JPS61266219A - 電動式射出成形機の制御方法 - Google Patents

電動式射出成形機の制御方法

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JPS61266219A
JPS61266219A JP10825485A JP10825485A JPS61266219A JP S61266219 A JPS61266219 A JP S61266219A JP 10825485 A JP10825485 A JP 10825485A JP 10825485 A JP10825485 A JP 10825485A JP S61266219 A JPS61266219 A JP S61266219A
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screw
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injection
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load cell
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Narutoshi Nishiike
西池 成俊
Masahiko Mizuno
正彦 水野
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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
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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】 [産業上の利用分野コ 本発明は電動駆動されるプラスチック射出成形機の充填
並びに保持圧(以下、射出圧という)およびスクリュ背
圧の制御を行なうに際しての射出圧検出器の零点補正方
法に関する。
[従来技術] 電動式射出成形機の射出圧制御方法として本出願人が特
願昭59−274339号として出願したものがある。
前記電動式射出成形機の射出圧制御方法は、スクリュ前
後進用電動モータによりスクリュ前後進用ねじナツトお
よびねじ軸を介してスクリュを前後進させ、スクリュ回
転用電動モータによりねじ軸を介してスクリュを回転さ
せるものにおいて、前記ねじナツトにかかるスクリュ反
力を荷重計により直接検出してフィードバックし、スク
リュ前後進用電動モータを制御するものである。このと
き、荷重計にかかる反力を正確に検出するためには、荷
重計周りの部材にガタが生じないように組立てる必要が
ある。これは荷重量に常にいくらかの予圧を掛ける結果
となり、負荷圧0のときにも荷重計は受圧し誤差を生じ
る。また、一般に荷重計自体が周囲温度変化、経年変化
により誤差を生じ、正しい荷重を検出することが難しい
という問題があった。
[発明の目的コ 本発明は上記問題点を解決し、荷重計の電気出力零点が
温度変化、経年変化2組立て工程での予圧などによって
生じた誤差を電気的に補正して、射出工程における荷重
計にかかる圧力を正確に検出し、射出成形工程における
制御を安定かつ再現性良〈実施できる方法を提供するこ
とを目的とする。
[発明の概要コ 上記目的を達成するため本発明は、スクリュ前後進用電
動モータによりスクリュ前後進用ねじナツトおよびねじ
軸を介してスクリュを前後進させ。
スクリュ回転用電動モータによりねじ軸を介してスクリ
ュを回転させ、前記ねじナツトにかかるスクリュ反力を
荷重計により直接検出してフィードバックし、スクリュ
前後進用電動モータを制御するに際し、計量工程または
射出工程の開始直前に荷重計の出力の自動零点補正を行
なうようにしたものである。
[発明の実施例] 以下、本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明の一実施例に係る射出装置を示し、ハウ
ジング1の外側にはスクリュ前後進用サーボモータ2お
よびスクリュ回転用ブレーキ付きサーボモータ3を設け
、また、ハウジング1内にはスクリュ4を前後進移動1
回転可能に突出して設け、スクリュ4は周知の如く加熱
筒内に収納する。そのスクリュ4はスクリュねじ軸5と
トルク伝達可能に結合されており、スクリュねじ軸5は
スプライン軸6と一体構成となっている。
ハウジング1内において、スクリュ前後進用サーボモー
タ2の軸2′に取付けた第1段目の歯車7を設け、この
歯車7と第2段目の歯車即ちスクリュ前後進用歯車8と
を噛合させ、この第2段目の歯車8はねじナツト9と一
体構成とし、スクリュねじ軸5とねじナツト9とは螺合
している。また、第2段目の歯車8はナツトハウジング
10と一体構成となっており、ナツトハウジング10内
をスクリュねじ軸5、スプライン軸6が前後進移動可能
となっており、第2段目の歯車8.ナツトハウジング1
0はそれぞれ軸受11,12でハウジング1に回転自在
に支持されており、更に、軸受11は軸方向に滑動可能
なようにハウジング1に対して遊合されている。
また、ハウジング1内において、スクリュ回転用ブレー
