JP5073562B2 - Pressure abnormality detection device for injection molding machine - Google Patents
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Description
本発明は、射出成形機において射出圧力の異常を検出する圧力異常検出装置に関する。 The present invention relates to a pressure abnormality detection device that detects an abnormality in injection pressure in an injection molding machine.
射出成形機においては、射出スクリュを前進させることによって、射出シリンダ内の溶融樹脂を型締された金型内に射出させ、その後、保圧、冷却、計量、型開き、成形品の取り出し、型閉じ、型締めの工程が続く。この射出工程において、樹脂温度等の影響により溶融樹脂が金型内や射出シリンダの先端に設けられたノズル部に詰まり、これによって、射出圧力が上昇することがある。 In the injection molding machine, the molten resin in the injection cylinder is injected into the mold clamped by advancing the injection screw, and then holding pressure, cooling, weighing, mold opening, taking out the molded product, mold The process of closing and clamping continues. In this injection process, the molten resin may be clogged in the nozzle portion provided at the tip of the injection cylinder or the injection cylinder due to the influence of the resin temperature or the like, thereby increasing the injection pressure.
過度の圧力上昇は金型や射出シリンダ・ノズルの破損につながるため、異常(圧力上昇異常)を何らかの方法で検出し、射出動作を停止させる制御が従来から行われている。例えば、特許文献1では、射出工程中において、スクリュ移動距離に対する樹脂圧力の変化率と射出スクリュが停止するまでの減速距離を逐次求め、該減速距離と前記圧力変化率とから射出スクリュが停止するまでに生じる圧力変化量を逐次求め、該圧力変化量に現時点での圧力を加えた結果があらかじめ設定された限界圧力を超えた場合に射出スクリュを停止させる技術が開示されている。
Since excessive pressure rise leads to damage of the mold and injection cylinder / nozzle, control for detecting an abnormality (abnormal pressure increase) by some method and stopping the injection operation has been conventionally performed. For example, in
背景技術で説明した特許文献1に開示される技術では、減速距離と圧力変化率とに基づいて圧力変化量を計算して予測している。この予測は、圧力変化率を一定として、つまり、減速距離に線形比例して圧力が上昇すると仮定して圧力変化量を算出している。
In the technique disclosed in
実際の樹脂圧力の変化は減速距離に対して線形比例とならない場合があり(図8参照)、このような場合には特許文献1に開示された技術では、予測した圧力変化量と実際の圧力変化量との間に乖離が生じることがある。
The actual change in the resin pressure may not be linearly proportional to the deceleration distance (see FIG. 8). In such a case, the technique disclosed in
予測した圧力変化量と実際の圧力変化量との間の乖離が大きいと、樹脂詰まり発生時に圧力が限界値を超えてしまったり、逆に、樹脂詰まりは発生していないのに異常を誤検出してしまう恐れがあったりする。
特に、射出速度が高速となる射出成形の場合には、樹脂詰まりが発生していなくても圧力が急激に上昇するために、樹脂圧力の上昇が正常時のものであるのか異常時のものであるのかの判別が困難である。
If the deviation between the predicted pressure change amount and the actual pressure change amount is large, the pressure will exceed the limit value when resin clogging occurs, or conversely, although there is no resin clogging, an error is erroneously detected. There is a risk of doing so.
In particular, in the case of injection molding where the injection speed is high, the pressure rises suddenly even if no resin clogging occurs, so the increase in resin pressure is normal or abnormal. It is difficult to determine if there is any.
そこで本発明の目的は、射出スクリュが停止するまでの減速距離と圧力傾きと圧力傾きの変化率とに基づいて樹脂圧力の予測精度をより向上し、射出工程中の射出圧力異常による金型や射出シリンダ・ノズルの破損を正確に防止可能とすることである。 Therefore, an object of the present invention is to further improve the accuracy of predicting the resin pressure based on the deceleration distance until the injection screw stops, the pressure gradient, and the rate of change of the pressure gradient. It is possible to accurately prevent damage to the injection cylinder / nozzle.
