JPH032049B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本説明は射出成形機に関し、特に射出成形機の
射出速度制御及び圧力制御に関する。

（従来の技術） 射出成形機で樹脂成形品を成形する場合、溶融
樹脂の射出、充填、保圧、及び冷却の順で制御が
行われる。そして、射出から充填の段階では射出
速度の制御が行われ、一方、保圧からの冷却の段
階では充填された圧力の制御が行われる。

ここで、従来の射出成形機の一例について第５
図を参照して説明する。

射出成形機はポツパー１を有する射出部シリン
ダ２と溶融スクリユ３を備えている。この溶融ス
クリユ３はシリンダ２内を回転しつつ前後に運動
できる。溶融スクリユ３の後端部は加圧アクチユ
エータ４を貫通して、ピストン５内にこのピスト
ンと同軸にしかも回転自在に保持されている。溶
融スクリユ３は油圧モーター６に連結され駆動さ
れる。溶融スクリユ３の最終端部に板部材７が溶
融スクリユ３の回転を妨げないようにかつ溶融ス
クリユ軸心に沿つて溶融スクリユと共に変位自在
に取り付けられている。板部材７はピストンロツ
ド８を介して速度検出器９に連結されている。溶
融スクリユの位置を検出するための変位検出器１
０はラツク１１を備えており、このラツク１１は
板部材７と一体になつて運動し、またギヤ１１ａ
はラツク１１の進退に応じて回転する。一方、上
記の油圧モーター６にはスクリユ回転数検出器１
２が連結されている。

速度検出器９は射出速度調節器１３に電気的に
連結されている。射出速度調節器１３は切換装置
１４を介してサーボバブル１５ひい電気的に接続
されている。加圧アクチユエータ４のチヤンバ４
ａは油圧流路１５ａを介してサーボバルブ１５に
連結されている。変位検出器１０はプログラム設
定器１６に電気的に連結されており、プログラム
設定器１６は溶融スクリユ３の位置に対応して所
定の設定値を送出する。そしてこのプログラム設
定器１６は図示のように射出速度調節器１３、保
圧調節器１７、スクリユ背圧調節器１８、スクリ
ユ回転調節器１９に電気的に連結されている。保
圧調節器１７及びスクリユ背圧調節器１８は切換
装置１４を介してサーボバルブ１５に電気的に連
結されている。また保圧調節器１７及びスクリユ
背圧調節器１８には加圧アクチユエータのチヤン
バー４ａ内の圧力を感知する圧力検出器２１に電
気的に連結されている。一方、スクリユ回転数調
節器１９にはスクリユ回転数検出器１２が電気的
に連結され、このスクリユ回転数調整器はサーボ
バルブ２０に電気的に接続されている。油圧モー
タ６は油圧流路２０ａによつてサーボバルブ２０
に連結されており、該サーボバルブ２０によつて
駆動される。

次に、射出成形キヤビテイ（図示せず）への溶
融樹脂の射出−充填について説明する。

切換装置１４の接点１４ａと接点１４ｂとが連
結される。シリンダチヤンバー４ａにサーボバル
ブ１５からの駆動圧が送られ、射出ピストン５即
ちスクリユ３は第１図において軸方向左側に前進
する。前述のように変異検出器１０から入力され
るスクリユ位置に対応して、プログラム設定器１
６から射出速度調節器１３に速度設定値が指示さ
れる。射出速度調節器１３は速度検出器９からの
実測値と上記の速度設定値とを比較し、この結果
に基づいて、サーモバルブ１５が制御される。そ
して、油圧流路１５ａを介して適宜制御された圧
力によつてピストン５が動作を続け、スクリユ３
はシリンダ２の射出口２ａ方向へ前進し、射出成
形キヤビテイに溶融樹脂を充填して行く。

ところで、金型内の圧力は溶融プラスチツクが
充填し終る直前に最高値を示す。また、保圧に要
する圧力は通常の充填圧（射出圧）よりは大きい
が上記の充填最終時の圧力の最高値（ピーク値）
より小さいことが知られている。従つて、スクリ
ユが所定の距離進行するとともに、射出工程（充
填）における圧力が保圧過程での設定圧力値より
も大きくなると、切換装置１４の接点１４ａと接
点１４ｃとが連結され、保圧過程に移行する。保
圧調節器１７はプログラム設定器１６からの圧力
設定値と圧力設定器２１の実測値とを比較し、そ
の結果に基づいてサーボバルブを制御して、所定
の圧力を加えて保圧する。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、上述の従来の射出成形機の場合、射
出中は速度制御、保圧中は圧力制御のみを行つて
いるから、充填段階から保圧段階へ移行する際、
即ち速度制御から圧力制御に切換える際に、第６
図ａ〜ｄに示すように速度設定値と、検出速度と
に大きな相違が発生する。即ち、検出速度が負の
方向に変化するサージが発生する。また、上記の
検出速度のサージに対応して検出圧力に大きな行
き過ぎ量がおこる。即ち圧力設定値と検出圧力に
大きな相違がある。

