JPH09201859A - 射出成形機の温度制御方法 - Google Patents

射出成形機の温度制御方法

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JPH09201859A
JPH09201859A JP3420196A JP3420196A JPH09201859A JP H09201859 A JPH09201859 A JP H09201859A JP 3420196 A JP3420196 A JP 3420196A JP 3420196 A JP3420196 A JP 3420196A JP H09201859 A JPH09201859 A JP H09201859A
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Hideki Koyama
秀樹 小山
Takatoshi Kawamura
高敏 川村
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Fanuc Ltd
ファナック株式会社
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 無人状態で射出成形機を稼働させているとき
に温度検出手段に異常が生じて放置されたような場合で
あっても、異常発見後、直ちに射出成形機の稼働を再開
させることのできる射出成形機の温度制御方法を提供す
る。 【解決手段】 熱電対の断線が検出されなければ、その
時点で検出されている加熱帯の現在温度Tnと該加熱帯
の設定温度Tsとに基いて設定ON/OFF制御周期T
に対するバンドヒータの通電時間Tpを求め、該通電時
間Tpに基いてバンドヒータのON/OFF制御を実施
する。また、熱電対の断線が検出されたときは、断線検
出フラグF2をセットすることにより通電時間Tpの値
を断線発生直前の値に固定し、以下、加熱帯の現在温度
Tnを利用したフィードバック制御を放棄して、固定値
TpによるバンドヒータのON/OFF制御を継続す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形機の温度
制御方法の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】射出成形機のシリンダやノズルおよび射
出スクリュー、更には、射出成形機に取り付ける固定側
金型や可動側金型およびホットスプルー等の各部をヒー
タで温度制御するようにした射出成形機が既に公知であ
る。一般に、制御対象の実温度を検出するための手段と
しては熱電対等の温度検出手段が使用され、検出温度と
設定温度との差に基いて制御装置がヒータのON/OF
時間を制御することで、制御対象の実温度を設定温度に
一致させるようしている。
【0003】しかし、射出成形機を長期に亘って使用し
ていると温度検出手段に故障を生じる場合があり、制御
対象の温度制御が不能となってしまうことがある。特
に、温度検出手段として熱電対を使用している場合で
は、この熱電対に断線を生じると、実温度の如何に関わ
りく制御対象の温度が零(熱電対の起電力が零の状態)
として検出されるので、制御装置はヒータのON時間を
最大にしたON/OF制御を定常的に行うことになり、
ヒータが異常に昇温してしまう。この結果、シリンダや
ノズル内における樹脂の炭化やヒータの断線、更には、
金型各部に歪みが生じるといった問題が発生するといっ
た危険もある。
【0004】従来、このような問題については、熱電対
の断線を検出した時点でヒータへの電力供給を完全に停
止し、更に、射出成形機の運転を強制停止して成形作業
を中断することによって対処していた。
【0005】無論、射出成形機の安全を確保して不良品
の混入を防止するといった立場からして、このような処
理は止むを得ないところではあるが、一旦ヒータの電源
を完全に落としてシリンダやノズル等を冷却してしまう
と、再びシリンダやノズル等の温度を成形可能温度にま
で立ち上げるのに非常に手間取り、成形作業の効率が著
しく低下してしまうといった弊害がある。
【0006】特に、オペレータが席を外していたり無人
運転で射出成形機を稼働させていたような場合、射出成
形機の運転停止やヒータ電源の供給停止が実際に確認さ
れるまでには相当の時間が経過してしまうので、シリン
ダやノズル等は完全に冷えきってしまい、オペレータが
異常を発見しても、成形作業の再開はおろか残留樹脂の
パージ作業さえ直ちには始められないといった場合が多
い。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
は、前記従来技術の欠点を解消し、無人状態で射出成形
機を稼働させているときに温度検出手段に異常が発生し
て射出成形機の稼働を停止したような場合であっても、
異常発見後、直ちに射出成形機の稼働を再開させること
のできる射出成形機の温度制御方法を提供することにあ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、温度検出手段
で検出される温度が設定温度に一致するようにヒータを
ON/OFF制御して射出成形機各部の部材の温度制御
を行う射出成形機の温度制御方法において、前記温度検
