JPH0649315B2 - 射出成形機の制御方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は複数の射出装置により多色成形等を行う射出成
形機の制御方法及び装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、単一の金型キャビティ内に複数種類の成形材料を
射出充填し、これにより多色成形等を行う射出成形機は
知られている。

この種の射出成形機の一例を第２図に示す。図中、５は
機台であり、機台５の一側には金型４を支持する型締装
置６を備えるとともに、他側には二基の射出装置、即
ち、主射出装置２と副射出装置３を備える。各射出装置
２と３は型締装置６に対して進退方向にスライドするス
ライド台７の上に設置し、先端は共通の射出ノズル８に
結合する。なお、９はスライド台７を駆動変位させる駆
動部を示す。

そして、例えば第３図に示すサンドイッチ成形品（異材
質成形品）Ａを成形する場合には、まず、主射出装置２
からスキン側の成形材料Ｍｓを先行して射出し、続いて
同成形材料Ｍｓを射出しつつ副射出装置３からコア側の
成形材料Ｍｃを射出する。これにより、各成形材料Ｍ
ｓ、Ｍｃは射出ノズル８により合流し、一つの射出口か
ら金型４のキャビティ内に充填される。この場合、成形
材料Ｍｓ、Ｍｃは単一のスプル部を経て、キャビティ内
を層状に流動し、最後にゲート部がスキン側の成形材料
Ｍｓでシールされて充填が完了する。なお、各成形材料
Ｍｓ、Ｍｃは、ほぼ同時に射出されることになるが、流
動過程では成形材料Ｍｓが外側に、成形材料Ｍｃが内側
にそれぞれ分離される。

ところで、サンドイッチ成形品Ａを成形する場合、先行
して射出される成形材料Ｍｓの充填状態により、それ以
降の射出充填条件が大きく影響を受けるため、同成形品
Ａを安定成形するには、スキン側とコア側における成形
材料ＭｓとＭｃのレオロジー特性を適正にバランスさせ
るとともに、各成形材料Ｍｓ、Ｍｃの流動状態を左右す
る成形条件を精密にコントロールする必要がある。

このため、この種の射出成形機における従来の制御装置
は各射出装置におけるプロセス切換位置、圧力、速度等
のプロセス制御量を、予め正確に設定するとともに、各
射出装置単位でフィードバック制御を行っていた。

〔発明が解決しようとする課題〕 しかし、従来の制御装置は個々の射出装置２、３単位で
独立したフィードバック制御系を構成していたため、各
射出装置２と３間相互の相対的な動作タイミングを正確
に制御できない問題があった。

このため、例えば、先行する主射出装置２による充填状
態のばらつきに対しても、その後の副射出装置３による
充填状態のばらつきは独自に発生し、結局、サンドイッ
チ成形品Ａにおけるスキン側の肉厚にショット毎のばら
つきを生じ、同成形品Ａの物性である製品強度等が不均
一となるなど、成形品質を大きく低下させる原因とな
る。

本発明はこのような従来の技術に存在する課題を解決し
たもので、制御が容易で、しかも高品質成形が可能な射
出成形機の制御方法及び装置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、複数の射出装置
２、３から単一の金型４のキャビティ内に異なる成形材
料Ｍｓ、Ｍｃを射出充填して成形を行うに際し、予め設
定した設定目標値Ｘｐにより、特定の射出装置である主
射出装置２の動作を例えばフィードバック制御し、同時
に、主射出装置２の動作に係わるスクリュ速度等の物理
量を検出するとともに、検出した物理量（検出値Ｙｐ）
により他の射出装置である副射出装置３に対する連動目
標値Ｘｏを得、この連動目標値Ｘｏにより、副射出装置
３の動作を例えばフィードバック制御することを特徴と
する。この場合、物理量はスクリュ速度の他、位置、圧
力、温度等の各種物理量を適用できる。

