JPH0431488B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明は電動射出成形機の保圧制御方式に関す
る。

(ロ) 従来の技術 射出成形機においては、スクリユを回転させ樹
脂をスクリユ前方に押し出して射出シリンダ内に
蓄える計量工程と、スクリユを前進させ樹脂を金
型内に射出する充填工程とが繰り返される。その
うち充填工程はスクリユ前進速度を制御する射出
工程と、樹脂がほぼ充填した後のスクリユ前進推
力を制御する保圧工程とに分れる。

この保圧工程における制御方式として、電動式
の場合、電機子電流を一定に保つことによりモー
タ出力トルク従つてスクリユ前進推力を一定に保
つオープンループ制御方式と、スクリユ前進推力
を圧力検出器で検出してフイードバツクすること
によりスクリユ前進推力を一定に保つフイードバ
ツク制御方式とが知られている。

しかし、従来の保圧制御は、樹脂材を変更する
ため前工程で使用した樹脂を排出操作するパーシ
ング時のように負荷が軽い場合には、スクリユ前
進推力に相当する反力が発生せず、サーボモータ
の回転数は次第に上昇し、機械ストローク限に衝
突する。この時の回転数が大きいため、衝突力も
大きくなり、機械寿命を短かくする問題点があつ
た。

(ハ) 発明が解決しようとする問題点 本発明は上記従来の問題点を解消して、機械ス
トローク限に大きな回転数で衝突するおそれのな
い制御方式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、保圧目標値と検出器との偏差を保圧
調節計に入力し、その出力を電圧制限器を介して
取り出し、サーボモータの回転数をフイードバツ
クする回転数マイナーフイードバツク回路に回転
数指令値として加えるようにしたことを特徴す
る。

(ホ) 作用 保圧調節計の出力を電圧制限器で一定値以下に
制限してサーボモータの回転数を制御するマイナ
ーフイードバツクループに回転数指令値として加
えることにより、サーボモータの回転数は常に一
定値以下に制限される。この結果、負荷が軽い場
合にもサーボモータの回転数上昇を抑えて機械ス
トローク限への衝突力を小さくし、機械寿命を延
ばすことができる。

(ヘ) 実施例 以下、本発明の実施例を説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る射出装置を示
し、ハウジング１の外側にはスクリユ前後進用サ
ーボモータ２およびスクリユ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内にはスクリユ４が前後進移動、回転可能に突
出して設けられる。そのスクリユ４はスクリユね
じ軸５とトルク伝達可能に結合されており、スク
リユねじ軸５はスプライン軸６と一体構成となつ
ている。

ハウジング１内において、スクリユ前後進用サ
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ユ前後進用
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
リユねじ軸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と一体構成となつ
て軸受１１，１２でハウジング１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１内において、スクリユ回転
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即ちスクリユ回転用歯車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つており、歯車１４の回転と
共にスクリユ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
ヤボツクス隔壁１９と、第２段目の歯車即ちスク
リユ前後進用歯車８との間に軸受２０、ベアリン
グ押さえ２１を介してロードセルなどの荷重計２
２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
いは数個のブロツ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は軸受ナツ
ト、２４は軸受ワツシヤである。また、スクリユ
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
ユ背圧は、スクリユ４→スクリユねじ軸５→ねじ
ナツト９→スクリユ前後進用歯車８→軸受け２０
→ベアリング押さえ２１→荷重機２２へと伝わ
る。安定なフイードバツク制御を行なうために
は、スクリユ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ユ４から
荷重計２２に至る各部材にガタがあつてはならな
い。特に、スクリユ前後進用歯車８、軸受け２
０、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ツ
シヤ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ユ前後進用歯車８が右
へ移動するので軸受け２０、ベアリング押さえ２
１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の反力は軸受ワツシヤ
２４を左へ押し、軸受け１２を左へ押す。軸受け
１２の押圧力はギヤボツクス隔壁１９に伝わる
が、荷重計２２の右端もギヤボツクス隔壁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の締め付け力に等しい予圧
が与えられている。

