JPH04270625A - 射出成形機における樹脂圧力制御方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、射出成形機における樹
脂圧力制御方法に関し、特に、保圧または背圧等の樹脂
に加わる圧力をフィードバック制御する樹脂圧力制御方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】射出成形においては、射出圧すなわち保
圧を段階的に可変制御して樹脂を金型内に一定圧力で保
持するようにしている。そして、油圧駆動式射出成形機
ではスクリューに印加する駆動油圧と樹脂に加わる圧力
とが良好に対応するから樹脂圧の検出ひいては保圧，背
圧の制御上あまり問題を生じない。

【０００３】しかしながら、駆動モータの出力トルクに
より保圧や背圧を制御するモータ駆動式射出成形機にあ
っては、モータとスクリュー間に介在する伝動系の構成
部品例えば各種軸受部における機械的摩擦や伝動系のた
わみ等に起因して制御誤差が生じ易く、適正な保圧や背
圧の制御を行うことが困難であった。

【０００４】上記不具合の解消のため、従来、保圧は金
型内樹脂圧力センサで検出し、検出圧力値に基づき、保
圧をフィードバック制御することが知られている。しか
しながら、樹脂圧力センサは高価で、高温高圧下での使
用における信頼性が乏しいという不都合がある。

【０００５】また、保圧や背圧制御においては、保圧や
背圧を何段かに切換えて制御することも行われている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】スクリューを軸方向に
駆動するモータによって、保圧や背圧を制御するモータ
駆動式射出成形機において、保圧や背圧をフィードバッ
ク制御し、かつ指令圧力（指令保圧圧力，指令背圧）を
多段に切換えて制御する場合、保圧，背圧制御開始時や
、指令圧力の切換え時においては、指令圧力とセンサで
検出される樹脂圧力との差、すなわち圧力偏差は大きな
ものとなる。この圧力偏差に基づいて操作量を変え樹脂
に保圧や背圧を与えるモータの出力トルク制御するフィ
ードバック制御においては、指令圧力が連続的に変化す
るものであれば問題ないが、指令圧力を切換えることに
より、圧力偏差が大きく変化すれば、モータのトルク指
令も大きく変動し、指令圧力の切換え時等の過渡的な状
態では、制御系が安定しないという問題が生じる。

【０００７】そこで本発明の目的は、指令圧力の切換え
時等においても、安定した制御系を得るようにし、指令
圧力の切換え時に、樹脂圧力が素早く、かつスムーズに
指令圧力に移行できる樹脂圧力制御方法を提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】スクリューを軸方向に駆
動するサーボモータで射出を行わせると共に保圧及び背
圧を制御する射出成形機における樹脂圧力制御方法にお
いて、本発明は、スクリューから樹脂に加わる圧力を検
出する歪検出器をスクリューを軸方向に駆動する駆動機
構中に配設し、上記歪検出器で検出された圧力を指令樹
脂圧力になるようにフィードバック制御し、上記指令樹
脂圧力が切換えられた過度状態では、上記フィードバッ
ク制御の伝達関数のゲインを下げ、安定した後上記ゲイ
ンを上昇させるようにすることによって、上記課題を解
決した。

【０００９】

【作用】指令圧力を切換えた時には、この指令圧力と歪
検出器で検出された圧力との差である圧力偏差は、段階
的に増大することになるが、この時、フィードバック制
御の伝達関数のゲインをさげることによって応答性を悪
くする。そのため、圧力偏差が段階的に増大しても、サ
ーボモータの出力トルクは急激に変化せず、徐々に変化
し指令圧力に達するように制御され、オーバシュート，
アンダーシュートは生じない。また、過渡状態が過ぎて
も上記ゲインが低いと、応答性が悪く指令に対し遅れる
ことから、樹脂圧力を指令圧力に遅れなく保持すること
が難しくなるが、過渡状態を過ぎると、上記ゲインを大
きくし応答性を良くすることによって、遅れを少なくし
、樹脂圧力を指令圧力に保持するように制御する。