この速度制御から圧力制御への切換の際発生す
る速度のサージ及び圧力の行き過ぎ量によつて成
形品の品質（外観、樹脂内部の配向）が悪くなる
という問題点がある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、溶融樹脂から蓄えられる射出シリン
ダーと、射出シリンダー内に進退自在に配置され
たスクリユー部とを有し、スクリユー部を前進さ
せて溶融樹脂を射出キヤビテイに射出して成形す
る射出成形機において、予め設定された射出速度
と射出シリンダーからの実測射出速度との速度偏
差を求める速度比較手段と、予め設定された樹脂
圧力と射出シリンダーによる実測樹脂圧力との圧
力偏差を求める圧力比較手段と、速度偏差に基づ
いて速度操作量を求めるとともに圧力偏差に基づ
いて圧力操作量を求め、速度操作量及び圧力操作
量をそれぞれスクリユー部の前進位置に応じて設
定された速度パラメーター及び圧力パラメーター
で補正して補正速度操作量及び補正圧力操作量を
求める演算手段とを有し、補正速度操作量及び補
正圧力操作量によつてスクリユー部を駆動制御す
るようにしたことを特徴としている。

（実施例） 以下本発明について実施例により説明する。

まず、第１図を参照して、本発明による射出成
形機の速度・圧力制御の概要について説明する。

速度設定値と制御対象（スクリユ）２７の速度
検出値との速度偏差がサーボ速度コントローラ２
３に入力され、一方圧力設定値とサーボバルブ２
６による圧力（油圧力）の圧力検出値との圧力偏
差がサーボ圧力コントローラ２４に入力される。
サーボ速度コントローラ２３は上記の速度偏差に
基づいてサーボバルブの開度（以下速度サーボ指
令（U_v）という）を決定し、サーボ圧力コント
ローラ２４は上記の圧力偏差に基づいてサーボバ
ルブの開度（以下圧力サーボ指令（U_p）という）
を決定する。これら速度及び圧力サーボ指令は重
み関数発生装置２５に入力される。重み関数発生
装置２５には予め速度重みパラメータα、圧力重
みパラメータβが入力されており、これら速度重
みパラメータα、圧力重みパラメータβは第２図
に示すように制御対象（スクリユ）の位置により
変化する。即ちα、及びβは０から１の範囲で変
化する。重み関数発生装置２５では次の第(1)式で
示す演算を行い、サーボバルブの開度（以下総合
サーボ指令（Ｕ）という）が求められる。そし
て、この総合サーボ指令によつて、サーボバルブ
の開度が制御される。

Ｕ＝α×U_v＋β×U_p ……(1) （０α１、０β１、α＋β＝１） ここで、第３図を参照して、本説明による射出
成形機について詳述する。なお、従来例と構成が
同じ部分については同一の参照番号を付し、説明
を省略する。

プログラム設定器２８には前述した速度重みパ
ラメータαと圧力重みパラメータβを入力する
α、βパターン入力装置２９が連結されている。
スクリユ背圧調節器１８はスイツチ３０を介して
サーボバルブ１５に連結され、射出速度調節器１
３及び保圧調節器１７は重みづけ演算装置３１を
介してサーボバルブ１５に連結されている。一
方、速度検出器９及び圧力検出器２１の出力はモ
ニタ装置３２に入力されている。

シリンダチヤンバ４ａにサーボバルブ１５から
の駆動圧が送られ、射出ピストン５、即ちスクリ
ユー３は第３図において軸方向左側に前進する。
変位検出器１０から入力されるスクリユー位置に
対応して、プログラム設定器２８から重みづけ演
算装置３１に速度重みパラメータα及び圧力重み
パラメータβが入力される。一方プログラム設定
器２８はスクリユー位置に対応して速度設定値及
び圧力設定値をそれぞれ射出速度調節器１３及び
保圧調節器１７に入力する。射出速度調節器１３
はスクリユの実測速度（速度検出値）と速度設定
値との速度偏差を求め、速度サーボ指令（U_v）
として重みづけ演算装置３１に入力する。保圧調
節器１７はシリンダチヤンバ４ａの実測圧力（圧
力検出器）と圧力設定値との偏差値を求め、圧力
サーボ指令（U_p）として重みづけ演算装置３１
に入力する。重みづけ演算装置３１では上述の第
(1)式によつて総合サーボ指令（Ｕ）を求め、この
総合サーボ指令によつてサーボバルブの開度が制
御される。

このように、速度制御及び圧力制御にそれぞれ
重みを付け、しかもスクリユの位置によつてその
重み係数を第２図に示すように変化させているか
ら、樹脂の充填から保圧に移行する際に発生する
速度サージ、及び圧力の行き過ぎを防止すること
が可能となる。

