JPH03178416A - 電動式射出成形機の射出保圧制御方法および装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、サーボモータを樹脂の押出具の駆動源として
用いる電動式射出成形機の射出保圧制御方法および装置
に関するものである。

［従来の技術］ 一般の射出成形機は、油圧シリンダ等のアクチュエータ
で、スクリュやプランジャ等の押出具を往復移動させ、
この押出具を前進移動させることによって該押出具の先
端側の樹脂を金型内に射出するように構成されている。

上記射出成形機においては、押出具を前進移動さけて樹
脂を金型内に射出した後、さらに該押出具を先端側に押
して、金型内の樹脂に圧力（保圧力）を加える保圧を行
い、金型内における樹脂の固化に伴う収縮分を補ってい
る。

上記のような従来の射出成形機に対して、近年、押出具
を電動機で駆動する電動式射出成形機が開発されている
。

この種の電動式射出成形機は、サーボモータの回転運動
出力をたとえばボールねじ等のねじ機構を介して直線運
動出力に変換し、このねじ機構によって、押出具を往復
移動させるようになっている。

そして、上記電動式射出成形機においては、通常、サー
ボ、モータを■速度制御することによって、射出および
保圧を連続して制御するか、あるいはサーボモータを■
位置決め制御することによって射出および保圧を連続し
て制御するかのいずれかの方法がとられている。

そして、■速度制御の場合は、射出および保圧を次のよ
うに制御している。

すなわち、射出において、押出具の移動速度は、サーボ
モータの回転速度をサーボアンプでフィードバック制御
することによって制御され、また押出具の位置は、該押
出具の位置をエンコーダ等の位置検出器で常に検知して
おき、該押出具が指定する位置に達したことを制御装置
で確認してから該制御装置から上記サーボアンプに速度
の変更あるいは停止の指令を与えることによって制御さ
れている。

また、保圧において、保圧力は、該保圧ツノの基準値と
実際値とを比較して、その偏差に比例した回転速度でサ
ーボモータをフィードバック制御し、これによって、該
保圧力の実際値が基準値？こ一致するように制御されて
いる。

一方、■位置決め制御の場合は、射出および保圧を次の
ように制御している。

すなわち、射出において、押出具の移動速度は、サーボ
モータの回転速度をサーボアンプでフィードバック制御
することによって制御され、また押出具の位置は、サー
ボモータの回転位置（回転角）を制御することによって
行われている。

また、保圧において、保圧力は、樹脂に加える圧力とそ
の際の樹脂の変位量との関係を実験等であらかじめ求め
て関数式に設定しておき、この関数式に現在の実際圧力
と基準圧力との差を代入して、基準圧力に到達させるた
めの押出具の移動量を演算して求め、この移動円分だけ
、サーボモータを回転させることによって制御されてい
る。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、上記■速度制御においては、射出の場合にお
いて、押出具の位置か指定する位置であるか否かを制御
装置で確認しから該制御装置からサーボアンプに指令を
与えているので、該サーボアンプに指令を与えるまでに
時間かかかり、たとえば実際に押出具の移動速度の切り
換わる位置や停止位置が指定する位置からずれてしまい
、該押出具の速度切換位置や停止位置の誤差が大きいと
いう欠点がある。

また、上記■位置決め制御においては、保圧の場合にお
いて、指定する保圧力を発生する位置まで押出具を直接
移動するので、この点において保圧を制御する系の応答
性か極めてよくなるが、関数式によって移動量を求めて
いるため、関数式の構造によっては演算速度が遅くなる
場合があり、この場合にはサーボモータの制御系の応答
性が悪くなって、保圧力が不安定になるという欠点があ
る。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、射出
時における゛押出具の移動速度および位置を正確に制御
することができるとともに、保圧時においても保圧力を
安定的に制御することのできる電動式射出成形機の射出
保圧制御方法および装置を提供することを目的としてい
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、上記目的を達成するため、サーボモータの回
転運動出力を直線運動出力に変換して、この直線運動出
力によって樹脂の押出具を往復移動させ、この押出具を
前進移動させることによって、該押出具の先端側の樹脂
を金型内に射出するとともに該金型内に射出された樹脂
に圧力を加えて保圧する電動式射出成形機の射出保圧制
御方法において、前記樹脂の射出の際には、前記サーボ
モータを位置決め制御することによって前記押出具の位
置および速度を制御し、前記樹脂の保圧の際には、前記
サーボモータを速度制御することによって樹脂の圧力を
制御する方法を用いている。

また、上記方法を実施する装置は、サーボモータの回転
運動出力を直線運動出力に変換して、この直線連動出力
によって樹脂の押出具を往復移動させ、この押出具を前
進移動させることによって、該押出具の先端側の樹脂を
金型内に射出するとともに該金型内に射出された樹脂に
圧力を加えて保圧する電動式射出成形機の射出保圧制御
装置において、前記サーボモータを位置決め制御するこ
とによって射出時の前記押出具の位置および移動速度を
制御する位置決め制御回路と、前記サーボモータを速度
制御することによって保圧時の樹脂の圧力を制御する速
度制御回路とを備えたものである。

［作用］ 本発明において、樹脂の射出の際には、サーボモータを
位置決め制御で制御しているので、押出具の位置が正確
に制御され、その際の押出具の移動速度もフィードバッ
ク制御によって正確に制御される。

また、保圧の場合には、サーボモータを速度制御するこ
とによって、樹脂の圧力を制御しているので、圧力等の
制御量を関数式によって求める必要がない。したがって
、演算時間等の応答性を悪化させる要因が少ないから、
保圧を制御する系の応答性がよく、樹脂の圧力が安定す
る。

