JPH06278172A - サーボモータ駆動の射出成形機の射出制御方法 - Google Patents

サーボモータ駆動の射出成形機の射出制御方法

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JPH06278172A
JPH06278172A JP6688893A JP6688893A JPH06278172A JP H06278172 A JPH06278172 A JP H06278172A JP 6688893 A JP6688893 A JP 6688893A JP 6688893 A JP6688893 A JP 6688893A JP H06278172 A JPH06278172 A JP H06278172A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 成形品品質に悪影響を及ぼす速度変動を生じ
ることなく、速度フィードバック制御から滑らかに圧力
フィードバック制御に切り替え得ること。また、保圧切
替点の設定が不要で、例え可塑化・計量行程時において
貯えた1ショット分の溶融樹脂量に多少のバラツキが生
じても、良品成形を可能とすること。 【構成】 スクリューに前後進力を付与可能な第1と第
2のサーボモータを設け、1次射出行程における予め設
定された制御切替位置Scまでは、第1と第2のサーボ
モータを共に速度フィードバック制御し、スクリューが
上記制御切替位置に達した時点で、第1のサーボモータ
を圧力フィードバック制御に切り替えると共に、第2の
サーボモータには速度フィードバック制御を続行させ、
次に、第1のサーボモータの回転数が所定回転数Rcと
なった時点を保圧切替点として、保圧切替点以降は、第
1のサーボモータで圧力フィードバック制御を続行さ
せ、第2のサーボモータはマイナス側の微小設定速度で
速度フィードバック制御させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも射出動作
(射出充填動作とこれに続く保圧動作)の駆動源として
サーボモータを用いるインラインスクリュー式の射出成
形機における射出制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】加熱シリンダ内のスクリューを前進させ
ることにより、溶融樹脂を金型内へ射出充填するインラ
インスクリュー式の射出成形機において、射出動作の駆
動源としてサーボモータを用いるサーボモータ駆動の射
出成形機は公知である。
【0003】この従来のサーボモータ駆動の射出成形機
においては、可塑化・計量動作用のスクリュー回転サー
ボモータ(スクリュー回転専用のサーボモータ)とは別
個に、射出動作専用に射出サーボモータを設け、この射
出サーボモータの回転を、ボールネジ機構等の回転→直
線変換メカニズムを介して、スクリューに直線運動とし
て伝達するようにした構成を採っているのが一般的であ
った。
【0004】図8は斯る従来のサーボモータ駆動の射出
成形機の構成を示す図である。同図において、51は原
料樹脂の投入口51aを形成した支持部材、52は支持
部材51に保持された加熱シリンダ、53は加熱シリン
ダ52内に回転並びに進退可能であるように内蔵された
スクリュー、54はスクリュー53の後端と連結体55
を介して結合された回転駆動軸、56は回転駆動軸54
のスプライン軸部54aとボールスプライン軸結合され
たギヤ、57はギヤ56と噛み合うピニオンギヤ、58
はピニオンギヤ57をその出力軸に固定したスクリュー
回転サーボモータである。また、59は、ラジアルベア
リング60及びスラストベアリング61を介して前記連
結体55にその端部を保持された軸方向駆動軸で、その
内部に前記回転駆動軸54が回転可能なように内挿され
ている。62は軸方向駆動軸59のネジ部59aとネジ
−ナット結合されたナット部をもつギヤ、63はギヤ6
2と噛み合うピニオンギヤ、64はピニオンギヤ63を
その出力軸に固定した射出サーボモータである。
【0005】上記した構成において、可塑化・計量行程
時には、スクリュー回転サーボモータ58が所定方向に
回転駆動されて、ピニオンギヤ57,ギヤ56を介して
回転駆動軸54に回転が伝達され、回転駆動軸54と共
に連結体55,スクリュー53が一体回転する。このス
クリュー53の回転に伴いスクリュー前方側に混練・可
