JPH03213320A - 電動式射出成形機の射出装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、電動式射出成形機の射出装置に関する。

従来の技術 スクリューを射出機構を介してサーボモータで駆動し、
射出を行う電動式射出成形機においては、射出圧力の制
御は上記射出用のサーボモータの出力トルクを制御する
ことによって行われている。

この射出圧力制御の場合、射出用サーボモータの出力ト
ルクを制限して、射出圧力を制御するオープンループ制
御方式（例えば、特開平１−２８８４１９号公報）と、
樹脂に加わる圧力を検出し、該検出圧力が指令射出圧力
に一致するようにクローズド・ループ制御する方式が公
知である（例えば特開昭６２−９７８１８号公報、特開
昭６４−１８６１９号公報等）。

しかし、これらの射出圧力制御方式は、いずれにしても
、射出用サーボモータの出力トルクを制御して射８圧力
を制御するものである。

発明が解決しようとする課題 射出工程においては、保圧段階において大きな射出圧力
を必要とする。又、保圧段階に達するまでは、大きな射
出速度をも必要とする。そのため、射出用サーボモータ
としては、高速回転ができると共に大トルクをも出力で
きる大型のモータを必要とし、電動式射出成形機のコス
トを上昇させる原因となっている。

そこで、本発明の目的は、大型の射出用サーボモータを
必要としない射出装置を提供することにある。

課題を解決するための手段 本発明は、サーボモータと射出機構間に可変減速機を配
設し、上記射出機構を可変減速機を介してサーボモータ
で駆動するようにすることによって上記課題を解決した
。

作　　用 射出工程において、射出速度制御区間においては、可変
減速機の減速比を小さくしてスクリューを高速移動可能
とし射出速度制御を行う。一方、保圧区間においては、
減速比を大きくし、スクリューの移動速度、を小さくし
て、樹脂に加わる力を大きくし、射出圧力（保圧）の制
御を可変減速機の減速比を制御することによって行う。

実施例 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例の電動式射出成形機および該
射出成形機の制御系要部を示すブロック図で、符号１は
スクリュー、符号２は加熱シリンダ、符号３は回転運動
を直線運動に変換してスクリュー１を軸方向に駆動する
射出機構で、該射出機構３内にはスクリュー１の軸方向
に加わる樹脂からの圧力を検出する圧力センサ５が取付
けられている。符号４は、入力される電圧によって減速
比が変る可変減速機で、射出用サーボモータＭ１の出力
回転を減速して射出機構に伝達するものである。また、
Ｐｌはスクリュー１の現在位置を検出するための射出用
サーボモータＭ１に取付けられたパルスコーダである。

符号１００は射出成形機を制御する数値制御装置（以下
、ＮＣ装置という）で、該ＮＣ装置１００はＮＣ用のマ
イクロプロセッサ（以下、ＣＰＵという）１０１とプロ
グラマブルマシンコントローラ（以下、ＰＭＣという）
用のＣＰＵ１０２とを備え、ＰＭＣ用ＣＰＵ１０２には
射出成形機のシーケンス動作を制御するシーケンスプロ
グラム等を記憶したＲＯＭ１１２およびＰＭＣ用ＲＡＭ
１０９が接続され、ＮＣ用ＣＰＵｌ０Ｉには射出成形機
を全体的に制御する管理プログラムを記憶したＲＯＭＩ
　１１および射出用、クランプ用、スクリュー回転用、
エジェクタ用等の各軸のサーボモータを駆動制御するサ
ーボ回路１０４がサーボインターフェイス１１０を介し
て接続されている。

なお、第１図では射出用サーボモータＭ１および射出用
サーボモータＭ１のサーボ回路１０４のみを図示してい
る。

１０６はバブルメモリやＣＭＯＳメモリで構成される不
揮発性の共有ＲＡＭであり、射出成形機の各動作を制御
するＮＣプログラム等を記憶するメモリ部、および、各
種設定値、パラメータ、マクロ変数等を記憶する設定メ
モリ部とを備える。

