JPH07132543A - 射出成形機のバレル温度制御方法 - Google Patents
射出成形機のバレル温度制御方法Info
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- JPH07132543A JPH07132543A JP28121893A JP28121893A JPH07132543A JP H07132543 A JPH07132543 A JP H07132543A JP 28121893 A JP28121893 A JP 28121893A JP 28121893 A JP28121893 A JP 28121893A JP H07132543 A JPH07132543 A JP H07132543A
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- Japan
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- temperature
- barrel
- control
- value
- heater
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- Pending
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/76—Measuring, controlling or regulating
- B29C45/78—Measuring, controlling or regulating of temperature
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
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- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/72—Heating or cooling
- B29C45/74—Heating or cooling of the injection unit
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 バレル温度を設定目標温度に早く到達させ、
安定性を向上させる射出成形機のバレル温度制御方法で
ある。 【構成】 バレル１外周に加熱用ヒータ１１が周設さ
れ、加熱用ヒータ１１を介してバレル温度Ｋを自動制御
する制御装置４０を備えた射出成形機１００において、
バレル温度Ｋが設定値を越えたときのＰＩＤ定数はバレ
ル温度Ｋが設定値以下のときのＰＩＤ定数と異なる値に
設定したものである。
安定性を向上させる射出成形機のバレル温度制御方法で
ある。 【構成】 バレル１外周に加熱用ヒータ１１が周設さ
れ、加熱用ヒータ１１を介してバレル温度Ｋを自動制御
する制御装置４０を備えた射出成形機１００において、
バレル温度Ｋが設定値を越えたときのＰＩＤ定数はバレ
ル温度Ｋが設定値以下のときのＰＩＤ定数と異なる値に
設定したものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、射出成形機のバレル温
度制御方法に係り、特にバレル温度の安定性を向上させ
ることを企図した射出成形機のバレル温度制御方法に関
する。
度制御方法に係り、特にバレル温度の安定性を向上させ
ることを企図した射出成形機のバレル温度制御方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】射出成形機は、図３に示すように、先端
部にノズル３を有し、外周部に温度調節装置（ヒータ１
１）を有するバレル１を備えている。このバレル１は、
金型４の材料注入口へノズル３を臨ませうるようにして
配設されている。ホッパ１０からバレル１内へ送り込ま
れた樹脂は、モータ５により回転駆動されるスクリュ２
により材料供給部より圧縮部へ移送され、圧縮部におい
てねじ溝の溝深さが漸減するために徐々に圧縮作用を受
ける。この過程でスクリュ２のフライト２０間の樹脂は
ヒータ１１によるバレル１の内壁面からの熱伝達と、前
記スクリュ２の回転作用による樹脂自身、および、樹脂
とバレル１もしくは前記スクリュ２との間で生じる摩擦
熱（剪断エネルギにより発生する）により、バレル１の
内壁面に溶融したメルトフィルムが形成され、さらに前
記フライト２０により掻集され、フライト２０にメルト
