JPH0547383B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は油圧方式射出成形機における油圧回路
の改良に係るものである。

〔従来の技術並びに本発明が解決しようとする問題点〕

油圧方式射出成形機で、作動の精密化のために
は、サーボ弁によるクローズド制御回路が通常採
用される。しかしサーボ弁は作動油中のゴミや異
物の影響を受けることがあるので、作動油を清浄
に管理しなければならず、小規模の成形業者では
保守管理し難いという問題があつた。これに対し
て、比例電磁方式弁を使用すれば、作動油の清浄
管理に特別な気を使う必要はないが、作動の精密
化にはある限界があり、最近のように精密作動の
安定性、再現性をシビアに要求されると、性能不
足となりつつある。また比例電磁方式弁はクロー
ズド制御回路化することがサーボ弁より困難で、
無理に実施しても不安定となりがちであつた。

〔発明の目的〕

本発明はかかる従来例の問題点に鑑みてなされ
たもので、その目的とする処は油圧回路の改良に
おいて油圧方式射出成形機における従来にはみら
れない作動の精密化を達成出来た油圧回路を提供
するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は射出成形機における作動の精密化を達
成するために； 射出シリンダ１０に装着され、射出シリンダ
１０内の圧油の圧力をセンシングしている圧力
センサ２６と、 射出シリンダ１０に接続され、射出シリンダ
１０への圧油の供給量や射出シリンダ１０から
の圧油の排出量を制御する比例電磁方式の方向
流量制御弁９と、 射出成形用のスクリユーを回転させるサーボ
モータ１７と、 射出・チヤージ工程におけるサーボモータ１
７を制御すると共に射出・チヤージ工程におけ
る射出シリンダ１０内の油圧データが入力され
たマイコン方式制御装置２４と、 マイコン方式制御装置２４からの油圧データ
と圧力センサ２６からのデータとを比較してマ
イコン方式制御装置２４の油圧データに追従す
るように方向流量弁に対して制御信号を出す比
較器２２とで射出成形機の油圧回路を構成す
る。

；という技術的手段を採用している。

〔作用〕

さて、前のサイクルでチヤージされた溶融樹脂
をキヤビテイに充填する射出速度工程では、方向
流量制御弁９を通つて射出シリンダ１０のヘツド
側１０ａに供給される圧油の量はマイコン方式制
御装置２４にキーボードから前もつて入力された
設定値通りに方向流量制御弁９の弁開度が調節さ
れる。

更に、キヤビテイに充填された溶融樹脂に充填
圧力をかけ、保圧に移行してゆく保圧工程では、
マイコン方式制御装置２４からの充填・保圧設定
値と、圧力センサ２６からの実測値が等しくなる
ようにクローズド制御を行う。かくして成形品の
表面品質および重量のバラツキなく精密安定な射
出が行われる。

チヤージ工程では、ACサーボモータ１７によ
り制御装置２４からの命令通りスクリユ１６を回
転駆動し、プラスチツク樹脂を溶融混練しながら
スクリユー１６の前方にチヤージし、その反作用
でスクリユー１６はピストン体１０ｃとともに後
退するのであるが、比例電磁弁方式の方向流量制
御弁を通過して圧油を貯油槽に戻す際の抵抗値す
なわち背圧がマイコン方式制御装置２４の設定値
と圧力センサ２６による実測値とが等しくなるよ
うにクローズド制御される。これにより設定値に
合致した樹脂のチヤージが可能となる。

〔実施例〕

本発明の実施例を図とともに説明する。第１図
で１は電動機２で駆動される可変吐出量ポンプ
で、ポンプ制御装置３により、斜板角度調整用シ
リンダ４を介して、射出成形の工程ごとに、必要
なポンプ圧力、吐出量を設定して圧油を送出す
る。該圧力、吐出量の設定値はマイコン方式の制
御装置２４の設定値で設定する。また可変吐出量
ポンプ１から出た管路ａにおいて、負荷が発生し
てもポンプ制御装置３により負荷αの圧油を自
動的に吐出するように調整する。

