JP2017024364A - Injection molding machine and control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は射出成形機に関する。 The present invention relates to an injection molding machine.
射出成形機では、重量ばらつきの少ない、高品質で安定した成形品の製造が要求される。特許文献１には、制御目標を射出材料の熱量特性値により補正する射出成形機が開示されている。
Injection molding machines are required to produce high-quality and stable molded products with little weight variation.
エラーやその他の要因で、成形サイクルに変動がある場合、ショット毎で射出材料の溶融状態が変わる。これは成形品の重量のばらつきの要因となる。一方、比較的安価な射出成形機では、コスト低減のため、成形機に搭載されているセンサが限られる。したがって、成形品の重量のばらつきを抑制するために、多様なセンサの検知結果に依存した制御手法は採用困難である。 If the molding cycle varies due to errors or other factors, the molten state of the injection material changes from shot to shot. This causes a variation in the weight of the molded product. On the other hand, in a relatively inexpensive injection molding machine, sensors mounted on the molding machine are limited in order to reduce costs. Therefore, it is difficult to adopt a control method that depends on the detection results of various sensors in order to suppress variations in the weight of the molded product.
本発明は、射出成形機のコストを抑えつつ、成形品の安定化を図る技術を提供するものである。 The present invention provides a technique for stabilizing a molded product while suppressing the cost of an injection molding machine.
本発明によれば、射出材料を収容する射出シリンダと、前記射出シリンダ内の射出材料を加熱する加熱手段と、前記射出シリンダから射出材料を射出させる駆動手段と、前記駆動手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記加熱手段により射出材料に与えられた熱量を成形サイクル毎に演算する演算手段と、前記演算手段の演算結果と、前記加熱手段により射出材料に与えられた熱量と前記駆動手段の制御量との関係を規定した設定データと、から前記駆動手段の制御量を成形サイクル毎に設定する設定手段と、を備える、ことを特徴とする射出成形機が提供される。 According to the present invention, an injection cylinder for containing the injection material, a heating means for heating the injection material in the injection cylinder, a drive means for injecting the injection material from the injection cylinder, and a control means for controlling the drive means And the control means calculates the amount of heat given to the injection material by the heating means for each molding cycle, the calculation result of the calculation means, and the injection means given to the injection material by the heating means There is provided an injection molding machine comprising: setting data that defines a relationship between a heat amount and a control amount of the driving means; and setting means for setting the control amount of the driving means for each molding cycle. The
本発明によれば、射出成形機のコストを抑えつつ、成形品の安定化を図る技術を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the technique which aims at stabilization of a molded article can be provided, suppressing the cost of an injection molding machine.
図１は本発明の一実施形態に係る射出成形機Ａの概要図である。射出成形機Ａの型締め機構部は、固定側プラテン３と、金型の固定側型板１０を取付ける固定側型板ホルダー６と、金型の可動側型板７を取付ける可動側プラテンとしての可動側型板ホルダー９と、プラテン駆動部２４とを備える。なお、本実施形態では金型を構成する固定側型板１０、可動側型板７、受板８、イジェクタプレート１３は、カセット型となっており、交換取り付けが容易に行える。
