JPH0596591A - 射出成形機の制御装置 - Google Patents

射出成形機の制御装置

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JPH0596591A
JPH0596591A JP3290370A JP29037091A JPH0596591A JP H0596591 A JPH0596591 A JP H0596591A JP 3290370 A JP3290370 A JP 3290370A JP 29037091 A JP29037091 A JP 29037091A JP H0596591 A JPH0596591 A JP H0596591A
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JP
Japan
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Withdrawn
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JP3290370A
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English (en)
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Yasumasa Suga
恭正 菅
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/76Measuring, controlling or regulating

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ファジー推論を利用してオペレータの経験則
を制御に取り込むことにより、オペレータの調整作業を
大幅に軽減することのできる射出成形機の制御装置を提
供する。 【構成】ファジー演算部(20)は背圧、スクリュ回転
数、シリンダ温度等の運転条件の指令値及び検出値を受
けて運転条件毎に補正値を算出し対応する前記指令値に
加算して調整値として出力する。制御部(30)は前記
各運転条件の調整値及び検出値を受けて運転条件毎に操
作量を算出する。前記ファジー演算部は、成形品別に溶
融樹脂の最適な状態遷移波形を記憶した波形データベー
スを有する。前記ファジー演算部はまた、前記各運転条
件毎にオペレータの経験則を蓄積したルールデータベー
スを有する。前記ファジー演算部は更に、前記波形デー
タベース、前記ルールデータベースからのデータを受
け、前記各運転条件毎に該当するルールのメンバシップ
関数を得ると共に、各ルールのメンバシップ関数の最大
値をとって合成した合成メンバシップ関数の重心を演算
する重心演算部を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は射出成形機の制御装置に
関し、特にファジー推論を活用した制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、射出成形は、樹脂の可塑化→射
出→保圧→冷却という工程で行われる。このような工程
を経て得られる成形品の重量、寸法、光弾性等を一様に
するには、樹脂の状態遷移(樹脂の比容積、温度、圧力
の推移)の再現性を良くすることが必要となる。なお、
比容積とは成形品の密度の逆数、保圧とは保圧工程で制
御される金型内樹脂圧力である。
【0003】ところで、溶融状態における樹脂の比容積
−温度−圧力の関係は、以下のスペンサーの状態方程式
で表わされることが知られている。 (P+π)(V−ω)=Rm T 但し、Pは樹脂圧力、Vは比容積、Tは樹脂温度、π、
ω、Rm はそれぞれ材料に応じて決まる定数。
【0004】この関係を、P、V、Tの3次元の面で表
わすと図4のようになり、上述した可塑化→射出→保圧
→冷却の1成形サイクルで図4中実線で示すような軌跡
を描く。この軌跡は、射出成形作業が繰り返し行われて
も同じであることが望ましい。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際に
は成形サイクルの開始から終了までの間に樹脂温度が変
動するために、時間経過とともに図4中実線で示すよう
な軌跡から外れて破線で示すような軌跡を描くようにな
り、その結果、成形品の品質にばらつきが生じてしま
う。これは、樹脂温度が変動すると、射出開始直前の加
熱シリンダにおけるリザーバ内の比容積が変化し、金型
への充填に際して樹脂の初期条件(初期状態)が変化す
ることに起因する。
【0006】従来はオペレータが樹脂の種類、成形品の
種別、金型温度等の成形条件と経験則から樹脂の可塑化
時の流動状態を推測し、加熱シリンダの温度やスクリュ
回転速度、背圧といった運転条件を粗く設定する。その
後、オペレータは、成形を行いながら徐々に各運転条件
を調整し成形を行うようにしている。このため、射出成
形機のオペレータは熟練を要求されるだけでなく、調整
作業も各運転条件が相互に関連し合っているため大きな
手間を必要とする。本発明の課題は、ファジー推論を利
用してオペレータの経験則を制御に取り込むことによ
り、オペレータの調整作業を大幅に軽減することのでき
る射出成形機の制御装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、背圧、スクリ
ュ回転数、シリンダ温度等の運転条件の指令値及び検出
値にもとづいて射出成形を行う射出成形機の制御装置に
