JPS62151314A - 射出成形機の射出制御装置 - 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１ この発明は、射出別格を電動機をもって駆動する（ト）
出成形機の射出制御装置に関Ｊるものである。

［従来の技術］ この種の射出制御装置は特開昭６０−１７４６２５号公
報に開示されている。この従来装置を第４図により説明
すると、１は割出装買で、金型２とノズルタッチした加
熱シリンダ３に射出スクリュ４が進退自在に内装しであ
る。この射出スクリュ４の後部には、歯車機構５を介し
てスクリュ回転用電動機が接続しである。

また射出スクリュ４の後端は、該射出スクリュを回転手
段を介して前進及び後退駆動さける伝達機構７が直結し
てあり、その伝達は構に射出川の電動■８がカップリン
グ９を介して取（４【づである。

上記電動機８の駆動力は、伝達１構７を介してｒＨ出、
スクリコ４に伝達され、電動機８を駆１すＪ　１＋’ｌ
■することにＪこり射出速度または射出圧力（保圧圧力
）あるいは背圧力の制御ができる。

射出スクリュ４の前進力あるいは負荷による反力を受（
ブる部位の変形聞を検出することにより射出圧力（射出
力）を測定するために、ひずみゲージよりなる圧力セン
畳す１０が伝達機構７の受部材１１に取りつｔプられて
いる。

電動機８には速度センサとしてタコメータジエネレー１
−１２と、電動機８の回転位置を検出することにより射
出スクリュ４の位置を検出するための回転角度検出器１
３が直結されている。

上記射出装置１では、射出制御装どのシーケンス制御を
司どる中央コントローラ３１から、電力変換器２６を作
動状態にさせる電力変換器作動指令信号が発せられ、電
力変換器２６がＯＮされて射出を開始する。

速度指令回路１５からの信号ｅ、は、指令切替スイッチ
１９を経て速度指令信号ｅ’（ｅ＝ｖ■ ｅ　′　）として、またタコメータジェネレータ１２に
より検出された速度検出信号は、変換回路２７により割
出速度検出信号ｅ。に変換されて加算点２゜に供給され
る。この結果、加算点２ｏがらはｅ　′■ −ｅ、＝Δｅ、なる差信号が出力され、該差信号Δｅｏ
は速度制御増幅器２１により増幅され、信号Δｅｏｏと
なって加算点２２に供給される。

さらに電＠機８の出力トルクを決定する電動機電流は、
電流検出器２４により検出され、その電流検出信号は、
変換回路２５により電圧信号から成る電流検出信号ｅ、
に変換されて、加算点２２に供給される。

この結果、加算点２２からはΔｅ　　−ｅ、−ｎＯ１ Δｅ１となる差信号が出力され、該差信号Δｅ。

は電流制御増幅器２３によりΔｅｉｏに増幅された後、
上記電力変換器２６に供給される。上記電力変換器２１
は、サイリスタを使用した点弧制御回路またはトランジ
スタを使用したパルス幅制御回路により構成され、前記
信号へ〇ｉｏに基づいて、上記電動機８に所定の電流を
流して電動機８を駆動するように構成されている。

以上により割出速度制御はフィードバック制御により行
なわれる。射出速度制御により射出充填が続行され、上
記回転角度検出器１３の信号が変換回路２８により射出
スクリュの位置信号に変換され、この位置信号と、上記
中央コン１〜ローラ３１の指令により射出速度制御から
射出圧力制御に切換える射出スクリュ位置を設定するた
めのスクリュ位置設定値信号発生器３０からの設定値信
号とが、コンパレータ２９により比較され、それらの信
号が一致すると、上記中央コントローラ３１から切換指
令が上記指令切換スイッチ１９に発せられ、射出速度側
η１１から射出圧力制御に移行する。

圧力指令回路１６から上記中央コンｌ−０−ラ３１の指
令により射出圧力指令（以下略して圧）ｊ指令と貯ぶ）
信号ｅ、１は加算点１７に供給される。また上記圧カセ
ンザ１０の信号は、変換回路１４により電圧信号から成
る射出圧力信号ｅ、に変換されて加算点１７に供給され
る。

