JPH09220740A - 電動射出成形機の射出軸制御装置及びこれを用いた電動射出成形機の射出軸制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 樹脂の反力と保圧完了後のトルク設定値との
差が大きな場合、急激なスクリュー後退が発生し、シリ
ンダ内に空気を吸い込み、樹脂内に気泡が発生してしま
う。 【解決手段】 モータ１７０に加えるトルクを制御する
ために入力されるトルク設定値、モータ１７０の射出方
向と逆方向の回転速度を制御するために入力される逆方
向速度制限値及び速度演算器１４０において算出された
モータ１７０の回転速度に基づいてモータ１７０の逆方
向の回転を制御するための第２のトルク指令値を決定
し、出力する逆方向速度制限手段１２０と、第２のトル
ク指令値、順方向速度制限値及び速度演算器１４０にお
いて算出されたモータ１７０の回転速度に基づいてモー
タ１７０の順方向の回転を制御するための第１のトルク
指令値を決定し、出力する順方向速度制限手段１１０と
を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、射出軸の駆動源に
サーボモータを使用した射出成形機の射出軸の制御方法
及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、射出軸の駆動源にサーボモータ
を使用した射出成形機における保圧時の制御において
は、サーボモータのトルク制御により行われている。

【０００３】図３は、従来の電動射出成形機の射出軸制
御装置の一構成例を示すブロック図である。

【０００４】本従来例は図３に示すように、射出軸の駆
動源となるモータ５７０と、モータ軸に取り付けられ、
モータ５７０の回転からパルスを発生するパルスエンコ
ーダ５８０と、モータ５７０に加えるトルクを制御する
ために入力されるトルク設定値、モータ５７０の射出方
向の回転速度を制限するために入力される速度制限値及
びパルスエンコーダ５８０において発生したパルスに基
づいてモータ５７０に供給する電流値を決定し、出力す
るワンチップマイクロコンピュータ５００と、ワンチッ
プマイクロコンピュータ５００から出力された電流を増
幅してモータ５７０に供給する電流制御増幅器５６０と
から構成されており、ワンチップマイクロコンピュータ
５００内には、パルスエンコーダ５８０において発生し
たパルスをカウントするアップダウンカウンタ５５０
と、アップダウンカウンタ５５０におけるカウント値か
らモータ５７０の回転速度を算出する速度演算器５４０
と、トルク設定値、速度制限値及び速度演算器５４０に
おいて算出されたモータ５７０の回転速度に基づいてモ
ータ５７０を駆動させるためのトルク指令値を決定し、
出力する速度制限手段５１０と、速度制限手段５１０か
ら出力されたトルク指令値をアナログ信号の電流値に変
換するＤ／Ａ変換器５３０とが設けられ、さらに、速度
制限手段５１０内には、速度制限値と速度演算器５４０
において算出されたモータ５７０の回転速度との比較結
果を増幅して出力する速度制限ゲイン５１１と、速度制
限ゲイン５１１からの出力値の負の値のみを出力する負
方向出力器５１２とが設けられている。

【０００５】上記のように構成された本従来例において
は、トルク指令と同方向、つまり射出方向の速度制限値
とモータ５７０の回転速度とが比較され、その差が速度
制限ゲイン倍され、負方向出力器５１２によって負の値
のみが出力される。

【０００６】速度演算器５４０において算出されたモー
タ５７０の回転速度が速度制限値を越えた場合は、圧力
設定値に相当するトルク設定値を減少させる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
ものにおいては、射出方向と逆の方向に射出軸が押し戻
された場合は、速度の制御が全く行われない。

【０００８】しかし、保圧が完了すると一般にトルク設
定値を下げるが、そのときの樹脂の反力は、樹脂の冷却
の度合によって異なるため不定である。したがって、保
圧完了後のトルク設定値に対して樹脂の反力が大きな場
合、スクリュー（射出軸）が押し戻されることになる。

【０００９】図４は、図３に示した電動射出成形機の射
出軸制御装置の挙動を示す図である。

【００１０】図４に示すように、従来の電動射出成形機
の射出軸制御装置においては、トルク指令方向、つまり
射出軸方向の速度しか制限することができないため、樹
脂の反力にまかせてスクリューが後退してしまう。

【００１１】そのため、樹脂の反力と保圧完了後のトル
ク設定値との差が大きな場合、急激なスクリュー後退
（スプリングバック）が発生し、シリンダ内に空気を吸
い込み、樹脂内に気泡が発生してしまうという問題点が
ある。

