JPH0345326A - 電動射出成形機における射出・計量制御方法 - 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、電動式射出成形機に関し、特に、射出・ｉｆ
時の各工程において、スクリューによって樹脂に加える
圧力の制御方式に関する。

従来の技術 電動式射出成形機において、射出、特に保圧工程時の樹
脂に加わる圧力の制御、及び計量時、樹脂に与える背圧
の制御に、樹脂に加わる圧力をセンリで検出し、このセ
ンυで検出した実際の「力ど設定圧力との差によって樹
脂に加わる圧力が設定圧力になるＪ：うに制御するクロ
ーズドループ制御（フィードバック制御〉がすでに公知
である。

例えば、特開昭６２−９７８１８号公報参照。

発明が解決しようとする課題 上述した従来のクローズドループ制御の場合、クローズ
ドループはバードウ１アで構成され、そのクローズドル
ープのゲインは−通りの固定されたものである。

しかし、射出、特に保圧工程のように、実際の機構部の
動作が急激なものは、上記クローズドループのゲインを
高くして応答性をＪ：りするど系が発振してしまうとい
う問題があり、ゲインを高くすることができない。一方
、計量時の背圧制御の場合には、機構部の動作が緩やか
であるため、保圧■程時に合せたクローズドループのゲ
インにすると、系の応答性が鈍くなり、追従性の悪いも
のとなる。

そこで、本発明の目的は、樹脂に加わる圧力をクローズ
ドループ制御する制御方式にお（Ｊる射出及び計量時の
各工程において、系の安定及び応答性をよくした最適な
樹脂圧力制御が得られる射出・計量方式を提供すること
にある。

課題を解決するための手段 樹脂に加わる圧力を検出し、該検出圧力と設定圧力の差
から樹脂に加わる圧力が設定圧力になるようにクローズ
ドループ制御する電動射出成形機において、本発明は、
上記クローズドループ制御のゲインを射出・計量の各工
程に適した値に切換えて制御することによって上記課題
を解決した。

作　　用 本発明は、射出・ｆｆｔ　ｍの各工程に合せて最適ゲイ
ンになるようにクローズドループ制御のゲインを切換え
る。例えば、保圧■程時にはゲインを小さくして振動が
牛じないようにし、また、３１量時にはゲインを高くし
て応答遅れを少なくし、追従性をよくする。その結果、
射出、保圧、計量の各工程において最適制御ができる。

実施例 以下、本発明の一実施例について説明する。

図は本発明を採用した一実施例の電動式射出成形機及び
該射出成形機の制御系の要部を示す図で、符号１はスク
リュー、符号３は射出用１ノーボモータＭの回転力を直
線運動に変え、スクリュー１を軸方向に駆動し射出させ
るための射出機構である１゜なお、Ｐ　Ｇ、を射出用サ
ーボモータＭに装着されスクリュー１の位置を検出する
パルスコーダである。

また、射出機Ｍ２Ｓ内にはスクリュー１の軸方向に作用
する樹脂からの反力を検出するロードセル等の圧力セン
′＋ｌ＋４が取付けられてａ３す、樹脂の溶融圧力等を
この圧力センサ４で検出するようになっている。

該圧カヒンザ４で検出された圧力は２つの圧力制御回路
５Δ、５Ｂに入力され、１■力制御回路５Ａ、５Ｂの出
力はアナログスイッチ６を介してサーボモータＭを制御
する→ノーボ回路２６に入力されている。また、上記圧
力制御回路５Ａ、５Ｂは後述する数値制御装置２０の出
力回路から指令圧力〈トルク指令）を受けるように接続
されており、これら圧力制御回路の構成は特開昭６２−
、９７８１８号公報に記載された圧力制御フィードバッ
ク回路（出力回路からの信号をアナログ信号に変換する
Ｄ／Ａ変換器も含む〉と同一であり、訂細は省略してい
る。

符号２０は射出成形機を制御する制御部としての数値制
御装置（以下、ＮＣ装置という）で、該ＮＣ装置２０は
ＮＣ用のマイクロプロセラ勺（以下、ＣＰｕという〉２
１とプログラマブルマシンコン１−〇−ラ〈以下、ＰＭ
Ｃという）用のＣＰＵ２２を有しており、ＰＭＣ用ＣＰ
Ｕ２２には射出成形機のシーケンス動作を制御するシー
ケンスプログラム等を記憶したＲＯＭ２７及びＰＭＣ用
ＲＡＭ２８が接続されている。ＮＧ用ＣＰＵ２１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
ＲＯＭ２３及び射出用、クランプ用。