この結果、加算点１７からはｅ−ｅ＝Δｅ１）ｌ　　　
Ｄ　　　　Ｉ） なる差信号が出力され、該差信号は圧力制御増幅器１８
により増幅されて信号Δｅ　ｐｏとなり、上記指令切換
スイッチ１９を経て速度指令信号ｅ　′■ （Δｅ＝ｅ’）となる（説明の都合上、以後ｐＯｖ 信号Δｅ　を信号ｅ　′と呼びかえる。）。

ｐＯｖ 上記と同様にして、速度指令信号ｅ　′により■ 電１ＦＩＩ機８が駆動制御されて、射出圧力が圧力指令
値となるようにフィードバック制御により射出圧力制御
がなされる。

設定された射出時間が経過すると、上記中央コントロー
ラ３１は射出終了信号を発すると共に、上記圧力指令回
路１６から背圧力指令信’３　ｅｏ　ｉ　（説明の都合
上、指令値が異なるが上記説明の圧力指令信号と同一記
号で呼ぶ）が発せられる。背圧ノ〕指令信号ｅ　ｏ　ｉ
によって上記電動機８は、上記射出圧力制御時と同様に
駆動制御されて射出制御工程からいわゆる背圧力制御工
程に移行する。

一方、射出工程終了時より所定時間経過後に、中央コン
ｌ−ローラ３１はスクリュ回転用型ｉＩ！１１８Ｍ駆動
装置３２にスクリュ回、転指令を与える。スクリュ回転
用電動機６は回転を開始し、射出スクリュ４の回転がな
され、上記背圧制御とにより一般的にいわれている計量
がなされる。スクリュ位置信号とスクリュ位置設定値信
号発生器３０から発せられる削椿限設定信号とがコンパ
レータ２９により比較され、スクリ１位置が設定された
計量限位首となったとぎ、上記中央コン１〜ローラ３１
と電力変換器２６、スクリュ回転用電動機駆動装置１４
、指令切換スイッチ１つへの指令を断ち、計量工程を終
了さけ、次の射出工程の特別をづる。

上記の如く、先行技術は射出工程を射出速度制御工程と
！ｌ）ｊ山王力制御工程の２工程に分割制御することか
らなり、速度センサからの速度信号をフィードバックさ
せて速度制御を行なう電動へ駆動制御において、射出圧
力制御時、射出圧力を圧力センナで検出して得た圧力検
出信号ｅ、と、圧力指令信号ｅ　ｐ　ｉとの差信号へｅ
ｐを演算増幅して得られる射出圧力制御信号Δｅ　ｐｏ
を速度指令信号ｅｖ′とじて、電動機を駆動制御し、射
出圧力制御を行なうよう構成されている。

［発明が解決しＪ：うとする問題点１ このような従来の射出制（７ＩＩ装首でｔま、圧力制郊
時に次のＪ：うな問題があった。

これを射出工程にＪ５１（る圧力、速度の設定値と測定
値の関係を示した特性曲線図の１例である第５図（Ｂ）
　、　（Ｃ）により説明すると、速度指令信号へはｅＡ
値、圧力指令信号ｅ、１はｅ。値に設定されており、圧
力制御開始時（制御切換点）の測定された圧力値はｅＢ
値となっていてｅＢ＜ｅｃである。圧力制御増幅器３５
の増幅度をαとすると、圧力制御開始時の速度指令信号
値ｅ’（ｅ’■■ ＝Δｅ　）は、ｅ　　’＝（ｅ　　−ｅＢ）ｘαの関ｐ
ｏ　　　　　　　　ｖ　　　　　　　　　ｃ係が成り立
つ。圧力制御開始時の実削出速度は設定値と等しいｅＡ
となっている。ｅＡ〈（ｅｃ−０８）×αでその差が大
きいと、速度指令信号値はｅＡから（ｅｃ　ｅＢ）ｘα
にステップ的に変わり、第５図（Ｂ）のように射出速度
は瞬間増幅されている現象が発生する。設定された圧力
指令信号ｅ。値に対して、実際値は３分オーバーした後
一定１ｆｌ　ｅ。どなる。このことは金型内樹脂圧力を
急激にかつ必要以上に上昇させたことになり、いわゆる
オーバーバッキングがなされた内部ヒズミのある成形品
となってしまう。またはなはだしい場合には成形品にフ
ラッシュが発生する。

