JPH0911287A - 射出成形機の射出制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 キャビティ内への樹脂の充填状況を適確に判
定して射出速度制御から圧力制御への切替えを行うこと
のできる射出制御方法を提供すること。 【構成】 良品成形時にサンプリング処理を行ってｉ＝
１〜ｎの各サンプリング時における金型内部圧力ＭＰｉ
を記憶する。樹脂が圧力センサ７の配設位置に到達する
までの間は、設定射出速度に基いて射出速度のフィード
バック制御を行い、また、樹脂が圧力センサ７の配設位
置に到達してからは、金型内部圧力のサンプリングデー
タＭＰｉと圧力センサ７により検出される金型内部圧力
の現在値ＭＰR との偏差に基いて圧力のフィードバック
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、射出成形機の射出制御
方法の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】スクリューの基部に取り付けたロードセ
ル等によって樹脂反力を検出し、この樹脂反力が設定圧
力となるように、保圧を含む射出の全工程に亘って射出
圧力のフィードバック制御を行うようにした射出成形機
の射出制御方法が既に公知である。しかし、このような
構成では、射出工程後半の保圧段階で樹脂の固化が始ま
ってしまうと射出成形金型内の樹脂圧力がシリンダ内に
正確に伝えられなくなるため、シリンダ内の樹脂反力を
金型内部の樹脂圧力と見做して検出するロードセルでは
保圧圧力のフィードバック制御を正常に行えなくなる場
合がある。また、射出成形金型内に圧力センサを取り付
け、この圧力センサにより金型キャビティ内の樹脂圧力
を直接検出して射出圧力のフィードバック制御を行うよ
うにした射出制御方法も提案されているが、射出成形金
型内に圧力センサを設けた構成では射出開始から樹脂が
射出成形金型内に充填されるまでの間は圧力センサによ
る樹脂圧力の検出が不能となるため、射出の初期段階に
おける射出圧力の制御が全くの成り行きまかせになると
いった問題がある。

【０００３】一般に、射出成形作業においては、キャビ
ティ内部への樹脂の充填段階では射出速度の違いが製品
の良否に与える影響が大きく（特にフローマーク等）、
また、充填完了後は射出圧力（保圧圧力）の違いが製品
の良否に与える影響が大きいとされており（特にヒケや
バリ等）、充填段階における射出速度の制御と充填完了
後の射出圧力の制御とを適確に切替える必要がある。そ
こで、射出過程におけるスクリュー位置を指定して速度
制御から圧力制御への切替えを行うようにした射出制御
も行われているが、サンプルショットの重量を測定して
スクリュー位置を割り出すことによって射出から保圧へ
の切替え位置を求めたとしても、計量混練り状態の違い
等により、キャビティへの充填完了時点に対応するスク
リュー位置というものは必ずしも一様でなく、スクリュ
ー位置によって制御の切替タイミングを指定したからと
いって、必ずしも、キャビティ内への樹脂の充填状況に
応じて速度制御から圧力制御への切替えが行われるとは
限らない。

【０００４】更に、スクリューの基部に取り付けたロー
ドセルが一定以上の樹脂反力を検出したことを以てキャ
ビティ内への樹脂の充填完了と見做して速度制御から圧
力制御への切替えを行うようにした制御方法も提案され
ているが、シリンダ温度等によって樹脂の粘性（スクリ
ューに作用する樹脂反力）が様々に変化するため、ロー
ドセルによる一定樹脂反力の検出によってキャビティ内
への樹脂の充填状況が適確に検出されるという保証はな
い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
は、前記従来技術の欠点を解消し、キャビティ内への樹
脂の充填状況を適確に判定して射出速度制御から圧力制
御への切替えを行うことのできる射出成形機の射出制御
方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、射出成形金型
内部の圧力を検出する圧力センサを設け、射出成形金型
内部の圧力の変化を制御装置に設定しておき、樹脂が前
記圧力センサに到達するまでの間は設定射出速度に基い
て射出速度の制御を行う一方、樹脂が前記圧力センサに
到達してからは前記設定した射出成形金型内部の圧力と
前記圧力センサによって検出される現在圧力とに基いて
射出圧力のフィードバック制御を行うようにしたことを
特徴とする構成により前記目的を達成した。

【０００７】また、目標値となる射出成形金型内部の圧
力として良品成形時のサンプリングデータを用いること
により、射出成形金型に適した最適の射出条件を安定し
て再現できるようにした。

【０００８】更に、射出工程におけるサンプリング周期
毎に前記圧力センサの検出値または予め制御装置に設定
した射出成形金型内部の圧力を読込み、その値が所定値
以上になっているか否かによって樹脂が前記圧力センサ
に到達しているか否かを判定することにより、圧力セン
サによる速度制御および圧力制御の切替えを適確に行え
るようにした。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施形態の一
例を説明する。図１は本発明の射出制御方法を適用した
一実施形態の電動式射出成形機の構成の要部を示すブロ
ック図である。シリンダ２，スクリュー３，ロードセル
８，動力伝達機構４，射出用サーボモータ５の構成は従
来の電動式射出成形機と全く同様で、射出用サーボモー
タ５および該モータ５の回転運動を直線運動に変換する
動力伝達機構４によってスクリュー３がシリンダ２内で
射出軸方向に駆動されるようになっている。

【００１０】なお、ロードセル８はスクリュー３に作用
する樹脂反力を検出するために動力伝達機構４の出力軸
とスクリュー３との間に設けられた圧力センサであっ
て、射出成形金型１内部の樹脂圧力を検出するための圧
力センサではない。従って、シリンダ２の先端内部に取
り付ける圧力センサ、つまり、シリンダ内圧力を検出す
る圧力センサを以て代替することも可能である。その用
途に関しては後述する。