出手段の異常を検出する異常検出手段を設け、該異常検
出手段により温度検出手段の異常が検出された場合に
は、予め設定されたON時間およびOFF時間で前記ヒ
ータをON/OFF制御するようにしたことを特徴とす
る構成により前記目的を達成した。
【0009】この構成によれば、温度検出手段に異常が
発生した場合でも、ある程度の精度で温度制御対象の温
度を設定温度に近い状態に維持することができる。従っ
て、無人運転の最中など、温度検出手段の異常による温
度変動で不良品が成形されるのを防止するために射出成
形機自体の稼働を強制停止させる必要はあるとしても、
少なくとも、ヒータの温度が異常に上昇する心配はない
ので、ヒータの電源まで落としてしまう必要はない。つ
まり、無人運転中の温度検出手段の異常で射出成形機が
強制停止された場合であっても、オペレータは異常検出
後、直ちに残留樹脂のパージ作業や温度検出手段の修理
を行って射出成形作業を再開させることができる。
【0010】また、温度検出手段が正常に働く間、前記
ON/OFF制御のON時間およびOFF時間を逐次更
新記憶する一方、前記異常検出手段により温度検出手段
の異常が検出された場合には、前記記憶されているON
時間およびOFF時間で前記ヒータのON/OFF制御
を行うことにより、前記と同様の目的を達成した。
【0011】この構成においては、予め設定されたON
時間およびOFF時間ではなく、温度検出手段が正常に
働いている最後の瞬間のクローズドループ制御で求めら
れたON時間およびOFF時間でその後のヒータのON
/OFF制御が行われることになるので、環境温度や湿
度の違いといった外乱要素がある場合でも、比較的高い
精度で温度制御対象の温度を設定温度に近い状態に維持
することができる。従って、前記と同様、無人運転の最
中など、温度検出手段の異常により射出成形機自体の稼
働を強制停止させる必要はあるとしても、少なくとも、
ヒータの温度が異常に上昇する心配はないので、ヒータ
の電源まで落としてしまう必要はない。つまり、無人運
転中の温度検出手段の異常で射出成形機が強制停止され
た場合であっても、オペレータは異常検出後、直ちに残
留樹脂のパージ作業や温度検出手段の修理を行って射出
成形作業を再開させることができる。
【0012】また、前記ON時間およびOFF時間を逐
次更新記憶する代わりに設定ON/OFF制御周期にお
けるON時間もしくはOFF時間を逐次更新記憶するよ
うにしてもよい。設定ON/OFF制御周期は一定であ
るから、ON時間もしくはOFF時間の一方が分かれば
他方は自明であり、支障なくON/OFF制御を実施す
ることができる。
【0013】また、前記ON時間およびOFF時間を逐
次更新記憶する代わりに検出温度を逐次更新記憶し、温
度検出手段の異常が検出された場合には、前記記憶され
ている温度を検出温度としてON/OFF制御を実施す
るようにしてもよい。
【0014】更に、温度検出手段が正常に働く間、1成
形サイクルにおける前記ヒータのON時間およびOFF
時間の平均値(若しくは検出温度の平均値)を求め、該
平均値を成形サイクル毎に更新記憶する一方、前記異常
検出手段により温度検出手段の異常が検出された場合に
は、前記記憶されているON時間およびOFF時間の平
均値(若しくは記憶されている検出温度の平均値を検出
温度として該平均値)で前記ヒータのON/OFF制御
を行うことによっても前記と同様の目的を達成すること
ができる。
【0015】この構成においては、予め設定されたON
時間およびOFF時間、または、温度検出手段が正常に
働いている最後の瞬間のクローズドループ制御で求めら
れたON時間およびOFF時間(若しくは検出温度)で
はなく、1成形サイクルにおけるヒータのON時間およ
びOFF時間の平均値(若しくは検出温度の平均値)
で、その後のヒータのON/OFF制御が行われること
になる。従って、環境温度や湿度の違いといった外乱要
素に加え、更に、射出/保圧,計量,冷却,型開き等と
いった射出成形機自体の態様変化による温度変化をも吸
収した形でヒータのON/OFF制御が行われ、相当に
高い精度で温度制御対象の温度を設定温度に近い状態に
維持することができる。従って、前記と同様、無人運転
の最中などに温度検出手段に異常が生じたような場合で
あってもヒータの温度が異常に上昇する心配は全くな
い。つまり、無人運転中の温度検出手段の異常で射出成
形機が強制停止された場合であっても、オペレータは異
常検出後、直ちに残留樹脂のパージ作業や温度検出手段
の修理を行って射出成形作業を再開させることができ
る。更に、相当に高い精度で温度制御対象の温度を設定
温度に近い状態に維持することができるので、成形対象
となる製品によっては、射出成形機の稼働を止めずにそ
のまま射出成形作業を継続させても不良品が発生しない
という場合もある。
【0016】また、前記ON時間およびOFF時間の平
均値を更新記憶する代わりに設定ON/OFF制御周期
におけるON時間もしくはOFF時間の平均値を逐次更
新記憶するようにしてもよい。
【0017】設定ON/OFF制御周期は一定であるか
ら、ON時間の平均値もしくはOFF時間の平均値の一
方が分かれば他方は自明であり、支障なくON/OFF
制御を実施することができる。無論、前述の各ON/O
FF制御においてはPID制御を適用することができ