塑化された溶融樹脂が送り込まれるのに合わせて、射出
サーボモータ64が射出時とは逆方向に低速で回転駆動
され、ピニオンギヤ63,ギヤ62から回転が直線運動
に変換されて軸方向駆動軸59に伝えられ、これにより
軸方向駆動軸59と共に回転駆動軸54,連結体55,
スクリュー53が背圧を制御されつつ後退する。また、
射出充填行程(1次射出行程)においては、射出サーボ
モータ64が所定方向に高速で回転駆動されて、ピニオ
ンギヤ63,ギヤ62から回転が直線運動に変換されて
軸方向駆動軸59に伝えられ、これにより軸方向駆動軸
59と共に回転駆動軸54,連結体55,スクリュー5
3が急速前進駆動され、スクリュー53によって溶融樹
脂が金型のキャビティ内に射出充填される。この射出充
填行程に続く射出保圧行程では、引き続き射出サーボモ
ータ64を同方向に低速で回転させ、これに伴うスクリ
ュー53の前進力(保圧力)を金型内の樹脂に作用させ
るようにしている。
【0006】すなわち、従来のサーボモータ駆動の射出
成形機では、射出充填行程(1次射出行程)及びこれに
引き続く保圧行程は射出サーボモータの駆動力を専ら用
い、可塑化・計量(スクリュー回転行程)はスクリュー
回転サーボモータの駆動力を専ら用い、射出と可塑化・
計量とはそれぞれ専用のサーボモータの駆動力のみを利
用するようになっていた。
【0007】また、上述した射出充填行程(1次射出行
程)においては、射出サーボモータは、速度制御を重視
して、射出速度設定値に倣うように速度フィードバック
制御され、また、保圧行程においては、射出サーボモー
タは、圧力制御を重視して、保圧設定値に倣うように圧
力フィードバック制御されることが多かった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで上述したよう
に、射出行程(射出充填行程並びに保圧行程)に専用の
射出サーボモータのみの駆動力を用い(1台のサーボモ
ータのみの駆動力を用い)、射出充填行程(1次射出行
程)を速度フィードバック制御で、保圧切替点以降の保
圧行程を圧力フィードバック制御で行うようにすると、
1台の射出サーボモータを、保圧切替点で速度フィード
バック制御から圧力フィードバック制御に急に切り替え
る必要がある。
【0009】しかしながら、保圧切替点において射出サ
ーボモータの制御を、速度フィードバック制御から圧力
フィードバック制御に急に切り替えると、保圧切り替え
した直後には、スクリューには前進慣性があるにもかか
わらず、圧力出力値を急速に保圧設定値に近づけるよう
に圧力フィードバック制御されるため、この保圧行程初
期の過渡的期間において速度(射出速度)出力値が大き
く変動しやすく、この射出速度の大きな変動が成形品品
質に悪影響を与えるという問題があった。
【0010】図9は、上述した従来技術による制御手法
において、保圧切替点での圧力出力値P1 と保圧設定値
の差が大きい場合の、速度出力値と圧力出力値との関係
を示す図である。同図に示すように、保圧切替点におい
て圧力出力値P1 と保圧設定値の差が大きい場合には、
保圧行程の初期に、圧力出力値を短時間で急速に保圧設
定値まで立ち上げようとするも比較的時間がかかること
と、保圧切替点ではスクリューに前進慣性が付いている
こととが相俟って、保圧行程の初期に速度出力値が同図
中Aで示すように異常上昇する(ピーク出力が出る)傾
向があった。このように保圧行程に入ってから速度の異
常上昇が生じると、成形品重量等にバラツキがでる上、
最悪の場合にはスクリュー先端等の破損を招来する。
【0011】図10は、上述した従来技術による制御手
法において、保圧切替点での圧力出力値P2 と保圧設定
値の差が小さい場合の、速度出力値と圧力出力値との関
係を示す図である。同図に示すように、保圧切替点にお
いて圧力出力値P2 と保圧設定値の差が小さい場合に
は、保圧行程の初期に、圧力出力値はごく短い時間で保
圧設定値まで立ち上った後、比較的大きくオーバーシュ
ートし、この反作用で保圧行程の初期に速度出力値が同
図中Bで示すようにマイナスになる場合があった。この
ように保圧行程に入ってから射出速度がマイナスになる
(スクリューが後退する)と、成形品重量等にバラツキ
がでる。
【0012】斯様に、1台の射出サーボモータを保圧切
替点で速度フィードバック制御から圧力フィードバック
制御に切り替えるという従来技術による制御手法では、
