JP6333701B2 - 温度制御装置を備える射出成形機 - Google Patents

Description

本発明は射出成形機に関し、特に複数の射出装置を備え、それぞれの射出装置の被加熱部の温度制御装置を備える射出成形機に関する。

一般に、射出成形機の射出装置は、成形用樹脂を加熱溶融して樹脂の溶融状態を維持するシリンダ、そのシリンダの先端に付設し、シリンダ内で溶融した樹脂を金型のキャビティ内に射出するノズルを備える。射出成形機の運転を行う前には、射出成形機に金型を組み付け、金型温調機や樹脂乾燥機等の周辺装置を接続するなど、運転に必要な機材を物理的に準備する。その後、射出装置が備えるシリンダ及びノズルの温度を、シリンダに付設された熱電対などの温度測定手段とヒータなどの加熱手段を用いて、樹脂の溶融状態を維持するように設定された目標温度と一致するように制御する作業がある。

ここで、射出装置が備えるシリンダは複数の加熱ゾーンより構成され、各加熱ゾーンにはヒータなどの加熱手段や熱電対等の温度測定手段が付設される。このとき、各加熱ゾーンごとの目標温度の差異、シリンダの熱容量の差異、各加熱ゾーンに付設した加熱部のヒータ容量や形状等の差異により、各加熱ゾーンの温度が目標温度に到達するまでの時間に差異が生じることがある。

各加熱ゾーンの温度が目標温度に到達するまでの時間差が大きいと、短時間で目標温度に到達した加熱ゾーンは、全ての加熱ゾーンの現在温度が目標温度に到達するまで目標温度を維持するように温度制御される。そのため、短時間で目標温度に到達した加熱ゾーン内の溶融樹脂が変質したり炭化したりして成形不良を引き起こす場合がある。これを避けるために、射出成形機の運転を始める前の温度制御として、１つの射出装置における、複数の加熱ゾーンの温度が目標温度に同時に到達するように各加熱ゾーンを温度制御することが行われている。

特許文献１〜２には、１台の射出成形機における複数の加熱ゾーンにおいて、昇温時間のバラツキをなくして目標温度に同時に到達するようにする技術が開示されている。
特許文献３〜５には、１台の射出成形機における複数の加熱ゾーンを、マスターゾーンとスレーブゾーンに分けて、マスターゾーンの昇温到達度合いに基づいてスレーブゾーンの昇温制御を行って、それぞれの昇温完了までの時間を短縮することができる温度制御方法に関する技術が開示されている。

特許文献６には、１台の射出成形機において、昇温時間が最も遅い加熱ゾーンの温度を他の加熱ゾーンの目標温度として設定して温度制御をする技術が開示されている。
特許文献７には、１台の射出成形機において、各加熱ゾーンの目標温度と現在温度との割合が、基準となる加熱ゾーンにおける目標温度と現在温度との割合と同じになるようにヒータを温度制御して、すべての加熱ゾーンの温度が目標温度に同時に到達するように温度制御する技術が開示されている。

また、１つの型締装置に複数の射出装置を備え、これらの複数の射出装置を順次駆動させて複数の材料から構成される一体の成形品を成形する成形方法および射出成形機が知られている。
特許文献８には、複数の射出成形機からの成型材を金型装置内に注入して１つの成形品を得る射出成形機であって、複数の射出成形機が備える制御装置を表示設定切替装置を用いて、成形条件を設定する制御装置を切り換えたり、射出成形機の状態を表示する表示装置を切り換えたりする技術が開示されている。

特開２００３−８０５７６号公報 特開２００６−８８４８２号公報 特開２０１０−８９４３１号公報 特開２０１０−８９４３２号公報 特開２０１１−２３０３８１号公報 特開２００２−３６１７０５号公報 特開２００３−４８２４０号公報 特開２００１−２１９４５６号公報

特許文献１〜７に開示されている技術は、いずれも複数の加熱ゾーンを備える１台の射出装置のみで構成される射出成形機において、昇温時間が最も遅い加熱ゾーンの温度に、他の加熱ゾーンの温度を合わせるなどして、それぞれの加熱ゾーンの温度が目標温度に到達するように温度制御を行っている。しかしながら、いずれも射出成形機を構成する射出装置は１台しか有しておらず、複数の射出装置を有する射出成形機における温度制御に関する技術は開示されていない。
特許文献８に開示されている技術は、複数の射出成形機を備える制御装置を切り換えてはいるが、複数の射出装置における温度制御に関する技術は開示されていない。

そこで本発明は、複数の射出装置を備える射出成形機において、全ての射出装置が備える加熱シリンダの現在温度が目標温度に到達するまでの時間が一致するように温度制御する温度制御装置を備えた射出成形機を提供することを目的とする。

