JPH082573B2 - 射出成形機のシリンダ温度制御方法 - Google Patents

射出成形機のシリンダ温度制御方法

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JPH082573B2
JPH082573B2 JP62233639A JP23363987A JPH082573B2 JP H082573 B2 JPH082573 B2 JP H082573B2 JP 62233639 A JP62233639 A JP 62233639A JP 23363987 A JP23363987 A JP 23363987A JP H082573 B2 JPH082573 B2 JP H082573B2
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JP
Japan
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temperature
temperature control
cylinder
cycle
nozzle
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賢男 上口
哲明 根子
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FANUC Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、射出成形機の加熱シリンダ及びノズル部の
温度制御方法に関する。
従来の技術 射出成形機の加熱シリンダは複数の加熱帯に分けら
れ、各加熱帯を各々加熱手段としてのバンドヒータが加
熱し、かつ、各加熱帯の温度は熱電対によって検出し、
検出した温度と各設定温度を比較し、比例・積分・微分
制御、即ちPID制御等により設定温度になるように上記
加熱手段を作動させるようにしている。又、加熱シリン
ダの先端に固着されるノズル部も、同様に、バンドヒー
タと熱電対により所定設定温度になるように加熱シリン
ダの温度制御と一体となって同一温度制御周期で制御さ
れている。
発明が解決しようとする問題点 加熱シリンダのシリンダ部とノズル部を同一の温度周
期で温度制御を行うと、シリンダ部とノズル部の材質,
質量の違いによる熱容量の違いから、シリンダ部とノズ
ル部の両者を、制御目標とする各々の設定値に温度を制
御することは難しいという欠点があった。
そこで、本発明の目的は、シリンダ部もノズル部も最
適な温度制御ができるようなシリンダ温度制御方法を提
供することにある。
問題点を解決するための手段 本発明は、ノズル部の温度制御周期と、シリンダ部の
温度制御周期を、ノズル部及びシリンダ部の各熱容量に
応じて最適周期となるように異なる周期で温度制御を行
うことにより、上記問題点を解決した。
作 用 オン・オフ制御、比較制御(P制御)、比例・積分・
微分制御(PID制御)等で、被制御体の温度制御を行う
場合、その制御周期は、温度制御されるものの質量及び
材質、即ちその熱容量によって最適な周期がある。熱容
量の小さなものは、短い周期で温度制御した方が制御性
が良い。即ち、熱容量の小さいものは、加熱されやす
く、又、放熱も早いので、短い周期で温度制御した方が
よい結果が得られる。
一方、熱容量の大きいものは、あまり短い周期で温度
制御すると、熱伝導が遅いことから応答が悪く、測定さ
れた温度(被制御体の温度)に大きなうねりを生じ、制
御性が悪くなる。そのため温度制御の周期は大きくした
方が良い。
射出成形機の加熱シリンダの温度制御においては、温
度制御の被制御対象であるシリンダ部とノズル部では質
量,材質が異なり、ノズル部は通常シリンダ部と比べ質
量が小さく、熱容量が小さい。そのため、例えば比例制
御で温度制御を行う場合は、熱容量の小さいノズル部に
体しては、第2図に示すようにノズル部を加熱するバン
ドヒータのオン・オフを制御する制御周期を小さい周期
T1とした方が、ノズル部の実際の温度は目標とする温度
に対し、大きく変動することはない。これに対し、温度
制御周期を大きい周期T2とすると、第3図に示すように
熱容量が小さく熱伝導がよいことから、ノズル部の実際
の温度は大きく変動することとなる。
一方、質量が大きく、熱容量が大きいシリンダ部にお
いては、熱伝導が悪いため、第4図に示すように、温度
制御周期を小さい周期T1とすると、応答が悪いため追従
