JP5529629B2 - Injection molding machine - Google Patents
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本発明は、射出成形機に係り、特に、射出工程(1次射出)の終了後に行われる保圧工程(2次射出以降の高次の射出)における射出用サーボモータの駆動制御方法に関する。 The present invention relates to an injection molding machine, and more particularly, to a drive control method for an injection servo motor in a pressure holding process (higher-order injection after the secondary injection) performed after the end of the injection process (primary injection).
射出成形機は、型閉じ工程、射出工程、保圧工程、型開き工程及び製品取り出し工程をこの順に繰り返すことによって、所望の成形品を連続的に製造する。保圧工程は、射出工程で金型キャビティ内に射出充填された溶融樹脂が冷却に伴って体積収縮するので、これに見合う分量の溶融樹脂を金型キャビティ内に補給する工程であり、2次射出圧、3次射出圧、或いはそれ以上の多段階に設定された射出圧を制御することにより行われる。各段階における金型キャビティ内の圧力(保圧)は、低すぎても、高すぎても、成形品の品質に悪影響を及ぼす。一般には、保圧が低すぎる場合には、ショートショット、ひけ、寸法の過小、収縮ひずみなどの欠陥が生じ、高すぎる場合には、ばり、そり、寸法の過大、割れ、離型不良、過剰な残留応力などの欠陥を生じる。 The injection molding machine continuously manufactures a desired molded product by repeating a mold closing process, an injection process, a pressure holding process, a mold opening process, and a product removing process in this order. The pressure holding process is a process in which the molten resin injected and filled in the mold cavity in the injection process shrinks in volume as it cools, so that an appropriate amount of molten resin is replenished in the mold cavity. This is performed by controlling the injection pressure set in multiple stages of injection pressure, tertiary injection pressure, or higher. If the pressure (holding pressure) in the mold cavity at each stage is too low or too high, the quality of the molded product is adversely affected. In general, if the holding pressure is too low, defects such as short shots, sink marks, undersized dimensions, and shrinkage strain will occur. If it is too high, flash, warp, oversized dimensions, cracks, mold release defects, excessive Cause defects such as residual stress.
このため、射出工程(1次射出)と保圧工程(2次射出)の切替位置においては、保圧が予め設定された2次射出圧に素早く追従するように、射出用サーボモータを駆動制御することが求められる。即ち、薄物成形や精密成形に際しては、この切替位置において、射出圧を急激に減圧する必要があり、また、厚物成形に際しては、この切替位置において、射出圧を急激に増圧する必要があって、これらの制御を安定して行うことが求められる。なお、射出工程と保圧工程の切替位置は、射出用サーボモータを速度制御から圧力制御に切り替える位置であることから、VP切替位置と呼ばれる。 For this reason, at the switching position between the injection process (primary injection) and the pressure holding process (secondary injection), the injection servo motor is driven and controlled so that the holding pressure quickly follows the preset secondary injection pressure. It is required to do. That is, in thin molding and precision molding, it is necessary to rapidly reduce the injection pressure at this switching position, and in thick molding, it is necessary to rapidly increase the injection pressure at this switching position. Therefore, it is required to perform these controls stably. The switching position between the injection process and the pressure holding process is a position where the injection servo motor is switched from speed control to pressure control, and is therefore referred to as a VP switching position.
しかしながら、VP切替位置において、射出用サーボモータの駆動制御が速度制御から圧力制御に切り替わると、射出用サーボモータの応答が遅くなるため、保圧が予め設定された2次射出圧に至るまでに長時間を要し、薄物成形品や精密成形品においては、重量ばらつきが大きくなり、また、過充填を生じやすくなる。 However, when the drive control of the injection servo motor is switched from speed control to pressure control at the VP switching position, the response of the injection servo motor is delayed, so that the holding pressure reaches a preset secondary injection pressure. It takes a long time, and in thin molded products and precision molded products, the weight variation becomes large and overfilling tends to occur.
そこで、このような問題を解消するため、従来、薄物成形や精密成形に関して、スクリュの前進時に、当該スクリュが充填終了に係わる第一設定点に達したとき、直ちに当該スクリュを予め樹脂圧により設定した第二設定点まで、薄肉成形品に対応して設定した設定速度により強制的に後退移動させて圧抜きを行う方法(例えば、特許文献1参照)、及びVP切替の直前にスクリュを後退させることにより、必要とする圧力波形を得て、成形品の品質の安定を図る方法(例えば、特許文献2参照)が提案されている。 Therefore, in order to eliminate such problems, conventionally, with regard to thin molding and precision molding, when the screw reaches the first set point related to the end of filling when the screw moves forward, the screw is immediately set in advance by the resin pressure. To the second set point, a method of forcibly retreating at a set speed set corresponding to the thin molded product to perform pressure relief (for example, refer to Patent Document 1), and a screw is retracted immediately before VP switching. Thus, a method (for example, see Patent Document 2) has been proposed in which a required pressure waveform is obtained and the quality of a molded product is stabilized.