本願の請求項１に係る発明では、複数の射出装置と、昇温時間入出力手段と、昇温時間一致手段と、を有する射出成形機であって、前記複数の射出装置を構成するそれぞれの射出装置は、被加熱部を加熱する加熱手段と、温度制御装置と、前記被加熱部の現在温度を検出する現在温度検出手段と、前記被加熱部の目標温度を設定する目標温度設定手段と、前記被加熱部の現在温度が目標温度に到達するまでの時間を前記被加熱部毎の昇温時間として求める昇温時間算出手段と、前記昇温時間を記憶する昇温時間記憶手段と、を備え、 前記昇温時間入出力手段は、前記複数の射出装置を構成するそれぞれの射出装置内の前記昇温時間記憶手段に記憶されている前記昇温時間に変更があったときのみ、有線通信または無線通信により、それぞれの射出装置が備えている温度制御装置間で前記昇温時間を通信し、前記昇温時間一致手段は、前記複数の射出装置が備える被加熱部における最も遅い昇温時間を求め、該最も遅い昇温時間にその他の被加熱部の昇温完了時期を一致させるようにすべての被加熱部を加熱することを特徴とする温度制御装置を有する射出成形機が提供される。

請求項１に係る発明では、複数の射出装置を備えた射出成形機において、各射出装置が有する温度制御装置が現在温度や昇温時間を共有することによって、各射出装置が有する加熱シリンダの目標温度の差異や、各射出装置が有する加熱シリンダの形状、熱容量、設置環境等の差異に影響されることなく、複数の射出装置が有する加熱シリンダ等の被加熱部の温度が目標温度に到達するまでの昇温時間を一致させることが可能となる。また、その昇温時間の一致を、各射出装置が有する温度制御装置間で信号を入出力させることで行っているため、各射出装置とは別に集中管理装置等を設ける必要なく、コンパクトな構成で射出成形機を構成することが可能となる。
また、有線通信または無線通信により、各射出装置が備えている温度制御装置間で昇温時間や昇温速度に関する信号を通信するため、少ない構成で各射出装置間の信号の入出力を容易に行うことが可能となり、昇温時間の設定を同期昇温時間に変更があった場合のみとすることによって、通信回線の通信負荷を減じることが可能となる。

ここで、各射出装置の昇温時間に差異がある場合、短時間で目標温度に到達する射出装置では、昇温時間が遅い箇所が目標温度に到達するまでの間、昇温時間が早い箇所が目標温度である高温状態を維持するため、加熱シリンダ内の樹脂が高温の溶融状態を継続することとなり、溶融樹脂の変質や炭化などの成形不良が生じるおそれがあるが、これを防ぐことが可能となる。

また、各射出装置が備える加熱シリンダの目標温度や昇温時間の設定変更があった場合も、作業者が各射出装置のヒータをＯＮするタイミングを調節する手間や、全ての加熱ゾーンが目標温度に到達していることを確認する手間が不要となるため、作業者の操作性を簡便化することが可能となる。

本願の請求項２に係る発明では、前記複数の射出装置を構成するそれぞれの射出装置は、前記被加熱部の昇温速度を記憶する昇温速度記憶手段を有し、前記射出成形機は昇温速度入出力手段を有し、前記昇温速度入出力手段は、前記複数の射出装置を構成するそれぞれの射出装置内の前記昇温速度記憶手段に記憶されている前記昇温速度を、有線通信または無線通信により、それぞれの射出装置が備えている温度制御装置間で前記昇温速度を通信し、それぞれの射出装置が備えている前記昇温時間算出手段は前記現在温度と前記目標温度と前記昇温速度から前記昇温時間を求めることを特徴とする請求項１記載の温度制御装置を有する射出成形機が提供される。

請求項２に係る発明では、各射出装置が昇温速度入出力手段を有し、各射出装置内の昇温速度記憶手段に記憶されている昇温速度を共有して、その昇温速度から昇温時間を求めることによって、複数の射出装置が有する加熱シリンダの現在温度が目標温度に到達するまでの昇温時間を一致させることができ、さらに、その昇温時間の一致を、各射出装置が有する温度制御装置間で信号を入出力させることで行っているため、各射出装置とは別に集中管理装置等を設ける必要なく、コンパクトな構成で射出成形機を構成することが可能
となる。
また、有線通信または無線通信により、各射出装置が備えている温度制御装置間で昇温時間や昇温速度に関する信号を通信するため、各射出装置間の信号の入出力を容易に行うことが可能となる。

本願の請求項３に係る発明では、前記複数の射出装置を構成する射出装置のうち、少なくとも１つの射出装置は表示装置を備え、前記表示装置は、当該射出装置の前記被加熱部を温度制御している状態を文字情報または図形情報として表示することを特徴とする請求項１又は２に記載の温度制御装置を有する射出成形機が提供される。
本願の請求項４に係る発明では、前記複数の射出装置を構成する射出装置のうち、少なくとも１つの射出装置は表示装置を備え、前記表示装置は、当該射出装置とは異なる射出装置の前記現在温度、前記目標温度または前記昇温時間の少なくともいずれかを表示することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の温度制御装置を有する射出成形機が提供される。

