JPH0544892B2 - - Google Patents

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JPH0544892B2
JPH0544892B2 JP1318274A JP31827489A JPH0544892B2 JP H0544892 B2 JPH0544892 B2 JP H0544892B2 JP 1318274 A JP1318274 A JP 1318274A JP 31827489 A JP31827489 A JP 31827489A JP H0544892 B2 JPH0544892 B2 JP H0544892B2
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JP
Japan
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injection
speed
pressure
signal
servo motor
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Tomomitsu Fujita
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Niigata Engineering Co Ltd
Original Assignee
Niigata Engineering Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH03178416A publication Critical patent/JPH03178416A/ja
Publication of JPH0544892B2 publication Critical patent/JPH0544892B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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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
    • B29C45/46Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
    • B29C45/53Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould using injection ram or piston
    • B29C45/531Drive means therefor

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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、サーボモータを樹脂の押出具の駆動
源として用いる電動式射出成形機の射出保圧制御
方法および装置に関するものである。
[従来の技術] 一般の射出成形機は、油圧シリンダ等のアクチ
ユエータで、スクリユやプランジヤ等の押出具を
往復移動させ、この押出具を前進移動させること
によつて該押出具の先端側の樹脂を金型内に射出
するように構成されている。
上記射出成形機においては、押出具を前進移動
させて樹脂を金型内に射出した後、さらに該押出
具を先端側に押して、金型内の樹脂に圧力(保圧
力)を加える保圧を行い、金型内における樹脂の
固化に伴う収縮分を補つている。
上記のような従来の射出成形機に対して、近
年、押出具を電動機で駆動する電動式射出成形機
が開発されている。
この種の電動式射出成形機は、サーボモータの
回転運動出力をたとえばボールねじ等のねじ機構
を介して直線運動出力に変換し、このねじ機構に
よつて、押出具を往復移動させるようになつてい
る。
そして、上記電動式射出成形機においては、通
常、サーボモータを速度制御することによつ
て、射出および保圧を連続して制御するか、ある
いはサーボモータを位置決め制御することによ
つて射出および保圧を連続して制御するかのいず
れかの方法がとられている。
そして、速度制御の場合は、射出および保圧
を次のように制御している。
すなわち、射出において、押出具の移動速度
は、サーボモータの回転速度をサーボアンプでフ
イードバツク制御することによつて制御され、ま
た押出具の位置は、該押出具の位置をエンコーダ
等の位置検出器で常に検知しておき、該押出具が
指定する位置に達したことを制御装置で確認して
から該制御装置から上記サーボアンプに速度の変
更あるいは停止の指令を与えることによつて制御
されている。
また、保圧において、保圧力は、該保圧力の基
準値と実際値とを比較して、その偏差に比例した
回転速度でサーボモータをフイードバツク制御
し、これによつて、該保圧力の実際値が基準値に
一致するように制御されている。
一方、位置決め制御の場合は、射出および保
圧を次のように制御している。
すなわち、射出において、押出具の移動速度
は、サーボモータの回転速度をサーボアンプでフ
イードバツク制御することによつて制御され、ま
た押出具の位置は、サーボモータの回転位置(回
転角)を制御することによつて行われている。
また、保圧において、保圧力は、樹脂に加える
圧力とその際の樹脂の変位量との関係を実験等で
あらかじめ求めて関数式に設定しておき、この関
数式に現在の実際圧力と基準圧力との差を代入し
て、基準圧力に到達させるための押出具の移動量
を演算して求め、この移動用分だけ、サーボモー
タを回転させることによつて制御されている。
[発明が解決しようとする課題] ところが、上記速度制御においては、射出の
場合において、押出具の位置が指定する位置であ
るか否かを制御装置で確認しから該制御装置から
サーボアンプに指令を与えているので、該サーボ
アンプに指令を与えるまでに時間がかかり、たと
えば実際に押出具の移動速度の切り換わる位置や
停止位置が指定する位置からずれてしまい、該押
出具の速度切換位置や停止位置の誤差が大きいと
いう欠点がある。
