JP3164570B2 - スクリュあるいはスクリュヘッドの過負荷検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形機に関
し、特に、樹脂の未溶融時のスクリュ移動によるスクリ
ュにかかる過負荷を検出する過負荷検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は、射出成形機の加熱シリンダ内の
樹脂の溶融を説明する説明図である。図５中、符号１は
先端にノズル２が取り付けられた加熱シリンダであり、
該加熱シリンダ１内には、射出スクリュ（以下単にスク
リュという）３が遊嵌されている。ノズル２及び加熱シ
リンダ１の外周にはバンドヒータ等の加熱手段５が設置
されている。樹脂７は、ホッパ６から加熱シリンダ１内
に供給される。加熱手段５によって加熱されたシリンダ
の温度と、スクリュ３を回転させることによる混練り作
用により発生する摩擦熱により、樹脂は溶融され、シリ
ンダ先端にたまる。この溶融樹脂をスクリュ３を前進さ
せて金型内に溶融樹脂を射出するものである。

【０００３】図５において、シリンダ先端部の薄い塗り
つぶしを施した部分が溶融した樹脂７ａを示しホッパ６
側の濃い塗りつぶし部分はまだ溶融していない樹脂ペレ
ット７ｂの部分を示す。

【０００４】成形作業を終了し、射出成形機の稼働を停
止した際、加熱シリンダ１内に溶融樹脂７ａが残ってい
ると、この溶融樹脂７ａは温度の低下により固化する。
次に成形を開始する際に、このシリンダ先端の固化した
樹脂が再溶融しない状態で、スクリュ３を駆動すると、
スクリュに大きな負荷がかかり破損させる恐れがある。

【０００５】そこで、射出成形機を稼働させる際、スク
リュ３を通常の成形動作の駆動（射出動作等の前後進移
動や回転等）が可能か否かの判断が必要であるが、従来
は、加熱シリンダ１の温度が所定値まで昇温しているか
を確認するのみであった。加熱シリンダ１内に残留樹脂
７ａが有り、該残留樹脂７ａが固化した状態で、加熱シ
リンダ１とスクリュ３がこの固化した樹脂７ａで固着さ
れているような場合、スクリュ３を前後進又は回転させ
ると、スクリュ３やスクリュヘッドに無理な応力が加わ
り、該スクリュ３やスクリュヘッドを破損させる恐れが
ある。そのため、樹脂が溶融する温度まで、加熱シリン
ダ１の温度が昇温しているかを確認し、スクリュを駆動
開始している。スクリュ３に加わる負荷は加熱シリンダ
３の温度によって間接的に把握するのみであった。

【０００６】しかし、加熱シリンダ１の温度が設定温度
まで昇温していても、実際の樹脂７ａはまだ溶融されず
固化のままの状態や溶融していても樹脂粘度が高く、ス
クリュ・スクリュヘッドに過大な負荷がかかる場合があ
る。オペレータは、加熱シリンダ１の温度にのみ注意を
働かせ、実際のスクリュの負荷を検出判断することはな
いので、スクリュ３を動作させたとき、加熱シリンダ内
の樹脂が未だ溶融しておらず、固化状態のときや溶融し
ていても粘度が高くスクリュ３にかかる負荷が過大の状
態であると、スクリュ３を駆動するモータはスクリュ３
を大きなトルクで駆動することになり、大きな引っ張り
応力、圧縮応力、ねじり応力がスクリュ・スクリュヘッ
ドに発生し、短期間で疲労破壊による折損を起こしてし
まう場合があった。

【０００７】そのため、加熱シリンダが設定温度幅内に
達しても、安全を見込んでシリンダ内の内部温度が目標
温度に達するまで所定時間待って、スクリュの動作開始
を行うようにする方法が採用されている。又、特許第２
５９７９２２号公報に示されるように、スクリュを所定
時間、低速低トルクで後退（反射出方向）させその間に
指令位置と実際の位置の差である位置偏差が所定値より
も大きくなったか否かにより、樹脂の溶融度すなわちス
クリュ・スクリュヘッドに加わる負荷を判断する方法が
提案されている。スクリュを駆動するモータを低速低ト
ルクで駆動したとき、樹脂が溶融しておらずスクリュに
加わる負荷が大きいと、モータは指令速度で回転せず指
令位置と実際の位置のずれが大きくなり位置偏差が大き
くなる。これによりスクリュに加わる負荷を判断するも
ので、位置偏差が所定値を越えない場合は、樹脂が適正
粘度まで溶融しているものとして、スクリュ・スクリュ
ヘッドに加わる負荷を判断している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】加熱シリンダ１が設定
温度幅内に達した後、所定時間待って、スクリュを動作
開始させる方法でも、スクリュ・スクリュヘッドに加わ
る負荷を直接検出するのではなく間接的に検出している
ものにすぎない。スクリュに過大な負荷がかからないと
いう保証はない。所定時間待ったとしても実際の樹脂温
度、樹脂の溶融度は、周囲温度や湿度によって左右され
る。又、加熱シリンダ温度を検出するセンサの故障等に
よって適切な温度を検出できないという場合もあり、樹
脂粘度が高い状態でスクリュを駆動する結果となる場合
がある。