FIG. 1 is a schematic view of an injection molding machine A according to an embodiment of the present invention. The mold clamping mechanism of the injection molding machine A is a
本実施形態におけるプラテン駆動部２４は、型締めモータ１６と、トグル機構とを備える。トグル機構は、２本のリンクアームである駆動アーム１８と、従動アーム１９とを備える。型締めモータ１６は、ハウジング２５内に設置され、ボールねじ軸１７ｂが機械的に連結されている。ボールねじ軸１７ｂは一対の軸受ブラケットを介してハウジング２５内に回転自在に収容されている。このボールねじ軸１７ｂに螺合するボールナット１７ａと可動側型板ホルダー９との間には、駆動アーム１８及び従動アーム１９が組み込まれている。
The
可動側型板ホルダー９及び固定側型板ホルダー６にはタイバー４が摺動自在に貫通しており、可動側型板ホルダー９及び固定側型板ホルダー６はタイバー４に沿って往復動することができる。可動側型板ホルダー９には、従動アーム１９の一端部が接続部材を介して回動自在に連結されており、この従動アーム１９の他端部には、駆動アーム１８の一端部がピンを介して連結されている。駆動アーム１８は、中間部分に枢軸を介して揺動自在にハウジング２５のベース板に連結され、他端部は、ボールナット１７ａに連結されている。
The
型開き状態から型締めモータ１６を正転させてボールねじ軸１７ｂを回転駆動すると、ボールナット１７ａがボールねじ軸１７ｂの基端部から先端部へと移動し始める。これに伴い、倒れていた状態にある駆動アーム１８、従動アーム１９が鉛直となるように起き始め、可動側型板ホルダー９が固定側型板ホルダー６に向けて上昇する。最終的に可動側型板７と固定側型板１０とのパーティング面が当接し、可動側型板ホルダー９は固定側型板ホルダー６を挟んで固定側プラテン３に押し付けられて、型締め状態となる。
When the
この型締め動作によって、可動側型板ホルダー９に不図示のねじで固定された金型の可動側型板７は、固定側型板ホルダー６に不図示のねじで固定された金型の固定側型板１０と共に、固定側プラテン３に押し付けられる。図１は型締めが完了した状態を示している。上記のような型締め動作と、この型締め動作と逆の型開き動作を行うことにより、金型の開閉が行なわれる。
By this mold clamping operation, the
本実施形態の射出成形機Ａには、ランナー取り出し機構１４が備えられている。ランナー取り出し機構１４は、ランナー保持部材１５を金型に対して出入りさせる。固定側型板ホルダー６および固定側型板１０には、ランナー保持部材１５の形状に対応した嵌合穴が形成されており、型締め時においてランナー保持部材１５はこれらに嵌め込まれた状態で固定側プラテン３に押し付けられている。さらにランナー保持部材１５の先端には、ランナーの一部を形成するためのＵ字切欠き部が設けられている。したがって、型締め時この状態で射出動作が行われると、ランナーの一部がランナー保持部材１５のＵ字切欠き部により形成されて、ランナーはランナー保持部材１５に固着して保持される。型開き時、ランナー保持部材１５は固定側プラテン３の下面に接したままの位置に留まるため、固定側型板ホルダー６の下降に伴い、固定側型板１０の樹脂経路に形成されたランナーは、固定側型板１０から分離されて、ランナー保持部材１５に固着した状態となる。
The injection molding machine A of this embodiment is provided with a runner take-
射出成形機Ａの射出機構部は、射出シリンダ１と、駆動機構２とを備える。射出シリンダ１は射出材料を収容する筒体である。射出材料は例えばペレット状をなす樹脂材料であり、材料投入口２３から不図示の材料供給装置によって射出材料が射出シリンダ１内に供給される。
The injection mechanism unit of the injection molding machine A includes an
射出シリンダ１には、射出シリンダ内の射出材料を加熱する加熱ユニット５が設けられている。本実施形態の場合、加熱ユニット５は射出シリンダ１の外周に設けられたバンドヒータを含む。加熱ユニット５は、射出材料を加熱可能であればバンドヒータ以外のヒータを備えていてもよい。加熱ユニット５は、射出シリンダ１の壁部を介して射出シリンダ１内の射出材料を加熱して溶融させる。射出シリンダ１の先端には金型スプールに溶融した射出材料を射出するノズル１ａが設けられている。加熱ユニット５はノズル１ａ内を加熱するヒータを含んでいてもよい。
The
駆動機構２は、射出モータ２ａと、伝動機構２ｂと、ボールねじ機構２ｃと、射出プランジャ２ｄとを備える。射出モータ２ａは駆動機構２の駆動源であり、例えば、ＤＣサーボモータである。伝動機構２ｂは射出モータ２ａの駆動力をボールねじ機構２ｃに伝達する。本実施形態では、伝動機構２ｂはベルト伝動機構であるが歯車機構等、他の形式の伝動機構であってもよい。ボールねじ機構２ｃは、射出プランジャ２ｄに連結されたボールねじ軸と、ボールねじ軸と螺合するボールナットとを備える。射出モータ２ａの駆動力は、伝動機構２ｂを介してボールナットを回転させ、これによりボールねじ軸が昇降し、射出プランジャ２ｄを昇降させる。射出プランジャ２ｄは射出シリンダ１の上端部から射出シリンダ１内に挿入されており、射出シリンダ１内を上下に直進運動する。
The
射出プランジャ２ｄが上昇位置にあるときに、材料投入口２３を介して射出シリンダ１内に射出材料が供給される。射出プランジャ２ｄが下降することによって、射出材料が加熱ユニット５によって軟化溶融されつつ射出シリンダ１内の下方へと押し込まれるとともに、ノズル１ａ内に蓄えられた射出樹脂が、可塑化した状態で固定側型板１０と可動側型板７との間に形成されたキャビティ（空間）内に所定量ずつ射出される。その後、射出プランジャ２ｄが上昇位置に戻される。このように１回の射出作業毎に射出プランジャ２ｄが往復動される。