保圧切替点で急に圧力フィードバック制御へと移行させ
ても、保圧行程初期の過渡期間での速度/圧力応答挙動
に余裕度が少なく(速度フィードバック制御から滑らか
に圧力フィードバック制御に受け渡すことが難しく)、
保圧行程の初期に速度出力値が大きな変動を示しやすい
という問題があった。
【0013】また、速度フィードバック制御から圧力フ
ィードバック制御に切り替えるための保圧切替点の設定
も比較的に難しく、場合によっては何度もリトライ設定
作業を必要とする煩雑で経験の要する作業となっている
上、好適な保圧切替点の設定を行っても、可塑化・計量
行程時において貯えた1ショット分の溶融樹脂量にバラ
ツキがでると、製品重量等の成形品品質が劣化するとい
う問題もあった。
【0014】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
その目的とするところは、保圧行程初期においても成形
品品質に悪影響を及ぼす速度変動が生じることなく、速
度フィードバック制御から滑らかに圧力フィードバック
制御に切り替えることが可能なサーボモータ駆動の射出
成形機の射出制御方法を提供することにある。また、本
発明の他の目的とするところは、保圧切替点の設定が不
要で、例え可塑化・計量行程時において貯えた1ショッ
ト分の溶融樹脂量に多少のバラツキが生じても、良品成
形が可能な射出制御方法を提供することにある。
【0015】
【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、少なくとも射出動作(射出充填動作とこれに
続く保圧動作)の駆動源としてサーボモータを用いるイ
ンラインスクリュー式の射出成形機において、スクリュ
ーに前後進力を付与可能な第1のサーボモータと、同じ
くスクリューに前後進力を付与可能な第2のサーボモー
タとを設け、1次射出行程における充填完了手前の予め
設定された所定スクリュー前進位置たる制御切替位置S
cまでは、第1のサーボモータと前記第2のサーボモー
タとを共に、射出速度設定値VC に従うように速度フィ
ードバック制御によって駆動し、スクリューが上記制御
切替位置に達した時点で、第1のサーボモータを速度フ
ィードバック制御から保圧設定値PC に従うように圧力
フィードバック制御に切り替えると共に、第2のサーボ
モータは射出速度設定値VC に従うように速度フィード
バック制御を続行させ、次に、第1のサーボモータの回
転数が0(零)もしくは0手前の所定回転数となった時
点を保圧切替点として、該保圧切替点以降は、第1のサ
ーボモータに保圧設定値PC に従うように圧力フィード
バック制御を続行させると共に、第2のサーボモータ
は、1次射出行程とは異なるマイナス(スクリューを後
退させる方向)側の微小(低速)速度設定値V-Sに従う
ように速度フィードバック制御を継続させるか、もしく
は、第2のサーボモータの駆動を停止させるように、さ
れる。
【0016】
【作用】1次射出行程が終わる手前(金型内への充填完
了手前)の所定のスクリュー前進位置、すなわち例え
ば、金型内に溶融樹脂がほぼ充填されて所定充填圧が立
つであろうと想定できるスクリュー前進位置(スクリュ
ー前進ストローク)を、制御切替位置Scとして予め定
めておく。射出開始のタイミングに至ると、第1と第2
のサーボモータは共に、スクリューを前進させる方向に
駆動され、且つ、射出充填行程(1次射出行程)におい
て定められた速度設定値(射出速度設定値)VC に速度
出力値が一致するように、速度フィードバック制御され
る。これによって、スクリューが射出速度設定値VC
従うように前進駆動されて、溶融樹脂が金型キャビティ
内に射出充填される。
【0017】射出充填が進行し、スクリューが上記した
制御切替位置Scに達すると、第1のサーボモータは、
速度フィードバック制御から圧力フィードバック制御に
切り替えられて、保圧設定値PC に圧力出力値を一致さ
せるように出力を制御する。また、スクリューが制御切
替位置Scに達しても、第2のサーボモータは、上記射
出速度設定値VC に速度出力値を一致させるように速度
フィードバック制御を続行する。
【0018】上記した速度フィードバック制御と圧力フ
ィードバック制御とが混在する期間(射出充填行程の終
期)においては、第1のサーボモータは、保圧設定値P
C に圧力出力値を一致させるように出力を制御し、他方
