JP5189577B2 - Temperature control method for injection molding machine - Google Patents

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Description

本発明は、ヒータにより加熱する射出ノズル等の被加熱部位の温度を制御する際に用いて好適な射出成形機の温度制御方法に関する。   The present invention relates to a temperature control method for an injection molding machine suitable for controlling the temperature of a heated part such as an injection nozzle heated by a heater.

一般に、射出成形機に備える加熱筒及び射出ノズルは、各加熱ゾーンに対応して付設したヒータにより加熱するとともに、各加熱ゾーンの温度をセンサにより検出し、検出温度が予め設定した目標温度となるように、PID補償を含むフィードバック制御系により温度制御を行っている。この場合、加熱筒及び射出ノズルの温度は樹脂の溶融状態に直接影響するため、温度制御を高精度で行うとともに、無用な温度変動等を回避して安定に行うことは、成形品質を高める上でも重要な課題となる。   In general, the heating cylinder and the injection nozzle provided in the injection molding machine are heated by a heater provided corresponding to each heating zone, the temperature of each heating zone is detected by a sensor, and the detected temperature becomes a preset target temperature. As described above, temperature control is performed by a feedback control system including PID compensation. In this case, since the temperature of the heating cylinder and the injection nozzle directly affects the molten state of the resin, performing temperature control with high accuracy and avoiding unnecessary temperature fluctuations, etc., stably improves molding quality. But it is an important issue.

従来、このような課題に対処した温度制御方法も知られており、特許文献1には、射出成形機の連続自動成形により不足する熱量に相当する操作量を、連続自動成形開始と同時に操作量に加算し、連続自動成形中信号の立上がりを検出した時に、タイマ設定の時間の間だけ、PID制御を停止するようにして、連続自動成形開始時の射出加熱筒の温度のアンダーシュートを極力防止するようにした射出成形機のヒータ温度制御方法が開示され、また、特許文献2には、被加熱対象を、PID(比例,積分,微分)制御で駆動されるヒータによって加熱制御するとともに、成形機のおかれている状態に応じた複数の温度制御期間を設けて、この温度制御期間毎に応じた温度制御を行うに際し、少なくともある特定の温度制御期間から次の特定の温度制御期間に移る際に、この次の温度制御期間用に予め設定・保持された積分値とオフセット値とを、温度フィードバック制御を行う演算処理部に対して、その温度制御期間での演算用の初期値として与えられるようにして、ある温度制御期間から次の温度制御期間へ移行した際にも、その移行した温度制御期間の当初から、過渡応答性よく、安定した温度制御を行い得る温度制御方法を用いた成形機が開示されている。   Conventionally, a temperature control method that copes with such a problem is also known, and Patent Document 1 discloses an operation amount corresponding to a heat amount deficient due to continuous automatic molding of an injection molding machine as an operation amount simultaneously with the start of continuous automatic molding. When the rising of the signal during continuous automatic molding is detected, PID control is stopped only during the time set by the timer to prevent undershoot of the temperature of the injection heating cylinder at the start of continuous automatic molding as much as possible. A method for controlling the heater temperature of an injection molding machine is disclosed, and Patent Document 2 discloses that the object to be heated is heated and controlled by a heater driven by PID (proportional, integral, differential) control and molding. A plurality of temperature control periods according to the state of the machine are provided, and when performing temperature control according to each temperature control period, at least from a certain temperature control period to the next specific control period When the control period starts, the integral value and the offset value that have been set and held in advance for the next temperature control period are used for the calculation in the temperature control period for the arithmetic processing unit that performs temperature feedback control. The temperature at which stable temperature control can be performed with good transient response from the beginning of the transitioned temperature control period even when transitioning from one temperature control period to the next temperature control period. A molding machine using a control method is disclosed.

特開平10−100218号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-100188 特開2003−25404号公報JP 2003-25404 A

しかし、上述した射出成形機における従来の温度制御方法は、次のような問題点があった。   However, the conventional temperature control method in the above-described injection molding machine has the following problems.

まず、特許文献1は、連続自動成形開始により加熱筒内の樹脂の可塑化と流動が始まることに伴うアンダーシュートの解消を目的とする。したがって、技術の有効性としては同目的に限られ、同目的を有しない他の動作工程には適用できない。また、連続自動成形開始により一定時間にわたってPID制御を停止させるため、温度制御に対する連続性が遮断され、この後、停止を解除して再開する際には制御の不安定化を招いてしまう。結局、アンダーシュートをある程度低減できるとしても、高い安定性と制御精度を確保する観点からは不十分となる。   First, Patent Document 1 aims to eliminate the undershoot associated with the start of plasticization and flow of the resin in the heating cylinder at the start of continuous automatic molding. Therefore, the effectiveness of the technology is limited to the same purpose, and cannot be applied to other operation processes that do not have the same purpose. In addition, since PID control is stopped for a certain time by the start of continuous automatic molding, the continuity with respect to temperature control is interrupted, and thereafter, when the stop is released and restarted, the control becomes unstable. Eventually, even if the undershoot can be reduced to some extent, it is insufficient from the viewpoint of ensuring high stability and control accuracy.

一方、特許文献2は、PID制御を停止することなく、予め設定・保持された積分値とオフセット値とを初期値として与えるものであって、特許文献1の問題点を解消することを目的としている。しかし、この場合、予め、ケーススタディにより求めた積分値とオフセット値を記憶し、制御時に、固定値となる積分値とオフセット値を用いるため、必ずしも同目的を十分に達成できるとはいえない。例えば、ノズルタッチ時は、ノズルから金型への熱伝導によりヒータへの通電率が高められる温度制御期間の移行時と捕らえているが、通常、室内や金型の温度及びノズルタッチを行う直前の状態(パージ処理の有無及び経過時間)等により温度変動の度合が大きく異なってくる。結局、温度制御に対する最適化がなされず、特許文献1と同様、オーバシュートやアンダシュートをある程度低減できるとしても、高い安定性と制御精度を確保する観点からは不十分となる。   On the other hand, Patent Document 2 gives an integration value and an offset value set and held in advance as initial values without stopping PID control, and aims to solve the problems of Patent Document 1. Yes. However, in this case, since the integral value and the offset value obtained by the case study are stored in advance and the integral value and the offset value that are fixed values are used at the time of control, it cannot be said that the same purpose can be sufficiently achieved. For example, when touching a nozzle, it is considered as the transition of a temperature control period in which the conduction rate to the heater is increased by heat conduction from the nozzle to the mold, but usually just before the room or mold temperature and nozzle touch The degree of temperature fluctuation varies greatly depending on the state (presence / absence of purge process and elapsed time). Eventually, optimization for temperature control is not performed, and as in Patent Document 1, even if overshoot and undershoot can be reduced to some extent, it is insufficient from the viewpoint of ensuring high stability and control accuracy.

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。   The object of the present invention is to provide a temperature control method for an injection molding machine that solves the problems existing in the background art.

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、被加熱部位2a,2bをヒータ3a,3bにより加熱するとともに、被加熱部位2a…の温度を温度センサ4a…により検出し、検出温度(PVn)が予め設定した目標温度(SP)となるように、PID補償系Cfsを含むフィードバック制御系Cfにより温度制御を行うに際し、被加熱部位2a,2bに温度変動を来す特定の処理が行われたことを検出したなら、少なくとも、ヒータ3a,3bの通電率Onを所定の大きさにするためのPID補償系Cfsにおける積分項Σepを演算処理により求め、求めた積分項Σepを直ちにPID補償系Cfsにプリセットするようにしたことを特徴とする。 The temperature control method of the injection molding machine M according to the present invention heats the heated portions 2a, 2b by the heaters 3a, 3b and also controls the temperature of the heated portions 2a ... When the temperature control is performed by the feedback control system Cf including the PID compensation system Cfs so that the detected temperature (PV n ) becomes the preset target temperature (SP), the temperature variation in the heated parts 2a and 2b If it detects that a particular process adversely is performed, at least, calculated by arithmetically processing the integral term Σep in the PID compensation system Cfs to the heater 3a, the duty ratio O n of 3b to a predetermined size, The obtained integral term Σep is immediately preset in the PID compensation system Cfs.

