JPH03197019A - 電動射出成形機の制御方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）　産業上の利用分野 この発明は電動射出成形機の制御方法及び装置に関する
ものである７ （ロ）　従来の技術 従来の電動射出成形機としては、例えば特開昭６１−７
２５１２号公報に示されるようなものがある。　これに
示される電動射出成形機は、射出成形機シリンダ内のス
クリュをボールねｊ：ｌｌ構を介して軸方向に駆動可能
な第１電動機とスクリュを回転駆動可能な第２電動機と
を有しており、両電動機の作動を制御することにより可
塑化工程、保圧工程、射出工程などの作動が行われるよ
うに構成されている。

又、特開昭６４−８５７２７号公報に示されるように、
可塑化工程及び保圧工程の際に、それぞれ背圧力設定信
号及び保圧力設定信号に、微弱振動信号を重畳させたも
のがある８ （ハ）　発明が解決しようとする課鯖 この従来の特開昭６１−７２５１２号公卸に示されてい
る電動射出成形機には、可塑化工程及び保圧工程におい
て、機械的摩擦部分にいわゆるスティックスリップ現像
が発生し、スクリ、ｌが断続的に前後進し、実際に発生
する樹脂圧力が断続的に変化するという問題点があった
。　これは、ボールねじ機構の転がり＊＊、各ベアリン
グの転がり摩擦、各作動部材の加工公差の集積などによ
り、低出力微速回転の電動機によって駆動されるスリＪ
ｌが静摩擦状態と動摩擦状態とを交互に繰り返すことに
よるものである、 これを解決しようとしたのが特開昭６４−８５７２７号
公報に示されている電動射出成形機で、可塑化工程及び
保圧工程において、スクリュ軸方向駆動用の電動機に基
本的な駆動電流に加えて１０〜３０Ｈｚの微弱振動電流
を重畳させているが、これだけでは可塑化多段保圧の場
合ある設定のときのみ有効となり、すべての条件におい
て問題点を解決するに到っていない８　従って、精密成
形に適していないという問題点があった。

本発明はこのような問題点を解決することを目的として
いる。

（ニ）ｉｌ！題を解決するための手段 本発明は、スクリュ１２の前後方向への駆動が射出・背
圧用電動機３８によって行なわれる電動射出成形機の制
御方法において、可塑化工程及び保圧工程の際に、それ
ぞれ背圧力設定信号及び保圧力設定信号の大きさに応じ
て変化させた周波数と振幅の微弱振動信号を、背圧力設
定信号及び保圧力設定信号に重畳させたことを特徴とし
ている。

又、スクリュ１２の前後方向への駆動が射出背圧用電動
機３８によって行なわれる電動射出成形機の制御装置に
おいて、可塑化工程の前記射出・背圧用電動機３８のト
クルを設定する背圧力設定器５０と、保圧工程の前記射
出・背圧用電動機３８のトルクを設定する保圧力設定器
５２と、微弱振動信号を発生させる発振器５６と、前記
いずれかの設定器５０．５２がらの信号によって前記発
振器５６の値をかえる変換器７３と、前記いずれかの設
定器５０．５２がらの信号に発振器５６かちの微弱振動
信号を重畳させた信号に基づいて前記射出・背圧…電動
機３８に電流を出力する増幅器６０とを有することを特
徴とすることにより、上記間Ｎ市を解決する６ （ホ）作用 例えば可塑化工程においては、スクリ１は溶融刹＠圧力
によって徐々に後退する、　その際、所定の背圧力が発
生するように電動機に所定の電流が供給される、　背圧
力の大きさは樹脂の種類。

スクリ１の形状等によって差があり、前記電流はこれら
の背圧力に応じてあらかじめ決めておいた振幅と周波数
の微弱振動信号を重畳したものに基づいて制御される７
　従って、電動機は基準となるトルクに加えて背圧力に
応じた微弱な高速転動トルクを発生する。　このなめ、
ボールねじ機構なとの摩擦部は微少かつ高速に運動する
、　従って、これ、らの摩擦部は常に動摩擦状態を確保
することができ、いわゆるスティ・ツクスリ・ツブ現象
は発生せず、背圧設定器によって設定された所定のトル
クが発生し、樹Ｗｆ！圧力が正確に制御される。

