JPS61202813A - 射出成形機の制御方法 - Google Patents

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、射出成形機の射出用ノズルを製品成形用の
金型に迅速かつ正確に接触させて射出を行なうための射
出成形機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
品の品質の向り、省エネルギー化及び生産性の向Ｆに留
意しなければならず、これらは特に計量行程においてそ
の重要性を占めている。これらの中で品質の向上という
点でみると、成形品の品質は射出速度、圧力、樹脂温度
や射出量等により左右され、バラツキの少ない正確な射
出量を得るには高い精度で計量しなければならない、ま
た、省エネルギー化という点でみると、粒状の樹脂を均
質な溶融状態にするためにヒータで熱を加え、スクリュ
ーにより剪断、混練するのであるが、スクリューの回転
数及び背圧を樹脂の種類、ｌｔ！度等に合わせて効果的
に制御することによって、計量に必要なエネルギーを最
小にすることができるし、計量に罠する時１ｍを出来る
限り短縮させることにより。

生産性の向上を図ることもできる。

第６図は従来の射出成形機の計量機構を示す図であり、
全周面にネジ溝を付せられた棒状のスクリューｌの回転
により、ホッパ３に収納されている樹脂４はネジ溝を伝
わってシリンダ２へ送られ、ヒータ（図示せず）で熱を
加えられながらスクリューｌの回転により剪断、混練さ
れて可塑化される。この場合、シリンダ２の先端に設け
られているノズル５は製品の形状が彫り込まれた金型（
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Ｙ方向に後退する。つまり、計量時には溶融した樹
脂６が外部に流れ出さない構造となっており、シリンダ
２内へノズル５やホッパ３から空気が吸引されないよう
にすると共に、正確な樹脂量を計量するために駆動装ｆ
ｉｌｏｏによる駆動でスクリューｌに背圧が加えられる
。従って、スクリュー１の回転によって生じる樹脂圧と
駆動装置１００からの背圧との差によって、スクリュー
ｌは徐々に矢印Ｙ方向に後退させられる。これらスクリ
ューｌの回転数と背圧は使用する樹脂４の種類、温度等
から経験的に設定され、射出量を決めるスクリューｌの
位置はリミットスイッチ等の検出手段によって設定され
ている。なお、スクリュー１を回転する機構やスクリュ
ーｌに背圧を加える機構、リミットスイッチ等は、駆動
装置１００内に装備されている。

ここで問題となるのは、スクリュー位置を直接決定する
要素がリミットスイッチであり１回転数と背圧の相互関
係によりスクリュー位置を間接的にしか制御できないこ
とである。すなわち、リミットスイッチが動作してから
スクリューｉの回転を停止させたのでは、スクリュー１
は所望の位置を行き過ぎてしまう、従って、行き過ぎを
無くすためにはスクリューｌかリミットスイッチに近づ
くに従い、スクリューｌの回転を徐々に下げていくとか
、又はリミットスイッチ作動点に対する行き過ぎ量を見
越して手前に設定しておくなどの対策しかない、このた
め、実際には計量行程の試行錯誤を繰返して決定する必
要があり、更に樹脂４の！ｉ類、金型の形状等によって
異なるのみならず、温度変化や樹脂の湿度、ホッパ３か
らシリンダ２への移送量等の変化が外乱として加わると
いう点からすると、リミットスイッチ作動点の設定が煩
雑であるばかりか正確な射出量を得ることも困難であり
、射出量にバラツキが生じ、成形品の品質の低下は免れ
ない、更に、このような方式ではリミットスイッチによ
り正確な位置で停止させるために、スクリューｌの回転
数を定常回転時でも必要以上に小さくしなければならず
、計量に要する時間が長くなり、生産性が落ると共にエ
ネルギー効率も低くなってしまっていた。

このような問題と共に、ノズルと金型とを接触させる場
合、ノズルを速度制御によって金型へ向って前進させ、
ノズルが金型に十分近づいた時に圧力制御に切換えるよ
うにしているが、速度制御を圧力制御に切換える位置又
は時間が分らず、速度制御を圧力制御に切換えた時に速
度又は圧力が不連続に変化してしまうとか、ノズルが金
型に接触するときの速度が大きいための衝撃による射出
成形機のダメージなどといった問題がある。更に、この
様な衝撃があれば、当然ノズルは振動するから、金型に
圧着完了するまでに時間がかかり、また振動が収束しな
いうちに強制的にブレーキがかかれば、圧着が不完全と
なってしまうし、ｖｔ触するときの速度が一定でなけれ
ば金型への押付は圧力が一定でなくなってしまうといっ
た問題点がある。

（発明の目的） この発明は上述のような事情からなされたものであり、
その目的は、射出成形機の構成と相俟ってノズルを迅速
かつ正確に金型に接触させることができる射出成形機の
制御方法を提供することにある。

