JPS61134218A - 熱可塑性合成樹脂射出成形システムにおけるホツトランナ−の温度制御表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、熱可塑性合成樹脂射出成形システムにおけ
るホットランナ−の温度制御表示装置に関する。

〔従来技術〕

従来、第４図に示すようなこの種のホットランナ−の温
度制御装置が知られる。

図面について説明すれば、１はホットランナ−１２はこ
のホットランナ−１の先端部に配設したチップヒータ、
３は同じく前記ホットランナ−１の胴部に配設したボデ
ィヒータ、４は前記チップヒータ２に作用するチップ電
流のアナログ指示計で電力制御回路５と接続されている
。

６は前記ボディヒータ３に作用するボディ電流のアナロ
グ指示計で、電力制御回路７に接続されている。８．９
はそれぞれの電力制御回路５゜７と接続される電流制御
回路、１０はボディヒータ３側の温度制御回路を示し、
アナログ温度指示計１１を備え、かつ温度設定部１２と
ホットランナ−１内に配設される温度センサ１３とを接
続し゛〔温度制御による回路１４を構成している。１５
け電流設定部を示し、前記回路１４に対し電流制御によ
る回路１６を構成している。

１７は前記両回路１４．１６を切替えるスイッチである
。

１８はチップヒータ２側の予備加熱電流設定部、１９は
チップ電流設定部を示し、それぞれはス′イツチ２０に
よって切替えられるようになっている。２１は射出成形
操作の都度発信される信号入力によって働くタイマ回路
を示し、スイッチ２０を切替えることができるようにな
つＣいる。

斜上の構成において、ボディヒータ３に対し−Ｃは、温
度センサ１３で感知するホットランナ−１の温度と温度
設定部１２で設定した所望の設定温度とを温度制御回路
１０におい°Ｃ演算制御し、その温度を５アナログ指示
計１１で表示すると共に次段の電流制御回路９、電力制
御回路７ｔ−経゛〔ボディヒータ３に必要な電流を流が
して恒温維持を図っている。なお、この場合、切替スイ
ッチ２０は温度側に切替つＣいるが、電流制御回路１６
側にスイッチ２０を切替えれば電流設定部１５における
設定値によって簡易にボディヒータ３を加熱できる。

一方スピアヒータ２に対しては予備加熱用としＣ予じめ
設定した通電量を予備加熱電流設定設定部１８により決
定して置き、切替スイッチ２０を経゛Ｃ電流制御回格８
．電力制御回路５によりスピアチップ２を常時加熱する
と共にゲート開閉するためのチップ電流設定部１９にお
いて設定した電流値を、射出成形操作に関連させて働く
タイマ回路２１によって切替えスイッチ２０を働かせて
切替え、スピアチップ２を必要な設定温度に上昇させる
ことができる。なお。

タイマ回路２１のタイマ時間を経過すると再び切替スイ
ッチ２０は反対側に切替わりスピアチップ２は予備加熱
温度まで下降する。

このように働くホットランナ−１により、射出成形装置
のランナ部分の溶融樹脂の尿温およびキャビティに続く
ゲート部の樹脂の冷却固化と加熱溶融とに基づくゲート
開閉を円滑に行なうことができる。

ところで、上述の従来例にあつＣは、温度制御がすべ°
Ｃアナログ啜で行われ、しかも指示計４．６．１１はい
ずれもアナログ表示となつ°Ｃいるので、つぎのような
幾多の問題点があった。

ビ）ボディヒータ３、スピアヒータ２を制御する電流制
御回路８，９、電力制御回路５，７゜温度制御回路１０
およびタイマ回路２１を含むコントローラ構成がアナロ
グ制御のため調整個処が多く、シかも指示計４．６．１
１の表示および読取りの精度が劣る。

（２））従来ではホットランナ−１各１個につき操作パ
ネルがユニット化され”Ｃいるので、ホットランナ−１
の数が増加すると操作パネルの占有面積も増大して全体
のコントローラ構成も大形化せざるを得ない。

し→　従来では、ホットランナ−１の長さや種類により
設定した値と実際に流れる電流には誤差が生じやすい。

これはアナログ制御であるために制御回路が複雑になり
、しかも高価で、なおかつ温度変化や電圧変動により希
望する精度を得ることが困難であった。

に）アナログ制御は、調整、制御など人為的手段に個人
差があり正確性に問題がある。

（ホ）遠隔操作や郡管理を行う場合、各ヒータの温度や
電流およびシステム制御などの情報を伝達する必要があ
るが、従来のアナログ方式では情報の伝達が困難である
。

（へ）アナログ制御では、ホットランナ−１の温度、ボ
ディ電流、チップ予備加熱、チップ電流の各調整ツマミ
がホットランナ−１各１個にあるため、ホットランナ−
１の数が増加すると。

