TW508303B - Injection molding method and control system for injection molding machine - Google Patents

Description

五、發明說明（1) 發明所屬技術領域 本發明係有關於勒山 需之控制裝置。 出成形機之充填製程控制方法及所 習知技術 說明射出成形機之 之動作為中心說明 形動作。尤其，在此以射出裝j (A)藉著利用驅動式射岀成形機之情況。

動，邊令自漏斗落到 ^轉動罔之伺服馬達令螺桿轉 端部進給固定量。此护、扣後部之樹脂熔化邊向加熱缸之負 逐漸積存之熔化之椒，螺桿邊承受在加熱缸之前端部片 在螺桿之後端邊；f。 壓力板支撐成自由轅ί接連接驅動軸。驅動軸經由軸承d 服馬連經由時規皮帶二驅動軸利同驅動螺桿轉動用之^ 用伺服馬達驅動，、、”=。壓力板經由滾球螺桿利_ 之壓力如後述所示桿前進後退。上述之溶化之樹月丨 壓力之回授控制迴路回】負載胞摘測。負載胞之铺測心 ^ # )八人藉者驅動%出用之伺服馬達合壓力； 進，使加熱缸之前端部二、&力板則 脂。 ^成活基向杈具内充填熔化之系 _ (C) 在充填製程終了，熔化之樹脂充滿模 時螺桿之前進運動自速度控制切換為壓力：八 速度控制往壓力控制之切換稱為v_p切換。 1制 (D) 然後，模具之模穴内之樹脂在所設定之壓力下逐

508303 五、發明說明（2) 漸冷部。树脂之壓力和上述之壓力控制一樣的由回制 迴路控制。 、1，出裝直’（D)製程終了時，回到（A )製程，移至下 一成形循環。而，在鎖模裝置，和（A)製程同時的打開模 具後利兩頂出機構排出冷卻固化之成形品後，將模呈閉 合，進入（B)製程。 …、 I 其次5參照圖1，以射出裝置為中心說明電動式射出 成形機之動作。射出裝置利罔滾珠螺桿、螺帽將伺服馬達 之旋轉運動變換為直線運動後，充填溶化之樹脂。在圖 1，射a用之伺服馬達1 0之轉動傳給滾珠螺桿1 1。利用滚 珠螺桿11之轉動前進或後退之螺帽12固定於壓力板13。壓 力板13可沿著固定於底架（圖上未示）之多支導桿(只圖 示2支）移動。壓力板13之前進或後退運動經甴負載胞]δ、 轴承1 6以及驅動轴1 7傳至螺桿1 8。驅動軸丨7又利罔驅勳螺 桿轉動甩之伺服馬達19經由時規皮帶2〇驅動轉動。 ! 藉著利羯伺服馬達1 9驅動轉動而使螺桿1 8在加熱缸2 1 中邊轉動邊後退，熔化之樹脂貯存於加熱缸2丨之前端。 而’ It者利用伺服馬達1 0驅動轉動而令螺桿18前進，將所 貯存之熔化之樹脂充填至模具内，藉著加壓而成形。此時 利用負載胞1 5以反作兩力偵測推樹脂之力。負載胞i 5之偵 測值利周負載胞放大器2 2放大後，輪入控制器2 3。在壓力 板1 3安裝用以摘測螺桿1 8之移動量之位置偵測器2 &。位置 偵測器24之偵测值利用放大器25放大後輸入控制器23。

控制器2 3按照作業員之設定向伺服放大器2 6、2 7輸出

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在伺服放大器26、27，控 控制伺服馬達10、19之輸 按照各製程之電流（扭矩）指令 制伺服馬達1 〇、1 9之驅動電流 出扭矩。 ^如上述之射出裝置，習知在V-P切換後進行壓 制。壓力控制之響應慢。結果，在雲通 一力控 之原因 成為成形品之重量變動或過充填 圖2表示V-P切換前後之充填速度與樹月旨 例。由圖2得知’在習知技術，在ν_ρ 又化波形 m 力控制’響應慢’難急速的、;t壓H在&切換為壓 DVD(Digital Video Disc)或連接器之在其，σ 很短。在此情況，V-P切換後之茂壓方法i =矿，壓製程 很快，在壓力控制之響應無法完全控制壓力。力之交化 發明之概要 因此’本發明之目的在於提供一種虑 自速度控制切換為壓力控制之正前令螺椁 〜猎者在 之壓力波形，可使成形品之品質穩定。’；以’得到所需 本發明之別的目的在於提供適合該成 統。 ^成形方法之控制系 本發明之射出成形方法包括：將加熱虹 士 之步驟；為了向模具内射出熔化之樹脂而'入，^樹脂熔化 内前進之步驟；在該射出終了前令該螺3 : 1桿在加熱缸 和後退至預定之位