［実施例］ 以下、本発明をプリプラ式電動射出成形機に適用した場
合の一実施例について、第１図ないし第７図を参照して
説明する。

第１図において、１はフレーム本体であり、このフレー
ム本体ｌ上には、金型の型開閉および型締を行う型締装
置の一構戊要素である固定盤２が固定されている。また
、フレーム本体ｌ上には、固定盤２に接離する方向に移
動自在な移動プレート３が設けられている。

移動プレート３は、その下部がガイドバー４に該ガイド
バー４に沿って移動自在に支持されている。ガイドバー
４は、軸線が固定盤２に直交する方向に向けられて、フ
レーム本体ｌの左右位置（図面に直交する方向に互いに
ずれた位置）に複数配置されており、各々の両端部がフ
レーム本体ｌ上に固定されたブラッケト５によって該フ
レーム本体ｌに固定されている。

また、移動プレート３には、射出装置６が設けられてい
る。射出装置６は、移動プレート３に固定された射出シ
リンダ７と、この射出シリンダ７の先端に設けられた射
出ノズル８と、射出シリンダ７内に挿入された射出プラ
ンジャ（押出具）９と、該射出プランジャ９を移動駆動
するプランジャ駆動機構１０とを備えたものである。

射出シリンダ７は、固定盤２のノズル導入孔２ａに軸線
が一致させられて、該固定盤２側に延在するように移動
プレート３に固定されており、その先端部の周壁の上側
位置には、上方に貫通する樹脂流入孔７ａが形成されて
いる。

射出ノズル８は、射出シリンダ７内の樹脂を金型内に供
給するものである。

射出プランジャ９は、射出シリンダ７内に、軸方向に移
動自在に嵌合された円柱状ものであり、その基端部がプ
ランジャ駆動機構１０に連結されている。

プランジャ駆動機構！Ｏは、射出シリンダ７の延在する
側と反対側の移動プレート３に備え付けられたものであ
り、前記ガイドバー４にその軸方向に摺動自在に支持さ
れたガイドプレート１１と、このガイドプレート１１と
移動プレート３とに掛は渡された複数（この図では４本
）の射出用ポールネジ棒１２と、これらの射出用ボール
ネジ俸Ｉ２に連結されて、該射出用ボールネジ棒１２に
沿って移動する射出プレート１３と、前記射出用ポール
ネジ棒１２を回動駆動する射出用ボールネジ棒回動駆動
機構１４とを備えたものである。

ガイドプレート１１は、四角形の板状に形成されたもの
であり、下辺に沿う左右の部分がガイドバー４に摺動自
在に支持されている。

射出用ボールネジ棒１２は、その軸線が射出シリンダ７
の軸線に平行にされて、移動プレート３とガイドプレー
ト１１とに回動自在に支持されたものであり、射出シリ
ンダ７のＭ線を中心にして、上下方向に所定の間隔で均
等に振り分けられかつ左右方向にも所定の間隔で均等に
振り分けられた４つの位置に配置されている。ただし、
これらの射出用ボールネジ棒１２は、上下方向あるいは
左右方向に、一対だけ設けられたものであってもよい。

射出プレート１３は、四角形状の射出プレート本体１５
と、前記各射出用ボールネジ棒１２に螺合するように前
記射出プレート本体１５の四隅部に固定された射出用ポ
ールナツト１６と、前記射出シリンダ７の軸線に一致さ
れて前記射出プレート本体１５の該射出シリンダ７側に
設けられた射出プランジャ連結部材１７と、この射出プ
ランジャ連結部材１７と射出プレート本体１５とに挟ま
れて設けられた荷重変換器（圧力検出手段）１８とを備
えたものである。

射出用ボールネジ棒回動駆動機構１４は、ガイドブレー
ト１１に取り付けられた射出用ＡＣサーボモータ１９と
、該ＡＣサーボモータ１９の出力軸に固定された射出用
第１のタイミングプーリ２０と、ガイドプレート１１の
端面から突出する各射出用ボールネジ棒１２の各端部に
固定された射出用第２のタイミングプーリ２１と、これ
らの射出用第１のタイミングプーリ２０および射出用第
２のタイミングプーリ２１に巻回された射出用タイミン
グベルト２２とを備えたものである。また、射出用ＡＣ
サーボモータ１９には、その出力軸に射出モータ制御用
エンコーダ２３が連結されている。

上記移動プレート３の上端には、射出ノズル８側に向け
て斜めに下降する摺動面３ａが形成されているとともに
、該摺動面３ａを介して可塑化装置３１が設けられてい
る。

可塑化装置３工は、可塑化シリンダ３２と、この可塑化
シリンダ３２の基端部を固定して、前記摺動面３ａ上に
摺動自在に連結された可塑化シリンダ支持部材３３と、
前記可塑化シリンダ３２内に挿入されたスクリュ３４と
、前記可塑化シリンダ支持部材３３に取り付けられ、出
力軸が前記スクリュ３４の基端部に連結された可塑化用
ＡＣサーボモータ３５とを備えたものである。また、可
塑化用ＡＣサーボモータ３５には、その出力軸に可塑化
モータ制御用エコーダ３６が設けられている。そして、
上記可塑化装置３Ｉは、可塑化シリンダ３２の先端部が
シリンダ連結部材４１を介して、射出シリンダ７の樹脂
流入孔７ａ部に連結されている。

シリンダ連結部材４１は、可塑化シリンダ３２内と射出
ンリンダ７内とを連通する連通孔４１ａを有するもので
あり、該連通孔４１ａには、可塑化シリンダ３２から射
出シリンダ７への樹脂の流れを可能にし、射出シリンダ
７から可塑化シリンダ３２への樹脂の逆流を阻止する逆
流防止機構４２が備えられている。

