JPH0469861B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はスクリユ等の射出部材の圧力制御を行
う射出成形機の制御方法および装置に関する。

〔従来の技術〕

電動機を利用したスクリユ駆動機構により、ス
クリユを回転制御及び進退制御する電動式射出成
形機においては、スクリユの反力を検出するロー
ドセル或はノズル部樹脂圧検出センサによつて、
圧力検出を行い、この検出に基づいてスクリユに
対する圧力のフイードバツク制御を行う制御装置
を備えている（例えば特開昭60−174625号公報、
特開昭61−31221号公報参照）。

従来の制御装置は第３図中符号６０で示すよう
に、スクリユ６１に作用する圧力（反力）を検出
するロードセル６２から得る検出値と保圧力設定
器６３又は背圧力設定器６４から付与される設定
値をコンパレータ６５により比較し、その偏差を
圧力補償器６６及びアンプ６７からなる圧力補償
回路６８に供給して駆動制御信号を得るととも
に、この駆動制御信号を射出モータ駆動部６９に
供給して、前記偏差が零となるように制御するフ
イードバツク制御系Ｆ３を備えていた。そして、
このフイードバツク制御系Ｆ３は、射出工程の保
圧力制御と計量工程の背圧力制御を行うに際し、
保圧力設定器６３の設定値と背圧力設定器６４の
設定値を、切換スイツチ７０を介してコンパレー
タ６５へ選択的に付与するのみで全て共用してい
た。図中、７１は射出モータ、７２は計量モータ
を示す。

なお、このような制御装置は、油圧式射出成形
機でも同じである。即ち、第４図に示す制御装置
９０はフイードバツク制御系Ｆ４を備え、スクリ
ユ９１を進退駆動せしめる一方の射出シリンダ９
２の後室９２ｒに付設した油圧センサ９３から得
る検出値を、第３図のフイードバツク制御系Ｆ３
と同様に構成した系を介して駆動制御信号を得、
この駆動制御信号をサーボバルブ駆動装置９４に
供給し、検出値と設定値が一致するように制御し
ていた。図中、９５は保圧力設定器、９６は背圧
力設定器、９７は切換スイツチ、９８は共用する
コンパレータ、１０１は保圧力制御及び背圧力制
御において共用する圧力補償器９９とアンプ１０
０からなる圧力補償回路を示す。なお、各部にお
いて、第３図の制御系Ｆ３と同一名称部は同一機
能を有する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、上述した従来の制御装置６０，９０
における保圧力と背圧力の設定値は、通常、大き
く異なつて設定される。例えば定格射出圧力を
100％にした場合、保圧力の設定値は30〜100％，
背圧力の設定値は０〜30％の範囲で設定される。
また、電動式射出成形機を例にとれば、保圧力は
射出モータ７１の出力トルクにほぼ比例して上昇
するが、背圧力は樹脂材料の蓄積に伴うスクリユ
６１の後退によつて発生するため、計量モータ７
２の制御に基づいて発生する後退力と、同モータ
７２の制御と同時に制御される射出モータ７１の
出力トルクとのバランスによつて決定され、保圧
力と背圧力は制御上の特性が大きく異なる。この
ことは油圧式射出成形機においても同様である。

しかし、従来の制御装置６０，９０におけるフ
イードバツク制御系Ｆ３，Ｆ４は、保圧力制御と
背圧力制御において、そのほとんどが共用するた
め、保圧力及び背圧力双方に対する最適かつ高制
度の制御を行うことができない問題があつた。特
に、圧力補償回路（遅れ補償、進み補償、ゲイン
補償等を含む）の調整においては、制御特性が異
なるため、保圧力又は背圧力の一方に対する調整
を満足すれば、他方の制御時にハンチング、オー
バシユート、偏差等の不具合を生じ、指令通りに
制御できない問題があつた。結局、圧力補償回路
の調整に際しては、保圧力及び背圧力に対して妥
協的に調整せざるを得ず、調整作業が困難かつ長
時間となるにも拘わらず、高制度の制御を実現で
きなかつた。

