JPH05309712A - 射出成形機の保圧制御装置 - Google Patents

射出成形機の保圧制御装置

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JPH05309712A
JPH05309712A JP11871592A JP11871592A JPH05309712A JP H05309712 A JPH05309712 A JP H05309712A JP 11871592 A JP11871592 A JP 11871592A JP 11871592 A JP11871592 A JP 11871592A JP H05309712 A JPH05309712 A JP H05309712A
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JP
Japan
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pressure
mold
resin
injection cylinder
temperature
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Withdrawn
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JP11871592A
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English (en)
Inventor
Yoji Kobayashi
洋二 小林
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 あるサイクルにおける金型温度にもとづいて
次のサイクルにおける金型温度を予測し、この予測値に
もとづいてサーボ弁の操作量を変えるという制御を行う
ことができるようにする。 【構成】 予測演算手段(31、32、33)は、ある
サイクルにおける金型温度センサからの金型温度検出信
号と金型温度調節用の冷却媒体温度センサからの冷却媒
体温度検出信号とシリンダ樹脂温度センサからの樹脂温
度検出信号とにもとづいて次のサイクルにおける金型内
樹脂圧力の修正値を演算する。変換手段(34、35)
は、該演算された金型内樹脂圧力の修正値を、前記射出
シリンダ油圧検出信号と金型内樹脂圧力センサからの樹
脂圧力検出信号とにもとづいて射出シリンダ油圧に変換
する。射出シリンダ油圧フィードバック制御系は前記変
換された射出シリンダ油圧をも用いて射出シリンダ油圧
の制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は射出成形機の制御装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、射出成形は、樹脂の可塑化→射
出→保圧→冷却というプロセスで行われる。このような
プロセスを経て得られる成形品の重量、寸法、光弾性等
を一様にするには、樹脂の状態遷移(樹脂の比容積、温
度、圧力の推移)の再現性を良くすることが必要とな
る。なお、比容積とは成形品の密度の逆数、保圧とは保
圧工程で制御される金型内樹脂圧力である。
【0003】ところで、溶融状態における樹脂の比容積
−温度−圧力の関係は、以下のスペンサーの状態方程式
で表わされることが知られている。
【0004】(P+π)(v−ω)=RT 但し、Pは圧力、vは比容積、Tは温度、π、ω、Rは
それぞれ材料に応じて決まる定数。
【0005】この関係を、P、v、Tの3次元の面で表
わすと図5のようになり、上述した可塑化→射出→保圧
→冷却の1成形サイクルで図5中実線で示すような軌跡
を描く。この軌跡は、射出成形作業が繰り返し行われて
も同じであることが望ましい。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際に
は成形サイクルの開始から終了までの間に樹脂温度、金
型温度が変動するために、時間経過とともに図5中実線
で示すような軌跡から外れて破線で示すような軌跡を描
くようになり、その結果、成形品の品質にばらつきが生
じてしまう。このため、金型へ流入する樹脂の流動時あ
るいは保圧プロセスの圧縮時における樹脂状態量(圧
力、温度、比容積)の時間変動を各サイクルでできるだ
け揃えるように制御することが必要になる。
【0007】これに対し、保圧プロセスにおける保圧の
