JPS62234912A

JPS62234912A - 電動式射出成形機の背圧制御方法

Info

Publication number: JPS62234912A
Application number: JP7814686A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Mizuno; 正彦水野; Kazuo Hiraoka; 平岡　和夫
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 1986-04-07
Filing date: 1986-04-07
Publication date: 1987-10-15
Anticipated expiration: 2006-04-07
Also published as: JPH0249892B2

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式射出成形機の背圧制御方法に関する。

（ロ）従来の技術出願人は先に、射出成形機に荷重計を設けてスクリュ反
力を検出し、これを圧力制御系のフィードバック信号と
して用いる電動式射出成形機を提案した（特願昭５９−
２７４３３９号明細書参照）。この電動式射出成形機は
スクリュ前後進用電動モータによりスクリュ前後進用ね
じナツトおよびねじ軸を介してスクリュを前後進させ、
スクリュ回転用電動モータによりねじ軸を介してスクリ
ュを回転させるものである。このときの射出圧等の圧力
制御は前記ねじナツトにかかるスクリュ反力を荷重計に
より直接検出してフィードバックし、スクリュ前後進用
電動モータを制御することによって行なねれる。

しかしながら、この電動式射出成形機においては、スク
リュの回転機構と前後進機構とが相互干渉し、スクリュ
回転数が変化した場合、それに応じてスクリュが前進し
てしまう。これを防ぐには、スクリュの回転数変化に合
せて前後進用ねじナツトも回転させる必要があるが、上
記電動式射出成形機においては、荷重計で圧力を検出し
て前後進用ねじナツトを回転させる構成のため、応答遅
れが大きく（スクリュ回転数変化により大きな圧力変動
が生じる問題点があった。

（ハ）発明が解決しようとする問題点本発明は計量工程中における圧力変動を防止して背圧を
目標値に精度良く追従制御す葛ことのできる電動式射出
成形機の背圧制御方法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、荷重計からの圧力フィードバックによる背圧
制御に加えてスクリュ回転数検出回路、スクリュ前後進
用サーボモータ回転数のフィードバックを含む背圧フィ
ードバック制御としたこと特徴とする。

（ホ）作用背圧フィードバック制御回路にスクリュ前後進サーボモ
ータの回転数をフィードバック制御するマイナーのフィ
ードバックループを設け、そのマイナループに背圧の目
標値と検出値との圧力偏差をＰＤ（比例・微分）演算し
た値を回転数指令値として加えると共に、スクリュ回転
用ブレーキ付サーボモータの回転数を補正値として加え
るようにしたので、スクリュ回転系からの干渉が除かれ
、背圧制御特性が改善される。

（へ）実施例以下１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電動式射出成形機を示
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２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ｌ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ｌ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２Ｇ、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は軸受ナラｌ
−１２４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→荷重計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で背圧を検出する一方、回転数検出
器２５　、２６でサーボモータ２，３の回転数を検出し
、背圧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、２７は背圧設定器、２８，３０．３８は加
減演算器、２９は加減演算器２８からの圧力偏差ＣをＰ
Ｄ（比例・微分）演算して回転数指令値ｄを出力する背
圧調節計、３１は加減演算器３０からの回転数偏差ｋを
ＰＩＤ（比例・積分・微分）演算して１〜ルク指令値Ｑ
を出力する速度調節計、３２は入力するトルク指令値Ｑ
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アンプ、３３はスクリ
ュ前後用サーボモータ回転数検出用増幅器、３４は荷重
計用増幅器、３５はスクリュ回転検出回路用増幅器、３
６はスクリュ回転検出フィードバック回路用増幅器、３
７はスクリュ回転数設定器、３９はスクリュ回転数調節
計、４０はサーボモータアンプである。

