JP5815040B2 - 射出成形機における保圧工程制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、溶融樹脂を金型のキャビティへ射出充填したその直後に行われる保圧工程における圧力制御方法に関し、液晶パネル等の表示パネルに採用される導光板等の薄物を成形する際に発生する残留応力を高精度で制御することができる射出成形機における保圧工程制御方法に関する。

近年、比較的小型化された液晶の表示モニターには、光を均一に面発光する導光板が採用されている。こうした導光板等の肉厚の薄い板材を成形する場合や、高精度な成形が要求される精密成形においては、キャビティへ溶融樹脂を充填した後に生ずる残留応力を排除するため、高圧状態から低圧状態に急減圧を行うことが要求されており、例えば、減圧が遅い場合には、金型内に残る圧力による残留応力よって、成形体にそりや肉厚の不均一が発生してしまう。また、減圧が速すぎると、所定圧力に到達した後の過度なオーバーシュートやハンチングが発生してしまい、成形不良やゲートの詰まりが起きてしまうという問題があった。

上記技術に関連するものとして特許文献１には、保圧工程前に行われる充填工程において、スクリューが前進して所定の位置に到達したら、該スクリューを設定位置まで設定速度で戻すことにより、Ｖ−Ｐ切換え（速度制御から圧力制御への切換え）直前に圧抜きを行う射出成形機の充填工程制御方法が開示されている。また、特許文献２には、射出成形において、高圧高速射出後にスクリューを一旦停止又は後退させて、高圧高速射出後に減圧制御を行う技術が開示されている。

特許第３４０４６５２号公報 特開昭５９−１６５６３４号公報

特許文献１の技術は、充填工程において、スクリューを後退させる技術であり、充填工程後に行われる保圧工程において圧力を制御しようという技術は開示されてはなく、すなわち、保圧工程で発生する残留応力を制御しようという技術については開示されていない。また、特許文献２の技術においては、保圧工程前に減圧を行おうというものであり、特許文献１と同様に保圧工程で発生する残留応力を制御しようという技術ではない。また、特許文献２では、スクリューを後退して減圧するときには、単に、スクリューの移動位置（後退位置）を検出するセンサやタイマの計測値のみに基づいて減圧制御を行っているものであることから、細やかな減圧制御を行うことは難しく、高品質な成形品を得ることは実質困難であると言わざるを得ない。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、射出充填工程後に実行される保圧工程における圧力制御を高精度で行い、高品質な成形体を成形することができる射出成形機における保圧工程制御方法を提供することを目的とする。

射出成形機における保圧工程制御方法は、
スクリューを前進させ金型のキャビティへ溶融樹脂を射出充填する射出充填工程と、前記スクリューを後退させ減圧による保圧工程とを行う射出成形機における制御方法であって、
前記射出充填工程の射出充填完了後に前記保圧工程に切換え、
該保圧工程に切換後の初期段階である１次保圧工程で、圧力制御により１次保圧力を減圧して前記スクリューを急速に後退させ、該減圧された１次保圧力が、前記１次保圧工程後に行なわれる２次保圧工程の設定圧力に短時間で達するよう減圧制御されるようにし、
前記射出充填工程では前記スクリューの前進運動が速度制御で行われる一方で、前記保圧工程では前記スクリューの後退運動が圧力制御で行われるよう、前記射出充填工程から前記保圧工程への切換えでＶ−Ｐ切換えを行うようにし、
前記減圧によりスクリューを後退させる１次保圧工程にて、前記１次保圧力の実測圧力が前記設定圧力に到達しないときには、前記スクリューを後退させ減圧を行う際の該スクリューの後退幅Ｂを、下記の数１の数式で算出し、該数１の数式で算出した後退幅Ｂで前記スクリューを後退させることを特徴とする。

Ｃ：1ショット前の設定されたスクリューの後退幅（mm）
ａ：１ショット前のＶ−Ｐ切換時の実測されたＶ−Ｐ切換圧と１ショット前の１次保圧工程の実測圧力との差圧（MPａ）
ｂ：１ショット前のＶ−Ｐ切換時の実測されたＶ−Ｐ切換圧と２次保圧工程における設定圧力との差圧（MPａ）

