JP2000238095A - 射出成形機の制御方法 - Google Patents
射出成形機の制御方法Info
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Abstract
る保圧制御と同時に、型締めメカニズム系による圧縮制
御(圧力フィードバック制御)を行っても、射出量が安
定して、成型品重量がばらつくことのないようにするこ
と。 【解決手段】 保圧行程を時間軸に沿った圧力フィード
バック制御によって行うと共に、保圧行程期間における
スクリュ前進限位置を規定する前進限規定値を設定し
て、保圧行程中にもスクリュの現在位置を監視し、保圧
行程中にスクリュが、上記前進限規定値で規定される位
置を超えることがないように制御する。
Description
方法に係り、特に、圧力フィードバック制御によって実
行される保圧動作においても、スクリュの前進限位置を
規制するようにした保圧の制御方法に関するものであ
る。
インスクリュ式の射出成形機においては、一般的に、ス
クリュを急速前進させることにより金型のキャビティ内
へ溶融樹脂を射出充填する1次射出行程を、スクリュス
トローク軸(位置軸=距離軸)に沿った速度フィードバ
ック制御によって行い、これに引き続いて、スクリュに
前進方向の圧力を与えることにより、スクリュ先端の溶
融樹脂を介して金型内の樹脂に圧力を付与する保圧行程
を、時間軸に沿った圧力フィードバック制御によって行
っている。このように、保圧行程を時間軸に沿った圧力
制御で行う所以は、キャビティ内に射出された樹脂が保
圧圧力を受ける時間を一定にするためである。斯様に、
1次射出後に、所定時間だけ予め設定された保圧圧力
を、スクリュ先端の溶融樹脂を介して金型内の樹脂に付
与することにより、通常は、最終的に射出量が安定し、
したがって成型品重量もばらつきなく安定する。
った圧力フィードバック制御を行うと、スクリュ位置の
如何にかかわらず設定値に倣うような圧力優先制御が実
行されるので、予期せぬ溶融樹脂挙動の変動などの要因
によって、ときとして、保圧完了時点でのスクリュ位置
にばらつきを生じ(スクリュ先端側に残存する樹脂量で
ある所謂クッション量にばらつきを生じ、換言するなら
射出量にばらつきを生じ)、成型品重量がばらつくとい
うケースを生来する場合もあった。
行程を時間軸に沿った圧力フィードバック制御によって
行うと、保圧完了時点でのスクリュ位置をばらつきなく
許容範囲内に収めることを保証しがたいので、ときとし
て保圧完了時点でのスクリュ位置がばらつき、成型品重
量がばらつくという問題があった。特に、成型品の転写
性を高め、ヒケを無くす等の目的で、型締めメカニズム
系による圧縮制御(例えば、型締め系のイジェクトメカ
ニズムによって、キャビティ内の固化前の樹脂に圧縮圧
力を付与する制御)を、保圧制御と同時に行うと、型締
めメカニズム系による圧縮制御が射出メカニズム系によ
る保圧制御に対して影響を及ぼし、射出量がばらつき易
くなるという問題があった。
その目的とするところは、時間軸に沿った圧力フィード
バック制御を行っても、射出量が安定し、成型品重量の
ばらつきを可及的に抑止可能とできる、制御方法を提供
することにある。また、本発明の目的とするところは、
時間軸に沿った圧力フィードバック制御による保圧制御
と同時に、型締めメカニズム系による圧縮制御(圧力フ
ィードバック制御)を行っても、射出量が安定して、成
型品重量がばらつくことのない、制御方法を提供するこ
とにある。
達成するため、加熱シリンダ内のスクリュの軸方向移動
を電動サーボモータの駆動力によって行い、スクリュの
前進によって溶融樹脂を金型内に射出充填する1次射出
行程と、これに引き続いてスクリュ先端の溶融樹脂を介
して金型内の樹脂に圧力を付与する保圧行程とを、フィ
ードバック制御で実行する射出成形機の制御方法におい
て、保圧行程を時間軸に沿った圧力フィードバック制御
によって行うと共に、保圧行程期間におけるスクリュ前
進限位置を規定する前進限規定値を設定して、保圧行程
中にもスクリュの現在位置を監視し、保圧行程中にスク
リュが、上記前進限規定値で規定される位置を超えるこ
とがないように制御する、ようにされる。
面を用いて説明する。図1は、本発明の1実施形態に係
る射出成形機における、保圧圧力フィードバック制御系
の構成を示す図である。
ック制御を実行する主体となる保圧フィードバック制御
部、2は、保圧フィードバック制御部1からの指令値に
基づき、電動サーボモータ3への駆動信号を生成し出力
するサーボアンプ、3は、射出系メカニズムの駆動源と
しての電動サーボモータ、4は、電動サーボモータ3の
