JPH03243321A

JPH03243321A - 電動射出成形機の制御方法

Info

Publication number: JPH03243321A
Application number: JP3965190A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Hiraoka; 平岡　和夫
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 1990-02-22
Filing date: 1990-02-22
Publication date: 1991-10-30
Anticipated expiration: 2012-07-09
Also published as: JP2628770B2

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、射出、保圧の駆動源にサーボモータを用いた
電動射出成形機の制御方法に関するものである。

（従来の技術）従来、射出、保圧の駆動源にサーボモータを用いた射出
成形機において、射出工程から保圧工程に移行する場合
、スクリュ位置や樹脂圧などを検出し、設定値と一致し
たか否かを判断して切り換えを行っている。

第４図は従来の電動射出成形機を示す図である。

図において、１は射出用サーボモータであり、該射出用
サーボモータ１の回転は、ボールねじ軸２を介してボー
ルねしナツト３に伝達される。該ボールねしナツト３は
、部材４と一体的に形成され、該部材４は、図示しない
フレームの固定部材６．６’、７．７’間に架設された
ガイドバー５５′に沿って、後述するスクリュ１０の前
後進方向に移動自在に取り付けられる。したがって、ボ
ールねじ軸２の回転に伴い、部材４がガイドバー５゜５
′上を前後進できる。そして、上記部材４の前後進運動
はロードセル８、ヘアリング９を介してスクリュＩＯに
伝えられる。

また、図示しない射出シリンダの中をスクリュ１０が前
後進することにより、貯えられた溶融樹脂が金型内に押
し込まれて射出成形が行われる。この時、樹脂を押す力
がロードセル８により反力として検出され、ロードセル
アンプ１３により増幅され、コントローラ１５に人力さ
れる。

また、スクリュの移動量が分かるように部材４と固定部
材６　　（６’、７．７’）間に位置検出器（以下、「
エンコーダ」と言う。）１１が取り付けられており、該
エンコーダ１１から出力された信号は増幅器１４により
増幅され、コントローラ１５に入力される。コントロー
ラ１５はオペレータの設定によりそれぞれの工程に応し
た電流指令をサーボアンプ１２に出力し、射出用サーボ
モータ１を駆動する。

上記構成により、溶融樹脂を金型内に押し込む射出工程
では、スクリュ速度をフィードバックし、金型内に押し
込まれた溶融樹脂に一定圧をかける保圧工程では、ロー
ドセル８にかかる反力をフィードバックし、それぞれ速
度、反力（射出圧）を制御することにより底形が行われ
る。

ここで、従来の制御方式においては、上記射出工程から
保圧工程に切り換える際にスクリュ位置又はロードセル
負荷荷重として検出される射出圧と設定値を比較して、
両者が一致した場合に切り換えていた。

次に、上記従来の電動射出成形機において射出圧によっ
て射出工程から保圧工程に切り換える例について第５図
を併用して説明する。

第５図は従来の電動射出成形機の制御方法を実施するた
めのブロック図である。

図において、エンコーダ１１からの信号が増幅器１４を
介してコントローラ１５に人力されると、該信号は微分
器１７により微分されてスクリュ速度検出信号ｄが与え
られる。

Ｃは射出工程中の射出速度設定信号で、この射出速度設
定信号Ｃから上記スクリュ速度検出信号ｄを減算器２２
で滅しくフィードバックし）この偏差信号を補償器１６
において補償演算した操作信号ｇがサーボアンプ１２に
送られる。

また、ｂは保圧工程中の保圧設定信号である。

該保圧設定信号すは、減算器２１でロードセルアンプ１
３からコントローラ１５に人力される射出圧検出信号ｅ
が減じられ（フィードバックされ）、偏差信号となって
補償器１９で補償演算され、操作信号ｉが得られる。

この時操作信号ｉは、直接サーボアンプ１２への操作信
号となるのではなく、上記射出工程中の射出速度設定信
号と同様に速度フィードバック系（微分器１７→減算器
２２→補償器１６）への操作量となる。