請求項３，４に係る発明では、射出装置が備える表示装置が、当該射出装置の被加熱部の温度制御の状態や、入出力手段によって入出力される他の射出装置の目標温度や昇温時間等を表示することによって、当該射出装置や他の射出装置の温度制御の状態や、目標温度、昇温時間等を作業者が容易に把握することが可能となる。

本願の請求項５に係る発明では、前記昇温時間一致手段を使用するか否かを選択する手段を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の温度制御装置を有する射出成形機が提供される。
請求項５に係る発明では、昇温時間一致手段を使用するか否かを選択する手段を有することによって、作業者が必要に応じて昇温時間を一致させるかどうかを選択することが可能となる。

本発明により、複数の射出装置を備える射出成形機において、全ての射出装置が備える加熱シリンダの現在温度が目標温度に到達するまでの時間が一致するように温度制御する温度制御装置を備えた射出成形機を提供することが可能となる。

複数の射出装置を備えた射出成形機を構成する射出装置と温度制御装置の構成を示す図である。 本発明の実施形態における、複数の射出装置から構成される射出成形機のシステム構成を説明する図である。 本実施形態における、複数の射出装置を有する加熱シリンダを同期昇温制御する動作を示すフローチャートである。 同期昇温制御を用いなかった場合の昇温の様子を示すグラフである。 射出装置毎に同期昇温制御を行った場合の昇温の様子を示すグラフである。 全ての射出装置が備える加熱シリンダの各加熱ゾーンで同期昇温制御を行った場合の昇温の様子を示すグラフである。 全ての射出装置が備える加熱シリンダの各加熱ゾーンで同期昇温制御を行った場合で、異なる温度制御を行った場合の昇温の様子を示すグラフである。 全ての射出装置が備える加熱シリンダの各加熱ゾーンで同期昇温制御を行った場合で、さらに異なる温度制御を行った場合の昇温の様子を示すグラフである。 加熱シリンダの温度監視設定画面を説明する図である。

図１は複数の射出装置を備えた射出成形機を構成する射出装置と温度制御装置の構成を示す図である。
射出成形機は機台１上に射出装置と型締装置を備えている。本発明は射出装置が備える加熱シリンダの温度制御装置に関するものであるから、型締装置については記載を省略し、第１の射出装置１００と、第１の射出装置１００を構成する、第１の射出機構部１１０と第１の温度制御装置１２０について記載されている。

第１の射出機構部１１０においては、スクリュ１０が挿入されたシリンダ６が機台１に設置されたフロントプレート２に固定され、シリンダ６の先端にノズル４が装着され、シリンダ６の後端部には樹脂ペレットをシリンダ６に供給するホッパ７が取り付けられている。また、スクリュ１０を軸方向に駆動する駆動手段としての射出用サーボモータＭ１、伝動機構９等が備えられており、これらの射出用サーボモータＭ１、伝動機構９等によってスクリュ１０は軸方向に駆動され、射出及び背圧制御がなされる。また、スクリュ１０を回転させるための回転駆動手段としてのサーボモータＭ２と、ベルト、プーリ等で構成される伝動機構８が備えられており、これらのサーボモータＭ２、ベルト、プーリ等で構成される伝動機構８によってスクリュ１０が回転駆動されるようになっている。

射出用サーボモータＭ１、スクリュ回転用サーボモータＭ２には、それぞれ、その回転位置・速度を検出する位置・速度検出器Ｐ１、位置・速度検出器Ｐ２が取り付けられている。これら位置・速度検出器Ｐ１，Ｐ２によって、スクリュ１０の位置（スクリュ軸方向の位置）、移動速度（射出速度）、スクリュ１０の回転速度を検出できる。

ＣＰＵ２７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や、射出成形機を全体的に制御する自動運転プログラム等を記憶したＲＯＭ２８および演算データの一時記憶等に用いられるＲＡＭ２９が接続されている。

サーボアンプ２０は射出用サーボモータＭ１を駆動するサーボアンプであり、サーボアンプ２１はスクリュ回転用サーボモータＭ２を駆動するサーボアンプ２１である。いずれのサーボアンプも、サーボＩ／Ｆ２２を介してバス２６に接続されている。

各サーボモータＭ１，Ｍ２には、前述したように、それぞれ位置・速度検出器Ｐ１，Ｐ２が取り付けられている。これら位置・速度検出器Ｐ１，Ｐ２からの出力は、ＣＰＵ２７にフィードバックされる。ＣＰＵ２７は、各軸（射出用サーボモータＭ１、または、スクリュ回転用サーボモータＭ２）への移動指令と位置・速度検出器Ｐ１、位置・速度検出器Ｐ２からフィードバックされる検出位置と検出速度に基づいて、位置、速度のフィードバック制御を行うとともに、電流フィードバック制御も実行して、射出用サーボモータＭ１を駆動するサーボアンプ２０、及び、スクリュ回転用サーボモータＭ２を駆動するサーボアンプ２１を駆動制御する。

