JPH0253220B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、射出機構を電動機をにより駆動す
る射出成形機の射出制御装置に関するものであ
る。

［従来の技術］ この種の射出制御装置は特開昭60−174625号公
報に開示されている。この従来装置を第４図によ
り説明すると、１は射出装置で、金型２とノズル
タツチした加熱シリンダ３に射出スクリユ４が進
退自在に内装してある。この射出スクリユ４の後
部には、歯車機構５を介してスクリユ回転用電動
機が接続してある。

また射出スクリユ４の後端は、該射出スクリユ
を回転手段とねじ部材を介して前進及び後退駆動
させる伝達機構７が直結してあり、その伝達機構
７に射出用の電動機８がカツプリング９を介して
取付けてある。

上記電動機８の駆動力は、伝達機構７を介して
射出スクリユ４に伝達され、電動機８を駆動制御
することにより射出速度または射出圧力（保圧圧
力）あるいは背圧力の制御ができる。

射出スクリユ４の前進力あるいは負荷による反
力を受ける部位の変形量を検出することにより射
出圧力（射出力）を測定するために、びずみゲー
ジよりなる圧力センサ１０が伝達機構７の受部材
１１に取りつけられている。

電動機８には速度検出器としてタコメータジエ
ネレート１２と、電動機８の回転位置を検出する
ことにより射出スクリユ４の位置を検出するため
の回転角度検出器１３が直結されている。

上記射出装置１では、射出制御装置のシーケン
ス制御を司どる中央コントローラ３１から、電力
変換器２６を作動状態にさせる電力変換器作動指
令信号が発せられ、電力変換器２６がONされて
射出を開始する。

速度指令回路１５からの速度指令信号e_vは、切
換スイツチによる指令切換手段１９を経て速度指
令信号e_v′（e_v＝e_v′）として、またタコメータジ
エネレート１２により検出された速度検出信号
は、変換回路２７により射出速度検出信号e_oに変
換されて加算点２０に供給される。この結果、加
算点２０からはe_v′−e_o＝Δe_oなる差信号が出力さ
れ、該差信号Δe_oは速度制御増幅器２１により増
幅され、速度制御信号Δe_opとなつて加算点２２に
供給される。

さらに電動機８の出力トルクを決定する電動機
電流は、電流検出器２４により検出され、その電
流検出信号は、変換回路２５により電圧信号から
成る電流検出信号e_iに変換されて、加算点２２に
供給される。

この結果、加算点２２からはΔe_op−e_i＝Δe_iと
なる差信号が出力され、該差信号Δe_iは電流制御
増幅器２３によりΔe_ipに増幅された後、上記電力
変換器２６に供給される。上記電力変換器２１
は、サイリスタを使用した点弧制御回路またはト
ランジスタを使用したパルス幅制御回路により構
成され、前記信号Δe_ipに基づいて、上記電動機８
に所定の電流を流して電動機８を駆動するように
構成されている。

以上により射出速度制御は回転速度のフイード
バツク制御により行なわれる。射出速度制御によ
り射出充填が続行され、上記回転角度検出器１３
の信号が変換回路２８により射出スクリユの位置
信号に変換され、この位置信号と、上記中央コン
トローラ３１の指令により、射出速度制御から射
出圧力制御に切換える射出スクリユ位置を設定す
るためのスクリユ位置設定値信号発生器３０から
の設定値信号とが、コンパレータ２９により比較
され、それらの信号が一致すると、上記中央コン
トローラ３１から切換指令が上記指令切換手段１
９に発せられ、射出速度制御から射出圧力制御に
移行する。

圧力指令回路１６から上記中央コントローラ３
１の指令により射出圧力指令信号e_piは加算点１
７に供給される。また上記圧力センサ１０の射出
圧力検出値は、変換回路１４により電圧信号から
成る射出圧力信号e_pに変換されて加算点１７に供
給される。

