JPH05245901A - 射出成形の制御方法および制御装置 - Google Patents
射出成形の制御方法および制御装置Info
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- JPH05245901A JPH05245901A JP8594892A JP8594892A JPH05245901A JP H05245901 A JPH05245901 A JP H05245901A JP 8594892 A JP8594892 A JP 8594892A JP 8594892 A JP8594892 A JP 8594892A JP H05245901 A JPH05245901 A JP H05245901A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ゴムなどの複雑な粘弾性挙動特性を有する粘弾
性材料を射出成形するにあたり、成形品の重量安定性お
よび形状安定性を向上させる。 【構成】プランジャ５の総変位Ｚは、前記成形材料の粘
弾性圧縮挙動に供する変位Ｚ1 と、ノズル３からの射出
に供する変位Ｚ2 との加算により構成されると仮定し、
射出機２内の成形材料の粘弾性を粘弾性模型６により表
して粘弾性圧縮挙動に供する変位Ｚ1 を求め、実際のプ
ランジャの総変位Ｚから粘弾性圧縮挙動に供する変位Ｚ
1 を減じてノズルからの射出に供する変位Ｚ2 を求め、
この変位Ｚ2 によってノズルから射出される成形材料の
実際の射出流量ｑを算出し、この射出流量ｑに基づい
て、金型１内に充填される成形材料の充填量を制御す
る。射出流量のリアルタイム計測を実施することなく、
間接的に射出流量をモニタリングすることにより目的と
する射出流量パターンを実現する。
性材料を射出成形するにあたり、成形品の重量安定性お
よび形状安定性を向上させる。 【構成】プランジャ５の総変位Ｚは、前記成形材料の粘
弾性圧縮挙動に供する変位Ｚ1 と、ノズル３からの射出
に供する変位Ｚ2 との加算により構成されると仮定し、
射出機２内の成形材料の粘弾性を粘弾性模型６により表
して粘弾性圧縮挙動に供する変位Ｚ1 を求め、実際のプ
ランジャの総変位Ｚから粘弾性圧縮挙動に供する変位Ｚ
1 を減じてノズルからの射出に供する変位Ｚ2 を求め、
この変位Ｚ2 によってノズルから射出される成形材料の
実際の射出流量ｑを算出し、この射出流量ｑに基づい
て、金型１内に充填される成形材料の充填量を制御す
る。射出流量のリアルタイム計測を実施することなく、
間接的に射出流量をモニタリングすることにより目的と
する射出流量パターンを実現する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばゴムなどの複雑
な粘弾性挙動特性を有する粘弾性材料を射出成形するに
あたり、成形品の重量安定性および形状安定性を向上さ
せた射出成形の制御方法および制御装置に関する。
な粘弾性挙動特性を有する粘弾性材料を射出成形するに
あたり、成形品の重量安定性および形状安定性を向上さ
せた射出成形の制御方法および制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】射出成形の本来の目的は、金型のキャビ
ティ形状を成形品に正確に転写するという点にあり、こ
れを実現するためには、射出工程において金型のキャビ
ティ容積に対して過不足なく材料を充填することがまず
重要となる。ところが、ゴム材料などを射出成形する場
合、高圧の射出機内部ではゴムの粘弾性挙動が支配的で
あるため、プランジャの前進移動にともなう排除体積が
直接射出量と等しくならないという問題がある。
ティ形状を成形品に正確に転写するという点にあり、こ
れを実現するためには、射出工程において金型のキャビ
ティ容積に対して過不足なく材料を充填することがまず
重要となる。ところが、ゴム材料などを射出成形する場
合、高圧の射出機内部ではゴムの粘弾性挙動が支配的で
あるため、プランジャの前進移動にともなう排除体積が
直接射出量と等しくならないという問題がある。
【０００３】このような問題に対する従来の対処策とし
ては、射出プランジャの速度制御性を向上させるために
フィードバックゲインを射出圧または金型内圧に応じて
変化させる手法（例えば、特公平１−２４，０５５号公
報参照）や、充填完了時に射出プランジャの停止位置精
度を向上させる手法（例えば、特公平１−２６，３２７
号公報参照）などが採用されている。
ては、射出プランジャの速度制御性を向上させるために