第2のサーボモータは、射出速度設定値VC に速度出力
値を一致させるように出力を制御する。このように射出
充填行程(1次射出行程)の終期には、第2のサーボモ
ータが射出速度設定値VC に見合う速度出力値をむりや
り出力しようとして前進方向の回転を持続するが、いま
一方の第1のサーボモータは圧力フィードバック制御を
行っているため、第1のサーボモータの速度出力値、換
言するなら回転数は急速に低下する。
【0019】そして、第1のサーボモータの回転数が、
例えば0(零)もしくは0手前の所定回転数として設定
された保圧切替回転数Rcとなった時点を保圧切替点と
して、この保圧切替点以降は、第1のサーボモータに保
圧設定値PC に圧力出力値を一致させる圧力フィードバ
ック制御を続行させると共に、第2のサーボモータは、
1次射出行程とは異なるマイナス(スクリューを後退さ
せる方向)側の微小(低速)速度設定値V-Sに従うよう
に、同様に速度フィードバック制御が継続され、これに
よって保圧行程を実行させる。
【0020】斯様に、保圧切替点の手前の射出充填行程
(1次射出行程)の終期に、速度フィードバック制御と
圧力フィードバック制御とを混在させた期間を設けるこ
とにより、保圧切替点以降の保圧行程を、第1のサーボ
モータによる主として圧力フィードバック制御で行う制
御(トータルで見て圧力フィードバック制御となる制
御)に切り替えしても、保圧切替点の前後の過渡期間で
の速度/圧力応答挙動の余裕度が大きくなって、保圧行
程の初期に速度出力値が急激な変化を起こすことが無く
なり(ピーク変動を生じることなく滑らかに速度出力値
が変化し)、速度出力値のピーク変動に起因する成形品
不良を一掃できる。
【0021】また、第1のサーボモータの回転数が、保
圧切替回転数Rcとして設定された0もしくは0手前の
所定回転数になった時点を保圧切替点とするようになせ
ば、つまり、圧力フィードバック制御を行っている第1
のサーボモータによる前進速度が殆ど無くなって充填完
了と見做せる時点を保圧切替点とすれば、例え可塑化・
計量行程時において貯えた1ショット分の溶融樹脂量に
多少のバラツキが生じても、1ショット分の溶融樹脂量
の変化により保圧切替点は変化するが、成形品品質は安
定し良品成形が可能となる上、難しい保圧切替点の設定
が不要となる。
【0022】
【実施例】以下、本発明を図1〜図7に示した1実施例
によって説明する。図1は本実施例に係る射出成形機の
射出系メカニズムの一部簡略化した断正面図、図2は同
平面図、図3は図1の要部拡大図、図4は図1〜3にお
いては断面では示されていない部分を拡大断面として示
す要部拡大断面図である。
【0023】図1,2において、1は原料樹脂の投入口
1aを形成した支持部材(ヘッドストック)、2は支持
部材1にその後端側を保持された加熱シリンダ、3は加
熱シリンダ2の先端側に取り付けられたノズル、4は加
熱シリンダ2の外周に巻装されたバンドヒータ(図示の
都合上図2にのみ示す)、5は加熱シリンダ2内に回転
並びに進退可能であるように内蔵されたスクリューであ
る。6は後述する一方向クラッチを含む連結機構で、ス
クリュー5の後端側とモータ駆動される駆動軸7の先端
側とを連結しており、駆動軸7の前後進運動をスクリュ
ー5に伝達し、また駆動軸7の回転をスクリュー5に選
択的に伝達可能となっている。
【0024】8は図示せぬ固定ベース上に固定された支
持部材で、第1のサーボモータ9及び第2のサーボモー
タ10が取り付けられている。11は支持部材8に回転
可能に保持された第1の駆動回転体で、第1のサーボモ
ータ9の出力軸に固着された出力プーリ12とタイミン
グベルト13を介してベルト結合されている。14は支
持部材8に回転可能に保持された第2の駆動回転体で、
第2のサーボモータ10の出力軸に固着された出力プー
リ15とタイミングベルト16を介してベルト結合され
ている。
【0025】図3に示すように、前記第1の駆動回転体
11は、ラジアルベアリング17,17を介して前記支
持部材8の所定位置において回転可能であるよう保持さ
れており、この第1の駆動回転体11のプーリ部に前記
タイミングベルト13が掛け回されている。この第1の
駆動回転体11には前記駆動軸7のスプライン軸部7a
が挿通されていて、第1の駆動回転体11と駆動軸7と
はスプライン軸結合(一体回転自在であるも軸方向には
