JPH0345329A - 射出成形機の制御装置 - 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） 本発明は射出成形機に関し、特に、射出成形サイクルを
制御する制御装置に関する。

（従来の技術） 一般に射出成形機において成形品を成形する際には、射
出工程、保圧工程等からなる射出成形サイクルを実行し
て成形品を成形している。そして、良好な成形品を得る
ためには溶融樹脂の状態（圧力、比容積、及び温度（以
下単にＰＶＴという））を制御する必要がある。

従来、ＰＶＴを制御して射出成形サイクルを実行する制
御装置として例えば、特開昭６３３４１１．６号公報（
以下第１文献という）に記載された制御装置及びプラス
チック成形技術、第４巻第７号、第７３ページから第７
４ページ（以下第２文献という）が知られている。

第１文献に記載された制御装置では、ＰＶＴ曲線を用い
て等比容積変化に切り替える点の樹脂温度を求め、切り
替え樹脂温度に達した時点で保圧工程中におけるスクリ
ュの微前進を停止している。

そして、この停止位置を保持するように閉ループ制御し
、所謂ゲートシール点よりも早い時点でゲトシールと同
様にゲートからの逆流、過充填を防止して比容積で等比
容積変化を行っている。

一方、第２文献に記載された制御装置では、保圧時にお
いてＰＶＴ曲線（ＰＶＴ特性）を用いて溶融樹脂圧力の
時間パターンを生威し、樹脂状態の制御を行っている。

（発明が解決しようとする課題） ところが、第１文献に記載された制御装置の場合、単に
ゲートシールと等価な状態を発生させる時刻の決定に当
たってＰＶＴ曲線を用いており、しかも保圧時の溶融樹
脂の状態だけを考慮しているから射出成形サイクル全体
に亘って溶融樹脂状態を把握し、これに基づいて射出成
形機を制御していないから、つまり、精度よく射出成形
機を制御することができず、この結果、良好な成形品を
得ることが難しいという問題点がある。

また、第２文献に記載された制御装置の場合、極めて多
くのパラメータを使用しているから、溶融樹脂状態が変
化した際、ＰＶＴ曲線に沿って保圧時の制御を補正する
のに時間がかかるばかりでなく、保圧時の溶融樹脂の状
態だけを考慮しており、射出成形サイクル全体に亘って
ＰＶＴ曲線に沿った制御を行っておらず、このため、精
度よく射出成形機を制御することができず、良好な成形
品を得ることか難しいという問題点がある。

いずれにしても、従来の制御装置の場合、射出成形サイ
クル全体に亘って溶融樹脂の状態に応じて精度よく射出
成形機を制御することができす、良好な成形品を得るこ
とが難しいという問題点がある。

本発明の目的は溶融樹脂状態が変化した際においてもＰ
ＶＴ曲線に沿った制御を容易に行うことのできる制御装
置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明によれば、キャビティを備える金型と、溶融樹脂
が蓄えられるシリンダ部を備え前記キャビティに溶融樹
脂を射出するための射出手段とを有し、予め定められた
射出成形サイクルを実行して前記溶融樹脂から成形品を
成形する射出成形機に用いられ、前記シリンダ部で前記
溶融樹脂の温度を計測し、第１の温度信号を送出する第
１の温度検出器と、前記金型の温度を計測して第２の温
度信号を送出する第２の温度検出器と、前記射出成形サ
イクルにおける前記溶融樹脂のＰＶＴ曲線パターンを受
け、該ＰＶＴ曲線パターンに基づいて前記射出成形サイ
クルにおける溶融樹脂圧力パターンを求める溶融樹脂圧
力パターン発生部と、前記第１及び第２の温度検出信号
を受け、前記金型内における前記溶融樹脂の温度を推定
し推定温度信号を送出する推定部と、該推定温度信号に
基づいて前記溶融樹脂圧力パターンを補正し補正溶融樹
脂圧力パターンを生成する補正部と、前記補正溶融樹脂
圧力パターンに丞づいて前記射出成形サイクルにおける
溶融樹脂圧力を制御する制御部とを有することを特徴と
する射出成形機の制御装置が得られる。

（作用） 本発明では、シリンダ部における溶融樹脂の温度を計測
するとともに金型の温度を計測してそれぞれ第１及び第
２の温度検出信号を得−Ｃ１これら第１及び第２の温度
検出信号から金型内における溶融樹脂温度を推定する。

この推定温度に基づいて設定ＰＶＴ曲線から求められる
溶融樹脂圧力パターンを補正し、この補正溶融樹脂圧力
パターンに基づいて射出成形サイクルにおける溶融樹脂
圧力を制御するようにしている。

従って、金型内の溶融樹脂推定温度に基づいてＰＶＴ曲
線から求められる溶融樹脂圧力パターンを補正している
から、溶融樹脂状態が変化ｌ−た際においても容易にＰ
ＶＴ曲線に沿った制御を行うことができ、その結果、良
好な成形品を得ることができるという利点がある。