が遅れ、シリンダ部の実際の温度は大きなうねりをもっ
て、目標温度領域を上下することとなる。しかし、この
熱容量の大きいシリンダ部の温度制御周期を大きい周期
T2とすると、第5図に示すように、大きなうねりはなく
なり、制御対象のシリンダ部は目標温度から大きく離れ
ることはなく最適に制御されることとなる。
そこで、本発明は、ノズル部とシリンダ部の温度制御
周期を各部の熱容量に合わせ最適な温度周期になるよう
にノズル部とシリンダ部の温度制御周期を変えて制御す
ることにより、ノズル部,シリンダ部共に最適温度制御
ができるようにした。
実施例 第1図は、本発明の一実施例を行う射出成形機の要部
ブロック図で、1はスクリュー、2は加熱シリンダ、3
は加熱シリンダの先端に取付けられたシリンダヘッド、
4は該シリンダヘッド3に固着されたノズルであり、ノ
ズル4、シリンダヘッド3及び加熱シリンダ2の外周に
はバンドヒータB1〜B6……が装着されている。特に、シ
リンダヘッド3を含む加熱シリンダ2は複数の加熱帯に
分けられ、各々バンドヒータB2〜B6……が装着されてい
る。各バンドヒータB1〜B6……による加熱帯毎に各加熱
帯毎の温度を検出する熱電対TH1〜TH6……が取付けら
れ、各加熱帯毎に温度制御がされるように構成されてい
る。なお、第1図においては、ノズル4に対するバンド
ヒータB1、熱電対TH1及びシリンダヘッド3を含めた加
熱シリンダ2に対するハンドヒータB2〜B6、熱電対TH2
〜TH6を示している。
5は、各バンドヒータB1〜B6……を加熱するためのヒ
ータ電源回路で、各バンドヒータB1〜B6……に電流を流
す開閉器を含んでいる。6,7はアナログ信号をデジタル
信号に変換するA/D変換器で、A/D変換器6は、シリンダ
ヘッド3、シリンダ2の各加熱帯の温度を検出する熱電
対TH2〜TH6……の出力信号をシーケンス的に順次入力
し、入力した信号をデジタル信号に変換し、NC装置10の
入力回路21にチャンネル信号(どの熱電対かを示す信
号)と、そのチャンネルのデジタル信号に変換したデー
タ(温度情報)を出力するものである。又、A/D変換器
7はノズル4の温度を検出する熱電対TH1の出力信号を
所定周期でデジタル信号に変換するもので、該A/D変換
器7のA/D変換周期は、シリンダ2,3部のA/D変換器6のA
/D変換周期と比べ、短い周期に設定されている。即ち、
ノズル4はシリンダ2,シリンダヘッド3と比べ熱容量が
小さいから、その温度制御周期をシリンダ2,シリンダヘ
ッド3部の温度制御周期より短くし、この温度制御周期
に合わせてA/D変換周期が設定されている。
制御装置としてのNC装置10はNC用のマイクロプロセッ
サ(以下、CPUという)11と、プログラマブルマシーン
コントローラ(以下、PMCという)用のCPU12を有してお
り、PC用CPU12には加熱シリンダ2(シリンダヘッド3
を含む)及びノズル4の温度制御プログラムや射出成形
機のシーケンスプログラム等を記憶したROM15が接続さ
れ、NC用CPU11には射出成形機を全体的に制御する管理
プログラムを記憶したROM14及び射出用,クランプ用,
スクリュー回転用,エジェクタ用等の各軸のサーボモー
タMを駆動制御するサーボ回路17がサーボインターフェ
イス16を介して接続されている。なお、サーボモータM,
サーボ回路17は、第1図には1つのみ図示している。ま
た、18はバックアップ用電源を有する不揮発性の共有RA
Mで、射出成形機の各動作を制御するプログラムや後述
の各種設定値,パラメータ等を記憶するものである。20
はMDI/CRTで、オペレータパネルコントローラ19を介し
てバスアービタコントローラ(以下、BACという)13に
接続され、該BAC13にはNC用CPU11及びPMC用PU12,共有RA
M18,入力回路21,出力回路22の各バスが接続され、該BAC
13によって使用するバスを制御するようになっている。
入力回路21はA/D変換器6から出力されるチャンネル信
号とそのチャンネルにおける温度情報のデジタル信号へ
の変換データ及びA/D変換器7からのノズル4部の温度
情報のデジタル信号を入力するものである。又、出力回
路22はヒータ電源回路5に出力され、バンドヒータB1〜
B6……へ電流を流す開閉器のON,OFF時間を制御るもので
ある。なお、23はNC用CPU11が各種処理中においてデー
タの一時記憶等に利用するRAMであり、24はPC用CPU12に
