JP4809500B1 - Control method of injection molding machine - Google Patents

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Abstract

【課題】保圧工程における保持圧力の立ち下がりや立ち上がりの応答特性を最適化できる射出成形機の制御方法、および、特に、保圧工程の開始直後における圧力の立ち下がりの応答特性を最適化できる射出成形機の制御方法を提供する。
【解決手段】保圧工程開始時点または保持圧力の大きさが切り換えられる時点から次の保持圧力に切り換えられる時点までの間を時系列で高応答区間と低応答区間に区分し、高応答区間の少なくとも一部区間では、オペレータが設定した応答特性に対して、応答時間をゼロに設定する応答時間ゼロ設定と、応答時間をゼロ以外の値に下げる応答時間減少設定と、サーボ機構のスプール開度の開度制限を広げる開度制限指令値拡大設定の3種類のうち少なくともいずれか一つの設定を行う。

【選択図】図5
An injection molding machine control method capable of optimizing falling pressure response and rising pressure response characteristics in a pressure holding process, and in particular, pressure falling response characteristics immediately after the pressure holding process can be optimized. Provided is a method for controlling an injection molding machine.
A high response interval and a low response interval are divided in time series from the time when the pressure holding process starts or the time when the holding pressure is switched to the time when the holding pressure is changed to the next holding pressure. At least in some sections, for response characteristics set by the operator, the response time is set to zero, the response time is set to zero, the response time is decreased to a value other than zero, and the servo mechanism spool opening At least one of the three kinds of opening restriction command value expansion settings for expanding the opening restriction is set.

[Selection] Figure 5

Description

本発明は、射出成形機の制御方法に関し、保圧工程における保持圧力の立ち下がりや立ち上がりの応答特性を最適化できる制御方法に関する。特に、保圧工程の開始直後における圧力の立ち下がりの応答特性を最適化できる制御方法に関する。   The present invention relates to a control method for an injection molding machine, and relates to a control method capable of optimizing response characteristics of falling and rising of a holding pressure in a pressure holding process. In particular, the present invention relates to a control method capable of optimizing the response characteristic of the pressure fall immediately after the start of the pressure holding process.

一般的に射出成形機は少なくとも型締装置と射出装置とを備えて、その型締装置で金型装置の開閉や締め付けを行い、その射出装置で可塑化計量した樹脂材料を金型装置のキャビティ内に射出して充填を行う。
そのうち射出装置は、1本のインラインスクリュで可塑化と射出充填の両方を行うインラインスクリュ式射出装置と、可塑化スクリュで可塑化を行うとともに射出プランジャで射出充填を行うスクリュプリプラ式射出装置に大別される。
本明細書中においてはインラインスクリュ及び射出プランジャをまとめて「射出軸」という。
近年、薄肉成形や精密成形などで、高速・高応答に射出充填を行うことが望まれている。そのため、例えば、射出軸を油圧式のピストン・シリンダユニットで駆動する射出装置では、油圧源として油圧ポンプの他にアキュムレータを備えて、そのアキュムレータに高圧多量に蓄圧した作動油を一気にピストン・シリンダユニットに供給して、高速で射出軸を駆動させるとともに、そのアキュムレータとピストン・シリンダユニットとの間にサーボ弁を配置して、このサーボ弁の駆動を制御することでピストン・シリンダユニットへの作動油の供給量および供給方向を調節して、射出軸を高応答および高精密に駆動させるといったものがある。
Generally, an injection molding machine has at least a mold clamping device and an injection device, and the mold clamping device opens and closes and clamps the resin material plasticized and measured by the injection device. Filled by injecting.
Among them, the injection device is greatly divided into an in-line screw type injection device that performs both plasticization and injection filling with a single in-line screw, and a screw pre-plastic type injection device that performs plasticization with a plasticizing screw and injection filling with an injection plunger. Separated.
In the present specification, the in-line screw and the injection plunger are collectively referred to as “injection shaft”.
In recent years, it is desired to perform injection filling with high speed and high response in thin wall molding or precision molding. For this reason, for example, in an injection device that drives an injection shaft with a hydraulic piston / cylinder unit, an accumulator is provided in addition to a hydraulic pump as a hydraulic source, and the hydraulic oil accumulated in the accumulator at a high pressure and in a large amount is moved all at once. In addition to driving the injection shaft at high speed, a servo valve is arranged between the accumulator and the piston / cylinder unit, and the hydraulic oil to the piston / cylinder unit is controlled by controlling the drive of the servo valve. The injection axis is driven with high response and high precision by adjusting the supply amount and the supply direction.

一般的な射出装置では、樹脂材料を金型装置のキャビティ内に射出充填するための射出工程が充填工程と保圧工程とからなり、通常、充填速度が優先して制御される充填工程において、金型のキャビティ内に溶融された樹脂材料(溶融樹脂)を充填したあと、圧力が優先して制御される保圧工程において、そのキャビティ内に充填した溶融樹脂の冷却にともなう熱収縮分を補うために必要な分の溶融樹脂をさらに充填するように制御している。さらに、保圧工程ではキャビティのゲート部分の溶融樹脂が固化するまでキャビティ内の溶融樹脂に圧力を付与する。また、保圧工程では、充填された溶融樹脂に気泡が入り込んだ場合に、そのガス抜きを行う効果もある。
なお、充填工程と保圧工程の間の切り換えを「VP切り換え」という。
射出工程の完了後は冷却工程において溶融樹脂を固化させてから、金型装置を開いてその固化した成形品を取り出すことになる。
In a general injection device, an injection process for injecting and filling a resin material into a cavity of a mold apparatus includes a filling process and a pressure-holding process. Usually, in a filling process in which the filling speed is controlled with priority. After filling molten resin material (molten resin) into the mold cavity, the heat shrinkage accompanying cooling of the molten resin filled in the cavity is compensated for in the pressure holding process where pressure is controlled with priority. Therefore, it is controlled to further fill the molten resin as much as necessary. Further, in the pressure holding step, pressure is applied to the molten resin in the cavity until the molten resin in the gate portion of the cavity is solidified. In addition, the pressure holding step also has an effect of degassing when bubbles enter the filled molten resin.
The switching between the filling process and the pressure holding process is called “VP switching”.
After completion of the injection process, the molten resin is solidified in the cooling process, and then the mold apparatus is opened to take out the solidified molded product.

充填工程においては射出速度が設定値と一致するようにフィードバック制御を行い、保圧工程においては圧力が設定値と一致するようにフィードバック制御を行うことで成形不良、例えば、充填不足、充填過剰、離型不良、ヒケ等を防止している。
また、VP切り換え時点で検出したキャビティ内の実際の圧力値(検出圧力値)は、保圧工程開始時点での設定値(設定圧力値)より相当高いことが多く、このように検出圧力値と設定圧力値との間に大きな偏差があると、フィードバック制御の特性上、あるいは射出装置における駆動部や制御部などの性能上、保圧工程の開始直後から両者が一致するまでに時間差(タイムラグ)が生じてしまい、成形品の品質に悪影響を及ぼすという問題がある。
つまり、成形品の品質を確保するためには、特に、保圧工程の開始直後に検出圧力値を設定圧力値まで減少させるまでのいわゆる立ち下がりの応答特性が重要であることが知られている。
In the filling process, feedback control is performed so that the injection speed matches the set value, and in the pressure holding process, feedback control is performed so that the pressure matches the set value. Prevents mold release defects and sink marks.
Also, the actual pressure value (detected pressure value) in the cavity detected at the time of VP switching is often considerably higher than the set value (set pressure value) at the start of the pressure holding process. If there is a large deviation from the set pressure value, there will be a time difference (time lag) from the start of the pressure holding process to the time when both coincide due to the characteristics of feedback control or the performance of the drive unit and control unit of the injection device. Occurs, which has a problem of adversely affecting the quality of the molded product.
In other words, in order to ensure the quality of the molded product, it is known that the so-called falling response characteristic until the detected pressure value is reduced to the set pressure value immediately after the start of the pressure holding process is important. .