しかしながら、特許文献1,2に記載の発明は、いずれもVP切替時又はVP切替の直前における圧抜きに関するものであり、VP切替後において多段階に行われる保圧制御のそれぞれについては何ら考慮されていないので、寸法精度がより良好な成形品を成形することが困難であり、この点に改善の余地がある。また、特許文献1,2に記載の発明は、いずれも厚物成形に関しては何ら考慮されていないので、薄物成形又は精密成形にも厚物成形にも適用可能な汎用性の高い射出成形機とすることができず、この点についても改良の余地がある。
However, the inventions described in
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、射出工程及びその後に行われる保圧工程における射出用電動サーボモータの駆動制御の応答性が高く、高品質の薄物、精密品又は厚物を高能率に成形可能な射出成形機を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and an object of the present invention is to respond to drive control of an injection electric servomotor in an injection process and a pressure holding process performed thereafter. It is an object of the present invention to provide an injection molding machine that is capable of molding a high-quality thin article, precision article or thick article with high efficiency.
本発明は、前記の課題を解決するため、加熱シリンダ内に回転可能かつ前後進可能に収納されたスクリュと、該スクリュを前後進駆動する射出用電動サーボモータと、前記射出制御用サーボアンプに与える速度指令を演算する演算手段とを備え、型閉じ工程、射出工程、保圧工程、型開き工程及び製品取り出し工程をこの順に繰り返す射出成形機において、前記演算手段には、予め設定した位置指令パターンに前記スクリュの位置が追随するように前記射出用電動サーボモータを駆動する第1の射出モータ駆動回路と、VP切替後に、予め設定した保圧設定パターンに前記スクリュに作用する圧力が追随するように前記射出用電動サーボモータを駆動する第2の射出モータ駆動回路と、予め設定した高速応答パターンに前記スクリュの移動速度が追随するように前記射出用電動サーボモータを駆動する第3の射出モータ駆動回路とを備え、前記保圧工程中に前記スクリュに作用する圧力が、多段階に設定された各段階の保圧設定圧力に達するごとに、前記第3の射出モータ駆動回路にて演算された速度指令に基づく制御を、前記第2の射出モータ駆動回路にて演算された速度指令に基づく制御に切り替えて、前記射出用電動サーボモータの駆動制御を行うという構成にした。 In order to solve the above problems, the present invention provides a screw housed in a heating cylinder so as to be rotatable and capable of moving forward and backward, an electric servomotor for injection that drives the screw forward and backward, and an servo amplifier for injection control. An injection molding machine that repeats a mold closing process, an injection process, a pressure holding process, a mold opening process, and a product removal process in this order. A first injection motor drive circuit that drives the electric servomotor for injection so that the position of the screw follows the pattern, and a pressure acting on the screw follows a preset holding pressure setting pattern after VP switching. A second injection motor drive circuit for driving the electric servomotor for injection and a moving speed of the screw in a preset high-speed response pattern And a third injection motor drive circuit that drives the injection electric servo motor so that the pressure acting on the screw during the pressure holding process is set in multiple stages. Each time the set pressure is reached, the control based on the speed command calculated by the third injection motor drive circuit is switched to the control based on the speed command calculated by the second injection motor drive circuit, The driving control of the injection electric servo motor is performed.