液晶表示装置などで構成される表示装置を有する表示装置／ＭＤＩ（表示装置付き入力装置）３２は、表示回路３１を介してバス２６に接続されている。さらに、不揮発性メモリで構成される成形データ保存用ＲＡＭ３０もバス２６に接続されている。この成形データ保存用ＲＡＭ３０に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、マクロ変数等が記憶されている。また、３４は警告灯であり、射出装置に異常が生じた際などに点灯して報知する。

加熱シリンダの現在温度や目標温度は、通信回路４０から通信回線４２によって、他の射出装置に出力したり、他の射出装置からの加熱シリンダの現在温度や目標温度を入力することができる。この信号の入出力については後述する。

ノズル４及びシリンダ６にはそれぞれヒータ５が装着されている。図１に示されているように、ノズル４及びシリンダ６に装着されるヒータ５は、ノズル４、シリンダ６を区分して加熱できるように、複数の加熱ゾーンに区分されている。
ノズル４及びシリンダ６には、複数の加熱ゾーンに対応して温度センサ１７が取り付けられている。

本実施形態においては、ノズル４とシリンダ６をいずれも被加熱部として総称して加熱シリンダと称することがある。また、射出装置が備える被加熱部が有する２つ以上の加熱ゾーンの現在温度が目標温度に到達するまでの時間に差異が生じないように被加熱部が昇温することを同期昇温と称し、同期昇温するように被加熱部を温度制御することを同期昇温制御と称することがある。

表示装置／ＭＤＩ３２には、図示しない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ており、グラフ表示などの表示画面の選択や機能メニューの選択、各種データの入力操作を行えるようになっている。例えば図９に示されている、加熱シリンダの温度監視設定画面は、表示装置／ＭＤＩ３２の表示画面に表示される。また、成形運転時の目標温度は表示装置／ＭＤＩ３２の図示しないテンキーなどを用いて入力することができる。

入出力インタフェース（ＤＩ／ＤＯ）２５は、ノズル４やシリンダ６に配置された温度センサ１７からの温度検出信号を、温度アンプ２３を介して受信するためのインタフェースである。また、ノズル４やシリンダ６に配置されたヒータ５への電源３３からの電力の供給を制御する制御信号をリレー２４に出力するためのインタフェースでもある。

ＣＰＵ２７は、ノズル４及びシリンダ６に装着された複数のヒータ５の配置位置に応じて区分された加熱ゾーン毎に、成形運転時の目標温度および温度センサで検出される検出温度に基づいてＰＩＤ制御などを行い、各加熱ゾーンを加熱制御して成形運転時の目標温度に制御する。これによって、ノズル４およびシリンダ６は、図９に示された温度監視設定画面において設定された、ヒータ５の目標温度の設定値に一致するよう温度制御され、温度センサ１７によりノズル４及びシリンダ６から構成される加熱シリンダの現在温度が常に計測されている。

図２は、本実施形態における、複数の射出装置から構成される射出成形機のシステム構成を説明する図である。本実施形態においては、複数の射出装置として、射出装置を２台用いた場合を例に、第１の射出機構部１１０と第１の温度制御装置１２０とからなる第１の射出装置１００と、第２の射出機構部２１０と第２の温度制御装置２２０とからなる第２の射出装置２００とからなる射出成形機で説明する。第２の射出装置２００の構成は、図１で示された第１の射出装置１００の構成と同様である。なお、本実施形態においては２台の射出装置を用いた例で説明しているが、３台以上の射出装置を用いて構成することも可能である。

図２に示されているように、第１の温度制御装置１２０と第２の温度制御装置２２０との間は通信回線４２によって接続されており、通信回線４２を通じて、加熱シリンダの現在温度や目標温度などを入出力している。通信回線４２としては、有線通信や無線通信を用いる。有線通信の例として、ＲＳ−２３２Ｃ等のシリアル通信、イーサネット（登録商標）通信、入出力信号（Ｉ／Ｏ）などがある。また、無線通信の例として、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などを用いることができる。

図３は、本実施形態における、複数の射出装置が有する加熱シリンダを同期昇温制御する動作を示すフローチャートである。本フローチャートにおいては、各加熱シリンダが１つの加熱ゾーンを有しているものとし、各加熱シリンダが有している加熱ゾーンの温度を加熱シリンダの温度として表現している。以下、ステップ毎に説明する。
・（ステップＳＡ１）第１の射出機構部、第２の射出機構部の加熱シリンダのヒータをＯＮする。
・（ステップＳＡ２）作業者が同期昇温制御を使用するかどうかを判定する。使用するかどうかは表示装置／ＭＤＩへの入力操作等によって設定することが可能である。同期昇温制御を使用する場合（ＹＥＳ）はステップＳＡ３に進み、同期昇温制御を使用しない場合（ＮＯ）は同期昇温制御を終了する。