例えば特許文献1には、充填工程から保圧工程への切換点の通過後に射出速度が所定の目標値に達するまで射出圧力を開ループ制御する初期区間と、射出速度が目標値に達した場合に対応する射出圧力の目標値を設定し、射出圧力を閉ループ制御する中間区間と、さらに射出圧力が設定目標値となるように閉ループ制御する終期区間を設ける保圧工程制御方法が開示されている。
この方法によれば、検出圧力値と設定圧力値の間に大きな偏差が生じている初期区間ではタイムラグの発生を抑えるべく閉ループ制御(フィードバック制御)を行わずに開ループ制御を行い、偏差が小さくなる中間区間で閉ループ制御に戻すことで速やかに検出圧力値を設定圧力値に近づけることができる。
また、例えば特許文献2には、保圧工程の開始直後におけるオーバーシュートおよびアンダーシュートを防止し、検出圧力値を速やかに設定圧力値に近づけるべく、フィードバック制御の操作量に、充填工程終了時の検出圧力値と設定圧力値とを比較演算して得たフィードフォワード操作量を加えた操作量でサーボ弁を駆動する制御方法が開示されている。
For example, Patent Document 1 discloses an initial period in which the injection pressure is controlled in an open loop until the injection speed reaches a predetermined target value after passing through the switching point from the filling process to the pressure holding process, and the injection speed reaches the target value. A pressure holding process control method is disclosed in which a target value of the injection pressure corresponding to is set, and an intermediate section in which the injection pressure is controlled in a closed loop and an end section in which the closed pressure is controlled so that the injection pressure becomes a set target value are disclosed. .
According to this method, in the initial section where a large deviation occurs between the detected pressure value and the set pressure value, open loop control is performed without performing closed loop control (feedback control) to suppress the occurrence of time lag, and the deviation is small. The detected pressure value can be quickly brought close to the set pressure value by returning to the closed loop control in the intermediate section.
Further, for example, in Patent Document 2, overshoot and undershoot immediately after the start of the pressure holding process are prevented, and the operation amount of the feedback control is set at the end of the filling process in order to quickly bring the detected pressure value close to the set pressure value. There is disclosed a control method for driving a servo valve with an operation amount obtained by adding a feedforward operation amount obtained by comparing and calculating a detected pressure value and a set pressure value.

特開平9‐277329号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-277329 特開平11−77775号公報JP-A-11-77775

ところが、上記従来技術では以下のような問題があった。
すなわち、近年の成形品形状の複雑化やサーボ機構の更なる高速・高応答化にともない、上述したような保圧工程の開始直後における圧力の立ち下がりの応答特性も成形条件の一部としてできるだけ最適化したいという要求が高まっている。また、それは、保持圧力が切り換えられる毎に生じる立ち下がりや立ち上がりの応答特性にも同様の事が言えるし、場合によっては、保圧工程の開始直後における圧力の立ち上がりの応答特性にも同様の事が言える。
ところが、特許文献1の技術では、初期区間t1で開ループ制御を行い、次の中間区間t2で再び閉ループ制御に戻し、ようやく終期区間t3において検出圧力値が設定圧力値PH1と一致する。つまり、検出圧力値が設定圧力値PH1となるまでにt1+t2の時間がかかるため、上記高速・高応答のサーボ機構の特徴を十分に活かせないという問題がある。
また、特許文献2の技術は保圧工程の開始直後におけるオーバーシュートおよびアンダーシュートを防止できるにすぎず、立ち下がりや立ち上がりの応答特性の最適化を実現するものではない。
However, the above prior art has the following problems.
In other words, as the shape of molded parts has become more complex in recent years and the servo mechanism has become faster and more responsive, the response characteristics of the pressure drop immediately after the start of the pressure holding process as described above can be included as part of the molding conditions. There is a growing demand for optimization. The same can be said for the response characteristics of the rise and fall that occur each time the holding pressure is switched. In some cases, the same applies to the response characteristics of the pressure rise immediately after the start of the pressure holding process. I can say.
However, in the technique of Patent Document 1, open loop control is performed in the initial interval t1, and the control is returned to the closed loop control again in the next intermediate interval t2, and finally the detected pressure value coincides with the set pressure value PH1 in the final interval t3. That is, since it takes time t1 + t2 until the detected pressure value reaches the set pressure value PH1, there is a problem that the features of the servo mechanism with high speed and high response cannot be fully utilized.
Further, the technique of Patent Document 2 can only prevent overshoot and undershoot immediately after the start of the pressure holding process, and does not realize optimization of response characteristics of falling and rising.

本発明はこのような問題に鑑み、保圧工程における保持圧力の立ち下がりや立ち上がりの応答特性を最適化できる射出成形機の制御方法、および、特に、保圧工程の開始直後における圧力の立ち下がりの応答特性を最適化できる射出成形機の制御方法を提供することを目的とする。   In view of such problems, the present invention provides a method for controlling an injection molding machine that can optimize the response characteristics of the holding pressure falling and rising in the pressure holding process, and in particular, the pressure falling immediately after the start of the pressure holding process. An object of the present invention is to provide an injection molding machine control method capable of optimizing the response characteristics of the injection molding machine.

本発明は、フィードバック制御によりサーボ機構を介して射出軸の駆動を制御しながら樹脂材料を金型のキャビティ内に射出充填する射出成形機の保圧工程において、保圧工程開始直後または保持圧力の大きさが切り換えられる毎に生じる立ち下がりまたは立ち上がりにおける応答特性のパラメータとして少なくとも応答時間を規定し、保圧工程開始時点または保持圧力の大きさが切り換えられる時点から次の保持圧力に切り換えられるまでの間を時系列で高応答区間と低応答区間に区分し、高応答区間の少なくとも一部区間では、オペレータが設定した応答特性に対して、応答時間をゼロに設定する応答時間ゼロ設定と、応答時間をゼロ以外の値に下げる応答時間減少設定と、サーボ機構のスプール開度の開度制限を広げる開度制限指令値拡大設定の3種類のうち少なくともいずれか一つの設定を行うことを特徴とする。   The present invention provides a pressure holding process for an injection molding machine in which a resin material is injected and filled into a cavity of a mold while controlling the drive of an injection shaft via a servo mechanism by feedback control. Specify at least the response time as a parameter of the response characteristic at the fall or rise that occurs each time the magnitude is switched, and from the time when the pressure holding process starts or when the magnitude of the holding pressure is changed to the next holding pressure. The time interval is divided into a high response interval and a low response interval, and in at least some of the high response intervals, the response time is set to zero for the response characteristics set by the operator, and the response Response time reduction setting to reduce the time to a value other than zero, and opening limit command value to increase the opening limit of the spool opening of the servo mechanism And performing three at least one of the settings of the large set.

また、高応答区間を時系列で第1高応答区間と第2高応答区間に区分し、第1高応答区間では応答時間ゼロ設定と開度制限指令値拡大設定を行い、第2高応答区間では応答時間減少設定を行うことを特徴とする。
また、高応答区間を時系列で第1高応答区間及び第2高応答区間に区分し、第1高応答区間では応答時間ゼロ設定と開度制限指令値拡大設定を行い、第2高応答区間では開度制限指令値拡大設定を行うことを特徴。
また、高応答区間を時系列で第1高応答区間及び第2高応答区間に区分し、第1高応答区間では応答時間ゼロ設定と開度制限指令値拡大設定を行い、第2高応答区間では応答時間減少設定と開度制限指令値拡大設定を行うことを特徴とする。
In addition, the high response interval is divided into a first high response interval and a second high response interval in time series. In the first high response interval, the response time zero setting and the opening restriction command value expansion setting are performed, and the second high response interval is set. Then, the response time reduction setting is performed.
Further, the high response interval is divided into a first high response interval and a second high response interval in time series, and in the first high response interval, the response time zero setting and the opening restriction command value expansion setting are performed, and the second high response interval is set. The feature is that the opening limit command value is expanded.
Further, the high response interval is divided into a first high response interval and a second high response interval in time series, and in the first high response interval, the response time zero setting and the opening restriction command value expansion setting are performed, and the second high response interval is set. Then, the response time decrease setting and the opening limit command value expansion setting are performed.