本願の請求項1に係る発明は、射出スクリュの位置を検出する位置検出手段と、射出スクリュの速度を検出する速度検出手段と、前記射出スクリュの移動によって生じる射出圧力を検出する圧力検出手段とを有し、射出工程中、前記速度検出手段から求められた現在の速度と予め求められた射出スクリュの機械固有の減速度とから、射出スクリュが停止するまでの減速距離を逐次求め、前記位置検出手段から求められたスクリュ位置と、前記圧力検出手段から求められた圧力とに基づいて、スクリュ位置に対する圧力傾きを逐次求め、前記求められたスクリュ位置と、圧力傾きとに基づいて、圧力傾きの変化率を逐次求め、前記減速距離と、圧力傾きと、圧力傾きの変化率とに基づいて、射出スクリュが停止するまでに生じる圧力変化量を逐次求め、該圧力変化量に前記圧力検出手段によって検出された圧力を加えた結果が予め設定された限界圧力を超えた場合に射出スクリュを停止させることを特徴とする射出成形機の圧力異常検出装置である。
The invention according to
請求項2に係る発明は、射出スクリュの位置を検出する位置検出手段と、射出スクリュの速度を検出する速度検出手段と、前記射出スクリュの移動によって生じる射出圧力を検出する圧力検出手段とを有し、予め設定された機械固有の圧力傾きの変化率を記憶する記憶手段とを有し、射出工程中、前記速度検出手段から求められた現在の速度と予め求められた射出スクリュの機械固有の減速度とから、射出スクリュが停止するまでの減速距離を逐次求め、前記位置検出手段から求められたスクリュ位置と、前記圧力検出手段から求められた圧力とに基づいて、スクリュ位置に対する圧力傾きを逐次求め、前記減速距離と、圧力傾きと、前記記憶手段から読み出した機械固有の圧力傾きの変化率とに基づいて、射出スクリュが停止するまでに生じる圧力変化量を逐次求め、該圧力変化量に前記圧力検出手段によって検出された圧力を加えた結果が予め設定された限界圧力を超えた場合に射出スクリュを停止させることを特徴とする射出成形機の圧力異常検出装置である。
The invention according to
請求項3に係る発明は、前記圧力変化量は、次の計算式の、
ΔP=α*D2+β*D
ただし、ΔP:射出スクリュが停止するまでに生じる圧力変化量
D :減速距離
α :圧力傾きの変化率
β :圧力傾き
* :乗算の記号
を逐次演算することにより求めることを特徴とする、請求項1、2のいずれか1つに記載の射出成形機の圧力異常検出装置である。
According to a third aspect of the present invention, the amount of change in pressure is calculated by the following formula:
ΔP = α * D 2 + β * D
Where ΔP is the amount of pressure change that occurs before the injection screw stops
D: Deceleration distance
α: Change rate of pressure gradient
β: Pressure gradient
*: The pressure abnormality detection device for an injection molding machine according to any one of
本発明により、射出スクリュが停止するまでの減速距離と圧力傾きと圧力傾きの変化率とに基づいて樹脂圧力の予測精度をより向上し、射出工程中の射出圧力異常による金型や射出シリンダ・ノズルの破損を正確に防止可能となる。 According to the present invention, the prediction accuracy of the resin pressure is further improved on the basis of the deceleration distance until the injection screw stops, the pressure gradient, and the rate of change of the pressure gradient. Nozzle breakage can be prevented accurately.
以下、本発明の実施形態について図面と共に説明する。
図1は、本発明を電動式射出成形機に適用した場合の一実施形態の要部ブロック図である。
射出シリンダ1の先端にノズル部2が取り付けられ、射出シリンダ1内には射出スクリュ3が挿通されている。射出スクリュ3には、射出シリンダ1内の樹脂圧力を測定するために射出スクリュ3にかかる圧力を検出するロードセル等の圧力センサ5が設けられている。
射出スクリュ3は、スクリュ回転用サーボモータM2により、プーリやベルト等で構成された伝動手段6を介して回転させられる。また、射出スクリュ3は、射出用サーボモータM1によって、プーリ、ベルト、ボールネジ/ナット機構等の回転運動を直線運動に変換する機構を含む伝動手段7を介して駆動され、該射出スクリュ3の軸方向に移動させられる。
符号Penc1は、サーボモータM1の位置、速度を検出することによって、射出スクリュ3の軸方向の位置、速度を検出する位置・速度検出器であって、符号Penc2は、サーボモータM2の位置、速度を検出することによって、射出スクリュ3の回転位置(回転角度)、速度を検出する位置・速度検出器である。また、符号4は、射出シリンダ1に樹脂材料を供給するホッパである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a principal block diagram of an embodiment in which the present invention is applied to an electric injection molding machine.