プールが形成される。このように、可塑化が促進される
過程におけるバレル１内の樹脂はメルトフィルム、メル
トプールおよびまだ溶融点に達していないソリッドベッ
ドの３つの部分から構成され、これらがスクリュ２の回
転に伴い、さらに前方に移送される間に連続的にヒータ
１１からの加熱とスクリュ２による回転作用とで未溶融
部分（ソリッドベッド）を溶融部分（メルト）に変換
し、前記スクリュ２の計量部では未溶融部分をなくして
均質な溶融可塑化樹脂を得ようとするものである。
部にノズル３を有し、外周部に温度調節装置（ヒータ１
１）を有するバレル１を備えている。このバレル１は、
金型４の材料注入口へノズル３を臨ませうるようにして
配設されている。ホッパ１０からバレル１内へ送り込ま
れた樹脂は、モータ５により回転駆動されるスクリュ２
により材料供給部より圧縮部へ移送され、圧縮部におい
てねじ溝の溝深さが漸減するために徐々に圧縮作用を受
ける。この過程でスクリュ２のフライト２０間の樹脂は
ヒータ１１によるバレル１の内壁面からの熱伝達と、前
記スクリュ２の回転作用による樹脂自身、および、樹脂
とバレル１もしくは前記スクリュ２との間で生じる摩擦
熱（剪断エネルギにより発生する）により、バレル１の
内壁面に溶融したメルトフィルムが形成され、さらに前
記フライト２０により掻集され、フライト２０にメルト
プールが形成される。このように、可塑化が促進される
過程におけるバレル１内の樹脂はメルトフィルム、メル
トプールおよびまだ溶融点に達していないソリッドベッ
ドの３つの部分から構成され、これらがスクリュ２の回
転に伴い、さらに前方に移送される間に連続的にヒータ
１１からの加熱とスクリュ２による回転作用とで未溶融
部分（ソリッドベッド）を溶融部分（メルト）に変換
し、前記スクリュ２の計量部では未溶融部分をなくして
均質な溶融可塑化樹脂を得ようとするものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、バレル１のヒー
タ１１による加熱方法は、バレル温度を一定温度に保つ
自動制御を行っており、制御動作としては主にＰＩＤ制
御が採用されている。しかしながら、このＰＩＤ制御に
よる自動制御においては、あらかじめ設定した温度の目
標値（設定値）と温度の実測値とを比較し、実測値が目
標値に達していないときには抵抗器の抵抗値を加減して
ヒータ１１に送る電流値を増加してヒータ１１を加熱す
ることによってバレル温度を上昇させるが、実測値が目
標値を越えたときにはヒータ１１への熱の供給を遮断し
て自然冷却により実測値が目標値に達するまで降下さ
せ、目標値以下となったときには再びヒータ１１で加熱
するという方法を採っている。すなわち、温度上昇の効
率に比べて温度下降の効率（自然冷却）が悪いにも拘ら
ず、ＰＩＤ制御におけるＰＩＤ定数を、温度上昇時や温
度下降時の如何にかかわりなく同一の値を採っており、
この結果、バレル温度を一定に保持するための安定性が
悪いという難点があった。
タ１１による加熱方法は、バレル温度を一定温度に保つ
自動制御を行っており、制御動作としては主にＰＩＤ制
御が採用されている。しかしながら、このＰＩＤ制御に
よる自動制御においては、あらかじめ設定した温度の目
標値（設定値）と温度の実測値とを比較し、実測値が目
標値に達していないときには抵抗器の抵抗値を加減して
ヒータ１１に送る電流値を増加してヒータ１１を加熱す
ることによってバレル温度を上昇させるが、実測値が目
標値を越えたときにはヒータ１１への熱の供給を遮断し
て自然冷却により実測値が目標値に達するまで降下さ
せ、目標値以下となったときには再びヒータ１１で加熱
するという方法を採っている。すなわち、温度上昇の効
率に比べて温度下降の効率（自然冷却）が悪いにも拘ら
ず、ＰＩＤ制御におけるＰＩＤ定数を、温度上昇時や温
度下降時の如何にかかわりなく同一の値を採っており、
この結果、バレル温度を一定に保持するための安定性が
悪いという難点があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】以上のような課題を解決
し、バレル温度を一定値に安定的に保持するために、本
発明の方法では、バレルの外周に加熱用ヒータが周設さ
れ、該加熱用ヒータを介して該バレルの温度を自動制御
する制御装置を備えた射出成形機において、バレル温度
の制御は該制御装置によるＰＩＤ制御を行うとともに、
該バレル温度の実測値が設定値を越えたときのＰＩＤ定
数は該バレル温度の実測値が設定値以下のときのＰＩＤ
定数と異なる値に設定する構成とした。
