JPS62178317A - 電動式射出装置の射出制御装置 - 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！Ｉ５］ この発明は、金型内の樹脂圧力をフィードバック制ｔ！
１１することにより、圧縮・保圧工程のａ、ＩＩ　Ｉｌ
ｌを行なうことのできる電動式射出装置の射出制御装置
に関するものである。

［従来の技術］ この種の技術に関しては特公昭５８−５２／１８６　号
公報、特開昭６０−１９８２１７″ｉ：ｊ公報に記載さ
れている。

それらの先行技術は、射出制御工程中の圧縮・保圧制御
工程にお（プる金へν内の樹脂圧力が任意に定められた
経時パターンになる様に射出シリンダ内の油圧をフィー
ドバック制御することを特徴としており、装置は時間を
パラメータとして変化する設定圧信Ｈを発生Ｊる圧力設
定器を備えている。

［発明が解決しようとする問題点］ 金型内の樹脂圧力を所定の圧カバターンとなる様に油圧
装置を使用して制御する場合には、応答性の良い制御バ
ルブが必要で、一般的には油圧サーボバルブを使用して
いる。油圧サーボバルブは高価であり、作動油の管理と
いったメンテナンス上のわずられしさが伴なっていた。

この解決策としては、特開昭Ｇｏ−１７４６２５号公報
に記載された電動式射出制御ｌｌ装置を利用し、また射
出力検出用センサを、金型内樹脂圧力検出用センυに代
えて射出制御を行うことが考えられるが、金型内樹脂圧
力の上背パターンを任意に設定づるためには、圧力設定
器は時間をパラメータとして変化する設定圧信号を発生
さけることができるものが必要であり複雑な装置となっ
てしまう欠点があった。

この発明の目的は、電動様を駆動源として用いた射出装
置を使用し、圧縮・保圧制す１１工程初期の金型内樹脂
圧力の上昇速度を任意に設定できる操作性のよい油圧を
使用しない射出制御装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 前記目的によるこの発明は、回転手段を介して駆動され
る進退自在な射出スクリュまたはブランシトの電動機の
回転速度を検出する速度センサと、速度制御工程におけ
る射出速度を設定する速度設定器と、前記速度センサで
検出して得た速度検出信号と前記速度設定器から発せら
れる速度指令信号との差信号を演算増幅して電動機駆動
信号を発生ずる電動機駆動信号演算増幅回路と、前記電
動機の入力電流を検出する電流検出器と、前記電流検出
器で検出して得た電流検出信号と前記電動機駆動信号と
の差信号を演算増幅して電動機駆動信号を発生する電動
機駆動信号演算増幅回路と、前記電動機駆動信号により
前配電り」機を駆動制御する電力変換器と、金型内樹脂
圧力を検出する圧力センサと圧縮・保圧工程における金
型内樹脂圧力の最高値（圧縮圧力値）を設定する圧力設
定器と、前記圧力センサで検出して得た圧力検出信号と
前記圧力設定器からの圧力指令信号との差信号を演棹増
幅して圧力制御信号を発する圧力演算増幅回路と、圧縮
・保圧制御（圧力制ｔｉｔ）工程時に前記圧力制御信号
を速度指令信号として前記電動機駆動信号演算増幅回路
に切換接続するための指令信号切換器とを有し、圧力制
御時の射出スクリュあるいはプランジャの前進速度の大
きさの上限値を設定する圧縮速度設定器と、圧縮速度設
定器の設定信号に制御され、該信号の大ぎさに応じて前
記速度指令信号（圧力制御信号）の上限値を制限りる速
度指令信号制限回路を上記圧力制御演算増幅回路の出力
側に備えたことをを要旨とする。

［作　用１ 前記構成においては、圧力制御信号に、速度指令信号制
限回路が圧縮速度設定器の設定値の大きざに応じて速度
指令信号値の上限を制限するので、圧縮速度設定器の設
定値をかえることににって、射出スクリュあるいはプラ
ンジャの前進速度を変更させることができ、金型内樹脂
圧力が圧力制御切換時から圧力設定器の設定圧力値まで
達する間の圧カバターンを任意に変えることができる。

