JPH0249894B2 - - Google Patents

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制御方法に関し、より詳
細には射出成形機の運転中に発生する異常を正確
に監視できるとともに、その異常の原因究明を容
易に行うことができる射出成形機の制御方法に関
する。

（従来の技術） 従来、射出成形機を用いて合理的な品質管理を
行う方法として、金型内の樹脂圧力、金型温度、
射出速度等の物理的数値を監視して射出成形機の
制御を行う方法が提供されている。

本出願人は射出成形機の異常を監視するための
合理的な監視方法を、射出成形機の監視方法とし
て特開昭59−217119号公報において示した。この
射出成形機の監視方法は、圧力、温度、速度等の
物理量を電圧−周波数変換器によつてデジタル化
し、所定区間に亘る積分値として積算することに
より、射出シリンダ内の油圧圧力等を監視し、こ
の積分値とあらかじめ設定された基準値とを比較
し、積分値が許容範囲からはずれたときに異常信
号を出力するように構成したものである。

この監視方法は、所定区間における物理量を積
分値として監視するので、圧力等の物理量をある
特定な点でとらえるのではなく、所定区間に亘つ
て面的に監視できるので監視精度が向上するとい
う利点がある。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記従来の射出成形機の監視方
法では、成形品の品質不良や成形機の異常を監視
することはできるが、その品質の不良原因や成形
機の異常の原因を究明し、成形条件等を補正して
的確な処理をすることが困難である。

すなわち、従来の監視方法ではたとえば圧力を
所定サイクル内で積分値として計測するので、と
くに、フイードバツク制御によつて圧力を制御し
ながら運転しているような場合は、圧力がつねに
一定に保たれているから、圧力の積分値からでは
その当該サイクルの結果としての異常がわかるだ
けで、細部についての情報を得ることができな
い。

このため、従来、異常の原因を究明するには作
業者が製造された成形品を見ながら経験と勘をた
よりに処理しなければならず、成形条件の調整に
は試行錯誤により多大な時間を費やさねばならな
いという問題点がある。

また、射出成形機の一般的な射出操作において
は、樹脂を充填する際には射出速度を数段階にわ
けてフイードバツク制御し、樹脂充填が終了した
後は射出圧力を数段階にわけてフイードバツク制
御するように切り換えて行うのがふつうである。
したがつて、射出工程を全体にわたつて制御する
には射出速度を制御する工程と射出圧力を制御す
る工程の両方を的確に制御しなければならない。

そこで、本発明は上記問題点を解消すべくなさ
れたものであり、その目的とするところは、射出
成形機の監視精度が向上できるとともに、異常の
発生原因が容易に究明でき、それによつて適切な
処理を行うことができる射出成形機の制御方法を
提供するにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記問題点を解消するため次の構成を
そなえる。

すなわち、樹脂充填時においては射出速度を制
御し、樹脂充填後は射出圧力制御に切り換えて射
出成形を行う射出成形機の制御方法において、前
記射出速度を制御する領域においては、該領域に
おいて設定される射出速度の変更段階毎に、負荷
圧力を検知対象としてこれを積分し、射出速度制
御領域から射出圧力制御領域に切り換わつた際に
は、該射出圧力制御領域で設定される射出圧力の
変更段階毎に、射出スクリユの移動速度を検知対
象としてこれを積分し、前記各段階毎に得られた
積分値とあらかじめ各段階毎に設定された積分値
の許容範囲とを比較して異常を判断することによ
り全射出工程を制御することを特徴とする。

（作用） 本発明の制御方法では、射出速度を制御する領
域においては負荷圧力を検知対象量としてこれを
積分し、射出速度制御領域から射出圧力制御領域
に切り換わつた際には、検知対象量を負荷圧力か
ら射出スクリユの移動速度に切り換えてこれを積
分する。積分は各制御領域で設定される変更段階
毎に行い、得られた積分値とあらかじめ各段階毎
に設定された積分値の許容範囲とを比較して異常
を判断する。これにより全射出工程が制御され
る。

（実施例） 以下本発明の好適な実施例を添付図面に基づい
て詳細に説明する。

第１図は、本発明の制御方法にしたがつて射出
工程の制御を行う制御機構の一実施例を示す構成
ブロツク図である。

本実施例の射出工程は、後述するように射出ス
クリユの速度を制御する工程と射出圧力を制御す
る工程から成るが、前記構成ブロツク図はこれら
の各工程を正確に制御・監視するものである。