回転量を検出して保圧フィードバック制御部1へ出力す
るエンコーダ、5は、射出系メカニズム中に配設され、
図示せぬスクリュに加わる圧力(ここでは、射出圧たる
保圧圧力)を検出してフィードバック制御部1へ出力す
るロードセルである。
は、公知のように、図示せぬ回転→直線運動変換機構を
介して、図示せぬ加熱シリンダ内のスクリュへ伝えら
れ、スクリュを軸方向に駆動したり、スクリュに圧力を
付与したりするようになっている。
には、予め作成されたプログラムに基づき実行されるマ
イコン(マイクロコンピュータ)の処理によって具現化
されるものであるが、ここでは説明の便宜上、偏差検出
部11、保圧の圧力フィードバック制御のためのPID
演算部12、PID演算部12の出力を変換処理する出
力変換部13、速度制御パターン作成部14、スクリュ
の現在位置情報を出力する位置情報算出部15、偏差カ
ウンタ16、速度制御のための制御出力値を生成して出
力する速度制御指令値出力部17、出力変換部13の出
力と速度制御指令値出力部17の出力とを切り替えて出
力するスイッチ部18、スイッチ部18の出力をアナロ
グ変換して、圧力指令値を見かけ速度指令値として(電
動サーボモータ3に与えられる制御値は、圧力フィード
バック制御中であっても、電動サーボモータ3から見れ
ば速度制御値である)サーボアンプ2に出力するD/A
変換部19を具備したものとして、以下の説明を行う。
を基準点とする時間軸に沿って設定された保圧の圧力設
定値p1と、ロードセル5の計測情報を演算処理して得
られる保圧の圧力測定値p2とが、それぞれ適宜サンプ
リング周期で供給される。偏差検出部11では、この圧
力設定値p1と圧力測定値p2とから両者p1,p2の
差分を算出し、これを偏差(圧力の偏差)eとしてPI
D演算部12へ出力する。PID演算部12では、入力
された偏差eを用いて、PID(比例・積分・微分)動
作に基づくフィードバック制御を行うための演算処理、
すなわち次式による演算処理を実行し、圧力測定値p2
を圧力設定値p1に一致させるための操作量uを算出す
る。なお、次式において、Pi,Ii,DiはPID定
数である。
らの出力たる操作量uを、操作量値u→制御出力値y2
の出力変換式、すなわちy2=g(u)によって、制御
出力値y2として演算変換処理して求め、これをスイッ
チ部18へ出力する。
ュストローク軸(位置軸)に沿って各位置s1毎に設定
された保圧の速度設定値v1に基づいて、保圧行程にお
ける速度制御パターンを生成し、これを偏差カウンタ1
6へ出力する。また、位置情報算出部15では、エンコ
ーダ4からの回転量情報に基づいて現在のスクリュ位置
を算出する。偏差カウンタ16は、速度制御パターン作
成部14からの位置軸に沿った速度制御パターン情報
と、位置情報算出部15からのスクリュの現在位置情報
とに基づき、スクリュの現在位置に応じた速度の偏差を
速度制御指令値出力部17へ出力する。速度制御指令値
出力部17では、出力変換部13とほぼ同様の出力変換
の演算処理等を行って、演算処理結果を制御出力値y1
として、スイッチ部18へ出力する。
は、出力変換部13からの制御出力値y2と、速度制御
指令値出力部17からの制御出力値y1とを常時監視し
て、両者y1,y2の大小関係を判定しており、y1>
y2である際には、出力変換部13からの制御出力値y
2をD/A変換部19へ出力し、y1≦y2となると、
速度制御指令値出力部17からの制御出力値y1をD/
A変換部19へ出力する。
の制御出力値をアナログ情報に変換して、速度指令値と
してサーボアンプ2へ出力し、これに基づき、サーボア
ンプ2は電動サーボモータ3を駆動制御する。
の関係を示す、主として保圧行程の様子を示す説明図
で、同図の横軸はスクリュストローク(スクリュ位置)
を示し、同図の縦軸は速度を示している。
設定値を示しており、1次射出行程においては、スクリ
ュ位置に沿った速度フィードバック制御を行っているの
で、速度測定値はほぼ速度設定値Vaに倣うものとな
る。
り替え位置まで前進すると、保圧行程の制御に切り替え
られて、これにより、保圧フィードバック制御部1によ
って、時間軸に沿った圧力フィードバック制御が開始さ
れる。時間軸に沿った圧力フィードバック制御では、圧
力測定値p2が圧力設定値p1と一致するように圧力優
先のフィードバック制御が行われ、出力変換部13から
は、圧力測定値p2が圧力設定値p1に一致するように
制御する制御出力値y2が出力される。この制御出力値
y2は、サーボモータに対しては見かけ速度指令値とし
て与えられるものであるが、圧力優先制御のための制御
出力であるため、図2に示すように、速度制御出力とし
