JPH06857A - 射出成型機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 速度−圧力制御の切り換え時に、設定された
目標値に高速かつ忠実に追随できる射出成型機の制御装
置を提供すること。 【構成】 シリンダ負荷圧検出器１６により検出された
検出圧力と予め設定されたシリンダ負荷圧との偏差値を
検出する偏差値検出器２２手段を備え、この偏差値検出
器の出力はＰＩＤ補償器２３に供給される。ＰＩＤ補償
器は偏差値に応じた駆動出力をサーボ弁１４に供給す
る。このＰＩＤ補償器には積分器２４が並列に接続され
ている。この積分器の入力側にはスイッチ２８が設けら
れている。前記偏差値検出器の出力は、前記偏差値を予
め設定された範囲の閾値と比較するコンパレータ２６に
供給される。このコンパレータの出力は前記スイッチを
次のように開閉制御するように構成されている。このス
イッチは、前記偏差値が前記閾値の範囲内にあるときの
み前記偏差値検出器の出力が前記積分器に供給されるよ
うに、前記コンパレータの出力により制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は油圧射出成型機の制御装
置に関し、特にフィードバック制御方式の射出成型機に
おける速度−圧力切換え制御の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の油圧射出成型機における充填工程
中の制御は、一つのバルブを用いて速度−圧力切換え制
御を経時的に連続して行っている。一方、制御すべき速
度や圧力の目標値の設定に対し、忠実な動作を再現性よ
く行うために一般にフィードバック制御が採用されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の射出
成型機においては、速度制御から圧力制御への切り換え
は、射出成型機のスクリューの位置またはシリンダ圧力
などにより行われていた。しかしながら、シリンダ圧力
により速度（Ｖ）−圧力（Ｐ）制御の切り換えを行う場
合には、ＰＩＤ補償器上の制約により圧力を連続的な操
作量として与えることができない。このため、従来の装
置においては図６の斜線部６１に示すように、速度−圧
力制御の切り換え直後に圧力が設定値より落ち込むとい
う問題点があった。この問題を解決するため補償器の圧
力ゲインを上げると補償器が発振を生じる不具合があ
り、また補償器のＰＩＤ要素のうちの積分要素を大きく
取ると、図７に示すようにオーバーシュートやアンダー
シュートが大きくなるという欠点が生じ、有効な解決に
はならなかった。

【０００４】従って本発明は、速度−圧力制御の切り換
え時において、設定された目標値に高速かつ忠実に追随
できる射出成型機の制御装置を提供することを目的とす
るものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、射出シ
リンダの油圧制御部に供給する油の量を制御するサーボ
弁と、このサーボ弁を制御する制御装置と、前記射出シ
リンダの油圧制御部におけるシリンダ負荷圧を検出して
前記制御装置にフィードバックするシリンダ負荷圧検出
手段とを有する射出成型機において、前記制御装置は、
前記シリンダ負荷圧検出手段により検出された検出圧力
と予め設定されたシリンダ負荷圧との偏差値を検出する
偏差値検出手段と、この偏差値検出手段の出力が供給さ
れこの偏差値に応じた駆動出力を前記サーボ弁に供給す
るＰＩＤ補償器と、このＰＩＤ補償器に並列に接続され
前記偏差値検出手段の出力が入力信号として供給されそ
の出力が前記ＰＩＤ補償器の出力に加算される積分器
と、前記偏差値検出手段の出力が供給され、前記偏差値
を予め設定された範囲の閾値と比較するコンパレータ
と、このコンパレータの出力によりオン、オフ制御され
るように、前記積分器の入力側に設けられたスイッチン
グ手段とを備え、このスイッチング手段は、前記偏差値
が前記閾値の範囲内にあるときのみ前記偏差値検出手段
の出力が前記積分器に供給されるように構成したことを
特徴とする。

【０００６】

【実施例】以下に図面を用いて本発明の一実施例を説明
する。図１は本発明が適用される油圧射出成型機の構成
を示す断面図およびその制御装置のブロック図である。
射出成型機１１は、金型１２と、この内部に溶融可塑化
樹脂を射出する射出部１３とを含んで構成されている。
射出部１３は、射出シリンダ１３ａとサーボ機構とを有
する。サーボ機構においては、その油圧シリンダ後部に
油１３ｂが収容されており、油圧を制御するためのサー
ボ弁１４により油１３ｂを油圧シリンダに対して注入お
よび排出する。

