JP2000238092A

JP2000238092A - 射出成形機の制御方法

Info

Publication number: JP2000238092A
Application number: JP11043129A
Authority: JP
Inventors: Akio Yamada; 明雄山田
Original assignee: Toyo Machinery and Metal Co Ltd
Current assignee: Toyo Innovex Co Ltd
Priority date: 1999-02-22
Filing date: 1999-02-22
Publication date: 2000-09-05
Anticipated expiration: 2019-02-22
Also published as: JP3648083B2

Abstract

(57)【要約】【課題】樹脂密度のばらつきを抑えると同時に、可塑
化・計量行程の完了時点でのスクリュ位置のばらつきを
抑えること。【解決手段】可塑化・計量行程の第１段階である可塑
化・樹脂送り込み行程を、スクリュ回転数をフィードバ
ック制御することによりスクリュを回転駆動制御しつ
つ、スクリュに対して圧力フィードバック制御を行うこ
とで実行し、可塑化・計量行程の第２段階である樹脂量
計量行程を、スクリュの回転を停止させた状態で、スク
リュに対して時間軸に沿った圧力フィードバック制御を
行うことで実行すると共に、この樹脂量計量行程におけ
る最終のスクリュ後退限位置を規定する後退限規定値を
設定して、樹脂量計量行程の期間においてもスクリュの
現在位置を監視し、樹脂量計量行程期間中に、スクリュ
が上記後退限規定値で規定される位置を超えることがな
いように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インラインスクリ
ュ式の射出成形機の制御方法に係り、特に、樹脂密度の
安定化を図るのに好適な射出成形機における可塑化・計
量行程の制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インラインスクリュ式の射出成形機にお
いては、公知のように、スクリュの回転と後退によっ
て、可塑化した溶融樹脂をスクリュの先端側に溜め込ん
で、可塑化・計量を行うようになっている。

【０００３】上記の可塑化・計量行程は、従来は一般的
に、可塑化・計量の開始位置から可塑化・計量の完了位
置までのスクリュストロークを設定すると共に、射出駆
動源が油圧シリンダの場合には、スクリュ回転数と背圧
とを設定して、この設定条件にしたがって、スクリュの
回転数と背圧とを制御し、射出駆動源がサーボモータ
（電動サーボモータ）の場合には、スクリュ回転数とス
クリュ先端樹脂圧とを設定して、この設定条件にしたが
って、スクリュの回転数とスクリュが樹脂により受ける
圧力とを制御し、いずれの場合も、可塑化・計量の完了
位置に到達すると、スクリュの回転動作と後退動作を停
止させて、可塑化・計量行程を終了させるようになって
いた。

【０００４】上述のように従来の可塑化・計量行程は、
可塑化・計量の完了位置に至るとスクリュの回転動作と
後退動作を停止させるので、可塑化・計量の完了位置は
常に一定のものとなる。しかしながら、従来の可塑化・
計量動作では、可塑化・計量行程の最初から終わりまで
の間、常にスクリュを回転させた状態で、圧力フィード
バック制御を行っているので、圧力フィードバック制御
のためにロードセル（力センサ（圧力値に変換する）；
以下、圧力センサと表記）で検出される圧力測定値に
は、スクリュ回転による推進力（圧力）が加味されたも
のとなる。そして、このスクリュ回転による推進力（圧
力）は、スクリュと樹脂間や加熱シリンダの内面と樹脂
間の摩擦力の変動などによって、変動し易いものである
ため、ロードセルの検出圧力を設定された圧力と一致さ
せるように圧力フィードバック制御しても、スクリュ回
転による推進力（圧力）が変動すると、樹脂の実際圧力
がばらつきを示し、このため、計量して貯えられた溶融
樹脂の樹脂密度がばらつくという問題があった。

