JPS646931B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は射出スクリユ内装の射出成形機を用
いて合成樹脂の成形を行う際に成形材料を計量す
る方法に関するものである。

［従来の技術］ 射出スクリユの回転と後退移動とによる成形材
料の計量では、スクリユ回転終了信号を与えられ
ても計量制御の特質によつて射出スクリユは直ち
に停止せずに遅れ時間をもつて、停止する性質を
持つている。またその遅れ時間は慣性力の影響で
スクリユ回転速度が大なる程長くなり、したがつ
て計量バラツキも大となる。計量バラツキを小さ
くするための従来の計量方法では、スクリユ位置
を検出して計量工程終了手前にてスクリユ回転速
度の設定値を低い値（低速設定器により設定され
る）に変更し、スクリユ回転速度が低くなつてか
らスクリユ回転停止信号を与えてスクリユ回転を
停止させている。

計量工程においては、成形品品質を高める為に
スクリユ停止位置の再現性を向上させる必要があ
るが、その究極の目的は成形サイクルごとの材料
の可塑化状態を同一とし加熱筒内に蓄えられた成
形材料の量を一定にすること、即ち成形材料の状
態を一定にさせることである。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記従来手段であると、スクリユ回転速度の設
定値を大巾に変更したときには上記の低速設定器
の設定値を再設定しないと計量位置（スクリユ停
止位置）がずれてしまつたり、あるいは成形サイ
クル間の計量位置バラツキが大きくなる。

また計量バラツキの少ない条件出しは上記の低
速設定器の設定値あるいはその切換位置を試行錯
誤により求めなければならず、作業性の悪いもの
であつた。一方、計量位置の再現性の向上を求め
るために上記低速設定器の設定値をより低い値と
すると速度切換時にスクリユの回転速度の急激な
変化を起こし、材料の可塑化状態にも急激な変化
が発生し、このためスクリユ回転速度とスクリユ
後退速度との相関がほとんどない状態が発生する
とともに、スクリユ回転速度の低い速度（低速設
定値）区間が長いと、スクリユ後退速度が不安定
な区間がより長くなり、より材料の可塑化状態の
不安定さが増大され計量位置（スクリユ停止位
置）が見かけ上安定しても、実際に加熱筒内に蓄
えられた成形材料の状態は異なつたものとなつて
しまうことがあつた。

［問題を解決するための手段］ この発明は上記従来の問題を解決するために考
えられたものであつて、その目的とするところ
は、スローダウン区間を必要最小限に抑えて可塑
化状態の不安定な区間を出来るだけ短くし、また
スクリユ回転速度の設定値を変更するにもかかわ
らず自動的に計量位置を一定化させることがで
き、計量位置の精度向上も図り得る新たな計量方
法を提供することにある。

上記目的によるこの発明の特徴は、任意に設定
される計量設定位置を基準として、該基準位置よ
り手前に設定された複数のスクリユ回転速度切換
位置と、その切換位置に対応して設けられ、計量
設定位置に近づくほど小さくなるように設定され
た複数のスクリユ回転速度設定値を設け、スクリ
ユ位置が上記のスクリユ回転速度切換位置に達つ
するごとにスクリユ回転速度がスクリユ回転速度
切換位置に対応して前似て設定されたスクリユ回
転速度設定値になるように速度指令値を切換えて
スクリユ回転駆動装置を制御させ、スクリユ回転
速度を減速させるスローダウンプログラムと、そ
のスローダウンプログラムの開始点にスクリユ回
転速度設定器の設定値直下の速度設定値に対応す
るスクリユ回転速度切換位置を選択して定めるス
ローダウン開始点選択プログラムとにより、スク
リユ回転速度スローダウンプログラム制御を計量
終了の手前にて行うことにある。

更にこの発明を図示の実施例により詳説する。

［実施例］ 図中１は射出装置で、射出スクリユ２を内装し
た加熱筒３の後部にホツパー４が設けてある。ま
た射出スクリユ２の後端には、射出シリンダ５の
射出ラム６が連結してあり、更に射出ラム６の後
端内には、射出シリンダ側のタコメータジエネレ
ータ８を備えた電気サーボモータ７の駆動軸７ａ
が、軸方向にスプライン嵌合してある。

このような射出装置１では、上記電動サーボモ
ータ７による射出スクリユ２の回転をもつて、上
記ホツパー４の成形材料９を加熱筒３内に送り込
むことができ、また送り込みによつて生じた材料
圧により射出スクリユ２を後退移動させて、加熱
筒先端部内へ圧送される材料の計量を行つてい
る。