【０００９】又、特許第２５９７９２２号公報に示され
スクリュを後退させてスクリュに加わる負荷を判別する
方法でも、樹脂層が厚く再溶融に時間のかかるスクリュ
ヘッド部分の樹脂流路構内に溶融未溶融の樹脂があった
場合、これを検出できないという問題がある。

【００１０】図６、図７は、この説明図で、シリンダ１
の先端部を図示している。図７は図６のＡ−Ａ断面説明
図である。シリンダ１の先端部、スクリュヘッド部分の
樹脂流路構、及びノズル２の部分に溜まる溶融樹脂は樹
脂層が厚い。そのため、固化したこの部分の樹脂を再溶
融するには時間がかかり、射出成形機の成形動作を再開
する際に、スクリュに加わる負荷はこのシリンダ先端部
分の未溶融による負荷の影響が一番大きい。スクリュヘ
ッド４の樹脂流路構内の未溶融樹脂により、スクリュヘ
ッド４及びスクリュ３がロックされが、完全にロックさ
れているのであれば、スクリュを後退（図６で右方向）
方向に駆動してもスクリュ３は移動せず、樹脂の未溶
融、スクリュにかかる過大負荷を検出できる。しかし、
樹脂がある程度溶融してその粘性がある程度低下した状
態では、スクリュは後退することができ、樹脂は溶融し
ていると判断される恐れがある。スクリュ３を前進させ
てノズル２から溶融樹脂を射出するように動作させた場
合には、ノズル２の先端の射出孔より樹脂を射出するも
のであるから、樹脂の粘度が高いと、スクリュ３・スク
リュヘッド４には樹脂と、ノズル２及びシリンダ１との
接触面での抵抗及びノズル先端の射出孔を通過する際の
抵抗が大きくなり、スクリュ・スクリュヘッドに大きな
負荷がかかることになる。すなわち、スクリュを前進さ
せるときと後退させるときでは、スクリュ・スクリュヘ
ッドに加わる負荷には大きな差異があり、スクリュ３を
前進させる際には大きな負荷がかかり破損させる恐れが
あるような樹脂の溶融度であるにもかかわらず、スクリ
ュ３を後退させる方法によって樹脂の溶融度を測定する
方法では、このスクリュ前進方向への駆動時の過大な負
荷がかかることを検出できないという問題がある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上述した課題を
解決するために、スクリュ前後進用サーボモータ又はス
クリュ回転用サーボモータを所定低トルクで駆動する手
段、時間を測定する手段、位置偏差、移動量を検出する
手段、所定量の移動に許容時間以上を要したとき、位置
偏差が許容値以上になったとき、もしくは、所定時間内
に所定移動量に達しないとき等を判断する手段を備え、
所定量の移動に許容時間以上を要したとき、位置偏差が
許容値以上になったとき、もしくは、所定時間内に所定
移動量に達しないときなどは樹脂の粘性が高くスクリュ
に加わる負荷が大きいことを意味するから、この場合に
は異常信号を出力して樹脂未溶融を知られるようにす
る。

【００１２】特に、スクリュ前後進用サーボモータで樹
脂未溶融を検出する場合には、前駆サーボモータを低ト
ルクで駆動する手段は該モータの駆動力を制限するか所
定トルク指令による低トルクで、射出方向に駆動するよ
うにする。又、スクリュを前進、後退を繰り返し実行さ
せて、その間異常信号が発生するかを判断する。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は本発明を適用した一実施形
態の電動式射出成形機の要部を示すブロック図である。
図１において、符号１は射出シリンダ，符号３はスクリ
ューであり、射出シリンダ１にはバンドヒータ等の加熱
手段５および温度検出手段としての熱電対等の温度セン
サ（図示せず）が設けられている。加熱手段５および温
度センサは射出シリンダ３の各部を個別に温度制御すべ
く射出軸方向に複数組設けられ、射出シリンダ３先端の
ノズル２にも同様にノズルヒータ等の加熱手段５、温度
センサが設けられている。符号１７は温度調節器でノズ
ル２及び射出シリンダ１の各部の加熱手段５の温度をＰ
ＩＤ制御して、ノズル２、加熱シリンダ１の温度を制御
する。

