JPS6110426A - 射出成形機の計量行程における制御方法 - Google Patents

射出成形機の計量行程における制御方法

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JPS6110426A
JPS6110426A JP13078784A JP13078784A JPS6110426A JP S6110426 A JPS6110426 A JP S6110426A JP 13078784 A JP13078784 A JP 13078784A JP 13078784 A JP13078784 A JP 13078784A JP S6110426 A JPS6110426 A JP S6110426A
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能成 佐々木
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小田 悦司
Naoki Kurita
直樹 栗田
Hirozumi Nagata
永田 博澄
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    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/76Measuring, controlling or regulating
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    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の技術分野) この発明は、射出成形機の計量行程におけるスクリュー
速度を高精度に制御して所ψの計にを行なうための制御
方法に関する。
(発明の技術的背景とその問題点) 射出成形機を設計する場合、特に自動化に際しては成形
品の品質向−トに留意しなければなれないが、これは特
に計量行程においてその重要性を占めている。この成形
品の品質は、射出速度、圧力、樹脂温度及び射出量等に
より左右されるものである。
第1図は射出成形機の計il′機構を示す図であり、制
御装置115にスクリューlに対する位行指令Siが入
力され、演算されたスクリュー背圧信号Piがスクリュ
ーlの位置を移動するモータ13に与えられ、演算され
たスクリュー回転信号Riがスクリュー1の回転を行な
うモータ7に入力されている。ここで、スクリュー回転
信号Riによりモータ7が回転することによりスクリュ
ーlが回転され、ホッパ3に収納されている樹脂4はス
クリュー1に付せられているネジ溝を伝わってシリンダ
2へ送られ、ヒータ(図示せず)で加熱されながらスク
リューlの回転により剪断、混練され、可塑化される。
こうして溶融された樹脂6がシリンダ2内に満たされる
この場合、シリンダ2の先端に設けられているノズル5
は金型(図示せず)に押圧されているので、シリンダ2
内に満たされ金型を充填した樹脂6の圧力によりスクリ
ューlが図示N方向に後退する。このとき、シリンダ2
内に空気が吸引されないようにしながら正確な樹脂量を
計量するために、スクリューlに背圧が加えられるので
あるが、これはモータ13がスクリュー背圧信号P1に
より駆動され、モータ13に連結されたポールネジ11
が回転することにより、これに螺合されたボールナラ1
2が矢印M方向のトルクを発生するための、ポールナラ
)12に連結されている駆動台lO上にJ!置・固足さ
れたモータ7、スクリュー1などがN方向に後退する力
に対して、背圧として作用するのである。ここで、モー
タ7に連結されている回転数センサ8は、スクリューl
の回転数nを検出してスクリュー回転数フィードバック
信号Rfを、またモータ13に連結されている位置セン
サ14は、ボールナシト12の位置、つまりスクリュー
lの位置を検出して背圧pを示すスクリュー位置フィー
ドバック信号Sfをそれぞれ制御装置15に入力してい
る。
次に、この制御装置15の内容を具体化した一例を第2
図に示して説明すると、位置指令S1とスクリュー位置
フィードバック信号’Jfとの偏差Seが指令値演算要
素1Bに入力され、閉ループ制御の特性を補償するよう
に演算された背圧指令にp及び回転数指令Knは、それ
ぞれ背圧を制御する背圧制御要素18及び回転数を制御
する回転数制御要素18に入力され、それぞれ電力増幅
器20A及び20Bにより電力増幅されモータ13及び
7を駆動するようになっている。なお、回転数指令Kn
は回転数センサ8からのスクリュー回転数フィードバッ
ク信号Rfとの偏差Keで、回転数制御要素18に入力
されている。
スクリューlの位置は上述のようにスクリュー回転とス
クリュー背圧によって制御されるため、計量行程に関す
る諸条件、即ち温度、湿度、可塑化状態、及び移送量等
の変化が外乱となり、スクリューlの動特性としては予
め設定しておいたものから外れてしまうことになる。
そして、たとえ最終的にスクリュー位置が位置指令Si
として設定された位置に制御されたとしても、その過程
においてスクリュー位置が振動したりオーバーシュート
したりすることは、計量中の樹脂に不必要な圧縮、減圧
を加えたり、ノズル5からの流出、又はホッパ3へノ逆
