JPH01301222A - 射出成形機の保圧切換方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、射出成形機の保圧切換方式に関する。

従来の技術 射出成形機において射出工程から保圧工程への切換を行
う場合には、金型キャビティ内に樹脂が完全に充填され
ていることを確認する必要がある。

従来、金型キャビティ内の樹脂が完全に充填されている
か否かを検出する方式としては、人別して、スクリュー
が保圧切換位置に）ヱした事を検出して樹脂の充填が完
了したと見做すものと、金型キャビティ内の樹脂の実圧
やスクリューに作用する樹脂の反力を検出して樹脂の充
填完了を確認するものとがあった。なお、スクリュー位
置によって保圧切換を行うものにおいては、計量不良等
によりスクリューを保圧切換位置にまで押し切ることが
できない場合であっても成形作業を継続して行わせるた
め、タイマを併用し、該タイマの設定時間が経過しても
スクリューが保圧切換位置に到達しない場合には強制的
に保圧工程に移行させるようにしたものもある。また、
射出反力を検出して樹脂の充填完了を確認するちのにお
いては、計量不足等により充填不足が生じ、スクリュー
−最前進位置まで押し切っても射出圧力が上がらず、保
１ｆへの切換えが（１われないため連続成形ができなく
なる場合があり、上記と同様にタイマを０１用し、タイ
マの設定時間が経過しても射出圧力が保圧切換圧力に到
達しる【い場合には、強制的にき保圧工程に移行させる
ようにしたものもある。

しかし、確実に樹脂の充填完了を確認するためには、金
型キャビティ内の樹脂の実圧やスクリューに作用する樹
脂の反力を直接検出して充填完了を確；忍ツる、クロー
ズトループ形式の圧力検出による保圧ｌ、７Ｊ換方式が
望ましいことは言うまでもない。

発明が解決しようとする課題 ところが、圧力を検出し、この検出圧力に応じて保圧工
程に切換える方式の場合、金型キャビティ内の樹脂の実
圧を検出するにしても、スクリューに作用号−る樹脂の
反力を検出するにしても、従来の方式にｉＪ３いては、
圧力検出器を廂えることが必須の要件であって、必然的
にそのコストも他の６式に比べて８儲なものとなってい
た。

そこで、本発明の目的は、圧力検出器を設けなくとも従
来の圧力検出による保圧切換方式と同様、確実に金型キ
ャビティ内の樹脂の充填状態を確認できる射出成形鏝の
保圧切換方式を提供することにある。

課題を解決するための手段 本発明は、射出工程において、スクリューの現在位置と
該スクリューに与えられた指令位置との間の位置偏差を
検出し、検出位置偏差が設定所定値を超えると、射出完
了として保圧工程を開始づるように構成した。

また、スクリューの現在速度と該スクリューに設定され
た射出速度との間の速度（１差を検出し、上記速度偏差
が設定所定値を超えると、射出完了として保圧工程を開
始するように構成することによって上記目的を達成した
。

作　　用 射出工程において金型キャビティ内に樹脂が充填されて
いない状態においてはスクリューに作用する樹脂の反力
、即ち、樹脂圧が小さいため、上記スクリューは指令位
装置や設定射出速度に追従して動作するが、金型キャビ
ティ内の樹脂が充填されるにつれてスクリューに作用す
る樹脂の反力が増加すると、該スクリューは指令位置や
設定射出速度に追従しで動作することが困難となる。

そのため、スクリューの現在位ｎとスクリューに与えら
れた指令位置との間の位置偏差が徐々に増大してゆき、
位置偏差が設定所定値を超えると、金型キャビティ内の
樹脂が完全に充填されたことを意味し、それを確認して
から保圧工程を開始させる。

又、金型キセビティ内に樹脂が充填され、スクリューの
現在速度が減少し、スクリューの現在速度とスクリュー
に設定された射出速度との間の速度偏差が徐々に増大し
てゆき、速度偏差が５９定所定埴を超えると、この場合
も、金型キャビティ内の樹脂が完全に充填されたことを
意味し、それを確認してから保圧工程を開始させる。