【００１４】符号１５は固定プラテン，符号１４は可動
プラテンで金型１６が取り付けられている。可動プラテ
ン１４は型締用サーボモータＭ３の出力により、ボール
ナット＆スクリューやトグル機構等によって構成される
駆動変換装置１３を介しタイバー（図示せず）に沿って
移動するよう駆動される。また、スクリュ３はスクリュ
前後進用サーボモータＭ２によってボールナット＆スク
リューおよびボス＆セレーション等によって構成される
駆動変換装置１０を介して軸方向に駆動される。又、回
転用サーボモータＭ２により歯車機構１１，１２を介し
て軸方向の移動と独立して計量混練のためにスクリュ３
が回転駆動される。なお、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は各サーボ
モータＭ１，Ｍ２，Ｍ３に取り付けられたパルスコーダ
等の位置速度検出器であり、各サーボモータの回転位
置、速度を検出することによりスクリュの前後進位置・
速度、スクリュの回転位置・速度、可動プラテン１４
（可動金型）の位置・速度を検出するものである。

【００１５】射出成形機を駆動制御する制御装置２０
は、数値制御用のマイクロプロセッサであるＣＮＣ用Ｃ
ＰＵ３５，プログラマブルマシンコントローラ用のマイ
クロプロセッサであるＰＭＣ用ＣＰＵ２８，サーボ制御
用のマイクロプロセッサであるサーボ用ＣＰＵ２９およ
び射出保圧圧力やスクリュー背圧のサンプリング処理等
を行うための圧力モニタ用ＣＰＵ２７を有し、バス３２
を介して相互の入出力を選択することにより各マイクロ
プロセッサ間での情報伝達が行えるようになっている。

【００１６】ＰＭＣ用ＣＰＵ２８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ＲＯＭ２３および演算データの一時記憶等に用いられ
るＲＡＭ２４が接続され、ＣＮＣ用ＣＰＵ３５には、射
出成形機を全体的に制御するプログラム等を記憶したＲ
ＯＭ３７および演算データの一時記憶等に用いられるＲ
ＡＭ３８が接続されている。

【００１７】サーボＣＰＵ２９には、サーボ制御専用の
制御プログラムを格納したＲＯＭ３０やデータの一時記
憶に用いられるＲＡＭ３１が接続されており、圧力モニ
タ用ＣＰＵ２７にも成形データのサンプリング処理等に
関する制御プログラムを格納したＲＯＭ２１、データの
一時記憶に用いられるＲＡＭ２２が接続されている。

【００１８】そして、サーボＣＰＵ２９には、該ＣＰＵ
２９からの指令に基いておよび，スクリュ前後進用，ス
クリュー回転用、型締用、エジェクタ用（図示せず）等
の各軸のサーボモータＭ１，Ｍ２，Ｍ３を駆動するサー
ボアンプ２５が接続され、各サーボモータＭ１、Ｍ２，
Ｍ３に配備された位置・速度検出器Ｐ１、Ｐ２，Ｐ３等
からの出力がサーボＣＰＵ２９に帰還され、各サーボモ
ータの位置・速度のフィードバック制御が該サーボＣＰ
Ｕ２９で実行される。さらに、サーボアンプ２５から出
力される各サーボモータへの駆動電流もフィードバック
され、電流（トルク）のフィードバック制御もこのサー
ボＣＰＵ２９で実行される。圧力モニタ用ＣＰＵ２７
は、スクリュー３の基部に設けられたロードセル等の圧
力検出器１８からの信号をＡ／Ｄ変換器２６を介して受
け取り、射出保圧圧力やスクリュー背圧のサンプリング
処理を行う。

【００１９】不揮発性メモリ３４は射出成形作業に関す
る成形条件（射出保圧条件，計量条件，ノズル２や加熱
シリンダ３の各部の温度等）と各種設定値，パラメー
タ，マクロ変数等を従来と同様にして記憶する成形デー
タ保存用のメモリである。

【００２０】ＣＲＴや液晶等の表示装置付手動データ入
力装置３９は各種設定画面の表示やデータの入力操作等
が各種ファンクションキーやテンキーおよびカーソル移
動キー等によって行われるようになっている。