スクリュー回転用、１ジエクタ用等の各軸のサーボモー
タを駆動制御するサーボ回路がサーボインターフェイス
２５を介して接続されている。図では射出用のサーボモ
ータＭのサーボ回路２６のみ図示している。また、３０
ばバブルメモリやＣＭＯＳメモリで構成される不揮発性
の共有ＲＡＭ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を右する。

２９はバスアービタコントローラ（以下、ＢＡＣという
）で、該ＢＡＣ２９にはＮＣ用ＣＰＵ　２１及びＰＭＣ
用ＣＰＵ２２．共有ＲＡＭ３０．入力回路３１．出力回
路３２の各バスが接続され、該ＢＡＣ２９によって使用
づるバスを制御づるようになっている。また、３４はオ
ペレータパネルコン１−〇−ラ３３を介してＢＡＣ２９
に接続されたＣＲＴ表示装置付手動データ入力装置（以
下、ＣＲＴ／ＭＤＩという）であり、ＣＲＴ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（ソフトキーやアンキー等）を操作づることにより
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。なお、２４はＮＣ用ＣＰＵ　２１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。

上記サーボ回路２６の出力は、射出用ザーボモタＭに出
力され、パルスコーダＰの出力はサーボ回路に入力され
ている。また、アナログスイッヂ６の出力はサーボ回路
２６に入力されている。

また、射出用サーボモータＭの出力１〜ルクをクロズド
ループ（フィードバック）制御するようになっている。

上記共有ＲＡＭ３０の設定メモリ部には射出。

保圧、計量等の各種成形条件がパラメータで記憶され、
ＮＧ装置２０は、共有ＲＡＭ３０に格納されたＮＣプロ
グラム及び上記した各種成形条件や、ＲＯＭ２７に格納
されているシーケンスプログラムにより、ＰＭＣ用ＣＰ
Ｕ２２がシーケンス制御を行いながら、ＮＣ用ＣＰＵ２
１が射出成形機の各軸のサーボ回路へザーポインタフエ
イス２５を介してパルス分配し、射出成形機を制御づる
ものである。

上記圧力制御回路５Ａは射出、保圧■稈のクローズドル
ープ制御に適するように、そのゲインを小さく設定され
、圧力制御回路５Ｂのゲインは計ＩＩ稈のクローズドル
ープ制御に適するように大きく設定されている。そして
、これら圧ノ〕制御回路５Ａ、５Ｂの出力は出力回路３
２からの切換信号によって切換えられるアナログスイッ
ヂ６を介して、射出の保圧工程時には圧力制御回路５Ａ
の出力がサーボ回路２６に入力され、計量］［稈時には
圧力制御回路５Ｂの出力がサーボ回路２６に入力される
ようになっている。

次に、本実施例の動作を説明する。

射出工程になると、ＰＭＣ用ＣＰ　ＬＪはＢＡＣ２９を
介して共有ＲＡＭ３０に設定された射出圧力（トルク指
令値〉を読出し、出力回路３２を介して該射出圧力を汗
力制御回路５Ａ、５Ｂに出力すると共に出力回路３２か
ら圧力制御回路５Ａ側への切換指令をアブ［１グスイツ
″ｆ６に出力し、アナログスイッヂ６を切換え、圧力制
御回路５Ａとザボ回路２６を接続する。そして、ＮＣ用
ＣＰＵ２１は射出用サーボモータＭに対し、射出のため
のパルス分配を開始し、勺−ポインターフェイス２５、
サーボ回路２６を介してサーボモータＭを駆動する。こ
のとき、汗力制御回路５八は指令射出圧力と圧ツノセン
サ４で検出される検出圧力との差に応じて出力を出し、
サーボ回路２６はこの出力に応じてサーボモータＭの駆
動電流を制御し、樹脂に加わる圧力が指令射出圧力にな
るように制御する。保圧工程に入ったときも同様で、保
圧工程の各段の指令圧力が圧力制御回路５Ａに入力され
、この指令圧力と圧力センサ４で検出された圧力との差
に応じてサーボモータＭの出力トルクが制御され、樹脂
に指令圧力がスクリュー１を介して加えられることとな
る。

この射出（保圧〉工程においては、ゲインを小さく設定
された圧力制御回路５Ａを介して、クローズドループ制
御が行われるから、４ノ一ボモータＭの出力トルクが設
定圧力に対応するトルク以上になることはなく、その結
果、樹脂に加わる圧力が振動するようなことはない。