When the injection plunger 2d is in the raised position, the injection material is supplied into the
＜制御部＞
次に、図２を参照して制御系の構成について説明する。制御部１００は、射出成形機Ａ全体を制御する。制御部１００は、ＣＰＵ１０１、記憶部１０２及びＩ／Ｆ（インタフェース）１０３を備える。ＣＰＵ１０１は、センサ１０８の検出結果を取得し、記憶部１０２に記憶されたプログラムにしたがって、モータ１０６やヒータ１０７等の制御を行う。制御部１００と、モータ１０６やヒータ１０７或いはセンサ１０８との間には、不図示のドライブ回路や信号処理回路等が設けられる。
<Control unit>
Next, the configuration of the control system will be described with reference to FIG. The
記憶部１０２には、例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク等が含まれる。Ｉ／Ｆ１０３はＣＰＵ１０１と、外部のデバイスとのインタフェースである。入力部１０４は、例えば、キーボード、マウス等である。作業者は入力部１０４を介して制御部１００に動作指令や成形条件に関わる各種のパラメータ等の入力を行うことができる。表示部１０５は、例えば、ＬＣＤ等のディスプレイであり、射出成形機Ａの情報を表示する。
The
モータ１０６には射出モータ２ａや型締めモータ１６が含まれる。ヒータ１０７には加熱ユニット５が含まれる。センサ１０８には、射出モータ２ａの回転量を検出するエンコーダや、射出モータ２ａの出力トルクを検出するセンサ（例えば射出モータ２ａの駆動電流を検知する電流センサ）が含まれる。射出モータ２ａの回転量を検出することで、射出プランジャ２ｄの移動速度、すなわち、射出材料の射出速度を検知可能である。また、射出モータ２ａの出力トルクを検出することで、射出材料の射出圧力及び保圧時の射出材料の圧力を検知可能である。
The
なお、射出モータ２ａのドライブ回路によっては、射出モータ２ａの回転量を検出するエンコーダの出力をドライブ回路に入力してドライブ回路によって回転量及び回転速度の制御を行うことができ、また、ドライブ回路が備える電流センサによって射出材料の射出圧力及び保圧時の射出材料の圧力を制御可能である。
Depending on the drive circuit of the
＜制御例＞
制御部１００による制御例について説明する。図３（Ａ）は一サイクルの成形動作（例えばインサート成形）の制御例を示すフロチャートである。準備運転が完了した後、図３（Ａ）の処理が実行される。
<Control example>
An example of control by the
Ｓ１では型締めを行う。Ｓ２では射出モータ２ａの制御量を設定する。詳細は後述する。Ｓ３ではＳ２で設定した制御量に基づき射出モータ２ａを駆動して射出材料の射出を行う。詳細は後述する。Ｓ４では保圧及び冷却を行う。Ｓ５で型開きを行い、Ｓ６で成形品を取り出す。Ｓ７では成形品の数が予定数に達したか否かを判定し、達している場合は処理を終了し、達していない場合はＳ１へ戻って同様の処理を繰り返す。このようにＳ１〜Ｓ６の処理を一成形サイクルとして、繰り返すことで成形品が量産されていく。
In S1, mold clamping is performed. In S2, the control amount of the
＜制御量の設定と射出動作＞
Ｓ２の制御量の設定について説明する。Ｓ２で設定する射出モータ２ａの制御量としては、射出モータ２ａの複数種類の制御パラメータのうちの少なくとも一つとすることができる。例えば、Ｓ３における射出動作のときの射出材料の射出速度に関わる制御パラメータ、射出材料の射出圧力に関わる制御パラメータ並びにＳ４における保圧時の射出材料の圧力に関わる制御パラメータを挙げることができる。
<Control amount setting and injection operation>
The setting of the control amount in S2 will be described. The control amount of the
射出速度に関わる制御パラメータとは、本実施形態の場合、射出モータ２ａの回転速度であり、射出圧力に関わる制御パラメータ及び保圧時の射出材料の圧力に関わる制御パラメータとは、本実施形態の場合、射出モータ２ａの出力トルクである。これらの制御パラメータの各制御量は、Ｓ２において成形サイクル毎に全て設定してもよいし、各制御量の一部は固定値として、残りの制御量をＳ２において成形サイクル毎に設定してもよい。本実施形態では、射出速度及び保圧時の射出材料の圧力については固定値とし、射出圧力に関わる制御量をＳ２において設定する。
In the case of this embodiment, the control parameter related to the injection speed is the rotation speed of the
ここで、エラーやその他の要因で、成形サイクルに変動がある場合、ショット毎で射出材料の溶融状態が変わる。例えば、エラーの発生とその対応により、一回の成形サイクルの時間が長くなって射出材料が溶融し過ぎた場合である。これは成形品の重量のばらつきの要因となる。 Here, when the molding cycle varies due to an error or other factors, the molten state of the injection material changes from shot to shot. For example, this may be the case where the injection material has melted too much due to the occurrence of an error and its response, resulting in a longer molding cycle time. This causes a variation in the weight of the molded product.