【０００５】そこで、本願出願人は、計量して貯えられ
た溶融樹脂の上記ばらつきを可及的に低減するための、
インラインスクリュ式の射出成形機における可塑化・計
量行程の制御方法を、特願平９−３００７６４号によっ
て提案した。すなわち、この先願においては、従前は単
に計量行程と呼ばれている可塑化・計量行程を、樹脂を
溶融し、可塑化してスクリュ先端側に送り込む可塑化・
樹脂送り込み行程と、スクリュを最終的に計量完了位置
（後退限位置）まで後退させる樹脂量計量行程とに、２
分して、可塑化・樹脂送り込み行程では、スクリュ回転
数をフィードバック制御することでスクリュを回転駆動
制御しつつ、スクリュに対して圧力フィードバック制御
を行い、可塑化・樹脂送り込み行程に引き続く樹脂量計
量行程では、スクリュの回転を停止させた状態で、スク
リュに対して時間軸に沿った圧力フィードバック制御を
実行するようにしている。そして、このように、可塑化
・計量行程の第２段階である樹脂量計量行程において
は、スクリュ回転による推進力（圧力）の影響を受けな
い状態で、所定時間の圧力フィードバック制御を行って
いるので、樹脂圧力のコントロールがきわめて良好な状
態で行い得ることになり、これによって、計量して貯え
られた溶融樹脂の樹脂密度のばらつきが可及的に低減さ
れる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記特願平９−３００
７６４号で提案された技術では、可塑化・計量行程の第
２段階である樹脂量計量行程において、スクリュ回転を
停止させた状態で、一定時間の圧力制御（時間軸に沿っ
た圧力制御）を行うことで、計量して貯えられた溶融樹
脂の樹脂密度のばらつきを可及的に低減するようにして
おり、樹脂挙動等が安定している場合には、樹脂量計量
行程（可塑化・計量行程）の完了時点でのスクリュ位置
（スクリュ後退限位置）のばらつきも比較的に小さくな
る。しかしながら、前記先願の樹脂量計量行程は、時間
軸に沿った圧力フィードバック制御であるために、スク
リュ後退限位置を一定にコントロールすることはでき
ず、予期せぬ樹脂挙動の変動等によって、可塑化・計量
行程の完了時点でのスクリュ位置（スクリュ後退限位
置）のばらつきが大きくなる虞があった。

【０００７】つまり、前記特願平９−３００７６４号で
提案された技術においては、可塑化・計量行程の完了時
点でのスクリュ位置（スクリュ後退限位置）のばらつき
範囲を小さくする、ないしは、ばらつきを抑えることに
関しては配慮が払われておらず、成形条件によっては、
樹脂密度のばらつきを抑えると同時に、可塑化・計量行
程の完了時点でのスクリュ位置（スクリュ後退限位置）
のばらつきを抑えて、以って計量容積を安定化させるこ
とが、求められるケースもある。

【０００８】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
その目的とするところは、インラインスクリュ式の射出
成形機において、樹脂密度のばらつきを抑えると同時
に、可塑化・計量行程の完了時点でのスクリュ位置のば
らつきも抑えることが可能な、計量行程の制御方法を提
供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成するため、加熱シリンダ内にスクリュを回転並びに
前後進可能であるように配設し、スクリュを回転駆動す
るスクリュ回転駆動源と、スクリュを前後進駆動する射
出駆動源とを具備した、インラインスクリュ式の射出成
形機の制御方法において、可塑化・計量行程の第１段階
である可塑化・樹脂送り込み行程を、スクリュ回転数を
フィードバック制御することによりスクリュを回転駆動
制御しつつ、スクリュに対して圧力フィードバック制御
を行うことで実行し、上記可塑化・樹脂送り込み行程に
引き続く、可塑化・計量行程の第２段階である樹脂量計
量行程を、スクリュの回転を停止させた状態で、スクリ
ュに対して時間軸に沿った圧力フィードバック制御を行
うことで実行すると共に、この樹脂量計量行程における
最終のスクリュ後退限位置を規定する後退限規定値を設
定して、樹脂量計量行程の期間においてもスクリュの現
在位置を監視し、樹脂量計量行程期間中に、スクリュが
上記後退限規定値で規定される位置を超えることがない
ように制御する、ようにされる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を用いて説明する。図１は、本発明の１実施形態に係
るインラインスクリュ式の射出成形機の要部構成を示す
図であり、メカニズムはスクリュの回転駆動系と前後進
駆動系のみを示し、制御系は可塑化・計量系のみを示し
てある。

【００１１】図１において、１は加熱シリンダ、２は加
熱シリンダ１内に回転並びに前後進可能であるように配
設されたスクリュ、３はスクリュ２を回転駆動するスク
リュ回転駆動源（可塑化・樹脂送り込み駆動源）として
のスクリュ回転用のサーボモータ、３ａはサーボモータ
３の出力プーリ、４は出力プーリ３ａの回転をスクリュ
２の後端に結合されたプーリ５に伝達するタイミングベ
ルト、６は射出駆動源としての射出用のサーボモータ、
６ａはサーボモータ６の出力プーリ、７は出力プーリ６
ａの回転を回転→直線運動変換メカニズム８のプーリ８
ａに伝達するタイミングベルト、８は回転運動を直線運
動に変換してスクリュ２に伝達するためのボールネジ機
構よりなる回転→直線運動変換メカニズム、９はスクリ
ュ回転用のサーボモータ３の回転を検出するエンコー
ダ、１０はスクリュ２にかかる圧力を検出するロードセ
ル、１１は射出用のサーボモータ６の回転を検出するエ
ンコーダである。なお、本実施形態においては、可塑化
・計量用のサーボモータ３、タイミングベルト４、プー
リ５は、スクリュ２と一体となって前後進するようにな
っている。