・（ステップＳＡ３）第１の温度制御装置において、第１の射出機構部の加熱シリンダの現在温度、昇温時間を取得する。また、第２の射出機構部の加熱シリンダの現在温度、昇温時間を第２の温度制御装置から通信回線４２を通じて取得する。
・（ステップＳＡ４）全ての加熱シリンダの現在温度が目標温度に到達したかどうかを判定する。到達している場合（ＹＥＳ）は同期昇温制御を終了し、到達していない場合（ＮＯ）はステップＳＡ５に進む。
・（ステップＳＡ５）第１の温度制御装置において、第１の射出機構部の加熱シリンダと第２の射出機構部の加熱シリンダの内で最も遅い昇温時間をＴＶＭＡＸとして算出する。

・（ステップＳＡ６）算出した昇温時間ＴＶＭＡＸに変更があるかどうかを判定する。変更がある場合（ＹＥＳ）はステップＳＡ７に進み、変更がない場合（ＮＯ）はステップＳＡ８に進む。
・（ステップＳＡ７）算出された昇温時間ＴＶＭＡＸを第１の温度制御装置と第２の温度制御装置に設定する。第２の温度制御装置については、第１の温度制御装置から、通信回線を通じて設定する。
・（ステップＳＡ８）第１の温度制御装置で、第１の射出機構部の加熱シリンダの昇温時間がＴＶＭＡＸに一致するように温度制御をし、第２の温度制御装置で、第２の射出機構部の加熱シリンダの昇温時間がＴＶＭＡＸに一致するように温度制御をし、ステップＳＡ２に戻る。

ここで、図３のフローチャートにおいては、加熱シリンダの内で最も遅い昇温時間をＴＶＭＡＸとして算出することとしているが、加熱シリンダ内を区分したそれぞれの加熱ゾーンを比較して、全ての加熱ゾーンの中で最も遅い昇温時間をＴＶＭＡＸとして算出するように構成することもできる。

昇温時間の算出は、現在温度と目標温度に基づいて表形式などで成形データ保存メモリに保存しておき、そこから読みだして昇温時間の算出を行うことも可能であるし、現在温度と目標温度から様々の方法で算出することもできる。例えば、現在温度と目標温度、予め成形データ保存メモリに記憶させておいた昇温速度Ｖｎｍ[℃／秒]より求めることもできる。なお、昇温速度Ｖｎｍは、予めヒータをＯＮした際に、加熱時間と現在温度が上昇する状態を測定することによって求めることができる。例えば、昇温速度Ｖｎｍは、予め、加熱シリンダの各種制御パラメータを算出するチューニングによって、温度制御に使用するＰＩＤ等の制御パラメータと共に求めることができる。

（式１）
ＴＶｎｍ（ｔ）＝［ＳＶｎｍ − ＰＶｎｍ（ｔ）］×Ｖｎｍ
ＴＶｎｍ（ｔ）：時間ｔにおける昇温時間 [秒]
ＰＶｎｍ（ｔ）：時間ｔにおける現在温度 [℃]
ＳＶｎｍ ：目標温度 [℃]
Ｖｎｍ ：昇温速度 [℃／秒]
ｎ ：射出装置が何台目かを示す数字
ｍ ：加熱ゾーンが何番目かを示す数字

温度制御装置は、第１の射出機構部の加熱シリンダと第２の射出機構部の加熱シリンダの昇温時間の内で最も遅い昇温時間をＴＶＭＡＸとして算出し、算出した昇温時間ＴＶＭＡＸを各温度制御装置に設定する。以下の説明ではＴＶＭＡＸを同期昇温時間と称す。なお、第１の温度制御装置１２０が第２の温度制御装置２２０に同期昇温時間ＴＶＭＡＸを設定するには、第１の温度制御装置１２０と第２の温度制御装置２２０を接続する通信回線４２を用いて設定する。

第１の温度制御装置１２０および第２の温度制御装置２２０は、各加熱ゾーンの現在温度ＰＶｎｍ（ｔ）が目標温度ＳＶｎｍに到達するまでの昇温時間ＴＶｎｍ（ｔ）が同期昇温時間ＴＶＭＡＸに一致するように各加熱ゾーンのヒータ５を制御する。
ここで、算出した同期昇温時間ＴＶＭＡＸの各温度制御装置への設定は、毎回設定してもよいし、同期昇温時間ＴＶＭＡＸに変更があった場合としてもよい。同期昇温時間ＴＶＭＡＸの各温度制御装置への設定を同期昇温時間ＴＶＭＡＸに変更があった場合のみとすると、通信回線４２の通信負荷（通信データ量）を減じることが可能となる。

