ヒータ）２１ａ、２１ｂ、２１ｃが設けられ、ノズル部Ｄにはノズル１２の外周面に加熱体（ヒータ）２１ｄが設けられ、各加熱制御ゾーンのノズル・シリンダ温度を計測するとともにその計測温度信号を制御器２３ａ〜２３ｄに送る熱電対等からなる測温体２２ａ〜２２ｄが各ゾーンの外壁の適宜部位に埋設されている。これらの構成は前述した第１の実施例のものと同様である。
【００２４】
そして、各加熱制御ゾーンＡ〜Ｄには、加熱体２１ａ〜２１ｄを作動させて各ゾーンのノズル・シリンダ温度を制御する制御器２３ａ〜２３ｄと、各ゾーンＡ〜Ｄのノズル・シリンダ温度を所定の成形温度に予め設定するために制御器２３ａ〜２３ｄにそれぞれ接続された温度設定器２４ａ〜２４ｄと、補正制御器２６ａ〜２６ｄおよび補正係数設定器２７ａ〜２７ｄを具備し、補正係数設定器２７ａ〜２７ｄは予め求められる補正係数Ｋａ〜Ｋｄを設定するためのものであり、補正係数設定器２７ａ〜２７ｄにより設定される補正係数Ｋａ〜Ｋｄを補正制御器２６へ入力するように構成されている。
【００２５】
次に、補正係数Ｋ（Ｋａ〜Ｋｄ）について説明すると、本実施例においても、各加熱制御ゾーンＡ〜Ｄの温度上昇（昇温速度）を、各ゾーンの中で最も温度上昇の遅いゾーンを基準として、その他のゾーンの温度上昇をその基準とするゾーンの温度上昇に合わせて、各ゾーン全てが常に同じ温度で上昇するように構成するものである。そこで、予め実験や計算等によって、各加熱制御ゾーンＡ〜Ｄの通常の加熱量によりそれぞれの加熱体２１ａ〜２１ｄを加熱して昇温する際に、各ゾーンの中で最も温度上昇の遅いゾーンを把握して特定し、この温度上昇の最も遅いゾーンを基準ゾーンとして、各加熱制御ゾーンの昇温速度と前記基準ゾーンの昇温速度との比率をそれぞれ算出し、この昇温速度比率に応じた各ゾーンの補正係数Ｋ（Ｋａ〜Ｋｄ）を求め、各加熱制御ゾーンにおける加熱体の通常の加熱制御量Ｑ（Ｑａ〜Ｑｄ）にそれぞれの補正係数Ｋ（Ｋａ〜Ｋｄ）を乗じた補正加熱制御量Ｋ×Ｑ（Ｋａ×Ｑａ〜Ｋｄ×Ｑｄ）を用いてそれぞれの加熱体２１ａ〜２１ｄを加熱制御することにより、各ゾーン全てを常に同じ温度で上昇させるものである。
【００２６】
以上のような構成を備えた制御装置における第２の実施例の昇温方法を図４に基づいて説明する。
【００２７】
先ず、ステップ１１において、各加熱制御ゾーンＡ〜Ｄの温度設定器２４ａ〜２４ｄによりそれぞれ所定の設定成形温度Ｔ（Ｔａ〜Ｔｄ）を設定し、さらに、予め算出されている各加熱制御ゾーンＡ〜Ｄの基準ゾーンに対する昇温速度比率に応じた補正係数Ｋ（Ｋａ〜Ｋｄ）を補正係数設定器２７ａ〜２７ｄによりそれぞれ設定する。その後に、各加熱制御ゾーンＡ〜Ｄの昇温を開始し（ステップ１２）、各加熱制御ゾーンのノズル・シリンダ温度を測温体２２ａ〜２２ｄにより計測し（ステップ１３）、各加熱制御ゾーンの計測温度Ｔｎ（Ｔａｎ〜Ｔｄｎ）と各ゾーンの設定成形温度Ｔ（Ｔａ〜Ｔｄ）とをそれぞれ比較し（ステップ１４）、各加熱制御ゾーンにおいて計測温度Ｔｎが設定成形温度Ｔに達しておれば、ステップ１８により、その加熱制御ゾーンはそれ以降は通常のＰＩＤ制御に基づいてノズル・シリンダ温度を制御する。この計測温度Ｔｎ（Ｔａｎ〜Ｔｄｎ）が未だ設定成形温度Ｔ（Ｔａ〜Ｔｄ）に達していない場合には、ステップ１５で、通常の制御式に基づいて、各加熱制御ゾーンの加熱体２１ａ〜２１ｄの加熱制御量Ｑ（Ｑａ〜Ｑｄ）をそれぞれ算出するとともに、ステップ１６で、各加熱制御ゾーンのそれぞれの加熱制御量Ｑ（Ｑａ〜Ｑｄ）に、予め補正係数設定器２７ａ〜２７ｄにより設定されている昇温速度比率に応じた補正係数Ｋ（Ｋａ〜Ｋｄ）をそれぞれ乗じて、それぞれの加熱制御ゾーンにおける昇温時の補正加熱制御量Ｋ×Ｑ（Ｋａ×Ｑａ〜Ｋｄ×Ｑｄ）を算出する。
【００２８】
次に、各加熱制御ゾーンにおいて、それぞれの昇温時の補正加熱制御量Ｋ×Ｑ（Ｋａ×Ｑａ〜Ｋｄ×Ｑｄ）に基づいてそれぞれの加熱体２１ａ〜２１ｄを加熱制御する（ステップ１７）。その後、ステップ１３においてさらに制御対象ゾーンのノズル・シリンダ温度を測温体２２ａ〜２２ｄにより計測し、その時点の計測温度Ｔ（ｎ＋１）と設定成形温度Ｔ（Ｔａ〜Ｔｄ）とをそれぞれ比較し、以後、それぞれの設定成形温度Ｔの達していない場合には、所定の設定成形温度Ｔに達するまで、ステップ１３〜１７を繰り返して所定の設定成形温度まで昇温する。