また、上記移動プレート３は、その下端部に移動プレー
ト移動用ポールナツト（以下、移動用ポールナツトと略
称する）５１が設けられており、この移動用ポールナツ
ト５１が移動プレート移動用ボールネジ捧（以下、移動
用ボールネジ棒と略称する）５２に螺合されている。移
動用ボールネジ棒５２は、その軸線がガイドバー４の軸
線方向に平行にされ、その両端部がフレーム本体ｌに固
定された軸受５３に回転自在に支持されている。

この移動用ボールネジ棒５２の射出シリンダ７と反対側
の端部には、移動プレート移動用筆１のタイミングプー
リ（以下、移動用事１のタイミングブーりと略称する）
５４が固定されており、この移動用事１のタイミングプ
ーリ５４は、移動プレート移動用モータ（以下、移動用
モータと略称する）５５の出力軸に固定された移動プレ
ート移動用筆２のタイミングプーリ（以下、移動用事２
のタイミングプーリ）５６に、移動プレート移動用タイ
ミングベルト（移動用タイミングベルト）５７を介して
連結されている。

なお、図中符号３７は、可塑化シリンダ３２内に樹脂を
供給するためのホッパである。

次に、上記のように構成されたブリプラ式電動射出成形
機の動作を説明する。

樹脂の可塑化は、可塑化用ＡＣサーボモータ３５でスク
リュ３４を回転することによって行う。

その際、可塑化用ＡＣサーボモータ３５が可塑化モータ
制御用エンコーダ３６から検知される回転数に基づいて
フィードバック制御され、スクリュ３４の回転数が一定
に保持される。可塑化シリンダ３２内で可塑化された樹
脂は、シリンダ連結部材４１の連通孔４１ａ、逆流防止
機構４２、および射出シリンダ７の樹脂流入孔７ａを通
って、射出ンリンダ７の射出プランジャ９の先端側に押
し出される。そうすると、流入してきた樹脂の圧力によ
って射出プランジャ９が後退方向に押され、この射出プ
ランジャ９を押す力が射出プランジャ連結部材１７、荷
重変換器１８、射出プレート本体１５、射出用ポールナ
ツト１６、射出用ボールネジ棒１２、射出用筆２のタイ
ミングプーリ２１゜射出用タイミングベルト２２および
射出用筆１のタイミングプーリ２０を介して射出用ＡＣ
サーボモータ１９の出力軸に伝わり、該出力軸が回転す
る。これにより、射出プランジャ９が後退して、該射出
プランジャ９の先端側に可塑化された樹脂が蓄えられる
。その際、後述する制御装置によって、射出用ＡＣサー
ボモータ１９に所定の大きさのブレーキトルクを発生さ
せることができ、これにより射出プランジャ９に移動抵
抗を与えて、樹脂に背圧をかけた状態で可塑化すること
ができる。

射出プランジャ９の先端側に蓄えられる樹脂量は、射出
モータ制御用エンコーダ２３によって、射出用ＡＣサー
ボモータ１９の回転位置（回転角）を検出し、この検出
結果から射出プランジャ９の後退量を求めることにより
計量される。樹脂の計量が完了すると可塑化用ＡＣサー
ボモータ３５が停止制御され、スクリュ３４の回転が止
まる。

射出プランジャ９の先端側に蓄えられた樹脂を射出する
には、射出用ＡＣサーボモータ１９を樹脂が射出シリン
ダ７内に流入してきた時とは逆方向（射出方向）に回転
させることにより行う。すなわち、射出用ＡＣサーボモ
ータ１９を射出方向に回転すると、射出用筆１のタイミ
ングプーリ２０、射出用タイミングベルト２２および射
出用筆２のタイミングプーリ２１を介して射出用ボール
ネジ棒１２か回転し、該射出用ボールネジ棒■２に螺合
する射出用ポールナツト１６を有する射出プレート１３
が射出シリンダ７側に移動する。このため、射出プラン
ジャ９が射出シリンダ７内を前進して、該射出プランジ
ャ９の先端側の樹脂が射出ノズル８から金型内に射出さ
れる。その際、逆流防止機構４２によって、射出シリン
ダ７から可塑化シリンダ３２への樹脂の逆流が防止され
る。また、金型内に射出される樹脂の射出速度は、射出
用ＡＣサーボモータ１９の回転速度を制御することによ
って行なわれ、該射出用ＡＣサーボモータＩ９は、射出
モータ制御用エンコーダ２３で検知されろ回転速度に基
づいて、フィードバック制御される。したがって、射出
速度が正確に制御される。

また、射出ノ〆ル８の前後進は、移動用モータ５５を回
転することにより、移動用事２のタイミングプーリ５６
、移動用タイミングベルト５７および移動用事１のタイ
ミングプーリ５４を介して移動用ボールネジ棒５２を回
転させ、これにより移動用ボールネジ棒５２に螺合する
移動用ポールナツト５１を有する移動プレート３を該移
動用ボールネジ棒５２に沿って移動させることにより行
う。そして、射出ノズル８を金型のスプルブッンユに押
圧するには、移動用モータ５５に所定の大きさの電流を
流して、該移動用モータ５５をトルク制御することによ
って行う。

上記のように構成されたプリプラ式電動射出成形機にお
いては、射出プランジャ９やスクリュ３４の駆動に油圧
シリンダや油圧モータ等の油圧機器を使っていないので
、各油圧機器を作動させるための作動油の管理が一切不
要になるとともに、油圧機４に用いるパツキン類等の管
理も−切不要１こなる。しかも、油圧機器からの作動油
漏れの危険がなく、射出成形機の周りを清浄に保つこと
かできるという効果を奏する。