また、上記位置決め制御においては、保圧の
場合において、指定する保圧力を発生する位置ま
で押出具を直接移動するので、この点において保
圧を制御する系の応答性が極めてよくなるが、関
数式によつて移動量を求めているため、関数式の
構造によつては演算速度が遅くなる場合があり、
この場合にはサーボモータの制御系の応答性が悪
くなつて、保圧力が不安定になるという欠点があ
る。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであ
り、射出時における押出具の移動速度および位置
を正確に制御することができるとともに、保圧時
においても保圧力を安定的に制御することのでき
る電動式射出成形機の射出保圧制御方法および装
置を提供することを目的としている。
[課題を解決するための手段] 本発明方法では、サーボモータの回転運動出力
を直線運動出力に変換して、この直線運動出力に
よつて樹脂の押出具を往復移動させ、この押出具
を前進移動させることによつて、該押出具の先端
側の樹脂を金型内に射出するとともに該金型内に
射出された樹脂に圧力を加えて保圧する電動式射
出成形機の射出保圧制御方法において、前記樹脂
の射出の際には、射出条件設定器から出力される
速度切換位置指令信号と速度指令信号とをパルス
分配器によりパルスの数量と周波数に変換して偏
差カウンタに出力し、該偏差カウンタにて該パル
スと前記サーボモータの回転数を検出する回転検
出器から出力されるパルスとを比較してそれらの
偏差量に基づき発せられるデジタル信号をアナロ
グの速度信号に変換し、該速度信号に基づき前記
サーボモータへ供給する電力を制御して該サーボ
モータの回転速度を制御して前記押出具の位置お
よび速度を制御し、樹脂の保圧の際には、保圧条
件設定器から出力される保圧力信号と前記押出具
による押圧力を検出する圧力センサから出力され
る実測樹脂圧信号との偏差に基づく圧力指令信号
を、前記回転検出器からの出力パルスをF−Vコ
ンバータにより変換してなる回転速度信号と比較
し、それらの偏差に基づき前記サーボモータへの
電力を制御して該サーボモータの回転速度を制御
するとともにサーボモータの正転逆転を繰り返さ
せて前記押出具による樹脂の圧力を制御すること
を特徴とする。
また、本発明装置では、サーボモータの回転運
動出力を直線運動出力に変換して、この直線運動
出力によつて樹脂の押出具を往復移動させ、この
押出具を前進移動させることによつて、該押出具
の先端側の樹脂を金型内に射出するとともに該金
型内に射出された樹脂に圧力を加えて保圧する電
動式射出成形機の射出保圧制御装置において、前
記サーボモータを位置決め制御することによつて
射出時の前記押出具の位置および移動速度を制御
する位置決め制御回路と、前記サーボモータを速
度制御することによつて保圧時の樹脂の圧力を制
御する速度制御回路とを備えてなり、前記位置決
め制御回路は、射出条件設定器から出力される速
度切換位置指令信号と速度指令信号をバルスの数
量と周波数に変換するパルス分配器と、該分配器
から出力されるパルスと前記サーボモータの回転
数を出力する回転検出器から出力されるパルスと
を比較しそれらの偏差量に基づきデジタル信号を
出力する偏差カウンタと、該偏差カウンタから出
力されるデジタル信号をアナログの速度信号に変
換するA/D変換器とから構成され、前記速度制
御回路は、前記回転検出器からの出力パルスを回
転速度信号に変換するF−Vコンバータと、該F
−Vコンバータにより変換してなる回転速度信号
を、保圧条件設定器から出力される保圧力信号と
押出具の押圧力を検出する圧力センサから出力さ
れる実測樹脂圧信号との偏差に基づく圧力指令信
号と比較し、それらの偏差に基づき前記サーボモ
ータへの電力を制御して該サーボモータの回転速
度を制御するとともにサーボモータの正転逆転を
繰り返させる増幅器とから構成されている。
[作 用] 本発明において、樹脂の射出の際には、サーボ
モータを位置決め制御で制御しているので、押出
具の位置が正確に制御され、その際の押出具の移
動速度もフイードバツク制御によつて正確に制御
される。
また、保圧の場合には、サーボモータを速度制
御することによつて、樹脂の圧力を制御している
ので、圧力等の制御量を関数式によつて求める必
要がない。したがつて、演算時間の応答性を悪化
させる要因が少ないから、保圧を制御する系の応
答性がよく、樹脂の圧力が安定する。
[実施例] 以下、本発明をプリプラ式電動射出成形機に適
用した場合の一実施例について、第1図ないし第
7図を参照して説明する。
第1図において、1はフレーム本体であり、こ
のフレーム本体1上には、金型の型開閉および型
締を行う型締装置の一構成要素である固定盤2が
固定されている。また、フレーム本体1上には、
固定盤2に接離する方向に移動自在な移動プレー
ト3が設けられている。
移動プレート3は、その下部がガイドバー4に
該ガイドバー4に沿つて移動自在に支持されてい
る。ガイドバー4は、軸線が固定盤2に直交する
方向に向けられて、フレーム本体1の左右位置
(図面に直交する方向に互いにずれた位置)に複
数配置されており、各々の両端部がフレーム本体
1上に固定されたブラケツト5によつて該フレー
ム本体1に固定されている。
また、移動プレート3には、射出装置6が設け
られている。射出装置6は、移動プレート3に固
定された射出シリンダ7と、この射出シリンダ7
の先端に設けられた射出ノズル8と、射出シリン
ダ7内に挿入された射出プランジヤ(押出具)9
と、該射出プランジヤ9を移動駆動するプランジ
ヤ駆動機構10とを備えたものである。
射出シリンダ7は、固定盤2のノズル導入孔2
aに軸線が一致させられて、該固定盤2側に延在
するように移動プレート3に固定されており、そ
の先端部の周壁の上側位置には、上方に貫通する
樹脂流入孔7aが形成されている。
射出ノズル8は、射出シリンダ7内の樹脂を金
型内に供給するものである。
射出プランジヤ9は、射出シリンダ7内に、軸
方向に移動自在に嵌合された円柱状のものであ
り、その基端部がプランジヤ駆動機構10に連結
されている。
プランジヤ駆動機構10は、射出シリンダ7の