射出成形機における保圧工程制御方法は、
スクリューを前進させ金型のキャビティへ溶融樹脂を射出充填する射出充填工程と、前記スクリューを後退させ減圧による保圧工程とを行う射出成形機における制御方法であって、
前記射出充填工程の射出充填完了後に前記保圧工程に切換え、
該保圧工程に切換後の初期段階である１次保圧工程で、圧力制御により１次保圧力を減圧して前記スクリューを急速に後退させ、該減圧された１次保圧力が、前記１次保圧工程後に行なわれる２次保圧工程の設定圧力に短時間で達するよう減圧制御されるようにし、
前記射出充填工程では前記スクリューの前進運動が速度制御で行われる一方で、前記保圧工程では前記スクリューの後退運動が圧力制御で行われるよう、前記射出充填工程から前記保圧工程への切換えでＶ−Ｐ切換えを行うようにし、
前記減圧によりスクリューを後退させる１次保圧工程にて、前記１次保圧力の実測圧力が前記設定圧力に到達したときには、下記の数２の数式で演算し、
前記数２の数式を満たさないときには、
前記スクリューを後退させ減圧を行う際の該スクリューの後退幅Ｂを、下記の数３の数式で算出し、該数３の数式で算出した後退幅Ｂで前記スクリューを後退させることを特徴とする。

Ａ：１ショット前のＶ−Ｐ切換時から、１次保圧工程と２次保圧工程とが切換えられた時までに移動されるスクリューの移動幅（mm）
Ｂ：スクリューの後退幅（mm）

射出成形機における保圧工程制御方法は、
スクリューを前進させ金型のキャビティへ溶融樹脂を射出充填する射出充填工程と、前記スクリューを後退させ減圧による保圧工程とを行う射出成形機における制御方法であって、
前記射出充填工程の射出充填完了後に前記保圧工程に切換え、
該保圧工程に切換後の初期段階である１次保圧工程で、圧力制御により１次保圧力を減圧して前記スクリューを急速に後退させ、該減圧された１次保圧力が、前記１次保圧工程後に行なわれる２次保圧工程の設定圧力に短時間で達するよう減圧制御されるようにし、
前記射出充填工程では前記スクリューの前進運動が速度制御で行われる一方で、前記保圧工程では前記スクリューの後退運動が圧力制御で行われるよう、前記射出充填工程から前記保圧工程への切換えでＶ−Ｐ切換えを行うようにし、
前記減圧によりスクリューを後退させる１次保圧工程にて、前記１次保圧力の実測圧力が前記設定圧力に到達しないときには、前記スクリューを後退させ減圧を行う際の該スクリューの後退幅Ｂを、下記の数１の数式で算出し、該数１の数式で算出した後退幅Ｂで前記スクリューを後退させ、
他方、前記減圧によりスクリューを後退させる１次保圧工程にて、前記１次保圧力の実測圧力が前記設定圧力に到達したときには、下記の数２の数式で演算し、
前記数２の数式を満たさないときには、
前記スクリューを後退させ減圧を行う際の該スクリューの後退幅Ｂを、下記の数３の数式で算出し、該数３の数式で算出した後退幅Ｂで前記スクリューを後退させることを特徴とする。

Ａ：１ショット前のＶ−Ｐ切換時から、１次保圧工程と２次保圧工程とが切換えられた時までに移動されるスクリューの移動幅（mm）
Ｃ：1ショット前の設定されたスクリューの後退幅（mm）
ａ：１ショット前のＶ−Ｐ切換時の実測されたＶ−Ｐ切換圧と１ショット前の１次保圧工程の実測圧力との差圧（MPａ）
ｂ：１ショット前のＶ−Ｐ切換時の実測されたＶ−Ｐ切換圧と２次保圧工程における設定圧力との差圧（MPａ）

射出成形機における保圧工程制御方法は、
前記数２の数式を満たすときには、
ショット数をｋ、前記実測圧力が前記２次保圧工程の設定圧力に到達した時の時間をｔ、時間ｔでスクリューの後退する後退幅をＸ（ｔ）、時間ｔにおける射出速度をＶ（ｔ）、時間ｔにおける射出圧力Ｐ（ｔ）、任意に決定する学習係数をα、β、評価関数ｆ（ｔ）＝αＶ（ｔ）+βＰ（ｔ）として、
該評価関数を用い、下記数４の数式によりｆ（ｔ）≒０になる方向に後退幅Ｘ（ｔ）を１ショット毎に算出し、該１ショット毎の算出値に基づき前記スクリューの後退幅を自動調整することを特徴とする。

