JP4533337B2 - 射出成形機の温度制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、昇温モード時に、所定の被加熱部位を正規目標温度を用いて昇温制御し、かつ他の被加熱部位を仮の目標温度を用いて昇温制御する際の射出成形機の温度制御方法に関する。

従来、射出成形機における複数の被加熱部位となる射出ノズル，加熱筒前部，加熱筒中間部及び加熱筒後部の各温度を複数の加熱制御部によりそれぞれフィードバック制御するとともに、昇温モード時に、所定の被加熱部位を正規目標温度を用いた加熱制御部により昇温制御し、かつ他の被加熱部位を仮の目標温度を用いた加熱制御部により昇温制御する射出成形機の温度制御方法は、既に本出願人が提案した特開２００２−３６１７０５号公報で開示される温度制御方法が知られている。

この温度制御方法は、射出成形機における複数の被加熱部位の温度を、独立した複数の加熱制御部によりそれぞれフィードバック制御するに際し、昇温時に、昇温速度の最も遅い被加熱部位を、正規目標温度に設定した加熱制御部（参照加熱制御部）により昇温制御するとともに、前記参照加熱制御部を除く他の加熱制御部の目標温度に、前記参照加熱制御部の検出温度を設定して昇温制御するものであり、面倒な加熱開始時点の設定（再設定）を不要にし、また、全ての被加熱部位の昇温終了時間を一致させることにより、樹脂が無用な高温に晒される不具合を回避する。
特開２００２−３６１７０５号

しかし、上述した従来における射出成形機の温度制御方法は、次のような解決すべき課題が存在した。

第一に、参照加熱制御部以外の他の加熱制御部の昇温制御は、参照加熱制御部の昇温制御に追従するように行われるが、理想的な動作が行われるには一定の条件が必要になる。即ち、昇温速度の最も遅い被加熱部位の目標温度が一番高い温度に設定される場合や各被加熱部位の目標温度が同一（フラット）に設定される場合には問題ないが、各被加熱部位の目標温度が異なる場合、温度制御の追従は、昇温速度の最も遅い被加熱部位の目標温度までとなり完全な動作が望めなくなる。したがって、昇温速度の最も遅い被加熱部位が目標温度に到達してから他の被加熱部位が目標温度に到達するまでにタイムラグが発生し、コンタミや焼け等の原因を確実に解消できない虞れがある。

第二に、ＰＩＤ制御を行うため、ヒータがＯＮするには目標温度と現在の検出温度との偏差がある程度大きくなる必要があるとともに、その偏差によりヒータの制御量が異なることから加熱を開始するまでに、ある程度の温度差が必要になり、偏差の状態により昇温時間が長引いてしまう。また、ＰＩＤ制御では、所定時間の偏差の積分及び所定時間経過後の偏差の予想値を加算するため、偏差の小さい区間では、積分と予想値の加算が大きく変化し、特に、制御時間が短いときは制御が不安定になる虞れがある。

本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した射出成形機の温度制御方法の提供を目的とするものである。

本発明に係る射出成形機Ｍの温度制御方法は、上述した課題を解決するため、射出成形機Ｍにおける複数の被加熱部位Ｈａ，Ｈｂ，Ｈｃ，Ｈｄの温度を複数の加熱制御部２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄによりそれぞれフィードバック制御するとともに、昇温モード時に、所定の被加熱部位Ｈｄを正規目標温度Ｔｄｓを用いた加熱制御部（参照加熱制御部）２ｄにより昇温制御し、かつ他の被加熱部位Ｈａ…を仮の目標温度（仮目標温度）を用いた加熱制御部（追従加熱制御部）２ａ…により昇温制御するに際し、昇温モード時に、仮目標温度をＴａｉ，Ｔｂｉ，Ｔｃｉ…、追従加熱制御部２ａ，２ｂ，２ｃ…の正規目標温度をＴａｓ，Ｔｂｓ，Ｔｃｓ…、参照加熱制御部２ｄの正規目標温度をＴｄｓ，参照加熱制御部２ｄの検出温度をＴｄｐとしたとき、仮目標温度Ｔａｉ，Ｔｂｉ，Ｔｃｉ…を、Ｔａｉ＝（Ｔａｓ−Ｔｄｓ）＋Ｔｄｐ，Ｔｂｉ＝（Ｔｂｓ−Ｔｄｓ）＋Ｔｄｐ，Ｔｃｉ＝（Ｔｃｓ−Ｔｄｓ）＋Ｔｄｐ…により算出し、この仮目標温度Ｔａｉ，Ｔｂｉ，Ｔｃｉ…を用いて追従加熱制御部２ａ，２ｂ，２ｃ…における昇温制御を行うことを特徴とする。