すなわち操作信号ｉは、速度フィードバック系への速度
指令信号となっている。一方、上記速度フィードバック
系は、保圧フィードバック系（ロードセルアンプ１３→
減算器２１→補償器１９〉の内部状態を安定化するため
のマイナフィードハンクとして動作する。

上記制御系においては、射出工程中と保圧工程中で、上
記射出速度設定信号Ｃと操作信号ｉのいずれを速度フィ
ードバック系への操作量とするかを選択することができ
るように、選択スイッチ１日が設けられている。この選
択スイッチ１８は射出工程から保圧工程への切換えの条
件として与えられている。そして、切換圧力設定信号ａ
と射出圧検出信号ｅが比較され、ｅ≧ａの条件により射
出工程（選択スインチ１８の接点２−３側）から保圧工
程（選択スイッチ１８の接点１−３側）に切り換わるよ
うになっている。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記構成の電動射出成形機の制御方法に
おいては、樹脂圧を検出して射出工程から保圧工程に切
り換える制御系の場合、サーボモータ自身や駆動伝達系
の慣性が大きいため、モータ速度の大きい射出工程から
モータ速度の小さい保圧工程へ移行する際に大きな射出
圧が発生し、金型を破損したりバリ等の成形不良を起こ
したりして機械の寿命を短くする。

また、射出速度制御系から保圧制御系へ急に切り換える
ため、サーボモータを駆動するサーボアンプへの指令が
急変し、サーボモータが急激に動作をする。この時、射
出圧力は切換前の圧力に比べて大きく変動するため、射
出工程と保圧工程間の連続性が失われ、その間の制御も
困難となり、再現性も悪く良品を得ることが困難となる
。

また射出速度制御系から保圧制御系に切り換えた場合、
第６図のように、切換時にオーバシュートが発生したり
、切換後に設定値（保圧設定信号ｂ）からの圧力の落込
みがあったりする。このため、切換時に射出圧の連続性
が失われ、良好な成形状態を得るのが困難である。この
圧力のを落込みは切換直前の射出圧を構成する成分によ
り生ずる。

すなわち、射出圧をＰＬ、切換直前の射出速度をＶＬ、
スクリュｌＯより先の金型内の樹脂を、圧縮性のあるば
ねと仮想した場合のばね定数をｋとした場合、射出圧Ｐ
Ｌは、ｔ　：現時刻ｔｏ　：スクリュ１０より先の樹脂がハネと仮想できる
ようになった時、すなわちキャビティ内にほぼ樹脂が充
填された時刻Ｂ　−樹脂の粘性Ｆ、−その他の負荷トルクで表すことができる。

上記（１）式に示されるように、切換前の射出圧ＰＬに
は、射出速度■１の積分値、すなわちスクリュのストロ
ークに比例する成分（第１項）、スクリュの速度に比例
する成分（第２項）及びその他の成分（第３項）が含ま
れている。この内、スクリュのストロークに比例する成
分は射出速度がゼロになってもゼロにならない。反面、
スクリュの速度に比例する成分は射出速度がゼロになる
とゼロになる。このことから、切換時において射出圧Ｐ
Ｌが変動してしまう。

また、上記構成の制御系においては、速度制御系から圧
力制御系に切り換えられた時、速度フィードバック系に
入力される速度指令信号が射出速度設定信号Ｃから操作
信号ｉに急変する。そして、例えば切換圧力設定信号ａ
と保圧設定信号すを同し大きさに設定している場合は、
切換時の切換条件はａ＝ｅで切換圧力設定信号ａと射出
圧検出信号ｅが等しい。この時、ｂ＝ｅであり射出圧検
出信号ｅが保圧設定信号すに等しくなり、切換直後の圧
力制御系の圧力偏差がゼロになる。

したがって、補償器１９が比例動作のみを行う場合など
は、操作信号ｉもゼロとなるので、切換えにより減算器
２２に与えられる信号が射出速度設定信号Ｃからゼロに
急変することになり、このことからも、射出圧ＰＬの連
続性が損なわれる。

また、射出工程と保圧工程をスクリュ位置により切り換
える制御系の場合でも、射出速度制御系から保圧制御系
に急に切り換わるために不具合が生したり、操作上切換
位置を適切に選ぶことが困難になる。

