JP3790609B2

JP3790609B2 - 射出成形機の温度制御方法および温度制御装置

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Publication number: JP3790609B2
Application number: JP16065197A
Authority: JP
Inventors: 伊東　　宏; 数利焼本; 司白銀屋
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 1997-06-04
Filing date: 1997-06-04
Publication date: 2006-06-28
Anticipated expiration: 2017-06-04
Also published as: JPH10337763A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形機の加熱シリンダが軸方向に複数個の温度制御ゾーンに分割され、分割された各温度制御ゾーンに対応して複数個設けられている加熱手段を制御する、射出成形機の温度制御方法およびこの方法の実施に使用される温度制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形機は、周知のように、樹脂材料が供給される加熱シリンダを備えている。そして、その内部には供給される樹脂材料を混練溶融するためのスクリュウが設けられている。このような加熱シリンダ３０は、図４に示されているように、軸方向に複数個の第１、第２、…の温度制御ゾーンｋ１、ｋ２、…に分けられている。そして、第１の温度制御ゾーンｋ１に属する加熱シリンダ３０の外周部には複数個例えば２個の第１、２の加熱ヒータｈ１-１、ｈ１-２が設けられている。以下同様に、第２、第３、…の温度制御ゾーンｋ２、ｋ３、…にも第１、２の加熱ヒータｈ２-１、ｈ２-２、ｈ３-１、ｈ３-２、…が２個宛設けられている。また、加熱シリンダ３０の所定深さ位置には、第１、第２、…の温度制御ゾーンｋ１、ｋ２、…に対応して第１、第２、…の熱電対ｓ１、ｓ２、…が設けられている。
【０００３】
図４には、第１の温度制御ゾーンｋ１に設けられている第１、２の加熱ヒータｈ１-１、ｈ１-２のみを制御する例が示されているが、上記の各加熱ヒータｈ１-１、ｈ１-２、ｈ２-１、ｈ２-２、…は、制御装置により一般にフィードバック制御により制御されるようになっている。この制御装置は、周知のように、加え合わせ点４０とＰＩＤ制御演算器４１とから構成されている。そして、加え合わせ点４０には、設定器で設定される設定温度ｒ₁₁と、第１の温度制御ゾーンｋ１の温度を検出する熱電対ｓ１で検出される第１の温度制御ゾーンｋ１の加熱シリンダ３０の温度すなわち制御量ｙ₁₁とが入力され、その偏差ｅ₁₁はＰＩＤ制御演算器４１において比例積分微分（ＰＩＤ）演算により操作量ｕ₁₁が演算され、そして第１、２の加熱ヒータｈ１-１、ｈ１-２へ同じ操作量が出力されるようになっている。
【０００４】
したがって、各温度制御ゾーンｋ１、ｋ２、…の加熱温度を設定し、各温度制御ゾーンにおける比例（Ｐ）定数、積分（Ｉ）定数、微分（Ｄ）定数等を調節して、第１、第２、…の温度制御ゾーンｋ１、ｋ２、…第１、２の加熱ヒータｈ１-１、ｈ１-２、ｈ２-１、ｈ２-２、…を加熱すると共に、加熱シリンダ３０にホッパ３１から樹脂材料を供給し、スクリュウを回転駆動すると、第１、２の加熱ヒータｈ１-１、ｈ１-２、ｈ２-１、ｈ２-２、…から加えられる熱と、スクリュウの回転による剪断力、摩擦力等による発熱作用とにより樹脂材料は、可塑化される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来の各加熱ヒータも、フィードバックにより制御されているので、一応可塑化はできるが、冷却部３３に隣接している第１の温度制御ゾーンｋ１では問題がある。