JP5236363B2 - 射出成形機の制御装置 - Google Patents
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Description
検出した該回転角度のスクリュ前進中における最大回転角度を算出する回転角度算出手段を備えたことを特徴とする射出成形機の制御装置である。
前記回転速度検出手段により検出したスクリュ前進中における回転速度のピーク発生時点を検出する回転速度ピーク時点検出手段と、前記回転速度ピーク時点検出手段により検出された回転速度のピーク発生時点での前記回転角度検出手段により検出された回転角度を算出する回転角度算出手段とを備えたことを特徴とする射出成形機の制御装置である。
まず、図3を用いて、計量工程完了から射出工程までのスクリュの動作、逆流防止弁の動きについて説明する。
図3(a)は、計量終了時のスクリュ位置、逆流防止弁機構の状態を示すもので、スクリュヘッド2の先端のシリンダ7内には溶融樹脂が貯えられており、スクリュ1は後退位置にある。計量工程では、スクリュ1の回転によって溶融された樹脂が逆流防止弁3の後方の樹脂圧力を上昇させ、逆流防止弁3を前方に押す力を発生させ、逆流防止弁3が前方に押し出されると、溶融樹脂は逆流防止弁3とスクリュ1の縮径された部分の隙間を通り逆流防止弁3の前方に流れ込む。計量工程が完了した段階では、逆流防止弁3は図3(a)に示すように、前方に位置し、逆流防止弁3を開き、溶融樹脂の通路を開放している。なお、スクリュヘッド2の先端のシリンダ7内の溶融樹脂の圧力と、スクリュ1のフライト5間の溝部6に残存する樹脂の圧力との差が小さいことより、逆流防止弁機構の逆流防止弁3は不安定な状態にある。このような状態からスクリュ1を前進させて射出を行うと、前記圧力差等に応じて逆流防止弁3の閉鎖のタイミングが変動する。
図3(d)は、さらにスクリュが前進し射出・保圧切換位置に達したときの状態を表す。
図4は、射出工程中のスクリュ回転角度と時間との関係を示す図である。図4(a)は逆流防止弁の閉鎖が早く樹脂の逆流量が少ない場合を表しており、スクリュ回転角度の最大値は小さい。図4(b)は逆流防止弁の閉鎖時間が遅く樹脂の逆流量が増大しスクリュ回転角度の最大値が大きい場合を表している。また、図4(c)は単位時間当たりの樹脂の逆流量が多く、樹脂の逆流量が増大した場合を表している。
図5(b)はスクリュの回転速度がピーク時点のスクリュ回転角度を求める。該回転速度がピークとなる時点が逆流防止弁の閉鎖時点と判断できる。
(第1の実施形態)
射出中のスクリュ回転角度を検出し、前記検出したスクリュ回転角度の射出中における最大角度を検出する。射出開始から逆流防止弁が閉鎖するまでの間は、逆流した樹脂によってスクリュを逆転させる方向に回転力が作用し、スクリュは逆回転方向に回転させられる。そして、逆流防止弁が閉鎖した時点以降は、樹脂の逆流が無くなるため前記回転力が作用しなくなり、スクリュは逆転方向に回転させられなくなる。
よって、前記検出した回転角度に基づいて、射出中の樹脂の逆流量を推定することができる。検出した回転角度が大きい場合は樹脂の逆流量が多く、検出した回転角度が小さい場合は樹脂の逆流量が少ないと判断できる。
樹脂の種類によっては、逆流防止弁が閉鎖した後もスクリュフライト部に残存した樹脂によってスクリュに回転力が作用し、スクリュが逆回転させられることがある。このような場合、逆流防止弁が閉鎖した後もスクリュが回転させられるため、回転角度が最大となるのは実際の逆流防止弁の閉鎖よりも後になる(図5(a)参照)。
ここで、前記検出したスクリュに作用する回転力は、スクリュ回転モータの駆動電流に基づいて求めるようにしてもよいし、スクリュ回転の制御ループにおいていわゆる外乱オブザーバを構成して求めるようにしてもよい。
回転力のピーク発生時点と、回転速度のピーク発生時点とは略一致する(図5(a),図5(b)を参照)。そこで、射出中のスクリュ回転角度と、スクリュ回転速度とを検出し、前記検出したスクリュ回転速度のピーク時点における前記検出したスクリュ回転角度を検出するようにしてもよい。
前記検出した回転角度(図4,図5参照)に基づいて、逆流防止弁の摩耗状態を推定するようにしてもよい。逆流防止弁が摩耗していると隙間から樹脂が逆流し易い。そのため、検出したスクリュの回転角度が大きい場合は逆流防止弁が摩耗した状態であり、検出した回転角度が小さい場合は逆流防止弁が摩耗していない状態であると判断できる。
前記検出した回転角度(図4,図5参照)に基づいて、成形品の良否判別を行うようにしてもよい。検出したスクリュ回転角度が大きい場合は樹脂の逆流量が多いため成形品が不良品であると判断でき、検出したスクリュ回転角度が小さい場合は樹脂の逆流量が少ないため成形品が良品であると判断できる。
前記検出した回転角度(図4,図5参照)に基づいて、射出工程の制御のために設定されたスクリュ位置を補正するようにしてもよい。検出した回転角度が大きい場合は樹脂量が多いため射出ストロークを増やすことで充填量を補正し、検出した回転角度が小さい場合は樹脂の逆流量が少ないため射出ストロークを減らすことで充填量を補正することができる。
(図6のフローチャート)
図6に示されるフローチャートは図4に対応する。以下、各ステップに従って説明する。射出開始し、射出中のスクリュ回転角度を検出し、射出完了か否か判断し射出が完了するまでスクリュ回転角度を検出する(ステップSA1〜ステップSA3)。ステップSA2で検出したスクリュ回転角度からスクリュの回転角度の最大値を算出し、該最大値を射出成形機の制御装置にある表示装置に表示する(ステップSA4、ステップSA5)。