本発明は、保圧工程開始時点または保持圧力の大きさが切り換えられる時点から、次の保持圧力に切り換えられる時点までの間において、フィードバック制御の下で目標値に対する追従遅れが生じる区間を高応答区間、追従遅れが生じない区間を低応答区間に区分するものである。そして、各区間に適した制御方法を採用することで、応答時間の長短によらず保圧工程開始直後および保持圧力の大きさが切り換えられた直後からの応答特性を任意に最適化できるという効果を得られる。
特に、高応答区間を第1及び第2高応答区間に区分し、各区間に適した制御方法を採用することで、保圧工程開始直後および保持圧力の大きさが切り換えられた直後からの応答特性の最適化をより精密に行うことができる。
The present invention provides a high response to a section in which a follow-up delay with respect to a target value occurs under feedback control from the time when the pressure holding process starts or when the magnitude of the holding pressure is changed to the time when the holding pressure is changed to the next holding pressure. Sections and sections where no tracking delay occurs are divided into low response sections. And, by adopting a control method suitable for each section, it is possible to arbitrarily optimize the response characteristics immediately after the start of the pressure holding process and immediately after the holding pressure is switched regardless of the response time. Can be obtained.
In particular, by dividing the high response section into the first and second high response sections and adopting a control method suitable for each section, the response immediately after the start of the pressure holding process and immediately after the holding pressure is switched. The characteristics can be optimized more precisely.

各区間に適した制御方法とは、第1高応答区間については応答時間ゼロ設定と開度制限指令値拡大設定が該当する。応答時間ゼロ設定により応答時間をゼロ秒に変更してフィードバック制御を行うことで、フィードバック制御の特性や射出成形機の駆動機構等の性能に起因した応答時間の遅れを最小限の程度まで抑えることができる。また、開度制限指令値拡大設定によりスプール開度を予め設定されている最大値(開度制限指令値)よりも大きくすることで通常の制御の際と比較してより急速に圧力を立ち下げるまたは立ち上げることが可能となる。
また、第2高応答区間については、応答時間減少設定と開度制限指令値拡大設定のうち少なくともいずれか一方を行うことが適している。応答時間減少設定により応答時間を作業者が設定した値から少し下げることで、フィードバック制御の特性や射出成形機の駆動機構等の性能に起因して生じる応答時間の遅れを解消できる。また、開度制限指令値拡大設定によりスプール開度を予め設定されている最大値よりも大きくすることで通常の制御の際と比較してより急速に圧力を立ち下げるまたは立ち上げることが可能となって、上述の応答時間の遅れを解消できる。
The control method suitable for each section corresponds to zero response time setting and opening limit command value expansion setting for the first high response section. By changing the response time to zero seconds by setting the response time to zero, and performing feedback control, delays in response time due to the performance of the feedback control characteristics and the drive mechanism of the injection molding machine, etc. are minimized. Can do. In addition, the spool opening is made larger than the preset maximum value (opening restriction command value) by the opening restriction command value expansion setting, so that the pressure is lowered more rapidly than in normal control. Or it can be launched.
For the second high response interval, it is suitable to perform at least one of a response time decrease setting and an opening limit command value expansion setting. By slightly lowering the response time from the value set by the operator by the response time reduction setting, it is possible to eliminate the response time delay caused by the performance of the feedback control characteristics and the drive mechanism of the injection molding machine. In addition, by setting the opening limit command value expansion setting so that the spool opening is larger than the preset maximum value, the pressure can be lowered or raised more rapidly than in normal control. Thus, the response time delay described above can be eliminated.

射出成形機の装置構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the apparatus structure of an injection molding machine. 保圧工程の成形条件の設定作業を説明するための図面である。It is drawing for demonstrating the setting operation | work of the molding conditions of a pressure-holding process. 応答特性のパターンを示す図面である。It is drawing which shows the pattern of a response characteristic. 保圧工程の成形条件の設定作業を説明するための図面である。It is drawing for demonstrating the setting operation | work of the molding conditions of a pressure-holding process. 第1高応答区間、第2高応答区間及び低応答区間を説明するための図面である。It is drawing for demonstrating a 1st high response area, a 2nd high response area, and a low response area. 高応答区間及び低応答区間におけるスプール開度を示す図面である。It is drawing which shows the spool opening degree in a high response area and a low response area. 開度制限指令値拡大設定の効果を説明するための図面である。It is drawing for demonstrating the effect of an opening degree limit command value expansion setting. 第1高応答区間におけるスプール開度の他の例を示す図面である。It is drawing which shows the other example of the spool opening degree in a 1st high response area. 応答時間減少設定を説明するための図面である。It is a figure for demonstrating a response time reduction setting. 第2高応答区間におけるスプール開度の例を示す図面である。It is drawing which shows the example of the spool opening degree in a 2nd high response area. 第2高応答区間におけるスプール開度の他の例を示す図面である。It is drawing which shows the other example of the spool opening degree in a 2nd high response area.

[第1の実施の形態]
本発明の射出成形機の制御方法の第1の実施の形態について説明する。
まず、射出成形機の構成について説明するが、構成上はサーボ機構を備える一般的な射出成形機と同様であるため詳しい説明は割愛する。
図1に示すように、射出成形機10はピストン・シリンダユニット20、油圧駆動機構30、コントローラ40等を備える。
油圧駆動機構30はA、B、P及びTの4つのポートからなり、サーボ機構の一部として機能する4ポートサーボ弁31、油圧駆動源32、オイルタンク33を備える。
油圧駆動源32は油圧ポンプ34、油圧ポンプ34を駆動するポンプモータ35、油圧ポンプ34の吸入側に接続したフィルタ36、油圧ポンプ34の吐出側に接続したその吐出方向の流れのみを許容する逆止弁37、及びその逆止弁37の吐出側に接続したアキュムレータ38等を備える。
[First embodiment]
A first embodiment of a control method for an injection molding machine according to the present invention will be described.
First, the configuration of the injection molding machine will be described, but since the configuration is the same as that of a general injection molding machine including a servo mechanism, a detailed description is omitted.
As shown in FIG. 1, the injection molding machine 10 includes a piston / cylinder unit 20, a hydraulic drive mechanism 30, a controller 40, and the like.
The hydraulic drive mechanism 30 includes four ports A, B, P, and T, and includes a four-port servo valve 31, a hydraulic drive source 32, and an oil tank 33 that function as a part of the servo mechanism.
The hydraulic drive source 32 allows only the flow in the discharge direction connected to the discharge side of the hydraulic pump 34, the filter 36 connected to the suction side of the hydraulic pump 34, the pump motor 35 that drives the hydraulic pump 34, and the hydraulic pump 34. A stop valve 37 and an accumulator 38 connected to the discharge side of the check valve 37 are provided.