１０３はバスアービタコントローラ（以下、ＢＡＣとい
う）で、該ＢＡＣ１０３にはＮＣ用ＣＰＵ１０１および
ＰＭＣ用ＣＰＵ１０２．共有ＲＡＭ１０６、入力回路１
０７．出力回路１０８の各バスが接続され、該ＢＡＣ１
０３によって使用するバスを制御するようになっている
。

１１４はオペレータパネルコントローラ１１３を介して
ＢＡＣ１０３に接続されたＣＲＴＲ７表示付買付手動デ
ータ入力装置下、ＣＲＴ／ＭＤＩという）で、グラフィ
ックデイスプレィとしてのＣＲ７表示画面が設けられ、
この表示画面上に成形条件設定画面を表示し、各種操作
キー（ソフトやテンキー等）を操作することにより様々
な設定データの入力等ができるようになっているなお、
１０５はＮＣ用ＣＰＵｌ０Ｉにバス接続されたＲＡＭで
、データの一時記憶等に利用されるものである。

上記サーボ回路１０４には射出用サーボモータＭ１が接
続され、バルスコーダＰ１の出力はサーボ回路１０４に
入力されている。さらに、圧力センサ５の出力はサーボ
回路１０４に入力されている。また、出力回路１０８か
らサーボ回路１０４には、射出用サーボモータＭ１の出
力トルクを制御するためのトルク指令値及び射出圧力制
御の切換指令が出力されるようになっている 上記サーボ回路１０４には、前述した特開昭６２−９７
８１８号公報に記載されているような、射出圧力制御を
クローズド・ループ制御又は、オ−ブン・ループ制御を
切換え制御する回路を有し、オープン・ループ制御の場
合には出力回路１０８から出力されるトルク指令値がト
ルクリミット値として作用し、射出用サーボモータＭ１
の出力トルクを指令トルクリミット値に制限し、射出圧
力をオープン制御することとなる。一方、出力回路１０
８から切換指令が出力され、クローズド・ループ制御が
行われる場合には、出力回路１０８から出力される指令
射出圧力と樹脂に加わる実際の圧力とが比較され、樹脂
に加わる圧力が指令射出圧力になるようにフィードバッ
ク制御されることとなる。

なお、この射出圧力制御のオープン・ループ制御、クロ
ーズド・ループ制御は、前述した特開昭６２−９７８１
８号公報等で周知であるので、詳細な説明を省略する。

一方、出力回路１０８は、さらにＤ／Ａ変換器６に接続
され、該Ｄ／Ａ変換器６を介して可変減速機４の入力電
圧を制御して、可変減速機４の減速比を制御するように
なっている。

上記共有ＲＡＭ１０６の設定メモリ部には射出。

保圧、計量、シリンダ温度等の各種成形条件がパラメー
タで記憶され、ＮＣ装置１１００は、共有ＲＡＭ１．０
６に格納されたＮＣプログラムおよび上記した各種成形
条件や、ＲＯＭ１１２に格納されているシーケンスプロ
グラムにより、２ＭＣ用ＣＰＵ１０２がシーケンス制御
を行いながら、ＮＣ用ＣＰ　Ｕ　］、　０１が射出成形
機の各軸のサーボ回路へサーボモータインターフェース
１１０を介してパルス分配し、射出成形機を制御するも
のである。

これらのハードウェア構成に関しては従来の電動式射出
成型器と同様なので詳細は省力し、本発明の射出圧力制
御方法について、第２図の動作フローチャートと共に説
明する。

まず、成形条件設定時に射出圧力を切換えるスクリュー
位置、各段の射出圧力、保圧時の保圧時間等を設定する
。なお、本実施例では、射出開始から保圧開始スクリュ
ー位置までは、射出圧力制御は行わず、トルクリミット
値は、射出用サーボモータの有する最大トルク値を設定
する。その結果、トルク指令値が上記最大トルク値のオ
ープン・ループ制御が行われることとなる。