この場合、発明の好適な態様により、被加熱部位2aには、加熱筒11の先端に設けて金型12に樹脂を充填する射出ノズル13を適用できる。また、特定の処理には、成形開始時に行う射出ノズル13が金型12に当接するノズルタッチ処理を適用できるとともに、成形終了時に行う射出ノズル13が金型12から離間するノズルバック処理を適用できる。なお、ノズルバック処理時には、少なくとも射出ノズル13を加熱する目標温度を成形時の目標温度よりも高く設定することができる。一方、被加熱部位2bは、成形材料を供給するホッパー14を取付けた加熱筒11の後部15を適用できる。なお、特定の処理が行われたことの検出により積分項を求めるための通電率に対する所定の大きさは、定格通電率の80〜150〔%〕の範囲に選定することが望ましい。また、積分項をプリセットする直前には、PID補償系Cfsにおける積分ゲインを、特定の処理が行われたことを検出した際における積分ゲインよりも大きい一時設定値に変更し、所定の設定時間が経過したなら、一時設定値の変更を解除することができる。なお、PID補償系Cfsには、微分先行形により構成したPID補償系を用いることができるとともに、通電率Onに基づく制御は、時間比例制御又はサイリスタ位相制御により行うことができる。 In this case, according to a preferred aspect of the invention, an injection nozzle 13 that is provided at the tip of the heating cylinder 11 and fills the mold 12 with resin can be applied to the heated portion 2a. In addition, a nozzle touch process in which the injection nozzle 13 that contacts the mold 12 is performed at the start of molding can be applied to the specific process, and a nozzle back process in which the injection nozzle 13 that is performed at the end of molding is separated from the mold 12 can be applied. . In the nozzle back process, at least the target temperature for heating the injection nozzle 13 can be set higher than the target temperature for molding. On the other hand, the rear portion 15 of the heating cylinder 11 to which the hopper 14 for supplying the molding material is attached can be applied to the heated portion 2b. It should be noted that the predetermined magnitude with respect to the energization rate for obtaining the integral term by detecting that a specific process has been performed is preferably selected in the range of 80 to 150 [%] of the rated energization rate. Further, immediately before the integral term is preset, the integral gain in the PID compensation system Cfs is changed to a temporary set value that is larger than the integral gain when the specific process is detected, and the predetermined set time is changed. When the time has elapsed, the change of the temporary setting value can be cancelled. Note that the PID compensation system Cfs, it is possible to use a PID compensation system constructed in accordance with the derivative type, control based on the duty factor O n can be performed by time proportional control or thyristor drive.

このような手法による本発明に係る射出成形機M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。   According to the temperature control method of the injection molding machine M according to the present invention by such a method, the following remarkable effects are obtained.

(1) 被加熱部位2a,2bに温度変動を来す特定の処理が行われたことを検出したなら、少なくとも、ヒータ3a,3bの通電率Onを所定の大きさにするためのPID補償系Cfsにおける積分項Σepを演算処理により求め、求めた積分項Σepを直ちにPID補償系Cfsにプリセットするようにしたため、温度変動を来す特定の処理が行われた場合であっても、温度制御に対する連続性を確保しつつ、直ちに目的の通電率を確保でき、アンダーシュート等の無用な温度変動を低減して、温度制御に対する高い安定性及び精度を実現できるとともに、樹脂温度に対する悪影響を回避して不良品の低減及び成形品質の向上に寄与できる。 (1) if the heated portion 2a, the specific process causing the temperature fluctuation 2b is detected that has been performed, at least, the heater 3a, PID compensation for the duty ratio O n of 3b to a predetermined size Since the integral term Σep in the system Cfs is obtained by calculation processing, and the obtained integral term Σep is immediately preset in the PID compensation system Cfs, the temperature control is performed even when specific processing that causes temperature fluctuation is performed. While ensuring the continuity with respect to the temperature, the desired energization rate can be secured immediately, unnecessary temperature fluctuations such as undershoot can be reduced, high stability and accuracy for temperature control can be realized, and adverse effects on the resin temperature can be avoided. This can contribute to reduction of defective products and improvement of molding quality.

(2) 好適な態様により、被加熱部位2aを、加熱筒11の先端に設けて金型12に樹脂を充填する射出ノズル13に適用すれば、射出ノズル13に係わる温度制御を最適化できるため、射出ノズル13内における樹脂温度の安定化を図ることができる。   (2) If the heated portion 2a is provided at the tip of the heating cylinder 11 and applied to the injection nozzle 13 that fills the mold 12 with resin, the temperature control related to the injection nozzle 13 can be optimized. The resin temperature in the injection nozzle 13 can be stabilized.

(3) 好適な態様により、特定の処理を、成形開始時に行う射出ノズル13が金型12に当接するノズルタッチ処理に適用すれば、ノズルタッチ処理時に発生する無用な温度変動、特に、射出ノズル13の温度低下を防止できるため、金型12内における樹脂の早期固化や未充填に係わるトラブルを回避できる。   (3) If a specific process is applied to a nozzle touch process in which the injection nozzle 13 performed at the start of molding abuts the mold 12 according to a preferred embodiment, useless temperature fluctuations that occur during the nozzle touch process, particularly the injection nozzle Therefore, it is possible to prevent troubles related to the early solidification or unfilling of the resin in the mold 12.

(4) 好適な態様により、特定の処理を、成形終了時に行う射出ノズル13が金型12から離間するノズルバック処理に適用すれば、ノズルバック処理時に発生する無用な温度変動を防止できるため、ノズルバック処理時における射出ノズル13内の樹脂温度の安定化を図ることができる。   (4) If a specific process is applied to the nozzle back process in which the injection nozzle 13 performed at the end of molding is separated from the mold 12 according to a preferred embodiment, unnecessary temperature fluctuations that occur during the nozzle back process can be prevented. It is possible to stabilize the resin temperature in the injection nozzle 13 during the nozzle back process.

(5) 好適な態様により、ノズルバック処理時に、少なくとも射出ノズル13を加熱する目標温度を成形時の目標温度よりも高く設定すれば、後続の処理(再度のノズルタッチ処理等)をより円滑に行うことができる。特に、これに加え、加熱筒11の後部15を加熱する目標温度を成形時の目標温度よりも低く設定すれば、材料供給停止による加熱筒11の後部15における成形材料の滞留に伴う可塑化に対する悪影響を回避できるため、不良品の低減及び成形品質の向上に寄与できる。   (5) If the target temperature for heating at least the injection nozzle 13 is set higher than the target temperature at the time of molding during the nozzle back process according to a preferred embodiment, the subsequent process (such as a second nozzle touch process) can be performed more smoothly. It can be carried out. In particular, in addition to this, if the target temperature for heating the rear portion 15 of the heating cylinder 11 is set to be lower than the target temperature at the time of molding, the plasticization associated with the retention of the molding material in the rear portion 15 of the heating cylinder 11 due to the material supply stop Since adverse effects can be avoided, it can contribute to reduction of defective products and improvement of molding quality.

(6) 好適な態様により、被加熱部位2bを、成形材料を供給するホッパー14を取付けた加熱筒11の後部15に適用すれば、成形材料が加熱筒11の内部に供給される際に発生する無用な温度変動、特に、加熱筒11の後部の熱不足を防止できるため、加熱筒11内における固体材料の可塑化に対する悪影響を回避できる。   (6) According to a preferred embodiment, when the heated portion 2b is applied to the rear portion 15 of the heating cylinder 11 to which the hopper 14 for supplying the molding material is attached, it is generated when the molding material is supplied into the heating cylinder 11. Since unnecessary temperature fluctuations, in particular, heat shortage at the rear part of the heating cylinder 11 can be prevented, adverse effects on the plasticization of the solid material in the heating cylinder 11 can be avoided.

(7) 好適な態様により、特定の処理が行われたことの検出により積分項を求めるための通電率に対する所定の大きさを、定格通電率の80〜150〔%〕の範囲に選定すれば、温度変動を来す特定の処理が行われた場合であっても、初期段階における通電率Onを定格通電率の80〔%〕〜最大通電率に確保できるため、温度制御に対する高い安定性及び精度を確保できることに加え、その最適化を図ることができる。 (7) According to a preferred embodiment, if a predetermined magnitude with respect to the energization rate for obtaining an integral term by detecting that a specific process has been performed is selected within the range of 80 to 150 [%] of the rated energization rate , even if the particular process causing the temperature variation is performed, since the duty ratio O n at an early stage it can be secured to the 80 [%] to a maximum duty factor of the rated current ratio, high stability to temperature control In addition to ensuring the accuracy, the optimization can be achieved.