スクリュ回転角度の最大値の算出は、ステップSA2で検出された検出回転角度を時系列的に記憶しておき、検出回転角度の時間変量を算出したり、各検出回での検出回転角度の差分を演算することに基いておこなう。
(図7のフローチャート)
図7に示されるフローチャートは図5(a)に対応する。以下、各ステップに従って説明する。射出開始し、射出中のスクリュ回転角度およびスクリュ回転力を検出し、スクリュ回転力がピーク値か否か判断し、ピーク値でない場合にはステップSB6へ進み、ピーク値の場合には回転力がピーク時点のスクリュ回転角度を算出する(ステップSB1〜ステップSB4)。
(図8のフローチャート)
図8に示されるフローチャートは図5(b)に対応する。以下、各ステップに従って説明する。射出開始し、射出中のスクリュ回転角度およびスクリュ回転速度を検出し、スクリュ回転速度がピーク値か否か判断し、ピーク値でない場合にはステップSC6へ進み、ピーク値の場合には回転速度がピーク時点のスクリュ回転角度を算出する(ステップSC1〜ステップSC4)。
また、「回転力ピーク時点のスクリュ回転角度の算出」(図7;ステップSB4)、「回転速度ピーク時点のスクリュ回転角度の算出」(図8;ステップSC4)において、スクリュ回転角度の算出は、図5(a),(b)に示されるように回転力のピーク値時点、あるいは、スクリュ回転速度のピーク値時点でのスクリュ回転角度を求めることを意味する。
上記の各実施形態においては、スクリュ回転角度を所定角度に保持する制御ループを構成した場合について説明したが、スクリュ回転速度を所定速度に保持するように制御ループを構成した場合や、スクリュ駆動トルクを所定トルクに保持するように制御ループを構成した場合についても同様に適用できる。また、スクリュ前進中にスクリュ駆動トルクを所定値以下に制限し、スクリュが回転自在となるようにした場合についても、同様に適用できる。
スクリュ1が挿入されるシリンダ7の先端には、ノズル9が装着され、シリンダ7の後端部には樹脂ペレットをシリンダ7内に供給するホッパ15が取り付けられている。スクリュ1の先端には、逆流防止弁3、チェックシート4からなる逆流防止機構を備える(図1参照)。
なお、型締機構やエジェクタ機構を駆動するサーボモータやサーボアンプ等も設けられるが、これらの構成は本願発明と直接には関係しないことから、図9では記載を省略している。
2 スクリュヘッド
3 逆流防止弁
4 チェックシート
5 フライト
6 溝部
7 シリンダ
20 制御装置
Claims (7)
- 逆流防止弁を備えたスクリュの回転角度を検出する回転角度検出手段を有する射出成形機の制御装置において、
スクリュ前進中にスクリュ回転角度を所定角度に保持する制御ループまたはスクリュ前進中にスクリュ回転速度を所定速度に保持する制御ループを構成し、
前記回転角度検出手段により前記スクリュの前進中の回転角度を検出し、
検出した該回転角度のスクリュ前進中における最大回転角度を算出する回転角度算出手段を備えたことを特徴とする射出成形機の制御装置。 - 逆流防止弁を備えたスクリュの回転角度を検出する回転角度検出手段と前記スクリュに作用する回転力を検出する回転力検出手段を有する射出成形機の制御装置において、
前記回転力検出手段により検出したスクリュ前進中における回転力のピーク発生時点を検出する回転力ピーク時点検出手段と、
前記回転力ピーク時点検出手段により検出された回転力のピーク発生時点での前記回転角度検出手段により検出された回転角度を算出する回転角度算出手段とを備えたことを特徴とする射出成形機の制御装置。 - 逆流防止弁を備えたスクリュの回転角度を検出する回転角度検出手段と回転速度を検出する回転速度検出手段を有する射出成形機の制御装置において、
前記回転速度検出手段により検出したスクリュ前進中における回転速度のピーク発生時点を検出する回転速度ピーク時点検出手段と、
前記回転速度ピーク時点検出手段により検出された回転速度のピーク発生時点での前記回転角度検出手段により検出された回転角度を算出する回転角度算出手段とを備えたことを特徴とする射出成形機の制御装置。 - 前記回転角度検出手段で算出した回転角度を樹脂の逆流量の指標として表示装置に表示することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の射出成形機の制御装置。
- 前記回転角度算出手段で算出した回転角度に基いて逆流防止弁の磨耗状態を判別する磨耗状態判別手段を備えた請求項1〜3のいずれか1つに記載の射出成形機の制御装置。
- 前記回転角度算出手段で算出した回転角度に基いて成形品の良否を判別する成形品良否判別手段を備えた請求項1〜3のいずれか1つに記載の射出成形機の制御装置。
- 前記回転角度算出手段で算出した回転角度に基いて射出工程の制御のために設定されたスクリュ位置を補正するスクリュ位置補正手段を備えた請求項1〜3のいずれか1つに記載の射出成形機の制御装置。
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JP2008163055A JP5236363B2 (ja) | 2008-06-23 | 2008-06-23 | 射出成形機の制御装置 |
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JP2008163055A Active JP5236363B2 (ja) | 2008-06-23 | 2008-06-23 | 射出成形機の制御装置 |
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