すなわち、樹脂材料は、ホッパ３１から加熱シリンダ３０に供給されるようになっているが、ホッパ３１の下部の樹脂材料投入口近傍において樹脂材料が軟化すると、架橋が生じスムーズな供給ができなくなる。そこで、樹脂材料投入口近傍には、ジャケット３２、３２、…が設けられ、例えば水などで冷却されるようになっている。これらのジャケット３２、３２、…は冷却部３３となり、これに隣接している第１の温度制御ゾーンｋ１は、冷却部３３により奪われる熱量を補償するようにフィードバック制御されて設定温度に維持される。その結果、第１の温度制御ゾーンｋ１の冷却部３３側では奪われる熱量と、第１の加熱ヒータｈ１-１の発熱量とがつり合う。しかしながら、第２の温度制御ゾーンｋ２側では、第２の温度制御ゾーンｋ２の第１の加熱ヒータｈ２-１の熱の影響を受けて、第１の温度制御ゾーンｋ１の第２の加熱ヒータｈ１-２により供給される熱は、余剰となる。その結果第１の温度制御ゾーンｋ１と第２の温度制御ゾーンｋ２との間に設定温度以上になる部分すなわち過昇温部が生じることになる。
【０００６】
実験により生じた過昇温部Ｏｈは、図５に示されている。なお、実験には加熱シリンダと同様な構造を有するテスト装置を使用し、設定温度は第１、第２、…の温度制御ゾーンｋ１、ｋ２、…の全ゾーンにおいて１２０°Ｃに設定した。第１の温度制御ゾーンｋ１と第２の温度制御ゾーンｋ２との間に設けた熱電対ｓで計測された、この過昇温部Ｏｈの温度は、約１２８°Ｃであった。
【０００７】
このように過昇温部Ｏｈが生じると、加熱シリンダ３０の内部に存在する樹脂材料にヤケが生じたり、スクリュの表面、加熱シリンダ３０の内周面等にヤケた樹脂が付着し、成形不良の原因にもなる。また、過昇温部Ｏｈが生じると、この熱が隣接する第２の温度制御ゾーンｋ２にも伝わるが、この第２の温度制御ゾーンｋ２は、隣の第３の温度制御ゾーンｋ３からも加熱されるので、第２の温度制御ゾーンｋ２は、これらの熱により設定温度が満たされ、設定温度の高低如何によっては、第２の温度制御ゾーンｋ２の第１、２の加熱ヒータｈ２-１、２-２は、常にオフの、無制御状態になる問題もある。
【０００８】
そこで、この過昇温部Ｏｈの発生を抑制した加熱シリンダの温度制御方法が、例えば特開平３ー１９２０号により提案されている。この温度制御方法は、冷却部に隣接した温度制御ゾーンの実測温度と設定温度との間に「カイリ」が生じたとき、この温度制御ゾーンの設定温度を実測値にほぼ合致するように設定温度を再設定するようにしたもので、この温度制御方法により過昇温部Ｏｈの発生は抑制されるにしても、隣接温度制御ゾーンの補償動作が考慮されていないので、当該温度制御ゾーンの温度全体が下がり、設定通りの軸方向の温度パターンが得られないことが予想される。
【０００９】
また、この過昇温部Ｏｈは、第１の温度制御ゾーンｋ１の第２の加熱ヒータｈ１-２の操作量を、冷却部３３側の第１の加熱ヒータｈ１-１の操作量よりも低く設定することにより解消することはできる。しかしながら、成形中止中と成形中、使用樹脂材料の種類、成形条件等の多種多様な条件変更に対し、一意の操作量で最適な条件を維持することは困難である。さらには、第１の温度制御ゾーンｋ１の第１の加熱ヒータｈ１-１と、第２の加熱ヒータｈ１-２とを独立したゾーンとして制御すると、過昇温部Ｏｈの温度上昇をある程度抑えることはできる。しかしながら、この制御方法も温度制御ゾーンを細分化しただけのことで、隣接温度制御ゾーンの補償動作が考慮されていないので、過昇温部の実質的な解消にはならない。このような、過昇温部はノズル先端部の温度制御ゾーンにおいても発生するし、同様な成形不良の問題がある。
