WO1992013701A1

WO1992013701A1 - Method of controlling motor driven injection molding machine

Info

Publication number: WO1992013701A1
Application number: PCT/JP1992/000102
Authority: WO
Inventors: Masao Kamiguchi; Minoru Kobayashi
Original assignee: Fanuc Ltd
Priority date: 1991-02-06
Filing date: 1992-02-03
Publication date: 1992-08-20
Also published as: KR970008251B1; EP0528040A4; EP0528040A1; US5342559A; JP2652275B2; DE69219032T2; DE69219032D1; JPH04249129A; EP0528040B1

Description

明細書

電動射出成形機の制御方法

技術分野

本発明は、電動式射出成形機の制御方法に関し、特に、射出，保圧及び背圧制御に関する。

背景技術

電動式射出成形機では、一般にサーボモータの駆動によってスクリューを軸方向に駆動して射出，保圧，背圧を制御している。そのうち、射出ェ程では、スクリューストロークを複数の区間に分け、そのそれぞれの区間におけるスリューの射出速度を設定するという、射出速度の多段制御が一般に行われている。また、保圧工程では、従来、射出用のサーボモータに対してシリンダーの先端位置までの移動指令を出し、かつ、この射出用サーボモータを、その出力トルクを設定された保圧になるように制限したうえで、設定保圧速度指令でもって駆動して保圧制御を行なっている。その結果、このように射出用サーボモータの出力トルクを制限して該サーボモ一夕を駆動してスクリユーを射出方向に駆動しても、樹脂が金型内に充填されているため、スクリュー移動量は小さく、したがって指令位置との位置偏差が経時的に増大して行くことになる。しかし、位置偏差が増大しても、サーボモータの出力トルクは設定値に制限されているため、サーボモ一夕からは設定値以上のトルクが発生せず、結局、樹脂にはトルク制限値に対応する設定保圧が加わることになる。このように従来の電動式射出成形機は射出用のサーボモータの出力トルクを制限することによって保圧を制御している。

さらに、計量工程における背圧制御では、上記射出用サーボモータの出力トルクを設定背圧になるように設定して、スクリューを回転させ、その過程で樹脂が溶融し樹脂圧力が上昇し、射出用サーボモータが出力する卜ルクよりも大きい樹脂圧力になるとスクリューが後退し、結局、樹脂に設定背圧が加えられる背圧制御方式が知られている。また、、樹脂圧力が設定背圧を越える毎にスクリユーを所定量後退させ、樹脂に設定背圧を与える背圧制御方式が知られている。

上述したように、従来の電動式射出成形機においては、射出工程（射出速度制御工程）から保圧工程に切換える時、スクリューの位置の制御（速度制御）から圧力制御に切換えられる。また、保圧工程から計量工程に切換える時で、計量時の背圧制御をスクリュー位置で制御する場合には、圧力制御から位置制御に切換えねばならない。

さらに、保圧制街において、保圧圧力を数段に分けて制御することが一般に行われている。そのため、上述した射出用のサーボモータの出力トルクを制限して保圧制御を行なう場合には、サーボモータが出力するトルクと樹脂の圧力がバランスして保圧を行なっている鬨係上、保圧圧力が大きな値から小さな値に変化した場合は、そのバランスが崩れ、樹脂圧力がサ —ボモータの上記制限された出力トルクに対応する圧力よりも遥かに大きくなつて、スクリューは突き放され、大きく後退するような現象が起こることもあり、適正な保圧制御ができないという問題がある。

一方、保圧圧力を小さい値から大きい値に変更する場合でも、サ一ボモ一夕の出力トルクはその切り換えに対応して上昇するが、スクリューは保圧速度指令に応じて所定の速度でしか移動せず、新しい設定保圧圧力に達するには時間遅れが生じ、したがって応答性の悪い保圧制御しかできないという短所がある。発明の開示

本発明の目的は、、電動式射出成形機において、保圧制御をスクリュー位置の制御によって行う射出成形機の制御方法を提供することにある。本発明の別の目的は、電動式射出成形機において、射出，保圧，背圧制御を全てスクリユーの位置制御によって行なう射出成形機の制御方法を提供することにめる o

上記目的を達成するため、本発明は、スクリューをサーボモータによつて軸方向に駆動し、射出，保圧，背圧制御を行う電動式射出成形機において、保圧工程では、樹脂にかかる圧力を検出し、設定保圧圧力と検出された圧力との差を求め、上記サーボモータを駆動制御するサーボ回路に上記差に応じた移動指令を出力することによって樹脂にかかる圧力を設定保圧圧力になるようにフィードバック制御する。好ましくは、保圧工程を複数の段に分割し、各段の保圧及び保圧時間を設定し、保圧工程に入ると、設定された保圧第 1段から 1 次各段の設定保圧時間が経過するまで各段の設定された保圧圧力に切り換えて該設定保圧力に検出樹脂圧力が一致するようにスクリユーの位置をフィ一ドバック制御する。