なお、この問題は一般成形品の場合には無視で
きるものであるが、超高精度の光学部品、例えば
ニユートリングが一本のレンズ或は肉厚プリズム
等を成形する場合には、成形品質を直接左右する
極めて重大な問題となる。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上述した従来の技術に存在する問題点
を解決した射出成形機の制御方法および同方法を
実施する制御装置１の提供を目的とするもので、
以下に示す制御方法および制御装置１によつて達
成れる。

即ち、本発明に係る射出成形機の制御方法は、
射出工程の保圧力制御時に、保圧力の検出値Ｓ１
と設定値Ｓ２を比較し、その偏差が零となるよう
に制御を行うとともに、計量工程の背圧力制御時
に、背圧力の検出値Ｓ３と設定値Ｓ４を比較し、
その偏差が零となるように制御を行う制御方法に
おいて、保圧力制御時における圧力補償と背圧力
制御時における圧力補償を個別に行うようにした
ことを特徴とする。

このため、本発明に係る制御装置１はフイード
バツク制御系Ｆ１，Ｆ２における圧力補償回路を
構成するに際し、射出工程における保圧力制御に
供する保圧力補償回路２と、計量工程における背
圧力制御に供する背圧力補償回路３を備えて構成
したことを特徴とする。

〔作用〕

次に、本発明に係る射出成形機の制御方法及び
制御装置１の作用について説明する。

射出工程における保圧力制御時及び計量工程に
おける背圧力制御時におては、共用するフイード
バツク制御系Ｆ１，Ｆ２によつて制御が行われる
も、圧力補償は、保圧力制御と背圧力制御のそれ
ぞれにおいて専用の圧力補償回路２と３によつて
個別に行われる。この結果、制御系Ｆ１，Ｆ２内
の遅れ補償、進み補償、ゲイン補償等の各補償定
数は、保圧力制御時及び背圧力制御時に対して最
適値を設定することができる。

〔実施例〕

以下には、本発明に係る好適な実施例を図面に
基づき詳細に説明する。

（第一実施例） まず、第１図を参照して第一実施例について説
明する。同図は本発明の第一実施例に係る電動式
射出成形機のブロツク系統図である。

電動式射出成形機Ｍ１は成形機本体１０と制御
装置１を備える。成形機本体１０の概要は、加熱
筒１１に内挿するスクリユ１２を備え、スクリユ
１２はスクリユ駆動機構１３によつて回転制御お
よび進退制御せしめられる。スクリユ駆動機構１
３はスクリユ１２の後端を回動自在に保持する射
出台１４を備え、スクリユ１２は射出台１４に固
定した計量モータ１５及び歯車伝達機構１６によ
つて回転駆動せしめられる。また、射出台１４は
機体１７によつて支持される水平ガイド軸１８に
スライド自在に配し、後端に接続したボールネジ
機構１９及び射出モータ２０によつて進退駆動せ
しめられる。

一方、制御装置１は、射出台１４に内蔵したロ
ードセル５を備え、このロードセル５はスクリユ
１２に作用する圧力（反力）を検出する。なお、
ロードセル５はアンプ２１を介して保圧用コンパ
レータ２２及び背圧用コンパレータ２３の反転入
力側に接続する。また、保圧用コンパレータ２２
の非反転入力側には保圧力設定器２４を接続する
とともに、出力側は保圧力補償器２ａとアンプ２
ｂからなる保圧力補償回路２に接続し、このアン
プ２ｂの出力側は切換スイツチ２５の固定接点２
５ａに接続する。他方、背圧用コンパレータ２３
の非反転入力側には背圧力設定器２６を接続する
とともに、出力側は背圧力補償器３ａとアンプ３
ｂからなる背圧力補償回路３に接続し、アンプ３
ｂの出力側は切換スイツチ２５の固定接点２５ｂ
に接続する。そして、保圧力補償回路２と背圧力
補償回路３においては進み補償、遅れ補償の定数
及びゲイン倍率等の補償条件がそれぞれ個別に設
定される。

また、２８はマイクロコンピユータ機能を備え
た中央コントローラであり、射出成形機全体の制
御を行う。前記切換スイツチ２５の切換制御は中
央コントローラ２８からの切換信号によつて行わ
れ、前記各補償回路２，３の出力は切換スイツチ
２５を介して選択的に射出モータ駆動部２９に供
給され、同駆動部２９によつて射出モータ２０が
駆動制御される。なお、同駆動部２９はコンパレ
ータ３０、アンプ３１、射出モータ駆動装置３
２、電流検出器３３、変換回路３４によるマイナ
ループによるフイードバツク制御系を構成する。