（実施例） 以下本発明について実施例によって説明する。

第１図を参照して、射出成形機は金型１１及び射出装置
１２を備えており、金型１１内にはキャビティ　（図示
せず）が形成されている。射出装置１２はシリンダ部１
２ａ１シリンダ部１２ａ内に配設されたスクリュ（図示
せず）、及びスクリュを回転させるとともにスクリュを
前進及び後退させるためのアクチュエータ部１２ｂを有
している。

アクチュエータ部１２ｂは駆動制御部１３に接続され、
駆動制御部１３はアクチュエータ部１２ｂの駆動圧力を
検出するための駆動圧力センサ−１３ａ及びシリンダ部
り２ａ内における溶融樹脂の圧力を検出するための樹脂
圧力センサ１３ｂが備えられている。そして駆動圧力セ
ンサ１３ａの検出端１３１はアクチュエータ部１２ｂに
達しており、樹脂圧力センサ−１３ｂの検出端１３２は
シリンダ部１２ａの内壁外面に達している。　一方、金
型１１には金型温度制御部１４が備えられ、この金型温
度制御部１４には金型温度センサー１４ａが備えられて
おり、金型温度センサー１４ａの検出端１４１が金型１
１に達している。　射出装置１２は溶融樹脂温度センサ
ー１５を備えており、溶融樹脂温度センサー１５の検出
端１５１はシリンダ部１２ａの内壁外面に達している。

この溶融樹脂温度センサー１５は駆動制御部１３に樹脂
圧力パターン指令をｂえる樹脂圧力指令値生成部１６に
接続されている。また、この樹脂圧力指令値生成部１６
には金型温度センサー１４ａが接続されている。

上述の射出成形機に適用されるＰＶＴ　（Ｐは溶融樹脂
圧力、■は溶融樹脂の比容積、Ｔは溶融樹脂圧力の温度
を示す）曲線パターンがが予め電子計算機のテーブル（
図示せず）に与えられている。

このＰＶＴ曲線パターンは樹脂圧力指令値生成部１６に
入力され、後述するようにして、樹脂圧力指令値生成部
１６は金型温度センサー１４ａからの検出金型温度及び
溶融樹脂温度センサー１５からの検出溶融樹脂温度に基
づいて樹脂圧力パターン指令を送出する。そして、駆動
制御部１３は駆動圧力センサ−１３ａからの検出駆動圧
力及び樹脂圧力センサ−１３ｂからの検出樹脂圧力と樹
脂圧力パターン指令に基づいて溶融樹脂圧力を制御する
。

一方、金型温度制御部１４には金型温度目標値が与えら
れ、金型温度制御部１４は金型温度センサー１４ａから
の検出金型温度によって金型１１の温度を金型温度目標
値に制御する。

ここで、樹脂圧力指令値生成部１６の動作について詳細
に説明する。

第２図及び第３図を参照して、樹脂圧力指令値生成部１
６にはｐＳｖ、及びＴ間の関係を示すＰＶＴ式が第（１
）式で示すように予め設定されている。

Ｐ＝に＋＋Ｔ／　（Ｖ　　Ｋ１２）　　　Ｋ＋３−　（
１）ただし、Ｋ、いに、２及びＫ１３は樹脂の種類によ
って定まる定数である。

上述したように、樹脂圧力指令値生成部１６には第２図
に実線で示すＰＶＴ曲線パターンが与えられており、オ
ペレータがＣＲＴ等に表示されたＰＶ線図上に第３図に
示すように各点Ｐ、　　Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ６、及び
Ｐ６をプロットすると、樹脂圧力指令値生成部１６は、
上記各点Ｐ１、Ｐ　２　、Ｐ　３　、Ｐ　４　、Ｐ　５
　、及び２６間を直線で結んで（直線で補間して）、各
区間ｉ　（ｉ＝１．２．３、・・・）毎にＰとＶとに関
する関数を第（２）式％式％（２） ただし、ｇ、及びり、は各区間ｉ毎における定数である
。

さらに、樹脂圧力指令値生成部１６は、第（１）式から
上記各区間ｉ　（ｉ−１，２，３、・・・）における溶
融樹脂温度の最高値（Ｔ□、８．）と最低値（Ｔ１□）
を求めて、各区間ｉにおける溶融樹脂温度ＴＩの条件を
第（３）式で得る。

Ｔ４．１≦Ｔ１　≦Ｔ−−ｘ＋−（３）第４図を参照し
て、金型１１への溶融樹脂の射出時刻（８時間）から金
型１１の型開時刻（０時間）において、つまり、射出成
形サイクルにおいて、溶融樹脂の温度（Ｔ）が、例えば
、実線で示すパターンから破線で示すパターンに変化し
たとすると、溶融樹脂の温度（Ｔ）の変化に応じて、溶
融樹脂圧力（Ｐ）及び溶融樹脂の比容積（Ｖ）が変化す
る。

前述のように樹脂圧力指令値生成部１６には検出樹脂温
度及び検出金型温度が与えられており、樹脂圧力指令値
生成部］６はこれら検出樹脂温度及び検出金型温度に基
づいて金型１１内における溶融樹脂温度を推定する。