し、バレル温度を一定値に安定的に保持するために、本
発明の方法では、バレルの外周に加熱用ヒータが周設さ
れ、該加熱用ヒータを介して該バレルの温度を自動制御
する制御装置を備えた射出成形機において、バレル温度
の制御は該制御装置によるＰＩＤ制御を行うとともに、
該バレル温度の実測値が設定値を越えたときのＰＩＤ定
数は該バレル温度の実測値が設定値以下のときのＰＩＤ
定数と異なる値に設定する構成とした。
【０００５】
【作用】本発明においては、温度上昇時と温度下降時の
両方とも短時間に安定領域に入る自動制御を行うため
に、温度上昇時のＰＩＤ値の設定と温度下降時のＰＩＤ
値の設定を可能とする自動制御を行うとともに、温度上
昇時には温度上昇時の効率に適合するＰＩＤ値を選定
し、温度下降時には温度上昇時よりも劣る温度下降時の
効率に適合するＰＩＤ値を選定する。このようにして、
従来操業中一定のＰＩＤ値で自動制御する方法に比べて
より早く安定した温度制御が可能となる。
両方とも短時間に安定領域に入る自動制御を行うため
に、温度上昇時のＰＩＤ値の設定と温度下降時のＰＩＤ
値の設定を可能とする自動制御を行うとともに、温度上
昇時には温度上昇時の効率に適合するＰＩＤ値を選定
し、温度下降時には温度上昇時よりも劣る温度下降時の
効率に適合するＰＩＤ値を選定する。このようにして、
従来操業中一定のＰＩＤ値で自動制御する方法に比べて
より早く安定した温度制御が可能となる。
【０００６】
【実施例】以下図面に基づいて本発明の詳細について説
明する。図１〜図２は本発明の実施例に係り、図１は射
出成形機の制御系の構成図、図２はバレル温度制御方法
の説明図である。図１において、射出成形機１００のバ
レル１は先端部にノズル３を突出し、後部上面に樹脂の
ホッパ１０を付設され、バレル１内に嵌装されたスクリ
ュ２との間の空隙を加熱されながら前方へ送られ、ノズ
ル３より射出して金型４のキャビティ内へ樹脂を注入す
る。バレル１の外周にはバレル１を加熱するヒータ１１
が複数個巻回されるとともに、バレル１の要所にバレル
１の温度を測定する温度センサ１２が配設される。ま
た、スクリュ２はモータ５によって回転駆動されるとと
もに射出シリンダ６により前後進自在に構成される。
明する。図１〜図２は本発明の実施例に係り、図１は射
出成形機の制御系の構成図、図２はバレル温度制御方法
の説明図である。図１において、射出成形機１００のバ
レル１は先端部にノズル３を突出し、後部上面に樹脂の
ホッパ１０を付設され、バレル１内に嵌装されたスクリ
ュ２との間の空隙を加熱されながら前方へ送られ、ノズ
ル３より射出して金型４のキャビティ内へ樹脂を注入す
る。バレル１の外周にはバレル１を加熱するヒータ１１
が複数個巻回されるとともに、バレル１の要所にバレル
１の温度を測定する温度センサ１２が配設される。ま
た、スクリュ２はモータ５によって回転駆動されるとと
もに射出シリンダ６により前後進自在に構成される。
【０００７】一方、ヒータ１１はヒータ１１の加熱量を
コントロールする抵抗器３０と連結され、抵抗器３０を
抵抗器３０へ加熱量の制御指令を発信する制御装置４０
と接続される。制御装置４０は入力・記憶装置５０なら
びに表示装置６０と接続されるとともに、温度センサ１
２と連結されて刻々のバレル温度の実測値を受信する。
入力・記憶装置５０はバレル温度の目標値やＰＩＤ制御
におけるパラメータである比例帯Ｐ（比例感度Ｋｃの逆
数）、積分時間Ｔｉ、微分時間Ｔｄやその他の制御定数
などを入力し、記憶して制御装置４０へ伝達するもので
あり、表示装置６０はバレル温度の時間的変化をディス
プレイ画面上に表示できるようになっている。
コントロールする抵抗器３０と連結され、抵抗器３０を
抵抗器３０へ加熱量の制御指令を発信する制御装置４０
と接続される。制御装置４０は入力・記憶装置５０なら
びに表示装置６０と接続されるとともに、温度センサ１
２と連結されて刻々のバレル温度の実測値を受信する。
入力・記憶装置５０はバレル温度の目標値やＰＩＤ制御
におけるパラメータである比例帯Ｐ（比例感度Ｋｃの逆
数）、積分時間Ｔｉ、微分時間Ｔｄやその他の制御定数
などを入力し、記憶して制御装置４０へ伝達するもので
あり、表示装置６０はバレル温度の時間的変化をディス
プレイ画面上に表示できるようになっている。
【０００８】以上のように構成された射出成形機１００
の制御系における作動について説明する。射出成形機１
００のバレル１の温度ＫをＰＩＤ制御による自動制御す
るには、設定値である目標温度ＫｏとＰＩＤ制御の操作