一方、ｅ　　＞　（ｅｃ　　ｅＢ　）　Ｘαとなる様な
条件であると、圧力制御切換時の速度指令信号値がステ
ップ的に小さくなるために、第５図（Ｃ）の様に射出速
度が減速しずぎて、実際の圧力は一度降下した後に上昇
するようなアンダーシュー１〜が起る。圧力降下が大き
いと、上記現象とは逆に金型への樹脂の充填不足となり
、成形品にヒケが発生してしまう。このように圧力制御
時の圧力特性は、１１１１１１１＋切換点の実則出速度
値、制御切換点の測定圧力値、圧力指令信号傾く圧力設
定値）おにび圧力、１ｒｌｌ　ｔ２Ｄ増幅器３５の増幅
倍率α値により互いに影響されるために、設定成形条件
によっては第５図（Ｂ）。

（Ｃ）の例の如く大ｒｊＪに異なったものとなり、いづ
れの場合ら良品の生産ができない。それ故に良品を成形
するための射出速度、制御切換点、射出圧力等の設定値
を求めるには、数多くの試打を必要とし、操作性が悪い
ものであった。

［問題点を解決りるための手段１ 本発明は上記事情から考えられたものであって、その目
的は、電動機を駆動源として用いｌこ射出装置において
、射出速度、射出圧力のそれぞれの制御を速度センサ、
圧カセンリ゛（射出力の検出用センサあるいは加熱筒内
樹脂圧力の検出用ヒンサ）を用いてフィードバック制η
０により高精邸で行なうとともに、容易に成形条件（設
定値）を求めることのできる射出制御１１装置を提供Ｊ
ることにある。

上記目的による本発明は、電動機の回転速度を速度セン
ナで検出して得た速度検出信号と速度指令信号との差信
号を演算増幅して電流指令信号とし、上記電動機の入力
電流を電流検出機で検出して得た電流検出信号と上記電
流指令信号どの差信号を演算増幅して得た信号に基づい
て、上記電動＋幾を駆動することにより射出速庶の制御
を１１なった（す、ＱＪ出山王センサで検出してｉｊ？
　／：α１出圧力検出信号と射出山王指令信号との差信
号を演算増福して得られる信号を、射出圧力制御信号と
して上記速度指令信号回路に切換接続することにより、
射出圧力の制御を行なう射出制御装置において、上記射
出圧力制御信号（速度指令信号）の大きさを制限する速
度指令信号制限回路を射出圧力制御時に作動するように
設けた射出制御装置にある。

［作　用］ 本発明においては、射出圧力制御時、速度指令信号の大
きさを制限する速度指令信号制限回路の作用下において
、圧力のフィードバック制御を行うので、速度制御から
圧力制御に切換時のような射出圧力の設定値と測定値と
の差が大きく、かつ銅山圧力の設定値が測定値よりも大
きい過渡状態の制御において、速度指令信号の上限値を
制限して過速度とならないように制御することができる
ため、従来装置のような射出圧力のオーバーシュー１〜
の発生をなくすことができ、圧力制御増幅器の増幅度を
従来装置よりも大きくすることができるため、制ｕＩＩ
切替時の圧力の設定値と測定値の差が小のときに、従来
装置よりも速度指令信号の大きさが大きくなり、アンダ
ーシュートの程度を少なくすることができる。また圧力
制御増幅器の増幅度が大きいために、割出圧力設定値と
測定値が微少差の時でも速度指令信号値を従来にりも大
きくすることができて、精度の良い射出圧力制御ができ
る。

［実施例］ 以下、第１図から第３図に基づいて本発明を説明する。

なお、同図において前述の従来装置と同一部分には同一
符号を付して説明を省略する。

速度指令回路１５は中央コントローラ３１の指令により
、射出速度制御時の射出速度設定値、または射出圧力制
御時の速度指令信号制限値、あるいは背圧力制御時の速
度指令信号制限値を設定するための信号を必要に応じて
、自由に指令信号ｅｖとして発生させることができる信
号発生器である。