【００１２】１２はマイクロコンピュータ等の機能で具
現化される可塑化・計量条件設定格納部で、スクリュ回
転数設定格納部１３と、樹脂圧力条件設定格納部１４と
を具備する。１５も同じくマイクロコンピュータの機能
で具現化される可塑化・計量制御部で、スクリュ回転数
フィードバック制御部１６と、圧力フィードバック制御
部１７とを具備する。また、１８はスクリュ回転用のサ
ーボモータ３を駆動制御するサーボアンプ、１９は射出
用のサーボモータ５を駆動制御するサーボアンプであ
る。

【００１３】可塑化・計量条件設定格納部１２のスクリ
ュ回転数設定格納部１３には、可塑化・計量行程の第１
段階である可塑化・樹脂送り込み行程の、スクリュ回転
数の制御条件が書き替え可能に格納されており、本実施
形態では、可塑化・計量の開始位置（可塑化・樹脂送り
込み行程の開始位置）から可塑化・樹脂送り込み行程の
完了位置までの、所定かつ一定数の設定スクリュ回転数
（ｒｐｍ）が記憶されるようになっている。

【００１４】また、可塑化・計量条件設定格納部１２の
樹脂圧力条件設定格納部１４には、可塑化・樹脂送り込
み行程、および、可塑化・計量行程の第２段階である樹
脂量計量行程の、樹脂圧力の制御条件が格納されてい
る。本実施形態では、樹脂圧力条件設定格納部１４に
は、可塑化・計量の開始位置（可塑化・樹脂送り込み行
程の開始位置）から可塑化・樹脂送り込み行程の完了位
置までの、所定かつ一定数の設定樹脂圧力と、可塑化・
樹脂送り込み行程の完了時点から樹脂量計量行程の完了
時点までの、時間軸に沿った２段設定された設定樹脂圧
力と、樹脂量計量行程の後半行程におけるスクリュの後
退制限ストローク幅（すなわち、樹脂量計量行程の後半
行程の開始位置（これは各ショット毎に計測して認知さ
れる）からのスクリュ後退限位置を規定する後退限規定
値）とが、記憶されるようになっている。

【００１５】可塑化・計量制御部１５のスクリュ回転数
フィードバック制御部１６は、エンコーダ１１の出力Ａ
３から得られる実測スクリュ位置を監視すると共に、ス
クリュ回転数設定格納部１３に格納された設定データ
と、エンコーダ９の出力Ａ１から得られる実測スクリュ
回転数データとを対比し、可塑化・計量の開始位置（可
塑化・樹脂送り込み行程の開始位置）から可塑化・樹脂
送り込み行程の完了位置に至る間での区間を、設定され
たスクリュ回転数となるように制御信号を生成して、こ
れをサーボアンプ１８に出力し、スクリュ回転用のサー
ボモータ３を駆動制御する。サーボモータ３の回転は、
出力プーリ３ａ、タイミングベルト４、プーリ５を介し
てスクリュ２に伝達され、これにより、スクリュ２が設
定された回転数となるように、フィードバック制御によ
り回転駆動される。

【００１６】可塑化・計量制御部１５の圧力フィードバ
ック制御部１７は、可塑化・樹脂送り込み行程において
は、エンコーダ１１の出力Ａ３から得られる実測スクリ
ュ位置を監視すると共に、樹脂圧力条件設定格納部１４
に格納された設定データと、ロードセル１０の出力Ａ２
から得られる実測圧力データとを対比し、可塑化・計量
の開始位置（可塑化・樹脂送り込み行程の開始位置）か
ら可塑化・樹脂送り込み行程の完了位置に至る間での区
間を、設定された樹脂圧力となるように制御信号を生成
して、これをサーボアンプ１９に出力し、射出用のサー
ボモータ６を駆動制御する。サーボモータ６の回転は、
出力プーリ６ａ、タイミングベルト７を介して回転→直
線運動変換メカニズム８のプーリ８ａに伝達され、これ
によって、ロードセル１０により検出されたスクリュ２
にかかる圧力が、設定された樹脂圧力となるように、ス
クリュ２がフィードバック制御によって前後進駆動制御
（停止制御を含む）される。