さらに、本発明は、射出工程では、設定射出速度になるようにサーボモ一夕を速度制御し、保圧工程では、樹脂にかかる圧力を検出し、設定保圧と検出された圧力との差を求め、上記サーボモータを駆動制御するサーボ回路に上記差に応じた移動指令を出力することによつて樹脂にかかる圧力を設定圧力になるようにフィードバック制御し、さらに計量工程では、樹脂にかかる圧力を検出し、設定背圧と検出された圧力との差を求め、上記サーボモータを駆動制御するサーボ回路に上記差に応じた移動指令を出力し、背圧を設定背圧になるようにフィ一ドバック制御する。この場合も、射出工程，保圧工程，計量工程を夫々複数の段に分割し、射出工程は各段の射出速度と次段への切換スクリュー位置を設定し、保圧工程は各段の保圧圧力及び保圧時間を設定し、計量工程は各段のスクリユー回転数，背圧及び次段への切換スクリュー位置を設定し、射出工程では次段への切換スクリュー位置に達する毎に次段の設定射出速度に切換え、保圧工程では、各段の設定保圧時間に基づいて次段の設定保圧に切換え、計量工程では、次段へのスクリュ一位置に達する毎に次段の設定背圧に切換え、各工程において、各段の設定射出速度，各段の設定保圧，各段の設定背圧になるように、スクリュー位置をフィードバック制御する。

上述のように、本発明によれば、保圧工程において、検出された樹脂にかかる圧力と設定保圧圧力が比校され、その差に応じて移動指令が出され、スクリューはその移動指令に応じて目標位置に移動する。例えば、検出圧力が設定保圧圧力に達しないため圧力偏差が生じれば、その偏差に応じた、スクリューを前進させる移動指令が出力されて、スクリューは前進し、その結果、樹脂にかかる圧力は徐々に増大して設定保圧力に近付く。こうして圧力偏差が小さくなれば、それに伴いスクリユーの移動量も小さくなり、結局、樹脂にかかる圧力は設定保圧力に保持されるようになる。また、設定保圧力が大きな値から小さな値へと切り換つた場合でも、上記圧力偏差は負の値（すなわち、樹脂圧力が目標値より大）となることから、スクリュ一を後退するように移動指令が出され、スクリユーは後退する。この場合、樹脂の圧力でスクリューが移動指令以上に後退すれば、位置偏差の符号が逆転し、スクリユーは前進する移動指令が与えられて、結局移動指令された位置を保持することになる。こうして、スクリューは移動指令で指令された位置に移動し、この移動で樹脂圧力が低下することから、樹脂圧力は設定保圧力に近付き、圧力偏差が「0」になるようにフィードバック制御されることになる。この場合、スクリューを駆動する射出用サーボモ一夕の出力トルクは制限されていないので、スクリューは、目標位置まで大きなトルクを出して前進するので、目標位置まで速やかに達する。そして、圧力偏差が「0」になるようにスクリュー位置が制御される。その結果、保圧制御をスクリューの位置によって制御したので、保圧圧力の切換時にスクリューが樹脂圧力で突き放され、大きく後退するようなことや、設定圧力に達することが大きく遅れるということがなくなる。すなわち、サーボモータは指令された位置を保持するように作動するから、指令位置と実際の位置とに偏差が生じると、その偏差をなくすように、出力トルク

(必要ならば最大トルクまで）を出力し、指令位置を保持する。また、樹脂に実際にかかる圧力と設定圧力とに圧力偏差が生じ、その圧力偏差に応じた移動指令が、射出用サーボモータに出力される'ので、その指令位置にスクリユーが達するようにサーボモータは駆動され、結局設定圧力を保持するようにスクリュー位置は制御され、適切な保圧制御ができる。

また、射出工程においては、従来と同様に、スクリユー位置に応じて設定された射出速度になるように速度制御が行なわれる。

さらに、計量工程においても、樹脂圧力が検出されて、この樹脂圧力と設定背圧との偏差が求められ、この偏差に応じて射出用サーボモータに移動指令が出力されてスクリューの位置をフィードバック制御し、背圧が設定背圧になるよう制御される。その結果、射出，保圧，計量の各工程をスクリュー位置の制御で各工程が制御されることにので、途中で位置の制御から圧力の制御に切換える必要がなく、一貫して位置の制御で行なえるから、制御切換え時の諸問題起こらないと共に、射出軸に起動をかけるだけで、射出開始から計量終了まで全て自動的に行われるので、制御インタ一フェースの簡略化が図れる。また、 N Cプログラムではなく、シーケンスプログラムによつて上記一貫した制御ができるので、処理速度の高速化が図れる。