この場合、発明の好適な態様により、参照加熱制御部は、正規目標温度に達するまでの時間が最も長い被加熱部位の加熱制御部２ｄ（又は次に長い被加熱部位の加熱制御部）を選定することができる。一方、昇温モードでは、少なくとも参照加熱制御部２ｄにおける正規のＰＩＤ定数（正規ＰＩＤ定数）を、昇温モード用の異なるＰＩＤ定数（第二ＰＩＤ定数）に変更することが望ましく、具体的には、第二ＰＩＤ定数を、正規ＰＩＤ定数に対してゲインを小さく設定できる。この際、追従加熱制御部２ａ…における正規目標温度Ｔａｓ…と現在の検出温度Ｔａｐ…の偏差Ｅａ…が予め設定した設定値Ｅｓ以下になったなら第二ＰＩＤ定数から正規ＰＩＤ定数に変更することができる。また、第二ＰＩＤ定数から正規ＰＩＤ定数に変更する際に、昇温モードを終了させることができる。さらに、追従加熱制御部２ａ…における仮目標温度Ｔａｉ…と正規目標温度Ｔａｓ…の偏差Ｅｉａ…が予め設定した設定値Ｅｉｓ以下になったなら昇温モードを終了させることもできる。

このような手法による本発明に係る射出成形機の温度制御方法によれば、次のような顕著な効果を奏する。

（１） 昇温モード時に、仮目標温度をＴａｉ…、追従加熱制御部２ａ…の正規目標温度をＴａｓ…、参照加熱制御部２ｄの正規目標温度をＴｄｓ，参照加熱制御部２ｄの検出温度をＴｄｐとしたとき、仮目標温度Ｔａｉ…を、Ｔａｉ＝（Ｔａｓ−Ｔｄｓ）＋Ｔｄｐ…により算出し、この仮目標温度Ｔａｉ…を用いて追従加熱制御部２ａ…における昇温制御を行うようにしたため、各加熱制御部２ａ…における目標温度Ｔａｓ…が異なる場合でも、昇温速度の最も遅い被加熱部位（２ｄ）が目標温度２ｄｓに到達した後、タイムラグにより他の被加熱部位２ａ…が目標温度２ａｓ…に到達する不具合は発生せず、コンタミや焼け等の原因を確実に解消できる。

（２） 偏差Ｅｄ（偏差Ｅｉａ…）を利用するため、初期の仮目標温度Ｔａｉ…を高くすることができ、各加熱制御部２ａ…を合わせた全体の温度上昇を速めることができる。このことは、被加熱部位Ｈａ…に投入される熱エネルギが最初から能率的に行われることを意味し、相互の輻射熱の作用により参照加熱制御部２ｄの温度上昇も速まることになり、昇温時間の短縮化に寄与できる。

（３） 仮目標温度Ｔａｉ…の算出は、追従加熱制御部２ａ…の正規目標温度をＴａｓ…、参照加熱制御部２ｄの正規目標温度をＴｄｓ，参照加熱制御部２ｄの検出温度をＴｄｐとしたとき、Ｔａｉ＝（Ｔａｓ−Ｔｄｓ）＋Ｔｄｐ…により算出するようにしたため、検出温度Ｔｄｐを検出するのみで、容易に仮目標温度Ｔａｉ…を得ることができ、制御処理の容易化（簡略化）に寄与できる。