分岐点５から電磁開閉弁６を介して、管路ｂと
なり、管路ｂにアキユムレータ７、圧力センサ８
が取り付けられ、比例電磁弁方式の方向流量制御
弁９のＰポートに接続されている。該方向流量制
御弁９のＡポートからの管路ｃは射出シリンダ１
０のヘツド側１０ａと、シヤトル弁１１のポート
１１ａを介してノズルタツチ用方向制御弁１２の
Ｐポートに接続されている。方向流量制御弁９の
Ｂポートからの管路ｄはサツクバツク用方向制御
弁１３のＰポートと、エジエクト用方向制御弁１
４のＰポートに接続されている。サツクバツク用
方向制御弁１３のＡポートからの管路ｇは射出シ
リンダ１０のロツド側１０ｂに接続されており、
Ｂポートからの管路ｃに接続されている。

分岐点５からの別の管路ｅはシヤトル弁１１の
ポート１１ｂに接続されており、分岐点５からの
第３の管路ｆは型開閉用方向制御弁１５のＰポー
トに接続されている。

射出シリンダ１０のピストン体１０ｃは射出シ
リンダ１０を貫通して前後進摺動自在に設置され
ている。スクリユー１６は該ピストン体１０ｃに
対して一体的に前後進し且つ回転自在に装着され
ており、ピストン体１０ｃの後部に固着された電
動機（ACサーボモータ）１７によつて回転駆動
され、ホツパ（図示せず）から供給されるプラス
チツク樹脂を溶融混練しながらスクリユー１６の
前方に移送し、その反作用でスクリユー１６はピ
ストントン体１０ｃと共に後退してチヤージ作用
を行う。そしてチヤージ工程の最後に、サツクバ
ツク用方向制御弁１３のＡポートからの圧油でピ
ストン体１０ｃを少し後退させるサツクバツクを
行う。次サイクルの射出工程では管路ｃから圧油
が射出シリンダ１０のヘツド側１０ａに供給され
て、ピストン体１０ｃがスクリユー１６を押圧
し、スクリユー先端にチヤージされた溶融樹脂を
金型キヤビテイ内に射出する。

ノズルタツチシリンダ１８は射出装置全体を前
進後退させるもので、ノズルタツチ用方向制御弁
１２で作動される。エジエクトシリンダ１９は成
形完了した成形品を突き出すためのもので、エジ
エクト用方向制御弁１４で作動される。型開閉シ
リンダ２０は型開閉用方向制御弁１５で作動され
るが、型締は安全ドア（図示せず）によつて安全
ドア弁２１が復元状態の時しか作動しない。

比例電磁弁方式の方向流量制御弁９について詳
述する。この方向流量制御弁９は、 比例電磁弁方式で作動されるものであるが、
サーボ弁に似た機能を持つており、そのスプー
ルはトルクモータ９ａ，９ｂに印加される電気
信号通りに高応答で正負に作動され、制御弁９
内を通過する圧油の流量及び圧力を制御する。
スプールが最終端まで作動すれば、従来の方向
切替弁と同様にＡ，Ｂポートの切替を行う。

制御弁９内部には差動トランス９ｃが設置さ
れていて、スプールの開度に比例した電気出力
を電気信号入力端子２５にフイードバツクして
おり、弁自身で流量フイードバツクを行う機能
を持つている。従つて従来のサーボ弁の場合の
ように、射出部材に装着した位置センサから電
気信号を入力してやる必要がなく、射出速度や
チヤージ時の背圧に対するフイードバツク制御
を行うことができる。

しかもサーボ弁の欠点である作動油ゴミや異
物の影響を受けることが少なく、保守管理し易
い。

という特長をもつている。

上述の方向流量制御弁９に対する比較器２２の
入力端子２３には、射出圧力・流量設定信号がマ
イコン制御装置２４の入力装置から信号線ｋを介
して入力され、入力増幅機２２の出力端子２５か
ら制御弁９内部のアンプ９ｄを介して、方向流量
制御弁９のスプールを作動させるトルクモータ９
ａ，９ｂに接続されている。また圧力フイードバ
ツク機能のために、射出シリンダ１０のヘツド側
に装着した圧力センサ２６からの電気信号線ｏが
比較器２２の入力端子２７に接続されている。ポ
ンプ用電動機２及びスクリユー駆動用電動機の電
源Ｕ，Ｖ，Ｗをまとめた入力側に、三相電力計２
８が設置してあり、入力電源Ｒ，Ｓ，Ｔから成形
機に流入する刻々の電力を測定し、その測定値は
マイコン方式制御盤２４に信号線ｎを介して入力
される。