なお、射出モータ２０に付設したタコメータジ
エネレータ３５、サンプ３６、コンパレータ３
７、射出速度設定器３８、速度補償器３９、アン
プ４０を備えた系は速度制御のためのフイードバ
ツク制御系を構成し、アンプ４０の出力側は前記
切換スイツチ２５の固定接点２５ｃに接続する。
また、計量モータ１５は計量モータ駆動装置４１
を介して中央コントローラ２８に接続する。

次に、本発明に係る制御方法を含む制御装置１
の機能について説明する。

まず、射出工程においては、中央コントローラ
２８から速度指令信号が出力し、射出モータ駆動
部２９によつて射出モータ２０が駆動制御され
る。この際、切換スイツチ２５は固定接点２５ｃ
に切換わり、速度制御が行われる。これにより、
スクリユ１２は前進し、射出充填を行う。

一方、スクリユ１２が設定位置に達すると、中
央コントローラ２８から切換信号が出力し、切換
スイツチ２５は固定接点２５ａに切換わる。この
結果、フイードバツク制御系Ｆ１は保圧力を制御
する制御系として機能する。保圧力制御時にはロ
ードセル５によつてスクリユ１２の反力を検出
し、この検出信号はアンプ２１で増幅れて保圧用
コンパレータ２２に入力せしめられる。同コンパ
レータ２２では、アンプ２１からの検出値Ｓ１と
保圧力設定器２４において予め設定された設定値
Ｓ２を比較し、その偏差信号を保圧力補償回路２
に供給する。同回路２は偏差信号の演算増幅を行
い、前述のように進み、遅れ、ゲイン等を補償し
て駆動制御信号を出力する。そして、駆動制御信
号は駆動部２９に供給され、偏差信号が零、即
ち、検出値Ｓ１と設定値Ｓ２が一致するように射
出モータ２０が駆動制御される。なお、この保圧
制御は設定時間が経過するまで行われる。

射出工程の終了により計量工程へ移行する。計
量工程では計量モータ１５を駆動制御してスクリ
ユ１２を回転させるとともに、射出モータ２０を
駆動制御し、スクリユ１２に背圧力を付与する。
計量工程では中央コントローラ２８から切換スイ
ツチ２５に対し切換信号が出力し、同スイツチ２
５は固定接点２５ｂに切換わる。これによつて、
フイードバツク制御系Ｆ１は背圧力を制御する制
御系として機能する。背圧力制御時にはロードセ
ル５によつてスクリユ１２の反力を検出し、この
検出信号はアンプ２１によつて増幅される。背圧
用コンパレータ２３では、アンプ２１からの検出
値Ｓ３と背圧力設定器２６において設定された設
定値Ｓ４を比較し、その偏差信号を背圧力補償回
路３に供給する。同回路３は偏差信号に対して演
算増幅を行い、前述のように進み、遅れ、ゲイン
等の補償を行い駆動制御信号を出力する。そし
て、駆動制御信号は駆動部２９に供給され、偏差
信号が零、即ち、検出値Ｓ３と設定値Ｓ４が一致
するように射出モータ２０を制御する。