【００１２】また、射出から保圧への切換時において
も、保圧の設定値に対して射出終了時の樹脂圧力が高い
場合にも同様な問題が生ずる。

【００１３】上記問題点を解決するために、従来は、保
圧完了後または保圧切換え直後のトルク設定値の大きさ
や設定値の変化率を操作し、カットアンドトライを行う
ことにより設定値を調整していた。

【００１４】しかし、カットアンドトライを行うために
は、手間と時間がかかるという問題点がある。

【００１５】本発明は、上述したような従来の技術が有
する問題点に鑑みてなされたものであって、手間と時間
をかけずに保圧完了後または保圧切換え直後のスプリン
グバックを防止し、樹脂内における気泡の発生を防ぐこ
とができる電動射出成形機の射出軸制御装置を提供する
ことを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、射出軸の駆動源となるモータと、該モータ
の回転速度を算出する速度演算器と、前記モータに加え
る第１のトルク指令値を決定し、出力する順方向速度制
御手段とを有してなる電動射出成形機の射出軸制御装置
において、前記モータの射出方向と逆方向の回転速度を
制限するために入力される逆方向速度制限値と前記速度
演算器において算出された前記モータの回転速度とを比
較し、該比較結果と前記モータに加えるトルクを制御す
るために入力されるトルク設定値とから前記モータに加
える第２のトルク指令値を決定し、出力する逆方向速度
制御手段を具備し、前記順方向速度制御手段は、前記モ
ータの射出方向の回転速度を制限するために入力される
順方向速度制限値と前記速度演算器において算出された
前記モータの回転速度との比較結果と前記第２のトルク
指令値とから前記モータに加える第１のトルク指令値を
決定して出力し、前記モータは、前記第１のトルク指令
値に基づいて駆動することを特徴とする。

【００１７】また、前記速度演算器において、前記モー
タの回転速度を算出し、前記逆方向速度制御手段におい
て、前記モータの射出方向と逆方向の回転速度を制限す
るために入力される逆方向速度制限値と前記速度演算器
において算出された前記モータの回転速度とを比較し、
該比較結果と前記モータに加えるトルクを制御するため
に入力されるトルク設定値とから前記モータに加える第
２のトルク指令値を決定して出力し、前記順方向速度制
御手段において、前記モータの射出方向の回転速度を制
限するために入力される順方向速度制限値と前記速度演
算器において算出された前記モータの回転速度とを比較
し、該比較結果と前記第２のトルク指令値とから前記モ
ータに加える第１のトルク指令値を決定して出力し、前
記第１のトルク指令値に基づいて前記モータを駆動させ
ることを特徴とする。

【００１８】（作用）上記のように構成された本発明に
おいては、逆方向速度制御手段において、射出方向と逆
方向のモータの回転においても速度制限が行われるの
で、保圧完了後、保圧終了時に樹脂に蓄積された反力に
応じて自動的にモータにトルクが加えられ、設定された
速度の範囲内でスクリューが後退し、樹脂の反力が滑ら
かに開放される。その後、トルク設定値に一致した点で
射出軸が停止する。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。