かかる構成によると、保圧工程中の各段階において、まず第3の射出モータ駆動回路にて演算された速度指令に基づく射出用電動サーボモータの駆動制御が実行され、次いで、スクリュに作用する圧力が各段階の保圧設定圧力に達したときに、第2の射出モータ駆動回路にて演算された速度指令に基づく射出用電動サーボモータの駆動制御に切り替えられるので、保圧工程中の各段階において、応答性及び保圧設定圧力に対する追従性が高い射出用電動サーボモータの駆動制御が可能になり、寸法精度の高い成形品を成形することができる。また、高速応答パターンを適宜設定することにより、第3の射出モータ駆動回路にて演算された速度指令に基づく射出用電動サーボモータの駆動制御時に、スクリュを前進させるように射出用電動サーボモータを駆動することも、スクリュを後退させるように射出用電動サーボモータを駆動することもできるので、薄物成形又は精密成形のみならず、厚物成形についても寸法精度の高い成形品を成形することができる。 According to this configuration, at each stage in the pressure holding process, drive control of the injection electric servomotor is first executed based on the speed command calculated by the third injection motor drive circuit, and then the pressure acting on the screw Is switched to drive control of the injection electric servomotor based on the speed command calculated by the second injection motor drive circuit when the pressure reaches the pressure setting pressure of each stage. Therefore, it becomes possible to control the drive of the electric servomotor for injection having high responsiveness and followability to the holding pressure setting pressure, and a molded product with high dimensional accuracy can be formed. In addition, by appropriately setting the high-speed response pattern, the injection electric servo motor is moved so as to advance the screw during the drive control of the injection electric servo motor based on the speed command calculated by the third injection motor drive circuit. Since it can be driven or the electric servo motor for injection can be driven to retract the screw, it is possible to form a molded product with high dimensional accuracy not only for thin molding or precision molding but also for thick molding. .
また本発明は、前記構成の射出成形機において、前記保圧設定パターンの基礎となる圧力データ及び時間データの入力手段と、前記高速応答パターンの基礎となる目標位置データ及び時間データの入力手段とを備えるという構成にした。 In the injection molding machine having the above-described configuration, the pressure data and time data input means serving as the basis of the pressure holding setting pattern, and the target position data and time data input means serving as the basis of the high-speed response pattern, It was configured to be equipped with.
かかる構成によると、各入力手段を操作することにより、保圧設定パターン及び高速応答パターンを任意に設定することができるので、広汎な成形条件を自在に作り出すことができ、各種の成形品の成形に適用可能な汎用性の高い射出成形機とすることができる。 According to such a configuration, the pressure holding setting pattern and the high-speed response pattern can be arbitrarily set by operating each input means, so a wide range of molding conditions can be freely created, and molding of various molded products It can be set as a highly versatile injection molding machine applicable to the above.
また本発明は、前記構成の射出成形機において、前記入力手段により設定された目標位置データ、圧力データ及び時間データを表示する表示手段を備えるという構成にした。 According to the present invention, the injection molding machine having the above-described configuration includes a display unit that displays target position data, pressure data, and time data set by the input unit.
かかる構成によると、入力した目標位置データ、圧力データ及び時間データをオペレータが随時確認することができるので、射出成形機の操作性を高めることができる。 According to this configuration, the input target position data, pressure data, and time data can be confirmed by the operator as needed, so that the operability of the injection molding machine can be improved.
また本発明は、前記構成の射出成形機において、前記第3の射出モータ駆動回路にて演算される速度指令に基づく制御の開始時に、前記高速応答パターンに設定された前記スクリュの目標位置が、当該制御の前段の前記スクリュの位置よりも前方であるか後方であるかの判定を行い、前方である場合には、前記第3の射出モータ駆動回路にて演算された速度指令に基づく位置速度制御で前記スクリュを前進させ、後方である場合には、前記第3の射出モータ駆動回路にて演算された速度指令に基づく位置速度制御で前記スクリュを後退させ、前記スクリュに作用する圧力が前記各段階の保圧設定圧力に至ったときに、前記第2の射出モータ駆動回路にて演算された速度指令に基づく圧力制御で前記スクリュを前進又は後退させるという構成にした。 Further, in the injection molding machine having the above-described configuration, the screw target position set in the high-speed response pattern at the start of control based on a speed command calculated by the third injection motor drive circuit, It is determined whether the position is ahead or behind the position of the screw in the preceding stage of the control. If the position is ahead, the position speed based on the speed command calculated by the third injection motor drive circuit is determined. When the screw is moved forward by control and is behind, the screw is moved backward by position speed control based on the speed command calculated by the third injection motor drive circuit, and the pressure acting on the screw is When reaching the holding pressure setting pressure at each stage, the screw is moved forward or backward by pressure control based on the speed command calculated by the second injection motor drive circuit. It was.
