JPS6395927A - 射出成形機の計量制御装置 - 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〕 本発明は射出成形機の計量制御装置に関する。

〔従来の技術及び発明が解決 しようとする問題点〕

射出成形機による成形工程は、スクリュを回転すること
により材料（樹脂）をシリンダ先端部へ送って射出量を
きめる計量工程と、シリンダ先端部にある材料をノズル
部から金型内に射出する射出工程を含む。ここで、射出
量は９品質の良い成形品を得るための重要なパラメータ
の１つである。従って、射出量は、常に、予め定められ
た最適な値にする必要がある。

射出成形機の計量工程としては、計量工程中。

スクリュの回転数が常に一定でスクリュ回転数を切換え
ずに行う１段のものと、プログラム制御によりスクリュ
の回転数を何回かに分けて切換える複数段のものが知ら
ｎている。

従来、計量工程が１段のものでは、予め設定された計量
完了位置に達したことを９例えば。

リミットスイッチ等の位置検出器で検出し、計量完了位
置が検出された時にスクリュを回転駆動する装置への回
転駆動信号を停止している。

しかしながら１回転駈動信号を停止しても、スクリュは
慣性により直ちには停止せず、ある遅扛時間経過後に停
止する。この遅扛時間はスクリュ回転数が大きい程長く
なる。従って、従来の計量工程が１段のものは、スクリ
ュのオーバーランが発生するのを避けることができない
。

このスクリュのオーバーラン量は一定ではなくブ ばらつくので、成形品もそ扛に応じて殊らついてしまう
。

一方、この欠点を除去するために、射出工程が複数段の
ものでは、スクリュのオーバーランがないように、樹脂
の種類や最終段の１つ前の段（以下、前段という）のス
クリュ回転数に応じて、最終段開始の位置及び最終段の
スクリュ回転数を予め設定している。しかしながら、こ
の方法では、前段のスクリュ回転数や計量完了位置（射
出量）を変更した場合、最終段開始の位置と最終段のス
クリュ回転数を改めて設定し直さなけｎばならないとい
う欠点を有する。

従って１本発明の目的は、計量完了位置やスクリュ回転
数が変更になっても、こｎらを設定変更するだけで、ス
クリュをオーバーランなしに正確に計量完了位置で停止
させることができる射出成形機の計量制御装置を提供す
ることにある。

本発明の他の目的は、樹脂の種類が変わった場合でも、
スクリュをオーバーランすることなく設定した計量完了
位置で減速停止させることができる射出成形機の計量制
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〕

本発明による射出成形機の計量制御装置は。

スクリュの位置を検出するスクリュ位置検出手段と、ス
クリュの後退速度を検出するスクリュ速度検出手段と、
スクリュを回転駆動指令に従って回転駆動するスクリュ
回転駆動手段と、スクリュ位置検出手段で検出されたス
クリュ位置とスクリュ速度検出手段で検出されたスクリ
ュ後退速度を受けて予め定めらｆ′Ｌだ演算式によって
スクリュを予め設定された計量完了位置で停止させるよ
うなスクリュ回転数を演算し、この演算されたスクリュ
回転数を回転駆動指令として送出する演算制御手段とを
有する。

〔作　用〕

演算式より自動的にスクリュの減速開始位置を求め、ス
クリュを減速させるので、従来のプログラム制御の場合
のように、オーバーランを防ぐために最終段の開始位置
及び最終段のスクリュ回転数を設定する必要がない。又
、スクリュ後退速度とスクリュ位置を検出し、こ扛らを
基に減速開始位置及びスクリュ回転数を演算して求めて
いるので、樹脂の種類が変わった場合でも、スクリュを
オーバーランすることなく減速停止させることができる
。

〔実施例〕

以下９本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図を参照すると、射出成形機による成形工程は、計
量工程と射出工程を含む。

計量工程において、ホッパ１からの材料はその自重によ
って加熱シリンダ２内に落下する。

油圧モータ６によりスクリュ４が回転させらｎ。

こｎにより落下してきた材料は、混純さｎつつ。

う その溝にそってシリンダ先端に託る。この際。

材料は加熱シリンダ２の外周のヒータ（図示せず）から
加熱されるとともに、混練作用によって発生する摩擦熱
が加わって内部からも温度が上昇し溶融状態となる。溶
融材料が加熱ンリンダ２の先端に貯えら扛るにつ扛て、
その材料の背圧によってスクリュ４は後方に押戻さｎる
。

この後退量の調節によって１回の射出量を計量すること
ができる。

一方、射出工程においては、射出成形機後部の射出シリ
ンダ５によってスクリュ４に射出力が加えら扛、スクリ
ュ４は射出プランジャとなってその先端部にある材料を
高圧のもとにノズル部から金型（図示せず）内に射出す
る。

ここで、油圧モータ３及び射出シリンダ５内のピストン
５ａｔｄ、そ扛ぞｎスクリュ回転用流量制御弁６及び射
出用流量制御弁７によって駆動制御さ扛る。又、こｎら
流量制御弁６及び７は、そｎぞ扛後述する制御装置１０
からの回転駆動指令及び射出駆動指令に従って動作する
。

