JPH06170899A - 射出成形機のスクリュ駆動装置 - Google Patents

射出成形機のスクリュ駆動装置

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JPH06170899A
JPH06170899A JP35026892A JP35026892A JPH06170899A JP H06170899 A JPH06170899 A JP H06170899A JP 35026892 A JP35026892 A JP 35026892A JP 35026892 A JP35026892 A JP 35026892A JP H06170899 A JPH06170899 A JP H06170899A
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pressure
screw
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pid
switching
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Nobuyuki Nakamura
伸之 中村
Takeshi Arai
健 荒井
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Nissei Plastic Industrial Co Ltd
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Nissei Plastic Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 樹脂充填時とメタルコンタクト時の双方に最
適な制御特性を設定して、制御全体の安定性、応答性、
的確性及び操作性を向上させる。 【構成】 圧力の検出値Ddが予め設定した設定値Ds
に一致するように、圧力のフィードバック制御を行うと
ともに、PID圧力補償部(第一圧力補償部)3を有す
る圧力制御系4を備える。また、第一圧力補償部3とは
異なるPID定数を有する第二のPID圧力補償部(第
二圧力補償部)5と、スクリュ2の前進位置を検出し、
かつスクリュ2が予め設定した切換位置Psに達したな
ら、第一圧力補償部3から第二圧力補償部5に切換える
補償部切換部6を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はPID圧力補償部を有す
る圧力のフィードバック制御系を備える射出成形機のス
クリュ駆動装置に関する。
【0002】
【従来技術及び課題】従来、射出成形機で実施する成形
準備段階における空パージ処理、或いはスクリュの前方
に樹脂を残留させないで成形を行う押切成形等では、ス
クリュ(射出ラム)を最前進位置まで移動させるため、
この最前進位置では圧力制御の対象が金属となるいわゆ
るメタルコンタクトを生じる。なお、通常はメタルコン
タクトによりスクリュが加熱筒の内壁に衝突するのを防
止するため、図2に示すようにスクリュ2の最前進位置
において加熱筒13の後端部13bにスクリュ2の保持
リング17hの前端面を当接させることで位置決めして
いる。
【0003】しかし、PID圧力補償部を有する圧力の
フィードバック制御系を備えた従来のスクリュ駆動装置
では、当該制御系を単一のPID圧力補償部により構成
するとともに、PID定数も樹脂充填時に主眼をおいた
設定となるため、圧力制御の対象が金属(剛体)となる
メタルコンタクト時には、ハンチングを生ずる制御特性
になるとともに、空パージ時の操作性も低下する難点が
あった。この場合、樹脂充填時とメタルコンタクト時の
双方に妥協できる定数を設定してもよいが、結局は安定
性及び応答性等の制御特性が双方にとって曖昧で不十分
となり、採用できない。
【0004】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あり、樹脂充填時とメタルコンタク
ト時の双方に最適な制御特性を設定して、制御全体の安
定性、応答性、的確性及び操作性を飛躍的に向上させる
ことができる射出成形機のスクリュ駆動装置の提供を目
的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は圧力の検出値D
dが予め設定した設定値Dsに一致するように、圧力の
フィードバック制御を行うとともに、PID圧力補償部
(第一圧力補償部)3を有する圧力制御系4を備える射
出成形機のスクリュ駆動装置1を構成するに際して、特
に、第一圧力補償部3とは異なるPID定数を有する第
二のPID圧力補償部(第二圧力補償部)5と、スクリ
ュ2の前進位置を検出し、かつスクリュ2が予め設定し
た切換位置Psに達したなら、第一圧力補償部3から第
二圧力補償部5に切換える補償部切換部6を備えてなる
ことを特徴とする。
【0006】この場合、第二圧力補償部5のPID定数
は第一圧力補償部3のPID定数に対してゲインを大き
く設定するとともに、切換位置Psはスクリュ2の最前
進位置Pmよりも略0.1〜0.7ミリメートル手前に
設定することが望ましい。
【0007】
【作用】本発明に係る射出成形機のスクリュ駆動装置1
によれば、例えば、押切成形を行う場合、樹脂充填時に
は圧力制御の対象が樹脂(弾性体)となるため、樹脂充
填時に最適なPID定数を有する第一圧力補償部3を用
いたフィードバック制御が行われる。この場合、圧力の
検出値Ddと予め設定した設定値Dsが比較され、検出
値Ddが設定値Dsに一致するようにスクリュ2の移動
がフィードバック制御される。
【0008】一方、スクリュ2が前進し、最前進位置P
mの手前略0.1〜0.7ミリメートルに設定した切換
位置Psに達したなら、補償部切換部6の機能によっ
て、第一圧力補償部3から第二圧力補償部5に切換えら
れる。よって、スクリュ2が最前進位置Pmに達し、メ
タルコンタクトしたなら押切時に最適となるPID定
数、即ち、第一圧力補償部3のPID定数に対してゲイ
ンを大きく設定したPID定数を有する第二圧力補償部
5を用いたフィードバック制御が行われる。
【0009】
【実施例】次に、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。
【0010】まず、本実施例に係るスクリュ駆動装置1
を含む射出成形機全体の構成について、図1及び図2を
参照して説明する。
【0011】射出成形機は図1に示す射出装置11と図
2に仮想線で示す金型装置12を備える。射出装置11