おいて、前記各運転条件の指令値及び検出値を受けて運
転条件毎に補正値を算出し対応する前記指令値に加算し
て調整値として出力するファジー演算部と、前記各運転
条件の調整値及び検出値を受けて運転条件毎に操作量を
算出する制御部とを備え、前記ファジー演算部は、成形
品別に溶融樹脂の最適な状態遷移波形を記憶した波形デ
ータベースと、前記各運転条件毎にオペレータの経験則
を蓄積したルールデータベースと、前記波形データベー
ス、前記ルールデータベースからのデータを受け、前記
各運転条件毎に該当するルールのメンバシップ関数を得
ると共に、各ルールのメンバシップ関数の最大値をとっ
て合成した合成メンバシップ関数の重心を演算する重心
演算部とを含むことを特徴とする。
【0008】
【実施例】図面を参照して本発明の実施例について説明
する。図1を参照して、射出成形機10の制御系は、フ
ァジー演算部20と制御部30及び成形品種別指定部4
0とから成る。射出成形機10は、加熱シリンダ100
の内部に回転及び往復動自在にスクュ101が配置さ
れ、このスクリュ101は射出シリンダ102により往
復動するように駆動されると共に、回転駆動系103に
より回転駆動される。スクリュ101を回転させると共
に往復させることで加熱シリンダ100内の樹脂を金型
104のキャビティ105に充填し加圧成形する。
【0009】本実施例では、運転条件として加熱シリン
ダ100の温度、射出シリンダ102における背圧、回
転駆動系103の回転数、すなわちスクリュ回転数とを
用いる場合について説明する。このため、加熱シリンダ
100、射出シリンダ102、回転駆動系103にはそ
れぞれ検出器(図示せず)が設けられ、温度検出値T
D、背圧検出値PD、回転速度検出値RDがそれぞれ、
ファジー演算部20、制御部30に与えられる。
【0010】ファジー演算部20にはまた、加熱シリン
ダ100の温度指令値TI、射出シリンダ102の背圧
指令値PI、スクリュの回転速度指令値RIが与えられ
る。各運転条件の検出値及び指令値を受けて、ファジー
演算部20は、運転条件毎に補正値を算出すると共に、
各補正値を対応する指令値に加算して温度調整値TC、
背圧調整値PC、回転速度調整値RCとして出力する。
【0011】制御部30は、各運転条件の検出値と調整
値とを受けて運転条件毎に操作量を算出し、加熱シリン
ダ100の温度操作量TO、射出シリンダ102の背圧
操作量PO、スクリュの回転速度操作量ROとして出力
する。加熱シリンダ100、射出シリンダ102、回転
駆動系103はそれぞれ、対応する上記の操作量にもと
づいて動作する。なお、成形品種別指定部4Oは、あら
かじめ決まっている成形品の種別を指定するためのもの
である。
【0012】次に、ファジー演算部20について図2を
参照して説明する。ファジー演算部20は、成形品別に
溶融樹脂の最適な状態遷移波形(図4参照)を記憶した
波形データベース21と、各運転条件毎にオペレータの
経験則を蓄積したルールデータベース22と、波形デー
タベース21、ルールデータベース22からのデータを
受け、各運転条件毎に該当するルールのメンバシップ関
数を得ると共に、各ルールのメンバシップ関数の最大値
をとって合成した合成メンバシップ関数の重心を演算
し、波形データベース21からの最適な状態遷移波形と
のずれを考慮しながら加熱シリンダ100の温度補正値
TC′、射出シリンダ102の背圧補正値PC′、スク
リュの回転速度補正値RC′を出力する重心演算部23
とを含む。各補正値は、対応する指令値に加算されて、
加算結果が温度調整値TC、背圧調整値PC、回転速度
調整値RCとして出力される。
【0013】オペレータは樹脂の特性や、成形品の構造
や、その他の環境条件などから可塑化時の樹脂の流動の
状態を経験的に推測しながら成形条件の調整を行なう。
こういった調整を行う過程で、オペレータは、よい成形
品を得るための効果的な条件調整則を持っている。例え
ば「樹脂温度が少し高くてスクリュ回転数も少し高けれ
ば(樹脂の流動性がよくなっているが温度による調整は
時定数が大きいため、温度の変更は行わずに)背圧を少
し小さくする(ことによって樹脂の逆流を防ぐ)」とい
った形で状況に応じて効果的な経験則(ルール)を用い
る。
【0014】ルールデータベース22は、下記の例の如
く、「もし〜が〜で、〜が〜であれば〜を〜する」とい
うように、人間が普段用いる言語値として記述し、成形
品別に蓄積しておく。また、「高い」というような言語
値は、あらかじめメンバシップ関数(MSF)として、
確からしさの度合として記述しておく。
【0015】(例) ルール1 「もし、温度検出値TDが少し高くて回転速度検出値R
Dが少し遅ければ、背圧補正値PC′を低くする」 ルール2 「もし、回転速度検出値RDが少し速くて背圧検出値P
Dも少し高ければ背圧補正値PC′を低くする」
【0016】ファジー演算部20は、こういった経験者
のもつ経験則をルールとして成形品別にルールデータベ
ース22に蓄積しておき、ファジー推論によって各運転
条件を自動的に調整する。ルール1を例にとってファジ
ー推論の演算過程(重心演算過程)を説明する。図3に
ルール1の場合の構成を示す。オペレータはまず、“シ
リンダ温度が少し高い”、“スクリュ回転数が少し遅
い”、“背圧補正量を少し小さく”といった言語表現を
メンバシップ関数と呼ばれる関数で記述する。メンバシ
ップ関数は横軸に入力量の値、縦軸にその入力の起こる
確からしさを0〜1の範囲で記述する。例では三角関数
で記述しているが、その他の任意の形の関数としても記