A
The
Reference numeral Penc1 is a position / speed detector that detects the position and speed of the
本発明の圧力異常検出装置を備えた射出成形機の制御装置10は、数値制御用のマイクロプロセッサであるCNCCPU20、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PMCCPU17、及び、サーボ制御用のマイクロプロセッサであるサーボCPU15を有し、バス26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情報伝達が行なえる。
An injection molding
サーボCPU15には、位置ループ、速度ループ、電流ループの処理を実行するサーボ制御専用の制御プログラムを格納したROM13やデータの一時記憶に用いられるRAM14が接続されている。また、サーボCPU15は、A/D(アナログ/デジタル)変換器16を介して、射出成形機本体側に設けられた射出圧力等の各種圧力を検出する圧力センサ5からの圧力信号を検出できるように接続されている。
The
更に、サーボCPU15には、サーボCPU15からの指令に基づいて、射出軸、スクリュ回転軸に接続された射出用、スクリュ回転用のサーボモータM1,M2を駆動するサーボアンプ11,12が接続されている。そして、各サーボモータM1,M2には位置・速度検出器Penc1,Penc2が取り付けられており、この速度検出器Penc1,Penc2からの出力がサーボCPU15に帰還される。
Further, the
各サーボモータM1,M2の回転位置は、位置・速度検出器Penc1,Penc2からの位置のフィードバック信号に基づいてサーボCPU15により算出され、各現在位置記憶レジスタに更新記憶される。
The rotational position of each servo motor M1, M2 is calculated by the
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M1,M2、サーボモータM1,M2の回転位置、速度を検出する位置・速度検出器Penc1,Penc2及びサーボアンプ11,12についてのみ示している。金型の型締めを行なう型締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では記載を省略している。
In FIG. 1, only the servo motors M1 and M2 for driving the injection shaft and the screw rotation shaft, the rotational positions of the servo motors M1 and M2, the position / speed detectors Penc1 and Penc2 for detecting the speed, and the
PMCCPU17には射出成形機のシーケンス動作を制御するシーケンスプログラム等を記憶したROM18及び演算データの一時記憶等に用いられるRAM19が接続され、CNCCPU20には、射出成形機を全体的に制御する自動運転プログラム、本発明に関係した、射出圧力を予測し、圧力異常の場合に非常停止させる非常停止処理プログラム等を記憶したROM21、及び、演算データの一時記憶等に用いられるRAM22が接続されている。
A
不揮発性メモリで構成される成形データ保存用RAM23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。
The molding
LCD付手動入力装置(LCD/MDI)25はLCD表示回路24を介してバス26に接続され、数値データの入力用のテンキーや各種のファンクションキーが設けられ、グラフ表示画面や機能メニューの選択、及び、各種データの入力操作を行なえるようになっている。
A manual input device with LCD (LCD / MDI) 25 is connected to a
以上の構成により、PMCCPU17が射出成形機全体のシーケンス動作を制御し、CNCCPU20がROM21の運転プログラムや成形データ保存用RAM23に格納された成形条件等に基づいて各軸のサーボモータに対して移動指令の分配を行い、サーボCPU15は各軸に対して分配された移動指令と位置・速度検出器Penc1,Penc2で検出された位置および速度のフィードバック信号に基づいて、従来技術と同様に位置ループ制御、速度ループ制御、更には、電流ループ制御等のサーボ制御を行い、いわゆるディジタルサーボ処理を実行し、サーボモータM1,M2を駆動制御する。
With the above configuration, the PMC CPU 17 controls the sequence operation of the entire injection molding machine, and the
上記構成は従来の電動式射出成形機の制御と変わりなく、本発明の圧力異常検出装置は、この制御装置10によって構成されている。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、ROM21に射出圧力を予測し圧力異常の場合に非常停止させる非常用停止処理プログラムが格納され、CNCCPU20がこの非常停止処理プログラムを実行することによって、射出成形機に備えられる圧力異常検出装置を構成している点である。
The above configuration is the same as the control of the conventional electric injection molding machine, and the pressure abnormality detection device of the present invention is configured by this
