JPH04175134A - 電動射出成形機の保圧制御装置 - 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、電動射出成形機の保圧制御装置に関するもの
である。

（従来の技術） 従来、加熱シリンダ内で加熱され流動化された樹脂を高
圧により金型内に射出し、その中で冷却固化又は硬化さ
せ、次いで金型を開いて成形品を取り出すようにした射
出成形機においては、計量工程においてスクリュを後退
させながら樹脂を加熱シリンダ内に供給するが、この時
スクリュに背圧がかけられるようになっている。

また、樹脂が金型内に充填されて射出工程が終了すると
、続いて冷却に伴う樹脂の収縮分を補給するために、樹
脂圧を設定値に保持する保圧工程に入る。

第２図は従来の電動射出成形機の駆動機構の概略図であ
る。

図において、２は射出用モータであり、該射出用モータ
２の出力軸２Ａはプーリ４と連結されている。プーリ４
はタイミングヘルド５を介してプーリ６と連結されてい
る。該プーリ６にはボールねし８が一体的に取り付けら
れており、該ポールねし８にはナンド１０が噛合してい
る。

そして、該ナツト１０はプレート１２に固定されていて
、プレート１２はガイドバー１４に沿って矢示Ａ方向に
移動可能に配設され、スクリュ位置検出器１５によって
スクリュ位置が検出される。なお、射出用モータ２の回
転速度は、射出モータ用速度検出器６４によって検出さ
れる。

ここで、上記プレート１２はロードセル１６を介してプ
レー目８と一体化されている。該プレート１８には、ス
クリュ２０が回転可能に取り付けられていて、プレー目
２と同様にガイドバー１４に沿って矢示Ａ方向に移動す
ることができるようになっている。

そして、上記プレー［８にはスクリュ回転用モータ２２
が取り付けられていて、該スクリュ回転用モータ２２に
よって発生させられた回転は、プーリ２４、タイミング
ヘルド２６及びプーリ２８を介してスクリュ２０に伝達
され、該スクリュ２０を回転させる。

上記スクリュ回転用モータ２２の回転速度はスクリュ回
転用モータ速度検出器６５によって検出される。

なお、３０はホッパ、３２は樹脂（ベレット）、３４は
加熱シリンダ、３６は溶融された射出直前の樹脂、３８
は溶融樹脂が射出される７ノズル部である。

次二二、この実施例装置の作用を説明する。

計量工程中、スクリュ２０はブー’＋２．Ｌ２８　、夕
１′ミングヘルト２Ｇを介して、スクリュ回転用モータ
２２によって回転されて後退し、これによりホッパ３０
かち供給されたド１脂（ペレット）３２が溶融されなか
ら加熱シリンダ３４の先端二二蓄えられる。

この時スクリュ２０には、射出用モータ２によっ　　　
　　　　゛てプーリ４、タイミングヘルド５、プーリ６
、ボールねし８、ナツト１０、プレート１２、ロードセ
ル１６、プレー［８を介して前方への力、すなわち背圧
が加えられる。この背圧が通切な値であると、スクリュ
２０が後退運動をするとともに加熱ンリンダ３４の先端
に溶融樹脂３６が順次増加する。

このスクリュ２０の位置はスクリュ位置検出器１５がプ
レー目２の位置を検出することによって検出され、上記
スクリュ２０が予め設定された位置まで後退するとスク
リュ回転用モータ２２及び射出用モータ２が停止され、
計量工程が完了する。

次に、スクリュ回転用モータ２２を回転させないよう仁
制御した状態で、射出用モータ２を速ｌ設定１にこ従っ
て速度制御を行うと、上記スク゛Ｊユ２０は回転せずに
前進し、その結果溶融樹脂３Ｇはノズル部３Ｂから図示
しない金型内に充填される。

そして、上記プレート１２．１８間に配設されたロード
セル１６の噴出値が設定値を超えると、充填を完了じて
保圧工程に入り、ロードセル１６の出力か保圧の設定値
と等しくなるように射出用モータ２を制御する。

第３図は従来の電動射出成形機の保圧制御装置の制御ブ
ロック図である。

図において、２は射出用モータ、１６は充填が終了した
後スクリュ２０が変位することによって変化した圧力を
検出するロードセルである。該ロードセル１６で検出さ
れた圧力検出値は、減算器７１にフィートバンクされ、
該減算器７１において圧力設定値と比較され、偏差が補
償器７２４こ供給される。