実施例 以下、本発明の実施例について説明する。

第１図は、本発明の一実施例を実施する電動式射出成形
機の要部及び該射出成形機の制御系要部を示す図であり
、符号１はスクリュー、符号２は射出用のサーボモータ
、符号３は射出用のサーボモータ２に取付けられたパル
スコーダ、符テ）４はシリンダーである。

又、符号１００は射出成形機を制御する制御装置として
の数値制御装置（以下、ＮＣ装置という）で、該ＮＣ装
置１００はＮＣ用のマイクロプロセッサ（以下、ＣＰＵ
という）１０８とプログラマブルマシンコントローラ（
以下、ＰＭＣという）用のＣＰＵ１１０を右しており、
ＰＭＣ用ＣＰＵ１１０には射出成形機のシーケンス動作
を制６Ｉｌするシーケンスプログラム等を記憶したＲＯ
Ｍ１１３とデータの一時記憶等に用いられるＲＡＭ１０
６とが接続されている。ＮＣ用ｃｐｕ　ｉ　ｏｓには射
出成形機を全体的に制御する管理プログラムを記憶した
ＲＯＭ１１１及び射出用、クランプ川。

スクリュー回転用、エジェクタ用等の各軸の′ＩＪ−ボ
モータを駆動制御するサーボ回路１０１がサーボインタ
ーフェイス１０７を介して接続されている。なお、第１
図では射出用のサーボモータ２、該４ノ１ボモータ２の
サーボ回路１０１のみ図示している。また、１０３はバ
ブルメモリやＣＭＯＳメモリで構成される不揮発性の共
有１＜ＡＭで、射出成形機の各動作を制御するＮＣプロ
グラム等を記憶するメモリ部と成形条件等に関する各種
設定値、パラメータ、マクロ変数を記憶する設定メモリ
部とを有する。１０９はバスアービタコントローラ（以
下、ＢΔＣという）で、該ＢＡＣ１０９にはＮＣ用ＣＰ
ＩＪ１０８及びＰＭＣ用ＣＰＵ１１０、共有ＲＡＭ１０
３．入力回路１０４．出力回路１０５の各バスが接続さ
れ、該８ＡＣ１０９によって使用するバスを制御するよ
うになっている。

また、１１４はオペレータパネルコントローラ１１２を
介してＢＡＣ１０９に接続されたＣＲＴＲ７表示装置付
手動シーク入力装置下、ＣＲＴ／ＭＤＩという）であり
、（、ＲＴ表示画面上に各種設定画面や作業メニューを
表示したり、各種操作キー（ソフトキーやテンキー等）
を操作することにより様々な設定データの入力や設定画
面の選択ができるようになっている。なＪ３．１０２は
ＮＣ用ｃｐｕｉｏｓにバス接続されたＲＡＭでデータの
一時記憶等に利用されるものである。

第１図では、射出成形機の射出軸に関するもの、即ちス
クリュー１を駆動して射出させるための射出用サーボモ
ータ２、射出用サーボモータ２に取付けられ、該サーボ
モータの回転を検出しスクリュー位置を検出するバルス
コーダ３を示しており、他の型Ｕ　＠、スクリュー回転
軸、エジェクタ軸笠は省略している。そのため、ＮＣ装
置１００内のサーボ回路１０１も射出用サーボモータ用
のものだけを示し、他の軸のサーボ回路は省略している
。

そして、該サーボ回路１０１は、射出用サーボモータ２
に接続され、又、パルスコーダ３の出力もサーボ回路１
０１に入力されている。又、出力回路１０５からサーボ
回路１０１には、射出用サーボモータ２の出力トルクを
制御するためのトルクリミット値が出力されるようにな
っている。

以上のような構成において、ＮＣ装置１００は、共有Ｒ
ＡＭ１０３に格納された射出成形別の各動作を制御する
ＮＣプログラム及び上記設定メモリ部に記憶された各種
成形条件のパラメータやＲＯＭ１１３に格納されている
シーケンスプログラムにより、ＰＭＣ用ＣＰＵ１１０が
シーケンス制御を行いながら、ＮＣ用ＣＰＵ１０８が射
出成形機の各軸のサーボ回路１０１ヘサーボインターフ
エイス１０７を介してパルス分配し、射出成形機を制御
する。