ては、あるばらつき範囲Sをもつものとなる。
る制御出力値y1は、保圧行程のスクリュ前進限位置を
規定するためのものであって、図2に示すように、スク
リュ位置に沿った保圧行程の終期位置区間を除いて、制
御出力値y2よりも十分に大きな値をとるように設定さ
れており、保圧行程の終期位置区間においては、制御出
力値y2のばらつき範囲Sによるy2の変動の如何によ
っては、保圧行程の完了前に(すなわち、予め定められ
た所定の保圧行程時間が経過する前に)、y1≦y2と
なる場合もあるように、制御出力値y1はその減速パタ
ーン特性が定められている。
のスイッチ部18は、予め定められた所定の保圧行程時
間が経過する前に、y1≦y2となると、D/A変換部
19への出力を、制御出力値y2から制御出力値y1へ
と切り替えて、これによって、保圧行程のスクリュ前進
限位置が、制御出力値y1の減速パターン特性で規定さ
れる所定位置(図2中に示すように、保圧切り替え位置
からの保圧制限ストローク幅で規定される強制停止位
置)となるように、制御出力の切り替え制御を行う。
内において、y1≦y2とならなかった場合には、すな
わち、全保圧行程時間内においてy1>y2である場合
には、スイッチ部18は、D/A変換部19への出力と
して制御出力値y2を最後まで選択し続けることにな
る。このようにスイッチ部18が全保圧行程時間内にお
いて制御出力値y2を出力し続ける場合には、保圧行程
の完了時点でのスクリュ位置(スクリュ前進限位置)
は、上記した強制停止位置の手前か、もしくは強制停止
位置と一致することになる。
例を示す図である。同図に示すように、所定の保圧行程
時間が経過する前にy1≦y2となると、制御出力値y
1の減速パターン特性と倣うように制御されるため、こ
の場合には速度測定値パターンはVx1で示されるよう
なものとなり、スクリュ前進限位置は、強制停止位置と
一致する。なお、制御出力値y1に減速パターン特性を
もたせた所以は、過度な急速停止を回避するためであ
る。また、全保圧行程時間内においてy1>y2である
際には、速度測定値パターンはVx2やVx3で示され
るようなものとなり、スクリュ前進限位置は、強制停止
位置と一致するか、強制停止位置の手前となる。
い保圧行程の時間軸に沿った圧力フィードバック制御を
行った際、すなわち、保圧行程中のスクリュ前進限位置
の規制を行わない時間軸に沿った圧力フィードバック制
御を行った際において、良品成形がなされているときの
保圧行程完了時点でのスクリュ位置(スクリュ前進限位
置)のばらつきの平均値を、前記の強制停止位置に設定
したと仮定すると、本実施形態では、保圧行程の完了時
点でのスクリュ位置のばらつき範囲は、従来の1/2に
低減されることなり、以って、射出量のばらつき(成型
品重量のばらつき)が従来よりも小さくなって、成型品
重量の安定化に大いに寄与することとなる。さらに、保
圧行程完了時点でのスクリュ位置(スクリュ前進限位
置)が強制停止位置を通り越すことが決してないので、
不慮の事態によってもスクリュが安全限界を超えるまで
前進する虞もなくなる。
制御による保圧制御と同時に、型締めメカニズム系によ
る圧縮制御(圧力フィードバック制御)を行っても、保
圧行程完了時点でのスクリュ位置(スクリュ前進限位
置)が強制停止位置を通り越すことがないように制御さ
れるので、例えば、良品成形がなされているときの保圧
行程完了時点でのスクリュ位置のばらつき範囲内におけ
る、スクリュ前進量の少ない方の値を、前記の強制停止
位置に設定すれば、保圧行程完了時点でのスクリュ位置
は概ね強制停止位置に収斂するようになり、以って、射
出量(成型品重量)が安定する。
置上に表示された射出条件の設定画面の1例を示す図で
ある。同図において、21は1次射出行程の条件設定
欄、22、23は保圧行程の条件設定欄である。1次射
出行程の条件設定欄21には、射出開始位置の設定部2
4を含む多段設定される切り替え位置の設定部や、速度
の設定部などが設けられており、保圧行程の条件設定欄
22には、保圧行程の圧力の設定部やタイマ(保圧時
間)の設定部が設けられている。また、保圧行程の条件
設定欄23には、保圧切り替え位置の設定部25や、前
記した保圧制限ストローク幅の設定部26が設けられて
いる。さらに、保圧行程の条件設定欄23には、最新シ
ョットにおける保圧行程のスクリュストローク幅(保圧
切り替えから保圧完了までにスクリュの移動した距離)
の測定値の表示部27が設けられており、オペレータは
良品成型時の表示部27の表示データを参照することに
より、保圧制限ストローク幅の設定部26での設定値を
適正値に設定できるようになっている。