延在する側と反対側の移動プレート3に備え付け
られたものであり、前記ガイドバー4にその軸方
向に摺動自在に支持されたガイドプレート11
と、このガイドプレート11と移動プレート3と
に掛け渡された複数(この図では4本)の射出用
ボールネジ棒12と、これらの射出用ボールネジ
棒12に連結されて、該射出用ボールネジ棒12
に沿つて移動する射出プレート13と、前記射出
用ボールネジ棒12を回動駆動する射出用ボール
ネジ棒回動駆動機構14とを備えたものである。
ガイドプレート11は、四角形の板状に形成さ
れたものであり、下辺に沿う左右の部分がガイド
バー4に摺動自在に支持されている。
射出用ボールネジ棒12は、その軸線が射出シ
リンダ7の軸線に平行にされて、移動プレート3
とガイドプレート11とに回動自在に支持された
ものであり、射出シリンダ7の軸線を中心にし
て、上下方向に所定の間隔で均等に振り分けられ
かつ左右方向にも所定の間隔で均等に振り分けら
れた4つの位置に配置されている。ただし、これ
らの射出用ボールネジ棒12は、上下方向あるい
は左右方向に、一対だけ設けられたものであつて
もよい。
射出プレート13は、四角形状の射出プレート
本体15と、前記各射出用ボールネジ棒12に螺
合するように前記射出プレート本体15の四隅部
に固定された射出用ボールナツト16と、前記射
出シリンダ7の軸線に一致されて前記射出プレー
ト本体15の該射出シリンダ7側に設けられた射
出プランジヤ連結部材17と、この射出プランジ
ヤ連結部材17と射出プレート本体15とに挟ま
れて設けられた荷重変換器(圧力検出手段)18
とを備えたものである。
射出用ボールネジ棒回動駆動機構14は、ガイ
ドプレート11に取り付けられた射出用ACサー
ボモータ19と、該ACサーボモータ19の出力
軸に固定された射出用第1のタイミングプーリ2
0と、ガイドプレート11の端面から突出する各
射出用ボールネジ棒12の各端部に出力された射
出用第2のタイミングプーリ21と、これらの射
出用第1のタイミングプーリ20および射出用第
2のタイミングプーリ21に巻回された射出用タ
イミングベルト22とを備えたものである。ま
た、射出用ACサーボモータ19には、その出力
軸に射出モータ制御用エンコーダ23が連結され
ている。
上記移動プレート3の上端には、射出ノズル8
側に向けて斜めに下降する摺動面3aが形成され
ているとともに、該摺動面3aを介して可塑化装
置31が設けられている。
可塑化装置31は、可塑化シリンダ32と、こ
の可塑化シリンダ32の基端部を固定して、前記
摺動面3a上に摺動自在に連結された可塑化シリ
ンダ支持部材33と、前記可塑化シリンダ32内
に挿入されたスクリユ34と、前記可塑化シリン
ダ支持部材33に取り付けられ、出力軸が前記ス
クリユ34の基端部に連結された可塑化用ACサ
ーボモータ35とを備えたものである。また、可
塑化用ACサーボモータ35には、その出力軸に
可塑化モータ制御用エコーダ36が設けられてい
る。そして、上記可塑化装置31は、可塑化シリ
ンダ32の先端部がシリンダ連結部材41を介し
て、射出シリンダ7の樹脂流入孔7a部に連結さ
れている。
シリンダ連結部材41は、可塑化シリンダ32
内と射出シリンダ7内とを連通する連通孔41a
を有するものであり、該連通孔41aには、可塑
化シリンダ32から射出シリンダ7への樹脂の流
れを可能にし、射出シリンダ7から可塑化シリン
ダ32への樹脂の逆流を阻止する逆流防止機構4
2が備えられている。
また、上記移動プレート3は、その下端部に移
動プレート移動用ボールナツト(以下、移動用ボ
ールナツトと略称する)51が設けられており、
この移動用ボールナツト51が移動プレート移動
用ボールネジ棒(以下、移動用ボールネジ棒と略
称する)52に螺合されている。移動用ボールネ
ジ棒52は、その軸線がガイドバー4の軸線方向
に平行にされ、その両端部がフレーム本体1に固
定された軸受53に回転自在に支持されている。
この移動用ボールネジ棒52の射出シリンダ7と
反対側の端部には、移動プレート移動用第1のタ
イミングプーリ(以下、移動用第1のタイミング
プーリと略称する)54が固定されており、この
移動用第1のタイミングプーリ54は、移動プレ
ート移動用モータ(以下、移動用モータと略称す
る)55の出力軸に固定された移動プレート移動
用第2のタイミングプーリ(以下、移動用第2の
タイミングプーリ)56に、移動プレート移動用
タイミングベルト(移動用タイミングベルト)5
7を介して連結されている。
なお、図中符号37は、可塑化シリンダ32内
に樹脂を供給するためのホツパである。
次に、上記のように構成されたプリプラ式電動
式射出成形機の動作を説明する。
樹脂の可塑化は、可塑化用ACサーボモータ3
5でスクリユ34を回転することによつて行う。
その際、可塑化用ACサーボモータ35が可塑化
モータ制御用エンコーダ36から検知される回転
数に基づいてフイードバツク制御され、スクリユ
34の回転数が一定に保持される。可塑化シリン
ダ32内で可塑化された樹脂は、シリンダ連結部
材41の連通孔41a、逆流防止機構42、およ
び射出シリンダ7の樹脂流入孔7aを通つて、射
出シリンダ7の樹脂プランジヤ9の先端側に押し
出される。そうすると、流入してきた樹脂の圧力
によつて射出プランジヤ9が後退方向に押され、
この射出プランジヤ9を押す力が射出プランジヤ
連結部材17、荷重変換器18、射出プレート本
体15、射出用ボールナツト16、射出用ボール
ネジ棒12、射出用第2のタイミングプーリ2
1、射出用タイミングベルト22および射出用第
1のタイミングプーリ20を介して射出用ACサ
ーボモータ19の出力軸に伝わり、該出力軸が回
転する。これにより、射出プランジヤ9が後退し
て、該射出プランジヤ9の先端側に可塑化された
樹脂が蓄えられる。その際、後述する制御装置に
よつて、射出用ACサーボモータ19に所定の大
きさのブレーキトルクを発生させることができ、
これにより射出プランジヤ9に移動抵抗を与え
て、樹脂に背圧をかけた状態で可塑化することが
できる。射出プランジヤ9の先端側に蓄えられる
樹脂量は、射出モータ制御用エンコーダ23によ