4ポートサーボ弁31はAポートが射出油圧シリンダ21の後油室22(ピストンヘッド側油室)に接続され、Bポートが前油室23(ピストンロッド側油室)に接続され、Pポートがアキュムレータ38に接続され、Tポートがオイルタンク33に接続されている。
また、図示は省略するが、4ポートサーボ弁31は円筒形のスリーブにA、B、P及びTポートが形成されており、その内部に軸方向に変位するスプールを収容している。
コントローラ40は射出成形機10の各種制御を司るものであり、出力側は4ポートサーボ弁31の指令信号入力部39に接続されている。また、シリンダの後油室22には、後油室22の圧力を検出する圧力センサ50が接続され、この圧力センサ50はコントローラ40の入力側に接続されている。さらに、コントローラ40の入力側には射出軸24の位置を検出する位置センサ60が接続されている。
そして、作業者が設定した成形条件に基づき、コントローラ40から指令信号入力部39に指令信号(制御信号)が出力され、4ポートサーボ弁31を介して射出軸24の駆動、すなわちスプールのスリーブ内の位置をフィードバック制御により調整し、溶融樹脂70を金型80のキャビティ81内に射出充填している。
The 4-port servo valve 31 has an A port connected to the rear oil chamber 22 (piston head side oil chamber) of the injection hydraulic cylinder 21, a B port connected to the front oil chamber 23 (piston rod side oil chamber), and the P port It is connected to the accumulator 38 and the T port is connected to the oil tank 33.
Although not shown, the 4-port servo valve 31 is formed with A, B, P, and T ports in a cylindrical sleeve, and accommodates a spool that is displaced in the axial direction therein.
The controller 40 controls various controls of the injection molding machine 10, and the output side is connected to the command signal input unit 39 of the 4-port servo valve 31. Further, a pressure sensor 50 for detecting the pressure in the rear oil chamber 22 is connected to the rear oil chamber 22 of the cylinder, and this pressure sensor 50 is connected to the input side of the controller 40. Further, a position sensor 60 for detecting the position of the injection shaft 24 is connected to the input side of the controller 40.
Then, based on the molding conditions set by the operator, a command signal (control signal) is output from the controller 40 to the command signal input unit 39, and the injection shaft 24 is driven via the 4-port servo valve 31, that is, in the spool sleeve. Is adjusted by feedback control, and the molten resin 70 is injected and filled into the cavity 81 of the mold 80.

次に、射出成形機10の制御方法について説明する。
本実施の形態においては、射出成形機10の射出工程が充填工程と保圧工程とからなり、各工程において上述したフィードバック制御によりサーボ機構を介して射出軸24の駆動を制御している。
充填工程では射出軸24の位置と充填速度を制御し、VP切り換え位置(以下、「VP切り換え時」ともいう)を挟んで続く保圧工程では保圧時間と保持圧力を制御している。なお、そのVP切り換えは、充填を開始してからの時間が設定時間になったら切り換える方法や、充填中の射出圧力が所定圧力となったら切り換える方法など、各種の方法によって切り換えることもできる。
Next, a control method of the injection molding machine 10 will be described.
In the present embodiment, the injection process of the injection molding machine 10 includes a filling process and a pressure holding process, and the driving of the injection shaft 24 is controlled via the servo mechanism by the feedback control described above in each process.
In the filling process, the position of the injection shaft 24 and the filling speed are controlled, and in the pressure holding process that continues across the VP switching position (hereinafter also referred to as “VP switching”), the pressure holding time and the holding pressure are controlled. The VP switching can also be switched by various methods such as a method of switching when the time from the start of filling reaches a set time, and a method of switching when the injection pressure during filling reaches a predetermined pressure.

作業者による保圧工程の成形条件の設定作業について図2を用いて説明すると、作業者はVP切り換え時から保圧終了時までを1以上の区間(本実施の形態においては3つの区間A〜C)に分割する。
区間A〜Cでは保圧時間をそれぞれT1〜T3に設定しており、各区間に対して保持圧力値P1〜P3を設定することで、成形条件を3段の階段状に設定する。
次に、作業者は保持圧力が変化する時点、すなわち保持圧力がP0からP1に変化する時点Y0、P1からP2に変化する時点Y1及びP2からP3に変化する時点Y2における応答特性を設定する。
Referring to FIG. 2, the setting operation of the molding conditions of the pressure holding process by the operator will be described with reference to FIG. 2. The worker has one or more sections from the time of VP switching to the end of pressure holding (in this embodiment, three sections A to A). C).
In the sections A to C, the holding pressure times are set to T1 to T3, respectively, and by setting the holding pressure values P1 to P3 for each section, the molding conditions are set in a three-step shape.
Next, the operator sets response characteristics at the time when the holding pressure changes, that is, the time Y0 when the holding pressure changes from P0 to P1, the time Y1 when the holding pressure changes from P1 to P2, and the time Y2 when the holding pressure changes from P2 to P3.

応答特性のパラメータとして保圧工程では少なくとも応答時間を規定している。
ここで、多くの場合、VP切り換え位置における射出油圧シリンダ21内の検出圧力値P0は保圧工程開始時点での設定圧力値、つまり区間Aの保持圧力値P1より高いため、保圧工程の開始直後から検出圧力値を保持圧力値P1に減少させるまでの応答特性は立ち下がりの形状になる。
保圧工程開始直後からの立ち下がりの応答特性としては図3に示すように開始直後から急激に立ち下がるものから緩やかに立ち下がるものまで多様なパターンが想定される。
作業者は区間Aのみならず、上記各区間A〜Cに対して成形品の形状等を考慮して、最適な応答特性とするべくパラメータである少なくとも応答時間を設定し、図4に実線で示すような成形条件の設定作業が完了する。なお、必ずしも全ての区間に応答特性を設定する必要はない。また、その応答特性は、関数などによる波形パターンが設定され、それに沿って制御される場合もある。
As a response characteristic parameter, at least the response time is defined in the pressure holding process.
Here, in many cases, since the detected pressure value P0 in the injection hydraulic cylinder 21 at the VP switching position is higher than the set pressure value at the start of the pressure holding process, that is, the holding pressure value P1 in the section A, the pressure holding process starts. The response characteristic immediately after the detection pressure value is decreased to the holding pressure value P1 has a falling shape.
As the response characteristics of the fall immediately after the start of the pressure holding process, various patterns are assumed from those that suddenly fall immediately after the start to those that fall gently as shown in FIG.
The operator sets not only the section A but also the sections A to C in consideration of the shape of the molded product and the like, and sets at least a response time as a parameter to obtain optimum response characteristics. The setting operation of molding conditions as shown is completed. Note that it is not always necessary to set response characteristics for all sections. The response characteristics may be controlled according to a waveform pattern set by a function or the like.

図5は保圧工程開始直後に始まる区間Aのみを拡大して示したものであり、本実施の形態では保圧工程の最初の区間Aを保圧工程開始時点(VP切り換え時点)から時系列で高応答区間及び低応答区間に区分しており、更に高応答区間を保圧工程開始時点から時系列で第1高応答区間と第2高応答区間に区分している。
低応答区間は作業者が設定した成形条件のままフィードバック制御を行った場合に、実際の応答時間が設定した応答時間と一致し、応答時間の遅れ(追従遅れ)が生じない区間である。
FIG. 5 is an enlarged view of only the section A starting immediately after the start of the pressure-holding process. In this embodiment, the first section A of the pressure-holding process is time-series from the pressure-holding process start time (VP switching time). Are divided into a high response section and a low response section, and the high response section is further divided into a first high response section and a second high response section in time series from the start of the pressure holding process.
The low response section is a section in which when the feedback control is performed with the molding conditions set by the operator, the actual response time matches the response time set and no response time delay (follow-up delay) occurs.

高応答区間は、仮に作業者が設定した成形条件のままフィードバック制御を行った場合に応答時間の遅れが生じてしまう区間である。
このような応答時間の遅れは、制御量と目標値とを比較して両者を一致させるべく訂正動作を行うというフィードバック制御自体の特性や、あるいは射出成形機10を構成する駆動機構(油圧駆動機構30等)、駆動回路、各種センサ(圧力センサ50や位置センサ60等)及びコントローラ40等の性能に起因して生じるものである。
つまり、例えば、射出油圧シリンダ21内の圧力を保圧工程の開始直後から緩やかに立ち下げる場合(低応答の場合 図5の応答特性L1に相当)には、フィードバック制御が完全に機能するため実際の応答時間に遅れは生じないが、急激に立ち下げる場合(高応答の場合 応答特性L2及びL3に相当)には上記理由により応答時間に遅れが生じることになる。
それら区間は、射出成形機10を構成する駆動機構、駆動回路、各種センサ(圧力センサ50や位置センサ60等)及びコントローラ40等の性能等に応じて、予め設定しておいて、成形条件出しを行う毎に設定する必要がないようにしても良い。もちろん、応答時間の遅れが生じるか否かを作業者が設定した成形条件で実際に射出充填作業を行ないながら判断して、応答時間の遅れの有無や遅れの度合い等に基づいて第1高応答区間、第2高応答区間及び低応答区間を設定するようにしてもよい。
The high response interval is an interval in which a delay in response time occurs when feedback control is performed with the molding conditions set by the operator.
Such a delay in response time may be caused by a characteristic of feedback control itself in which a control operation and a target value are compared and a correction operation is performed so as to match them, or a drive mechanism (hydraulic drive mechanism) constituting the injection molding machine 10. 30), a drive circuit, various sensors (pressure sensor 50, position sensor 60, etc.), controller 40, and the like.
That is, for example, when the pressure in the injection hydraulic cylinder 21 is gradually lowered immediately after the pressure holding process is started (corresponding to the response characteristic L1 in FIG. 5 in the case of low response), the feedback control functions perfectly, so that Although there is no delay in the response time, the response time is delayed due to the above reason when it suddenly falls (corresponding to response characteristics L2 and L3 in the case of high response).
These sections are set in advance according to the performance of the drive mechanism, drive circuit, various sensors (pressure sensor 50, position sensor 60, etc.), controller 40, etc. that constitute the injection molding machine 10, and the molding conditions are determined. There is no need to set it every time. Of course, the first high response is determined based on the presence or absence of the response time delay, the degree of delay, etc. by determining whether the response time is delayed or not while actually performing the injection filling operation under the molding conditions set by the operator. A section, a second high response section, and a low response section may be set.