ここで、１つの射出装置が備える加熱シリンダの各加熱ゾーンの現在温度ＰＶｎｍ（ｔ）が目標温度ＳＶｎｍに到達するまでの昇温時間ＴＶｎｍ（ｔ）が昇温時間ＴＶＭＡＸに一致するように各加熱ゾーンのヒータを制御する方法、即ち、同期昇温制御に係わる制御パラメータを算出する方法としては、特許文献１〜７に挙げられているような様々な方法が知られている。

次に図４〜図８に基づいて、複数の射出装置が備える加熱シリンダの昇温の様子を説明する。以下の説明では、射出装置が２つ、各射出装置が備える加熱シリンダの加熱ゾーンが２つの場合を例に説明する。
図４は、同期昇温制御を用いなかった場合のグラフであり、第１の射出装置１００および第２の射出装置２００の加熱ゾーンの現在温度ＰＶｎｍ（ｔ）は、それぞれ個別に上昇して目標温度ＳＶｎｍに到達し、それぞれ目標温度に到達する時間が異なっている。このように各加熱ゾーンの現在温度ＰＶｎｍ（ｔ）が目標温度ＳＶｎｍに到達する昇温時間ＴＶｎｍ（０）に差異が生じるのは、加熱シリンダの熱容量、各加熱ゾーンに付設した加熱部のヒータ容量や形状等に差異があるからである。

また、各加熱ゾーンの現在温度ＰＶｎｍ（ｔ）のグラフの傾きが、各加熱ゾーンの昇温速度[℃/秒]を表す。なお、全ての射出装置にて最も遅い昇温時間を同期昇温時間ＴＶＭＡＸとする。図４の場合においては、ＴＶＭＡＸ ＝ ＴＶ２２（０）となる。
（式２）
ＴＶＭＡＸ ＝ ｍａｘ（ＴＶ１１（０）,ＴＶ１２（０）, ＴＶ２１（０）,ＴＶ２２（０））

図５は、射出装置毎に同期昇温を行なった場合の例で、次の手順で同期昇温制御する。先ず、予め、チューニング等で得られた各加熱ゾーンの昇温速度Ｖｎｍ[℃／秒]（図４の加熱ゾーン毎の温度グラフの傾きに相当する）を制御パラメータとして各温度制御装置の成形データ保存用メモリに記憶しておく。
次に、（式１）を用いて、各加熱ゾーンの現在温度ＰＶｎｍ（ｔ）と目標温度ＳＶｎｍと昇温速度Ｖｎｍから、各加熱ゾーンの昇温時間ＴＶｎｍ（ｔ）を計算する。

次に、第１の射出装置１００の全ての加熱ゾーンの昇温時間ＴＶｎｍ（ｔ）の中で、最も遅い昇温時間を同期昇温時間ＴＶＭＡＸ１として、（式３）を用いて各ゾーンの同期昇温速度ＶＳＹＮＣｎｍを計算する。同様に、第２の射出装置２００についても、第２の射出装置２００の中で最も遅い昇温時間を同期昇温時間ＴＶＭＡＸ２として、各ゾーンの同期昇温速度ＶＳＹＮＣｎｍ[℃/秒]を計算する。
（式３）
ＶＳＹＮＣｎｍ ＝ ［ＳＶｎｍ − ＰＶｎｍ（ｔ）］／ＴＶＭＡＸｎ

この計算で求めた各ゾーンの同期昇温速度ＶＳＹＮＣｎｍを新しい昇温速度として各温度制御装置に設定する。各温度制御装置は、各加熱ゾーンの昇温速度が同期昇温速度ＶＳＹＮＣｎｍとなるように、各加熱ゾーンの現在温度が目標温度まで昇温するように温度制御する。その結果、第１の射出装置１００または第２の射出装置２００のそれぞれにおいては、各加熱ゾーンの現在温度ＰＶｎｍ（ｔ）と目標温度ＳＶｎｍに到達する時間に差異が生じないことを実現している。

しかしながら、図５では、第１の射出装置１００と第２の射出装置２００の異なる射出装置間では、それぞれの昇温時間ＴＶＭＡＸ１、ＴＶＭＡＸ２は異なり、同期昇温していない。そのため、両射出装置の全ての加熱ゾーンの現在温度が目標温度に到達する時間に、図５におけるＴＤＵ１２（＝ＴＶＭＡＸ２ − ＴＶＭＡＸ１）の差異が生じている。この状態では、目標温度に先に到達した第１の射出装置１００の加熱シリンダ内の溶融樹脂は時間差（ＴＤＵ１２）だけ樹脂が溶融した状態を維持するので、第１の射出装置１００の加熱ゾーン内の溶融樹脂が変質したり炭化したりして成形不良を生じるおそれがある。