【００１０】

【実施例】図１は、本発明の一実施例の樹脂圧力制御装
置を装備した射出成形機の射出装置を示し、射出成形機
のベースに摺動可能に載置された射出ユニットにフロン
トプレート４，リアプレート５が固着されている。前記
フロントプレート４にはバレルナット６によって加熱シ
リンダ１が固着され、該加熱シリンダ１内にスクリュー
２が嵌装されている。なお、３は成形材料を加熱シリン
ダ１内に投入するホッパーである。前記スクリュー２の
スクリュー軸８はスクリュースリーブ１１，スクリュー
リテーナ１２，ナット１３等によってプレッシャプレー
ト１４に回転自在に固着されている。すなわち、スクリ
ュースリーブ１１はスラストベアリング１６，ラジアル
ベアリング１７によって前記プレッシャプレート１４に
回転自在に保持され、該スクリュースリーブ１１は一端
にフランジ１１ａ　を有し、他端部にはネジ１１ｂ　が
切ってあり、該ネジ１１ｂ　と螺合するナット１３と前
記フランジ１１ａ　により前記スラストベアリング１６
，ラジアルベアリング１７を前記プレッシャプレート１
４に固着されたベアリングリテーナ１９を挾みつけるよ
うにして前記プレッシャプレート１４に回転自在でかつ
軸方向移動不能に固着されている。

【００１１】そして、前記スクリュー軸８はスクリュー
リテーナ１２によって前記スクリュースリーブ１１に固
着され、また、スクリュースリーブ１１の他端面にはス
プライン軸１８が固着され、スプライン軸１８の回転を
スクリュースリーブ１１及びスクリュー軸８へ伝動する
ようになっている。該スプライン軸１８は該スプライン
軸１８の歯と係合する内歯を有するナット２０と係合し
、該ナット２０はボルトで回転駆動管２１に固着され、
該回転駆動管２１はリアプレート５にベアリング２３，
２４によって回転自在に固着される。さらに、他端には
プーリ２５がキー等で固着されている。そして、該プー
リ２５は計量・混練用のモータにより回転させられるよ
うになっている。

【００１２】前記プレッシャプレート１４はフロントプ
レート４，リアプレート５間に設けられた４本のタイロ
ッド（図示せず）によってガイドされると共に前記スク
リュー７の軸心に対し対称的に前記フロントプレート４
，リアプレート５間に回転自在に設けられた２つのボー
ルネジ７ａ　，７ｂ　と螺合するボールナット１５ａ　
，１５ｂ　が固着されている。そして、２つのボールネ
ジ７ａ　，７ｂ　の一端にはプーリ９ａ　，９ｂ　が固
着され、該プーリ９ａ　，９ｂ　は射出用のサーボモー
タＭによってタイミングベルトを介して回転駆動される
ようになっている。なお、１０ａ　，１０ｂ　はリテー
ナである。

【００１３】さらに、歪検出器としての接着歪ゲージ２
６が前記ベアリングリテーナ１９の環状中間壁の外周面
に貼着されているので、樹脂圧力がスクリュー２，スラ
ストベアリング１６を介して圧力降下なく歪みゲージ２
６に伝達される。この歪ゲージ２６は例えば従来公知の
抵抗線歪ゲージよりなり、後述のように保圧圧力等を表
わす電気信号を出力する。そして、そのリード線２６ａ
　はプレッシャプレート１４の切欠部１４ａ　を介して
外部に引き出され、歪ゲージアンプ２７に接続され、該
歪ゲージアンプ２７の出力は射出装置を駆動するサーボ
モータＭのサーボ制御回路４０に入力されている（図２
，図３参照）。

【００１４】即ち、プレッシャープレート１４は射出用
のサーボモータＭによりタイミングベルトおよびプーリ
９ａ　，９ｂ　とボールネジ７ａ　，７ｂ　とを介して
スクリュー２の軸方向に駆動されるように構成されてお
り、該スクリュー２はスクリューリテーナ１２およびス
クリュースリーブ１１によりスラストベアリング１６と
ベアリングリテーナ１９とを介して回転自在かつ軸方向
移動不能にプレッシャープレート１４に固着されており
、スクリュー２を回転駆動する回転駆動管２１との係合
部は、ベアリングリテーナ１９よりも後方のスクリュー
軸８にスプライン軸１８として形設されている。