相対スライド可能であるように結合)されている。な
お、このスプライン軸結合は任意の構成が採用可能であ
るが、本実施例では例えばボールスプライン軸結合機構
が用いられている。
【0026】同じく図3に示すように、前記第2の駆動
回転体14は、ラジアルベアリング17及びスラストベ
アリング18を介して前記支持部材8の所定位置におい
て回転可能であるよう保持されていると共に、スラスト
荷重にも耐え得るようになっており、この第2の駆動回
転体14のプーリ部に前記タイミングベルト16が掛け
回されている。この第2の駆動回転体14の内周ナット
部には前記駆動軸7のネジ部7bが螺合されており、第
2の駆動回転体14と駆動軸7とはネジ−ナット結合さ
れている。なお、このネジ−ナット結合も任意の構成が
採用可能であるが、本実施例では例えばボールネジ結合
機構が採用されている。
【0027】図4は前記連結機構6の構成を示してい
る。同図において、19は前記スクリュー5の後端部に
固着された連結軸で、該連結軸19に前記駆動軸7の先
端部7cがラジアルベアリング17を介して取り付けら
れていると共に、先端部7cと連結軸19との間にはス
ラストベアリング18が介装されていて、駆動軸7の前
後進運動を無理なく連結軸19(すなわちスクリュー
5)に伝達できるように構成されている。上記駆動軸7
の先端部7cの先端面側と連結軸19の外周との間に
は、一方向クラッチ手段20が設けられており、駆動軸
7の正転時にはクラッチがOFFし(回転伝達遮断状態
となり)、駆動軸7の逆転時にはクラッチがONする
(回転伝達可能状態となる)ようになっている。従っ
て、駆動軸7が逆転して一方向クラッチ手段20がON
状態にある時のみ、駆動軸7と連結軸19(すなわちス
クリュー5)とが一体化回転するようになっている。
【0028】次に、上記構成に基づく動作を説明する。 〈可塑化・計量行程〉可塑化・計量行程では、前記第1
のサーボモータ9が所定方向に回転駆動され、前記出力
プーリ12,タイミングベルト13,第1の駆動回転体
11を介して、前記駆動軸7が逆転方向に回転する。こ
の駆動軸7の逆転時には前記一方向クラッチ手段20が
ONとなるので、駆動軸7の回転はクラッチ手段20を
介して前記連結軸19に伝えられ、連結軸19と一体の
前記スクリュー5が所定方向に回転する。この際の駆動
軸7の回転方向は、前記したネジ−ナット結合メカニズ
ムにおいて駆動軸7を後退させる方向となっている。
【0029】上記スクリュー5の回転に伴いスクリュー
前方側に混練・可塑化された溶融樹脂が送り込まれるの
に合わせて、前記第2のサーボモータ10が所定方向に
回転駆動される。第2のサーボモータ10の回転は、前
記出力プーリ15,タイミングベルト16を介して前記
第2の駆動回転体14に伝えられ、この第2の駆動回転
体14の回転は、前記したネジ−ナット結合メカニズム
によって直線運動に変換されて前記駆動軸7に伝えられ
る。この際の第2の駆動回転体14の回転方向は、第1
の駆動回転体11の回転方向と同一方向(すなわち図4
で示す逆転方向)とされて、駆動軸7及びこれと前記連
結機構6を介して連結されたスクリュー5の後退を適正
量だけ遅らせる力として働く。すなわち、第2の駆動回
転体14の回転数は第1の駆動回転体11の回転数より
もやや小さくされ、これによってスクリュー2が背圧を
制御されつつ後退する。
【0030】〈射出充填行程〉射出行程中の射出充填行
程(1次射出行程)の当初においては、前記第1のサー
ボモータ9と前記第2のサーボモータ10とが同時に速
度フィードバック制御で回転駆動される。この際、第1
のサーボモータ9は可塑化・計量行程時とは逆方向に回
転駆動され、出力プーリ12,タイミングベルト13,
第1の駆動回転体11を介して、駆動軸7が正転方向に
回転する。この駆動軸7の正転時には前記一方向クラッ
チ手段20がOFFとなるので、駆動軸7の回転は連結
軸19に伝えられない。回転する駆動軸7は、第2の駆
動回転体14と前記したようにネジ−ナット結合されて
いるので、このネジ−ナット結合メカニズムによって駆
動軸7は正転方向に回転しつつ前進する。
【0031】またこの際には、第2のサーボモータ10
が可塑化・計量行程と同一方向に回転駆動されて、第2
のサーボモータ10の回転は、出力プーリ15,タイミ
ングベルト16を介して第2の駆動回転体14に伝えら
れ、第2の駆動回転体14は第1の駆動回転体11(す