本発明の射出成形機における保圧工程制御方法によれば、射出充填工程から保圧工程に切換えられた後、保圧工程の初期段階の１次保圧工程にて、スクリューを後退させるための１次保圧力を急速に減圧し、当該１次保圧力が、２次保圧工程の設定圧力に短時間で到達するよう減圧制御を行うから、保圧工程におけるこうした高精度な圧力制御（保圧工程で発生する残留応力の制御）により、高品質な成形品を製造（薄肉成形品の肉厚を均一に成形）することが可能となる。

さらに、１次保圧力の実測圧力値及び前記数式を用いて、スクリューの減圧制御を行うに際し、前記実測圧力値に基づき自己学習をさせ、それから得られた結果から、スクリューの後退幅が最適な後退幅になるよう自動調整（微調整）をして減圧制御を行う。よって、保圧工程において細やかな圧力制御が可能となり、製造される成形品の品質を向上することが可能となる。

射出成形機の射出ユニットを示す概略構成図である。 射出成形機の射出ユニットの射出充填工程及び保圧工程を示すグラフである。 １次保圧工程にてスクリューの後退幅を調整するときの動作を示すフローチャートである。 スクリューの後退幅が小さ過ぎる場合において、当該後退幅を大きくするために数１の数式を適用してスクリューの後退幅を調整するときの１次保圧工程の動作を示す説明図であり、縦軸にスクリューの速度、横軸にスクリューの移動位置を位置として表し、１次保圧工程において、数１の数式で算出した後退幅でスクリューを後退させたときの波形を実線で表し、１ショット前の設定されたスクリューの後退幅でスクリューを後退させたときの波形を点線で表したものである。 スクリューの後退幅が小さ過ぎる場合において、当該後退幅を大きくするために数１の数式を適用してスクリューの後退幅を調整するときの１次保圧工程の動作を示す説明図であり、縦軸にスクリューの圧力及び速度を表し、横軸に時間を表し、数１の数式で算出した後退幅でスクリューを後退させたときの圧力の波形を時間軸より上側にて実線で表し、１ショット前の設定されたスクリューの後退幅でスクリューを後退させたときの圧力の波形を時間軸より上側にて点線で表している。また、数１の数式で算出した後退幅でスクリューを後退させたときの速度の波形を時間軸より下側にて実線で表し、１ショット前の設定されたスクリューの後退幅でスクリューを後退させたときの速度の波形を時間軸より下側にて点線で表したものである。 スクリューの後退幅が大き過ぎる場合において、当該後退幅を小さくするために数３の数式を適用してスクリューの後退幅を調整するときの１次保圧工程の動作を示す説明図であり、縦軸にスクリューの速度、横軸にスクリューの移動位置を位置として表し、１次保圧工程において、数１の数式で算出した後退幅でスクリューを後退させたときの波形を実線で表し、１ショット前の設定されたスクリューの後退幅でスクリューを後退させたときの波形を点線で表したものである。 スクリューの後退幅が大き過ぎる場合において、当該後退幅を小さくするために数３の数式を適用してスクリューの後退幅を調整するときの１次保圧工程の動作を示す説明図であり、縦軸にスクリューの圧力及び速度を表し、横軸に時間を表し、数３の数式で算出した後退幅でスクリューを後退させたときの圧力の波形を時間軸より上側にて実線で表し、１ショット前の設定されたスクリューの後退幅でスクリューを後退させたときの圧力の波形を時間軸より上側にて点線で表している。また、数３の数式で算出した後退幅でスクリューを後退させたときの速度の波形を時間軸より下側にて実線で表し、１ショット前の設定されたスクリューの後退幅でスクリューを後退させたときの速度の波形を時間軸より下側にて点線で表したものである。 学習係数の可変傾斜を示すグラフである。 数１の数式を適用してスクリューの後退幅を調整するときの動作を示すグラフであり、縦軸にスクリューの速度を速度測定として示し、横軸にスクリューの移動位置を位置として示している。 数１の数式を適用してスクリューの後退幅を調整するときの動作を示すグラフであり、縦軸にスクリューの圧力を圧力測定として示し、横軸にスクリューの移動位置を位置として示している。 数１の数式を適用してスクリューの後退幅を調整するときの動作を示すグラフであり、縦軸にスクリューの速度を速度測定として示し、横軸に時間を示している。 数１の数式を適用してスクリューの後退幅を調整するときの動作を示すグラフであり、縦軸にスクリューの圧力を圧力測定として示し、横軸に時間を示している。 数３の数式を適用してスクリューの後退幅を調整するときの動作を示すグラフであり、縦軸にスクリューの速度を速度測定として示し、横軸にスクリューの移動位置を位置として示している。 数３の数式を適用してスクリューの後退幅を調整するときの動作を示すグラフであり、縦軸にスクリューの圧力を圧力測定として示し、横軸にスクリューの移動位置を位置として示している。 数３の数式を適用してスクリューの後退幅を調整するときの動作を示すグラフであり、縦軸にスクリューの速度を速度測定として示し、横軸に時間を示している。 数３の数式を適用してスクリューの後退幅を調整するときの動作を示すグラフであり、縦軸にスクリューの圧力を圧力測定として示し、横軸に時間を示している。

