JPS6033865A - 射出速度制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、ダイカストマシンや射出成形機等における射
出速度制御方法に関するものである。

〔従来技術〕

第１図は標準的なものとして考えられるダイカストマシ
ンの射出シリンダおよび射出速度制御機構の概略を示す
図である。同図において、射出シリンダ１のピストンロ
ッド２にはカップリング３を介して溶融金属を金型内（
図示せず）に鋳込むための射出プシンジャ４が連結され
ている。また、ピストンロッド２あるいはカップリング
３にはストライカ５が連結されておシ、このストライカ
５によってピストンロッド２の後退限位置に設けられた
リミットスイッチ５ｓｉ　ｌ射出速度の変更点に対応し
た位置に設けられたリミットスイッチ６ｂ〜６ｄ、およ
びピストンロッド２の前進限位置に設けられたリミット
スイッチ６ｅのオン・オフを行うように構成されている
。一方、リミットスイッチ６ａ〜６ｅの出力信号は信号
検出器７へ入力される。以上のストライカ５．リミット
スイッチ６ａ〜６ｅおよび信号検出器７によυ射出プラ
ンジャ４の位置検出器を構成している。

信号検出器７の出力信号は制御信号発生器８へ入力され
、制御信号発生器８においてはこの入力信号に基づき射
出プランジャ４の射出ストロークが射出速度の変更点に
達したか否かが検出される。

そして、射出ストロークが射出速度の変更点に達したな
らば、速度設定器９に予め設定されている目標射出速度
に対応したアナログ制御信号が制御信号発生器８から発
生され、この制御信号がサーボパルプ１０に供給される
ことによシその開度が制御される。サーボパルプ１０は
液圧回路１１によって射出シリンダ１と結ばれており、
その開度に応じて射出シリンダ１に導入する液量が調整
される。これによって、射出シリンダ１内のピストン四
ツド２に連結された射出プランジャ４はサーボパルプ１
０の開度に応じてその移動速度が制御される。すなわち
、射出速度はその変更点毎に発生される制御信号によっ
て目標速度に制御される。

第２図はこのような制御によって変化する射出速度の変
化パターンを示すグラフでアシ、横軸に射出ストローク
ｓｔ　、縦軸に射出速度Ｖをとって表わしておシ、リミ
ットスイッチ６＆がオフになって射出開始する射出スト
ロークａでは目標速度ｖ１に向って変化させ、リミット
スイッチ６ｂがオンする射出ストロークｂでは目標速度
’Ｖ２に向って変化させ、同様にリミットスイッチｆｉ
ｃ、５ｄがオンする射出ストロークｃ、ｄでは目標速度
Ｖ８゜ｖ４に向って変化させている例を示している。通
常、速度がｖｏからｖ２に達するまでの区間をスリーブ
充填領域、ｖ２の区間をゲート通過領域、ｖ２からｖ４
に達した後ｖｏに戻るまでの区間をキャビティ充填領域
と称している。

ところで、このような射出速度制御機構において、目標
速度に対応する制御信号を発生し始めてから射出速度が
実際に変化し始めるまでには機械部分、液圧回路１１に
おける慣性や作動液の圧縮性などによる一定の遅れ時間
が存在する。このため、この遅れ時間を考慮して制御信
号の発生開始タイミング、すなわちリミットスイッチ６
ａ〜６ｅの設置位置を調整する必要がある。従って、設
置位置の調整を怠った場合は例えばキャビティ充填領域
における射出速度の変化パターンが第３図に示すように
なシ、射出工程が最終速度ｖ４に達し々いうちに終了し
てしまうという問題がある。

このような問題を解決するために、制御信号として制御
パルス列を使用し、この制御パルス列でパルスモータを
駆動して流量制御パルプの開度を制御することにより制
御動作の精度をあげる一方、上記の遅れ時間を充分考慮
してリミットスイッチ６ａ〜６ｅの設置位置を調整する
方法が提案されている。

このような方法においては、速度勾配が比較的大きい区
間、例えばキャビティ充填領域では速度ｖ２からｖ８お
よび速度ｖ８からｖ４にそれぞれ変化させるための２つ
のリミットスイッチを非常に近接して配置しなければな
らない事態が生じることもある。

ところが、２つのリミットスイッチを近接させ過ぎると
、速度ｖ２からｖ８および速度ｖ８からＶ。

にそれぞれ変化させるための制御パルス列ｐ　Ｖ　ｇお
よびｐＶ４が第４図に示すようにΔを時間だけオーバラ
ップしてしまうことがある。そこで、通常においてこの
ような場合は制御パルス列ｐＶ４を優先させるのである
が、従来は制御ノくルス列ｐＶＢとｐｖ４との周波数差
を考慮することなく制御ノくルス列ｐｖ８を優先してサ
ーボパルプを駆動するノくルスモータに与えていたため
、両パルス列ｐｖＢとｐｖ４との周波数差が大きい場合
にはパルスモータが脱調してしまい、制御不能な状態に
陥いるという欠点があった。