（発明の概要） この発明は、先端にノズルを穿設されているシリンダ内
に１前後進すると共に回転するスクリューを配設し、シ
リンダ内に溶融されている樹脂をノルゾから、製品の形
状が彫り込まれた金型内に射出するようになっている射
出成形機の制御方法に関するもので、ノズルを速度制御
で金型方向に移動させ、上記ノズルに実速度と減速して
から停止するまでの予想距離との関係から求められた時
間に減速命令を発することにより、上記ノズルが上記金
型に接する直前で速度が零になるようにしたものである
。

゛　（発明の実施例） この発明では、第１図に示すように制御装置１５にスク
リューｌに対する位置指令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ｌ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１が回転され、ホッパ３から
樹脂４がシリンダ２へ送られ、スクリューｌにより剪断
、混練されて可塑化された樹脂６がシリンダ２内に満た
され、この圧力によりスクリューｌは矢印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１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Ｐｉ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Ｈ２が矢印Ｍ方向のトルクを
発生するため、ポールナ−ｙト１２に連結されている駆
動台１０上に蔵置ａ固定されたモータ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！３に連結されている位置センサ１４は
、ポールナツト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Ｓｔをそれぞれ制御装Ｗ１１５に入力している。さ
らに、ノズル５の前面には溶融された樹脂を射出して、
製品を成形するための金型３０の射出口が圧接されてい
る。

次に、この制御装置１５の内容を具体化した一例を第２
図に示しこの構成について説明すると、位置指令Ｓｉと
スクリュー位置フィードバック信号Ｓ「との偏差Ｓｅが
位置制御１ｉ’素２！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信号Ｓｏが速度制御要素２
２に入力され、スクリュー１を制御するに必要な背圧指
令Ｈｉと回転数指令Ｋｉを出力する。そして、背圧指令
旧は背圧制御要素１Ｂに入力され、この閉ループ制御の
特性を補償するように演算された信号）１ｏが電力増幅
器２０Ａに入力され、モータ１３を駆動するために電力
増幅されてスクリュー背圧信号Ｐｉとしてモータ１３に
入力される。一方１回転数指令Ｋｉは減算器２４に入力
され、この減算器２４で求められたスクリュー回転斂フ
ィードバック信号Ｒｆとの偏差にｅが回転数制御要素１
８に入力され、この閉ループ制御の特性を補償するよう
に演算された出力Ｋｏが電力増幅器２０Ｂに入力され、
モータ７を駆動するために電力増幅されてスクリュー回
転信号Ｒｆとしてモータ７に入力される。

第３１１は上述装置についての動作を説明するための特
性図で、横軸にスクリューｌの回転数ｎ、縦軸にスクリ
ューｌの背圧ｐをとり、スクリューｌの移動速度ｖＯ（
小）〜Ｖ４（大）をパラメータとして示している・ ここで、計量行程を説明しながら一連の動作について述
べると、先ず計量すべき樹脂６の量はスクリューｌが停
止する位置によって決定されるので、制御装置１５に入
力される位置指令Ｓｉが計量すべき樹脂６の量となる。

そして、位置センサ１４がこの位置指令Ｓｉに相当する
スクリュー位置フィードバック信号Ｓｔを出力するよう
になるまでスクリュー１が移動したとき、計量行程は終
了する。この計量行程が終了するまでの過程は、第２図
において先ず位置制御要素２１が偏差Ｓｅを入力すると
、所定の周波数特性を有するなどしてこの閉ループ特性
を補償するように制御され、求められた信号Ｓｏを速度
制御要素２２に入力し、この速度制御要素２２は背圧指
令旧と回転数指令Ｋｉとをその組合せにより効率良く。

かつ迅速にスクリューｌの回転速度を零にして計量行程
を終了させるように制御して出力する。これを第３図の
特性図に従って説明すると、先ず計量の開始時は背圧指
令及び回転指令はそれぞれｐ４及び１１４を指令し、ス
クリュー１の回転数ｎを出来るだけ高くして計量の効率
を上げるようにする。すなわち、第２図における矢印Ｎ
方向の速度と矢印Ｍ方向の背圧との差でスクリュー１の
移動速度はｖ４となり、この移動速度もかなり高くなっ
ている。ここで、第３図の破線Ｌｌは計量行程の過程に
応じて変化する回転数ｎと背圧ｐの組合せを示しており
、この傾斜は自由に選択、設定することができる。上記
のように計量開始時に！Ｉ４とｐ４の組合せで始まり、
以降順次！Ｉ３とｐ３　、　ｎ２とｐ２．ｍｌとｐｌと
変化していき、最終的にはｎｇとｐｍの組合せでスクリ
ューｌの移動速度はｖＯとなり、スクリューｌが停止し
て計量行程は終了する。すなわち、スクリュー回転数ｎ
ｓ及びスクリュー移動速度ｖＯに近づくと、これらは殆
ど停止に近い値となり、この計品：終了時には位置指令
Ｓｉに対して正しい位置にスムーズに停止Ｆできるので
１位置指令Ｓｉに対して行き過ぎることなく適正な値の
計量ができ。