（４） 好適な態様により、参照加熱制御部を、正規目標温度に達するまでの時間が最も長い被加熱部位の加熱制御部２ｄに選定すれば、制御精度及び安定性を高めることができる。しかし、この場合、昇温時間が長くなるため、必要により次に長い被加熱部位の加熱制御部に選定すれば、制御精度及び安定性を確保しつつ昇温時間を短くすることができる。

（５） 好適な態様により、昇温モードにおいて、少なくとも参照加熱制御部２ｄにおける正規ＰＩＤ定数を、第二ＰＩＤ定数に変更するようにすれば、昇温時間の更なる短縮化や制御応答性の向上に寄与できるとともに、特に、第二ＰＩＤ定数を、正規ＰＩＤ定数に対してゲインを小さく設定すれば、加熱時（昇温時）の制御応答性が高まるため、制御性の向上に寄与できる。

（６） 好適な態様により、追従加熱制御部２ａ…における正規目標温度Ｔａｓ…と検出温度Ｔａｐ…の偏差Ｅａ…が予め設定した設定値Ｅｓ以下になったなら第二ＰＩＤ定数から正規ＰＩＤ定数に変更するようにすれば、制御応答性が高まることに伴うオーバシュート現象を有効に防止できる。しかも、第二ＰＩＤ定数から正規ＰＩＤ定数に変更する際に、昇温モードを終了させるようにすれば、より制御安定性を高めることができる。

（７） 好適な態様により、追従加熱制御部２ａ…における仮目標温度Ｔａｉ…と正規目標温度Ｔａｓ…の偏差Ｅｉａ…が予め設定した設定値Ｅｉｓ以下になったなら昇温モードを終了させるようにすれば、正規目標温度Ｔａｓ…に達してから終了させるよりも追従加熱制御部２ａ…の昇温時間をより速めることができる。

次に、本発明に係る最良の実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。

まず、本実施形態に係る温度制御方法を実施できる温度制御装置１の構成について、図２，図３及び図５を参照して説明する。

図２中、Ｍは射出成形機、特に、射出成形機Ｍに備える射出装置Ｍｉを示す。射出装置Ｍｉは、先端に射出ノズル１１を有し、後部にホッパー１２を有する加熱筒１０を備え、この加熱筒１０にはスクリュ１３を内蔵する。そして、射出ノズル１１の外周部には、バンドヒータを用いたヒータ１４ａを付設するとともに、加熱筒１０の外周部には、バンドヒータを用いた三つのヒータ１４ｂ，１４ｃ，１４ｄを軸方向に沿って順次付設する。この場合、ヒータ１４ｂは、メータリングゾーンに対応する加熱筒１０の前部に、ヒータ１４ｃはコンプレッションゾーンに対応する加熱筒１０の中間部に、ヒータ１４ｄはフィードゾーンに対応する加熱筒１０の後部にそれぞれ配設する。これにより、四つの独立した被加熱部位が設けられ、射出ノズル１１が被加熱部位Ｈａ，加熱筒１０前部が被加熱部位Ｈｂ，加熱筒１０中間部が被加熱部位Ｈｃ，加熱筒１０後部が被加熱部位Ｈｄとなる。また、各ヒータ１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄに対応する各被加熱部位Ｈａ…には、これら各被加熱部位Ｈａ…の温度を検出する温度検出器（熱電対）１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄを付設する。

一方、各ヒータ１４ａ…及び各温度検出器１５ａ…は、温度制御部１６に接続するとともに、この温度制御部１６は、コンピュータ機能を備えた成形機コントローラ１７に接続する。図３に、温度制御部１６の詳細を示す。温度制御部１６は、ヒータ１４ａと温度検出器１５ａ，ヒータ１４ｂと温度検出器１５ｂ，ヒータ１４ｃと温度検出器１５ｃ，ヒータ１４ｄと温度検出器１５ｄに対して、それぞれ組合わさることにより、射出ノズル１１，加熱筒１０前部，加熱筒１０中間部，加熱筒１０後部をそれぞれ加熱制御する独立した四つのフィードバック制御系を構成する加熱制御部２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを備える。