また、アキユムレータ７の射出工程における元
圧低下の状態を刻々センシングしている圧力セン
サ８の信号は、信号線ｐを通してマイコン方式制
御装置２４に入力している。一方マイコン方式制
御装置２４からはACサーボモータ１７を制御す
るための信号線ｍ、並びにポンプ制御装置３を制
御するための信号線がそれぞれ出ている。

以上第１図の本発明の油圧回路構成を、第２図
の従来の油圧回路構成と比較すると、本発明は下
記のような構造を持つている。（第２図では第１
図と同じ機能を持つ部品は同じ番号とした。） 差動トランス９ｃにより弁開度をマイナーク
ロズド制御できる比例電磁方式の方向流量制御
弁９と、射出シリンダ１０のヘツド側１０ａに
装着した圧力センサ２６とにより、サーボ弁と
同じように射出圧力及びチヤージ時の背圧のフ
イードバツク制御を行う。また、射出速度につ
いては、射出位置センサーは使用しないが、ほ
ぼフイードバツク制御に近い制御を行う。

従来回路では、ポンプ１の吐出口からの管路
ｘが、すべてのシリンダのための方向制御弁の
Ｐポートに接続されていたが、本発明では、分
岐点５から３本の管路に分かれ、射出・エジエ
クトシリンダには管路ｂ、ノズルタツチシリン
ダには管路ｅ、型開閉シリンダには管路ｆが接
続されており、またスクリユー１６の回転駆動
は従来の油圧モータ５３に代えて、ACサーボ
モータ１７によつて油圧回路に関係なく行われ
る。これらにより、後述する複合動作が行わ
れ、サイクル短縮となる。

ポンプ用電動機２及びスクリユー駆動用電動
機１７の電源入力側に電力測定装置２８を設置
し、刻々の負荷電力を測定できるようにしてあ
る。

油圧回路及び電動機２の全作動系を制御する
マイコン方式制御装置２４は、計数能力を持つ
ており、出力回路は方向流量制御弁６に至る信
号線ｋ、可変吐出量ポンプ１の制御装置３に至
る信号線、チヤージ用のACサーボモータ１
７に至る信号線ｍを有している。また入力回路
としては、射出シリンダ１０の圧力センサ２６
からの信号線Ｑ、アキユムレータ用圧力センサ
８からの信号線ｐを備えている。

以上のように構成した本発明の作用を、第３図
の射出成形の工程ごとに負荷電力を測定した事例
図について述べる。

型締工程 可変吐出量ポンプ１が負荷に必要な油圧・油量
を測定通りに型開閉シリンダ２０に与える。この
ときは電磁開閉弁６及び方向流量制御弁９は全閉
にして、可変吐出量ポンプ１だけで型締を行う。

射出工程 前のサイクルでチヤージされた溶融樹脂をキヤ
ビテイに充填する射出速度工程では、方向流量制
御弁９はＰ→Ａ，Ｂ→Ｔに切替えられ、アキユム
レータ７からの圧油を、入力端子２３からの射出
速度設定値と、差動トランス９ｃによる制御弁９
自身の流量フイードバツク作用によつてセミクロ
ーズドに制御される。このとき電磁開閉弁６は開
にして、アキユムレータ７の圧力が吐出によつて
落ちるのを圧力センサ８で測定し、マイコン方式
制御装置２４及びポンプ制御装置３を介して可変
吐出量ポンプ１の吐出量を増やして、アキユムレ
ータ７へ圧油を補充する。

キヤビテイに充填された溶融樹脂に充填圧力を
かけ、保圧に移行してゆく保圧工程では、方向流
量制御弁９はＰ→Ａの状態のまま圧力制御とな
り、入力端子２３からの充填・保圧設定値と、圧
力センサ２６からの実測値が等しくなるようにク
ローズド制御を行う。かくして成形品の表面品質
および重量のバラツキなく精密安定な射出が行わ
れる。この保圧工程でもアキユムレータ７への圧
油の補充が行われる。