し実施例］ この発明を実施例により詳細に説明する。

第１図にて、１は射出装置で、金型２とノズルタッヂし
た加熱シリンダ３に射出スクリユ、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ｍ構５
を介してスクリュ回転用電動機６が接続しである。また
射出スクリ１４の後端には、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せる伝達機構７が直結して
あり、その伝達ｉ構に射出用の電動機８の出力軸がカッ
プリング９を介して接続されている。

前記電動機８の駆動力は、伝達改横７を介して射出スク
リュ４に伝達され、電動機８を駆動制御することにより
射出速度あるいは射出圧力（保圧圧力）または背圧力の
制御ができる。金型２には合型内樹脂圧力を検出するた
めの圧力センサ１０が取り付けられている。

電動機８には速度センサとして、タコメータジェネレー
タ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１３
が直結されている。

中央コントローラ１４は、射出装置のシーケンス動作等
全体の！、制御を司どる装置である。

速度設定器１５の設定信号ｅ　　は、速度指令切ν１ 換器３６、指令信号切換ＶＥ１２３を経て速度指令信号
ｅ　（説明の都合上ｅ　とよびかえる）として、ν　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　ν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、速
度信号変換器２７により射出速度検出信号ｅｎに変換さ
れて電動機駆動信号演算増幅回路１６に供給される。

この結果ｅ　　−ｅｎの差信号が増幅されて電流ν 指令信ｇｅ　　　となり、トルクリミッタ回路２４にｎ
。

入り、電！ＪＪ機電流の上限値（電動機出力トルクの上
限値）を制限覆るためのトルクリミッタ信号ｅ　と比較
演算されてｅ　　　＜ｅ、のときには値ｔ　　　　　　
　　　　　　　　　　　ｎ。

は代わらず、ｅ　　≧ｅ　のときにはｅｔの値とｎｏ　
　　　　ｔ なる信号ｅ　　′となって、前記トルクリミッタｎ。

回路２４により出力され、電動機駆動信号演算増幅回路
１７に供給される。

さらに電動ｔ１１８の出力トルクを決定する電動１１？
ｔｆ流は電流検出器３０により検出され、その電流検出
俳号は電流信号変換器２８により電流検出信号ｅｉに変
換されて、電動機駆動信号演算増幅回路１７に供給され
る。この結果、電！ＩＩＪｌＴａ駆動信号演算増幅回路
１７にＪ：すｅ　　　’−ｅ−の差信号がＰｒ４篩ｎＯ
＋ 増幅されて電動機駆動信号ｅｉｏとなり、電力変換器１
８に供給される。電力変換器１８はサイリスクを使用し
た点弧制御回路またはトランジスタを使用したパルス副
制御回路により構成され、前記信号ｅ　ｉｏｌ、：基づ
いて眞配電！ＩＩＩ機８に所定の電流を流し、電動１８
を駆動するように構成されている。

前記トルクリミッタ回路２４は、電動機の出力トルクの
上限値を制限する作用があり、射出速度あるいは射出圧
力を設定値と実際値が一致するようにフィードバック制
御をする時には、トルク設定器３３により前以て設定さ
れる信号ｅ　　が、中央コン１〜ローラー４の指令によ
りトルク指令切換器３５ににり選択されて、前記設定値
信号ｅｔとなっている。信号ｅ　　の大きさは射出圧力
あるいは速Ｎ 度のフィードバックｆｔ、制御が行えるに十分な値とな
っている。

射出充填工程における射出速度制御は、速度指令値に速
度検出値が一致するＪ：うにフィードバック制御により
行われる。射出速度制御により射出充填が続行され、前
記圧力センサー０により検出された金型内樹脂圧力信号
は、圧力信号変換器２６により圧力検出信号ｅ　に変換
される。圧力検出信Ｑ　６．は圧力演算増幅回路１９と
比較器２９に供給される。

比較器２９は前記圧力検出信ｊ３８　Ｆ、と、樹脂の充
填滑を設定する充Ｉ１１吊設定器２５の設定信号とを比
較し、圧力検出信号ｅ、が充１ｔＴｉｆｆｉ設定器２５
の設定値に達した時に、速度ｔｉｌｌｒｎ工程から圧縮
・保圧制御工程（圧力制御工程）への切換信号を中央コ
ントローラ１４に供給する。

