JPH0581421B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はスクリユを内蔵し、かつ後部に材料供
給機構を有する加熱筒を備えてなる射出成形機の
制御方法に関する。

〔従来技術及びその課題〕

射出成形機における加熱筒内の樹脂状態（樹脂
温度、樹脂量、流動性等）を常に最適な状態に維
持することは、成形品質を高める上でも重要であ
る。

ところで、樹脂は加熱筒内においてスクリユの
回転により移動されるため、上述した樹脂状態を
正確に把握し、かつ目的に制御することは容易で
ない。例えば、加熱筒の加熱ゾーンは前後方向に
複数に分割され、また、各加熱ゾーン毎に異なる
温度が設定されるが、温度の検出は各加熱ゾーン
の位置に対応して付設した温度センサにより個別
に行われるため、実際の樹脂温度を把握しにくい
とともに、各加熱ゾーンの温度は一義的に定まら
ない。

結局、従来は作業者（オペレータ）が全体の成
形状態等を頼りに、専ら経験と勘によつて調節し
ているのが実情であり、正確な設定を行うことが
できないばかりでなく、多大な時間と労力が費や
され、しかも、樹脂温度は加熱筒落下前の材料温
度、樹脂量、スクリユ回転数等の他の各種制御要
素にも左右されるため、樹脂温度、さらには樹脂
状態を最適な状態に維持することが困難であると
いう問題があつた。

本発明はこのような従来技術に存在する課題を
解決したもので、加熱筒内における最適な樹脂状
態を容易かつ確実に設定できる射出成形機の制御
方法の提供を目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る射出成形機の制御方法は、スクリ
ユ２を内蔵し、かつ後部に材料供給機構６を有す
る加熱筒３を備えてなる射出成形機１を制御する
に際して、予め温度状態に対するモニタ範囲Ｍを
設定するとともに、加熱筒３内に臨む材料供給機
構６の材料落下口７付近に温度センサ５を付設
し、成形サイクルに同期して周期的に変動する温
度変化の振幅Ｐの大きさを含む温度状態を検出す
るとともに、検出した温度状態とモニタ範囲Ｍの
比較に基づいて、樹脂状態に影響を与える制御要
素、例えば材料供給機構６における材料供給量、
加熱筒３における複数の加熱ゾーンの加熱温度、
材料供給機構６における加熱温度、スクリユ２の
回転数及び／又は背圧等を可変制御するようにし
たことを特徴とする。この場合、複数の制御要素
に対して優先順位を設定し、優先順位に従つて順
次制御することができる。

〔作用〕

本発明に係る射出成形機１の制御方法によれ
ば、温度センサ５等によつて加熱筒３内に臨む材
料供給機構６の材料落下口７付近の温度状態を検
出する。材料落下口７付近の温度特性は、正常時
には成形サイクルに同期して周期的に昇降、即
ち、計量時に上昇し、計量時以外に下降する温度
変化を繰返す。したがつて、例えば、変動する温
度変化に振幅の大きさ等の温度状態を監視すれ
ば、温度特性の異常を検出できることになる。こ
の場合、可塑化の初期状態を検出するため、樹脂
状態を早期に検出できる。

よつて、得られた温度状態は、予め設定した目
標値或はモニタ範囲と比較し、この比較偏差に基
づいて樹脂状態に影響を与える制御要素、例えば
材料供給機構６における材料供給量、加熱筒３に
おける複数の加熱ゾーンの加熱温度、材料供給機
構６における加熱温度、スクリユ２の回転数及
び／又は背圧等を可変し、最適な樹脂状態となる
ように予め設定した優先順位に従つて各制御要素
を順次制御する。

〔実施例〕

以下には、本発明に係る好適な実施例を挙げ、
図面に基づき詳細に説明する。

まず、本発明に係る制御方法を実施できるベン
ト式射出成形機及びその制御系の構成について第
１図を参照して説明する。

１はベント式射出成形機であり、金型側を除く
射出装置１ｓを示す。射出装置１ｓは前端に射出
ノズル１１を有する加熱筒３を備え、加熱筒３に
はその後端に設けたスクリユ駆動機構部１２によ
り回転制御及び進退移動制御されるスクリユ２を
内蔵する。また、加熱筒３の軸方向中間位置であ
つて、その上部にはベント孔４を設ける。このベ
ント孔４により加熱筒３の内部と外部が連通し、
スクリユ２の回転により可塑化溶融された樹脂か
ら発生する水蒸気やガス成分は外部に排出され
る。さらにまた、加熱筒３は前後方向五つに分解
した加熱ゾーンを備え、各加熱ゾーンに対応する
加熱筒３の外周には、当該加熱筒３を加熱するバ
ンドヒータ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１
３ｅを取付ける。一方、加熱筒３の後部には材料
供給機構６を設ける。この材料供給機構６は加熱
筒３の内部に連通する供給管１４と、この供給管
１４に連通するホツパー１５と、このホツパー１
５の下方に設けた移送スクリユ１６ａ及び同スク
リユ１６ａを回転制御する移送スクリユ駆動部１
６ｂからなる材料供給制御装置１６を備えるとと
もに、供給管１４の外周には当該供給管１４を加
熱するバンドヒータ１７ａ，１７ｂ……を設け
る。