図2は、本発明の動作原理を説明する図である。図2において、横軸は射出スクリュ位置X、縦軸は射出速度Vと射出圧力Pである。本件明細書では、射出スクリュ位置Xは図3に示されるように、射出ノズル方向に向かって増加するように座標系を選択している。射出を開始し、金型内に樹脂が充填されるに従って射出圧力Pは増大する。あるサンプリング時における位置・速度検出器Penc1で検出される射出スクリュ位置をXn、射出速度(射出スクリュ軸方向移動速度)をVn、圧力センサで検出されるその時の射出圧力をPnとする。また、このサンプリング時より1つ前のサンプリング時における射出スクリュ位置をXn-1、射出速度をVn-1、射出圧力をPn-1とすると、このサンプリング時における射出スクリュ位置に対する射出圧力の傾きは、(Pn−Pn-1)/(Xn-1−Xn)で表すことができる。前述のとおり、実際の樹脂圧力の変化はスクリュ移動距離に対して完全な線形比例とならない場合がある。なお、本発明では、射出にともないスクリュ位置が減少する方向にスクリュ位置の座標系を定義しているので、サンプリング周期間のスクリュ移動量は(Xn-1−Xn)で表される。 FIG. 2 is a diagram for explaining the operating principle of the present invention. In FIG. 2, the horizontal axis represents the injection screw position X, and the vertical axis represents the injection speed V and the injection pressure P. In the present specification, the coordinate system is selected so that the injection screw position X increases toward the injection nozzle as shown in FIG. The injection pressure P increases as the injection is started and the resin is filled in the mold. Assume that the injection screw position detected by the position / speed detector Penc1 at a certain sampling time is Xn, the injection speed (injection screw axial movement speed) is Vn, and the injection pressure at that time detected by the pressure sensor is Pn. If the injection screw position at the time of sampling immediately before this sampling is Xn-1, the injection speed is Vn-1, and the injection pressure is Pn-1, the inclination of the injection pressure with respect to the injection screw position at this sampling is , (Pn-Pn-1) / (Xn-1-Xn). As described above, the actual change in the resin pressure may not be completely linearly proportional to the screw movement distance. In the present invention, since the coordinate system of the screw position is defined in the direction in which the screw position decreases with the injection, the screw movement amount during the sampling period is represented by (Xn-1-Xn).
そこで、本発明は、射出スクリュ3が停止するまでの減速距離と、圧力傾きと、圧力傾きの変化率とに基づいて、射出スクリュ3が停止するまでの圧力変化量を求めることを特徴としている。
Therefore, the present invention is characterized in that the amount of pressure change until the
より具体的に説明すると、本発明は、逐次検出した時点の圧力傾き(実測値)に対して、その後の減速工程において射出スクリュ3が停止するまでの圧力傾きの推移が射出シリンダ1内にある射出スクリュ3の位置によって変動することを考慮し、さらに、前記検出した圧力傾きの射出スクリュ3の位置に基づく変化率を求め、求めた圧力傾きの変化率と減速距離の2乗との積と該補正した圧力傾きと減速距離との積との和を演算することにより、射出スクリュ1が停止するまでの圧力変化量を求めるものである。
まず、上記本発明の動作原理に基づき、圧力変化量を求める第1の実施形態について説明する。
More specifically, in the present invention, the transition of the pressure gradient until the
First, a first embodiment for obtaining a pressure change amount based on the operation principle of the present invention will be described.
ここで、前述の「減速距離」(D)、「圧力傾き」(β)、「圧力傾きの変化率」(α)の求めかたについて説明する。
<減速距離Dの求め方>
図4はこの減速距離Dを求める方法の説明図である。図4で横軸は時間T、縦軸は射出速度Vを表している。また、符号Aは減速方向の加速度(以下、「減速度」という)の絶対値であり、射出成形機の固有の値として予め求めておくものである。射出速度Vaから急減速を開始し、速度が0になるまでの時間をTdとすると、
Here, how to obtain the “deceleration distance” (D), “pressure gradient” (β), and “change rate of pressure gradient” (α) will be described.