【００１７】また、圧力フィードバック制御部１７は、
樹脂量計量行程の前半行程においては、樹脂圧力条件設
定格納部１４に格納された設定データと、ロードセル１
０の出力Ａ２から得られる実測圧力データとを対比し、
可塑化・樹脂送り込み行程の完了時点から、予め設定さ
れた樹脂量計量行程の前半行程の完了時点までの期間
を、設定された樹脂圧力となるように制御信号を生成し
て、これをサーボアンプ１９に出力し、これによって、
ロードセル１０により検出されたスクリュ２にかかる圧
力が、設定された樹脂圧力となるようにフィードバック
制御が実行される。

【００１８】また、圧力フィードバック制御部１７は、
樹脂量計量行程の後半行程においては、樹脂圧力条件設
定格納部１４に格納された設定データと、ロードセル１
０の出力Ａ２から得られる実測圧力データとを対比し、
樹脂量計量行程の前半行程の完了時点から、予め設定さ
れた樹脂量計量行程の後半行程の完了時点までの期間
を、設定された樹脂圧力となるように制御信号を生成し
て、これをサーボアンプ１９に出力し、これによって、
ロードセル１０により検出されたスクリュ２にかかる圧
力が、設定された樹脂圧力となるようにフィードバック
制御が実行される。さらに、この樹脂量計量行程の後半
行程においては、圧力フィードバック制御部１７は、エ
ンコーダ１１の出力Ａ３から得られる実測スクリュ位置
を監視すると共に、樹脂量計量行程の前半行程の完了時
点（樹脂量計量行程の後半行程の開始時点）においてエ
ンコーダ１１で計測された実測スクリュ位置情報を認知
して、この樹脂量計量行程の後半行程の開始時点の実測
スクリュ位置を基準とする、樹脂圧力条件設定格納部１
４に格納された前記した樹脂量計量行程の後半行程にお
けるスクリュの後退制限ストローク幅で規定されるスク
リュ後退限規制位置を、スクリュ２が超えることがない
ように制御する。

【００１９】図２は、可塑化・計量制御部１５の圧力フ
ィードバック制御部１７の１例を示す図で、同図におい
て、図１と均等なものには同一符号を付してある。

【００２０】図２において、２１は偏差検出部、２２は
圧力フィードバック制御のためのＰＩＤ演算を行うＰＩ
Ｄ演算部、２３はＰＩＤ演算部２２の出力を変換処理す
る出力変換部、２４は速度制御パターン作成部、２５は
偏差カウンタ、２６は速度制御のための制御出力値を生
成して出力する速度制御指令値出力部、２７は、出力変
換部２３の出力と速度制御指令値出力部２６の出力とを
切り替えて出力するスイッチ部、２８は、スイッチ部２
７の出力をアナログ変換して、圧力指令値を見かけ速度
指令値として（サーボモータ６に与えられる制御値は、
圧力フィードバック制御であっても、サーボモータ６か
ら見れば速度制御値となる）、サーボアンプ１９に出力
するＤ／Ａ変換部である。

【００２１】可塑化・樹脂送り込み行程においては、偏
差検出部２１には、可塑化・樹脂送り込み行程の開始指
令の到来から可塑化・樹脂送り込み行程の終了指令の到
来までの間、可塑化・樹脂送り込み行程の圧力設定値ｐ
１と、ロードセル１０の出力Ａ２を演算処理して得られ
る圧力測定値ｐｘとが、それぞれ適宜サンプリング周期
で供給される。また、樹脂量計量行程の前半行程におい
ては、偏差検出部２１には、樹脂量計量行程の前半行程
の開始指令の到来から樹脂量計量行程の前半行程の終了
指令の到来までの間、樹脂量計量行程の前半行程の圧力
設定値ｐ２と、ロードセル１０の出力Ａ２を演算処理し
て得られる圧力測定値ｐｘとが、それぞれ適宜サンプリ
ング周期で供給される。また、樹脂量計量行程の後半行
程においては、偏差検出部２１には、樹脂量計量行程の
後半行程の開始指令の到来から樹脂量計量行程の後半行
程の終了指令の到来までの間、樹脂量計量行程の後半行
程の圧力設定値ｐ３と、ロードセル１０の出力Ａ２を演
算処理して得られる圧力測定値ｐｘとが、それぞれ適宜
サンプリング周期で供給される。

【００２２】偏差検出部２１では、圧力設定値ｐ１（ま
たはｐ２またはｐ３）と圧力測定値ｐｘとから、両者の
差分を算出し、これを偏差（圧力の偏差）ｅとしてＰＩ
Ｄ演算部２２へ出力する。ＰＩＤ演算部２２では、入力
された偏差ｅを用いて、ＰＩＤ（比例・積分・微分）動
作に基づくフィードバック制御を行うための演算処理、
すなわち次式による演算処理を実行し、圧力測定値ｐｘ
を圧力設定値ｐ１（またはｐ２またはｐ３）に一致させ
るための操作量ｕを算出する。なお、次式において、Ｐ
ｉ，Ｉｉ，ＤｉはＰＩＤ定数である。