時刻ｔが、ａ≦ｔ≦ｂのとき、 推定樹脂温度ＴＲ（ｔ）を第（４）式によって推定する
。

ＴＲ（ｔ）−Ｔ、Ａ　（ａ）→−ｆＴｉ（ａ）ＴＭ　　
（ａ）ｌ　　ｅ　ｘｐ　（Ｋ＋　　（ｔ　　ａ））　・
＝　（４）ただし、ＴＭ　（ａ）は射出開始時における
検出金型温度、ＴＲ（ａ）は射出開始時における検出樹
脂温度、Ｋ、は所定の定数である。

１ 一方、時刻ｔが、ｂ≦ｔ≦ｅのとき、 推定樹脂温度ＴＲ（ｔ）を第（５）式によって推定する
。

ＴＲ（ｔ）　＝ＴＭ（ｔ）　＋（ＴＲ（ｂ）ＴＭ　　（
ｂ）ｌ　　ｅＸｐ　　（Ｋ２　　（ｔ−ｂ）］　・＝　
（５）ただし、ＴＭ　　（ｔ）は時刻ｔにおける検出金
型温度、ＴＲ（ｂ）は肋刻ｂ（例えば、溶融樹脂の金型
内充填完了貼）における検出樹脂温度、ＴＭ（ｂ）は時
刻すにおける検出金型温度、Ｋ２は所定の定数である。

樹脂圧力指令値生成部１６は一射出成形ザイクルの任意
の時刻における金型推定温度を上記の第（４）式及び第
（５）式を用いて算出し、これら算出推定樹脂温度（例
えば、第２図における各点Ａ、Ｂ’　　Ｃ’　　Ｂ、Ｃ
，Ｄ及びＥにおける推定溶融樹脂温度Ｔ＝Ｔａ、Ｔ＝Ｔ
ｂ’　　Ｔ＝Ｔｃ’Ｔ＝Ｔｂ、、Ｔ＝Ｔｃ、Ｔ−Ｔｄ、
及びＴ−Ｔｅ）が上記の区間ｉのいずれに対応するかを
第（３）式を参照して決定する。その後、第（１）式及
び第（２）式を用いて、樹脂圧力指令値生成部１６２ は、上記の任意（複数）の時刻における樹脂圧力を求め
る。

このようにして、複数の樹脂圧力を求め、各時刻間の樹
脂圧力は直線補間を用いて決定し、補正樹脂圧力パター
ンを全射出成形ザイクルに亘って求める。つまり、第５
図に実線で示す樹脂圧力パターンを破線で示す補正樹脂
圧力パターンに補正する。この補正樹脂圧力パターンは
駆動制御部１３に与えられ、駆動制御部１３はこの補正
樹脂圧力パターンに基づいて一射出成形サイクルに亘っ
て樹脂圧力を制御する。

（発明の効果） 以上説明したように本発明では、全型内推定樹脂温度に
基づいて設定ＰＶＴ曲線から求められる溶融樹脂圧力パ
ターンを補正し、この補正溶融樹脂圧力パターンに基づ
いて一射出成形サイクルにおける溶融樹脂圧力を制御す
るようにしているから、溶融樹脂状態が変化した際にお
いても容易にＰ　Ｖ　Ｔ　１４１３線に沿った制御を行
うことができ、その結果、良好な成形品を得ることがで
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による制御装置の一実施例を示すブロッ
ク図、第２図はＰＶＴ曲線を示す図、第３図はＰＶ線図
上の任意のプロット点を示す図、第４図は成形過程にお
ける溶融樹脂温度の変化を示す図、第５図は溶融樹脂圧
力パターンを補正前と補正後で示す図である。 １１・・・金型、１２・・・射出装置、１３・・・駆動
制御部、１．４・・・金型温度制御部、１５・・・溶融
樹脂温度センサー　１６・・・樹脂圧力指令値生成部。 ２１１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、キャビティを備える金型と、溶融樹脂が蓄えられる
   シリンダ部を備え前記キャビティに溶融樹脂を射出する
   ための射出手段とを有し、予め定められた射出成形サイ
   クルを実行して前記溶融樹脂から成形品を成形する射出
   成形機に用いられ、前記シリンダ部で前記溶融樹脂の温
   度を計測し、第１の温度信号を送出する第１の温度検出
   器と、前記金型の温度を計測して第２の温度信号を送出
   する第２の温度検出器と、前記射出成形サイクルにおけ
   る前記溶融樹脂のＰＶＴ曲線パターンを受け、該ＰＶＴ
   曲線パターンに基づいて前記射出成形サイクルにおける
   溶融樹脂圧力パターンを求める溶融樹脂圧力パターン発
   生部と、前記第１及び第２の温度検出信号を受け、前記
   金型内における前記溶融樹脂の温度を推定し推定温度信
   号を送出する推定部と、該推定温度信号に基づいて前記
   溶融樹脂圧力パターンを補正し補正溶融樹脂圧力パター
   ンを生成する補正部と、前記補正溶融樹脂圧力パターン
   に基づいて前記射出成形サイクルにおける溶融樹脂圧力
   を制御する制御部とを有することを特徴とする射出成形
   機の制御装置。