JPH0622845B2 - 射出成形機の制御方法 - Google Patents

射出成形機の制御方法

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JPH0622845B2
JPH0622845B2 JP60244176A JP24417685A JPH0622845B2 JP H0622845 B2 JPH0622845 B2 JP H0622845B2 JP 60244176 A JP60244176 A JP 60244176A JP 24417685 A JP24417685 A JP 24417685A JP H0622845 B2 JPH0622845 B2 JP H0622845B2
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Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、型内の樹脂圧センサによる射出成形機の樹脂
圧力制御方法、特に学習機能を持った制御方法に関する
ものである。
<従来の技術> 従来、樹脂圧センサにより射出油圧を制御する型内圧フ
イードバツク射出成形方式については次のようなものが
ある。
(A)型内圧設定方式による保圧の一段一定設定のもの
(第3図) (B)型内圧設定方式による保圧の多段一定設定のもの
(第4図) (C)型内圧設定方式による保圧の多段設定かつ設定間
を直線あるいはある種の関数を用いて設定を疑似的に結
んだもの <発明が解決しようとする問題点> ところで、(A)方式においては、特に光学素子やそり
等の変形しやすい成形品等のようにゲート近傍の歪を防
止するために保圧を減圧させながら成形を行う場合には
不都合であり、また、型内圧センサの位置によっては、
例えば複雑な金型構造上の制約等によりセンサをゲート
より後方に設置した場合等にはゲートシールが進むにつ
れて成形品への圧力伝達特性が低下していくために、あ
る型内圧に保持しようとすると、油圧が急上昇し、その
時点で油圧を検知して切るか、ある一定レベルに保持す
るか、せざるを得なかった。換言すれば、センサ位置が
ランナー部等に限定されていた。
これらの欠点を改良するために、(B),(C)の方式
が提案されているが、これらの方式においては、型内圧
力設定をあるいは設定値から次の設定値に切り換える際
に、型内圧設定を大きく上げようとすると、成形品への
圧力伝達特性が樹脂の粘度上昇により低下し始めている
ために、型内圧設定に対応する油圧動作はどの位になる
か予想がつかず、サーボが全開になり、金型や成形機を
損傷したりする。また、設定を逆に下げすぎると、樹脂
圧はTg(ガラス転移点)に近付いてくればくる程、押す
ときと引くときでは粘弾性的な性質が異なり、樹脂圧が
下がりにくく、結果として油圧が零に落ち込む。そのた
め、これらの場合には、もはや樹脂圧はコントロールさ
れているとはいえず、油圧と全く関係のない金型内での
冷却状態で決まっていた。
実際には作業者がこのようにならないために、樹脂圧の
設定レベルを一段一段試行錯誤によりテストして最適に
なるように少しずつ設定を振って樹脂圧と油圧の波形モ
ニターを見ながら努力しなければならなかった。さら
に、これらの設定パターンにおいても成形品の形状によ
り良品のパターンはそれぞれ大きく異なるために、良品
の型内圧パターンを前述の範囲を越えないような範囲の
中で注意しながら個々の成形品について繰り返しテスト
しなければならなかった。また、この設定は型内圧波形
の最終段に近い程難しくなるため大変な努力と熟練を要
した。
そこで、成形品の肉厚、断面積等が変化するものにおい
て、充填工程、保圧工程におけるフローフロントの流速
の変化、肉厚差による冷却時の圧力伝達特性の部分的変
化、更にその界面で発生する応力による歪み等を防止す
るために単純なPVT曲線による一定の圧力効果モデル
でなく、時間軸方向に圧力を成形品の形状に合わせて多
様に変化させる必要がある。
本発明は、前述従来例の欠点を除去し、より高精度な成
形品を得るために、制御が無理なく、誰でも熟練を要す
ることなく簡単に型内圧制御によるプログラムを用いた
成形をすることを可能にした射出成形機の制御方法を提
供することを目的とする。
<問題点を解決するための手段> 前述の目的を達成するための本発明の射出成形機の制御
方法を第1図及び第2図に基づいて説明する。
本発明は、樹脂を型内に射出する射出ラム5を射出速度
制御動作から油圧制御動作に切り換えて射出樹脂を成形