ところで、本実施形態に係る温度制御方法では、運転立上時に昇温を行う昇温モードと、昇温モードの後、通常の成形動作時に温度制御を行う定常モードを備える。昇温モード時には、所定の被加熱部位を正規目標温度を用いた加熱制御部（参照加熱制御部）により昇温制御し、かつ他の被加熱部位を仮目標温度を用いた加熱制御部（追従加熱制御部）により昇温制御するため、参照加熱制御部として加熱制御部２ｄを選定し、追従加熱制御部として残りの加熱制御部２ａ，２ｂ，２ｃを選定した。

このような参照加熱制御部は、任意の加熱制御部２ａ…を選定できるが、本実施形態では、熱容量が最も大きく、正規目標温度に達するまでの時間が最も長い被加熱部位Ｈｄにおける加熱制御部２ｄを参照加熱制御部に選定した。最も長い被加熱部位Ｈｄ（加熱制御部２ｄ）を選定することにより、制御精度及び安定性を高めることができる利点がある。しかし、最も長い被加熱部位Ｈｄ（加熱制御部２ｄ）を選定することは、昇温時間が長引くことになるため、必要により次に長い被加熱部位における加熱制御部を選定すれば、制御精度及び安定性を確保しつつ昇温時間を短くすることができる。ただし、最も長い被加熱部位Ｈｄ（加熱制御部２ｄ）に悪影響を与えないことが条件となる。

さらに、図３中、２１は交流電源であり、この交流電源２１に接続した一方の送電ラインＬｐは、各ヒータ１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄの一端子に接続するとともに、他方の送電ラインＬｑは、スイッチング部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを介して、ヒータ１４ａ…の他端子にそれぞれ接続する。

一方、各加熱制御部２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄには、それぞれ偏差演算部２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄを備え、各偏差演算部２３ａ…の一方の入力部は、各種演算処理などを行う処理部２４の出力側に接続するとともに、各偏差演算部２３ａ…の他方の入力部は、それぞれ対応する温度検出器１５ａ…に接続する。また、各偏差演算部２３ａ…の出力部は、ＰＩＤ定数を設定した各ＰＩＤ演算部２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄの入力側にそれぞれ接続するとともに、各ＰＩＤ演算部２５ａ…の出力側は、出力回路２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄの入力側にそれぞれ接続する。そして、各出力回路２６ａ…の出力側は、各スイッチング部２２ａ…にそれぞれ接続する。この場合、各出力回路２６ａ…からは、対応する各ＰＩＤ演算部２４ａ…の出力の大きさに応じたデューティ比（パルス幅）の変化するパルス制御信号が出力し、このパルス制御信号により各スイッチング部２２ａ…がＯＮ−ＯＦＦ制御される。

なお、参照加熱制御部２ｄにおけるＰＩＤ演算部２５ｄは、図５に示すように、昇温モードと定常モードにおいて選択される二つのＰＩＤ演算部２５ｄｓと２５ｄｉを備え、各ＰＩＤ演算部２５ｄｓ，２５ｄｉは、切換スイッチ３１により切換えられる。この切換スイッチ３１は、処理部２４から付与される切換信号により切換えられる。この場合、一方のＰＩＤ演算部２５ｄｓには、定常モードにおいて最適な正規ＰＩＤ定数が設定されるとともに、他方のＰＩＤ演算部２５ｄｉには、昇温モードにおいて最適な第二ＰＩＤ定数が設定され、特に第二ＰＩＤ定数は、正規ＰＩＤ定数よりもゲインが小さく設定されている。これにより、加熱時（昇温時）の制御応答性が高まり、制御性の向上に寄与できる。このように、昇温モード時と定常モード時にそれぞれ最適なＰＩＤ定数を選択できるようにすれば、昇温時間の更なる短縮化や制御応答性の向上に寄与できる。例示は、参照加熱制御部２ｄにおけるＰＩＤ定数を変更する場合を示したが、ＰＩＤ定数の変更は、他の追従加熱制御部２ａ，２ｂ，２ｃにおいても同様に行うことができる。