フィードバックゲインを射出圧または金型内圧に応じて
変化させる手法（例えば、特公平１−２４，０５５号公
報参照）や、充填完了時に射出プランジャの停止位置精
度を向上させる手法（例えば、特公平１−２６，３２７
号公報参照）などが採用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の公報に開示してある二つの手法は、共通して射出プラ
ンジャの位置または速度制御精度の向上を図った手法で
ある。したがって、例えば、ゴム材などの弾性を有する
成形用材料で射出成形する場合には、成形用材料に特有
の弾性による射出流量の変動を考慮していないため、す
なわち、本質的にゴムの粘弾性挙動を制御において取り
扱うレベルに至っていないため、充填量の正確な制御を
行うには限界があった。このため、材料物性が変動する
度に、試し打ちなどの試行錯誤的検討による射出条件の
検索を余儀なくされるという問題があった。
の公報に開示してある二つの手法は、共通して射出プラ
ンジャの位置または速度制御精度の向上を図った手法で
ある。したがって、例えば、ゴム材などの弾性を有する
成形用材料で射出成形する場合には、成形用材料に特有
の弾性による射出流量の変動を考慮していないため、す
なわち、本質的にゴムの粘弾性挙動を制御において取り
扱うレベルに至っていないため、充填量の正確な制御を
行うには限界があった。このため、材料物性が変動する
度に、試し打ちなどの試行錯誤的検討による射出条件の
検索を余儀なくされるという問題があった。
【０００５】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、ゴムなどの複雑な粘弾性挙
動特性を有する粘弾性材料を射出成形するにあたり、成
形品の重量安定性および形状安定性を向上させることを
目的とする。
鑑みてなされたものであり、ゴムなどの複雑な粘弾性挙
動特性を有する粘弾性材料を射出成形するにあたり、成
形品の重量安定性および形状安定性を向上させることを
目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の射出成形の制御方法は、ゴム等の粘弾性を
有する成形材料を射出機のノズルから金型内にプランジ
ャで押し出して射出成形を行うに際して、金型内に充填
される成形材料の充填量を制御する射出成形の制御方法
において、前記プランジャの総変位は、前記成形材料の
粘弾性圧縮挙動に供する変位と、前記ノズルからの射出
に供する変位とを加算することにより構成されると仮定
し、前記射出機内の成形材料の粘弾性を粘弾性模型によ
り表して粘弾性圧縮挙動に供する変位を求め、実際のプ
ランジャの総変位から前記粘弾性圧縮挙動に供する変位
を減じて前記ノズルからの射出に供する変位を求め、こ
の変位によって前記ノズルから射出される成形材料の実
際の射出流量を算出し、この射出流量に基づき金型内に
充填される成形材料の充填量を制御することを特徴とし
ている。
に、本発明の射出成形の制御方法は、ゴム等の粘弾性を
有する成形材料を射出機のノズルから金型内にプランジ
ャで押し出して射出成形を行うに際して、金型内に充填
される成形材料の充填量を制御する射出成形の制御方法
において、前記プランジャの総変位は、前記成形材料の
粘弾性圧縮挙動に供する変位と、前記ノズルからの射出
に供する変位とを加算することにより構成されると仮定
し、前記射出機内の成形材料の粘弾性を粘弾性模型によ
り表して粘弾性圧縮挙動に供する変位を求め、実際のプ
ランジャの総変位から前記粘弾性圧縮挙動に供する変位
を減じて前記ノズルからの射出に供する変位を求め、こ
の変位によって前記ノズルから射出される成形材料の実
際の射出流量を算出し、この射出流量に基づき金型内に
充填される成形材料の充填量を制御することを特徴とし
ている。
【０００７】また、上記目的を達成するために、本発明
の射出成形の制御装置は、ゴム等の粘弾性を有する成形
材料を射出機のノズルから金型内にプランジャで押し出
して射出成形を行うに際して、金型内に充填される成形
材料の充填量を制御する射出成形の制御装置において、
前記射出機内の成形材料の圧力を検出する圧力検出手段
と、前記プランジャの押し出し位置を検出する位置検出
手段と、前記射出機内の成形材料の粘弾性を粘弾性模型
により表して、前記圧力検出手段で検出された検出値に
基づいて粘弾性圧縮挙動に供する変位を求めると共に、
前記位置検出手段で検出された検出値に基づいて実際の
プランジャの総変位を求め、この総変位から前記粘弾性