又、保圧工程は４段で行う例を本実施例では採用してお
り、各段における圧力及び各段の保圧時間を設定してい
る。

２ＭＣ用ＣＰＵ１０２は第２図に示す射出成形１サイク
ルの処理を繰り返し実行しており、まず、型閉じ処理を
行う（ステップＳｌ）。この型閉じ処理は従来と同様で
ＮＣ用ＣＰ　Ｕ　１．０１がＮＣプログラムに基いて、
型締機構のサーボモータを制御するサーボ回路へパルス
分配を行い型閉じを制御すると共に２ＭＣ用ＣＰＵ１０
２が各種制御を行う。そして、型閉じが完了すると、Ｐ
ＭＣ用ＣＰＬ１１０２は射出開始指令を出力し、ＢＡＣ
ＩＯ３、共有ＲＡＭ１０６を介して、この指令をＮＣ用
ＣＰＵｌ０Ｉが受信すると、ＮＣ用ＣＰＵｌ０１はサー
ボインターフェース１１０を介してサーホ回路１０４ヘ
パルス分配を開始し、射出用サーボモータＭ１を駆動す
る（ステップＳ２）。射出開始時、即ち射出速度制御区
間においては、射出圧力の制御は行わず、可変減速機４
の減速比は小さく設定され、又サーボ回路１０４には圧
力制御切換信号が入力されずオープン・ループで圧力が
制御されかつトルクリミット値も射出用サーボモータＭ
１が有する最大トルク値が出力されるようになっている
。

こうして、射出速度制御区間においては、可変減速機４
の減速比は小さいので、射出機構３は高速で駆動され、
スクリュー１は設定速度で移動することとなる。

一方、パルスコーダＰ１の出力パルスはサーボ回路１０
４を介してサーボインタフェイス１１０の現在値レジス
タに加算されスクリューの現在値ＳＡが求められる。Ｎ
Ｃ用ＣＰＵｌ０Ｉはこの現在値ＳＡを読み取り、ＢＡＣ
１０３を介して共有ＲＡＭ１０６のスクリュー現在値記
憶部に書込んでおり、ＰＭＣ用ＣＰｔＪ１０２はこのス
クリュー現在値記憶部に書込まれたスクリュー現在値Ｓ
Ａを読取り（ステップＳ３）、共有ＲＡＭ１０６に設定
されている保圧への切換値１ｉｓＴにスクリュ−位置が
達したか否か判断する（ステップＳ４）。

スクリュー１が加熱シリンダ２の先端位置に達する点を
原点として設定されているので、読取ったスクリュー現
在位置ＳＡが設定された保圧への切換位置ＳＴ以下にな
ったか否か判断し、以下でなければ、ステップＳ３，８
４の処理を繰り返し行い、スクリュー１が保圧への切換
位置ＳＴに達すると、ＰＭＣ用ＣＰＵ１０２は出力回路
１０８を介して可変減速機４の減速比変更信号を出力し
、Ｄ／Ａ変換器６でデジタル信号からアナログ信号に変
換して可変減速機に入力する。こうして、可変減速機４
の減速比を大きな値とする（ステップＳ５）。

次に、圧力制御切換信号を出力回路１０８からサーボ回
路１０４へ出力し、射出圧力をクローズド・ループ制御
するように切換える（ステップＳ６）。そして、共有Ｒ
ＡＭ１０６に設定されている保圧第１段の圧力指令１、
及び保圧時間を読出し、圧力指令１は出力回路１０８を
介してサーボ回路１０４へ出力し、この圧力指令１の圧
力値と圧力センサ５で検出される圧力が一致するように
クローズド・ループ制御を行わせる（ステップＳ７）。