【０００７】このサーボ弁１４により油圧を変えると、
スクリュー１３ｃの位置が変わって金型１２内に樹脂が
充填される。サーボ機構における油圧シリンダの後部に
は、シリンダ負荷圧を検出するシリンダ負荷圧検出器１
６が配置されている。このシリンダ負荷圧検出器１６の
検出出力は制御装置１７に与えられる。この制御装置１
７には、シリンダ負荷圧目標値などの情報を入力する目
標設定器１８が接続されている。制御装置１７の出力は
サーボ弁１４に与えられる。

【０００８】このような油圧射出成型機による射出成型
は、樹脂の可塑化→射出→保圧→冷却という工程で行わ
れる。この工程中の射出工程では、スクリュー１３ｃが
可塑化された樹脂を所定の流速で金型１２に射出する。
金型１２内が可塑性樹脂により満たされると、サーボ弁
１４の制御により、スクリュー１３ｃの前進が停止さ
れ、保圧工程に入る。この射出工程から保圧工程への切
り換えは、射出成型機の速度／圧力切り換え制御により
行われる。

【０００９】図２はこのようなサーボ弁１４の制御を行
うための射出成型機用制御装置の構成を示すブロック図
である。端子２１にはシリンダ負荷圧の設定値が与えら
れ、この信号は偏差値検出器２２に一方の入力として供
給される。偏差値検出器２２には射出成型機１１のシリ
ンダ負荷圧検出器１６の出力ｆｂが他方の入力として与
えられる。偏差値検出器２２はシリンダ負荷圧検出器１
６により検出された検出圧力と予め設定されたシリンダ
負荷圧設定値との偏差値を検出し、この出力をＰＩＤ補
償器２３に入力信号として与える。

【００１０】ＰＩＤ補償器２３はその入力信号に応じた
サーボ弁駆動出力を出力として発生し、これをサーボ弁
１４に供給する。サーボ弁１４は射出成型機１１のサー
ボ機構における油圧シリンダの油圧を制御し、これによ
り発生した油圧シリンダのシリンダ負荷圧をシリンダ負
荷圧検出器１６により検出し、この出力を偏差値検出器
２２にフィードバックする。

【００１１】ＰＩＤ補償器２３にはこれと並列に積分器
２４が接続されている。この積分器２４には偏差値検出
器２２の出力が入力信号として供給され、その出力は加
算器２５によりＰＩＤ補償器２３の出力に加算される。
この積分器２４は入力偏差に対する出力操作量が大きく
なるように積分定数が大きく設定されている。偏差値検
出器２２の出力はまたコンパレータ２６にその一方の入
力として供給される。コンパレータ２６の他方の入力端
子２７には予め設定された範囲の閾値が与えられてい
る。

【００１２】コンパレータ２６は、前記偏差値検出器２
２の出力と前記閾値圧とを比較し、偏差値が閾値の範囲
内にあるときのみ出力を発生する。このコンパレータ２
６の出力によりスイッチ２８が開閉制御される。このス
イッチ２７は、コンパレータ２６の出力により積分器２
４の入力回路を開閉するように制御される。すなわち、
偏差値が閾値の範囲内にあるときのみ入力回路を閉成
し、偏差値検出器２２の出力が積分器２４に供給され
る。

【００１３】次に、このように構成された本発明の制御
装置の動作を図３乃至図６を用いて説明する。図３の破
線３１は予め設定されたシリンダ負荷圧の設定値で、曲
線３２はシリンダ負荷圧検出器１６の検出値を示してい
る。シリンダ負荷圧の設定値３１と検出値３２との差は
偏差値検出器２２の出力である偏差値を示している。図
３では一点鎖線３３，３４によりコンパレータ２６が動
作する閾値の範囲を便宜的にオーバラップさせて示して
おり、これら上下の閾値の範囲内に偏差値が存在する期
間のみ、コンパレータ２６は出力を発生し、積分器２４
の入力回路を閉成する。したがって、それ以外の期間に
おいてはコンパレータ２６は出力を発生せず、積分器２
４の入力回路は開路状態にあるため、偏差値検出器２２
の出力はＰＩＤ補償器２３のみを介してサーボ弁１４に
与えられる。