かつそのときの背圧ｐも適正な値ｐｓに選択でき１次の
射出行程の準備もできるのである。また、計量中に回転
数ｎが高くとれれば、これによる摩擦熱が大きくなり、
ヒータの容量は小さくても済むという利点も出てくる。

次に、上述の原理で制御される射出成形機の具体的な構
造を第４図に示して説明する。

モータ７及び１３は射出成形機の固定された筺体４０に
取付けられており、モータ１３の回転軸１３Ａにはギア
４１及び４２が装着され、モータ７の回転軸７Ａにはギ
ア４３及び４４が装着されており、これらギア４１〜４
４は回転軸１３Ａ及び７Ａの各端部に設けられているク
ラッチ機構４５及び４８によって駆動力の伝達が断続さ
れるようになっている。

また、筺体４０にはクラッチ機構４７及び４８で駆動力
の伝達が断続される伝達軸４７Ａ及び４８＾が軸架され
ており、伝達軸４７Ａにはギア４３及び５０が、伝達軸
４８Ａにはギア５１及び５２がそれぞれ装着されている
。さらに、筐体４０には金型３０の移動を行なう駆動軸
３０Ａが軸架され、その端部に設けられているクラ−フ
チ機構３１で駆動力の伝達が断続されるようになってい
るギア３２〜３４が筐体４０内で装着され、駆動軸３０
Ａは更に金型３０の筺体３５に軸架されている。筺体３
５内の駆動軸３０Ａにはギア３６が装着され、ギア３７
を介して作動軸３８に回転力を伝達し、この回転によっ
て型部材３９を摺動軸３８＾、３８Ｂ上で摺動させて前
後進するようになっている。さらに、筐体４θ内にはス
クリューｌに連結された軸ＩＡが設けらており、この軸
ＩＡにギア５３が装着され、このギア５３の内胴にベア
リングを介して係合された作動軸５４には更にギア５５
が装着されている。

このような構成において、射出成形機は型部材３９を前
進させて金型を合せる型締と、この型締の圧力を増加す
る昇圧と、ノズル５を金型３０の方向に前進させるノズ
ル前進と、溶融された樹脂の金型３０内への射出充填と
、樹脂の可塑化を行なう計量及び冷却と、ノズル５を筺
体４０方向に後退させるノズル後退と、金型の降圧及び
型開と、金５３０内で成型された製品の突落し停止とを
繰返して行なう、ここにおいて、第４図は射出成形機の
初期状態を示しており、型締及び昇圧を行なう場合には
モータ１３を駆動し、その回転駆動が回転軸１３Ａ→ギ
ア４１→図示されないギア→ギア３３を介して駆動軸３
０Ａに伝達され、ギア３６及び３７を介して作動軸３８
が回転されることによって型部材３９が前進される。こ
うして型部材３Ｂが前進されてストップ位置で停止する
ことにより所定圧まで昇圧されると、クラッチ機構８０
１を切換えてギア３３からギア３６への伝達を遮断し、
クラッチ機構４５及び４７を切換えて軸４７Ａのみを回
転させることによって筺体４０の金型３０方向への移動
を行ない、静止している金型３０に対してノズル５を前
進させる。なお、ノズル５の後退はモータ！３の回転を
逆にすることによって行なわれる。

また、樹脂の射出を行なう場合にはモータ７及び１３を
駆動し、クラッチ機構４５及び４６を切換えてギア４１
の回転及びギア４２の回転が図示されないギアによりそ
れぞれギア３３及び３４に伝達されるようにする。更に
クラッチ機構３１を切換えることによって、モータ７及
び１３の回転駆動がギア５５に伝達され、軸５４及びＩ
Ａを介してスクリューｌが移動され、上述したような溶
融樹脂の金型３０への射出を行なうことができる。さら
に、樹脂の計量を行なう場合にはモータ７のみを駆動し
、この回転駆動をギア４３→図示されないギア→ギア５
２→軸４８Ａ→ギア５１→ギア４８→ギア３２→ギア５
３を介してスクリューｌに伝え、このスクリュー１を回
転させると共にモータ１３を駆動し、この回転駆動をギ
ア４２→図示されないギア→ギア３３呻クラッチ３１→
ギア５５→軸５４→軸ＩＡを介してスクリュー１に伝え
、スクリュー１に背圧が加えられることによって計量を
行なう、そして、型開は上記型締の場合と逆にモータ１
３を回転し、型部材３９を後退させることによって行な
われる。