【００２０】図１は、本発明の電動射出成形機の射出軸
制御装置の実施の一形態を示すブロック図である。

【００２１】本形態は図１に示すように、射出軸の駆動
源となるモータ１７０と、モータ軸に取り付けられ、モ
ータ１７０の回転からパルスを発生するパルスエンコー
ダ１８０と、モータ１７０に加えるトルクを制御するた
めに入力されるトルク設定値、モータ１７０の射出方向
の回転速度を制限するために入力される順方向速度制限
値、モータ１７０の射出方向と逆方向の回転速度を制限
するために入力される逆方向速度制限値及びパルスエン
コーダ１８０において発生したパルスに基づいてモータ
１７０に供給する電流値を決定し、出力するワンチップ
マイクロコンピュータ１００と、ワンチップマイクロコ
ンピュータ１００から出力された電流を増幅してモータ
１７０に供給する電流制御増幅器１６０とから構成され
ており、ワンチップマイクロコンピュータ１００内に
は、パルスエンコーダ１８０において発生したパルスを
カウントするアップダウンカウンタ１５０と、アップダ
ウンカウンタ１５０におけるカウント値からモータ１７
０の回転速度を算出する速度演算器１４０と、トルク設
定値、逆方向速度制限値及び速度演算器１４０において
算出されたモータ１７０の回転速度に基づいてモータ１
７０の逆方向の回転を制御するための第２のトルク指令
値を決定し、出力する逆方向速度制限手段１２０と、第
２のトルク指令値、順方向速度制限値及び速度演算器１
４０において算出されたモータ１７０の回転速度に基づ
いてモータ１７０の順方向の回転を制御するための第１
のトルク指令値を決定し、出力する順方向速度制限手段
１１０と、順方向速度制限手段１１０から出力された第
１のトルク指令値をアナログ信号の電流値に変換するＤ
／Ａ変換器１３０とが設けられ、さらに、順方向速度制
限手段１１０内には、順方向速度制限値と速度演算器１
４０において算出されたモータ１７０の回転速度との比
較結果を増幅して出力する順方向速度制限ゲイン１１１
と、順方向速度制限ゲイン１１１からの出力値の負の値
のみを出力する負方向出力器１１２とが設けられ、逆方
向速度制限手段１２０内には、逆方向速度制限値と速度
演算器１４０において算出されたモータ１７０の回転速
度との比較結果を増幅して出力する逆方向速度制限ゲイ
ン１２１と、逆方向速度制限ゲイン１２１からの出力値
の正の値のみを出力する正方向出力器１２２とが設けら
れている。ここで、順方向とは射出方向をいい、逆方向
とは、その逆の方向をいう。したがって、射出方向がト
ルク設定値として正の値であるとすると、順方向速度制
限値には、正の速度制限が、逆方向速度制限値には、負
の速度制限値が入力される。

【００２２】以下に、上記のように構成された電動射出
成形機の射出軸制御装置における制御動作について説明
する。

【００２３】パルスエンコーダ１８０においてモータ１
７０の回転からＡ相Ｂ相パルスが発生し、発生したパル
スがアップダウンカウンタ１５０に入力される。

【００２４】すると、アップダウンカウンタ１５０にお
いてパルスのカウントが行われ、カウント値が速度演算
器１４０に入力される。

【００２５】アップダウンカウンタ１５０におけるカウ
ント値が速度演算器１４０に入力されると、入力された
カウント値からモータの回転速度が算出される。

【００２６】そして、速度演算器１４０において算出さ
れたモータ１７０の回転速度が逆方向速度制御手段１２
０及び順方向速度制御手段１１０に入力される。

【００２７】逆方向速度制限手段１２０においては、設
定された順方向速度制限値と速度演算器１４０において
算出されたモータ１７０の回転速度との差が算出され、
逆方向速度制限ゲインが乗じられ、正方向出力器１２２
を介することにより正の値のみが出力される。

【００２８】順方向速度制限手段１１０においては、設
定された順方向速度制限値と速度演算器１４０において
算出されたモータ１７０の回転速度との差が算出され、
順方向速度制限ゲインを乗じられ、負方向出力器１１２
を介することにより負の値のみが出力される。

【００２９】また、圧力設定値に相当するトルク設定値
は、まず、逆方向速度制限手段１２０からの出力が加算
され、次に順方向速度制限手段１１０からの出力が加算
されて最終的なモータのトルク指令値となる。

【００３０】その後、トルク指令値は、Ｄ／Ａ変換器１
３０においてアナログ信号の電流値に変換され、アナロ
グ信号に変換された電流は、電流制御増幅器１６０にお
いて増幅され、モータ１７０に供給される。

【００３１】次に、保圧完了前後の動作を図１のブロッ
ク図を用いて説明する。

【００３２】図２は、図１に示した電動射出成形機の射
出軸制御装置における保圧完了前後の射出軸の速度とト
ルク設定値及びトルク指令値の関係を示す図である。

【００３３】図２に示すように、保圧完了手前では、比
較的大きなトルクにより樹脂の圧力を維持しているが、
ほとんどの樹脂が型に充填されているため、射出軸の速
度はほぼ０である。

【００３４】この状態では、順方向速度制限及び逆方向
速度制限レベルのどちらにも達していないため、図１で
は、トルク設定値がそのままモータ１７０に対するトル
ク指令値となり、モータ１７０はトルク設定値に等しい
トルクを発生している。