一方、射出〈保圧〉工程が終了し、計量工程へ切換ねる
際には、ＰＭＣ用ＣＰＵ２２ばＢＡＣ２９を介して共有
ＲＡＭ３０に設定された設定背圧を読出し、出力回路３
２を介して圧力制御回路５Ａ、５Ｂに該設定背圧を出力
すると共にアナログスイッヂ６を切換えて圧力制御回路
５Ｂの出力をサーボ回路２６に入力するようにする。そ
して、図示しない計量用のモータを駆動し、スクリュー
０ １を回転させ、３１量、混練を開始させる。

この計量工程時には、大きなゲインに設定された圧力制
御回路５Ｂにｊこって背圧のクローズドループ制御が行
われるから、サーボモータＭが出力するトルク〈背圧）
は指令背圧への追従性がよく、正確な背圧を樹脂に加え
ることができる。

以上述べたように、射出、特に保圧工程における保圧と
ｉｔ　ｆｆｉ工程における背圧制御をゲインの異なる圧
力制御回路を切換えて使用し、応益性のことなるクロー
ズドループとし、各工程に適した応答が得られるように
したので、最適な射出圧力（保Ｊ）：）、背圧制御を行
うことができる。

なお、上記実施例では、ゲインの異なる圧力制御回路を
２つ設けたが、さらにゲインの異なる圧力制御回路を設
（プ、射出（保圧〉、ｓｌ量の各Ｔ程に応じて各工程に
適したゲインの圧力制御回路を選択し、圧力を制御づ−
るようにしてもよい。例えば、射出・保汗工程の圧力を
多段に制御する場合、その各段の圧力や特性に合せて、
ゲインが設定された圧力制御回路を設け、各段の「力制
御をその１ 段に適したゲインの圧力制御回路によってクローズルー
プ制御を行わせるようにしてもよい。

また、上記実施例ではサーボ回路２６をアナログ制御回
路で構成した例を示したが、該リーボ回路をプロセッサ
でサーボ制御を行う、いわゆるデジタルサーボで構成し
た場合には、「力制御回路の動作もプロセッサで追伸す
ることができ、この場合、圧力制御回路等のクローズド
ループ制御のゲインはプロセッサが行う処理にお（プる
パラメータ値、即ち、各ゲインに幻応する定数等のパラ
メータ値を変えてゲイン調整を行って各、工程に適した
クローズドループゲインを得るようにすればよい。

発明の効果 本発明は、電動式射出成形機において、射出軸のサーボ
モータによって樹脂に加える圧力をクローズドループで
制御する場合、動作特性の異なる射出（保圧＞、ｉｔｉ
の各段の圧力制御を各工程の特性に合うようにクローズ
ドループのゲインを変えて制御を行うＪ：うにしたから
、各工程において２ 最適な応答が得られ、射出、特に保圧時において保圧圧
力の振動を防止することができ、かつ、調量時には応答
の遅れを小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明を採用した電動射出成形機の構成及びその
制御部の素養部ブロック図である。 １・・・スクリュー　２・・・加熱シリンダ、３・・・
射出機構、４・・・圧カセンザ、Ｍ・・・サーボモータ
、Ｐ・・・パルスコーダ、５Ａ、５Ｂ・・・圧力制御回
路、６・・・アナログスイッチ、２０・・・数値制御装
防。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）樹脂に加わる圧力を検出し、該検出圧力と設定圧
   力の差から樹脂に加わる圧力が設定圧力になるようにク
   ローズドループ制御する電動射出成形機において、上記
   クローズドループ制御のゲインを射出・計量の各工程に
   適した値に切換えて制御するようにしたことを特徴とす
   る電動射出成形機における射出・計量方式。
2. （２）上記クローズドループにおける圧力制御回路を射
   出・計量の各工程に合わせ複数設け、各工程に適したゲ
   インの圧力制御回路を選択して各工程のクローズドルー
   プ制御を行うようにした請求項１記載の電動射出成形機
   における射出・計量方式。
3. （３）射出・計量時樹脂に圧力を加えるスクリューを駆
   動するサーボモータのサーボ制御をプロセッサで制御す
   るデジタルサーボで構成し、上記クローズドループ制御
   を上記プロセッサで制御し、該プロセッサは射出・計量
   の各工程に応じてクローズドループのゲインを切換えて
   制御することを特徴とする電動射出成形機における射出
   ・計量方式。