圧縮挙動に供する変位を減じて前記ノズルからの射出に
供する変位を求め、この変位によって前記ノズルから射
出される成形材料の実際の射出流量を算出し、この射出
流量に基づき金型内に充填される成形材料の充填量を制
御する制御手段とを有することを特徴としている。
の射出成形の制御装置は、ゴム等の粘弾性を有する成形
材料を射出機のノズルから金型内にプランジャで押し出
して射出成形を行うに際して、金型内に充填される成形
材料の充填量を制御する射出成形の制御装置において、
前記射出機内の成形材料の圧力を検出する圧力検出手段
と、前記プランジャの押し出し位置を検出する位置検出
手段と、前記射出機内の成形材料の粘弾性を粘弾性模型
により表して、前記圧力検出手段で検出された検出値に
基づいて粘弾性圧縮挙動に供する変位を求めると共に、
前記位置検出手段で検出された検出値に基づいて実際の
プランジャの総変位を求め、この総変位から前記粘弾性
圧縮挙動に供する変位を減じて前記ノズルからの射出に
供する変位を求め、この変位によって前記ノズルから射
出される成形材料の実際の射出流量を算出し、この射出
流量に基づき金型内に充填される成形材料の充填量を制
御する制御手段とを有することを特徴としている。
【０００８】
【作用】ゴムなどの複雑な粘弾性挙動特性を有する成形
材料を射出成形する場合、高圧となった射出機内部では
成形材料の粘弾性が支配的であるため、プランジャの前
進移動にともなう排除体積が実際の射出量と等しくなら
ないが、本発明では、プランジャの総変位は、成形材料
の粘弾性圧縮挙動に供する変位と、ノズルからの射出に
供する変位との加算により構成されるという知見に基づ
き、計測が困難であるノズルからの射出流量を計測する
ことなく、プランジャの総変位から成形材料の粘弾性圧
縮挙動に供する変位を減じることにより、ノズルからの
射出流量を求めるようにしている。
材料を射出成形する場合、高圧となった射出機内部では
成形材料の粘弾性が支配的であるため、プランジャの前
進移動にともなう排除体積が実際の射出量と等しくなら
ないが、本発明では、プランジャの総変位は、成形材料
の粘弾性圧縮挙動に供する変位と、ノズルからの射出に
供する変位との加算により構成されるという知見に基づ
き、計測が困難であるノズルからの射出流量を計測する
ことなく、プランジャの総変位から成形材料の粘弾性圧
縮挙動に供する変位を減じることにより、ノズルからの
射出流量を求めるようにしている。
【０００９】すなわち、射出機内の成形材料の粘弾性を
粘弾性模型により表して圧力検出手段で検出された検出
値に基づいて粘弾性圧縮挙動に供する変位を求め、実際
のプランジャの総変位を位置検出手段により検出して求
める。この実際のプランジャの総変位から粘弾性圧縮挙
動に供する変位を減じることにより、ノズルからの射出
に供する変位を求める。そして、この変位に基づいてノ
ズルから射出される成形材料の実際の射出流量を算出
し、この射出流量に基づいて金型内に充填される成形材
料の充填量を制御する。これにより、プランジャの総変
位の変動にかかわらず金型内への実際の射出流量を正確
に制御することができ、成形品の重量安定性および形状
安定性を向上させることが可能となる。
粘弾性模型により表して圧力検出手段で検出された検出
値に基づいて粘弾性圧縮挙動に供する変位を求め、実際
のプランジャの総変位を位置検出手段により検出して求
める。この実際のプランジャの総変位から粘弾性圧縮挙
動に供する変位を減じることにより、ノズルからの射出
に供する変位を求める。そして、この変位に基づいてノ
ズルから射出される成形材料の実際の射出流量を算出
し、この射出流量に基づいて金型内に充填される成形材
料の充填量を制御する。これにより、プランジャの総変
位の変動にかかわらず金型内への実際の射出流量を正確
に制御することができ、成形品の重量安定性および形状
安定性を向上させることが可能となる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は本発明の一実施例に係る射出成形の制御
装置を示す概略構成図、図２は同実施例の粘弾性モデル
を示す図、図３は同実施例のＺ1 算出部で用いられる適
応同定法を示す図、図４は同実施例の効果を示すグラフ
である。
明する。図１は本発明の一実施例に係る射出成形の制御
装置を示す概略構成図、図２は同実施例の粘弾性モデル
を示す図、図３は同実施例のＺ1 算出部で用いられる適
応同定法を示す図、図４は同実施例の効果を示すグラフ
である。