【００１４】速度−圧力の切り換え時点においては、図
３に示されるように、検出値３２は急速に立上がり、偏
差値が上下の閾値３３，３４の範囲内に到達すると、コ
ンパレータ２６が出力を発生する。これにより、積分器
２４の入力に偏差値信号が加えられる。この積分器２４
は積分定数が大きく設定されているため出力操作量が大
きい。この積分器２４の操作量をＰＩＤ補償器２３の操
作量に加えることにより、図３に示されるように、検出
値３２をシリンダ負荷圧の設定値３１に迅速に整定する
ことができ、また図４の検出圧曲線４１に示すように、
速度（Ｖ）−圧力（Ｐ）切換え制御の切り換え時４２に
圧力が設定値４３より落ち込むことが防止される。な
お、図４の波形４４は速度検出値を、波形４５は速度設
定値をそれぞれ示している。

【００１５】上記の実施例においては設定波形として図
４に示すように、ステップ波形としたが、積分器を有効
に働かせるためには、図５に示すような、１次フィルタ
波形（Ａ）、ランプ関数波形（Ｂ）、ランプ関数＋１次
フィルタ波形（Ｃ）、ランプ関数＋２次フィルタ波形
（Ｄ）、サイクロイド関数波形（Ｅ）等の発生器を端子
２１の入力側に設ければよい。これらの波形の利用によ
り、設定値からの偏差が積分器を動作させる閾値内に入
る区間が長くなり、設定値への整定がより迅速になる。

【００１６】なお、実施例では、射出成型機に適用して
説明したが、本発明は射出成型機以外の制御系にも適用
可能であることは言うまでもない。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、フ
ィードバック制御方式の射出成型機における速度−圧力
制御の切り換え時において、圧力が設定された目標値に
高速かつ忠実に追随できる制御装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される油圧射出成型機の構成を示
す断面図およびその制御装置のブロック図である。

【図２】本発明による油圧射出成型機の制御装置の構成
を示すブロック図である。

【図３】本発明による油圧射出成型機の制御装置の動作
を説明するためのシリンダ負荷圧の時間的変化を示すグ
ラフである。

【図４】本発明による油圧射出成型機の制御装置の動作
を説明するための設定圧に対するシリンダ負荷圧および
速度の時間的変化を示すグラフである。

【図５】本発明の他の実施例を説明するための設定圧の
時間的変化を示すグラフである。

【図６】従来の油圧射出成型機の制御装置の動作を説明
するための設定圧に対するシリンダ負荷圧および速度の
時間的変化を示すグラフである。

【図７】従来の油圧射出成型機の制御装置の動作を説明
するためのシリンダ負荷圧の時間的変化を示すグラフで
ある。

【符号の説明】

１２ 金型 １３ 射出部 １３ａ 射出シリンダ １３ｂ 油 １３ｃ スクリュー １６ シリンダ負荷圧検出器 ２１ 端子 ２２ 偏差値検出器 ２５ 加算器 ２６ コンパレータ ２８ スイッチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 射出シリンダの油圧制御部に供給する油
   の量を制御するサーボ弁と、このサーボ弁を制御する制
   御装置と、前記油圧制御部におけるシリンダ負荷圧を検
   出して前記制御装置にフィードバックするシリンダ負荷
   圧検出手段とを有する射出成型機において、前記制御装
   置は、前記シリンダ負荷圧検出手段により検出された検
   出圧力と予め設定されたシリンダ負荷圧との偏差値を検
   出する偏差値検出手段と、この偏差値検出手段の出力が
   供給されこの偏差値に応じた駆動出力を前記サーボ弁に
   供給するＰＩＤ補償器と、このＰＩＤ補償器に並列に接
   続され前記偏差値検出手段の出力が入力信号として供給
   されその出力が前記ＰＩＤ補償器の出力に加算される積
   分器と、前記偏差値検出手段の出力が供給され、前記偏
   差値を予め設定された範囲の閾値と比較するコンパレー
   タと、このコンパレータの出力によりオン、オフ制御さ
   れるように、前記積分器の入力側に設けられたスイッチ
   ング手段とを備え、このスイッチング手段は、前記偏差
   値が前記閾値の範囲内にあるときのみ前記偏差値検出手
   段の出力が前記積分器に供給されるように構成したこと
   を特徴とする射出成型機の制御装置。