(8) 好適な態様により、積分項をプリセットする直前に、PID補償系Cfsにおける積分ゲインを、特定の処理が行われたことを検出した際における積分ゲインよりも大きい一時設定値に変更し、所定の設定時間が経過したなら、一時設定値の変更を解除するようにすれば、温度変動を来す特定の処理が行われた際における温度制御の最適化により、アンダーシュート等の無用な温度変動をより低減又は回避することができる。   (8) According to a preferred embodiment, immediately before the integral term is preset, the integral gain in the PID compensation system Cfs is changed to a temporary set value larger than the integral gain when it is detected that a specific process has been performed, If the specified set time has passed, the temporary set value change can be canceled, and the temperature control can be optimized when a specific process that causes temperature fluctuations is performed. Variations can be further reduced or avoided.

(9) 好適な態様により、PID補償系Cfsに、微分先行形により構成したPID補償系を用いれば、フィードバック制御系の演算処理を容易に行うことができるとともに、コストダウンにも寄与できる。   (9) According to a preferred embodiment, if a PID compensation system configured by a differential preceding type is used for the PID compensation system Cfs, the calculation process of the feedback control system can be easily performed, and the cost can be reduced.

(10) 好適な態様により、通電率に基づく制御を、時間比例制御又はサイリスタ位相制御により行えば、制御の容易化及び確実化を図れるため、制御の安定化及びコスト面において有利な実施を実現できる。   (10) According to a preferred embodiment, if the control based on the current ratio is performed by time proportional control or thyristor phase control, the control can be facilitated and ensured, so that the control can be advantageously performed in terms of stabilization and cost. it can.

本発明の好適実施形態に係る射出成形機の温度制御方法による動作を示すフローチャート、The flowchart which shows the operation | movement by the temperature control method of the injection molding machine which concerns on suitable embodiment of this invention, 同射出成形機における温度制御系を含む一部断面構成図、Partial cross-sectional configuration diagram including a temperature control system in the same injection molding machine, 同温度制御系のブロック系統図、Block diagram of the temperature control system, 同温度制御方法により温度制御した際におけるショットに対するノズル温度特性図、Nozzle temperature characteristic diagram for shots when temperature is controlled by the same temperature control method, 同温度制御方法により温度制御した際におけるショットに対する通電率特性図、Current ratio characteristic diagram for shots when temperature is controlled by the same temperature control method, 同温度制御方法により温度制御した際における時間に対するヒータの通電波形図、Heater energization waveform diagram with respect to time when temperature is controlled by the same temperature control method, 本発明の変更実施形態に係る射出成形機の温度制御方法による動作の一部を抽出して示すフローチャート、The flowchart which extracts and shows a part of operation | movement by the temperature control method of the injection molding machine which concerns on the modified embodiment of this invention,

次に、本発明に係る好適実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。   Next, preferred embodiments according to the present invention will be given and described in detail with reference to the drawings.

まず、本実施形態に係る温度制御方法を実施できる射出成形機Mの構成について、図2及び図3を参照して説明する。   First, the configuration of an injection molding machine M that can implement the temperature control method according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 3.

図2は、射出成形機Mの全体構成を示す。例示の射出成形機Mは油圧式であり、機台Mbの上面に射出装置Miと型締装置Mcを備える。射出装置Miは油圧シリンダを用いた射出装置進退移動機構21を介して機台Mb上に支持され、この射出装置進退移動機構21により前進移動(ノズルタッチ処理)又は後退移動(ノズルバック処理)することができる。   FIG. 2 shows the overall configuration of the injection molding machine M. The illustrated injection molding machine M is hydraulic, and includes an injection device Mi and a mold clamping device Mc on the upper surface of the machine base Mb. The injection device Mi is supported on the machine base Mb via an injection device advance / retreat mechanism 21 using a hydraulic cylinder, and is moved forward (nozzle touch processing) or moved backward (nozzle back processing) by the injection device advance / retreat movement mechanism 21. be able to.

射出装置Miは加熱筒11を備え、この加熱筒11の先端には射出ノズル13を有するとともに、加熱筒11の後部における取付部位15に取付けたホッパー14を有する。また、射出ノズル13の外周部には電熱式バンドヒータ等のヒータ3aを装着するとともに、射出ノズル13の肉部には熱伝対等の温度センサ4aを埋設する。これらのヒータ3a及び温度センサ4aは温調部31に接続する。一方、加熱筒11の外周部にもバンドヒータ等のヒータ3bを装着するとともに、加熱筒11の肉部には射出ノズル13側と同様の熱伝対等の温度センサ(図示を省略)を埋設する。これらのヒータ3b及び温度センサも温調部31に接続する。なお、加熱筒11は前側から後側に三つのゾーン、即ち、計量ゾーン,混練ゾーン,供給ゾーンに分かれ、それぞれ独立した温度制御が行われる。これにより、射出ノズル13は被加熱部位2aを構成するとともに、取付部位15(供給ゾーン)は被加熱部位2bを構成する。さらに、加熱筒11の内部にはスクリュ22を装填するとともに、加熱筒11の後端にはスクリュ22を駆動するスクリュ駆動部23を備える。スクリュ駆動部23は、スクリュ22を進退駆動する射出シリンダ23c及び当該スクリュ22を回転駆動する計量モータ(オイルモータ)23mを備える。   The injection device Mi includes a heating cylinder 11. The heating cylinder 11 has an injection nozzle 13 at the tip of the heating cylinder 11 and a hopper 14 attached to an attachment site 15 at the rear of the heating cylinder 11. A heater 3a such as an electrothermal band heater is attached to the outer peripheral portion of the injection nozzle 13, and a temperature sensor 4a such as a thermocouple is embedded in the meat portion of the injection nozzle 13. The heater 3a and the temperature sensor 4a are connected to the temperature control unit 31. On the other hand, a heater 3b such as a band heater is mounted on the outer peripheral portion of the heating cylinder 11, and a temperature sensor (not shown) such as a thermocouple similar to that on the injection nozzle 13 side is embedded in the meat portion of the heating cylinder 11. . These heater 3 b and temperature sensor are also connected to the temperature control unit 31. The heating cylinder 11 is divided into three zones, that is, a metering zone, a kneading zone, and a supply zone, from the front side to the rear side, and independent temperature control is performed. Thereby, while the injection nozzle 13 comprises the to-be-heated site | part 2a, the attachment site | part 15 (supply zone) comprises the to-be-heated site | part 2b. Furthermore, a screw 22 is loaded inside the heating cylinder 11, and a screw driving unit 23 that drives the screw 22 is provided at the rear end of the heating cylinder 11. The screw drive unit 23 includes an injection cylinder 23c that drives the screw 22 forward and backward, and a metering motor (oil motor) 23m that rotationally drives the screw 22.

型締装置Mcは、金型12を支持する固定盤24及び可動盤25を備えるとともに、可動盤25を進退駆動することにより、金型12に対する型開閉及び型締を行う型締シリンダ26cを含む可動盤駆動部26を備え、固定盤24と可動盤駆動部26は、機台Mbの上面に固定設置される。また、固定盤24には射出ノズル13がノズルタッチしたことを検出する近接センサ等のノズル検出センサ16を備え、このノズル検出センサ16は、成形機コントローラ51に接続する。なお、その他のアクチュエータとしては、図示を省略したが、型開した金型12から成形品の突き出し(エジェクタ)を行う突出しシリンダ等を備えている。   The mold clamping device Mc includes a fixed plate 24 and a movable plate 25 that support the mold 12, and includes a mold clamping cylinder 26 c that opens and closes the mold 12 and drives the mold 12 by moving the movable plate 25 forward and backward. A movable platen drive unit 26 is provided, and the fixed platen 24 and the movable platen drive unit 26 are fixedly installed on the upper surface of the machine base Mb. The stationary platen 24 includes a nozzle detection sensor 16 such as a proximity sensor that detects that the injection nozzle 13 has touched the nozzle. The nozzle detection sensor 16 is connected to the molding machine controller 51. As other actuators, although not shown in the figure, a protruding cylinder or the like for protruding a molded product (ejector) from the opened mold 12 is provided.