かかる構成によると、高速応答パターンに成形品の特性に応じた適宜の目標位置を設定しておくことにより、第3の射出モータ駆動回路にて演算された速度指令に基づく射出用電動サーボモータの駆動制御時に、スクリュを前進させるように射出用電動サーボモータを駆動することも、スクリュを後退させるように射出用電動サーボモータを駆動することもできる。そして、スクリュを前進させる目標位置を設定した場合には、一次射出後に金型キャビティ内に十分な溶融樹脂を送り込むことができるので、表面欠陥のない高品質の厚物を成形することができる。また、スクリュを後退させる目標位置を設定した場合には、一次射出後に金型キャビティ内に充填された溶融樹脂に過大な圧力が作用しないので、変形やバリのない高品質の薄物又は精密品を成形することができる。 According to this configuration, by setting an appropriate target position according to the characteristics of the molded product in the high-speed response pattern, the electric servomotor for injection based on the speed command calculated by the third injection motor drive circuit At the time of drive control, the injection electric servomotor can be driven to advance the screw, or the injection electric servomotor can be driven to move the screw backward. And when the target position which advances a screw is set, since sufficient molten resin can be sent in in a mold cavity after primary injection, a high quality thick article without a surface defect can be fabricated. In addition, when the target position for retreating the screw is set, excessive pressure does not act on the molten resin filled in the mold cavity after the primary injection, so a high-quality thin or precision product without deformation or burrs can be obtained. Can be molded.
本発明は、演算手段に第1乃至第3の射出モータ駆動回路を備え、保圧工程中においてスクリュに作用する圧力が、多段階に設定された各段階の保圧設定圧力に達するごとに、第3の射出モータ駆動回路にて演算された速度指令に基づく制御を、第2の射出モータ駆動回路にて演算された速度指令に基づく制御に切り替えて、射出用電動サーボモータの駆動制御を行うので、多段階に行われる保圧制御のそれぞれについて、応答性及び保圧設定圧力に対する追従性の高い射出用電動サーボモータの駆動制御が可能になる。また、成形品の特性に応じて、第3の射出モータ駆動回路にて演算された速度指令に基づく射出用電動サーボモータの駆動制御時に、スクリュを前進させることも、後退させることもできるので、成形品の種別によらず、寸法精度の高い高品質の成形品を成形することができる。 The present invention includes first to third injection motor drive circuits in the calculation means, and each time the pressure acting on the screw during the pressure holding process reaches the pressure setting pressure of each stage set in multiple stages, The control based on the speed command calculated by the third injection motor drive circuit is switched to the control based on the speed command calculated by the second injection motor drive circuit to control the drive of the injection electric servo motor. Therefore, for each holding pressure control performed in multiple stages, it becomes possible to perform drive control of the injection electric servo motor having high responsiveness and followability to the holding pressure setting pressure. Also, depending on the characteristics of the molded product, the screw can be moved forward or backward during the drive control of the injection electric servo motor based on the speed command calculated by the third injection motor drive circuit. Regardless of the type of molded product, a high-quality molded product with high dimensional accuracy can be molded.
以下、本発明に係る射出成形機の実施形態を、図を参照しながら説明する。 Hereinafter, an embodiment of an injection molding machine according to the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施形態に係る射出成形機は、図1に示すように、スクリュ1と、計量用電動サーボモータ2と、計量用電動サーボモータ2の回転位置を検出する計量モータ用エンコーダ3と、射出用電動サーボモータ4と、射出用電動サーボモータ4の回転位置を検出する射出モータ用エンコーダ5と、射出用電動サーボモータ4の回転力を直進力に変換してスクリュ1に伝達するボールねじ機構6と、スクリュ1に作用する射出圧及び背圧を測定するロードセル7とを備えている。ボールねじ機構6は、ねじ軸6aと、これに螺合されたナット体6bとからなる。なお、計量モータ用エンコーダ3及び射出モータ用エンコーダ5としては、回転位置の絶対値を出力するアブソリュートタイプのエンコーダが用いられる。
As shown in FIG. 1, the injection molding machine according to the present embodiment includes a screw 1, a metering
