JPH0549452B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は射出成形機の温度制御方法に関し、更
に詳細には射出シリンダ等の射出成形機の温度制
御部分の温度を射出成形機の状態に応じて制御す
る射出成形機の温度制御方法に関する。 （従来の技術） 従来、射出成形機を構成する射出シリンダ等の
温度制御部分の温度制御方法は、PID制御方法が
汎用されている。 この制御方法は、制御偏差に比例して出力する
比例動作Ｐ、制御偏差の積分値に基づいて出力す
る積分動作Ｉ、及び対象の動きの微係数に基づい
て出力する動作Ｄによつて射出シリンダの温度を
制御せんとするものである。 （発明が解決しようとする課題） 前記PID制御方法によれば、制御対象が一定条
件下で安定している状態においては、温度等を一
定に制御することができる。 しかし、射出成形機は、停止、昇温、成形、成
形休止等の種々の状態をとり、しかも各状態にお
ける射出シリンダでの加熱要素及び冷却要素を異
にする。 例えば、昇温中においては、ヒータからのヒー
タ熱が主たる加熱要素であり、自然放熱が主たる
冷却要素である。これに対して、成形中において
は、ヒータ熱、樹脂等の摩擦熱、及びスクリユに
因る剪断熱等が加熱要素となり、自然放熱、及び
供給される樹脂に因る冷却等が冷却要素となる。 このため、従来のPID制御方法では、第５図に
示す射出シリンダの昇温曲線Ｐの如く、射出シリ
ンダの温度が目標温度よりも高温度となるオーバ
ーシユート現象Po或いは目標温度よりも低温度
となるアンダーシユート現象Puが発生する。 この様な射出シリンダのオーバーシユート現象
Po或いはアンダーシユート現象Puは、射出シリ
ンダ内の樹脂の溶融粘度等への影響が大きく、得
られる成形品の不良原因となることがある。 特に、オーバーシユート現象Poは、熱安定性
に乏しい樹脂を劣化温度近傍で使用する場合に
は、射出シリンダ内の樹脂が容易に劣化し、得ら
れる成形品が不良品となることが多い。 このため、微妙な温度調整を必要とする場合に
は、熟練作業者が経験に基づいて手動で射出シリ
ンダの温度制御を行うことを要する。 そこで、本発明の目的は、射出成形機の各状態
における射出シリンダ等の温度制御部分の目標温
度に対して、温度制御部分の温度オーバーシユー
ト現象或いはアンダーシユート現象を可及的に解
消しつつ温度制御部分の温度を自動制御できる射
出成形機の温度制御方法を提供するにある。 （課題を解決するための手段） 本発明は前記目的を達成するためには、射出シ
リンダ等の温度制御部分の温度制御にフアジイ理
論を利用することが有効であると考え検討した結
果、本発明に到達した。 即ち、本発明は、射出成形機の温度制御部分の
温度を射出成形機の状態に応じて所定温度に制御
する際に、該射出成形機が置かれている状態及び
射出成形機の温度制御部分の温度をセンサによつ
て検出し、検出された射出成形機の状態における
制御部分の目標温度と温度偏差、及び今回検出さ
れた検出温度における今回偏差と前回検出された
検出温度における前回偏差との偏差変化率を演算
した後、演算された温度偏差及び偏差変化率につ
いて、各々のメンバーシツプ関数に基づいてフア
ジイ推論を行い、次いで、前記フアジイ推論に基
づいて温度制御部分の加熱手段及び／又は冷却手
段の出力値を演算することを特徴とする射出成形
機の温度制御方法にある。 かかる構成の本発明は、射出シリンダ及び／又
は金型の温度制御に好適に適用することができ
る。 （作用） 本発明によれば、射出シリンダ等の温度制御部
分の温度制御にフアジイ理論を利用しているた
め、熟練作業者と同程度に射出シリンダや金型等
に設けられている加熱手段や冷却手段の出力調整
を自動的に行うことができる。 このため、射出成形機が置かれている状態に応
じて目標温度に射出シリンダ等の温度を迅速に近
付けることができ、その際に、オーバーシユート
現象或いはアンダーシユート現象を可及的に解消
できる。 （実施例） 本発明を実施例によつて更に詳細に説明する。 第１図は、本発明の一実施例を示すブロツクダ
イヤグラムを示す。 第１図において、射出成形機Ｉを構成する射出
シリンダ１には、射出シリンダの温度を検出する
温度検出センサ５が設けられ、射出シリンダを加
熱する200Vの電熱ヒータ（以下、ヒータと称す
る）７が設けられている。 また、射出成形機Ｉはプログラムコントローラ