ここにおいて、上述の型締後のノズル５の前進はモータ
１３の駆動による速度制御によって行なわれ、ノズル５
が金型３０に接触した後は所定圧力で圧接することにな
る。このように、ノズル５が金型３０に接触するときに
ノズル５の速度が大きいと、ノズル５と金を３０は共に
剛体なので、互いに受ける衝撃力によりダメージを受け
るばかりでなく、接触したとき起る振動により、その後
の工程である所定圧力での圧接が完了するまでに時間が
かかり、また振動が収束しないうちに強制的にブレーキ
をかければ前述の圧接が不完全になってしまう。

このため、この発明では速度制御でノズル５を前進させ
、ノズル５が金Ｎ３０に接する直前で一旦速度を零とし
、そこから低速低圧でノズル５が金型３０に接するよう
にすることにより接触時の衝撃を小さくし、短時間で完
全な圧着を行なうようにするものである。

第５図はこの発明の詳細な説明するためのノズル５の動
作特性を示すグラフであり、横軸に時間ｔ、縦軸にノズ
ル５の速度Ｖをとったものである。ノズル５の速度が時
間１０では速度はＶＯであり１時間ｔｏにおいて特性Ｌ
ＬＯなる速度指令が出されるが、ノズル５の実際の速度
は特性ＬＬＩとなり、時間ｔ３にて速度が零になること
を示している。ここで、Ｕは減速度、ωＣはスピードル
ープゲインである。この動作特性においてこの発明の詳
細な説明すると、ノズル５は速度ＶＯになるように速度
制御され１周期的に速度及び位置を監視されている。そ
して、ノズル５が金型３０に接する位置と現在位置との
差が、現在の速度から金型３０に接する点で速度を零に
するように減速するのに必要な距離と等しくなった時点
で、減速を開始するようにする。

つまり１時間１０で特性ＬＬＯなる速度指令が出され、
この指令通りノズル５が動けば時間ｔ２において速度は
零となる。しかし、ノズル５は慣性を有するから実際の
速度は特性ＬＬＩとなり、時間ｔ３において速度零とな
ったところで丁度ノズル５が金型３０に接することにな
る。この特性ＬＬＩの速度が零近くなったときの勾配は
特性ＬＬＩの勾配と等しく、減速度Ｕがその勾配となっ
ている。そして、特性ＬＬＩの勾配がＵで一定となった
特性ＬＬ２と速度ＶＯ一定の直線との交点Ｃの時間ｔ１
はスピードループゲインωＣの逆数に等しいから、直線
ＬＬ２と縦軸との交点、つまり速度ｖ１　はＣＶｏ＋　
ｕ／　（１）Ｃ）となるから、　ｔ３は（Ｖｏ／ｕ　＋
　１／ωＣ）となる、ここで前述の、ノズル５が金型３
０に接する点で速度が零にするように減速するのに必要
な距離をＡＢＣ［ｌで囲まれた面積Ｓ１に相当するもの
とすると、 となる、しかし、ノズル５の実際の動きは特性ＬＬＩと
なるから、時間ｔｏでの位置から実際に速度が零となる
までの距離は、直線ＡＢ及びＡＤと曲線ＬＬＩ　とで囲
まれた面積Ｓ２に相当するものとなる。従って、直線ｒ
ＪＣとＢＧ及び曲線ＬＬＩで囲まれた面積をＳ３とすれ
ば。

Ｓ２−　Ｓｌ　−Ｓ３　　　　　　　−・・−（２）と
なるから、ノズル５が金型３０に接するまでの距離が面
積Ｓ１に相当する距離となった時点で減速指令が出され
れば、必ず金型３０に接する手前でノズル５の速度を零
とすることができる。そして、どの程度手前で速度零と
するかは、スピードループゲインωＣにより決定される
から。

ノズル５の動きの安定性からみて、このスピードループ
ゲインωＣを大きくとればとる程、金型３０に接する点
に近い地点でノズル５は速度零にすることができる。つ
まり、金型３０に接する点で速度零になるように減速指
令を出すと、速度制御ループ系の制御幅によりノズル５
の速度が零となる以前に金型３０と接して衝撃を与える
場合が必ずあるので、金型３０と接する手前でしかも直
両でノズル５の速度を零にしてしまうというのがこの発
明の要点である。そして、この速度が零となった後は速
度制御から圧力制御に切換えることにより、安定した金
型３０への圧着が可能となる。

なお、上述で、スクリューｌの回転数ｎをモータ７に連
結された回転数センサ８で検出するようにしているが、
ギヤ等を介して検出したり、モータ電流を検出するよう
にしても良く、スクリュー１の位置も駆動台ｌＯやボー
ルナツト１２等の位置から求めるようにしても良い、ま
た、モータは直流でも交流制御でも良く、スクリューの
位置移動はボールスクリューとボールナツトの組合せの
他、モータ駆動でガイド上を走行させたりすることも可
能である。