図2は、本実施形態に係る射出成形機のより具体的な構成例であり、図示しない射出ユニットベース盤上には、所要の間隔を隔てて、ヘッドストック11と保持プレート12とが対向に配設されており、これらの各部材11,12は、複数本のタイバー13を介して一体に連結されている。スクリュ1は、ヘッドストック11に開設された図示しないスクリュ貫通孔に貫通され、その基端側に計量用電動サーボモータ2が連結される。また、スクリュ1の先端側は、ヘッドストック11に固定された加熱シリンダ14内に回転可能かつ前後進可能に収納される。加熱シリンダ14には、原料樹脂供給穴14aが開設されており、該原料樹脂供給穴14aを通して、ホッパ15内に蓄えられた粒状の原料樹脂を加熱シリンダ14内に導入するようになっている。射出用電動サーボモータ4は、保持プレート12に取り付けられており、ボールねじ機構6を介して、スクリュ1及び計量用電動サーボモータ2を一体的に前後進する。
FIG. 2 is a more specific configuration example of the injection molding machine according to the present embodiment. On an injection unit base board (not shown), the
加熱シリンダ14内でスクリュ1を回転駆動すると、ホッパ15から加熱シリンダ14内に、スクリュ1の回転量に応じた原料樹脂が順次供給される。加熱シリンダ14内に供給された原料樹脂は、スクリュ1の回転に伴う剪断力や摩擦力を受けて混練・可塑化されながら、スクリュ1の送り作用により、順次スクリュ1の先端側(図の左側)に移送され、加熱シリンダ14の先端側に蓄積される。溶融樹脂の計量は、加熱シリンダ14の先端側への溶融樹脂の蓄積に伴って、射出用電動サーボモータ4を逆転してスクリュ1を後退させ、スクリュ1が予め定められた計量完了位置に至ったときに終了する。計量完了後、射出用電動サーボモータ4を急速に正転し、スクリュ1を図の左方向に急速に前進させる。これにより、加熱シリンダ14内に蓄えられた溶融樹脂は、ノズル14bを介して図示しない金型内に射出される。
When the screw 1 is rotationally driven in the
図1において、符号xij0はスクリュ1の前進位置を表す位置指令パターン信号、符号vij0はスクリュ1の前進速度を表す速度指令パターン信号、符号p0は保圧条件を表す保圧設定パターン信号、符号pHはVP切替位置等の制御切替位置において行われる射出用電動サーボモータ4の速度制御パターンを表す高速応答パターン信号、符号vcg0は計量用電動サーボモータ2の回転速度を表す計量モータ回転速度設定パターン信号であり、これらの信号は、上位のコントローラ21から供給される。このコントローラ21には、計量用電動サーボモータ2及び射出用電動サーボモータ4の制御条件を含む射出成形機の運転条件を入力する入力手段22と、これらの運転条件及び射出成形機の運転状況等を表示する表示手段23が付設されている。
In FIG. 1, a symbol x ij0 is a position command pattern signal that represents the forward position of the screw 1, a symbol v ij0 is a speed command pattern signal that represents the forward speed of the screw 1, and a symbol p 0 is a pressure holding setting pattern signal that represents a pressure holding condition. , code p H metering motor representing the rotational speed of the high speed response pattern signal, reference numeral v CG0 metering
位置指令パターン信号xij0と、射出制御用サーボアンプ36から出力されるスクリュ位置信号xijmは、スクリュ位置信号xijmをフィードバック信号として、加算器31において偏差e1がとられ、この偏差e1をもとに射出用電動サーボモータ4をフィードバック制御する。なお、スクリュ位置信号xijmは、射出用電動サーボモータ4の基準位置からの回転量により求められる。
The position command pattern signal x ij0 and the screw position signal x ijm output from the injection control servo amplifier 36 take a deviation e 1 in the
射出位置指令用のPID制御器32は、偏差e1をもとにスクリュ位置の操作量u1を算出し、速度演算器33は、操作量u1をもとに射出速度指令v1を演算する。また、加算器34は、速度指令パターン信号vij0に増幅器35で所要の定数を乗算することにより得られる速度加算値信号vffをフィードフォワード信号として、射出速度指令v1に加算し、射出用電動サーボモータ4に与える射出速度指令v3を得る。射出工程の開始位置からVP切替位置までは、この第1の射出モータ駆動回路で算出された射出速度指令v3が、射出用電動サーボモータ4に対する射出速度指令vijとして、射出制御用サーボアンプ36に供給される。射出制御用サーボアンプ36は、この射出速度指令vijにしたがって射出用電動サーボモータ4の回転を制御する。なお、射出用電動サーボモータ4の回転位置は、射出モータ用エンコーダ5及び射出制御用サーボアンプ36を介して加算器31に供給される。
The injection position
保圧設定パターン信号p0と、ロードセル7から出力される射出圧力信号pijmは、射出圧力信号pijmをフィードバック信号として、加算器37において圧力偏差e2がとられ、この圧力偏差e2をもとに射出用電動サーボモータ4をフィードバック制御する。保圧圧力制御用のPID制御器38は、圧力偏差e2をもとに圧力制御の操作量u2を算出し、速度演算器39は、操作量u2をもとに射出速度指令v2を演算する。VP切替以降に行われる保圧工程においては、この第2の射出モータ駆動回路で算出された射出速度指令v2が、射出用電動サーボモータ4に対する射出速度指令vijとして、射出制御用サーボアンプ36に供給される。射出制御用サーボアンプ36は、この射出速度指令vijにしたがって射出用電動サーボモータ4の回転を制御する。
Pressure-holding setting pattern signal p 0, the injection pressure signal p ijm output from the load cell 7, the injection pressure signal p ijm as a feedback signal, the pressure deviation e 2 taken in the
高速応答パターン信号pHは、VP切替位置等の制御切替位置における制御の応答性を高めるための信号であり、射出用電動サーボモータ4は、制御切替位置の初期において、この高速応答パターン信号pHにしたがって速度制御される。この高速応答パターン信号pHを射出制御用サーボアンプ36に供給する回路を、本明細書では第3の射出モータ駆動回路という。 The high-speed response pattern signal p H is a signal for increasing the control responsiveness at the control switching position such as the VP switching position. The injection electric servomotor 4 receives the high-speed response pattern signal p at the initial stage of the control switching position. The speed is controlled according to H. The circuit supplies the high-speed response pattern signal p H in the injection control servo amplifier 36, referred to herein as the third injection motor drive circuit.