以上の構成で、目標値ａは背圧設定値２７で与えられる
。スクリュ４にかかるスクリュ背圧は荷重計２２により
検出され、増幅器３４で増幅され背圧検出値すとなる。

加減演算器２８で背圧目標値ａと背圧検出器すを加減演
算して、その偏差値Ｃを背圧用調節計２９に入力し、背
圧用調節計２９でＰＤ補償演算した値ｄを出力する。ス
クリュ回転用ブレーキ付サーボモータ３の回転数は回転
数検出器２６により検出され、増幅器３６で増幅されて
スクリュ回転数検出値ｅとなり、加減演算器３８でスク
リュ回転数目標値ｆと加減演算される。その偏差値ｇは
スクリュ回転数調節計３９でＰＩＤ補償演算され、サー
ボアンプ４０に入力する。回転数検出器２５および２６
で検出された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サーボモータ３の回転数は増幅
器３３．３５で増幅されてスクリュ前後進用回転数１お
よびスクリュ回転用回転数ｊとなり、前記背圧用調節計
２９よりの出力値ｄと加減演算器３０で加減演算される
。その偏差値には速度用調節計３１に入力し、　ＰＩＤ
補償演算されてサーボモータアンプ３２に入力し、スク
リュ前後進用サーボモータ２の出力トルクを制御してス
クリュ４の後退時の圧力即ち背圧を制御する。

第３図は第２図に示した制御系のうち背圧制御に関する
部分をブロック線図で示したもので、それぞれＧ１は背
圧調節計２９、Ｇ２は速度調節計３１、Ｇ３はサーボモ
ータアンプ３２、Ｇ４はスクリュ前後進用サーボモータ
２、Ｇ５はスクリュ前後進用サーボモータ２より先の機
構部の慣性モーメント、Ｇｓ、Ｇｔは負荷および反力、
Ｇｘはスクリュ検出回路用増幅器３５、Ｋ１は歯車１３
．１４の減速比と歯車７，８の減速比の比である。また
、Ｐｓは背圧設定値、Ｎは実スクリュ回転数を表わす。

この第３図に示す背圧制御ブロック線図において、背圧
Ｐρは下記（１）式で表わすことができる。

・・・・・・（１）上記（１）式で、であれば、となり、スクリュ回転数Ｎの項がなくなる。従って、ス
クリュ回転検出回路用増幅器３５の伝達関数Ｇｘを。

とすれば、スクリュ回転の影響を取り除くことができる
。

（ト）発明の効果以上のように本発明によれば、圧力センサーによる圧力
フィードバックのみによる背圧制御に加え、スクリュ回
転数検出回路、スクリュ前後進用サーボモータ回転数の
フィードバックを含む背圧フィードバック制御としたの
で、スクリュ回転変化の補正は、背圧フィードバックの
制御のみの場合より速くなり、背圧の定常状態および過
渡応答に対する影響は小さくなって背圧は安定するよう
になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る電動式射出成形機の断
面図、第２図はその射出成形機の制御回路ブロック図、
第３図は第２図の背圧制御ブロック線図である。２・・・スクリュ前後進用サーボモータ、３・・・スク
リュ回転用ブレーキ付サーボモータ、４・・・スクリュ
、５・・・スクリュねじ軸、６・・・スプライン軸、７
，８１３．１４・・・歯車、９・・・ねじナツト。２５．２６・・・回転数検出器、２７・・・背圧設定器
。２８．３０．３８・・・加減演算器、２９・・・背圧調
節計、３１・・・速度調節計、３２．４０・・・サーボ
モータアンプ、３３・・・スクリュ前後用サーボモータ
回転数検出用増幅器、３４・・・荷重計用増幅器、３５
・・・スクリュ回転検出回路用増幅器、３６・・・スク
リュ回転検出フィードバック回路用設定器、３７・・・
スクリュ回転数設定器、３９・・・スクリュ回転数調節
計。

Claims

【特許請求の範囲】

射出成形用のスクリュを前後進させるスクリュ前後進用
サーボモータと、前記スクリュを回転させるスクリュ回
転用サーボモータとを備え、計量工程中のスクリュ背圧
を目標値に追従制御する電動式射出成形機の背圧制御方
式において、荷重計を設けて背圧を検出し目標値との偏
差を算出して背圧調節計に加え回転数指令値を取り出す
背圧フィードバック制御回路と、スクリュ前後進用サー
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
に応じてスクリュ前後進用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、スクリ
ュ回転用サーボモータ回転数検出器を設けて回転数を検
出し前記回転数マイナーフィードバック制御回路に補正
値として加えるスクリュ回転数検出回路とを備え、スク
リュ回転によるスクリュ背圧への影響を除去するように
したことを特徴とする電動式射出成形機の背圧制御方法
。