キ付きサーボモータ3の軸3′に取付けた第1段目の歯
車13を設け、この歯車13と第2段目の歯車14即ち
スクリュ回転用歯車14とを噛合させる。
この第2段目の歯車14は、前記スプライン軸6と嵌合
するスプライン溝部15と筒状部16を備える。スプラ
イン軸6は前記歯車14と一体に回転すると共に、歯車
14の筒状部16内を前後進移動可能になっており、歯
車14の回転と共にスクリュ4も回転する。この第2段
目の歯車14は軸受17,18とで回転可能に支持され
る。
ハウジング1内面にリング状に突出形成したギヤボック
ス隔壁19と、第2段目の歯車即ちスクリュ前後進用歯
車8との間に軸受20.ベアリング押さえ21を介して
ロードセルなどの荷重計22を設ける。
荷重計22はリング状のものにストレインゲージを貼り
つけたもの、数個のブロックにスプライン軸ジを貼りつ
けたものとしてもよい。図中、23は軸受ナツト、24
は軸受ワッシャである。
上記射出装置において、射出圧もしくはスクリュ背圧は
、スクリュ4→スクリユねじ軸5→ねじナツト9→スク
リュ前後進用歯車8→軸受け20→ベアリング押さえ2
1→荷重計22へと伝わる。
安定なフィードバック制御を行なうためには、スクリュ
4にかかる正方向(押し方向)の力も負方向(引き方向
)の力も確実に荷重計22に伝える必要があり、そのた
めにはスクリュ4から荷重計22に至る各部材にガタが
あってはならない。特に、スクリュ前後進用歯車8.軸
受け20.ベアリング押さえ21、荷重計22間にガタ
(隙間)が生じ易い。このガタをなくすため、ハウジン
グ10の右端部外周にねじを切り軸受ワッシャ24を挿
入し、軸受ナツト23で締め付け、荷重計22に予圧を
与える。軸受ナツト23を締め付けるとハウジング10
は図の右方向へ移動し、それにつれてスクリュ前後進用
歯車8が右へ移動するので軸受け20.ベアリング押さ
え21が右へ移動し荷重計22は左端より力を受ける。
また、軸受ナツト23の反力は軸受ワッシャ24を左へ
押し、軸受け12を左へ押す。軸受け12の押圧力はギ
ヤボックス隔壁19に伝わるが、荷重計22の右端もギ
ヤボックス隔壁19に接しているため、結果として荷重
計22は左右両端より軸受ナツト23の締め付は力に等
しい予圧を与えられる。
第2図は射出圧、背圧を検出してフィードバック制御を
行なう制御回路ブロック図を示したものである。図中、
25は射出圧設定器、26は背圧設定器、27は射出圧
・背圧切換器、28は加減演算器、29は調節計、30
はサーボモータアンプ、31は増幅器、32は制御装置
、33は自動零点補正回路である。
以上の構成で、射出工程の操作において、スクリュ回転
用ブレーキ付きサーボモータ3のブレーキを働かせてサ
ーボモータ3の回転を停止させることにより、スクリュ
回転用の第2段目の歯車14の回転を停止させておき、
スクリュ前後進用サーボモータ2を回転させると第1段
目の歯車7を介して第2段目の歯車8およびねじナツト
9が回転する。
すると、第1図において右後方にあったスクリュねじ軸
5が、第2段目の歯車14が回転を止められているので
、左前方へ前進移動し、スクリュ回転により計量して既
にためられていた可塑化したプラスチック材料を射出ノ
ズルから金型に射出する。
このとき、制御装置32からの信号により射出圧・背圧
切換器27は、射出圧設定器25側に切り換えられてい
る。一方、射出圧はサーボモータ2の回転がねじナツト
9の回転となり前進方向へスクリュ4を押す圧力となっ
たものであり、その反力がスクリュ4を後進方向へ押す
力となりその反力は第2段目の歯車即ちスクリュ前後進
用歯車8を後方へ押す力となり、軸受20.ベアリング
押さえ21を介して荷重計22を圧縮するものとなり、
荷重計22はその圧縮力即ちスクリュ反力を検出し、そ
の検出値信号は増幅器31を介して加減演算器28に送
られる。
そこで、公知の如く射出圧設定値25により設定されて
いる設定値と検出値とを比較して加減演算してその偏差
値を調節計29に入力し、調節計29でPID補償演算
した出力をサーボモータアンプ30に入力し、操作信号
としてスクリュ前後進用サーボモータ2に入力し、この
サーボモータ2の回転を制御してスクリュ4の前進圧力
即ち射出圧を制御する。
また、計量工程においてはスクリュ回転用ブレーキ付き
サーボモータ3のブレーキを開放してこのサーボモータ
3を回転させ、第1段目の歯車13.第2段目の歯車1
4を回転させ筒状部16にスプライン穴部15で嵌合し
ているスプライン軸6を回転させる。
このときスクリュねじ軸5が回転し、スクリュ4も回転
する。同時にスクリュ前後進用サーボモータ2を回転さ
せ、スクリュ4が回転することにより、ホッパーからの
プラスチック原料がスクリュ4の先端に移送される。移
送された樹脂により樹脂圧が高まると、この圧力(スク
リュ背圧)を荷重計22により検出し、この検出値に基
づいて前述した射出圧と同様にモータ2の回転を制御し
てスクリュ4の後退時の圧力、即ちスクリュ背圧を制御
する。
以上、射出装置の成形工程である射出工程、計量工程の
操作について説明したが1次に電動式射出成形機の荷重
計における検出器の零点補正方法を説明する。
第3図には荷重計にかかる力fと出力電圧との関係を示
す。荷重計に加えられる力fとその出力電力Vとの関係