つて、射出用ACサーボモータ19の回転位置
(回転角)を検出し、この検出結果から射出プラ
ンジヤ9の後退量を求めることにより計量され
る。樹脂の計量が完了すると可塑化用ACサーボ
モータ35が停止制御され、スクリユ34の回転
が止まる。
射出プランジヤ9の先端側に蓄えられた樹脂を
射出するには、射出用ACサーボモータ19を樹
脂が射出シリンダ7内に流入してきた時とは逆方
向(射出方向)に回転させることにより行う。す
なわち、射出用ACサーボモータ19を射出方向
に回転すると、射出用第1のタイミングプーリ2
0、射出用タイミングベルト22および射出用第
2のタイミングプーリ21を介して射出用ボール
ネジ棒12が回転し、該射出用ボールネジ棒12
に螺合する射出用ボールナツト16を有する射出
プレート13が射出シリンダ7側に移動する。こ
のため、射出プランジヤ9が射出シリンダ7内を
前進して、該射出プランジヤ9の先端側の樹脂が
射出ノズル8から金型内に射出される。その際、
逆流防止機構42によつて、射出シリンダ7から
可塑化シリンダ32への樹脂の逆流が防止され
る。また、金型内に射出される樹脂の射出速度
は、射出用ACサーボモータ19の回転速度を制
御することによつて行なわれ、該射出用ACサー
ボモータ19は、射出モータ制御用エンコーダ2
3で検知される回転速度に基づいて、フイードバ
ツク制御される。したがつて、射出速度が正確に
制御される。
また、射出ノズル8の前後進は、移動用モータ
55を回転することにより、移動用第2のタイミ
ングプーリ56、移動用タイミングベルト57お
よび移動用第1のタイミングプーリ54を介して
移動用ボールネジ棒52を回転させ、これにより
移動用ボールネジ棒52を螺合する移動用ボール
ナツト51を有する移動プレート3を該移動用ボ
ールネジ棒52に沿つて移動させることにより行
う。そして、射出ノズル8を金型のスプルブツシ
ユに押圧するには、移動用モータ55に所定の大
きさの電流を流して、該移動用モータ55をトル
ク制御することによつて行う。
上記のように構成されたプリプラ式電動射出成
形機においては、射出プランジヤ9やスクリユ3
4の駆動に油圧シリンダや油圧モータ等の油圧機
器を使つていないので、各油圧機器を作動させる
ための作動油の管理が一切不要になるとともに、
油圧機器に用いるパツキン類等の管理も一切不要
になる。しかも、油圧機器からの作動油漏れの危
険がなく、射出成形機の周りを清浄に保つことが
できるという効果を奏する。
次に、上記プリプラ式電動射出成形機の制御装
置を第2図を参照して説明する。
この図において、61はプリプラ式電動射出成
形機の主制御回路であり、この主制御回路61に
は、荷重変換器18、位置カウンタ62、射出条
件設定器63、保圧条件設定器64、背圧条件設
定器91および無転後退条件設定器92等からの
各種の信号が入力されるようになつている。
荷重変換器18は、射出プランジヤ9を介して
該射出プランジヤ9の先端側の樹脂圧力を測定し
て、その実測樹脂圧信号65を主制御回路61に
出力するようになつている。
位置カウンタ62は、射出モータ制御用エンコ
ーダ23から出力されるパルス70の数を数え
て、そのパルス数71を主制御回路61に出力す
るようになつている。
射出条件設定器63は、射出プランジヤ9の前
進方向の射出速度(樹脂の射出速度に対応する)
を切り換えるための該射出プランジヤ9の軸方向
の位置(射出速度切換位置)を設定する射出速度
切換位置設定部(図示せず)と、上記各射出速度
切換位置で切り換えられる射出速度を設定する射
出速度設定部(図示せず)とを備えたものであ
り、前記射出速度切換位置設定部から射出速度切
換位置信号66を、また前記射出速度設定部から
射出速度信号67をそれぞれ主制御回路61に出
力するようになつている。
保圧条件設定器64は、金型内に射出された樹
脂の保圧力を多段に切り換えるために各保圧力を
維持する時間を設定する保圧力切換時間設定部
(図示せず)と、上記各保圧力を設定する保圧力
設定部(図示せず)とを備えたものであり、前記
保圧力切換時間設定部から保圧力時間信号68
を、また前記保圧力設定部から保圧力信号69を
それぞれ主制御回路61に出力するようになつて
いる。
背圧条件設定器91は、射出プランジヤ9の先
端側に樹脂が供給されて該プランジヤ9が後方に
移動する際に、該射出プランジヤ9の移動抵抗
(背圧力に対応する)を多段に切り換えるための
該射出プランジヤ9の軸方向の位置(背圧力切換
位置)を設定する背圧力切換位置設定部(図示せ
ず)と、上記各背圧力切換位置で切り換えられる
移動抵抗を設定する背圧力設定部(図示せず)と
を備えたものであり、前記背圧力切換位置設定部
から背圧力切換位置信号93を、また前記背圧力
設定部から背圧力信号94をそれぞれ主制御回路
61に出力するようになつている。
無転後退条件設定器92は、樹脂の計量完了後
に、スクリユ34を回転させることなく、射出プ
ランジヤ9をさらに後方に移動する無転後退動作
の条件を設定するものであり、射出プランジヤ9
を無転後退させる際に後退速度を多段に切り換え
る位置(後退速度切換位置)を設定する無転後退
速度切換位置設定部(図示せず)と、上記各無転
後退速度切換位置で切り換えられる無転後退速度
を設定する無転後退速度設定部(図示せず)とを
備えたものであり、前記無転後退速度切換位置設
定部から無転後退速度切換位置信号95を、また
上記無転後退速度設定部から無転後退速度信号9
6をそれぞれ主制御回路61に出力するようにな
つている。
主制御回路61は、位置カウンタ62から出力
されたパルス数71によつてプランジヤ9の現在
の位置を常に確認するとともに、前記各射出速度
切換位置信号66または各無転後退速度切換位置
信号95を速度切換位置指令信号72に変換し、
前記各射出速度信号67または各無転後退速度信
号96を速度指令信号73に変換し、前記各保圧
力信号69と実測樹脂圧信号62との差または各
背圧力信号94と実測樹脂圧信号65との差を圧
力指令信号74に変換するようになつている。そ
して、この主制御回路61は、樹脂を射出する際
には、各射出速度切換位置信号66を速度切換位
置指令信号72に変換するとともに、前記各射出