本実施例においては、射出制御工程中、速度指令回路１
５からは、指令信号ｅＶが大きさが変わらずに出力され
つづけるように制御されている。また背圧力制御時には
、所定のスクリュ後退速度値が出せるように前以って設
定された値となっている信号ｅｖを発生する。

本発明にＪ３いて特徴的なことは、射出圧力制御時に射
出圧力制御信号（速度指令信号〉Δｅ、。の大きざを制
限する速度指令信号制限回路３３を圧力制御増幅器１８
に付加して設けたことである。

この速度指令信号制限回路３３は、第２図に具体的な構
成を示したように、演算増幅器の組合わせより成り、圧
力制御増幅器１８からの速度指令信号Δｅ、。及び速度
指令回路１５からの信号ｅｖを入力とし、速度指令信号
制限値を制御する信号ｅｖにＪ、す、速度指令信号Δｅ
、。の上限圃あるいは下限１直を制限された信号へ〇　
′を出力することがでＰＯ きる。

第３図は上記速度指令信号制限回路３３の入力信８Δｅ
２ｏが速度指令信号制限回路わ１１信号ｅｖにより出力
信号Δｅ　′が制限される様子を示した特Ｏ 性向線図である。同図にみられるように出力信号Δｅ　
′は人力信号Δｅ、。の大きさによりΔ”ｐｏ≦ｅ、″
　　　のときΔｅＰｏ′−ｅ″■ ｅＶ″くΔｅ　　＜ｅ　　のとぎΔｅ　　’＝ΔｅＰ。

ＰＯｖ　　　　　　　　　　ＰＯ ｅ　≦Δ”ｐｏ　　　　　のときΔｅ’＝ｅｖ　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ＰＯｖとなり
、下限は速度指令信号制限回路３３内の演算増幅器３４
により信号ｅＶよりも大きさを減じられたｅ　とは極性
が異なるｅ　“値、上限はｅＶ値ｖ に制限される。

このように、圧力制御時の速度指令信号ｅＶ′は速度指
令信号制限回路３３により信号ｅＶによって制限される
ので、圧力制御開始時に圧力指令値が圧力測定値よりも
どんなに大きな場合であっても速度指令信号ｅ　′が圧
力制御開始時の速度値■ ｅ　に上限が制限されている。そこで圧力指令値■ が圧力測定値よりもかなり大きな場合における負荷への
圧力応答特性は、第５図（Ｂ）に対して第５図（八）に
示したように改善される。即ち圧力のオーバーシュー１
〜の発生がなくして実圧力は上昇して圧力指令値に到達
する。

また、圧力制御時の速度指令信局ｅ　′の上限■ がＩ１１限されているため、圧力のオーバーシュートの
発生をおさえることができ、このため圧力制御増幅器１
８の増幅度を大きくすることができる。その結果、圧力
指令値と測定値の差が小さな時であっても、従来装置よ
りも速度指令信号ｅ　′の大■ ぎさが大となるので、圧力応答特性は第５図（Ｃ）に対
して第５図（Ａ）に示ずＪ：うに改善されて、従来装置
よりも圧力のアンダーシュートの大きさを小さくザるこ
とかできる。

更にまた、射出速度制御から射出圧力制御に切換えると
ぎに、切換点の訓定圧力値（実圧力値）よりも圧力指令
値が小なる設定のときにもよ、速度指令信号ｅ　′の極
性は、上記の場合と一時的に■ 逆になり、電動礪は射出前進時とは反対の方向の力が発
生し実圧力値は圧力指令値になるように低下していく。

スクリュ前部には、加圧された樹脂がスクリュ後退力と
してモータの駆動力に加勢されて作用するので、実圧力
値を圧力指令値まで低下さける時には、上記のように実
圧力値を上昇させる場合よりも、モータの駆動力（逆回
転力）は小さくても良い。よって、速度指令信号ΔＣＶ
′の（０性が負の場合（，１、速度指令信ｊ３１＋’ｌ
限信号ｅ７よりら絶ス・１値で小ざな値の信Ｙ；△ｅ　
　”により下■ 限値の制限を行うのがよく、さづれば上記の場合と逆の
作用により圧力のアンダーシュー１〜を小さくＪること
かできる。

