JPH0544898B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は圧力を圧力センサにより検出してフイ
ードバツク制御を行うための射出成形機の圧力制
御方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、射出成形機の圧力制御、例えば射出圧力
を制御するに際しては、スクリユとアクチユータ
（駆動装置）間に介在させた圧力センサ（ロード
セル等）により射出圧力を検出し、検出した圧力
に基づいて射出圧力に対するフイードバツク制御
を行つていた。フイードバツク制御は管理の困難
な温度等の外乱が存在しても、成形条件の変動を
防止し、正確な動作を実現できる利点があり、精
密成形に広く用いられている。

ところで、このようなフイードバツク制御を行
う場合、圧力センサの検出値をそのまま用いて
も、当該検出値には正規の圧力以外の他の諸要因
に基づく誤差成分を含むため、正確な圧力制御は
困難となる。したがつて、従来は射出（計量）開
始直前における圧力センサの検出値（初期検出
値）を誤差成分（ドリフト成分）とみなし、この
初期検出値に基づいてドリフトに対するゼロ補正
を行つていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上述した初期検出値における実際の誤
差成分は、第８図に示すような温度Thの変化に
伴う圧力センサ自身に起因する圧力検出信号（圧
力Ｐ）のドリフト成分、圧力センサ（ロードセ
ル）を機械的に組付けた場合における組付部位の
膨張（収縮）或は圧力センサの膨張（収縮）によ
る組付力変化に基づく第９図に示すような圧力検
出信号（圧力Ｐ）のドリフト成分、さらに、計量
工程の終了後に、スクリユの圧縮ゾーン或は供給
ゾーンに残留した圧力による樹脂のスクリユ前方
への移動又は圧抜き不足に起因する残圧成分、伝
達機構における摩擦力に基づく機械的誤差成分等
を含んでいる。

このように、実際の初期検出値には誤差成分と
して残圧等の圧力成分を含むため、真のドリフト
成分は検出されない。結局、従来の制御方法では
ドリフトに対する正確なゼロ補正を行うことは困
難であり、精密成形にも限界があつた。

本発明はこのような従来の技術の存在する課題
を解決した射出成形機の圧力制御方法の提供を目
的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る射出成形機の圧力制御方法は、ス
クリユ２に作用する圧力を、圧力センサ３により
検出して圧力に対するフイードバツク制御を行う
に際し、計量工程又は射出工程の終了後における
デコンプレツシヨン工程において、或は計量工程
又は射出工程の終了後に強制的にスクリユ２を後
退させることによつて、予め設定した零付近（零
を含む。他も同じ）の圧力設定値Psに達するま
で減圧するとともに、圧力が前記圧力設定値Ps
に達した時点からスクリユ２を設定した距離設定
値Lsだけ後退させる。そして、スクリユ２が距
離設定値Lsだけ後退した後に圧力を検出し、こ
の検出した圧値Pcに基づいて圧力制御に係わる
制御量を補正するようにしたことを特徴とする。

〔作用〕

本発明に係る射出成形機の圧力制御方法によれ
ば、計量工程又は射出工程の終了後におけるスク
リユ２の後退により、最初に、予め設定した零付
近の圧力設定値Psに達するまで減圧が行われる。
通常、圧力が零まで低下するスクリユ２の後退距
離は背圧設定値、計量する樹脂量や樹脂の弾性率
等により異なるため、最初からスクリユ２の後退
距離に基づく圧力の零設定は現実上不可能であ
る。また、完全な圧力零点は捉えにくいので、圧
力設定値Psとしては零付近を設定し、この点を
零点とみなして差し支えない。

一方、圧力が前記圧力設定値Psに達した時点
からは、予め設定した距離設定値Lsだけスクリ
ユ２の後退移動が行われる。この結果、圧力セン
サ３に対するスクリユ２の加圧作用が解除され、
圧力センサ３は背圧やスクリユ２の回転の影響を
受けなくなる。なお、距離設定値Lsは完全に圧
抜きされる最小距離であり、予め計算又は実験等
により求めることができる。

スクリユ２が距離設定値Lsに達した後は圧力
センサ３に作用する圧力成分は排除されるため、
以後に圧力検出を行えば検出される圧力値Pcは
残圧等の圧力成分を含まない誤差成分（ドリフト
成分）のみとなる。よつて、この圧力値Pcに基
づいて圧力制御に係わる制御量を補正すれば、正
確な補正を行うことができる。

〔実施例〕

以下には、本発明に係る好適な実施例を挙げ、
図面に基づき詳細に説明する。

まず、本発明に係る圧力制御方法を実施できる
射出成形機の概略構成について第３図を参照して
説明する。なお、第３図は射出圧力に対して補正
する系のみを示す。

１０は射出成形機における射出装置であり、前
部には加熱筒１１を備える。加熱筒１１はその前
端に射出ノズル１２、後部に材料供給用ホツパー
１３をそれぞれ備えるとともに、内部にスクリユ
２を回動自在及び進退自在に備える。そして、こ
のスクリユ２は射出装置１０の後部に備えるスク
リユ駆動機構１４によつて回転制御及び進退制御
せしめられる。