設定値を修正する方法が、例えば特開昭63−3411
6号に開示されている。この方法は、簡単に言えば、あ
るサイクルにおける金型温度を検出し、この検出値にも
とづいて次のサイクルの射出成形機の操作量、例えば保
圧圧力の補正値を演算する方法である。したがって、こ
の方法では、図6に示すように、操作を行うサイクルに
おける温度変動の情報ではなく、1回前のサイクルの温
度情報にもとづいて操作量を変えるという制御を行なっ
ていることになる。言うまでもなく、あるサイクルにお
ける温度変動がそのまま次のサイクルにおける温度変動
に反映するとは限らない。
【0008】金型温度について言えば、金型温度は金型
内樹脂温度の放熱を支配しているので、金型の温度変動
が金型内樹脂温度変動の主要因となる。そこで、金型の
温度変動に対して、樹脂の流動時、圧縮時の比容積を揃
えるためには、金型温度の変動分に見合った分だけ計画
的に保圧圧力等の設定値を各サイクル毎に修正すること
が必要となる。
【0009】以上のような観点から、本発明の課題は、
あるサイクルにおける金型温度にもとづいて次のサイク
ルにおける金型温度を予測し、この予測値にもとづいて
操作量を変えるという制御を行うことのできる射出成形
機の保圧制御装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、射出シリンダ
油圧センサからの射出シリンダ油圧検出信号と保圧設定
値とにもとづいて保圧プロセスにおける射出シリンダ油
圧の制御を行う射出シリンダ油圧フィードバック制御系
を備えた射出成形機の制御装置において、あるサイクル
における金型温度センサからの金型温度検出信号と金型
温度調節用の冷却媒体温度センサからの冷却媒体温度検
出信号とシリンダ樹脂温度センサからの樹脂温度検出信
号とにもとづいて次のサイクルにおける金型内樹脂圧力
の修正値を演算する予測演算手段と、該演算された金型
内樹脂圧力の修正値を、前記射出シリンダ油圧検出信号
と金型内樹脂圧力センサからの樹脂圧力検出信号とにも
とづいて射出シリンダ油圧に変換する変換手段とを備
え、前記射出シリンダ油圧フィードバック制御系は前記
変換された射出シリンダ油圧を用いて射出シリンダ油圧
の制御を行うことを特徴とする。
【0011】本発明によればまた、前記予測演算手段
が、あるサイクルにおける前記金型温度検出信号と前記
冷却媒体温度検出信号と前記樹脂温度検出信号とから次
のサイクルにおける金型温度の予測値を演算する金型温
度予測部と、該演算された金型温度の予測値から金型内
樹脂温度の予測値を演算する金型内樹脂温度予測部と、
該演算された金型内樹脂温度の予測値から前記金型内樹
脂圧力の修正値を演算する金型内圧力修正値演算部とか
ら成り、前記変換手段が、前記射出シリンダ油圧検出信
号と前記樹脂圧力検出信号とから射出シリンダ油圧の動
特性を推定する圧力動特性推定部と、該推定された動特
性の逆特性にもとづいて前記金型内圧力修正値演算部か
らの前記金型内樹脂圧力の修正値を射出シリンダ油圧に
変換する圧力変換部とから成る射出成形機の保圧制御装
置が得られる。
【0012】
【実施例】図1において、射出成形機は、射出成形機本
体10とその操作量、例えば射出シリンダ油圧を制御す
る成形機制御装置20及びこの成形機制御装置に対し保
圧設定値、修正値を与える主制御装置30とから成る。
【0013】射出成形機本体10に設置されるセンサと
しては、射出シリンダに設置された射出シリンダ油圧セ
ンサ11、加熱シリンダにおけるリザーバに設置された
シリンダ樹脂温度センサ12、金型に設置された金型温
度センサ13及び金型内樹脂圧力センサ14、金型を冷
却する金型温調器15の冷却水配管に配設されて冷却水
の温度を検出するための冷却水温度センサ16とがあ
る。シリンダ樹脂温度センサ12からの樹脂温度検出信
号、金型温度センサ13からの金型温度検出信号、冷却
水温度センサ16からの冷却水温度検出信号はそれぞ
れ、センサ用アンプ12A,13A,16Aを経由して
主制御装置30に入力される。
【0014】成形機制御装置20は、図2を参照して本
発明に必要な機能のみについて説明すると、保圧プロセ
スにおけるサーボ弁(スクリューを駆動する油圧系制御
のための制御弁)の操作量を決定するためのもので演算
器21、前置補償器22を含む。主制御装置30につい
ては、樹脂状態量制御のためのもので、次サイクル金型
温度予測器31、次サイクル金型内樹脂温度予測器3
2、金型内圧力修正値演算器33、圧力動特性推定器3
4、金型内樹脂圧力−射出シリンダ油圧変換器35、1