この材料の計量は、上記射出ラム６の先端部
と、射出装置１の固定部側とにわたり設けたアブ
ソリユート型ロータリエンコーダによる位置検出
器１０により、射出スクリユ２の後退位置を検出
して行われる。検出された位置は電気的デジタル
信号にて出力され、位置検出器１０と接続した中
央制御装置１１に入力される。

この中央制御装置１１はマイクロプロセツサ及
びメモリを備え、また速度指令回路Ａ、トルク指
令回路Ｂ、回転指令回路Ｃの３つの回路をもつ
て、サーボモータ制御アンプ１２と接続してい
る。更にまた中央制御装置１１には、射出スクリ
ユ２の回転速度設定器Ｖ、電気サーボモータ７の
出力トルク上限値設定用のトルク設定器Ｔ、計量
設定器Ｌ、距離設定器L₁〜L₁₀、スローダウン速
度設定器V₁〜V₁₀などが接続してある。。

上記サーボモータ制御アンプ１２は、電気サー
ボモータ７及びタコメータジエネレータ８と接続
し、上記中央制御装置１１からの指令によつて、
電気サーボモータ７の回転、回転速度（回転数）、
出力トルクの上限値等を制御する機能と、タコメ
ータジエネレータ８の信号をフイードバツクして
回転速度の定速度制御を行わせる機能を有する。

次に計量方法の１例を第２図により説明する。

まずマイクロプロセツサにより計量工程時、計
量設定器Ｌの設定値ｌから、距離設定器L₁₀〜L₁
の設定値l₁₀〜l₁（l₁₀＞l₉＞l₈……l₃＞l₂＞l₁）とを
各々差引いて得られる値ｌ−l₁₀、ｌ−l₉、……、
ｌ−l₁を減速用スクリユ回転速度切換位置とし値
ｌ−l₁₀と、スクリユ位置検出装置１０の出力と
を比較し、スクリユ位置が値ｌ−l₁₀の位置と一
致したときにスローダウン速度設定器のV₁₀設定
器の設定値ν₁₀に、スクリユ回転速度指令値を変
更し、以下同様にスクリユ位置が値ｌ−l₉の位置
となつたらV₉設定器により設定されたスクリユ
回転速度指令値をν₉とし値ｌ−l₁の位置のときは
スクリユ回転速度指令値はν₁（ν₁₀＞ν₉＞ν₈＞ν₇＞
ν₆＞ν₅＞ν₄＞ν₃＞ν₂＞ν₁）とするスローダウンプ
ログラムと、そのスローダウンプログラムの開始
点を、スクリユ回転速度設定器Ｖの設定値νがν
＞ν₁₀の時はｌ−l₁₀値、ν₁₀≧ν＞ν₉の時はｌ−l₉
値、ν₉≧ν＞ν₈の時にはｌ−l₈値、ν₈≧ν＞ν₇の
ときにはｌ−l₇の値、以下同様にν₂≧ν＞ν₁のと
きｌ−l₁値を選択するスローダウン開始点選択プ
ログラムとを含めたスクリユ回転速度スローダウ
ンプログラムが設定されている。

スクリユ回転速度設定値νが成形機能力の最大
に設定されているときはいうまでもなく、ν＞
ν₁₀であり、回転指令、回転速度指令ν値、トル
ク指令値（トルク上限設定値）が中央制御装置１
１によりサーボモータ制御アンプ１２に発せられ
ると電気サーボモータ７は起動し計量工程が開始
する。

上記タコメータジエネレータ８の信号がサーボ
モータ制御アンプ１２にフイードバツクされ、電
気サーボモータ７の駆動制御が行われ、スクリユ
回転速度Ｓはその設定値νとなるように定速度制
御がなされ、一定時間後にＳ＝νとなつてスクリ
ユ回転が続行される。そのようにして成形材料９
の可塑化がなされスクリユ２は後退移動して行
く。

スクリユ位置がｌ−l₁₀値となるとスクリユ回
転速度設定値は、スローダウン速度設定器V₁₀の
設定値ν₁₀に切換りν₁₀の回転速度指令値により電
気サーボモータ７は制御され、スクリユ回転速度
Ｓは減速されてν₁₀値になる。スクリユ位置がｌ
−l₉値となると、スクリユ回転速度指令値はその
位置に対応したν₉値となる。以下同様にして、ス
クリユ回転速度指令値は各減速用スクリユ回転速
度切換位置に到達するごとにν₈→ν₇→ν₆→ν₅→→
ν₄→ν₃→ν₂→ν₁と切換つて行き、スクリユ回転速
度は減速されて計量工程のスクリユ回転速度スロ
ーダウンプログラム制御がなされる。