次に、上記プリブラ式電動射出成形機の制御装置を第２
図を参照して説明する。

この図において、６１はブリプラ式電動射出成形機の主
制御回路であり、この主制御回路６１に（よ、荷重変換
器Ｉ８、位置カウンタ６２、射出条件設定器６３、保圧
条件設定器６４、背圧条件設定器９１および前転後退条
件設定器９２等からのｆＳ種の信号が入力されるように
なっている。

荷重変換器１８は、射出プランジャ９を介して該射出ブ
ランツヤ９の先端側の樹脂圧力を測定して、その実測樹
脂圧信号６５を主制御回路６１に出力するようになって
いる。

位置カウンタ６２は、射出モータ制御用エンコーダ２３
から出力されろパルス７０の数を数えて、そのパルス数
７１を主制御回路６１に出力するようになっている。

射出条件設定器６３は、射出プランジャ９の前進方向の
射出速度（樹脂の射出速／ｉ’ｉこ対応する）を切り換
えるための該射出プランジャ９の軸方向の位置（射出速
度切換位置）を設定する射出速度切換位置設定部（図示
せず）と、上記各射出速度切換位置で切り換えられる射
出速度を設定する射出速度設定部（図示せず）とを備え
たものであり、前記射出速度切換位置設定部から射出速
度切換位置信号６６を、また前記射出速度設定部から射
出速度信号６７をそれぞれ主制御回路６１に出力するよ
うになっている。

保圧条件設定器６４は、金型内に射出された樹脂の保圧
力を多段に切り換えるために各保圧力を維持する時間を
設定する保圧力切換時間設定部（図示せず）と、上記各
保圧力を設定する保圧力設定部（図示せず）とを備えた
ものであり、前記保圧力切換時間設定部から保圧力時間
信号６８を、まＩコ前記保圧力設定部から保圧力信号６
９をそれぞれ主制御回路６１に出力するようになってい
る。

背圧条件設定器９１は、射出プランツヤ９の先端側に樹
脂が供給されて該プランジャ９が後方に移動する際に、
該射出プランジャ９の移動抵抗（背圧力に対応する）を
多段に切り換えるための該該射出プランジャ９の軸方向
の位置（背圧力切換位置）を設定する背圧力切換位置設
定部（図示せず）と、上記各背圧力切換位置で切り換え
られる移動抵抗を設定する背圧力設定部（図示せず）と
を備えたものであり、前記背圧力切換位置設定部から背
圧力切換位置信号９３を、また前記背圧力設定部から背
圧力信号９４をそれぞれ主制御回路６１に出力ずろよう
になっている。

ｆｉ１転後退条件設定器９２は、樹脂の計量完了後に、
スクリュ３４を回転させることなく、射出プランジャ９
をさらに後方に移動する前転後退動作の条件を設定する
ものであり、射出プランジャ９を熱転後退させる際に後
退速度を多段に切り換えろ位置（後退速度切換（立置）
を設定する熱転後退速度切換位置設定部（図示Ｕ−ず）
と、上記各熱転後退速度切換位置で切り換えられる前転
後退速度を設定する前転後退速度設定部（図示せず）と
を備えたちのであり、前記熱転後退速度切換位置設定部
から前転後退速度切換位置信号９５を、また上記前転後
退速度設定部から熱転後退速度信号９６をそれぞれ主制
御回路６１に出力するようになっている。

主制御回路６１は、位置カウンタ６２から出力されたパ
ルス数７１によってプランジャ９の現在の位置を常に確
認するとともに、前記各射出速度切換位置信号６６また
は各前転後退速度切換位置信号９５を速度切換位置指令
信号７２に変換し、前記各射出速度信号６７または各熱
転後退速度信号９６を速度指令信号７３に変換し、前記
各保圧力信号６９と実測樹脂圧信号６５との差または６
背圧力信号９４と実測樹脂圧信号６５との差を圧力指令
信号７４に変換するようになっている１、そして、この
主制御回路６１は、樹脂を射出する際には、各射出速度
切換位置信号６６を速度切換位置指令信号７２に変換す
るとともに、ｎｉｉ　ｓＱ各射出速度信号６７を速度指
令信号７３に変換して、これら各速度切換位置指令信号
７２および各速度［旨令信号７３を位置決めパルス分配
器７５に出力し、保圧の際には、各保圧力信号６９と実
測樹脂圧信号６５との差を圧力指令信号７４に変換して
、この各圧力指令信号７４を第１のアナログスイッチ７
６に出力し、樹脂の計量の際には、各背圧力信号９４と
実測樹脂圧信号６５との差を圧力指令信号７４に変換し
て、この各圧力指令信号７５を第１のアナログスイッチ
７６に出力し、熱転後退の際には、各熱転後退速度切換
位置信号９５を速度切換位置指令信号７２に変換すると
ともに、各前転後退速度信号９６を速度指令信号７３に
変換して、これら各速度切換位置指令信号７２および各
速度指令信号７３を位置決めパルス分配器７５に出力す
るようになっている。さらに、この主制御回路６１は、
保圧の際および計量の際に、第１のアナログスイッチ７
６に出力して該第１のアナログスイッチ７６をＯＮ状態
に切り換える第１の信号Ａ１と、射出の際および熱転後
退の際に、後述する第２のアナログスイッチ８２に出力
して該第２のアナログスイッチ８２をＯＮ状態に切り換
える第２の信号Ａ２とを発するように構成されている。