【００２１】そして、ＰＭＣ用ＣＰＵ２８が射出成形機
各軸のシーケンス制御を行う一方、ＣＮＣ用ＣＰＵ３５
がＲＯＭ３７の制御プログラムに基いて各軸のサーボモ
ータに対して移動指令の分配を行い、サーボＣＰＵ２９
は各軸に対して分配された移動指令と位置・速度検出器
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３等で検出された位置のフィードバック
信号および速度のフィードバック信号に基いて、従来と
同様に後述する位置ループ制御，速度ループ制御さらに
は電流ループ制御等のサーボ制御を行い、いわゆるディ
ジタルサーボ処理を実行する。

【００２２】ＰＭＣ用ＣＰＵ２８は不揮発性メモリ３４
に設定記憶された各部の設定目標温度を入出力回路３３
を介して、温度調節器１７に出力設定する。該温度調節
器１７は、図示しない温度センサからフィードバックさ
れる各部の実温度と設定される目標温度によりＰＩＤフ
ィードバック制御を行うことにより従来と同様、加熱手
段５による加熱シリンダ３各部やノズル２の温度制御を
行う。また、各部の温度センサで検出される加熱シリン
ダ３の各部およびノズル２の実温度は入出力回路３３を
介してＰＭＣ用ＣＰＵ２８に読み込まれるようになって
いる。

【００２３】図４は、前記サーボＣＰＵ２９が実行する
サーボ制御のブロック図であり、スクリュ前後進用サー
ボモータの制御を例にとって示しており、他のサーボモ
ータＭ２，Ｍ３等のサーボ制御も同様の制御がなされる
ものである。位置制御部４１でＣＮＣ用ＣＰＵ３５から
所定周期毎送られてくる移動指令と位置・速度検出器Ｐ
１からのフィードバックされる位置（所定周期内の移動
量）を減じて位置偏差を求め、該位置偏差に位置ループ
ゲインを乗じて速度指令を求める位置のフィードバック
制御がなされる。速度制御部４２では、位置制御部４１
のから出力される速度指令と位置・速度検出器Ｐ１から
フィードバックされる実速度により速度偏差を求め、該
速度偏差に基づいて比例積分等の速度フィードバック制
御を行いトルク指令を求める。このこのトルク指令に対
して、トルク制限手段４３によって、設定されたトルク
リミット値によりトルク制限を行い出力する。前記速度
制御部４２の出力がこのトルクリミット値以上であれ
ば、このトルクリミット値をトルク制限手段４３の出力
とし、速度制御部４２の出力がこのトルクリミット値未
満であれば、速度制御部４２の出力をそのままトルク制
限手段４３の出力として、次の電流制御部４４へのトル
ク指令とする。

【００２４】電流制御部４４では、トルク制限手段４３
から出力されたトルク指令（電流指令）と電流検出器４
５からフィードバックされる実電流より電流フィードバ
ック制御を行い、ＰＷＭ制御等を行うサーボアンプ２５
への各相電圧指令を求めサーボアンプ２５に出力する。
上述したサーボ制御は、サーボＣＰＵ２９によってソフ
トウエア制御で行われる。このソフトウエア制御はすで
に公知であるので詳細は省略する。なお、図４におい
て、破線で示したトルク指令は、本発明の別の実施形態
であり、これについては後述する。

【００２５】次に、本実施形態におけるスクリュ、スク
リュヘッドの過負荷検出方法について説明する。図２、
図３は、ＰＭＣ用ＣＰＵ２８が実行する樹脂溶融状態を
確認するスクリュ・スクリュヘッドの過負荷検出処理の
フローチャートである。加熱シリンダ１内に残留する樹
脂によるスクリュ３、スクリュヘッド４の加わる負荷を
検出し、スクリュ３の通常動作の駆動ができるか否かの
判断は、パージが実行されるときに必要である。そのた
め、この図２、図３に示したスクリュ、スクリュヘッド
の過負荷検出処理を自動パージシーケンスの直前に組み
込み、自動パージが起動されると、実際の自動パージの
前にこの樹脂溶融状態を確認するスクリュ、スクリュヘ
ッドの過負荷検出処理を実行するようにする。

【００２６】表示装置付きＭＤＩ３９等から自動パージ
指令が入力されると、ＰＭＣ用ＣＰＵ２８は、図２、図
３にフローチャートで示す処理を開始し、まず、スクリ
ュ・スクリュヘッド４の過負荷検出のために予め設定さ
れているトルクリミット値をトルク制限値として設定す
る（図４に示すトルク制限手段にトルクリミット値を設
定する）（ステップＳ１）。次にスクリュを前後進させ
るための繰り返し数をカウントする繰り返しカウンタＣ
ＮＴを「０」にクリアし、スクリュの駆動方向を決める
方向フラグＦを「０」にセットする（ステップＳ２、Ｓ
３）。