【００３５】次に、保圧完了後、図２に示すようにトル
ク設定値を下げると、射出軸は樹脂の反力に押されて後
退を始めるが、その後退速度が、逆方向速度制限を越え
ようとすると、図１の逆方向速度制限１２０の出力が正
となり、トルク設定値を増大する方向に作用する。

【００３６】それにより、射出軸は、逆方向速度制限範
囲に抑えられながら滑らかに後退し、保圧完了後、トル
ク設定値に樹脂の反力が一致した点で射出軸が停止す
る。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、射出方向
と逆方向のモータの回転における速度制限を行う逆方向
速度制限手段を設けたため、保圧完了後、保圧終了時に
樹脂に蓄積された反力に応じて自動的にモータにトルク
が加えられ、設定された速度の範囲内でスクリューが後
退し、樹脂の反力が滑らかに開放される。

【００３８】それにより、手間と時間をかけずに、容易
に保圧完了後のスプリングバックを防止することがで
き、樹脂内の気泡発生を防ぐことができる。また、射出
保圧切換時においても同様の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電動射出成形機の射出軸制御装置の実
施の一形態を示すブロック図である。

【図２】図１に示した電動射出成形機の射出軸制御装置
における保圧完了前後の射出軸の速度とトルク設定値及
びトルク指令値の関係を示す図である。

【図３】従来の電動射出成形機の射出軸制御装置の一構
成例を示すブロック図である。

【図４】図３に示した電動射出成形機の射出軸制御装置
の挙動を示す図である。

【符号の説明】

１００ ワンチップマイクロコンピュータ １１０ 順方向速度制限手段 １１１ 順方向速度制限ゲイン １１２ 負方向出力器 １２０ 逆方向速度制限手段 １２１ 逆方向速度制限ゲイン １２２ 正方向出力器 １３０ Ｄ／Ａ変換器 １４０ 速度演算器 １５０ アップダウンカウンタ １６０ 電流制御増幅器 １７０ モータ １８０ パルスエンコーダ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 射出軸の駆動源となるモータ（１７０）
   と、 該モータ（１７０）の回転速度を算出する速度演算器
   （１４０）と、 前記モータ（１７０）に加える第１のトルク指令値を決
   定し、出力する順方向速度制御手段（１１０）とを有し
   てなる電動射出成形機の射出軸制御装置において、 前記モータ（１７０）の射出方向と逆方向の回転速度を
   制限するために入力される逆方向速度制限値と前記速度
   演算器（１４０）において算出された前記モータ（１７
   ０）の回転速度とを比較し、該比較結果と前記モータ
   （１７０）に加えるトルクを制御するために入力される
   トルク設定値とから前記モータ（１７０）に加える第２
   のトルク指令値を決定し、出力する逆方向速度制御手段
   （１２０）を具備し、 前記順方向速度制御手段（１１０）は、前記モータ（１
   ７０）の射出方向の回転速度を制限するために入力され
   る順方向速度制限値と前記速度演算器（１４０）におい
   て算出された前記モータ（１７０）の回転速度との比較
   結果と前記第２のトルク指令値とから前記モータ（１７
   ０）に加える第１のトルク指令値を決定して出力し、 前記モータ（１７０）は、前記第１のトルク指令値に基
   づいて駆動することを特徴とする電動射出成形機の射出
   軸制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の電動射出成形機の射出
   軸制御装置を用いた電動射出成形機の射出軸制御方法で
   あって、 前記速度演算器（１４０）において、前記モータ（１７
   ０）の回転速度を算出し、 前記逆方向速度制御手段（１２０）において、前記モー
   タ（１７０）の射出方向と逆方向の回転速度を制限する
   ために入力される逆方向速度制限値と前記速度演算器
   （１４０）において算出された前記モータ（１７０）の
   回転速度とを比較し、該比較結果と前記モータ（１７
   ０）に加えるトルクを制御するために入力されるトルク
   設定値とから前記モータ（１７０）に加える第２のトル
   ク指令値を決定して出力し、 前記順方向速度制御手段（１１０）において、前記モー
   タ（１７０）の射出方向の回転速度を制限するために入
   力される順方向速度制限値と前記速度演算器（１４０）
   において算出された前記モータ（１７０）の回転速度と
   を比較し、該比較結果と前記第２のトルク指令値とから
   前記モータ（１７０）に加える第１のトルク指令値を決
   定して出力し、 前記第１のトルク指令値に基づいて前記モータ（１７
   ０）を駆動させることを特徴とする電動射出成形機の射
   出軸制御方法。