JPH0764003B2 - 射出成形機の射出制御方法 - Google Patents

射出成形機の射出制御方法

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JPH0764003B2
JPH0764003B2 JP3067824A JP6782491A JPH0764003B2 JP H0764003 B2 JPH0764003 B2 JP H0764003B2 JP 3067824 A JP3067824 A JP 3067824A JP 6782491 A JP6782491 A JP 6782491A JP H0764003 B2 JPH0764003 B2 JP H0764003B2
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幸 清水
伸 山崎
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Nissei Plastic Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は射出成形機の射出制御方
法、特に、射出工程における速度制御領域の射出制御方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、射出成形機の成形サイクルにお
ける射出工程は、特公平2−53220号公報等で開示
されるように、速度制御領域(充填工程)と圧力制御領
域(保圧工程)からなる。
【0003】従来、速度制御領域における射出制御は、
予め、射出速度に対する速度指令値を設定し、射出充填
時に射出速度を検出するとともに、得られた速度検出値
が速度指令値に一致するように、射出速度に対するフィ
ードバック制御を行っていた。そして、射出スクリユが
予め設定した圧力切換位置に達したなら圧力制御領域に
移行する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の射出制御方法は、次のような問題点があった。
【0005】即ち、射出スクリュを前進させる駆動源と
してサーボモータを用いた場合、射出速度のフィードバ
ック制御を行う速度制御領域では、通常、制御応答性を
高めるために、サーボモータの出力トルクに対しては、
特に制限を加えていない。
【0006】したがって、射出成形機における固有の最
大射出圧力を発生させることが可能となるが、反面、圧
力切換位置に対する設定ミス等により、射出充填ストロ
ークが過大となった場合には、充填圧力も異常上昇す
る。結局、溶融樹脂はオーバーパック状態となり、フラ
ッシュ不良を発生するのみならず、ときには金型破損に
至る場合もあった。この問題は、特に、成形条件の不明
な金型に対して最適な成形条件を見出すために、射出速
度、保圧力切換位置、保圧力指令値、計量指令値等を試
行錯誤により変更し、試打ちを繰返しながら設定作業を
行う場合に発生しやすく、たとえ、熟練者であっても、
最初の試打ちは勘や経験を頼りに手動で行うため、保圧
力切換位置に対する設定ミスの発生が少なくない。
【0007】なお、射出スクリュを前進させる駆動源と
して油圧シリンダを用いた場合、射出スクリュと駆動源
間に介在する部材はピストンのみであり、慣性力は比較
的小さい。このため、充填圧力が異常上昇しても急激な
サージ圧は発生せず、金型の破損に至ることは少ない。
しかし、サーボモータを用いた場合には、通常、回転−
直進運動変換機能部であるボールネジ機構等を介在さ
せ、しかも、応答性を高めるために、余裕のあるワンラ
ンク上の機種を使用するとともに、トルクリミッタを解
除して使用することも多い。したがって、慣性力は油圧
シリンダに比べて3〜10倍以上に達し、特に、前記問
題が発生しやすい。
【0008】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あり、充填圧力上昇に伴う成形不
良発生や金型破損等を確実に防止するとともに、事故の
未然防止を図り、しかも、制御領域切換時におけるショ
ック圧の発生防止に寄与できる射出成形機の射出制御方
法の提供を目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、サーボモータ
6の回転をボールネジ機構7により前進運動に変換し、
速度制御領域(充填工程)における射出充填時にスクリ
ュ3を前進させるとともに、射出充填時の射出速度を検
出し、得られた速度検出値Vdが予め設定した射出速度
の速度指令値Vcに一致するように、射出速度に対する
フィードバック制御を行い、スクリュ3が予め設定した
速度圧力切換位置に達したなら圧力制御領域に切換える
ようにした射出成形機の射出制御方法において、特に、
前記速度制御領域に対して充填圧力の圧力上限値Puを
設定し、当該速度制御領域における射出充填時に、充填