該補償器７２において補償演算された結果はサーボ増幅
器６２に対して速度指令として与えられる。

該サーボ増幅器６２は、この速度指令と速度検出電圧値
とが等しくなるように射出モータ２を駆動（電磯子電流
の蟹を制御〕し、スクＩ／ユ２０を前後進させる。

その結果、スクリュ２０は加熱シリンダ３，１内の樹脂
を圧縮巳、その反力かロードセル１６４こよって圧力検
出値として検出さ眉、る。そ巳て、圧力検出値が圧力設
定値に等しくなるように制御さη、る。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来の電動射出成形機の保圧制御装
置においては、圧力設定値か変更される時点においてオ
ーバシュートか発生したり、大きい定常偏差が残ったり
して好ましくない。

第４図は保圧工程における設定値波形及び検出値波形を
示す図である。

射出工程中は、射出温度と負荷圧力から定まる圧力波形
を示すが、保圧工程に入ると上述したように圧力制御が
開始され、圧力設定値の変更点においてオーバシュート
が発生したり、大きい定常偏差が残ってしまう。

そのため、定常偏差を小さくして応答を速くするだめに
ゲインを大きくすると、系の非線形性等の影響によって
過渡状態二二おいて系が不安定とな゛って振動が発生し
てオーハンユートを発生してしまう。

一方、オーバシュートを避ｉするためゲインを小さくす
ると、逆に応答は遅くなり定常偏差も大きくなってしま
う。

本発明は、上記従来の電動射出成形機の保圧制御装置の
問題点を解決して、保圧工程の圧力設定値の変更点にお
いてオーバシュートが発生したり、大きい定常偏差が残
ることのない電動射出成形機の保圧制御装置を従供する
ことを目的とする。

（課題を解決するための手段） そのために、本発明の電動射出成形機の保圧制御装置に
おいては、スクリュに取り付けられたロードセルと、ス
テップ入力波形の圧力設定値を受けて、一次遅れ波形の
圧力指令値を発生するパターン発生器と、上記ロードセ
ルによって検出された圧力検出値と上記パターン発生器
によって発生された圧力指令値を受け、偏差を出力する
ｉｌ　’ＪＸ　２５と、上記偏差を受けて上記スクリュ
を駆動する射出用モータを有している。

（作用） 本発明によれば、上記のようにスクリュに取り付けられ
たロードセルと、ステップ入力波形の圧力設定値を受−
すで、一次遅れ波形の圧力指令値を発生するパターン発
生器と、上記ロードセルによって検出された圧力検出値
と上記パターン発生器によって発生された圧力指令値を
受け、偏差を出力する減算器と、上記偏差を受けて上記
スクリュを駆動する射出用モータを有している。

したがって、圧力設定値がステップ状に立ち上がる点、
及び立ち下がる点において過渡状態となっても、圧力指
令値と圧力検出値とがほぼ等しくなって、非線形性の影
響を無視することができるようになる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。

第１図は本発明の電動射出成形機の保圧制御装置の７０
．・り図、第５図は本発明の電動９１出成形磯の保圧制
御装置の回路図である。

第５図にδいて、２は射出用モータ、１４はスク°Ｊユ
位置険出器、１６は樹脂圧力を検出するためのロードセ
ル、５０！：ＣＰＵ　、５２’まスクリュ位置、圧力等
の設定値を人力するための設定人力器、５４は１７０Ｍ
５６！、？ＲＡＭ　、５８はスクリュ位置入力インタフ
ェース、６０はＤ／Ａ変喚器、６２は射出用モータ２を
駆動するためのサーボ増幅器、６４は射出用モータ２の
速度を検出する速度検出器、６６はＡ／Ｄ変換器である
。

また、第１図において、２は射出用モータ、１６は充填
が終了した後、スクリュ２０　（第２回参照）が変位す
ることによって変化した圧力を検出するロードセルであ
る。該ロードセル１６で検出された圧力検出値は、減算
器７１にフィードバンクされ、該減算器７１においてパ
ターン発生器７４から送られた圧力指令値と比較され、
偏差が補償器７２に供給される。