設定するツマミがそれに比例して増加し、簡略化するの
は容易でない。

〔発明の概要〕

この発明は斜上の点に着目して成されたもので、従来ノ
コントローラ構成をアナログ制御からデジタル制御とす
ると共にマイクロプロセッサによる集中管理制御によっ
゛Ｃ全体を小型化でき、操作性、実効値による電流表示
及び設定。

再現性の向上、および遠隔制御などを可能とした新規な
熱可塑性合成樹脂射出成形システムにおけるホットラン
ナ−の温度制御表示装置を提供するにある。

すなわちこの発明はボディヒータおよびチップヒータを
備え、かつ温度センサを設けたホットランナ−に、Ａ／
Ｄコンバータを含むホットランナー温度制御回路を接続
し、さらに演算制御および設定操作ならびに表示機能を
有し、かつマイクロプロセッサを含むデジタイ制御機構
を設けると共に熱可塑性合成樹脂射出成形操作の過程で
前記ホットランナ−のヒータをデジタル制御させ°Ｃ成
ることを特徴とする熱可塑性合成樹脂射出成形システム
におけるホットランナ−の温度制御表示装置に係るもの
である。

また、この発明は、複数の熱可塑性合成樹脂射出成形機
に取付けた。ボディヒータおよびチップヒータを備え、
かつ温度センナを設けたホットランナ−を制御する複数
の第１項記載のホットランナー温度制御表示装置を１台
の制御盤で制御監視を行なえるようにしたことを特徴と
する熱可塑性合成樹脂射出成形システムにおけるホット
ランナ−の温度制御表示装置に係るものである。

〔実施例〕

以下にこの発明の一実施例を説明する。

なお、従来例と同−又は相当する個処は同一符号を附し
その説明の詳細は省く。

２２けマニホールドを示し、必要数のホットランナ−１
を金型内で保持できるようになっている。２３はマイク
ロプロセッサＣＰＵを備えたデジタル制御機構を示し、
マニホールド２２、各ホットランナ−１の温妾制師を行
えるようにしである。そして、この制御機構２３にはマ
ニホールド温度制御回路２４、各ホットランナー１１１
ｆｆ制御回路２５およびＣＰＵユニット２６を具、備し
、ＣＰＵユニット２６は、各種演算やデータ転送などの
処理を行うマイクロプロセッサＣＰＵの他に各種演算や
データ転送に必要なシステムプログラムを記憶するＲＯ
Ｍ、各設定値、検出値や転送データなど一時的なデータ
の記憶、！−ＣＰＵのワークスペースとなるＲ、ＡＭ、
コンソールボックス２７とのデータ通信を自動的に行う
ＡＣＩ　＆、チップヒータの加熱を時間制御したりＰＩ
Ｄ演算処理のタイミングをとるためのタイマー２８１位
相制御に必要な同期信号を検出する回路２９などを備え
る。３０はこのＣＰＵユニット２６と各制御回路２４．
２５とを接続するバスドライバーを示す。

ところで前記マニホールド温度制御回路２４は、マニホ
ールド２２内に設けた複数の温度センサ３１で検知され
る微小なアナログ信号を入力回路３２に供給し、この回
路３２で適当な大きさに増幅すると共にデジタル量に変
換するためのＡ／Ｄコンバータ３３と接続し、バスドラ
イバー３０ｆｔ経てマイクロプロセッサＣＰＵにより処
理される。またこのマイクロプロセッサＣＰＵよりの制
御信号がバスドライバー３０１−経て、制御信号発生用
タイマ３４を働かせ次段の制御信号出力回路３５を経て
電力制御回路３６によりマニホールド２２には設定した
温度を正しく維持できるようにヒータ３７を０Ｎ−Ｏｆ
’Ｆする。

つぎに、前記ホットランナー温度制御回路２５は、前記
マニホールド温度制御回路２４と同様に入力回路３８．
Ａ／Ｄコンバータ３９．制御信号発生用タイマ４６．制
御信号出力回路４１および電力制御回路４２によつ゛Ｃ
構成され、温度センサ１３の検出信号とデツプヒータ２
、ボディヒータ３のそれぞれに流れる電流に対応した検
出信号は入力回路３８を経てＡ／Ｄコンバータ３９によ
り所望のデジタル量に変換させてマイクロプロセッサＣ
ＰＵと接続させている。

ここでマイクロプロセッサＣＰＵの温度制御処理につい
て詳述すれば、まず第一にＡ／Ｄコンバータ３３．３９
の制御ができる。すなわち。

マニホールド２２に設置された複数の温度センサ１３の
微小信号は入力回路３２でそれぞれ適当な大きさに増幅
されるが、その際のＡ／Ｄフンバータの入力回路の選択
切替と、Ａ／Ｄ変換終了の確認、変換データの読み込み
を行うことである。また、ランナ一部１の温度センサ１
３゜２．３を流れる電流の検出信号も同様である。

