JPH0732438A - 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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JPH0732438A
JPH0732438A JP3355863A JP35586391A JPH0732438A JP H0732438 A JPH0732438 A JP H0732438A JP 3355863 A JP3355863 A JP 3355863A JP 35586391 A JP35586391 A JP 35586391A JP H0732438 A JPH0732438 A JP H0732438A
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Nobuyuki Nakamura
伸之 中村
Atsushi Koide
淳 小出
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Nissei Plastic Industrial Co Ltd
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Nissei Plastic Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高精度かつ安定した圧力制御を行って成形品
質の向上を図るとともに、圧力制御をメータイン回路と
メータアウト回路で分担して油圧回路全体の簡素化を図
る。 【構成】 油圧回路10により多段式の油圧シリンダ2
を駆動制御する。油圧回路10のメータイン回路12を
構成する切換弁V1、V2、V3、V4、V5、V6、
V7を制御することにより、多段式の油圧シリンダ2に
おける複数の油室Ca、Cb、Cc、Cdの一又は二以
上を選択して圧油を供給し、射出圧力Pの大きさを段階
的に切換えるとともに、油圧回路10のメータアウト回
路11を構成する圧力制御弁11p、11mを制御する
ことにより、メータイン回路12で切換えた各射出圧力
Pの大きさを連続的に可変する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は油圧回路により多段式の
油圧シリンダを駆動制御する射出成形機の制御方法に関
する。
【0002】
【従来技術及び課題】従来、多段式の油圧シリンダを備
えた射出成形機は、実開平2−146017号公報及び
特公昭59−15295号公報で知られており、前者の
射出成形機はスクリュの軸心に対して対称となる位置に
並列に配置した対をなす単一油圧シリンダを、スクリュ
に複数対連結したものであり、また、後者の射出成形機
は段階的に径寸法の異なる数種のラムをその径寸法の大
きな順に連続させ、このラムとシリンダにより構成した
作用室を円筒状に形成するとともに、各作用室にそれぞ
れ油の流入管を接続して方向制御弁に導き、それぞれの
作用室に同時に、或いは各作用室に時間差を設けて油を
圧入し、油圧シリンダを作動させるようにしたものであ
る。
【0003】ところで、通常、金型キャビティに樹脂を
充填する射出工程では、スクリュに対する速度制御を行
っており、速度の大きさは射出圧力の可変に基づいて制
御される。一方、金型キャビティ内に流入した樹脂は外
側(スキン層)ほど早く硬化が進行し、金型キャビティ
内における樹脂の流動状態は一定とはならない。このた
め、射出圧力の大きさは樹脂の流動状態に応じて変動す
ることになり、成形品質も大きく左右される。即ち、樹
脂の流動状態に応じて樹脂に対する残留応力が変化し、
反りや歪等の成形不良の発生原因となる。
【0004】しかし、多段式の油圧シリンダを採用した
従来の射出成形機における制御方法は圧力変化がステッ
プ状となるため、高精度かつ安定な圧力制御を行うこと
ができず、成形品質を高めるにも限界があった。
【0005】本発明はこのような従来技術に存在する課
題を解決したものであり、多段式の油圧シリンダを用い
た場合でも、高精度かつ安定した圧力制御を行って成形
品質の向上を図れることができるとともに、圧力制御を
メータイン回路とメータアウト回路で分担したため、油
圧回路全体の簡素化を図れる射出成形機の制御方法の提
供を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に係る射出成形機
の制御方法は、油圧回路10により多段式の油圧シリン
ダ2を駆動制御するに際し、油圧回路10のメータイン
回路12を構成する切換弁V1、V2、V3、V4、V
5、V6、V7を制御することにより、多段式の油圧シ
リンダ2における複数の油室Ca、Cb、Cc、Cdの