<How to determine the deceleration distance D>
FIG. 4 is an explanatory diagram of a method for obtaining the deceleration distance D. In FIG. 4, the horizontal axis represents time T, and the vertical axis represents the injection speed V. Symbol A is an absolute value of acceleration in the deceleration direction (hereinafter referred to as “deceleration”), which is obtained in advance as a unique value of the injection molding machine. Assuming that Td is the time from when the rapid deceleration starts from the injection speed Va and the speed becomes zero,
ここで、数式3からTdをAとVaとで表し、数式2のTdに代入すると、
Here, Td is expressed by A and Va from
として、減速距離Dを求めることができる。なお、「*」は乗算を表す。 As a result, the deceleration distance D can be obtained. Note that “*” represents multiplication.
この減速距離Dを求めるにあたり、減速度Aをあらかじめ設定しておくが、この減速度Aは機械固有の値であり、射出成形機の射出機構が決まれば理論的に算出し、設定することができる。しかし、簡単に求めるには、射出シリンダ1内に樹脂が無い状態で射出動作を行い、その途中で、射出動作を中断しこの中断時の射出速度をVa、速度が0になるまでの経過時間をTdを測定する。この射出速度Vaと時間Tdとにより、上記数式2の演算により減速度Aを求めることができる。
In determining the deceleration distance D, the deceleration A is set in advance. This deceleration A is a value inherent to the machine, and can be calculated and set theoretically once the injection mechanism of the injection molding machine is determined. it can. However, in order to obtain it simply, an injection operation is performed in the absence of resin in the
本発明においては、数式3のVaを変数として、射出工程において射出速度と機械固有の減速度に基づいて、数式4の演算により射出スクリュが停止するまでの減速距離(以下、「減速距離」という)を逐次(例えば、第1の所定周期毎)求める。
In the present invention, Va in
数式4で、「D」は射出スクリュが停止するまでの減速距離、「V」はスクリュ速度、「A」は機械固有の減速度を表わす。 In Equation 4, “D” represents the deceleration distance until the injection screw stops, “V” represents the screw speed, and “A” represents the machine-specific deceleration.
<圧力傾きの計測>について説明する。
射出スクリュ3のスクリュ位置と圧力とを逐次検出し、スクリュ位置=(X1、X2、X3、・・・Xn-2、Xn-1、Xn)、射出圧力=(P1、P2、P3、・・・、Pn-2、Pn-1、Pn)、Xn:nサンプル目のスクリュ位置、Pn:nサンプル目の射出圧力、を得る。前記検出したスクリュ位置と圧力とに基づいて、圧力傾きを逐次(例えば、第2の所定周期毎)に求める。
<Measurement of pressure gradient> will be described.
The screw position and pressure of the
数式5で、「βn」はnサンプル目の圧力傾き、「Xn」はnサンプル目のスクリュ位置、「Pn」はnサンプル目の圧力である。 In Equation 5, “βn” is the pressure gradient of the nth sample, “Xn” is the screw position of the nth sample, and “Pn” is the pressure of the nth sample.
前記求めた圧力傾きと検出したスクリュ位置とを用いて、圧力傾きの変化率を逐次(例えば、第3の所定周期毎)求めると、 Using the obtained pressure gradient and the detected screw position, the rate of change of the pressure gradient is obtained sequentially (for example, every third predetermined period).
数式6で、αnはnサンプル目の圧力傾きの変化率である。 In Equation 6, αn is the rate of change in the pressure gradient of the nth sample.
上記のようにして求めた、「減速距離」(D)、「圧力傾き」(β)、及び、「圧力傾きの変化率」(α)を用いて、射出スクリュが停止するまでの圧力変化量(予測値)であるΔPを算出することができる。 Using the “deceleration distance” (D), “pressure gradient” (β), and “pressure gradient change rate” (α) obtained as described above, the amount of pressure change until the injection screw stops. ΔP that is (predicted value) can be calculated.