508303 五、發明說明（4) 置為止之步驟；以及在壓力控制下令該螺桿再前進之步 本發明之射出成形機之控制系統’係速度控制系，該 速度控制系包括用以偵測螺桿位置之位置偵測部、用以供 給該螺桿位置之設定值之位置設定部以及依照來自該位置 偵測部之偵測值和來自該位置設定部之設定值之差向射出 馬達輸出第一速度指令值之第一回授電路。射出成形機之 控制系統又是壓力控制系，該壓力控制系包括用以偵測樹 脂充填壓力之壓力偵測部、用以供給充填壓力與保壓壓力

之5又疋值之壓力設定部以及依照來—々识狀』邱^^ 值和來自該壓力設定部之設定值之差向該射出馬達輪出^ 二速度指令值之第二回授電路。射出成形機之控制系 3

,, 、、所^ S 包括切換部，埒以切換第一回授電路和第二回授電路+ ] 出後’對於射患馬達供給所選擇之速度指令值。速度$上 $在充填製程之期間螺桿前進至預定之位置後，執行令^ 桿以預定之速度後退至設定位置為止之控制動作，切^ 3 在其之後切換為該第二回授電路。 ’、t 圖式簡單說明

圖1係表示以射出裝置為 之構造圖。 中心表示電動式射出成形機 力之ΓΛ表*習知之v-p切換前後之充填速度與樹月旨之 力之變化波形例之圖。 啤之 圖3係太發明$惠+山 —— 之射叫馬達之驅動控制系之構造之方与

508303 五、發明說明（5) 圖0 圖4係表示本發明之v-p切換前後之充填速度與樹脂之 壓力之變化波形例之圖。 圖5係表示利周多段控制之充填製程之螺桿位置-充填 速度波形之圖。 圖6係表示在利甩多段控制之充填製程之時間—充填速 度與®力設定以及實際壓力之波形圖。 符號說明

^ 0〜飼服馬達；11〜滾珠螺桿；1 2〜螺帽；1 3〜壓力板： 導桿；15〜負載胞；16〜軸承；π〜驅動轴·，18〜螺桿； 伺服馬達；2〇〜時規皮帶；21〜加熱缸；22〜負載胞放；^ 器；23〜控制器；24〜位置偵測器；25〜放大器；26、^〜^ ΐΪί器；31 — 1〜位置設定部；31 —2〜速度感測器；31-3〜 邛，31-4〜計算器；31一5〜補償器；Μ —6〜計算器 1 -6，32〜速度限制器；33〜補償器 …力壓力偵測器；…叉V』 。十异器；35-4〜補償器；SW1、SW2〜開關。 發明之較佳實施例 控制ί ΐ圖3:二本發明之實施例之電動式射出成形機之 動式射明可應用於在圖1所說明之電 射出用之伺服馬達10之产m5兄明控制在圖1所說明之 度控制之速度控制系31 ^ 。，控制裝置具有用以執行速 ^ 糸和用以執行壓力控制之壓力控制系