射出速度指令v3、射出速度指令v2、及び高速応答パターン信号pHの切替は、第1の射出モータ駆動回路と第2の射出モータ駆動回路の接続点に配置されたスイッチ41、並びに、第2の射出モータ駆動回路と第3の射出モータ駆動回路の接続点に配置されたスイッチ42を、適宜のタイミングで切り替えることにより行われる。スイッチ41の切り替えは、射出工程の開始から保圧工程の終了までの間に設定されるVP切替位置に達したタイミングで行われる。また、スイッチ42の切り替えは、スクリュ1に作用する圧力が、保圧工程中に設定される複数の保圧設定圧力に達するごとに、前記第3の射出モータ駆動回路にて演算された速度指令を前記第2に射出モータ駆動回路にて演算された速度指令に切り替えて、スクリュに作用する圧力が所定の保圧設定圧力に至ったタイミングで行われる。これらの設定は、入力手段22を操作し、保圧設定パターンp0の基礎となる圧力データ及び時間データと、高速応答パターンpHの基礎となる目標位置データ及び時間データを入力することにより行うことができる。入力された時間データにより、コントローラ21に内蔵されたタイマ24が設定される。このように、入力装置22を操作することにより所要のデータを入力する構成にすると、保圧設定パターン及び高速応答パターンの設定を任意に設定することができるので、広汎な成形条件を自在に作り出すことができ、各種の成形品の成形に適用可能な汎用性の高い射出成形機とすることができる。
Injection speed command v 3, switching of the injection speed command v 2, and high-speed response pattern signal p H is first injection motor drive circuit and the
計量モータ回転速度設定パターン信号vcg0は、計量制御用サーボアンプ40に供給され、計量制御用サーボアンプ40は、計量モータ回転速度設定パターン信号vcg0にしたがって、計量用電動サーボモータ2の回転を制御する。
The weighing motor rotation speed setting pattern signal v cg0 is supplied to the weighing
図3(a),(b)に、薄物や精密品の成形に適したスクリュ1の制御パターンを示す。図3(a)から明らかなように、本例においては、VP切替後の保圧工程において、2次射出圧から7次射出圧までの6段階で射出圧を制御している。各次の射出圧の制御工程は、射出圧の制御時間(例えば、2次圧タイマ等)、高速応答パターンpHに従った制御を行う時間(例えば、pp2次圧タイマ等)、スクリュ1の速度、及びスクリュ1に作用する圧力によって規制される。薄物や精密品の成形に際しては、スクリュ1がVP切替位置に達した後、高速応答パターンpHに従った制御においてスクリュ1を後退させ、圧抜きを迅速に行うことが求められる。図3(b)に示すs2pは、高速応答パターンpHに従った制御を行ったときのスクリュ1の目標位置(以下、この目標位置を、2次圧位置、3次圧位置等という。)であり、本例の場合には、VP切替位置よりもスクリュ1が後退した位置に設定される。また、図3(b)に示すs3pは、高速応答パターンpHに従った制御の終了後に行われる保圧制御の終了時におけるスクリュ1の目標位置であり、2次圧位置等s2pよりもスクリュ1が前進した位置に設定される。これらの各データは、表示手段23に表示される。よって、オペレータは、これらの各データを随時確認することができるので、射出成形機の操作性を高めることができる。 FIGS. 3A and 3B show a control pattern of the screw 1 suitable for forming a thin object or a precision product. As apparent from FIG. 3A, in this example, the injection pressure is controlled in six stages from the secondary injection pressure to the seventh injection pressure in the pressure-holding step after VP switching. Control step of each subsequent injection pressure, injection pressure control time (e.g., such as secondary pressure timer), fast response pattern p time for control in accordance with H (e.g., pp2 primary pressure timer or the like), the screw 1 It is regulated by the speed and the pressure acting on the screw 1. In forming the thin and precision products, after the screw 1 reaches the VP switching position, to retract the screw 1 in the control according to the high-speed response pattern p H, is required to carry out the depressurized quickly. S 2p shown in FIG. 3 (b), the target position of the screw 1 when performing control in accordance with the fast response pattern p H (hereinafter, this target position, the secondary pressure position, that 3 primary pressure position, and the like. In the case of this example, the screw 1 is set to a position retracted from the VP switching position. Further, s 3p shown in FIG. 3 (b) is the target position of the screw 1 at the time of holding pressure control termination is performed after the control in accordance with a high speed response pattern p H ends, from the secondary pressure position, etc. s 2p Also, the screw 1 is set at the advanced position. Each of these data is displayed on the display means 23. Therefore, since the operator can confirm these data at any time, the operability of the injection molding machine can be improved.