本実施例では、樹脂成形するために金型キヤビ
テイに樹脂を射出する際、射出スクリユの速度を
制御しつつ射出圧力を監視するが、この実施例で
は射出圧力を射出ラム後部の油室内の圧力として
検出する。

図で１は射出ラム後部の油室内の圧力を検出す
る圧力検出器であり、射出ラム後部の射出シリン
ダ油室内に取り付けられ、射出シリンダ後部の油
室内の圧力に応じた電圧信号を出力する。

２は圧力検出器１の電圧信号を増幅する増幅器
である。３は電圧−周波数変換器（以下Ｖ／Ｆ変
換器と略す）であり、増幅器２の出力側に接続さ
れ増幅器２の出力電圧に比例した発振周波数の信
号を出力する。

４はＶ／Ｆ変換器３の出力信号が入力されるカ
ウンタであり、前記Ｖ／Ｆ変換器３から出力され
るパルスを計数する。

５は前記射出工程での圧力を制御する工程にお
いて、射出スクリユの位置を検出して、射出スク
リユの移動速度を監視するための位置検出器であ
り、射出スクリユに連動して一体に移動する射出
ラムの移動位置を検出するように、射出シリンダ
の側方に設けられる。

６は位置検出器５からの電圧信号を増幅する増
幅器であり、７は増幅器６からの出力信号を微分
する微分器である。この微分器７は位置を示す信
号を微分することにより、速度信号に変換するも
のである。

８は微分器７の出力側に接続されるＶ／Ｆ変換
器であり、微分器７の電圧出力信号に比例した発
振周波数の信号を出力する。９はＶ／Ｆ変換器８
の出力信号が入力されるカウンタであり、Ｖ／Ｆ
変換器８のパルスを計数する。

１０は前記カウンタ４とカウンタ９の出力側に
接続されるゲート切換器であり、射出工程におけ
る射出スクリユの速度を制御する工程と圧力を制
御する工程に応じて、前記圧力検出器１側と位置
検出器５側のゲートを開閉する。

１１はゲート切換器１０の出力側に接続される
中央演算処理装置である。

１２は射出シリンダ等の各種駆動装置を制御す
る成形機コントローラである。１３は成形機コン
トローラ１２に接続されて制御されるサーボアン
プ、サーボ弁等の駆動制御装置であり、１４は射
出シリンダ、サーボモータ等の駆動装置である。

１５は駆動装置１４の実行値を検知するための
センサであり、駆動装置１４に設けられてその検
出値を前記成形機コントローラ１２にフイードバ
ツクする。

１６は成形機コントローラ１２に各種成形条件
をあらかじめ設定して入力する設定器である。

１７は成形機コントローラ１２によつて駆動制
御される異常処理装置である。

１８は前記中央演算処理装置１１に接続する記
憶装置である。１９は中央演算処理装置１１に接
続され、異常箇所等を表示するCRT等の表示装
置である。

２０は射出工程における射出スクリユの速度制
御工程および圧力制御工程を監視するために、あ
らかじめ設定する上下限値を入力する上下限設定
器である。

また、前記カウンタ４およびカウンタ９は中央
演算処理装置１１に接続され、中央演算処理装置
１１の指令に基づいて計数を行う。

第２図は金型キヤビテイ内に樹脂を射出させた
一射出工程における射出圧力と射出速度を示すグ
ラフである。図で射出圧力曲線は射出ラム後部油
室内の圧力変化を表したものであり、横軸はスク
リユの位置である。以下、射出ラム後部油室内の
圧力を射出圧力という。

また、図の射出速度曲線は射出スクリユの移動
速度を示すものであり、横軸は時間である。以
下、射出スクリユの移動速度を射出速度という。

図でａ区間は一射出工程を示し、ｂ区間は射出
速度を制御する工程、ｃ区間は圧力を制御する工
程に対応する。

前記ｂ区間は射出工程の初期工程である金型キ
ヤビテイ内に溶融樹脂を充填する工程であり、射
出速度曲線に示すように、あらかじめ射出速度を
たとえばV₁，V₂，V₃，V₄のように多段に設定し
ておいて射出速度を制御するものである。この射
出速度V₁等はセンサ１５の検出結果に基づいて
フイードバツク制御される。