【００１１】射出成形金型１内部の樹脂圧力を検出する
ための圧力センサ７は射出成形金型１内の適宜位置、例
えば、スプルー近傍のコールドスラグウェル（一般にＺ
ピンのある位置），ランナー部，製品部，その他の湯溜
り等に設けられている。射出成形金型１の設計および製
造はユーザーサイドの問題であり、その射出成形金型１
を用いて射出成形作業を行う際に射出速度制御から射出
圧力制御への切替えをどのような充填段階で行うか等に
より、ユーザー各自が任意に決定するようにする。

【００１２】なお、ガス圧縮による高熱の発生によって
射出成形金型１内の樹脂に焼けが発生するのを防止する
必要上射出成形金型１にはガスベント等を設けるのが普
通であり、また、格別のガスベントを設けないまでも、
パーティングラインやコアの合わせ目等からガスの排出
を可能とする必要がある。この結果、射出が開始されて
も、樹脂が射出成形金型１に完全に充填されるか、また
は、少なくと圧力センサ７の配設位置に樹脂が到達する
までの間は、該圧力センサ７によって圧力が検出される
ことはない。

【００１３】射出成形機を駆動制御する制御装置１０
は、数値制御用のマイクロプロセッサであるＣＮＣ用Ｃ
ＰＵ２５、プログラマブルマシンコントローラ用のマイ
クロプロセッサであるＰＭＣ用ＣＰＵ１８、サーボ制御
用のマイクロプロセッサであるサーボＣＰＵ２０と、Ａ
／Ｄ変換器１６を介してロードセル８および圧力センサ
７から樹脂反力および射出成形金型１内の樹脂圧力を検
出してサンプリング処理を行うための圧力モニタ用ＣＰ
Ｕ１７とを有し、バス２２を介して相互の入出力を選択
することにより各マイクロプロセッサ間での情報伝達が
行えるようになっている。

【００１４】ＰＭＣ用ＣＰＵ１８には射出成形機のシー
ケンス動作を制御するシーケンスプログラム等を記憶し
たＲＯＭ１３および演算データの一時記憶等に用いられ
るＲＡＭ１４が接続され、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５には、射
出成形機を全体的に制御する制御プログラム等を記憶し
たＲＯＭ２７および演算データの一時記憶等に用いられ
るＲＡＭ２８が接続されている。

【００１５】また、サーボＣＰＵ２０および圧力モニタ
用ＣＰＵ１７の各々には、サーボ制御専用の制御プログ
ラムを格納したＲＯＭ２１やデータの一時記憶に用いら
れるＲＡＭ１９、および、スクリュー３に作用する樹脂
反力や射出成形金型１内の樹脂圧力のサンプリング処理
等に関する制御プログラムを格納したＲＯＭ１１やデー
タの一時記憶に用いられるＲＡＭ１２が接続されてい
る。更に、サーボＣＰＵ２０には、該ＣＰＵ２０からの
指令に基いて型締め用，スクリュー回転用，エジェクタ
用（以上図示せず）および射出用等の各軸のサーボモー
タを駆動するサーボアンプが接続され、各軸のサーボモ
ータに取付けられたパルスコーダからの出力がサーボＣ
ＰＵ２０に帰還されるようになっている。そして、各軸
の現在位置およびその移動速度等がパルスコーダからの
フィードバックパルスに基いてサーボＣＰＵ２０により
算出される。図１においては射出軸用のサーボアンプ１
５と射出用サーボモータ５および該モータ５のパルスコ
ーダ６についてのみ示しているが、型締め用，エジェク
タ用等の各軸の構成は皆これと同様である。但し、スク
リュー回転用のものに関しては現在位置を検出する必要
はなく、速度のみを検出すればよい。

【００１６】インターフェイス２３は射出成形機本体の
各部に配備したリミットスイッチや操作盤からの信号を
受信したり射出成形機の周辺機器等に各種の指令を伝達
したりするための入出力インターフェイスである。

【００１７】ディスプレイ付手動データ入力装置２９は
ＣＲＴ表示回路２６を介してバス２２に接続され、グラ
フ画面の表示や機能メニューの選択および各種データの
入力操作等が行えるようになっており、数値データ入力
用のテンキーおよび各種のファンクションキー等が設け
られている。

【００１８】不揮発性メモリ２４は射出成形作業に関す
る成形条件と各種設定値，パラメータ，マクロ変数等を
記憶する成形データ保存用のメモリである。また、この
実施形態においては、これらのデータに加え、更に、射
出成形金型１内部の圧力の変化の設定値が所定のデータ
形式（図６参照）により設定記憶されるようになってい
る。なお、目標値となる射出成形金型１内部の圧力変化
の設定に関しては後述の「目標値設定処理」の説明で詳
述する。

【００１９】以上の構成により、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８が
射出成形機全体のシーケンス動作を制御し、ＣＮＣ用Ｃ
ＰＵ２５がＲＯＭ２７の制御プログラムや不揮発性メモ
リ２４の成形条件等に基いて各軸のサーボモータに対し
て移動指令もしくは速度指令を出力し、サーボＣＰＵ２
０は各軸に対して指令された移動指令もしくは速度指令
とパルスコーダ等の検出器で検出された位置および速度
のフィードバック信号に基いて、位置ループ制御，速度
ループ制御さらには電流ループ制御等のサーボ制御を行
い、いわゆるディジタルサーボ処理を実行する。