次に、第1高応答区間について説明する。
例えば、第1高応答区間は射出油圧シリンダ21内の圧力値を保圧工程開始直後から短時間で急激に立ち下げる場合に該当する区間である。
この第1高応答区間では、作業者が応答特性(少なくとも応答時間)を設定した後、コントローラ40の判断により、応答時間をゼロに設定する応答時間ゼロ設定と、サーボ機構のスプール開度の開度制限を広げる開度制限指令値拡大設定が行われる。
応答時間ゼロ設定とは、作業者が応答特性を設定した場合であって、その応答時間が第1高応答区間内であることをコントローラ40が認識した場合に行われるものであり、作業者が設定した応答時間(例えば0.08秒)をゼロ秒に変更し、これを指令信号として出力することをいう。
Next, the first high response interval will be described.
For example, the first high response section is a section corresponding to a case where the pressure value in the injection hydraulic cylinder 21 is suddenly lowered in a short time immediately after the start of the pressure holding process.
In this first high response section, after the operator sets the response characteristics (at least response time), the controller 40 determines that the response time is set to zero, and the servo mechanism spool opening degree is opened by the controller 40. The opening limit command value expansion setting for increasing the degree limit is performed.
The zero response time setting is performed when the operator sets the response characteristics and the controller 40 recognizes that the response time is within the first high response interval. This means that the set response time (for example, 0.08 seconds) is changed to zero seconds, and this is output as a command signal.

このように応答時間をゼロ秒に変更してフィードバック制御を行った場合には、上述したようなフィードバック制御の特性や駆動機構等の性能に起因した応答時間の遅れを最小限の程度まで抑えることができるが、それでもなおわずかな応答時間の遅れが生じてしまう。
しかし、このわずかな応答時間の遅れはフィードバック制御のもとで生じるものであるため再現性が高く、毎回ほぼ一定値となる。
In this way, when feedback control is performed with the response time changed to zero seconds, the response time delay due to the characteristics of the feedback control and the performance of the drive mechanism as described above is minimized. However, there is still a slight response time delay.
However, this slight delay in response time is caused by feedback control, so the reproducibility is high and becomes a substantially constant value every time.

そこで、応答時間ゼロ設定と併せて開度制限指令値拡大設定を行う。以下、開度制限指令値拡大設定について説明する。
上述の通り、射出油圧シリンダ21内の圧力の制御は4ポートサーボ弁31の各ポートに対するスプールの位置を調整し、射出油圧シリンダ21への作動油の供給量および供給方向を調節することで行われる。
つまり、例えば、保圧工程開始直後に圧力を下げる場合には、後油室22に接続しているAポートと、オイルタンク33に接続しているTポートを接続し、後油室22内の作動油をオイルタンク33に戻す必要がある。
Therefore, the opening limit command value expansion setting is performed together with the response time zero setting. Hereinafter, the opening limit command value expansion setting will be described.
As described above, the pressure in the injection hydraulic cylinder 21 is controlled by adjusting the position of the spool with respect to each port of the 4-port servo valve 31 and adjusting the supply amount and supply direction of the hydraulic oil to the injection hydraulic cylinder 21. Is called.
That is, for example, when the pressure is lowered immediately after the pressure holding process is started, the A port connected to the rear oil chamber 22 and the T port connected to the oil tank 33 are connected to each other in the rear oil chamber 22. It is necessary to return the hydraulic oil to the oil tank 33.

通常の射出成形機では、射出工程の間を通じてスプール開度の最大値、すなわち作動油の単位時間当たりの最大流量が予め一定値として設定されており、この最大値を超えない範囲でスプールの位置を適宜調節して射出油圧シリンダ21内の圧力を制御している。本実施の形態においても上記低応答区間では予め設定されているスプール開度の最大値の範囲内で圧力制御を行う。
しかし、開度制限指令値拡大設定ではこのスプール開度を予め設定されている最大値よりも大きくする点に特徴がある。なお、その最大値も、4ポートサーボ弁31の機械仕様に起因する絶対限界値があり、その絶対限界値を超えない値の範囲内で設定されている。つまり、その絶対限界値近傍をスプール開度の最大値に設定すれば、応答時間の遅れをより解消することになる。
In a normal injection molding machine, the maximum value of the spool opening, that is, the maximum flow rate per unit time of hydraulic oil is set as a constant value throughout the injection process, and the spool position is within a range not exceeding this maximum value. Is adjusted appropriately to control the pressure in the injection hydraulic cylinder 21. Also in the present embodiment, the pressure control is performed within the preset maximum range of the spool opening in the low response section.
However, the opening limit command value expansion setting is characterized in that the spool opening is set larger than a preset maximum value. The maximum value also has an absolute limit value due to the mechanical specifications of the 4-port servo valve 31, and is set within a range of values that do not exceed the absolute limit value. That is, if the vicinity of the absolute limit value is set to the maximum value of the spool opening, the response time delay is further eliminated.

ここで、図6は、高応答区間及び低応答区間におけるスプール開度を示すものである。
スプール開度は、コントローラ40から4ポートサーボ弁31に対して指令信号として出力される電圧値と正比例するように制御される。なお、射出成形機10の構成によっては、スプール開度が電圧値ではなく電流値と正比例するように制御されることもある。
ここで、上記電圧値ゼロでスプールが中立位置、つまり、全てのポートが遮断されるとした際、保圧工程開始直後に射出油圧シリンダ21内の圧力を立ち下げるべくAポートとTポートを接続して後油室22内の作動油をオイルタンク33に戻す場合には、例えば、上記電圧値は負の値となり、また、その中立位置の際の電圧値との差が大きいほどスプール開度は大きくなる。
したがって、この場合、電圧値を負の方向に大きくするほどスプール開度が大きくなり、射出油圧シリンダ21からの作動油の高速排出が可能となる。
ちなみに、本実施の形態において、上記の4ポートサーボ弁31で射出油圧シリンダ21内の圧力を立ち上げるべくAポートとPポートを接続してアキュムレータ38から後油室22に作動油を供給する場合には、上記電圧値は正の値となり、また、その中立位置の際の電圧値との差を大きくすれば、スプール開度が大きくなって、その供給をより高速にもできる。なお、そのスプールの中立位置は、本実施の形態のように、必ずしも上記電圧値ゼロであるとは限らず、上記電圧値の正負のどちらか側にある場合もある。また、電圧値の正負に対するスプールの移動方向が、本実施の形態とは逆の場合もある。
Here, FIG. 6 shows the spool opening in the high response interval and the low response interval.
The spool opening degree is controlled so as to be directly proportional to the voltage value output as a command signal from the controller 40 to the 4-port servo valve 31. Depending on the configuration of the injection molding machine 10, the spool opening may be controlled to be directly proportional to the current value, not the voltage value.
Here, when the spool is in the neutral position with the voltage value of zero, that is, when all the ports are shut off, the A port and the T port are connected to lower the pressure in the injection hydraulic cylinder 21 immediately after the pressure holding process starts. When the hydraulic oil in the rear oil chamber 22 is returned to the oil tank 33, for example, the voltage value becomes a negative value, and the larger the difference from the voltage value at the neutral position, the larger the spool opening degree. Will grow.
Therefore, in this case, as the voltage value is increased in the negative direction, the spool opening degree is increased, and the hydraulic oil can be discharged from the injection hydraulic cylinder 21 at a high speed.
Incidentally, in the present embodiment, when the A port and the P port are connected to raise the pressure in the injection hydraulic cylinder 21 by the above-described 4-port servo valve 31, the hydraulic oil is supplied from the accumulator 38 to the rear oil chamber 22. In this case, the voltage value is a positive value, and if the difference from the voltage value at the neutral position is increased, the spool opening is increased, and the supply can be performed at a higher speed. The neutral position of the spool is not necessarily the voltage value zero as in the present embodiment, and may be on either the positive or negative side of the voltage value. Further, the moving direction of the spool with respect to the positive or negative voltage value may be opposite to that of the present embodiment.