7041-3491-PF.ptd 第8頁 508303 五、發明說明（6) 進、些切換’即V_P切換如後述所示’利用開關SW1、 的-ΐΐϊ制”ίί:以執行v—P切換前之充填速度控制 偵、目,Γ 制系：f依照來自罔以偵剥螺桿位置之位置 Ί卩之偵測值Sfb和來自供給螺桿位置之 =叫之設定队之差向伺服馬達1Q輪出速度指^之 之輔：授糸。此乂突《^此’ 4立置偵測部由偵測伺服馬達1 0 之轉速之速度感測器31-2和將速度感測器31_2之 ，分後計算螺桿位置Sib之計算部31_3構成。位置偵測部^ 在圖1所說明之位置偵測器24實現也可。向計算器31_ —計算器）輸出計算部31-3所計算之表示螺桿位置&之作^ 號後，計算和設定值Sr^之差。表示該差之信號（以^稱^ 第一差信號）輸入補償器31 - 5 (第一補償器）。補償器31 一 5 依照所輸入之第〆差信號，輸出表示伺服馬達1〇 ^速产指 令值之信號。該速度指令值又在充填速度控制執行中 開關SW1 (第一閧關）導通之情況，在計算器3丨—δ (第：算 器）計算和來自速度感測器31 -2之偵測值vfb之差。‘ϋ 號經由速度限制器32、補償器33供給馬達驅動器^達 驅動器3 4依照來自補償荔3 3之輸入控制伺服馬達1 〇。 ' 壓力控制系35係兩以執行V-P切換後之樹脂之壓力控 制的。壓力控制系35具有依照來自用以偵測樹脂之充填墼 力之壓力偵測器35-1之偵測值Pib和來自供給充填壓力之^ 定值之壓力設定部35-2之設定值Prf之差向伺服焉達ι〇繪= 速度指令值之第二回授系。壓力偵測器35-1可罔在 戊 508303 五、發明說明（7) 說明之負載胞15實現。在第二回授系，用計算器35〜3(第 一计异器）叶异來自差力"f貞测器3 5 _ 1之楨測值Pfb和來自爆 力設定部35-2之設定值Prf之差。表示該差之信號（以下^ 為第^ 一差h 虎）輸入補領^§ 3 5〜4 (第二補償器）。補償3| 3 5 - 4依照第二差信號’輸史伺服馬達1 〇之速度指令值。节 速度指令值又在充填速度控制執行中5即開關SW2 (第二= 關）導通之情況，在計算器3 1〜6計算和來自速度感測器％ 31-2之偵測值vih之差。該差信號經由速度限制袠32、 器33供給馬達驅動器34。馬達驅動器34依照來自補哭^ 之輸入控制伺服馬達1 0。 w …在如上述之控制裝置之特徵在於，本實施例在射出成 形之充填製程螺桿前進而到達既定之位置後，藉著以^中 速度使螺桿回到設定位置為止’使得進行泡壓而可彦=所 需之壓力波形。具體而言，藉著在開關SWi導通夕细―一利 用速度控制系31控制伺服馬達1 〇，淮耔祛 a f… 位置而錢之控制。接著，藉著使==到該：广

不導通）並利用壓力控制系35控制伺服 ^開關S 回到該設定位置後之控制。[Ί服馬賴，進行嫘桿 圖4係表示在本實施例之v〜ρ切振 脂之壓力之變化波形例之圖。由圖4、 乙填速度與、 …到達了既定之位置。若螺以知了，，^^ 著以設定速度使螺桿回到設定位置疋之位置 進行洩壓控制，得到所要之壓力波形。，在v〜p切換正則 此外，圖2、圖4都為了簡化而^ 3表不充填速度為一段之

7041-3491-PF.ptd 第10胃 508303

所示，以按照螺桿位置切換充 製程。圖5表示螺桿位置—充填 填速度與壓力設定以及實際壓 到螺桿到達最後段之位置後， 使螺桿回到另外設定之回位設 五、發明說明（8) 情沉。實際上，如圖5、圖6 填速度之多段控制進行充填 速度波形’圖6表示時間—充 力之波形。在此情況，偵測 以另外設定之回位設定速度 定位置為止後，進行洩壓。 此外，本發明不僅電動式射出成形機，也可應用於油

壓式射由成形機。 如以上之說明所示’在本發明5螺桿前進後而到達了 既定之充填位置（設定值）後，藉著令螺桿以設定速度後退 至設定位置為止，因嫘桿按照速度控制之響應動作，可急 速的洩壓。結果，藉著可任意的設定所需之壓力波形’可 令成形品之品質穩定。

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Claims (1)