中央コン１〜ローラー４からの切換指令が上記指令信号
切換蒸２３に発せられ、射出速度制御工程から圧縮・保
圧制御工程に移行する。

圧縮・保圧工程にお番プる金型内樹脂圧力の最高値（以
下圧縮圧力値という）を設定する圧力設定２！ｉ２０の
設定値信号ｅ　ｐ　Ｈは、圧力演算増幅回路１９に供給
され、前記圧力検出信号ｅ　と信号ｅ　ｐ　ｔの差信号
が演痒増幅されて、圧力制御信号ｅ　・　が圧力演粋増
幅回路１９より出力される。圧力制御信号Ｃ、は、射出
ス蔓すュあるいはプランジＶの前ｌＯ 進速度の大きさの上限を制限する制限値を設定する圧縮
速度段定器２１の設定信号ｅ、に制御され、該信号ｅ、
の大きさに応じて上記圧力υ制御信号ｅ　・　の上限を
制限づる速度指令信号１１ｘｌ限回路２２ｐ１０ に供給される。

前記圧力制御信＠ｅ　、は速度指令信号１ｂｌｌ限回ｌ
Ｏ 路２２により、ｅ　・　＜　ｅ　Ｂのときには値は変ら
ず、ｅｐｉｏ≧ｅｆＪのときにはｅｌの値となる信号ｅ
　、′となって前記指令信号切換器２３を経て速ＩＯ 度指令信号ｅ　　（ｅ、　　−ｅｖ）となる（説明のν
　　　　ｐｌｏ 都合上、信号ｅ　・　′を信号ｅｖと呼びかえる）。

ρ１０ 速度指令信号ｅ、により前記と同様に電動機８が駆動制
御されて、金型内樹脂圧力が圧力設定器２０の設定値と
なるように圧縮・保圧工程が続行される。

一方比較器２９からの圧縮・保圧υノ御工程への切換信
号が中央コントローラ１４に入力された時から、金型内
樹脂圧力のフィードバック制御１時間を設定するタイマ
ー（図示なし）が動作を開始し、そのタイマーの設定時
間が経過すると、中央コントローラ１４は金型内樹脂圧
力制御２１１工程時間完了信号をトルク指令切換器３５
に与える。トルク指令切換器３５は信号ｅ　の値を１−
ルク設定器３３の信号ｅ。ｐ［ から圧力設定器３０の信号ｅ　ｐ　Ｈに切換える。前記
トルクリミッタ回路２４によって電動機８の出力トルク
（よ、圧力設定器２０に設定された値に上限を制限され
た値どなって圧縮・保圧制御工程は続行される。

設定された射出時間が経過すると、上記中央コントロー
ラー４は射出工程終了信号が発Ｊると共に、速度指令切
換器３６とトルク指令切換器３５及び指令信号切換器２
３へ切換指令を出力し、計量工程時の射出スクリュ後退
速度よりもかなり低く設定されて、）１出スクリユ後退
抵抗を補償するためのスクリュの後退力を発生させるた
めに、後退速度設定器３１の設定信号ｅ　　を速度指令
信号ｅ、としてν２ 電動機駆動信号演弥増幅回路１６に供給づると共に、背
圧力設定器の背圧力設定信号ｅ　ｐｂがトルク指令切換
器３５により信号ｅｔとなって、トルクリミッタ回路２
４に供給される。後退速度設定器３１からの設定信号Ｃ
は速度指令信号ｅ　　とはｗＡ竹がν２　　　　　　　
　ν１ 逆の信号である。

速度指令信号ｅ　　　（＝ｅ、、）ならびにドルクシ２ リミッタ信号ｅ、ｂ（＝ｅ、）により、前記電動機８は
その出力トルクの上限を制限された状態で、射出速度制
御時と同様に駆動制御されて、射出制６１１工程からい
わゆる背圧力制御工程に移行する。

一方中央コン１−ローラ１４は射出終了信号を発した後
、所定時間経過後にスクリュ回転用電動＋Ｒ駆動装置３
８にスクリュ回転指令を与え、スクリュ回転用電動機６
は回転開始し、射出スクリ１４０回転がなされ、射出ス
クリュ４は材料を前方へ移送すると共に後退力を発生し
、その後退速度が後退速度設定器３１により設定された
速度ｅ　　より大し２ きくなると、前記電１ＦＪＩ磯８には１−ルクリミッタ
信号（背圧力設定値）　ｅ　ｐｂにより上限を制限され
たｌ−ルクが発生してスクリュ後退の制動力となり、背
圧力制御Ｆにおける一般的にいわれている８１最がなさ
れる。