【００１５】次に、この射出装置の動作を概説する。ま
ず、計量・混練時には射出用のサーボモータＭによって
スクリュー２を設定背圧に保持し、計量・混練用のモー
タによりプーリ２５を回転駆動して回転駆動管２１を回
転し、ナット２０，スプライン軸１８を介してスクリュ
ースリーブ１１及びスクリュー２を計量回転させる。ス
クリュー２の回転によってホッパー３内の樹脂が加熱シ
リンダ１内に導入されて溶融し、溶融された樹脂は、更
にスクリュー２の回転により加熱シリンダ１の先端部に
送り込まれて徐々に蓄積し、加熱シリンダ１の先端部に
蓄積された溶融樹脂の圧力が徐々に増大する。溶融樹脂
の圧力はスクリュー２を図１中右方（後退）へ押圧し、
溶融樹脂の圧力が設定背圧に達すると、スクリュー２を
設定背圧で保持するサーボモータＭの保持力に溶融樹脂
の押圧力が打ち勝って該スクリュー２を後方へ移動させ
、プレッシャプレート１４が後退することとなる。

【００１６】また、射出時には射出用のサーボモータＭ
を駆動し、プーリ９ａ，９ｂ　を回転させボールネジ７
ａ　，７ｂ　を回転させると、該ボールネジ７ａ　，７
ｂ　と螺合するナット１５ａ　，１５ｂによりプレッシ
ャプレート１４が前進しスクリュー２が前進し射出を行
うこととなる。そして、射出が終了し、保圧時には射出
用のサーボモータＭの駆動によりスクリュー２を設定保
圧圧力で押圧する。

【００１７】計量・混練時および保圧時のいずれの場合
も、スクリュー２に加わった樹脂からの圧力がスラスト
ベアリング１６を介してベアリングリテーナ１９を歪ま
せ、その歪が歪ゲージ２６により検知され、樹脂に加わ
っている圧力として検出される。溶融樹脂とベアリング
リテーナ１９との間にはスクリュー２とスラストベアリ
ング１６とが介在するのみであり、樹脂の圧力がベアリ
ングリテーナ１９に伝達されるまでの間に作用する慣性
質量が小さいので圧力検出の応答性に優れ、また、樹脂
の圧力がベアリングリテーナ１９に伝達されるまでの間
に作用する摩擦力は加熱シリンダ１とスクリュー２との
間の摺動抵抗のみであって無駄な接触部分がないので、
圧力の伝達過程で不用意な圧力降下を生じることなく、
樹脂の圧力を正確に検出することができる。

【００１８】次に、保圧及び背圧制御について述べる。 図２は本発明の一実施例の射出装置の駆動制御部の要部
ブロック図で、本実施例では射出用のサーボモータとし
て永久磁石同期電動機Ｍを用いたときの例を示している
。３０は射出成形機全体を制御するための数値制御装置
等の制御装置を示し、４０はサーボ制御回路である。 このサーボ制御回路４０の概略はすでに公知公用である
が、本発明のために一部改良が加わっている。それは歪
ゲージ２６から検出された保圧等の圧力をフィードバッ
ク制御する点で、図３に示すトランジスタＰＷＭ制御回
路４１に圧力制御フィードバック回路５２が設けられて
いる点である。以下、このサーボ制御回路の構成及び動
作を説明する。

【００１９】Ｅは３相電源、４２は整流回路、４３はト
ランジスタインバータ、４１はトランジスタＰＷＭ制御
回路、Ｍは永久磁石同期電動機、２９は永久磁石同期電
動機Ｍのロータの位置及び速度を検出するためのパルス
エンコーダ等のロータ位置検出器である。トランジスタ
ＰＷＭ制御回路４１は、ロータ位置検出器２９で検出さ
れる現在速度と制御装置からの速度指令値Ｖ０　　を比
較し、トランジスタインバータ４３の各トランジスタＴ
Ａ〜ＴＦをオンオフさせて、永久磁石同期電動機ＭのＵ
，Ｖ，Ｗ相の巻線の電流を制御して電動機Ｍの速度を制
御するものである。そして、このトランジスタＰＷＭ制
御回路４１の構成は、図３に示すような構成になってい
る。