以下、本発明の実施形態を図１〜図８により以下に説明する。もちろん、本発明は、その発明の趣旨に反しない範囲で、実施形態において説明した以外の構成のものに対しても容易に適用可能なことは説明を要するまでもない。

図１は射出成形機１に構成される射出ユニット２を示す正面図であり、同図に示すように、射出ユニット２には、粒状の原料である樹脂（ペレット）が投入されるホッパ３、このホッパ３から粒状の樹脂が供給される筒型の加熱シリンダ４、加熱シリンダ４内に供給され熱で可塑化された溶融樹脂を計量するスクリュー５、計量された溶融樹脂を金型のキャビティへ射出充填する加熱シリンダ４先端に装着された射出ノズル６、加熱シリンダ４内で溶融樹脂の混練等を行うときにタイミングベルト７を介してスクリュー５を回転させる駆動源としての計量用モータ８、計量された溶融樹脂を射出ノズル６先端から射出するに際し、タイミングベルト９、ボールネジ機構１０を介してスクリュー５を前進させる駆動源としての射出用モータ１１、スクリュー５の前進等に伴い溶融樹脂を押出す力（射出圧力）を反力として検出する圧力センサたるロードセル１２、後述する数式１〜４の演算処理など射出成形機１全体の各種制御を行う制御手段１３、射出成形機１の実測値等の各種数値、前記数式等が格納される記憶手段１４等が構成されている。

次に、本実施形態の射出成形機１の保圧工程について以下説明する。図２では、縦軸に圧力及び速度を、横軸に時間を表したグラフであり、同図に示すように、スクリュー５を前進させ金型のキャビティへ溶融樹脂を射出充填する射出充填工程が行われた後、保圧工程が行われるようになっており、射出充填工程で速度制御されていたスクリュー５は、射出充填工程が完了すると、そのタイミングでＶ−Ｐ切換えが行なわれ、保圧工程では速度制御ではなく圧力制御が行われる。なお、図２では、圧力の波形を実線で、速度の波形を点線で表している。

保圧工程は、射出充填工程から切換えられた初期段階に１次保圧工程を行い、当該１次保圧工程の後には、２次保圧工程（本保圧工程）を行うようになっており、１次保圧工程の１次保圧力が、２次保圧工程の設定圧力に短時間で到達するよう、制御手段１３が、１次保圧工程において、スクリューを急速に後退させ、１次保圧力の減圧制御を行う。

ここで、前記１次保圧工程について、図３〜図５によりさらに説明する。１次保圧工程でスクリュー５の後退により減圧を行なうときの、スクリュー５の後退幅Ｂの調整は、図３のフローチャートに示した動作順で行われる。射出成形機１の稼動により、実測された１次保圧工程の実測圧力が、予め設定された２次保圧工程の設定圧力に到達しないときには（ステップ１）、ステップ２に移行し、スクリュー５を後退させ減圧を行う際のスクリュー５の後退幅Ｂが、制御手段１３によって、下記数式１の計算で行なわれる。

Ｃ：1ショット前の設定されたスクリューの後退幅（mm）
ａ：１ショット前のＶ−Ｐ切換時の実測されたＶ−Ｐ切換圧と１ショット前の１次保圧工程の実測圧力との差圧（MPａ）
ｂ：１ショット前のＶ−Ｐ切換時の実測されたＶ−Ｐ切換圧と２次保圧工程における設定圧力との差圧（MPａ）