ここで、本明細書中において上記電圧値を「指令値」とよぶものとする。したがって「開度制限指令値」とは予め設定されているAポートがPポートとTポートにそれぞれ接続される際の各スプール開度の最大値に対応する電圧値(図6においては−1.5V)と一致する。そして、「開度制限指令値を下げる」ことにより、上記電圧値は負の方向に大きくなる(図6においては-3.0V)ので、射出油圧シリンダ21からの作動油の排出速度を高めて、射出油圧シリンダ21内の圧力を急速に下げることが可能となる。
つまり、開度制限指令値拡大設定により、スプール開度を予め設定されている最大値よりも大きくすることで通常の制御の際と比較してより急速に圧力を立ち下げる(または立ち上げる)ことが可能となる。
Here, in the present specification, the voltage value is referred to as a “command value”. Therefore, the “opening restriction command value” is a voltage value (−1.5V in FIG. 6) corresponding to the maximum value of each spool opening when the preset A port is connected to the P port and the T port, respectively. ). Then, by “decreasing the opening limit command value”, the voltage value increases in the negative direction (−3.0 V in FIG. 6). Therefore, the discharge speed of the hydraulic oil from the injection hydraulic cylinder 21 is increased, It becomes possible to rapidly reduce the pressure in the injection hydraulic cylinder 21.
In other words, by setting the opening limit command value expansion setting, the pressure is lowered (or raised) more rapidly than in normal control by making the spool opening larger than the preset maximum value. Is possible.

次に、開度制限指令値拡大設定の効果をグラフを用いて説明する。
図7は、立ち下げの場合を例にしており、縦軸が指令値、横軸が時間である。
図7(a)は従来の通り、予め設定されているスプール開度の最大値を超えない範囲でスプールを制御した場合を示す。符号Mは予め設定されているスプール開度の最大値に相当する開度制限指令値(電圧値)を指す。
例えば、第1高応答区間では圧力を急速に立ち下げる必要があるが、従来の制御法ではスプール開度を上記最大値(開度制限指令値M)より大きくしないために、グラフの水平部分Hにおいて圧力低下速度に制限がかかった状態となる。そして、所定時間が経過して射出油圧シリンダ21内の実際の圧力値が当該区間で設定している保持圧力値に近づくにつれて、オーバーシュートを避けるべく指令値を徐々に大きくして、流量を絞るようにしていき、最終的に保持圧力値と一致した時点でスプールの駆動を停止する。
一方、図7(b)では予め設定されているスプール開度の最大値(開度制限指令値M)を超えてスプールを開く、すなわち、本実施の形態の場合、開度制限指令値を符号Mの値から更に小さくすることで、圧力の急速立ち下げを可能とし、射出油圧シリンダ21内の圧力が保持圧力値と一致するまでの時間を短縮することができる。
なお、図6の実施の形態のように、作業者が設定した応答特性(少なくとも応答時間)が第1高応答区間に該当し、コントローラ40の判断により、その設定された応答特性に関係なく一定の開度制限指令値に変更されることが、前述の応答時間ゼロ設定と合わせて行われた場合には、作業者が第1高応答区間の中で応答特性の設定を変化させても、実際の応答特性は一定となる。そこで、図8に示すように、第1高応答区間において、開度制限指令値を、応答時間を短くする方向に設定するに従って、スプール開度を広くする方向に設定変更していくことにしてもよい。そうすれば、作業者が応答特性の設定を変化させるのに応じて実際の応答特性を変化させることが、開度制限指令値拡大設定でも可能になる。また、図示省略されるが、第1高応答区間の中で、作業者が設定する応答時間に関係なく一定値とする開度制限指令値と、作業者が設定する応答時間に応じて変更される開度制限指令値とを組み合わせた形にしてもよい。
Next, the effect of the opening limit command value expansion setting will be described using a graph.
FIG. 7 shows an example of falling, where the vertical axis is the command value and the horizontal axis is time.
FIG. 7A shows a case where the spool is controlled within a range not exceeding a preset maximum value of the spool opening as in the prior art. A symbol M indicates an opening restriction command value (voltage value) corresponding to a preset maximum value of the spool opening.
For example, in the first high response section, it is necessary to rapidly lower the pressure, but in the conventional control method, the horizontal portion H of the graph is not used to prevent the spool opening from becoming larger than the maximum value (opening restriction command value M). In this state, the pressure drop speed is limited. Then, as the actual pressure value in the injection hydraulic cylinder 21 approaches the holding pressure value set in the section after a predetermined time has elapsed, the command value is gradually increased to reduce the flow rate so as to avoid overshoot. In this manner, the spool drive is stopped when it finally matches the holding pressure value.
On the other hand, in FIG. 7B, the spool is opened beyond the preset maximum value of the spool opening (opening restriction command value M), that is, in the case of the present embodiment, the opening restriction command value is encoded. By further reducing the value from M, the pressure can be rapidly lowered, and the time until the pressure in the injection hydraulic cylinder 21 matches the holding pressure value can be shortened.
Note that, as in the embodiment of FIG. 6, the response characteristic (at least the response time) set by the operator corresponds to the first high response interval, and is constant regardless of the set response characteristic, as determined by the controller 40. When the opening degree limit command value is changed together with the response time zero setting described above, even if the operator changes the response characteristic setting in the first high response interval, The actual response characteristic is constant. Therefore, as shown in FIG. 8, in the first high response section, the opening degree restriction command value is set and changed in the direction of increasing the spool opening degree as the response time is set in the shorter direction. Also good. Then, it is possible to change the actual response characteristic according to the operator changing the response characteristic setting even with the opening limit command value expansion setting. In addition, although not shown in the drawing, it is changed according to the opening restriction command value that is a constant value regardless of the response time set by the worker and the response time set by the worker in the first high response section. The opening limit command value may be combined.

