JPH0544896B2 - - Google Patents

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計量・無転後
退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し、
前記押出具を回転することによりまたは他の供給
手段により樹脂を該押出具の先端側に供給し、そ
の樹脂により後退する押出具の後退量によつて該
押出具の先端側に供給された樹脂量を計量し、さ
らに前記押出具を強制的に無転後退させることに
より該押出具の先端側の樹脂の残留圧力を下げる
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、該押出具の先
端側に供給される樹脂量を計量し、その際に後退
する押出具に制動力を加えることによつて、該押
出具の先端側に供給される樹脂の背圧力を制御
し、計量が完了した時点で、前記押出具を強制的
に無転後退させて、該押出具の先端側の樹脂の残
留圧力を下げている。

上記のような油圧式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、計量動作および無転後退動作を連続して制御
するか、あるいはサーボモータを位置決め制御
することによつて計量動作および無転後退動作を
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、計量動作および
無転後退動作を次のように制御している。

すなわち、計量動作において、背圧力は、該背
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、該背圧力の実際値が基
準値に一致するように制御されている。

また、無転後退動作において、押出具の後退速
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前記位置検出器か
らの出力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。

一方、位置決め制御の場合は、計量動作およ
び無転後退動作を次のように制御している。

すなわち、計量動作において、背圧力は、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、この移動量分だけ、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。

また、無転後退動作において、押出具の後退速
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。

［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、無転後
退動作の場合において、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てから該制
御装置によつて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が達するまでに時間
がかかり、たとえば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
うという欠点がある。

また、上記位置決め制御においては、計量動
作の場合において、指定する背圧力を発生する位
置まで押出具を直接移動するので、この点におい
て背圧力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、背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、計量時における背圧力を安定的に制御するこ
とができるとともに、無転後退時の押出具の移動
速度および位置を正確に制御することができる電
動式射出成形機の計量・無転後退制御方法および
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］ 本発明は、上記目的を達成するため、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
動させる射出装置を有し、前記押出具の後退量に
よつて該押出具の先端側に供給される樹脂量を計
量し、前記押出具を強制的に無転後退させること
によつて前記押出具の先端側に供給された樹脂の
圧力を降下させる電動式射出成形機の計量・無転
後退制御方法において、前記樹脂の計量の際に
は、前記サーボモータを速度制御することによつ
て前記押出具に制動力をかけて該押出具の先端側
に供給される樹脂の背圧力を制御し、前記押出具
の無転後退の際には、前記サーボモータを位置決
め制御することにつて前記押出具の位置および後
退速度を制御する方法を用いている。

また、上記方法を実施する装置は、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
させる射出装置を有し、前記押出具の後退量によ
つて該押出具の先端側に供給される樹脂量を計量
し、前記押出具を強制的に無転後退させることに
つて前記押出具の先端側に供給された樹脂の残留
圧力を降下させる電動式射出成形機の計量・無転
後退制御装置において、前記サーボモータを速度
制御することによつて計量時に後退する前記押出
具に制動力を加えて、該押出具の先端側の樹脂の
背圧力を制御する速度制御回路と、前記サーボモ
ータを位置決め制御することによつて無転後退時
の前記押出具の位置および速度を制御する位置決
め制御回路とを備えたものである。

［作 用］ 本発明において、樹脂を計量する場合には、サ
ーボモータを速度制御することによつて、樹脂の
背圧力を制御しているので、背圧力等の制御量を
関数式によつて求める必要がない。したがつて、
演算時間等の応答性を悪化させる要因が少ないか
ら、背圧力を制御する系の応答性がよく、樹脂の
背圧力が安定する。

また、無転後退の場合には、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。

［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
５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の各端部に固定された射
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
用ボールネジ用（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
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の射出プランジヤ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に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を駆動しノ
ズルタツチすると、モータ電流は上昇する。この
電流値をセンサーで検出し、設定値まで上昇した
時、所定のノズルタツチ力が発生したものとし、
ブレーキでタツチ力を保持し、モータの駆動を停
止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９６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
５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１０
１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５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段保圧力時間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定パル
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
１９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
１９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
８を射出開始位置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、樹脂を計
量する場合、背圧力をサーボモータを速度制御す
ることによつて行つているので、制御系の応答遅
れが極めて少なく、該背圧力を目標値に一致する
ように安定的に制御することができる。しかも、
無転後退の場合には、サーボモータを位置決め制
御することによつて、押出具の位置および後退速
度を制御しているので、該押出具の後退速度を正
確に制御することができとともに、後退速度の変
更位置や停止位置も応答遅れ無く正確な位置に制
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、７４…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、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、１０１…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る射出装置を有し、前記押出
   具の後退量によつて該押出具の先端側に供給され
   る樹脂量を計量し、前記押出具を強制的に無転後
   退させることによつて前記押出具の先端側の樹脂
   の残留圧力を降下させる電動式射出成形機の計
   量・無転後退制御方法において、 前記樹脂の計量の際には、前記サーボモータを
   速度制御することによつて前記押出具に制動力を
   加えて該押出具の先端側に供給される樹脂の背圧
   力を制御し、前記押出具の無転後退の際には、前
   記サーボモータを位置決め制御することによつて
   前記押出具の位置および後退速度を制御すること
   を特徴とする電動式射出成形機の計量・無転後退
   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る射出装置を有し、前記押出
   具の後退量によつて該押出具の先端側に供給され
   る樹脂量を計量し、前記押出具を強制的に無転後
   退させることによつて前記押出具の先端側の樹脂
   の残留圧力を降下させる電動式射出成形機の計
   量・無転後退制御装置において、 前記サーボモータを速度制御することによつて
   計量時に後退する前記押出具に制動力を加えて、
   該押出具の先端側の樹脂の背圧力を制御する速度
   制御回路と、前記サーボモータを位置決め制御す
   ることによつて無転後退時の前記押出具の位置お
   よび速度を制御する位置決め制御回路とを備えた
   ことを特徴とする電動式射出成形機の計量・無転
   後退制御装置。