量ｍを規定する比例帯Ｐ（すなわち比例感度Ｋｃの逆
数）と積分時間Ｔｉと微分時間Ｔｄなどを入力・記憶装
置５０へ入力する。制御装置４０はこれらの指令に基づ
き、実測のバレル温度Ｋと目標温度Ｋｏとの偏差ｅを演
算し、下記に示す微分方程式に基づいて操作量ｍの微分
値ｍｄや操作量ｍを算出し、抵抗器３０に操作指令を発
信する。
の制御系における作動について説明する。射出成形機１
００のバレル１の温度ＫをＰＩＤ制御による自動制御す
るには、設定値である目標温度ＫｏとＰＩＤ制御の操作
量ｍを規定する比例帯Ｐ（すなわち比例感度Ｋｃの逆
数）と積分時間Ｔｉと微分時間Ｔｄなどを入力・記憶装
置５０へ入力する。制御装置４０はこれらの指令に基づ
き、実測のバレル温度Ｋと目標温度Ｋｏとの偏差ｅを演
算し、下記に示す微分方程式に基づいて操作量ｍの微分
値ｍｄや操作量ｍを算出し、抵抗器３０に操作指令を発
信する。
【０００９】
【数１】
【００１０】図２はＰＩＤ制御におけるバレル温度Ｋの
時間的変化を示すもので、図２中曲線Ａは従来の温度カ
ーブを示し、曲線Ｂは本発明による温度カーブを示して
いる。従来のＰＩＤ制御では前記した比例帯Ｐ、積分時
間Ｔｉ、微分時間Ｔｄなどのパラメータが同一の値で運
転されるのに対して、本発明では設定された目標温度Ｋ
ｏ以上の温度領域ｔ2 や温度領域ｔ4 における温度下降
時のパラメータのうち比例帯Ｐと積分時間Ｔｉを、温度
領域ｔ1 や温度領域ｔ3 や温度領域ｔ5 などの温度上昇
時のパラメータ（比例帯Ｐと積分時間Ｔｉ）と異なる値
となるよう予め入力しておき、速やかに温度降下して安
定するよう制御する。したがって、曲線Ｂにおける各温
度領域ｔ1 、ｔ2 、ｔ3 ‥‥などは曲線Ａにおける対応
する温度領域ｔ1 、ｔ2 、ｔ3 ‥‥などに比べて短時間
である曲線Ｂの波形は曲線Ａの波形に比べて振幅（目標
温度との温度差、すなわち偏差ｅ）と周期（時間）がと
もに小さく、早く目標温度Ｋｏに収束し、温度の安定性
が優れていることが分かる。本発明におけるパラメータ
の設定では、温度上昇時（温度領域ｔ1 、ｔ3 、ｔ 5 、
‥‥）では比例帯Ｐや積分時間Ｔｉを小さくして操作量
ｍを大きくし、逆に温度下降時（温度領域ｔ2 、ｔ4 ‥
‥）には比例帯Ｐや積分時間Ｔｉを大きくして操作量ｍ
を小さくし、ヒータ加熱時間を短くすることによって早
く安定させるものである。なお、微分時間Ｔｄは外乱に
対する応答に関するものであるから、温度上昇時と温度
下降時に同一の値としてもよいし、あるいは異なる値と
してもよい。
時間的変化を示すもので、図２中曲線Ａは従来の温度カ
ーブを示し、曲線Ｂは本発明による温度カーブを示して
いる。従来のＰＩＤ制御では前記した比例帯Ｐ、積分時
間Ｔｉ、微分時間Ｔｄなどのパラメータが同一の値で運
転されるのに対して、本発明では設定された目標温度Ｋ
ｏ以上の温度領域ｔ2 や温度領域ｔ4 における温度下降
時のパラメータのうち比例帯Ｐと積分時間Ｔｉを、温度
領域ｔ1 や温度領域ｔ3 や温度領域ｔ5 などの温度上昇
時のパラメータ（比例帯Ｐと積分時間Ｔｉ）と異なる値
となるよう予め入力しておき、速やかに温度降下して安
定するよう制御する。したがって、曲線Ｂにおける各温
度領域ｔ1 、ｔ2 、ｔ3 ‥‥などは曲線Ａにおける対応
する温度領域ｔ1 、ｔ2 、ｔ3 ‥‥などに比べて短時間
である曲線Ｂの波形は曲線Ａの波形に比べて振幅（目標
温度との温度差、すなわち偏差ｅ）と周期（時間）がと
もに小さく、早く目標温度Ｋｏに収束し、温度の安定性
が優れていることが分かる。本発明におけるパラメータ
の設定では、温度上昇時（温度領域ｔ1 、ｔ3 、ｔ 5 、
‥‥）では比例帯Ｐや積分時間Ｔｉを小さくして操作量
ｍを大きくし、逆に温度下降時（温度領域ｔ2 、ｔ4 ‥
‥）には比例帯Ｐや積分時間Ｔｉを大きくして操作量ｍ
を小さくし、ヒータ加熱時間を短くすることによって早
く安定させるものである。なお、微分時間Ｔｄは外乱に
対する応答に関するものであるから、温度上昇時と温度
下降時に同一の値としてもよいし、あるいは異なる値と
してもよい。
【００１１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のバレル温
度制御方法によれば、バレル温度が設定された目標温度
に早く安定収束する。したがって、射出成形機の成形品
の品質が均一に保たれ、高品質の製品を得ることができ
る。
度制御方法によれば、バレル温度が設定された目標温度
に早く安定収束する。したがって、射出成形機の成形品
の品質が均一に保たれ、高品質の製品を得ることができ