本発明は、上記したような、未だ充分に解決されていない従来の問題点を解決した、射出成形機の温度制御方法および温度制御装置を提供することを目的とし、具体的には、局部的な過昇温部の発生がなく、しかも設定通りの軸方向の温度パターンが得られる射出成形機の温度制御方法およびこの方法の実施に使用される温度制御装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、対象とする温度制御ゾーンに設けられている加熱ヒータの内、低温部に近い方の加熱ヒータへは、フィードバック制御により得られる主操作量を印加し、高温部に近い方の加熱ヒータへは、この主操作量から操作量上限値または任意の設定値を減じた補償操作量を印加するように構成される。すなわち、請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するために、射出成形機の加熱シリンダが軸方向に複数個の温度制御ゾーンに分割され、分割された各温度制御ゾーンに対応して複数個設けられている加熱手段を制御する、射出成形機の温度制御方法において、一方が、冷却フランジ、金型等の低温部に隣接し、他方が加熱手段等により加熱される高温部に隣接している温度制御ゾーンに設けられている加熱手段を制御するとき、前記低温部に隣接している加熱手段は、前記温度制御ゾーンに設けられている温度センサの検出温度によるフイードバック制御により得られる主操作量で制御し、前記高温部に隣接している加熱手段は、前記主操作量と、操作量上限値又は任意の設定値との偏差である余裕量算出値を、前記主操作量から減じた補償操作量で制御するように構成される。請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の温度制御方法において、操作量上限値又は任意の設定値が、対象とする温度制御ゾーンと、該温度制御ゾーンに隣接している高温部との間の過昇温部の設定温度と、該過昇温部の検出温度との偏差から演算により求められ、そして請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の温度制御方法において、過昇温部の設定温度が、対象とする温度制御ゾーンの設定温度と該温度制御ゾーンに隣接した高温部の設定温度とから補間演算により求められ、そして過昇温部の検出温度が前記対象とする温度制御ゾーンの検出温度と該温度制御ゾーンに隣接した高温部の検出温度に基づいた定常伝熱計算により求められるように構成される。
請求項４に記載の発明は、射出成形機の加熱シリンダが軸方向に複数個の温度制御ゾーンに分割され、分割された温度制御ゾーンの一方が冷却フランジ、金型等の低温部に隣接し、他方が加熱手段等により加熱される高温部に隣接している温度制御ゾーンに設けられている複数個の加熱手段を制御する温度制御装置であって、該温度制御装置は、第１、２、３の加え合わせ部と、調節操作部とからなり、前記第１の加え合わせ部には、設定温度と対象とする温度制御ゾーンの検出温度とが入力され、前記調節操作部は、前記第１の加え合わせ部により得られる偏差に基づいて対象とする温度制御ゾーンの低温部に近い方の第１の加熱手段の主操作量を演算し、前記第２の加え合わせ部には、操作量上限値又は任意の設定値と前記調節操作部で得られた主操作量とが入力され、前記第３の加え合わせ部には、前記第２の加え合わせ部により得られる偏差である余裕量算出値と前記調節操作部で得られた主操作量とが入力されて、対象とする温度制御ゾーンの高温部に近い方の第２の加熱手段の補償操作量を出力するように構成される。