る。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について述べる。図1は本発明を適用した射出成
形機のシリンダ周りと該射出成形機を駆動制御する制御
装置の概略を示すブロック図である。
【0019】1は射出スクリュー、2はシリンダ、3は
シリンダ2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およびシリンダ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、図1においては、ノズル4に
対するバンドヒータB1、熱電対TH1およびシリンダ
ヘッド3を含めたシリンダ2に対するバンドヒータB2
〜B6、温度検出手段としての熱電対TH2〜TH6を
示している。
【0020】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、制御装置100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。
【0021】制御装置100は数値制御用のマイクロプ
ロセッサであるCNC用CPU115、プログラマブル
マシンコントローラ用のマイクロプロセッサであるPM
C用CPU108、サーボ制御用のマイクロプロセッサ
であるサーボCPU110、および、A/D変換器10
6を介して射出成形機本体側の圧力検出器から射出保圧
圧力や計量時の背圧を検出してサンプリング処理を行う
ための圧力モニタ用CPU107を有し、バス112を
介して相互の入出力を選択することにより各マイクロプ
ロセッサ間での情報伝達が行えるようになっている。
【0022】PMC用CPU108には射出成形機のシ
ーケンス動作を制御するシーケンスプログラム等を記憶
したROM103および演算データの一時記憶等に用い
られるRAM104が接続され、CNC用CPU115
には、電動式射出成形機の各軸を駆動制御する制御プロ
グラム等を記憶したROM117および演算データの一
時記憶等に用いられるRAM118が接続されている。
【0023】また、サーボCPU110および圧力モニ
タ用CPU107の各々には、サーボ制御専用の制御プ
ログラムを格納したROM111やデータの一時記憶に
用いられるRAM109、および、射出保圧圧力や背圧
のサンプリング処理等に関する制御プログラムを格納し
たROM101やデータの一時記憶に用いられるRAM
102が接続されている。
【0024】更に、サーボCPU110には、該CPU
110からの指令に基いて型締め用,エジェクタ用,射
出用,スクリュー回転用等の各軸のサーボモータを駆動
するサーボアンプが接続され、各軸のサーボモータに取
付けられた位置速度検出器からの出力がサーボCPU1
10に帰還されるようになっている。各軸の現在位置は
位置速度検出器からのフィードバックパルスに基いてサ
ーボCPU110により算出され、各軸の現在位置記憶
レジスタに更新記憶される。
【0025】図1においては1軸分のサーボアンプ10
5と射出用サーボモータM1およびこれに対応する位置
速度検出器P1についてのみ示しているが、型締用,エ
ジェクタ用,スプルーブレイク用等の各軸の構成は皆こ
れと同様である。但し、スクリュー回転用のものに関し
ては現在位置を検出する必要はなく、速度のみを検出す
ればよい。
【0026】ディスプレイ付手動データ入力装置119
はCRT表示回路116を介してバス112に接続さ
れ、グラフ表示画面や機能メニューの選択および各種デ
ータの入力操作等が行えるようになっており、数値デー
タ入力用のテンキーおよび各種のファンクションキー等
が設けられている。不揮発性メモリ114は射出成形作
業に関する成形条件と各種設定値,パラメータ,マクロ
変数等を記憶する成形データ保存用のメモリである。
【0027】以上の構成により、PMC用CPU108
が電動式射出成形機全体のシーケンス動作を制御し、C
NC用CPU115がROM117の各軸毎の運転プロ
グラムや不揮発性メモリ114の成形条件等に基いて各
軸のサーボモータに対してパルス分配を行い、サーボC
PU110は各軸に対してパルス分配された移動指令と
位置速度検出器で検出された位置および速度のフィード
バック信号に基いて、従来と同様に位置ループ制御,速
度ループ制御さらには電流ループ制御等のサーボ制御を
行い、いわゆるディジタルサーボ処理を実行して射出成
形作業を行う。
【0028】また、PMC用CPU108は、電源投入
後の背景処理として、不揮発性メモリ114に設定され
た各加熱帯毎の温度をフィードバック制御するための温
度制御処理を所定周期毎に繰り返し実行している。この
実施形態における温度制御処理は、各バンドヒータ毎の
設定ON/OFF制御周期T毎に各加熱帯毎の設定温度
Tsと各加熱帯毎の検出温度Tnとに基いて比例・積分
・演算(以下、PID演算という)を行うものであり、
このPID演算で算出された演算結果、即ち、加熱時間
Tpの間だけ出力回路22を介してヒータ電源回路5を
閉じ、対応するバンドヒータを加熱するようになってい
る(図5(a)参照)。当然、設定温度Tsに対して検
出温度Tnが低ければ低いほど設定ON/OFF制御周
期Tに対して加熱時間Tpの占める割合は大きくなる。