【００２３】

【数１】

【００２４】出力変換部２３では、ＰＩＤ演算部２２か
らの出力たる操作量ｕを、操作量値ｕ→制御出力値ｙ２
の出力変換式、すなわちｙ２＝ｇ（ｕ）によって、制御
出力値ｙ２として演算変換処理して求め、これをスイッ
チ部２７へ出力する。

【００２５】スイッチ部２７は、可塑化・樹脂送り込み
行程、および樹脂量計量行程の前半行程においては、出
力変換部２３からの制御出力値ｙ２を無条件で選択し
て、Ｄ／Ａ変換部２８へ出力するように制御される。

【００２６】速度制御パターン作成部２４では、樹脂量
計量行程の後半行程における、樹脂量計量行程の後半行
程の開始時点の実測スクリュ位置を始点とし、樹脂圧力
条件設定格納部１４に格納された前記した樹脂量計量行
程の後半行程におけるスクリュの後退制限ストローク幅
で規定されるスクリュ後退限規制位置を終点とする、ス
クリュストローク軸（位置軸）に沿って、各位置ｓ１毎
に設定された樹脂量計量行程の後半行程の速度設定値ｖ
１に基づいて、樹脂量計量行程の後半行程における速度
制御パターンを生成し、これを偏差カウンタ２５へ出力
する。また、偏差カウンタ２５へは、エンコーダ１１の
出力Ａ３に基づく、樹脂量計量行程の後半行程における
現在のスクリュ位置情報が入力される。

【００２７】偏差カウンタ２５は、速度制御パターン作
成部２４からの位置軸に沿った速度制御パターン情報
と、スクリュの現在位置情報とに基づき、樹脂量計量行
程の後半行程におけるスクリュの現在位置に応じた速度
の偏差を、速度制御指令値出力部２６へ出力する。速度
制御指令値出力部２６では、出力変換部２３とほぼ同様
の出力変換の演算処理等を行って、演算処理結果を制御
出力値ｙ１として、スイッチ部２７へ出力する。

【００２８】樹脂量計量行程の後半行程においては、ス
イッチ部２７は、出力変換部２３からの制御出力値ｙ２
と、速度制御指令値出力部２６からの制御出力値ｙ１と
を常時監視して、両者ｙ１，ｙ２の大小関係を判定して
おり、ｙ１＞ｙ２である際には、出力変換部２３からの
制御出力値ｙ２をＤ／Ａ変換部２８へ出力し、ｙ１≦ｙ
２となると、速度制御指令値出力部２６からの制御出力
値ｙ１をＤ／Ａ変換部２８へ出力する。

【００２９】図３は、上記した制御出力値ｙ１とｙ２と
の関係を示す、樹脂量計量行程の後半行程の様子を示す
説明図で、同図の横軸はスクリュストローク（スクリュ
位置）を示し、同図の縦軸は速度を示している。

【００３０】図３に示すように、予め定められた所定時
間にわたる、樹脂量計量行程の前半行程の圧力フィード
バック制御（時間軸に沿った圧力フィードバック制御）
が終了すると、予め定められた所定時間にわたる、樹脂
量計量行程の後半行程の圧力フィードバック制御（時間
軸に沿った圧力フィードバック制御）が開始される。こ
の樹脂量計量行程の後半行程の時間軸に沿った圧力フィ
ードバック制御では、圧力測定値ｐｘが、樹脂量計量行
程の後半行程の圧力設定値ｐ３と一致するように圧力優
先のフィードバック制御が行われ、出力変換部２３から
は、圧力測定値ｐｘが圧力設定値ｐ３に一致するように
制御する制御出力値ｙ２が出力される。この制御出力値
ｙ２は、サーボモータ６に対しては見かけ速度指令値と
して与えられるものであるが、圧力優先制御のための制
御出力であるため、図３に示すように、速度制御出力と
しては、あるばらつき範囲Ｓをもつものとなる。