なお、本実施例のＲ１吊方法を使用すると、機械的な伝
達効率の低さ等から発生するスクリュ後退抵抗のために
、加熱筒内樹脂圧力が求める圧ツノよりも高くなること
もなく、また電動ｉ８あるいは伝達機構７の慣性力等の
影響による背圧力のうねりを小さくする等の効果を生む
。

回転角度検出器１３により検出された信号は、位置信号
変換器３７によりスクリュ位置信号となり、中央コント
ローラ１４に供給され、その信号が設定された計量限位
置信号と一致すると、中央コン］・ローラ１４は計埴丁
程を終了させ電力変換器１８をＯＦＦさせ、次の射出工
程の待機をする。

この発明においては、圧力センサ１０の圧力検出信号Ｏ
ｐと圧力設定器２０の圧力指令信号ｅ　ｐｉとの差信号
を演算増幅して圧力制御信号ｅ　・　を発する圧力演算
増幅回路１９の出力側に、金型内樹脂圧力制御時の射出
スクリュあるいはプランジャの前進速度の大きさの上限
値を設定する圧縮速度設定器２１の設定信号ｅ、に制御
され、該信号の大ぎさに応じて前記圧力制御信号ｅ　・
　の上限を制限すＩＯ る速度指令信号制限回路２２を具備する。

この速度指令信号制限回路２２は第２図に具体的な構成
を示したように、演算増幅器１００、ダイオ−ド１０１
、抵抗１０２とからなり、前記圧力演算増幅回路１９か
らの圧力制御信号ｅ　・　を入力とし、ＩＯ 圧縮速度設定器２１の設定信号ｅ、の値に上限値を制限
されて信号ｅ　・　′を出力する。すなわちＩＯ Ｑ　、Ｈｏ＜　Ｑ　Ｊ）のときにはｅ、ｉｏ’＝ｅ　　
・　となり、ｐ：Ｏ ｅ　・　≧ｅ　のときにはｅ　・　′＝ｅ１となる。

ｐｒｏ　　　　　Ｒｐｒ。

第３図は本実施例における金型内樹脂圧力センリ１０の
検出圧力と時間との関係を示す曲線図であり、圧縮速度
設定器２１の設定信号ｅｊ！の大きざにより圧縮・保圧
制御工程におりる圧カバターンの変化する様子を例示し
たものである。

射出開始後金型内樹脂検出圧力Ｐ（ｔ）は上胃を開始し
、設定器２５の設定値Ｐ。に達すると、射出速度制御工
程から圧縮・保圧制御工程へと制御切換えがなされて、
金型内樹脂肚力が圧力設定器２０の設定値となる様に圧
縮速度の上限を信号ｅ。

に制限されながらフィードバック制御がなされる。

圧力Ｐ　（ｔ）は圧力設定器２０により設定された値Ｐ
１となる。圧縮速度設定器２１の設定信号ｅｊ！が大き
い程射出スクリｌの前進速度の上限値が太きくなるので
、１）１１進速度が大きくなり、圧力Ｐ（ｔ）が設定値
Ｐ１に達する時間が短かくなる。前記制御切換＋１５よ
り金型内樹脂圧力制御がなされ、前以て設定された時間
ｔ１が経過すると、圧力設定器２０の設定値信ｊ３　ｅ
　、　、とトルクリミッタ回路２４により、電ＩＪ＞　
Ｒの出力トルクがＩＩＩＩ限されて、射出スクリュは一
定の前進力を与えられる。

金型内樹脂圧力を一定値に保とうとするフィードバック
制御作用が解除されて、圧力Ｐ　（ｔ）は樹脂の冷却固
化によって徐々に低下していく。前以て設定された時間
が経過し射出工程が終了すると、射出圧力が解除される
ので圧力Ｐ（ｔ）はさらに低下する。

本実施例においては射出速度制御から圧縮・保圧制御へ
の切換を金型内樹脂圧力を検出して行っているが、射出
スクリ１位置、射出圧力値、電動機の電流値等を検出す
ることにより８４脂の充填量を検出して行ってもよい。