また、加熱筒３に臨む材料供給機構６の材料落
下口７の近傍（前方）には温度センサ５を付設す
る。

そして、温度センサ５は温度処理部２１に接続
し、同処理部２１は演算部２２に接続するととも
に、演算部２２は直接及び異常判定回路２５を介
してコントローラ２３に接続する。

一方、加熱筒３の所定位置には各加熱ゾーンに
おける加熱温度を検出する温度センサ２４ａ，２
４ｂ，２４ｃ……を取付けるとともに、その出力
側はコントローラ２３に接続する。また、コント
ローラ２３には前記バンドヒータ１３ａ……，１
７ａ……、スクリユ駆動機構部１２、移送スクリ
ユ駆動部１６ｂもそれぞれ接続する。

次に、本発明に係るベント式射出成形機１の制
御方法について、第１図〜第６図を参照して説明
する。

まず、所定の成形サイクル中において、材料落
下口７付近の温度は、温度センサ５により検出さ
れる。この場合、検出温度は第４図に示すように
正常時には成形サイクルに同期して周期的に昇降
を繰返す。即ち、計量時には成形材料の摩擦発熱
により温度が上昇し、計量時以外には発熱要素が
無くなり温度は下降する。なお、第４図におい
て、Ｓ点は成形開始点、Ｃは一成形サイクル、Ｐ
は温度変化の振幅をそれぞれ示す。

一方、温度センサ５により検出された検出信号
は、温度処理部２１に付与され、例えば、成形サ
イクル毎における温度変化の振幅Ｐが求められ
る。そして、温度処理部２１の出力は演算部２２
に付与される。演算部２２は温度変化の振幅Ｐ
（或は検出された温度Ｔ等）と予め設定した目標
値（或はモニタ範囲、限界値等）と比較し、得ら
れた比較偏差により、所定の制御要素、即ち、加
熱筒３における各加熱ゾーンの加熱温度、材料供
給機構６の材料供給量及び供給管１４の加熱温
度、スクリユ２の回転数及び／又は背圧に対する
制御情報を演算し、コントローラ２３に付与す
る。よつて、コントローラ２３は当該制御情報に
基づいて、所定の制御信号を加熱筒３の各バンド
ヒータ１３ａ，１３ｂ……、材料供給機構６にお
ける材料供給制御装置１６及びバンドヒータ１７
ａ……、スクリユ駆動機構部１２に供給する。

ところで、この場合、演算部２２では第２図又
は第３図に示す制御パターンに従つて制御要素の
決定、制御量の演算を行う。まず、第２図のよう
に、温度処理部２１から得る温度変化の振幅Ｐの
大きさが、目標値と比較して、「振幅が小さ
い」、「振幅が大きい」、「振幅がばらつく」の
各態様となつた場合、これに対応して、「ａ加熱
筒の温度を上げる」、「ｂ加熱筒の温度を下げる」、
「ｃ計量時のスクリユ回転数を下げる」、「ｄ計量
時のスクリユ回転数を下げる」、「ｅ背圧を上げ
る」、「ｆ背圧を下げる」、「ｇ材料供給量を多くす
る」、「ｈ材料供給量を少なくする」、「ｉ材料供給
温度を上げる」、「ｊ材料供給温度を下げる」の各
制御を第２図中の接続線と優先順位に従つて実行
するための制御情報をコントローラ２３に付与す
る。これにより、例えば、温度変化の振幅Ｐが第
５図中、Ｅ２で示すように小さい場合（Eoが正
常）、第２図中、「振幅が小さい」に該当し、こ
の場合には、まず、「ｂ加熱筒の温度を下げる」
ように制御する（優先順位１）。また、この制御
によつても改善されずに温度変化の振幅が大きく
ならない場合、次に、「ｇ材料供給量を多くする」
ように制御する（優先順位２）。このような制御
は改善されるまで、優先順位にしたがつて順次行
われる。なお、予め設定した制御要素を全て制御
した後、所定時間経過しても改善されない場合に
は、異常処理、即ち、警報の発生、運転の停止等
の制御を行う。