本発明は、上記従来の電動射出成形機の制御方法の問題
点を解決して、射出工程から保圧工程に切り換える際の
射出圧の連続性を確保して、金型を保護し、ハリ等の発
生を防止して良好な成形品を得ることを可能とし、かつ
電動射出成形機の寿命を延ばして成形品の精度を向上さ
せることが可能な電動射出成形機の制御方法を提供する
ことを目的とする。

（課題を解決するための手段）そのために、本発明の電動射出成形機の制御方法におい
ては、サーボモータを駆動源に用いた射出装置の射出工
程と保圧工程の切換えにおいて、保圧制御系に射出速度
のマイナフイードハックを設け、これを射出速度制御系
の速度フィードバック系と共用し、射出工程中における
保圧制御系の射出速度のマイナフィードハノクへの操作
信号と、射出速度設定信号を比較し、両信号のいずれか
小さい方を選択して速度指令信号とする。

（作用）本発明によれば、上記のようにサーボモータを駆動源に
用いた射出装置の射出工程と保圧工程の切換えにおいて
、保圧制御系に射出速度のマイナフィードバックを設け
、これを射出速度制御系の速度フィードバック系と共用
し、射出工程中における保圧制御系の射出速度のマイナ
フイードバツりへの操作信号と、射出速度設定信号を比
較し、両信号のいずれか小さい方を選択して速度指令信
号としているので、射出工程中において保圧設定信号か
ら射出圧検出信号が減算され、操作信号が得られ、該操
作信号と射出速度設定信号が比較される。

（実施例）以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。

第１図は本発明の電動射出成形機の制御方法を実施する
ためのブロック図である。

図において、エンコーダ１１からの信号が増幅器１４を
通してコントローラ１５に入力されると、該信号は微分
器１７により微分されてスクリュ速度検出信号ｄが与え
られる。

Ｃは射出工程中の射出速度設定信号で、この射出速度設
定信号Ｃから上記スクリュ速度検出信号ｄを減算器２２
で滅しくフィードバックし）この偏差信号を補償器１６
において補償演算して得られる操作信号ｇがサーボアン
プ１２に送られる。

また、ｂは保圧工程中の保圧設定信号である。

該保圧設定信号すは、減算器２１でロードセルアンプ１
３からコントローラ１５に入力される射出圧検出信号ｅ
が滅しられ（フィードバックされ）、偏差信号となって
補償器１９で補償演算され、操作信号ｉが得られる。

この時操作信号ｉは、直接サーボアンプ１２への操作信
号となるのではなく、上記射出工程中の射出速度設定信
号と同様に速度フィードハック系（微分器１７→減算器
２２→補償器１６）への操作量となる。

すなわち操作信号ｉは、速度フィードバック系への速度
指令信号となっている。一方、上記速度フィードバック
系は、保圧フィードバック系（ロードセルアンプ１３→
減算器２１→補償器１９）の内部状態を安定化するため
のマイナフィードハノクとして動作する。

上記制御系においては、射出工程中と保圧工程中で、上
記射出速度設定信号Ｃと操作信号ｉのいずれを速度フィ
ードバック系への操作量とするかを選択することができ
るように、選択スイッチ１８が設けられている。この選
択スイッチ１８は射出工程から保圧工程への切換えの条
件として与えられている。そして、保圧フィードバック
系から速度フィードバック系への出力である操作信号ｉ
と射出速度設定信号Ｃが比較され、ｉ≦Ｃの条件により
射出工程から保圧工程に切り換わるようになっている。

そのために、上記操作信号ｉと射出速度設定信号Ｃが人
力される比較器２３が配設され、選択スイッチ１８には
端子１，２が端子３に対して選択的に接続されるように
なっている。

そして、上記比較器２３は、射出工程−保圧工程の切換
の条件となる操作信号ｉと射出速度設定信号Ｃを比較し
、選択スイッチ１日に対して切換信号を出力する。すな
わちｉ＞ｃのときは選択スイッチ１８を２−３接続とし
て射出工程を行い、ｉ≦Ｃのときは選択スイッチ１８を
１−３接続として保圧工程に切り換える。