【0029】無論、このような温度制御処理は加熱帯の
設定温度の異なる各バンドヒータB1〜B6・・・毎に
行われるのであるが、いずれのものに関しても、ON/
OFF制御周期Tや温度Tsの設定状態および検出温度
Tnが相違するだけで、処理制御の内容自体は同じであ
るので、ここでは1つのヒータを例にとって説明を行う
ことにする。なお、熱容量の小さい加熱帯に装着された
バンドヒータのON/OFF制御周期Tは熱容量の大き
な加熱帯に装着されたバンドヒータのON/OFF制御
周期Tよりも短く設定されている。
【0030】しかし、このような制御方式では熱電対か
らの温度情報Tnが得られない限り、温度制御の実行は
不可能であり、熱電対に断線が生じた場合には温度制御
を完全に放棄しなければならなくなるといった問題があ
る。
【0031】そこで、本実施形態においては、更に、熱
電対が断線した場合でもある程度の精度で加熱帯の温度
を設定温度に維持すべく、図2に示すような温度制御処
理を所定周期毎、例えば、設定ON/OFF制御周期T
よりも十分に短い周期で繰り返し実行するようにしてい
る。
【0032】温度制御処理を開始したPMC用CPU1
08は、まず、初期設定完了フラグF1がセットされて
いるか否かを判別するが(ステップa1)、この段階で
はフラグF1の値は初期値のままであるので、PMC用
CPU108はフラグF1をセットし(ステップa1
1)、更に、断線検出フラグF2がセットされているか
否かを判別する(ステップa5)。通常、温度制御を開
始した直後の段階では熱電対に断線は生じていず、ま
た、フラグF2も初期値のままであるので、PMC用C
PU108は、入力回路21を介し、熱電対で検出され
ている加熱帯の現在温度Tnを読み込んで(ステップa
6)、その値が熱電対の断線時の出力に対応する値(0
°Cの意味ではない)であるか否か、つまり、熱電対に
断線が生じているか否かを判別する(ステップa7)。
既に述べた通り、この段階では断線は生じていないはず
である。
【0033】次いで、PMC用CPU108は、この検
出温度Tnと不揮発性メモリ114に設定されている加
熱帯の設定温度Tsとに基いてPID演算を行い、加熱
帯の温度を設定温度に一致させるためのバンドヒータの
加熱時間Tpを算出し、この値をレジスタRに格納する
(ステップa8)。そして、経過時間測定タイマTxを
リスタートさせ(ステップa9)、出力回路22を介し
てヒータ電源回路5を閉じ、対応するバンドヒータの加
熱を開始して(ステップa10)、この周期の温度制御
処理を終了する。
【0034】次の処理周期では既に初期設定完了フラグ
F1かセットされているので、PMC用CPU108は
ステップa1の判別処理実行後、通電開始後の経過時間
TxがレジスタRの現在値、即ち、加熱時間Tpに達し
ているか否かを判別し(ステップa2)、達していなけ
れば、この周期の温度制御処理を終了する。
【0035】以下、PMC用CPU108は、通電開始
後の経過時間Txが加熱時間Tpに達するまでの間、所
定周期毎に前記と同様にステップa1およびステップa
2の判別処理のみを繰り返し実行する。
【0036】そして、ステップa2の判別処理で経過時
間Txが加熱時間Tpに達したことが確認されると、P
MC用CPU108は、出力回路22を介してヒータ電
源回路5を開き、対応するバンドヒータの加熱を中止し
(ステップa3)、通電開始後の経過時間Txが設定O
N/OFF制御周期Tに達しているか否かを判別する
(ステップa4)。
【0037】経過時間TxがON/OFF制御周期Tに
達していなければ、経過時間TxがON/OFF制御周
期Tに達するまでの間、PMC用CPU108は、対応
するバンドヒータの加熱を中止したまま、前記と同様に
して、ステップa1〜ステップa4の処理のみを繰り返
し実行する。結果的に、対応するバンドヒータはON/
OFF制御周期Tのうち最初のTp間だけ加熱され、残
るT−Tpの間は冷却されることになる(図5(a)参
照)。
【0038】そして、経過時間TxがON/OFF制御
周期Tに達したことがステップa4の判別処理で確認さ
れると、PMC用CPU108は、断線検出フラグF2
がセットされているか否かを判別する(ステップa
5)。断線検出フラグF2がセットされていなければ、
PMC用CPU108は、改めて、加熱帯の現在温度T
nを読み込んで(ステップa6)、その値が熱電対の断
線時の出力に対応する値であるか否か、つまり、熱電対
に断線が生じているか否かを判別し(ステップa7)、
断線が生じていなければ、前記と同様にしてステップa
8〜ステップa10までの処理を実行し、次のON/O
FF制御周期Tに対応する通電時間Tpを求めてレジス
タRに更新設定し、経過時間測定タイマTxをリスター
トさせて対応するバンドヒータへの通電を開始し、この
周期の温度制御処理を終了する。
【0039】従って、熱電対に断線が生じない限り、O
N/OFF制御周期T毎に、その時点における加熱帯の
現在温度Tnと設定温度Tsとの差を解消するための通
電時間Tpが算出され、ON/OFF制御周期Tのうち
最初のTp間だけ対応するバンドヒータを加熱し、残る
T−Tpの間だけこのバンドヒータを冷却するといった
処理が繰り返し実行されることになる。
【0040】当然、電源投入時の立上げの段階では設定