（発明の効果） 以上のようにこの発明の射出成形機の制御方法によれば
、樹脂に種類の相違とか環境条件その他１種々の外乱等
に関係なくノズル５が金型３０に接する手前で速度を零
にすることができるので、接触時の衝撃、振動を押える
ことができ、且つ減速前の速度に関係なく圧着力を一定
にすることができる。従って、出来上り整品のばらつき
が少ない等の品質の向上と、整品完成までの時間短縮に
よる生産性向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を適用できる射出成形機の一実施例を
示す図、第２図はその制御装置の一実施例を示すブロッ
ク図、第３図はその動作を説明するための回転数と背圧
の関係を示す特性図、第４図は射出成形機の具体的な構
造を示す構成図、第５図はノズルの動作特性を示すグラ
フ、第６図は従来の射出成形機の一例を示す図である。 ｌ・・・スクリュー、２・・・シリンダ、３・・・ホッ
パ、４．８・・・樹脂、５・・・ノズル、７．１３−・
・モータ、８・・・回転数センサ、ｌＯ・・・駆動台、
　１１・・・ボールスクリュー、１２・・・ボールナラ
）、１４・・・位置センサ、　１５・・・制御装置、３
０・・・金型、　４０．３５・・・筐体。 出願人代理人　　　安　形　雄　三 弔　２　図 第６図 弔　６　図 手続補正書 昭和６０年ｌＯ月１５日 １、事件の表示 昭和６０年特許願第４４４４４号 ２、発明の名称 射出成形機の制御方法 ３、補正をする者 １１Ｇ件との関係　　特許出願人 東京都中央区銀座４丁′目２番１１号 （３４５）東芝機械株式会社 ４、代理人 ５、補正の対象 明細書の全文及び図面 ６、補正の内容 （１）明細書の全文を別紙の通り補正する。 （２）本願添付の図面を別紙の通り補正する明　　　細
　　　書 １、発明の名称　　射出成形機の制御方法２、特許請求
の範囲 る直前で速度が零になるようにｒＩＪＩｇ＃することを
特徴とする射出成形機の制御方法。 ３、発明の詳細な説明 （発明の技術分野） この発明は、射出成形機における型締め動作及び射出用
ノズル圧着動作の制御方法に関し、特に、移動金型を固
定金型に圧着させる際、及び射出用ノズルを上記金型に
圧着させる際に、高速かつ無衝撃で目標物に接触させる
ための射出成形機の制御方法に関する。 （発明の技術的背景とその問題点） ｔ５２図は射出成形機の具体的な構造を示す図である。 同図において、モータ７及び１３は射出成形機の固定さ
れた筐体４０に取付けられており、このモータ７は樹脂
の射出充填及び計量に用いられ、モータ１３は型締め及
びノズル圧着に用いられる。このモータ１３の回転軸１
３＾にはギア４１及び４２が装着され、モータ７の回転
軸７Ａにはギア４３及び４４が装着されており、これら
ギア４１〜４４は回転軸１３Ａ及び７Ａの各端部に設け
られているクラッチ機構４５及び４Ｂによって駆動力の
伝達が断続されるようになっている。また、筐体４０に
はクラッチ機構４７及び４８で駆動力の伝達が断続され
る伝達軸４７Ａ及び４８＾が軸架されており、伝達軸４
７Ａにはギア４９及び５０が、伝達軸４８Ａにはギア５
１及び５２がそれぞれ装着されている。さらに、筺体４
０には製品の形状が彫り込まれた金型３０を構成する移
動金型３０Ｃの移動を行なう駆動軸３０Ａが軸架され、
その端部に設けられているクラッチ機構３１で駆動力の
伝達が断続されるようになっているギア３２〜３４が筐
体４０内で装着され、駆動軸３０Ａは更に上記金型３０
の筐体３５に軸架されている。筺体３５内の駆動軸３０
Ａにはギア３Ｂが装着され、ギア３７を介して作動軸３
８に回転力を伝達し、この回転によって型部材３９を摺
動軸３８Ａ、３８Ｂ上で摺動させて固定金型３０Ｂに対
して移動金型３０Ｇを前後進して、型締めあるいは型開
するようになっている。さらに。 筺体４０内にはスクリュー１に連結された輌ＩＡが設け
らており、この軸ＩＡにギア５３が装着され。 このギア５３の内胴にベアリングを介して係合された作
動軸５４には更にギア５５が装着されている。 このような構成において、その射出成形の動作を説明す
ると、まず射出成形機は型部材３８を前進させて金型３
０の移動金型３０Ｇを固定金型３０Ｂに合せる型締と、
この型締の圧力を増加する昇圧と、ノズル５を上記金型
３０の方向に前進させるノズル前進と、溶融された樹脂
の金型３０内への射出充填と、樹脂の可塑化を行なう計
量及び冷却と、ノズル５を筺体４０方向に後退させるノ
ズル後退と、Ｉ：記金型の降圧及び型開と、金型３０内