【００３１】一方、速度制御指令値出力部２６の出力す
る制御出力値ｙ１は、樹脂量計量行程の後半行程のスク
リュ後退限位置を規定するためのものであって、図３に
示すように、スクリュ位置に沿った樹脂量計量行程の後
半行程の終期位置区間を除いて、制御出力値ｙ２よりも
十分に大きな値をとるように設定されており、樹脂量計
量行程の後半行程の終期位置区間においては、制御出力
値ｙ２のばらつき範囲Ｓによるｙ２の変動の如何によっ
ては、樹脂量計量行程の後半行程の完了前に（すなわ
ち、予め定められた所定の樹脂量計量行程の後半行程の
時間が経過する前に）、ｙ１≦ｙ２となる場合もあるよ
うに、制御出力値ｙ１はその減速パターン特性が定めら
れている。

【００３２】したがって、保圧フィードバック制御部１
７のスイッチ部２８は、予め定められた所定の樹脂量計
量行程の後半行程の時間が経過する前に、ｙ１≦ｙ２と
なると、Ｄ／Ａ変換部２８への出力を、制御出力値ｙ２
から制御出力値ｙ１へと切り替えて、これによって、樹
脂量計量行程の後半行程のスクリュ後退限位置が、制御
出力値ｙ１の減速パターン特性で規定される所定位置
（図３中に示すように、樹脂量計量行程の後半行程の開
始位置からの後退制限ストローク幅で規定されるスクリ
ュ後退限規制位置）となるように、制御出力の切り替え
制御を行う。

【００３３】また、予め定められた所定の樹脂量計量行
程の後半行程の時間内において、ｙ１≦ｙ２とならなか
った場合には、すなわち、樹脂量計量行程の後半行程の
時間内で最後までｙ１＞ｙ２である場合には、スイッチ
部２７は、Ｄ／Ａ変換部２８への出力として制御出力値
ｙ２を最後まで選択し続けることになる。このようにス
イッチ部２７が最後まで制御出力値ｙ２を出力し続ける
場合には、樹脂量計量行程の後半行程の完了時点でのス
クリュ位置（スクリュ後退限位置）は、上記したスクリ
ュ後退限規制位置の手前か、もしくはスクリュ後退限規
制位置と一致することになる。

【００３４】ここで、本実施形態のような制御を行わな
い、樹脂量計量行程の後半行程の時間軸に沿った圧力フ
ィードバック制御を行った際、すなわち、樹脂量計量行
程の後半行程中においてスクリュ後退限位置の規制を行
わない、時間軸に沿った圧力フィードバック制御を行っ
た際において、良好な可塑化・計量がなされているとき
の樹脂量計量行程の後半行程の完了時点でのスクリュ位
置（スクリュ後退限位置）のばらつきの平均値を、前記
のスクリュ後退限規制位置に設定したと仮定すると、本
実施形態では、樹脂量計量行程の後半行程の完了時点で
のスクリュ位置のばらつき範囲は、従来の１／２に低減
されることなり、以って、計量容積のばらつきが従来よ
りも小さくなる。また、例えば、良好な可塑化・計量が
なされているときの樹脂量計量行程の後半行程の完了時
点でのスクリュ位置のばらつき範囲内における、スクリ
ュ後退量の少ない方の値を、前記のスクリュ後退限規制
位置に設定すれば、樹脂量計量行程の後半行程の完了時
点でのスクリュ位置は概ねスクリュ後退限規制位置に収
斂するようになり、以って、計量容積が安定する。

【００３５】図４は、本実施形態の射出成形機の表示装
置上に表示された可塑化・計量条件の設定画面の１例を
示す図である。同図において、３１は可塑化・樹脂送り
込み行程の条件設定欄、３２は、樹脂量計量行程の前半
行程の条件設定欄３３と、樹脂量計量行程の後半行程の
条件設定欄３４とからなる、樹脂量計量行程の条件設定
欄である。

【００３６】可塑化・樹脂送り込み行程の条件設定欄３
１には、可塑化・樹脂送り込み行程のスクリュストロー
クの設定部３１ａと、スクリュ回転数の設定部３１ｂ
と、樹脂圧の設定部３１ｃとが設けられている。また、
樹脂量計量行程の前半行程の条件設定欄３３には、樹脂
量計量行程の前半行程の時間の設定部３３ａと、樹脂圧
の設定部３３ｂとが設けられていると共に、最新ショッ
トにおける樹脂量計量行程の前半行程の完了時点での、
可塑化・樹脂送り込み行程完了時スクリュ測定位置から
の後退幅（スクリュが後退した場合はマイナス表示）の
表示部３３ｃが設けられている。また、樹脂量計量行程
の後半行程の条件設定欄３４には、樹脂量計量行程の後
半行程のスクリュの後退制限ストローク幅の設定部３４
ａと、樹脂量計量行程の後半行程の時間の設定部３４ｂ
と、樹脂圧の設定部３４ｃとが設けられていると共に、
最新ショットにおける樹脂量計量行程の後半行程の完了
時点での、樹脂量計量行程の前半行程の完了時点でのス
クリュ測定位置からのスクリュの後退ストローク幅の表
示部３４ｄが設けられている。そして、オペレータは、
良好な可塑化・計量が行われているときの、表示部３４
ｄの表示データを参照することにより、後退制限ストロ
ーク幅の設定部３４ａでの設定値を適正値に設定できる
ようになっている。