本実施形態の場合、加熱ユニット５により射出シリンダ１内の射出材料に与えられた熱量（以下、投入熱量と呼ぶ場合がある。）を成形サイクル毎に演算し、その演算結果に基づき射出モータ２ａの制御量を設定する。より詳しくは、前回の成形サイクルにおける投入熱量の演算結果から、今回の成形サイクルにおける制御量を設定する。
In the case of the present embodiment, the amount of heat given to the injection material in the
このように投入熱量に基づき制御量を設定することで成形サイクルの変動に対応して、成形品の安定化を図ることができる。 In this way, by setting the control amount based on the input heat amount, it is possible to stabilize the molded product corresponding to the fluctuation of the molding cycle.
図３（Ｂ）は投入熱量の演算に関わる処理例を示すフローチャートであり、図３（Ａ）の処理に並列的に成形サイクル毎に実行される。図３（Ｂ）の処理はＳ２の処理までの任意のタイミングで実行できる。 FIG. 3B is a flowchart showing a processing example related to the calculation of the input heat amount, and is executed for each molding cycle in parallel with the processing of FIG. The process of FIG. 3B can be executed at an arbitrary timing until the process of S2.
Ｓ１１では投入熱量を演算する。投入熱量は、本実施形態の場合、以下の式１で演算する。
投入熱量＝加熱ユニット５による時間単位の熱の投入量[J/s] × 成形サイクルの時間[s] （式１）
加熱ユニット５による時間単位の熱の投入量は、加熱ユニット５の駆動状態から演算できる。例えば、加熱ユニット５をＰＷＭ駆動している場合、デューティー比等から時間単位の熱の投入量を演算できる。例えば、加熱ユニット５が700[W]の能力を持ち、これをデューティー比10[%]で通電した場合、時間単位の熱の投入量は70[W]とすることができる。成形サイクルの時間はソフトウエアタイマ等により計時することができ、例えば、前回のＳ１の型締し開始から今回のＳ１の型締め開始までの時間とすることができる。Ｓ１２ではＳ１１の演算結果を記憶部１０２に保存して一単位の処理を終了する。
In S11, the input heat amount is calculated. In the case of this embodiment, the input heat amount is calculated by the following
Input heat amount = Input amount of heat by the heating unit 5 [J / s] × molding cycle time [s] (Formula 1)
The amount of heat input in units of time by the
Ｓ２での制御量の設定は、記憶部１０２に保存した投入熱量の演算結果を読み出し、読み出した演算結果と、予め用意した設定データと、から制御量を設定する。設定データは、成形品の重量を一定にするための投入熱量と制御量との関係を規定した情報であり、例えば記憶部１０２に保存しておくことができる。なお、設定データの生成方法については後述する。
The control amount is set in S2 by reading the calculation result of the input heat amount stored in the
図４（Ａ）は設定データの一例を示す。同図は、投入熱量と射出圧力の制御量との関係を規定した設定データの概念図である。射出圧力の制御量は射出モータ２ａのトルクの上限値（トルクリミット）として規定されており、トルクリミットは、射出モータ２ａの最大トルクに対する割合（％）で規定されている。図４（Ａ）の例はルックアップテーブル形式のデータとして保存され、例えば、ｎ回目の成形サイクルにおける制御量（トルクリミット）は、ｎ−１回目の成形サイクルにおける投入熱量の演算結果：Ｗn-1からＴｌn-1と決定される。
FIG. 4A shows an example of setting data. This figure is a conceptual diagram of setting data that defines the relationship between the input heat amount and the control amount of the injection pressure. The control amount of the injection pressure is defined as the upper limit value (torque limit) of the torque of the
Ｓ２ではこうして射出圧力に関わる制御量（射出モータ２ａの出力トルクの上限）が設定される。なお、図４（Ａ）の例では、投入熱量の演算結果から制御量そのものが導かれる構成としているが、制御量の基準値に対する補正量を導き、基準値を補正値で補正して最終的な制御量を設定する方式であってもよい。
In S2, the control amount related to the injection pressure (the upper limit of the output torque of the
次に、Ｓ３の射出動作における処理例を図４（Ｂ）のフローチャートを参照して説明する。Ｓ２１では設定速度で射出を開始する。ここでは、射出速度の設定に応じた回転速度で射出モータ２ａを駆動し、射出材料を射出し始める。