温度Tsと検出温度Tnとの差が大きいので設定ON/
OFF制御周期Tに対して加熱時間Tpの占める割合は
大きいが、時間が経過して加熱帯が熱平衡の状態に近付
いて偏差が解消されるにつれて加熱時間Tpの占める割
合は小さくなり、ほぼ熱平衡の状態に達した段階、つま
り、加熱帯に新たに供給される樹脂や外気によって奪わ
れる熱のみをバンドヒータからの加熱によって補えばよ
いような状態に至ったとき、加熱時間Tpが設定ON/
OFF制御周期Tに対して占める割合は、経過時間に拘
りなく、例えば、図5(a)に示すように、ほぼ一定の
値に安定する。
【0041】一般的にいって、加熱帯の各温度が設定値
に達するまでは完全な自動運転や無人運転を開始するこ
とはなく、熱電対の断線発生が問題となるのも昇温が完
了してからのこと後、つまり、加熱時間Tpが設定ON
/OFF制御周期Tに対して占める割合が略一定となっ
てからのことと考えてよい。
【0042】そこで、このような状況下で熱電対に断線
が発生した場合、PMC用CPU108は、少なくと
も、断線発生時から設定ON/OFF制御周期Tの時間
が経過するまでの間にこの異常をステップa7の判別処
理で検出する。ステップa7の判別処理がON/OFF
制御周期T毎に繰り返し実行されているからである。
【0043】ステップa7の判別処理で熱電対の断線を
検出したPMC用CPU108は、断線検出フラグF2
をセットし(ステップa12)、ディスプレイ付手動デ
ータ入力装置119の画面に断線の発生に関わる警告メ
ッセージを表示した後(ステップa13)、断線が発生
していない場合と同様にして、ステップa9およびステ
ップa10の処理を実行し、経過時間測定タイマTxを
リスタートさせ、対応するバンドヒータへの通電を開始
して、この周期の温度制御処理を終了する。
【0044】但し、断線の発生が検出された場合にはス
テップa8の処理は非実行とされるので、通電時間Tp
の値は書き替えられず、断線発生前のステップa8の処
理で求められた通電時間Tpの値がそのままレジスタR
に保持されることになる。
【0045】断線の検出により断線フラグF2がセット
される結果、それ以降の処理周期では、経過時間測定タ
イマTxの値が設定ON/OFF制御周期Tに達しても
ステップa6〜ステップa8の処理とステップa12お
よびステップa13の処理は実行されない。
【0046】従って、熱電対の断線発生検出以降は、加
熱帯の実温度の如何に関わりなく、断線の直前に算出さ
れた通電時間Tpの値によってバンドヒータのON/O
FF制御が繰り返されることになる。当然、この制御に
は熱電対による実温度の検出を必要としない。
【0047】既に述べた通り、加熱帯の温度が設定温度
Tsに昇温されて安定した後は、加熱時間Tpが設定O
N/OFF制御周期Tに対して占める割合が経過時間に
拘りなく略一定の値となるので、必ずしも熱電対による
フィードバック制御を実施しなくても、ある程度の精度
で加熱帯の温度を設定温度に維持することが可能であ
る。
【0048】無論、そのような温度制御が精密な製品の
成形作業に対して適当であるとは一概にいえないが、少
なくとも、そのままフィードバック制御を続けた場合の
ように、熱電対の断線で検出出力が零となることで見掛
け上の温度偏差が増大して加熱帯の温度が異常に高くな
ったり、バンドヒータが焼き切れたりといった問題が生
じることはない。また、シリンダ2内の樹脂が炭化した
りするといった問題もないので、バンドヒータにそのま
ま通電することが可能である。
【0049】従って、粗雑な製品を成形しているような
場合では、バンドヒータに通電したまま射出成形機の稼
働を継続して成形作業を続けることができ、オペレター
はディスプレイ付手動データ入力装置119の断線メッ
セージを確認してから、頃合を見て熱電対の交換作業等
を行うようにすればよい。
【0050】また、精密な製品を成形しているような場
合では、そのまま成形作業を継続することには無理があ
るので、バンドヒータの通電は継続したままステップa
13の処理で射出成形機本体の駆動を停止させるように
する。この場合、成形作業の継続自体はできないが、オ
ペレータが席を外していたり、無人運転中の成形作業で
熱電対が断線してそのまま射出成形機が放置されたよう
な場合であっても、シリンダ温度が低下することはない
ので、オペレータが熱電対の異常を確認した後、直ちに
残留樹脂のパージ作業や熱電対の修理を行って射出成形
作業を再開させることができるというメリットがある。
【0051】また、ある程度精密な製品に対しても熱電
対の断線発生後そのまま射出成形作業を継続して行う必
要があるような場合には、図3および図4に示すような
温度制御処理を適用して1成形サイクルにおけるバンド
ヒータのON時間の平均値を求め、熱電対断線後のバン
ドヒータのON/OFF制御を行うようにすることが望
ましい。
【0052】図3および図4に示すような温度制御処理
によれば、射出/保圧,計量,冷却,型開き等といった
射出成形機自体の態様変化による温度変化をも吸収した
形でバンドヒータのON/OFF制御が行われるので、
相当に高い精度で加熱帯の温度を設定温度に近い状態に
維持することができ、ある程度精密な製品に対しても、
熱電対の断線発生後そのまま射出成形作業を継続して行