する成形方法において、型内への樹脂射出速度を制御す
る射出速度プログラム設定器24と、射出速度センサ7
の信号と前記射出速度プログラム設定器24との信号に
より射出速度を制御する射出速度サーボコントローラ2
3と、前記型内への樹脂圧力を制御する油圧プログラム
設定器18と、射出油圧を検出する油圧センサ6と、前
記油圧センサ6からの信号により油圧を制御する油圧サ
ーボコントローラ17と、型内の圧力を検出する型内圧
センサ2と、成形品の成形条件として良品の型内圧を保
圧工程における分割した時間毎に多段に設定した波形で
記憶するメモリ15と、前記型内圧力センサ2の検出値
と前記メモリ15の信号に基づいて射出油圧を制御する
設定値を演算する型内圧サーボコントローラ12とを備
え、 はじめに、射出速度制御動作から油圧制御に切り換えた
後の保圧工程を複数時間に分割(t0〜t4)し、良品の成
形条件としての前記分割時間毎の圧力(P1〜P4)で成形
した時に型内圧センサ2で検知した型内圧をメモリ15
に記憶し、型内への樹脂射出開始は前記射出速度プログ
ラム設定器24及び射出速度サーボコントローラ23に
よる射出速度制御を行い、前記型内への樹脂の射出後前
記型内圧力センサ2の信号に基づいて射出速度制御から
油圧制御への切換動作を行って前記油圧センサ6及び前
記油圧サーボコントローラ17を用いた油圧制御の保圧
工程に移行し、前記メモリ15を前記型内圧サーボコン
トローラ12に接続し、前記型内圧力センサ2の検出値
と前記メモリに記憶された目標値となる成形条件を前記
型内圧サーボコントローラ12に入力して各分割時間毎
に制御信号を演算し、該制御信号と前記油圧センサ6か
らの油圧信号を前記油圧サーボコントローラ17に入力
して保圧工程における圧力を制御するようにしたもので
ある。
<作用> はじめに、射出速度制御動作から油圧制御に切り換えた
後の保圧工程について油圧の多段プログラム設定を用い
て成形を行うために、第2図(a)に示すように保圧工
程を複数の時間t0〜t1,t1〜t2,t2〜t3,t3〜t4に分割し
て、良品の成形条件としての各分割時間毎の油圧設定値
をそれぞれP1,P2,P3,P4と定めて成形した時に型内圧セ
ンサ2で検知した型内圧の波形を型内圧メモリ15に記
憶させる。
そこで、型内への樹脂射出開始を射出速度制御を行い、
樹脂射出後、型内圧制御方式で成形を行い、型内圧力セ
ンサ2の信号に基づいて射出速度制御から油圧制御に切
換わって、保圧工程に移行後は保圧工程において分割し
た時間毎に型内圧力センサ2の検出値とメモリ15から
の目標値となる良品の成形条件とに基づいて油圧サーボ
コントローラ17により保圧工程における油圧の設定値
を制御することによって、精密成形品を得られる良品と
しての成形条件をトレースする。
このようにすると、制御が従来より安定したものとな
り、誰でも熟練を要することなく簡単に型内圧制御によ
るプログラムを用いた成形をすることが可能となる。
<実施例> 以下、本発明の実施例を第1図及び第2図に基づいて説
明する。
第1図は本発明の制御方法を実施した射出成形機の構成
図、第2図(a)(b)(c)はそれぞれ油圧プログラ
ム設定と油圧変化波形、油圧プログラム成形時の型内圧
波形、型内圧制御時の油圧変化を示す線図である。
金型1のキャビテイ1a(又は流路内)に樹脂の圧力を
検出する型内圧力センサ2が埋め込まれており、射出シ
リンダ3内のスクリュー4を押し込む射出ラム5の油圧
回路に射出油圧を検出する油圧センサ6を設け、かつ該
スクリュー4に速度センサ7が設けられ、該射出ラム5
の油圧回路はその油圧が射出速度制御→圧力制御切換ス
イッチ10を介してサーボバルブ駆動用サーボアンプ9
の出力に比例した圧力にサーボバルブ8で調整されるよ
うになっている。該切換スイッチ10は初めに射出速度
プログラム設定器24により設定される速度と該速度セ
ンサ7からの信号が射出速度サーボコントローラ23を
通して射出速度フイードバツク成形をなすように接続
し、また金型内圧力が射出速度制御→圧力制御切換圧力
設定器21で設定した圧力P0 に達したことを型内圧力
センサ2,増幅器11を通して検知すると、第1コンパ
レータ19を介して油圧センサ6と油圧サーボコントロ
ーラ17を用いた油圧制御側に切換わるようになってい
る。
そして、初めに油圧制御で成形する場合、油圧型内圧
力制御切換スイッチ13,14を油圧側にセットし、該
切換スイッチ13をデジタル型内圧波形メモリ15に接
続し、該切換スイッチ14を油圧プログラム設定器18
に接続し、その設定された油圧プログラム(油圧の設定