【００２０】無論、射出工程においては、スクリュー位
置を基準として射出／保圧切替位置を設定することによ
り射出速度の優先制御を行った後射出圧力の制御に切替
えて行う射出速度／圧力切替制御モードを実行すること
も可能であり、条件出し等の射出成形作業の段階では、
該射出速度／圧力切替制御モードにより射出段数および
保圧段数を複数に設定して各段毎に射出速度や射出圧力
（保圧圧力）を様々に変化させ、従来と同様にして、使
用対象となる射出成形金型１に見合った最適の成形条件
を求めることができる。また、射出速度の優先制御を行
いながらロードセル８の出力を検知して、その値が所定
値に達したときに射出速度の優先制御を打ち切って予め
決めておいた圧力で射出圧力（保圧圧力）の制御を開始
するようにした射出制御方法も本出願人らによって提案
されているが、このような方法を利用して条件出し等の
射出成形作業を行うことも可能である。前述のロードセ
ル８はこのような条件出し作業において射出圧力を検出
して速度制御／圧力制御の切替えを行うような場合に使
用する。

【００２１】図３は、射出速度／圧力切替制御モードに
おいて射出成形金型１内部の圧力の変化を検出し、これ
を圧力制御の目標値となる設定値として制御装置１０に
設定記憶するための「目標値設定処理」の概略を示すフ
ローチャートである。この処理は、射出成形機の稼働
中、圧力モニタ用ＣＰＵ１７によりサーボ用ＣＰＵ２０
における速度ループの処理と同期して所定周期毎に繰り
返し実行されている。

【００２２】「目標値設定処理」を開始した圧力モニタ
用ＣＰＵ１７は、まず、「基準登録モード」の機能メニ
ューが選択されているか否かを判別し（ステップａ
１）、この機能メニューが選択されている場合に限り、
ステップａ２以降の処理を継続して行う。従って、実質
的な「目標値設定処理」が実施されるのは「基準登録モ
ード」の機能メニューが選択されている場合のみであ
る。「目標値設定処理」は、良品成形時の射出工程にお
ける射出成形金型１内の圧力の変化をサンプリングし、
これを圧力制御の目標値として不揮発性メモリ２４に設
定するためのものであるから、オペレータは、条件出し
のための射出成形作業を完了させてから「基準登録モー
ド」の機能メニューを選択する必要がある。なお、「基
準登録モード」の選択は、連続成形作業中にオペレータ
がディスプレイ付手動データ入力装置２９のファンクシ
ョンキー９を操作して行うようになっている。

【００２３】「基準登録モード」の機能メニューが選択
されている場合、つまり、ステップａ１の判別結果が真
となった場合、圧力モニタ用ＣＰＵ１７は、次いで、サ
ンプリング実行フラグＦ′がセットされているか否かを
判別する（ステップａ２）。「基準登録モード」の機能
メニューを選択した直後の段階ではサンプリング実行フ
ラグＦ′が未設定の状態にあるので、圧力モニタ用ＣＰ
Ｕ１７は、更に、射出開始検出フラグＦ″がセットされ
ているか否かを判別する（ステップａ３）。「基準登録
モード」の機能メニューを選択した直後の段階では射出
開始検出フラグＦ″も未設定の状態にあり、圧力モニタ
用ＣＰＵ１７は、更に、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８のＲＡＭ１
４にアクセスし、射出実行フラグＦがセットされている
か否かを判別する（ステップａ４）。射出実行フラグＦ
は、全体のシーケンス動作を制御するＰＭＣ用ＣＰＵ１
８により射出工程の開始指令が出力された時にセットさ
れるフラグであるから、この時点においては、射出実行
フラグＦがセットされている場合とセットされていない
場合とがある。つまり、オペレータが「基準登録モー
ド」の機能メニューを選択した時点で既に或る成形サイ
クルの射出工程が開始されていれば射出実行フラグＦが
セットされており、また、オペレータが「基準登録モー
ド」の機能メニューを選択した時点で射出工程の処理が
行われていなければ、射出実行フラグＦがセットされて
いないことになる。なお、ここでいう射出工程とは、射
出速度／圧力切替制御モードにおける射出工程、つま
り、スクリュー位置を基準として射出／保圧切替位置を
設定することにより射出速度の優先制御と射出圧力の優
先制御との切替えを行うようにした従来と同様の射出工
程、または、射出速度の優先制御を行いながらロードセ
ル８の出力を検知して、その値が所定値に達したときに
射出速度の優先制御を打ち切って予め決めておいた圧力
で射出圧力（保圧圧力）の優先制御を開始するようにし
た従来と同様の射出工程等（要するに条件出し完了後に
良品成形時のサンプリングデータを抽出するために行わ
れる射出制御に過ぎない）のことであって、本発明の要
旨に沿って行われる射出圧力のフィードバック制御を含
むものではない。

【００２４】既に射出実行フラグＦがセットされている
場合、この時点でサンプリングデータの抽出を開始して
しまうと射出開始直後からこの時点までのデータが抽出
されないことになるので、圧力モニタ用ＣＰＵ１７は、
この時点でサンプリングデータの抽出を開始することは
せず、この成形サイクルにおけるサンプリング処理の実
施を見送って当該処理周期の処理を終わらせ、次の成形
サイクルにおける射出工程の開始を待機することにな
る。また、射出実行フラグＦがセットされていなけれ
ば、オペレータが「基準登録モード」の機能メニューを
選択した時点で射出工程の処理が行われていなかったこ
とを意味するので、当然、射出工程におけるサンプリン
グ処理を行うことはできず、圧力モニタ用ＣＰＵ１７
は、射出開始検出フラグＦ″をセットして（ステップａ
５）、次の成形サイクルにおける射出工程の開始を待機
することになる。つまり、このようにして射出開始検出
フラグＦ″のセットが完了した後、以降の処理周期にお
いて射出実行フラグＦのセットが検出されれば、射出実
行フラグＦがＯＦＦからＯＮに変化する瞬間、要する
に、射出工程の立上りを検出できるのである。