この時の各信号の状態について第２図を併用して説明す
る。

第２図は本発明の電動射出成形機の制御方法における時
間／圧力・速度関係図、第２図（Ａ）は射出圧検出信号
の推移を示す図、第２図（Ｂ）は選択スイッチによって
選択された信号の推移を示す図である。

第２図（Ａ）における実線は射出圧検出信号ｅと保圧設
定信号すを示す。両信号ｅ、　　ｂは上記減算器２１に
おいて減算処理が行われ、補償器１９において補償・演
算が行われることにより第２図（Ｂ）の破線によって示
されるような操作信号！が得られる。

一方、射出速度設定信号Ｃは第２図（Ｂ）の−点鎖線で
示される。そして、操作信号ｉと該射出速度設定信号Ｃ
は選択スイッチ１８によって選択され、第２図（Ｂ）の
実線に示すような選択信号が得られる。射出速度制御か
ら保圧制御に切り換わった後は、保圧制御系の時定数に
よってスムーズに減速され、圧力が保圧設定値に近づく
。

第３図は本発明の電動射出成形機の制御方法の動作フロ
ーチャートである。

ステ、プ■　まず、射出工程の開始時に射出速度設定信
号Ｃ及び保圧設定信号すを出力するとともに、射出工程
を開始する。

ステップ■■　保圧設定信号すから射出速度設定信号Ｃ
を減算し、補償器１つ（第１図）において補償・演算し
て操作信号ｉを得る。そして、該操作信号ｉと上記射出
速度設定信号Ｃを比較して、操作信号１が射出速度設定
信号Ｃよりも上回るまで通常の射出速度による制御を実
行する。この間選択スイッチ１８は２−３接続状態に置
かれる。

ステップ■　１≦Ｃとなると選択スイッチ２３を１３接
続とし、保圧制御工程を実行する。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これ
らを本発明の範囲から排除するものではない。

（発明の効果）以上詳細に説明したように、本発明の電動射出成形機の
制御方法においては、保圧制御系に射出速度のマイナフ
ィードハンクを設け、これを射出速度制御系の速度フィ
ードバック系と共用し、射出工程中における保圧制御系
の射出速度のマイナフィードバックへの操作信号と、射
出速度設定信号を比較し、両信号のいずれか小さい方を
選択して速度指令信号としているので、射出工程から保
圧工程に切り換える際の射出圧の連続性を確保して、金
型を保護し、パリ等の発生を防止して良好な成形品を得
ることを可能とし、かつ電動射出成形機の寿命を延ばし
て成形品の精度を向上することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電動射出成形機の制御方法を実施する
ためのブロック図、第２図は本発明の電動射出成形機の
制御方法における時間／圧力・速度関係図、第２図（Ａ
）は射出圧検出信号の推移を示す図、第２図（Ｂ）は選
択スイッチによって選択された信号の推移を示す図、第
３図は本発明の電動射出成形機の制御方法の動作フロー
チャート、第４図は従来の電動射出成形機を示す図、第
５図は従来の電動射出成形機の制御方法を実施するため
のブロック図、第６図は従来の電動射出成形機の制御方
法における切換時の時間／圧力・速度関係図である。ｌ・・・射出用サーボモータ、１２・・・サーボアンプ
、１３・・・ロードセルアンプ、１５・・・コントロー
ラ、１６゜１９・・・補償器、１７・・・微分器、１８
・・・選択スイッチ、２３・・・比較器。

Claims

【特許請求の範囲】サーボモータを駆動源に用いた射出装置の射出工程と保
圧工程を切り換えるための電動射出成形機の制御方法に
おいて、（ａ）保圧制御系に射出速度のマイナフィードバックを
設け、これを射出速度制御系の速度フィードバック系と
共用し、（ｂ）射出工程中における保圧制御系の射出速度のマイ
ナフィードバックへの操作信号と、射出速度設定信号を
比較し、（ｃ）両信号のいずれか小さい方を選択して速度指令信
号とすることを特徴とする電動射出成形機の制御方法。