値P1〜P4及び時間t1〜t4)により油圧サーボコントロー
ラ17だけで成形を行うと、良品になる成形品の成形条
件としての型内圧波形は型内圧力センサ2からの出力が
増幅器11,切換スイッチ13を介してデジタル型内圧
波形メモリ15に導かれて、記憶されるようになってお
り、また、このときに油圧サーボコントローラ17は油
圧センサ6からの出力を用いてPID演算するようにな
っている。
該型内圧サーボコントローラ12は型内圧の設定値、す
なわちデジタル型内圧波形メモリ15に記憶された型内
圧波形と樹脂圧の検出値、すなわち型内圧センサ2から
の出力よりも油圧サーボコントローラ17の設定値(目
標値)を演算するようになっている。
第2コンパレータ20は油圧が型内圧制御→油圧制御切
換圧力設定器22で設定した値P5になったときに油圧サ
ーボコントローラ17の目標値がP5になるように切換ス
イッチ16を切換える。
以上の構成において、まず、油圧型内圧制御切換スイ
ッチ13,14を油圧側にセットし、かつ油圧プログラ
ム設定器18で第2図(a)の一点鎖線で示す油圧の設
定値P1〜P4及び時間t1〜t4を設定し、型内圧サーボコン
トローラ12は使用せずに油圧サーボコントローラ17
だけで成形を行う状態にし、初めに射出シリンダ3内で
樹脂を溶融計量した後、速度センサ7,射出速度プログ
ラム設定器24及び射出速度サーボコントローラ23を
用いて射出速度フイードバツク成形を行い、射出が進み
(時間t0)、金型1の内圧が射出速度制御→圧力制御切
換圧力設定器21で設定した圧力P0に達したことを型内
圧力センサ2,増幅器11を通して検知すると、第1コ
ンパレータ19を介して切換スイッチ10は射出速度制
御から油圧制御へ切換えられ、油圧センサ6と油圧サー
ボコントローラ17を用いた油圧制御の保圧工程に切換
わる。その間、型内圧力センサ2からの出力は増幅器1
1,切換スイッチ13を通してデジタル型内圧波形メモ
リ15に導かれ、良品が出来るようになったときの成形
品の成形条件の第2図(b)に示すような型内圧波形を
記憶する。
次に、型内圧制御による成形を行うために、油圧型内
圧制御切換スイッチ13,14を型内圧側にセットする
と、油圧プログラム設定器18は切れ、また、デジタル
型内圧波形メモリ15が読み出し状態になる。
そこで、前述のようにまず、射出速度制御で射出を開始
し、型内圧力が型内圧力センサ2,増幅器11を通して
圧力P0を検知すると、第1コンパレータ19により切換
スイッチ10を射出速度制御→型内圧制御に切換え、型
内圧制御による成形(保圧工程)を行う。
この成形時の型内圧力信号(型内圧力センサ2の検出
値)は型内圧サーボコントローラ12において前述のデ
ジタル型内圧波形メモリ15に記憶された型内圧波形を
目標とする信号との偏差を保圧工程の間、PID演算
し、油圧をその時点でどの位に設定したらよいかを連続
的に設定し、そのための制御信号を切換スイッチ14,
16を通して油圧サーボコントローラ17に送り出す。
該油圧サーボコントローラ17は油圧センサ6から油圧
信号と型内圧サーボコントローラ12からの設定値との
偏差をPID演算し、切換スイッチ10を通してサーボ
アンプ9に送り、サーボバルブ8を駆動して油圧を制御
する。
このようにして良品の型内圧波形を連続的にトレースす
ることができる。この型内圧制御時成形の油圧波形は第
2図(c)に示すようになり、射出初期(この例では
t2)までにおいては第2図(a)に示す油圧波形(実
線)とほぼ同様に変化するが、t3,t4になってくるとゲ
ートシールが始まって少しずつ油圧は上昇ぎみになって
くる。
そして、油圧が上昇してt4で型内圧制御→油圧制御切換
圧力設定器22で設定した圧力P5に油圧がなると、第2
コンパレータ20が作動し、切換スイッチ16が切換わ
り、油圧サーボコントローラ17の目標値は型内圧サー
ボコントローラ12からの設定値からP5に切換わって油
圧制御になり、保圧時間が終了すると冷却工程に移行す
る。
なお、デジタル型内圧波形メモリ15の記録を、フロッ
ピーディスク等に記録することにより一度良品パターン
を決めてしまうと、いつでも良品が成形できる。また、
射出成形のみならず、射出圧縮成形や圧縮成形での型内
圧の良品パターンに同様の制御を行ってもよい。さら
に、型内圧波形を段差のない滑らかな曲線にしたい時
は、油圧のプログラムパターンを積分回路等で滑らかに
変化する設定回路にすることで可能である。
<発明の効果> 本発明は、以上説明したように良品の成形条件としての