一方、温調部31及び成形機コントローラ51は温度制御部CTを構成し、温調部31と成形機コントローラ51は相互通信可能に接続する。図3は、温度制御系、特に、射出ノズル13に対する温度制御系のブロック系統を示す。この場合、成形機コントローラ51は、射出成形機Mの全体の制御を司るコンピュータ機能を有する。したがって、CPU,メモリ等のハードウェア要素を備えるとともに、制御プログラム及びデータベース等のソフトウェア要素を備える。   On the other hand, the temperature control unit 31 and the molding machine controller 51 constitute a temperature control unit CT, and the temperature control unit 31 and the molding machine controller 51 are connected to be able to communicate with each other. FIG. 3 shows a block system of the temperature control system, particularly the temperature control system for the injection nozzle 13. In this case, the molding machine controller 51 has a computer function for controlling the entire injection molding machine M. Accordingly, it includes hardware elements such as a CPU and a memory, and software elements such as a control program and a database.

温調部31は実質的な温度制御を行う制御機能を有する。また、成形機コントローラ51と同様にコンピュータ機能を有し、各種演算処理及びシーケンス制御処理を実行できる。したがって、温調部31には本実施形態に係る温度制御方法を実行するためのシーケンスプログラムが格納されている。温調部31において、Cfは射出ノズル13の温度に対するフィードバック制御系であり、PID補償系Cfs、特に、微分先行形により構成したPID補償系が含まれる。これにより、PID補償系Cfsでは微分先行形のPI−D補償処理が行われる。このような、微分先行形によるPID補償系Cfsを用いれば、フィードバック制御系Cfの演算処理を容易に行うことができるとともに、コストダウンにも寄与できる利点がある。   The temperature control unit 31 has a control function of performing substantial temperature control. Moreover, it has a computer function like the molding machine controller 51, and can perform various arithmetic processing and sequence control processing. Therefore, the temperature control unit 31 stores a sequence program for executing the temperature control method according to the present embodiment. In the temperature control unit 31, Cf is a feedback control system for the temperature of the injection nozzle 13, and includes a PID compensation system Cfs, in particular, a PID compensation system configured by a differential leading type. As a result, in the PID compensation system Cfs, the differential preceding PI-D compensation processing is performed. By using such a differential leading type PID compensation system Cfs, there is an advantage that the calculation process of the feedback control system Cf can be easily performed and the cost can be reduced.

PID補償系Cfsは、偏差演算部33,微分補償演算部34,積分補償演算部35,偏差演算部36及び比例補償演算部37を備えるとともに、プリセット演算部38を備える。この場合、温度センサ4aは、偏差演算部33の反転入力部及び微分補償演算部34の入力部に接続する。偏差演算部33の非反転入力部には、成形機コントローラ51における射出ノズル13の目標温度(温度目標値SP)が出力する出力ポートを接続する。また、偏差演算部33の出力部は、積分補償演算部35の入力部に接続するとともに、積分補償演算部35の出力部は、偏差演算部36の非反転入力部に接続する。さらに、偏差演算部36の反転入力部には、微分補償演算部34の出力部を接続するとともに、偏差演算部36の出力部は比例補償演算部37の入力部に接続する。   The PID compensation system Cfs includes a deviation calculator 33, a differential compensation calculator 34, an integral compensation calculator 35, a deviation calculator 36, and a proportional compensation calculator 37, and also includes a preset calculator 38. In this case, the temperature sensor 4 a is connected to the inverting input unit of the deviation calculating unit 33 and the input unit of the differential compensation calculating unit 34. An output port for outputting the target temperature (temperature target value SP) of the injection nozzle 13 in the molding machine controller 51 is connected to the non-inverting input unit of the deviation calculating unit 33. The output unit of the deviation calculation unit 33 is connected to the input unit of the integral compensation calculation unit 35, and the output unit of the integral compensation calculation unit 35 is connected to the non-inverting input unit of the deviation calculation unit 36. Furthermore, the output unit of the differential compensation calculation unit 34 is connected to the inverting input unit of the deviation calculation unit 36, and the output unit of the deviation calculation unit 36 is connected to the input unit of the proportional compensation calculation unit 37.

一方、プリセット演算部38の入力部及び成形機コントローラ51には、ノズル検出センサ16をそれぞれ接続するとともに、プリセット演算部38の出力部は積分補償演算部35に接続する。そして、比例補償演算部37の出力部は、操作処理部41の入力部に接続するとともに、操作処理部41の出力部はサイリスタ(SSR)42の制御入力部に接続する。SSR42の入力部には、交流電力Pacの供給源である交流電源を接続するとともに、SSR42の出力部はヒータ3aに接続する。   On the other hand, the nozzle detection sensor 16 is connected to the input unit of the preset calculation unit 38 and the molding machine controller 51, and the output unit of the preset calculation unit 38 is connected to the integral compensation calculation unit 35. The output unit of the proportional compensation calculation unit 37 is connected to the input unit of the operation processing unit 41, and the output unit of the operation processing unit 41 is connected to the control input unit of the thyristor (SSR) 42. An AC power source, which is a supply source of AC power Pac, is connected to the input portion of the SSR 42, and an output portion of the SSR 42 is connected to the heater 3a.

次に、このように構成する射出成形機Mを用いた本実施形態に係る温度制御方法について、図2〜図6を参照しつつ図1に示すフローチャートに従って説明する。   Next, a temperature control method according to the present embodiment using the injection molding machine M configured as described above will be described according to the flowchart shown in FIG. 1 with reference to FIGS.

今、図2に示すように、射出装置Miは、射出装置進退移動機構21により後退移動し、射出ノズル13の先端が金型12から離れたノズルバック位置Xrにあり、この状態でパージ処理が行われている場合を想定する。なお、金型12の温度は30〔℃〕、射出ノズル13の温度は310〔℃〕、加熱筒11内の樹脂温度は350〔℃〕であり、温度制御は正常に行われているものとする。   As shown in FIG. 2, the injection device Mi is moved backward by the injection device advance / retreat mechanism 21, and the tip of the injection nozzle 13 is at the nozzle back position Xr away from the mold 12. In this state, the purge process is performed. Assume that it is done. The temperature of the mold 12 is 30 [° C.], the temperature of the injection nozzle 13 is 310 [° C.], the resin temperature in the heating cylinder 11 is 350 [° C.], and the temperature control is normally performed. To do.

温度制御において、射出ノズル13の温度は温度センサ4aにより検出され、検出された温度(温度検出値PVn〔℃〕)は温調部31に取込まれる(ステップS1)。そして、取込まれた温度検出値PVnは、偏差演算部33の反転入力部に付与される。一方、偏差演算部33の非反転入力部には成形機コントローラ51から射出ノズル13に対する目標温度(温度目標値SP〔℃〕)が付与されるため、偏差演算部33では、[数1]に基づく演算により温度目標値SPと温度検出値PVnの偏差en〔℃〕が得られる(ステップS2)。

Figure 0005189577


In the temperature control, the temperature of the injection nozzle 13 is detected by the temperature sensor 4a, and the detected temperature (temperature detection value PV n [° C.]) is taken into the temperature adjustment unit 31 (step S1). Then, the temperature detection value PV n of the captured is applied to the inverting input of the error calculator 33. On the other hand, since the target temperature (temperature target value SP [° C.]) for the injection nozzle 13 is given from the molding machine controller 51 to the non-inverting input unit of the deviation calculation unit 33, the deviation calculation unit 33 calculates [Equation 1]. Based on the calculation, a deviation e n [° C.] between the temperature target value SP and the temperature detection value PV n is obtained (step S2).
Figure 0005189577


パージ処理は、ノズルバック位置Xrにおいてノズルタッチ処理(動作)の前に行われるため、図1中、ステップ群Sxは行われず、ステップS6からPID補償系Cfsにおける通常のPI−D補償処理が行われる。即ち、[数2]に基づく演算により操作量ynが求められるとともに、[数3]に基づく演算により、操作量ynが通電率Onに変換される(ステップS6)。この通電率Onは、図3における比例補償演算部37の出力として得られる。なお、[数2]において、Kpは比例帯〔℃〕、Tiは積分時間〔秒〕、Tdは微分時間〔℃〕である。また、[数3]において、MRはマニュアルリセット(PV=SPでの通電率)である。