そして請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の温度制御装置において、第２の加え合わせ部の一方の入力端子には、対象とする温度制御ゾーンと、該温度制御ゾーンに隣接している高温部との間の過昇温部の設定温度と、前記過昇温部の検出温度との偏差に基づいて演算された演算値が入力されるようになっている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１により、本発明の第１の実施の形態を説明する。本実施の形態に係わる射出成形機１は、従来周知のように、加熱シリンダ２を備えている。そして、この加熱シリンダ２は、軸方向に複数個例えば４個の第１〜第４の温度制御ゾーンＫ１、Ｋ２、Ｋ３およびＫＮに便宜上分割されている。分割された第１の温度制御ゾーンＫ１の加熱シリンダ２の外周部には、第１、２の加熱ヒータＨ１−１、Ｈ１-２が設けられ、第２の温度制御ゾーンＫ２の加熱シリンダ２の外周部にも、同様に第１、２の加熱ヒータＨ２−１、Ｈ２-２が設けられ、以下同様に他のゾーンにおける加熱シリンダ２の外周部にも加熱ヒータが適宜設けられている。また、各温度制御ゾーンＫ１、Ｋ２、Ｋ３およびＫＮの加熱シリンダ２の所定深さ位置には温度センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３、ＳＮが取り付けられている。各温度制御ゾーンＫ１、Ｋ２、Ｋ３、ＫＮに設けられている加熱ヒータＨ１-１、Ｈ２−１、Ｈ２-２、…は、第１の温度制御ゾーンＫ１の第２の加熱ヒータＨ１-２以外は、これらの温度センサＳ１、Ｓ２、Ｓ３、ＳＮで検出される検出温度が設定温度になるように、例えばフィードバック制御により制御されるが、図１には、対象としている第１の温度制御ゾーンＫ１に設けられている加熱ヒータＨ１-１、Ｈ１-２を制御する例のみが示されている。
【００１２】
加熱シリンダ２の、図１の右方には樹脂材料Ｊを加熱シリンダ２に供給するホッパ５が設けられている。ホッパ５の絞部は、加熱シリンダ２に連通しているが、この近傍を取り囲むようにして水ジャケット６が取り付けられ、冷却用流体例えば水により樹脂材料Ｊの軟化点以下に維持されている。これにより、樹脂材料Ｊは軟化することなく、スムーズに加熱シリンダ２に供給され、そしてスクリュに噛み込めれる。この水ジャケット６が、第１の温度制御ゾーンＫ１に隣接して低温部７となっている。
【００１３】
図１に示されている、第１の実施の形態に係わる温度制御装置１０は、第１の加え合わせ点１１、調節操作部すなわちＰＩＤ制御演算器１２、第２、３の加え合わせ点１３、１４等から構成されている。そして、第１の加え合わせ点１１の一方の入力端子は、温度設定器１６と信号ラインａにより、他方の入力端子は、温度センサＳ１と信号ラインｂにより接続されている。第１の加え合わせ点１１の出力端子は、信号ラインｃによりＰＩＤ制御演算器１２に接続され、ＰＩＤ制御演算器１２の出力端子は、第１の温度制御ゾーンＫ１の第１の加熱ヒータＨ１−１に信号ラインｄにより接続され、ＰＩＤ制御演算器１２で得られる主操作量は、直接第１の加熱ヒータＨ１-１に印加されるようになっている。信号ラインｄからは、信号ラインｅが分岐し、この信号ラインｅは、さらに分岐して第２、３の加え合わせ点１３、１４の一方の入力端子にそれぞれ接続されている。ハードウェアの上限設定器１７と第３の加え合わせ点１３は、信号ラインｆにより、第２の加え合わせ点１３の出力端子と第３の加え合わせ点１４の他方の入力端子は、信号ラインｇによりそれぞれ接続されている。そして、第３の加え合わせ点１４の出力端子は、信号ラインｈにより第２の加熱ヒータＨ１−２に接続され、演算された補償操作量が印加されるようになっている。