スクリユ駆動機構１４はスクリユ２の後端を回
動自在に保持する射出台１５を備え、スクリユ２
は射出台１５に固定した計量モータ（サーボモー
タ）１６及び歯車伝達機構１７によつて回転す
る。また、射出台１５は機体１８に設けたガイド
レール１９によつて水平方向へスライド自在に支
持され、かつ後端に設けたボールネジ機構２０及
び射出モータ（サーボモータ）２１によつて進退
移動する。なお、計量モータ１６と射出モータ２
１にはそれぞれパルスゼネレータ１６ａと２１ａ
を備える。また、中央コントローラ２２に接続し
た計量モータドライバ２５と射出モータドライバ
２６を備え、計量モータ１６、射出モータ２１は
各ドライバ２５，２６によつてそれぞれ駆動制御
される。

一方、射出台１５にはロードセル３１（一般的
には圧力センサ３）を内蔵し、スクリユ２に作用
する圧力を検出する。また、３０は処理部であ
り、通常、中央コントローラ２２に内蔵される。
処理部３０には各種処理を実行するCPU（中央処
理ユニツト）３２を備えており、ロードセル３１
はＡ／Ｄコンバータ（アナログーデイジタル変換
器）３３を介して当該CPU３２に接続するとと
もに、コンパレータ３４の非反転入力部に接続
し、ロードセル３１の検出圧力をCPU３２及び
コンパレータ３４に付与する。また、CPU３２
はコンパレータ３４の反転入力部及びコンパレー
タ３５の非反転入力部と接続し、補正量Ｓをコン
パレータ３４に、圧力指令値Poをコンパレータ
３５にそれぞれ付与する。さらに、コンパレータ
３５の反転入力部にはコンパレータ３４の出力部
を接続するとともに、コンパレータ３５の出力部
はPID補償回路３６を介して射出モータドライバ
２６に接続する。以上により補正系を含むフイー
ドバツク制御を構成する。

次に、本発明に係る圧力制御方法について第１
図に示す特性図、第２図に示すフローチヤート及
び第３図に従つて説明する。

本例は計量工程の終了後に補正を行う場合を示
し、また、成形サイクル中にデコンプレツシヨン
工程を含む場合を示す。

なお、中央コントローラ２２には圧力設定値
Psと距離設定値Lsが予め設定されている（前記
〔作用〕参照）。

まず、計量工程の終了により、射出モータ２６
が逆回転制御され、スクリユ２が後退して圧抜き
（減圧操作）が行われる（区間Ａ：ステツプ50，
51，52）。一方、中央コントローラ２２はロード
セル３１からの圧力検出値をモニタし、圧力検出
値が圧力設定値Psに達したなら、この時点から
スクリユ２の後退距離をモニタする（区間Ｂ：ス
テツプ53，54）。この後退距離はパルスゼネレー
タ２１ａによつてモニタ可能である。そして、距
離設定値Lsだけ後退したなら圧力値Pcのサンプ
リングを行う（区間Ｃ：ステツプ55，56）。なお、
圧力値Pcはロードセル３１から検出される圧力
値を所定時間おきにCPU３２に取り込み、複数
の圧力値を平均して求める（ステツプ57，58）。
スクリユ２が距離設定値Lsだけ後退した後にお
けるロードセル３１に作用する加圧力は本来零で
あるため、もし、このときの圧力値Pcが零以外
の数値であれば、この圧力値Pcはドリフト分と
みなすことができ、この圧力値Pcに基づく補正
量ＳをCPU３２からコンパレータ３４に付与す
る（ステツプ59，60，61）。なお、デコンプレツ
シヨン工程におけるスクリユ２の後退距離が残つ
ているときは終了まで、スクリユ２を後退させ、
デコンプレツシヨン工程を終了させる（区間Ｄ：
ステツプ62，63）。以上のプロセスにより、圧力
影響の最も少ないデコンプレツシヨン工程におい
て補正量Ｓが求められる。

他方、補正量Ｓとロードセル３１から得る圧力
値Piはコンパレータ３４において比較処理され、
コンパレータ３４の出力部からは補正された圧力
値Pf＝Pi−Ｓを得る。