位置決めパルス分配器７５は、各速度切換立置指令信号
７２に比例した数で、かつ前記速度指令信号７３に比例
した周波数の指令パルス７７を発生するパルス分配器７
８と、このパルス分配器７８から発せられる指令パルス
７７の数量を積算するとともに、射出モータ制御用エン
コーダ２３から発せられるパルス７０の数量を減算して
、常時蓄えられているパルスの溜まり量を偏差量７９と
してデジタル出力する偏差カウンタ８０と、この偏差カ
ウンタ８０から出力されたデジタル出力の偏差量７９を
アナログの速度基準信号８！に変換して第２のアナログ
スイッチ８２に出力するＤ／Ａ変換器８３とを備えたも
のである。前記第１のアナログスイッチ７６および第２
のアナログスイッチ８２の出力信号は、サーボアンプ８
４に入力されるようになっている サーボアンプ８４は、射出モータ制御用エンコーダ２３
から発せられるパルス７０から速度信号８５に変換する
Ｆ−Ｖコンバータ８６を有し、第１のアナログスイッチ
７６または第２のアナログスイッチ８２からの出力信号
と前記速度信号８５とを比較して、その偏差としての電
力８７を射出用ＡＣサーボモータ１９へ供給する増幅器
８８を有するものである。

そして、上記電動射出成形機の制御装置において、主制
御回路６１．位置カウンタ６２、射出条件設定器６３、
保圧条件設定器６４、位置決めパルス分配器７５、第１
のアナログスイッチ７６、第２のアナログスイッチ８２
およびサーボアンプ８４を含む部分によって射出保圧制
御装置！０１が構成され、また主制御回路６１１位置カ
ウンタ６２、背圧条件設定器９１．前転後退条件設定器
９２、位置決めパルス分配器７．５、第１のアナログス
イッチ７６、第２のアナログスイッチ８２およびサーボ
アンプ８４を含む部分によって計量前転後退制御装置１
０２が構成されている。

さらに、主制御回路６１の圧力指令信号７４および第１
の信号Ａ１を出力する部分、第１のアナログスイッチ７
６およびサーボアンプ８４を含む部分によって、射出用
ＡＣサーボモータＩ９を速度制御する速度制御回路１０
３が構成され、また主制御回路６１の速度切換位置指令
信号７２、速度指令信号７３および第２の信号Ａ２を出
力する部分、位置決めパルス分配器７５、第２のアナロ
グスイッチ８２およびサーボアンプ８４を含む部分によ
って、射出用ＡＣサーボモータ１９を位置決め制御する
位置決め制御回路！０４が構成されている。

次に、上記のように構成された電動射出成形機の射出保
圧制御装置＋０１を用いて、射出保圧を制御する方法を
説明する。ただし、この例では、第３図ないし第４図に
示すように、射出工程において、射出速度Ｖが射出プラ
ンジャ９の射出開始位置ＳＯから射出完了位置Ｓ５まで
５段階に切り換えられ、保圧工程において、保圧力Ｉ　
Ｐが射出完了位置Ｓ５から３段階に切り換えられる例を
示している。

まず、射出工程から説明する。

樹す旨の射出に際しては、主制御回路６１において、全
射出時間Ｔの計時が開始されるとともに、射出条件設定
器６３から出力される射出速度切換位置信号６６および
射出速度信号６７がそれぞれ速度切換位置指令信号７２
および速度指令信号７３に変換されて、パルス分配器７
８に出力され、また、第１の信号Ａ１の出力が停止状態
にされ、第２の信号Ａ２が第２のアナログスイッチ８２
に出力され、これにより第１のアナログスイッチ７６か
ＯＦＦ状態になり、第２のアナログスイッチ８２がＯＮ
状態になる。

パルス分配器７８は、各速度切換位置指令信号７２によ
って指示された射出プランジャ９の移動距離である５Ｏ
−９１間の長さ、Ｓ１〜Ｓ２間の長さ、８２〜８３間の
長さ、８３〜８４間の長さ、８４〜８５間の長さをそれ
ぞれパルスの数量に変換するとともに、各速度指令信号
７３によって指示された５Ｏ−Ｓ１間の射出速度ｖ１、
Ｓ１〜５２間の射出速度Ｖ２．８２〜８３間の射出速度
Ｖ３．８３〜６４間の射出速度Ｖ４．８４〜６５間の射
出速度Ｖ５をそれぞれパルスの周波数に変換し、上記パ
ルスの数量および周波数で指定された指令パルス７７を
偏差カウンタ８０に出力する。

偏差カウンタ８０では、まず射出プランジャ９の移動距
離であるＳＯ〜Ｓｌの部分の指令パルス７７から積算し
て行き、この積算した指令パルス７７の数を偏差量７９
として出力する。

そして、偏差量７９は、Ｄ／Ａ変換器８３でアナログの
速度基準信号８１に変換されて、すでに第２の信号Ａ２
によってＯＮ状態にされた第２のアナログスイッチ８２
を通ってサーボアンプ８・１に出力される。

そうすると、サーボアンプ８４で、射出用ＡＣサーボモ
ータ１９の速度信号８５と速度基準信号８１とか比較さ
れ、その偏差に対応する電力８７が射出用ＡＣサーボモ
ータ１９に供給される。その際、射出開始時には、射出
用ＡＣサーボモータ１９の回転が停止状態にあるから、
上記偏差が大きく、このため該射出用ＡＣサーボモータ
１９が急加速され、射出プランジャ９の移動速度が急上
昇する。