【００２７】次に、方向フラグＦが「０」か判断し、
「０」であれば、スクリュを前進方向に設定された移動
量だけ設定速度（低速度）で移動させ位置決めするよう
ＣＮＣ用ＣＰＵ３５に指令する（ステップＳ５）。又、
方向フラグＦが「０」でなければ、スクリュを逆方向
（後退方向）に、設定速度（低速度）で設定移動量だけ
移動させて位置決めするようにＣＮＣ用ＣＰＵ３５に指
令する（ステップＳ６）。このＣＮＣ用ＣＰＵ３５への
指令と共に、タイマＴ１をスタートさせる（ステップＳ
７）。なお、この過負荷検出処理の開始は、スクリュを
前進方向に駆動する処理から開始される。

【００２８】ＣＮＣ用ＣＰＵ３５は、スクリュ前後進用
サーボモータＭ１に対して、指令された方向に設定移動
量で設定速度の移動指令の分配をサーボＣＰＵ２９に出
力する。サーボＣＰＵ２９はこの移動指令を受けて図４
に示す処理、すなわち分配された移動量と位置フィード
バック信号により位置偏差を求め位置のフィードバック
処理をして速度指令を求め、かつこの速度指令と速度フ
ィードバック信号に基づいて速度のフィードバック処理
を行いトルク指令を求める。さらに、このトルク指令
が、ステップＳ１で設定されたトルクリミット値以下で
あればそのままトルク指令として出力し、越えていれば
トルクリミット値をトルク指令として出力する。このト
ルク指令により電流フィードバック処理を行い、スクリ
ュ前後進用サーボモータＭ１を駆動する。

【００２９】一方、ＰＭＣ用ＣＰＵ２８は、タイマＴ１
が設定された監視時間を経過したか（ステップＳ８）、
サーボＣＰＵ２９の位置フィードバック処理によって求
められる位置偏差を読み取り、該位置偏差が設定監視値
を越えたか（ステップＳ９）、又、サーボＣＰＵ２９か
らスクリュ位置到達信号（ＣＮＣ用ＣＰＵ３５から設定
された移動量が全て出力され、位置偏差が所定幅（イン
ポジション幅）内に達し、サーボモータＭ１の位置が目
標位置決め位置に達したときに出される信号）が出力さ
れたか（ステップＳ１０）を繰り返し判断する。

【００３０】加熱シリンダ１内の残留樹脂が十分に溶融
し、スクリュ３に加わる負荷が小さく、監視時間内に位
置偏差が設定監視値を越えることなく、スクリュ３が指
令位置決め位置に到達したときは、タイマＴ１をリセツ
トし（ステップＳ１２）、繰り返しカウンタＣＮＴを
「１」インクリメントし（ステップＳ１３）、該繰り返
しカウンタＣＮＴが設定繰り返し数に達したか判断し
（ステップＳ１４）、達してなければ、方向フラグＦを
反転させ（「０」ならば「１」に、「１」ならば「０」
切り換える）（ステップＳ１５）、ステップＳ４に戻り
前述したステップＳ４以下の処理を実行する。

【００３１】スクリュ３を前後進させるサーボモータＭ
１の出力トルクがトルクリミット値に制限された状態で
スクリュは駆動されているから、加熱シリンダ１内の樹
脂が十分に溶融されておらず粘性が高い場合には、設定
監視時間内にスクリュが指令目標位置まで移動できない
とき（ステップＳ８）、又は、トルク制限されたサーボ
モータＭ１の出力トルクでは指令速度で移動できなく、
位置偏差が増大したとき（ステップＳ９）、ＰＭＣ用Ｃ
ＰＵ２８は、異常信号であるアラーム信号を出力し樹脂
未溶融として射出成形機の動作を停止させる（ステップ
Ｓ１１）。

【００３２】スクリュを前進（ステップＳ５）及び後退
（ステップＳ６）を交互に実行し、その間アラーム信号
が発生せず、繰り返しカウンタＣＮＴが設定繰り返し数
に達したとき（ステップＳ１４）には、該カウンタＣＮ
Ｔを「０」にクリアし、ステップＳ１７に移行する。

