JPS62105617A - 射出成形機の速度・圧力制御装置 - Google Patents

射出成形機の速度・圧力制御装置

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JPS62105617A
JPS62105617A JP24635285A JP24635285A JPS62105617A JP S62105617 A JPS62105617 A JP S62105617A JP 24635285 A JP24635285 A JP 24635285A JP 24635285 A JP24635285 A JP 24635285A JP S62105617 A JPS62105617 A JP S62105617A
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JP
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injection
speed
pressure
control system
injection molding
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Yoji Kobayashi
洋二 小林
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C45/77Measuring, controlling or regulating of velocity or pressure of moulding material

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

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〕 本発明は射出成形機に関し、特に射出成形機の速度・圧
力制御方式に関する。
〔従来の技術〕
射出成形機の射出成形プロセスは、射出、充填、保圧及
び冷却の4つの段階に分けられる。
そして、射出の段階は、溶融した樹脂を設定した速度で
金型内へ流し込む速度制御であるのに対し、充填から保
圧の段階は、成形品の密度及びその内部圧力分布を一様
にするために圧力を金型内の樹脂にかける圧力制御であ
る。
ここで、従来の射出成形機の一例について第5図を参照
して説明する。
射出成形機はホッパ1を有する加熱シリンダ2とスクリ
ュ5を備えている。このスクリュ3はシリンダ2内を回
転しつつ前後に運動できる。
スクリュ3の後端部は加圧アクチュエータ4を貫通して
、ピストン5内にこのピストンと同軸にしかも回転自在
に保持されている。スクリュ3は油圧モータ6に連結さ
れ駆動される。スクリュ5の最終端部に板部材7がスク
リュ3の回転を妨げないようにかつスクリュ軸心に沿っ
てスクリュと共に変位自在に@シ付けられている。
板部材7はピストンロッド8を介して速度検出器9に連
結されている。スクリュの位置を検出するためのスクリ
ュ位置検出器10はラック11を備えておシ、このラッ
ク11は板部材7と一体になって運動し、またギヤ11
aはラック11の進退に応じて回転する。又、加圧アク
チュエータ4にはその内部の圧力を感知する圧力検出器
12が取シ付けられている。速度検出器9゜スクリュ位
置検出器10及び圧力検出器12の検出出力は、速度・
圧力制御装置100′に入力する。
次に、第4図をも参照して、従来の速度・圧力制御装置
1001について説明する。
スクリュ位置検出器10で検出されたスクリュ位置Xは
射出速度指令値発生器110の入力端子、保圧圧力指令
値発生器120の制御入力端子及び切換装置130の制
御入力端子に入力する。
射出速度指令値発生器110はスクリュ位置Xに応じて
予め定められた射出速度指令値Vrf発生する。保圧圧
力指令値発生器120は、タイマ(図示せず)を有し、
スクリュ位置Xが所定位置になるとタイマが作動し、タ
イマのタイマ値に応じて予め定められた保圧圧力指令値
Prを発生する。
射出速度指令値発生器110から出力された射出速度指
令値vrと速度検出器9で検出された射出速度検出値■
は差回路140に入力し、ここで差(Vr  V/J:
′)が計算されて射出速度偏差v0として出力される。
一方、保圧圧力指令値発生器120から出力された保圧
圧力指令値Prと圧力/’Z 検出器1/゛で検出された保圧圧力検出値Pは差回路1
50に入力し、ここで差(prp)が計算されて保圧圧
力偏差P6として出力される。射出速度偏差V。は速度
