JPH04105915A - 射出成形機の温度制御方法 - 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） 本発明は射出成形機の温度制御方法に関し、更に詳細に
は射出シリンダ等の射出成形機の温度制御部分の温度を
射出成形機の状態に応じて制御する射出成形機の温度制
御方法に関する。

（従来の技術） 従来、口・１出成形機を揚或する射出シリンダ等の温度
制御部分の温度制御方法は、ＰＩＤ制御方法が汎用され
ている。

この制御方法は、制御偏差に比例して出力する比例動作
（Ｐ）、制御偏差の積分値に基ついて出力する積分動作
（■）、及び対象の動きの微係数に基ついて出力する微
分動作＜Ｄ）によって射出シリンダの温度を制御せんと
するものである。

（発明か解決しようとする課題） 前記ＰＩＤ制御方法によれば、制御対象か一定条件下で
安定している状態においては、温度等を一定に制御する
ことかできる。

しかし、射出成形機は、停止、昇温、成形、成形体止等
の種々の状態をとり、しかも各状態における射出シリン
タでの加熱要素及び冷却要素を異にする。

例えは、昇温中においては、ヒータからのしり熱が主た
る加熱要素であり、自然放熱が主たる冷却要素である９
これに対して、成形中においては、ヒータ熱、樹脂等の
摩擦熱、及びスクリュに因る剪断熱等が加熱要素となり
、自然放熱、及び供給される樹脂に因る冷却等が冷却要
素となる。

このため、従来のＰＩＤ制御方法では、第５図に示す射
出シリンダの昇温曲線Ｐの如く、射出シリンダの温度が
目標温度よりも高温度となるオバーシュート現象ＰＯ或
いは目標温度よりも低温度となるアンダーシュート現象
Ｐｕが発生ずる９この様な射出シリンダのオーバーシュ
ート現象Ｐｏ或いはアンターシュー１・現象Ｐｕは、射
出シリンダ内の樹脂の溶融粘度等への影響が大きく、得
られる成形品の不良原因となることがある。

持に、オーバーシュー１へ現象Ｐｏは、熱安定性に乏し
い樹脂を劣化温度近傍で使用する場合には、射出シリン
ダ内の樹脂か容易に劣化し、得られる成形品か不良品と
なることか多い。

このため、微妙な温度調整を必要とする場合には、熟練
作業者か経験に基ついて手動で射出シリンダの温度制御
を行うことを要する。

そこで、本発明の目的は、射出成形機の各状態における
射出シリンダ等の温度制御部分の目標温度に対して、温
度制御部分の温度のオーバーシュド現象或いはアンター
シュー１〜現象を可及的に解消しつつ温度制御部分の温
度を自動制御できる射出成形機の温度制御方法を提供す
るにある。

（課題を解決するための手段） 本発明者は前記目的を達成するためには、射出シリンタ
等の温度制御部分の温度制御にファジィ理論を利用する
ことが有効であると考え検討した結果、本発明に到達し
た。

即ち、本発明は、射出成形機の温度制御部分の温度を射
出成形機の状態に応じて所定温度に制御する際に、該射
出成形機が置かれている状態及び射出成形機の温度制御
部分の温度をセンサによって検出し、検出された射出成
形機の状態における制御部分の目標温度と検出温度との
温度偏差、及び今回検出された検出温度における今回偏
差と前回検出された検出温度における前回偏差との偏差
変化率を演算した後、演算された温度偏差及び偏差変化
率について、各々のメンバーシップ関数に基づいてファ
ジィ推論を行い、次いで、前記ファジィ推論に基づいて
温度制御部分の加熱手段及び／又は冷却手段の出力値を
演算することを特徴とする射出成形機の温度制御方法に
ある。

かかる構成の本発明は、射出シリンダ及び／又は金型の
温度制御に好適に適用することができる。

（作用） 本発明によれば、射出シリンダ等の温度制御部分の温度
制御にファジィ理論を利用しているため、熟練作業者と
同程度に射出シリンダや金型等に設りられている加熱手
段や冷却手段の出力調整を自動的に行うことができる。

このため、射出成形機が置かれている状態に応じて目標
温度に射出シリンダ等の温度を迅速に近刊けることかで
き、その際に、オーバーシュート現象或いはアンダーシ
ュー１・現象を可及的に解消てきる。

〈実施例） 本発明を実施例によって更に詳細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例を示すブロックダイヤグラ
ムを示す。

第１図において、射出成形１ｆｉＩを構成する射出シリ
ンダ］には、射出シリンダの温度を検出する温度検出セ
ンサ５が設（・つられ、射出シリンタを加熱する２００
Ｖの電熱ヒータ（以下、ヒータと称する）７か設りられ
ている。

また、射出成形機■はプログラムコン）−ローラ３に従
って制御されており、射出成形機■が停止、昇温、成形
、休止等のいずれの状態に在るかは、プログラムコント
ローラ３がらの情報によって得ることができる。

