JP4199286B1 - 射出成形機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】サックバック開始位置を記憶する(ステップA1)。サックバックを開始するとともに減圧完了のインジケータを消灯する(ステップA2)。圧力傾きを検出する。圧力傾きはΔ圧力/Δスクリュ位置によって求める(ステップA3)。ステップA3で求めた圧力傾きの絶対値が所定の基準値より小さいか否かを判断する(ステップA4)。ステップA4で圧力傾きの絶対値が基準値以下と判断されると、減圧完了のインジケータを点灯し(ステップA5)、減圧完了時のスクリュ位置を減圧完了位置として記憶する(ステップA6)。そして、サックバック開始位置から減圧完了位置までのスクリュ移動量を画面に表示して(ステップA7)終了する。
【選択図】図4
Description
請求項2に係る発明は、請求項1において、サックバックを開始した時点から樹脂圧力が減圧完了と判定した時点までの前記スクリュ又は前記プランジャの移動量を求め画面表示することを特徴とする射出成形機である。
請求項3に係る発明は、請求項1において、前記減圧完了判定手段が減圧完了を判定するまで自動的にスクリュ又はプランジャを後退させるサックバック制御を行なうことを特徴とする射出成形機である。
請求項5に係る発明は、請求項4において、前記減圧制御を開始した時点から樹脂圧力が減圧完了と判定した時点までの前記スクリュの逆回転量を求め画面表示することを特徴とする射出成形機である。
請求項6に係る発明は、請求項4において、前記減圧完了判定手段が減圧完了を判定するまで自動的にスクリュを逆回転させるスクリュ逆回転による減圧制御を行なうことを特徴とする射出成形機である。
スクリュ後退によるサックバック制御を行う場合には、減圧完了のスクリュ移動量又はプランジャ移動量を求めて画面表示することで、オペレータは前記画面表示された前記移動量を基に最適なサックバック量を設定することができる。さらに、あらかじめ最適なサックバック量を設定しておかなくても、自動的に最適なサックバック制御をすることができる。
またスクリュ逆回転による減圧制御を行う場合には、減圧完了のスクリュ逆回転量を求めて画面表示することで、オペレータは前記画面表示された前記逆回転量を基に最適な逆回転量を設定することができる。さらに、あらかじめ最適な逆回転量を設定しておかなくても、自動的に最適なスクリュ逆回転による減圧制御をすることができる。
スクリュ12が挿入された射出シリンダ2の先端にはノズル部1が装着され、射出シリンダ2の後端部には樹脂ペレットを射出シリンダ2内に供給するホッパ3が取り付けられている。スクリュ12は計量用サーボモータ9により伝動機構11を介して回転駆動されるようになっている。さらに、スクリュ12は射出用サーボモータ5により伝動機構4及びボールネジ/ナット等の回転運動を直線運動に変換する変換機構7によって軸方向に駆動され射出及び背圧制御がなされるように構成されている。射出用サーボモータ5、計量用サーボモータ9にはその回転位置速度を検出する位置・速度検出器6,10が取り付けられている。そして、この位置・速度検出器6,10によって、スクリュ12の回転速度、スクリュ12の位置(スクリュ軸方向の位置)、移動速度(射出速度)を検出できるようにしている。
この射出成形機を制御する制御装置29は、数値制御用のマイクロプロセッサであるCNCCPU21、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PMCCPU20、及びサーボ制御用のマイクロプロセッサであるサーボCPU16を有している。そして、バス19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なえるようになっている。
図1においては射出軸、スクリュ回転軸を駆動するサーボモータ5,9、該サーボモータ5,9の回転位置、速度を検出する位置・速度検出器6,10及びサーボアンプ14,13についてのみ示しているが、金型の型締めを行なう型締め軸や成形品を金型から取り出すエジェクタ軸等の各軸の構成は皆これと同様であり、図1では省略している。
不揮発性メモリで構成される成形データ保存用RAM22は射出成形作業に関する成形条件と各種設定値、パラメータ、マクロ変数等を記憶する成形データ保存用のメモリである。