Next, a processing example in the injection operation of S3 will be described with reference to the flowchart of FIG. In S21, the injection is started at the set speed. Here, the
射出材料が金型に十分に充填すると、射出シリンダ１内の圧力が高くなる。Ｓ２２では、射出モータ２ａの出力トルクがＳ２で設定したトルクリミットに達したか否かを判定する。射出モータ２ａの出力トルクがトルクリミットに達した場合はＳ２３へ進み、達していない場合はＳ２２の処理を繰り返す。Ｓ２３では射出材料の射出を終了して一単位の処理を終了する。この後、保圧（Ｓ４）のため、射出モータ２ａのトルクを一定にする制御を行う。
When the injection material is sufficiently filled in the mold, the pressure in the
＜設定データの生成＞
設定データの生成例について説明する。設定データは、事前の成形試験により得た、成形条件と、成形条件で成形したときの成形品の重量との関係に基づくデータである。図５（Ａ）は成形試験の結果の例を示すデータである。図５（Ａ）の例は、成形条件として、「投入熱量」、「射出速度」、「トルクリミット」、「保圧トルク」の４種類の条件が例示されている。「投入熱量」、「射出速度」、「トルクリミット」及び「保圧トルク」は、それぞれ、符号Ｗ、Ｖ、Ｔｌ、Ｔｋで示される。
<Generation of setting data>
An example of setting data generation will be described. The setting data is data based on the relationship between the molding conditions obtained by the prior molding test and the weight of the molded product when molded under the molding conditions. FIG. 5A is data showing an example of the result of the molding test. In the example of FIG. 5A, four types of conditions of “input heat amount”, “injection speed”, “torque limit”, and “holding torque” are illustrated as molding conditions. The “input heat amount”, “injection speed”, “torque limit”, and “holding torque” are indicated by symbols W, V, Tl, and Tk, respectively.
「投入熱量」は式１で演算される投入熱量である。成形試験では、成形品の重量に対する投入熱量の影響を調べるために、投入熱量を意図的に変化させる。「射出速度」、「トルクリミット」、「保圧トルク」は射出モータ２ａの制御パラメータである。「射出速度」は、射出動作のときの射出材料の射出速度に関わる制御パラメータであり、本実施形態の場合、既に説明したとおり射出モータ２ａの回転速度である。「トルクリミット」は射出材料の射出圧力に関わる制御パラメータ、「保圧トルク」は保圧時の射出材料の圧力に関わる制御パラメータであり、本実施形態の場合、いずれも既に説明したとおり、射出モータ２ａの出力トルクである。成形試験では、成形品の重量に対する射出モータ２ａの制御パラメータの影響を調べるために、これらを意図的に変化させる。「成形品重量」は各成形条件で成形した成形品の重量の実測値であり、符号Ｍで示される。
The “input heat amount” is the input heat amount calculated by
このような成形試験のデータを基に射出成形機Ａの特性を解析することで、成形条件と成形品の重量との関係を特定することができる。その特定結果を設定データとしてデータ化し、実際の成形時における制御量の設定に利用することで、成形品の重量のばらつきを抑制して成形品の安定化を図ることができる。しかも、投入熱量を演算すれば、制御量の設定が可能となるので、制御量の設定のために多様なセンサは不要である。したがって、射出成形機Ａのコストを抑えることが可能である。 By analyzing the characteristics of the injection molding machine A based on such molding test data, the relationship between the molding conditions and the weight of the molded product can be specified. By converting the specific result as setting data and using it for setting the control amount during actual molding, it is possible to suppress variations in the weight of the molded product and stabilize the molded product. Moreover, since the control amount can be set by calculating the input heat amount, various sensors are not necessary for setting the control amount. Therefore, the cost of the injection molding machine A can be suppressed.