上記のようにして射出用ＡＣサーボモータの速度が上昇
すると、射出モータ制御用エンコーダ２３から出力され
るパルス７０の周波数が上昇し、偏差カウンタ８０に積
算されているパルスの溜まり虫を減算する割合が増加す
る。ただし、パルス７０の周波数がパルス分配器７８か
ら出力される指令パルス７７の周波数に達するまでは、
上記溜まり量は増え続け、射出プランジャ９は加速され
る。そして、仮にパルス７０の周波数が指令パルス７７
の周波数より高くなった場合には、偏差カウンタ８０に
おけろ減算量の方が多（なって、偏差量７９が減少し、
これによって射出用ＡＣサーボモータ１９に供給する電
力８７が低下して、該射出用ＡＣサーボモータ１９の回
転速度が低下することになるから、前記パルス７０の周
波数は、指令パルス７７の周波数まで上昇した段階から
該指令パルス７７の周波数に等しい状態が維持されるよ
うになる。したがって、射出用ＡＣサーボモータ１９は
、パルス７０の周波数が指令パルス７７に一致した後、
一定の回転速度で回転し、射出プランジャ９も速度Ｖｌ
の一定の速度て移動するようになる。

そして、射出プランジャ９が位置Ｓｌに達すると、指令
パルス７７の周波数が速度Ｖ２に相当する周波数に切り
換わり、この例の場合には速度Ｖｌより速度Ｖ２の方が
大きいので、偏差カウンタ８０におけるパルス数の溜ま
り量が増加する。このため、射出用ＡＣザーボモータ１
９の回転速度が直ちに急上昇し、射出モータ制御用エン
コータ２３から発せられるパルス７０の周波数が指令パ
ルス７７の周波数まで急上昇した後、該射出用ＡＣサー
ボモータ１９の回転速度が一定に保たれろようになり、
射出プランジャ９も射出速度Ｖ２の一定の速度で移動す
るようになる。

上記のようにして、射出プランジャ９の各射出速度Ｖお
よび該各射出速度Ｖの各切換位置Ｓが正確に制御されて
、該射出プランジャ９が射出完了位置Ｓ５まで移動する
。

そして、射出プランジャ９が射出完了位置Ｓ５に到達す
ると、射出工程から直ちに保圧工程に切り換わる。

保圧工程の開始に際しては、主制御回路６１において、
速度切換位置指令信号７２、速度指令信号７３および第
２の信号Ａ２の出力が停止されて、代わりに第１の信号
ＡＩが出力され、さらに、各保圧力信号６９と実測樹脂
圧信号６５との偏差が圧力指令信号７４に変換されて、
この圧力指令信号７４が各保圧力時間信号６８に応じて
、第１のアナログスイッチ・７６に出力される。このた
め、上記圧力指令信号７４が第１の信号ＡＩによってＯ
Ｎ状態にされた第１のアナログスイッチ７６を通ってサ
ーボアンプ８４に人力される。

そして、サーボアンプ８４によって、圧力指令信号７４
と回転速度信号８５とが比較されて、その偏差に対応し
た電力８７が該射出用ＡＣサーボモータ１９に供給され
、該射出用ＡＣサーボモータ１９が前記偏差に比例した
回転速度で増速または減速あるいは反転させられる。こ
れにより、実測樹脂圧信号６５が保圧力信号６９に等し
くなると、圧力指令信号７４が零になり、射出用ＡＣサ
ーボモータ１９の回転が停止する。そして、再び実測樹
脂圧信号６５と保圧力信号６９との偏差が生じると、再
び、前記偏差に比例した速度で射出用ＡＣサーボモータ
１９の回転速度が制御され、前記偏差が零になるように
なる。

このようにして、射出用ＡＣサーボモータ１９が速度制
御されて正転・逆転が繰り返され、保圧力が各保圧力時
間信号６８ごとに各保圧力信号６９の値に一定に制御さ
れるようになる。

したがって、第４図に示すように、各保圧力信号６９で
指定される第２段保圧力ＨＰ　ｌ、第１段保圧力ＨＰ２
および第１段保圧力ＨＰ３が、それぞれ各保圧力時間信
号６８で指定される第１段保圧力時間ＴＩ、第２段保圧
力時間Ｔ２、および該第２段保圧力時間Ｔ２から全射出
時間Ｔが完了するまでの時間の各時間で一定に制御され
る。

また、保圧工程においても、射出プランジャ９がわずか
に前進し、該射出プランジャ９の位置が射出完了位置Ｓ
５から保圧完了位置Ｓｅまで変化する（ただし、充填圧
より保圧設定が低い場合、射出プランジャ９は後退する
）。

上記のように構成された電動式射出成形機の射出保圧制
御装置１０１によれば、位置決めパルス分配器７５が設
けられているので、射出工程において、パルス分配器７
８から出力される指令パルス７７の数量と周波数によっ
て、射出用ＡＣサーボモータ１９の回転位置を制御する
とともに、回転速度も制御することができるので、制御
系における応答遅れの要素がなく、射出プランジャ９の
移動速度を指定された装置で正確に変化させることがで
きろ。しかも、保圧の制御においては、実測樹脂圧信号
６５と保圧力信号６９との偏差に比例した回転速度で射
出用ＡＣサーボモータ１９の回転速度を制御しているの
で、制御系に演算手段を設けろ必要がなく、よって演算
処理速度を考慮することがないから、簡単に射出用ＡＣ
サーボモータ１９の応答性を向上することができる。し
たがって、保圧力信号６９の指令によって実測樹脂圧を
安定的に制御することができる。

次に、前記電動式射出成形機の計犠前転後退制御装置１
０２を用いて行う樹脂の計量および熱転後退の制御方法
を説明する。ただし、この例では、第５図に示すように
、計量工程においては、背圧力ＢＰが射出プランジャ９
の保圧完了位置Ｓｅから計量完了位置ＢＳ３まで３段階
に切り換わり、熱転後退工程においては、熱転後退速度
ＢＶが計重完了位置ＢＳ３から射出開始位置ＳＯまで１
段階で切り換わる例を示している。