述できる。
【0017】入力として温度検出値が“220℃”、ス
クリュ回転数が“200rpm ”であった時、それぞれの
確からしさは“0.5”、“0.3”であり、この値の
ミニマム(MIN)を取り、確からしさとして“0.
3”を得る。この値と背圧補正量のメンバシップ関数と
のミニマム(MIN)を取り、斜線部を取る。ルール2
においても、同様の手順により背圧補正量のメンバシッ
プ関数を得る。次にルール1、ルール2の斜線部のメン
バシップ関数のマキシマム(MAX)を取って合成メン
バシップ関数を得、この合成メンバシップ関数の重心を
求め、これを背圧補正値PC′として用いる。ルール数
に制限はなく、他の補正値(回転速度補正値、温度補正
値)に関しても同様の手順により求める。以上のように
して、ファジー演算部20は、成形品別の理想的な状態
遷移波形(PVT波形)に対するずれを、経験者のノウ
ハウを活用して、各運転条件の指令値を最適かつ迅速に
修正する。
【0018】なお、成形品の種別が代わる場合には、そ
れに応じてルールデータベース22の出力する内容、波
形データベース21の出力する内容が代えられることは
言うまでもない。
【0019】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ばファジー推論を利用してオペレータの経験則を制御に
取り込むことにより、オペレータが逐次行う成形条件の
調整作業を大幅に軽減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の構成図。
【図2】図1に示されたファジー演算部の構成図。
【図3】本発明のファジー演算部で用いられるメンバシ
ップ関数の例を示した図。
【図4】射出成形機の成形サイクルにおける溶融樹脂の
状態遷移の軌跡を示した図。
【符号の説明】
100 加熱シリンダ 101 スクリュ 102 射出シリンダ 103 回転駆動系 104 金型 105 キャビティ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 背圧、スクリュ回転数、シリンダ温度等
    の運転条件の指令値及び検出値にもとづいて射出成形を
    行う射出成形機の制御装置において、前記各運転条件の
    指令値及び検出値を受けて運転条件毎に補正値を算出し
    対応する前記指令値に加算して調整値として出力するフ
    ァジー演算部と、前記各運転条件の調整値及び検出値を
    受けて運転条件毎に操作量を算出する制御部とを備え、
    前記ファジー演算部は、成形品別に溶融樹脂の最適な状
    態遷移波形を記憶した波形データベースと、前記各運転
    条件毎にオペレータの経験則を蓄積したルールデータベ
    ースと、前記波形データベース、前記ルールデータベー
    スからのデータを受け、前記各運転条件毎に該当するル
    ールのメンバシップ関数を得ると共に、各ルールのメン
    バシップ関数の最大値をとって合成した合成メンバシッ
    プ関数の重心を演算する重心演算部とを含むことを特徴
    とする射出成形機の制御装置。
JP3290370A 1991-10-11 1991-10-11 射出成形機の制御装置 Withdrawn JPH0596591A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995027235A1 (en) * 1994-03-31 1995-10-12 Omron Corporation Control system and method
EP0707936A3 (de) * 1994-10-19 1998-02-04 K.K. Holding Ag Verfahren zur Bestimmung des Umschaltpunktes bei der Herstellung eines Spritzgussteils
FR2829960A1 (fr) * 2001-09-21 2003-03-28 Jean Pierre Lesbats Procede de parametrage d'un dispositif d'injection de moulage et dispositif pour sa mise en oeuvre

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995027235A1 (en) * 1994-03-31 1995-10-12 Omron Corporation Control system and method
EP0707936A3 (de) * 1994-10-19 1998-02-04 K.K. Holding Ag Verfahren zur Bestimmung des Umschaltpunktes bei der Herstellung eines Spritzgussteils
FR2829960A1 (fr) * 2001-09-21 2003-03-28 Jean Pierre Lesbats Procede de parametrage d'un dispositif d'injection de moulage et dispositif pour sa mise en oeuvre

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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19990107