次に第2高応答区間について説明する。
図5に示す通り、第2高応答区間は上記第1高応答区間と低応答区間に挟まれる区間であり、第1高応答区間ほど急激な圧力の立ち下げは必要ないが、仮にフィードバック制御を行った場合には応答時間の遅れが生じる区間である。
第2高応答区間では、作業者が応答特性(少なくとも応答時間)を設定した後、コントローラ40の判断により、応答時間をゼロ以外の値に下げる応答時間減少設定が行われる。
応答時間減少設定とは、作業者が応答特性を設定した場合であって、その応答時間が第2高応答区間内にあることをコントローラ40が認識した場合に行われるものであり、図9に示す通り、作業者が設定した応答時間(例えば0.15秒)をゼロ以外の値(例えば0.10秒)に下げて、これを指令信号として出力することをいう。
なお、応答時間減少設定後の応答時間は、当該応答時間減少設定が行われた区間に対して当初定めていた時間範囲を超えるものであってもよい。例えば、図9に示すように、作業者が第1高応答区間を保圧工程開始時点から0.10秒まで、第2高応答区間を0.10秒から0.20秒までに設定しており、更に、作業者が保圧工程開始直後からの立ち下がりの応答時間を0.12秒に設定した場合に、コントローラ40による応答時間減少設定後の応答時間が0.04秒と、第2高応答区間に当初定めていた範囲(0.10〜0.20秒)を下回る値になってもよい。
Next, the second high response interval will be described.
As shown in FIG. 5, the second high response section is a section sandwiched between the first high response section and the low response section, and it is not necessary to decrease the pressure as rapidly as the first high response section. If this is done, the response time is delayed.
In the second high response section, after the operator sets the response characteristics (at least response time), the response time is set to decrease to a value other than zero according to the determination of the controller 40.
The response time decrease setting is performed when the controller 40 recognizes that the response time is within the second high response interval when the operator sets the response characteristics. As shown, it means that the response time (for example, 0.15 seconds) set by the operator is lowered to a value other than zero (for example, 0.10 seconds) and output as a command signal.
Note that the response time after the response time decrease setting may exceed the time range initially set for the section in which the response time decrease setting is performed. For example, as shown in FIG. 9, the operator sets the first high response interval from 0.10 seconds to 0.10 seconds from the start of the pressure holding process, and the second high response interval from 0.10 seconds to 0.20 seconds. However, when the response time of the fall immediately after the start of the pressure-holding process is set to 0.12 seconds, the response time after the response time reduction setting by the controller 40 is 0.04 seconds, the range initially set in the second high response interval ( The value may be less than 0.10 to 0.20 seconds.

第2高応答区間においてフィードバック制御を行った場合には、上述の通り、フィードバック制御の特性や駆動機構等の性能に起因した応答時間の遅れが生じてしまうため、応答時間を作業者が設定した値から少し下げることで、応答時間の遅れを解消し、実際の応答特性を作業者が設定した理想的な応答特性に近づけることができる。   When feedback control is performed in the second high response section, the response time is delayed due to the characteristics of the feedback control and the performance of the drive mechanism, etc., as described above. By slightly lowering the value, the response time delay can be eliminated, and the actual response characteristic can be brought closer to the ideal response characteristic set by the operator.

[第2の実施の形態]
本発明の射出成形機の制御方法の第2の実施の形態について説明する。
なお、上記第1の実施の形態と同様の構成となる箇所についてはその説明を省略し、以下、本実施の形態の特徴的部分を中心に説明する。
本実施の形態は第2高応答区間において、上記第1の実施の形態において第1高応答区間で示したものと同様の開度制限指令値拡大設定を行うことを特徴とする。
つまり、作業者が応答特性(少なくとも応答時間)を設定した後、コントローラ40の判断により、サーボ機構のスプール開度の開度制限指令値を下げることで、予め設定されているスプール開度の最大値を超えてスプールを開くような制御を行うものである。
[Second Embodiment]
A second embodiment of the control method of the injection molding machine of the present invention will be described.
In addition, the description is abbreviate | omitted about the location which becomes the same structure as the said 1st Embodiment, and it demonstrates below centering on the characteristic part of this Embodiment.
The present embodiment is characterized in that in the second high response section, the opening restriction command value expansion setting similar to that shown in the first high response section in the first embodiment is performed.
That is, after the operator sets the response characteristics (at least response time), the controller 40 determines that the opening limit command value for the spool opening of the servo mechanism is lowered, thereby setting the maximum spool opening that is set in advance. Control is performed to open the spool beyond the value.

図10に示すように、第2高応答区間では開度制限指令値が第1高応答区間の終了時点から連続して徐々に増加していき、第2高応答区間の終了時点では低応答区間において予め設定されているスプール開度の最大値に対応する開度制限指令値(-1.5V)と一致するように設定されている。
なお、図11に示すように、第2高応答区間では第1高応答区間での開度制限指令値(-3.0V)よりも大きく、且つ予め設定されているスプール開度の最大値に対応する開度制限指令値(-1.5V)よりも小さい範囲で一定値(例えば-2.5V)としてもよい。また、図10と図11に限定されず、第1高応答区間と第2高応答区間のそれぞれの開度制限指令値を、一方が区間内を連続して徐々に増加する設定とし、もう一方が区間内を通して一定値とする設定としてもよい。また、同じ区間の中で、開度制限指令値を、連続して徐々に増加する設定と一定値とする設定とを組み合わせた形としてもよい。
本実施の形態に示した発明によれば、第2高応答区間において圧力を急速に立ち下げることが可能となって、上述した応答時間の遅れを解消できる。
As shown in FIG. 10, in the second high response section, the opening restriction command value gradually increases continuously from the end time of the first high response section, and at the end time of the second high response section, the low response section. Is set so as to coincide with the opening limit command value (-1.5 V) corresponding to the preset maximum value of the spool opening.
As shown in FIG. 11, the second high response interval is larger than the opening limit command value (−3.0 V) in the first high response interval and corresponds to a preset maximum value of the spool opening. It is good also as a fixed value (for example, -2.5V) in the range smaller than the opening degree restriction | limiting command value (-1.5V) to perform. Further, the present invention is not limited to FIGS. 10 and 11, and the opening degree limit command values of the first high response section and the second high response section are set so that one gradually increases continuously in the section, and the other. May be set to a constant value throughout the section. Further, in the same section, the opening degree limit command value may be combined with a setting that gradually increases gradually and a setting that is a constant value.
According to the invention shown in the present embodiment, the pressure can be rapidly lowered in the second high response section, and the above-described delay in response time can be eliminated.

[第3の実施の形態]
本発明の射出成形機の制御方法の第3の実施の形態について説明する。
なお、上記第1及び第2の実施の形態と同様の構成となる箇所についてはその説明を省略し、以下、本実施の形態の特徴的部分を中心に説明する。
本実施の形態は、第2高応答区間において、上記第1の実施の形態で示したものと同様の応答時間減少設定と、上記第2の実施の形態で示したものと同様の開度制限指令値拡大設定を行うことを特徴とする。
[Third Embodiment]
A third embodiment of the control method of the injection molding machine of the present invention will be described.
In addition, the description is abbreviate | omitted about the location which becomes the same structure as the said 1st and 2nd embodiment, and it demonstrates below centering on the characteristic part of this Embodiment.
In this second embodiment, in the second high response section, the response time reduction setting similar to that shown in the first embodiment and the opening restriction similar to that shown in the second embodiment are used. The command value enlargement setting is performed.