【００１１】本実施例に係る射出成形装置は、キャビテ
ィ１０が形成されている金型４と、この金型のキャビテ
ィ１０内にノズル３から成形材料としてのゴム材１を射
出する射出機２とを有している。射出機２の内部にはプ
ランジャ５が軸方向移動自在に挿入されており、このプ
ランジャ５は、図示しない駆動用油圧モータ等で回転し
ながら射出用油圧シリンダ１１の進退移動によって射出
機５内を移動する。また、この射出用油圧シリンダ１１
に供給される油圧はサーボバルブ１２により制御され、
このサーボバルブ１２の駆動制御は、サーボ補償器１３
を介して制御手段９により行われる。図１において符号
「８」は位置センサ（位置検出手段）であり、プランジ
ャ５の軸方向の位置を検出して制御手段９に出力する。
ィ１０が形成されている金型４と、この金型のキャビテ
ィ１０内にノズル３から成形材料としてのゴム材１を射
出する射出機２とを有している。射出機２の内部にはプ
ランジャ５が軸方向移動自在に挿入されており、このプ
ランジャ５は、図示しない駆動用油圧モータ等で回転し
ながら射出用油圧シリンダ１１の進退移動によって射出
機５内を移動する。また、この射出用油圧シリンダ１１
に供給される油圧はサーボバルブ１２により制御され、
このサーボバルブ１２の駆動制御は、サーボ補償器１３
を介して制御手段９により行われる。図１において符号
「８」は位置センサ（位置検出手段）であり、プランジ
ャ５の軸方向の位置を検出して制御手段９に出力する。
【００１２】このような射出成形機で射出成形を行うに
は、射出機２全体を金型４に近づけ、射出機のノズル３
をキャビティの注入口１４に当接させて、射出用油圧シ
リンダ１１を駆動させ、プランジャ５をノズル方向に移
動させてノズル３からキャビティ１０内に成形材料１を
押し出し注入する。
は、射出機２全体を金型４に近づけ、射出機のノズル３
をキャビティの注入口１４に当接させて、射出用油圧シ
リンダ１１を駆動させ、プランジャ５をノズル方向に移
動させてノズル３からキャビティ１０内に成形材料１を
押し出し注入する。
【００１３】次に、このような射出成形装置を用いて行
われる本発明の一実施例に係る射出成形の制御方法につ
いて説明する。本実施例では、プランジャの移動による
総変位は、その一部が成形材料の圧縮仕事に費やされ、
残余が圧力上昇による排除体積として射出に供されると
いう考え方を採用している。すなわち、図１に示すプラ
ンジャ５の移動による総変位Ｚは、射出機２内にある成
形材料１の粘弾性挙動に供する変位Ｚ1 と、ノズル３か
ら金型４内への射出に供される変位Ｚ2 とを加算したも
のとし、 Ｚ＝Ｚ1 ＋Ｚ2 …（１） としている。
われる本発明の一実施例に係る射出成形の制御方法につ
いて説明する。本実施例では、プランジャの移動による
総変位は、その一部が成形材料の圧縮仕事に費やされ、
残余が圧力上昇による排除体積として射出に供されると
いう考え方を採用している。すなわち、図１に示すプラ
ンジャ５の移動による総変位Ｚは、射出機２内にある成
形材料１の粘弾性挙動に供する変位Ｚ1 と、ノズル３か
ら金型４内への射出に供される変位Ｚ2 とを加算したも
のとし、 Ｚ＝Ｚ1 ＋Ｚ2 …（１） としている。
【００１４】そして、射出機２内にある成形材料１の粘
弾性挙動については、ゴム射出プロセスにおける射出機
２内のゴムの粘弾性挙動とノズルからの射出流量との関
係をモデル化して扱うこととし、ゴムの粘弾性挙動は、
図２に示す４要素粘弾性模型を採用している。この４要
素模型は、一つのマックスウェル模型と一つのフォーク
ト模型とを直列に結合させた模型である。
弾性挙動については、ゴム射出プロセスにおける射出機
２内のゴムの粘弾性挙動とノズルからの射出流量との関
係をモデル化して扱うこととし、ゴムの粘弾性挙動は、
図２に示す４要素粘弾性模型を採用している。この４要
素模型は、一つのマックスウェル模型と一つのフォーク
ト模型とを直列に結合させた模型である。
【００１５】したがって、成形材料の粘弾性挙動に供す
る変位Ｚ1 は、図２に示すように、各粘弾性要素の変位
をＺ11、Ｚ12、Ｚ13としたときに、 Ｚ1 ＝Ｚ11＋Ｚ12＋Ｚ13 …（２） となり、この模型の両端に作用する圧縮力ｆと４要素模
型の各粘弾性要素の弾性率Ｇ1 、Ｇ2 、および粘性率η
1 、η2 との関係は、下記のようになる。
る変位Ｚ1 は、図２に示すように、各粘弾性要素の変位
をＺ11、Ｚ12、Ｚ13としたときに、 Ｚ1 ＝Ｚ11＋Ｚ12＋Ｚ13 …（２） となり、この模型の両端に作用する圧縮力ｆと４要素模