（第二実施例） 次に、第２図を参照して第二実施例について説
明する。同図は本発明の第二実施例に係る油圧式
射出成形機のブロツク系統図である。

油圧式射出成形機Ｍ２は例えば一対の射出シリ
ンダ４２ａ，４２ｂを備え、その後室４３ａ，４
３ｂに油圧回路４４から圧油を供給して、射出ピ
ストン４５ａ，４５ｂ、受板４６、計量モータ４
７、カツプリング４８を介してスクリユ１２が前
進する。即ち、射出が行われる。一方、計量モー
タ（オイルモータ）４７の回転によつて、スクリ
ユ１２が回転し、これにより計量が行われる。こ
の際、射出ピストン４５ｂに付設した速度センサ
５０の検出に基づいてサーボバルブ５４を制御
し、速度制御を行うとともに、射出シリンダ４２
ｂの後室４３ｂに付設した油圧センサ５２によつ
てスクリユ１２の反力を検出し、その検出信号に
基づいて第一実施例と同様に構成したフイードバ
ツク制御系Ｆ２によつて圧力制御を行う。よつ
て、油圧センサ５２の検出信号はアンプ２１を介
して保圧用コンパレータ２２、背圧用コンパレー
タ２３にそれぞれ付与れることになる。また、切
換スイツチ２５の出力となる駆動制御信号はサー
ボバルブ駆動装置５１に入力し、このサーボバル
ブ駆動装置５１はサーボバルブ５４を制御し、油
圧源５５、切換弁５６、タンク５７等を含む油圧
回路４４を制御することになる。フイードバツク
制御系Ｆ２の主要部は前記フイードバツク制御系
Ｆ１と同一構成となるため、第２図中、第１図と
同一部分には同一符号を付し、その構成を明確に
するとともに、同一の機能を備えるため、その詳
細な説明を省略する。

以上、実施例について詳細に説明したが本発明
はこのような実施例に限定されるものではない。
例えば、保圧力補償回路及び背圧力補償回路には
オペアンプを用いたが、マイクロコンピユータを
用いた演算処理によつて実行してもよく、この場
合、背圧力又は保圧力の専用制御プログラムを利
用すればよい。また、圧力センサはロードセルの
他、ノズル部等に付設した溶融樹脂圧力を直接検
出できる樹脂圧検出センサでもよい。さらにま
た、射出部材としてスクリユを用いた射出成形機
を例にとつたが、プランジヤを用いた他方式の射
出成形機にも同様に応用できる。また、各補償回
路における補償機能は例示に限らず補償機能を発
揮する各種信号処理を含む概念である。その他、
構成、手法等において、本発明の要旨を逸脱しな
い範囲で任意に変更実施できる。

〔発明の効果〕

このように、本発明に係る射出成形機の制御方
法および装置は、スクリユ等の射出部材に対する
圧力制御を行うに際し、その圧力補償を、保圧制
御時と背圧制御時において個別に行うようにした
ため、次のような著効を得る。

保圧力制御及び背圧力制御を実行するに際
し、各制御において最適な圧力補償定数を選定
できるため、高精度の制御を実現できるととも
に、超高品位の成形品を得ることができ、特
に、光学部品の成形に用いて最適となる。

保圧力制御又は背圧力制御毎に補償回路の調
整を行うことができるため、調整作業の簡略化
と調整時間の大幅な短縮を実現でき、作業能率
の向上を達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図：本発明の第一実施例に係る電動式射出
成形機のブロツク系統図、第２図：本発明の第二
実施例に係る油圧式射出成形機のブロツク系統
図、第３図：従来例に係る電動式射出成形機のブ
ロツク系統図、第４図：従来例に係る油圧式射出
成形機のブロツク系統図。 尚図面中、１……制御装置、２……保圧力補償
回路、３……背圧力補償回路、Ｓ１，Ｓ３……検
出値、Ｓ２，Ｓ４……設定値、Ｆ１，Ｆ２……フ
イードバツク制御系。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 射出工程の保圧力制御時に、保圧力の検出値
   と設定値を比較し、偏差が零となるように制御を
   行い、かつ計量工程の背圧力制御時に、背圧力の
   検出値と設定値を比較し、偏差が零となるように
   制御を行う射出成形機の制御方法において、保圧
   力制御時における圧力補償と背圧力制御時におけ
   る圧力補償を個別に行うようにしたことを特徴と
   する射出成形機の制御方法。 ２ 圧力センサによる射出工程での保圧力および
   計量工程での背圧力の検出結果に基づいて、スク
   リユ等の射出部材の圧力制御を行うフイードバツ
   ク制御系を備えるとともに、前記制御系に圧力補
   償を行う圧力補償回路を含む射出成形機の制御装
   置において、前記圧力補償回路を、射出工程の保
   圧力制御に供する保圧力補償回路と、計量工程の
   背圧力制御に供する背圧力補償回路により構成し
   たことを特徴とする射出成形機の制御装置。 ３ 保圧力補償回路および（または）背圧力補償
   回路は遅れ補償、進み補償、ゲイン補償の一また
   は二以上の補償機能を備えてなることを特徴とす
   る請求項２記載の射出成形機の制御装置。