【００２９】
本実施例は、各加熱制御ゾーンにおいて、以上のようなステップを繰り返すことにより、各加熱制御ゾーンの昇温過程を、最も昇温速度が遅いゾーンに合わせて各ゾーン全てが常に同じ温度で上昇させて行くことができ、このように制御することにより、一部の加熱制御ゾーンにおける昇温時の過加熱を防止し、過加熱による樹脂の熱劣化や分解を防止することができ、さらに、オーバーシュートや、他の加熱制御ゾーンが設定成形温度まで昇温するまでその温度を維持するために使われていた無駄なエネルギーを抑えることができる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明は、上述のように構成されているので、射出成形機におけるノズル・シリンダの複数の加熱制御ゾーンを常に同じ温度で上昇させることができるので、昇温時における過加熱を防止し、過加熱による樹脂の熱劣化や分解を防止できるとともに、ノズル・シリンダに加える昇温のためのエネルギーを最小限にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のノズル・シリンダ温度の昇温方法の第１の実施例を実施する制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明のノズル・シリンダ温度の昇温方法の第１の実施例のフローチャートである。
【図３】本発明のノズル・シリンダ温度の昇温方法の第２の実施例を実施する制御装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明のノズル・シリンダ温度の昇温方法の第２の実施例のフローチャートである。
【図５】従来の射出成形機における射出用のノズル・シリンダの加熱装置を概略的に示すブロック図である。
【図６】従来の射出成形機におけるノズル・シリンダにおける加熱制御ゾーン毎の温度上昇状態を示すグラフである。
【符号の説明】
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ 加熱制御ゾーン
１ シリンダ
２ ノズル
３ スクリュー
４ ホッパ
１１（１１ａ〜１１ｄ） 加熱体
１２（１２ａ〜１２ｄ） 測温体
１３（１３ａ〜１３ｄ） 制御器
１４（１４ａ〜１４ｄ） 温度設定器
１５（１５ｂ〜１５ｄ） 仮目標温度設定手段
２１（２１ａ〜２１ｄ） 加熱体
２２（２２ａ〜２２ｄ） 測温体
２３（２３ａ〜２３ｄ） 制御器
２４（２４ａ〜２４ｄ） 温度設定器
２６（２６ａ〜２６ｄ） 補正制御器
２７（２７ａ〜２７ｄ） 補正係数設定器
Claims (3)
- 射出成形機のノズル・シリンダを複数の加熱制御ゾーンに区分し、各加熱制御ゾーン毎に設けた加熱体により各加熱制御ゾーンを室温あるいは保温状態から予め設定された所定の成形温度までそれぞれ昇温させる射出成形機におけるノズル・シリンダ温度の昇温方法において、前記複数の加熱制御ゾーンのなかで最も温度上昇の遅い加熱制御ゾーンに合わせて各加熱制御ゾーンが同じ温度で上昇するように各加熱制御ゾーンの加熱体の加熱制御量を制御することを特徴とする射出成形機におけるノズル・シリンダ温度の昇温方法。
- 複数の加熱制御ゾーンのなかで最も温度上昇の遅い加熱制御ゾーンの温度を計測して、該加熱制御ゾーンの温度上昇率から所定時間経過後の該加熱制御ゾーンの温度を予測し、その他の加熱制御ゾーンにおいて前記予測した温度を仮目標温度として当該加熱体の加熱制御量をそれぞれ演算し、該加熱制御量をもって対応する加熱体を逐次加熱するようにしたことを特徴とする請求項１記載の射出成形機におけるノズル・シリンダ温度の昇温方法。
- 複数の加熱制御ゾーンのなかで最も温度上昇の遅い加熱制御ゾーンの昇温速度に対するその他の加熱制御ゾーンの昇温速度の比率を予めそれぞれ計算し、該昇温速度比率に応じた補正係数を基にそれぞれ対応する加熱制御ゾーンの補正加熱制御量を演算し、該補正加熱制御量をもってそれぞれ対応する加熱制御ゾーンの加熱体を逐次加熱するようにしたことを特徴とする請求項１記載の射出成形機におけるノズル・シリンダ温度の昇温方法。
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