1. 、申請專利範1 1將成：：法’其特徵在於包括·· 前 將t熱缸内之樹脂熔化之步驟； 内 壤之^驟向Ί、内射出炫化之樹脂而令螺桿在加熱龢 题；ίϊ射出終了前令該螺桿後退至預定之位置為土之 其中令該螺桿前$ 其中令該螺桿前^ 其中令該嫘桿前^ 在2控:下令該螺桿再前 2·如申請專利範圍第丨項之方法 ν驟在速度控制下進行。 3.如申請專利範圍第1項 ’、谈退之步驟在速度控制下進行。床 4 ·如申請專利範圍第丨 之步驟，蘚著S上士 之方法，其中令該螺^ 多段増加；令的之位置為止在令該螺 增加段之最後段時，二；J仃’接著該螺桿到達該多個 一 .说仅吋，進仃該後退步驟。 之：驟Τ=;圍曰第2項之方法，其中令該螺桿前進 多段增加下令連；的定之位置為止在令該嫘桿以 增加段之最後^的步:著該螺桿到達該多個 栘、F6.t申请專利範圍第1項之方法’其中該令前進、該 欠hf再後退之步驟依照樹脂壓力波形進行。 種射出成形機之控制系統，其特徵在於包括： 用以Ϊ二系，包括用以债測螺桿位置之位置镇測部、 供、，，e忒心'桿位置之設定值之位置設定部以及依照來自

   六、申請專利範圍 --------- 該位置偵測部之佶如A ^ 向射出馬達輪出ί測值和來自該位置設定部之設定值之差 壓力控制矣Γ速度指令值之第一回授電路； 部、用以批认匕括用以偵測樹脂充填壓力之壓力摘測 以及依照；：該m與保壓壓力之設定值之壓力設定部 之設定值之差向Γ力價測部之債測值和來自該壓力設定部 以及3該射&馬達輸4第二速度指令值之第二回 切換部，切拖括哲 出彳t第一回電路和該第二回授電路之輸 出馬達供給所選擇之速度指令值； 位t = "Γ二二1系在充填製程之期間該螺桿前進至預定之 之抟偏勒处仃二該螺桿以預定之速度後退至設定位置為止 工S 4 4 ί切杈部在其之後切換為該第二回授電路c 度控^以f範圍第7項之控制系統，其"咖達 ίy P夕又之增加進行該充填製程，依照該螺桿之位 ^ 1增加對應的控制該螺桿之前進，該螺桿到達 由在該夕又之增加之署接 — 該設定位置為止。 &之位置後’該螺桿後退至 2:^利範圍第7項之控制系統，其中該位置# 1 射ί^達之轉速之速度《器。 .10·如申蜎專利範圍第g項之控制系銹，|中該位 測部又包括為了計算該螺桿之位 度 ^貞 測值積分之計算裝置。 肝落逯度饮劂％之偵 11 _ # f ^ gj第7項之控制 I 授電路還包括計算來自該位署拍制都'1 ； 々一回 位置偵測部之偵測值和來自該俊

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   六、申請專利範圍 / 置設定部之設定值之間之差後輸出第一差彳§就之第一計算 1 2.如申請專利範圍第11項之控制系統，其中該第一 回授電路還包括用以依心該第一差信號輸出該射出馬達之 速度指令值之第一補償器。 1 3 ·如申請專利範圍第1 2項之控制系統，其中該第二 回授電路還包括用以計具來自該壓力偵測部之偵測值和來 自該壓力設定鄯之設定值之差後輪&第二差信號之第二計 算部。 補償器 14.如申請專利範圍第13項之控制系統，其中還包括 用以依照該第二差信號輸出該射出馬達之速度指令值之第 1 5·如申請專利範圍第i 4項 / 偵測部包括甩以偵測該射岀馬、轰〜W糸統，其中該位置 1 6 ·如申請專利範圍第丨5項、，之轉速之速度感測器。 和該速度感測器連接並為了 +十^ =控制糸統’其中還包括 速度感7?之镇測值積；之;十以桿之位置而用以將該 17.如申請專利範圍第丨 置。 W包括接在該第一補償器和、〜控制糸統，其中該切換 接在5第器和馬達驅；器：間之第一開關及 • 申睛專利範圍第】7 $ %之第二開關。 達驅動器之輸入側連接Ά控制系統，|中還包括 補償 5 >二弟一開關導通時自來ΐ1ί三計算部，該第三計算 減去來自該速唐咸制果自該第 508303 六、申請專利範圍 士 A七上 相減結果，而在該第二開關導通牯自來自該第二補償器之 速度指令值減去來自該速度感測藩之偵測值後5向該馬達 驅動器輸出相滅結果。 1 9. 一種射出成形機之控制系統，其特徵在於包括·· 速度控制裝置，係用以剎用速度控制控制螺桿之速度