サイクルメモリ36を含む。主制御装置30はマイクロ
コンピュータ等で実現されるので、実際のハードウェア
構成は、図1に示すように処理装置CPU、信号変換器
SIO,PIO,A/D変換器A/D、ディスプレイC
RT、キーボードKB、記憶装置FD等から成る。
【0015】成形機制御装置20について簡単に説明す
ると、演算器21ではオペレータによりキーボードKB
を通して設定された保圧設定値と射出シリンダ油圧セン
サ11で検出された射出シリンダ油圧との偏差をとる。
前置補償器22ではこの偏差にもとづいて制御演算を行
なってサーボ弁の操作量を決定する。
【0016】金型内樹脂の状態量を制御する主制御装置
30では、シリンダ樹脂温度センサ12からの樹脂温
度、金型温度センサ13からの金型温度、冷却水温度セ
ンサ16からの冷却水温度の変動に対して、次サイクル
金型温度予測器31、次サイクル金型内樹脂温度予測器
32、金型内圧力修正値演算器33により後述する方法
で次サイクルの金型内樹脂圧力の修正値を算出する。そ
れ故、構成要素31〜33は予測演算部を構成する。金
型内樹脂圧力−射出シリンダ油圧変換器35では、圧力
動特性推定器34の出力にもとづいて次サイクルの金型
内樹脂圧力の修正値を射出シリンダ油圧の修正値に換算
する。それ故、構成要素34,35は圧力変換部を構成
する。なお、射出シリンダ油圧の修正値は次サイクルの
保圧プロセスに備えて1サイクルメモリ36に一旦記憶
される。
【0017】成形機制御装置20では、次のサイクルで
は1サイクルメモリ36からの射出シリンダ油圧の修正
値と保圧設定値及び射出シリンダ油圧にもとづいてサー
ボ弁の操作量を決定する。
【0018】ところで、上記説明から明らかなように、
主制御装置30においては、各検出信号にもとづいて予
測演算、修正値演算を行う必要があり、修正値を算出し
た時には温度変動の生じたサイクルは終了している。し
かしながら、本発明における主制御装置30は、図3に
示すように、次サイクルの射出シリンダ油圧を予測する
ようにしているので、操作タイミングの遅れを補うこと
ができる。
【0019】次に、主制御装置30における演算動作に
ついて説明する。あるサイクルiにおいて射出動作が始
まると、金型温度、冷却水温度、シリンダ樹脂温度を保
圧完了時まで計測する。計測完了後、次サイクル金型温
度予測器31は上記3種類の計測結果の時間平均を算出
し、3種類の量の時間平均をもとに逐次形最小二乗法
(高橋安人著、「システムと制御」下巻頁430参照)
によって次のサイクル(i+1)における金型温度を予
測する。続いて、次サイクル金型内樹脂温度予測器32
は予測された金型温度に基づいて次のサイクル(i+
1)における金型内の樹脂温度を予測する。
【0020】金型内圧力修正値演算器33では、予測さ
れた金型温度Tm 、検出されたシリンダ樹脂温度T
r (t)(tは射出開始時刻を表す)の2つの量をあら
かじめ試験成形時における良品成形時に得られた理想値
としての金型温度θm 、θr (t)と比較し、保圧の修
正値Δpf を修正圧力として例えば次の数式1により算
出する。
【0021】
【数1】
【0022】なお、数式1において{}内の式は次サイ
クル金型内樹脂温度予測器32における演算を示す。
【0023】金型内圧力修正値演算器33は更に、この
補正値Δpf を用い、保圧パターン(保圧設定値の時間
変化)に依存する時間関数g(t) を定め、Δp(t) =g
(t)・Δpf として修正圧力の時間波形を計算する。な
お、時間関数g(t) を定めるには、成形に先立って2種
類の異なる金型温度で成形を行い、それぞれの金型内圧
力の差からg(t) を定めることができる。
【0024】金型内樹脂圧力−射出シリンダ油圧の変換
は以下の手順で行う。まず、圧力動特性推定器34では
各サイクルの保圧プロセスにおける射出シリンダ油圧、
金型内樹脂圧力を用いて前述した逐次形最小二乗法によ
り圧力動特性を定める。金型内樹脂圧力−射出シリンダ
油圧変換器35では、金型内圧力修正値演算器33から
の修正値を、圧力動特性推定器34で計算した動特性の
逆特性を通して射出シリンダ油圧の修正値に変換する。
【0025】次のサイクルにおいて演算器21は、保圧
設定値、計測された射出シリンダ油圧、予測された射出
シリンダ油圧を加算し、この加算結果に基づいて前置補
償器22は次のサイクルのサーボ弁の操作量を決定す
る。
【0026】以上のようにして、本制御装置は、あるサ
イクルiにおいて検出した金型温度、シリンダ樹脂温