型の各粘弾性要素の弾性率Ｇ1 、Ｇ2 、および粘性率η
1 、η2 との関係は、下記のようになる。
【数１】 また、金型４内への射出流量ｄｑ／ｄｔは、射出機内断
面積ＡS とノズルからの射出に供する変位Ｚ2 とによっ
て、下記のように表される。
面積ＡS とノズルからの射出に供する変位Ｚ2 とによっ
て、下記のように表される。
【数２】
【００１６】一方、ノズル３における成形材料１の流れ
を非圧縮・等温・定常・層流の流れと近似すると、金型
４内への射出流量ｄｑ／ｄｔは、成形材料１の圧力Ｐと
ノズル内での成形材料の粘性係数μにより、下記のよう
に表される。
を非圧縮・等温・定常・層流の流れと近似すると、金型
４内への射出流量ｄｑ／ｄｔは、成形材料１の圧力Ｐと
ノズル内での成形材料の粘性係数μにより、下記のよう
に表される。
【数３】
【００１７】ところで、射出機２内の成形材料１に作用
する圧縮力ｆは、射出機内の成形材料の圧力Ｐと射出機
内断面積ＡS とによって、 ｆ＝ＰＡS …（８） であるから、式（１）〜式（８）をラプラス変換して整
理し、時間領域の表現に変換すると、射出流量ｑ（ｔ）
は、
する圧縮力ｆは、射出機内の成形材料の圧力Ｐと射出機
内断面積ＡS とによって、 ｆ＝ＰＡS …（８） であるから、式（１）〜式（８）をラプラス変換して整
理し、時間領域の表現に変換すると、射出流量ｑ（ｔ）
は、
【数４】 となり、入力をプランジャ位置Ｚ（ｔ）、出力を射出流
量ｑ（ｔ）とする３次の線型システムで射出プロセスを
表現できることになる。なお、式（９）中、ｐは微分オ
ペレータであり、α1 ，α2 ，α3 ，β1 ，β2 ，β3
は、Ｇ1 ，Ｇ2 ，η1 ，η2 ，ＡS ，μ，Ｋによって定
められる定数である。
量ｑ（ｔ）とする３次の線型システムで射出プロセスを
表現できることになる。なお、式（９）中、ｐは微分オ
ペレータであり、α1 ，α2 ，α3 ，β1 ，β2 ，β3
は、Ｇ1 ，Ｇ2 ，η1 ，η2 ，ＡS ，μ，Ｋによって定
められる定数である。
【００１８】なお、この式（９）は、分母分子に粘弾性
パラメータＧ1 、Ｇ2 、η1 、η2を含むシステム表現
である。また、この式（９）の分母分子は、モニックな
安定多項式（Ｈｕｒｗｉｔｚ多項式）であり、しかも次
数差が１であることから、式（９）の表現は安定な適応
システムを構成するための必要条件を満たしており、制
御において粘弾性を扱うことを可能にしたと言える。
パラメータＧ1 、Ｇ2 、η1 、η2を含むシステム表現
である。また、この式（９）の分母分子は、モニックな
安定多項式（Ｈｕｒｗｉｔｚ多項式）であり、しかも次
数差が１であることから、式（９）の表現は安定な適応
システムを構成するための必要条件を満たしており、制
御において粘弾性を扱うことを可能にしたと言える。
【００１９】また、式（２）（３）（４）（５）（８）
より、
より、
【数５】 となる。
【００２０】以上、導出した式（９）を基に、図３に示
す適応同定法により、まず粘弾性パラメータＧ1 ，
Ｇ2 ，η1 ，η2 の同定を行う。この粘弾性パラメータ
の同定は、プランジャの変位Ｚ（ｔ）を入力、射出流量
ｑ（ｔ）を出力として、射出成形をフリーショット行う
ことにより実施される。
す適応同定法により、まず粘弾性パラメータＧ1 ，
Ｇ2 ，η1 ，η2 の同定を行う。この粘弾性パラメータ
の同定は、プランジャの変位Ｚ（ｔ）を入力、射出流量
ｑ（ｔ）を出力として、射出成形をフリーショット行う
ことにより実施される。
【００２１】次に、このようにして予め同定した粘弾性
パラメータＧ1 ，Ｇ2 ，η1 ，η2を用いて構成した制
御装置について説明する。まず、図１に示す制御装置で
は、射出機２内のゴム１の成形圧力Ｐを検出するための
圧力センサ７（圧力検出手段）と、プランジャ５の押し
出し位置を検出する位置センサ８（位置検出手段）とを
有し、圧力センサ７でサンプリングして検出された検出
値は、粘弾性圧縮挙動に供される変位Ｚ1 を求めるＺ1
算出部１５に出力される。このＺ1 算出部１５では、既
述した式（１０）を基に、圧力センサ７にて検出された
検出値Ｐ（ｔ）をこの式（１０）に代入することによ
り、Ｚ1 （ｔ）を求める。このＺ1 算出部１５で求めら
れたＺ1 と、位置センサ８により検出されたプランジャ
の総変位Ｚとの差を求め、これをノズルからの射出に供
する変位Ｚ2 として流量算出部１６に出力する。この流
量算出部１６では、式（１１）に基づいて、上述したよ
うにして求められたＺ2 から現時点における実際の射出