なわち駆動軸7)の回転方向と逆方向に回転する。この
第2の駆動回転体14の回転は、前記したネジ−ナット
結合メカニズムによって直線運動に変換されて駆動軸7
に伝えられ、駆動軸7が前進する。
【0032】すなわち、第1のサーボモータ9の回転力
と第2のサーボモータ10の回転力とが共に駆動軸7の
前進力に変換され、2つのサーボモータ9,10の駆動
力が足し合わされて駆動軸7が前進駆動され、これによ
ってスクリュー5が急速に前進駆動される(勿論、この
際には一方向クラッチ手段20がOFFとなっているの
でスクリュー5が回転することはない)。
【0033】ところで、本実施例においては、1次射出
行程が終わる手前(金型キャビティ内への充填完了手
前)の所定のスクリュー前進位置、すなわち、金型内に
溶融樹脂がほぼ充填されて所定充填圧が立つであろうと
想定できるスクリュー前進位置(スクリュー前進ストロ
ーク)を、制御切替位置Scとして予め定めてある。そ
して、射出開始から上記制御切替位置Scまでは、第1
のサーボモータ9と第2のサーボモータ10は共に、予
め設定された速度設定値(射出速度設定値VC )に速度
出力値が一致するように、速度フィードバック制御され
る。これによって、前記スクリュー5が射出速度設定値
C に従って前進駆動されて、溶融樹脂が金型のキャビ
ティ内に射出充填される。
【0034】そして、射出充填が進行し、スクリュー5
が上記した制御切替位置Scに達すると、第1のサーボ
モータ9は、速度フィードバック制御から圧力フィード
バック制御に切り替えられて、保圧設定値PC に圧力出
力値を一致させるように出力を制御する。また、スクリ
ュー5が上記した制御切替位置Scに達しても、第2の
サーボモータ10は、射出速度設定値VC に速度出力値
を一致させるように速度フィードバック制御を続行す
る。
【0035】図5は、射出(1次射出と保圧)行程中に
おける第1のサーボモータ9の速度出力値と圧力出力値
を示す図であり、図6は、射出(1次射出と保圧)行程
中における第2のサーボモータ10の速度出力値と圧力
出力値を示す図である。図5,6に示すように、射出開
始から制御切替位置Scまでは、第1,第2のサーボモ
ータ9,10は、射出速度設定値VC に速度出力値を一
致させるような制御を実行する。また、制御切替位置S
cから後述する保圧切替点までの射出充填行程の終期期
間は、上述したように、速度フィードバック制御と圧力
フィードバック制御とが混在した期間とされ、図5に示
すように、第1のサーボモータ9は、保圧設定値PC
圧力出力値を一致させるように出力を制御し、他方、図
6に示すように、第2のサーボモータ10は、射出速度
設定値VC に速度出力値を一致させるように出力を制御
する。このように、射出充填行程(1次射出行程)の終
期には、第2のサーボモータ10が射出速度設定値VC
に見合う速度出力値をむりやり出力しようとして前進方
向の回転を持続するが、いま一方の第1のサーボモータ
9は圧力フィードバック制御を行っているため、図6に
示すように、第1のサーボモータ9の速度出力値、換言
するなら回転数は急速に低下する。
【0036】図7は、射出(1次射出と保圧)行程中に
おける第1のサーボモータ9と第2のサーボモータ10
の回転数の関係を示す図であり、前記制御切替位置Sc
以降は、第2のサーボモータ10は速度出力値を射出速
度設定値VC に一致させるために、前進回転方向に依然
として高い回転数で回転しているも、第1のサーボモー
タ9の回転数は急速に低下している。
【0037】〈保圧行程〉本実施例においては、上記の
ように第1のサーボモータ9の回転数が低下し、この第
1のサーボモータ9の回転数が保圧切替回転数Rcに達
した時点を保圧切替点とするようになっている。上記保
圧切替回転数Rcは、0(零)もしくは0手前の所定回
転数として設定されており(図7においては、0手前の
所定回転数を保圧切替回転数Rcとしている)、圧力フ
ィードバック制御を行っている第1のサーボモータ9に
よる前進速度が殆ど無くなって充填完了と見做せる時点
の第1のサーボモータ9の回転数を、保圧切替回転数R
cとしてある。
【0038】そして、上記した保圧切替回転数Rcに第
1のサーボモータ9の回転数が達した時点で、保圧行程
に切り替えられ、これ以降は、第1のサーボモータ9に
保圧設定値PC に圧力出力値を一致させる圧力フィード