表示装置付手動データ入力装置(表示装置/入力装置)24は表示回路23を介してバス19に接続され、グラフ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なえるようになっている。なお、表示装置としてはCRT、液晶表示装置など適宜選択できる。表示回路23には後述する、減圧完了を表示するためのインジケータを設け、さらに、サックバック開始から減圧完了までのスクリュ移動量やプランジャ移動量を表示する。
そして、従来の電動式射出成形機の制御装置と異なる点は、ROM26に、サックバック工程においてスクリュまたはプランジャを後退移動させる際に、前記スクリュまたはプランジャが一定量後退する間の樹脂圧力変化量を検出して樹脂圧力の圧力傾きを求め、該樹脂圧力の圧力傾きの絶対値が所定値より小さくなった時点で樹脂圧力が減圧完了したことを判定する判定処理プログラムが格納され、CNCCPU21がこの判定処理プログラムを実行することによって、樹脂圧力の減圧完了を判定する射出成形機を構成していることである。
図2(a)において、横軸はスクリュ位置、縦軸は樹脂圧力を表している。図2(a)の点線で示される樹脂圧力は真の樹脂圧力を意味する。スクリュ位置ゼロでの樹脂圧力は計量終了圧力を意味する。よって、スクリュ位置ゼロにおける点線で示される樹脂圧力が真の計量終了圧力である。樹脂圧力を検出する荷重変換器(ロードセル)は連続使用しているうちに継時変化によりオフセットが発生することがあることから、図2(a)に示されるように荷重変換器(ロードセル)検出値は真の樹脂圧力とはプラスまたはマイナス方向に平行に移動した値となることがある。この場合、真の樹脂圧力が減圧完了した時点において、荷重変換器(ロードセル)検出値は必ずしもゼロとならずに、オフセットによる誤差を生じる。したがって、ロードセル検出値をある基準値と比較し、その大小関係に基づいて減圧完了を精度良く検出することは難しい。
ここで、ロードセル検出値そのものにはオフセットによる誤差が含まれているので、スクリュを一定量後退したときのロードセル検出値の変化量(Δ圧力/Δスクリュ位置)に注目する。計量完了時点においては、所定の背圧で計量された溶融樹脂がシリンダ内に入っており、スクリュによって圧縮されている状態にある。その後に減圧工程を開始してから樹脂圧力が減圧完了するまでの間においては、スクリュを一定量後退すると、圧縮された溶融樹脂の体積が増大した分だけ樹脂圧力が減少し、ロードセル検出値も減少する。このとき、ロードセル検出値にはオフセットによる誤差が含まれているが、樹脂圧力の減少量とロードセル検出値の減少量は精度良く一致する。そして、樹脂圧力が減圧完了した後は、溶融樹脂はスクリュによる圧縮を受けていないため、スクリュを後退しても樹脂圧力は減少せず、ロードセル検出値も減少しない。このとき、樹脂圧力の減少量とロードセル検出値の減少量が一致することから、樹脂圧力が減少しなくなった時点とロードセル圧力が減少しなくなった時点もまた精度良く一致する。このことから、スクリュを一定量後退したときのロードセル検出値の変化量(Δ圧力/Δスクリュ位置)に基づいて、樹脂圧力の減圧完了を精度良く検出することができる。
図2(b)は図2(a)に示される樹脂圧力とスクリュ位置との関係から求めたステップ状の圧力傾き(Δ圧力/Δスクリュ位置)とスクリュ位置との関係を表すグラフである。そして、図2(b)を用いて、図2(b)に示される圧力傾きが所定の基準値となったスクリュ位置を減圧完了位置として判断する。該基準値としては理想的には圧力傾きゼロであるが、ゼロを含む適宜範囲の値を設定しうる。
図3(a)において、横軸はスクリュ逆回転量、縦軸は樹脂圧力を表している。図3(a)の点線で示される樹脂圧力は真の樹脂圧力を意味する。スクリュ逆回転量ゼロでの樹脂圧力は計量終了圧力を意味する。よって、スクリュ逆回転量ゼロにおける点線で示される樹脂圧力が真の計量終了圧力である。樹脂圧力を検出する荷重変換器(ロードセル)は継時変化による原点位置のオフセットが発生することから、図3(a)に示されるように荷重変換器(ロードセル)検出値は真の樹脂圧力とはプラスまたはマイナス方向に平行に移動した値となることがある。
図3(b)は図3(a)に示される樹脂圧力とスクリュ逆回転量との関係から求めたステップ状の圧力傾き(Δ圧力/Δスクリュ逆回転量)とスクリュ逆回転量との関係を表すグラフである。そして、図3(b)を用いて、図3(b)に示される圧力傾きが所定の基準値となったスクリュ逆回転量を減圧完了逆回転量として判断する。該基準値としては理想的には圧力傾きゼロであるが、ゼロを含む適宜範囲の値を設定しうる。