うことが可能となる。
【0053】以下、図3および図4に示す温度制御処理
について簡単に説明する。まず、ステップb1〜ステッ
プb8の処理は前述の実施形態におけるステップa1〜
ステップa8の処理と同一、また、ステップb11およ
びステップb12の処理は前述の実施形態におけるステ
ップa9およびステップa10の処理と同一であって、
ステップb13,ステップb17,ステップb19の処
理は前述の実施形態におけるステップa11,ステップ
a12,ステップa13の処理と同一である。
【0054】そして、この実施形態が前述の実施形態と
相違するのは、専ら、前述の実施形態におけるステップ
a8の処理に対応するステップb8の処理と前述の実施
形態におけるステップa9の処理に対応するステップb
11の処理との間に、設定ON/OFF制御周期Tに対
して加熱時間Tpが占める1成形サイクルの平均的な時
間Tbを求めるための処理が挿入されている点にある。
【0055】つまり、PMC用CPU108は、前述の
実施形態と同様、熱電対に断線が生じていない状態にお
いて、各処理周期毎、加熱帯の温度を設定温度に一致さ
せるためのバンドヒータの加熱時間Tpを算出してレジ
スタRに格納した後(ステップb8)、この処理周期が
射出成形機の型閉開始タイミング(1成形サイクルの始
まり)と一致しているか否かを判別し(ステップb
9)、型閉開始タイミングでなければ、この処理周期で
求められた加熱時間Tpを加熱総時間記憶レジスタTi
に積算記憶する(ステップb10)。
【0056】また、この処理周期が型閉開始タイミング
と一致していれば、PMC用CPU108は、加熱総時
間記憶レジスタTiの値を成形サイクルタイマTyの値
で除し、1成形サイクル時間Tyに対してバンドヒータ
の加熱総時間Tiの占める割合〔Ti/Ty〕を求め
(図5(b)参照)、更に、この割合に設定ON/OF
F制御周期Tを乗じて1設定ON/OFF制御周期Tの
間にバンドヒータを加熱すべき平均的な時間Tb(図5
(c)参照)を求める(ステップb14)。そして、こ
の処理周期におけるステップb8の処理で求められた加
熱時間Tpを加熱総時間記憶レジスタTiに更新記憶し
て(ステップb15)、成形サイクルタイマTyをリス
タートさせる(ステップb16)。
【0057】結果的に、成形サイクルタイマTyには或
る型閉開始タイミングから次の型閉開始タイミングまで
の所要時間、要するに、1成形サイクルの所要時間が記
憶され(図5(a)参照)、加熱総時間記憶レジスタT
iには該1成形サイクルの間にバンドヒータが通電され
た時間の積算値が記憶されることになるので(図5
(b)参照)、設定ON/OFF制御周期Tに〔Ti/
Ty〕を乗じてやれば、1設定ON/OFF制御周期T
の間にバンドヒータに通電すべき時間Tbの平均値(図
5(c)参照)が求められるということである。この実
施形態におけるステップb9の判別処理では型閉開始タ
イミングを判別基準としているが、要するに、成形サイ
クルタイマTyに1成形サイクルの所要時間が記憶さ
れ、かつ、加熱総時間記憶レジスタTiに1成形サイク
ル間の総通電時間が記憶されればよいので、その他、射
出開始や計量開始または型開き開始等といったテイミン
グを判別基準として設定しても問題はない。
【0058】そして、熱電対に断線が発生した後は、前
述の実施形態の場合と同様にして断線検出フラグF2が
セットされ(ステップb17)、各加熱帯のバンドヒー
タの通電時間は、断線が発生する前の成形サイクルの完
了時点におけるステップb8の処理で求められた通電時
間Tbの値に固定されることになる(ステップb1
8)。
【0059】無論、熱電対が健在である間は加熱帯の現
在温度Tnと設定温度Tsとに基くフィードバック制御
が行われているので、射出/保圧,計量,冷却,型開き
等といった射出成形機自体の態様変化によって加熱帯の
周辺の環境が変化し、各ON/OFF制御周期において
算出される通電時間Tpの値に変動が生じるといったこ
とは有り得る。例えば、型開き状態ではノズル4の先端
に接触する金属の総質量が小さくなるので、ノズル4の
放熱量が減少してバンドヒータB1の通電必要時間が短
くなるが、金型が閉じられると、ノズル4の先端に接触
する金属の総質量が増大してノズル4の放熱量が大きく
なり、バンドヒータB1の通電必要時間が長くなる等と
いった具合である。
【0060】この実施形態は、このような1成形サイク
ル中における加熱帯の冷却特性の変化(射出成形機自体
の態様変化)にまで対処してバンドヒータの通電時間を
調整するものではないが、既に述べた通り、熱電対が健
在な状態で温度のフィードバック制御が行われていたと
きに各加熱帯に対して与えられる1成形サイクル分の熱
量と、熱電対が断線した後のオープンループ制御で各加
熱帯に対して与えられる1成形サイクル分の熱量とが等
しくなるので、外乱の変動を全体として平準化して1成
形サイクル分の供給熱量を均一化することができ、熱電
対が断線したまま射出成形作業を継続して行ったような
場合でも、加熱帯の温度が必要以上に上昇したり下降し
たりすることはなく、前記実施形態に比べ、加熱帯の温
度をより適正な値に保持することができる。
【0061】従って、前記実施形態と同様、熱電対の断
線発生時にバンドヒータの電源を落とす必要がなく、更