保圧工程の場合も同様である。

なお、上述の微弱振動信号は樹脂圧力にはＷｔ＃影響を
与えない範囲とし、振幅は設定背甲、保圧力の１〜１０
％、周波数は１０〜３ｏＨ７とする。

（へ）実施例 第１図及び第２図に本発明の実施例を示す射出成形機の
シリンダ１０内にスクリュ］２が挿入されている６　シ
リンダ１０の後端ｙＲ（樹脂の流れ方向で上流側）はフ
レーム１４に取り付けちれている。　スクリュ１２の後
端のスプライン部１２ａが駆動軸１６と連結されている
。　駆動軸１６はスラストベアリング１８及びラジアル
ベアリング２０によって移動部材２２に回転可能に支持
されている。　駆動軸１６の他端鋼にはスプライン軸部
１６ａが形成されており、このスプライン軸部１６ａと
スプライン穴部を有するスリーブ２３とが組み合わされ
ている。　従って、駆動軸１６とスリーブ２３とは軸方
向に相対移動可能であり、かつ回転力伝達可能である４
　スリーブ２３はフレーム１４にラジアルベアリング２
４及び２６を介して回転自在に支持されている。　前述
の移動部材２２には複数のボールナツト２８が固着され
ている、　ポールナツト２８と組み合わされてボールね
じ機構を構成するボールねじ３０は、フレーム１４に前
端側をラジアルベアリング３１によって支持されると共
に後端側をスラストベアリング３２及びラジアルベアリ
ング、３４によって支持されている７　複数のボールね
ｊ二３０はこれらの後退側において、プーリ及びベルト
によって構成される回転力伝達機構３６を介して射出・
背圧用電動１１１１３８に連結されている。　また、前
述の駆動軸１６も回転力伝達機＄１１４０を介して可塑
化用電動機４２と連結されている。

第２図に射出・背圧用電動機３８への供給電流を制御す
る制御装置を示す７　この制御装置は背圧力設定器５０
、保圧力設定器５２、射出速度設定器５４、発振器５６
、設定器５０．５２がらの信号によって発振器の値をか
える変換器７３、速度制御補正用の増幅器５８、電動器
ｔｔ流制御及び電力増幅用の増幅器６０、スイ・ソチ６
２．スイ・ソチ６４、スイッチ６６、電流検出器６８、
回転速度検出器７０を有しており、これらを図示のよう
に接続されている７　また、スイッチ６２、スイ・ソチ
６４及びスイッチ６６の作動はシーケンサ７２によって
制御される。

次にこの実維例の作用について説明する６まず、スクリ
ュ１２が最も前進した状態において可塑化用電動機４２
を回転させ　回転力伝達機構４０及び駆動軸１６を介し
てスクリ１１２を回転駆動する。　これによりプラスチ
ック材料が溶融・混練され、スクリュ１２の前方に蓄え
られる、この際、スクリュ１２は蓄えられた樹脂圧力に
よって後方へ押される、　この可塑化工程中、射出・背
圧用電動１１３８の作動によってスクリュ１２に所定の
前方への押し力が与えられ、これにより所定の樹脂圧力
が保持される６　すなわち、シーケンサ７２からの信号
によりスイ・ン千６２はＡ側に切換わり、またスイッチ
６４もＡｇ３に切換わり、またスイ・ソチ６６はオンと
される。　この接続状態では、背圧力設定器５０によっ
て設定された背圧設定電圧に、発振器５６からの微弱振
動信号をあらかにめ前記背圧設定電圧に応じて賓換器７
３によって決めておいた振幅と周波数に変化させ、背ｌ
：Ｆ設定電圧に重畳する、　このように背圧力設定器５
０の信号に発振器５６の信号を重畳した電圧に比例した
電流を増幅器６０が射出・背圧１ｆ１１１ｔ動Ｉ！１Ｉ
３８に供給する、　射出・背圧用電動機３８は与えられ
る電流に比例したトルクを発生し、これをボールねじ３
０及びボールナ・ソト２８の作用により直線方向の力に
変換して移動部材２２に伝え、更にこの力がスラストベ
アリング１８及び駆動軸１６を介してスクリュ１２に伝
達される、これによりスクリュ１２には第１図中で左向
きの力が発生し、可塑化時の樹脂圧力に対抗する力、す
なわち背圧力となっている６　上述のように射出・背圧
用電動機３８に与えちれる電流は発振器５６から与えら
れる信号に応じて微少に振動しており、これに応じて射
出・背圧用電動１１３８のトルクも所定周波数で微少に
振動している９　従ってボールナ・ソト２８とボールね
じ３０との＊振部などの摩擦は動串擦状態となり、摩擦
力がほとんど変化しないのでスクリュ１２に与える背圧
力は常に背圧力設定器５０によって設定されたとおりの
ものとなる。　なお、発振器５６からの信号の振幅は設
定の１〜１０％周波数を１０〜３ＱＨｚとすれば、最終
的な樹脂圧力に圧力変動が発生することはない。