つぎに、マニホールド２２とホットランナ−１の温度制
御及び２．３を流れる電流のりσ−ストループ制御であ
る温度制御には、その代表的なＰＩＤ制ａを用いて正確
な制御を行っている。

さらに測定温度のリニア化処理である温度センサ３１，
１３には熱電対を用いてあり５この熱電対は一般に温度
−出力の間には完全な直線性がない。そこでこのリニア
化に対し゛（−フィクロプロセッサＣＰＵは入／Ｄコン
バータ３３゜３９の変換データに対応する正規化された
温度データを予じめプログラムしておいた記憶領域より
その内容をＡ／Ｄコンバータ３３．３９の変換データに
対応させ°Ｃ読み出すようにしている。

つぎにコンソールボックス２１の表７ｊＪＩ成１ｃつい
て説明する。４３はパネル盤、４４は数値設定用釦、４
５はモニター用のデジタル表示部。

４６は同じくセット用のデジタル表示部、４７は必要な
ホットランナ−１を表示するゾーン用のデジタル表示部
である。４８は各部構成たとえばホットランナ−１のチ
ップヒータ２、ボディヒータ３とか、それらｔ−流れる
電流とか、タイマ３４．４０の動作時間などの表示部、
４９はこの表示部４Ｂの選°択釦で、ＵＰとＤＯＷＮと
を有する。５０は前記ゾーン用のデジタル表示部４Ｔの
選択釦で同様にＵＰとＤＯＷＮとを有する。５１はその
他の操作用釦で複数並設され、５２は電源釦である。

上述の構成のパネル盤４，３は前記コンソールボックス
２Ｔに組込まれさらにコンソールボックス２７には各種
構成部材すなわち前述したマイクロプロセッサＣＰＵ、
マニホールド温１ｆｆｌｆｌＪ御回路２４．ホットラン
ナー温度制御回路２５をそれぞれ含みかつトランスなど
の種々の電気部品を組込んで小型コンパクトに形成され
る。

上の構成におい°〔作用を説明する。

パネル表示盤４３に設けられる各種の操作用の釦４４．
５０．５１．５２を適宜選択して動作させる。

この場合、設定値、測定値などは、すべて表示部４５．
４６にはデジタルで表示されるのでこの表示を看取しな
がら誤操作なく作動を行うことができる。

マニホールド２２、必要数のホットランナ−１の温度セ
ンサ３１．１３の測定起電力はアナログ量からデジタル
量にＡ／Ｄコンバータ３３゜３９で変換され、マイクロ
プロセッサＣＰＵに伝達され、ＣＰＵユニット２６の働
きにより適確に演算され゛Ｃデジタル量の出力信号が得
られると共にそれぞれの温度制御回路２４．２５の制御
信号発生タイマ３４．４０より次段の制御信号出力回路
３５．４１．電力制御回路３６゜４２を経て各ヒータ３
７．２．３を設定温度の下に働らかせることかできる。

なお、ホットランナー温度制御回路２５におい″Ｃ，チ
ップヒータ２とボディヒータ３に流れる電流の大きさを
検出し、これを入力回路３８を経゛Ｃ入／Ｄコンバータ
３９でデジタル化しているのでパネル盤４３のデジタル
表示部４５゜４６で随時表示でき監視できる。

従つ・Ｃ熱可塑性合成樹脂の射出成形操作にあたつＣ、
ホットランナ−１の温度制御および表示を適確に行うこ
とができる。

つぎにこの発明の他の実施例を第３図について説明する
。すなわち、第３図は複数台の熱可塑性合成樹脂射出成
形機に取妙付けられた複数台のホットランナ−１の温度
制御表示装置（スピアコントローラ本体）５３を１台の
制御コンソールボックスで制御する場合の構成図である
。

ホットランナ−１の温度制御表示装置５３は前述した第
１図に示されたものと同一のものを複数台並べたもので
あるから、詳しい説明は省略する。

コンソールボックス５４は１個のマイクロプロセッサＣ
ＰＵ５５を鶴備し、システムコントロール用プログラム
が記憶されたＲ、０Ｍ５６によって所定の動作を行ない
、凡人Ｍ・５７は本体からのデータや設定値等の一時記
憶、ＣＰＵのワークスペース等とし゛Ｃ使用される。な
おＲ，ＡＭＦｉ一時的な電ｆ１．ＦｊＪ断や停電等のた
め、二次電池によゆ電源切断保護いわゆるバッテリーバ
ックアップを行っている。コンソールボックスに対して
の指示はキーボード５８によりなされ。