そして、各軸のサーボ回路１０１は、サーボインターフ
ェイス１０７を介して受けた分配パルスからパルスコー
ダ３からのパルスを減じ、指令位置に対する現在のエラ
ー吊を出力するエラーレジスタと、エラーレジスタの出
力をＤ／Ａ変換し速度指令として出力し、該速度指令と
パルスコーダ３の出力をＦ／Ｖ変換して得た現在の速度
とを比較し、サーボモータに流す電流指令即ち、トルク
指令を出力し、現在のサーボモータ２に流れる電流と速
度制御鼎から出力された電流指令を比較し、サーボモー
タ２に流す電流を制御し、出力１〜ルクを制御するよう
に構成されている。さらに、射出軸のように射出圧力や
保圧、背圧等を制御するサーボ回路には、サーボモータ
２の出力トルクを制御するため上記トルク指令の指令値
を制限するトルクリミット手段が設けられており、出力
回路１０５からの出力によってそのトルクリミット値を
制御するようになっている。

以下、ＰＭＣ用ＣＰＵ１１０が所定周期毎のタスク処理
において実行する保圧切換処理のフローチャート（第２
図参照）と共に第１の実施例における保圧切換動作につ
いて説明する。

なお、共有ＲＡＭ１０３には、ＮＧ用ＣＰｔＪ１０８が
射出用サーボモータ２のサーボ回路１０１へ１ナーポイ
ンターフエイス１０７を介して行うパルス分配の量、即
ち、スクリュー１の指令位置を記憶する指令位置記憶レ
ジスタＰｓと、パルスコーダ３からサーボ回路１０１に
入力されるパルスをｖ４鋒記憶する、即ち、スクリュー
の現在位置を記憶する現在位置記憶レジスタＰａとが設
けられており、また該ＲＡＭ１０３の設定メモリ部には
保圧切換処理において保圧工程への移行判別に用いられ
るスクリューの現在位置と該スクリューに与えられた指
令位置との間の位置偏差（以下、保圧切換位置偏差とい
う）が設定記憶されている。

ＰＭＣ用ＣＰＩＪ１１０は所定周期毎に第２図に示す処
理を実行する。まず、射出開始されるとセラ１−される
射出開始フラグＦが既にセットされて□　いるか否かを
判別しくステップＳ１）、射出開始フラグＦがセラ［・
されていなければ、現在射出中か否かを判断する。これ
は、ＮＧ用ＣＰＵ１０８から射出軸前進指令が出力され
たか否か及び現在射出成形機は手動モードに設定されて
いるか、又は自動七〜ドに設定されているかによって判
断し、射出軸前進指令が出力され、かつ、自動モードに
設定されていると、射出中と判断し、（ステップＳ　２
　）　、Ｉ＞ｊ量中でなければこの処理周期における保
圧切換処理を終了する。

以下、所定周期毎にステップＳ１．ステップＳ２の判別
処理を繰返し実行プることとなるが、ステップＳ２にお
いて射出中と判断されると射出開始フラグＦをセットし
て射出工程が開始されたことを記憶し、（ステップＳ３
）、射出タイマＴｓに設定所定時間を設定しスタートさ
せ射出時間の監視を開始するくステップ８４）。

なお、射出開始侵ＮＣＩｔ１ＣＰＵ１０８は、共有ＲＡ
ＭＩ○３の設定メモリ部に設定記憶された射出条件に基
づいて所定周期毎のパルス分配処理を開始し、射出用り
゛−ボモータ２のサーボ回路１０１ヘサーボインターフ
エイス１０７を介してパルス分配を行い、スクリュー１
による射出動作を開始する。また、所定周期毎に出力さ
れる分配パルスは指令位置記憶レジスタｐｓに積の記憶
され、射出用４−ボモータ２の回転に伴ってバルスコー
ダ３からサーボ回路１０１に入力されるパルスは現在位
置記憶レジスタｐａに順次積算記憶されることとなり、
スクリュ−１の指令位置、及び実際の現在位置が、レジ
スタＰｓ　、Ｐａに各々格納される。