第２図は荷重計２２で保圧を検出する一方、回
転数検出器２５でサーボモータ２の回転数を検出
し、回転数上昇を抑えて保圧制御を行なう制御回
路ブロツク図を示したものである。図中、２６は
保圧設定器、２７，３０は加減演算器、２８は加
減演算器２７からの圧力偏差ｃをPD（比例・微
分）演算して回転数指令値ｄを出力する保圧調節
計、２９は保圧調節計２８の出力電圧を一定値以
下に制限する電圧制限器、３１は加減演算器３０
からの回転数偏差ｆをPID（比例・積分・微分）
演算してトルク指令値ｇを出力する速度調節計、
３２は入力するトルク指令値ｇ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用アンプ、３３は回転数検
出用増幅器、３４は荷重計用増幅器である。

以上の構成で、保圧の目標値ａは保圧設定値２
６より与えられる。スクリユ４にかかる射出圧は
荷重計２２により検出され、荷重計用増幅器３３
で増幅されて保圧検出値ｂとなる。保圧の目標値
ａと検出値ｂは加減演算器２７で偏差が演算さ
れ、その保圧偏差値ｃは保圧調節計２８でPD演
算されて回転数指令値ｄとなり、電圧制限器２９
によつてその回転数指令値ｄは一定値以下に制限
されてマイナーフイードバツクループ３５に加え
られる。

マイナーフイードバツクループ３５では、回転
数検出器２５で検出されたサーボモータ２の回転
数が回転数検出用増幅器３３で増幅されて回転数
検出値ｅとなり、加減演算器３０で回転数指令値
ｄとの偏差ｆが演算される。この回転数偏差ｆは
速度調節計３１でPID演算されてトルク指令値ｇ
となり、サーボモータ用アンプ３２に入力され、
そのトルク指令値ｇに応じた電機子電流がサーボ
モータ２に流れ、スクリユ４の前進推力制御即ち
保力制御が行なわれる。

この制御方式によれば、サーボモータ２は電圧
制限器２９の出力値を目標値として回転する。従
つて、サーボモータ２の回転数は電圧制限器２９
により制限された回転数以上には上らない。この
結果、バージング時のように負荷が軽い場合にも
サーボモータ２の回転数は一定値以下に制限され
て機械ストローク限への衝突力を小さく制限する
ことができ、機械寿命を大きく延ばすことができ
る。

(ト) 発明の効果 以上のように本発明によれば、スクリユを前進
後するサーボモータの回転数を制御する速度マイ
ナーフイードバツク制御回路の回転数指令値に制
限を加えるようにしたので、パージング時のよう
に負荷の軽い場合にもスクリユ前進速度は一定値
以下に制限され、機械ストローク限に衝突したと
きの衝突力が小さくなり機械寿命を長くすること
ができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る射出装置の断
面図、第２図はその射出装置における制御回路の
ブロツク図である。 ２……スクリユ前後進用サーボモータ、４……
スクリユ、５……スクリユねじ軸、７，８……歯
車、２６……保圧設定値、２７，３０……加減演
算器、２８……保圧調節計、２９……電圧制限
器、３１……速度調節計、３２……サーボモータ
用アンプ、３３……回転数検出用増幅器、３４…
…荷重計用増幅器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 射出成形用のスクリユをサーボモータを用い
   て前進させることにより保圧工程時のスクリユ前
   進推力を一定に制御する電動射出成形機の保圧制
   御方式において、射出圧検出用荷重計を設けて保
   圧を検出し目標値との偏差を算出して保圧調節計
   に加え更にその出力を制限器に加えて回転数指令
   値を取り出す保圧フイードバツク制御回路と、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サーボモータの回転数を
   制御する回転数マイナーフイードバツク制御回路
   とを備えて成ることを特徴とする電動射出成形機
   の保圧制御方式。