制御系PID補償器160“に入力され、ここで操作量
U”vが求められ切換装置130の一方の入力端子へ入
力される。一方、保圧圧力偏差P6は圧力制御系P4D
補償器170“に入力され、ここで操作量U′pが求め
られ切換装置130の他方の入力端子へ入力される。切
換装置160は上記スクリュ位置Xにより、操作量Uと
して操作量U′7と操作量U′pのどちらかを選択して
出力する。切換装置160から出力される操作量Uはサ
ーボアンプ13全通してサーボ弁14へ入力される。サ
ーボ弁14は加圧アクチュエータ4への油源15からの
油の流量や圧力を調整して、射出速度検出値Vや保圧圧
力検出@Pがそれぞれ射出速度指令値vrや保圧圧力指
令値Prに追従するようだ制御を行なう。
ところで、速度制御系PID補償器160′の伝達関数
G°。v(S)と圧力制御系PID補償器170°の伝
達関数G°。、(S)は、それぞれ次式で表わされる。
G’cv(s) =Kv (1+工+T2S)    
 (191S ”cp(s) =Kp (1+ i+ T4S )  
 (3°)ここで、Kv、Kp、T1.T2.T5及び
T4は定数である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、このような射出成形機を用いて。
コンパクト・ディスクなど精度が要求される成形品を成
形する場合、精密な制御を行なう必要がある。例えば、
精密な制御を行なわなかった場合、第6図に示されるよ
うな成形品にガス焼け2011ウェルドライン202.
エアマーク203゜波状フローマーク204及びジェツ
テイング205等の外観不良が表われる。これら不良領
域は。
例えば、第7図に示されるように、スクリュ位置と射出
速度の図示の範囲に表わされる。従って、良品を得るに
は、不良領域と重ならないように、射出速度をスクリュ
位置に応じてプログラムする必要がある。
一般に、射出成形機の射出段階ならびに保圧段階におい
ては、樹脂の温度や受ける圧力、金型形状などにより、
樹脂の流動特性が時間とともに変化する。その結果、射
出成形機のアクチュエータからみた負荷特性が変わる。
しかしながら、従来の速度・圧力制御装置では、偏差か
ら操作量を求める補償器が、定数の制御パラメータを有
する伝達関数から成る。所謂不時変数系であるため、制
御量の行き過ぎや遅れ、定常偏差等を生じる。したがっ
て、コンパクト・ディスクなど良品を得る範囲が狭い成
形品を成形するのことが、従来の速度・圧力制御装置で
は困難である。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、負荷特性が変化しても精度良く制御す
ることができる射出成形機の速度・圧力制御方式を提供
することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は予め定められた射出速度あるいは保圧圧力の指
令値と射出速度あるいは保圧圧力の検出値との偏差を受
けて操作量を出力する補償手段により射出成形機の射出
速度と保圧圧力を制御する方式において、前記補償手段
が時変数系であることを特徴とする。
〔実施例〕
以下1本発明の実施例について図面を参照して説明する
第2図は本発明の適用される射出成形機の構成と示した
図で、第5図と同じ構成部分について同一参照符号を付
しである。第5図と異なる点は、ディジタイザ等の制御
パラメータ入力装置17を有していることである。
次に、第1図をも参照して2本発明による速度・圧力制
御装@100について説明−する。なお。
第4図と同一機能を有するものには同一参照符号を付し
である。第4図と相違する点は、速度制御系PID補償
器16o°の代わりに2速度制御系サーボコントローラ
161.速度制御系学習コントローラ162及び和回路
165が用いられ、圧力制御系PID制御系PT、D補
償器170°の代わりに、圧力制御系サーボコントロー
ラ171.圧力制御系学習コントローラ172及び和回
路173が用いられtいることである。
速度制御系サーボコントローラ161は、射出速度偏差
■6とスクリュ位置xとを入力し、操作量Uv1に出力
する。ここで、速度制御系ヅ・−ボコントローラ161
の伝達関数GCv(8)は次式で表わされる。
Uv H=Gc y (s ) ・V6 (s )ここ
で、スクリュ位置xにより変化する制御パラメータKv
(Z) 、 B+C?) 、 R2(Z) 、 Q+(
Z)及びQ2(Z)は、第2図に示された。制御パラメ
ータ入力装置17より予め入力される。又、速度制御系
学習コントローラ162は、メモリを有し、射出サイク