３に従つて制御されており、射出成形機Ｉが停
止、昇温、成形、休止等のいずれの状態に在るか
は、プログラムコトローラ３からの情報によつて
得ることができる。 これら温度検出センサ５及びヒータ７は射出成
形機において従来から汎用されているものを使用
することができる。 尚、ここで「射出シリンダ」とは、金型と当接
するノズル部分を除く部分を言う。 射出成形機Ｉに設けられているプログラムコン
トローラ３からの信号はマイクロプロセツサーユ
ニツト（MPU）９に送られ、現在の射出成形機
が昇温中、成形中（計量工程）、成形中（その
他）、休止中のいずれの状態にあるか判断される。 このようにして判断された現状の射出成形機の
状態Ａにおける射出シリンダの目標温度は、メモ
リ１３の(1)から読み出される目標温度に基づいて
決定される。 また、射出シリンダ１の温度検出センサ５から
の信号もMPU９に送られ、メモリ１３の(2)に書
き込みされると共に、プログラムコントローラ３
からの信号に基づいて判断された目標温度と検出
温度との温度偏差Ｂを演算論理回路（ALU）１
１にて演算され、メモリ１３の(3)に書き込みされ
る。 更に、ALU１１では、今回演算された今回温
度偏差と先に演算されたメモリ１３の(3)に書き込
まれている前回温度偏差との偏差変化率Ｃが演算
される。 この様に検出或いは演算された射出シリンダ１
の状態Ａ、温度偏差Ｂ、及び偏差変化率Ｃは、後
述する如く、メモリ１３の(4)及び(5)に書き込まれ
ているメンバーシツプ関数とルールとをMPU９
に読み込みフアジイ推論を行う際を入力値とな
る。 そして、前記フアジイ推論に基づきALU１１
でヒータ７の出力値について演算され、演算結果
はMPU９からヒータ７に出力信号として発せら
れる。 このような温度検出センサ等からのデータ読み
込み〜ヒータへの出力信号の発信に至る一連の動
作は連続して繰り返し為される。 尚、メモリ１３の内容等については、CRT等
の表示装置１５に表示することができ、キーボー
ド等の入力装置１４からメモリ１３の内容を訂
正・変更することができる。 メモリ１３の(4)には、第２図に示す様に、メン
バーシツプ関数として、射出成形機の状態Ａ、温
度偏差Ｂ、偏差変化率Ｃ、及びヒータへの操作量
Ｅが書き込まれている。 射出成形機の状態Ａはプログラムコントローラ
３からの信号によつて５種類の状態に分割され、
温度偏差Ｂは互いに重複部分を含みながら７区分
に区分されている。 この７区分のうち三角形状の区分において、底
辺の温度変化率は10℃とした。 また、偏差変化率Ｃは互いに重複部分を含みな
がら５区分に区分されており、前記５区分のうち
三角形状の区分において、底辺の偏差変化率を５
℃とした。 更に、ヒータ７に供する電圧が200Vであり、
ヒータ７の制御を供給する電圧で行う。このた
め、ヒータの制御を100±操作電圧［Ｖ］で行う
ととし、互いに重複しながら操作電圧を50Vづつ
異なる５区分に区分した。 尚、本実施例において、メンバーシツプ関数
は、第２図のグラフに示す様に、縦軸は０〜１の
値をとる。 これらのメンバーシツプ関数の間においては、
予めメモリ１３の(5)に書き込まれているルールに
よつて関係付けられる。 射出成形機が昇温中の状態にある場合のルール
を下記の表に示す。

【表】

【表】 前記表において、「if」の項において、入力Ａ、
入力Ｂ、及び入力Ｃとは、射出成形機の状態Ａ、
温度偏差Ｂ、及び偏差変化率Ｃを各々示し、
「then」の項において、出力Ｅとは操作量Ｅを示
す。 また、表の横方向、例えばNo.１において、入力
Ａ〜Ｃの間には「AND」の関係があり、表の縦
方向、例えばNo.１とNo.２との間には「OR」の関
係がある。 尚、表にはメンバーシツプ関数における全区分
についての組み合わせを記載したが、有り得ない
組み合わせ或いは有つても極めて希であることが
判明しているならば、その組み合わせを省略して
もよい。 ここで、第２図において、射出成形機の状態Ａ
がＸの状態（昇温中）にあり、且つ温度偏差Ｂ及
び偏差変化率Ｃが各々Ｙ及びＺの位置にある場合
を想定し、フアジイ推論方法と出力値の演算方法
とを説明する。 温度偏差ＢにおけるＹの位置においては、区分
PSと区分PMとが重複し、偏差変化率Ｃにおける
Ｚの位置においては、区分ZEROと区分PSとが
重複する。 このため、入力Ａ〜Ｃにおける組み合わせは、
第３図に示す如く、前記表に示すNo.23、No.24、No.
