JPS606426A - 射出成形機加熱シリンダ非干渉制御装置 - Google Patents
射出成形機加熱シリンダ非干渉制御装置Info
- Publication number
- JPS606426A JPS606426A JP11441483A JP11441483A JPS606426A JP S606426 A JPS606426 A JP S606426A JP 11441483 A JP11441483 A JP 11441483A JP 11441483 A JP11441483 A JP 11441483A JP S606426 A JPS606426 A JP S606426A
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- Japan
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- temperature
- resin
- cylinder
- heating cylinder
- heating
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/76—Measuring, controlling or regulating
- B29C45/78—Measuring, controlling or regulating of temperature
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は射出成形機の樹脂を加熱して溶融−混練する加
熱シリンダの温度制御装置に関する。
熱シリンダの温度制御装置に関する。
射出成形機は、加熱シリンダ内に樹脂を供給して、加熱
し、溶解し乍ら混練した後、射出を行なうものであるが
、この際、樹脂は加熱量に応じて性状が変化するため、
樹脂の温度を一定に保つ必要がある。
し、溶解し乍ら混練した後、射出を行なうものであるが
、この際、樹脂は加熱量に応じて性状が変化するため、
樹脂の温度を一定に保つ必要がある。
従来、射出成形機の加熱シリンダ温度制御は。
加熱シリンダの温度を測定し、バンドヒータ等の加熱源
に供給する電力をON 、 OFF して、加熱シリン
ダを一定温度に保つように制御していた。しかしながら
、この温度制御では、加熱シリンダの外表面の温度を測
定しておシ、加熱シリンダの半径方向の熱遅れを考慮に
入れておらず、加熱シリンダ内で溶融、混練された樹脂
の正確な温度制御が行なえなかった。また1例えば2本
発明者が昭和57年4月26日提出した特願昭57−6
8704号に「射出成形機等の温度・母ターン検出方法
」の名称で記載された方法等を用いることによシ、樹脂
の温度を正確に検出し得るものの、加熱シリンダの拡散
する熱流等を考慮されていないためバンドヒータに供給
する電力を制御しているにすぎず。
に供給する電力をON 、 OFF して、加熱シリン
ダを一定温度に保つように制御していた。しかしながら
、この温度制御では、加熱シリンダの外表面の温度を測
定しておシ、加熱シリンダの半径方向の熱遅れを考慮に
入れておらず、加熱シリンダ内で溶融、混練された樹脂
の正確な温度制御が行なえなかった。また1例えば2本
発明者が昭和57年4月26日提出した特願昭57−6
8704号に「射出成形機等の温度・母ターン検出方法
」の名称で記載された方法等を用いることによシ、樹脂
の温度を正確に検出し得るものの、加熱シリンダの拡散
する熱流等を考慮されていないためバンドヒータに供給
する電力を制御しているにすぎず。
樹脂の正確な温度制御を行うには十分ではなかった。
本発明の目的は、上記従来の欠点を解決し、樹脂の温度
を正確に制御できる射出成形機の加熱シリンダ温度制御
装置を提供することにある。
を正確に制御できる射出成形機の加熱シリンダ温度制御
装置を提供することにある。
本発明によれば、射出成形機の加熱シリンダの温度を制
御する装置において、前記加熱シリンダの軸方向にm(
m〉2)側設けられ、該加熱シリンダ内の樹脂の温度を
検出する手段と、該温度検出手段のm個の出力を受け、
非干渉制御アルゴリズムによる演算を実行する手段と、
該演算手段のm個の出力によって制御され、前記射出成
形機の加熱源に電力を供給する手段とを有する射出成形
機加熱シリンダ非干渉制御装置が得られる。
御する装置において、前記加熱シリンダの軸方向にm(
m〉2)側設けられ、該加熱シリンダ内の樹脂の温度を
検出する手段と、該温度検出手段のm個の出力を受け、
非干渉制御アルゴリズムによる演算を実行する手段と、
該演算手段のm個の出力によって制御され、前記射出成