また、本発明に係る制御装置１は、予め設定した設定も
区放置Ｘｐにより、主射出装置２の動作を例えばフィー
ドバック制御する第一制御部１１と、主射出装置２の動
作に係わる物理量を検出する物理量検出部１２と、検出
した物理量（検出値Ｙｐ）により副射出装置３に対する
連動目標値Ｘｏを得、この連動目標値Ｘｏにより副射出
装置３の動作を例えばフィードバック制御する第二制御
部１３を備えることを特徴とする。この場合、第二制御
部１３には検出値Ｘｐから副射出装置３の連動目標値Ｘ
ｏを演算する演算機能部１４を設けることができる。

〔作用〕

本発明に係る射出成形機の制御方法（又は制御装置１）
によれば、まず、主射出装置２側においては、物理量検
出部１２により主射出装置２の動作に係わる物理量を検
出し、検出値Ｙｐを得る。そして、第一制御部１１によ
り、検出値Ｙｐと予め設定した設定目標値Ｘｐと比較
し、検出値Ｙｐと設定目標値Ｘｐが一致するように、主
射出装置２の動作をフィードバック制御する。

一方、副射出装置３側においては、主射出装置２側から
前記検出値Ｙｐが供給され、演算機能部１４により、副
射出装置３に対する連動目標値Ｘｏが算出される。そし
て、第二制御部１３により、連動目標値Ｘｏと副射出装
置３から検出される当該副射出装置３の動作に係わる物
理量（検出値Ｙｑ）を比較し、連動目標値Ｘｏと検出値
Ｙｑが一致するように、当該副射出装置３の動作をフィ
ードバック制御する。

このように、副射出装置３は主射出装置２の動作状態に
連動して制御され、相互間の動作タイミングが同期す
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。

射出成形機は前述した第２図に示す射出成形機を利用で
きる。

また、射出成形機に内蔵する制御装置１は第１図に示す
ように構成する。

第１図において、２は前記特定の射出装置を構成する射
出装置、３は前記他の射出装置を構成する副射出装置で
ある。主射出装置２は、前端にノズル部８ｐを有し、か
つ後部にホッパー２０を有する加熱筒２１と、加熱筒２
１内に挿通するスクリュ２２と、スクリュ２２を進退移
動させる射出シリンダ２３を備え、この射出シリンダ２
３は油圧回路２４に接続する。一方、副射出装置３は、
前端にノズル部８ｑを有し、かつ後部にホッパー３０を
有する加熱筒３１と、加熱筒３１内に挿通するスクリュ
３２と、スクリュ３２を進退移動させる射出シリンダ３
３を備え、この射出シリンダ３３は油圧回路３４に接続
する。なお、前記ノズル部８ｐとノズル部８ｑは共通の
前記射出ノズル８に連通する。

さらにまた、主射出装置２には物理量検出部１２、即
ち、スクリュ２２の位置を検出する位置センサ１２ｐを
備えるとともに、第一制御部１１を備え、この第一制御
部１１には速度変換部２５、比較部２６、比較器２７、
プロセス制御装置４０、増幅演算器２８、サーボバルブ
２９を含む。他方、副射出装置３側にはスクリュ３２の
位置を検出する位置センサ１２ｑを備えるとともに、第
二制御部１３を備え、この第二制御１３には速度変換部
３５、比較器３６、比較器３７、比較器３８、プロセス
制御装置４０、増幅演算器３９、サーボバルブ４１、演
算機能部１４、連動する切換スイッチ４２、４３を含
む。そして、各部は第１図に示すブロック系統図に従っ
て接続される。

次に、本発明に係る制御方法を含む制御装置１の動作に
ついて説明する。

本制御装置１は、連動する切換スイッチ４２、４３の可
動接点ａをそれぞれ固定接点ｃ側に切換えれば、主射出
装置２と副射出装置３をそれぞれ独立して制御する独立
制御モードとなる。また、切換スイッチ４２、４３の可
動接点ａをそれぞれ固定接点ｂ側に切換えれば、本発明
方法に従って主射出装置２と副射出装置３を連動させて
制御する連動制御モードとなる。