図4のフローチャートについて説明する。サックバック開始位置を記憶する(ステップA1)。サックバックを開始するとともに減圧完了のインジケータを消灯する(ステップA2)。圧力傾きをΔ圧力/Δスクリュ位置によって求める(ステップA3)。ステップA3で求めた圧力傾きの絶対値が所定の基準値より小さいか否かを判断する(ステップA4)。圧力傾きの絶対値が所定値より小さくないと判断されると、スクリュ移動を継続し圧力傾きの検出を継続し圧力傾きを検出するため、ステップA2とA3との間に戻る。ステップA4で圧力傾きの絶対値が基準値以下と判断されると、減圧完了のインジケータを点灯し(ステップA5)、減圧完了時のスクリュ位置を減圧完了位置として記憶する(ステップA6)。そして、サックバック開始位置から減圧完了位置までのスクリュ移動量を画面に表示して(ステップA7)終了する。
図5のフローチャートについて説明する。サックバック開始位置を記憶する(ステップB1)。サックバックを開始するとともに減圧完了のインジケータを消灯する(ステップB2)。圧力傾きをΔ圧力/Δスクリュ位置によって求める(ステップB3)。ステップB3で求めた圧力傾きの絶対値が所定の基準値以下か否かを判断する(ステップB4)。圧力傾きの絶対値が所定値以下でないと判断されると、サックバックが完了したか否かが判断される(ステップB5)。ここでサックバックが完了したか否かは、例えば、圧力センサーによって検出される樹脂圧力やスクリュ移動量(スクリュ位置に基づくもの,スクリュ逆回転量に基づくもの)に基づいて予め設定された設定値を基準として判断される。サックバックが完了していないと判断されると、スクリュ移動を継続し圧力傾きの検出を継続するため、ステップB2とB3との間に戻る。ステップB4で圧力傾きの絶対値が基準値以下と判断されると、減圧完了のインジケータを点灯し(ステップB6)、減圧完了時のスクリュ位置を減圧完了位置として記憶する(ステップB7)。そして、サックバック開始位置から減圧完了位置までのスクリュ移動量を画面に表示して(ステップB8)終了する。
2 射出シリンダ
3 ホッパ
4 伝動機構
5 射出用サーボモータ
6 位置・速度検出器
7 回転運動を直線運動に変換する変換機構
8 圧力センサー
9 計量用サーボモータ
10 位置・速度検出器
11 伝動機構
12 スクリュ
13 サーボアンプ
14 サーボアンプ
15 A/D変換器
16 サーボCPU
17 RAM
18 ROM
19 バス
20 PMCCPU
21 CNCCPU
22 成形データ保存用RAM
23 表示回路
24 表示装置/入力装置
25 RAM
26 ROM
27 RAM
28 ROM
29 射出成形機を制御する制御装置
Claims (6)
- スクリュ又はプランジャを軸方向に駆動する軸方向駆動手段と、前記スクリュ又は前記プランジャの軸方向位置を検出する位置検出手段と、樹脂圧力を検出する樹脂圧力検出手段と、を備えたサックバック制御を行なう射出成形機において、
前記位置検出手段からの位置検出値及び前記樹脂圧力検出手段からの圧力検出値に基づき前記サックバック制御での前記スクリュ又は前記プランジャの軸方向位置に関する樹脂圧力の圧力傾きを検出する樹脂圧力傾き検出手段と、前記樹脂圧力傾きの絶対値を所定値と比較し樹脂圧力減圧完了を判定する減圧完了判定手段と、を備えたサックバック制御を行なう射出成形機。 - 請求項1において、サックバックを開始した時点から樹脂圧力が減圧完了と判定した時点までの前記スクリュ又は前記プランジャの移動量を求め画面表示することを特徴とする射出成形機。
- 請求項1において、
前記減圧完了判定手段が減圧完了を判定するまで自動的にスクリュ又はプランジャを後退させるサックバック制御を行なうことを特徴とする射出成形機。 - スクリュを回転駆動する回転駆動手段と、前記スクリュの逆回転量を検出する回転量検出手段と、樹脂圧力を検出する樹脂圧力検出手段と、を備えたスクリュ逆回転による減圧制御を行う射出成形機において、
前記回転量検出手段からの逆回転量検出値及び前記樹脂圧力検出手段からの圧力検出値に基づき前記減圧制御での前記スクリュの逆回転量に関する樹脂圧力の圧力傾きを検出する樹脂圧力傾き検出手段と、前記樹圧力傾きの絶対値を所定値と比較し樹脂圧力減圧完了を判定する減圧完了判定手段と、を備えたスクリュ逆回転による減圧制御を行なう射出成形機。 - 請求項4において、前記減圧制御を開始した時点から樹脂圧力が減圧完了と判定した時点までの前記スクリュの逆回転量を求め画面表示することを特徴とする射出成形機。
- 請求項4において、前記減圧完了判定手段が減圧完了を判定するまで自動的にスクリュを逆回転させる減圧制御を行なうことを特徴とする射出成形機。
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