JPS62198426A - 電動射出成形機の保圧制御方式 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は電動射出成形機の保圧制御方式に関する。

（ロ）従来の技術 射出成形機においては、スクリュを回転させ樹脂をスク
リュ前方に押し出して射出シリンダ内に蓄える計量工程
と、スクリュを前進させ樹脂を金型内に射出する充填工
程とが繰り返される。そのうち充填工程はスクリュ前進
速度を制御する射出工程と、樹脂がほぼ充填した後のス
クリュ前進推力を制御する保圧工程とに分れる。

この保圧工程における制御方式として、ｆｔ動式の場合
、電機子電流を一定に保つことにょリモータ出力トルク
従ってスクリュ前進推力を一定に保つオープンループ制
御方式と、スクリュ前進推力を圧力検出器で検出してフ
ィードバックすることによりスクリュ前進推力を一定に
保つフィードバック制御方式とが知られている。

しかし、従来のフィードバック制御方式による保圧制御
は、荷重計により検出された圧力のみをフィードバック
する方式であったため、保圧制御が良好に行なわれない
問題点があった。即ち、保圧制御中には樹脂は徐々に収
縮するため、スクリュを少しずつ前進させる必要がある
。一方１機械系には摩擦力による駆動損失が存在する。

保圧制御中に樹脂の収縮による圧力低下は荷重計により
検出されて設定値にフィードバックされ、スクリュ前進
用のサーボモータの出力トルクは上昇する。

ところが、摩擦力のためサーボモータはトルクが上昇し
てもすぐには回転しない。サーボモータは。

出力トルクが摩擦力に相当する分だけ上昇した時に初め
て回転し、スクリュを前進させ圧力を補正しようとする
。しかし、動摩擦は静摩擦より小さい。このため、スク
リュが動き出すとサーボモータの出力トルクは過剰とな
り、スクリュは前進し過ぎて目標値を越えて止まる。樹
脂が収縮する間、また圧力は下がり上記の動作を繰り返
す、このため、保圧は一定にならず目標値に対してハン
チングする問題点があった。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 本発明は上記従来の問題点を解消して、保圧を一定に制
御し得る制御方式を提供することを目的とする。

（ニ）問題点を解決するための手段 本発明は、荷重計により検出される圧力の他、スクリュ
前進用サーボモータの回転数を回転数検出器により検出
し、これをフィードバックするマイナーフィードバック
ループを設けるようにしたことを特徴とする。

（ホ）作用 保圧フィードバック制御装置に回転数をフィードバック
制御するマイナーフィードバックループを設け、そこに
保圧の目標値と検出値との圧力偏差をＰ’Ｄ（比例・微
分）演算した値を回転数指令値として加えるようにした
ので、圧力偏差が生じれば直ちに大きな回転数指令値が
生じてサーボモータを回転させスクリュを前進させると
共に、スクリュ前進後のサーボモータの回転数は圧力偏
差に応じた値となり、スクリュを前進し過ぎることなく
制御して、常に目標値通りの保圧が得られるようになる
。

（へ）実施例 以下、本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る射出装置を示し、ハウ
ジング１の外側にはスクリュ前後進用サーボモータ２お
よびスクリュ回転用ブレーキ付きサーボモータ３が設け
られる。また、ハウジング１内にはスクリュ４が前後進
移動９回転可能に突出して設けられる。そのスクリュ４
はスクリュねじ軸５とトルク伝達可能に結合されており
、スクリュねじ軸５はスプライン軸６と一体構成となっ
ている。

ハウジング１内において、スクリュ前後進用サーボモー
タ２の軸２′に取り付けられた第１段目の歯車７は第２
段目の歯車即ちスクリュ前後進用歯車８と噛合し、この
第２段目の歯車８はねじナツト９と一体化し、更にこの
ねじナツト９はスクリュねじ軸５と螺合している。また
、第２段目の歯車８はナツトハウジング１０と一体構成
となって軸受１１，１２でハウジング１に回転自在に支
持されている。この場合、軸受１１は軸方向に滑動可能
なようにハウジング１に対して遊合されている。

また、ハウジング１内において、スクリュ回転用のブレ
ーキ付きサーボモータ３の軸３′に取り付けられた第１
段目の歯車１３は第２段目の歯車１４即ちスクリュ回転
用歯車１４と噛合している。この第２段目の歯車１４は
、前記スプライン軸６と嵌合するスプライン溝部１５と
筒状部１６を備える。スプライン軸６は前記歯車１４と
一体的に回転すると共に。

歯車１４の筒状部１６内を前後進移動可能になっており
、歯車１４の回転と共にスクリュ４も回転する。

この第２段目の歯車１４は軸受１７，１８とで回転可能
に支持される。

ハウジング１内面にリング状に突出形成したギヤボック
ス隔壁１９と、第２段目の歯車即ちスクリュ前後進用歯
車８との間に軸受２０．ベアリング押さえ２１を介して
ロードセルなどの荷重計２２を設けている。この荷重計
２２はリング状のものにストレインゲージを貼り付けた
もの、あるいは数個のブロックにストレインゲージを貼
り付けたものが用いられる。図中、２３は軸受ナツト、
２４は軸受ワッシャである。また、スクリュ前後進用サ
ーボモータ２の回転軸には回転数検出器２５が連結され
ている。

上記射出装置において、射出圧もしくはスクリュ背圧は
、スクリュ４→スクリユねじ軸５→ねじナツト９→スク
リュ前後進用歯車８→軸受け２０→ベアリング押さえ２
１→荷重機２２へと伝わる。