【００３３】なお、この設定繰り返し数は１回でもよ
い。この場合、スクリュを前進方向に移動させてアラー
ム信号が発生しなければ、ステップＳ１６に移行するこ
とになる。又この１回のスクリュ前進動作のみで、スク
リュ過負荷検出（樹脂溶融状態の確認）を行う場合で
は、ステップＳ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ１３〜Ｓ１６
の処理を省略してもよい。すなわち、ステップＳ１から
ステップＳ５に進み、ステップＳ１２からステップＳ１
７に進むようにしてもよい。

【００３４】スクリュ３を設定繰り返し数だけ前進又は
後退させてアラームが発生しなければ、ステップＳ１７
以下の処理で、スクリュ３を回転させて、スクリュ過負
荷検出（樹脂溶融状態の確認）を行う。このスクリュ３
の回転によるスクリュ過負荷検出は、スクリュの前後進
による過負荷検出処理とほぼ同一処理であり、相違する
点は、駆動するモータが、スクリュ前後進用サーボモー
タＭ１の代わりにスクリュ回転用サーボモータＭ２であ
る点、又一方向に回転させる点である。

【００３５】すなわち、スクリュ回転用サーボモータの
出力トルクを制限するトルクリミット値を設定し、繰り
返しカウンタＣＮＴを「０」にセットし（ステップＳ１
７、Ｓ１８）、所定方向にスクリュ回転用サーボモータ
を設定速度で設定移動量回転させて位置決めするように
指令し、サーボモータＭ２を駆動すると共にタイマＴ１
をスタートし（ステップＳ１９，Ｓ２０）、該タイマが
設定監視時間を計時する前で、かつ位置偏差が監視値を
越えずにスクリュ３（回転用サーボモータＭ２）が指令
位置まで達したならば（ステップＳ２１〜Ｓ２３）、タ
イマＴ１をリセットしカウンタＣＮＴを「１」インクリ
メントし、該カウンタＣＮＴが設定繰り返し数に達して
なければ（ステップＳ２５〜Ｓ２７）、ステップＳ１９
に戻る。

【００３６】又、スクリュ（回転用サーボモータＭ２）
が指令位置に達する前に、タイマＴ１か設定監視時間を
計時したとき（ステップＳ２１）、もしくは位置偏差が
監視幅を超えたとき（ステップＳ２２）には、アラーム
（異常信号）を出力し樹脂の未溶融を知らせる（ステッ
プＳ２４）。

【００３７】しかし、アラームが発生せず、カウンタＣ
ＮＴの値が、設定繰り返し数に達したときには（ステッ
プＳ２７）、スクリュ前後進用のサーボモータＭ１、ス
クリュ回転用サーボモータＭ２のトルクリミットを解除
し（ステップＳ２８）、自動パージ処理に移行する（ス
テップＳ２９）。

【００３８】上述したように、本実施形態では、まず、
スクリュ３を前後進させてスクリュ３に過大負荷がかか
らないかを検出し、過大負荷が加わらなければ、スクリ
ュを正、逆に回転させて同様にスクリュ３に過大負荷が
かからないかを検出し、スクリュを前後進させても、さ
らにはスクリュを回転させても、過大負荷が検出されな
ければ、加熱シリンダ１内の残留樹脂は十分に溶融さ
れ、スクリュ３を通常に動作させても、不具合は生ぜず
安全であるので、次の工程の自動パージ処理に移行する
ようにしている。

【００３９】しかし、スクリュ３の前後進動作による過
負荷検出処理のみで、すなわちステップＳ１〜ステップ
Ｓ１６の処理のみで、加熱シリンダ内の残留樹脂の溶融
度を確認するだけでもよい。又は、ステップＳ１７〜ス
テップＳ２９のスクリュの回転のみでスクリュ３にかか
る過負荷を検出すようにしてもよい。

【００４０】又、スクリュに加わる過負荷を上述した実
施形態では、ステップＳ９，Ｓ２２で位置偏差が設定監
視値を越えたか否かで判断したが、この位置偏差による
過負荷の検出に代えて、圧力検出器１８で検出される圧
力が設定圧力異常に達したときアラームを発生するよう
にしてもよい。

【００４１】さらに、上記実施形態では、スクリュ前後
進用サーボモータＭ１、スクリュ回転用サーボモータＭ
２の出力トルクを制限して、スクリュを駆動して、スク
リュにかかる過負荷を検出するようにしたが、図４に破
線で示すように位置、速度の制御は行わず、直接設定ト
ルク指令を電流制御部４４に与え、この設定トルクでス
クリュ前後進用サーボモータＭ１、スクリュ回転用サー
ボモータＭ２を駆動し、設定時間内に、設定移動量以上
移動したかを判断し、設定移動量移動していなければ、
樹脂未溶融として、アラームを出力するようにしてもよ
い。