キーボード用ＬＳ　Ｉ　５９によつ゛Ｃマイクロプロセ
ッサＣＰＵ５５へ送られ、そこで押されたキーの判断、
その後の処理について判断されて、実行される。コンソ
ールボックス５４への人間の指示、つま妙どのキーが押
されたか、の表示や、各コントローラ本体５３の状況つ
まり各々のホットランナ−１のデータ、マニホールドの
データはマイクロプロセッサＣＦ’Ｕ５５の指示。

判断により、ＣＲ，ＴＣ６０と呼ばれる（、ＢＴディス
プレイ表示専用ＬＳＩにより、ＣＲＴディスプレイ６１
に表示される。

各本体との通信をするのは複数個並べた通信専用ＬＳＩ
であるＡＣＩＡ６２である。

これらの部品が一体となって、Ｒ，０Ｍ５６に記憶され
たプログラムにより複数台のコントローラ本体５３を表
示、監視できるようになり。

ＣＲＴディスプレイ６１により表示しているため、ＬＥ
Ｄ等より多くのデータが表示でき、より見易い表示が可
能となっている。

このようにコントローラ本体が同一でもコンソールボッ
クスを変え葱事により複数台のコントローラ本体を遠隔
集中監視、集中制御するいわゆる郡管理が可能となり、
ＡＣＩＡの数により上限はあるが、その範囲内であれば
いくらでもコントローラ本体５３の数を増加できる。

〔発明の効果〕

この発明によれば、従来のアナログ制御と異なり、デジ
タル制御で、ホットランナ−の温度制御を行つ゛〔いる
ので再曳性が向上し、かつマイクロプロセッサを用いて
いるので、全体の小形化が可能になると共に操作性が向
上し、従来に比し゛Ｃ格段とホットランナ−の多数個設
置が可能となり、さらに各ヒータに通ずる電流は実効値
で検出制御できるので、実際の発熱量と比例関係にある
ため、従来の平均値検出制御に比べ゛Ｃ精度の向上に役
立たせることができる効果があつ°Ｃ、デジタル表示に
基づく測定、設定の誤差の不都合を回避した。

また制御部と表示設定部を分離したため、遠隔操作をき
わめ゛〔容易にし、表示、設定部を大規模化することに
よって複数台の制御部を集中監視、集中制御する、いわ
ゆる郡管理が可能であり、コントローラ本体は同一でも
表示部を変える事により多くの応用が可能になる等の利
点を有する。

実際に成形釜行なった結果では、従来のコントローラと
比較して、電源電圧の変動や外気温の変動等があっても
精度良く制御されているため成形品にはほとんど影響を
及ぼさない。２４時間連続成形では従来のコントローラ
では、昼間と夜間で設定を変更し、成形品の安定を図っ
ていたが、この発明を実施したコントローラを用いると
設定の変更は不必要となり、約２０％生産が向上した。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る全体の構成回路説明図、第２図
はパネル盤の正面構成図、第３図は他の実施例を示す回
路説明図、第４図は従来例の回路説明図である。 １・・・・・・・・・ホットランナ− ２・・・・・・・・・チップヒータ ３・・・・・・・・・ボディヒータ １３．３１・・・・・・温度センサ ２３°°°゛°°デジタル制御機構 ２６・・・・・・ＣＰＵユニット ２４・・・・・・マニホールド温度制御回路２５・・・
・・・ホットランナー温度制御回路３３．３９・・・・
・・Ａ／Ｄコンパータ３４．４０・・・・・・制御信号
発生用タイマ４５．４６・・・・・・デジタル表示部４
７・・・・・・ゾーン表示部 ５２・・・・・・電源釦

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ボディヒータおよびチップヒータを備え、かつ温
   度センサを設けたホットランナーにＡ／Ｄコンバータを
   含むホットランナー温度制御回路を接続し、さらに演算
   制御および設定操作ならびに表示機能を有し、かつマイ
   クロプロセッサを含むデジタル制御機構を設けると共に
   熱可塑性合成樹脂射出成形操作の過程で、前記ホットラ
   ンナーのヒータをデジタル制御させて成ることを特徴と
   する熱可塑性合成樹脂射出成形システムにおけるホット
   ランナーの温度制御表示装置。
2. （２）複数の熱可塑性合成樹脂射出成形機に取付けた、
   ボディヒータおよびチップヒータを備え、かつ濃度セン
   サを設けたホットランナーを制御する複数の第１項記載
   のホットランナー温度制御表示装置を１台の制御盤で制
   御監視を行なえるようにしたことを特徴とする熱可塑性
   合成樹脂射出成形システムにおけるホットランナーの温
   度制御表示装置。