は第3図に示す如<V=αfである。αは荷重計の感度
を示す定数である。
今、軸受ナツト23を締め付けて加えた予圧がflであ
ったとすると、荷重計22の発生電圧はelとなるが、
このとき零点補正回路33で81を引算して■=αf−
e1とすると、予圧力f1を加えた状態での出力がOと
なり、スクリュ4にかかる力に正比例した出力が得られ
る。また、温度変化、経年変化による荷重計零点のずれ
は、荷重計の受圧力が0の時十または−の出力電圧が発
生するが、これも上記と同様に、零点補正回路33によ
ってキャンセルすることができる。
次に、実際の電動式射出成形機において、この零点補正
を行なうタイミングについてみると、それは荷重計22
に軸受ナツト23による予圧以外の力がかからなくなる
瞬間であることが必要である。
成形の各ショット毎にこの予圧以外の力がかからない瞬
間を求めることも可能であるが、このようにするには保
圧完了後で計量開始までの間にスクリュ圧を0とするた
めの時間を計ける必要が生じ、各成形サイクルがその分
だけ長くなるという欠点を生じる。そこで、本発明では
スクリュ加熱ヒータでシリンダを加熱昇温させ、成形(
射出)開始の押釦を押した瞬間にiIl#装置32から
零点補正信号34を自動零点補正回路33に送る。する
と、昇温か完了し、射出も計量も開始する以前はスクリ
ュには外力がかかっておらず、荷重計22は軸受ナツト
23による予圧のみを受けていることとなる。この時点
で荷重計22の出力e1を読み取り、自動零点補正回路
33はelを減算し、自動零点補正回路33の出力をO
とする。出力が0になった時点で零点補正完了信号35
を制御袋@32へ送り出し、自動零点補正回路33はe
lを内部に保持し、elは次の零点補正信号34を受け
るまで保持する。制御装置32は補正完了信号35を受
けとった後に成形(射出)を開始すべく、前記した如く
各部へ信号を送る。
なお、上記実施例ではサーボモータ2からねじナツト9
への回転力の伝達、および、サーボモータ3から筒状部
16への回転力の伝達にそれぞれ歯車を使用したが、こ
の伝達手段は歯車に限定されるものではなく、ベルト、
チェーン等の手段によることもできる。また、サーボモ
ータの選択によっては、ねじナツトに直接サーボモータ
の回転子を取り付けたり、筒状部1Gに直接サーボモー
タの回転子を取り付けることにより、回転の伝達手段を
省くことも可能である。
また、上記実施例では、スクリュ回転用にブレーキ付サ
ーボモータを使用したが、射出工程時、スクリュ回転用
モータにトルクを発生させ、スプライン軸6の回転を止
めるように制御を行なえばブレーキは不用である。
更に、スクリュ前後進用モータ2.スクリュ回転用モー
タ3はサーボモータに限定されることなく、スクリュ前
後進用モータは本発明のためにはトルク制御のできるモ
ータであればよく、スクリュ回転用モータは本発明のた
めにはいがなる種類の電動機でもよい。
[発明の効果コ 本発明は、成形(射出)工程操作開始の直前に荷重計の
出力の自動零点補正を行なうようにしたので、荷重計に
予圧がかかっていてもそれを補正して荷重計にかかる圧
力(反力)を正確に検出して用いることができ、射出成
形機の制御の安定性および再現性の向上を計ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係る射出装置の断面図、第
2図はその射出装置における制御回路のブロック図、第
3図は荷重計にかかる力と出力電圧との関係を示すグラ
フ図である。 2・・・スクリュ前後進用サーボモータ、3・・・スク
リュ回転用サーボモータ、4・・・スクリュ、5・・・
スクリュねじ軸、6・・・スプライン軸、8・・・スク
リュ前後進用歯車、9・・・ねじナツト、14・・・ス
クリュ回転用歯車、22・・・荷重計。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. スクリュ前後進用電動モータによりスクリュ前後進用ね
    じナットおよびねじ軸を介してスクリュを前後進させ、
    スクリュ回転用電動モータによりねじ軸を介してスクリ
    ュを回転させ、前記ねじナットにかかるスクリュ反力を
    荷重計により直接検出してフィードバックし、スクリュ
    前後進用電動モータを制御するに際し、成形工程操作開
    始直前に荷重計の出力を自動的に零点に補正し、以後そ
    の成形工程終了まで、前記補正した信号を用いて前記制
    御を行なうことを特徴とする電動式射出成形機の制御方
    法。
JP10825485A 1985-05-22 1985-05-22 電動式射出成形機の制御方法 Granted JPS61266219A (ja)

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JPS61266219A true JPS61266219A (ja) 1986-11-25
JPH035293B2 JPH035293B2 (ja) 1991-01-25

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Cited By (4)

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