ル毎に射出速度偏差Ve’Th記憶し、この記憶された
射出速度偏差■。を打消す修正操作量UVZを計算し2
次回の射出サイクルの射出段階で修正操作量UV2 k
出力する。和回路166は速度制御系サーボコントロー
ラ161から出力される操作量Uv1と速度制御系学習
コントローラ162から出力される修正操作量Uv2と
を加算し、この加算結果を操作量■Jvとして切換装置
160の一方の入力端子に入力する。なお、速度制御系
学習コントローラ162で実行される計算アルゴリズム
は、操作iUVから射出速度偏差V、への伝達関数Gu
v (Ve ” Guv Uv )の逆関数ou4’を
計算すれば良い。但し、この実現が難しいときは。
G訂に近い関数幅V金用い。
UV2 = Guv ve             
     (2)より、修正操作量UV2 fjc計算
し王も良い。
一方、圧力制御系サーボコントローラ171は。
タイマ(図示せず)を有し、スクリュ位置zが所定位置
になるとタイマが作動して、操作量Ups f出力する
。ここで、圧力制御系サーボコントローラ171の伝達
関数Gap(s)は次式で表わされる。
Ul)I =ocp(s) ・P6 ここで、タイマのタイマ値tにより変化する制御パラメ
ータ恥(t) 、 R5(t) 、 Ra(t) 、 
Q、5(t)及びQ4(t)も、第2図に示された制御
パラメータ入力装置17より予め入力される。又、圧力
制御系学習コントローラ172も、速度制御系学習コン
トローラ162と同様に、メモリを有し、射出サイクル
毎に保圧圧力偏差P6?!−記憶し、この記憶された保
圧圧力偏差Pg k打消す修正操作量Up2 i計算し
2次の射出サイクルの保圧段階で修正操作量U、2を出
力する。和回路173は圧力制御系サーボコントローラ
171から出力される操作量tT、と圧力制御系学習コ
ントローラ172から出力される修正操作量Up2とを
加算し、この加算結果を操作量Upとし工切換装置13
0の他方の入力端子に入力する。圧力制御系学習コント
ローラ172も、速度制御系学習コントローラ162と
同様に。
typ2= aup P、             
(4)より、修正操作量Up2が計算される。この伝達
関数G′並は、操作量U、から保圧圧力偏差P6への伝
達関数Gup (Pa =Gup Up )の逆関数G
もの近似関数である。
すなわち、射出成形動作が、射出、充填、保圧及び冷却
の4つの過程を1つのサイクルとした繰り返し動作であ
ることに注目し、前回のサイクルの偏差情報を用い又9
次回以降のサイクルでの偏差を減少させている。
最後に、上述の速度・圧力制御装置100ヲ電子計算機
システムで構成した場合について説明する。
第3図を参照しLオペレータは、先ず制御パラメータ入
力装置17より、適当な定数の制御パラメータを入力す
る。中央処理装置(CPU)18は、インタフェース1
9を介し1入力された制御パラメータを記憶装置(メモ
リ)20に記憶する。メモリ20には、第1図のサーボ
コントローラ161.171の動作を実行するためのサ
ーボ用プログラムと、学習コントローラ162゜172
の動作を実行するための学習用プログラムとが予め記憶
され工いる。学習用プログラムを作動させない状態で、
射出成形機の試し打ちを行ない、これにより、オペレー
タは制御パラメータの変化パターンを決定する。
オペレータは、このようにして決定されたスクリュ位置
Xに応じた制御パラメータKv(”) *R1(り 、
 R2(Z) 、 GLl(Z)及びQ2(Z)と1時
刻tに応じた制御パラメータKp(t) 、 R5(t
) 、 R4(1:) 。
Qs(t)及びGL4(t)とを制御パラメータ入力装
置17より入力する。この入力された制御パラメータは
、C!PU18により、インタフェース19を介し又、
スクリュ位置2或いは時刻tに対応させてメモリ20に
記憶させる。今度は学習用プログラムも作動させる。
射出成形機により射出成形サイクルが開始されると、ス
クリュ位置検出器10で検出されたスクリュ位置2が、
プログラムカウンタ(PGカウンタ)21でカウントさ
れ、C:PU18は。
スクリュ位置Xに対応して予めメモリ20に記憶された
射出速度指令値■rを読み出し、この読み出された射出
速度指令値vrとA/D変換器22を介して入力される
射出速度検出値Vとから射出速度偏差V、を求める。こ
の求められた射出速度偏差v6に基づき、メモリ20に
記憶され℃いる速度制御系サーボ用プログラムにより、
(η式から操作量Uv1に計算し、これを操作量Uとし
”i(D/A変換器23を介してサーボアンプ13へ送