【００２５】結果的に、オペレータが「基準登録モー
ド」の機能メニューを選択した時点で既に射出工程が開
始されていた場合では、この射出工程が完了するまでの
間ステップａ１〜ステップａ４の判別処理のみが繰り返
し実行され、更に、この射出工程が完了してステップａ
５の処理で射出開始検出フラグＦ″がセットされた後
は、次の射出工程の処理が開始されるまでの間、ステッ
プａ１〜ステップａ３およびステップａ６の判別処理の
みが繰り返し実行されることになる。また、オペレータ
が「基準登録モード」の機能メニューを選択した時点で
射出工程の処理が行われていなかった場合には、既に述
べた通り、ステップａ５の処理によりその時点で射出開
始検出フラグＦ″をセットし、以下、前記と同様にして
ステップａ１〜ステップａ３およびステップａ６の判別
処理のみを繰り返し実行することになる。なお、ステッ
プａ６の処理の内容は実質的にステップａ４の処理と同
一である。

【００２６】そして、圧力モニタ用ＣＰＵ１７がステッ
プａ１〜ステップａ３およびステップａ６の判別処理を
繰り返し実行する間に次の射出工程が開始されると、Ｐ
ＭＣ用ＣＰＵ１８によって射出実行フラグＦがセットさ
れ、圧力モニタ用ＣＰＵ１７はステップａ６の判別処理
でこれを検出する。つまり、前述した射出工程の立上り
の検出である。そこで、圧力モニタ用ＣＰＵ１７は、射
出開始検出フラグＦ″をリセットしてサンプリング実行
フラグＦ′をセットし、サンプリングデータの記憶領域
を決めるアドレス指標ｉを零に初期化して（ステップａ
７）、射出成形金型１内部の圧力の現在値ＭＰR のサン
プリング処理を開始することになる。なお、サンプリン
グデータを記憶するためにＲＡＭ１２内に設けられたテ
ーブルの一例を図６に示すので参照されたい。

【００２７】サンプリング処理を開始した圧力モニタ用
ＣＰＵ１７は、まず、アドレス指標ｉの値を１インクリ
メントし（ステップａ８）、圧力センサ７からの圧力デ
ータを読み込み、その値をアドレス指標ｉの値に対応さ
せ、ＲＡＭ１２内のテーブルの記憶領域ＭＰｉに記憶す
る（ステップａ９）。次いで、圧力モニタ用ＣＰＵ１７
は、射出実行フラグＦがリセットされているか否か、即
ち、或る成形サイクルの一射出工程が完了しているか否
かを判別するが（ステップａ１０）、完了していなけれ
ば、この処理周期における「目標値設定処理」をこのま
ま終了する。なお、射出実行フラグＦのリセット操作
は、そのセット時の操作と同様、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８に
よって行われるものであって、圧力モニタ用ＣＰＵ１７
の動作とは直接の関係はない。

【００２８】以降の処理周期では、前述したステップａ
７の処理によって既にサンプリング実行フラグＦ′がセ
ットされているので、ステップａ１およびステップａ２
の判別処理とステップａ８〜ステップａ１０の処理のみ
が繰り返し実行され、順次インクリメントされるアドレ
ス指標ｉの値に基いて、各サンプリング周期毎の射出成
形金型１内部の圧力現在値ＭＰR の値が前記ＲＡＭ１２
内のテーブルの記憶領域ＭＰｉに次々と記憶されてゆく
ことになる。

【００２９】そして、ＰＭＣ用ＣＰＵ１８によって射出
実行フラグＦがリセットされ、当該一射出工程の射出お
よび保圧制御が終了したことがステップａ１０の判別処
理によって検出されると、圧力モニタ用ＣＰＵ１７は
「基準登録モード」の機能メニューの選択を解除してサ
ンプリング実行フラグＦ′をリセットし、アドレス指標
ｉの最終値、即ち、サンプリングデータの総数をレジス
タｎに移しかえた後、アドレス指標ｉの値を初期化し
て、サンプリングデータの総数ｎの値と前記テーブルの
記憶内容の全てを不揮発性メモリ２４に転送して記憶さ
せ、ＲＡＭ１２内のデータを消去する（ステップａ１
１）。因みに、この一射出工程（保圧を含む）の所要時
間は、「基準登録モード」の処理周期（速度ループの処
理周期）にｎを乗じた時間に等しい。

【００３０】以上、一例として、良品成形時の射出工程
で得られた射出成形金型１内部圧力のサンプリングデー
タＭＰ１〜ＭＰｎの各々を射出成形金型１の内部圧力の
変化の目標値としてそのまま制御装置１０に設定記憶す
るようにしたものについて述べたが、更に、これらのデ
ータに修正や編集等の作業を加え、該修正後または編集
後のデータを改めて制御装置１０の不揮発性メモリ２４
に記憶させるようにしてもよい。修正や編集等の作業方
法としては、不揮発性メモリ２４に転送されたテーブル
のデータに対してテンキー等による直接の数値入力操作
で書き替えを行う方法や、サンプリングデータを示す線
図をディスプレイ付手動データ入力装置２９に表示させ
てグラフィックカーソルを用いた操作で線図の形状を変
え、これを改めて数値化して前記テーブルの対応位置に
データとして自動的に書き込ませる等の方法があるが、
いずれもデータの編集方法それ自体は従来技術に属する
ものであり、詳細な説明は省略する。