図4(a),(b)に、厚物等の成形に適したスクリュ1の制御パターン例を示す。図3と図4との比較から明らかなように、本例においても、射出圧の制御時間、高速応答パターンpHに従った制御を行う時間、スクリュ1の速度及びスクリュ1に作用する圧力の設定に関しては、薄物や精密品の成形を実施する場合と同様に行われる。厚物等の成形に際しては、スクリュ1がVP切替位置に達した後、高速応答パターンpHに従った制御において、スクリュ1をさらに前進させ、金型キャビティ内の圧力を瞬間的にかつ安定して高めることが求められる。したがって、この場合には、図4(b)に示すように、2次圧位置等s2pが、VP切替位置よりも前方に設定される。また、高速応答パターンpHに従った制御の終了後に行われる保圧制御の終了時におけるスクリュ1の目標位置s3pは、VP切替位置よりも後方に設定される。これら図4(a),(b)に示す各データも、表示手段23に表示される。 4 (a) and 4 (b) show examples of control patterns of the screw 1 suitable for molding thick materials and the like. 3 and as is apparent from a comparison between FIG. 4, in this example, the control time of the injection pressure, time for control in accordance with a high speed response pattern p H, the pressure acting on the speed and the screw 1 of the screw 1 Regarding the setting, it is performed in the same manner as when forming a thin object or a precision product. In molding of thick, etc., after the screw 1 reaches the VP switching position, the control in accordance with the fast response pattern p H, further to advance the screw 1, instantaneously and stably the pressure in the mold cavity It is necessary to improve. Therefore, in this case, as shown in FIG. 4B, the secondary pressure position or the like s 2p is set in front of the VP switching position. The target position s 3p of the screw 1 at the time of holding pressure control termination is performed after the control in accordance with a high speed response pattern p H ended is set to the rear than the VP switching position. These data shown in FIGS. 4A and 4B are also displayed on the display means 23.
図5は、図3及び図4を用いて説明した各制御切替位置における制御の遷移状態を示している。この図から明らかなように、実施形態に係る成形機は、VP切替位置に至ったとき、2次圧位置s2pがVP切替位置よりも後方(2次圧位置s2p≧VP切替位置)に設定されているか、前方(2次圧位置s2p<VP切替位置)に設定されているかの判定(2次圧位置判定)を行う。そして、判定結果が2次圧位置s2p≧VP切替位置である場合には、高速応答パターンpHに従った制御に移行して、2次圧位置s2pまでスクリュ1を後退させ、射出圧が予め設定された2次圧に至った段階で、保圧設定パターンp0に従った制御に切り替える。2次圧位置判定の判定結果が2次圧位置s2p<VP切替位置である場合には、高速応答パターンpHに従った制御に移行して、2次圧位置s2pまでスクリュ1を前進させ、射出圧が予め設定された2次圧に至った段階で、保圧設定パターンp0に従った制御に切り替える。以下、最終の保圧設定圧力まで、同様の手順で射出用電動サーボモータ4の制御を繰り返す。 FIG. 5 shows a transition state of control at each control switching position described with reference to FIGS. 3 and 4. As is clear from this figure, when the molding machine according to the embodiment reaches the VP switching position, the secondary pressure position s 2p is behind the VP switching position (secondary pressure position s 2p ≧ VP switching position). It is determined (secondary pressure position determination) whether it is set or forward (secondary pressure position s 2p <VP switching position). Then, when the determination result is secondary pressure position s 2p ≧ VP switching position, the process proceeds to the control in accordance with the fast response pattern p H, retracting the screw 1 until the secondary pressure position s 2p, injection pressure Is switched to the control according to the holding pressure setting pattern p 0 when the secondary pressure reaches the preset secondary pressure. When secondary pressure position determination of the determination is secondary pressure position s 2p <VP switching position, the process proceeds to the control in accordance with the fast response pattern p H, advances the screw 1 until the secondary pressure position s 2p It is allowed, at the stage where the injection pressure reaches the secondary pressure which is set in advance, switching to control in accordance with the holding pressure setting pattern p 0. Thereafter, the control of the injection electric servo motor 4 is repeated in the same procedure until the final holding pressure setting pressure.