まず、計量工程から説明する。

樹脂の計量に際しては、可塑化用ＡＣサーボモータ３５
でスクリュ３４を回転駆動して、可塑化した樹脂を射出
プランジャ９の先端側に供給する。

そして、同時に主制御回路６１により、背圧条件設定器
９１から出力される各背圧力信号９４と実測樹脂圧信号
６５とを比較して、その偏差を圧力指令信号７４に変換
し、この圧力指令信号７４を第１のアナログスイッチ７
６に出力する。また、第１の信号ＡＩを出力し、第２の
信号Ａ２を出力停止状態にする。このため、第１のアナ
ログスイッチ７６がＯＮ状態になり、かつ第２のアナロ
グスイッチ８２がＯＦＦ状ＢＪこなって、上記圧力指令
信号７４がＯＮ状態の第１のアナログスイッチ７６を通
ってサーボアンプ８４に入力される。

そして、サーボアンプ８４によって、圧力指令信号７４
と速度信号８５とが比較されて、その偏差に対応した電
力８７が該射出用ＡＣサーボモータ１９に供給され、該
射出用ＡＣサーボモータ１９が前記偏差に比例した回転
速度で増速または減速あるいは反転する。そして、実測
樹脂圧信号６５が背圧力信号９４に等しくなり圧力指令
信号７４が零になると、射出用ＡＣサーボモータ１９の
回転が停止しする。そうすると、再び実測樹脂圧信号６
５と背圧力信号９４との偏差が生じ、この偏差に比例し
た速度で射出用ＡＣサーボモータＬ９が回転し該偏差が
零になるように制御される。

上記のようにして、射出用ＡＣサーボモータ１９が速度
制御されて正転・逆転が繰り返され、これにより射出プ
ランジャ９の先端側の樹脂の圧力である背圧力ＢＰが各
背圧力信号９４で指定される第１段の背圧力ＢＰＩに一
定に保持されるようになる。そして、Ｑ＝ｆ出プランジ
ャ９が後退して、各背圧力切換位置信号９３で指定され
る後退位置ＢＳＩに達すると、実測樹脂圧信号６５と背
圧力信号９４の第２段の背圧力ＢＰ２とか比較され、そ
の面差が圧力指令信号７４に変換されて、サーボアンプ
８４に出力される。このため、後退位置ＢＳＩから第２
段の背圧力ＢＰ２に変化するユしたがって、各背圧力信
号９４で指定される第１段の背圧力Ｂ　Ｐ　ｉ　、第２
段の背圧力Ｂ　Ｐ　２および第３段の背圧力ＢＰ３が、
それぞれ保圧完了（装置Ｓｅから後退位置ＢＳ　ｌ、後
退位置ｌ３Ｓ２および計量完了位置ＢＳ’３の各間で一
定に制御される。

そして、計量完了位置ＢＳ３に達すると、可塑化用ＡＣ
サーボモータ３５が停止して、スクリュ３４の回転によ
る射出プランジャ９の先端側への樹脂の供給が終了する
。これにより、射出プランジャ９が計量完了α置ＢＳ３
に停止し、次の前転後退工程が実施される。

無回転後退工程においては、主制御回路６１により、熱
転後退条件設定器９２から出力される前転後過速度切換
位置信号９５および熱転後退速度信号９６がそれぞれ速
度切換位置指令信号７２および速度指令信号７３に変換
されて、該速度切換位置指令信号７２および速度指令信
号７３がパルス分配器７８に出力され、また、第１の信
号Ａ１の出力が停止され、第２の信号Ａ２が出力される
。

このため、第１のアナログスイッチ７６がＯＦＦ状態に
なり、第２のアナログスイッチ８２がＯＮ状態になる。

そして、パルス分配器７８は、速度切換位置指令信号７
２によって指定される計量完了位置ＢＳ３から射出開始
位置ＳＯまでの長さをパルスの数量に変換し、速度指令
信号７３によって指定される熱転後退速度ＶＢＩをパル
スの周波数に変換し、上記数量および周波数の指定され
た指令パルス７７を偏差カウンタ８０に出力する。

偏差カウンタ８０では、パルス分配器７８から出力され
ろ指令パルス７７の＃ｆｆｌを積算して、この積算した
数量をデジタルの偏差量７９として出力する。そして、
偏差量７９がＤ／Ａ変換器８３でアナログの速度基準信
号８１に変換されて、この速度基準信号８Ｉがすでに第
２の信号Ａ２によってＯＮ状態にされた第２のアナログ
スイッチ８２を通ってサーボアンプ８４に出力される。

そうすると、サーボアンプ８４で、射出用ＡＣザーボモ
ータ１９の速度信号８５と速度基準信号８１とが比較さ
れ、その偏差に対応する電力８７が射出用ＡＣサーボモ
ータ１９に供給され、該射出用ＡＣサーボモータ１９が
射出開始時とは逆の方向に回転を開始する。この際、射
出用ＡＣサーボモータ１９の回転が停止状態にあるから
、上記偏差が大きく、このため該射出用ＡＣサーボモー
タ１９が急加速され、射出プランジャ９の熱転後退速度
も急上昇する。