そして、数１の数式で算出した後退幅Ｂでスクリュー５が後退されることにより、１次保圧工程の１次保圧力が急速に減圧される。なお、数１の数式で算出した後退幅Ｂでスクリュー５が後退されるときの後退幅Ｂの微調整（後退幅Ｂが小さ過ぎる場合）について、図４Ａ、図４Ｂに基づきここでさらに説明する。図４Ａは、縦軸にスクリュー５の速度、横軸にスクリュー５の移動位置を位置として表し、１次保圧工程において、数１の数式で算出した後退幅Ｂでスクリュー５を後退させたときの波形を実線で表し、１ショット前の設定されたスクリュー５の後退幅Ｃでスクリュー５を後退させたときの波形を点線で表したものであり、また、図４Ｂは、縦軸にスクリュー５の圧力及び速度を表し、横軸に時間を表し、数１の数式で算出した後退幅Ｂでスクリュー５を後退させたときの圧力の波形を時間軸より上側にて実線で表し、１ショット前の設定されたスクリュー５の後退幅Ｃでスクリュー５を後退させたときの圧力の波形を時間軸より上側にて点線で表し、また、数１の数式で算出した後退幅Ｂでスクリュー５を後退させたときの速度の波形を時間軸より下側にて実線で表し、１ショット前の設定されたスクリュー５の後退幅Ｃでスクリュー５を後退させたときの速度の波形を時間軸より下側にて点線で表したものである。そして、図４Ｂに示されているように、数１の数式で算出した後退幅に基づき、スクリュー５の後退幅を微調整することで、スクリュー５を適切な後退幅Ｂで動作させることができる。

また、ステップ１にて、実測された１次保圧工程の実測圧力が、予め設定された２次保圧工程の設定圧力に到達したときには、ステップ３に移行し、制御手段１３によって、下記数式２の計算で行なわれる。

Ａ：１ショット前のＶ−Ｐ切換時から、１次保圧工程と２次保圧工程とが切換えられた時までに移動されるスクリューの移動幅（mm）

そして、数２の数式を満たさないときには（ステップ３）、ステップ４に移行し、スクリュー５を後退させ減圧を行う際のスクリュー５の後退幅Ｂが、制御手段によって、下記数式３の計算で行なわれる。

そして、数３の数式で算出した後退幅Ｂでスクリュー５が後退されることにより、１次保圧工程の１次保圧力が急速に減圧される。なお、数３の数式で算出した後退幅Ｂでスクリュー５が後退されるときの後退幅Ｂの微調整（後退幅Ｂが大き過ぎる場合）について、図５Ａ、図５Ｂに基づきここでさらに説明する。図５Ａは、縦軸にスクリュー５の速度、横軸にスクリュー５の移動位置を位置として表し、１次保圧工程において、数１の数式で算出した後退幅Ｂでスクリュー５を後退させたときの波形を実線で表し、１ショット前の設定されたスクリュー５の後退幅Ｃでスクリュー５を後退させたときの波形を点線で表したものであり、また、図５Ｂは、縦軸にスクリュー５の圧力及び速度を表し、横軸に時間を表し、数３の数式で算出した後退幅Ｂでスクリュー５を後退させたときの圧力の波形を時間軸より上側にて実線で表し、１ショット前の設定されたスクリュー５の後退幅Ｃでスクリュー５を後退させたときの圧力の波形を時間軸より上側にて点線で表し、また、数３の数式で算出した後退幅Ｂでスクリュー５を後退させたときの速度の波形を時間軸より下側にて実線で表し、１ショット前の設定されたスクリュー５の後退幅Ｃでスクリュー５を後退させたときの速度の波形を時間軸より下側にて点線で表したものである。そして、図５Ｂに示されているように、数３の数式で算出した後退幅に基づき、スクリュー５の後退幅を微調整することで、スクリュー５を適切な後退幅Ｂで動作させることができる。

また、ステップ３にて、数２の数式を満たすときには、ステップ５に移行する。

（勾配法による微調整）
ステップ５では、ステップ２やステップ４でスクリュー５の後退幅の微調整を行なったとしても、当該微調整が最適で無い場合には、圧力制御に切り替った後に不安定な圧力挙動を示す事がある。この問題を解消するための微調整手段として、極所解を求めるのに有効な最急降下法を用いる。ここでは最急降下法は下記の式で表すものとする。

ｋ：ショット数
ｔ：実測圧力が２次保圧工程の設定圧力に到達した時の時間
Ｘ（ｔ）：時間ｔでスクリューの後退する後退幅
ｆ（ｔ）：この仕様で用いられる評価値で、後退幅の調整量を出力する。
ここでは、評価関数として下記関数を用意する。
ｆ（ｔ）＝αＶ（ｔ）+βＰ（ｔ）
Ｖ（ｔ）：時間ｔにおける射出速度
Ｐ（ｔ）：時間ｔにおける射出圧力
α、β：任意に決定する学習係数
そして、上記の評価関数を用い、ｆ（ｔ）≒0になる方向に後退幅Ｘ（ｔ）を1ショット毎に更新すると数４の式になる。