又１図示の如く、スクリュ４と射出シリンダ５内のピス
トン５ａｕ、互いに回転可能で軸方向には動かないよう
に、固定さｎている。従って、スクリュ４の位置及び後
退速度は、そｎぞｎ射出シリンダ５のピストン５ａに取
り付けら扛たスクリュ位置検出器８及びスクリュ速度検
出器９で検出さｎる。こｎら検出器８及び９で検出され
たスクリュ位置及びスクリュ後退速度は制御装置１０に
送らｆる。

制御装置１０け、主処理部１１．記憶部１２を有する。

主処理部１１は、記憶部１２に格納さ扛ているプログラ
ムに従って処理を行なう。

このプログラムの処理フローは、後で第２図を用いて詳
細に説明する。主処理部１１は、計量工程では、検出器
８及び９で検出さしたスクリュ位置ＳＡ及びスクリュ後
退速度■Ｎヲそ牡ぞｎインタフェース１６及び１４を介
して受けとシ。

回転駆動指％ＮＸをインタフェース１５を介してスクリ
ュ回転用流量制御弁６へ送出する。射出工程では、射出
駆動指令をインタフェース１６を介して射出用流量制御
弁７へ送出する。

次に９本発明による計量工程の制御方法の原理について
説明する。

本発明においては、スクリュ回転数及び計量完了位置が
予め設定さ扛、そ扛ぞｎＮ（ｒｐｍ）及び８９　（ｍｍ
　）　とする。スクリュ４がＮで回転していた場合、ス
クリュ４を停止させるために必要な時間ｔａ（秒）は、
以下の式で表わさｎる。

ここで、Ｇ［２（Ｋｇ・ｎ？）は油圧モータ６と機構の
はずみ車効果、ＴＭ（Ｋ９・ｍ）は油圧モータ６の制動
トルクを表わす。また、この時のスクリュ後退速度をＶ
ｕ（ｍ７秒）とすると、スクリュ４が停止するまでに進
む距離ＳＮ　（ｔｎｍ　）は、第３図に示さ扛るように
。

Ｓ　Ｎ　＝　−ＶＮ　ｔ４　　　　　　　　　−−−−
−−（２）となる。従って、計量完了位置がＳｑ、　（
ａｍ　）であるので、　５９−ｓＮの位置から減速を開
始すｎば良い。

減速開始からｊｘ（秒）後までに進む距離ＳＸ＜−−＞
け、第６図に示さ扛るように。

ｊｘ Ｓ　Ｘ　＝ｆ　Ｖ　Ｎ　十（１ｔａ　）ダＶＮ）ｔＸ　
　−・・・・・（３）となる。また、この時のスクリュ
回転数をＮＸ（ｒｐｍ）とすると。

ｊｘ Ｎｘ　＝　（１−籠）Ｎ　　　　　　　　・・・・・・
（４）であるから、ＳＸけ １千宗β ＳＸ　＝　−ＶＮ　ｔａ−−ＶＮ　ｔａ　”２　　　２
　　　Ｎ２　　　　・・・・・・（５）と表わさｎる。

また、この時のスクリュ位置をＥ３ｈ（ｒｎｍ）とする
と。

８９−８Ａ　＝　５Ｎ−８ｘ であるから、スクリュ回転数ＮＸは。

と表わさ扛る。

以上のことよシ、スクリュ回転数Ｎｘ（ｌ−ｔ９位置検
出器５で検出されたスクリュ位置ＳＡより。

式（６）により、求め扛は良いことがわかる。

次に、第２図をも参照して、第１図に示した制御装置１
０の計量工程の動作について説明する。

先ず、主処理部１１は、予め設定されたスクリュ回転速
度Ｎを回転駆動指金としてインタフェース１５全介しス
クリュ回転用流量制御弁６へ送出する。こ扛により、ス
クリュ回転用流量制御弁６け油圧モータ６をスクリュ４
の回転速度がＮとなるように駆動する。

次に、主処理部１１は、インタフェース１４を介しスク
リュ４の回転数がＮのときのスクリュ後退速度ＶＮをス
クリュ速度検出器９から読み込む（ステップ１０１）。

次に、主処理部１１は、スクリュ４の回転数がＮのとき
にスクリュ４が停止するまでの時間ｊａを（１）式より
計算する（ステップ１０２）。主処理部１１け、ステッ
プ１０１で読み込ま扛たスクリュ後退速度ＶＮとステッ
プ１０２で計算された停止までの時間ｔａより、スクリ
ュ４が停止するまでに進む距離ＳＮを式（２）に従って
計算する（ステップ１０３）。

次に、主処理部１１は、インタフェース１′５を介しス
クリュ位置ＳＡをスクリュ位置検出器８から読み込む（
ステップ１０４）。主処理部１１は、ステップ１０６で
計算さｆ′した停止するまでに進む距離ＳＮが、予め設
定された計量完了位置Ｓ９からステップ１０４で検出さ
れたスクリュ位置ＳＡを減算した呟（８９，−８Ａ　）
以上であるか否かを判定する（ステップ１０５）。もし
、　３９−８Ａ　＞　ＳＮならステップ１０１へ戻る。