また成形品によって必要な場合には、射出速度をスクリ
ュ位目あるいはタイマを使用しての時間により多段階に
制御してもよいし、保圧圧力を時間により多段階に制御
してもよい。

なお、この発明は予備可塑化装置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置にも実施でき
ることはいうまで−ｂない。また電ｉＦ！１１１として
ＡＣサーボモータを使用することもできる。

［発明の効果］ この発明は上述のように、圧力制御時に圧縮速度設定器
の設定値の大きざに応じて速度指令信号値の上限を制限
する速度指令信号制御回路を有するので、圧縮速度設定
器の設定値をかかえることによって射出スクリュあるい
はプランジャの前進速度を変更させることができ、金型
内樹脂圧力が圧力制御切換時から圧力設定器の設定圧力
値まで達する間の圧カバターンを任意に変えることがで
きる。従って従来装置の様な時間をパラメータとして変
化する設定圧信号を発生する圧力設定器は不必要となり
、圧力設定器を簡単な装置とすることができるばかりか
、電動機を駆動源として用いた射出装置の操作性のよい
廉価な金型内樹脂圧力の制御ができる射出制御装置とな
るなどの特長を有する。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明に係る射出制御装置の実施例を示づもの
で、第１図はブロック図、第２図は速度指令信号υ１限
回路図、第３図は金型内樹脂圧力センリ１０の検出圧力
と時間との関係を示す曲線図である。 ２・・・金　型 ６・・・スクリュ回転用電動様 ８・・・電動機　　　　　　１０・・・圧力センサ１２
・・・タコメータジェネレータ １３・・・回転角度検出温１４・・・中央コントローラ
１５・・・速度設定器 １６・・・′ｉＩｔ流指令信号演算増幅回路１７・・・
電動機駆動信号演算増幅回路１８・・・電力変換器　　
　　１９・・・圧力演算増幅回路２０・・・圧力設定器
　　　　２１・・・圧縮速度設定器２２・・・速度指令
信号制限回路 ２３・・・指令信号切換器 ２４・・・トルクリミッタ回路 ２５・・・充填吊設定器　　　２６・・・圧力信号変換
器２７・・・速度信号変換器　　２８・・・電流信号変
換器２９・・・比較器　　　　　　３０・・・電流検出
器３１・・・後退速度設定器　　３３・・・トルク設定
器３４・・・背圧力設定器　　　３５・・・トルク指令
切換器３６・・・速度指令切換器　　３７・・・位置信
号変換器３８・・・スクリュ回転用電動機駆動装置特許
出願人　　　日精樹脂工業株式会社＋″：： 外１名 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回転手段を介して駆動される進退自在な射出スクリュま
   たはプランジャの電動機の回転速度を検出する速度セン
   サと、速度制御工程における射出速度を設定する速度設
   定器と、前記速度センサで検出して得た速度検出信号と
   前記速度設定器から発せられる速度指令信号との差信号
   を演算増幅して電流指令信号を発生する電流指令信号演
   算増幅回路と、前記電動機の入力電流を検出する電流検
   出器と、前記電流検出器で検出して得た電流検出信号と
   前記電流指令信号との差信号を演算増幅して電動機駆動
   信号を発生する電動機駆動信号演算増幅回路と、前記電
   動機駆動信号により前記電動機を駆動制御する電力変換
   器と、金型内樹脂圧力を検出する圧力センサと圧縮・保
   圧工程における金型内樹脂圧力の最高値（圧縮圧力値）
   を設定する圧力設定器と、前記圧力センサで検出して得
   た圧力検出信号と前記圧力設定器からの圧力指令信号と
   の差信号を演算増幅して圧力制御信号を発する圧力演算
   増幅回路と、圧縮・保圧制御（圧力制御）工程時に前記
   圧力制御信号を速度指令信号として前記電流指令信号演
   算増幅回路に切換接続するための指令信号切換器とを有
   し、圧力制御時の射出スクリュあるいはプランジャの前
   進速度の大きさの上限値を設定する圧縮速度設定器と、
   圧縮速度設定器の設定信号に制御され、該信号の大きさ
   に応じて前記速度指令信号（圧力制御信号）の上限値を
   制限する速度指令信号制限回路を上記圧力制御演算増幅
   回路の出力側に備えたことを特徴とする電動式射出装置
   の射出制御装置。