【００４２】この場合、ステップＳ１、Ｓ１７の処理は
なく、ステップＳ５では、プラス方向（前進方向）の設
定トルク指令の出力となり、ステップＳ６では負方向の
設定トルク指令となる。又、ステップＳ８〜Ｓ１０又は
ステップＳ２１〜Ｓ２３の処理に代えて、タイマが設定
時間を計時したとき、スクリュ前後進用サーボモータＭ
１，スクリュ回転用サーボモータＭ２の回転移動量を読
み取ると共にトルク指令を停止し、読みとった移動量が
設定値を超えているとアラームを出力するようにし、設
定値を超えていなければステップＳ１２〜Ｓ１５もしく
はステップＳ２８〜Ｓ２７の処理を行いステップＳ４又
はステップＳ１９に戻るようにする。

【００４３】さらには又、図４の破線のようにトルク指
令を電流制御部に出力すると共に時間の計測を開始し、
スクリュ前後進用サーボモータＭ１，スクリュ回転用サ
ーボモータＭ２の回転移動量を読み取り、この移動量が
設定値に達したときの計測時間を読みとって、この計測
時間が設定時間よりも長い場合にはアラームを出すよう
にしてもよい。

【００４４】なお、上述した実施形態では、スクリュ前
後進サーボモータを正、逆に交互に駆動するようにした
が、一方向への１回の駆動のみでアラームが発生するか
否かでスクリュに加わる負荷状態を判別するようにして
もよい。この場合、スクリュ前後進用サーボモータはス
クリュを前進させる向きに駆動させる必要がある。

【００４５】本発明は、スクリュ前後進用サーボモータ
を駆動して樹脂の未溶融による過負荷を検出する際に、
まず、スクリュを前進させる方向（射出する方向）に駆
動して、過負荷が検出されるか否かを判断した。この場
合スクリュの前進で、ノズル２の先端の射出孔より樹脂
を押し出そうとする。樹脂の粘度が高いと、スクリュ３
・スクリュヘッド４には樹脂とノズル及びシリンダとの
接触面での抵抗及びノズル先端の射出孔を通過する際の
抵抗が大きくなり、スクリュ・スクリュヘッドに大きな
負荷がかかることになる。これに対してスクリュを後退
させるときは、スクリュウヘッド部がこの部分で接する
粘度の高い未溶融樹脂を引き延ばして後退することにな
り、負荷過大として検出できない場合がある。すなわ
ち、前述したように、スクリュを前進させるときと後退
させるときでは、スクリュ・スクリュヘッドに加わる負
荷には大きな差異があり、前進時の方が大きな負荷がか
かる。従来のスクリュを後退させる方法では、スクリュ
を前進させる際には大きな負荷がかかり破損させる恐れ
があるような樹脂の溶融度であるにもかかわらず、これ
を検出できない場合がある。しかし、本発明ではまずス
クリュを前進させることから、樹脂が未溶融状態で粘度
が高い場合には、確実にこれを検出することができる。

【００４６】

【発明の効果】本発明は、加熱シリンダの温度等によっ
て加熱シリンダ内に残留する樹脂の溶融状態によるスク
リュに加わる負荷を間接的に推定するのではなく、スク
リュに加わる負荷によって、直接的に検出するのでより
正確にかつ安全に残留樹脂によるスクリュに加わる負荷
を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する一実施形態の電動式射出成形
機の要部ブロック図である。

【図２】同実施形態におけるスクリュ・スクリュヘッド
の過負荷検出処理のフローチャートである。

【図３】図２のフローチャートの続きである。

【図４】同実施形態におけるサーボ処理のブロック図で
ある。

【図５】加熱シリンダ等の内部における樹脂の状態を説
明する説明図である。

【図６】ノズル、加熱シリンダの先端部におけるスクリ
ュヘッドとの未溶融樹脂との固着状態の説明図である。

【図７】図６のＡ−Ａ断面図である。

【符号の説明】

１ 加熱シリンダ ２ ノズル ３ スクリュ ４ スクリュヘッド ５ 加熱手段 ７ 樹脂 ７ａ 未溶融の樹脂ペレット ７ｂ 溶融樹脂 １７ 温度調節器 Ｍ１ スクリュ前後進用サーボモータ Ｍ２ スクリュ回転用サーボモータ Ｐ１、Ｐ２ 位置・速度検出器 ２０ 制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−62220（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−320639（ＪＰ，Ａ) 特許2597922（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 45/00 - 45/84