一又は二以上を選択して圧油を供給し、射出圧力Pの大
きさを段階的に切換えるとともに、油圧回路10のメー
タアウト回路11を構成する圧力制御弁11p、11m
を制御することにより、メータイン回路12で切換えた
各射出圧力Pの大きさを連続的に可変するようにしたこ
とを特徴とする。
【0007】
【作用】本発明に係る射出成形機の制御方法によれば、
油圧回路10のメータイン回路12側では、切換弁V
1、V2、V3、V4、V5、V6、V7を制御するこ
とにより、多段式の油圧シリンダ2における複数の油室
Ca、Cb、Cc、Cdの一又は二以上を選択して圧油
を供給でき、これにより、射出圧力P、即ち、スクリュ
に対する出力F〔kg〕の大きさを段階的に切換えるこ
とができる。
【0008】例えば、受圧面積Sa〔cm2〕を有する
第一の油室Ca、受圧面積Sb〔cm2〕を有する第二
の油室Cb、受圧面積Sc〔cm2〕を有する第三の油
室Cc、受圧面積Sd〔cm2〕を有する逆方向の圧力
を発生する第四の油室Cdが存在し、かつこれらの関係
をSd<Sa<Sb<Scに構成するとともに、受圧面
積Sa〔cm2〕と油圧回路10の油圧Pi〔kg/c
2〕の積をFa〔kg〕、受圧面積Sb〔cm2〕と油
圧Pi〔kg/cm2〕の積をFb〔kg〕、受圧面積
Sc〔cm2〕と油圧Pi〔kg/cm2〕の積をFc
〔kg〕、受圧面積Sd〔cm2〕と油圧Pi〔kg/
cm2〕の積をFd〔kg〕とすれば、スクリュ3に対
する出力として、F1=Fa−Fd、F2=Fa、F3
=Fb−Fd、F4=Fb、F5=Fa+Fb−Fd、
F6=Fa+Fb、F7=Fc−Fd、F8=Fc、F
9=Fa+Fc−Fd、F10=Fa+Fc、F11=
Fb+Fc−Fd、F12=Fb+Fc、F13=Fa
+Fb+Fc−Fd、F14=Fa+Fb+Fcの十四
通りの大きさ、換言すれば異なる十四通りの射出圧力を
選択できる。
【0009】一方、油圧回路10のメータアウト回路1
1側では、圧力制御弁11p、11mを制御することに
より、戻り油の圧力を制御でき、これにより、メータイ
ン回路12で切換えた各出力F1…(射出圧力P)の大
きさを連続的に可変できる。即ち、各出力F1…(射出
圧力P)において背圧制御が可能となり、メータイン回
路12側における圧力を一定にしても各出力F1…(射
出圧力P)に対して連続した直線性制御を行うことがで
きる。
【0010】
【実施例】次に、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図
面に基づき詳細に説明する。
【0011】まず、本発明に係る制御方法を実施できる
射出成形機の構成について、図1を参照して説明する。
【0012】図中、符号1は射出成形機であり、特に、
射出装置の一部を示す。3はスクリュであり、その先端
側は不図示の加熱筒に挿通するとともに、スクリュ3の
後端はスクリュ駆動機構Eにより支持する。スクリュ駆
動機構Eは筒状のケーシングブロック21を備え、この
ケーシングブロック21の後端はオイルモータ支持ブロ
ック22により閉塞する。なお、ケーシングブロック2
1の後部は多段式の油圧シリンダ2を構成する。
【0013】8は外シリンダ部であり、この外シリンダ
部8の内方には隙間G2を介して内シリンダ部9を同軸
上に配する。内シリンダ部9の後端はオイルモータ支持
ブロック22に一体形成し、これにより、外シリンダ部
8の後部8nと内シリンダ部9の後部9nは結合したシ
リンダブロック7として構成される。
【0014】一方、6は筒状の外ピストン部であり、こ
の外ピストン部6の内方には隙間G1を介して内ピスト
ン部5を同軸上に配する。外ピストン部6の前部6tは
内ピストン部5の前部5tに対してベアリング23、2
4を介して回動自在に結合し、これにより、ピストンブ
ロック4を構成する。そして、内シリンダ部9は隙間G
1に挿入するとともに、外ピストン部6は隙間G2に挿
入する。
【0015】以上の構成により、内ピストン部5の後方
には第一の油室Caが、内シリンダ部9の前方には第二
の油室Cbが、外ピストン部6の後方には第三の油室C
cが、外ピストン部本体6uの前方における外ピストン
部6と外シリンダ部8間には逆方向の圧力を作用させる
第四の油室Cdがそれぞれ設けられる。この場合、油室
Caの受圧面積Sa、油室Cbの受圧面積Sb、油室C
cの受圧面積Sc及び油室Cdの受圧面積Sdの大きさ
は、Sd<Sa<Sb<Scの関係、望ましくは、S
a:Sd=2:1、Sb:Sd=4:1、Sc:Sd=
8:1となるように選定する。
【0016】また、ピストンブロック4は外シリンダ部
8の前端8fから前方に突出させ、内ピストン部5の前
端5fにはスクリュ3の後端を結合する。一方、オイル
