JPH035293B2 - - Google Patents

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JPH035293B2
JPH035293B2 JP60108254A JP10825485A JPH035293B2 JP H035293 B2 JPH035293 B2 JP H035293B2 JP 60108254 A JP60108254 A JP 60108254A JP 10825485 A JP10825485 A JP 10825485A JP H035293 B2 JPH035293 B2 JP H035293B2
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JP
Japan
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screw
load cell
injection
nut
pressure
Prior art date
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JP60108254A
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English (en)
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JPS61266219A (ja
Inventor
Narutoshi Nishiike
Masahiko Mizuno
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/76Measuring, controlling or regulating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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    • B29C2045/1792Machine parts driven by an electric motor, e.g. electric servomotor
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    • B29C45/77Measuring, controlling or regulating of velocity or pressure of moulding material
    • B29C2045/773Zero point correction

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は電動駆動されるプラスチツク射出成形
機の充填並びに保持圧(以下、射出圧という)お
よびスクリユ背圧の制御を行なうに際しての射出
圧検出器の零点補正方法に関する。
[従来技術] 電動式射出成形機の射出圧制御方法として本出
願人が特願昭59−274339号として出願したものが
ある。
前記電動式射出成形機の射出圧制御方法は、ス
クリユ前後進用電動モータによりスクリユ前後進
用ねじナツトおよびねじ軸を介してスクリユを前
後進させ、スクリユ回転用電動モータによりねじ
軸を介してスクリユを回転させるものにおいて、
前記ねじナツトにかかるスクリユ反力を荷重計に
より直接検出してフイードバツクし、スクリユ前
後進用電動モータを制御するものである。このと
き、荷重計にかかる反力を正確に検出するために
は、荷重計周りの部材にガタが生じないように組
立てる必要がある。これは荷重量に常にいくらか
の予圧を掛ける結果となり、負荷圧0のときにも
荷重計は受圧し誤差を生じる。また、一般に荷重
計自体が周囲温度変化、経年変化により誤差を生
じ、正しい荷重を検出することが難しいという問
題があつた。
[発明の目的] 本発明は、上記問題点を解決し、荷重計の電気
出力零点が温度変化、経年変化、組立て工程での
予圧などによつて生じた誤差を電気的に補正し
て、射出工程における荷重計にかかる圧力を正確
に検出し、射出成形工程における制御を安定かつ
再現性良く実施できる方法を提供することを目的
とする。
[発明の概要] 上記目的を達成するため本発明は、スクリユ前
後進用電動モータによりスクリユ前後進用ねじナ
ツトおよびねじ軸を介してスクリユを前後進さ
せ、スクリユ回転用電動モータによりねじ軸を介
してスクリユを回転させ、前記ねじナツトにかか
るスクリユ反力を荷重計により直接検出してフイ
ードバツクし、スクリユ前後進用電動モータを制
御するに際し、計量工程または射出工程の開始直
前に荷重計の出力の自動零点補正を行なうように
したものである。
[発明の実施例] 以下、本発明の実施例を説明する。
第1図は本発明の一実施例に係る射出装置を示
し、ハウジング1の外側にはスクリユ前後進用サ
ーボモータ2およびスクリユ回転用ブレーキ付き
サーボモータ3を設け、また、ハウジング1内に
はスクリユ4を前後進移動、回転可能に突出して
設け、スクリユ4は周知の如く加熱筒内に収納す
る。そのスクリユ4はスクリユねじ軸5とトルク
伝達可能に結合されており、スクリユねじ軸5は
スプライン軸6と一体構成となつている。
ハウジング1内において、スクリユ前後進用サ
ーボモータ2の軸2′に取付けた第1段目の歯車
7を設け、この歯車7と第2段目の歯車即ちスク
リユ前後進用歯車8とを噛合させ、この第2段目
の歯車8はねじナツト9と一体構成とし、スクリ
ユねじ軸5とねじナツト9とは螺合している。ま
た、第2段目の歯車8はナツトハウジング10と
一体構成となつており、ナツトハウジング10内
をスクリユねじ軸5、スプライン軸6が前後進移