形機の加熱源に電力を供給する手段とを有する射出成形
機加熱シリンダ非干渉制御装置が得られる。
本発明では、加熱シリンダ層内熱交流、加熱されながら
送シ込捷れる溶融した樹脂の動きに応じての熱の流れ及
び混練スクリューの回転にともない樹脂内に発生する剪
断発熱等の影響等を相互干渉系としてとらえ、相互干渉
系を非干渉化することによって加熱源の電力の制御を行
っている。
送シ込捷れる溶融した樹脂の動きに応じての熱の流れ及
び混練スクリューの回転にともない樹脂内に発生する剪
断発熱等の影響等を相互干渉系としてとらえ、相互干渉
系を非干渉化することによって加熱源の電力の制御を行
っている。
以下、射出成形機の系の特性について、第1図を参照し
て説明する。図において、1はシリンダ。
て説明する。図において、1はシリンダ。
2はヒータ、3は樹脂、4はヌクリーーを示している。
射出成形[−第1図に示されるように軸方向にゾーンに
分割したときのiゾーンにおけるシリンダ温度θ。1〔
℃〕と樹脂温度θ、□〔℃〕は。
分割したときのiゾーンにおけるシリンダ温度θ。1〔
℃〕と樹脂温度θ、□〔℃〕は。
次の微分方程式で表わされる。
以下余白
・−ハ へ の
Q′′ 二 −−
名
パQ ”喝
ここで、各記号は、へ〇:ヌクリュ溝断面積〔m2〕。
A ニジリンダ断面積C,m2:] + BOニジリン
クゝ内表面積〔m2〕、B1ニジリンダ外表面積〔m2
〕、ΔX:1ゾーンの軸方向長さ〔m〕、、aシ1ノン
ダの密度〔kJ/m3〕、Ccニジリンダの比熱(:J
k・℃〕。
クゝ内表面積〔m2〕、B1ニジリンダ外表面積〔m2
〕、ΔX:1ゾーンの軸方向長さ〔m〕、、aシ1ノン
ダの密度〔kJ/m3〕、Ccニジリンダの比熱(:J
k・℃〕。
λニジリンダの熱伝導率〔W/m・℃〕、αi:放熱係
数〔W/m2・℃〕、β、:シリンタ゛と樹月旨の間の
〃シ伝達率(W/m2・℃L q4,4 :面積当9の
ヒータ力)らの供給熱量(J/m2) 、θa:周囲温
度〔℃〕。
数〔W/m2・℃〕、β、:シリンタ゛と樹月旨の間の
〃シ伝達率(W/m2・℃L q4,4 :面積当9の
ヒータ力)らの供給熱量(J/m2) 、θa:周囲温
度〔℃〕。
の比熱〔J/に!、・℃)、V:樹脂の流速(m/5)
(v−2πr60 ) 1 n :ヌクリー回転数[r
pm〕+r:スクリュ半径〔m〕、Qdi:体積当りの
剪断発熱量[W/m” ]を表わしている。
(v−2πr60 ) 1 n :ヌクリー回転数[r
pm〕+r:スクリュ半径〔m〕、Qdi:体積当りの
剪断発熱量[W/m” ]を表わしている。
従って、3ゾーンの場合1式(1) 、 (2)の微分
方程式−@ i= 1 、2 、3についてめ、第2図
に示されるシステム図に対応した状態方程式でちられす
と。
方程式−@ i= 1 、2 、3についてめ、第2図
に示されるシステム図に対応した状態方程式でちられす
と。
以下余6
交=AX+Bu+W
y=Cx
×=(θ・。10′c2θ′o5θ’yl ”β2吟い
′(4)”= (qhI J、2qh3)’ y−(θ′r10′、、2θ′r6)′w=(000q
41 Qd2 Qd3)’となシ、行列Aの各要素は。
′(4)”= (qhI J、2qh3)’ y−(θ′r10′、、2θ′r6)′w=(000q
41 Qd2 Qd3)’となシ、行列Aの各要素は。
以下金白
all”” CKai+にλ4+にβ1)’ a12=
にλ1’ a14=にβ1’a21−にλ2・ a22
=−(Kα2+2にλ2+にβ2)・ a23=にλ2
・β252にβ2(6) ”52”Kλ5’ a+3−CKa5+にλ5+に83
)” a56=にβ3a412にβ1’a21ユにβr
1 a52”Kβr2”54=Kv2 ’ a55= (K
f?r2+Kv2)β65=KBr5’ ”65−Kv
5 ”66− (Kl?r3+Kv3)となる。ここで
、()′は転置行列を示し。
にλ1’ a14=にβ1’a21−にλ2・ a22
=−(Kα2+2にλ2+にβ2)・ a23=にλ2
・β252にβ2(6) ”52”Kλ5’ a+3−CKa5+にλ5+に83
)” a56=にβ3a412にβ1’a21ユにβr
1 a52”Kβr2”54=Kv2 ’ a55= (K
f?r2+Kv2)β65=KBr5’ ”65−Kv
5 ”66− (Kl?r3+Kv3)となる。ここで
、()′は転置行列を示し。
θ′c1″″θc1−θa・ θ′c2=θc2−θa
・ θ′c3=θC「θa(7) θ′r1=θr1−08・θ′r2=θr2−08.θ
’r5−θr3−08である。
・ θ′c3=θC「θa(7) θ′r1=θr1−08・θ′r2=θr2−08.θ