このように、本実施形態に係る射出成形機は、VP切替位置のみならず、保圧工程における各次の射出圧の切替位置と保圧設定において、高速応答パターンpHに従った速度制御を実行するので、薄物や精密品の成形に関しては、重量ばらつきが小さく、寸法精度の高い成形品を成形することができ、厚物の成形に関しても、光学特性が安定な成形品を成形することができる。また、高速応答パターンの設定により、保圧工程の各段階において、スクリュを前進制御することも、後退制御することもできるので、各種の成形品の成形に適用可能な汎用性の高い射出成形機とすることができる。 Thus, an injection molding machine according to the present embodiment is applicable not VP switching position only, in the switching position and the holding pressure setting of each subsequent injection pressure in the pressure holding step, the speed control according to a high speed response pattern p H Therefore, it is possible to form a molded product with small weight variation and high dimensional accuracy when molding thin and precision products, and molding a molded product with stable optical characteristics. it can. In addition, by setting a high-speed response pattern, the screw can be controlled to move forward or backward at each stage of the pressure-holding process, so a highly versatile injection molding machine that can be applied to molding various molded products. It can be.
本発明は、射出成形機におけるスクリュの加減速制御に利用できる。 The present invention can be used for screw acceleration / deceleration control in an injection molding machine.
1 スクリュ
2 計量用電動サーボモータ
3 計量モータ用エンコーダ
4 射出用電動サーボモータ
5 射出モータ用エンコーダ
6 ボールねじ機構
6a ねじ軸
6b ナット体
7 ロードセル
11 ヘッドストック
12 保持プレート
13 タイバー
14 加熱シリンダ
14a 原料樹脂供給穴
15 ホッパ
21 コントローラ
22 入力手段
23 表示手段
24 タイマ
31,34,37 加算器
32,38 PID制御器
33,39 速度演算器
35 増幅器
36 射出制御用サーボアンプ
37 計量制御用サーボアンプ
41,42 スイッチ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
前記演算手段には、予め設定した位置指令パターンに前記スクリュの位置が追随するように前記射出用電動サーボモータを駆動する第1の射出モータ駆動回路と、
VP切替後に、予め設定した保圧設定パターンに前記スクリュに作用する圧力が追随するように前記射出用電動サーボモータを駆動する第2の射出モータ駆動回路と、
予め設定した高速応答パターンに前記スクリュの移動速度が追随するように前記射出用電動サーボモータを駆動する第3の射出モータ駆動回路とを備え、
前記保圧工程中に前記スクリュに作用する圧力が、多段階に設定された各段階の保圧設定圧力に達するごとに、前記第3の射出モータ駆動回路にて演算された速度指令に基づく制御を、前記第2の射出モータ駆動回路にて演算された速度指令に基づく制御に切り替えて、前記射出用電動サーボモータの駆動制御を行うことを特徴とする射出成形機。 A screw housed in a heating cylinder so as to be rotatable and capable of moving forward and backward, an electric servomotor for injection for driving the screw forward and backward, and a calculation means for calculating a speed command to be given to the servo amplifier for injection control, In an injection molding machine that repeats a mold closing process, an injection process, a pressure holding process, a mold opening process, and a product removal process in this order,
The arithmetic means includes a first injection motor drive circuit that drives the injection electric servomotor so that the position of the screw follows a preset position command pattern;
A second injection motor drive circuit that drives the electric servomotor for injection so that the pressure acting on the screw follows a preset holding pressure setting pattern after VP switching;
A third injection motor drive circuit for driving the injection electric servomotor so that the moving speed of the screw follows a preset high-speed response pattern;
Control based on the speed command calculated by the third injection motor drive circuit every time the pressure acting on the screw during the pressure holding process reaches the pressure setting pressure of each stage set in multiple stages. Is switched to control based on the speed command calculated by the second injection motor drive circuit, and drive control of the electric servomotor for injection is performed.
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