圧力を検出するとともに、得られた圧力検出値Pdが圧
力上限値Puに達したなら、圧力上限値Puを越えない
ように、即ち、一般的には、圧力検出値Pdが圧力上限
値Puに一致するように、充填圧力に対するフィードバ
ック制御を行うことを特徴とする。
【0010】この場合、速度制御領域に対して射出速度
の速度下限値VSを設定するとともに、圧力検出値Pd
が圧力上限値Puに達し、かつ速度検出値Vdが速度下
限値Vsまで低下したなら、スクリュ3が前記速度圧力
切換位置に達する前であっても圧力上限値Puよりも小
さい圧力設定値によって圧力制御を行う圧力制御領域、
即ち、保圧工程へ強制的に移行させることができる。ま
た、この際には、警報発生のための異常発生信号を出力
させることができる。
【0011】
【作用】本発明に係る射出成形機の射出制御方法によれ
ば、速度制御領域に対して充填圧力の圧力上限値Puを
設定し、射出充填時には、射出速度の制御に加えて、充
填圧力に対する制御が行われる。
【0012】即ち、充填圧力が比較的小さい場合であっ
て、圧力検出値Pdが圧力上限値Puに達しない場合に
は、射出速度に対する通常のフィードバック制御が行わ
れ、射出速度の速度検出値Vdが速度指令値Vcに一致
するように制御される。
【0013】一方、充填圧力が上昇することにより、圧
力検出値Pdが圧力上限値Puに達した場合には、圧力
検出値Pdが圧力上限値Puを越えないように、充填圧
力に対するフィードバック制御が行われる。これによ
り、充填圧力は圧力上限値Puにより制限される。
【0014】また、速度制御領域に対して射出速度の速
度下限値Vsを設定し、圧力検出値Pdが圧力上限値P
uに達するとともに、速度検出値Vdが速度下限値Vs
まで低下したなら、強制的に保圧工程に移行させる。こ
の場合には、充填圧力の異常上昇やゲート詰まり等が考
えられ、負荷が増大するため、負荷と充填圧力がバラン
スした際には射出スクリュが停止する。しかし、充填工
程における射出スクリュ位置等に関係なく、比較的低圧
となる保圧工程に移行させることにより、金型内圧を低
下させ、金型等の保護及び事故の未然防止を図るととも
に、必要により警報発生により異常を報知する。
【0015】なお、特に充填工程の終了付近において充
填圧力の上昇が制限されるため、速度制御領域から圧力
制御領域への移行時における充填圧力は、ショット毎に
同一値又は制限された値となり、しかも、射出速度も低
下するのでショック圧の発生が防止され、成形品に対す
る残留応力の影響も防止される。
【0016】
【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。
【0017】まず、本発明に係る射出制御方法を実施で
きる射出成形機の構成について、図1を参照して説明す
る。
【0018】1は射出成形機本体であり、特に、金型側
を除いた射出装置の原理的構造を示す。2は先端に射出
ノズル2nを有する加熱筒であり、内部には射出スクリ
ュ3が挿通する。そして、射出スクリュ3は計量用サー
ボモータ4及び回転伝達機構5により回転駆動せしめら
れるとともに、射出用サーボモータ6及びボールネジ機
構7により進退移動せしめられる。
【0019】一方、Mは中央コントローラに内蔵される
制御系を示し、10はサーボモータ制御部、11はパル
スエンコーダ、12は速度変換器、13は位置変換器、
14は保圧切換位置設定器、15は位置制御用コンパレ
ータ、16は圧力制御用コンパレータ、17、18は切
換スイッチ、19はスイッチ制御部、20は制限器、2
1は圧力制御部、22は増幅器、23は射出スクリュ3
の後端に付設したロードセル、24は速度指令部、25
は圧力上限値設定器、26は保圧力指令部であり、図示
のように結線される。
【0020】次に、本発明に係る射出制御方法を含む射
出工程の動作について、図1及び図2を参照して説明す
る。
【0021】なお、射出工程開始前における切換スイッ
チ17、18は図1中、実線位置に切換わっている。
【0022】まず、中央コントローラにおいて射出工程
の開始指令が発せられると、速度指令部24からは予め
設定された速度指令値(速度指令信号)Vcが出力し、
切換スイッチ17を介してサーボモータ制御部10に付
与される。これにより、射出用サーボモータ6が作動す
るとともに、射出スクリュ3が前進し、溶融樹脂は不図
示の金型に射出充填される。この際、パルスエンコーダ
11から得るパルス信号Spは速度変換器12により速
度検出値(速度検出信号)Vdに変換され、サーボモー
タ制御部10に付与される。よって、サーボモータ制御
部10は速度検出値Vdが速度指令値Vcに一致するよ
うにフィードバック制御を行う。これにより、充填工程
(速度制御領域)が実行される。なお、図2(A)は速
度指令値Vcと速度検出値Vdの関係を示す。
【0023】一方、圧力上限値設定器25からは予め設