この時、学習係数α,βは、図６のグラフのように定数を可変にして、極所解に近似した場合の過学習を抑制する。
なお、ここでは下記の仕様でパラメータを決定する。

そして、上記評価関数を用い、制御手段により、数４の数式によりｆ（ｔ）≒０になる方向に後退幅Ｘ（ｔ）を１ショット毎に算出され、該１ショット毎の算出値に基づき前記スクリュー５の後退幅が自動調整される。

次に、数１の数式により後退幅Ｂを微調整するときの動作の一例について図７により説明する。図７Ａは縦軸にスクリュー５の速度を速度測定として示し、横軸にスクリュー５の移動位置を位置として示し、図７Ｂは縦軸にスクリュー５の圧力を圧力測定として示し、横軸にスクリュー５の移動位置を位置として示し、図７Ｃは縦軸にスクリュー５の速度を速度測定として示し、横軸に時間を示し、図７Ｄは縦軸にスクリュー５の圧力を圧力測定として示し、横軸に時間を示している。図７Ａ〜図７Ｄにおいて、１ショット目（１．００ｍｍ）の波形は実線で、２ショット目（２．７０ｍｍ）の波形は点線で、３ショット目（３．３８ｍｍ）の波形は一点鎖線で表している。そして、１ショット目のスクリュー５の後退幅を１ｍｍに、２次保圧工程の設定圧力に相当する目標圧力を１０ＭＰａとして、射出成形機１を稼動して成形を行う。すると、図７Ｂから、１ｍｍの位置で圧力が約６６ＭＰａであることから、１ショット目では、目標圧力に到達していない。そのため、スクリュー５の後退幅が大きくなるよう調整するため、前記数１の数式（Ｂ＝Ｃｂ／０．９ａ）が用いられる。

ここで、Ｃ＝１．０ｍｍ、１ショット前のＶ−Ｐ切換時の実測されたＶ−Ｐ切換圧が１０５ａMPａ、１ショット前のＶ−Ｐ切換時の実測されたＶ−Ｐ切換圧と１ショット前の１次保圧工程の実測圧力との差圧（MPａ）が、１０５MPａ−６６MPａ＝３９MPａにて、ａ＝３９MPａ、ｂ＝９５MPａ（１０５MPａ−１０ＭＰａ（２次保圧工程の設定圧力））であるから、
Ｂ＝Ｃｂ／０．９ａ＝（１．０×９５）／（０．９×３９）≒２．７０ｍｍ
よって、２ショット目は、Ｂ＝２．７０ｍｍ、目標圧力を１０ＭＰａで成形を行なう。

そして、その結果、Ｂ＝２．７０ｍｍのときには、圧力が約２０．７MPａであり、目標圧力である１０ＭＰａに達することができなかったときには、目標圧力である１０ＭＰａに到達するよう、再度、数１の数式（Ｂ＝Ｃｂ／０．９ａ）を用い、
Ｃ＝２．７ｍｍ、１ショット前のＶ−Ｐ切換時の実測されたＶ−Ｐ切換圧が１０５ａMPａ、図７Ｂに示されているように、２ショット目の２．７０ｍｍの位置で圧力が２０．７ＭＰａであることから、１ショット前のＶ−Ｐ切換時の実測されたＶ−Ｐ切換圧と１ショット前の１次保圧工程の実測圧力との差圧（MPａ）が、１０５MPａ−２０．７MPａ＝８４．３MPａであり、ａ＝８４．３MPａ、ｂ＝９５MPａ（１０５MPａ−１０ＭＰａ（２次保圧工程の設定圧力））であるから、
Ｂ＝Ｃｂ／０．９ａ＝（２．７×９５）／（０．９×８４．３）≒３．３８ｍｍにより、
３ショット目は、Ｂ＝３．３８ｍｍ、目標圧力１０ＭＰａで成形され、Ｂ＝３．３８ｍｍのときには、結果、圧力が１２．２ MPａになるが、当該１２．２ MPａ（１次保圧工程の圧力）が、目標圧力（２次保圧工程の設定圧力）に達しないため、数１の数式を用いたスクリュー５の後退幅の微調整を行いながら収束する。

他方、１次保圧工程の圧力が２次保圧工程の設定圧力に達するときには、図３のフローにも示されているように、ステップ１からステップ３へと移行されることとなり、数２の数式（Ａ／Ｂ＞０．９８）の要件を満たしているか否かの判断が制御手段１３によりなされ、当該要件を満たさないときには、数３の数式を用いたスクリュー５の後退幅の微調整が行われる。当該微調整を行なうときの動作の一例について図８により以下に説明する。