さらに、参照加熱制御部２ｄにおける温度検出器１５ｄは、処理部２４の入力側にも接続する。なお、図２中、２７は成形機コントローラ１７に接続した設定部（入力部）を示す。この設定部２７により、正規目標温度Ｔａｓ，Ｔｂｓ，Ｔｃｓ，Ｔｄｓ、更に、後述する偏差Ｅａ…，Ｅｉａ…に対する設定値Ｅｓ，Ｅｓｉを設定できる。そして、設定された正規目標温度Ｔａｓ，Ｔｂｓ，Ｔｃｓ，Ｔｄｓや設定値Ｅｓ，Ｅｓｉは、図３に示す処理部２４の入力側に付与される。

次に、本実施形態に係る温度制御方法の処理手順について、図１に示すフローチャートを参照しつつ図２〜図７を参照して説明する。

まず、運転立上時には昇温を行う昇温モードを選択する（ステップＳ１）。これにより、処理部２４からは、追従加熱制御部２ａ，２ｂ，２ｃの偏差演算部２３ａ，２３ｂ，２３ｃに対して、昇温モード時に使用する仮目標温度Ｔａｉ，Ｔｂｉ，Ｔｃｉが付与されるように切換えられる（ステップＳ２）。したがって、参照加熱制御部２ｄの偏差演算部２３ｄにのみ、対応する正規目標温度Ｔｄｓが付与され、追従加熱制御部２ａ，２ｂ，２ｃの偏差演算部２３ａ，２３ｂ，２３ｃには、正規目標温度Ｔａｓ，Ｔｂｓ，Ｔｃｓは付与されない。また、処理部２４は、ＰＩＤ演算部２５ｄに対して切換信号を出力し、第二ＰＩＤ定数を設定したＰＩＤ演算部２５ｄｉが選択されるように切換スイッチ３１を切換える（ステップＳ３）。

そして、以上の切換処理が行われたなら昇温動作が開始する（ステップＳ４）。昇温動作では、各ヒータ１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄに通電が行われ、射出ノズル１１，加熱筒１０前部，加熱筒１０中間部，加熱筒１０後部が、それぞれ対応するヒータ１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄにより加熱されるとともに、対応する温度検出器１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄにより、射出ノズル１１，加熱筒１０前部，加熱筒１０中間部，加熱筒１０後部の温度検出が行われる（ステップＳ５，Ｓ６）。

この際、加熱筒１０後部（参照加熱制御部２ｄ）の温度制御は次のように行われる。加熱筒１０後部の温度は、温度検出器１５ｄにより検出され、検出された現在の検出温度Ｔｄｐは、偏差演算部２３ｄの他方の入力部に付与される。偏差演算部２３ｄの一方の入力部には、正規目標温度Ｔｄｓが付与されているため、偏差演算部２３ｄの出力部からは正規目標温度Ｔｄｓと検出温度Ｔｄｐの偏差Ｅｄが出力し、この偏差ＥｄはＰＩＤ演算部２５ｄｉに付与される。これにより、偏差Ｅｄは、ＰＩＤ演算部２５ｄｉによりＰＩＤ処理（比例演算処理，積分演算処理，微分演算処理）され、出力回路２６ｄに付与される。前述したように、ＰＩＤ演算部２５ｄｉには、正規ＰＩＤ定数よりもゲインの小さい第二ＰＩＤ定数が設定されているため、加熱時（昇温時）の制御性、特に、制御応答性が高められる。

また、出力回路２６ｄからは、ＰＩＤ演算部２５ｄｉの出力の大きさに応じたデューティ比（パルス幅）の変化するパルス制御信号が出力し、スイッチング部２２ｄは、パルス制御信号によりＯＮ−ＯＦＦ制御される。即ち、検出温度Ｔｄｐが目標温度Ｔｄｓより低い場合には、パルス制御信号のデューティ比（パルス幅）が大きくなり、この結果、ヒータ１４ｄに供給する電力量が大きくなるようにフィードバック制御される。