動可能となつており、第2段目の歯車8、ナツト
ハウジング10はそれぞれ軸受11,12でハウ
ジング1に回転自在に支持されており、更に、軸
受11は軸方向に滑動可能なようにハウジング1
に対して遊合されている。
また、ハウジング1内において、スクリユ回転
用ブレーキ付きサーボモータ3の軸3′に取付け
た第1段目の歯車13を設け、この歯車13と第
2段目の歯車14即ちスクリユ回転用歯車14と
を噛合させる。この段2段目の歯車14は、前記
スプライン軸6と嵌合するスプライン溝部15と
筒状部16を備える。スプライン軸6は前記歯車
14と一体に回転すると共に、歯車14の筒状部
16内を前後進移動可能になつており、歯車14
の回転と共にスクリユ4も回転する。この第2段
目の歯車14は軸受17,18とで回転可能に支
持される。
ハウジング1内面にリング状に突出形成したギ
ヤボツクス間隔19と、第2段目の歯車即ちスク
リユ前後進用歯車8との間に軸受20、ベアリン
グ押さえ21を介してロードセルなどの荷重計2
2を設ける。荷重計22はリング状のものにスト
レインゲージを貼りつけたもの、数個のブロツク
にストレインゲージを貼りつけたものとしてもよ
い。図中、23は軸受ナツト、24は軸受ワツシ
ヤである。
上記射出装置において、射出圧もしくはスクリ
ユ背圧は、スクリユ4→スクリユねじ軸5→ねじ
ナツト9→スクリユ前後進用歯車8→軸受け20
→ベアリング押さえ21→荷重計22へと伝わ
る。安定なフイードバツク制御を行なうために
は、スクリユ4にかかる正方向(押し方向)の力
も負方向(引き方向)の力も確実に荷重計22に
伝える必要があり、そのためにはスクリユ4から
荷重計22に至る各部材にガタがあつてはならな
い。特に、スクリユ前後進用歯車8、軸受け2
0、ベアリング押さえ21、荷重計22間にガタ
(隙間)が生じ易い。このガタをなくすため、ハ
ウジング10の右端部外周にねじを切り軸受ワツ
シヤ24を挿入し、軸受ナツト23で締め付け、
荷重計22に予圧を与える。軸受ナツト23を締
め付けるとハウジング10は図の右方向へ移動
し、それにつれてスクリユ前後進用歯車8が右へ
移動するので軸受け20、ベアリング押さえ21
が右へ移動し荷重計22は左端より力を受ける。
また、軸受ナツト23の反力は軸受ワツシヤ24
を左へ押し、軸受け12を左へ押す。軸受け12
の押圧力はギヤボツクス隔壁19に伝わるが、荷
重計22の右端もギヤボツクス隔壁19に接して
いるため、結果として荷重計22は左右両端より
軸受ナツト23の締め付け力に等しい予圧を与え
られる。
第2図は射出圧、背圧を検出してフイードバツ
ク制御を行なう制御回路ブロツク図を示したもの
である。図中、25は射出圧設定器、26は背圧
設定器、27は射出圧・背圧切換器、28は加減
演算器、29は調節計、30はサーボモータアン
プ、31は増幅器、32は制御装置、33は自動
零点補正回路である。
以上の構成で、射出工程の操作において、スク
リユ回転用ブレーキ付きサーボモータ3のブレー
キを働かせてサーボモータ3の回転を停止させる
ことにより、スクリユ回転用の第2段目の歯車1
4の回転を停止させておき、スクリユ前後進用サ
ーボモータ2を回転させると第1段目の歯車7を
介して第2段目の歯車8およびねじナツト9が回
転する。すると、第1図において右後方にあつた
スクリユねじ軸5が、第2段目の歯車14が回転
を止められているので、左前方へ前進移動し、ス
クリユ回転により計量して既にためられていた可
塑化したプラスチツク材料を射出ノズルから金型
に射出する。このとき、制御装置32からの信号
により射出圧・背圧切換器27は、射出圧設定器
25側に切り換えられている。一方、射出圧はサ
ーボモータ2の回転がねじナツト9の回転となり
前進方向へスクリユ4を押す圧力となつたもので
あり、その反力がスクリユ4を後進方向へ押す力
となりその反力は第2段目の歯車即ちスクリユ前
後進用歯車8を後方へ押す力となり、軸受20、
ベアリング押さえ21を介して荷重計22を圧縮
するものとなり、荷重計22はその圧縮力即ちス
クリユ反力を検出し、その検出値信号は増幅器3
1を介して加減演算器28に送られる。そこで、
公知の如く射出圧設定値25により設定されてい
る設定値と検出値とを比較して加減演算してその
偏差値を調節計29に入力し、調節計29でPID
補償演算した出力をサーボモータアンプ30に入
力し、操作信号としてスクリユ前後進用サーボモ
ータ2に入力し、このサーボモータ2の回転を制
御してスクリユ4の前進圧力即ち射出圧を制御す
る。
また、計量工程においてはスクリユ回転用ブレ
ーキ付きサーボモータ3のブレーキを開放してこ
のサーボモータ3を回転させ、第1段目の歯車1
3、第2段目の歯車14を回転させ筒状部16に
スプライン穴部15で嵌合しているスプライン軸
6を回転させる。このときスクリユねじ軸5が回
転し、スクリユ4も回転する。同時にスクリユ前
後進用サーボモータ2を回転させ、スクリユ4が
回転することにより、ホツパーからのプラスチツ
ク原料がスクリユ4の先端に移送される。移送さ
れた樹脂により樹脂圧が高まると、この圧力(ス
クリユ背圧)を荷重計22により検出し、この検
出値に基づいて前述した射出圧と同様にモータ2
の回転を制御してスクリユ4の後退時の圧力、即
ちスクリユ背圧を制御する。
以上、射出装置の成形工程である射出工程、計
量工程の操作について説明したが、次に電動式射
出成形機の荷重計における検出器の零点補正方法
を説明する。
第3図には荷重計にかかる力fと出力電圧との
関係を示す。荷重計に加えられる力fとその出力
電力Vとの関係は第3図に示す如くV=αfであ
る。αは荷重計の感度を示す定数である。
今、軸受ナツト23を締め付けて加えた予圧が
f1であつたとすると、荷重計22の発生電圧はe1