まず、独立制御モードについて説明する。この場合、主
射出装置２側では位置センサ１２ｐによりスクリュ２２
の位置が検出され、この位置情報Ｄｐは速度変換部２５
によって速度情報（検出値Ｙｐ）に変換される。また、
比較器２６の入力側には当該検出値Ｙｐとプロセス制御
装置４０において予め設定された設定目標値Ｘｐが付与
され、その出力側には検出値Ｙｐと設定目標値Ｘｐの偏
差値Ｋｐを得る。偏差値Ｋｐは増幅演算器２８を介して
サーボバルブ２９に付与される。これにより、射出シリ
ンダ２３が駆動制御され、スクリュ２２の速度が設定目
標値Ｘｐに一致するようにフィードバック制御される。
一方、比較器２７の入力側には位置センサ１２ｐから検
出された位置情報Ｄｐとプロセス制御装置４０において
予め設定された切換位置設定値Ｐｐが付与され、位置情
報Ｄｐが切換位置設定値Ｐｐに一致したなら一致信号Ｓ
ｐをプロセス制御装置４０に付与する。この一致信号Ｓ
ｐのタイミングにより、所定のプロセス切換が行われ
る。

他方、副射出装置３側においても同様に制御され、位置
センサ１２ｑの位置情報Ｄｑは速度変換部３５を介して
速度情報（検出値Ｙｑ）に変換される。また、比較器３
６の入力側には当該検出値Ｙｑとプロセス制御装置４０
において予め設定された目標値Ｘｑが付与され、その出
力側には検出値Ｙｑと目標値Ｘｑの偏差値Ｋｑを得る。
偏差値Ｋｑは増幅演算器３９を介してサーボバルブ４１
に付与される。これにより、射出シリンダ３３が駆動制
御され、スクリュ３２の速度が目標値Ｘｑに一致するよ
うにフィードバック制御される。一方、比較器３７の入
力側には位置センサ１２ｑから検出された一条方Ｄｑと
プロセス制御装置４０において予め設定された切換位置
設定値Ｐｑが付与され、位置情報Ｄｑが切換位置設定値
Ｐｑに一致したなら一致信号Ｓｑをプロセス制御装置４
０に付与する。

次に、連動制御モードについて説明する。この場合、主
射出装置２側では前述した独立制御モードの場合と同様
に独立したフィードバック制御が行われる。

他方、副射出装置３側は主射出装置２側の動作状態に連
動して制御される。即ち、主射出装置２側の速度変換部
２５から得る検出値Ｙｐは第二制御部１３における演算
機能部１４を介して比較器３８に付与される。この場
合、検出値Ｙｐは副射出装置３側における目標値、即ち
連動目標値Ｘｏとして用いられる。したがって、副射出
装置３との整合を図るため、検出値Ｙｐは一定の倍率が
設定された演算機能部１４により連動目標値Ｘｏに変換
される。また、副射出装置３における位置センサ１２ｑ
から検出される検出値Ｙｑは切換スイッチ４２を介して
比較器３８に付与される。検出値Ｙｑと連動目標値Ｘｏ
は比較器３８において比較され、この出力側には偏差値
Ｋｏを得る。この偏差値Ｋｏは切換スイッチ４３を介し
て増幅演算器３９に付与され、信号処理されるととも
に、増幅演算器３９の出力はサーボバルブ４１に付与さ
れる。これにより、射出シリンダ３３が駆動制御され、
スクリュ３２の速度が連動目標値Ｘｏに一致するように
フィードバック制御される。

よって、副射出装置３は主射出装置２に対して、常に連
動した状態でフィードバック制御され、主射出装置２が
外乱等により動作が不安定になった場合であっても、副
射出装置３は追従して動作する。この結果、相互の相対
的な動作タイミングが一致し、品質の安定した成形品を
得れる。