は前部に加熱筒13を、後部にスクリュ駆動装置1をそ
れぞれ備えるとともに、加熱筒13は前端に射出ノズル
14を、後部上端に成形材料を供給するホッパー15を
それぞれ備え、また、内部には摺動自在なスクリュ2を
備える。一方、スクリュ駆動装置1は射出用駆動部と計
量用駆動部からなり、図1は射出用駆動部1xのみを抽
出して示す。射出用駆動部1xは固定したボールナット
16nとボールナット16nに螺合したボールネジ16
sを有するボールネジ機構16を備え、ボールネジ16
sの前端は、例えば、回動自在なカップリング17、ス
クリュ2の保持リング17h及びスクリュ2の背圧を検
出する圧力センサ(ロードセル)18を介してスクリュ
2の後端に結合する。この場合、スクリュ2の最前進位
置(メタルコンタクト位置)で保持リング17hの前端
面が加熱筒13の後端部13bに当接する(図2参
照)。さらにまた、19はACサーボモータであり、こ
の出力軸19sに設けた駆動ギア20はボールネジ16
sの後端に設けた被動ギア21に噛合する。なお、サー
ボモータ19には回転角(回転数)を検出するロータリ
ーエンコーダ22を備える。
【0012】他方、4はフィードバック制御を行う圧力
制御系である。31は減算部であり、この減算部31に
は充填圧力の設定値Dsと圧力センサ18から得る検出
値Ddが付与される。減算部31は設定値Dsと検出値
Ddの偏差値Apを求める機能を有し、出力側は第一圧
力補償部3及び第二圧力補償部5の双方の入力側に接続
する。第一圧力補償部3の出力側はスイッチ部32を介
して加算部33の入力部に接続するとともに、第二圧力
補償部5の出力側はスイッチ部34を介して加算部33
の他の入力部に接続する。
【0013】この場合、第一圧力補償部3と第二圧力補
償部5は共にPID圧力補償部として構成し、第一圧力
補償部3のPID定数は樹脂(弾性体)の充填時に最適
な定数に、また、第二圧力補償部5のPID定数は制御
対象が金属(剛体)となるメタルコンタクト時に最適な
定数にそれぞれ異ならせて設定する。この場合、少なく
とも第二圧力補償部5のPID定数は第一圧力補償部3
のPID定数に対してゲインを大きく設定するととも
に、必要に応じてI動作、D動作における定数を設定す
ることが望ましい。
【0014】一方、加算部33の出力部はモータドライ
バ35の入力側に接続するとともに、モータドライバ3
5の出力側はサーボモータ19に接続する。また、36
は切換制御部であり、その入力側にはロータリエンコー
ダ22を接続するとともに、さらに、切換位置基準値S
cが入力する。この場合、切換位置基準値Scはスクリ
ュ2(保持リング17h)の最前進位置Pmよりも距離
Lsだけ手前の位置を設定する。なお、この距離Lsは
略0.1〜0.7ミリメートル程度に設定することが望
ましい。他方、切換制御部36の出力側は各スイッチ部
32、34に接続する。切換制御部36はスイッチ部3
2及び34に切換信号を付与し、スイッチ部32又は3
4を選択的にオン−オフさせる機能を備える。切換制御
部36、スイッチ部32及び34は補償部切換部6を構
成する。
【0015】次に、本実施例に係るスクリュ駆動装置1
の動作について、図1及び図2を参照して説明する。
【0016】実施例は押切成形を例示する。まず、樹脂
充填時には圧力制御の対象が弾性を有する樹脂となるた
め、樹脂充填時に最適なPID定数を有する第一圧力補
償部3を用いた充填圧力のフィードバック制御が行われ
る。この場合、スクリュ2(保持リング17h)は切換
位置Ps(図2参照)には達しないため、切換制御部3
6によりスイッチ部32はオン、スイッチ部34はオフ
にそれぞれ切換わっている。制御時には圧力センサ18
により樹脂の充填圧力(スクリュ2の背圧)が検出さ
れ、この検出値Ddは減算器31に付与される。この結
果、減算器31は設定値Dsと検出値Ddを比較し、偏
差値Apを出力するとともに、この偏差値Apは第一圧
力補償部3により圧力補償され、スイッチ部32及び加
算器33を介してモータドライバ35に付与され、検出
値Ddが設定値Dsに一致するようにサーボモータ19
の回転、即ち、スクリュ2の移動がフィードバック制御
される。
【0017】一方、図2に示すように、スクリュ2が前
進、即ち、保持リング17hが前進して最前進位置Pm
の手前、略0.1〜0.7ミリメートルに設定した切換
位置Psに達したなら、切換制御部36はそれを検出
し、スイッチ部32をオフ、スイッチ部34をオンに切
換える。この結果、第一圧力補償部3から第二圧力補償
部5に切換わる。なお、切換位置Psに位置する保持リ
ングを、図2中17hsで示す。そして、スクリュ2
(保持リング17h)が最前進位置(メタルコンタクト
位置)Pmに達したなら、メタルコンタクト時に最適な
PID定数、即ち、第一圧力補償部3のPID定数に対
してゲインが大きく設定されたPID定数を有する第二
圧力補償部5を用いたフィードバック制御が行われる。
よって、樹脂充填時とメタルコンタクト時の双方に最適
な制御特性が設定され、制御全体の安定性、応答性、的
確性及び操作性等が高められる。
【0018】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く、
細部の構成、手法、数値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。
【0019】
【発明の効果】このように、本発明は圧力の検出値が予
め設定した設定値に一致するように、圧力のフィードバ
ック制御を行うとともに、PID圧力補償部(第一圧力
補償部)を有する圧力制御系を備える射出成形機のスク
リュ駆動装置において、第一圧力補償部とは異なるPI
D定数を有する第二のPID圧力補償部(第二圧力補償
部)と、スクリュの前進位置を検出し、かつスクリュが
予め設定した切換位置に達したなら第一圧力補償部から
第二圧力補償部に切換える補償部切換部を備えてなるた
め、樹脂充填時とメタルコンタクト時の双方に最適な制
御特性を設定でき、制御全体の安定性、応答性、的確性
及び操作性を飛躍的に向上させることができるという顕
著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るスクリュ駆動装置を備える射出成
形機のブロック構成図、
【図2】同スクリュ駆動装置の作用説明図、
【符号の説明】 1 スクリュ駆動装置 2 スクリュ 3 PID圧力補償部(第一圧力補償部) 4 圧力制御系 5 第二のPID圧力補償部(第二圧力補償部) 6 補償部切換部 Dd 検出値 Ds 設定値