速度信号67を速度指令信号73に変換して、こ
れら各速度切換位置指令信号72および各速度指
令信号73を位置決めパルス分配器75に出力
し、保圧の際には、各保圧力信号69と実測樹脂
圧信号65との差を圧力指令信号74に変換し
て、この各圧力指令信号74を第1のアナログス
イツチ76に出力し、樹脂の計量の際には、各背
圧力信号94と実測樹脂圧信号65との差を圧力
指令信号74に変換して、この各圧力指令信号7
4を第1のアナログスイツチ76に出力し、無転
後退の際には、各無転後退速度切換位置信号95
を速度切換位置指令信号72に変換するととも
に、各無転後退速度信号96を速度指令信号73
に変換して、これら各速度切換位置指令信号72
および各速度指令信号73を位置決めパルス分配
器75に出力するようになつている。さらに、こ
の主制御回路61は、保圧の際および計量の際
に、第1のアナログスイツチ76に出力して該第
1のアナログスイツチ76をON状態に切り換え
る第1の信号A1と、射出の際および無転後退の
際に、後述する第2のアナログスイツチ82に出
力して該第2のアナログスイツチ82をON状態
に切り換える第2の信号A2とを発するように構
成されている。
位置決めパルス分配器75は、各速度切換位置
指令信号72に比例した数で、かつ前記速度指令
信号73に比例した周波数の指令パルス77を発
生するパルス分配器78と、このパルス分配器7
8から発せられる指令パルス77の数量を積算す
るとともに、射出モータ制御用エンコーダ23か
ら発せられるパルス70の数量を減算して、常時
蓄えられているパルスの溜まり量を偏差量79と
してデジタル出力する偏差カウンタ80と、この
偏差カウンタ80から出力されたデジタル出力の
偏差量79をアナログの速度基準信号81に変換
して第2のアナログスイツチ82に出力するD/
A変換器83とを備えたものである。前記第1の
アナログスイツチ76および第2のアナログスイ
ツチ82の出力信号は、サーボアンプ84に入力
されるようになつている サーボアンプ84は、射出モータ制御用エンコ
ーダ23から発せられるパルス70から速度信号
85に変換するF−Vコンバータ86を有し、第
1のアナログスイツチ76または第2のアナログ
スイツチ82からの出力信号と前記速度信号85
とを比較して、その偏差としての電力87を射出
用ACサーボモータ19へ供給する増幅器88を
有するものである。
そして、上記電動射出成形機の制御装置におい
て、主制御回路61、位置カウンタ62、射出条
件設定器63、保圧条件設定器64、位置決めパ
ルス分配器75、第1のアナログスイツチ76、
第2のアナログスイツチ82およびサーボアンプ
84を含む部分によつて射出保圧制御装置101
が構成され、また主制御回路61、位置カウンタ
62、背圧条件設定器91、無転後退条件設定器
92、位置決めパルス分配器75、第1のアナロ
グスイツチ76、第2のアナログスイツチ82お
よびサーボアンプ84を含む部分によつて計量無
転後退制御装置102が構成されている。
さらに、主制御回路61の圧力指令信号74お
よび第1の信号A1を出力する部分、第1のアナ
ログスイツチ76およびサーボアンプ84を含む
部分によつて、射出用ACサーボモータ19を速
度制御する速度制御回路103が構成され、また
主制御回路61の速度切換位置指令信号72、速
度指令信号73および第2の信号A2を出力する
部分、位置決めパルス分配器75、第2のアナロ
グスイツチ82およびサーボアンプ84を含む部
分によつて、射出用ACサーボモータ19を位置
決め制御する位置決め制御回路104が構成され
ている。
次に、上記のように構成された電動式射出成形
機の射出保圧制御装置101を用いて、射出保圧
を制御する方法を説明する。ただし、この例で
は、第3図ないし第4図に示すように、射出工程
において、射出速度Vが射出プランジヤ9の射出
開始位置S0から射出完了位置S5までの2段階
に切り換えられ、保圧工程において、保圧力HP
が射出完了位置S5から3段階に切り換えられる
例を示している。
まず、射出工程から説明する。
樹脂の射出に際しては、主制御回路61におい
て、全射出時間Tの計時が開始されるとともに、
射出条件設定器63から出力される射出速度切換
位置信号66および射出速度信号67がそれぞれ
速度切換位置指令信号72および速度指令信号7
3に変換されて、パルス分配器78に出力され、
また、第1の信号A1の出力が停止状態にされ、
第2の信号A2が第2のアナログスイツチ82に
出力され、これにより第1のアナログスイツチ7
6がOFF状態になり、第2のアナログスイツチ
82がON状態になる。
パルス分配器78は、各速度切換位置指令信号
72によつて指示された射出プランジヤ9の移動
距離であるS0〜S1間の長さ、S1〜S2間の
長さ、S2〜S3間の長さ、S3〜S4間の長
さ、S4〜S5間の長さをそれぞれパルスの数量
に変換するとともに、各速度指令信号73によつ
て指示されたS0〜S1間の射出速度V1、S1
〜S2間の射出速度V2、S2〜S3間の射出速
度V3、S3〜S4間の射出速度V4、S4〜S
5間の射出速度V5をそれぞれパルスの周波数に
変換し、上記パルスの数量および周波数で指定さ
れた指令パルス77を偏差カウンタ80に出力す
る。
偏差カウンタ80では、まず射出プランジヤ9
の移動距離であるS0〜S1の部分の指令パルス
77から積算して行き、この積算した指令パルス
77の数を偏差量79として出力する。
そして、偏差量79は、D/A変換器83でア
ナログの速度基準信号81に変換されて、すでに
第2の信号A2によつてON状態にされた第2の
アナログスイツチ82を通つてサーボアンプ84
に出力される。
そうすると、サーボアンプ84で、射出用AC
サーボモータ19の速度信号85と速度基準信号
81とが比較され、その偏差に対応する電力87
が射出用ACサーボモータ19に供給される。そ
の際、射出開始時には、射出用ACサーボモータ
19の回転が停止状態にあるから、上記偏差が大
きく、このため該射出用ACサーボモータ19が
急加速され、射出プランジヤ9の移動速度が急上
昇する。