この結果、加算点１７からはe_pi−e_p＝Δe_pなる
差信号が出力され、該差信号は圧力制御増幅器１
８により増幅されて射出圧力制御信号Δe_ppとな
り、上記指令切換手段１９を経て速度指令信号
e_v′（Δe_pp＝e_v′）となる。

上記と同様にして、速度指令信号e_v′により電
動機８が駆動制御されて、射出圧力が射出圧力指
令値とに一致するように回転速度のフイードバツ
ク制御により射出圧力制御がなされる。

設定された射出時間が経過すると、上記中央コ
ントローラ３１より射出終了信号を発すると共
に、上記圧力指令回路１６から背圧力指令信号
e_pi（説明の都合上、指令値が異なるが上記説明の
圧力指令信号と同一記号で呼ぶ）が発せられる。
背圧力指令信号e_piによつて上記電動機８は、上
記射出圧力制御時と同様に駆動制御されて射出制
御工程からいわゆる背圧力制御工程に移行する。

一方、射出制御工程終了時より所定時間経過後
に、中央コントローラ３１はスクリユ回転用電動
機駆動装置３２にスクリユ回転指令を与える。ス
クリユ回転用電動機６は回転を開始し、射出スク
リユ４の回転がなされ、上記背圧力制御とにより
一般的にいわれている計量がなされる。射出スク
リユ位置信号とスクリユ位置設定値信号発生器３
０から発せられる計量限設定位置信号とがコンパ
レータ２９により比較され、射出スクリユ位置が
設定された計量設定位置となつたとき、上記中央
コントローラ３１と電力変換器２６、スクリユ回
転用電動機駆動装置３２、指令切換手段１９への
指令を断ち、計量工程を終了させ、次の射出工程
への待機をする。

上記のごとく、先行技術は射出工程を射出信号
制御工程と射出圧力制御工程の２工程に分割制御
することからなり、速度検出器からの速度検出信
号をフイードバツクさせて射出速度制御を行なう
電動機駆動制御において、射出圧力制御時、射出
圧力を圧力センサで検出して得た射出圧力検出信
号e_pと、射出圧力指令信号e_piとの差信号Δe_pを演
算増幅して得られる射出圧力制御信号Δe_ppを速度
指令信号e_v′として、電動機を駆動制御し、射出
圧力制御を行なうよう構成されている。

［発明が解決しようとする問題点］ このような従来の射出制御装置では、圧力制御
時に次のような問題があつた。

これを射出工程における圧力、速度の設定値と
測定値の関係を示した特性曲線図の１例である第
５図Ｂ，Ｃにより説明すると、速度指令信号e_vは
e_A値、射出圧力指令信号e_piはe_c値に設定されてお
り、射出圧力制御への切換時の測定された圧力は
e_Bとなつていてe_B＜e_Cである。

圧力制御増幅器３５の増幅度をαとすると、射
出圧力制御開始時の速度指令信号e_v′（e_v′＝
Δe_pp）は、e_v′＝（e_C−e_B）×αの関係が成り立つ。

圧力制御への切換時の実射出速度は速度指令信
号と等しいe_Aとなつている。e_A＜（e_C−e_B）×αで
その差が大きいと、速度指令信号値はe_Aから（e_C
−e_B）×αにステツプ的に変わり、第５図Ｂのよ
うに射出速度は瞬間増幅されている現象が発生す
る。設定された射出圧力指令信号e_C値に対して、
実際値はβ分オーバーした後一定値e_Cとなる。こ
のことは金型内樹脂圧力を急激にかつ必要以上に
上昇させたことになり、いわゆるオーバーパツキ
ングがなされた内部ヒズミのある成形品となつて
しまう。またはなはだしい場合には成形品にフラ
ツシユが発生する。

一方、e_A＞（e_C−e_B）×αとなる様な条件である
と、射出圧力制御への切換時の速度指令信号がス
テツプ的に小さくなるために、第５図Ｃの様に射
出速度が減速しすぎて、実際の圧力は一度降下し
た後に上昇するようなアンダーシユートが起る。
圧力降下が大きいと、上記現象とは逆に金型への
樹脂の充填不足となり、成形品にヒケが発生して
しまう。