る。
【図１】本発明の実施例に係る射出成形機の制御系の構
成図である。
成図である。
【図２】本発明のバレル温度制御方法の説明図である。
【図３】従来の射出成形機の構成図である。
１ バレル ２ スクリュ ３ ノズル ４ 金型 ５ モータ ６ 射出シリンダ １０ ホッパ １１ ヒータ １２ 温度センサ ２０ フライト ３０ 抵抗器 ４０ 制御装置 ５０ 入力・記憶装置 ６０ 表示装置 １００ 射出成形機 Ａ 曲線（従来の温度カーブ） Ｂ 曲線（本発明による温度カーブ） Ｋ 温度（バレル温度） Ｋｏ 目標温度 ｔ 時間 Ｔ 時間 ｔ1 、ｔ2 、ｔ3 、ｔ4 、ｔ5 温度領域 Ｔ1 、Ｔ2 、Ｔ3 、Ｔ4 温度領域 ｅ 偏差 ｍ 操作量 ｍｄ 操作量の微分値 Ｐ 比例帯 Ｋｃ 比例感度 Ｔｉ 積分時間 Ｔｄ 微分時間 Ｍ 積分定数
Claims (1)
- 【請求項１】 バレルの外周に加熱用ヒータが周設さ
れ、該加熱用ヒータを介して該バレルの温度を自動制御
する制御装置を備えた射出成形機において、バレル温度
の制御は該制御装置によるＰＩＤ制御を行うとともに、
該バレル温度の実測値が設定値を越えたときのＰＩＤ定
数は該バレル温度の実測値が設定値以下のときのＰＩＤ
定数と異なる値に設定することを特徴とする射出成形機
のバレル温度制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28121893A JPH07132543A (ja) | 1993-11-10 | 1993-11-10 | 射出成形機のバレル温度制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28121893A JPH07132543A (ja) | 1993-11-10 | 1993-11-10 | 射出成形機のバレル温度制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07132543A true JPH07132543A (ja) | 1995-05-23 |
Family
ID=17636017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28121893A Pending JPH07132543A (ja) | 1993-11-10 | 1993-11-10 | 射出成形機のバレル温度制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07132543A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1291149A1 (en) * | 2001-09-10 | 2003-03-12 | Fanuc Ltd | Adaptive temperature control method and apparatus for injection moulding machine |
| CN105538632A (zh) * | 2014-10-27 | 2016-05-04 | 日精树脂工业株式会社 | 注射成型机的温度控制装置 |
-
1993
- 1993-11-10 JP JP28121893A patent/JPH07132543A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1291149A1 (en) * | 2001-09-10 | 2003-03-12 | Fanuc Ltd | Adaptive temperature control method and apparatus for injection moulding machine |
| US6861018B2 (en) | 2001-09-10 | 2005-03-01 | Fanuc Ltd | Temperature control method and apparatus for injection molding structure |
| CN105538632A (zh) * | 2014-10-27 | 2016-05-04 | 日精树脂工业株式会社 | 注射成型机的温度控制装置 |
| JP2016083867A (ja) * | 2014-10-27 | 2016-05-19 | 日精樹脂工業株式会社 | 射出成形機の温度制御装置 |
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