図面の簡単な説明

第 1図は本発明の一実施例の射出軸のメインの処理フローチヤ一ト、第 2図は同実施例における射出工程の処理フ口一チャート、

第 3図は同実施例における保圧工程の処理フローチャート、

第 4図は同実施例における計量工程の処理フローチヤ一ト、

第 5図は同実施例を実施する電動式射出成形機の要部と制御装置の要部のブロック図、

第 6図は同実施例における射出工程の成形条件を記憶するテーブルの説明図、

第 7図は同実施例における保圧工程の成形条件を記億するテーブルの説明図、

第 8図は同実施例における計量工程の成形条件を記憶するテーブルの説明図である。

発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第 5図は本発明を実施する電動式射出成形機の要部ブロック図で、射出軸についてのみ図示し、他の軸、例えば型締め軸、スクリユー回転軸、ェジェクタ軸等に関するものは省略している。同図において、電動式射出成形機は、制御装置としての数値制御装置 2 0、スクリュー 1、該スクリュ — 1を釉方向に駆動する射出用サーボモーダ 2、該射出用サ一ボモータ 2 に取り付けられたパルスコーダ 3、加熱シリンダ 4、金型 5、圧力センサ 6、アナログ Zディジタル変換器（以下 AZD変換器という） 7などから成る。この内、上記圧力センサ 6は、射出用サーポモータ 2によって駆動される射出機構（図示せず）の一部に取り付けられているロードセル等から成るものであって、樹脂に加わる圧力を検出する。さらに、この圧力センサ 6にはそのアナログ出力をディジタル信号に変換するためのアナログ /ディジタル変換器（以下 AZD変換器という） 7が接続されている。また、射出成形機を制御するための数値制御装置（以下、 NC装置という） 20は、 N C用のマイクロプロセッサ（以下、 CPUという） 21とプログラマブルマシンコントローラ（以下、 PMCという）用の CPU2 2を有しており、この PMC用の CPU22には射出成形機のシーケンス動作を制御するシーケンスプログラム等を記憶した ROM 28、圧力センサ 6からの検出圧力を AZD変換器 7を介して受信し記憶する RAM 29、及びデータの一時記憶に用いられる RAM 30が接続されている。

NC用 CPU21には射出成形機を全体的に制御する管理プログラムを記憶した ROM24、及び射出用，クランプ用，スクリユー回転用，ェジヱクタ用等の各軸のサーボモータを駆動制御するサーボ回路がサーボインタフヱイス 26を介して接続されている。なお、この第 5図では、これらサーボ回路の内、射出用サーボモータ 2用のサーボ回路 27のみ図示している。

また、バブルメモリゃ CMO Sメモリで構成される不揮発性の共有 R A M31は、射出成形機の各動作を制御する NCプログラム等を記憶するメモリ部と各種設定値，パラメータ，マクロ変数を記憶する設定メモリ部とを有する。バスアービタコントローラ（以下、 B ACという） 23には ' C用 CPU21及び PMC用 CPU22, 共有 RAM31, 入力回路 32，出力回路 33の各バス 36が接続され、上記 BAC23によって使用するバス 36が制御されるるようになっている。また、 CRT表示装置付手動データ入力装置（以下、 CRTZMD Iという） 35は、オペレータパネルコントローラ 34を介して BAC 23に接続されていて、ソフトキーやテンキ一等の各種操作キーを操作することにより様々な指令及び設定デー夕の入力ができるようになっている。なお、 NC用 C PU 21にバス接続された RAM 25は、データの一時記憶等に利用されるものである。

第 5図では、射出軸に関するものだけ、すなわち、スクリュー 1を駆動して射出させるための射出用サ一ボモータ 2、及びその射出用サーボモー夕 2に取付けられ、該サーボモータの回転を検出しスクリュー位置を検出するパルスコーダ 3だけを示しており、他の釉、例えば型締軸，スクリュ一回転軸，ェジヱクタ釉などに関するものは省略している。また、 NC装置 20のサーボ回路も射出用サーボモータのものだけを示し、他の軸のサーボ回路は省略している。

以上の構成によって、 NC装置 20は PMC用 C PU 22によって、 R OM28に記憶されたシーケンスプログラムに基づいてシーケンス制御を行うと共に、共有 RAM31に設定記憶されている制御プログラムに基づいて N C用 C P U 21が各サーボモータのサーボ回路にパルス分配を行い射出成形機を駆動する。

圧力センサ 6で検出した樹脂圧力は、 AZD変換器 7でディジタル信号に変換され、 RAM29に所定周期毎書き込まれ現在の樹脂圧力として逐次書換えられている。また、 PMC用 CPU22は、所定周期毎該 RAM 29に書き込まれた樹脂圧力を読出し、その読出した樹脂圧力値を B AC 23を介して共有 RAM 31に逐次書き込んでいる。なお、圧力センサ 6 で検出した樹脂圧力値は現在値のみ記憶されば足りるものであるから、レジス夕に書き込むようにしてもよい。

次に本実施例の動作について第 1図〜第 4図に示すフローチヤ一トを参照しながら説明する。まず、成形条件設定を行なうときに射出工程，保圧工程，計量工程における条件をも設定しておく。

第 6図〜第 8図は共有 RAM 31に設けられた射出，保圧，計量の各ェ程の動作条件（成形条件）を記憶する条件テーブル TB 1〜TB 3の説明図で、 CRTZMD I 35を操作して CRT画面を各成形条件設定画面にしたうえで、各工程の成形条件を入力し設定する。