そして、射出用ＡＣサーボモータ１９の回転が開始され
ると、射出モータ制御用エンコーダ２３からパルス７０
が出力されるようになり、このパルス７０が偏差カウン
タ８０に入力されて、該偏差カウンタ８０にｈｌＨされ
ているパルスの溜まり虫が減算される。たたし、パルス
７０の周波数がパルス分配器７８から出力される指令パ
ルス７７の周波数に達するまでは、上記溜まり量は増え
続き、射出プランジャ９は加速される。そして、仮にパ
ルス７０の周波数が指令パルス７７の周波数より高くな
る場合には、偏差カウンタ８０における減算量の方が多
くなって、偏差量７９が減少し、これによって射出用Ａ
Ｃサーボモータ１９に供給する電力８７が低下して、該
射出用ＡＣサーボモータ１９の回転速度が低下すること
になる。したがって、前記パルス７０の周波数は、指令
パルス７７の周波数まで上昇し、その後は指令パルス７
７の周波数に等しい状態が維持されるようになる。

すなわち、射出プランジャ９は、熱転後退速度ＢＶｔの
一定の速度で後退するようになる。

そして、総ての指令パルス７７が偏差カウンタ８０に出
力された後は、偏差カウンタ８０の溜まり量がパルス７
０によって減算されるだけとなり、偏差量７９が減少し
て、射出プランジャ９の前転後退速度が低下し、該偏差
カウンタ８０の溜まり量が零になる位置で射出プランジ
ャ９が停止する。

そして、晶まり量が零になる位置が射出開始位置ＳＯに
一致する。

上記のように構成された電動式射出成形機の計重前転後
退制御装置１０２によれば、計量時において、実測樹脂
圧信号６５と背圧力信号９４との偏差に比例した速度で
射出用ＡＣサーボモータ１９を制御しているので、制御
系に演算手段を設ける必要がなく、よって射出用ＡＣサ
ーボモータ１９の応、容性を向上することができる。し
たがって、射出プランジャ９の先端側に供給されろ樹脂
の圧力変動が、周波数においてまた振幅において大きな
場合でも、前記樹脂の圧力すなわち背圧力ＢＰを背圧力
信号９４にしたがって安定的に制御することができる。

しかも、熱転後退工程においては、位置決めパルス分配
器７５を用いて、射出用ＡＣサーボモータ１９を位置決
め制御で制御するとともに速度制御で制御することがで
きるので、射出プランジャ９の熱転後退速度を正確に制
御することができるとともに、該射出プランジャ９を射
出開始位置ＳＯに正確に一致させることができる。

なお、上記実施例においては、本発明をプリブラ式電動
射出戊形機に適用した例を示したが、インラインスクリ
ュ式の電動射出成形機に適用してもよいことは言うまで
もない。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、樹脂を射出する場
合、サーボモータを位置決め制御することによって、押
出具の位置および移動速度を制御しているので、射出速
度を正確に制御することができとともに、射出速度の変
更位置等も応答遅れの無い状態で正確に制御することが
できる。しかも、保圧の場合には、樹脂の圧力をサーボ
モータを速度制御することによって行うことができるの
で、応答遅れが極めて少なく、該圧力を目標値に一致す
るように安定的に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の一実施例を示す図であっ
て、第１図はブリブラ式電動射出成形機の要部破断側面
図、第２図はブリブラ式電動射出成形機の射出保圧制御
装置および計量前転後退制御装置を示すブロック図、第
３図は射出工程時のプランジャ速度および保圧工程時の
樹脂圧力（保圧力）を示す図、第４図は第３図の円■内
の拡大図、第５図は計量時の樹脂圧力（背圧力）を示す
図である。 ・・・・・プランジャ（押出具）、 ９・・・・・・射出用ＡＣサーボモータ、ｌ・・・・・
・主制御回路、 ２・・・・・・位置カウンタ、 ３・・・・・・射出条件設定器、 ４・・・・・・保圧条件設定器、 ３・・・・・・速度指令信号、 ４・・・・・・圧力指令指令、 ５・・・・・・位置決めパルス分配器、６・・・・・・
第１のアナログスイッチ、８・・・・・・パルス分配器
、 １・・・・・・主制御回路、 ６・・・・・・第１のアナログスイッチ、２・・・・・
・第２のアナログスイッチ、８４・・・・・・サーボア
ンプ、 ９１・・・・・・背圧条件設定器、 ９２・・・・・・無帳後退条件設定器、１０１・・・・
・・射出保圧制御装置、１０２・・・・・・計量無帳後
退制御装置、１０３・・・・・・速度制御回路、 １０４・・・・・・位置決め制御回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）サーボモータの回転運動出力を直線運動出力に変
   換して、この直線運動出力によって樹脂の押出具を往復
   移動させ、この押出具を前進移動させることによって、
   該押出具の先端側の樹脂を金型内に射出するとともに該
   金型内に射出された樹脂に圧力を加えて保圧する電動式
   射出成形機の射出保圧制御方法において、 前記樹脂の射出の際には、前記サーボモータを位置決め
   制御することによって前記押出具の位置および速度を制
   御し、前記樹脂の保圧の際には、前記サーボモータを速
   度制御することによって樹脂の圧力を制御することを特
   徴とする電動式射出成形機の射出保圧制御方法。
2. （２）サーボモータの回転運動出力を直線運動出力に変
   換して、この直線運動出力によって樹脂の押出具を往復
   移動させ、この押出具を前進移動させることによって、
   該押出具の先端側の樹脂を金型内に射出するとともに該
   金型内に射出された樹脂に圧力を加えて保圧する電動式
   射出成形機の射出保圧制御装置において、 前記サーボモータを位置決め制御することによって射出
   時の前記押出具の位置および移動速度を制御する位置決
   め制御回路と、前記サーボモータを速度制御することに
   よって保圧時の樹脂の圧力を制御する速度制御回路とを
   備えたことを特徴とする電動式射出成形機の射出保圧制
   御装置。