   控制裝詈，包括用以偵測該嫘样之位置之位置偵測裝置、 馬以供給該螺桿之位置之設定值之位置設定裝置以及依照 來自該位置偵演】裝置之偵測值和來自該位置設定裝置之設 定值之差向射出馬達輪出第〆速度指令值之第一回授裝 置； 壓力控制裝置，係用以利兩壓力控制控制該螺桿之壓 力控制裝置，包括用以偵測樹脂充填壓力之壓力偵測裝 置、用以俣給充填壓力與保壓壓力之設定值之壓力設定裝 ，以及依照來自該壓力偵測裝置之偵測值和來自該壓力設 ^裝置之設定值之差向該射出馬達輸出第二速度指令值之 第二回授裝置；以及 輸出ί換該第-回授裝置和該第二回授裝置之 該速度括;供給所選擇之速度指令值；

   之位置後，執行二填製程之期間該螺桿前進至預定 止之控制動作，兮μ〜彳干以預定之速度後退至設定位置為 置。 /切換裝置在其之後切換為該第二回授裝 2 0 ·如申請專 速度控制裝窨 &艮不1 9項之控制系統，其中利用 • <增加進行該充填製程，依照該2 508303 六、申請專利範圍

   之位置和該多段之增加對應的控制該螺桿之前進，該螺桿 到達甴在該多段之增加之最後段決定之位置後，該螺桿後 退至該設定位置為止。 2 1.如申請專利範圍第1 9項之控制系統，其中該位置 偵測裝置包括用以偵測該射出馬達之轉速之速度感測器裝 置。

   2 2.如申請專利範圍第21項之控制系統，其中該位置 |偵測裝置又包括為了計算該螺桿之位置而將該速度感測器 裝置之偵測值積分之計算裝置。 2 3.如申請專利範圍第1 9項之控制系統，其中該第一 回授裝置還包括計算來自該位置偵測裝置之偵測值和來自 該位置設定裝置之設定值之間之差後輸出第一差信號之第 一計算裝置。 1 24.如申請專利範圍第23項之控制系統，其中該第一 i 回授裝置還包括羯以依照該第一差信號輸岀該射出馬達之 速度指令值之第一補償器裝置。

   2 5.如申請專利範圍第24項之控制系統，其中該第二 回授裝置還包括用以計算來自該壓力偵測裝置之偵測值和 來自該壓力設定裝置之設定值之差後輸出第二差信號之第 |二.計算裝置。 I 26.如申請專利範圍第25項之控制系統，其中還包括 I用以依照該第二差信號輸出該射出馬達之速度指令值之第 ί二補償器裝置。 2 7.如申請專利範圍第26項之控制系統，其中該位置 £

   7041-3491-PF.ptd 第16頁 508303 六、申請專利範圜 偵測裝置包括用以偵測該射出馬達 置。 之轉速之速度感測器裝 28. 如申請專利範圍第27項之控 …還包括 和該速度感測器裝置連接並為了計箕田炉…/努而 力嗓螺擇之也置而甩以 將該速度感測器裝置之偵測值積分之^ ’ S 〜畔真裝詈。 29. 如申請專利範圍第26項之控制系統，一直 換 裝置包括接在該第一補償器裝置和馬達驅装、 、— 開關裝置及接在該第二補償器裝置和^ 二開關裝置。 馬達驅動器之間之第 如申^專利範圍第29項之控制系統，還包括 和該馬達驅動器之輸入側連接之第三番、 -·衣置在该第一開關裝置導通時自來自誃 罢 之速度指令值減去來自該速度感測器裝^ W = 該馬達驅動器輪出相減結果，而在該第： 自來自該第二補償器裝置之速度指令值：：，裝置導通守 測器裝置之偵測值後，向嗲_磕顆#。。減去來自該速度感 值傻向該馬違騃動器輪出相減結果。

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