【００１４】
次に、上記実施の形態の作用について説明する。各温度制御ゾーンＫ２〜ＫＮに設けられている加熱ヒータＨ２-１、Ｈ２−２、…は、前述したように従来のフィードバック制御により制御されるので、以下第１の温度制御ゾーンＫ１に設けられている第１、２の加熱ヒータＨ１-１、Ｈ１−２の制御について説明する。ＰＩＤ制御演算器１２の比例定数、積分定数、微分定数等を調節する。温度設定器１６により加熱ヒータＨ１-１、Ｈ１−２の加熱温度ｒ（ｋ）を設定する。また、ハードウェアの上限設定器１７により１００％または任意の定数をＵ_maxとして設定する。そして、加熱シリンダ２にホッパ５から樹脂材料Ｊを供給し、スクリュウを回転駆動すると、加熱ヒータＨ１-１、Ｈ２−１、Ｈ２-２、…から加えられる熱と、スクリュウの回転による剪断力、摩擦力等による発熱作用とにより樹脂材料は、従来周知のようにして、可塑化される。
【００１５】
このとき、第１の温度制御ゾーンＫ１における温度ｙ（ｋ）は、温度センサＳ１により検出され、そして第１の加え合わせ点１１に入力される。この加え合わせ点１１において、ｒ（ｋ）−ｙ（ｋ）により偏差ｅ（ｋ）が得られ、ＰＩＤ制御演算器１２において周知のようにして、主操作量ｕ₁₁（ｋ）が演算される。この主操作量ｕ₁₁（ｋ）が、第１の加熱ヒータＨ１-１に印加され、第１の加熱ヒータＨ１-１は設定温度ｒ（ｋ）になるように制御される。
【００１６】
また、第２、第３のの加え合わせ点１３、１４において、次式のようにして第２の加熱ヒータＨ１-２に印加される補償操作量ｕ₁₂（ｋ）が演算される。
ｕ₁₂（ｋ）＝ｕ₁₁（ｋ）ー｛Ｕ_maxーｕ₁₁（ｋ）｝（１）
ここに、ｕ₁₁（ｋ）：ｋ時点での第１の加熱ヒータＨ１-１の主操作量
ｕ₁₂（ｋ）：ｋ時点での第２の加熱ヒータＨ１-２の補償操作量
Ｕ_max ：第１、２の加熱ヒータＨ１-１、１−２の操作量の上限値または任意の定数
上記（１）式中の偏差｛Ｕ_maxーｕ₁₁（ｋ）｝は、ｋ時点での加熱ヒータの余裕量に相当する。この余裕量が大きいときは、主操作量ｕ₁₁（ｋ）から大きな値が減じられて補償操作量ｕ₁₂（ｋ）が得られ、これとは逆に余裕量が小さくなるにしたがって、補償操作量ｕ₁₂（ｋ）は主操作量ｕ₁₁（ｋ）に近づく。したがって、設定値を満足するために大きな操作量が必要なときには第１、２の加熱ヒータＨ１-１、Ｈ１-２は積極的に動作し、小さい操作量で充分なときには第２の加熱ヒータＨ１-２の補償操作量ｕ₁₂（ｋ）も小さくなるように自動調節される。これにより、第１、２の温度制御ゾーンＫ１、Ｋ２の間に生じる過昇温部の発生が抑制される。また、加熱シリンダ２の軸方向の温度パターンも設定通りになる。
【００１７】
第１の実施の形態では加熱ヒータの操作量の上限値あるいは任意の設定値Ｕ_maxは、ハードウェアの上限設定器１７により設定されたが、演算により求めることもできる。演算により求める第２の実施の形態が図２に示されている。なお、図１に示されている第１の実施の形態の構成要素と同じ同じ要素には同じ参照数字を付けて重複説明はしない。第２の実施の形態によると、制御装置１０’は、さらに第４の加え合わせ点１１’と、第２のＰＩＤ制御演算器１２’とを備えている。また、温度設定器１６は、過昇温部の温度を設定する設定器１７’も兼ねている。第４の加え合わせ点１１’の一方の入力端子は、温度設定器１７’と信号ラインａ’により接続されている。第１の温度制御ゾーンＫ１と、第２の温度制御ゾーンＫ２との間には過昇温部の温度を検出する温度センサＳ１’が設けられ、この温度センサＳ１’と第４の加え合わせ点１１’の他方の入力端子は、信号ラインｂ’で接続されている。第４の加え合わせ点１１’の出力端子は、信号ラインｃ’により第２のＰＩＤ制御演算器１２’に接続されている。