型内圧を記憶するメモリを設け、メモリに記憶された良
品の実際の型内圧パターンを目標値として、特に保圧工
程の分割した時間毎に型内の圧力を調整して良品パター
ンをトレースすることにより、簡単に従来難しかった型
内圧フイードバツクでのプログラム設定が型内圧波形の
全域にわたってできるようになり、光学部品等のような
成形品を高精度な良品に成形することができ、また、油
圧制御での型内圧パターンを基準に型内圧波形が制御さ
れるので、疑似的なパターン等と異なり、予想されない
油圧のピークが立ったりすることがなく、金型や成形機
を損傷することがなくなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る制御方法を用いた射出成形機の概
略構成図、第2図は本発明の制御方法の実施例の動作波
形の線図で、(a)は油圧プログラム設定と油圧変化波
形、(b)は油圧プログラム成形時の型内圧波形、
(c)は型内圧制御時の油圧波形を示し、第3図は従来
例の一段一定設定における時間経過に対する動作波形の
線図で、(a)は型内圧波形、(b)は射出油圧波形を
示し、第4図(a)(b)は従来例の多段プログラム設
定における型内圧と射出油圧の動作波形図である。 1……金型、1a……キャビテイ、2……型内圧力セン
サ、3……射出シリンダ、4……スクリュー、5……射
出ラム、6……油圧センサ、7……速度センサ、8……
サーボバルブ、9……サーボバルブ駆動用サーボアン
プ、10……射出速度制御→圧力制御切換スイッチ、1
1……増幅器、12……型内圧サーボコントローラ、1
3,14……油圧型内圧力制御切換スイッチ、15…
…デジタル型内圧波形メモリ、17……油圧サーボコン
トローラ、18……油圧プログラム設定器、19……第
1コンパレータ、20……第2コンパレータ、21……
射出速度制御→圧力制御切換圧力設定器、22……型内
圧制御→油圧制御切換圧力設定器、23……射出速度サ
ーボコントローラ、24……射出速度プログラム設定
器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】樹脂を型内に射出する射出ラム(5)を射
    出速度制御動作から油圧制御動作に切り換えて射出樹脂
    を成形する成形方法において、 型内への樹脂射出速度を制御する射出速度プログラム設
    定器(24)と、 射出速度センサ(7)の信号と前記射出速度プログラム
    設定器(24)との信号により射出速度を制御する射出
    速度サーボコントローラ(23)と、 前記型内への樹脂圧力を制御する油圧プログラム設定器
    (18)と、 射出油圧を検出する油圧センサ(6)と、 前記油圧センサ(6)からの信号により油圧を制御する
    油圧サーボコントローラ(17)と、 型内の圧力を検出する型内圧センサ(2)と、 成形品の成形条件として良品の型内圧を保圧工程におけ
    る分割した時間毎に多段に設定した波形で記憶するメモ
    リ(15)と、 前記型内圧力センサ(2)の検出値と前記メモリ(1
    5)の信号に基づいて射出油圧を制御する設定値を演算
    する型内圧サーボコントローラ(12)とを備え、 はじめに、射出速度制御動作から油圧制御に切り換えた
    後の保圧工程を複数時間に分割(t0〜t4)し、良品の成
    形条件としての前記分割時間毎の圧力(P1〜P4)で成形
    した時に型内圧センサ(2)で検知した型内圧をメモリ
    (15)に記憶し、 型内への樹脂射出開始は前記射出速度プログラム設定器
    (24)及び射出速度サーボコントローラ(23)によ
    る射出速度制御を行い、 前記型内への樹脂の射出後前記型内圧力センサ(2)の
    信号に基づいて射出速度制御から油圧制御への切換動作
    を行って前記油圧センサ(6)及び前記油圧サーボコン
    トローラ(17)を用いた油圧制御の保圧工程に移行
    し、 前記メモリ(15)を前記型内圧サーボコントローラ
    (12)に接続し、 前記型内圧力センサ(2)の検出値と前記メモリに記憶
    された目標値となる成形条件を前記型内圧サーボコント
    ローラ(12)に入力して各分割時間毎に制御信号を演
    算し、 該制御信号と前記油圧センサ(6)からの油圧信号を前
    記油圧サーボコントローラ(17)に入力して保圧工程
    における圧力を制御するようにしたこと を特徴とする射出成形機の制御方法。
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