JPH0449447B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、金型内の樹脂圧力をフイードバツ
ク制御することにより、圧縮・保圧工程の制御を
行なうことのできる電動式射出装置の射出制御装
置に関するものである。

［従来の技術］ この種の技術に関しては特公昭58−52486号公
報、特開昭60−198217号公報に記載されている。

それらの先行技術は、射出制御工程中の圧縮・
保圧制御工程における金型内の樹脂圧力が任意に
定められた経時パターンになる様に射出シリンダ
内の油圧をフイードバツク制御することを特徴と
しており、装置は時間をパラメータとして変化す
る設定圧信号を発生する圧力設定器を備えてい
る。

［発明が解決しようとする問題点］ 金型内の樹脂圧力を所定の圧力パターンとなる
様に油圧装置を使用して制御する場合には、応答
性の良い制御バルブが必要で、一般的には油圧サ
ーボバルブを使用している。油圧サーボバルブは
高価であり、作動油の管理といつたメンテナンス
上のわずらわしさが伴なつていた。

この解決策としては、特開昭60−174625号公報
に記載された電動式射出制御装置を利用し、また
射出力検出用センサを、金型内樹脂圧力検出用セ
ンサに代えて射出制御を行うことが考えられる
が、金型内樹脂圧力の上昇パターンを任意に設定
するためには、圧力設定器は時間をパラメータと
して変化する設定圧信号を発生させることができ
るものが必要であり複雑な装置となつてしまう欠
点があつた。

この発明の目的は、電動機を駆動源として用い
た射出装置を使用し、圧縮・保圧制御工程初期の
金型内樹脂圧力の上昇速度を任意に設定できる操
作性のよい油圧を使用しない射出制御装置を提供
することにある。

［問題点を解決するための手段］ 前記目的によるこの発明は、回転手段を介して
駆動される進退自在な射出スクリユまたはプラン
ジヤの電動機の回転速度を検出する速度センサ
と、速度制御工程における射出速度を設定する速
度設定器と、前記速度センサで検出して得た速度
検出信号と前記速度設定器から発せられる速度指
令信号との差信号を演算増幅して電動機駆動信号
を発生する電動機駆動信号演算増幅回路と、前記
電動機駆動信号により前記電動機を駆動制御する
電力変換器と、金型内樹脂圧力を検出する圧セン
サと圧縮・保圧工程における金型内樹脂圧力の最
高値（圧縮圧力値）を設定する圧力設定器と、前
記圧力センサで検出して得た圧力検出信号と前記
圧力設定器からの圧力指令信号との差信号を演算
増幅して圧力制御信号を発する圧力演算増幅回路
と、圧縮・保圧制御（圧力制御）工程時に前記圧
力制御信号を速度指令信号として前記電流指令信
号演算増幅回路に切換接続するための指令信号切
換器とを有し、圧力制御時の射出スクリユあるい
はプランジヤの前進速度の大きさの上限値を設定
する圧縮速度設定器と、圧縮速度設定器の設定信
号に制御され、該信号の大きさに応じて前記速度
指令信号（圧力制御信号）の上限値を制限する速
度指令信号制限回路を上記圧力制御演算増幅回路
の出力側に備えたことを要旨とする。

［作用］ 前記構成においては、圧力制御時に、速度指令
信号制限回路が圧縮速度設定器の設定値の大きさ
に応じて速度指令信号値の上限を制限するので、
圧縮速度設定器の設定値をかえることによつて、
射出スクリユあるいはプランジヤの前進速度を変
更させることができ、金型内樹脂圧力が圧力制御
切換時から圧力設定器の設定圧力値まで達する間
の圧力パターンを任意に変えることができる。

［実施例］ この発明を実施例により詳細に説明する。

第１図にて、１は射出装置で、金型２とノズル
タツチした加熱シリンダ３に射出スクリユ４が進
退自在に内装してある。この射出スクリユ４の後
部には、歯車機構５を介してスクリユ回転用電動
機６が接続してある。また射出スクリユ４の後端
には、該射出スクリユを回転手段を介して前進及
び後退駆動させる伝達機構７が直結してあり、そ
の伝達機構に射出用の電動機８の出力軸がカツプ
リング９を介して接続されている。

前記電動機８の駆動力は、伝達機構７を介して
射出スクリユ４に伝達され、電動機８を駆動制御
することにより射出速度あるいは射出圧力（保圧
圧力）または背圧力の制御ができる。金型２には
金型内樹脂圧力を検出するための圧力センサ１０
が取り付けられている。

電動機８には速度センサとして、タコメータジ
エネレータ１２と電動機８の回転位置を検出する
ことにより射出スクリユ４の位置を検出するため
の回転角度検出器１３が直結されている。