これに対して、追従加熱制御部２ａ，２ｂ，２ｃ（射出ノズル１１，加熱筒１０前部及び加熱筒１０中間部）の温度制御は次のように行われる。まず、温度検出器１５ｄから得られた検出温度Ｔｄｐは処理部２４にも付与される。処理部２４には、正規目標温度Ｔａｓ，Ｔｂｓ，Ｔｃｓも付与されているため、処理部２４では仮目標温度Ｔａｉ，Ｔｂｉ，Ｔｃｉを演算により算出する（ステップＳ７）。この場合、仮目標温度Ｔａｉ（他の仮目標温度Ｔｂｉ，Ｔｃｉも同じ）を算出するに際しては、参照加熱制御部２ｄにおける検出温度Ｔｄｐと正規目標温度Ｔｄｓの偏差Ｅｄに対して、追従加熱制御部２ａにおける仮目標温度Ｔａｉと正規目標温度Ｔａｓの偏差Ｅｉａを一致させる当該仮目標温度Ｔａｉを求める。

即ち、追従加熱制御部２ａに付与する仮目標温度Ｔａｉは（１００）式により、また、追従加熱制御部２ｂに付与する仮目標温度Ｔｂｉは（１０１）式により、さらに、追従加熱制御部２ｃに付与する仮目標温度Ｔｃｉは（１０２）式によりそれぞれ算出できる。
Ｔａｉ＝（Ｔａｓ−Ｔｄｓ）＋Ｔｄｐ …（１００）
Ｔｂｉ＝（Ｔｂｓ−Ｔｄｓ）＋Ｔｄｐ …（１０１）
Ｔｃｉ＝（Ｔｃｓ−Ｔｄｓ）＋Ｔｄｐ …（１０２）

仮目標温度Ｔａｉ…は、このような単純な演算式により算出できる。したがって、検出温度Ｔｄｐを検出するのみで容易に仮目標温度Ｔａｉ…を得れるなど、制御処理の容易化（簡略化）に寄与できる。そして、得られた仮目標温度Ｔａｉ，Ｔｂｉ，Ｔｃｉは、対応する偏差演算部２３ａ，２３ｂ，２３ｃにおける一方の入力部に付与される（ステップＳ８）。即ち、昇温モード時には、正規目標温度Ｔａｓ，Ｔｂｓ，Ｔｃｓの代わりに、仮目標温度Ｔａｉ，Ｔｂｉ，Ｔｃｉが利用される。これにより、射出ノズル１１，加熱筒１０前部，加熱筒１０中間部の加熱温度は、仮目標温度Ｔａｉ，Ｔｂｉ，Ｔｃｉとなるように各加熱制御部２ａ，２ｂ，２ｃによるフィードバック制御が行われる。

よって、加熱筒１０後部以外の射出ノズル１１，加熱筒１０前部，加熱筒１０中間部における昇温速度は、昇温速度の最も遅い加熱筒１０後部の昇温速度に同期（一致）することになり、射出ノズル１１，加熱筒１０前部，加熱筒１０中間部及び加熱筒１０後部における全ての昇温終了時間を一致させることができる。図４に、射出ノズル１１，加熱筒１０前部，加熱筒１０中間部，加熱筒１０後部の、時間（加熱時間）に対する各昇温特性Ｋａ（射出ノズル１１），Ｋｂ（加熱筒１０前部），Ｋｃ（加熱筒１０中間部），Ｋｄ（加熱筒１０後部）を示す。

このような本実施形態に係る温度制御方法によれば、昇温モード時に、参照加熱制御部２ｄにおける検出温度Ｔｄｐと正規目標温度Ｔｄｓの偏差Ｅｄに対して、追従加熱制御部２ａ…における仮目標温度Ｔａｉ…と正規目標温度Ｔａｓ…の偏差Ｅｉａ…を一致させる当該仮目標温度Ｔａｉ…を算出し、この仮目標温度Ｔａｉ…を用いて追従加熱制御部２ａ…における昇温制御を行うようにしたため、各加熱制御部２ａ…における目標温度Ｔａｓ…が異なる場合でも、昇温速度の最も遅い被加熱部位（２ｄ）が目標温度２ｄｓに到達した後、タイムラグにより他の被加熱部位２ａ…が目標温度２ａｓ…に到達する不具合は発生せず、コンタミや焼け等の原因を確実に解消できる。