一方、８９−８Ａ≦ＳＮならステップ１０６へ進む。

ステップ１０６では、主処理部１１は、ステップ１０４
で検出されたスクリュ位置ＳＡより。

式（６）に従ってスクリュ回転数ＮＸを計算する。

主処理部１１は、ステップ１０６で計算したスクリュ回
転数Ｎｘ’を回転駆動指令としてインタフェース１５を
介しスクリュ回転用流量制御弁６へ送出する（ステップ
１０７）。こ扛により。

スクリュ回転用流量制御弁６は、油圧モータ６をスクリ
ュ４の回転速度（回転数）がＮｘとなるように駆動する
。

次に、主処理部１１は、ステップ１０４で検出したスク
リュ位置ＳＡが計量完了位置Ｓ９に達したか否かを判定
する（１０／）。もし、Ｓ９〉ＳＡならステップ１０４
へ戻る。一方、　８９≦ＳＡならステップ１０９へ進む
。ステップ１０９では、主処理部１１は、スクリュ回転
用流量制御弁６ヘスクリユ回転数が０の回転駆動指令を
送出する。こｎにより、スクリュ回転用流量制御弁６は
、油圧モータ６の回転駆動を停止し、スクリュ４の回転
が停止する。

このようにして、スクリュ４を計量完了位置Ｓ９で、オ
ーバーランすることなく、停止させることができる。

なお、上記実施例では、計量工程が１段のものに適用し
た場合について説明したが、プログラム制御によりスク
リュの回転数を切換える複数のものにも適用できるのは
言うまでもない。

但し、この場合でも１本発明では、減速開始位置を自動
的に計算して求めているので、従来のようなオーバーラ
ンを防止するための最終段の設定が不用である。

又、上記実施例では、スクリュ４を回転させる装置とし
て、油圧モータ６とスクリュ回転用流量制御弁６からな
る油圧系の駆動装置を用いているが、サーボモータとサ
ーボアンプからなる電気系の駆動装置を用いても良いの
は勿論である。

〔発明の効果〕

以上の説明で明らかなように９本発明によｎば、演算に
より自動的にスクリュの減速開始位置を求め、スクリュ
を減速させているので、従来のようなオーバーランを防
ぐための最終段開始位置及びスクリュ回転数の設定が不
用になるという効果がある。又、スクリュ後退速度とス
クリュ位置を検出し、こｎらの値を基にして。

スクリュの減速開始位置とスクリュ回転数を演算して求
めているので、たとえ材料（樹脂）の種類が変わった場
合でも、スクリュを設定した計量完了位置にオーバーラ
ンすることなく減速停止できるという利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による射出成形機及びその計
量制御装置の構成を示した断面図とブロック図、第２図
は第１図中の制御装置で実行さ扛る動作を説明するため
のフローチャート。 第６図はスクリュ後退速度ＶＮと減速開始からの時間に
より進む距離を求めるのを説明するための図である。 １・・・ホッパ、２・・・加熱シリンダ、３・・・油圧
モータ、４・・・スクリュ、５・・・射出シリンダ＋５
ａ・・・ピスト：／、６・・・スクリュ回転用流量制御
弁。 ７・・・射出用流量制御弁、８・・・スクリュ位置検出
器、９・・・スクリュ速度検出器、１０・・・制御装置
。 １１・・・主処理部、１２・・・記憶部、１３〜１６・
・・インタフェース。 第２図 スタート スクリュ召δ艮速茂　　　　　　１ ″ｖＡ／を読し 停止までの時間　　　　　　２ を計算する 停止するよ？゛Ｌ：進も 距頗Ｓ？／を計算する スクリュ位ｒｌｉｓＡ を誂も ”　　３ｑ−８Ａ≦ ＥＳ スクリ を計算する 流量籾（社）弁６ヘス フリユ回転数Ｎ：ｒ。 （回転駆動指令）を送 第３図 る °（ 君

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、予め設定されたスクリュ回転数でスクリュを回転さ
   せながら後退させ、前記スクリュを予め設定された計量
   完了位置で停止させる射出成形機の計量制御装置におい
   て、前記スクリュの位置を検出するスクリュ位置検出手
   段と、前記スクリュの後退速度を検出するスクリュ速度
   検出手段と、前記スクリュを回転駆動指令に従って回転
   駆動するスクリュ回転駆動手段と、前記スクリュ位置検
   出手段で検出されたスクリュ位置と前記スクリュ速度検
   出手段で検出されたスクリュ後退速度を受けて予め定め
   られた演算式によって前記スクリュを前記計量完了位置
   で停止させるようなスクリュ回転数を演算し、該演算さ
   れたスクリュ回転数を前記回転駆動指令として送出する
   演算制御手段とを有する射出成形機の計量制御装置。