そこで、図６の例では、第１の温度制御装置１２０が全ての射出装置が備える加熱シリンダの各加熱ゾーンの現在温度ＰＶｎｍ（ｔ）と目標温度ＳＶｎｍと昇温速度Ｖｎｍを取得し、（式１）を用いて昇温時間ＴＶｎｍ（ｔ）を計算する。続いて、（式２）を用いて、全ての加熱ゾーンの中で最も遅い昇温時間ＴＶ２２（ｔ）を同期昇温時間ＴＶＭＡＸとする。即ち、第１の射出装置１００の同期昇温時間ＴＶＭＡＸ１と、第２の射出装置２００の同期昇温時間ＴＶＭＡＸ２は、いずれもＴＶＭＡＸで同じ値となる。

続いて、（式３）を用いて、同期昇温時間ＴＶＭＡＸに相当する各加熱ゾーンの同期昇温速度ＶＳＹＮＣｎｍを計算し、この同期昇温速度ＶＳＹＮＣｎｍを各射出装置の温度制御装置に設定する。なお、第１の温度制御装置１２０が第２の温度制御装置２２０に同期昇温速度ＶＳＹＮＣｎｍを設定するには、第１の温度制御装置１２０と第２の温度制御装置２２０とを接続する通信回線４２を用いて設定する。その結果、図６のように、各射出装置が備える温度制御装置は、各加熱ゾーンの現在温度ＰＶｎｍ（ｔ）の推移が同期昇温速度ＶＳＹＮＣｎｍに一致するように被加熱部を温度制御し、第１の射出装置１００と第２の射出装置２００の全ての加熱ゾーンの現在温度ＰＶｎｍ（ｔ）が目標温度ＳＶｎｍ（ｔ）に到達する時間を一致させることができる。

また、別の同期昇温の例として、図７を説明する。（式２）を用いて、全ての射出装置の中で最も遅い昇温時間ＴＶ２２（ｔ）を同期昇温時間ＴＶＭＡＸとする。続いて、各加熱ゾーンと同期昇温時間ＴＶＭＡＸとの時間差ＴＤＺｎｍを計算する。
（式４）
ＴＤＺｎｍ ＝ ＴＶＭＡＸ − ＴＶｎｍ（０）

この各加熱ゾーン毎の時間差ＴＤＺｎｍを各射出装置の温度制御装置に設定する。なお、第１の温度制御装置１２０が第２の温度制御装置２２０に時間差ＴＤＺｎｍを設定するには、第１の温度制御装置１２０と第２の温度制御装置２２０とを接続する通信回線４２を用いて設定する。各温度制御装置は、各加熱ゾーン毎にヒータＯＮを開始する時間を時間差ＴＤＺｎｍだけ遅らせて被加熱部を温度制御して同期昇温する。

また、別の同期昇温の例として、図８のように射出装置毎に異なる同期昇温の方法を用いてもよい。この例においては、第１の射出装置１００の同期昇温制御は、図７と同様に各加熱ゾーン毎に時間差ＴＤＺｎｍを設けて同期昇温する。一方、第２の射出装置２００の同期昇温制御は、図６と同様に全ての射出装置の中で最も遅い昇温時間ＴＶ２２（ｔ）を同期昇温時間ＴＶＭＡＸとして、同期昇温時間ＴＶＭＡＸより導かれる各加熱ゾーン毎の同期昇温速度ＶＳＹＮＣｎｍを第２の温度制御装置２２０に設定して同期昇温する。

このように射出装置毎に異なる同期昇温の手段を用いた場合であっても、第１の射出装置１００と第２の射出装置２００の全ての加熱ゾーンの現在温度ＰＶｎｍ（ｔ）が目標温度ＳＶｎｍ（ｔ）に到達する時間を一致させることができる。

上記の説明のように、様々な同期昇温を実現する制御方法があり、また、各射出装置が備える加熱シリンダの熱容量、各加熱ゾーンに付設した加熱部のヒータ容量や形状等の物性が異なる射出装置を備えた射出成形機であっても、複数の射出装置のうちで最も遅い昇温時間を同期昇温時間として各温度制御装置に設定することによって、複数の射出装置が有する加熱シリンダの現在温度が目標温度に到達するまでの昇温時間を一致させることができる。

本実施形態においては、複数の射出装置を有する射出成形機の内の１つの温度制御装置において同期昇温時間を算出して、他の温度制御装置へ通信回線４２を通じて同期昇温時間を設定しているが、複数の温度制御装置において同期昇温時間を算出し、他の温度制御装置へ同期昇温時間を通信回線４２を通じて設定してもよい。

図９は、加熱シリンダの温度監視設定画面を説明する図である。表示装置／ＭＤＩ３２に表示される温度監視設定画面には、温度制御装置が検出した現在温度６２を表示すると共に、加熱シリンダを昇温して到達する目標温度６４の設定値を入力することができる。また、温度制御装置が同期昇温制御を実行している場合は、画面上に文字情報として“同期昇温中”と温度制御装置の状態を表示する。また、文字情報の代わりに、図示しないアイコンやマーク等の図形情報を表示してもよい。