に、ある程度精密な製品に対しても熱電対の断線発生後
そのまま射出成形作業を継続して行うことが可能とな
る。
【0062】以上の実施形態においては、断線発生後O
N/OFF制御周期Tを一定としてバンドヒータのON
時間Tp(またはTb)の値を調整するものについて述
べたが、無論、ON/OFF制御周期Tを一定としてO
FF時間T−Tp(またはT−Tb)を調整することに
よっても前記と同様の処理を実施することができる。
【0063】更には、熱電対が健在であるときの最終的
なON/OFF制御周期におけるON時間とOFF時間
そのもの、または、熱電対が健在であるときの最終的な
1成形サイクル分のON時間とOFF時間の平均を求め
て記憶し、これらの値に従って断線後のON/OFF制
御を実施するようにするといったことも可能である。
【0064】また、熱電対の断線後に成形作業を継続す
る必要がなく、単に、シリンダ2の温度低下による樹脂
の固着を防止するというのであれば、直前の処理周期に
おけるバンドヒータのON時間を記憶したり1成形サイ
クル前のバンドヒータのON時間の平均値を求めたりす
るといった必要は必ずしもなく、断線検出時にレジスタ
Rに設定する値は、予め決められた設定値であってもよ
い。
【0065】当然、以上に詳述した各実施形態は、射出
成形機のシリンダのみならず、温度制御が必要とされる
他の様々な部材、例えば、射出成形機に取り付ける固定
側金型や可動側金型およびホットスプルー等の周辺装置
に対しても容易に適用することができる。
【0066】前記本発明の一実施形態では、ヒータのO
N時間さらにはOFF時間を記憶するようにしたが、こ
れらの時間を記憶する代わりに、検出温度を順次更新記
憶するようにしてもよい。この場合には、図2におい
て、ステップa5、a12の処理を省略し、ステップa
7とステップa8の間(Tn=0でないとき)にステッ
プa6で読み込んだ温度をレジスタR´に更新記憶する
処理を付加し、ステップa8ではこのレジスタR´に記
憶する検出温度TnによってPID制御を行ない通電時
間を求める。そして、ステップa7でTn=0が検出さ
れ、熱電対の断線が検出された場合には、ステップa1
3に対応する断線表示を行なうと共に、上記追加した読
み込んだ温度をレジスタR´に更新記憶する処理を行な
わずに、ステップaの処理を行なうようにする。その結
果断線が発生した後の温度制御は、断線発生直前に検出
した温度によって行われることになり、ステップa8で
求められる通電時間Tpは断線直前の通電時間に固定さ
れることになる。
【0067】又、図3、図4に示した平均値を求める方
法に対応するものとしては、通電時間の平均値を求める
代わりに、検出温度の平均値を求め、断線が生じたとき
には、この検出温度の平均値によってPID制御を行な
うようにすればよい。
【0068】前記本発明の一実施形態では、温度制御処
理を射出成形機を制御する制御装置100で行なうよう
にしたが、温度調節器を設けて、該温度調節器によって
設定された目標温度と温度検出手段としての熱電対から
検出される温度によってPID制御して検出される温度
が設定目標温度に一致するようにフィードバック制御す
る場合においても本発明は適用できるものである。この
ような場合には、温度調節器から出力されるON時間も
しくはOFF時間を制御装置100に出力し、制御装置
100はON時間もしくはOFF時間を更新記憶してお
き、この熱電対が断線したことを検出すると、記憶した
ON時間もしくはOFF時間を温度調節器に出力し、温
度調節器ではこのON時間もしくはOFF時間を制御す
るようにしてもよい。
【0069】さらにまた、制御装置100が温度調節器
を介してまたは直接熱電対から所定周期毎温度を検出し
更新記憶しておき、熱電対の断線が検出されたときに
は、熱電対からの信号の代わりに、この記憶した検出温
度を温度調節器に出力するように構成し、温度調節器で
は熱電対断線後はこの制御装置100から出力された温
度を検出温度としてPID制御等を行ないON/OFF
制御を行なうようにすればよい。
【0070】
【発明の効果】本発明によれば、射出成形機の温度検出
手段に異常が発生した場合でも、その後、ある程度の精
度で温度制御対象の温度を設定温度に近い状態に維持す
ることができるので、射出成形機の無人運転の最中等に
温度検出手段に異常が生じたような場合であってもヒー
タへの電力供給を停止する必要がない。
【0071】従って、無人運転中の温度検出手段の異常
で射出成形機が強制停止されてそのまま射出成形機が放
置された場合であっても、シリンダ等が冷えきることは
なく、復帰したオペレータが温度検出手段の異常を確認
後、直ちに残留樹脂のパージ作業や修理作業を行って射
出成形作業を再開させることができる。
【0072】また、粗雑な製品を成形するような場合に
おいては不良品の発生を防止するために射出成形機の稼
働を停止させるまでもなく、そのまま射出成形作業を継
続させることが可能となる場合がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した一実施形態の射出成形機のシ
リンダ周りと該射出成形機を駆動制御する制御装置の概
略を示すブロック図である。
【図2】同実施形態の射出成形機の制御装置による温度
制御処理の概略を示すフローチャートである。