〔発明の目的および構成〕

本発明はこのような欠点を解決するためになされたもの
で、その目的は隣り合う速度変更点において発生される
制御パルス列がオーツくシップする場合でもパルスモー
タの駆動を確実に連鎖させ、全射出工程を予定通シに確
実に終了し得るようにした射出速度制御方法を提供する
ことにおる。

このために本発明は、後段の速度変更点に対応して発生
される制御パルス列によるノζルスモータの駆動は前段
の速度変更点に対応する制御ノ；ルス列との周波数差が
所定値以下になったことを条件に開始させるようにした
ものである。

〔実施例〕

第５図〜第１０図は、本発明においてパルスモータに印
加される制御パルス列の周波数変化を示すグラフであっ
て、横軸に時間、縦軸にパルス周波数（ｐｐｓ）をとっ
て表わしている。まず、第５図においては、前段の速度
変更点において発生される制御パルス列ＰＦ　と後段の
速度変更点において発生される制御パルス列ｐＢ　とが
時刻ｔｌ以後でオーバラップする場合に、両パルス列Ｐ
Ｆ＋ＰＢのパルス周波数が一致する時刻ｔ２で、後段の
制御パルス列ＰＢを割込ませる形でこのパルス列ＰＢ　
Ｋよるパルスモータの駆動を開始させている例を示して
いる。このようにして後段の制御パルス列ＰＢによる駆
動を開始させることによシ、パルス列ＰＦからｐａへの
駆動に移行する際のパルスモータの脱調を完全に防止す
ることができ、さらに射出速度を滑らかに新たな速度へ
移行させることができる。

次に、第６図および第７図においても同様に、前段の制
御パルス列ＰＦと後段の制御パルス列ＰＢとが時刻ｔ１
以後でオーバラップする場合に、両パルス列ＰＦ、ＰＢ
のパルス周波数が一致する時刻ｔ２で後段のパルス列Ｐ
Ｂによる駆動を開始させている例を示している。この場
合も、第５図の例と同様な利点が得られる。

一方、第８図においては、前段の制御パルス列ｐＦのパ
ルス周波数と後段の制御パルス列ＰＢとのパルス周波数
が一致した時刻ｔ２から一定時間Δｔだけ一定周波数で
駆動した後、後段の制御パルス列ＰＢによる駆動を開始
させている例を示している。これにより、パルスモータ
の脱調を防止できると共に、射出速度の減速状態から加
速状態への移行に伴う速度の激変を緩和させることがで
きる。

次に、第９図においては、前段の制御パルス列ＰＦによ
るパルスモータの駆動中に後段の制御パルス列ｐＢが時
刻ｔ１で発生した場合に、前段の制御パルス列ｐＦによ
る駆動を途中の時刻ｔ２で打切ってΔｔｉ時間だけ一定
周波数で駆動した後、所定の減速特性に対応したパルス
列Ｐｃにより減速駆動し、この減速駆動のだめのパルス
列ｐｃ　と後段の制御パルス列ｐＢとのパルス周波数が
一致した時刻ｔ２で一定周波数の駆動に切換え、この後
Δｔ２時間経過してから後段の制御パルス列ｐＢによる
駆動へ移行させるようにした例を示している。

これにより、パルスモータの脱調を防止できると共に、
後段の制御パルスＰＢに対応した目標射出速度に早く到
達させることができる。

第１０図においては、第９図における制御パルス列ＰＢ
が前段の制御パルスｐＦによる定速駆動に移行してから
発生した場合の例を示しており、この場合でも第９図の
場合と同様に減速パルス列Ｐｃによって減速された後Δ
ｔ２時間だけ定速駆動される。そして、この定速駆動後
に後段の制御パルス列ＰＨによる駆動へ移行される。

なお、以上の説明において一方の制御パルス列ｐＦから
他方の制御パルス列ＰＢによる駆動へ移行させる際に、
両パルス列のパルス周波数が一致したことを条件として
いるが、パルスモータが脱調しないような周波数差の範
囲になったことを条件に移行させるようにしてもよい。

第１１図は本発明を適用した射出速度制御機構の一実施
例を示すブロック図である。図において、第１図と同一
部分には同符号を付しである。

制御パルス発生器８ａは信号検出器７からの入力信号に
基づいて射出ストロークが射出速度の変更点に達したか
否かを検出し、達したならば速度設定器９＆に予め設定
されている目標射出速度に対応した時間間隔の制御パル
ス列を出力する。これによりパルスモータ２０がパルス
数に比例した回転量だけ回転し、流量制御パルプ２１の
開度を制御する。これによって、射出プランジャ４は流
量制御パルプ２１の開度に応じてその移動速度が制御さ
れる。そして、制御パルス発生器８ａにおいて、第５図
〜第１０図に示したような制御がなされる。