【００２０】すなわち、図３において、４５は信号処理
回路、４６，４７はロータの現在位置に対し、界磁主磁
束と直交した位相の出力すべきＵ相，Ｗ相の値を記憶し
たＲＯＭ、４８は差動増幅器で、速度指令を示す電圧Ｖ
０　と信号処理回路４５からの現在の速度を示す電圧Ｖ
ｓ　との差を増幅し出力するものである。４９はフイル
タで、周波数が大きいとゲインをおとし、周波数が小さ
いとゲインを高くするような周波数特性を有するフイル
タで、かつツェナダイオードＺＤ１でピーク電圧をクラ
ンプしている。

【００２１】５０は数値制御装置等の制御装置３０から
の保圧または背圧の圧力指令ＰＬをデジタル信号からア
ナログ信号に変えるＤ／Ａ変換器、５２はＤ／Ａ変換器
５０からの圧力指令に応じて増幅器５１の入力であるフ
イルタ４９からの速度指令Ｖ０　と現在の速度Ｖｓ　と
の誤差によって生じる電圧Ｖｒをクランプ（＋Ｖｃ　，
−Ｖｃ　）して樹脂に加わる圧力が圧力指令値ＰＬにな
るようフィードバック制御する圧力制御フィードバック
回路、５３，５４はマルチプライングデジタル・アナロ
グコンバータで、増幅器５１から出力される電圧ＶＥ　
　とＲＯＭ４６，４７から出力されるＵ相，Ｗ相の指令
値を掛け合わせて、Ｕ相，Ｗ相の各々の相電流指令ＲＴ
Ｃ，ＴＴＣを作るものである。

【００２２】また、５５は上記Ｕ相，Ｗ相の相電流指令
ＲＴＣ，ＴＴＣを加算し、Ｕ相，Ｗ相から１２０度位相
のずれたＶ相の電流指令ＳＴＣを作る加算器、５６，５
７は同期電動機ＭのＵ相，Ｗ相の電機子巻線に流れる電
流Ｉｕ　，Ｉｗ　を検出する検出器、５８は上記Ｕ相，
Ｗ相電流検出器５６，５７で検出したＵ相，Ｗ相の相電
流ＩＲ，ＩＴを加算してＶ相の相電流ＩＳを算出する加
算器、５９，６０，６１はＵ相，Ｖ相，Ｗ相へ流すべき
電流指令電圧を出力するための回路で入力信号が異なる
だけで、構成は同一構成である。すなわち、回路５９は
、Ｕ相への相電流指令ＲＴＣと現在のＵ相の検出電流Ｉ
Ｒとの差を増幅する差動増幅器６２と、この差動増幅器
６２の出力の基準搬送波の周波数成分のみを通過させる
ためのローパスフイルタ回路６３で構成されており、他
の回路６０，６１もそれぞれＶ相，Ｗ相の電流指令ＳＴ
Ｃ，ＴＴＣ、及び現在の電流値ＩＳ，ＩＴをそれぞれ入
力する点で異なるのみで、構成は回路５９と同一である
。６４はＰＷＭ信号処理回路及びトランジスタベース駆
動アンプからなる回路で、上記回路５９，６０，６１か
らの信号と基準搬送波ＶＡ　　とを比較し、トランジス
タインバータ４３の各トランジスタＴＡ〜ＴＦをオンオ
フさせるＰＷＭ信号ＰＡ〜ＰＦを出力するものである。

【００２３】なお、ＰＳＴは制御装置３０から出力され
る圧力フィードバック制御を行うか否かの切換信号、Ｐ
Ｈは歪ゲージアンプ２７から出力される検出圧力フィー
ドバック信号である。上記サーボ制御回路４０において
、本発明において改良された点は圧力制御フィードバッ
ク回路５２を設けた点で、他の構成は従来から公知のも
のである。そこで、該圧力制御フィードバック回路５２
を詳説したものが図４に示す回路である。