で成型された製品の突落し停止とを繰返して行なう、こ
こにおいて、第２Ｖ４は射出成形機の初期状態を示して
おり、型締及び昇圧を行なう場合にはモータ１３を駆動
し、その回転駆動が回転軸＋３Ａ→ギア４１→図示され
ないギア→ギア３３を介して駆動軸３０Ａに伝達され、
ギア３６及び３７を介して作動軸３８が回転されること
によって型部材３９が前進される。こうして型部材３８
が前進されてストップ位置で停止することにより所定圧
まで昇圧され、型締めされると、クラッチ機構３０１を
切換えてギア３３からギア３Ｂへの伝達を遮断し、クラ
ッチ機構４５及び４７を切換えて軸４７Ａのみを回転さ
せることによって筐体４０の金型３０方向への移動を行
ない、静止している金ｙＩｉ３０に対してノズル５を前
進させる。なお、ここにおいて、ノズル５の後退はモー
タ１３の回転を逆にすることによって行なわれ、また、
型開は上記型締の場合と逆にモータ１３を回転し、型部
材３８を後退させることによって行なわれる。 そして、上述のように金型３０にノズル５が圧着される
と、全周面にネジ溝を付せられた棒状のスクリューｌの
回転により、ホッパ３に収納されている樹脂４はネジ溝
を伝わってシリンダ２へ送られ、ヒータ（図示せず）で
熱を加えられながらスクリュー１の回転により剪断、混
練されて可塑化される。この時、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。つまり、
計量時には溶融した樹脂６が外部に流れ出さない構造と
なっており、シリンダ２内へノズル５やホッパ３から空
気が吸引されないようにすると共に、正確な樹脂量を計
量するようになっている。 ここにおいて、上述の型部材３９に取り付けられた移動
金型３０Ｃと固定金型３０Ｂとを型締めする際、モータ
１３の駆動による速度制御によって移動金型３０Ｇを固
定金型３０Ｂに向って前進させ、この移動金型３０Ｃが
固定金型３０Ｂに十分近ずいた時に圧力制御に切換え、
接触した後は所定圧力で圧着することになる。ところが
、この速度制御を圧力制御に切換える位置又は時間が分
らず、速度制御を圧力制御に切換えた時に速度又は圧力
が不連続に変化してしまうとか、移動金）ｐ３ＱＧが固
定金型３０Ｂに接触するときに移動金型３０Ｃの速度が
大きいと、移動金型３０Ｇ及び固定金型３０Ｂは共に剛
体なので、互いに受ける衝撃力によりダメージを受ける
ばかりでなく、このような衝撃があれば、接触したとき
起る振動により、その後の工程である所定圧力での圧着
が完了するまでに時間がかかり、また振動が収束しない
うちに強制的にブレーキをかければ上述の圧着が不完全
になってしまうし、接触する時の速度が一定でなければ
型締め力が一定でなくなってしまうという問題点がある
。 また、同様に、上述のノズル５と金型３０とを接触させ
る際、ノズル５をモータ１３の駆動による速度制御によ
って金型３０へ向って前進させ。 ノズル５が金型３０に十分近づいた時に圧力制御に切換
え、接触した後は所定圧力で圧着することになる。とこ
ろが、この速度制御を圧力制御に切換える位置又は時間
が分らず、速度制御を圧力制御に切換えた時に速度又は
圧力が不連続に変化してしまうとか、ノズル５が金型３
０に接触するときにノズル５の速度が大きいと、ノズル
５と金ｙ！！ｉ３０は共に剛体なので、互いに受ける衝
撃力によりダメージを受けるばかりでなく、このような
＃撃があれば、接触したとき起る振動により、その後の
工程である所定圧力での圧着が完了するまでに時間がか
かり、また振動が収束しないうちに強制的にブレーキを
かければ上述の圧着が不完全になってしまうし、接触す
るときの速度が一定でなければ金型３０への押付は圧力
が一定でなくなってしまうといった問題点がある。 （発［Ｊｌの目的） この発明は上述のような真情からなされたものであり、
その目的は、射出成形機の構成と相俟って、移動金型を
固定金型に圧着させる際。 及び射出用ノズルを上記金型に圧着させる際に、高速か
つ無衝撃で移動物を目標物に接触させることができる射
、出成形機の制御方法を提供することにある。 （発明の概要） この発明は、射出成形機における型締めされる移動金型
の固定金型への圧着過程、又は上記型締めされた金型へ
のノズルの圧着過程の制御方法に関するもので、移動物
である上記移動金型又は上記ノズルを目標物である上記
固定金型又は上記金型方向に速度制御で移動させ、上記
移動物の実速度と減速してから停止するまでの予想距離
との関係から求められた時間に減速命令を発することに