チヤージ工程 ACサーボモータ１７により制御装置２４から
の命令通りにスクリユー１６を回転駆動し、プラ
スチツク樹脂を溶融混練しながらスクリユー１６
の前方にチヤージし、その反作用でスクリユー１
６はピストン体１０ｃとともに後退する。比例電
磁弁方式の方向流量制御弁９はＰ→Ｂ，Ａ→Ｔに
切替えられるが、Ａ→Ｔ通過の際の抵抗値すなわ
ち背圧は、その設定値と圧力センサ２６による実
測値とが等しくなるようにクローズド制御され
る。従来の背圧制御はレリーフ弁５２によつてオ
ープン制御されるだけであつた。

またチヤージ工程の最後に、サツクバツク用方
向制御弁１３はＰ→Ａとなり、Ａポートからの圧
油でピストン体１０ｃを少し後退させるが、この
ときの速度は差動トランス９ｃによる制御弁９自
身の流量フイードバツク作用によつて、セミクロ
ーズドに制御され、正確なサツクバツク量が確保
される。この保圧、サツクバツク工程でも電磁開
閉弁６は開いており、アキユムレータ７への圧油
の補充が行われる。

本発明では、油圧負荷の入力である電動機２
と、チヤージ用ACサーボモータ１７との入力U.
V.W線をまとめた電源R.S.Tに電力計２８を装備
して、射出成形の全工程にわたつて綜合負荷電力
を測定し、信号線ｎを介してマイコン方式制御装
置２４に入力させている。その測定結果の一例が
第３図であるが、この電力変動曲線から１サイク
ルの平均電力Ｗを演算して、Ｗに対する山、谷が
平均するようにアキユムレータ７に補充する電力
に相当するW_Hを調節するようになつている。

〔効果〕

本発明の射出成形機は、射出シリンダに装着さ
れ、射出シリンダ内の圧油のセンシングしている
圧力センサと射出シリンダに接続され、射出シリ
ンダへの圧油の供給量や射出シリンダからの圧油
の排出量を制御する比例電磁方式の方向流量弁
と、射出成形用のスクリユーを回転させるサーボ
モータと、射出・チヤージ工程におけるサーボモ
ータを制御すると共に射出・チヤージ工程におけ
る射出シリンダ内の油圧データが入力されたマイ
コン方式制御装置と、マイコン方式制御装置から
の油圧データと圧力センサからのデータとを比較
してマイコン方式制御装置の油圧データに追従す
るように方向流量弁に対して制御信号を出す比較
器とで構成されているので、射出・保圧工程並び
にチヤージ工程における背圧を常時圧力センサに
て実測して樹脂の状態を実際に知る事が出来、こ
れをマイコン方式制御装置に記憶された標準的な
データと比較する事により前記標準状態からの実
際の樹脂状態の解離度を正確に把握して方向流量
制御弁ならびにサーボモータを制御して射出・保
圧並びににチヤージ工程の背圧をマイコン方式制
御装置に記憶されている標準的なデータに合うよ
うに制御する事が出来るものであり、その結果、
再現性の高い作動の精密化を達成し得たものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の油圧回路図、第２図は従来例
の油圧回路図、第３図は本発明における電力負荷
と工程との関係を示すグラフ。 ９……方向流量制御弁、１０……射出シリン
ダ、１７……サーボモータ、２４……マイコン方
式制御装置、２６……圧力センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 射出シリンダに装着され、射出シリンダ内の
   圧油の圧力をセンシングしている圧力センサと射
   出シリンダに接続され、射出シリンダへの圧油の
   供給量や射出シリンダからの圧油の排出量を制御
   する比例電磁方式の方向流量弁と、射出成形用の
   スクリユーを回転させるサーボモータと、射出・
   チヤージ工程におけるサーボモータを制御すると
   共に射出・チヤージ工程における射出シリンダ内
   の油圧データが入力されたマイコン方式制御装置
   と、マイコン方式制御装置からの油圧データと圧
   力センサからのデータとを比較してマイコン方式
   制御装置の油圧データに追従するように方向流量
   弁に対して制御信号を出す比較器とで構成された
   事を特徴とする射出成形機の油圧回路。