安定なフィードバック制御を行なうためには、スクリュ
４にかかる正方向（押し方向）の力も負方向（引き方向
）の力も確実に荷重計２２に伝える必要があり、そのた
めにはスクリュ４から荷重計２２に至る各部材にガタが
あってはならない。特に、スクリュ前後進用歯車８．軸
受け２０．ベアリング押さえ２１、荷重計２２間にガタ
（隙間）が生じ易い。このガタをなくすため、ハウジン
グ１０の右端部外周にねじを切り軸受ワッシャ２４を挿
入し、軸受ナツト２３で締め付け、荷重計２２に予圧を
与えている。軸受ナツト２３を締め付けるとハウジング
１０は図の右方向へ移動し、それにつれてスクリュ前後
進用歯車８が右へ移動するので軸受け２０．ベアリング
押さえ２１が右へ移動し荷重計２２は左端より力を受け
る。

また、軸受ナツト２３の反力は軸受ワッシャ２４を左へ
押し、軸受け１２を左へ押す。軸受け１２の押圧力はギ
ヤボックス隔壁１９に伝わるが、荷重計２２の右端もギ
ヤボックス隔壁１９に接しているため、結果として荷重
計２２は左右両端より軸受ナツト２３の締め付は力に等
しい予圧が与えられている。

第２図は荷重計２２で一保圧を検出する一方５回転数検
出器２５でサーボモータ２の回転数を検出して保圧フィ
ードバック制御を行なう制御回路ブロック図を示したも
のである。図中、２６は保圧設定器。

２７　、２９は加減演算器、２８は加減演算器２７から
の圧力偏差ＣをＰＤ（比例・微分）演算して回転数指令
値ｄを出力する保圧調節計、３０は加減演算器２９から
の回転数偏差ｆをＰＩＤ（比例・積分・微分）演算して
トルク指令値ｇを出力する速度調節計、３１は入力する
トルク指令値ｇに応じたサーボモータ２の電機子電流を
流しモータ出力トルクを制御するサーボモータ用アンプ
、３２は回転数検出用増幅器、３３は荷重計用増幅器で
ある。

以上の構成で、保圧の目標値ａは保圧設定値２６より与
えられる。スクリュ４にかかる射出圧は荷重計２２によ
り検出され、荷重計用増幅器３３で増幅されて保圧検出
値すとなる。保圧の目標値ａと検出値すは加減演算器２
７で偏差が演算され、その保圧偏差値Ｃは保圧調節計２
８でＰＤ演算されて回転数指令値ｄとなり、マイナーフ
ィードバックループ３４に加え、られる。

マイナーフィードバックループ３４では５回転数検出器
２５で検出されたサーボモータ２の回転数が回転数検出
用増幅器３２で増幅されて回転数検出値ｅとなり、加減
演算器２９で回転数指令値ｄとの偏差［が演算される。

この回転数偏差ｆは速度調節計３０でＰＩＤ演算されて
トルク指令値ｇとなり、サーボモータ用アンプ３１に入
力され、そのトルク指令値ｇに応した電機子電流がサー
ボモータ２に流れ、スクリュ４の前進推力制御即ち検力
制御が行なわれる。

この制御方式によれば、保圧工程において、樹脂の収縮
により圧力が下った場合、この圧力低下は直ちに荷重計
２２により検出されて荷重計用増幅器３３を介して加減
演算器２７にフィードバックされ、保圧偏差Ｃとなって
現われる。すると、保圧調節計２８はＰＤ演算により偏
差が生じた瞬間だけ大きな値をとり、後は偏差に比例す
る値を回転数指令値ｄとしてマイナーフィードバックル
ープ３４に加える。マイナーフィードバックループ３４
では、この回転数指令値ｄに応じてサーボモータ２を回
転数制御する結果、保圧偏差Ｃが生じると瞬時にサーボ
モータ２が回転しスクリュ４を前進させる。回転後はサ
ーボモータ２の回転数も保圧偏差Ｃに比例した値になり
、行き過ぎることなく精度良く目標値に追従して圧力を
補正する。

（ト）発明の効果 以上のように本発明によれば、荷重計による圧力フィー
ドバック制御に加えて、サーボモータの回転数もフィー
ドバックするマイナーフィードバックループを設けるよ
うにしたので、保圧工程中の樹脂の収縮による圧力変化
に対する補正は迅速に行なわれてハンチングもなく目標
値に対する追従性の良い保圧制御が行なわれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る射出装置の断面図、第
２図はその射出装置における制御回路のブロック図であ
る。 ２・・・スクリュ前後進用サーボモータ、４・・・スク
リュ、５・・・スクリュねじ軸、７，８・・・歯車、２
６・・・保圧設定値、２７．２９・・・加減演算器、２
８・・・保圧調節計、３０・・・速度調節計、３１・・
・サーボモータ用アンプ、３２・・・回転数検出用増幅
器、３３・・・荷重計用増幅器、３４・・・マイナーフ
ィードバックループ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 射出成形用のスクリュをサーボモータを用いて前進させ
   ることにより保圧工程時のスクリュ前進推力を一定に制
   御する電動射出成形機の保圧制御方式において、射出圧
   検出用荷重計を設けて保圧を検出し目標値との偏差を算
   出して保圧調節計に加え回転数指令値を取り出す保圧フ
   ィードバック制御回路と、サーボモータ回転数検出器を
   設けて回転数を検出し前記回転数指令値との偏差を算出
   して速度調節計に加えその出力に応じてサーボモータの
   回転数を制御する回転数マイナーフィードバック制御回
   路とを備えて成ることを特徴とする電動射出成形機の保
   圧制御方式。