このように射出圧力制御時の圧力特性は、射出
圧力制御への切換時の実射出速度、射出制御への
切換時の測定圧力、射出圧力指令信号（圧力設
定）および射出圧力制御増幅器１８の増幅度α値
により互いに影響されるために、設定成形条件に
よつては第５図Ｂ，Ｃの例に如く大巾に異なつた
ものとなり、いづれの場合も良品の生産ができな
い。それ故に良品を成形するための射出速度、射
出圧力制御への切換点、射出圧力等の設定値を求
めるには、数多くの試し打を必要とし、操作性が
悪いものであつた。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は上記事情から考えられたものであつ
て、その目的は、電動機を駆動源として用いた射
出制御装置において、射出速度、射出圧力のそれ
ぞれの制御を速度検出器、圧力センサ（射出力の
検出用センサあるいは加熱筒内樹脂圧力の検出用
センサ）を用いて回転速度制御により高精度で行
なうとともに、容易に成形条件（設定値）を求め
ることのできる射出制御装置を提供することにあ
る。

上記目的による本発明の特徴は、速度指令回路
よりの速度指令信号と速度検出器よりの速度検出
信号を比較演算する加算器と、該加算器の差信号
を増幅して速度制御信号とする速度制御増幅器
と、速度指令信号により速度制御を行なう電動機
を駆動源とし、回転部材とねじ部材を介して駆動
される進退自在な射出スクリユまたはプランジヤ
と、射出圧力検出器および射出圧力検出値を増幅
して射出圧力検出信号とする増幅器と、射出指令
回路よりの射出圧力指令信号と射出圧力検出信号
を比較演算する加算器と、該加算器よりの差信号
を増幅して射出圧力制御信号とする圧力制御増幅
器と、射出速度制御と射出圧力制御の切換時に、
射出圧力制御信号を上記速度指令信号に代えて入
力する指令切換手段とを備え、その指令切換手段
により射出圧力制御信号を速度指令信号として射
出圧力制御を行なう射出制御装置において、上記
圧力制御増幅器と指令切換手段の間に、射出圧力
制御時に上記速度指令信号の大きさを制限する速
度指令信号制御回路を設けてなることにある。

［作用］ 本発明においては、射出圧力制御時、速度指令
信号の大きさを制限する速度指令信号制限回路の
作用下において、回転速度の制御により射出圧力
制御を行うので、射出速度制御から射出圧力制御
への切換時のような射出圧力指令信号と射出圧力
検出信号との差が大きく、かつ射出圧力指令信号
が射出圧力検出信号よりも大きい過渡状態の制御
において、速度指令信号の上限値を制限して過速
度とならないように制御することができるため、
従来装置のような射出圧力のオーバーシユートの
発生をなくすことができ、射出圧力制御増幅器の
増幅度を従来装置よりも大きくすることができる
ため、射出圧力制御への切換時の射出圧力指令信
号と射出圧力検出信号が小さいときに、従来装置
よりも速度指令信号の大きさが大きくなり、アン
ダーシユートの程度を少なくすることができる。
また圧力制御増幅器の増幅度が大きいために、射
出圧力設定値と測定値が微少差の時でも速度指令
信号を従来よりも大きくすることができて、精度
の良い射出圧力制御ができる。

［実施例］ 以下、第１図から第３図に基づいて本発明を説
明する。

なお、同図において前述の従来装置と同一部分
には同一符号を付して説明を省略する。

速度指令回路１５は中央コントローラ３１の指
令により、射出速度制御時の速度指令信号、また
は射出圧力制御時の速度指令信号制限値、あるい
は背圧力制御時の速度指令信号制限値を設定する
ための信号を、必要に応じて自由に速度指令信号
e_vとして発生させることができる信号発生器であ
る。本実施例においては、射出制御工程中、速度
速度指令回路１５からは、指令信号e_vが大きさが
変わらずに出力されつづけるように制御されてい
る。また背圧力制御時には、所定の射出スクリユ
後退速度値が出せるように前以つて設定された速
度指令信号e_vを発生する。