より、上記移動物が上記目標物に接する直前で速度が零
になるように制御することにより、高速、且つ小さな衝
撃で上記移動物を上記目標物に圧着できるようにしたも
のである。 （発明の実施例） この発明の詳細な説明するにあたっては。 その主要部についてのみ説明する方が分り易いので、以
下に、７１８２図に示した射出成形機及びその制御系の
概略を示すブロック構成図である第１図を用いて説明す
る。 第１図に示すように、制御装置１１５に型締め位置指令
Ｓｃ、射出用ノズル圧着位置指令Ｓｎ及びスクリュー位
置指令Ｓｉが順次入力されると、まず型締めの際に、固
定金型３０Ａと型締めされる移動金ｆｉ３０Ｂを図示Ｂ
方向に定常時の速度で移動する演算された速度信号Ｖｃ
が、モータ（Ｍｌ）１３に与えられ、このモータ（Ｍｌ
）１３に軸架されたギア群４１，５５．３３を介して駆
動軸３０Ａに伝達され、ギア３６及び３７を介して作動
軸３８が回転されることによって型部材３８が前進され
る。こうして型部材３８が前進される過程において、モ
ータ（Ｍｌ）１３に連結されている位置センサ１４は１
周期的に作動軸３日の位置を検出して移動型３０Ｇの位
置Ｓを示す位置フィードバック信号Ｓｆを上記制御装置
１５に入力して、その速度と共に監視されている。　　
　　　゛ 次に、上述のようにして型締めされた金型３０にノズル
圧着の際に、上記射出用ノズル圧着位置指令Ｆ３ｎによ
り、上記型締めされた金型３０の射出口に上記射出用ノ
ズル５を圧着させるようにこの射出用ノズル５を定常時
の速度で移動する演算された速度信号Ｖｎが、モータ０
１１）１３に与えられて駆動され、このモータ（Ｍｌ）
１３に軸架されたギア群４１及び５５を介して連結され
たボールネジｌ！が回転することにより、これに螺合さ
れたポールナツト！２に連結されている駆動台１０上に
載置・固定されたノズル５が前進される。こうしてノズ
ル５が前進される過程において、モータ（Ｍｌ）１３に
連結されている位置センサ１４は、周期的にポールナツ
ト１２の位置、つまりノズル５の位置を検出してノズル
５の位ｉｌｓを示す位置フィードバック信号Ｓｆを上記
制Ｗ装置ｉ１５に入力して、その速度と共に監視されて
いる。 そして、上述のようにしてノズル５の前面が金型３０に
圧着され、このノズル５から樹脂を射出充填の際には、
上記スクリュー位置指令Ｓｉにより、演算されたスクリ
ュー回転信号Ｒｉがモータ（Ｎ２）７に入力される。こ
こで、スクリュー回転信号Ｒｉによりモータ（Ｎ２）　
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から樹脂４がシリンダ２へ送られ、スクリュー１に
より剪断、混練されて可塑化された樹脂６がシリンダ２
内に満たされ、上記金型３０に充填すると共に、この圧
力によりスクリューｌは矢印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
正確な樹脂量を計蓋する。ここで、モータ７に連結され
ている回転数センチ８は、スクリューｌの回転ａｎを検
出してスクリュー回転数フィードバック信号Ｒｆを制御
装ａ１１５に入力している。 このため、この発明では速度制御で移動金型３０Ｇ又は
ノズル５を高速前進させ、移動金型３０Ｃ又はノズル５
が固定金型３０Ｂ又は金型３０に接する直前で一旦速度
を零とし、そこから低速低圧で移動金型３０Ｇ又はノズ
ル５が固定金型３０８又は金型３０に接するようにする
ことにより接触時の衝撃を小さくし、１つ短時間で完全
な圧着を行なうようにするものである。そして、この固
定金型３０Ｂ又はノズル５を固定金型３０Ｂ又は金型３
０に圧着させる過程は、クラッチの切換えだけで共にモ
ータ（に１）１３を用いて実施しており、且つその制御
方法は同一であるので、以下に、このノズル５の金型３
０への圧着制御方法について詳細に説明することにする
。 第３図はこの発明の詳細な説明するためのノズル５の動
作特性を示すグラフであり、横軸に時間ｔ、縦軸にノズ
ル５の速度Ｖをとったものである。ノズル５の速度が時
間ｔｏでは速度はｖＯであり１時間１０において特性Ｌ
ＬＯなる速度指令が出されるが、ノズル５の実際の速度
は特性ＬＬ１となり１時間ｔ３にて速度が零になること
を示している。ここで、Ｕは減速度、ωＣはスピードル
ープゲインである。この動作特性においてこの発明の詳
細な説明すると、ノズル５は速度ＶＯになるように速度
制御され、上述のように周期的に速度及び位置を監視さ
れている。そして、ノズル５が金４１！！３０に接する