該補償器７２において補償演算された結果はサーボ増幅
器６２に対して速度指令として与えられる。

該サーボ増幅器６２１よ、この速度指令と速度検出電圧
値とか＊　Ｌ　＜　２；るよう二二射出用モータ２を駆
動（電機子；流の量を制１１ＪＩＬ、スクリュ２０を前
後進させる。

その結果、スクリュ２０は加熱シリンダ３４内の樹脂を
圧縮し、その反力がロードセル１６によって圧力検出値
として検出される。そして、圧力検出値が圧力設定値Ｓ
：等しくなるように制？１１される。

また、上記減算器７０：供給される圧力指令値シよパタ
ーン発生器７４によって発生させられ、該パターン発生
器７４に圧力設定値が入力されるようになっている。

上記パターン発生器７４シま一種のフィルタを構成して
いて、保圧設定プログラムや背圧設定プログラムなどの
圧力プログラムによってステ、プ状に設定された圧力設
定値の波形を変形して一次遅れ波形とする。

第６図は本発明の電動射出成形機の保圧制？１１装置に
よって設定された圧力設定値と圧力指令値を示す圀であ
る。

圧力設定値は圧力プログラムによってステップ状に設定
されるのに対し、パターン発生器７４（第１図）から出
力された圧力指令値の波形は一次遅れ波形となる。

従来の電動射出成形機の保圧制御装置におけるステップ
入力波形では、系がその設定値に追従することが不可能
であるため、大きい偏差が過渡的に生じ、これが系の非
線形性の影響を引き起こして振動を発生させている。

本発明の電動射出成形機の保圧制御装置においては、パ
ラメータが適切に設定されて、その立上がりの速さが物
理的に追従可能な範囲内にあれば、過渡状態であっても
指令値と検出値とがほぼ等しくなって、非線形性の影響
を無視することができる。

したがって、ゲインを大きくすることが可能となり、定
常偏差を残すことなく良好な応答波形を得ることができ
る。

なお、本発明：よ上記実施例に限定されるものではなく
、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、こ
れらを本発明の範囲かみ排除するものではない。

（発明の効果） 以上詳細に説明じたようＳこ、本発明Ｓ：よれば、スク
リュに取り付けられたロードセルと、ステ。

プ入力波形の圧力設定値を受シナで、一次遅れ波形の圧
力指令値を発生するパターン発生器と、上記ロードセル
によって検出された圧力検出値と上記パターン発生器；
こよって発生された圧力指令値を受１す、偏差を出力す
る減算器と、上記偏差を受けて上記スクリュを駆動する
射出用モータを有している。

したがって、圧力設定値がステップ状に立ち上がる点、
及び立ち下がる点において過渡状態となっても、圧力指
令値と圧力検出値とがほぼ等しくなって、非線形性の影
響を無視することができるようになる。そして、オーバ
シュートや定常偏差が無くなり、圧力制御特性を良好に
することができるとともに、品質の高い成形品を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電動射出成形機の保圧制御装置のプロ
、り図、第２図は従来の電動射出成形機の駆動機構の概
略図、第３図は従来の電動射出成形機の保圧制御装置の
制御プロ、り図、第４図は保圧工程↓こお）する設定値
波形及び検出値波形を示す図、第５図は本発明の電動射
出成形機の保圧制御装置の回路図、第６図は本発明の電
動射出成形機の保圧制御装置によって設定された圧力設
定値と圧力指令値を示す図である。 ２・・・射出用モータ、１６・・・ロードセル、６２・
・・サーボ増幅器、７１・・・減算器、７２・・・補償
器、７３・・・速度検出器、７４・・・パターン発生器
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ａ）スクリュに取り付けられたロードセルと、 （ｂ）ステップ入力波形の圧力設定値を受けて、一次遅
   れ波形の圧力指令値を発生するパターン発生器と、 （ｃ）上記ロードセルによって検出された圧力検出値と
   上記パターン発生器によって発生された圧力指令値を受
   け、偏差を出力する減算器と、 （ｄ）上記偏差を受けて上記スクリュを駆動する射出用
   モータを有することを特徴とする電動射出成形機の保圧
   制御装置。