出する。と同時に、射出速度偏差Veeメモリ20に一
旦記憶し、(2)式により9次回の射出成形サイクルの
射出過程のための修正操作量UV2を計算し、メモリ2
0に記憶する。
PGカウンタ21でのカウント値が所定の1直になった
ことを検出すると、C!PU18は、保圧過程になった
と判断し2時刻tに対応して予めメモリ20に記憶され
た保圧圧力指令値Prを読み出し、この読み出された保
圧圧力指令値PrとA/D変換器24?介し又入力され
る保圧圧力検出値Pとから保圧圧力偏差Pa ’に求め
る。この求められた保圧圧力偏差P0に基づき、メモリ
20に記憶され℃いる圧力制御系サーボ用プログラムに
より、(3)式から操作量U、I i計算し、これを操
作量UとしてD/A変換器23を介しtサーボアンプ1
3へ送出する。と同時に、保圧圧力偏差P6をメモリ2
0に一旦記憶し、(4)式により。
次回の射出成形サイクルの保圧過程のための修正操作量
Up2 ft、計算し、メモリ20に記憶する。
次の射出成形サイクルにおい又は、射出過程では、(1
ン式により計算された操作量0月とメモリ20に記憶し
又あった修正操作量TJvzとを加えたものを操作量U
としXD/A変換器25を介し”c+−ボアンブ13へ
送出し、保圧過程では。
(3)式により計算された操作量Up+とメモリ20に
記憶してあった修正操作量Up2とを加えたものを操作
量UとしU D/A変換器25を介し℃サーボアンプ1
6へ送出する。
以下、この射出成形サイクルを繰り返す。
〔発明の効果〕
以上の説明で明らかなように1本発明たよれば、射出速
度あるいは保圧圧力の指令値と検出値の偏差より操作量
を求める補償手段が、不時変数系ではなく9時変数系と
したので、負荷特性が変化しても、制御量の行き過ぎや
遅れ、定常偏差等を減少させることができる。従っt。
コンパクト・ディスクなど精度が要求される成形品を成
形することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による射出成形機の速度・圧力制御方式
を実現する制御装置の一実施例の構成を示したブロック
図、第2図は本発明の適用される射出成形機の構成例を
示した断面図及びブロック図、第5図は第1図に示した
制御装置を電子計算機システムで構成した図、第4図は
従来の射出成形機の速度・圧力制御方式を実現する制御
装置の構成を示したブロック図、第5図は従来の射出成
形機の構成金示した断面図及びブロック図、第6図は外
観不良の一例を示した図、第7図は射出速度の不良領域
の一例を示した図である。 110・・・射出速度指令値発生器、120・・・保圧
圧力指令値発生器、130・・・切換装置、  140
.150・・・差回路、16t・・・速度制御系サーボ
コントローラ、162・・・速度制御系学習コントロー
ラ、163・・・和回路、171・・・圧力制御系サー
ボコントローラ、172・・・圧力制御系サーボコント
ローラ。 173・・・和回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、予め定められた射出速度あるいは保圧圧力の指令値
    と射出速度あるいは保圧圧力の検出値との偏差を受けて
    操作量を出力する補償手段により射出成形機の射出速度
    と保圧圧力を制御する方式において、前記補償手段が時
    変数系であることを特徴とする射出成形機の速度・圧力
    制御方式。
JP24635285A 1985-11-05 1985-11-05 射出成形機の速度・圧力制御装置 Granted JPS62105617A (ja)

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JPH0312528B2 JPH0312528B2 (ja) 1991-02-20

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63191202A (ja) * 1987-02-04 1988-08-08 Hitachi Ltd バツチプロセス制御方式
JPH01200928A (ja) * 1988-02-05 1989-08-14 Sumitomo Heavy Ind Ltd 射出成形機の速度・圧力制御方式
JPH03199026A (ja) * 1989-12-28 1991-08-30 Toyo Mach & Metal Co Ltd 射出成形機の成形条件フィードバック制御装置

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