上記のようにして射出用ACサーボモータの速
度が上昇すると、射出モータ制御用エンコーダ2
3から出力されるパルス70の周波数が上昇し、
偏差カウンタ80に積算されているパルスの溜ま
り量を減算する割合が増加する。ただし、パルス
70の周波数がパルス分配器78から出力される
指令パルス77の周波数に達するまでは、上記溜
まり量は増え続け、射出プランジヤ9は加速され
る。そして、仮にパルス70の周波数が指令パル
ス77の周波数より高くなつた場合には、偏差カ
ウンタ80における減算量の方が多くなつて、偏
差量79が減少し、これによつて射出用ACサー
ボモータ19に供給する電力87が低下して、該
射出用ACサーボモータ19の回転速度が低下す
ることになるから、前記パルス70の周波数は、
指令パルス77の周波数まで上昇した段階から該
指令パルス77の周波数に等しい状態が維持され
るようになる。したがつて、射出用ACサーボモ
ータ19は、パルス70の周波数が指令パルス7
7に一致した後、一定の回転速度で回転し、射出
プランジヤ9も速度V1の一定の速度で移動する
ようになる。
そして、射出プランジヤ9が位置S1に達する
と、指令パルス77の周波数が速度V2に相当す
る周波数に切り換わり、この例の場合には速度V
1より速度V2の方が大きいので、偏差カウンタ
80におけるパルス数の溜まり量が増加する。こ
のため、射出用ACサーボモータ19の回転速度
が直ちに急上昇し、射出モータ制御用エンコーダ
23から発せられるパルス70の周波数が指令パ
ルス77の周波数まで急上昇した後、該射出用
ACサーボモータ19の回転速度が一定に保たれ
るようになり、射出プランジヤ9も射出速度V2
の一定の速度で移動するようになる。
上記のようにして、射出プランジヤ9の各射出
速度Vおよび該各射出速度Vの各切換位置Sが正
確に制御されて、該射出プランジヤ9が射出完了
位置S5まで移動する。
そして、射出プランジヤ9が射出完了位置S5
に到達すると、射出工程から直ちに保圧工程に切
り換わる。
保圧工程の開始に際しては、主制御回路61に
おいて、速度切換位置指令信号72、速度指令信
号73および第2の信号A2の出力が停止され
て、代わりに第1の信号A1が出力され、さら
に、各保圧力信号69と実測樹脂圧信号65との
偏差が圧力指令信号74に変換されて、この圧力
指令信号74が各保圧力時間信号68に応じて、
第1のアナログスイツチ76に出力される。この
ため、上記圧力指令信号74が第1の信号A1に
よつてON状態にされた第1のアナログスイツチ
76を通つてサーボアンプ84に入力される。
そして、サーボアンプ84によつて、圧力指令
信号74と回転速度信号85とが比較されて、そ
の偏差に対応した電力87が該射出用ACサーボ
モータ19に供給され、該射出用ACサーボモー
タ19が前記偏差に比例した回転速度で増速また
は減速あるいは反転させられる。これにより、実
測樹脂圧信号65が保圧力信号69に等しくなる
と、圧力指令信号74が零になり、射出用ACサ
ーボモータ19の回転が停止する。そして、再び
実測樹脂圧信号65と保圧力信号69との偏差が
生じると、再び、前記偏差に比例した速度で射出
用ACサーボモータ19の回転速度が制御され、
前記偏差が零になるようになる。
このようにして、射出用ACサーボモータ19
が速度制御されて正転・逆転が繰り返され、保圧
力が各保圧力時間信号68ごとに各保圧力信号6
9の値に一定に制御されるようになる。
したがつて、第4図に示すように、各保圧力信
号69で指定される第1段保圧力HP1、第2段
保圧力HP2および第3段保圧力HP3が、それ
ぞれ各保圧力時間信号68で指定される第1段保
圧力時間T1、第2保圧力時間T2、および該第
2段保圧力時間T2から全射出時間Tが完了する
までの時間の各時間で一定に制御される。
また、保圧工程においても、射出プランジヤ9
がわずかに前進し、該射出プランジヤ9の位置が
射出完了位置S5から保圧完了位置Seまで変化
する(ただし、充填圧より保圧設定が低い場合、
射出プランジヤ9は後退する)。
上記のように構成された電動式射出成形機の射
出保圧制御装置101によれば、位置決めパルス
分配器75が設けられているので、射出工程にお
いて、パルス分配器78から出力される指令パル
ス77の数量と周波数によつて、射出用ACサー
ボモータ19の回転位置を制御するとともに、回
転速度も制御することができるので、制御系にお
ける応答遅れの要素がなく、射出プランジヤ9の
移動速度を指定された位置で正確に変化させるこ
とができる。しかも、保圧の制御においては、実
測樹脂圧信号65と保圧力信号69との偏差に比
例した回転速度で射出用ACサーボモータ19の
回転速度を制御しているので、制御系に演算手段
を設ける必要がなく、よつて演算処理速度を考慮
することがないから、簡単に射出用ACサーボモ
ータ19の応答性を向上することができる。した
がつて、保圧力信号69の指令によつて実測樹脂
圧を安定的に制御することができる。
次に、前記電動式射出成形機の計量無転後退制
御装置102を用いて行う樹脂の計量および無転
後退の制御方法を説明する。ただし、この例で
は、第5図に示すように、計量工程においては、
背圧力BPが射出プランジヤ9の保圧完了位置Se
から計量完了位置BS3まで3段階に切り換わり、
無転後退工程においては、無転後退速度BVが計
量完了位置BS3から射出開始位置S0まで1段
階で切り換わる例を示している。
まず、計量工程から説明する。
樹脂の計量に際しては、可塑化用ACサーボモ
ータ35でスクリユ34を回転駆動して、可塑化
した樹脂を射出プランジヤ9の先端側に供給す
る。そして、同時に主制御回路61により、背圧
条件設定器91から出力される各背圧力信号94
と実測樹脂圧信号65とを比較して、その偏差を
圧力指令信号74に変換し、この圧力指令信号7
4を第1のアナログスイツチ76に出力する。ま
た、第1の信号A1を出力し、第2の信号A2を
出力停止状態にする。このため、第1のアナログ
スイツチ76がON状態になり、かつ第2のアナ
ログスイツチ82がOFF状態になつて、上記圧
力指令信号74がON状態の第1のアナログスイ
ツチ76を通つてサーボアンプ84に入力され