となるが、このとし零点補正回路33でe1を引算
してV=αf−e1とすると、予圧力f1を加えた状態
での出力が0となり、スクリユ4にかかる力に正
比例した出力が得られる。また、温度変化、経年
変化による荷重計零点のずれは、荷重計の受圧力
が0の時+または−の出力電圧が発生するが、こ
れも上記と同様に、零点補正回路33によつてキ
ヤンセルすることができる。
次に、実際の電動式射出成形機において、この
零点補正を行なうタイミングについてみると、そ
れは荷重計22に軸受ナツト23による予圧以外
の力がかからなくなる瞬間であることが必要であ
る。成形の各シヨツト毎にこの予圧以外の力がか
からない瞬間を求めることも可能であるが、この
ようにするには保圧完了後で計量開始までの間に
スクリユ圧を0とするための時間を計ける必要が
生じ、各成形サイクルがその分だけ長くなるとい
う欠点を生じる。そこで、本発明ではスクリユ加
熱ヒータでシリンダを加熱昇温させ、成形(射
出)開始の押釦を押した瞬間に制御装置32から
零点補正信号34を自動零点補正回路33に送
る。すると、昇温が完了し、射出も計量も開始す
る以前はスクリユには外力がかかつておらず、荷
重計22は軸受ナツト23による予圧のみを受け
ていることとなる。この時点で荷重計22の出力
e1を読み取り、自動零点補正回路33はe1を減算
し、自動零点補正回路33の出力を0とする。出
力が0になつた時点で零点補正完了信号35を制
御装置32へ送り出し、自動零点補正回路33は
e1を内部に保持し、e1は次の零点補正信号34を
受けるまで保持する。制御装置32は零点補正完
了信号35を受けとつた後に成形(射出)を開始
すべく、前記した如く各部へ信号を送る。
なお、上記実施例ではサーボモータ2からねじ
ナツト9への回転力の伝達、および、サーボモー
タ3から筒状部16への回転力の伝達にそれぞれ
歯車を使用したが、この伝達手段は歯車に限定さ
れるものではなく、ベルト、チエーン等の手段に
よることもできる。また、サーボモータの選択に
よつては、ねじナツトに直接サーボモータの回転
子を取り付けたり、筒状部16に直接サーボモー
タの回転子を取り付けることにより、回転の伝達
手段を省くことも可能である。
また、上記実施例では、スクリユ回転用にブレ
ーキ付サーボモータを使用したが、射出工程時、
スクリユ回転用モータにトルクを発生させ、スプ
ライン軸6の回転を止めるように制御を行なえば
ブレーキは不用である。
更に、スクリユ後進用モータ2、スクリユ回転
用モータ3はサーボモータに限定されることな
く、スクリユ前後進用モータは本発明のためには
トルク制御のできるモータであればよく、スクリ
ユ回転用モータは本発明のためにはいかなる種類
の電動機でもよい。
[発明の効果] 本発明は、成形(射出)工程操作開始の直前に
荷重計の出力の自動零点補正を行なうようにした
ので、荷重計に予圧がかかつていてもそれを補正
した荷重計にかかる圧力(反力)を正確に検出し
て用いることができ、射出成形機の制御の安定性
および再現性の向上を計ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係る射出装置の断
面図、第2図はその射出装置における制御回路の
ブロツク図、第3図は荷重計にかかる力と出力電
圧との関係を示すグラフ図である。 2……スクリユ前後進用サーボモータ、3……
スクリユ回転用サーボモータ、4……スクリユ、
5……スクリユねじ軸、6……スプライン軸、8
……スクリユ前後進用歯車、9……ねじナツト、
14……スクリユ回転用歯車、22……荷重計。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 スクリユ前後進用電動モータによりスクリユ
    前後進用ねじナツトおよびねじ軸を介してスクリ
    ユを前後進させ、スクリユ回転用電動モータによ
    りねじ軸を介してスクリユを回転させ、前記ねじ
    ナツトにかかるスクリユ反力を、射出成形機のハ
    ウジングに与圧を与えられ取付けられた荷重計に
    より直接検出してフイードバツクし、スクリユ前
    後進用電動モータを制御するに際し、計量または
    射出工程操作開始直前に荷重計の出力信号を自動
    的に零点に補正し、以後その計量または射出工程
    終了まで、前記自動的に補正した信号を用いて前
    記制御を行なうことを特徴とする電動式射出成形
    機の制御方法。
JP10825485A 1985-05-22 1985-05-22 電動式射出成形機の制御方法 Granted JPS61266219A (ja)

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JPS61266219A JPS61266219A (ja) 1986-11-25
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Families Citing this family (4)

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JP3318427B2 (ja) * 1994-01-21 2002-08-26 ファナック株式会社 射出成形機における圧力検出装置の零点補正方法
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JPS60174625A (ja) * 1984-01-31 1985-09-07 Nissei Plastics Ind Co 電動式射出装置における射出力検出方法

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