Figure 0005189577



Figure 0005189577

Since the purge process is performed before the nozzle touch process (operation) at the nozzle back position Xr, the step group Sx is not performed in FIG. 1, and the normal PI-D compensation process in the PID compensation system Cfs is performed from step S6. Is called. That is, the determined operation amount y n by calculation based on the formula [2], the calculation based on the formula [3], the manipulated variable y n are converted into duty factor O n (step S6). The duty ratio O n is obtained as the output of the proportional compensation calculation unit 37 in FIG. 3. In [Expression 2], Kp is a proportional band [° C.], Ti is an integration time [second], and Td is a differentiation time [° C.]. In [Equation 3], MR is a manual reset (PV = SP energization rate).
Figure 0005189577



Figure 0005189577

したがって、具体的には、図3に示すように、上述した偏差enは積分補償演算部35に付与されるとともに、さらに、温度検出値PVnは微分補償演算部34にも付与される。一方、微分補償演算部34は、[数2]における微分項を演算処理する機能を備えるとともに、積分補償演算部35は、[数2]における偏差enを含む積分項を演算処理する機能を備え、また、比例補償演算部37は、[数2]における比例項(1/Kp)を演算処理する機能及び[数3]を演算する機能を備え、以上のPID処理系Cfsを経て比例補償演算部37の出力には通電率Onが得られる。 Thus, specifically, as shown in FIG. 3, with the deviation e n described above is applied to the integral compensation computation section 35, further, the detected temperature PV n is also applied to the differential compensation calculation unit 34. On the other hand, differential compensation calculation unit 34 is provided with a function for processing a differential term in Equation 2, the integral compensation operation unit 35, a function for processing the integral term including the deviation e n in Equation 2 In addition, the proportional compensation calculation unit 37 has a function for calculating the proportional term (1 / Kp) in [Equation 2] and a function for calculating [Equation 3], and is proportionally compensated through the above PID processing system Cfs. duty ratio O n is obtained at the output of the arithmetic unit 37.

この際、通電率Onが0よりも小さい場合には通電率Onが0となり(ステップS7,S8)。他方、通電率Onが100よりも大きい場合には通電率Onは100となる(ステップS9,S10)。これらのリミッタ処理は操作処理部41で行われる。さらに、操作処理部41では基本パルスに対して通電率Onに基づくパルス幅変調(PWM)が行われ、パルス幅変調された制御パルスDpはSSR42の制御入力部に付与される。これにより、時間比例制御が行われ、制御パルスDpのパルス幅に比例した電力がヒータ3aに供給される(ステップS11,S12)。なお、基本パルスの周期はΔt(例えば、0.5〔秒〕)である。このように、通電率Onに基づく制御を、時間比例制御により行えば、制御の容易化及び確実化を図れるため、制御の安定化及びコスト面において有利な実施を実現できる利点がある。 In this case, when duty ratio O n is less than zero duty ratio O n is 0 (step S7, S8). On the other hand, the duty ratio O n is 100 when duty ratio O n is greater than 100 (step S9, S10). These limiter processes are performed by the operation processing unit 41. Further, the pulse width modulation based on the duty factor O n the basic pulse the operation processing unit 41 (PWM) is performed, a pulse width modulated control pulse Dp is applied to the control input of SSR42. Thereby, time proportional control is performed and electric power proportional to the pulse width of the control pulse Dp is supplied to the heater 3a (steps S11 and S12). The period of the basic pulse is Δt (for example, 0.5 [second]). Thus, the control based on the duty factor O n, be performed by time proportional control, for attained facilitation and reliably of control, there is an advantage that can be achieved an advantageous embodiment in the stabilization and cost control.

図6は、ヒータ3aの通電波形を示す。SSR42には交流電力Pacが付与されているため、図6において、例えば、通電率Onが100〔%〕となる制御パルスDpが付与されれば、(a)に示すように、交流電力Pacがそのまま出力して通電停止時間(Δt−ts(tsは通電時間))は0となる。また、通電率Onが50〔%〕となる制御パルスDpが付与されれば、(b)に示すように、交流電力Pacの半波の前半(又は後半)が通電停止時間(Δt−ts)となり、後半(又は前半)のみの交流電力Pacが出力する。さらに、通電率Onが0〔%〕となる制御パルスDpが付与されれば、(c)に示すように、通電停止時間(Δt−ts)は0となり、交流電力Pacは供給されない。このような時間比例制御は、制御パルスDpに対応して0〜100〔%〕の間で連続的に行われ、例示の場合、Δt(0.5〔秒〕程度)間隔で繰り返されることにより、温度検出値PVnが温度目標値SPになるようにフィードバック制御される(ステップS13,S1…)。 FIG. 6 shows an energization waveform of the heater 3a. Since the SSR42 AC power Pac is applied, in FIG. 6, for example, if the control pulse Dp is applied to duty factor O n becomes 100 [%], (a), the AC power Pac Is output as it is, and the energization stop time (Δt−ts (ts is the energization time)) becomes zero. Further, if the control pulse Dp energization ratio O n is 50 [%] is applied, (b), the first half of the half-wave of the AC power Pac (or late) the energization stop time (Delta] t-ts ) And only the second half (or first half) AC power Pac is output. Furthermore, if duty ratio O n is 0% and comprising control pulse Dp is applied, as shown in (c), energization-stopping time period (Δt-ts) is 0, the AC power Pac is not supplied. Such time proportional control is continuously performed in the range of 0 to 100% corresponding to the control pulse Dp, and in the illustrated example, is repeated at intervals of Δt (about 0.5 seconds). Then, feedback control is performed so that the temperature detection value PV n becomes the temperature target value SP (steps S13, S1,...).

次に、パージ処理が終了した場合について説明する。パージ処理の終了によりノズルタッチ処理(動作)に移行する。ノズルタッチ処理では、成形機コントローラ51により射出装置進退移動機構21が制御され、射出装置Miが前進移動する。そして、図3に示すように、射出ノズル13の先端が金型12に当接するノズルタッチ位置Xtに達すれば、ノズル検出センサ16により検出され、ノズルタッチ信号Stが成形機コントローラ51及びプリセット演算部38に付与される。ノズルタッチは、射出ノズル13(被加熱部位2a)に温度変動を来す特定の処理として設定されるため、ノズルタッチ信号Stが成形機コントローラ51及びプリセット演算部38に付与されることにより、ステップ群Sx(ステップS3〜S5)の処理が行われる。   Next, a case where the purge process is completed will be described. Upon completion of the purge process, the process proceeds to the nozzle touch process (operation). In the nozzle touch process, the molding machine controller 51 controls the injection device advance / retreat mechanism 21 so that the injection device Mi moves forward. As shown in FIG. 3, when the tip of the injection nozzle 13 reaches the nozzle touch position Xt where it abuts on the mold 12, the nozzle detection sensor 16 detects the nozzle touch signal St, and the molding machine controller 51 and the preset calculation unit. 38. Nozzle touch is set as a specific process that causes temperature fluctuations in the injection nozzle 13 (the heated portion 2a), and therefore, the nozzle touch signal St is given to the molding machine controller 51 and the preset calculation unit 38, thereby causing a step. Processing of the group Sx (steps S3 to S5) is performed.

なお、ステップ群Sxを行う理由は次のとおりである。パージ処理では、加熱筒11内の溶融樹脂が射出ノズル13から外部に排出されるが、この際、樹脂温度は350〔℃〕のため、パージ処理を行った直後における射出ノズル13の温度は、本来の310〔℃〕から320〜330〔℃〕程度まで一時的に上昇する。さらに、パージ処理が終了した場合、無用な中断時間を回避するため、通常、速やかにノズルタッチ処理(動作)に移行する。したがって、ノズルタッチが行われた場合、射出ノズル13は、温度の低い(30〔℃〕程度)金型12に熱を奪われ、射出ノズル13の温度が低下する。図4のQrがこのときの温度変化を示している。一方、射出ノズル13の目標温度(温度目標値SP)は310〔℃〕のため、射出ノズル13の温度が低下したとしても、パージ処理により上昇した320〜330〔℃〕からの低下のため、偏差enは発生せず、フィードバック制御系Cfにおける加熱動作は行われない。即ち、ヒータ3aに対する通電率Onは0を維持し、射出ノズル13の温度が310〔℃〕よりも下がった時点から加熱動作が開始することになる。図5のWrがこの状態を示している。 The reason for performing the step group Sx is as follows. In the purge process, the molten resin in the heating cylinder 11 is discharged from the injection nozzle 13 to the outside. At this time, since the resin temperature is 350 [° C.], the temperature of the injection nozzle 13 immediately after the purge process is It temporarily rises from the original 310 [° C.] to about 320 to 330 [° C.]. Further, when the purge process is completed, the process is normally promptly shifted to the nozzle touch process (operation) in order to avoid unnecessary interruption time. Therefore, when the nozzle touch is performed, the injection nozzle 13 is deprived of heat by the mold 12 having a low temperature (about 30 [° C.]), and the temperature of the injection nozzle 13 is lowered. Qr in FIG. 4 shows the temperature change at this time. On the other hand, since the target temperature (temperature target value SP) of the injection nozzle 13 is 310 [° C.], even if the temperature of the injection nozzle 13 is decreased, it is decreased from 320 to 330 [° C.] increased by the purge process. deviation e n is not generated, the heating operation in the feedback control system Cf is not performed. That is, the duty ratio O n to the heater 3a maintaining 0, so that the heating operation from the time when the temperature falls below 310 [℃] of the injection nozzle 13 is started. Wr in FIG. 5 shows this state.