そして、現時点での射出圧力Pに前記求めた圧力変化量(予測値)ΔPを加えた結果が、予め設定された限界圧力Pmaxを超えた場合には射出スクリュ3を停止させる。数式で表すと、数式8および数式9により、射出スクリュを停止するかしないかを判断する。
When the result of adding the obtained pressure change amount (predicted value) ΔP to the current injection pressure P exceeds a preset limit pressure Pmax, the
数式8,数式9で、「P」は現時点での射出圧力、「Pmax」は限界圧力である。
前記、第1の所定周期と第2の所定周期と第3の所定周期は、それぞれ同じ周期でもよいし、異なる周期でもよい。また、第1の所定周期と第2の所定周期と第3の所定周期を時間を基準としたものに代えて、距離を基準として、射出スクリュが第1の所定距離進む毎、第2の所定距離進む毎、第3の所定距離進む毎に上記処理を実行するようにしてもよい。
In
The first predetermined period, the second predetermined period, and the third predetermined period may be the same period or different periods. In addition, instead of the first predetermined period, the second predetermined period, and the third predetermined period based on the time, the second predetermined period every time the injection screw advances by the first predetermined distance based on the distance. The above processing may be executed every time the distance advances or every third predetermined distance.
ここで、数式7により圧力変化量ΔPを算出する演算式について検討する。圧力傾きの変化率αnを逐次求める算出式である数式6に数式5を代入すると数式10を得ることができる。数式10に見られるように、圧力傾きの変化率αnは逐次検出される、Pn-2、Pn-1、Pn、及び、Xn-2、Xn-1、Xnから求めることができる。
Here, an arithmetic expression for calculating the pressure change amount ΔP by Expression 7 will be considered. By substituting Equation 5 into Equation 6, which is a calculation equation for sequentially obtaining the change rate α n of the pressure gradient,
そして、圧力変化量ΔPは数式7に数式5と数式10とを代入し数式11により算出することができる。
The pressure change amount ΔP can be calculated by
また、上記の実施形態では圧力傾きの変化率αを逐次計算によって算出したが、予め機械固有のパラメータとして設定してもよい。パラメータは、一度計算した圧力傾きの変化率αを記憶させてもよい。 In the above embodiment, the change rate α of the pressure gradient is calculated by sequential calculation, but may be set in advance as a machine-specific parameter. The parameter may store the change rate α of the pressure gradient once calculated.
図5は、射出圧力を予測し、該射出圧力に基いて射出動作を非常停止させるアルゴリズムを示すフローチャートであり、本発明の射出成形機の異常検出装置におけるCNCCPU20が所定周期毎に実施するものである。以下、各ステップに従って説明する。
CNCCPU20は、ROM21あるいは電源バックアップされたRAM22にあらかじめ記憶させた機械固有の減速度Aを読み込む(ステップS100)。
FIG. 5 is a flowchart showing an algorithm for predicting the injection pressure and making an emergency stop of the injection operation based on the injection pressure. The
The
次に、CNCCPU20は、射出中であるか否かを判断し(射出が開始されると別の射出処理プログラムによって射出中を示すフラグが上げられ、射出工程が終了するとフラグが下ろされるので、このフラグによって射出中であるか否かを判断する)、射出中でなければ、当該周期での処理を終了する(ステップS101)。
Next, the
ステップS101で射出中と判断されると、次に、位置・速度検出器Penc1で検出される射出スクリュ3の位置Xnと射出速度Vn、及び、圧力センサ5で検出されA/D変換器16を介して入力される射出圧力Pnを読取る(ステップS102)。
If it is determined in step S101 that the injection is in progress, the position Xn and the injection speed Vn of the
次に、当該周期で求めたスクリュ位置Xn,射出圧力Pnから、レジスタR(X)に記憶する前周期で検出したスクリュ位置Xn-1、レジスタR(P)に記憶する前周期で検出した射出圧力Pn-1をそれぞれ減じて、このサンプリング周期における射出スクリュ3の移動量δXと射出圧力変化量δPを算出する(ステップS103、ステップS104)。移動量δXと射出圧力変化量δPとを算出した後、ステップS103で求めた移動量δXとステップS104で求めた射出圧力変化量δPとから、圧力傾きβnを算出し(ステップS105)、レジスタR(β)に記憶する前周期で検出した圧力傾きβn-1を減じてδβnを算出する(ステップS106)。そして、圧力傾きの変化率αnを、δβnをδXで除算することによって求める(ステップS107)。
Next, from the screw position Xn and injection pressure Pn obtained in this cycle, the screw position Xn-1 detected in the previous cycle stored in the register R (X) and the injection detected in the previous cycle stored in the register R (P) Each of the pressures Pn-1 is subtracted to calculate the movement amount δX and the injection pressure change amount δP of the
次に、レジスタR(X)、レジスタR(P)、レジスタR(β)に格納されている前周期で検出し記憶したデータを、当該周期で検出したスクリュ位置Xn、射出圧力Pnのデータに置き換える(ステップS108)。
なお、前記レジスタには、射出開始時に初期設定として、射出開始時の位置X、射出圧力P、圧力傾きの変化率が設定されている。
Next, the data detected and stored in the previous period stored in the register R (X), the register R (P), and the register R (β) is used as the data of the screw position Xn and the injection pressure Pn detected in the period. Replace (step S108).