設定データの生成について更に説明する。図５（Ｂ）は設定データの生成に関する処理例を示す図である。同図の処理は制御部１００が実行可能であるが、別のコンピュータが実行してもよい。
The generation of setting data will be further described. FIG. 5B is a diagram illustrating a processing example related to generation of setting data. The processing in the figure can be executed by the
射出成形機の特性解析には様々な手法を採用可能であるが、本実施形態では重回帰分析を用いて成形条件と成形品重量の関係を数式化する。具体的には、目的変数を「成形品重量」とし、説明変数に「投入熱量」、「射出速度」、「トルクリミット」及び「保圧トルク」の値を使用し、回帰モデルは線形回帰とする。本実施形態では説明変数に４つのパラメータを使用したが、必要に応じ、他のパラメータを増やしたり、減らしたりしてもかまわない。以上の条件から、成形品重量と成形条件の関係式を以下の式２で表すことができる。
M = a1×W + a2×V + a3×Tl + a4×Tk （式２）
ここで、M：成形品重量、V：射出速度、Tl：トルクリミット、Tk：保圧トルク、a1〜a4：重み係数である。
Various methods can be adopted for the characteristic analysis of the injection molding machine. In the present embodiment, the relationship between the molding conditions and the molded product weight is expressed by using multiple regression analysis. Specifically, the objective variable is “mold weight” and the explanatory variables are “input heat”, “injection speed”, “torque limit” and “holding torque”, and the regression model is linear regression. To do. In the present embodiment, four parameters are used as explanatory variables, but other parameters may be increased or decreased as necessary. From the above conditions, the relational expression between the molded product weight and the molding conditions can be expressed by the following
M = a1 x W + a2 x V + a3 x Tl + a4 x Tk (Formula 2)
Here, M is the molded product weight, V is the injection speed, Tl is the torque limit, Tk is the holding pressure torque, and a1 to a4 are the weighting factors.
Ｓ３１では、式２のa1〜a4の係数を図５（Ａ）の成形試験のデータから重回帰分析により求める。これにより射出成形機Ａの特性を数式化することができる。説明を簡単にするため、本実施形態では、重回帰分析の結果a1〜a4がそれぞれa1=1、a2=2、a3=3、a4=4となったことする。なお、射出成形機Ａの特性は、個体毎に数式化することで、個体差を解消して成形品の安定化を図ることが可能であるが、機種単位での数式化であってもよい。
In S31, the coefficients of a1 to a4 in
a1〜a4の係数の数値が求まったら、次に設定データを生成する。本実施形態の目的は、意図せず投入熱量が変化した場合でも成形品重量を一定に維持して、安定した成形品を得ることにある。従って、通常の成形動作における投入熱量と、エラー等の異常が発生した成形動作における投入熱量とで、それぞれ、成形品の重量を予想し、異常時でも成形品の重量が通常時と同様になるように、射出モータ２ａの制御量を設定することを考える。
Once the numerical values of the coefficients a1 to a4 are obtained, setting data is generated next. An object of the present embodiment is to obtain a stable molded product by keeping the weight of the molded product constant even when the input heat amount is unintentionally changed. Therefore, the amount of heat input in the normal molding operation and the amount of heat input in the molding operation in which an abnormality such as an error has occurred are respectively estimated for the weight of the molded product. Thus, it is considered to set the control amount of the
本実施形態では、射出モータ２ａの制御パラメータは、射出速度、トルクリミット、保圧トルクである。説明を単純化するため、これら３つの制御パラメータのうち、１つの制御パラメータを設定データの設定対象とする制御パラメータとし、残りの２つの制御パラメータは固定値とする場合を想定する。
In the present embodiment, the control parameters of the
まず、Ｓ３２で、実際の射出成形に用いる成形条件を式２に代入し、通常時の成形品重量を予想する。例えば、実際の射出成形に用いる成形条件が、投入熱量=10、射出速度=20、トルクリミット=30、保圧トルク=40、の場合、
M = 1×10 + 2×20 + 3×30 + 4×40 = 10 + 40 + 90 + 160 = 300
となり、通常時の成形品の重量は300[g]と予想される。
First, in S32, the molding conditions used for actual injection molding are substituted into
M = 1 x 10 + 2 x 20 + 3 x 30 + 4 x 40 = 10 + 40 + 90 + 160 = 300
Thus, the weight of the molded product at normal time is expected to be 300 [g].