また、速度制御工程に続いてなされる前記圧力
制御工程においては、射出圧力曲線に示すように
あらかじめ射出圧力をP₂，P₃，P₄のように多段
に設定しておき、センサによつて射出圧力をフイ
ードバツク制御する。

つづいて、射出工程における本実施例の制御方
法について説明する。

射出工程は射出スクリユをあらかじめ設定した
移動速度に制御しつつ溶融樹脂を金型キヤビテイ
に充填する操作から開始される。このとき、前記
成形機コントローラ１２からゲート切換器１０に
信号が入力され、圧力検出器１側のゲートが開か
れる。そして、まず、射出スクリユの移動速度が
V₁である第１段階での射出圧力が圧力検出器１
によつて連続的に検出され、増幅器２およびＶ／
Ｆ変換器３により発振周波数の信号としてカウン
タ４に入力され、積算計数される。

前記射出速度がV₁である第１段階で、射出ス
クリユの位置がx₁からx₂に達すると、成形機コン
トローラ１２から中央演算処理装置１１を介して
カウンタ４に計数ストツプ信号が入力され、これ
によりカウンタ４では射出スクリユ位置がx₁とx₂
間における積算数Q₁を中央演算処理装置１１に
送るとともに、カウンタをリセツトして新たな計
数をはじめる。

前記積算数Q₁は∫^x2 _x1Ｐ（ｘ）dx と表すことができ、射出スクリユがx₁とx₂の間に
おける射出圧力の積分値である。

同様に、射出速度V₂に制御される射出スクリ
ユ位置x₂からx₃の間における射出圧力の積分値
Q₂、射出スクリユ位置がx₃からx₄の間における
積分値Q₃，x₄からx₅の間における積分値Q₄が得
られる。

ここで、射出スクリユ位置がx₅に達すると、射
出スクリユの速度制御から圧力制御に切り換えら
れる。すなわち、これ以後においては射出圧力を
所定圧力に制御するように圧力のフイードバツク
制御がなされる。この速度制御から圧力制御に切
り換わる際に、成形機コントローラ１２からゲー
ト切換器１０に切換信号が出され、圧力検出器１
側が閉じて位置検出器５側のゲートが開く。

圧力制御の領域では、射出圧力曲線に示すよう
にたとえば圧力をP₂，P₃，P₄のように時間を区
切つて段階的に制御する。

このとき検出する値は射出速度すなわち射出ス
クリユの移動速度であり、前記位置検出器５によ
つて常時射出スクリユの位置が検出されているか
ら、この信号を微分器９によつて微分することに
より速度に変換され、さらにＶ／Ｆ変換器８によ
つて速度に比例した発振周波数信号に変換されて
カウンタ９に出力され積算計数される。

たとえば、射出圧力がP₂である段階すなわち
時刻t₁からt₂の間においてカウンタ９によつて積
算計数された値は射出速度の積分値であり、これ
をQ₅とするとQ₅＝∫^t2 _t1Ｖ（ｔ）dtである。そして、
射出圧力が切り換わる際、カウンタ９によつて積
算計数された積分値が中央演算処理装置１１に送
られ、同時にカウンタ９をリセツトして新たな計
数を開始する。

このようにして、射出圧力がP₃，P₄の際の射
出速度の積分値、すなわち射出圧力がP₃のとき
の射出速度の積分値Q₆＝∫^t3 _t2Ｖ（ｔ）dtおよび、射
出圧力がP₄のときの射出速度の積分値Q₇＝∫^t4 _t3Ｖ
（ｔ）dtが得られる。

上述したQ₁〜Q₇値は実際に駆動装置を駆動し
た際に得られるデータであるが、前記中央演算処
理装置１１においては、これらのデータが異常値
であるかどうかを常時監視する。これは、あらか
じめ上下限設定器２０にあらかじめ入力されてい
るQ₁〜Q₇の上下限値（Q_1L，Q_1H，Q_2L，Q_2H，…，
Q_7L，Q_7H）と中央演算処理装置１１に記憶され
ているQ₁〜Q₇の値とを比較することによりなさ
れる。