In the register, the position X at the start of injection, the injection pressure P, and the change rate of the pressure gradient are set as initial settings at the start of injection.
次に、ステップS100で読み込んだ予め設定されてある減速度AとステップS102で読み取った当該周期での射出速度Vnとに基づき、減速距離Dを算出する(ステップS109)。 Next, the deceleration distance D is calculated based on the preset deceleration A read in step S100 and the injection speed Vn in the period read in step S102 (step S109).
そして、射出スクリュ3が停止するまでの圧力変化量(予測値)であるΔPを、前記数式7であるΔP=αn*D2+βn*Dにより算出し、ステップS102で読み取った当該周期での射出圧力PnにステップS110で算出した圧力変化量ΔPを加算した値である「Pn+ΔP」が、限界圧力であるPmaxより大きいか否かを判断し、Pn+ΔPがPmaxを超えていなければ、このまま当該周期の処理を終了し、Pn+ΔPがPmaxより大きければ、射出動作を停止させ、射出スクリュ3を急減速させて停止させる(ステップS110〜ステップS112)。
Then, ΔP, which is a pressure change amount (predicted value) until the
また、図6は、前述した数式11の演算により圧力変化量ΔPを求めるようにした圧力異常検出装置が実行する処理のアルゴリズムを示している。各ステップに従って説明すると、ステップT100〜ステップT103は、図5に示すアルゴリズムのフローチャートと同様の処理を行なう。そして、前述の数式11の処理を行い、次の周期での演算のために各レジスタのR(Xn-2),R(Xn-1)、R(Pn-2),R(Pn-1)、R(βn-2),R(βn-1)の各検出値の記憶内容を変更する(ステップT104〜ステップ106)。
FIG. 6 shows an algorithm of processing executed by the pressure abnormality detection device that obtains the pressure change amount ΔP by the calculation of
そして、ステップT107及びステップT108の処理は、図5に示すフローチャートのステップS111及びステップS112での処理と同様である。
図5や図6に示されるアルゴリズムの処理を実行することにより、図7に示されるように、予測したピーク圧と実際のピーク圧との乖離を解消することができる。
本発明により、樹脂量の多寡に応じた圧力変化量を予測でき、樹脂圧力の予測精度が向上し、射出工程中の射出圧力異常による金型や射出シリンダ・ノズルの破損を正確に防止することが可能となる。
And the process of step T107 and step T108 is the same as the process in step S111 and step S112 of the flowchart shown in FIG.
By executing the processing of the algorithm shown in FIGS. 5 and 6, the divergence between the predicted peak pressure and the actual peak pressure can be eliminated as shown in FIG. 7.
According to the present invention, it is possible to predict the amount of pressure change according to the amount of resin, improve the prediction accuracy of the resin pressure, and accurately prevent damage to the mold and injection cylinder / nozzle due to abnormal injection pressure during the injection process. Is possible.