【００３１】図２は、条件出し完了後の射出圧力フィー
ドバック制御モードにおいて実行される速度／圧力の切
替え制御の概略を示す機能ブロック図である。ＶｉはＣ
ＮＣ用ＣＰＵ２５からサーボＣＰＵ２０に与えられる移
動指令、つまり、スクリュー位置を基準として設定され
た各射出段毎の射出速度に応じてＣＮＣ用ＣＰＵ２５か
ら出力される所定周期毎の分配パルスである。樹脂の充
填完了または所定位置への到達を検出するために予め設
定された比較値である樹脂圧力εを圧力センサ７が検出
するまでの間は、図２に概念的に示すスイッチＳがＡの
側に接続されており、前述の移動指令に基く速度制御が
従来と全く同様にして実行される。つまり、ＣＮＣ用Ｃ
ＰＵ２５が移動指令ＶｉをサーボＣＰＵ２０へ出力し、
サーボＣＰＵ２０はこの移動指令Ｖｉと射出用サーボモ
ータ５のパルスコーダ６からの位置帰還信号とに基いて
位置ループ処理を行うことにより位置偏差に応じた速度
指令を求め、更に、この速度指令とパルスコーダ６から
の速度帰還信号とに基いて速度ループ処理を行って速度
偏差に応じたトルク指令（電流指令）を求め、従来と同
様に電流ループ処理を行ってサーボアンプ１５を介して
射出用サーボモータ５を駆動し、射出速度のフィードバ
ック制御を行うのである。

【００３２】また、予め設定された樹脂圧力εを圧力セ
ンサ７が検出するとスイッチＳはＢの側へと切替えら
れ、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５は、前述のようにして設定され
た射出成形金型１の内部圧力のサンプリングデータＭＰ
ｉ（但しｉ＝１〜ｎ）をサンプリング周期に対応させて
順次読み込み、圧力制御の目標値となるサンプリングデ
ータＭＰｉの値からその時点における型内圧力ＭＰR の
値を減じ、この圧力偏差に所定のゲインを乗じることに
より目標値ＭＰｉに匹敵する型内圧力を得るための圧力
指令値Ｐｖｉを求め、その値を前述の速度指令に代えて
速度ループの処理に入力することにより射出圧力のフィ
ードバック制御を行うことになる。なお、適当なゲイン
を選択するようにすれば、速度ループと電流ループとの
間に前述のスイッチ機能Ｓを設けて電流ループの処理に
圧力指令値Ｐｖｉを入力して射出圧力のフィード制御を
行うことも可能である。

【００３３】図２に示した機能を実現するための処理の
概略を図４に示す。この処理は、射出圧力フィードバッ
ク制御モード時におけるＣＮＣ用ＣＰＵ２５によりサー
ボ用ＣＰＵ２０における速度ループの処理と同期して所
定周期毎に繰り返し実行される処理である。

【００３４】ＣＮＣ用ＣＰＵ２５は、まず、射出実行フ
ラグＦがセットされているか否かを判別する（ステップ
ｂ１）。フラグＦがセットされていない場合は、この時
点では射出工程の処理が行われていないことを意味する
ので、ステップｂ２以降の処理は非実行とされ、当該周
期の処理はこれで終了する。

【００３５】また、射出工程であれば、ＣＮＣ用ＣＰＵ
２５は、不揮発性メモリ２４に記憶されているサンプリ
ングデータ（図６と同様の構成）を検索するためのアド
レス指標ｉの値を１インクリメントし（ステップｂ
２）、当該処理周期に対応するサンプリングデータの読
込みに備える。アドレス指標ｉの初期値は初期設定で零
にセットされているから、射出実行フラグＦがセットさ
れた直後、即ち、射出工程の開始直後に実施される処理
では、ステップｂ２の処理でｉの値が１に設定されるこ
とになる。

【００３６】次いで、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５は、圧力制御
切替えフラグＭＦがセットされているか否かを判別する
（ステップｂ３）。このフラグＭＦは圧力センサ７が樹
脂の到達を検出した時点で該ＣＰＵ２５によってセット
されるフラグである。従って、このフラグがセットされ
ていなければ設定射出速度に基いて射出速度のフィード
バック制御を行う必要があり、また、圧力制御切替えフ
ラグＭＦがセットされていれば、金型内部圧力のサンプ
リングデータＭＰｉと金型内部圧力の現在値ＭＰR とに
基いて圧力のフィードバック制御を行う必要があること
を意味する。

【００３７】そこで、圧力制御切替えフラグＭＦがセッ
トされていなければ、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５は、金型内部
圧力の現在値ＭＰR を圧力モニタ用ＣＰＵ１７を介して
読み込み（ステップｂ４）、金型内部圧力の現在値ＭＰ
R が設定値ε以下であるか否か、即ち、圧力センサ７の
配設位置に樹脂が到達しているか否かを判別する（ステ
ップｂ５）。

【００３８】金型内部圧力の現在値ＭＰR が設定値ε以
下であって圧力センサ７の配設位置まで樹脂が到達して
いなければ、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５はスクリュー位置を基
準として設定された射出速度に応じた移動指令Ｖｉを求
めてサーボＣＰＵ２０に出力し、従来と同様の射出速度
のフィードバック制御を行わせる（ステップｂ６）。こ
れが図２におけるスイッチＳがＡの側にある場合の処理
である。