中央コントローラ１４は、射出装置のシーケン
ス動作等全体の制御を司どる装置である。

速度設定器１５の設定信号e〓₁は、速度指令切
換器３６、指令信号切換器２３を経て速度指令信
号e〓（説明の都合上e〓とよびかえる）として、ま
たタコメータジエネレータ１２により検出された
速度検出信号は、速度信号変換器２７により射出
速度検出信号e_oに変換されて電流指令信号演算増
幅回路１６に供給される。

この結果e〓−e_oの差信号が増幅されて電流指令
信号e_o0となり、トルクリミツタ回路２４に入り、
電動機電流の上限値（電動機出力トルクの上限
値）を制限するためのトルクリミツタ信号e_tと比
較演算されてe_o0＜e_tのときには値は代わらず、
e_o0≧e_tのときにはe_tの値となる信号e_o0′となつ
て、前記トルクリミツタ回路２４により出力さ
れ、電動機駆動信号演算増幅回路１７に供給され
る。

さらに電動機８の出力トルクを決定する電動機
電流は電流検出器３０により検出され、その電流
検出信号は電流信号変換器２８により電流検出信
号e_iに変換されて、電動機駆動信号演算増幅回路
１７に供給される。この結果、電動機駆動信号演
算増幅回路１７によりe_o0′−e_iの差信号が演算増
幅されて電動機駆動信号e_i0となり、電力変換器
１８に供給される。電力変換器１８はサイリスタ
を使用した点弧制御回路またはトランジスタを使
用したパルス副制御回路により構成され、前記信
号e_i0に基づいて前記電動機８に所定の電流を流
し、電動機８を駆動するように構成されている。

前記トルクリミツタ回路２４は、電動機の出力
トルクの上限値を制限する作用があり、射出速度
あるいは射出圧力を設定値と実際値が一致するよ
うにフイードバツク制御をする時には、トルク設
定器３３により前以て設定される信号e_plが、中
央コントローラ１４の指令によりトルク指令切換
器３５により選択されて、前記設定値信号e_tとな
つている。信号e_plの大きさは射出圧力あるいは
速度のフイードバツク制御が行えるに十分な値と
なつている。

射出充填工程における射出速度制御は、速度指
令値に速度検出値が一致するようにフイードバツ
ク制御により行われる。射出速度制御により射出
充填が続行され、前記圧力センサ１０により検出
された金型内樹脂圧力信号は、圧力信号変換器２
６により圧力検出信号e_pに変換される。圧力検出
信号e_pは圧力演算増幅回路１９と比較器２９に供
給される。

比較器２９は前記圧力検出信号e_pと、樹脂の充
填量を設定する充填量設定器２５の設定信号とを
比較し、圧力検出信号e_pが充填量設定器２５の設
定値に達した時に、速度制御工程から圧縮・保圧
制御工程（圧力制御工程）への切換信号を中央コ
ントローラ１４に供給する。

中央コントローラ１４からの切換指令が上記指
令信号切換器２３に発せられ、射出速度制御工程
から圧縮・保圧制御工程に移行する。

圧縮・保圧工程における金型内樹脂圧力の最高
値（以下圧縮圧力値という）を設定する圧力設定
器２０の設定値信号e_piは、圧力演算増幅懐炉１
９に供給され、前記圧力検出信号e_pと信号e_piの差
信号が演算増幅されて、圧力制御信号e_pipが圧力
演算増幅回路１９より出力される。圧力制御信号
e_pipは、射出スクリユあるいはプランジヤの前進
速度の大きさの上限を制限する制限値を設定する
圧縮速度設定器２１の設定信号e_lに制御され、該
信号e_lの大きさに応じて上記圧力制御信号e_pipの
上限を制限する速度指令信号制限回路２２に供給
される。

前記圧力制御信号e_pipは速度指令信号制限回路
２２により、e_pip＜e_lのときには値は変らず、。e_pip
≧e_lの時にはe_lの値となる信号e_pip′となつて前記
指令信号切換器２３を経て速度指令信号e〓（e_pip′
＝e〓）となる（説明の都合上、信号e_pip′を信号e〓
と呼びかえる）。

速度指令信号e〓により前記と同様に電動機８が
駆動制御されて、金型内樹脂圧力が圧力設定器２
０の設定値となるように圧縮・保圧工程が続行さ
れる。

一方比較器２９からの圧縮・保圧制御工程への
切換信号が中央コントローラ１４に入力された時
から、金型内樹脂圧力のフイードバツク制御時間
を設定するタイマー（図示なし）が動作を開始
し、そのタイマーの設定時間が経過すると、中央
コントローラ１４は金型内樹脂圧力制御工程時間
完了信号をトルク指令切換器３５に与える。トル
ク指令切換器３５は信号e_tの値をトルク設定器３
３の信号e_plから圧力設定器３０の信号e_piに切換
える。前記トルクリミツタ回路２４によつて電動
機８の出力トルクは、圧力設定器２０に設定され
た値に上限を制限された値となつて圧縮・保圧制
御工程は続行される。