さらに読取った保圧第１段の保圧時間をタイマＴ１にセ
ットしスターとさせ、該タイマＴ１がタイムアツプする
待つ（ステップ３８．Ｓ９）。

タイマＴ１がタイムアツプすると、共有ＲＡＭ１０６か
ら、保圧第２段の圧力指令２．保圧時間を読出し、この
保圧指令２を出力回路１０８を介してサーボ回路１０４
へ出力すると共に、タイマＴ２にこの保圧時間をセット
しスタートさせ、タイマＴ２がタイムアツプするのを待
つ（ステップ８１０〜５１２）。

タイマＴ２がタイムアツプすると、共有ＲＡＭ１０６よ
り、保圧第３段の保圧指令３．保圧時間を読出し、保圧
時間をタイマＴ３にセットしスタートさせ、このタイマ
Ｔ３がタイムアツプするまで、第３段の保圧指令３で保
圧制御を行う（ステップ３１３〜５１５）。タイマＴ３
がタイムアツプすると保圧第４段の保圧指令４．保圧時
間を共有ＲＡＭ１０６より読出し、同様にこの保圧第４
段の保圧制御を設定された時間だけ行う（ステップＳ１
６〜５１８）。

このようにして、共有ＲＡＭ１０６に設定された保圧各
段（１段〜４段）の圧力指令、保圧時間によって各段設
定された時間、設定された圧力指令値に一致するように
保圧がクローズド・ループ制御されることとなる。

こうして、保圧処理が終了すると、ＰＭＣ用ＣＰＵ１０
２は、出力回路１０８．Ｄ／Ａ変換器６を介して、可変
減速機４の減速比を元に戻し圧力制御切換信号の出力を
停止する（ステップＳ１９゜５２０）。その結果、可変
減速機４の減速比は小さくなり、かく、サーボ回路１０
４内の射出圧力制御回路はオープンド・ループ制御へ切
換えられる。

そして、従来と同様に計量処理（ステップ５２１）、型
開き処理（ステップ５２２）を実行し、射出成形処理の
１サイクルを終了する。そして、型開き処理が終了する
と、再びステップＳ１からの処理を開始する。

上記実施例では、可変減速機４の減速比を射出速度制御
時と保圧制御時の２段に切換え、保圧制御時の保圧圧力
の切換えは射出用サーボモータの出力トルクを制御する
ことによって行ったが、保圧制御時、射出用サーボモー
タの出力トルクを一定とし、可変減速機４の減速比を制
御することによって、保圧圧力を制御するようにしても
よい。

発明の効果 本発明はスクリューを駆動する射出機構を可変減速機を
介して射出用サーボモータで駆動するようにしたから、
高速の射出速度を必要とする射出速度制御時には、上記
可変減速器の減速比を小さくして、スクリューを高速移
動可能とし、スクリューの高速移動を必要としない保圧
制御時等においては、可変減速機の減速比を大きくして
、可変減速機によって、射出用サーボモータの出力トル
クを増幅して、スクリューに伝達し、射出圧力（保圧）
を制御するようにしたので、射出用サーボモータとして
、大出力のモータを必要とせず、従来よりも出力の小さ
い射出用サーボモータてよくなる。

又、射出用サーボモータの出力トルク（モータ電流）と
可変減速器の減速比の２つの因子で射出圧力を制御する
ことができ、圧力制御の自由度が広がる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のの一実施例の電動式射出成形機の要部
ブロック図、第２図は、同実施例が実施する射出成形動
作の動作処理フローチャートである。 １・・・スクリュー、２・・・加熱シリンダ、３・・・
射出機構、４・・・可変減速機、５・・・圧力センサ、
６・・Ｄ／Ａ変換器、Ｍｌ・・・射出用サーボモータ、
Ｐｌ・・・パルスコーダ、１００・・・数値制御装置（
ＮＣ装置）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. サーボモータによって射出機構を駆動し、スクリューを
   軸方向に移動させて射出を行わせる電動式射出成形機に
   おいて、上記サーボモータと射出機構間に可変減速機を
   配設し、上記射出機構を可変減速機を介してサーボモー
   タで駆動するようにした電動式射出成形機の射出装置。