定された圧力上限値(圧力上限信号)Puが出力し、圧
力制御用コンパレータ16の一方の入力側に付与され
る。他方、ロードセル23から得る圧力検出信号は増幅
器22により増幅され、圧力検出値Pdとして圧力制御
用コンパレータ16の他方の入力側に付与される。図2
(B)には圧力上限値Puと圧力検出値Pdの関係を示
す。よって、圧力制御用コンパレータ16は圧力上限値
Puと圧力検出値Pdを常時監視し、圧力検出値Pdが
圧力上限値Puに達すれば(図2中のb点)、圧力制御
用コンパレータ16は切換信号Sxを出力し、スイッチ
制御部19に付与する。スイッチ制御部19はORゲー
ト機能を有し、切換信号Sxの入力により、切換スイッ
チ17を制限器20側に切換える。
【0024】 これにより、圧力制御モードとなり、圧
力上限値Puに基づく圧力制御が行われる。即ち、圧力
上限値設定器25から出力する圧力上限値Puは切換ス
イッチ18を介して圧力制御部21に付与される。一
方、増幅器22から得る圧力検出値Pdも圧力制御部2
1に付与され、圧力制御部21は圧力検出値Pdと圧力
上限値Puの偏差に基づいて圧力検出値Pdを圧力上限
値Puに一致させるための制御信号Ssを制限器20に
付与する。制限器20は入力する制御信号Ssに対して
速度指令値Vcを越えないように制限する機能を有し、
Ss<Vcのときは制御信号Ssに、また、Ss≧Vc
のときは速度指令値Vcに相当するサーボモータ制御信
号Smを出力する。そして、同制御信号Smは切換スイ
ッチ17を介してサーボモータ制御部10に付与され
る。よって、サーボモータ6の回転は上限が速度指令値
Vcによって制限されるとともに、圧力検出値Pdは圧
力上限値Puに一致するように、充填圧力に対するフィ
ードバック制御が行われる。この制御の区間は図2中、
b点〜c点の間となる。なお、この区間では負荷が増大
するため、射出速度(速度検出値Vd)は低下する。
【0025】他方、パルスエンコーダ11から得るパル
ス信号Spは位置変換器13により射出スクリュ3の位
置データKdに変換され、位置データKdは位置制御用
コンパレータ15の一方の入力側に付与される。また、
保圧切換位置設定器14において予め設定された切換指
令値Kpは位置制御用コンパレータ15の他方の入力側
に付与される。位置制御用コンパレータ15は位置デー
タKdと切換指令値Kpを比較し、位置データKdが切
換指令値Kpに一致、即ち、スクリュ3が保圧切換位置
(速度圧力切換位置)に達したなら、保圧切換指令を出
力し、切換スイッチ17を制限器20側に切換える。し
かし、本例では、既に、圧力検出値Pdが圧力上限値P
uに達しているため、切換スイッチ17は制限器20側
に切換わった状態となっている。また、同時に、切換ス
イッチ18は保圧力指令部26側に切換わり、これによ
り、保圧工程に移行する。保圧工程では保圧力指令部2
6から保圧力指令値Phが出力し、切換スイッチ18を
介して圧力制御部21に付与される。そして、前述した
充填圧力に対する圧力制御と同様に、保圧力に対するフ
ィードバック制御が行われる。なお、保圧工程は図2
中、c点〜d点の区間である。よって、時間設定された
保圧工程が終了すると、中央コントローラにおいて射出
終了の指令が発せられ、射出工程が終了する。
【0026】次に、本発明に係る変更実施例について、
図3を参照して説明する。
【0027】図3において、31は速度制御用コンパレ
ータ、32は速度下限値設定器、33はスイッチ制御
部、34は警報発生部である。なお、その他の回路構成
は図1と同じである。このため、図1と同一部分につい
ては同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【0028】変更実施例は速度下限値設定器32を備
え、同設定器32により射出速度に対する速度下限値V
sが設定される。そして、充填工程では速度下限値Vs
が速度制御用コンパレータ31の一方の入力側に付与さ
れるとともに、他方の入力側に速度変換器12から得る
速度検出値Vdが付与される。これにより、同コンパレ
ータ31は速度検出値Vdと速度下限値Vsを比較し、
速度検出値Vdが速度下限値Vsまで低下したなら、切
換信号Syをスイッチ制御部33に付与する。
【0029】そして、スイッチ制御部33は、位置制御
用コンパレータ15からの保圧切換指令が入力する場合
以外に、この保圧切換指令よりも先に圧力制御用コンパ
レータ16からの切換信号Sx及び速度制御用コンパレ
ータ31の切換信号Syの双方が入力した場合は、切換
スイッチ18を保圧力指令部26側に切換える。即ち、
圧力検出値Pdが圧力上限値Puに達し、かつ速度検出
値Vdが速度下限値Vsまで低下したなら、強制的に保
圧工程に移行させるとともに、異常発生信号を出力し、
警報発生部34から警報を発生させる。
【0030】よって、金型のゲート詰まりや充填圧力の