ここで成形サイクルに異常があった場合を考える。前回の成形サイクルに異常があった場合、投入熱量が変化する。従って今回の成形サイクルを同一の成形条件とした場合、成形品の重量が変化することが予想される。例えば、異常が発生し、投入熱量=30となった場合、
M = 1×30 + 2×20 + 3×30 + 4×40 = 30 + 40 + 90 + 160 = 320
となり、成形品の重量は320[g]と予想される。
Here, consider a case where there is an abnormality in the molding cycle. When there is an abnormality in the previous molding cycle, the amount of input heat changes. Therefore, when the molding cycle this time is the same molding condition, it is expected that the weight of the molded product will change. For example, if an abnormality occurs and the input heat amount is 30,
M = 1 x 30 + 2 x 20 + 3 x 30 + 4 x 40 = 30 + 40 + 90 + 160 = 320
Thus, the weight of the molded product is expected to be 320 [g].
つまり、通常時よりも20[g]重くなることが予想される。重量のばらつきを抑えるためには、成形品の重量が300[g]となるように射出モータ２ａの制御量を調整すればよいことになる。
That is, it is expected to be 20 [g] heavier than normal. In order to suppress the variation in weight, the control amount of the
例えば、トルクリミットを調整する場合、式２からトルクリミットを逆算すると、
300 = 1×30 + 2×20 + 3×TL + 4×40 ⇒ 3×TL = 300−30−40−160 = 70 ⇒ TL = 23.3
となり、投入熱量が30の場合は、トルクリミットを23.3 [%]とすれば、成形品が300[g]となることが予想できた。
For example, when adjusting the torque limit, when calculating the torque limit from
300 = 1 × 30 + 2 × 20 + 3 × TL + 4 × 40 ⇒ 3 × TL = 300−30−40−160 = 70 ⇒ TL = 23.3
Thus, when the input heat amount is 30, if the torque limit is 23.3 [%], it can be predicted that the molded product will be 300 [g].
同様に、射出速度を調整する場合、式２から射出速度を逆算すると、
300 = 1×30 + 2×v + 3×30 + 4×40 ⇒ 2×v = 300−30−90−160 = 20 ⇒ v = 10
となり、投入熱量が30の場合は、射出速度を10 [mm/s]とすれば、成形品が300[g]となることが予想できた。
Similarly, when adjusting the injection speed, when calculating the injection speed from
300 = 1 × 30 + 2 × v + 3 × 30 + 4 × 40 ⇒ 2 × v = 300−30−90−160 = 20 ⇒ v = 10
Thus, when the heat input was 30, if the injection speed was 10 [mm / s], it could be expected that the molded product would be 300 [g].