【００２４】図４において、６５は比較回路で、オペア
ンプＩＣ３で構成され、制御装置３０からの圧力指令Ｐ
ＬをＤ／Ａ変換器５０で電圧に変換した圧力指令電圧Ｐ
Ｖと歪ゲージ２６及び歪ゲージアンプ２７からの圧力フ
ィードバック信号ＰＨとを比較し、その差を出力するも
のである。６６は増幅補償回路で、比較回路６５からの
出力を圧力フィードバックのゲインを決めるボリューム
ＲＶ１を介して入力し、オペアンプＩＣ４，出力を一定
電圧でクランプするためのツェナダイオードＺＤ２，圧
力フィードバックの安定性を図るためのコンデンサＣ１
及び抵抗Ｒ１〜Ｒ３等で構成されている。

【００２５】ＡＳＷは圧力フィードバック制御を行うか
否かの切換信号ＰＳＴによって切換るアナログスイッチ
で、３つのスイッチＳＷ１〜ＳＷ３を有し、Ｉはインバ
ータで、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ３は連動し同一
オン・オフ動作を行い、スイッチＳＷ２は逆のオン・オ
フ動作を行う。すなわち、切換指令ＰＳＴがＴＴＬロジ
ックレベルでＬレベルのときはスイッチＳＷ１，ＳＷ３
がオンし、スイッチＳＷ２はオフである。また、Ｈレベ
ルとなると逆にスイッチＳＷ１，ＳＷ３がオフとなり、
スイッチＳＷ２がオンとなる。６７は２つのオペアンプ
ＩＣ１，ＩＣ２，ダイオードＤ１，Ｄ２等で構成され、
オペアンプＩＣ１で増幅器を構成し、オペアンプＩＣ２
で符号変換器を構成しており、オペアンプＩＣ１に入力
された負の電圧（圧力指令電圧ＰＶ及び増幅補償回路６
６の出力電圧は各々負の電圧である）はオペアンプＩＣ
１で増幅され正の電圧として出力され、これが正のクラ
ンプ電圧＋Ｖｃ　となる。

【００２６】また、符号変換器としてのオペアンプＩＣ
２は該電圧＋Ｖｃ　を負の電圧−Ｖｃ　に変換し、負の
クランプ電圧−Ｖｃ　を形成する。すなわち、フイルタ
４９の出力Ｖｒ　（図３参照）が正のクランプ電圧＋Ｖ
ｃ　以上になるとダイオードＤ１が導通し、増幅器５１
の入力はクランプ電圧＋Ｖｃ　以上にはならない。同様
に、フイルタ４９の出力Ｖｒ　が負のクランプ電圧−Ｖ
ｃ　以下になるとダイオードＤ２が導通し、増幅器５１
の入力は負のクランプ電圧−Ｖｃ　以下にはならない。

【００２７】ところで、従来からサーボモータのトルク
制御として行われているトルクリミット手段はこのクラ
ンプ回路６７のみで構成し、Ｄ／Ａ変換器５０の出力を
該クランプ回路６７に入力し、フイルタ４９の出力Ｖｒ
　をクランプし、サーボモータの駆動電流を制御してト
ルク制御を行うものである。

【００２８】なお、抵抗Ｒ４，Ｒ５，コンデンサＣ２は
積分回路を構成し、圧力指令電圧ＰＶの変化（ステップ
電圧）をなまらせる作動をさせるものである。また、ア
ナログスイッチＡＳＷのスイッチＳＷ３は該スイッチＳ
Ｗ３がオン時にコンデンサＣ１をショートし、コンデン
サＣ１の電荷を放電させるためのスイッチである。