つまり、作業者が応答特性を設定した場合であって、その応答時間が第2高応答区間内であることをコントローラ40が認識した場合には、作業者が設定した応答時間(例えば0.15秒)をゼロ以外の値(例えば0.10秒)に下げてこれを指令信号として出力すると共に、サーボ機構のスプール開度の開度制限指令値を下げるような制御を行うものである。
本実施の形態に示した発明によれば、第2高応答区間において開度制限指令値拡大設定を行うことにより圧力を急速に立ち下げることが可能となると共に、応答時間減少設定により応答時間の遅れを解消できるので、実際の応答特性を作業者が設定した理想的な応答特性に近づけることができる。
なお、応答時間減少設定および開度制限指令値拡大設定において、作業者が設定する応答時間に対して、応答時間の遅れを考慮した応答時間の変更および開度制限指令値の変更には、予め応答時間毎に実験で求めた変更後の値などを関数やデータテーブルの形でコントローラ40等に予め記憶させたものを使用しても良い。また、前述のようにコントローラ40が作業者の設定した応答特性を応答時間の遅れを考慮した応答時間および開度制限指令値に自動的に変更するようにしても良いし、コントローラ40でなく作業者自身が応答時間の遅れを考慮した上で、理想の応答特性になるように変更した応答時間および開度制限指令値を直接設定するようにしても良い。
また、上記各実施の形態においては高応答区間を第1高応答区間と第2高応答区間に区分し、第1高応答区間では応答時間ゼロ設定と開度制限指令値拡大設定を行い、第2高応答区間では応答時間減少設定と開度制限指令値拡大設定のうち少なくとも一方を行うものとしたが、これに限らず、高応答区間の少なくとも一部区間において応答時間ゼロ設定、応答時間減少設定及び開度制限指令値拡大設定のうち少なくとも一つを行なうことで本発明の効果を奏することができる。
また、上記各実施の形態では、保圧工程開始直後の立ち下がりにおける応答特性に対して本発明を適用したが、これに限定されることなく、保持圧力が切り換えられた直後の立ち下がりにおいても本発明を適用することができる。また、同様に立ち上がりの応答特性においても、4ポートサーボ弁31のスプールの移動方向が反対であるだけであって、本発明を適用することが可能である。
また、サーボ弁の駆動方式としては高速応答が可能なリニアサーボ式が最も適しているが、他にも油圧式や空気圧式のものであってもよく、また、上記実施の形態で示した4ポート型のサーボ弁以外にも2ポート、3ポートあるいは5ポート型等、周知のサーボ弁を利用できる。
That is, when the operator sets the response characteristics and the controller 40 recognizes that the response time is within the second high response interval, the response time set by the operator (for example, 0.15 seconds). Is reduced to a value other than zero (for example, 0.10 seconds) and output as a command signal, and control is performed to lower the opening degree limit command value of the spool opening of the servo mechanism.
According to the invention shown in the present embodiment, it is possible to rapidly decrease the pressure by performing the opening restriction command value expansion setting in the second high response section, and the response time can be reduced by the response time decrease setting. Since the delay can be eliminated, the actual response characteristic can be brought close to the ideal response characteristic set by the operator.
In response time reduction setting and opening limit command value expansion setting, response time change and opening limit command value change considering response time delay with respect to the response time set by the operator in advance It is also possible to use what has been previously stored in the controller 40 or the like in the form of a function or a data table in the form of a function or a data table, etc. after the change obtained by experiment for each response time. Further, as described above, the controller 40 may automatically change the response characteristic set by the operator to the response time and the opening limit command value considering the delay of the response time. The user himself / herself may directly set the response time and the opening limit command value changed so as to obtain an ideal response characteristic in consideration of the delay of the response time.
In each of the above embodiments, the high response interval is divided into a first high response interval and a second high response interval. In the first high response interval, response time zero setting and opening limit command value expansion setting are performed. 2 At least one of the response time decrease setting and the opening limit command value expansion setting is performed in the high response interval, but not limited to this, the response time zero setting and response time decrease in at least a part of the high response interval The effect of the present invention can be achieved by performing at least one of the setting and the opening limit command value expansion setting.
Further, in each of the above embodiments, the present invention is applied to the response characteristic at the fall immediately after the start of the pressure holding process. However, the present invention is not limited to this, and at the fall immediately after the holding pressure is switched. The present invention can be applied. Similarly, in the rising response characteristics, the spool moving direction of the 4-port servo valve 31 is only opposite, and the present invention can be applied.
As the servo valve drive system, a linear servo system capable of high-speed response is most suitable. However, a hydraulic system or a pneumatic system may be used, and the servo valve 4 described in the above embodiment may be used. In addition to the port type servo valve, a known servo valve such as a 2-port, 3-port or 5-port type can be used.

本発明は保圧工程における保持圧力の立ち下がりや立ち上がりの応答特性を最適化できる射出成形機の制御方法に関するものであり、産業上の利用可能性を有する。   The present invention relates to a method for controlling an injection molding machine that can optimize the response characteristics of the falling and rising of the holding pressure in the pressure holding process, and has industrial applicability.

10 射出成形機
20 ピストン・シリンダユニット
21 射出油圧シリンダ
22 後油室
23 前油室
24 射出軸
30 油圧駆動機構
31 4ポートサーボ弁
32 油圧駆動源
33 オイルタンク
34 油圧ポンプ
35 ポンプモータ
36 フィルタ
37 逆止弁
38 アキュムレータ
39 指令信号入力部
40 コントローラ
50 圧力センサ
60 位置センサ
70 溶融樹脂
80 金型
81 キャビティ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Injection molding machine 20 Piston / cylinder unit 21 Injection hydraulic cylinder 22 Rear oil chamber 23 Front oil chamber 24 Injection shaft 30 Hydraulic drive mechanism 31 4-port servo valve 32 Hydraulic drive source 33 Oil tank 34 Hydraulic pump 35 Pump motor 36 Filter 37 Reverse Stop valve 38 Accumulator 39 Command signal input unit 40 Controller 50 Pressure sensor 60 Position sensor 70 Molten resin 80 Mold 81 Cavity

Claims (4)

フィードバック制御によりサーボ機構を介して射出軸の駆動を制御しながら樹脂材料を金型のキャビティ内に射出充填する射出成形機の保圧工程において、
保圧工程開始直後または保持圧力の大きさが切り換えられる毎に生じる立ち下がりまたは立ち上がりにおける応答特性のパラメータとして少なくとも応答時間を規定し、
前記保圧工程開始時点または前記保持圧力の大きさが切り換えられる時点から次の前記保持圧力に切り換えられる時点までの間を時系列で高応答区間と低応答区間に区分し、
前記高応答区間の少なくとも一部区間では、オペレータが設定した前記応答特性に対して、前記応答時間をゼロに設定する応答時間ゼロ設定と、前記応答時間をゼロ以外の値に下げる応答時間減少設定と、前記サーボ機構のスプール開度の開度制限を広げる開度制限指令値拡大設定の3種類のうち少なくともいずれか一つの設定を行うことを特徴とする射出成形機の制御方法。
In the pressure-holding process of the injection molding machine that injects and fills the resin material into the mold cavity while controlling the drive of the injection shaft via the servo mechanism by feedback control,
Specify at least the response time as a parameter of the response characteristic at the fall or rise immediately after the start of the pressure holding process or whenever the holding pressure is switched,
The time from the start of the pressure holding step or the time when the magnitude of the holding pressure is switched to the time when the holding pressure is switched to the next holding pressure is divided into a high response interval and a low response interval in time series,
In at least a part of the high response interval, for the response characteristic set by an operator, a response time zero setting for setting the response time to zero and a response time decrease setting for reducing the response time to a value other than zero are set. And at least one of three types of opening limit command value expansion settings for increasing the opening limit of the spool opening of the servo mechanism.
前記高応答区間を時系列で第1高応答区間と第2高応答区間に区分し、
前記第1高応答区間では前記応答時間ゼロ設定と前記開度制限指令値拡大設定を行い、
前記第2高応答区間では前記応答時間減少設定を行うことを特徴とする請求項1に記載の射出成形機の制御方法。
The high response interval is divided into a first high response interval and a second high response interval in time series,
In the first high response section, the response time zero setting and the opening restriction command value expansion setting,
The method for controlling an injection molding machine according to claim 1, wherein the response time reduction setting is performed in the second high response interval.
前記高応答区間を時系列で第1高応答区間及び第2高応答区間に区分し、
前記第1高応答区間では前記応答時間ゼロ設定と前記開度制限指令値拡大設定を行い、
前記第2高応答区間では前記開度制限指令値拡大設定を行うことを特徴とする請求項1に記載の射出成形機の制御方法。
Dividing the high response interval into a first high response interval and a second high response interval in time series;
In the first high response section, the response time zero setting and the opening restriction command value expansion setting,
The method of controlling an injection molding machine according to claim 1, wherein the opening restriction command value expansion setting is performed in the second high response interval.
前記高応答区間を時系列で第1高応答区間及び第2高応答区間に区分し、
前記第1高応答区間では前記応答時間ゼロ設定と前記開度制限指令値拡大設定を行い、
前記第2高応答区間では前記応答時間減少設定と前記開度制限指令値拡大設定を行うことを特徴とする請求項1に記載の射出成形機の制御方法。
Dividing the high response interval into a first high response interval and a second high response interval in time series;
In the first high response section, the response time zero setting and the opening restriction command value expansion setting,
2. The method of controlling an injection molding machine according to claim 1, wherein the response time decrease setting and the opening restriction command value expansion setting are performed in the second high response interval.
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