このように、通常のフィードバック制御では、初期段階における加熱動作が行われない事態が生じるため、図4のQrで示すように、射出ノズル13の温度(温度検出値PVn)は、正常温度の310〔℃〕よりも低下した温度が暫く継続することになる。例示の場合、310〔℃〕よりも4〔℃〕程度低下した306〔℃〕の温度が暫く継続することになり、この結果、樹脂温度を低下させる要因として直接影響し、特に、複雑な成形品やメディアディスク(CD等)のように薄い成形品等の場合には、早期固化及び充填不足等の成形不良や成形品質の低下を招いてしまう。 As described above, in normal feedback control, there is a situation in which the heating operation is not performed in the initial stage. Therefore, as indicated by Qr in FIG. 4, the temperature of the injection nozzle 13 (temperature detection value PV n ) is a normal temperature. The temperature lower than 310 [° C.] continues for a while. In the case of the example, the temperature of 306 [° C.] decreased by about 4 [° C.] from 310 [° C.] will continue for a while, and as a result, it directly affects the resin temperature as a factor, particularly complicated molding. In the case of a thin molded product such as a product or a media disk (CD or the like), molding defects such as premature solidification and insufficient filling and deterioration of molding quality are caused.

そこで、本実施形態に係る温度制御方法では、ヒータ3aの通電率Onを所定の大きさにするためのPID補償系Cfsにおける積分項Σepを演算処理により求め、求めた積分項Σepを直ちにPID補償系Cfsにプリセットするようにした。プリセットのタイミングは、ステップS2とステップS6の間、即ち、上述した偏差enを求めた後、通電率Onを演算する前に行う。 Therefore, in the temperature control method of this embodiment, obtains the integral term Σep in the PID compensation system Cfs to the duty ratio O n of the heater 3a to a predetermined size by the arithmetic processor, the integral term Σep determined immediately PID Preset to compensation system Cfs. Preset timing, between steps S2 and S6, i.e., after a deviation e n as described above is performed prior to calculating the duty ratio O n.

以下、具体的な演算処理について説明する。今、任意の制御周期n番において、確保したい大きさの通電率Opを得る操作量ypは、〔数3〕から〔数4〕として得られるため、〔数2〕を、積分項を演算する数式に並び替えることにより当該〔数4〕を適用すれば、〔数5〕が得られる。

Figure 0005189577



Figure 0005189577



Hereinafter, specific calculation processing will be described. Now, since the manipulated variable yp for obtaining the energization rate Op of the magnitude to be secured is obtained from [Equation 3] to [Equation 4] in an arbitrary control cycle n, [Equation 2] is calculated as an integral term. [Equation 5] can be obtained by applying the [Equation 4] by rearranging the mathematical expressions.
Figure 0005189577



Figure 0005189577



したがって、初期段階において、例えば、90〔%〕の通電率を確保したい場合には、通電率Opに90〔%〕を選択すればよい。この場合、選択する通電率Opの大きさは、定格通電率の80〜150〔%〕の範囲から設定することが望ましい。なお、150〔%〕は現実にはありえない大きさとなるが、150〔%〕を用いることにより、最大通電率を確実に確保できるメリットがある。このように、通電率Opを定格通電率の80〜150〔%〕の範囲に選定すれば、ノズルタッチ等の温度変動を来す特定の処理が行われた場合であっても、直ちに定格通電率の80〔%〕〜最大通電率を確保できるため、温度制御に対する高い安定性及び精度を確保できることに加え、その最適化を図ることができる。この場合、通電率Opの設定は、予め工場出荷時に行ってもよいし、ユーザーが金型12と射出ノズル13の温度差等を考慮して任意の大きさが設定できるように生産を行う際に設定してもよい。   Therefore, in the initial stage, for example, when it is desired to secure a current supply rate of 90 [%], 90 [%] may be selected as the current supply rate Op. In this case, it is desirable to set the magnitude of the electrification rate Op to be selected from the range of 80 to 150 [%] of the rated electrification rate. Although 150 [%] is a size that is impossible in reality, the use of 150 [%] has an advantage that the maximum energization rate can be reliably ensured. In this way, if the energization rate Op is selected in the range of 80 to 150 [%] of the rated energization rate, the rated energization is immediately performed even when specific processing that causes temperature fluctuations such as nozzle touch is performed. Since 80% of the rate to the maximum energization rate can be secured, high stability and accuracy with respect to temperature control can be secured, and optimization thereof can be achieved. In this case, the energization rate Op may be set at the time of factory shipment in advance, or when production is performed so that the user can set an arbitrary size in consideration of a temperature difference between the mold 12 and the injection nozzle 13 or the like. May be set.

一方、実際の演算処理は次のように行われる。まず、上述したノズルタッチが行われれば、プリセット演算部38は、〔数5〕に基づいて直ちにプリセットするための積分項Σepを演算処理する(ステップS3,S4)。そして、演算処理が終了したなら、得られた積分項ΣepによりPID処理系Cfsにおける積分補償演算部35を直ちにプリセットする(ステップS5)。これにより、通電率Opの大きさとして90〔%〕を選択した場合、制御周期n番の初期段階における通電率Onは、0ではなく選択した90〔%〕を確保できる。図4のQiは、このようなプリセット処理を行った場合における射出ノズル13の温度変化を示すとともに、図5のWiは、そのときの通電率Onの変化を示す。 On the other hand, actual calculation processing is performed as follows. First, if the nozzle touch described above is performed, the preset computing unit 38 computes an integral term Σep for immediate presetting based on [Equation 5] (steps S3 and S4). When the calculation process is completed, the integral compensation calculation unit 35 in the PID processing system Cfs is immediately preset by the obtained integral term Σep (step S5). Thus, if you choose the 90 [%] as the magnitude of the duty ratio Op, duty ratio O n in the initial stage of the control cycle n-numbered, can be secured at 0 was selected without 90 [%]. Qi in Figure 4, along with showing the temperature change of the injection nozzle 13 in the case of performing such preset operation, Wi in FIG. 5 shows the change in the duty ratio O n at that time.

このようなプリセット処理を行うことにより、図5のWiから明らかなように、初期段階において通電率Onが0になる期間の発生は回避される。また、射出ノズル13の温度低下は、プリセット処理を行わない場合には、図4のQrのように、正常温度である310〔℃〕から306〔℃〕までの4〔℃〕程度の低下を招いてしまうが、プリセット処理を行うことにより、図4のQiのように、308〜309〔℃〕までの1〜2〔℃〕程度の低下に抑えられる。 By performing such preset operation, as is clear from Wi of FIG. 5, generation period duty ratio O n is 0 in the initial stage it is avoided. Further, when the preset process is not performed, the temperature drop of the injection nozzle 13 is reduced by about 4 [° C.] from 310 [° C.] to 306 [° C.], which is a normal temperature, as indicated by Qr in FIG. However, by performing the preset process, it is possible to suppress a decrease of about 1-2 [° C.] from 308 to 309 [° C.] as indicated by Qi in FIG.