る。
そして、サーボアンプ84によつて、圧力指令
信号74と速度信号85とが比較されて、その偏
差に対応した電力87が該射出用ACサーボモー
タ19に供給され、該射出用ACサーボモータ1
9が前記偏差に比例した回転速度で増速または減
速あるいは反転する。そして、実測樹脂圧信号6
5が背圧力信号94に等しくなり圧力指令信号7
4が零になると、射出用ACサーボモータ19の
回転が停止しする。そうすると、再び実測樹脂圧
信号65と背圧力信号94との偏差が生じ、この
偏差に比例した速度で射出用ACサーボモータ1
9が回転し該偏差が零になるように制御される。
上記のようにして、射出用ACサーボモータ1
9が速度制御されて正転・逆転が繰り返され、こ
れにより射出プランジヤ9の先端側の樹脂の圧力
である背圧力BPが各背圧力信号94で指定され
る第1段の背圧力BP1に一定に保持されるよう
になる。そして、射出プランジヤ9が後退して、
各背圧力切換位置信号93で指定される後退位置
BS1に達すると、実測樹脂圧信号65と背圧力
信号94の第2段の背圧力BP2とが比較され、
その偏差が圧力指令信号74に変換されて、サー
ボアンプ84に出力される。このため、後退位置
BS1から第2段の背圧力BP2に変化する。
したがつて、各背圧力信号94で指定される第
1段の背圧力BP1、第2段の背圧力BP2および
第3段の背圧力BP3が、それぞれ保圧完了位置
Seから後退位置BS1、後退位置BS2および計量
完了位置BS3の各間で一定に制御される。
そして、計量完了位置BS3に達すると、可塑
化用ACサーボモータ35が停止して、スクリユ
34の回転による射出プランジヤ9の先端側への
樹脂の供給が終了する。これにより、射出プラン
ジヤ9が計量完了位置BS3に停止し、次の無転
後退工程が実施される。
無回転後退工程においては、主制御回路61に
より、無転後退条件設定器92から出力される無
転後退速度切換位置信号95および無転後退速度
信号96がそれぞれ速度切換位置指令信号72お
よび速度指令信号73に変換されて、該速度切換
位置指令信号72および速度指令信号73がパル
ス分配器78に出力され、また、第1の信号A1
の出力が停止され、第2の信号A2が出力され
る。このため、第1のアナログスイツチ76が
OFF状態になり、第2のアナログスイツチ82
がON状態になる。
そして、パルス分配器78は、速度切換位置指
令信号72によつて指定される計量完了位置BS
3から射出開始位置S0までの長さをパルスの数
量に変換し、速度指令信号73によつて指定され
る無転後退速度VB1をパルスの周波数に変換
し、上記数量および周波数の指定された指令パル
ス77を偏差カウンタ80に出力する。
偏差カウンタ80では、パルス分配器78から
出力される指令パルス77の数量を積算して、こ
の積算した数量をデジタルの偏差量79として出
力する。そして、偏差量79がD/A変換器83
でアナログの速度基準信号81に変換されて、こ
の速度基準信号81がすでに第2の信号A2によ
つてON状態にされた第2のアナログスイツチ8
2を通つてサーボアンプ84に出力される。
そうすると、サーボアンプ84で、射出用AC
サーボモータ19の速度信号85と速度基準信号
81とが比較され、その偏差に対応する電力87
が射出用ACサーボモータ19に供給され、該射
出用ACサーボモータ19が射出開始時とは逆の
方向に回転を開始する。この際、射出用ACサー
ボモータ19の回転が停止状態にあるから、上記
偏差が大きく、このため該射出用ACサーボモー
タ19が急加速され、射出プランジヤ9の無転後
退速度も急上昇する。
そして、射出用ACサーボモータ19の回転が
開始されると、射出モータ制御用エンコーダ23
からパルス70が出力されるようになり、このパ
ルス70が偏差カウンタ80に入力されて、該偏
差カウンタ80に積算されているパルスの溜まり
量が減算される。ただし、パルス70の周波数が
パルス分配器78から出力される指令パルス77
の周波数に達するまでは、上記溜まり量は増え続
き、射出プランジヤ9は加速される。そして、仮
にパルス70の周波数が指令パルス77の周波数
より高くなる場合には、偏差カウンタ80におけ
る減算量の方が多くなつて、偏差量79が減少
し、これによつて射出用ACサーボモータ19に
供給する電力87が低下して、該射出用ACサー
ボモータ19の回転速度が低下することになる。
したがつて、前記パルス70の周波数は、指令パ
ルス77の周波数まで上昇し、その後は指令パル
ス77の周波数に等しい状態が維持されるように
なる。すなわち、射出プランジヤ9は、無転後退
速度BV1の一定の速度で後退するようになる。
そして、総ての指令パルス77が偏差カウンタ
80に出力された後は、偏差カウンタ80の溜ま
り量がパルス70によつて減算されるだけとな
り、偏差量79が減少して、射出プランジヤ9の
無転後退速度が低下し、該偏差カウンタ80の溜
まり量が零になる位置で射出プランジヤ9が停止
する。そして、溜まり量が零になる位置が射出開
始位置S0に一致する。
上記のように構成された電動式射出成形機の計
量無転後退制御装置102によれば、計量時にお
いて、実測樹脂圧信号65と背圧力信号94との
偏差に比例した速度で射出用ACサーボモータ1
9を制御しているので、制御系に演算手段を設け
る必要がなく、よつて射出用ACサーボモータ1
9の応答性を向上することができる。したがつ
て、射出プランジヤ9の先端側に供給される樹脂
の圧力変動が、周波数においてまた振幅において
大きな場合でも、前記樹脂の圧力すなわち背圧力
BPを背圧力信号94にしたがつて安定的に制御
することができる。しかも、無転後退工程におい
ては、位置決めパルス分配器75を用いて、射出
用ACサーボモータ19を位置決め制御で制御す
るとともに速度制御で制御することができるの
で、射出プランジヤ9の無転後退速度を正確に制
御することができるとともに、該射出プランジヤ
9を射出棒開始位置S0に正確に一致させること
ができる。
なお、上記実施例においては、本発明をプリプ
ラ式電動射出成形機に適用した例を示したが、イ
ンラインスクリユ式の電動射出成形機に適用して