流ヲ招くなどの好ましくない結果となる。従って、系の
各種パラメータの変動があっても、スクリュー1の動特
性に影響を与えないようなスクリュー位置及び速度の適
応制御の開発が望まれていた。
(発明の目的) この発明の目的は、スクリュー及びスクリュー駆動系を
含む運動制御系を適応制御することにより高精度な計量
を行なうことができる射出成形機の計量行程における制
御方法を提供することにある。
(発明の概要) この発明は、スクリュー速度調整入力とスクリュー速度
出力との偏差を速度ループゲイン要素に入力し、スクリ
ュー及びスクリュー駆動系を含む運動速度系を制御する
ようになっている射出成形機の計量行程における制御方
法に関するもので、上記スクリュー速度出力を入力とす
るゲイン要素の出力とスクリュー速度指令とを加算して
スクリュー速度m整入力とし、上記スクリュー速度指令
と上記スクリュー速度出力とを入力する適応制御要素の
出力によって、上記ゲイン要素のゲインを可変とするよ
うにしたものである。
(発明の実施例) 第3図及び第4図はこの発明の詳細な説明するためのも
ので、第3図において、スクリュー22に加えられる力
FsとFrの差fによってシリンダ21内をスクリュー
22が速度Vにて移動したときの運動方程式から、ラプ
ラス変換してこの運動制御系の伝達関数v(r)を求め
ると、但しMニスクリユー22の慣性モーメントD:樹
脂などによる粘性係数 となる、そして、第4図は第2図の速度制御ループ系を
上記運動制御系(関数V(f)) 24と速度ループゲ
イン(ゲインG)23とによりブロック図として示した
もので、このフィードバック信号はスクリューlの位置
センサ14からの信号Stを微分することにより速度信
号が得られることから、このようにスクリュー速度をベ
ースとする制御系を構成することができるのである。運
動制御系24に(り式を代入して、第4図の速度入力指
令Niと速度出力NOとの関係を計算すると、 となる。
第5図はこの発明の一実施例を示すもので、スクリュー
速度調整入力NAとスクリュー速度出力NOの関係にお
いて、速度出力Noを入力にフィードバックし、スクリ
ュー速度調整入力MAとの偏差Meを速度ループゲイン
23に入力し、その速度を運動制御系24に入力してい
る。また、速度出力NOはゲイン要素(ゲインK)25
を経て入力にフィードバックされており、速度指令Ni
及び速度出力NOを入力して適応制御する適応制御要素
26により、このゲイン要素25のゲインKを可変にし
ている。第5図について更に速度指令Niと速度出力N
oの関係を計算すると。
となる。
ここで、この発明に関する動作について説明すると、予
め設定されているスクリュー速度指令Niが入力される
と、スクリューlは速度Noにて移動するが、ここで樹
脂6の粘性係数りが(0+ 4口)に変化したとすると
、上記(3)式の分母は、 Ms+(D+ jD)+G−GK = Ms+D+G+(a It−GK)    ・旧慣
・・(4)となる、よって。
JD=G−に 即ち という条件下においては(3)式は(2)式と等しくな
り、粘性係数りの何らかの原因による変動分dDは相殺
することができることになる。故に、この変動分4口が
求まれば、(5)式によりゲイン要素25のゲインKが
定まり、スクリュー系の粘性係数りの変動を補償するこ
とが可能となる。
ここで、変動分dDは温度などの外的要因により変化す
るので、特定の方法で直接測定するか、又は何らかの方
法によって推定しなければならない、ここでは、実測に
よりJDを求める方法について述べる。先ず、上記(2
)式において、速度入力としてステップ信号を入力して
ステッ応答を求める。逆ラプラス変換してこれをg(t
)とおくと、 ・・・・・・・・・(8) となり、これをグラフに示すと第6図のようになる。こ
こで、このグラフの時定数に注目すると、この中ではM
はスクリューの慣性モーメントであり、Gは速度ループ
ゲインであり、共に既知量であることから、このステッ
プ応答を実測して時定数を求めることができれば、粘性
係数りは求められる。このステップ応答データは時系列
により処理すれば簡単に求めることかでSるので、粘性
係数りの推定は容易となるのである。即ち、先ず、第5
図の適応制御要素2Bにおいて−1−記(6)式の測定
、演算を行ない、たとえばこの射出形成機の稼動を開始
したとき、最適に各部を調整したときの粘性係数りを算
出しておき、所定の時間後に再び(6)式の測定、演算
を行なえば、当初測定した粘性係数りの対する変化分、
17Dが求まるから、(5)式によりゲイン要素25の
ゲインKが求まるので、このゲインにの値をゲイン要素
25として使用すれば(2)式のような特性となり、稼
動を開始したときの状態と同じ諸条件で吐着を行なうこ
とができる。
以上のような実測、演算及びゲイン要素にの適応を第2
図のブロック図にどのように対応するかを第7図に示し
てあり、同図において、適応制御要素26において上述
の要領でゲイン要素Kが求まると、指令値演算要素IB
、背圧制御要素18及び回転数制御要素18にこの情報
を出力し1盲 各々の設定値を変更して対応することになる。
(発明の効果) 以」二のようにこの発明の制御方法によれば。
計量行程に関与する条件、即ち樹脂の温度、湿度、可塑