本実施例においては、射出圧力制御時の速度指令信号制
限値を）１出速度制御時の速度指令回路閘と同じに制御
させているが、成形品によって割出速度を極低速とし、
圧力制御によりバッキング速度を大としたいことが必要
な特別な場合には射出圧力制御時の速度指令制限信号用
の設定器を選択作動させて、速度指令制限値を射出速度
設定値Ｊ：りも必要なだけ大きく寸れば良い。まｌ’ｃ
　Ｑ−Ｊ山王力の検出手段として、加熱筒あるいはノズ
ルに樹脂圧力センサを取りつけて行っても良い。

また射出速度制御から射出圧力制御への切換をスクリュ
位置を検出することにより行っているが、金型キＡ・ビ
ティ樹脂圧力領、用山王力埴、雷動哉の電流値等を検出
することにより樹脂の充填量を検知して行っても良い。

また成形品によって必要な場合には、割出速度、印１出
圧力の一方また【よ両方をスクリュ位置あるいはタイマ
ーを使用しての時間により多段階に制御してちにい。

本発明は予備可塑化製買付のいわゆるブリブラ式射出装
置あるいはプランジャ式射出装冒にも実施できることは
いうまでもない。

［発明の効渠］ 以上に説明したように本発明は（ト）山王カセンサを使
用して（ト）山王力制御を行うにあたり、速度指令信号
（射出圧力制御信号）の大きさを制限覆る様に構成しｊ
こので、）１出圧力のオーバシュートが発生することな
く、圧力制御増幅器の増幅度を上げて速度指令信号を大
きくづることができ、射出１カのアンダーシュートが発
生しにくい（ト）山王力制闘ができるので、操作性のＪ
：い高精度の躬出制１ｌＩＩを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示ずブロック図、第２図は第
１図にＪ３ける速度指令信号制限回路の具体的な構成例
を示１回路図、 第３図は速度指令信号制限回路の特性例を示づ一特性曲
線図、 第４図は従来の射出制御装置の一例を示すブロック図、 第５図はｍｍ工程にお（）る圧力、速度の設定値と測定
鎮の関係の特性例を比較して示した特性曲線図で（八）
は本発明の場合、（Ｂ）、　（Ｃ）は従来例の場合を示
すしのである。 ４・・・スクリュ ６・・・スクリュ回転用電動機 ８・・・電動前　　　　　　１０・・・圧カセンリ１２
・・・タコメータジＬネレーＩへ １３・・・回転角度検出器　　１５・・・速度指令回路
１６・・・圧力指令回路　　　１８・・・圧力ｉ＋ｉ　
Ｄｌｌ増幅器１つ・・・指令切換スイッチ　２１・・・
速度制御増幅器２３・・・電流制御　１ｊ、；幅ＨＨＨ
２４・・・上流検出器２６・・・電力変換器　　　　２
９・・・コンパレーク３０・・・スクリュ（ｑ買設定（
（（（信号発生器３１・・・中央コントローラ ３２・・・スクリュ回転用電動機駆動装置３３・・・速
度指令信号制限回路 特ｉｉ’Ｆ出願人　　　日精樹脂工業株式会社第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電動機を動源とし、回転手段とねじ部材を介して駆動さ
   れる進退自在な射出スクリュまたはプランジャを備え、
   上記電動機の回転速度を速度センサで検出して得た速度
   検出信号と速度指令信号との差信号を演算増幅して電流
   指令信号とし、上記電動機の入力電流を電流検出器で検
   出して得た電流検出信号と上記電流指令信号との差信号
   を演算増幅して得た信号に基づいて、上記電動機を駆動
   することにより射出速度の制御を行った後、射出圧力セ
   ンサで検出して得た射出圧力検出信号と射出圧力指令信
   号との差信号を演算増幅して得られる信号を、射出圧力
   制御信号として上記速度指令信号回路に切換接続するこ
   とにより、射出圧力の制御を行う射出制御装置において
   、上記射出圧力制御信号（速度指令信号）の大きさを制
   限する速度指令信号制限回路を射出圧力制御時に作動す
   るように設けたことを特徴とする射出制御装置。