もよいことは言うまでもない。
[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、パルス分
配器が設けられているので、射出工程において、
パルス分配器から出力される指令パルスの数量と
周波数によつて、射出用ACサーボモータの回転
位置を制御するとともに回転速度も同時に制御す
ることができるので、制御系における応答遅れの
要素がなく、射出プランジヤの移動速度を指定さ
れた位置で正確に変化させることができる。
また、保圧の制御においては、実測樹脂圧信号
と保圧力信号との偏差に比例した回転速度で射出
用ACサーボモータ回転速度を制御しているので、
制御系に演算手段を設ける必要がなく、よつて演
算処理速度を考慮することがないから、簡単に射
出用ACサーボモータの応答性を向上することが
でき、この結果、保圧力信号の指令によつて実測
樹脂圧を安定的に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第5図は本発明の一実施例を示す
図であつて、第1図はプリプラ式電動射出成形機
の要部破断側面図、第2図はプリプラ式電動射出
成形機の射出保圧制御装置および計量無転後退制
御装置を示すブロツク図、第3図は射出工程時の
プランジヤ速度および保圧工程時の樹脂圧力(保
圧力)を示す図、第4図は第3図の円内の拡大
図、第5図は計量時の樹脂圧力(背圧力)を示す
図である。 9……プランジヤ(押出具)、19……射出用
ACサーボモータ、61……主制御回路、62…
…位置カウンタ、63……射出条件設定器、64
……保圧条件設定器、73……速度指令信号、7
4……圧力指令指令、75……位置決めパルス分
配器、76……第1のアナログスイツチ、78…
…パルス分配器、61……主制御回路、76……
第1のアナログスイツチ、82……第2のアナロ
グスイツチ、84……サーボアンプ、91……背
圧条件設定器、92……無転後退条件設定器、1
01……射出保圧制御装置、102……計量無転
後退制御装置、103……速度制御回路、104
……位置決め制御回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 サーボモータの回転運動出力を直線運動出力
    に変換して、この直線運動出力によつて樹脂の押
    出具を往復移動させ、この押出具を前進移動させ
    ることによつて、該押出具の先端側の樹脂を金型
    内に射出するとともに該金型内に射出された樹脂
    に圧力を加えて保圧する電動式射出成形機の射出
    保圧制御方法において、 前記樹脂の射出の際には、射出条件設定器から
    出力される速度切換位置指令信号と速度指令信号
    とをパルス分配器によりパルスの数量と周波数に
    変換して偏差カウンタに出力し、該偏差カウンタ
    にて該パルスと前記サーボモータの回転数を検出
    する回転検出器から出力されるパルスとを比較し
    てそれらの偏差量に基づき発せられるデジタル信
    号をアナログの速度信号に変換し、該速度信号に
    基づき前記サーボモータへ供給する電力を制御し
    て該サーボモータの回転速度を制御して前記押出
    具の位置および速度を制御し、 樹脂の保圧の際には、保圧条件設定器から出力
    される保圧力信号と前記押出具による押圧力を検
    出する圧力センサから出力される実測樹脂圧信号
    との偏差に基づく圧力指令信号を、前記回転検出
    器からの出力パルスをF−Vコンバータにより変
    換してなる回転速度信号と比較し、それらの偏差
    に基づき前記サーボモータへの電力を制御して該
    サーボモータの回転速度を制御するとともにサー
    ボモータの正転逆転を繰り返させて前記押出具に
    よる樹脂の圧力を制御することを特徴とする電動
    式射出成形機の射出保圧制御方法。 2 サーボモータの回転運動出力を直線運動出力
    に変換して、この直線運動出力によつて樹脂の押
    出具を往復移動させ、この押出具を前進移動させ
    ることによつて、該押出具の先端側の樹脂を金型
    内に射出するとともに該金型内に射出された樹脂
    に圧力を加えて保圧する電動式射出成形機の射出
    保圧制御装置において、 前記サーボモータを位置決め制御することによ
    つて射出時の前記押出具の位置および移動速度を
    制御する位置決め制御回路と、前記サーボモータ
    を速度制御することによつて保圧時の樹脂の圧力
    を制御する速度制御回路とを備えてなり、 前記位置決め制御回路は、射出条件設定器から
    出力される速度切換位置指令信号と速度指令信号
    をバルスの数量と周波数に変換するパルス分配器
    と、該分配器から出力されるパルスと前記サーボ
    モータの回転数を出力する回転検出器から出力さ
    れるパルスとを比較しそれらの偏差量に基づきデ
    ジタル信号を出力する偏差カウンタと、該偏差カ
    ウンタから出力されるデジタル信号をアナログの
    速度信号に変換するA/D変換器とから構成さ
    れ、 前記速度制御回路は、前記回転検出器からの出
    力パルスを回転速度信号に変換するF−Vコンバ
    ータと、該F−Vコンバータにより変換してなる
    回転速度信号を、保圧条件設定器から出力される
    保圧力信号と押出具の押圧力を検出する圧力セン
    サから出力される実測樹脂圧信号との偏差に基づ
    く圧力指令信号と比較し、それらの偏差に基づき
    前記サーボモータへの電力を制御して該サーボモ
    ータの回転速度を制御するとともにサーボモータ
    の正転逆転を繰り返させる増幅器とから構成され
    ていることを特徴とする電動式射出成形機の射出
    保圧制御装置。
JP31827489A 1989-12-07 1989-12-07 電動式射出成形機の射出保圧制御方法および装置 Granted JPH03178416A (ja)

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