異常上昇等が発生しても、警報発生により速やかに対処
できるとともに、金型内の圧力が比較的低圧の保圧力ま
で低下し、金型や射出スクリュに対する保護、さらには
事故の未然防止を図れる。
【0031】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、実施例では速度指令値、保圧力指令値を一定値
としたが、多段階に設定してもよい。また、パルスエン
コーダは、レゾルバ、タコメータジェネレータ等であっ
てもよい。さらにまた、充填圧力を検出する圧力センサ
はロードセルを用いたが、射出ノズルに設けた樹脂圧セ
ンサ等であってもよい。また、射出成形機はスクリュ式
を例示したがプランジャ式でも勿論よい。その他、細部
の構成、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。
【0032】
【発明の効果】このように、本発明に係る射出成形機の
射出制御方法は、速度制御領域に対して充填圧力の圧力
上限値を設定し、当該速度制御領域における射出充填時
に、充填圧力を検出するとともに、得られた圧力検出値
が圧力上限値に達したなら、圧力上限値を越えないよう
に充填圧力に対するフィードバック制御を行うようにし
たため、次のような顕著な効果を奏する。
【0033】 成形条件を設定する試打ち時に設定ミ
ス等を生じ、速度制御領域において充填圧力が上昇して
も、圧力上昇が制限され、特に、サーボモータを用いた
場合に発生しやすい成形不良発生や金型破損等が確実に
防止される。
【0034】 ゲート詰まりや圧力の異常上昇等が発
生しても、射出スクリュの位置等に関係なく比較的低圧
の保圧工程に移行するため、充填圧力が低下し、事故の
未然防止及び金型やスクリュの保護を図れる。
【0035】 充填工程の終了付近における充填圧力
が、ショット毎に同一値又は制限された値となり、しか
も、射出速度も低下するのでショック圧の発生が防止さ
れ、成形品に対する残留応力の影響も防止される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る射出制御方法を実施できる射出成
形機のブロック系統図、
【図2】図1中各部の波形図、
【図3】本発明の変更実施例に係る射出制御方法を実施
できる射出成形機のブロック系統図、
【符号の説明】3 スクリュ 6 サーボモータ 7 ボールネジ機構 Vc 速度指令値 Vd 速度検出値 Vs 速度下限値 Pu 圧力上限値 Pd 圧力検出値
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−151314(JP,A) 特開 平2−112921(JP,A) 特開 昭62−50115(JP,A) 特開 平1−171831(JP,A)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 サーボモータの回転をボールネジ機構に
    より前進運動に変換し、速度制御領域における射出充填
    時にスクリュを前進させるとともに、射出充填時の射出
    速度を検出し、得られた速度検出値が予め設定した射出
    速度の速度指令値に一致するように、射出速度に対する
    フィードバック制御を行い、スクリュが予め設定した速
    度圧力切換位置に達したなら圧力制御領域に切換えるよ
    うにした射出成形機の射出制御方法において、前記速度
    制御領域に対して充填圧力の圧力上限値を設定し、当該
    速度制御領域における射出充填時に、充填圧力を検出す
    るとともに、得られた圧力検出値が圧力上限値に達した
    なら、圧力上限値を越えないように充填圧力に対するフ
    ィードバック制御を行うことを特徴とする射出成形機の
    射出制御方法。
  2. 【請求項2】 速度制御領域は射出工程における充填工
    程であることを特徴とする請求項1記載の射出成形機の
    射出制御方法。
  3. 【請求項3】 速度制御領域に対して射出速度の速度下
    限値を設定するとともに、圧力検出値が圧力上限値に達
    し、かつ速度検出値が速度下限値まで低下したなら、
    クリュが前記速度圧力切換位置に達する前であっても
    力上限値よりも小さい圧力指令値によって圧力制御を行
    う圧力制御領域へ強制的に移行させることを特徴とする
    請求項1記載の射出成形機の射出制御方法。
  4. 【請求項4】 圧力制御領域は保圧工程であることを特
    徴とする請求項3記載の射出成形機の射出制御方法。
  5. 【請求項5】 速度検出値が速度下限値まで低下したな
    ら、警報発生のための異常発生信号を出力することを特
    徴とする請求項3記載の射出成形機の射出制御方法。
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