1 射出シリンダ
2 ノズル部
3 射出スクリュ
4 ホッパ
5 圧力センサ
6,7 伝動手段
M1 射出用サーボモータ
M2 スクリュ回転用サーボモータ
Penc1,Penc2 位置・速度検出器
10 圧力異常検出装置を備えた射出成形機の制御装置
26 バス
A 減速度
D 減速距離
α 圧力傾きの変化率
β 圧力傾き
ΔP 圧力変化量
DESCRIPTION OF
Claims (3)
射出工程中、前記速度検出手段から求められた現在の速度と予め求められた射出スクリュの機械固有の減速度とから、射出スクリュが停止するまでの減速距離を逐次求め、
前記位置検出手段から求められたスクリュ位置と、前記圧力検出手段から求められた圧力とに基づいて、スクリュ位置に対する圧力傾きを逐次求め、
前記求められたスクリュ位置と、圧力傾きとに基づいて、圧力傾きの変化率を逐次求め、前記減速距離と、圧力傾きと、圧力傾きの変化率とに基づいて、射出スクリュが停止するまでに生じる圧力変化量を逐次求め、
該圧力変化量に前記圧力検出手段によって検出された圧力を加えた結果が予め設定された限界圧力を超えた場合に射出スクリュを停止させることを特徴とする射出成形機の圧力異常検出装置。 Position detection means for detecting the position of the injection screw, speed detection means for detecting the speed of the injection screw, and pressure detection means for detecting the injection pressure generated by the movement of the injection screw,
During the injection process, from the current speed obtained from the speed detection means and the machine-specific deceleration of the injection screw obtained in advance, the deceleration distance until the injection screw stops is sequentially obtained,
Based on the screw position obtained from the position detection means and the pressure obtained from the pressure detection means, the pressure gradient with respect to the screw position is sequentially obtained,
Based on the obtained screw position and the pressure gradient, the rate of change of the pressure gradient is obtained sequentially, and the injection screw is stopped based on the deceleration distance, the pressure gradient, and the rate of change of the pressure gradient. Sequentially determine the amount of pressure change that occurs,
An apparatus for detecting an abnormal pressure in an injection molding machine, wherein an injection screw is stopped when a result of adding a pressure detected by the pressure detecting means to a pressure change amount exceeds a preset limit pressure.
予め設定された機械固有の圧力傾きの変化率を記憶する記憶手段とを有し、
射出工程中、前記速度検出手段から求められた現在の速度と予め求められた射出スクリュの機械固有の減速度とから、射出スクリュが停止するまでの減速距離を逐次求め、
前記位置検出手段から求められたスクリュ位置と、前記圧力検出手段から求められた圧力とに基づいて、スクリュ位置に対する圧力傾きを逐次求め、
前記減速距離と、圧力傾きと、前記記憶手段から読み出した機械固有の圧力傾きの変化率とに基づいて、射出スクリュが停止するまでに生じる圧力変化量を逐次求め、該圧力変化量に前記圧力検出手段によって検出された圧力を加えた結果が予め設定された限界圧力を超えた場合に射出スクリュを停止させることを特徴とする射出成形機の圧力異常検出装置。 Position detection means for detecting the position of the injection screw, speed detection means for detecting the speed of the injection screw, and pressure detection means for detecting the injection pressure generated by the movement of the injection screw,
Storage means for storing a change rate of the pressure gradient inherent to the machine set in advance,
During the injection process, from the current speed obtained from the speed detection means and the machine-specific deceleration of the injection screw obtained in advance, the deceleration distance until the injection screw stops is sequentially obtained,
Based on the screw position obtained from the position detection means and the pressure obtained from the pressure detection means, the pressure gradient with respect to the screw position is sequentially obtained,
Based on the deceleration distance, the pressure gradient, and the rate of change of the machine-specific pressure gradient read from the storage means, the amount of pressure variation that occurs until the injection screw stops is sequentially obtained, and the pressure variation amount is calculated based on the pressure variation amount. An apparatus for detecting a pressure abnormality in an injection molding machine, wherein an injection screw is stopped when a result of applying a pressure detected by a detection means exceeds a preset limit pressure.
ΔP=α*D2+β*D
ただし、ΔP:射出スクリュが停止するまでに生じる圧力変化量
D :減速距離
α :圧力傾きの変化率
β :圧力傾き
* :乗算の記号
を逐次演算することにより求めることを特徴とする、請求項1、2のいずれか1つに記載の射出成形機の圧力異常検出装置。 The amount of pressure change is calculated by the following formula:
ΔP = α * D 2 + β * D
Where ΔP is the amount of pressure change that occurs before the injection screw stops
D: Deceleration distance
α: Change rate of pressure gradient
β: Pressure gradient
*: The pressure abnormality detection device for an injection molding machine according to any one of claims 1 and 2, wherein the multiplication symbol is obtained by sequentially calculating a symbol.
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