接続された同様なRAMである。
共有RAM18は、MDI/CRT20より、使用する成形材料に応
じて、加熱シリンダ2(シリンダヘッド3を含む)の各
加熱帯及びノズル4部における設定温度が設定されてお
り、射出成形機が稼動されると、PMC用CPU12は、所定周
期で加熱シリンダ2,シリンダヘッド3,ノズル4の温度制
御を開始する。この場合、熱容量の大きい加熱シリンダ
2,シリンダヘッド3の各加熱帯の温度制御周期は、熱容
量の小さいノズル4部の温度制御周期と比べ長く設定さ
れており、例えば、加熱シリンダ2,シリンダヘッド3の
温度周期は第5図に示すような長い周期T2で行い、ノズ
ル4部に対しては第2図に示すような短い周期T1で行
う。
即ち、PMC用CPU12はBAC13,入力回路21,A/D変換器6を
介して熱電対TH2より現在温度を読取り、次に共有RAM18
に設定された熱電対TH2に対する設定温度を読出し、こ
の設定温度と現在温度より従来から周知の制御方法であ
る比例・積分・演算(以下、PID演算という)を行い、
該PID演算で算出された演算結果、即ち、加熱時間幅の
パルスを出力回路22を介してヒータ電源回路5に出力し
このパルス幅間、バンドヒータB2を加熱する。
以下、順次熱電対TH3,TH4……から現在温度を読取
り、各熱電対(加熱帯)に対応して設定された設定温度
と比較しPID演算し、各バンドヒータB3,B4……を加熱し
て所定周期T2枚に温度制御を行う。
一方、ノズル4部に対しては、加熱シリンダ2,シリン
ダヘッド3の各加熱帯の温度制御周期T2と比べ短い、周
期T1で、BAC13,入力回路21,A/D変換器7を介して熱電対
TH1より現在温度を検出し、共有RAM18に設定された設定
温度と比較しPID演算を行い、その結果に基づいてBAC1
3,出力回路22を介してヒータ電源回路5を駆動して、バ
ドヒータB1を加熱する温度制御を行う。
その結果、熱容量の小さいノズル4に対しては第2図
に示すように、短い周期T1で温度制御が行われるから、
設定温度に対する実際のノズル4部の温度の変動は少な
い。又、熱容量の大きい加熱シリンダ2,シリンダヘッド
3の各加熱帯に対しては長い周期T2で温度制御が行われ
るから、第5図に示すように、各加熱帯の実際の温度は
設定温度に対し、大きな偏差が生じることなく、又、第
4図に示すように大きなうねりも生じることなく制御さ
れることとなる。
発明の効果 本発明は、加熱シリンダ及びノズル部の温度制御にお
いて、被制御対象の熱容量に応じて、温度制御周期を変
えて制御し、各被制御対象に対し最適な周期で制御する
から、設定温度に対する温度偏差を小さくし、温度変化
を少なくしたので、最適な温度制御を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例を行う射出成形機の要部ブ
ロック図、第2図は熱容量の小さい温度制御対象に対し
短い温度制御周期で温度制御を行ったときの説明図、第
3図は、熱容量の小さい温度制御対象に対し長い温度制
御周期で温度制御を行ったときの説明図、第4図は、熱
容量の大きい温度制御対象に対し短い温度制御周期で温
度制御を行ったときの説明図、第5図は、熱容量の大き
い温度制御対象に対し長い温度制御周期で温度制御を行
ったときの説明図である。 1……スクリュー、2……加熱シリンダ、3……シリン
ダヘッド、4……ノズル、5……ヒータ電源回路、6,7
……A/D変換器、10……NC装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−154819(JP,A) 特開 昭61−106217(JP,A) 特開 昭62−249723(JP,A) 特開 昭63−31915(JP,A) 実開 昭62−70916(JP,U)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ノズル部の温度制御周期と、シリンダ部の
    温度制御周期を、ノズル部及びシリンダ部の各熱容量に
    応じて最適周期となるように異なる周期で温度制御を行
    うようにした射出成形機のシリンダ温度制御方法。
JP62233639A 1987-09-19 1987-09-19 射出成形機のシリンダ温度制御方法 Expired - Lifetime JPH082573B2 (ja)

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