流量ｑ（ｔ）を求める。次いで、この実際の射出流量ｑ
（ｔ）と目標とする射出流量ｑd との偏差を算出し、こ
の偏差に基づいて、サーボバルブ１２をフィードバック
制御し、射出用油圧シリンダ１１へ送られる油圧を制御
する。
パラメータＧ1 ，Ｇ2 ，η1 ，η2を用いて構成した制
御装置について説明する。まず、図１に示す制御装置で
は、射出機２内のゴム１の成形圧力Ｐを検出するための
圧力センサ７（圧力検出手段）と、プランジャ５の押し
出し位置を検出する位置センサ８（位置検出手段）とを
有し、圧力センサ７でサンプリングして検出された検出
値は、粘弾性圧縮挙動に供される変位Ｚ1 を求めるＺ1
算出部１５に出力される。このＺ1 算出部１５では、既
述した式（１０）を基に、圧力センサ７にて検出された
検出値Ｐ（ｔ）をこの式（１０）に代入することによ
り、Ｚ1 （ｔ）を求める。このＺ1 算出部１５で求めら
れたＺ1 と、位置センサ８により検出されたプランジャ
の総変位Ｚとの差を求め、これをノズルからの射出に供
する変位Ｚ2 として流量算出部１６に出力する。この流
量算出部１６では、式（１１）に基づいて、上述したよ
うにして求められたＺ2 から現時点における実際の射出
流量ｑ（ｔ）を求める。次いで、この実際の射出流量ｑ
（ｔ）と目標とする射出流量ｑd との偏差を算出し、こ
の偏差に基づいて、サーボバルブ１２をフィードバック
制御し、射出用油圧シリンダ１１へ送られる油圧を制御
する。
【００２２】従来においては、射出成形における金型内
への充填量を制御するにあたり、ノズルからの射出流量
のリアルタイム計測は甚だ困難であるとされてきたが、
本実施例の射出成形の制御方法によれば、このようなリ
アルタイム計測を行うことなく、ゴム圧力Ｐ、プランジ
ャ変位Ｚ、および粘弾性パラメータＧ1 ，Ｇ2 ，η1，
η2 を用いることにより、間接的に射出流量ｑ（ｔ）の
モニタリングを実施しているので、射出機内のゴム材料
の複雑な粘弾性挙動に対しても、目的とする射出流量パ
ターンの制御が可能となる。また、金型内でのジェッテ
ィング等を防止するために、流れパターンの制御など、
より精密な制御を行うことが可能となる。
への充填量を制御するにあたり、ノズルからの射出流量
のリアルタイム計測は甚だ困難であるとされてきたが、
本実施例の射出成形の制御方法によれば、このようなリ
アルタイム計測を行うことなく、ゴム圧力Ｐ、プランジ
ャ変位Ｚ、および粘弾性パラメータＧ1 ，Ｇ2 ，η1，
η2 を用いることにより、間接的に射出流量ｑ（ｔ）の
モニタリングを実施しているので、射出機内のゴム材料
の複雑な粘弾性挙動に対しても、目的とする射出流量パ
ターンの制御が可能となる。また、金型内でのジェッテ
ィング等を防止するために、流れパターンの制御など、
より精密な制御を行うことが可能となる。
【００２３】さらに、射出プロセスでは温度変化が大き
いため粘弾性パラメータも温度の関数となるが、本実施
例の制御方法では、同定の際の射出条件と実際の射出条
件とを等しく設定することにより温度の関数である粘弾
性パラメータを時系列データとして得ることができる。
このように、本実施例の制御方法にて用いられる粘弾性
パラメータは、時系列データとして表すことができるた
め、本来、時変システム（可変係数システム）である射
出プロセスの粘弾性挙動に対応することができる。
いため粘弾性パラメータも温度の関数となるが、本実施
例の制御方法では、同定の際の射出条件と実際の射出条
件とを等しく設定することにより温度の関数である粘弾
性パラメータを時系列データとして得ることができる。
このように、本実施例の制御方法にて用いられる粘弾性
パラメータは、時系列データとして表すことができるた
め、本来、時変システム（可変係数システム）である射
出プロセスの粘弾性挙動に対応することができる。
【００２４】図４は、射出時間に対する射出流量の関係
を示すグラフであり、「○」が本実施例の粘弾性を考慮
した充填量制御を行った場合を示し、「△」は従来のプ
ランジャ位置制御を行った場合を示している。目標射出
流量パターンを図４に示すように時間軸に対して直線で
与えた場合、従来のプランジャ位置制御で射出成形を行
うと、緩和時間や弾性の影響により実際の射出流量パタ
ーンが時間軸に対して直線的にはならないが、本実施例
の粘弾性を考慮した制御方法によれば、目標射出流量パ
ターンと実際の射出流量パターンとが直線的になること
が理解できる。
を示すグラフであり、「○」が本実施例の粘弾性を考慮
した充填量制御を行った場合を示し、「△」は従来のプ