バック制御を続行させると共に、第2のサーボモータ1
0は依然として速度フィードバックを継続されるも、速
度制御目標値は、マイナス(スクリュー5を後退させる
方向)側の微小(低速)速度設定値V-Sに切り替えられ
る。
【0039】なおこの保圧行程では、通常は、第1のサ
ーボモータ9はスクリュー5を前進させる方向に回転さ
れ、第2のサーボモータ10はスクリュー5を後退させ
る方向に回転されるも、第2のサーボモータ10のサー
ボ目標値(V-S)はごく小さい値であり、これに比し第
1のサーボモータ9のサーボ目標値(PC )は大きいた
め、トータル的に見れば保圧行程は圧力フィードバック
制御期間となっており、第1のサーボモータ9の回転に
よって前述したメカニズムを介してスクリュー5に前進
力を与えて、これにより金型内の樹脂に所定の保圧力を
加えることとなる。なおまた、第1のサーボモータ9は
保圧切替点以前から圧力フィードバック制御されている
ことから、保圧切替点以降にスクリュー5が前進慣性に
より大きく前進しようとしても、これをキャンセルする
ように、第1のサーボモータ9はスクリュー5を後退さ
せる方向に回転する余裕があり(図7参照)、従って、
前記した従来例のように保圧行程の初期に速度出力値が
異常ピークを示す虞は一切無くなる。
【0040】なお、本実施例では、保圧行程時に第1,
第2のサーボモータ9,10の両者を駆動制御するよう
にしているが、保圧行程においては、第1のサーボモー
タ9のみを圧力フィードバック制御し、第2のサーボモ
ータ10は停止させるようにしても良い。
【0041】以上のように本実施例では、保圧切替点の
手前の射出充填行程(1次射出行程)の終期に、速度フ
ィードバック制御と圧力フィードバック制御とを混在さ
せた期間を設けているので、保圧切替点以降の保圧行程
をトータルで見て圧力フィードバック制御で行う制御に
切り替えしても、保圧切替点の前後の過渡期間での速度
/圧力応答挙動の余裕度が大きくなって、保圧行程の初
期に速度出力値が急激な変化を起こすことが無くなり
(ピーク変動を生じることなく滑らかに速度出力値が変
化し)、速度出力値のピーク変動に起因する成形品不良
を一掃できる。
【0042】また、第1のサーボモータ9の回転数が、
保圧切替回転数Rcとして設定された0もしくは0手前
の所定回転数になった時点を保圧切替点とするようにし
ているので、つまり、圧力フィードバック制御を行って
いる第1のサーボモータ9による前進速度が殆ど無くな
って充填完了と見做せる時点を保圧切替点としているの
で、例え可塑化・計量行程時において貯えた1ショット
分の溶融樹脂量に多少のバラツキが生じても、1ショッ
ト分の溶融樹脂量の変化により保圧切替点は変化する
が、成形品品質は安定して良品成形が可能となる上、難
しい保圧切替点の設定が不要となる。
【0043】また、保圧行程においても、第1,第2の
サーボモータ9,10を互いに逆推進方向に回転させる
ことにより、第2のサーボモータ10に回転を発生させ
ながら(第2のサーボモータ10が回転することを許容
されて無用の停止トルクを発生させることなく)圧力制
御を行うことができる。
【0044】
【発明の効果】叙上のように本発明によれば、保圧行程
初期においても成形品品質に悪影響を及ぼす速度変動が
生じることなく、速度フィードバック制御から滑らかに
圧力フィードバック制御に切り替えることが可能なサー
ボモータ駆動の射出成形機の射出制御方法が提供でき
る。また、保圧切替点の設定が不要で、例え可塑化・計
量行程時において貯えた1ショット分の溶融樹脂量に多
少のバラツキが生じても、良品成形が可能な射出制御方
法が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例に係る射出成形機の射出系メ
カニズムの一部簡略化した断正面図である。
【図2】本発明の1実施例に係る射出成形機の射出系メ
カニズムの一部簡略化した平面図である。
【図3】図1の要部拡大図である。
【図4】図1の連結機構部分の拡大断面図である。
【図5】本発明の1実施例による射出(1次射出と保
圧)行程中の第1のサーボモータの速度出力値と圧力出
力値を示す説明図である。
【図6】本発明の1実施例による射出(1次射出と保
圧)行程中の第2のサーボモータの速度出力値と圧力出
力値を示す説明図である。
【図7】本発明の1実施例による射出(1次射出と保