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スクリュ前後進用サーボモータの駆動力
   を制限する手段と、射出方向への所定の移動量及び移動
   速度を指令する指令手段と、該指令した時点から前記所
   定の移動量の移動完了までの時間を測定する測定手段
   と、該測定時間が所定時間を超えたか判断する判別手段
   と、測定時間が所定時間を超えたと判断された場合には
   異常信号を出力する手段とを備えたスクリュあるいはス
   クリュヘッドの過負荷検出装置。
2. 【請求項２】 前記異常信号が出力されないときには、
   前記指令手段による移動指令方向のみを交互に変えて設
   定回数作動させる請求項１記載のスクリュあるいはスク
   リュヘッドの過負荷検出装置。
3. 【請求項３】 スクリュ前後進用サーボモータの位置、
   速度のフィードバック制御を行うサーボ制御手段と、該
   サーボ制御手段からの出力トルク指令を制限するトルク
   制限手段と、所定の移動量及び移動速度の指令で射出方
   向に駆動する手段と、位置偏差が所定値以上かを判別す
   る手段と、前記所定の移動量が完了する前に位置偏差が
   所定値以上になったと判別されたとき異常信号を出力す
   る手段とを備えたスクリュあるいはスクリュヘッドの過
   負荷検出装置。
4. 【請求項４】 前記サーボモータを位置、速度のフィー
   ドバック制御を行うサーボ制御手段と、位置偏差が所定
   値以上かを判別する手段と、前記所定の移動量が完了す
   る前に位置偏差が所定値以上になったと判別されたとき
   異常信号を出力する手段とを有する請求項１又は請求項
   ２記載のスクリュあるいはスクリュヘッドの過負荷検出
   装置。
5. 【請求項５】 スクリュ前後進用サーボモータの駆動力
   を制限する手段と、前記サーボモータを所定移動速度で
   所定時間射出方向に駆動する手段と、駆動している間の
   サーボモータもしくはスクリュの移動量を検出する手段
   と、該検出移動量が所定移動量以下の場合には異常信号
   出力する手段とを備えたスクリュあるいはスクリュヘッ
   ドの過負荷検出装置。
6. 【請求項６】 スクリュ前後進用モータを設定トルクで
   設定時間、射出方向に駆動する手段と、該駆動時間内の
   スクリュもしくはモータの移動量を検出する手段と、該
   検出量が設定許容値以下のときには異常信号を出力する
   手段とを備えたスクリュあるいはスクリュヘッドの過負
   荷検出装置。
7. 【請求項７】 スクリュ前後進用モータを設定トルクで
   射出方向に駆動する手段と、該駆動中の時間を測定する
   時間測定手段と、モータもしくはスクリュが設定量移動
   したとき前記モータの駆動を停止させる手段と、前記時
   間測定手段で求めた測定時間が設定許容時間を超えてい
   るときには異常信号を出力する手段とを備えたスクリュ
   あるいはスクリュヘッドの過負荷検出装置。
8. 【請求項８】 スクリュ回転用サーボモータの駆動力を
   制限する手段と、所定の回転量指令及び回転速度指令を
   出力する指令手段と、該指令した時点から前記所定の回
   転量の移動を完了までの時間を測定する測定手段と、該
   測定時間が所定時間を超えたか判断する判別手段と、測
   定時間が所定時間を超えたと判断された場合には異常信
   号を出力する手段とを備えたスクリュあるいはスクリュ
   ヘッドの過負荷検出装置。
9. 【請求項９】 異常信号が発生しなければ、前記スクリ
   ュ回転用サーボモータをその駆動と時間の計測を設定回
   数繰り返し実行させる手段とを有する請求項８記載のス
   クリュあるいはスクリュヘッドの過負荷検出装置。
10. 【請求項１０】 スクリュ回転用サーボモータの位置、
    速度のフィードバック制御を行うサーボ制御手段と、該
    サーボ制御手段からの出力トルク指令を制限するトルク
    制限手段と、所定の移動量及び回転速度の指令で駆動す
    る手段と、位置偏差が所定値以上かを判別する手段と、
    前記所定の回転量が完了する前に位置偏差が所定値以上
    になったと判別されたとき異常信号を出力する手段とを
    備えたスクリュあるいはスクリュヘッドの過負荷検出装
    置。
11. 【請求項１１】 前記サーボモータを位置、速度のフィ
    ードバック制御を行いながら駆動し、前記所定の移動量
    の移動が完了する前に位置偏差が所定値以上になったと
    きも異常信号を出力する請求項８又は請求項９記載のス
    クリュあるいはスクリュヘッドの過負荷検出装置。