射出工程に関しては、第 6図に示すように、射出段数 I, 各射出段の射出速度 V i ( i =0〜I— l) , その切換え位置 P iを設定して、共有 R AM 31に設けられたテーブル TB 1に記憶させる。

保圧工程に関しては、第図 7に示すように、保圧段数 J、各保圧段の保圧力 P r j ( j = 0〜： I— 1) , 及びその段の保圧時間 T jをそれぞれ設定して、共有 RAM31に設けられたテーブル TB 2に記憶させる。

計量工程に関しては、第 8図に示すように、計量段数 K, 各計量段の背圧 Pb k (k = 0〜K一 1) ，スクリューの回転数 Nk, 及びその切換え位置 P kをそれぞれ設定し、共有 R AM31に設けられたテーブル B 3に記憶させる。

なお、第 6図〜第 8図でテーブル T B 1〜T B 3にポインタ i , j， k を記載したが、これは説明の都合上記載したものに過ぎない。

第 1図は、本発明の実施に使用される電動式射出成形機の射出軸が作動中の処理を示すフローチヤ一卜であって、 NC用 C PU 21は所定周期毎 0 一この処理を実施している。

まず、〇用じ？1121は、型締工程が終了して射出釉作動中を示すフラグ F 0力「1」であるか否かを判断する（ステップ S 1) 。型締工程が終了して射出制御工程に入ると、 PMC用 CPU22は BAC 23を介して共有 RAM31に設けられた射出軸作動中を示すフラグ F 0を「1」にセッ卜する。したがって、フラグ F 0が「0」であれば本処理は実質的に何もせず直ちに終了することになる。

フラグ F 0が「1」であると判断すると、共有 RAM31内に設けられた計量工程中を示すフラグ F m，保圧工程から計量工程へ移行するときの休止期間であるドゥエル中を示すフラグ F d，保圧工程中を示すフラグ F P, 射出工程中を示すフラグ F sが「1」であるか否かそれぞれ判断する (ステップ S 2〜S 5) 。フラグ F 0が「1」にセッ卜された始めの周期の処理においては、これらのフラグ Fm, F d, F , F sはすべて「0」であり、したがってステップ S 5からステップ S 6に移行し、射出工程中を示すフラグ F sを「1」にセットした後、第 2図に示す射出工程の処理を開始する（ステップ S 7)。

射出工程の処理は第 2図のフローチヤ一を参照して後述するが、射出ェ程の当該周期の処理を終了すると、じ用〇？1121は射出から保圧への切換えか否か判断する（ステップ S 8) 。射出から保圧への切換えは、スクリュー位置，樹脂にかかる圧力または射出開始からの時間等によって制御され、 PMC用 CPU22がこれらのスクリユー位置，樹脂圧力または時間を検出し、切換え時点に達すると共有 RAM 31内に設けられた射出から保圧への切換えを示すフラグを「1」にする。このフラグが「1」力、否かによって N C用 C P Uは保圧への切換えか否かを判断する。切換え時点でなければ、当該周期の処理を終了する。

一方、ステップ S 8で保圧への切換えを示すフラグが「1」であると、すなわち、保圧への切換え時点であれば、射出工程中を示すフラグ F s及び後述する射出工程中の各段の工程中を示すフラグ C sを「0」にセットし、また、射出工程の各段を示すポインタ iを「0」にセットし（ステツプ S 9 ) 、保圧工程中を示すフラグ F pを「1」にセッ卜し（ステップ S 1 0 ) 、第 3図に示す保圧工程の処理を開始する（ステップ S 1 1 )。

以後の各周期では、フラグ F p力「1」にセッ卜されているから、保圧工程の処理が終了するまで、ステップ S 1〜S 4の処理を行なった後、ステツプ S 1 1に移行し保圧処理を実行する。なお、保圧工程の処理は、第 3図のフローチヤ一を参照して後述する。

保圧工程が終了すると、ドゥエル中を示すフラグ F dを「1」にセットし（ステップ S 1 2 ) 、設定されたドゥエル時間をタイマにセットしスタ一卜させる（ステップ S 1 3 ) 。このドゥエル工程は、射出軸を停止状態にするもので、上記タイマがタイムアツプするまで、以後ステップ S 1〜 S 3、及びステップ S 1 4の処理を各周期毎行なう。このタイマがタイムアップすると（ステップ S 1 4 ) 、ドゥエル中を示すフラグ F dを「0」にセットし（ステップ S 1 5 ) 、計量工程中を示すフラグ F mを「1」にセットし（ステップ S 1 6 ) 、計量工程をの動作を開始する（ステップ S 1 7 ) 。なお、この計量工程の処理は第 4図のフローチヤ一を参照して後述する。そして、以後の各周期では、計量工程の処理が終了するまで、ステツプ S I , S 2 S 1 7の処理を実施する。そして、計量工程が終了すれば、射出軸制御中を示す前記フラグフラグ F 0を「0」にセッ卜して（ステツプ S 1 8 ) 、当該処理周期の処理を終了する。第 2図は上記ステップ S 7の射出工程の処理を示すフローチヤ一卜で、射出工程になると、フラグ C sが「 0」か否か判断し（ステップ S 100) 、始めは初期設定及び後述するステップ S 109の処理によって「 0」にセッ卜されているので、ステップ S 100からステップ S 101に移行し、共有 RAM31内のテーブル TB 1に記憶するポインタ i (このポインタ iは、第 6図に示すように、第 1〜第 I射出段に対してそれぞれ 0〜 I一 1が与えらる）に対応する射出速度 V iを読み出し、この射出速度で射出指令、すなわちパルス分配を開始する（ステップ S 101, S 102) 。これにより、サーボインタフヱース 26を介してサーボ回路 27に移動指令が出力されるから、射出用サ一ボモータ 2は駆動を開始し、設定された射出速度 V iで、スクリュー 1を前進（第 5図で左方向）させることになる。なお、ポインタ iは初期設定及びステップ S 9の処理で始めは「0」にセットされている。