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、主射
出装置側はフィードバック制御による場合を示したが、
オープンループ制御でもよい。この場合、予め設定した
目標値により主射出装置の動作をオープンループ制御す
るとともに、主射出装置の動作に係わる物理量を検出
し、検出した物理量により副射出装置に対する連動目標
値を得、この連動目標値により副射出装置の動作をオー
プンループ制御する。また、物理量はスクリュの速度を
例示したが、射出圧力、スクリュ位置、温度等の各種物
理量に対しても同様に適用できる。さらにまた、主射出
装置は例示の油圧駆動型式のみならず、サーボモータ駆
動形式でもよい。また、本制御方法は射出工程のみなら
ず、計量工程、保圧工程等の任意の成形工程に応用可能
である。その他、構成、数量（例えば射出装置の数
量）、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（又は
装置）は、予め設定した設定目標値により特定の射出装
置の動作を制御し、同時に、特定の射出装置の動作に係
わる物理量を検出するとともに、検出した物理量により
他の射出装置に対する連動目標を得、この連動目標値に
より他の射出装置の動作を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。

各ショット毎における厚み等の成形状態のばらつきが
無くなり、一定の機械的特性を得れるなど、成形品の均
一化及び品質向上を達成できるとともに、不良品の低減
によりコストダウンにも寄与できる。

一旦、成形条件を設定すれば、後に成形条件を変更す
る場合にであっても、特定の射出装置における成形条件
を変更するのみで足り、省力化に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

第１図：本発明に係る制御装置のブロック系統図、 第２図：複数の射出装置を備える射出成形機の外観斜視
図、 第３図：同射出成形機で成形されるサンドイッチ成形品
の断面図。 尚図面中、 １：制御装置 ２：主射出装置（特定の射出装置） ３：副射出装置（他の射出装置） ４：金型、１１：第一制御部 １２：物理量検出部、１３：第二制御部 １４：演算機能部 Ｍｓ：スキン側の成形材料 Ｍｃ：コア側の成形材料 Ｘｐ：設定目標値、Ｙｐ：検出値 Ｘｏ：連動目標値

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の射出装置から単一の金型キャビティ
   内に異なる成形材料を射出充填して成形を行う射出成形
   機の制御方法において、予め設定した設定目標値により
   特定の射出装置の動作を制御し、同時に、特定の射出装
   置の動作に係わる物理量を検出するとともに、検出した
   物理量により他の射出装置に対する連動目標値を得、こ
   の連動目標値により他の射出装置の動作を制御すること
   を特徴とする射出成形機の制御方法。
2. 【請求項２】設定目標値により特定の射出装置の動作を
   フィードバック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。
3. 【請求項３】連動目標値により他の射出装置の動作をフ
   ィードバック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. 【請求項４】物理量には少なくとも位置、速度、圧力、
   温度の一又は二以上を含む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. 【請求項５】複数の射出装置から単一の金型キャビティ
   内に成形材料を射出充填して成形を行う射出成形機の制
   御装置において、予め設定した設定目標値により特定の
   射出装置の動作を制御する第一制御部と、特定の射出装
   置の動作に係わる物理量を検出する物理量検出部と、検
   出した物理量により他の射出装置に対する連動目標値を
   得、この連動目標値により他の射出装置の動作を制御す
   る第二制御部を備えることを特徴とする射出成形機の制
   御装置。
6. 【請求項６】第一制御部は設定目標値に基づいて特定の
   射出装置の動作をフィードバック制御することを特徴と
   する請求項５記載の射出成形機の制御装置。
7. 【請求項７】第二制御部は連動目標値に基づいて他の射
   出装置の動作をフィードバック制御することを特徴とす
   る請求項５記載の射出成形機の制御装置。
8. 【請求項８】物理量には少なくとも位置、速度、圧力、
   温度の一又は二以上を含むことを特徴とする請求項５記
   載の射出成形機の制御装置。
9. 【請求項９】第二制御部には検出した物理量から他の射
   出装置の連動目標値を演算する演算機能部を備えること
   を特徴とする請求項５記載の射出成形機の制御装置。