なお、成形品の種類によつて速度重みパラメー
タα及び圧力重みパラメータβは変えることがで
きる（例えば第２図のcaseA、caseB）。またオ
ペーレータは成形品の種類に応じてα、βパター
ンの概略を予め入力し、成形の品質、及びモニタ
装置上の実測速度及び実測圧力によりα、βパタ
ーンを調整する。

最後に、上述の圧力・速度制御を電子計算機シ
ステムで構成した場合について説明する。

第４図を参照して、中央処理装置（CPU）３
３はインタフエース３４を介してα、βパターン
入力装置２９から入力されたα、βパターンをス
クリユ位置に対応させて記憶装置（メモリ）３５
に記憶する。射出成形機により射出が開始される
と、CPU３３は予め設定された速度設定値と
Ａ／Ｄ変換器３６を介して入力される速度検出値
とから速度偏差を求める。同様に圧力設定値と圧
力検出値とから圧力偏差を求める。そしてこれら
速度偏差及び圧力偏差に基づいてそれぞれ速度サ
ーボ指令（U_v）及び圧力サーボ指令（U_p）を計
算する。一方、CPU３３はスクリユの位置をPG
カウンタ３７で検知し、このスクリユの位置に対
するα、βパラメータを記憶装置３５から読み出
し、第１式によつて総合サーボ指令（Ｕ）を求め
る。この総合サーボ指令はＤ／Ａ変換器３８及び
サーボアンプ３９を介してサーボバルブ１５へ送
られる。またCPU３３にはインターフエース４
０を介してモニタ装置３２が連結され、これによ
つて実測速度及び実測圧力を表示することができ
る。

（発明の効果） 以上説明したように本発明では速度制御及び圧
力制御に重み付けを行い、しかもスクリユ位置に
対応して重み係数を変化させているから、従来の
ように樹脂の充填から保圧段階に移行する際に生
じていた速度サージ及び圧力の行き過ぎがなくな
り、良好な成形品を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による射出成形機の速度・圧力
制御の概要を説明するための制御図、第２図は速
度重みパラメータα及び圧力重みパラメータβの
パターンの一例を示す図、第３図は本発明による
射出成形機とその制御回路を概略的に示す断面図
及びブロツク図、第４図は本発明による射出成形
機の速度・圧力制御を電子計算機システムで構成
した図、第５図は従来の射出成形機とその制御回
路を概略的に示す断面図及びブロツク図、第６図
ａ〜ｄはそれぞれ従来の射出成形機において、速
度設定値と速度検出値、及び圧力設定値と圧力検
出値との関係を示す図である。 １……ホツパ、２……射出シリンダ、３……溶
融スクリユ、４……加工アクチユエータ、５……
ピストン、６……油圧モータ、７……板部材、８
……ピストンロツド、９……速度検出器、１０…
…変位検出器、１２……回転数検出器、１３……
射出速度調節器、１４……切換装置、１５……サ
ーボバルブ、１６……プログラム設定器、１７…
…保圧調整器、１８……スクリユ背圧調整器、１
９……スクリユ回転数調節器、２０……サーボバ
ルブ、２１……圧力検出器、２８……プログラム
設定器、２９……α，βパターン入力装置、３０
……スイツチ、３１……重みづけ演算装置、３２
……モニタ装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 溶融樹脂が蓄えられる射出シリンダーと、該
   射出シリンダー内に進退自在に配置されたスクリ
   ユー部と、該スクリユー部を駆動するための油圧
   シリンダーとを有し、該スクリユー部を前進させ
   て前記溶融樹脂を射出キヤビテイに射出して成形
   品を成形するようにした射出成形機において、前
   記スクリユー部の前進位置に応じて予め設定され
   たスクリユー前進速度設定値と前記前進位置に応
   じて検出された前進速度検出値との速度偏差を求
   める速度比較手段と、前記前進位置に応じて予め
   設定された前記油圧シリンダー内油圧設定値と前
   記前進位置に応じて検出された前記油圧シリンダ
   ー内油圧検出値との圧力偏差を求める圧力比較手
   段と、前記速度偏差に基づいて速度操作量を求め
   るとともに前記圧力偏差に基づいて圧力操作量を
   求め、前記速度操作量及び前記圧力操作量をそれ
   ぞれ前記前進位置に応じて１から０へ変化するよ
   うに設定された速度パラメーター及び前記前進位
   置に応じて０から１へ変化するように設定された
   圧力パラメーターで補正して補正速度操作量及び
   補正圧力操作量を求める演算手段とを有し、前記
   補正速度操作量及び前記補正圧力操作量によつて
   前記油圧シリンダーに供給する油圧を制御して前
   記スクリユー部を駆動するようにしたことを特徴
   とする射出成形機。