図８Ａは縦軸にスクリュー５の速度を速度測定として示し、横軸にスクリュー５の移動位置を位置として示し、図８Ｂは縦軸にスクリュー５の圧力を圧力測定として示し、横軸にスクリュー５の移動位置を位置として示し、図８Ｃは縦軸にスクリュー５の速度を速度測定として示し、横軸に時間を示し、図８Ｄは縦軸にスクリュー５の圧力を圧力測定として示し、横軸に時間を示している。図８Ａ〜図８Ｄにおいて、１ショット目（５．００ｍｍ）の波形は実線で、２ショット目（４．０５ｍｍ）の波形は点線で、３ショット目（３．５７ｍｍ）の波形は一点鎖線で表している。そして、例えば、１ショット目のスクリューの後退幅を５．００ｍｍに、２次保圧工程の設定圧力に相当する目標圧力を１０ＭＰａとして成形が行われときに、１次保圧工程の１次保圧力が２次保圧工程の設定圧力に到達させるためには、後退幅Ｂを４．０１ｍｍで到達することになるのだが、１ショット目では、Ｂ＝５．００、Ａ＝３．９７であるため、数２の数式（Ａ／Ｂ＞０．９８）の要件を満たさないことから、スクリュー５の後退幅が小さくなるよう調整するため、前記数３の数式（Ｂ＝Ａ／０．９９）が用いられる。

そして、数３の数式（Ｂ＝Ａ／０．９９）、後退幅Ｂ＝４．０５ｍｍ、目標圧力を１０ＭＰａで２ショット目の成形を行なうと、１次保圧工程の１次保圧力が２次保圧工程の設定圧力に達するときの後退幅Ｂが３．５３ｍｍとなるため、数３の数式（Ｂ＝Ａ／０．９９）で再び計算を行なう。

その結果、Ｂ＝３．５７ｍｍになるから、３ショット目では、Ｂ＝３．５７ｍｍ、目標圧力を１０ＭＰａで成形し、後退幅Ｂが３．５７ｍｍで、１次保圧工程の１次保圧力が２次保圧工程の設定圧力（目標圧力）である１０ＭＰａに達すると、数３の数式を用いたスクリュー５の後退幅の微調整は終了される。

１ 射出成形機
２ 射出ユニット
３ ホッパ
４ 加熱シリンダ
５ スクリュー
６ 射出ノズル
７ タイミングベルト
８ 計量用モータ
９ タイミングベルト
１０ ボールネジ機構
１１ 射出用モータ
１２ ロードセル
１３ 制御手段
１４ 記憶手段

Claims (4)

1. スクリューを前進させ金型のキャビティへ溶融樹脂を射出充填する射出充填工程と、前記スクリューを後退させ減圧による保圧工程とを行う射出成形機における制御方法であって、
   前記射出充填工程の射出充填完了後に前記保圧工程に切換え、
   該保圧工程に切換後の初期段階である１次保圧工程で、圧力制御により１次保圧力を減圧して前記スクリューを急速に後退させ、該減圧された１次保圧力が、前記１次保圧工程後に行なわれる２次保圧工程の設定圧力に短時間で達するよう減圧制御されるようにし、
   前記射出充填工程では前記スクリューの前進運動が速度制御で行われる一方で、前記保圧工程では前記スクリューの後退運動が圧力制御で行われるよう、前記射出充填工程から前記保圧工程への切換えでＶ−Ｐ切換えを行うようにし、
   前記減圧によりスクリューを後退させる１次保圧工程にて、前記１次保圧力の実測圧力が前記設定圧力に到達しないときには、前記スクリューを後退させ減圧を行う際の該スクリューの後退幅Ｂを、下記の数１の数式で算出し、該数１の数式で算出した後退幅Ｂで前記スクリューを後退させることを特徴とする射出成形機における保圧工程制御方法。
   

   