【００３７】図５は、図４の画面上の各設定数値と対応
付けた、本実施形態の可塑化・計量行程の時間軸に沿っ
た様子の１例を示す説明図であり、同図の横軸は時間を
表し、同図の縦軸は樹脂圧とスクリュ回転数を表してい
る。

【００３８】図５において、Ｎ１は、可塑化・樹脂送り
込み行程で設定されたスクリュ回転数設定値で、ここで
は３５０ｒｐｍに設定されている。Ｎ２は可塑化・樹脂
送り込み行程のスクリュ回転数の実測値である。

【００３９】また、Ｍ１は、可塑化・計量行程の各行程
に応じて設定された樹脂圧設定値で、可塑化・樹脂送り
込み行程では１００ｋｇｆ／ｃｍ²に、樹脂量計量行程
の前半行程では１５０ｋｇｆ／ｃｍ²に、樹脂量計量行
程の後半行程では１０ｋｇｆ／ｃｍ²に、それぞれ設定
されている。Ｍ２は、可塑化・計量行程の各行程の樹脂
圧実測値である。

【００４０】図５に示すように、本実施形態では、樹脂
量計量行程の前半行程の樹脂圧設定値を、可塑化・樹脂
送り込み行程の樹脂圧設定値よりも大きくしてある。こ
のようにする所以は、先にも述べたように、可塑化・樹
脂送り込み行程ではスクリュ回転による推進力（圧力）
の影響を受け、正確な樹脂圧のコントロールが行われて
いないため、可塑化・樹脂送り込み行程の完了時には樹
脂密度にばらつきがあり、この樹脂密度のばらつきを無
くすには、可塑化・樹脂送り込み行程の樹脂圧よりも大
きな樹脂圧を、所定時間だけ圧力フィードバック制御に
よって（時間軸に沿った圧力フィードバック制御によっ
て）付加すると、樹脂密度のばらつきが良好に低減でき
ることが、実験的に立証されたからである。

【００４１】また、図５に示すように、本実施形態で
は、樹脂量計量行程の後半行程の樹脂圧設定値を、樹脂
量計量行程の前半行程の樹脂圧設定値よりも格段に小さ
くしてある。このようにする所以は、樹脂量計量行程の
前半行程で高められた樹脂圧をこのまま射出開始の直前
まで維持すると、加熱シリンダ先端のノズルから溶融樹
脂がドルーリング（鼻たれ現象：ｄｒｏｏｌｉｎｇ）す
る虞があるため、これを防止するためにサックバックと
ほぼ同等の効果を樹脂量計量行程の後半行程で得るため
である。

【００４２】なお、ドルーリング防止弁を備えたノズル
をもつ射出成形機の場合には、上述した樹脂量計量行程
の後半行程を設ける必要はなく、この場合には、樹脂量
計量行程を、可塑化・樹脂送り込み行程の樹脂圧設定値
よりも大きな樹脂圧設定値とした、圧力１段設定の圧力
フィードバック制御によって実行するようにして、前記
した後退制限ストローク幅は、樹脂量計量行程の開始時
点の位置を基準として設定するようになせばよい。

【００４３】図６は、図４の画面上の各設定数値と対応
付けた、本実施形態の可塑化・計量行程のスクリュスト
ローク軸に沿った様子の１例を示す説明図であり、同図
の横軸はスクリュストローク（スクリュ位置）を表し、
同図の縦軸は樹脂圧を表している。