度、冷却水温度にもとづいて次のサイクル(i+1)に
おける射出シリンダ油圧を予測し、この予測値と保圧設
定値とによりサイクル(i+1)における保圧プロセス
時のサーボ弁操作量を決定する。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、成形品の重量を指標と
して重量の時間推移を見ると、図4に示す特性図からも
明らかなように次のような効果が得られる。
【0028】重量が安定するまでの時間(あるいはシ
ョット数)が減少する。
【0029】長時間にわたり重量変動を抑制すること
ができる。
【0030】サイクル毎の重量変動幅の減少を図るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のブロック構成図。
【図2】図1に示された成形機制御装置、主制御装置の
構成図。
【図3】本発明による演算動作の推移を説明するための
図。
【図4】本発明の効果を説明するための特性図。
【図5】射出成形機の成形サイクルにおける溶融樹脂の
状態遷移の軌跡を示した図。
【図6】従来方式による演算動作の推移を説明するため
の図。
【符号の説明】
10 射出成形機本体 11 射出シリンダ油圧センサ 12 シリンダ樹脂温度センサ 13 金型温度センサ 14 金型内樹脂圧力センサ 16 冷却水温度センサ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 射出シリンダ油圧センサからの射出シリ
    ンダ油圧検出信号と保圧設定値とにもとづいて保圧プロ
    セスにおける射出シリンダ油圧の制御を行う射出シリン
    ダ油圧フィードバック制御系を備えた射出成形機の制御
    装置において、あるサイクルにおける金型温度センサか
    らの金型温度検出信号と金型温度調節用の冷却媒体温度
    センサからの冷却媒体温度検出信号とシリンダ樹脂温度
    センサからの樹脂温度検出信号とにもとづいて次のサイ
    クルにおける金型内樹脂圧力の修正値を演算する予測演
    算手段と、該演算された金型内樹脂圧力の修正値を、前
    記射出シリンダ油圧検出信号と金型内樹脂圧力センサか
    らの樹脂圧力検出信号とにもとづいて射出シリンダ油圧
    に変換する変換手段とを備え、前記射出シリンダ油圧フ
    ィードバック制御系は前記変換された射出シリンダ油圧
    を用いて射出シリンダ油圧の制御を行うことを特徴とす
    る射出成形機の保圧制御装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の保圧制御装置において、
    前記予測演算手段は、あるサイクルにおける前記金型温
    度検出信号と前記冷却媒体温度検出信号と前記樹脂温度
    検出信号とから次のサイクルにおける金型温度の予測値
    を演算する金型温度予測部と、該演算された金型温度の
    予測値から金型内樹脂温度の予測値を演算する金型内樹
    脂温度予測部と、該演算された金型内樹脂温度の予測値
    から前記金型内樹脂圧力の修正値を演算する金型内圧力
    修正値演算部とから成り、前記変換手段は、前記射出シ
    リンダ油圧検出信号と前記樹脂圧力検出信号とから射出
    シリンダ油圧の動特性を推定する圧力動特性推定部と、
    該推定された動特性の逆特性にもとづいて前記金型内圧
    力修正値演算部からの前記金型内樹脂圧力の修正値を射
    出シリンダ油圧に変換する圧力変換部とから成ることを
    特徴とする射出成形機の保圧制御装置。
JP11871592A 1992-05-12 1992-05-12 射出成形機の保圧制御装置 Withdrawn JPH05309712A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102555180A (zh) * 2012-02-10 2012-07-11 浙江大学 基于喷嘴压力的注塑机注射保压切换控制***及方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102555180A (zh) * 2012-02-10 2012-07-11 浙江大学 基于喷嘴压力的注塑机注射保压切换控制***及方法

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Effective date: 19990803