【００２９】以上のような構成よりなる本実施例の動作
を次に説明する。射出時においては、射出装置駆動用の
モータＭを駆動し、前述のようにプーリ９ａ　，９ｂ　
，ボールネジ７ａ　，７ｂ　を回転させてスクリュー２
を前進（図１左方）させる。この際、圧力制御は行わず
、制御装置３０からの切換指令ＰＳＴはＬレベルでスイ
ッチＳＷ１，ＳＷ３がオン、スイッチＳＷ２はオフ状態
である。そして、圧力指令ＰＬは最大射出圧力としての
指令樹脂圧力に対応する値を出力しており、そのため、
アナログスイッチＡＳＷのスイッチＳＷ１を介して最大
の圧力指令電圧ＰＶがクランプ回路６７に入力されてい
るため、フイルタ４９からの出力Ｖｒ　はクランプされ
ることなく（この場合のクランプ電圧＋Ｖｃ　，−Ｖｃ
　はフイルタ４９から出力されるツェナダイオードＺＤ
１で決められた最高の電圧よりも大きい）増幅器５１を
介してマルチプライングデジタル・アナログコンバータ
５３，５４に入力される。すなわち、この場合は、制御
装置３０から出力される速度指令電圧Ｖ０によってのみ
制御され、射出速度の制御のみが行われることとなる。 この状態で圧力指令ＰＬは最大の値を出力しているから
、各部の摩擦抵抗による駆動力の損失は十分に保証され
、スクリュー２は設定された射出速度を維持することが
できる。

【００３０】次に、射出が終了し保圧を行うときには、
制御装置３０からＨレベルの切換指令信号ＰＳＴが出力
され、アナログスイッチＡＳＷは切換り、スイッチＳＷ
１，ＳＷ３がオフ、スイッチＳＷ２がオンとなる。一方
、制御装置３０から第１段における保圧に対応する圧力
指令ＰＬが出力され、それに対応する電圧ＰＶ（０〜−
電圧）がＤ／Ａ変換器５０から比較回路６５に入力され
る。一方、射出終了後金型内の樹脂の圧力はスクリュー
２，スクリュースリーブ１１，スラストベアリング１６
を介してスラストベアリングリテーナ１９に伝導され、
該スラストベアリングリテーナ１９は歪を生じ、この歪
を歪ゲージ２６が検出し、歪ゲージアンプ２７を介して
樹脂に加わっている圧力に対応する電圧ＰＨ（０〜＋電
圧）として検出される。

【００３１】そして、上記圧力指令電圧ＰＶ（０〜−電
圧）と検出圧力電圧ＰＨとの差が比較回路６６に入力さ
れる。圧力フィードバック制御動作になった瞬間は歪ゲ
ージ２６からの検出圧力ＰＨは定まらず不安定であり、
また、圧力指令電圧ＰＶが変化した際の過渡的な状態に
おいては増幅補償回路６６のコンデンサＣ１が短時間シ
ョートした状態となり、オペアンプＩＣ４のゲインは、
−Ｒ２／Ｒ１で決まる低いゲインの反転増幅器となる。 そして、コンデンサＣ１の充電が終了すると、オペアン
プＩＣ４のゲインは、−（Ｒ２＋Ｒ３）／Ｒ１となり高
いゲインとなる。すなわち、オペアンプＩＣ４に入力さ
れる電圧が変動する過渡的な状態のときはゲインを下げ
、安定するに連れてゲインを上げ、クランプ電圧＋Ｖｃ
　，−Ｖｃ　を徐々に変化させ、圧力フィードバック制
御の安定性を高めている。

【００３２】こうして出力される増幅補償回路６６の出
力はアナログスイッチＡＳＷのスイッチＳＷ２を介して
クランプ回路６７に入力され、クランプ回路６７からは
上記保圧指令電圧ＰＶと歪ゲージ２６からの検出圧力電
圧ＰＨの差に応じてクランプ電圧＋Ｖｃ　，−Ｖｃ　が
出力されることとなる。

【００３３】一方、保圧時には射出機構のスクリューの
移動は殆ど停止し、電動機Ｍも停止している。しかし、
速度指令Ｖ０　　は出力されているため、フイルタ４９
から出力される電圧Ｖｒ　はツェナダイオードＺＤの設
定値で決まり、電動機Ｍの有する最大の力で駆動させる
電圧Ｖｒ　が出力されている。そのため、増幅器５１の
入力はクランプ回路６７でクランプされた電圧＋Ｖｃ　
，−Ｖｃ　の電圧にクランプされ、クランプ電圧＋Ｖｃ
　，−Ｖｃ　に応じた電圧ＶＥ　　が出力され、マルチ
プライングデジタル・アナログコンバータ５３，５４に
入力され、電動機Ｍの各相の駆動電流が制御されること
となる。その結果、電動機Ｍの出力トルクはクランプ電
圧＋Ｖｃ　，−Ｖｃ　によって制御されることとなり、
これは圧力指令ＰＬの値によって制御されることを意味
する。