ランジャ位置制御を行った場合を示している。目標射出
流量パターンを図４に示すように時間軸に対して直線で
与えた場合、従来のプランジャ位置制御で射出成形を行
うと、緩和時間や弾性の影響により実際の射出流量パタ
ーンが時間軸に対して直線的にはならないが、本実施例
の粘弾性を考慮した制御方法によれば、目標射出流量パ
ターンと実際の射出流量パターンとが直線的になること
が理解できる。
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、ゴム等の粘弾性を有す
る成形材料を射出機のノズルから金型内にプランジャで
押し出して射出成形を行うに際して、プランジャの総変
位は、成形材料の粘弾性圧縮挙動に供する変位と、ノズ
ルからの射出に供する変位との加算により構成されると
仮定し、射出機内の成形材料の粘弾性を粘弾性模型によ
り表して粘弾性圧縮挙動に供する変位を求め、実際のプ
ランジャの総変位から粘弾性圧縮挙動に供する変位を減
じてノズルからの射出に供する変位を求め、この変位に
よってノズルから射出される成形材料の実際の射出流量
を算出し、この射出流量に基づき金型内に充填される成
形材料の充填量を制御するようにしたので、射出機内の
ゴム材料の複雑な粘弾性挙動に対しても、目的とする射
出流量パターンの制御が可能となり、成形品の重量安定
性および形状安定性が向上し、バリやヒケのない成形品
を得ることができる。
る成形材料を射出機のノズルから金型内にプランジャで
押し出して射出成形を行うに際して、プランジャの総変
位は、成形材料の粘弾性圧縮挙動に供する変位と、ノズ
ルからの射出に供する変位との加算により構成されると
仮定し、射出機内の成形材料の粘弾性を粘弾性模型によ
り表して粘弾性圧縮挙動に供する変位を求め、実際のプ
ランジャの総変位から粘弾性圧縮挙動に供する変位を減
じてノズルからの射出に供する変位を求め、この変位に
よってノズルから射出される成形材料の実際の射出流量
を算出し、この射出流量に基づき金型内に充填される成
形材料の充填量を制御するようにしたので、射出機内の
ゴム材料の複雑な粘弾性挙動に対しても、目的とする射
出流量パターンの制御が可能となり、成形品の重量安定
性および形状安定性が向上し、バリやヒケのない成形品
を得ることができる。
【００２６】また、流れパターンの制御等、より精密な
制御を行うことが可能となるので、金型内でのジェッテ
ィング等を防止することができる。さらに、本発明にて
用いられる粘弾性パラメータは、時系列データとして表
すことができるため、本来、時変システム（可変係数シ
ステム）である射出プロセスの粘弾性挙動に対応するこ
とができる。
制御を行うことが可能となるので、金型内でのジェッテ
ィング等を防止することができる。さらに、本発明にて
用いられる粘弾性パラメータは、時系列データとして表
すことができるため、本来、時変システム（可変係数シ
ステム）である射出プロセスの粘弾性挙動に対応するこ
とができる。
【図１】本発明の一実施例に係る射出成形の制御装置を
示す概略構成図である。
示す概略構成図である。
【図２】同実施例の粘弾性模型を示す図である。
【図３】同実施例のＺ1 算出部にて用いられる適応同定
法を示す図である。
法を示す図である。
【図４】同実施例の効果を示すグラフである。
１…成形材料 ２…射出機 ３…ノズル ４…金型 ５…プランジャ ６…粘弾性模型 ７…圧力検出手段 ８…位置検出手段 ９…制御手段 １０…キャビティ １１…射出用油圧シリンダ １２…サーボバルブ １３…サーボ補償器 １４…注入口 １５…Ｚ1 算出部 １６…流量算出部 Ｚ…プランジャの総変位 Ｚ1 …粘弾性圧縮挙動に供する変位 Ｚ2 …ノズルからの射出に供する変位 ｑ…成形材料の実際の射出流量 ｑd …目標射出流量 Ｐ…成形材料の圧力 ＡC …射出機断面積 Ｇ1 ，Ｇ2 …粘弾性模型の弾性率 η1 ，η2 …粘弾性模型の粘性率
Claims (2)
- 【請求項１】ゴム等の粘弾性を有する成形材料（１）を
射出機（２）のノズル（３）から金型（４）内にプラン
ジャ（５）で押し出して射出成形を行うに際して、金型
（４）内に充填される成形材料の充填量を制御する射出
成形の制御方法において、 前記プランジャ（５）の総変位（Ｚ）は、前記成形材料
の粘弾性圧縮挙動に供する変位（Ｚ1 ）と、前記ノズル
（３）からの射出に供する変位（Ｚ2 ）との加算により
構成されると仮定し、 前記射出機（２）内の成形材料の粘弾性を粘弾性模型
（６）により表して粘弾性圧縮挙動に供する変位
（Ｚ1 ）を求め、実際のプランジャの総変位（Ｚ）から