このようにして所定の背圧力を受けた状態でスクリュ１
２が所定位置まで後退すると、可塑化用電動機４２及び
射出・背圧用電動機３８の動作を停止させる。　次いで
シーケンサ７２からの信号によりスイ・ソ千６４はＢ側
に切換わり　また、スイッチ６６はオフとされる。　こ
れにより射出速度設定器５４に設定された電圧に対応し
た速度で射出・背圧用電動機３８が前述の場合とは逆方
向に回転し、スクリ、１１２が前進する２　このスクリ
１１２の前進によって溶融樹脂が図示していない金型内
に注入されるー　スクリ１１２が所定位置まで前進する
と、充てん速度制御がちトルク制御に切換わる６　すな
わち、シーケンサ７２からの信号によりスイ・ソチ６２
はＢ側となり、スイ・ソ千６４はＡ側となり、また、ス
イッチ６６はオンとなる。　この状態では、保圧力設定
器５２からの電圧に、微弱振動信号を前記電圧に応じて
変換器７３によってあらかじめ決めておいた振幅と周波
数に変化させ、保圧設定電圧に重畳する。　このように
保圧力設定器５２かへの重用に発振器５６の信号を重畳
した電圧に応じた電流が射出・背圧用電動機３８に供給
される７　これによりスクＪユ１２が所定のトルクで回
転し、樹脂圧力を所定の状態に保持する６　この際１．
Ｅ述と同様に発振器５６からの信号により射出・背圧用
電動機３８のトルクは微少に変動し、窄振部が動摩擦状
態となるので射出・背圧用電動機３８のトルクは正確に
溶融樹脂に伝達され所定どおりの保圧力を得ることがで
きる。

第３図に特開昭６４−８５７２７号公報に示される発明
の保圧力変化に伴う樹脂圧力変化をあげるが、一定の周
波数と振幅での微弱振動信号では全ての範囲で効果がは
っきりせず、２段目では樹脂圧力の落ち込みが見られる
８　第４図は本発明の効果事例であるが全ての範囲で効
果があることがわかろう （ト）発明の詳細 な説明してきたように、本発明によると、設定器かへの
電圧に、微弱振動信号を前記電圧に応じて変換器によっ
てあらかじめ決めておいた振幅と周波数に変化させ、設
定電圧に重畳させて背圧力及び保圧力の制御を行うよう
にしたので　摩擦部は完全に常に動摩擦状態となり、い
わゆるスティ・ツクスリ・ツブ現象が発生することを防
止することが、でき、樹脂圧力を設定どおり正確に制御
することができる、　これによりより、精密な射出成形
を行うことができる、

【図面の簡単な説明】

第１図は電動射出成形機を示す図、第２図は本発明の制
御装置を示す図、第３図は本発明による保圧Ｔ程での樹
脂圧力波形、第４図は従来の方法による保圧工程での樹
脂圧力波形である、１０・・・シリンダ、１２・・・ス
クリ１．１６・・・駆動軸、２８　・・ポールナツト、
３０ボーねじ、３８・・・射出・背圧用電動機。 ４２・・・可塑化用電動機、５０・・・背圧力設定器、
５２・・・保圧力設定器、５４・・・射出速度設定器、
５６・・・発振器、５８・・・増幅器　６０・　・増幅
器、７２・・・シーケンサ。 ７３・・・変換器。 特許出−人　株式会社　日本製鋼所 代表者　　八木直音 第２図 第３図 第４図 時間 手続補正書 （方式） ％式％ １、事件の表示 平成１年特許願第２３２８８９号 ２、発明の名称 電動射出成形機の制御方法及び装置 ３、補正をする者 事件との関係

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、スクリュ（１２）の前後方向への駆動が射出・背圧
   用電動機（３８）によつて行なわれる電動射出成形機の
   制御方法において、 可塑化工程及び保圧工程の際に、それぞれ背圧力設定信
   号及び保圧力設定信号の大きさに応じて変化させた周波
   数と振幅の微弱振動信号を、背圧力設定信号及び保圧力
   設定信号に重畳させたことを特徴とする電動射出成形機
   の制御方法。 ２、スクリュ（１２）の前後方向への駆動が射出・背圧
   用電動機（３８）によって行なわれる電動射出成形機の
   制御装置において、 可塑化工程の前記射出・背圧用電動機（３８）のトクル
   を設定する背圧力設定器（５０）と、保圧工程の前記射
   出・背圧用電動機（３８）のトルクを設定する保圧力設
   定器（５２）と、微弱振動信号を発生させる発振器（５
   ６）と、前記いずれかの設定器（５０、５２）からの信
   号によって前記発振器（５６）の値をかえる変換器（７
   ３）と、前記いずれかの設定器（５０、５２）からの信
   号に発振器（５６）からの微弱振動信号を重畳させた信
   号に基づいて前記射出・背圧用電動機（３８）に電流を
   出力する増幅器（６０）とを有することを特徴とする電
   動射出成形機の制御装置。