【００４４】図６に示すように、樹脂圧実測値Ｍ２は、
可塑化・樹脂送り込み行程の開始位置から立ち上がっ
て、可塑化・樹脂送り込み行程の終了位置まで、すなわ
ち樹脂量計量行程の前半行程の開始位置まで（ここで
は、可塑化・樹脂送り込み行程の開始位置を基準位置０
としたとき、２８．５０ｍｍの位置まで）、可塑化・樹
脂送り込み行程の樹脂圧設定値に倣うように、圧力フィ
ードバック制御される。樹脂量計量行程の前半行程の開
始位置からは、樹脂量計量行程の前半行程の樹脂圧設定
値に倣うように、０．３秒の間だけ圧力フィードバック
制御が行われて、この結果、スクリュは所定量だけ前進
して、樹脂量計量行程の前半行程の終了時点（樹脂量計
量行程の後半行程の開始時点）では、スクリュ位置は基
準位置０から、例えばこの場合は２８．３５ｍｍの位置
をとる。そして、この２８．３５ｍｍが実測されて、樹
脂量計量行程の後半行程の開始時点の位置として認知さ
れると共に、樹脂量計量行程の後半行程の開始時点の位
置２８．３５ｍｍに、樹脂量計量行程の後半行程のスク
リュの後退制限ストローク幅１．２０ｍｍを加算した位
置、すなわち、２９．５５ｍｍのスクリュ位置が、スク
リュがそれ以上後退できない位置（スクリュ後退限規制
位置）として設定される。樹脂量計量行程の後半行程の
開始時点の位置からは、樹脂量計量行程の後半行程の樹
脂圧設定値に倣うように、０．２秒の間だけ圧力フィー
ドバック制御が行われて、この結果、スクリュは所定量
だけ後退して、樹脂量計量行程の後半行程の終了時点で
は、スクリュは２９．５５ｍｍの位置またはその直前の
位置で停止することとなる。

【００４５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、インライ
ンスクリュ式の射出成形機において、樹脂密度のばらつ
きを抑えると同時に、可塑化・計量行程の完了時点での
スクリュ位置のばらつきをも抑えることが可能となり、
精密成型等に好適な、良好かつ安定した可塑化・計量を
実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施形態に係るインスクリュ式の射
出成形機の要部構成を示す説明図である。

【図２】図１中の圧力フィードバック制御部の構成の１
例を示す説明図である。

【図３】本発明の１実施形態における、制御出力値ｙ１
とｙ２との関係を示す、樹脂量計量行程の後半行程の様
子を示す説明図である。

【図４】本発明の１実施形態における、表示装置上に表
示された可塑化・計量条件の設定画面の１例を示す説明
図である。

【図５】本発明の１実施形態における、図４の画面上の
各数値と対応付けた、可塑化・計量行程の時間軸に沿っ
た様子の１例を示す説明図である。

【図６】本発明の１実施形態における、図４の画面上の
各数値と対応付けた、可塑化・計量行程のスクリュスト
ローク軸に沿った様子の１例を示す説明図である。

【符号の説明】

１加熱シリンダ２スクリュ３スクリュ回転用のサーボモータ６射出用のサーボモータ９エンコーダ１０ロードセル１１エンコーダ１２可塑化・計量条件設定格納部１３スクリュ回転数設定格納部１４樹脂圧力条件設定格納部１５可塑化・計量制御部１６スクリュ回転数フィードバック制御部１７圧力フィードバック制御部１８サーボアンプ１９サーボアンプ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱シリンダ内にスクリュを回転並びに
前後進可能であるように配設し、スクリュを回転駆動す
るスクリュ回転駆動源と、スクリュを前後進駆動する射
出駆動源とを具備した射出成形機の制御方法であって、可塑化・計量行程の第１段階である可塑化・樹脂送り込
み行程を、スクリュ回転数をフィードバック制御するこ
とによりスクリュを回転駆動制御しつつ、スクリュに対
して圧力フィードバック制御を行うことで実行し、上記可塑化・樹脂送り込み行程に引き続く、可塑化・計
量行程の第２段階である樹脂量計量行程を、スクリュの
回転を停止させた状態で、スクリュに対して時間軸に沿
った圧力フィードバック制御を行うことで実行すると共
に、この樹脂量計量行程における最終のスクリュ後退限
位置を規定する後退限規定値を設定して、樹脂量計量行
程の期間においてもスクリュの現在位置を監視し、樹脂
量計量行程期間中に、スクリュが上記後退限規定値で規
定される位置を超えることがないように制御する、こと
を特徴とした射出成形機の制御方法。
【請求項２】請求項１記載において、前記樹脂量計量行程の少なくとも当初の所定時間は、前
記可塑化・樹脂送り込み行程の圧力フィードバック制御
の設定圧力値よりも高い設定圧力値によって、圧力フィ
ードバック制御を行うようにした、ことを特徴とした射
出成形機の制御方法。
【請求項３】請求項２記載において、前記樹脂量計量行程の前半期間は、前記可塑化・樹脂送
り込み行程の圧力フィードバック制御の設定圧力値より
も高い設定圧力値によって、圧力フィードバック制御を
行い、前記樹脂量計量行程の後半期間は、サックバック
効果をもたらせることが可能な程度の低い設定圧力値に
よって、圧力フィードバック制御を行うようにした、こ
とを特徴とした射出成形機の制御方法。