28、及びNo.29の４通りができる。 これらの組み合わせにおける入力Ａ、入力Ｂ、
及び入力Ｃの間にはAND関係があるため、各組
合せにおける出力Ｅの程度は入力Ａ〜Ｃが共に含
まれる範囲、即ち入力Ａ、入力Ｂ、及び入力Ｃの
うちで最小となる入力値で仕切られる出力Ｅの面
積（第３図の出力Ｅの欄に示す斜線の部分の面
積）に相当することが推論される。 この様に推論される各組合せの出力Ｅからヒー
タ７への出力値はALU１１によつて演算される。 かかる演算は、次の手順によつて行われる。 先ず、各組合せの出力Ｅの相互間の関係はOR
関係にあるため、第３図の出力Ｅの欄に示されて
いる斜線部を第４図に示すように合成する。 次いで、合成された第４図に示す斜線部の重心
の位置を求め、ヒータ７の出力値を決定する。 かかる出力値は、MPU９からヒータに送られ、
ヒータ７に供給される電圧が制御される。 この様なフアジイ温度制御によれば、射出シリ
ンダ１の温度を、第５図の昇温曲線Ｆに示す如
く、オーバーシユート現象Po及びアンダーシユ
ート現象Puを解消することができ、且つ射出シ
リンダ１の目標温度に射出成形機の各状態に応じ
て自動的に調整することができる。 このため、オーバーシユート現象等によつて発
生していた成形品の不良をなくすとができる。 更に、耐熱性の乏しい樹脂を採用する場合にお
いても、熟練作業者による温度調整を不要にする
こともできる。 尚、本実施例において、第２図に示すメンバー
シツプ関数に新たなメンバーシツプ関数、例えば
今回偏差変化率と前回偏差変化率との偏差変化率
の偏差等のメンバーシツプ関数等を新たに加えて
もよい。 以上、述べてきた本実施例においては、射出シ
リンダの温度制御について説明してきたが、射出
シリンダの先端に設けられているノズルにも、通
常、加熱ヒータが設けられて温度制御されるた
め、射出シリンダと同様にフアジイ温度制御する
ことができる。 更に、射出シリンダ及びノズルにおいて、射出
シリンダの長手方向に複数個のヒータを順次設
け、前記ヒータの個々をフアジイ温度制御するこ
とは、射出シリンダの温度を精密に制御すること
ができ好ましいことである。 また、金型の温度も射出成形機の状態に応じて
制御することを必要とするため、射出シリンダと
同様にフアジイ温度制御することができる。 ところで、金型には加熱ヒータ等の加熱手段と
成形品を冷却するために冷却水循環パイプ等の冷
却手段とが併設されていることがある。 この場合、本実施例のフアジイ温度制御を用い
て加熱手段及び冷却手段の各々の出力制御を行う
ことによつて、金型温度のオーバーシユート現象
及びアンダーシユート現象を可及的に解消し、熟
練作業者と同程度に金型温度を制御することがで
きる。 （発明の効果） 本発明によれば、射出シリンダ等の温度を射出
成形機の状態に応じて目標温度に自動的に調整す
ることができ、その際にオーバーシユート現象や
アンダーシユート現象を可及的に解消できる。 このため、本発明は射出成形の省力化及び成形
品の不良率の減少に貢献することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロツクダイ
ヤグラム、第２図は本発明において採用するメン
バーシツプ関数を説明するための説明図、第３図
はフアジイ推論を説明するための説明図、第４図
は出力値の演算の手順を説明するための説明図、
第５図は射出シリンダの温度制御状態を説明する
ための説明図を各々示す。 図において、１……射出シリンダ、３……プロ
グラムコントローラ、５……温度センサ、７……
ヒータ、９……マイクロプロセツサユニツト、１
１……演算理論回路、１３……メモリ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 射出成形機の温度制御部分の温度を射出成形
   機の状態に応じて所定温度に制御する際に、該射
   出成形機が置かれている状態及び射出成形機の温
   度制御部分の温度をセンサによつて検出し、 検出された射出成形機の状態における制御部分
   の目標温度と検出温度との温度偏差、及び今回検
   出された検出温度における今回偏差と前回検出さ
   れた検出温度における前回偏差との偏差変化率を
   演算した後、 演算された温度偏差及び偏差変化率について、
   各々のメンバーシツプ関数に基づいてフアジイ推
   論を行い、 次いで、前記フアジイ推論に基づいて温度制御
   部分の加熱手段及び／又は冷却手段の出力値を演
   算することを特徴とする射出成形機の温度制御方
   法。 ２ 温度制御部分が射出シリンダ及び／又は金型
   である請求項第１項記載の射出成形機の温度制御
   方法。