次に、 NC用 CPU 21は、フラグ C sが「0 J か否か判靳し（ステツプ S 103) 、始めは「0」であるので、上記テーブル TB 1よりポイン夕 iに対応する切換え位置 P iを読み出し（ステップ S 104) 、レジス夕 XPにこの切換え位置 P iをセットし（ステップ S 105) 、次にフラグ C sを「1」にセッ卜し（ステップ S 106) 、メイン処理である第 1 図フローチャートのステップ S 8に戻る。

その次の周期では、ステップ S 1〜S 5の処理を行なって、ステップ S

5からステップ S 7、すなわち、第 2図フローチヤ一卜のステップ S 10 0に移行する。この場合フラグ C sが前の周期のステップ S 106で「1」にセッ卜されているので、ステップ S 100からステップ S 107に移行し、スクリユー 1の現在値とレジスタ XPに設定された当該射出段から次段への切換え位置との比較を行う。ところでスクリュ一1の現在位置は、 NC用 C PU 21が分配するパルスを共有 RAM 31内に設けられた現在値レジスタに積算することにより求められるので、上記比較に当たっては、この現在値レジスタから現在位置を読み取つて、この値がレジスタ X Pに記憶する設定値以下であるか否かを判断する。また、スクリュー 1の座標系の原点を本実施例ではシリンダ 4の先端にとり、スクリユー 1が前進する方向（すなわち、金型に向かう方向で、第 1図で左方向）を負の方向としているので、スクリユー 1の現在位置がレジスタ XPに記憶する値より大きいことは、スクリユーが当該段から次段への切換え位置に達していないことを意味する。この時は、ステップ S 107からステップ S 101に移行し、前述した処理を橾返す。この場合フラグ C sが既に「1」にセッ卜されているから、ステップ S 103からそのまま第 1図フローチャートのメインの処理に戻り、ステップ S 104〜S 106の処理は行われず、レジスタ XPの書き換えはない。また、メイン処理に戻っても、始めは保圧への切換え位置に達していないので、当該処理はそのまま終わる（ステップ S 8) 。以下上述したステップ S 1〜S 5, S 100, S 107, S 101〜S 103の処理を各周期毎繰返し、スクリュ一位置がレジスタ X Pに設定されている位置に達するまで、当該段の射出速度でスクリューは |g動されることになる。

そして、スクリュー 1の現在位置がレジスタ XPに設定された切換え位置以下になると、ステップ S 107からステップ S 108に進み、ポイン夕 iを「1」インクリメントし、フラグ C sを「0」にセットし（ステツプ S 109) 、ポインタ iが設定射出段数 Iに達していなければ（ステツプ S 110) 、ステップ S 101に進み、テーブル TB Iより、ポインタ 4 一 iに対応する射出速度 V iを読みだしこの射出速度でスクリユーを駆動するようにサーボモータ 2を駆動する（ステップ S 102) 。そして、フラグ C sが「0」にセッ卜されているから、前述したようにポインタ iに対応する切換え位置 P iをテーブル TB 1より読み出してレジスタ XPにセットし、フラグ C sを「1」にセットして（ステップ S 104〜S 106) 、メイン処理に戻る。これにより、スクリューは次段の射出速度で駆動されることになる。

以後は前述した処理を繰返し行ない、設定された各段の射出速度 V iでそれぞれ設定された切換え位置 P iまでスクリユーを駆動することになる。そして、ポインタ iが設定射出段数 Iに達すると（ステップ S 110) 、該ポィンタ iを「1」デイクリメントし（ステップ S 111) 、ステップ S 101以下の処理を行なう。

射出から保圧への切換えをスクリュー位置で行なう場合には、設定射出段数 Iの最終切換え位置以下にスクリュー 1がなつたとき、射出から保圧への切換え指令が PMC用 CPU 22から出力され、共有 RAM 31内のフラグが「1」にセッ卜されるので、メイン処理のステップ S 8でこのフラグが「1」であることが判断され、ステップ S 9に移行し、フラグ F s, C sが「0」に、ボインタ iが「0」にセヅトされ、さらにフラグ F p力 < 「1」にセットされて（ステップ S 9, S 10) 、保圧処理が開始される。また、射出から保圧への切換えを時間もしくは樹脂圧力で行なうときには、スクリュー 1が最終段の切換え位置に達しても、設定された時間もしくは樹脂圧力に達せず、保圧への切換え指令が PMC用 CPU22から出力されない場合があるので、ステップ S 111からステップ S 101〜S 10 6の処理によって、保圧への切換え指令が出力されるまで、最終段の射出速度でスクリュ一 1を駆動することになる。