【００１８】
次に、第２の実施の形態の作用を説明する。なお、第２の実施の形態によっても、第１の加熱ヒータＨ１-１の主操作量ｕ₁₁（ｋ）が、第１の実施の形態により得られた主操作量ｕ₁₁（ｋ）に対応していることは明らかである。温度設定器１７’により過昇温部の温度ｒ（ｋ）’を設定する。過昇温部の温度ｙ（ｋ）’は、温度センサＳ１’により検出され、そして第４の加え合わせ点１１’に入力される。この加え合わせ点１１’において、ｒ（ｋ）’−ｙ（ｋ）’により偏差ｅ（ｋ）’が得られ、第２のＰＩＤ制御演算器１２’において周知のようにして、加熱ヒータの操作量の上限値すなわち余裕量算出値Ｕ_max（ｋ）が演算される。
【００１９】
第２、第３のの加え合わせ点１３、１４において、次式のようにして第２の加熱ヒータＨ１-２に印加される補償操作量ｕ₁₂（ｋ）’が演算される。
ｕ₁₂（ｋ）’＝ｕ₁₁（ｋ）ー｛Ｕ_max（ｋ）ーｕ₁₁（ｋ）｝（１’）
ここに、ｕ₁₁（ｋ）：ｋ時点での第１の加熱ヒータＨ１-１の主操作量
ｕ₁₂（ｋ）：ｋ時点での第２の加熱ヒータＨ１-２の補償操作量
Ｕ_max（ｋ）：ｋ時点での第１、２の加熱ヒータＨ１-１、１−２の操作量の上限値
上記（１’）式中の｛Ｕ_max（ｋ）ーｕ１１（ｋ）｝が、ｋ時点での、第１の実施の形態の加熱ヒータの余裕量に相当することは明らかである。また、第１、２の温度制御ゾーンＫ１、Ｋ２の間に生じる過昇温部の発生が抑制されることも明らかである。
【００２０】
本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく、色々な形で実施できる。例えば射出成形機１のノズルが含まれる温度制御ゾーンＫＮは、一方は冷却されている金型に接し、あるいは大気へ放熱されているので低温部に接し、他方は加熱シリンダ２の他の温度制御ゾーンＫ３に連なってるので、この温度制御ゾーンＫＮにも、同様に適用できる。また、加熱ヒータが設けられていない部分は、低温部になっているので、この低温部に隣接している加熱ヒータが設けら温度制御ゾーンにも同様に適用できることも明らかである。
【００２１】
加熱ヒータの操作量の上限値あるいは余裕量算出値Ｕ_ｍａｘ（ｋ）は、第２の実施の形態ではＰＩＤ制御演算器１２’により求められているが、ＰＩＤ演算する代わりに、ＰＩ演算、ファジイ演算等によって求めることもできる。また、第２の実施の形態では、第１の温度制御ゾーンＫ１と、第２の温度制御ゾーンＫ２との間に、過昇温部の温度を検出する温度センサＳ１’が設けられているが、この過昇温部の温度は、温度センサＳ１’により直接計測することなく、第１、第２の温度センサＳ１、Ｓ２で計測される温度に基づき定常伝熱計算により導出される軸方向の温度分布式から求めた温度を検出温度とすることもできる。また、過昇温部の設定温度は、第１の温度制御ゾーンＫ１の設定温度と、第２の温度制御ゾーンＫ２の設定温度とから、線形補間して求めることもできる。
【００２２】