Ｓ３３では、設定データを生成する。ここでは、まず、式２に、Ｓ３２で算出した成形品の重量を代入し、実際の射出成形に用いる成形条件のうち、投入熱量と設定データによる設定対象とする制御パラメータとを変数とする。そして、投入熱量を変化させて制御パラメータの値を演算し、両者の値の関係をテーブル化する。これにより図４（Ａ）のような設定データが得られることになる。
In S33, setting data is generated. Here, first, the weight of the molded product calculated in S32 is substituted into
なお、設定データは複数の制御パラメータについてそれぞれ生成して記憶部１０２に保存しておいてもよい。この場合、設定対象とする制御量は一種類とし、Ｓ２の制御量の設定処理では、設定対象とする制御量に対応した設定データを読み出して制御量を設定してもよい。
The setting data may be generated for each of a plurality of control parameters and stored in the
Ａ 射出成形機、１ 射出シリンダ、２ 駆動機構、５ 加熱ユニット、１００ 制御部 A. Injection molding machine, 1 injection cylinder, 2 drive mechanism, 5 heating unit, 100 control unit
Claims (7)
前記射出シリンダ内の射出材料を加熱する加熱手段と、
前記射出シリンダから射出材料を射出させる駆動手段と、
前記駆動手段を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記加熱手段により射出材料に与えられた熱量を成形サイクル毎に演算する演算手段と、
前記演算手段の演算結果と、前記加熱手段により射出材料に与えられた熱量と前記駆動手段の制御量との関係を規定した設定データと、から前記駆動手段の制御量を成形サイクル毎に設定する設定手段と、を備える、
ことを特徴とする射出成形機。 An injection cylinder for containing the injection material;
Heating means for heating the injection material in the injection cylinder;
Driving means for injecting an injection material from the injection cylinder;
Control means for controlling the drive means,
The control means includes
Calculation means for calculating the amount of heat given to the injection material by the heating means for each molding cycle;
The control amount of the drive means is set for each molding cycle from the calculation result of the calculation means and the setting data defining the relationship between the amount of heat given to the injection material by the heating means and the control amount of the drive means. Setting means,
An injection molding machine characterized by that.
ことを特徴とする請求項１に記載の射出成形機。 The control amount is a control amount related to the injection speed of the injection material, a control amount related to the injection pressure of the injection material, or a control amount related to the pressure of the injection material during holding pressure.
The injection molding machine according to claim 1.
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の射出成形機。 The drive means includes a motor as a drive source, and the control amount is a control amount of the motor.
The injection molding machine according to claim 1 or 2, characterized by the above.
事前の成形試験により得た、成形条件と、該成形条件で成形したときの成形品の重量との関係に基づくデータであり、
前記成形条件とは、前記加熱手段により射出材料に与えられた熱量と、前記駆動手段の複数種類の制御パラメータとを含み、
前記設定手段が設定する制御量は、前記複数種類の制御パラメータのうちの一つの制御量である、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の射出成形機。 The setting data is
It is data based on the relationship between the molding conditions obtained by the previous molding test and the weight of the molded product when molded under the molding conditions,
The molding conditions include the amount of heat given to the injection material by the heating means and a plurality of types of control parameters of the driving means,
The control amount set by the setting means is one control amount of the plurality of types of control parameters.
The injection molding machine according to any one of claims 1 to 3, wherein the injection molding machine is provided.
ことを特徴とする請求項４に記載の射出成形機。 The plurality of types of control parameters include a control parameter related to the injection speed of the injection material, a control parameter related to the injection pressure of the injection material, and a control parameter related to the pressure of the injection material during holding pressure.
The injection molding machine according to claim 4.
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の射出成形機。 The heating means includes a heater that is provided on an outer periphery of the injection cylinder and heats an injection material in the injection cylinder through a wall portion of the injection cylinder.
The injection molding machine according to any one of claims 1 to 5, wherein the injection molding machine is provided.
前記射出シリンダ内の射出材料を加熱する加熱手段と、
前記射出シリンダから射出材料を射出させる駆動手段と、を備えた射出成形機の制御方法であって、
前記加熱手段により射出材料に与えられた熱量を成形サイクル毎に演算する演算工程と、
前記演算工程の演算結果と、前記加熱手段により射出材料に与えられた熱量と前記駆動手段の制御量との関係を規定した設定データから前記駆動手段の制御量を成形サイクル毎に設定する設定工程と、を備える、
ことを特徴とする制御方法。 An injection cylinder for containing the injection material;
Heating means for heating the injection material in the injection cylinder;
A drive means for injecting an injection material from the injection cylinder, and a control method for an injection molding machine comprising:
A calculation step of calculating the amount of heat given to the injection material by the heating means for each molding cycle;
Setting step of setting the control amount of the driving means for each molding cycle from the setting data defining the calculation result of the calculation step and the relationship between the amount of heat given to the injection material by the heating means and the control amount of the driving means. And comprising
A control method characterized by that.
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| JP2015148015A JP2017024364A (en) | 2015-07-27 | 2015-07-27 | Injection molding machine and control method |
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