次ニパルスモータ２０と流量制御パルプ２１の構造につ
いて第１２図を用いて説明する。

第１２図において、２２は軸線方向からの作動油流入口
２３と軸線と直角方向への作動油流出口２４とを有する
パルプボディ、２５はパルプボディ２２中を軸線方向へ
移動するスプール、２６はスプール２５の後部に一体に
設けられたナツト軸、２７けナツト軸２６の内部軸心部
にボールねじ２８によって螺合されているねじ軸、２９
はねじ軸２７トハルスモータ２０の軸とを連結するジヨ
イント、３０はナツト軸２６の回転を阻止し軸方向への
移動をガイドするキーである。

パルスモータ２０の回転に応じてスプール２５が軸線方
向に前後進して、パルプの開閉と開度の調整を瞬時に行
い、流量制御を行う。この流量制御パルプ２１は、前記
したように、軸線方向端面部に作動油流入口２３を備え
、側面に作動油流出口２４を備えたシリンダ状のパルプ
ボディ２２内で、スプール２５をパルスモータ２０の作
用によって１１４ＩＩ線方向に駆動して流量制御を行う
もので、作動油によるスプール２５の軸線方向推力をス
プール２５の開１量及び移動速度の増加に応じて急激に
低下させることにより流量の高速切換えに必要が駆動力
を軽減させ、流量制御パルプ２１による流量の高速切換
え性能の一層の向上及び駆動力の軽減を行えるようにし
たものである。

この流量制御パルプ２１では、制御パルス発生器８ａか
らの制御パルス列によシ、パルスモータ２０の回転量す
なわち回転角度によりスプール２５の開き量が決まって
、射出シリンダ１への流量が制御されるし、また、パル
スモータ２０の前記回転の際の回転速度の大小によって
流量の変化率す力わち速度の立上シ状態が決まる。

尚、このような構造と作用とをもたらした流量制御パル
プ２１では、速度変更の指令を受けて実際にスプール２
５が開き始めるまでの時間ｔ１　を最大１ミリ秒以下に
押えることができるようになシ、従来の通常の流量制御
パルプに比べて、応答性が極めて良くまた、弁開閉など
の作動性や操作精度も極めて良くなった。

なお、ナツト軸２６の表面の一部には永久磁石３１を固
定し、この永久磁石３１と対向ケーシング３２の一部に
は、例えばゼロクロスセンサと呼ばれる磁気作用による
位置検出器３３を取付けている。位置検出器３３は永久
磁石３１の移動に感応する近接スイッチで構成し、ナツ
ト軸２６やスプール２５の軸線方向の移動距離をここで
正確に検知して、制御装置にフィードバックすることが
できる。また、スプール２５の零位置を永久磁石３１と
位置検出器３３の作用によって電気的に検知して、制御
パルス発生器８ａを介して、パルスモータ２０をその位
置に正確に止めておくことができるようにすることもで
きる。

なお、位置検出器３３としては、精度０．０１’５’ｌ
ｌＯものを用いることができる。

本実施例では、このよう表パルスモータ２０によって駆
動される流量制御パルプ２１を用いているので、イナー
シャが小さくなって応答性が良くなシ、制御が確実、か
つ容易に行なえる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、後段の速度変更点に対応
して発生される制御パルス列によるパルスモータの駆動
は前段の速度変更点に対応する制御パルス列との周波数
差が所定値以下になったことを条件に開始させるように
したものである。

このため、隣り合う速度変更点において発生される制御
パルス列がオーバラップする場合でもパルスモータを脱
調させることなく第１の射出速度から第２の射出速度へ
確実に移行させ、全射出工程を予定通シ確実に終了させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はダイカストマシンの射出速度制御機構の一例を
示すブロック図、第２図おξび第３図は射出シリンダの
ストロークと射出速度との関係の一例を示すグラフ、第
４図（、）〜（、）は射出速度特性と制御パルス列との
関係を示す図、第５〜第１０図は本発明の実施例を示す
パルス列周波数の特性図、第１１図は本発明を適用した
射出速度制御機構の一実施例を示すブロック図、第１２
図は流量制御パルプの構造を示す断面図である。 １　・・・・射出シリンダ、２・・・・ピストンロッド
、４・・・・射出プランジャ、５ａ〜６ｅ・・・・リミ
ットスイッチ、７・・・・信号検出器、８ａ　・・・・
制御パルス発生器、９＆　・・・・速度設定器、２０・
・・・パルスモータ、２１・・・・流量制御パルプ。 第５図 ＰＰＳ ＰＰＳ 第９図 第６図 ＰＰＳ 第８図 ＰＳ 手続補正書鴎式） １．事件の表示 昭和５８年　特　許　願第１４１４３６号２、発明の名
称 射出速度制御方法 ３、補正をする者 事件との関係　特　許　出願人

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 射出速度の各変更点毎に目標射出速度に対応した制御パ
   ルス列を発生し、この制御パルス列によってパルスモー
   タを駆動して射出シリンダによる射出速度を目標速度に
   制御する射出速度制御方法において、隣り合う速度変更
   点において発生される制御パルス列のうち後段の速度変
   更点に対応して発生される制御パルス列による前記パル
   スモータの駆動は前段の速度変更点に対応する制御パル
   ス列との周波数差が所定値以下になったことを条件に開
   始させることを特徴とする射出速度制御方法。