一方、第３図に示すように、検出された温度Ｔ
の大きさが、第５図に示すようにモニター範囲Ｍ
に比較して、「モニタ範囲より上昇」、「モニ
タ範囲より下降」、「上限を越えた振幅が上に大
きい」の各態様となつた場合、これに対応して、
「ａ加熱筒の温度を上げる」、「ｂ加熱筒の温度を
下げる」、「ｃ計量時のスクリユ回転数を下げる」、
「ｄ計量時のスクリユ回転数を下げる」、「ｅ背圧
を上げる」、「ｆ背圧を下げる」、「ｇ材料供給量を
多くする」、「ｈ材料供給量を少なくする」、「ｉ材
料供給温度を上げる」、「ｊ材料供給温度を下げ
る」の各制御を第３図中の接続線と優先順位に従
つて実行するための制御情報をコントローラ２３
に付与する。なお、「モニタ範囲より上昇」とは
第５図中、E3で示すように、温度Ｔがモニタ範
囲Ｍの上限よりも大きくなつた場合、「モニタ範
囲より下降」とは第５図中、E4で示すように、
温度Ｔがモニタ範囲Ｍの下限よりも小さくなつた
場合、「上限を越え振幅が上に大きい」とは、第
６図中、E5で示すように、振幅が大きくなり、
限界値Ｌを越え、制御を継続しても下降しない場
合である。よつて、例えば、「モニタ範囲より
上昇」した場合には、まず、「ｂ加熱筒の温度を
下げる」ように制御する（優先順位１）。また、
この制御によつても改善されずに温度変化の振幅
が大きくならない場合、次に、「ｈ材料供給量を
少くする」ように制御する（優先順位２）。この
ような制御は改善されるまで、優先順位にしたが
つて順次行う。なお、「上限を越え振幅が上に
大きい」場合には、所定時間経過した後、異常判
定回路２５により異常処理、即ち、警報の発生、
運転の停止等の制御を行う。

よつて、樹脂状態に密接に関係する温度とし
て、材料落下口７付近の温度状態を検出するよう
にしたため、早期検出と適確な検出を行え、かつ
演算処理によつて最適な樹脂状態となるように制
御される。なお、演算部２２では必要に応じて
AI制御等を行わせることもできる。

以上、実施例について詳細に説明したが本発明
はこのような実施例に限定されるものではない。
例えば、第２図と第３図の制御パターンを組み合
わせて同時に行つてもよいし、制御要素も例示以
外の各種制御要素を加えることができる。また、
制御に際しては樹脂温度を表示等し、これに従つ
て制御要素を手動で操作してもよい。さらにま
た、ベント式射出成形機を例示したが、ベント孔
の無い一般的な射出成形機でも制御パターンを若
干変更するのみで同様に適用できる。その他、細
部の構成、手法等において、本発明の要旨を逸脱
しない範囲で任意に変更できる。

〔発明の効果〕

このように、本発明に係る射出成形機の制御方
法は、予め温度状態に対するモニタ範囲を設定す
るとともに、加熱筒内に臨む材料供給機構の材料
落下口付近に温度センサを付設し、成形サイクル
に同期して周期的に変動する温度変化の振幅の大
きさを含む温度状態を検出するとともに、検出し
た温度状態とモニタ範囲の比較に基づいて、樹脂
状態に影響を与える制御要素を可変制御するよう
にしたため、次のような顕著な効果を奏する。

樹脂状態に密接に関係する温度を早期、かつ
正確に検出できるため、最適な樹脂温度、さら
には最適な樹脂状態を容易かつ確実に設定で
き、成形品質向上を達成できる。

最適な樹脂状態が自動的に設定されるため、
省力化及び生産性向上を達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図：本発明に係る制御方法を実施できる射
出成形機の制御系を示すブロツク系統図、第２
図、第３図：同制御系における演算部の制御パタ
ーンの一例を示すパターン図、第４図：本発明方
法により検出した温度状態を示す温度特性図、第
５図、第６図：温度状態の変化を示す説明図。 尚図面中、１……射出成形機、２……スクリ
ユ、３……加熱筒、４……ベント孔、５……温度
センサ、６……材料供給機構、７……材料落下
口、Ｐ……温度変化の振幅、Ｍ……モニタ範囲。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ スクリユを内蔵し、かつ後部に材料供給機構
   を有する加熱筒を備えてなる射出成形機の制御方
   法において、予め温度状態に対するモニタ範囲を
   設定するとともに、加熱筒内に臨む材料供給機構
   の材料落下口付近に温度センサを付設し、成形サ
   イクルに同期して周期的に変動する温度変化の振
   幅の大きさを含む温度状態を検出するとともに、
   検出した温度状態とモニタ範囲の比較に基づい
   て、樹脂状態に影響を与える制御要素を可変制御
   することを特徴とする射出成形機の制御方法。 ２ 温度状態に対して限界値を設定し、制御要素
   を可変制御した後、所定時間経過しても限界値内
   に入らない場合には、異常処理を行うことを特徴
   とする請求項１記載の射出成形機の制御方法。 ３ 複数の制御要素に対して優先順位を設定し、
   優先順位に従つて順次制御することを特徴とする
   請求項１記載の射出成形機の制御方法。 ４ 制御要素は材料供給機構における材料供給量
   であることを特徴とする請求項１記載の射出成形
   機の制御方法。 ５ 制御要素は加熱筒における加熱温度であるこ
   とを特徴とする請求項１記載の射出成形機の制御
   方法。 ６ 制御要素は材料供給機構における加熱温度で
   あることを特徴とする請求項１記載の射出成形機
   の制御方法。 ７ 制御要素はスクリユの回転数及び／又は背圧
   であることを特徴とする請求項１記載の射出成形
   機の制御方法。