よって、このような本実施形態に係る温度制御方法によれば、射出ノズル13(被加熱部位2a)に温度変動を来す特定の処理、即ち、ノズルタッチが行われたことを検出することにより、ヒータ3aの通電率Onを所定の大きさにするためのPID補償系Cfsにおける積分項Σepを演算処理により求め、求めた積分項Σepを直ちにPID補償系Cfsにプリセットするようにしたため、温度変動を来す特定の処理(ノズルタッチ処理)が行われた場合であっても、温度制御に対する連続性を確保しつつ、直ちに目的の通電率を確保でき、アンダーシュート等の無用な温度変動を低減して、温度制御に対する高い安定性及び精度を実現できるとともに、樹脂温度に対する悪影響を回避して不良品の低減及び成形品質の向上に寄与できる。 Therefore, according to such a temperature control method according to the present embodiment, by detecting that a specific process that causes a temperature fluctuation in the injection nozzle 13 (the heated portion 2a), that is, that a nozzle touch has been performed. , because of the so determined integral term Σep in the PID compensation system Cfs to the duty ratio O n of the heater 3a to a predetermined size by the arithmetic processor, preset immediately PID compensation system Cfs an integral term Σep determined, temperature Even when specific processing that causes fluctuations (nozzle touch processing) is performed, the desired energization rate can be secured immediately while ensuring continuity with respect to temperature control, and unnecessary temperature fluctuations such as undershoot can be avoided. As a result, high stability and accuracy with respect to temperature control can be realized, and adverse effects on the resin temperature can be avoided to contribute to reduction of defective products and improvement of molding quality.

特に、例示の場合、被加熱部位2aを、加熱筒11の先端に設けて金型12に樹脂を充填する射出ノズル13に適用したため、射出ノズル13に係わる温度制御を最適化でき、これにより、射出ノズル13内における樹脂温度の安定化を図ることができる。また、特定の処理を、成形開始時に行う射出ノズル13が金型12に当接するノズルタッチ処理に適用したため、ノズルタッチ処理時に発生する無用な温度変動、特に、射出ノズル13の温度低下を防止でき、これにより、金型12内における樹脂の早期固化や未充填に係わるトラブルを回避できる。   In particular, in the case of the example, since the heated portion 2a is applied to the injection nozzle 13 provided at the tip of the heating cylinder 11 and filling the mold 12 with the resin, the temperature control related to the injection nozzle 13 can be optimized, The resin temperature in the injection nozzle 13 can be stabilized. Further, since the specific process is applied to the nozzle touch process in which the injection nozzle 13 performed at the start of molding comes into contact with the mold 12, it is possible to prevent unnecessary temperature fluctuations that occur during the nozzle touch process, in particular, the temperature drop of the injection nozzle 13. As a result, it is possible to avoid troubles related to early solidification and unfilling of the resin in the mold 12.

次に、本発明の変更実施形態に係る温度制御方法について、図7及び図2を参照して説明する。   Next, a temperature control method according to a modified embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図7は、変更実施形態に係る温度制御方法による動作の一部を抽出したフローチャートを示す。即ち、図1におけるステップS3〜ステップS5に対応するステップを抽出して示す。変更実施形態に係る温度制御方法は、射出ノズル13(被加熱部位2a)のノズルタッチを検出したなら、上述した積分項のプリセット処理を行う直前に、PID補償系Cfsにおける積分ゲインを、ノズルタッチの検出時(通常時)における積分ゲインよりも大きい一時設定値に変更するとともに、この一時設定値への変更と同時に計時を開始する(ステップS14)。そして、所定の設定時間が経過したなら、一時設定値の変更を解除するようにしたものである(ステップS15,S16)。   FIG. 7 shows a flowchart in which a part of the operation by the temperature control method according to the modified embodiment is extracted. That is, steps corresponding to steps S3 to S5 in FIG. 1 are extracted and shown. In the temperature control method according to the modified embodiment, if the nozzle touch of the injection nozzle 13 (the heated portion 2a) is detected, the integral gain in the PID compensation system Cfs is set to the nozzle touch immediately before performing the integral term preset process described above. Is changed to a temporary set value larger than the integral gain at the time of detection (normal time), and time measurement is started simultaneously with the change to the temporary set value (step S14). Then, when a predetermined set time has elapsed, the change of the temporary set value is canceled (steps S15 and S16).

この場合、図7のステップ群Sy(ステップS14〜S16)は、図1のステップ群Sxと同時に行うが、積分ゲインを一時設定値に変更するタイミングは、積分項のプリセット処理を行う直前となるように設定する。なお、ステップ群Sx(ステップS3〜S5)の処理は変更しない。また、一時設定値には、ノズルタッチの検出時(通常時)における積分ゲインより大きくすることを条件とするが、設定し得る最大の積分ゲインを選択することが望ましい。さらに、一時設定値を設定して使用する設定時間としては、30〔秒〕程度が望ましい。   In this case, the step group Sy (steps S14 to S16) in FIG. 7 is performed simultaneously with the step group Sx in FIG. 1, but the timing for changing the integral gain to the temporarily set value is immediately before performing the integral term preset processing. Set as follows. Note that the processing of the step group Sx (steps S3 to S5) is not changed. The temporary set value is set to be larger than the integral gain at the time of nozzle touch detection (normal time), but it is desirable to select the maximum integral gain that can be set. Furthermore, the setting time for setting and using the temporary setting value is preferably about 30 [seconds].

よって、このようなステップ群Syに係わる処理を積分項Σepのプリセット処理と同時に行うことにより、ノズルタッチが行われた際における温度制御の最適化により、アンダーシュート等の無用な温度変動をより低減又は回避することができる。図4のQeが積分ゲインの一時設定値を用いた場合の射出ノズル13の温度変化を示す。図4のQeから明らかなように、上述したQiよりも、さらに温度低下を抑制することができ、初期段階においても正常温度となる310〔℃〕を下回ることがない。また、図5のWeが積分ゲインの一時設定値を用いた場合の通電率の変化を示す。図5のWeから明らかなように、初期段階において通電率が0になる期間の発生が回避されることに加え、上述したWiよりも、さらに無用な変動が抑制される。   Therefore, by performing the process related to the step group Sy at the same time as the preset process of the integral term Σep, the temperature control is optimized when the nozzle touch is performed, thereby reducing unnecessary temperature fluctuations such as undershoot. Or it can be avoided. FIG. 4 shows the temperature change of the injection nozzle 13 when Qe in FIG. 4 uses the integral gain temporary setting value. As is clear from Qe in FIG. 4, the temperature drop can be further suppressed as compared with the above-described Qi, and it does not fall below 310 [° C.] which is the normal temperature even in the initial stage. In addition, a change in the energization rate when We in FIG. 5 uses a temporarily set value of the integral gain is shown. As is clear from We in FIG. 5, in addition to avoiding the occurrence of a period in which the energization rate becomes 0 in the initial stage, unnecessary fluctuations are further suppressed as compared to Wi described above.

一方、他の変更実施形態としては、図2に示すように、被加熱部位2bを、成形材料を供給するホッパー14を取付けた加熱筒11の後部15に適用してもよい。この場合、基本的な処理(動作)は、上述した射出ノズル13に対する処理(動作)に準じて実施できる。このように、被加熱部位2bとして加熱筒11の後部15を適用すれば、成形材料が加熱筒11の内部に供給される際に発生する無用な温度変動、特に、加熱筒11の後部の熱不足を防止できるため、加熱筒11内における固体材料の可塑化に対する悪影響を回避できる利点がある。   On the other hand, as another modified embodiment, as shown in FIG. 2, the heated portion 2b may be applied to the rear portion 15 of the heating cylinder 11 to which the hopper 14 for supplying the molding material is attached. In this case, basic processing (operation) can be performed in accordance with the processing (operation) for the injection nozzle 13 described above. Thus, if the rear part 15 of the heating cylinder 11 is applied as the heated portion 2b, useless temperature fluctuations that occur when the molding material is supplied into the heating cylinder 11, particularly the heat at the rear part of the heating cylinder 11 are obtained. Since shortage can be prevented, there is an advantage that an adverse effect on the plasticization of the solid material in the heating cylinder 11 can be avoided.