【００３４】そこで、圧力指令ＰＬによる電圧ＰＶと歪
ゲージ２６からの検出圧力電圧ＰＨの差が大きいと増幅
補償回路６６の出力は大きくなり、クランプ回路６７に
入力される電圧は大きくなるため、クランプ電圧＋Ｖｃ
　，−Ｖｃは増加し、これによりマルチプライングデジ
タル・アナログコンバータ５３，５４及び加算器５５か
ら出力される各相の相電流指令ＲＴＣ，ＴＴＣ，ＳＴＣ
は増大し、電動機Ｍの出力トルクは増大する。一方、歪
ゲージ２６からの検出信号の検出圧力電圧ＰＨが増大し
、指令の電圧ＰＶとの差が小さくなると増幅補償回路６
６の出力は減少し、クランプ回路６７の出力＋Ｖｃ　，
−Ｖｃ　も減少し、電動機Ｍの出力トルクは減少する。

【００３５】その結果、指令の電圧ＰＶと歪ゲージ２６
からの検出圧力電圧ＰＨの差が一定値になった状態で安
定する。これは、制御装置３０から指令した圧力指令す
なわち目標とする保圧圧力に負荷である金型内の樹脂圧
力が達したとき安定することを意味し、電動機Ｍからの
トルクが伝動装置の摩擦やバネ，ボールネジのたわみ等
によって吸収されたとしても、最終的な操作目標となる
スクリュー２に最も近接した位置に装着された歪ゲージ
２６からの検出出力と指令の保圧圧力とを比較して、金
型内圧力が設定圧力になるよう、フルクローズドループ
と略同等のフィードバック制御がなされることを意味し
、従来のような損失トルクによる誤差を生じにくい。 また、保圧は数段にわたって切換えるが圧力指令ＰＬの
値を切換えることによって電圧ＰＶを切換えることによ
り自動的に保圧圧力を設定保圧に切換えることができる
。

【００３６】保圧段階が終了し、計量・混練時において
は、計量・混練用のモータ（図示せず）を駆動し、プー
リ２５，回転駆動管２１，スプライン軸１８を介してス
クリュー２を回転させると共に制御装置３０が圧力指令
ＰＬとして設定背圧を出力すると、前述したように歪ゲ
ージ２６から検出される樹脂に加わっている圧力がフィ
ードバックされ、樹脂に加わる圧力が設定背圧になるよ
うフィードバック制御されることとなる。

【００３７】また、上記実施例においては歪ゲージ２６
の検出圧力信号ＰＨをサーボ制御回路３０にフィードバ
ックしてフィードバック制御するようにしたが、歪ゲー
ジ２６の検出圧力信号ＰＨをＡ／Ｄ変換して数値制御装
置等の制御装置３０にフィードバックし、制御装置３０
内でフィードバックされた検出圧力信号と指令圧力とを
比較して、検出圧力が指令圧力になるようフィードバッ
ク制御するようにしてもよい。この場合のトランジスタ
ＰＷＭ制御回路４１の構成は、従来のトルクリミットを
かけトルク制御を行う回路構成となる。すなわち、図４
において、比較回路６５，増幅補償回路６６，アナログ
スイッチＡＳＷは必要なく、Ｄ／Ａ変換器５０の出力で
ある圧力指令電圧ＰＶは直接クランプ回路６７に入力さ
れ（アナログスイッチＳＷ１がオンになったときと同じ
状態）、制御装置３０からの指令によって直接クランプ
回路６７のクランプ電圧＋Ｖｃ　，−Ｖｃ　が制御され
、電動機Ｍのトルク制限が行われ、保圧や背圧の樹脂圧
力が制御されることとなる。