化状態などが変化しても自動的に最適の条件に設定する
ことができるので、A1ψ中の樹脂に不必要な圧縮、減
圧を加えたり、ノズルからの流出、又はホッパへの逆流
などがなくなり、最適な計量行程を満足する射出成形機
を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の適用できる射出成形機の一例を示す
機構図、第2図はその制御装置の一例を示すブロック図
、第3図はこの発明の詳細な説明するための力学系モデ
ル図、第4図は第2図を速度をベースにして示すブロッ
ク図、第5図はこの発明の一実施例を示すブロック図、
第6図はこの発明に関して計測に使用するためのステ、
ブ応答のグラフ、第7図はこの発明を説明するためのブ
ロック図である。 l・・・スクリュー、2・・・シリンダ、3・・・ホッ
パ、4.6・・・樹脂、5・・・ノズル、−7,13・
・・モータ、8・・・回転数センサ、10・・・駆動台
、11・・・ボールスクリュー、12・・・ボールナツ
ト、14・・・位置センサ、15・・・制御装置、16
・・・指令値演算要素、18・・・背圧制御要素、19
・・・回転制御要素、20.20B・・・電力増幅器、
21・・・シリンダ、22・・・スクリュー、23・・
・速度ループゲイン、24運動御制御系、25ゲイン要
素、26・・・適応制御要素。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. スクリュー速度調整入力とスクリュー速度出力との偏差
    を速度ループゲイン要素に入力し、スクリュー及びスク
    リュー駆動系を含む運動制御系を制御するようになって
    いる射出成形機の計量行程における制御方法において、
    前記スクリュー速度出力を入力するゲイン要素の出力と
    前記スクリュー速度指令とを加算して前記スクリュー速
    度調整入力とし、前記スクリュー速度指令と前記スクリ
    ュー速度出力とを入力する適応制御要素の出力によって
    、前記ゲイン要素のゲインを可変とするようにしたこと
    を特徴とする射出成形機の計量行程における制御方法。
JP13078784A 1984-06-25 1984-06-25 射出成形機の計量行程における制御方法 Granted JPS6110426A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13078784A JPS6110426A (ja) 1984-06-25 1984-06-25 射出成形機の計量行程における制御方法
AT85107815T ATE80088T1 (de) 1984-06-25 1985-06-24 Spritzgiessmaschinen und verfahren zu deren kontrolle.
EP85107815A EP0169390B1 (en) 1984-06-25 1985-06-24 Injection molding machines and methods for controlling the same
DE8585107815T DE3586576T2 (de) 1984-06-25 1985-06-24 Spritzgiessmaschinen und verfahren zu deren kontrolle.
CA000484952A CA1245414A (en) 1984-06-25 1985-06-24 Injection molding machines and methods for controlling the same
US07/044,905 US4780256A (en) 1984-06-25 1987-04-30 Methods for controlling injection molding machines
US07/063,584 US4735564A (en) 1984-06-25 1987-06-17 Injection molding machine

Applications Claiming Priority (1)

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JPS6110426A true JPS6110426A (ja) 1986-01-17
JPH0159898B2 JPH0159898B2 (ja) 1989-12-20

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62275730A (ja) * 1986-05-24 1987-11-30 Sumitomo Heavy Ind Ltd 射出成形機の制御方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62275730A (ja) * 1986-05-24 1987-11-30 Sumitomo Heavy Ind Ltd 射出成形機の制御方法

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JPH0159898B2 (ja) 1989-12-20

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