   Ｃ：1ショット前の設定されたスクリューの後退幅（mm）
   ａ：１ショット前のＶ−Ｐ切換時の実測されたＶ−Ｐ切換圧と１ショット前の１次保圧工程の実測圧力との差圧（MPａ）
   ｂ：１ショット前のＶ−Ｐ切換時の実測されたＶ−Ｐ切換圧と２次保圧工程における設定圧力との差圧（MPａ）
2. スクリューを前進させ金型のキャビティへ溶融樹脂を射出充填する射出充填工程と、前記スクリューを後退させ減圧による保圧工程とを行う射出成形機における制御方法であって、
   前記射出充填工程の射出充填完了後に前記保圧工程に切換え、
   該保圧工程に切換後の初期段階である１次保圧工程で、圧力制御により１次保圧力を減圧して前記スクリューを急速に後退させ、該減圧された１次保圧力が、前記１次保圧工程後に行なわれる２次保圧工程の設定圧力に短時間で達するよう減圧制御されるようにし、
   前記射出充填工程では前記スクリューの前進運動が速度制御で行われる一方で、前記保圧工程では前記スクリューの後退運動が圧力制御で行われるよう、前記射出充填工程から前記保圧工程への切換えでＶ−Ｐ切換えを行うようにし、
   前記減圧によりスクリューを後退させる１次保圧工程にて、前記１次保圧力の実測圧力が前記設定圧力に到達したときには、下記の数２の数式で演算し、
   前記数２の数式を満たさないときには、
   前記スクリューを後退させ減圧を行う際の該スクリューの後退幅Ｂを、下記の数３の数式で算出し、該数３の数式で算出した後退幅Ｂで前記スクリューを後退させることを特徴とする射出成形機における保圧工程制御方法。
   

   

   

   Ａ：１ショット前のＶ−Ｐ切換時から、１次保圧工程と２次保圧工程とが切換えられた時までに移動されるスクリューの移動幅（mm）
   Ｂ：スクリューの後退幅（mm）
3. スクリューを前進させ金型のキャビティへ溶融樹脂を射出充填する射出充填工程と、前記スクリューを後退させ減圧による保圧工程とを行う射出成形機における制御方法であって、
   前記射出充填工程の射出充填完了後に前記保圧工程に切換え、
   該保圧工程に切換後の初期段階である１次保圧工程で、圧力制御により１次保圧力を減圧して前記スクリューを急速に後退させ、該減圧された１次保圧力が、前記１次保圧工程後に行なわれる２次保圧工程の設定圧力に短時間で達するよう減圧制御されるようにし、
   前記射出充填工程では前記スクリューの前進運動が速度制御で行われる一方で、前記保圧工程では前記スクリューの後退運動が圧力制御で行われるよう、前記射出充填工程から前記保圧工程への切換えでＶ−Ｐ切換えを行うようにし、
   前記減圧によりスクリューを後退させる１次保圧工程にて、前記１次保圧力の実測圧力が前記設定圧力に到達しないときには、前記スクリューを後退させ減圧を行う際の該スクリューの後退幅Ｂを、下記の数１の数式で算出し、該数１の数式で算出した後退幅Ｂで前記スクリューを後退させ、
   他方、前記減圧によりスクリューを後退させる１次保圧工程にて、前記１次保圧力の実測圧力が前記設定圧力に到達したときには、下記の数２の数式で演算し、
   前記数２の数式を満たさないときには、
   前記スクリューを後退させ減圧を行う際の該スクリューの後退幅Ｂを、下記の数３の数式で算出し、該数３の数式で算出した後退幅Ｂで前記スクリューを後退させることを特徴とする射出成形機における保圧工程制御方法。
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   Ａ：１ショット前のＶ−Ｐ切換時から、１次保圧工程と２次保圧工程とが切換えられた時までに移動されるスクリューの移動幅（mm）
   Ｃ：1ショット前の設定されたスクリューの後退幅（mm）
   ａ：１ショット前のＶ−Ｐ切換時の実測されたＶ−Ｐ切換圧と１ショット前の１次保圧工程の実測圧力との差圧（MPａ）
   ｂ：１ショット前のＶ−Ｐ切換時の実測されたＶ−Ｐ切換圧と２次保圧工程における設定圧力との差圧（MPａ）
4. 前記数２の数式を満たすときには、
   ショット数をｋ、前記実測圧力が前記２次保圧工程の設定圧力に到達した時の時間をｔ、時間ｔでスクリューの後退する後退幅をＸ（ｔ）、時間ｔにおける射出速度をＶ（ｔ）、時間ｔにおける射出圧力Ｐ（ｔ）、任意に決定する学習係数をα、β、評価関数ｆ（ｔ）＝αＶ（ｔ）+βＰ（ｔ）として、
   該評価関数を用い、下記数４の数式によりｆ（ｔ）≒０になる方向に後退幅Ｘ（ｔ）を１ショット毎に算出し、該１ショット毎の算出値に基づき前記スクリューの後退幅を自動調整することを特徴とする請求項３に記載の射出成形機における保圧工程制御方法。
   

   

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