実施例１：加熱ヒータの操作量の操作量上限値または任意の設定値Ｕ_maxを一定にした、第１の実施の形態に相当する制御方法のテストをした。なお、本テストには加熱シリンダ２と同様なテスト装置を使用して、第１の温度制御ゾーンＫ１と第２の温度制御ゾーンＫ２との間には温度センサＳを格別に取り付けて、各温度制御ゾーンＫ１、Ｋ２、…の温度を測定した。また、簡単のため、全ての温度制御ゾーンＫ１、Ｋ２、…の設定温度を１２０°Ｃにした。その結果を図３に示す。図３において、ノズル先端からの距離は、加熱シリンダ２の軸方向の長さに対応している。図３に示されているように、図５に示されている従来の過昇温部Ｏｈは、略解消されていることが分かる。また、加熱シリンダ２の軸方向の温度分布も略設定値通りになっていることも分かる。
【００２３】
実施例２：加熱ヒータの操作量の上限値すなわち余裕量算出値Ｕ_max（ｋ）をＰＩＤ制御演算器１２’により求めた、第２の実施の形態に相当する制御方法のテストをした。なお、他の条件は実施例１と同じにした。図には示されていないが、実施例１と略同一な温度分布が得られ、過昇温部Ｏｈも解消され、実施例１との実質的な差異は認められなかった。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように、本発明によると、射出成形機の加熱シリンダが軸方向に複数個の温度制御ゾーンに分割され、分割された各温度制御ゾーンに対応して複数個設けられている加熱手段を制御する、射出成形機の温度制御方法において、一方が、冷却フランジ、金型等の低温部に隣接し、他方が加熱手段等により加熱される高温部に隣接している温度制御ゾーンに設けられている加熱手段を制御するとき、低温部に隣接している加熱手段は、温度制御ゾーンに設けられている温度センサの検出温度によるフイードバック制御により得られる主操作量で制御し、高温部に隣接している加熱手段は、主操作量と、操作量上限値又は任意の設定値との偏差である余裕量算出値を、主操作量から減じた補償操作量で制御するように構成されているので、局部的な過昇温部の発生を抑制することができ、また設定通りの軸方向の温度パターンが得られる。したがって、本発明によると、温度変化に敏感な樹脂材料からもヤケや熱分解を起こすことなく、微妙な変色も成形不良の原因になる例えば光学部品のような高精度の成形品も得ることができる。また、射出成形機は、一般に制御装置を備えているが、この備わっている制御装置に演算部を設けるだけで、本発明を実施できる利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる射出機と制御装置とを示し、制御装置部分はブロック線図で示す模式図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態係わる射出機と、制御装置とを示し、制御装置部分は部分はブロック線図で示す模式図である。
【図３】第１の実施の形態に相当する制御方法の実験結果を示すグラフである。
【図４】従来の射出機と制御装置とを示す模式図である。
【図５】従来の制御方法の実験結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１射出機
２加熱シリンダ
７低温部
１０、１０’ 制御装置
１１、１３、１４第１〜３の加え合わせ部
１１’ 第４の加え合わせ点
１２ＰＩＤ制御演算器
１２’ 第２のＰＩＤ制御演算器
Ｋ１、Ｋ２、… 第１、第２、…の温度制御ゾーン
Ｈ１-１、Ｈ１-２第１、第２の加熱ヒータ
Ｓ１、Ｓ２、… 第１、第２、…の温度センサ

Claims

射出成形機（１）の加熱シリンダ（２）が軸方向に複数個の温度制御ゾーン（Ｋ１、Ｋ２、…）に分割され、分割された各温度制御ゾーンに対応して複数個設けられている加熱手段（Ｈ１-１、Ｈ１-２）を制御する、射出成形機の温度制御方法において、