’r5−θr3−08である。
このようなシステムに対し、非干渉化が可能であるだめ
の条件は で表わされ、Dの各要素は(6)式を参照してに1?r
iで構成されている。K7?riはシリンダ1と樹脂3
の熱伝達に関する係数であり 、 (8)式の条件を満
足するので非干渉化が常に可能である。
の条件は で表わされ、Dの各要素は(6)式を参照してに1?r
iで構成されている。K7?riはシリンダ1と樹脂3
の熱伝達に関する係数であり 、 (8)式の条件を満
足するので非干渉化が常に可能である。
以上の系に対して第3図に示すように。
u=Kx十Lv
””(’1 ’2 ’3)・ °゛
3状態フィードバックを施して非干渉化を行う。
ここで、フィードバック行列にの各要素は、Aの要素を
用いて。
用いて。
k12″−β121に21ニー(a54a41/a52
)−β211に23ニー物に24=a54(a22+に
22−β44)/′a521に32−(85286)’
63) ”32 (1])ksa−−a511a65/
a63. k3s−β65(85+ks5a55)/a
uのように表わされる。なお+ kll + k22
r k55 + k14 + k25 +に、S は所
定の特性を得るように設定する。
)−β211に23ニー物に24=a54(a22+に
22−β44)/′a521に32−(85286)’
63) ”32 (1])ksa−−a511a65/
a63. k3s−β65(85+ks5a55)/a
uのように表わされる。なお+ kll + k22
r k55 + k14 + k25 +に、S は所
定の特性を得るように設定する。
上記のようにして非干渉化を施すことにょシ。
新しい入力ベクトルVのうちの一つの入力V・(1≦1
≦3)が出力ベクトルyのうちの一つの出力θ’ri(
’≦i≦3)にだけ影響を力えることになり。
≦3)が出力ベクトルyのうちの一つの出力θ’ri(
’≦i≦3)にだけ影響を力えることになり。
また一つの出力θ′r1は一つの入力Vの影響しかうけ
ないことになる。その結果、射出成形機では。
ないことになる。その結果、射出成形機では。
ゾーンごとに樹脂の状態に合せて制御系を構成すること
ができ、温度制御の粒度を上げることが可能となる。
ができ、温度制御の粒度を上げることが可能となる。
本発明では、新しいベクトルVを第4図に示すように。
r ”” (r 1r 2 r 3 )’とする。ここ
で、rは系の目標値、すなわち設定温度を示す。
で、rは系の目標値、すなわち設定温度を示す。
第5図は上述した非干渉化を適用した本発明の一実施例
を示したブロック図である。図において。
を示したブロック図である。図において。
lは射出成形機の加熱シリンダであり、厚みのある鉄製
の円筒形をしている。この加熱シリンダ1の外側には加
熱源なる3個のバンドヒーク21〜23が巻かれている
。Sr1〜Sr5は樹脂3の温度θ7.〜θ′1.3を
検出する温度検出端+Sc+〜Sc5はシリンダ1の温
度θ′c1〜θ’c5を検出する温度検出端である。こ
のうち温度検出端Sr1〜Sr3は9例えば本発明者が
既に出願している上記特願昭57−68704号の記載
に基づいた。加熱シリンダ1に向って深く挿入された熱
電対からなり、はぼ樹脂温に近い温度θ′r] (1<
i<3)に見合った起電力を出力する。
の円筒形をしている。この加熱シリンダ1の外側には加
熱源なる3個のバンドヒーク21〜23が巻かれている
。Sr1〜Sr5は樹脂3の温度θ7.〜θ′1.3を
検出する温度検出端+Sc+〜Sc5はシリンダ1の温
度θ′c1〜θ’c5を検出する温度検出端である。こ
のうち温度検出端Sr1〜Sr3は9例えば本発明者が
既に出願している上記特願昭57−68704号の記載
に基づいた。加熱シリンダ1に向って深く挿入された熱
電対からなり、はぼ樹脂温に近い温度θ′r] (1<
i<3)に見合った起電力を出力する。
このxA=(θ−1”c2 θ′c6θ−4 ”f2
”j3 )の起電力は、アナログ量・ゾタル変換器5に
よシデジタル量xDに変換され、演算回路6に入力する
。この演算回路6では、上述の非干渉制御アルゴリズム
による演算を実行する。すなわち、XDはマトリクス演
算器61と62に入力する。マトリクス演算器32はC
xDの演算を実行して検出温度yD=(θ71θ′r2
0′r3)′ を出力する。この検出温度yDは表示器
7により表示されるとともに減算器63に入力する。一
方、入力装置8から入力した設定温度rDに対応したデ
ソタル量は、減算器63に入力し。
”j3 )の起電力は、アナログ量・ゾタル変換器5に