【００３９】次いで、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５は、アドレス
指標ｉの値がサンプリングデータの総数ｎに達している
か否か、即ち、保圧を含む射出工程の処理を終了させて
も良いか否を判別し（ステップｂ７）、達していなけれ
ばこの周期の処理をそのまま終了する。

【００４０】以下、金型内部圧力の現在値ＭＰR として
ε以下の値が検出され続ける限り、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５
は前記と同様にしてステップｂ１〜ステップｂ７の処理
を所定周期毎に繰り返し実行し、サーボＣＰＵ２０に従
来と同様の射出速度のフィードバック制御を行わせる 一方、圧力センサ７の配設位置に樹脂が到達して圧力セ
ンサ７がその圧力を検出するとステップｂ５の判別結果
が偽となり、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５は圧力制御切替えフラ
グＭＦをセットして（ステップｂ８）、金型内部圧力の
サンプリングデータＭＰｉと金型内部圧力の現在値ＭＰ
R とに基く圧力のフィードバック制御を開始することに
なる。

【００４１】金型内部圧力のサンプリングデータＭＰｉ
と金型内部圧力の現在値ＭＰR とに基く圧力のフィード
バック制御においては、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５がアドレス
指標ｉの値に基いて不揮発性メモリ２４から金型内部圧
力のサンプリングデータＭＰｉを読込み、金型内部圧力
の現在値ＭＰR とその時点での目標値である金型内部圧
力のサンプリングデータＭＰｉとの偏差を求め、この偏
差に所定のゲインを乗じて速度指令に代わる圧力指令Ｐ
ｖｉを求める処理が行われ、その値がサーボＣＰＵ２０
の速度ループ処理に入力されることになる（ステップｂ
１０）。これが図２においてスイッチＳがＢの側にある
場合の処理である。

【００４２】圧力制御切替えフラグＭＦがセットされる
結果、以下の処理周期ではステップｂ１〜ステップｂ
３，ステップｂ９（ステップｂ４に代わるＭＰR の読込
み処理）〜ステップｂ１０およびステップｂ７の処理が
所定周期毎に繰り返し実行され、金型内部圧力の現在値
ＭＰR とその時点での目標値である金型内部圧力のサン
プリングデータＭＰｉとに基く圧力のフィードバック制
御が行われる。

【００４３】そして、最終的に、ステップｂ７の判別処
理でアドレス指標ｉの値がサンプリングデータの総数ｎ
に達したことが確認されると、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５は、
圧力制御切替えフラグＭＦをリセットしてアドレス指標
ｉを零に初期化し（ステップｂ１１）、ＰＭＣ用ＣＰＵ
１８に射出完了指令を出力して（ステップｂ１２）、そ
の周期の処理を終了する。

【００４４】これを受けたＰＭＣ用ＣＰＵ１８が射出実
行フラグＦをリセットする結果、新たな成形サイクルの
射出工程が開始されて射出実行フラグＦが再びセットさ
れるまでの間、前述した速度および圧力のフィードバッ
ク制御は実質的な休止状態に入る。そして、再び次の成
形サイクルの射出工程が開始されると、初期化されたア
ドレス指標ｉの値を初期値として、前記と同様の処理が
繰り返し実行されることになる。

【００４５】以上に述べた通り、射出開始直後から樹脂
が圧力センサ７の配設位置に到達するまでの間は設定射
出速度に基いた射出速度のフィードバック制御が行われ
る一方、樹脂が圧力センサ７の配設位置に到達してから
射出保圧工程が完了するまでの間は、圧力センサ７によ
り射出成形金型１内の樹脂圧力を直接検出して金型内圧
力のフィードバック制御が行われるようになっているの
で、射出から保圧への切替えを適確に検出することがで
き、保圧の全工程に亘って金型内部圧力の制御を確実に
行うことができる。

【００４６】図７は射出圧力フィードバック制御モード
時におけるスクリュー駆動力と金型内部圧力との関係を
示す概念図であり、図中実線で示す金型内部圧力の実測
値の変化は、結果的に、目標値となる金型内部圧力ＭＰ
ｉの時系列データと概略において一致する。前述した射
出圧力フィードバック制御モードの処理において金型内
部圧力の現在値ＭＰR が設定値εに達するまでの区間で
は射出圧力のフィードバック制御は実施されず、それ以
前の速度制御が引き続き行われることになるが、設定射
出速度に基く速度のフィードバック制御が正常に行われ
る限り、速度制御から圧力制御への切替え時点であるＰ
の区間で金型内部圧力の波形に大きな狂いが生じること
はない。また、Ｑの区間では目標値となる金型内部圧力
ＭＰｉが徐々に増大しているため、これを実現するため
のスクリュー駆動力（サーボモータ５の出力）も徐々に
増大する。また、Ｑの区間を過ぎると目標値となる金型
内部圧力ＭＰｉがピークを越えて徐々に減少するが、同
時に、冷却によるゲートシール等によりスクリュー３の
駆動力が射出成形金型１内部に伝達されにくくもなるの
で、射出成形金型１内の圧力偏差を解消するために必要
とされるスクリュー３の駆動力自体はそれほど減少せ
ず、結果的に、相当に大きなスクリュー３の駆動力によ
り、射出成形金型１内部の樹脂圧力が比較的低い値の目
標値ＭＰｉに保持されることになる。