いずれにしても、射出から保圧への切換え指令が出され、フラグ F が「1」にセッ卜され（ステップ S 1 0) 、保圧工程にいると、 N C用 C P U 2 1は第 3図フローチャートに示す処理を開始する。

N C用 C P U 2 1は、まずフラグ C pが「0」か否か判断する（ステツプ S 2 0 0) 。なお、該フラグ C pは初期設定では「0」に設定されている。そしてフラグ C p力く「0」であると、共有 RAM 3 1内の上記テープル T B 2よりポインタ j (このポインタ j は、第 7図に示すように、第 1 〜第 J保圧段に対してそれぞれ 0〜 J — 1が与えられる）に対応する設定保圧力 P r jを読み出すと共に、共有 RAM3 1に記憶されている現在の樹脂圧力である実圧力を読み出し（ステップ S 2 0 1) 、設定保圧力 P r jから実圧力を減じて圧力偏差 £ Pを求める（ステップ S 2 0 2) 。この圧力偏差 ε ρに基づいて比例，積分，微分制御（P I D制御）を行なう。すなわち、上記圧力偏差 ε ρに比例定数を乗じた値，各周期ごとに検出された圧力偏差 ε ρを積算した値に積分定数を乗じた値，及び当該周期と前周期の圧力偏差 ε ρの差に微分定数を乗じた値を加算して P I D演算処理を行ない、且つ得られた値の符号を変換する（ステップ S 2 0 3, S 2 0 4) 。この符号変換は、シリンダの先端位置を原点「0」としスクリユーがこの原点方向に移動する方向を負の方向としているために行なうものである。つまり、実圧力が設定保圧力に達しないときには圧力偏差 ε ρは正になるが、スクリユーは前進（原点方向）させなければならないということから、符号変換を行なうものである。これに対し、圧力偏差 ε ρを「実圧力— P r j」として求めておけば、このステップ S 2 0 4の処理は必要がない。次に、 P I D演算処理によって得られた値を符号変換した値に基づいて、移動指令として出力するパルス量の計算を行なう（ステップ S 2 0 5 ) 。圧力偏差 ε ρとスクリユー位置とは比例関係にあるので、 P I D演算処理によって得られた値を符号変換した値に所定の比例定数を乗じることによつて出力すべきパルス量を求める。そして求められた出力パルス量にすでに出力されたパルス量を加算して、スクリューが移動可能か否か判断する (ステップ S 2 0 6 ) 。すなわち、スクリユーの移動可能範囲（シリンダ一の先端位置からスクリユー最大後退位置）を越えてまで移動するようなものであれば、スクリューゃシリンダを破損させる恐れがあるので、この範囲を越えるようであれば、移動指令を出力しない。これに対して、移動可能であれば、上記算出されたパルス量をサ一ボインタフヱース 2 6を介してサーボ回路 2 7に出力する（ステップ S 2 0 7 ) 。

なお、圧力偏差 ε ρが大きく、その結果出力パルス量も多くなつて、スクリユーの移動可能範囲を越えるような場合では、スクリューは移動指令に遅れて追従するのが普通であり、したがって位置偏差が生じ、この位置偏差によってサーボ回路 2 7の速度ループ制御の積分器によつて順次トルク指令が増大し、その結果サーボモ一夕の出力トルクが増大するので、ステツプ S 2 0 5で算出されたパルス量を出力しなくても、樹脂圧力は設定保圧力に近付くことになる。

次にフラグ C pが「0」か否か判断し（ステップ S 2 0 8 ) 、「0」ならば（始めは「0」に設定されている）テーブル T B 2よりボインタ jで示される保圧時間 T jを読取り、タイマ T Eにその保圧時間 T jをセットし、保圧をスター卜させ、次いでフラグ C pを「1」にセッ卜し（ステツプ S 2 0 9〜 S 2 1 1 ) 、第 1図フローチヤ一卜に示すメィンの処理に戻 7 ることなく当該周期の処理を終わる。なお、上記ステップ S 208でフラグ Cpが「1」であるときはステップ S 209〜S 211の処理を行なわずに当該周期の処理を終了する。

次の周期では、ステップ S 1〜S 4の処理を行なった後、ステップ S 2 00に移行する。ここではフラグ C pは「1」に設定されているから、ステツプ S 212に移行し、タイマ TEがタイムアップしたか否か判断し、タイムアップしてなければ、フラグ C p力「1」であるから前述したステップ S 201〜S 208の処理を行なって（ステップ S 209〜 211の処理は行わず）当該周期の処理を終了する。以下上記処理を各周期毎行なうことになる。これにより、ポインタ jに対応する保圧段においては、設定された保圧時間 T jだけ設定された保圧力 P r jが与えられるように、スクリユーの位置が制御されることになる。