よシデジタル量xDに変換され、演算回路6に入力する
。この演算回路6では、上述の非干渉制御アルゴリズム
による演算を実行する。すなわち、XDはマトリクス演
算器61と62に入力する。マトリクス演算器32はC
xDの演算を実行して検出温度yD=(θ71θ′r2
0′r3)′ を出力する。この検出温度yDは表示器
7により表示されるとともに減算器63に入力する。一
方、入力装置8から入力した設定温度rDに対応したデ
ソタル量は、減算器63に入力し。
減算器63では’D VDを実行しvD−(v1v2v
6)′を出力する。VDはマトリクス演算器64に入力
する。マ) +Jクス演算器61及び64からそれぞれ
出力されるKXD及びLvDは加算器65で加算さtて
、uDとして演算回路6から出力される。演算回路6か
ら出力されたデソタル量のuDはデジタルアナログ変換
器9に入力して、アナログ量のuAを出力する。この鴨
は電力制御装置101〜103の制御信号として入力し
、電力制御装置101〜103ではこの制御信号鴨に従
った電力をそれぞれバンドヒータ21〜23に供給する
。ここで、電力制御装置101〜103.バンドヒータ
21〜23゜及び加熱シリンダ1等からなる制御対象は
、第3図の点線に囲丑れた部分に対応しており、uAを
入力して温度検出端Sri〜Sr3 、 Sci〜S已
よりXAを出力する。
6)′を出力する。VDはマトリクス演算器64に入力
する。マ) +Jクス演算器61及び64からそれぞれ
出力されるKXD及びLvDは加算器65で加算さtて
、uDとして演算回路6から出力される。演算回路6か
ら出力されたデソタル量のuDはデジタルアナログ変換
器9に入力して、アナログ量のuAを出力する。この鴨
は電力制御装置101〜103の制御信号として入力し
、電力制御装置101〜103ではこの制御信号鴨に従
った電力をそれぞれバンドヒータ21〜23に供給する
。ここで、電力制御装置101〜103.バンドヒータ
21〜23゜及び加熱シリンダ1等からなる制御対象は
、第3図の点線に囲丑れた部分に対応しており、uAを
入力して温度検出端Sri〜Sr3 、 Sci〜S已
よりXAを出力する。
なお、演算回路6としてマイクロコンピュータを使用す
る場合、マトリクス演算器61のKの値をこのマイクロ
コンビーータによって計算し、決定された定数値をその
内部に記憶してもよいし。
る場合、マトリクス演算器61のKの値をこのマイクロ
コンビーータによって計算し、決定された定数値をその
内部に記憶してもよいし。
Kの値の計算を予め他の計算機によって計算し。
その定数値だけをマイクロコンビーータの記憶装置に入
れて置いてもよい。いずれにせよ、操業中は、これらの
定数値を用いてマイクロコンピュータによジオンライン
制御される。!、た。射出成形機の加熱シリンダ1が交
換された場合も、マイクロコンビーータの記憶装置に充
分の余裕があるので、予め予定された加熱シリンダにつ
いて、上記の定数値を記憶装置に記憶させておくことも
できる。
れて置いてもよい。いずれにせよ、操業中は、これらの
定数値を用いてマイクロコンピュータによジオンライン
制御される。!、た。射出成形機の加熱シリンダ1が交
換された場合も、マイクロコンビーータの記憶装置に充
分の余裕があるので、予め予定された加熱シリンダにつ
いて、上記の定数値を記憶装置に記憶させておくことも
できる。
以上の説明で明らかなように1本発明によれば。
少なくとも2以上の温度検出点の樹脂温の情報を集め、
非干渉化の巧妙な適用により、樹脂の温度を正確に制御
できるという効果がある。
非干渉化の巧妙な適用により、樹脂の温度を正確に制御
できるという効果がある。
第1図は本発明の適用される射出成形機の系の特性を説
明するための図、第2図は状態空間法による射出成形機
のシステム図、第3図は状態空間法による射出成形機の
非干渉制御システム図、第4図は状態空間法による射出
成形機の本発明の適用される非干渉制御システム図、第
5図は第4図の非干渉化を適用した本発明の一実施例を
示したブロック図である。 1・・・加熱シリンダ、2.21〜23・・・バンドヒ
ータ、3・・・樹脂、4・・・スクリュー、5・・・ア
ナログデジタル変換器、6・・・演算回路、61,62
.64・・・マ)IJクス演算器、63・・減算器、6
5・・・加算器。 7・・・表示器、8・・・入力装置、9・・・デジタル
アナログ変換器、101〜103・・・電力制御装置。 第1図 第2図 第3図 第4図
明するための図、第2図は状態空間法による射出成形機
のシステム図、第3図は状態空間法による射出成形機の
非干渉制御システム図、第4図は状態空間法による射出