一方、射出工程の開始を記憶し射出タイマＴｓをスター
１へさぜたＰＭＣｆｆＩＣＰＵｌ　１０は、次に、現在
位置記憶レジスタｐａの値から指令位置記憶レジスタＰ
ｓの値を減じ、スクリュー１の現在位置と指令位置との
間の位置偏差を算出し、該位置偏差が設定された保圧切
換位置偏差ｐｔを上回っているか否かを判別するが（ス
テップ３５）、射出開始直後の時点においては金型キャ
ビティ内に樹脂は充填されておらず、スクリュー１に作
用する樹脂の反力も小さいためスクリュ−１は分配され
るパルスに追従して駆動されており、上記位置偏差が保
圧切換処理偏ｐ：Ｐｔを上回ることはない（なＪ３、本
実施例においては、スクリュー軸方向においてスクリュ
ー最前進位置を原点とする座標系を用いているので、ス
クリュー前進方向がマイナス方向となっており、Ｐａ（
現在位置）−ＰＳ（指令位置）の値は正またはＯとなる
）。そこで、次に、ステップＳ６に移行して射出タイマ
Ｔｓの設定時間が終了したか否かを判別するが、射出開
始直後の時点においては射出タイマ１”Ｓの設定時間も
終了していないので、ＰＭＣ用ＣＰＩＪ１１０はこの処
理周期における保圧切換処理を終了する。

数周・期以降の処理周期においては既に射出開始フラグ
Ｆがセットされているため、ＰＭＣ用ＣＰＵ１１０はス
テップ８１．ステップＳ５．ステツプＳ６の判別処理を
繰返し実行することとｔｒる。

このように（７てＰＭＣＪｌｌＣＰＵ　１１０が判別処
理を繰返す間に、ＮＣ用ＣＰＵ１０８のパルス分配処理
に基づいて射出駆動されるスクリュー１によって金型キ
ャビティ内に樹脂が充填されるにつれ、スクリュー１に
作用する樹脂の反力が増大するため、射出用サーボモー
タ２は分配されるパルスに追従してスクリュー１を駆動
することができなくなり、射出用サーボモータ２の実際
の回転によってパルスコーダ３から出力されるパルスを
積算記憶する現在位置記憶レジスタｐａと射出用４ノー
ボモ〜り２に関する分配パルスを積算記憶する指令位置
記憶レジスタｐｓとの差、即ち、位「９偏差が徐々に増
大してゆく。

そシテ、１ＭＣ用ＣＰＵ１１ｏがステップｓ１゜ステッ
プ８５．ステップＳ６の判別処理を繰返し実行する間に
、上記位置偏差の値が保圧切換位置偏差Ｐｔを上回って
いると判別すると（ステップＳ５）、該ＰＭＣ用ＣＰＵ
１１０は、金型１−ヤビデト内への樹脂の充填が完全に
終了したものと見做し、ＮＣ用ＣＰＵ１０８に保圧工程
へ移行づ−る信゛号を出力しくステップＳ７）、射出工
程を記憶づ″るフラグＦをリセットして（ステップ８８
）、保圧切換処理を終了する。なお、保圧工程に移行し
たＮＣ用ＣＰ　ＬＪ　１０８は共有ＲＡＭ１０３の設定
メモリ部に設定記憶された保圧条件、即ち、射出用サー
ボモータ２のトルクリミット値に基づいて保圧を開始す
る。

また、上記位置偏差の値（Ｐａ　−Ｐｓ　）が保圧切換
位ｍ’Ｊａ差Ｐｔを超えない内に射出ターイマ−ｒ　Ｓ
の設定時間が終了した場合はくステップＳ　６　）、射
出工程の終了と見做し、強制的に保Ｊ：ｉ、工Ｒに移行
づるようにしている。

本実施例においては、共有ＲＡＭ１０３に設けた現在位
置記憶レジスタＰａと指令位置記憶レジスタｐｓとを用
いて、スクリュ−１の現在位置と該スクリューに与えら
れた指令位置との間の位置偏差を検出するようにしたが
、射出用のり一ボ回路１０１内の１ラーレジスタの（的
を読み取って位置偏差としてもよい。