設定された射出時間が経過すると、上記中央コ
ントローラ１４は射出工程終了信号を発すると共
に、速度指令切換器３６とトルク指令切換器３５
及び指令信号切換器２３へ切換指令を出力し、計
量工程時の射出スクリユ後退速度よりもかなり低
く設定されて、射出スクリユ後退抵抗を補償する
ためのスクリユの後退力を発生させるために、後
退速度設定器３１の設定信号e〓₂を速度指令信号
e〓として電流指令信号演算増幅回路１６に供給す
ると共に、背圧力設定器の背圧力設定信号e_pbが
トルク指令切換器３５により信号e_tとなつて、ト
ルクリミツタ回路２４に供給される。後退速度設
定器３１からの設定信号e〓₂は速度指令信号e〓₁と
は極性が逆の信号である。

速度指令信号e〓₂（＝e〓）ならびにトルクリミツ
タ信号e_pb（＝e_t）により、前記電動機８はその出
力トルクの上限を制限された状態で、射出速度制
御時と同様に駆動制御されて、射出制御工程から
いわゆる背圧力制御工程に移行する。

一方中央コントローラ１４は射出終了信号を発
した後、所定時間経過後にスクリユ回転用電動機
駆動装置３８にスクリユ回転指令を与え、スクリ
ユ回転用電動機６は回転開始し、射出スクリユ４
の回転がなされ、射出スクリユ４は材料を前方へ
移送すると共に後退力を発生し、その後退速度が
後退速度設定器３１により設定された速度e〓₂よ
り大きくなると、前記電動機８にはトルクリツミ
タ信号（背圧力設定値）e_pbにより上限を制限さ
れたトルクが発生してスクリユ後退の制動力とな
り、背圧力制御下における一般的にいわれている
計量がなされる。

なお、本実施例の計量方法を使用すると、機械
的な伝達効率の低さ等から発生するスクリユ後退
抵抗のために、加熱筒内樹脂圧力が求める圧力よ
りも高くなることもなく、また電動機８あるいは
伝達機構７の慣性力等の影響による背圧力のうね
りを小さくする等の効果を生む。

回転角度検出器１３により検出された信号は、
位置信号変換器３７によりスクユ位置信号とな
り、中央コントローラ１４に供給され、その信号
が設定された計量限位置信号と一致すると、中央
コントローラ１４は計量工程を終了させ電力変換
器１８をOFFさせ、次の射出工程の待機をする。

この発明においては、圧力センサ１０の圧力検
出信号e_pと圧力設定器２０の圧力指令信号e_piとの
差信号を演算増幅して圧力制御信号e_pipを発する
圧力演算増幅回路１９の出力側に、金型内樹脂圧
力制御時の射出スクリユあるいはプランジヤの前
進速度の大きさの上限値を設定する圧縮速度設定
器２１の設定信号e_lに制御され、該信号の大きさ
に応じて前記圧力制御信号e_pipの上限を制限する
速度指令信号制限回路２２を具備する。

この速度指令信号制限回路２２は第２図に具体
的な構成を示したように、演算増幅器１００、ダ
イオード１０１、抵抗１０２とからなり、前記圧
力演算増幅回路１９からの圧力制御信号e_pipを入
力とし、圧縮速度設定器２１の設定信号e_lの値に
上限値を制限されて信号e_pip′を出力する。すなわ
ちe_pip＜e_lのときにはe_pip′＝e_pipとなり、e_pip≧e_lの
ときにはe_pip′＝e_lとなる。

第３図は本実施例における金型内樹脂圧力セン
サ１０の検出圧力と時間との関係を示す曲線図で
あり、圧縮速度設定器２１の設定信号e_lの大きさ
により圧縮・保圧制御工程における圧力パターン
の変化する様子を例示したものである。

射出開示後金型内樹脂検出圧力Ｐ（ｔ）は上昇
を開始し、設定器２５の設定値P₀に達すると、
射出速度制御工程から圧縮・保圧制御工程へと制
御切換えがなされて、金型内樹脂圧力が圧力設定
器２０の設定値となる様に圧縮速度の上限を信号
e_lに制限されながらフイードバツク制御がなされ
る。圧力Ｐ（ｔ）は圧力設定器２０により設定さ
れた値P₁となる。圧縮速度設定器２１の設定信
号e_lが大きい程射出スクリユの前進速度の上限値
が大きくなるので、前進速度が大きくなり、圧力
Ｐ（ｔ）が設定値P₁に達する時間が短かくなる。
前記制御切換時より金型内樹脂圧力制御がなさ
れ、前以て設定された時間t₁が経過すると、圧力
設定器２０の設定値信号e_piとトルクリミツタ回
路２４により、電動機の出力トルクが制限され
て、射出スクリユは一定の前進力を与えられる。