圧)行程中の第1のサーボモータと第2のサーボモータ
の回転数を示す説明図である。
【図8】従来技術によるサーボモータ駆動の射出成形機
の射出系メカニズムの要部断正面図である。
【図9】従来技術による射出(1次射出と保圧)行程中
の射出サーボモータの速度出力値と圧力出力値を示す説
明図である。
【図10】従来技術による射出(1次射出と保圧)行程
中の射出サーボモータの速度出力値と圧力出力値を示す
説明図である。
【符号の説明】
5 スクリュー 9 第1のサーボモータ 10 第2のサーボモータ Sc 制御切替位置 Rc 保圧切替回転数

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 加熱シリンダ内のスクリューを回転させ
    つつ後退させて樹脂の可塑化・計量を行い、前記スクリ
    ューを前進させることにより溶融樹脂の金型内への射出
    充填を行うインラインスクリュー式の射出成形機におい
    て、 前記スクリューに前後進力を付与可能な第1のサーボモ
    ータと、同じく前記スクリューに前後進力を付与可能な
    第2のサーボモータとを設け、 1次射出行程における充填完了手前の予め設定された所
    定スクリュー前進位置たる制御切替位置までは、前記第
    1のサーボモータと前記第2のサーボモータとを共に速
    度フィードバック制御によって駆動し、 前記スクリューが前記制御切替位置に達した時点で、前
    記第1のサーボモータを速度フィードバック制御から圧
    力フィードバック制御に切り替えると共に、前記第2の
    サーボモータは速度フィードバック制御を続行させ、 次に、前記第1のサーボモータの回転数が0(零)もし
    くは0手前の所定回転数となった時点を保圧切替点とし
    て、該保圧切替点以降は、前記第1のサーボモータに圧
    力フィードバック制御を続行させると共に、前記第2の
    サーボモータは速度フィードバック制御を継続、もしく
    は、前記第2のサーボモータを停止させるようにした、
    ことを特徴とするサーボモータ駆動の射出成形機の射出
    制御方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載において、 1次射出行程期間における前記速度フィードバック制御
    のための目標値は、射出速度設定値とされ、保圧行程期
    間における前記速度フィードバック制御のための目標値
    は、マイナス(スクリューを後退させる方向)側の微小
    (低速)速度設定値とされたことを特徴とするサーボモ
    ータ駆動の射出成形機の射出制御方法。
  3. 【請求項3】 請求項1記載において、 前記スクリューの後端側と一方向クラッチを介して連結
    され前後進並びに正逆回転可能な駆動軸と、前記第1の
    サーボモータで正逆回転され前記駆動軸とスプライン軸
    結合された第1の駆動回転体と、前記第2のサーボモー
    タで正逆回転され前記駆動軸のネジ部とネジ−ナット結
    合された第2の駆動回転体とを備え、射出充填時には、
    回転しながら前進する前記駆動軸の回転を、前記一方向
    クラッチで遮断して駆動軸の前進力のみを前記スクリュ
    ーに伝達するようになし、また、この射出充填時には、
    前記第1の駆動回転体を所定方向に回転させ、この第1
    の駆動回転体による回転力を固定位置にある前記第2の
    駆動回転体と前記駆動軸のネジ−ナット結合を利用して
    駆動軸の前進力に変換すると共に、前記第2の駆動回転
    体を第1の駆動回転体とは逆方向に回転させ、固定位置
    で回転するこの第2の駆動回転体の回転力を前記駆動軸
    の前進力に変換し、前記第1,第2の駆動回転体の回転
    力をそれぞれ前記駆動軸の前進力として足し合わせて活
    用するようにしたことを特徴とするサーボモータ駆動の
    射出成形機の射出制御方法。
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WO2013051098A1 (ja) * 2011-10-04 2013-04-11 東洋機械金属株式会社 射出成形機における保圧工程制御方法

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