また、表示装置には、表示装置を有する射出装置の現在温度６２または目標温度６４を表示すると共に、別の射出装置の現在温度７２または目標温度７４が表示されている。なお、表示装置に表示する項目として、図示しないが、別の射出装置のアラーム有無や、加熱シリンダの現在温度が目標温度に到達するまでの昇温時間などを算出して表示してもよい。また、本実施形態においては、当該射出装置の加熱シリンダの現在温度６２と目標温度６４、他の射出装置の加熱シリンダの現在温度７２と目標温度７４を表示するようにしているが、当該射出装置の加熱シリンダの現在温度６２と目標温度６４のみを表示したり、他の射出装置の加熱シリンダの現在温度７２と目標温度７４のみを表示するように構成することもできる。

表示装置の上部には、複数の射出装置が同期昇温する昇温時間一致手段を使用するか否かを作業者が選択する選択部が設けられており、作業者の操作によって、全ての加熱シリンダにおいて同期昇温を行うかどうかを選択することができる。なお、この選択部は必ず設けなければならないものではなく、選択部を設けることなく、常に昇温時間一致手段を使用するように構成することも可能である。

１ 機台
２ フロントプレート
４ ノズル
５ ヒータ
６ シリンダ
７ ホッパ
８ 伝動機構
９ 伝動機構
１０ スクリュ
１７ 温度センサ
２０ サーボアンプ
２１ サーボアンプ
２２ サーボインターフェース
２３ 温度アンプ
２４ リレー
２５ 入出力インターフェース
２６ バス
２７ ＣＰＵ
２８ ＲＯＭ
２９ ＲＡＭ
３０ 成形データ保存用ＲＡＭ
３１ 表示回路
３２ 表示装置／ＭＤＩ
３３ 電源
３４ 警告灯
４０ 通信回路
４２ 通信回線
６０ 加熱シリンダ１についての表示
６２ 現在温度
６４ 目標温度
７０ 加熱シリンダ２についての表示
７２ 現在温度
７４ 目標温度
１００ 第１の射出装置
１１０ 第１の射出機構部
１２０ 第１の温度制御装置
２００ 第２の射出装置
２１０ 第２の射出機構部
２２０ 第２の温度制御装置

Claims (5)

1. 複数の射出装置と、
   昇温時間入出力手段と、
   昇温時間一致手段と、を有する射出成形機であって、
   前記複数の射出装置を構成するそれぞれの射出装置は、
   被加熱部を加熱する加熱手段と、
   温度制御装置と、
   前記被加熱部の現在温度を検出する現在温度検出手段と、
   前記被加熱部の目標温度を設定する目標温度設定手段と、
   前記被加熱部の現在温度が目標温度に到達するまでの時間を前記被加熱部毎の昇温時間として求める昇温時間算出手段と、
   前記昇温時間を記憶する昇温時間記憶手段と、を備え、
   前記昇温時間入出力手段は、前記複数の射出装置を構成するそれぞれの射出装置内の前記昇温時間記憶手段に記憶されている前記昇温時間に変更があったときのみ、有線通信または無線通信により、それぞれの射出装置が備えている温度制御装置間で前記昇温時間を通信し、
   前記昇温時間一致手段は、前記複数の射出装置が備える被加熱部における最も遅い昇温時間を求め、該最も遅い昇温時間にその他の被加熱部の昇温完了時期を一致させるようにすべての被加熱部を加熱することを特徴とする温度制御装置を有する射出成形機。
2. 前記複数の射出装置を構成するそれぞれの射出装置は、前記被加熱部の昇温速度を記憶する昇温速度記憶手段を有し、
   前記射出成形機は昇温速度入出力手段を有し、
   前記昇温速度入出力手段は、前記複数の射出装置を構成するそれぞれの射出装置内の前記昇温速度記憶手段に記憶されている前記昇温速度を、有線通信または無線通信により、それぞれの射出装置が備えている温度制御装置間で前記昇温速度を通信し、
   それぞれの射出装置が備えている前記昇温時間算出手段は前記現在温度と前記目標温度と前記昇温速度から前記昇温時間を求めることを特徴とする請求項１記載の温度制御装置を有する射出成形機。
3. 前記複数の射出装置を構成する射出装置のうち、少なくとも１つの射出装置は表示装置を備え、
   前記表示装置は、当該射出装置の前記被加熱部を温度制御している状態を文字情報または図形情報として表示することを特徴とする請求項１又は２に記載の温度制御装置を有する射出成形機。
4. 前記複数の射出装置を構成する射出装置のうち、少なくとも１つの射出装置は表示装置を備え、
   前記表示装置は、当該射出装置とは異なる射出装置の前記現在温度、前記目標温度または前記昇温時間の少なくともいずれかを表示することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の温度制御装置を有する射出成形機。
5. 前記昇温時間一致手段を使用するか否かを選択する手段を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の温度制御装置を有する射出成形機。