応したスクリュ位置に沿った、射出開始位置、保圧切り
替え位置、強制停止位置、保圧制限ストローク幅を示す
図である。
ばらつきが小さくなって、成型品重量が安定し、かつ、
保圧行程完了時点でのスクリュ位置(スクリュ前進限位
置)が強制停止位置(前進限規定値)を通り越すことが
決してないので、不慮の事態によってもスクリュが安全
限界を超えるまで前進する虞もなくなる。また、時間軸
に沿った圧力フィードバック制御による保圧制御と同時
に、型締めメカニズム系による圧縮制御(圧力フィード
バック制御)を行っても、射出量のばらつきを抑えて、
射出量(成型品重量)を安定させることができる。
る、保圧圧力フィードバック制御系の構成を示す説明図
である。
とy2との関係を示すための、主として保圧行程の様子
を示す説明図である。
測定値の1例を示す説明図である。
る、表示装置上に表示された射出条件の設定画面の1例
を示す説明図である。
である。
Claims (2)
- 【請求項1】 加熱シリンダ内のスクリュの軸方向移動
を電動サーボモータの駆動力によって行い、スクリュの
前進によって溶融樹脂を金型内に射出充填する1次射出
行程と、これに引き続いてスクリュ先端の溶融樹脂を介
して金型内の樹脂に圧力を付与する保圧行程とを、フィ
ードバック制御で実行する射出成形機において、 保圧行程を時間軸に沿った圧力フィードバック制御によ
って行うと共に、保圧行程期間におけるスクリュ前進限
位置を規定する前進限規定値を設定して、保圧行程中に
もスクリュの現在位置を監視し、保圧行程中にスクリュ
が、上記前進限規定値で規定される位置を超えることが
ないように制御することを特徴とした射出成形機の制御
方法。 - 【請求項2】 請求項1記載において、 前記した保圧動作と同時に、型締め系による金型内樹脂
への圧縮動作を行うことを特徴とする射出成形機の制御
方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04313099A JP3686771B2 (ja) | 1999-02-22 | 1999-02-22 | 射出成形機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04313099A JP3686771B2 (ja) | 1999-02-22 | 1999-02-22 | 射出成形機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000238095A true JP2000238095A (ja) | 2000-09-05 |
JP3686771B2 JP3686771B2 (ja) | 2005-08-24 |
Family
ID=12655275
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP04313099A Expired - Fee Related JP3686771B2 (ja) | 1999-02-22 | 1999-02-22 | 射出成形機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3686771B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011245794A (ja) * | 2010-05-28 | 2011-12-08 | Toyo Mach & Metal Co Ltd | 射出成形機 |
JP2020100090A (ja) * | 2018-12-25 | 2020-07-02 | 株式会社日本製鋼所 | 電動射出成形機の保圧切換位置の調整方法 |
-
1999
- 1999-02-22 JP JP04313099A patent/JP3686771B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011245794A (ja) * | 2010-05-28 | 2011-12-08 | Toyo Mach & Metal Co Ltd | 射出成形機 |
JP2020100090A (ja) * | 2018-12-25 | 2020-07-02 | 株式会社日本製鋼所 | 電動射出成形機の保圧切換位置の調整方法 |
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---|---|
JP3686771B2 (ja) | 2005-08-24 |
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