成形機の本発明の適用される非干渉制御システム図、第
5図は第4図の非干渉化を適用した本発明の一実施例を
示したブロック図である。 1・・・加熱シリンダ、2.21〜23・・・バンドヒ
ータ、3・・・樹脂、4・・・スクリュー、5・・・ア
ナログデジタル変換器、6・・・演算回路、61,62
.64・・・マ)IJクス演算器、63・・減算器、6
5・・・加算器。 7・・・表示器、8・・・入力装置、9・・・デジタル
アナログ変換器、101〜103・・・電力制御装置。 第1図 第2図 第3図 第4図
Claims (1)
- 1、 射出成形機の加熱シリンダの温度を制御する装置
において、前記加熱シリンダの軸方向にm(m>2)側
設けられ、該加熱シリンダ内の樹脂の温度を検出する手
段と、該温度検出手段のm個の出力を受け、非干渉制御
アルゴリズムによる演算を実行する手段と、該演算手段
のm個の出力によって制御され、前記射出成形機の加熱
源に電力を供給する手段とを有する射出成形機加熱シリ
ンダ非干渉制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11441483A JPS606426A (ja) | 1983-06-27 | 1983-06-27 | 射出成形機加熱シリンダ非干渉制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11441483A JPS606426A (ja) | 1983-06-27 | 1983-06-27 | 射出成形機加熱シリンダ非干渉制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS606426A true JPS606426A (ja) | 1985-01-14 |
JPS6348691B2 JPS6348691B2 (ja) | 1988-09-30 |
Family
ID=14637090
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11441483A Granted JPS606426A (ja) | 1983-06-27 | 1983-06-27 | 射出成形機加熱シリンダ非干渉制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS606426A (ja) |
Cited By (7)
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---|---|---|---|---|
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JPS61143814U (ja) * | 1985-02-25 | 1986-09-05 | ||
JPH01110925A (ja) * | 1987-10-24 | 1989-04-27 | Nissei Plastics Ind Co | 射出成形機の温度検出方法 |
EP0727297A1 (en) * | 1994-09-01 | 1996-08-21 | Fanuc Ltd. | Temperature control method for injection molding machine |
US6685458B2 (en) | 2001-10-11 | 2004-02-03 | Acushnet Company | Split metal die assembly with injection cycle monitor |
EP1658949A1 (en) * | 2003-08-27 | 2006-05-24 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Injection molding machine, and temperature control method for injection molding machine |
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-
1983
- 1983-06-27 JP JP11441483A patent/JPS606426A/ja active Granted
Cited By (10)
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JPS6348691B2 (ja) | 1988-09-30 |
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