次に、スクリュー１の現在速度とスクリュー１に設定さ
れた射出速度との間の速度偏差が設定値を上回ると保圧
工程を開始するようにした第２の実施例について簡単に
説゛明する。

なお、本実施例においては、射出用サーボモータ２のサ
ーボ回路１０１においてパルスコーダ３の出）ｊをＦ／
Ｖ変換して得た現在の速度を△／Ｄ変換した値を記憶す
るスクリュー現在速度記憶レジスタＶａを共有ＲＡＭ１
０３に設けており、ＮＣ用ＣＰＵ１０８の処理周期毎に
上記スクリュー現在速度記憶レジスタ■ａにスクリュー
１の現在速度を占込むようにすると共に、該ＲＡＭ１０
３の設定メモリ部には保圧切換処理において保圧■稈へ
の移行判別に用いられるスクリューの現在速度と該スク
リューに設定された射出速度との間の速度偏差（Ｊズ下
、保圧切換速度偏差という）Ｖｔを設定記憶させる点が
上記第１の実施例とはＣＩ？、なる。

以下、ＰＭＣ用ＣＰｔＪ　１１０が所定周期毎のタスク
処理において実行する保圧切換処理のフローヂャート（
第３図参照）と共に本実施例における保圧切換動作につ
いて説明する。

なお、本実施例の保圧切換処理におけるステップ８１１
〜ステツプ８１４に至る処理は前述した第１の実施例の
保圧切換処理におけるステップ８１〜ステツプＳ４に至
る処理と同様であるので説明を省略する。

第１の実施例の場合と同様にして射出工程の開始を記憶
し射出タイマＴＳをスタートさせたＰＭＣ用ＣＰＬＪ１
１０は、次に、共有ＲＡＭ１０３の設定メモリ部に記憶
された射出速度の設定［ＶＳからスクリュー現在速度記
憶レジスタに記憶されたスクリュー１の現在速度ｖａを
減じ、スクリュー１の現在速度と設定射出速度との間の
速度偏差を算出し、該速度偏差がレジスタＶｔに記憶さ
れた保圧切換速度偏差を上回っているか否かを判別する
が（ステップ５１５）、射出開始６鴇の時点においては
金型キャどデイ内に樹脂は充填されておらず、スクリュ
ー１に作用する樹脂の反力も小さいためスクリュー１は
分配されるパルスに追従して駆動されており、上記速度
偏差が保圧切換速度偏差を上回ることはない。そこで、
次に、ステップＳ１６に移行して射出タイマＴＳの設定
時間が終了したか否かを判別するが、射出開始６復の時
点においては射出タイマＴＳの設定時間も終了していな
いので、ＰＭＣ用ＣＰＬＪ１１０はこの処理周期におけ
る保圧切換処理を終了する。

次周期以降の処理周期においては既に射出開始フラグＦ
がセットされているため、ＰＭＣｍＣＰＩＪｌｌｏはス
テップＳ１１．ステップ８１〜ステツプ３１６の判別処
理を繰返し実行することとなる。

このようにしてＰＭＣ用ＣＰＵ１１０が判別処理を繰返
す問に、ＮＣ用ＣＰＵ１０８のパルス分配処理に基づい
て射出駆動されるスクリュー１によって金型キャビティ
内の樹脂が充填されるにつれ、スクリュー１に作用する
樹脂の反力が増大するため、射出用サーボモータ２は分
配されるバルスに追従してスクリュー１を駆動すること
ができなくなりスクリュー１の移動速度が徐々に減少す
るため、スクリュー１の現在速度を記憶するスクリュー
現在速度記憶レジスタＶａと共有ＲＡＭ１０３の設定メ
モリ部に記憶された射出速度の設定（直Ｖｓとの差、即
ち、速度偏差（Ｖｓ　−Ｖａ　）が徐々に増大してゆく
。