また、圧力値Pfはコンパレータ３５に付与さ
れ、圧力指令値Poに対する偏差値を得る。

よつて、偏差値はPID補償回路３６を介して射
出モータドライバ２６に供給され、補正された圧
力値によつて圧力に対する通常のフイードバツク
制御が行われる。

次に、他の変更例について説明する。

第３図は補正量Ｓに基づいてロードセル３１か
ら検出した圧力値Piを補正した場合を示したが、
圧力指令値Poを補正してもよい。第４図は圧力
指令値Poを補正量Ｓにより補正する場合を示す。
この場合、加算器３７により圧力指令値Poと補
正量Ｓを加算し、補正された圧力指令値Pmを得
るとともに、コンパレータ３５では当該圧力指令
値Pmと検出圧力Piの偏差値を得る。なお、第４
図において、他の省略部分は第３図と同様に構成
され、また、同様に機能する。

また、第１図と第２図は成形サイクルに含むデ
コンプレツシヨン工程を利用した場合を示した
が、第５図に示すように成形サイクル中にデコン
プレツシヨン工程を含まない場合には計量工程の
終了後に強制的にスクリユ２を後退させ、予め設
定した零付近の圧力設定値Psまで減圧させると
ともに、圧力設定値Ssに達した時点から予め設
定した距離設定値Lsだけスクリユ２を後退させ、
この後圧力値Pcを検出すればよい。

この場合にも、基本的には第１図及び第２図に
示した方法と同じである。

さらにまた、第６図及び第７図には射出工程終
了後に補正する場合を示す。第６図は成形サイク
ル中に射出工程終了後のデコンプレツシヨン工程
を含む場合であり、第１図に示した計量工程に対
応する。この場合、圧力制御方法自体は第２図に
示したフローチヤートに従つて計量工程終了後の
場合と同様に行われる。また、第７図はデコンプ
レツシヨン工程を含まない場合であり、第５図に
示した計量工程に対応している。この場合にも、
圧力制御方法自体は同図に示した計量工程終了後
の場合と同様に行うことができる。

以上、各種実施例を挙げて説明したが、本発明
はこのような実施例に限定されるものではない。
例えば圧力センサに対する加圧力が零になるまで
スクリユを後退させる際の制御方法及び検出方法
は他の方法を排除するものではない。また、油圧
により駆動する射出成形機にも同様に適用でき
る。さらにまた、圧力センサとしてはロードセル
以外の任意センサを含む。その他、細部の構成、
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圧力制
御方法は、スクリユに作用する圧力を、圧力セン
サにより検出して圧力に対するフイードバツク制
御を行うに際し、計量工程又は射出工程の終了後
に、圧力センサに対するスクリユの加圧力が零に
なる位置までスクリユを後退させた後に圧力を検
出し、この検出した圧力値に基づいて圧力制御に
係わる制御量を補正するようにしたため、残圧等
に影響されない真のドリフト成分に基づく補正量
によつて、ドリフトに対する正確なゼロ補正を行
うことができ、以て、各成形サイクルにおける成
形品質の均一化、さらには成形不良の防止、ロン
グラン成形の安定化を達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図：本発明に係る圧力制御方法による時間
に対するスクリユ圧力、スクリユ回転数及びスク
リユ速度の特性図、第２図：第１図の特性図に対
応した同圧力制御方法を示すフローチヤート、第
３図：同圧力制御方法を実施できる射出成形機の
ブロツク系統図、第４図：本発明の他の実施例に
係る圧力制御方法を実施できる射出成形機の制御
系の一部を示すブロツク系統図、第５図、第６
図、第７図：本発明の他の実施例に係る圧力制御
方法による時間に対するスクリユ圧力、スクリユ
回転数及びスクリユ速度の特性図、第８図、第９
図：圧力センサに対するドリフトの影響を示す背
景説明図。 尚図面中、２：スクリユ、３：圧力センサ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ スクリユに作用する圧力を、圧力センサによ
   り検出して圧力に対するフイードバツク制御を行
   う射出成形機の圧力制御方法において、計量工程
   又は射出工程の終了後に、圧力センサに対するス
   クリユの加圧力が零になる位置までスクリユを後
   退させた後に圧力を検出し、この検出した圧力値
   に基づいて圧力制御に係わる制御量を補正するこ
   とを特徴とする射出成形機の圧力制御方法。 ２ 計量工程又は射出工程の終了後におけるデコ
   ンプレツシヨン工程で、予め設定した零付近の圧
   力設定値に達した時点から、予め設定した距離設
   定値だけスクリユが後退した後に圧力を検出する
   ことを特徴とする請求項１記載の射出成形機の圧
   力制御方法。 ３ 計量工程又は射出工程の終了後に、スクリユ
   を強制的に後退させ、予め設定した零付近の圧力
   設定値に達するまで減圧させるとともに、圧力が
   前記圧力設定値に達した時点からスクリユを予め
   設定した距離設定値だけ後退させた後に圧力を検
   出することを特徴とする請求項１記載の射出成形
   機の圧力制御方法。