【００４７】ロードセル８や射出シリンダ２内の圧力セ
ンサによって保圧圧力のフィードバック制御を実施する
従来の射出制御方法では射出シリンダ２内の樹脂圧力を
検出することによってスクリュー３の駆動力を決めるよ
うにしており、ゲートシール等によりスクリュー３の駆
動力が射出成形金型１内部に伝達されなくなって実質的
な型内圧力が減少する点に関しては全く考慮されておら
ず、ゲートシール等による保圧圧力の降下に対処するこ
とはできないが、本実施形態の射出制御方法ではゲート
シール等の状況に関わりなく、射出成形金型１内の樹脂
圧力を設定圧力ＭＰｉに適確に保持することができる。
ロードセル８や射出シリンダ２内の圧力センサによって
保圧圧力のフィードバック制御を実施する従来の射出制
御方法においては目標値となるサンプリングデータその
ものが射出シリンダ２内の樹脂圧力であるので、一見、
射出シリンダ２内の樹脂圧力をフィードバックして設定
圧力に保持するだけでサンプリング時の型内圧力が再現
されそうなものであるが、実際には、金型やシリンダ温
度（樹脂温度）等の変化によってゲートのシール状態が
様々に変化するので、射出シリンダ２内の樹脂圧力をサ
ンプリングデータに保持したとしてもサンプリング時と
同じ型内圧力を再現することは不可能である。これに対
し、本実施形態の射出制御方法では良品成形時における
射出成形金型１内部の圧力変化をサンプリングし、か
つ、射出成形金型１内部の圧力変化を直に検出して保圧
圧力のフィードバック制御を行うようにしているので、
ゲートシール等の外乱の影響によって保圧圧力の再現が
疎外されることはほとんどない。

【００４８】また、射出開始直後から樹脂が圧力センサ
７の配設位置に到達するまでの間は設定射出速度に基く
射出速度のフィードバック制御を適用した射出制御を行
うようにしているので、射出成形金型１内部に圧力セン
サ７を備えた構成でありながら、射出開始直後および樹
脂の充填段階における射出制御を有効に行うことができ
る。

【００４９】以上、射出成形金型１の内部圧力の現在値
ＭＰR を実際に検出することによって樹脂が圧力センサ
７の配設位置に到達しているか否かを判定して圧力制御
を切り替えるようにした例について説明したが、不揮発
性メモリ２４に記憶されたサンプリングデータを参照す
ることによってこれを判定することも可能である。

【００５０】サンプリングデータを参照して圧力センサ
７への樹脂の到達を判定するようにした場合の処理を図
５に示す。なお、図５に示すステップｃ１〜ステップｃ
３，ステップｃ６〜ステップｃ８，ステップｃ１０〜ス
テップｃ１２の各処理は既に図４で説明したステップｂ
１〜ステップｂ３，ステップｂ６〜ステップｂ８，ステ
ップｂ１０〜ステップｂ１２の各処理と全く同一である
ので説明は省略する。

【００５１】図５に示す例が図４で説明した例と相違す
るのは、まず、図４の例では射出成形金型１の内部圧力
の現在値ＭＰR を実際に読込んでその値がε以下である
か否かを判別することにより圧力センサ７に樹脂が到達
しているか否かを判定しているのに対し（図４：ステッ
プｂ４〜ステップｂ５）、図５の例では、不揮発性メモ
リ２４に記憶した射出成形金型１の内部圧力のサンプリ
ングデータから１周期先の射出成形金型１の内部圧力の
サンプリングデータＭＰi+1 を読込み、その値が設定値
ε以内であるか否かによって、次の速度ループの処理周
期で圧力センサ７に樹脂が到達するか否かを予測してい
る点である（図５：ステップｃ５）。

【００５２】ここで、サンプリングデータＭＰi+1 が設
定値ε以内であれば、当然、その１周期手前である当該
処理周期における射出成形金型１の内部圧力のサンプリ
ングデータＭＰｉの値もε以内である。従って、この時
点では樹脂が圧力センサ７に到達していないことを意味
し、当該処理周期においては設定射出速度に基いた射出
速度のフィードバック制御を行うための処理が適用され
る（図５：ステップｃ６）。

【００５３】また、サンプリングデータＭＰi+1 が設定
値ε以内でなくても、圧力制御切替えフラグＭＦがセッ
トされていない限りは、その１周期手前の当該処理周期
における射出成形金型１の内部圧力のサンプリングデー
タＭＰｉの値は設定値ε以内であるから（後述の理由に
よる）、当該処理周期においては設定射出速度に基いた
射出速度のフィードバック制御を行うための処理を適用
する必要がある。但し、この場合、次の処理周期で圧力
センサ７に樹脂が到達することは明らかであるから、圧
力制御切替えフラグＭＦをこの時点でセットしておき
（図５：ステップｃ８）、前記と同様にして設定射出速
度に基いた射出速度のフィードバック制御を行う（図
５：ステップｃ６）。つまり、良品成形時のサンプリン
グ時においても圧力センサ７は樹脂が始めて到達するま
では常に設定値ε以内の値を検出し、また、一旦樹脂が
到達してしまってからは常に設定値ε以上の値を検出し
続けるので、図５のステップｃ５に示すようにしてサン
プリング完了後の圧力のフィードバック制御時において
サンプリング周期を基準に常に１周期先の内部圧力のサ
ンプリングデータＭＰi+1 を先読みしてゆき、ε以上の
値を有するサンプリングデータＭＰi+1 が検出された最
初の処理周期、つまり、ｉ番目の処理周期でフラグＭＦ
をセットし、当該処理周期で設定射出速度に基く最後の
速度のフィードバック制御を行って、ｉ＋１番目である
次の処理周期から金型内部圧力の現在値ＭＰR とその時
点での目標値である金型内部圧力のサンプリングデータ
ＭＰi+1 とに基く圧力のフィードバック制御を開始すれ
ばよいのである。図４におけるステップｂ８実行後の分
岐先と図５におけるステップｃ８実行後の分岐先とが異
なるのは、このような理由によるものである。