前記粘弾性圧縮挙動に供する変位（Ｚ1 ）を減じて前記
ノズルからの射出に供する変位（Ｚ2 ）を求め、この変
位（Ｚ2 ）によって前記ノズルから射出される成形材料
の実際の射出流量（ｑ）を算出し、この射出流量（ｑ）
に基づいて、金型（１）内に充填される成形材料の充填
量を制御することを特徴とする射出成形の制御方法。 - 【請求項２】ゴム等の粘弾性を有する成形材料（１）を
射出機（２）のノズル（３）から金型（４）内にプラン
ジャ（５）で押し出して射出成形を行うに際して、金型
（４）内に充填される成形材料の充填量を制御する射出
成形の制御装置において、 前記射出機（２）内の成形材料の圧力を検出する圧力検
出手段（７）と、 前記プランジャ（５）の押し出し位置を検出する位置検
出手段（８）と、 前記射出機（２）内の成形材料の粘弾性を粘弾性模型
（６）により表し、前記圧力検出手段（７）で検出され
た検出値に基づいて粘弾性圧縮挙動に供する変位
（Ｚ1 ）を求めると共に、前記位置検出手段（８）で検
出された検出値に基づいて実際のプランジャの総変位
（Ｚ）を求め、この総変位（Ｚ）から前記粘弾性圧縮挙
動に供する変位（Ｚ1 ）を減じて前記ノズルからの射出
に供する変位（Ｚ2）を求め、この変位（Ｚ2 ）によっ
て前記ノズルから射出される成形材料の実際の射出流量
（ｑ）を算出し、この射出流量（ｑ）に基づき金型
（１）内に充填される成形材料の充填量を制御する制御
手段（９）とを有することを特徴とする射出成形の制御
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8594892A JPH05245901A (ja) | 1992-03-09 | 1992-03-09 | 射出成形の制御方法および制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8594892A JPH05245901A (ja) | 1992-03-09 | 1992-03-09 | 射出成形の制御方法および制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05245901A true JPH05245901A (ja) | 1993-09-24 |
Family
ID=13872989
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8594892A Pending JPH05245901A (ja) | 1992-03-09 | 1992-03-09 | 射出成形の制御方法および制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05245901A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007261055A (ja) * | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Aisin Seiki Co Ltd | プランジャ式射出成型機の射出装置 |
| KR20200102921A (ko) * | 2019-02-22 | 2020-09-01 | 토와 가부시기가이샤 | 수지 성형 장치 및 수지 성형품의 제조 방법 |
-
1992
- 1992-03-09 JP JP8594892A patent/JPH05245901A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007261055A (ja) * | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Aisin Seiki Co Ltd | プランジャ式射出成型機の射出装置 |
| KR20200102921A (ko) * | 2019-02-22 | 2020-09-01 | 토와 가부시기가이샤 | 수지 성형 장치 및 수지 성형품의 제조 방법 |
| CN111605130A (zh) * | 2019-02-22 | 2020-09-01 | 东和株式会社 | 树脂成形装置和树脂成形品的制造方法 |
| CN111605130B (zh) * | 2019-02-22 | 2022-03-04 | 东和株式会社 | 树脂成形装置和树脂成形品的制造方法 |
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