そして、ＰＭＣ用ＣＰｔＪ１１０がステップＳ１１、ス
テップＳ１５．ステップ８１６の判別処理を繰返し実行
する間に、保圧切換速度偏差Ｖｔを上回っていると判別
すると（ステップ５１５）、該ＰＭＣ用ＣＰＵ１１０は
、金型キャビティ内への樹脂の充填が完全に終了したも
のと見做し、ＮＣ用ＣＰＵ１０８に保圧工程へ移行する
信号を出力しくステップ５１７）、射出工程を記憶する
フラグＦをリセットして（ステップ８１８）、保圧切換
処理を終了する。

なＪ５、設定速度Ｖｓと実際の速度Ｖａとの差（Ｖｓ　
−Ｖａ　）が保圧切換速度偏差Ｖｔを超える前に、射出
タイマＴＳがタイムアツプすると（ステップ５１６）、
前述した第１の実施例の場合と同様保圧工程へ切替える
。

この第２の実施例においては、スクリュー１の現在速度
を検出するためにパルスコーダ３の出力をＦ／Ｖ変換し
て１ｑた現在の速度をＡ／Ｄ変換し、この値をスクリュ
ー現在速度記憶レジスタＶａに記憶するようにしている
が、パルスローダ３から出力されるパルスの増加（Ｈを
ＰＭＣ用ＣＰＵ１１０の処理周期毎に篩出しこの値をＰ
ＭＣ川Ｃ用Ｕ１１０の処理周期で除してスクリュー１の
現在速度を求めるようにしてもよい。また、射出用サー
ボモータ２にタコジェネレータを設け、該タコジェネレ
ータの出力をＡ／Ｄ変換するようにしてもよい。なお、
サーボ回路をラフ１−ウェアサーボにした場合は、現在
速度もソフトウェアサーボ内でデジタル値として有して
いるからＡ／Ｄ変換変換器段ける必要はない。

また、上記した２つの実施例において、スクリュー１に
作用する樹脂の反力によって生じる位置偏差および速度
偏差は樹脂圧に比例する値であるから、保圧切換位置偏
差や保圧切換速度偏差を保圧開始時の設定保圧圧力に対
応させて設定することにより、金型キャビティ内への樹
脂の充填完了をＫｉＨするのみならず、設定保圧圧力に
対応した保圧切換を行うこともできる。

発明の効果 本発明は、射出工程におけるスクリューの位置や速度に
関する制御偏差の増大によってスクリューに作用する樹
脂の反力を検出し金型キャビティ内への樹脂の充填状態
を確認するようにしているので、特別な圧力検出器を設
ける必要がなく、シかも、圧力検出器を備えた従来の保
圧切換方式と同様に確実に樹脂の充填状態を確認して射
出工程から保圧工程への切換を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方式を実施する一実施例の電動式射出
成形機および該射出成形機の制御系要部を示すブロック
図、第２図は第１の実施例における保圧切換処理を示す
フローチャート、第３図は第２の実施例における保圧切
換処理を示すフローチャートである。 １・・・スクリュー、２・・・射出用サーボモータ、３
・・・バルスコーダ、４・・・シリンダ、１００・・・
数１直制御装置、１０１・・・サーボ回路、１０２．１
０６・・・ＲＡＭ１１０３・・・共有ＲＡＭ、１０４・
・・入力回路、１０５・・・出力回路、１０７・・・サ
ーボインターフェイス、１０８・・・数値制御用マイク
ロプロセッサ、１０９・・・パスアーごターコントロー
ラ、１１０・・・プログラマブルマシンコントローラ用
マイクロプロセッサ、１１１，１１３・・・ＲＯＭ。 １１２・・・オペレータパネルコン１〜ローラ、１１４
・・・ＣＲ７表示装置付き手動データ入力装置。 第　１　図 １．４　　　２３ 第　２　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）数値制御装置で制御される電動式射出成形機にお
   いて、射出開始後、スクリューの現在位置とスクリュー
   への移動指令位置との差の位置偏差を検出し、該位置偏
   差が設定所定値を超えると保圧工程に移行するようにし
   た射出成形機の保圧切換方式。
2. （２）数値制御装置で制御される電動式射出成形機にお
   いて、射出開始後、設定射出速度と現在の射出速度との
   差の速度偏差を検出し、該速度偏差が設定所定値を超え
   ると保圧工程に移行するようにした射出成形機の保圧切
   換方式。