【００３８】また、歪検出器として歪ゲージを使用する
代わりにロードセル等をベアリングリテーナに組込んで
もまったく同様の効果が期待できる。

【００３９】本実施例では速度優先の射出制御に際して
切換信号ＰＳＴをＬレベルとし、アナログスイッチＡＳ
Ｗの各スイッチＳＷ１〜ＳＷ３を切替えることにより、
最大射出圧力としての指令樹脂圧力に対応する圧力指令
ＰＬをトルクリミット手段であるクランプ回路６７に入
力し、フイルタ４９からの出力Ｖｒ　をクランプせずに
射出速度を制御するようにしたが、射出速度制御と保圧
・計量時の圧力制御との入力切替えのためのアナログス
イッチＡＳＷは必ずしも設ける必要がない。即ち、アナ
ログスイッチＡＳＷのスイッチＳＷ１，ＳＷ３を取除き
、アナログスイッチＡＳＷのスイッチＳＷ２に対応する
部分を常接とすることによりアナログスイッチＡＳＷを
省略することができる。

【００４０】この場合、射出制御の場合においても歪ゲ
ージ２６からの圧力フィードバック信号ＰＨと最大射出
圧力に対応する圧力指令電圧ＰＶとの偏差を増幅した値
がスイッチＳＷ２に対応する常接部を介してクランプ回
路６７に入力されることとなるが、溶融樹脂の充填完了
前の射出制御段階では溶融樹脂がスクリュー２に与える
反力、即ち、歪検出器２６で検出される樹脂圧力の値が
小さいので、指令樹脂圧力ＰＶと歪検出器で検出された
樹脂圧力ＰＨとの差は最大射出圧力である指令樹脂圧力
ＰＶそれ自体の値とほぼ等しく、この圧力偏差をクラン
プ回路６７に入力してサーボモータＭの出力制限を解除
することによっても、全く支障なく速度優先の射出制御
を行うことができる。

【００４１】

【発明の効果】本発明は、保圧，背圧制御時において、
指令圧力（指令保圧，指令背圧）を切換えても、この切
換えた時の過度期ではフィードバック制御のゲインが小
さくされ応答性を悪くするので、切換えにより圧力偏差
が増大しても、サーボモータの出力トルクは急激には変
化せず、その結果、樹脂に係る圧力は、指令圧力に対し
て、オーバシュートしたり、アンダーシュートすること
がなく、切換え前の指令圧力から切換え後の指令圧力に
スムーズに移行し、圧力のかけすぎ、圧力不足等の現象
は生じない。また、過度状態を過ぎると上記ゲインを高
くするので、応答性が良くなり、検出樹脂圧力が指令圧
力からずれると、直ちにそのずれを補正するようにフィ
ードバック制御が行われる。その結果、非常に正確に保
圧，背圧の制御が行われることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を実施する樹脂圧力制御装置
を装備した射出成形機の射出装置を示す部分縦断面図で
ある。

【図２】同実施例における射出装置の駆動制御部の要部
ブロック図である。

【図３】同実施例におけるトランジスタＰＷＭ制御回路
のブロック図である。

【図４】同実施例における圧力フィードバック回路の詳
細図である。

【符号の説明】

７　　スクリュー １４　　プレッシャプレート １６　　スラストベアリング １９　　ベアリングリテーナ ２６　　歪ゲージ ２７　　歪ゲージアンプ ５２　　圧力制御フィードバック回路 ６５　　比較回路 ６６　　増幅補償回路 ＰＶ　　圧力指令電圧 ＰＨ　　検出圧力

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　スクリューを軸方向に駆動するサーボ
   モータで射出を行わせると共に保圧及び背圧を制御する
   射出成形機における樹脂圧力制御方法において、スクリ
   ューから樹脂に加わる圧力を検出する歪検出器をスクリ
   ューを軸方向に駆動する駆動機構中に配設し、上記歪検
   出器で検出された圧力を指令樹脂圧力になるようにフィ
   ードバック制御し、上記指令樹脂圧力が切換えられた過
   度状態では、上記フィードバック制御の伝達関数のゲイ
   ンを下げ、安定した後上記ゲインを上昇させるようにし
   た射出成形機における樹脂圧力制御方法。