【００５４】その他については図４に示した例と全く同
様である。

【００５５】

【発明の効果】本発明による射出制御方法は、樹脂の充
填を射出成形金型内の圧力センサで確認してから予め設
定された射出成形金型内部の圧力と前記圧力センサによ
って検出される現在圧力とに基いて射出圧力のフィード
バック制御を開始するようにしているので、スクリュー
位置の指定やスクリューの基部に取り付けたロードセル
の負荷検出によって速度制御から圧力制御への切替えを
行う従来の射出制御方法とは違い、キャビティ内への樹
脂の充填を適確に判定して射出速度制御から圧力制御へ
の切替えを行うことができる。また、射出成形金型内部
の圧力センサによって射出成形金型内部の樹脂圧力を直
に検出することで射出圧力のフィードバック制御を行う
ようにしているので、スクリューの基部に取り付けたロ
ードセルや射出シリンダ内に取り付けた圧力センサ等に
よって樹脂反力を検出して圧力のフィードバック制御を
行うようにした従来の射出制御方法とは違って、樹脂の
固化やゲートシール等の外乱によって射出成形金型内部
の樹脂圧力と検出樹脂圧力との間に差が生じることがな
く、正確な検出圧力に基く圧力のフィードバック制御に
より、設定された射出成形金型内部の圧力を正確に再現
することができる。また、射出成形金型内に樹脂が充填
されるまでの間は射出速度によって射出制御を行うよう
にしているので、射出成形金型内部に圧力センサを設け
射出の全工程に亘って射出圧力のフィードバック制御を
行うようにした従来の射出制御方法とは違って射出開始
直後の射出動作が不安定となることはなく、射出の全工
程に亘って適確な射出制御を行うことができる。

【００５６】また、目標値となる射出成形金型内部の圧
力として良品成形時のサンプリングデータを用い、しか
も、樹脂が圧力センサに到達したか否は、射出工程にお
けるサンプリング周期毎に圧力センサの検出値または予
め制御装置に設定した射出成形金型内部の圧力を読込
み、その値が所定値以上になっているか否かによって判
定するようにしたので、良品成形時と同じ状態の圧力変
化を正確に再現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の射出制御方法を適用した一実施形態の
電動式射出成形機の要部を示すブロック図である。

【図２】同実施形態における圧力のフィードバック制御
の概略を示す機能ブロック図である。

【図３】同実施形態の射出成形機の制御装置による目標
値設定処理の概略を示すフローチャートである。

【図４】同実施形態の射出成形機の制御装置により圧力
制御を実施するための速度ループ処理の一例を示すフロ
ーチャートである。

【図５】圧力制御を実施するための速度ループ処理の他
の例を示すフローチャートである。

【図６】サンプリングデータを記憶するテーブルの一例
を概念的に示す図である。

【図７】射出圧力フィードバック制御モード時における
スクリュー駆動力と金型内部圧力との関係を一例で示す
概念図である。

【符号の説明】

Ｆ 射出実行フラグ Ｆ′ サンプリング実行フラグ Ｆ″ 射出開始検出フラグ ＭＦ 圧力制御切替えフラグ ｉ アドレス指標 ＭＰR 射出成形金型の内部圧力の現在値 ＭＰｉ 射出成形金型の内部圧力のサンプリングデータ
（内部圧力の目標値） ｎ サンプリングデータの総数 Ｖｉ 位置指令 １ 射出成形金型 ２ シリンダ ３ スクリュー ４ 動力伝達機構 ５ 射出用サーボモータ ６ パルスコーダ ７ 圧力センサ ８ ロードセル １０ 制御装置 １６ Ａ／Ｄ変換器 １７ 圧力モニタ用ＣＰＵ ２４ 不揮発性メモリ ２５ ＣＮＣ用ＣＰＵ ２９ ディスプレイ付手動データ入力装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 射出成形金型内部の圧力を検出する圧力
   センサを設け、射出成形金型内部の圧力の変化を制御装
   置に設定しておき、樹脂が圧力センサに到達するまでの
   間は設定射出速度に基いて射出速度の制御を行う一方、
   樹脂が前記圧力センサに到達してからは前記設定した射
   出成形金型内部の圧力と前記圧力センサによって検出さ
   れる現在圧力とに基いて射出圧力のフィードバック制御
   を行うようにしたことを特徴とする射出成形機の射出制
   御方法。
2. 【請求項２】 前記設定した射出成形金型内部の圧力が
   良品成形時のサンプリングデータである請求項１記載の
   射出成形機の射出制御方法。
3. 【請求項３】 射出工程におけるサンプリング周期毎に
   前記圧力センサの検出値を読み込み、その値が所定値以
   上になると樹脂が前記圧力センサに到達したものと見做
   すようにした請求項１または２記載の射出成形機の射出
   制御方法。
4. 【請求項４】 射出工程におけるサンプリング周期毎に
   前記設定した射出成形金型内部の圧力を読込み、その値
   が所定値以上になると樹脂が前記圧力センサに到達した
   ものと見做すようにした請求項１または２記載の射出成
   形機の射出圧力制御方法。