モータ支持ブロック22の後端面にはオイルモータ25
を取付けるとともに、同モータ25の回転シャフト25
sはオイルモータ支持ブロック22の中心を貫通させ、
さらに、油室Caを通して、内ピストン部5の後端5r
にスプライン機構26により結合する。
【0017】よって、射出用駆動系を構成する油圧シリ
ンダ2を作動制御すれば、スクリュ3を進退制御できる
とともに、計量用駆動系を構成するオイルモータ25を
作動制御すれば、スクリュ3を回転制御できる。
【0018】他方、各油室Ca、Cb、Cc及びCdに
は油圧回路10を接続する。この場合、油室Ca、C
b、Ccにはメータイン回路12を、油室Cdにはメー
タアウト回路11をそれぞれ接続する。メータイン回路
12側は、油圧ポンプ31、油タンク32、四ポート切
換弁V1、V2、V3、V4、V6、V7、三ポート切
換弁V5、リリーフ弁33、34を備えるとともに、メ
ータアウト回路11側はメインリリーフ弁(圧力制御
弁)11m、パイロットリリーフ弁(電磁比例圧力制御
弁)11p、チェック弁11cを備え、図1に示すよう
に接続する。
【0019】また、メータアウト回路11は演算処理部
35を備え、演算処理部35の入力側には、油圧ポンプ
31の吐出ラインに接続した油圧センサ36及び設定部
37を接続するとともに、演算処理部35の出力側はア
ンプ38を介してパイロットリリーフ弁11pの制御入
力側に接続する。この場合、設定部37において射出圧
力Pを設定すれば、演算処理部35は切換弁制御指令を
出力して各切換弁V1〜V7を切換制御するとともに、
圧力制御指令を出力してメータアウト回路11のパイロ
ットリリーフ弁11pを可変制御する。
【0020】次に、本発明に係る制御方法を含む射出成
形機1の全体的な動作について説明する。
【0021】まず、油圧回路10により、各油室Ca、
Cb、Cc、Cdの一又は二以上を選択して圧油を供給
すれば、スクリュ3に対する出力として、F1=Fa−
Fd、F2=Fa、F3=Fb−Fd、F4=Fb、F
5=Fa+Fb−Fd、F6=Fa+Fb、F7=Fc
−Fd、F8=Fc、F9=Fa+Fc−Fd、F10
=Fa+Fc、F11=Fb+Fc−Fd、F12=F
b+Fc、F13=Fa+Fb+Fc−Fd、F14=
Fa+Fb+Fcの十四通りの大きさを選択できる。こ
の場合、出力Faの大きさは油室Caの受圧面積Saと
油圧回路10の油圧Piの積(Sa×Pi)、出力Fb
の大きさは油室Cbの受圧面積Sbと油圧Piの積(S
b×Pi)、出力Fcの大きさは油室Ccの受圧面積S
cと油圧Piの積(Sc×Pi)、出力Fdの大きさは
油室Cdの受圧面積Sdと油圧Piの積(Sd×Pi)
となり、Fdは負方向に発生する。
【0022】図2は各出力F1〜F14を選択するに際
して切換制御する各切換弁V1〜V7の制御マトリクス
であり、○印は各切換弁V1〜V7を図1において対応
するシンボルa側又はシンボルb側に切換えることを意
味する。一例として、出力F1を選択した場合には、切
換弁V1はシンボルa側に、切換弁V2はシンボルb側
に、切換弁V3はシンボルb側に、切換弁V4はシンボ
ルb側に、切換弁V5はシンボルb側に、切換弁V6は
シンボルa側に、切換弁V7はシンボルb側にそれぞれ
切換えられる。その他の出力モードにおいても、図2に
示す制御マトリクスに従って各切換弁V1〜V7が同様
に切換制御される。
【0023】他方、図3は縦軸を射出圧力P〔kg/c
2〕、横軸をスクリュ3に対する出力F〔kg〕とし
た特性図であり、射出圧力Pに対応する出力Fの大きさ
を示す。即ち、図2に示す制御マトリクスに従って各切
換弁V1〜V7を切換制御すれば、出力Fは図3に示す
ように段階的に変化することを表している。一例とし
て、射出圧力P6を指定すれば、出力F6を出力し、こ
の際、図2におけるF6に対応して各切換弁V1〜V7
が切換制御される。なお、射出圧力P6の大きさはF6
/Ss(Ss:加熱筒断面積)となり、他の射出圧力P
1…とともに、予め設定部37において指定又は選択可
能に設定されている。
【0024】また、メータアウト回路11を構成するメ
インリリーフ弁11m及びパイロットリリーフ弁11p
により、戻り油の背圧制御を行えば、射出圧力Pに対し
て連続した直線性制御を行うことができる。図3におけ
る直線状に表した一次関数特性はこのような制御を行う
場合である。即ち、一例として、図3に示す射出圧力P
xを指定すれば、演算処理部35からは切換弁制御指令
が出力し、図2におけるF6に対応して各切換弁V1〜
V7が切換制御される。一方、演算処理部35は図3に
示す一次関数特性に従って、メータアウト回路11にお
ける戻り油の背圧を演算し、対応する圧力制御指令をア
ンプ37を介してパイロットリリーフ弁11pに付与