こうして、タイマ TEがタイムアップすると（ステップ S 212) 、ポインタ jを「1」インクリメントし（ステップ S 213) フラグ C pを「0」にセッ卜する（ステップ S 214) 。次にポインタ jが設定保圧段数 Jに達してなければ（ステップ S 215) 、前述したステップ S 201 以下の処理を実行する。この場合、ポインタ j力「1」インクリメントされているから、ステップ S 201では次の段の設定保圧力 P r jが読み出され、また、フラグ Cpが「0」にセットされているからステップ S 20 9 , S 210でタイマ TEには次の段の保圧時間 T jがセットされる。以後各周期毎タイマ T Eがタイムアツプするまで、設定保圧力 P r jになるようにスクリユー位置が制御されることになる。

そして、タイマ TEがタイムアップすると、前述したようにポインタ j がィンクリメントされ、順次各段の設定保圧力になるように各段に設定された保圧時間だけ、スクリュー位置が制御されることになる。そして、ポインタ jの値が設定保圧段数 Jに達すると（ステップ S 2 1 5 ) 、ポイン夕 j , フラグ F pを「0」にセッ卜し（ステップ S 2 1 6 ) 、保圧処理を終了し、第 1図フローチヱ一卜に示すメインの処理に戻り、ドゥエル中を示すフラグ F dを「1」にセッ卜し（ステップ S 1 2 ) 、設定ドゥエル時間が設定されたタイマをスタートさせ（ステップ S 1 3 ) 、以後各処理周期毎ステップ S 1〜 S 3及びステップ S 1 4の処理を行ないドゥエル用のタイマがタイムアツプするまで待つことになる。

以上のように、各段の設定保圧力になるようにスクリユー位置が制御されるので、保圧段の切換時に大きい設定保圧力から小さい設定保圧力に切り換つた時でも、スクリューが樹脂圧力によって突き放されて大きく後退するような事態は生じない。すなわち、設定保圧力が大きい値から小さい値に変化したとき、ステップ S 2 0 2で算出される圧力偏差 ε ρは負の値に成り、 P I D演算処理の結果も負の値になるが、これが正の値に符号変換されて、スクリューを後退する方向へ移動させるパルス量が出力される。この場合、サーボモータにはトルク制限がされてないので、上記出力パルス量よりもさらにスクリューが後退することもあるが、そのようなときには負の位置偏差が生じてスクリュー位置は出力パルス量に応じた位置に達するようにサ一ボモータは出力トルクを出力しスクリユーを位置決めするので、スクリューが大きく後退してしまうことはない。

また、設定保圧力が小さな値から大きな値に切り換る時でも、正の圧力偏差 ε ρが生じ、この圧力偏差 ε ρに応じたパルス量が出力される。この場合、サーボモータにはトルク制限がされていないので、大きな出力トルクを出すことが可能であるから、スクリューは、樹脂圧力が設定保圧力に直ちになるよう前進させられて、目標とするスクリユー位置に位置決め制御されることになる。

そしてタイマがタイムアップしてドゥエル処理が終了すると（ステップ S 14) 、ドゥエル用のフラグ F dを「0」にセットし、計量工程中を示すフラグ Fmを「1」にセットし（ステップ S 15, S 16) 、第 4図フローチヱ—卜に示す計量工程の処理を開始する。なお、計量工程では、スクリユーを回転させるために、スクリユー回転用のサーボモータを各計量団の設定回転数 N iで駆動制御することになるが、このスクリュー回転数制御に関しては本願発明の要旨ではないので説明を省略する。

計量工程での背圧制御は上述した保圧制御と同様の処理を行なう。即ち、 1^(：用じ？1121は、フラグ Cmが「0」か否か判断する（ステップ S 3 00) 。なお、該フラグ Cmは初期設定では「0」に設定されている。そしてフラグ Cmが「0」であると、共有 RAM 31内の上記テーブル TB 3よりポインタ k (このポインタ kは、第 8図に示すように、第 1〜第 k 保圧段に対してそれぞれ 0〜k_ lが与えられる）に対応する設定背圧 P b kを読み出すと共に、共有 RAM31に記憶されている現在の樹脂圧力である実圧力を読み出し（ステップ S 301) 、設定保圧力 Pb kから実圧力を減じて圧力偏差 ε ρを求める（ステップ S 302) 。この圧力偏差 ε ρに基づいて保圧制御と同じようにに比例，積分，微分制御（P I D制御）を行なう。そして、得られた値の符号を変換する（ステップ S 303， S 304) 。次に、 P I D演算処理によって得られた値を符号変換した値に基づいて、所定の比例定数を乗じることによって出力すべきパルス量を求める（ステップ S 305) 。そして求められた出力パルス量にすでに出力されたパルス量を加算して、スクリユーが移動可能か否か判断する（ステツプ S 306) 。移動可能範囲を越えるようであれば、移動指令を出力しない。これに対して、移動可能であれば、上記算出されたパルス量をサ —ポインタフェース 26を介してサーボ回路 27に出力する（ステップ S 307) o