本発明において特徴的なことは、射出圧力制御
時に射出圧力制御信号を速度指令信号としてその
大きさを制限する速度指令信号制限回路３３を、
圧力制御増幅器１８と、指令切換手段１９との間
に設けたことである。

この速度指令信号制限回路３３は、第２図に具
体的な構成を示したように、演算増幅器の組合わ
せより成り、圧力制御増幅器１８からの射出圧力
指令信号Δe_PO及び速度指令回路１５からの速度
指令信号e_vを入力するので射出圧力制御信号Δe_PO
の上限値あるいは下限値を制限された信号
Δe_PO′を出力することができる。

第３図は上記速度指令信号制限回路３３の入力
信号Δe_POが速度指令信号e_vにより出力信号Δe_PO′
が制限される様子を示した特性曲線図である。同
図にみられるように出力信号Δe_PO′は射出圧力制
御信号Δe_POの大きさにより、 Δe_PO≦e_v″のときΔe_PO′＝e_v″ e_v″＜Δe_PO＜e_vのときΔe_PO′＝Δe_PO e_v≦Δe_POのときΔe_PO′＝e_v となり、上限はe_v値に制限されて、下限は速度指
令信号制限回路３３内の演算増幅器３４により、
速度指令信号e_vよりも大きさを減じられ、極性が
異なるe_v″値となる。

このように、射出圧力制御時の射出圧力制御信
号Δe_POは速度指令信号制限回路３３により速度
指令信号e_vによつて制限されるので、射出圧力制
御への切換時に射出圧力指令信号が、射出圧力検
出信号よりもどんなに大きな場合であつても、射
出圧力制御信号が置き代えられた速度指令信号
e_v′が、射出圧力制御への切換時の速度指令信号
e_vに上限が制限されている。

したがつて、射出圧力指令信号が射出圧力検出
信号よりもかなり大きな場合における負荷への圧
力応答特性は、第５図Ｂに対して第５図Ａに示し
たように改善される。即ち圧力のオーバーシユー
トの発生がなくして実圧力は上昇して圧力指令値
に到達する。

また射出圧力制御時の射出圧力制御信号が置き
代えられた速度指令信号e_v′の上限が制限されて
いるため、圧力のオーバーシユートの発生をおさ
えることができ、このため圧力制御増幅器１８の
増幅度を大きくすることができる。その結果、射
出圧力指令値と射出圧力検出信号の差が小さな時
であつても、従来装置よりも上記速度指令信号
e_v′の大きさが大となるので、圧力応答特性は第
５図Ｃに対して第５図Ａに示すように改善され
て、従来装置よりも圧力のアンダーシユートの大
きさを小さくすることができる。

更にまた、射出速度制御から射出圧力制御に切
換えるときに、射出圧力制御への射出圧力検出信
号よりも射出圧力指令信号が小なる設定のときに
は、速度指令信号e_v′の極性は、上記の場合と一
時的に逆になり、電動機は射出前進時とは反対の
方向の力が発生し、射出圧力検出信号は射出圧力
指令信号になるように低下して行く。

射出スクリユ前部には、加圧された樹脂がスク
リユ後退力としてモータの駆動力に加勢されて作
用するので、射出圧力検出信号（背圧力）を背圧
力指令信号まで低下させる時には、上記のように
背圧力を上昇させる場合よりも、モータの駆動力
（逆回転力）は小さくても良い。

よつて、前記速度指令信号e_v′の極性が負の場
合は、速度指令信号制限回路e_vよりも絶対値で小
さな値の信号e_v″により下限値の制限を行うのが
よく、これにより上記の場合と逆の作用により圧
力のアンダーシユートを小さくすることができ
る。