位置と現在位置との差が、現在の速度から金型３０に接
する点で速度を零にするように減速するのに必要な距離
と等しくなった時点で、減速を開始するようにする。つ
まり、時間ｔｏで特性ＬＬＯなる速度指令が出され、こ
の指令通りノズル５が動けば時間ｔ２において速度は零
となる。しかし、ノズル５は慣性を有するから実際の速
度は特性ＬＬＩとなり１時間ｔ３において速度零となっ
たところで丁度ノズル５が金型３０に接することになる
。この特性ＬＬＩの速度が零近くなったときの勾配は特
性ＬＬＩの勾配と等しく、減速度Ｕがその勾配となって
いる。そして、特性ＬＬＩの勾配がＵで一定となった特
性ＬＬ２と速度ｗｅ　一定の直線との交点Ｃの時間ｔ１
はスピードループゲインωＣの逆数に等しいから、直線
ＬＬ２と縦軸との交点。 つまり速度Ｖｌ　は（Ｖｏ÷Ｕ／ωＣ）となるから、　
ｔ３は（ＶＯｈ◆１／ωＣ）となる、ここで前述の、ノ
ズル５が金型３０に接する点で速度が零にするように減
速するのに必要な距離を＾ＢＣＤで囲まれた面積Ｓ１に
相当するものとすると。 となる、しかし、ノズル５の実際の動きは特性ＬＬＩ　
となるから１時間ｔｏでの位置から７Ｊ際に速度が零と
なるまでの距離は、直線ＡＢ及び＾０と曲線ＬＬＩ　と
で囲まれた面１１Ｓ２に相当するものとなる。従って、
直線ＤＣとＢＣ及び曲１ｉＡｔ、Ｌｌで囲まれた面積を
５３とすれば。 Ｓ２−　Ｓｌ　−Ｓ３　　　　　　　　・・・・・・（
２）となるから、ノズル５が金型３０に接するまでの距
離が面積Ｓｌに相当する距離となった時点で減速指令が
出されれば、必ず金型３０に接する手前でノズル５の速
度を零とすることができる。そして、どの程度手前で速
度零とするかは、スピードループゲインωＣにより決定
されるから。 ノズル５の動きの安定性からみて、このスピードループ
ゲインωＣを大きくとればとる程、金型３０に接する点
に近い地点でノズル５は速度零にすることかでさる。つ
まり、金型３０に接する点で速度零になるように減速指
令を出すと、速度制御ループ系の制御幅によりノズル５
の速度が零となる以前に金型３０と接して衝撃を与える
場合が必ずあるので、金５３０と接する手前でしかも直
前でノズル５の速度を零にしてしまうというのがこの発
明の要点である。そして、この速度が零となった後は速
度制御から圧力制御に切換えることにより、安定した金
型３０への圧着が可能となる。 また、上述の如く、上記型締めの際の移動金型３０Ｇの
固定金型３０Ｂへの圧着制御方法も、全く同一の手法で
実施することができる。 なお、上述の実施例において、モータは直流でも交流制
御でも良く、移動金型及びノズルの位置移動はボールス
クリューとポールナツトの組合せの他、モータ駆動でガ
イド上を走行させたりすることも可能である。 （発明の効果） 以上のようにこの発明の射出成形機の制御方法によれば
、移動金型３０Ｃを高速移動して固定金５３０Ｂに節す
る手前で、またノズル５を高速移動して金型３０に接す
る手前でともにその移動速度を零にすることができるの
で、接触時の衝撃、振動を押えることができ、且つ減速
前の速度に関係なく圧着力を一定にすることかでさる。 従って、出来上り整品のばらつきが少ない等の品質の向
−りと、整品完成までの時間短縮による生産性向上を図
ることができる。 ４、図面の簡単な説明 第１図はこの発明を適用できる射出成形機の一実施例を
示すブロック構成図、第２図は射出成形機の具体的な構
造を示す構成図、第３図はノズルの動作特性を示すグラ
フである。 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・・・ポールナツト、！４・
・・位置センサ、１５・・・制御装置、　３Ｇ・・・金
型、３０Ｂ・・・固定金型、３０Ｇ・・・移動金型、　
４０．３５・・・筐体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 先端にノズルを穿設されているシリンダ内 に、前後進すると共に回転するスクリューを配設し、前
   記シリンダ内に溶融されている樹脂を前記ノズルから、
   製品の形状が彫り込まれた金型内に射出するようになっ
   ている射出成形機の制御方法において、前記ノズルを速
   度制御で前記金型方向に移動させ、前記ノズルの実速度
   と減速してから停止するまでの予想距離との関係から求
   められた時間に減速命令を発することにより、前記ノズ
   ルが前記金型に接する直前で速度が零になるように制御
   することを特徴とする射出成形機の制御方法。