これら温度検出センサ５及びヒータ７は射出成形機にお
いて従来から汎用されているものを使用することができ
る。

尚、ここで「射出シリンダ」とは、金型と当接するノス
ル部分を除く部分を言う。

射出成形機■に設けられているプログラムコン１ヘロ−
ラ３からの信号はマイクロプロセッザーユニット（ＭＰ
Ｕ）９に送られ、現在の射出成形機が昇温中、成形中（
計量工程）、成形中（その他）、休止中のいずれの状態
にあるか判断される。

このようにして判断された現状の射出成形機の状態（Ａ
　）における射出シリンダの目標温度は、メモリ１３の
（１）から読み出される目標温度に基づいて決定される
。

また、射出シリンダ１の温度検出センサ５からの信号も
Ｍ　Ｐ　Ｕ　９に送られ、メモリ１３の（２）に書き込
みされると共に、プロクラムコントローラ３からの信号
に基づいて判断された目標温度と検出温度との温度偏差
（Ｂ）を演算論理回路（ＡＬＵ）１１にて演算され、メ
モリ１３の（３）に書き込みされる。

更に、ＡＬｔＪｌｌでは、今回演算された今回温度偏差
と先に演算されてメモリ１３の（３）に書き込まれてい
る前回温度偏差との偏差変化率（Ｃ）か演算される。

この様に検出或いは演算された射出シリンダ１の状態（
Ａ）、温度偏差（Ｂ）、及び偏差変化率（Ｃ）は、後述
する如く、メモリ１３の（４）及び（５）に書き込まれ
ているメンバーシップ関数とルールとをＭＰＵ９に読み
込みファジィ推論を行う際の入力値となる。

そして、前記ファジィ推論に基づきＡＬＵｌｌでヒータ
７の出力値について演算され、演算結果はＭＰｔＪ９か
らヒータ７に出力信号として発せられる９ このような温度検出センサ等からのデータ読み込み〜ヒ
ータへの出力信号の発信に至る一連の動作は連続して繰
り返し為される。

尚、メモリ１３の内容等については、ＣＲＴ等の表示装
置１５に表示することができ、キーホード等の入力装置
１４からメモリ１３の内容を訂正、変更することかでき
る。

メモリ１３の（４）には、第２図に示す様に、メンバー
シップ関数として、射出成形機の状Ｂ（Ａ）、温度偏差
（し）、偏差変化率（Ｃ）、及びヒータへの操作量（［
）が書き込まれている。

射出成形機の状ｆｉ（Ａ）はプログラムコン１ロラ３か
らの信号よって５種類の状態に分割され、温度偏差（Ｂ
）は互いに重複部分を含みながら７区分に区分されてい
る。

この７区分のうち三角形状の区分において、底辺の温度
変化率は１０°Ｃとした。

また、偏差変化率（Ｃ）は互いに重複部分を含みながら
５区分に区分されており、前記５区分のうち三角形状の
区分において、底辺の偏差変化率を５°Ｃとした。

更に、ヒータ７に供する電圧が２００Ｖであり、ヒタ７
の制御を供給する電圧で行う。このため、ヒータの制御
を１００士操作電圧［Ｖ］で行うこととし、互いに重複
しながら操作電圧を５０Ｖづつ異なる５区分に区分した
。

尚、本実施例において、メンバーシップ関数は、第２図
のグラフに示す様に、縦軸は０〜１の値をとる。

これらメンバーシップ関数の間においては、予めメモリ
１３の（５）に書き込まれているルールによって関係付
けられている。

射出成形機が昇温中の状態にある場合のルールを下記の
表に示す９ 前記表において、ｌ−１ｒ」の項において、入力Ａ、入
力Ｂ、及び入力Ｃとは、射出成形機の状態（Ａ）、温度
偏差（Ｂ）、及び偏差変化率（Ｃ）を各々示し、ｒｔｈ
ｅｎ」の項において、出力Ｅとは操作量（Ｐ、）を示す
。

また、表の横方向、例えばＮｏ、　１において、入力Ａ
〜Ｃの間にはｒＡＮＤ　Ｊの関係があり、表の縦方向、
例えばＮｏ、　１とＮｏ、　２との間には「ＯＲ」の関
係がある。

尚、表にはメンバーシップ関数における全区分について
の組み合わせを記載したが、有り得ない組み合わせ或い
は有っても極めて希であることか判明しているならは、
その組み合わせを省略してもよい。

ここで、第２図において、射出成形機の状態（Ａ）がＸ
の状態（昇温中）にあり、且つ温度偏差（Ｂ）及び偏差
変化率（Ｃ）が各々Ｙ及びＺの位置にある場合を想定し
、ファジィ推論方法と出力値の演算方法とを説明する。