【図3】他の実施形態における温度制御処理の概略を示
すフローチャートである。
【図4】温度制御処理の概略を示すフローチャートの続
きである。
【図5】ON/OFF制御周期を一定にしてヒータのO
N時間またはOFF時間を調整することにより加熱帯の
温度制御を実施する場合の作用原理図である。
【符号の説明】
1 スクリュー 2 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 B1〜B7 バンドヒータ TH1〜TH7 熱電対 100 制御装置 108 PMC用CPU 114 不揮発性メモリ

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 温度検出手段で検出される温度が設定温
    度に一致するようにヒータをON/OFF制御して射出
    成形機各部の部材の温度制御を行う射出成形機の温度制
    御方法において、 前記温度検出手段の異常を検出する異常検出手段を設
    け、該異常検出手段により温度検出手段の異常が検出さ
    れた場合には、予め設定されたON時間およびOFF時
    間で前記ヒータをON/OFF制御するようにしたこと
    を特徴とする射出成形機の温度制御方法。
  2. 【請求項2】 温度検出手段で検出される温度が設定温
    度に一致するようにヒータをON/OFF制御して射出
    成形機各部の部材の温度制御を行う射出成形機の温度制
    御方法において、 前記温度検出手段の異常を検出する異常検出手段を設
    け、該異常検出手段により温度検出手段の異常が検出さ
    れなければ、前記ON/OFF制御のON時間およびO
    FF時間を逐次更新記憶する一方、 前記異常検出手段により温度検出手段の異常が検出され
    た場合には、前記記憶されているON時間およびOFF
    時間で前記ヒータのON/OFF制御を行うようにした
    ことを特徴とする射出成形機の温度制御方法。
  3. 【請求項3】 前記ON時間およびOFF時間を逐次更
    新記憶する代わりに設定ON/OFF制御周期における
    ON時間もしくはOFF時間を逐次更新記憶するように
    した請求項2記載の射出成形機の温度制御方法。
  4. 【請求項4】 前記ON時間およびOFF時間を逐次更
    新記憶する代わりに検出温度を逐次更新記憶し、前記異
    常検出手段により温度検出手段の異常が検出された場合
    には、前記記憶されているON時間およびOFF時間で
    前記ヒータのON/OFF制御を行う代わりに、前記記
    憶した温度を検出温度としてON/OFF制御を行うよ
    うにした請求項2記載の射出成形機の温度制御方法。
  5. 【請求項5】 温度検出手段で検出される温度が設定温
    度に一致するようにヒータをON/OFF制御して射出
    成形機各部の部材の温度制御を行う射出成形機の温度制
    御方法において、 前記温度検出手段の異常を検出する異常検出手段を設
    け、該異常検出手段により温度検出手段の異常が検出さ
    れなければ、1成形サイクルにおける前記ヒータのON
    時間およびOFF時間の平均値を求め、該平均値を成形
    サイクル毎に更新記憶する一方、 前記異常検出手段により温度検出手段の異常が検出され
    た場合には、前記記憶されているON時間およびOFF
    時間で前記ヒータのON/OFF制御を行うようにした
    ことを特徴とする射出成形機の温度制御方法。
  6. 【請求項6】 前記ON時間およびOFF時間の平均値
    を更新記憶する代わりに設定ON/OFF制御周期にお
    けるON時間もしくはOFF時間の平均値を逐次更新記
    憶するようにした請求項5記載の射出成形機の温度制御
    方法。
  7. 【請求項7】 前記ON時間およびOFF時間の平均値
    を更新記憶する代わりに検出温度の平均値を求め更新記
    憶し、前記異常検出手段により温度検出手段の異常が検
    出された場合には、前記記憶されているON時間および
    OFF時間で前記ヒータのON/OFF制御を行なう代
    わりに、前記記憶した温度の平均値を検出温度としてO
    N/OFF制御を行うようにした請求項5記載の射出成
    形機の温度制御方法。
  8. 【請求項8】 前記ON/OFF制御はPID制御によ
    って行われる請求項1ないし請求項7のいずれか1項に
    記載の射出成形機の温度制御方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009146346A (ja) * 2007-12-18 2009-07-02 Yamatake Corp 状態監視装置
JP2010208051A (ja) * 2009-03-06 2010-09-24 Canon Electronics Inc 射出成形機の制御装置及びその制御方法
JP2013067103A (ja) * 2011-09-22 2013-04-18 Sumitomo Heavy Ind Ltd 射出成形機

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