一方が、冷却フランジの低温部（７）に隣接し、他方が加熱手段等により加熱される高温部（Ｋ２）に隣接している温度制御ゾーン（Ｋ１）に設けられている加熱手段（Ｈ１-１、Ｈ１-２）を制御するとき、
前記低温部（７）に隣接している加熱手段（Ｈ１-１）は、前記温度制御ゾーン（Ｋ１）に設けられている温度センサ（Ｓ１）の検出温度｛ｙ（ｋ）｝によるフイードバック制御により得られる主操作量｛ｕ_１１（ｋ）｝で制御し、
前記高温部（Ｋ２）に隣接している加熱手段（Ｈ１-２）は、前記主操作量｛ｕ_１１（ｋ）｝と、操作量上限値又は任意の設定値（Ｕ_ｍａｘ）との偏差である余裕量算出値｛Ｕ_ｍａｘーｕ_１１（ｋ）｝を、前記主操作量｛ｕ_１１（ｋ）｝から減じた補償操作量｛ｕ_１２（ｋ）｝で制御することを特徴とする射出成形機の温度制御方法。
請求項１に記載の温度制御方法において、操作量上限値又は任意の設定値（Ｕ_ｍａｘ）が、対象とする温度制御ゾーン（Ｋ１）と、該温度制御ゾーン（Ｋ１）に隣接している高温部（Ｋ２）との間の過昇温部の設定温度｛ｒ（ｋ）’｝と、該過昇温部の検出温度｛ｙ（ｋ）’｝との偏差から演算により求められる射出成形機の温度制御方法。
請求項２に記載の温度制御方法において、過昇温部の設定温度｛ｒ（ｋ）’｝が、対象とする温度制御ゾーン（Ｋ１）の設定温度｛ｒ（ｋ）｝と該温度制御ゾーン（Ｋ１）に隣接した高温部（Ｋ２）の設定温度とから補間演算により求められ、そして過昇温部の検出温度｛ｙ（ｋ）’｝が前記対象とする温度制御ゾーン（Ｋ１）の検出温度｛ｙ（ｋ）｝と該温度制御ゾーン（Ｋ１）に隣接した高温部（Ｋ２）の検出温度に基づいた定常伝熱計算により求められる、射出成形機の温度制御方法。
射出成形機（１）の加熱シリンダ（２）が軸方向に複数個の温度制御ゾーン（Ｋ１、Ｋ２、…）に分割され、分割された温度制御ゾーン（Ｋ１）の一方が冷却フランジの低温部（７）に隣接し、他方が加熱手段等により加熱される高温部（Ｋ２）に隣接している温度制御ゾーン（Ｋ１）に設けられている複数個の加熱手段（Ｈ１-１、Ｈ１-２）を制御する温度制御装置（１０）であって、
該温度制御装置（１０）は、第１、２、３の加え合わせ部（１１、１３、１４）と、調節操作部（１２）とからなり、前記第１の加え合わせ部（１１）には、設定温度｛ｒ（ｋ）｝と対象とする温度制御ゾーン（１１）の検出温度｛ｙ（ｋ）｝とが入力され、前記調節操作部（１２）は、前記第１の加え合わせ部（１１）により得られる偏差｛ｅ（ｋ）｝に基づいて対象とする温度制御ゾーン（Ｋ１）の低温部（７）に近い方の第１の加熱手段（Ｈ１-１）の主操作量｛ｕ_１１（ｋ）｝を演算し、前記第２の加え合わせ部（１３）には、操作量上限値又は任意の設定値（Ｕ_ｍａｘ）と前記調節操作部（１２）で得られた主操作量｛ｕ_１１（ｋ）｝とが入力され、前記第３の加え合わせ部（１４）には、前記第２の加え合わせ部（１３）により得られる偏差である余裕量算出値｛Ｕ_ｍａｘーｕ_１１（ｋ）｝と前記調節操作部（１２）で得られた主操作量｛ｕ_１１（ｋ）｝とが入力されて、対象とする温度制御ゾーン（Ｋ１）の高温部（Ｋ２）に近い方の第２の加熱手段（Ｈ１-２）の補償操作量｛ｕ_１２（ｋ）｝を出力することを特徴とする、射出成形機の温度制御装置。
請求項４に記載の温度制御装置において、第２の加え合わせ部（１３）の一方の入力端子には、対象とする温度制御ゾーン（Ｋ１）と、該温度制御ゾーン（Ｋ１）に隣接している高温部（Ｋ２）との間の過昇温部の設定温度｛ｒ（ｋ）’｝と、前記過昇温部の検出温度｛ｙ（ｋ）’｝との偏差｛ｅ（ｋ）’｝に基づいて演算された演算値｛Ｕ_ｍａｘ（ｋ）｝が入力されるようになっている射出成形機の温度制御装置。