温度偏差（Ｂ）におけるＹの位置においては、区分ｐｓ
と区分ＰＭとが重複し、偏差変化率（Ｃ）におけるＺの
位置においては、区分ＺＥＲＯと区分ｐｓとが重複する
。

このため、入力Ａ〜Ｃにおける組み合わせは、第３図に
示す如く、前記表に示すＮ０２３、Ｎｏ、２４、Ｎｏ、
２８　、及びＮｏ、　２９の４通りができる。

これらの組み合わせにおける入力Ａ、入力Ｂ、及び入力
Ｃの間にはＡＮＤ関係があるため、各組合せにおける出
力Ｅの程度は入力Ａ〜Ｃが共に含まれる範囲、即ち入力
Ａ、入力Ｂ、及び入力Ｃのうちで最小となる入力値で仕
切られる出力Ｅの面積（第３図の出力Ｅの欄に示す斜線
の部分の面積）に相当することが推論される。

この様に推論される各組合ぜの出力Ｅからヒタ７への出
力値はＡＬＵｌｌによって演算される９かかる演算は、
次の手順によって行われる。

先ず、各組合せの出力Ｅの相互間の関係はＯＲ関係にあ
るため、第３図の出力Ｅの欄に示されている斜線部を第
４図に示すように合成する。

次いで、合成された第４図に示す斜線部の重心の位置を
求め、ヒータ７の出力値を決定する９かかる出力値は、
ＭＰＵ９がらヒータ７に送られ、ヒータ７に供給される
電圧が制御される。

この様なファジィ温度制御によれば、射出シリンダ］の
温度を、第５図の昇温曲線Ｆに示ず如く、オーバーシュ
ート現象ｐＯ及びアンダーシューＩ〜現象Ｐｕを解消す
ることができ、且つ射出シリンダ１の目標温度に射出成
形機の各状態に応じて自動的に調整することかできる。

このため、オーバーシュート現象等によって発生してい
た成形品の不良をなくすことができる。

更に、耐熱性の乏しい樹脂を採用する場合においても、
熟練作業者による温度調整を不要にすることもてきる。

尚、本実施例において、第２図に示すメンバシップ関数
に新たなメンバーシップ関数、例えば今回偏差変化率と
前回偏差変化率との偏差変化率の偏差等のメンバーシッ
プ関数等を新たに加えてもよい。

以」二、連へてきた本実施例においては、射出シリング
の温度制御について説明してきたが、射出シリンダの先
端に設りられているノズルにも、通常、加熱し−タが設
けられて温度制御されるため、射出シリンダと同様にフ
ァジィ温度制御することができる。

更に、射出シリンダ及びノズルにおいて、射出シリンダ
の長手方向に複数個のし−タを順次設け、前記ヒータの
個々をファジィ温度制御することは、射出シリンダの温
度を精密に制御することができ好ましいことである。

また、金型の温度も射出成形機の状態に応じて制御する
ことを必要とするため、射出シリンダと同様にファジィ
温度制御することができる９ところで、金型には加熱し
−タ等の加熱手段と成形品を冷却するために冷却水循環
パイプ等の冷却手段とが併設されていることがある９こ
の場合、本実施例のファジィ温度制御を用いて加熱手段
及び冷却手段の各々の出力制御を行うことによって、金
型温度のオーバーシュート現象及びアンダーシュート現
象を可及的に解消し、熟練作業者と同程度に金型温度を
制御することができる。

（発明の効果） 本発明によれば、射出シリンダ等の温度を射出成形機の
状態に応じて目標温度に自動的に調整することができ、
その際にオーバーシュート現象やアンダーシュート現象
を可及的に解消できる。

このため、本発明は射出成形の省力化及び成形品の不良
率の減少に貢献することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すフロックダイヤグラム
、第２図は本発明において採用するメンバーシップ関数
を説明するための説明図、第３図はファジィ推論を説明
するための説明図、第４図は出力値の演算の手順を説明
するための説明図、第５図は射出シリンダの温度制御状
態を説明するための説明図を各々示す。 図において １・　　射出シリンダ、 ３・　・プログラムコンｌ−ローラ、 温度センサ、７・　・ヒータ、 ・マイクロプロセッサユニット、 ・演算理論回路、１３・・・メモリ９

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、射出成形機の温度制御部分の温度を射出成形機の状
   態に応じて所定温度に制御する際に、該射出成形機が置
   かれている状態及び射出 成形機の温度制御部分の温度をセンサによって検出し、 検出された射出成形機の状態における制御 部分の目標温度と検出温度との温度偏差、及び今回検出
   された検出温度における今回偏差と前回検出された検出
   温度における前回偏差との偏差変化率を演算した後、 演算された温度偏差及び偏差変化率につい て、各々のメンバーシップ関数に基づいてファジィ推論
   を行い、 次いで、前記ファジィ推論に基づいて温度 制御部分の加熱手段及び／又は冷却手段の出力値を演算
   することを特徴とする射出成形機の温度制御方法。 ２、温度制御部分が射出シリンダ及び／又は金型である
   請求項第１項記載の射出成形機の温度制御方法。