すなわち、得られた積分値が前記上下限値の間
にあるとき、たとえばQ_1L≦Q₁≦Q_1HのときはQ₁
は異常なしと判断され、積分値が上下限値から外
れている場合は異常と判断される。

前記Q₁〜Q₇のどの値も異常がないときは、次
の工程に移行するが、このQ₁〜Q₇のどれか１つ
でも異常値があると、中央演算処理装置１１から
成形機コントローーラ１２に異常信号が出力さ
れ、成形機コントローラ１２からは異常処理装置
１７に制御信号が出され、その射出工程のサイク
ルで得られた成形品を不良品側に振り分ける反転
シユータが作動され、そのサイクル終了後に自動
運転を中断して警報ランプ、警報ブザーが作動さ
れる。

また、このとき中央演算処理装置１１からは、
上下限値から外れた領域に対応する信号が表示装
置に送られ、その異常発生領域が示される。この
異常表示はたとえば、CRTデイスプレーに「Q₅
上限異常」のように表示されるものである。

このように、かりに、Q₅上限異常と表示され
た場合は、異常原因として速度制御から圧力制御
に切り換えるタイミングが早過ぎる、あるいは、
金型が欠損してしまつた等の原因が考えられるの
で、成形品と見比べることにより、その異常原因
を容易に究明することができ、適切な処理を行う
ことができる。

このように本実施例では成形機の異常と成形不
良が常に正確に監視されているとともに、異常が
どの領域で発生しているかも同時に表示すること
ができる。

本発明はフイードバツク制御に用いて特に有効
である。それは、フイードバツク制御では、指令
値と実行値が常に一致するようにフイードバツク
して制御されるため、制御されている圧力、温度
等の物理量を監視しているだけでは異常を発見す
ることができないからである。しかし、本発明が
オープンループ制御にも利用することができるこ
とはもちろんである。

以上本発明につき好適な実施例を挙げて種々説
明したが、本発明はこの実施例に限定されるもの
ではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多く
の改変を施し得るのはもちろんのことである。

（発明の効果） 本発明に係る射出成形機の制御方法によれば、
上述したように、射出速度の制御から射出圧力の
制御に切り換えて制御するそれぞれの制御領域を
各別に監視して制御するから、以下のような著効
を奏する。

射出速度制御領域においては負荷圧力を検知
対象とし、射出圧力制御領域においては射出ス
クリユの移動速度を検知対象にすることによつ
て、フイードバツク制御等を行う場合でも変動
量を的確にとらえることができ、各領域におけ
る異常等を正確にとらえることができる。

射出速度制御領域と射出圧力制御領域の全射
出工程を監視することによつて、完全な監視お
よび制御を行うことができる。

各制御段階毎に積分値をもつて比較するか
ら、監視精度を向上させることができ、また段
階別に異常発生領域がわかるから異常発生原因
の究明が容易にでき、速やかに適切な処理を行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る一実施例を示す制御装置
の構成ブロツク図、第２図は射出工程における射
出圧力曲線と射出速度曲線である。 １…圧力検出器、２…増幅器、３…Ｖ／Ｆ変換
器、４…カウンタ、５…位置検出器、６…増幅
器、７…微分器、８…Ｖ／Ｆ変換器、９…カウン
タ、１０…ゲート切換器、１１…中央演算処理装
置、１２…成形機コントローラ、１３…駆動制御
装置、１４…駆動装置、１５…センサ、１６…設
定器、１７…異常処理装置、１８…記憶装置、１
９…表示装置、２０…上下限設定器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 樹脂充填時においては射出速度を制御し、樹
   脂充填後は射出圧力制御に切り換えて射出成形を
   行う射出成形機の制御方法において、 前記射出速度を制御する領域においては、該領
   域において設定される射出速度の変更段階毎に、
   負荷圧力を検知対象としてこれを積分し、 射出速度制御領域から射出圧力制御領域に切り
   換わつた際には、該射出圧力制御領域で設定され
   る射出圧力の変更段階毎に、射出スクリユの移動
   速度を検知対象としてこれを積分し、 前記各段階毎に得られた積分値とあらかじめ各
   段階毎に設定された積分値の許容範囲とを比較し
   て異常を判断することにより全射出工程を制御す
   ることを特徴とする射出成形機の制御方法。