他方、他の変更実施形態としては、特定の処理を、成形終了時に行う射出ノズル13が金型12から離間するノズルバック処理に適用してもよい。このように、ノズルバック処理に適用すれば、ノズルバック処理時に発生する無用な温度変動を防止できるため、ノズルバック処理時における射出ノズル13内の樹脂温度の安定化を図れることができる。また、ノズルバック処理時には、射出ノズル13を加熱する目標温度を成形時の目標温度よりも高く設定するとともに、加熱筒11の後部15を加熱する目標温度を成形時の目標温度よりも低く設定することが望ましい。このように、目標温度を変更して設定すれば、後続の処理(再度のノズルタッチ処理等)をより円滑に行うことができ、材料供給停止による加熱筒11後部15の成形材料の滞留に伴う可塑化に対する悪影響を回避して不良品の低減及び成形品質の向上に寄与できる利点がある。   On the other hand, as another modified embodiment, a specific process may be applied to a nozzle back process in which the injection nozzle 13 performed at the end of molding is separated from the mold 12. As described above, when applied to the nozzle back processing, useless temperature fluctuations that occur during the nozzle back processing can be prevented, so that the resin temperature in the injection nozzle 13 during the nozzle back processing can be stabilized. In the nozzle back process, the target temperature for heating the injection nozzle 13 is set higher than the target temperature for molding, and the target temperature for heating the rear portion 15 of the heating cylinder 11 is set lower than the target temperature for molding. It is desirable. In this way, if the target temperature is changed and set, subsequent processing (second nozzle touch processing or the like) can be performed more smoothly, and accompanying the retention of the molding material in the rear portion 15 of the heating cylinder 11 due to the material supply stoppage. There is an advantage that it can contribute to the reduction of defective products and the improvement of molding quality by avoiding adverse effects on plasticization.

以上、好適実施形態(変更実施形態)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、細部の構成,形状,素材,数量,数値,手法等において、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、射出成形機Mとして油圧式の射出成形機を例示したが電動式の射出成形機であってもよい。また、積分項を求めるための通電率に対する所定の大きさは、定格通電率の80〜150〔%〕の範囲に選定することが望ましいが、この範囲に限定されるものではない。さらに、PID補償系Cfsに、微分先行形により構成したPID補償系を用いる場合を示したが、必要により他の形式のPID補償系を用いてもよい。一方、通電率に基づく制御として、時間比例制御を行う場合を示したが、サイリスタ位相制御であっても同様に実施できる。なお、特定の処理が行われたことを検出するとは、例示のようにセンサにより直接検出することはもちろんのこと、特定の処理が行われたことにより生じる他の信号を流用するなど、特定の処理が行われたことを知る各種手法が含まれる。   As described above, the preferred embodiment (modified embodiment) has been described in detail. However, the present invention is not limited to such an embodiment, and the detailed configuration, shape, material, quantity, numerical value, technique, etc. Changes, additions, and deletions can be arbitrarily made without departing from the scope of the present invention. For example, although the hydraulic injection molding machine is illustrated as the injection molding machine M, an electric injection molding machine may be used. Moreover, although it is desirable to select the predetermined magnitude | size with respect to the electricity supply rate for calculating | requiring an integral term in the range of 80-150 [%] of a rated electricity supply rate, it is not limited to this range. Furthermore, although the case where the PID compensation system comprised by the differential precedence type was used for the PID compensation system Cfs was shown, other types of PID compensation systems may be used if necessary. On the other hand, the case where time proportional control is performed as the control based on the energization rate has been shown, but thyristor phase control can be similarly implemented. It should be noted that detecting that a specific process has been performed is not only directly detected by a sensor as illustrated, but also by using other signals generated by performing a specific process. Various methods for knowing that processing has been performed are included.

本発明に係る温度制御方法は、ヒータにより加熱する被加熱部位を有する各種射出成形機に利用できる。   The temperature control method according to the present invention can be used for various injection molding machines having a heated portion heated by a heater.

2a:被加熱部位,2b:被加熱部位,3a:ヒータ,3b:ヒータ,4a…:温度センサ,11:加熱筒,12:金型,13:射出ノズル,14:ホッパー,15:加熱筒の後部,M:射出成形機,Cf:フィードバック制御系,Cfs:PID補償系   2a: heated part, 2b: heated part, 3a: heater, 3b: heater, 4a ...: temperature sensor, 11: heating cylinder, 12: mold, 13: injection nozzle, 14: hopper, 15: heating cylinder Rear, M: injection molding machine, Cf: feedback control system, Cfs: PID compensation system

Claims (10)

被加熱部位をヒータにより加熱するとともに、前記被加熱部位の温度を温度センサにより検出し、検出温度が予め設定した目標温度となるように、PID補償系を含むフィードバック制御系により温度制御を行う射出成形機の温度制御方法において、前記被加熱部位に温度変動を来す特定の処理が行われたことを検出したなら、少なくとも、前記ヒータの通電率を所定の大きさにするための前記PID補償系における積分項を演算処理により求め、求めた積分項を直ちに前記PID補償系にプリセットすることを特徴とする射出成形機の温度制御方法。   Injection that heats the heated part with a heater, detects the temperature of the heated part with a temperature sensor, and performs temperature control by a feedback control system including a PID compensation system so that the detected temperature becomes a preset target temperature In the temperature control method of the molding machine, if it is detected that a specific process causing temperature fluctuation is performed on the heated part, at least the PID compensation for making the energization rate of the heater a predetermined magnitude An injection molding machine temperature control method characterized in that an integral term in the system is obtained by arithmetic processing, and the obtained integral term is immediately preset in the PID compensation system. 前記被加熱部位は、加熱筒の先端に設けて金型に樹脂を充填する射出ノズルであ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。   2. The temperature control method for an injection molding machine according to claim 1, wherein the heated portion is an injection nozzle that is provided at a tip of a heating cylinder and fills a mold with resin. 前記特定の処理は、成形開始時に行う前記射出ノズルを前記金型に当接させるノズルタッチ処理であることを特徴とする請求項2記載の射出成形機の温度制御方法。   The temperature control method for an injection molding machine according to claim 2, wherein the specific process is a nozzle touch process in which the injection nozzle is brought into contact with the mold at the start of molding. 前記特定の処理は、成形終了時に行う前記射出ノズルを前記金型から離間させるノズルバック処理であることを特徴とする請求項2記載の射出成形機の温度制御方法。   3. The temperature control method for an injection molding machine according to claim 2, wherein the specific process is a nozzle back process for separating the injection nozzle from the mold performed at the end of molding. 前記ノズルバック処理時には、少なくとも前記射出ノズルを加熱する目標温度を成形時の目標温度よりも高く設定することを特徴とする請求項4記載の射出成形機の温度制御方法。   5. The temperature control method for an injection molding machine according to claim 4, wherein at the time of the nozzle back processing, at least a target temperature for heating the injection nozzle is set higher than a target temperature for molding. 前記被加熱部位は、成形材料を供給するホッパーを取付けた加熱筒の後部であ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。   2. The temperature control method for an injection molding machine according to claim 1, wherein the heated portion is a rear portion of a heating cylinder attached with a hopper for supplying a molding material. 前記特定の処理が行われたことの検出により積分項を求めるための通電率に対する所定の大きさは、定格通電率の80〜150〔%〕の範囲に選定することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の射出成形機の温度制御方法。   2. The predetermined magnitude with respect to the energization rate for obtaining an integral term by detecting that the specific processing has been performed is selected in a range of 80 to 150 [%] of the rated energization rate. The temperature control method of the injection molding machine in any one of -6. 前記積分項をプリセットする直前に、前記PID補償系における積分ゲインを、前記特定の処理が行われたことを検出した際における積分ゲインよりも大きい一時設定値に変更し、所定の設定時間が経過したなら、前記一時設定値の変更を解除することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の射出成形機の温度制御方法。   Immediately before presetting the integral term, the integral gain in the PID compensation system is changed to a temporary set value that is larger than the integral gain when the specific processing is detected, and a predetermined set time has elapsed. If it does, the change of the said temporary setting value will be cancelled | released, The temperature control method of the injection molding machine in any one of Claims 1-7 characterized by the above-mentioned. 前記PID補償系は、微分先行形により構成したPID補償系を用いることを特徴とする請求項1又は8記載の射出成形機の温度制御方法。   9. The temperature control method for an injection molding machine according to claim 1, wherein the PID compensation system uses a PID compensation system constituted by a differential preceding type. 前記通電率に基づく制御は、時間比例制御又はサイリスタ位相制御により行うことを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の射出成形機の温度制御方法。   The temperature control method for an injection molding machine according to any one of claims 1 to 9, wherein the control based on the energization rate is performed by time proportional control or thyristor phase control.
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