次にフラグ C m力《「 0」か否か判断し（ステップ S 308) 、「0」ならば（始めは「0」に設定されている）テーブル TB 3よりポインタ kで示される切換位置 P kを読取り、レジスタ P Eにセットし、フラグ Cmを「1」にセッ卜し（ステップ S 309〜S 311) 、第 1図フローチヤ一卜に示すメインの処理に戻ることなく当該周期の処理を終わる。なお、上記ステップ S 308でフラグ Cmが「1」であるときはステップ S 309 〜S 311の処理を行なわずに当該周期の処理を終了する。

次の周期では、ステップ S I, S 2の処理を行なった後、ステップ S 3 ひ 0に移行する。ここではフラグ Cmは「1」に設定されているから、ステツプ S 312に移行し、現在値レジスタ記憶されているスクリユー現在位置とレジスタ P Eに記憶された切換位置 P kを比較し、現在位置が小さく切換位置に到達していなければ、フラグ Cmが「1」であるから前述したステップ S 301〜S 308の処理を行なって当該周期の処理を終了する。以下上記処理を各周期毎行なうことになる。

スクリュー現在位置がレジスタ P Eに記憶された切換位置 P k以上になると（ステップ S 312) 、ポインタ kを「1」インクリメントし（ステップ S 313) フラグ Cmを「0」にセットする（ステップ S 314) 。次にポインタ kが設定計量段数 Kに達してなければ（ステップ S 315) 、前述したステップ S 301以下の処理を実行する。この場合、ポインタ k が「1」インクリメン卜されているから、ステップ S 301では次の段の設定背圧 P b kが読み出され、また、フラグ Cmが「0」にセットされているからステップ S 309, S 310でレジスタ P Eには次の段の切換位置 P kがセッ卜される。以後、スクリユーがこの切換位置 P kに達するまで、設定背圧 Pb kに制御される。

そして、レジスタ P Eにセッ卜された切換位置にスクリユー現在位置が達すると、前述したようにポインタ kがインクリメントされ、順次、以後、各段に設定された切換位置 P kに応じて各段の背圧が設定背圧 P b kになるようにフィ一ドバック制御される。そして、ポインタ kの値が設定計量段数 Kに達すると（ステップ S 315) 、ポインタ k, フラグ Fmを「0」にセットし（ステップ S 316) 、計量処理を終了し、第 1図フローチェ一卜に示すメイン処理に復帰し、射出軸の動作中を示すフラグ F 0を「0」にセットし（ステップ S 18) 、次の工程である型締工程に移行する。そして、これより後はフラグ F 0が「0」にセットされているから、射出軸の制御の各周期の処理はステップ S 1のみとなる。

以上のように、射出，保圧，背圧の各制御がスクリュー位置によって制御されることになる。

Claims

請求の範囲

' 1 . スクリューをサーボモータによって釉方向に駆動し、射出，保圧，背圧制御を行う電動式射出成形機において、保圧工程では、樹脂にかかる圧力を検出し、設定保圧と検出された圧力との差を求め、上記サーボモ一タを駆動制御するサ一ボ回路に上記差に応じた移動指令を出力することによって樹脂にかかる圧力を設定圧力になるようにフィードバック制御することを特徵とする電動射出成形機の制御方法。

2. 保圧工程を複数の段に分割し、各段の保圧圧力及び保圧時間を設定し、保圧工程に入ると、設定された保圧第 1段から順次各段の設定保圧時間が経過するまで各段の設定された保圧圧力に切り換えて保圧制御をを行う請求項第 1項記載の電動射出成形機の制御方法。

3. スクリューをサーボモータによって軸方向に駆動し、射出，保圧，背圧制御を行う電動式射出成形機において、射出工程では、設定射出速度になるようにサ一ポモータを速度制御し、また保圧工程では、樹脂にかかる圧力を検出し、設定保圧と検出された圧力との差を求め、上記サーポモータを駆動制御するサ一ボ回路に上記差に応じた移動指令を出力することによつて樹脂にかかる圧力を設定圧力になるようにフィードバック制御し、さらに計量工程では、樹脂にかかる圧力を検出し、設定背圧と検出された圧力との差を求め、上記サーポモータを駆動制御するサーボ回路に上記差に応じた移動指令を出力し、背圧を設定背圧になるようにフィードバック制御することを特徵とする電動射出成形機の制御方法。

4. 射出工程，保圧工程，計量工程を夫々複数の段に分割し、射出工程は各段の射出速度と次段への切換スクリュー位置を設定し、保圧工程は各段の保圧圧力及び保圧時間を設定し、計量工程は各段のスクリユー回転数，背圧及び次段への切換スクリュー位置を設定し、射出工程では次段への切換スクリュー位置に達する毎に次段の設定射出速度に切換え、保圧工程では、各段の設定保圧時間に基づいて次段の設定保圧に切換え、計量工程では、次段へのスクリュー位置に達するごとに次段の設定背圧に切換える請求項 3記載の電動射出成形機の制御方法。