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧力の検出値が予め設定した設定値に一
    致するように、圧力のフィードバック制御を行うととも
    に、PID圧力補償部(第一圧力補償部)を有する圧力
    制御系を備える射出成形機のスクリュ駆動装置におい
    て、第一圧力補償部とは異なるPID定数を有する第二
    のPID圧力補償部(第二圧力補償部)と、スクリュの
    前進位置を検出し、かつスクリュが予め設定した切換位
    置に達したなら第一圧力補償部から第二圧力補償部に切
    換える補償部切換部を備えてなることを特徴とする射出
    成形機のスクリュ駆動装置。
  2. 【請求項2】 第二圧力補償部のPID定数は第一圧力
    補償部のPID定数に対してゲインを大きく設定するこ
    とを特徴とする請求項1記載の射出成形機のスクリュ駆
    動装置。
  3. 【請求項3】 切換位置はスクリュの最前進位置よりも
    略0.1〜0.7ミリメートル手前に設定することを特
    徴とする請求項1記載の射出成形機のスクリュ駆動装
    置。
JP35026892A 1992-12-02 1992-12-02 射出成形機のスクリュ駆動装置 Expired - Fee Related JPH07102595B2 (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6835337B2 (en) * 2001-05-07 2004-12-28 Munekata Co., Ltd. Method for controlling the forward movement speed of the screw in an injection molding machine
CN102063057A (zh) * 2010-10-28 2011-05-18 北京大学 一种微机械谐振式器件闭环驱动用的pid控制装置
CN112406058A (zh) * 2020-11-13 2021-02-26 广东工业大学 一种注塑机pid控制器的参数调控方法及pid控制器

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102063057A (zh) * 2010-10-28 2011-05-18 北京大学 一种微机械谐振式器件闭环驱动用的pid控制装置
CN112406058A (zh) * 2020-11-13 2021-02-26 广东工业大学 一种注塑机pid控制器的参数调控方法及pid控制器
CN112406058B (zh) * 2020-11-13 2021-08-03 广东工业大学 一种注塑机pid控制器的参数调控方法及pid控制器

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