し、同リリーフ弁11Pを可変制御する。これにより、
スクリュ3に対する出力の大きさはFxとなる。このよ
うに、選択した各出力Fにおいて背圧制御を併用するた
め、射出圧力Pに対する連続した直線性制御を容易に行
うことができる。
【0025】以上、実施例について詳細に説明したが、
本発明はこのような実施例に限定されるものではない。
例えば、多段式の油圧シリンダは例示に限らず、他の形
式により構成した任意の多段式の油圧シリンダに適用で
きる。その他、細部の構成、形状等において、本発明の
要旨を逸脱しない範囲で任意に変更できる。
【0026】
【発明の効果】このように、本発明に係る射出成形機の
制御方法は、油圧回路のメータイン回路を構成する切換
弁を制御することにより、多段式の油圧シリンダにおけ
る複数の油室の一又は二以上を選択して圧油を供給し、
射出圧力の大きさを段階的に切換えるとともに、油圧回
路のメータアウト回路を構成する圧力制御弁を制御する
ことにより、メータイン回路で切換えた各射出圧力の大
きさを連続的に可変するようにしたため、多段式の油圧
シリンダを用いた場合でも、高精度かつ安定した圧力制
御を行って成形品質の向上を図れることができるととも
に、圧力制御をメータイン回路とメータアウト回路で分
担したため、油圧回路全体の簡素化を図れるという顕著
な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る制御方法を実施する射出成形機の
一部断面を含む部分構成図、
【図2】出力に対する各切換弁の制御マトリクス図、
【図3】射出圧力に対する出力の関係を示す特性図、
【符号の説明】
2 油圧シリンダ 10 油圧回路 11 メータアウト回路 11p 圧力制御弁 11m 圧力制御弁 12 メータイン回路 V1… 切換弁 Ca… 油室
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年6月28日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0015
【補正方法】変更
【補正内容】
【0015】以上の構成により、内ピストン部5の後方
には第一の油室Caが、内シリンダ部9の前方には第二
の油室Cbが、外ピストン部6の後方には第三の油室C
cが、外ピストン部本体6uの前方における外ピストン
部6と外シリンダ部8間には逆方向の圧力を作用させる
第四の油室Cdがそれぞれ設けられる。この場合、油室
Caの受圧面積Sa、油室Cbの受圧面積Sb、油室C
cの受圧面積Sc及び油室Cdの受圧面積Sdの大きさ
は、Sd<Sa<Sb<Scの関係であり、望ましく
は、Sa:Sd=2:1、Sb:Sd=4:1、Sc:
Sd=8:1となるように選定する。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0018
【補正方法】変更
【補正内容】
【0018】他方、各油室Ca、Cb、Cc及びCdに
は油圧回路10を接続する。この場合、油室Ca、C
b、Ccにはメータイン回路12を、油室Cdにはメー
タアウト回路11をそれぞれ接続する。メータイン回路
12側は、油圧ポンプ31、油タンク32、四ポート切
換弁V1、V2、V3、V4、V6、V7、三ポート切
換弁V5、リリーフ弁33、34を備えるとともに、メ
ータアウト回路11側はメインリリーフ弁(圧力制御
弁)11m、パイロットリリーフ弁(電磁比例圧力制御
弁)11pを備え、図1に示すように接続する。
【手続補正3】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図1
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 油圧回路により多段式の油圧シリンダを
    駆動制御する射出成形機の制御方法において、油圧回路
    のメータイン回路を構成する切換弁を制御することによ
    り、多段式の油圧シリンダにおける複数の油室の一又は
    二以上を選択して圧油を供給し、射出圧力の大きさを段
    階的に切換えるとともに、油圧回路のメータアウト回路
    を構成する圧力制御弁を制御することにより、メータイ
    ン回路で切換えた各射出圧力の大きさを連続的に可変す
    ることを特徴とする射出成形機の制御方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08336875A (ja) * 1995-06-12 1996-12-24 Toshiba Mach Co Ltd 射出成形機の油圧制御装置

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