本実施形態に係る温度制御方法の場合、仮目標温度Ｔａｉ（他の仮目標温度Ｔｂｉ…も同じ）は、参照加熱制御部２ｄにおける検出温度Ｔｄｐと正規目標温度Ｔｄｓの偏差Ｅｄに対して、追従加熱制御部２ａにおける仮目標温度Ｔａｉと正規目標温度Ｔａｓの偏差Ｅｉａを一致させる当該仮目標温度Ｔａｉを、Ｔａｉ＝（Ｔａｓ−Ｔｄｓ）＋Ｔｄｐにより算出、即ち、偏差Ｅｄ（偏差Ｅｉａ…）を利用するため、図６に示すように、初期の仮目標温度を全体に高くすることができ、各加熱制御部２ａ…を合わせた全体の温度上昇を速めることができる。このことは、被加熱部位Ｈａ…に投入される熱エネルギが最初から能率的に行われることを意味し、相互の輻射熱の作用により参照加熱制御部２ｄの温度上昇も速まることになり、昇温時間の短縮化に寄与できる。

他方、他の温度制御手法として、偏差を利用する代わりに、設定温度と検出温度の割合を一致させる制御も考えられる。しかし、この温度制御方法では、図７に示すように、初期から設定温度と検出温度の割合が一致するため、図６に示すような初期の仮目標温度を、全体に高くすることができず、各加熱制御部２ａ…を合わせた全体の温度上昇が遅くなる。即ち、被加熱部位Ｈａ…に投入される熱エネルギが最初から能率的に行われないことから、相互の輻射熱の作用も少なくなる。結局、参照加熱制御部２ｄの温度上昇も遅くなり昇温時間の短縮化に寄与できない不利がある。

一方、昇温モードでは、追従加熱制御部２ａ…における正規目標温度Ｔａｓ…と現在の検出温度Ｔａｐ…の偏差Ｅａ…の大きさが、処理部２４により監視される。そして、偏差Ｅａ…が予め設定した設定値Ｅｓ以下になったなら、第二ＰＩＤ定数の設定されたＰＩＤ演算部２５ｄｉを、正規ＰＩＤ定数の設定されたＰＩＤ演算部２５ｄｓに変更する（ステップＳ１０）。この場合、処理部２４は、ＰＩＤ演算部２５ｄに対して切換信号を出力し、ＰＩＤ演算部２５ｄｓが選択されるように切換スイッチ３１を切換える。このように、検出温度Ｔａｐ…が正規目標温度Ｔａｓ…に到達する前に、正規ＰＩＤ定数に切換えられるため、ＰＩＤ演算部２５ｄｉにより制御応答性が高まることに伴うオーバシュート現象を有効に防止できる。

また、第二ＰＩＤ定数から正規ＰＩＤ定数に変更する際には昇温モードも終了させる。即ち、処理部２４は、各偏差演算部２３ａ…に付与していた仮目標温度Ｔａｉ…を、正規目標温度Ｔａｓ…に切換える（ステップＳ１１）。これにより、昇温モードは、実質的に終了し、定常モードに切換わる。そして、以後は、定常モードによる温度制御が生産終了（運転終了）まで継続する（ステップＳ１２，Ｓ１３）。

なお、昇温モードを終了させるタイミングは、追従加熱制御部２ａ…における仮目標温度Ｔａｉ…と正規目標温度Ｔａｓ…の偏差Ｅｉａ…が予め設定した設定値Ｅｉｓ以下になった時点でもよい。この場合も正規目標温度Ｔａｓ…に到達する前に、昇温モードが終了するため、正規目標温度Ｔａｓ…に到達してから終了させるよりも追従加熱制御部２ａ…の昇温時間をより速めることができる。

以上、最良の実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の回路構成，手法，数量，数値等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。例えば、実施形態では、加熱筒１０における被加熱部位Ｈｂ，Ｈｂ，Ｈｃを、前部，中間部及び後部の三つに分けたが、この数は任意である。また、参照加熱制御部として、加熱制御部２ｄを選択した場合を示したが、他の被加熱部位２ａ…であっても任意に選択することができる。さらに、第二ＰＩＤ定数を、正規ＰＩＤ定数に対してゲインを小さく設定した場合を例示したが、この変更形態に限定されるものではない。