金型内樹脂圧力を一定値に保とうとするフイー
ドバツク制御作用が解除されて、圧力Ｐ（ｔ）は
樹脂の冷却固化によつて徐々に低下していく。前
以て設定された時間が経過し射出工程が終了する
と、射出圧力が解除されるので圧力Ｐ（ｔ）はさ
らに低下する。

本実施例においては射出速度制御から圧縮・保
圧制御への切換を金型内樹脂圧力を検出して行つ
ているが、射出スクリユ位置、射出圧力値、電動
機の電流値等を検出することにより樹脂の充填量
を検出して行つてもよい。

また成形品によつて必要な場合には、射出速度
をスクリユ位置あるいはタイマを使用しての時間
により多段階に制御してもよいし、保圧圧力を時
間により多段階に制御してもよい。

なお、この発明は予備可塑化装置付のいわゆる
プリプラ式射出装置あるいはプランジヤ式射出装
置にも実施できることはいうまでもない。また電
動機としてACサーボモータを使用することもで
きる。

［発明の効果］ この発明は上述のように、圧力制御時に圧縮速
度設定器の設定値の大きさに応じて速度指令信号
値の上限を制限する速度指令信号制限回路を有す
るので、圧縮速度設定器の設定値をかかえること
によつて射出スクリユあるいはプランジヤの前進
速度を変更させることができ、金型内樹脂圧力が
圧力制御切換時から圧力設定器の設定圧力値まで
達する間の圧力パターンを任意に変えることがで
きる。従つて従来装置の様な時間をパラメータと
して変化する設定圧信号を発生する圧力設定器は
不必要となり、圧力設定器を簡単な装置とするこ
とができるばかりか、電動機を駆動源として用い
た射出装置の操作性のよい廉価な金型内樹脂圧力
の制御ができる射出制御装置となるなどの特長を
有する。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明に係る射出制御装置の実施例を
示すもので、第１図はブロツク図、第２図は速度
指令信号制限回路図、第３図は金型内樹脂圧力セ
ンサ１０の検出圧力と時間との関係を示す曲線図
である。 ２……金型、６……スクリユ回転用電動機、８
……電動機、１０……圧力センサ、１２……タコ
メータジエネレータ、１３……回転角度検出器、
１４……中央コントローラ、１５……速度設定
器、１６……電流指令信号演算増幅回路、１７…
…電動機駆動信号演算増幅回路、１８……電力変
換器、１９……圧力演算増幅回路、２０……圧力
設定器、２１……圧縮速度設定器、２２……速度
指令信号制限回路、２３……指令信号切換器、２
４……トルクリミツタ回路、２５……充填量設定
器、２６……圧力信号変換器、２７……速度信号
変換器、２８……電流信号変換器、２９……比較
器、３０……電流検出器、３１……後退速度設定
器、３３……トルク設定器、３４……背圧力設定
器、３５……トルク指令切換器、３６……速度指
令切換器、３７……位置信号変換器、３８……ス
クリユ回転用電動機駆動装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 回転手段を介して駆動される進退自在な射出
   スクリユまたはプランジヤの電動機の回転速度を
   検出する速度センサと、速度制御工程における射
   出速度を設定する速度設定器と、前記速度センサ
   で検出して得た速度検出信号と前記速度設定器か
   ら発せられる速度指令信号との差信号を演算増幅
   して電動機駆動信号を発生する電動機駆動信号演
   算増幅回路と、前記電動機駆動信号により前記電
   動機を駆動制御する電力変換器と、金型内樹脂圧
   力を検出する圧力センサと圧縮・保圧工程におけ
   る金型内樹脂圧力の最高値（圧縮圧力値）を設定
   する圧力設定器と、前記圧力センサで検出して得
   た圧力検出信号と前記圧力設定器からの圧力指令
   信号との差信号を演算増幅して圧力制御信号を発
   する圧力演算増幅回路と、圧縮・保圧制御（圧力
   制御）工程時に前記圧力制御信号を速度指令信号
   として前記電流指令信号演算増幅回路に切換接続
   するための指令信号切換器とを有し、圧力制御時
   の射出スクリユあるいはプランジヤの前進速度の
   大きさの上限値を設定する圧縮速度設定器と、圧
   縮速度設定器の設定信号に制御され、該信号の大
   きさに応じて前記速度指令信号（圧力制御信号）
   の上限値を制御する速度指令信号制限回路を上記
   圧力制御演算増幅回路の出力側に備えたことを特
   徴とする電動式射出装置の射出制御装置。