本実施例においては、射出圧力制御時の速度指
令信号制限値を射出速度制御時の速度指令信号値
と同じに制御させているが、成形品によつて射出
速度を極低速とし、射出圧力制御によりパツキン
グ速度を大としたいような特別な場合には射出圧
力制御時の速度指令信号制限回路の設定器を選択
作動させて、速度指令制限値を射出速度設定値よ
りも必要なだけ大きくすれば良い。また射出圧力
の検出手段として、加熱筒あるいはノズルに樹脂
圧力センサを取りつけて行つても良いし、速度検
出信号としては回転角度検出器よりの検出信号を
用いることもできる。

また射出速度制御から射出圧力制御への切換を
射出スクリユ位置を検出することにより行つてい
るが、金型キヤビテイ樹脂圧力値、射出圧力値、
電動機の電流値等を検出することにより樹脂の充
填量を検知して行つても良い。

また成形品によつて必要な場合には、射出速
度、速度圧力の一方または両方を射出スクリユ位
置あるいはタイマーを使用して時間により多段階
に制御してもよい。

本発明は予備可塑化装置付のいわゆるプリプラ
式射出装置あるいはプランジヤ式射出装置にも実
施できることはいうまでもない。

［発明の効果］ 以上に説明したように本発明は射出圧力センサ
を使用して射出圧力制御を行うにあたり、射出圧
力制御信号が置き代えられた速度指令信号の大き
さを制限するように構成したので、射出圧力のオ
ーバシユートが発生することなく、圧力制御増幅
器の増幅度を上げて速度指令信号を大きくするこ
とができ、射出圧力のアンダーシユートが発生し
にくい射出圧力制御ができるので、操作性のよい
高精度の射出制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すブロツク図、第
２図は第１図における速度指令信号制限回路の具
体的な構成例を示す回路図、第３図は速度指令信
号制限回路の特性例を示す特性曲線図、第４図は
従来の射出制御装置の一例を示すブロツク図、第
５図は射出工程における圧力、速度の設定値と測
定値の関係の特性例を比較して示した特性曲線図
でＡは本発明の場合、Ｂ，Ｃは従来例の場合を示
すものである。 ４……射出スクリユ、６……スクリユ回転用電
動機、８……電動機、１０……圧力センサ、１２
……タコメータジエネレーター、１３……回転角
度検出器、１５……速度指令回路、１６……圧力
指令回路、１８……圧力制御増幅器、１９……指
令切換手段、２１……速度制御増幅器、２３……
電流制御増幅器、２４……電流検出器、２６……
電力変換器、２９……コンパレータ、３０……ス
クリユ位置設定値信号発生器、３１……中央コン
トローラ、３２……スクリユ回転用電動機駆動装
置、３３……速度指令信号制限回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 速度指令回路１５よりの速度指令信号と速度
   検出器１２よりの速度検出信号を比較演算する加
   算器２０と、該加算器２０よりの差信号を増幅し
   て速度制御信号とする速度制御増幅器２１と、速
   度指令信号により速度制御を行なう電動機８を駆
   動源とし、回転部材とねじ部材を介して駆動され
   る進退自在な射出スクリユまたはプランジヤと、
   射出圧力検出器１０および射出圧力検出値を増幅
   して射出圧力検出信号とする増幅器１４と、射出
   指令回路１６よりの射出圧力指令信号と射出圧力
   検出信号を比較演算する加算器１７と、該加算器
   １７よりの差信号を増幅して射出圧力制御信号と
   する圧力制御増幅器１８と、射出速度制御と射出
   圧力制御の切換時に、射出圧力制御信号を上記速
   度指令信号に代えて入力する指令切換手段１９と
   を備え、その指令切換手段１９により射出圧力制
   御信号を速度指令信号として射出圧力制御を行な
   う射出制御装置において、 上記圧力制御増幅器１８と指令切換手段１９の
   間に、射出圧力制御時に上記速度指令信号の大き
   さを制限する速度指令信号制御回路３３を設けて
   なることを特徴とする射出成形機の射出制御装
   置。