本発明の最良の実施形態に係る射出成形機の温度制御方法の処理手順を示すフローチャート、 同温度制御方法を実施できる射出成形機の概要図、 同温度制御方法を実施できる温度制御装置のブロック回路図、 同温度制御方法を実施した際の時間に対する昇温特性図、 同温度制御方法を実施できる温度制御装置の参照加熱制御部におけるＰＩＤ演算部の詳細図、 同温度制御方法を実施した際の昇温時の作用説明図、 他の温度制御方法を実施した際の昇温時の作用説明図、

符号の説明

Ｍ：射出成形機，Ｈａ…：被加熱部位，２ａ：加熱制御部（追従加熱制御部），２ｂ：加熱制御部（追従加熱制御部），２ｃ：加熱制御部（追従加熱制御部），２ｄ：加熱制御部（参照加熱制御部），Ｔａｓ…：正規目標温度，Ｔｄｐ：現在の検出温度，Ｔａｉ…：仮目標温度

Claims (7)

1. 射出成形機における複数の被加熱部位の温度を複数の加熱制御部によりそれぞれフィードバック制御するとともに、昇温モード時に、所定の被加熱部位を正規目標温度を用いた加熱制御部（参照加熱制御部）により昇温制御し、かつ他の被加熱部位を仮の目標温度（仮目標温度）を用いた加熱制御部（追従加熱制御部）により昇温制御する射出成形機の温度制御方法において、前記昇温モード時に、前記仮目標温度をＴａｉ，Ｔｂｉ，Ｔｃｉ…、前記追従加熱制御部の正規目標温度をＴａｓ，Ｔｂｓ，Ｔｃｓ…、前記参照加熱制御部の正規目標温度をＴｄｓ，前記参照加熱制御部の検出温度をＴｄｐとしたとき、前記仮目標温度Ｔａｉ，Ｔｂｉ，Ｔｃｉ…を、
   Ｔａｉ＝（Ｔａｓ−Ｔｄｓ）＋Ｔｄｐ
   Ｔｂｉ＝（Ｔｂｓ−Ｔｄｓ）＋Ｔｄｐ
   Ｔｃｉ＝（Ｔｃｓ−Ｔｄｓ）＋Ｔｄｐ…
   により算出し、この仮目標温度Ｔａｉ，Ｔｂｉ，Ｔｃｉ…を用いて追従加熱制御部における昇温制御を行うことを特徴とする射出成形機の温度制御方法。
2. 前記参照加熱制御部は、正規目標温度に達するまでの時間が最も長い被加熱部位の加熱制御部又は次に長い被加熱部位の加熱制御部を選定することを特徴とする請求項１記載の射出成形機の温度制御方法。
3. 前記昇温モードでは、少なくとも前記参照加熱制御部における正規のＰＩＤ定数（正規ＰＩＤ定数）を、昇温モード用の異なるＰＩＤ定数（第二ＰＩＤ定数）に変更することを特徴とする請求項１記載の射出成形機の温度制御方法。
4. 前記第二ＰＩＤ定数は、前記正規ＰＩＤ定数に対してゲインを小さく設定することを特徴とする請求項３記載の射出成形機の温度制御方法。
5. 前記追従加熱制御部における正規目標温度と現在の検出温度の偏差が予め設定した設定値以下になったなら前記第二ＰＩＤ定数から前記正規ＰＩＤ定数に変更することを特徴とする請求項３又は４記載の射出成形機の温度制御方法。
6. 前記第二ＰＩＤ定数から前記正規ＰＩＤ定数に変更する際に、前記昇温モードを終了させることを特徴とする請求項５記載の射出成形機の温度制御方法。
7. 前記追従加熱制御部における仮目標温度と正規目標温度の偏差が予め設定した設定値以下になったなら前記昇温モードを終了させることを特徴とする請求項１記載の射出成形機の温度制御方法。

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