スクリユ位置が計量設定器Ｌにより設定された
ｌ値に到達すると、中央制御装置１１は、回転指
令、回転速度指令値をOFFさせると共に計時を
開始する。サーボモータ制御アンプ１２への回転
指令がOFFされたことにより電気サーボモータ
７は制動制御されて停止し、スクリユ停止位置は
計量設定値よりやゝ後方となる。

前似て設定された制動時間（制動時間の設定値
は、前似て中央制御装置１１内のメモリに記憶さ
れている）が経過すると、中央制御装置１１は、
トルク指令信号をOFFさせ計量工程を終らせる。
スクリユ回転速度設定器Ｖの設定値がν₁₀と等し
いかあるいは大のときにはｌ−l₉値、ν₆より大
で、ν₇より小のときにはｌ−l₅値にスクリユ位置
が到達したときにそれぞれのスクリユ回転速度ス
ローダウンプログラム制御が開始される。

また、金型が変わつて計量設定値が変更された
場合には、新しく設定されたｌを基準としてｌ−
l₁……ｌ−l₁₀が自動的に設定される。

上記実施例では、スクリユ回転駆動装置とし
て、電気サーボモータ７を用いているが、オイル
モータを使用した成形機においては、そのオイル
モータの制御バルブとして油圧サーボバルブを用
いてもよいし、比例電磁式流量制御バルブを用い
てもよい。

またスクリユ回転を検出してのフイードバツク
制御をしないで比例電磁式流量制御バルブを用い
てのオープンループ式の制御でもよい。

なお、減速用スクリユ回転速度切換位置の設定
は、実験により計量装置の応答特性を知り、各ス
ローダウン制御区間（スクリユ移動距離）は、ほ
ぼ速度変速時の応答距離と同じくするのがよく、
また最低の速度ν₁は安定した可塑化のできるスク
リユ回転速度の最小値に設定するのがよい。

また、本実施例中、スクリユ回転速度切換位置
及び各切換位置に対応したスクリユ回転速度設定
値は設定器による距離の設定の演算と、設定器へ
の速度設定により行つたが、これは計量設定値、
最大速度設定値の演算により、自動的に割合を決
めて設定しても良い。

［発明の効果］ 上述の構成よりなるこの発明は下記のごとき効
果を有する。

計量停止前のスクリユ回転速度をスクリユ位
置を基準に多段階に減速させるスローダウンプ
ログラム制御により繰返し再現性の良い高精度
の計量ができる。

スクリユ回転速度の設定値に無関係に計量終
了直前のスクリユ回転速度を一致させる制御に
より、スクリユ回転速度の設定値に無関係に計
量停止位置を一致させることができ、成形作業
における成形条件出しを容易にする。

スクリユ回転速度の急激な変化を起させず
に、可塑化状態の安定性を向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明に係る射出成形における材料計
量方法を例示するもので、第１図は装置の１部を
縦断して示すブロツク図、第２図はスクリユ回転
指令値とスクリユ回転速度とスクリユ位置との関
係を示す説明図である。 １……射出装置、２……射出スクリユ、３……
加熱筒、４……ホツパー、６……射出ラム、７…
…電気サーボモータ、８……タコメータジエネレ
ータ、９……成形材料、１０……位置検出器、１
１……中央制御装置、１２……サーボモータ制御
アンプ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 射出スクリユを内装した加熱筒の後部にホツ
   パーを有し、射出スクリユの回転と後退移動とに
   よりホツパー内の成形材料を計量する方法におい
   て、任意に設定される計量設定位置を基準とし
   て、該基準位置より手前に設定された複数のスク
   リユ回転速度切換位置と、その切換位置に対応し
   て設けられ、計量設定位置に近づくほど小さくな
   るように設定された複数のスクリユ回転速度設定
   値を設け、スクリユ位置が上記のスクリユ回転速
   度切換位置に達つするごとにスクリユ回転速度が
   スクリユ回転速度切換位置に対応して前似て設定
   されたスクリユ回転速度設定値になるように速度
   指令値を切換えてスクリユ回転駆動装置を制御さ
   せ、スクリユ回転速度を減速させるスローダウン
   プログラムと、そのスローダウンプログラムの開
   始点にスクリユ回転速度設定器の設定値直下の速
   度設定値に対応するスクリユ回転速度切換位置を
   選択して定めるスローダウン開始点選択プログラ
   ムとにより、スクリユ回転速度スローダウンプロ
   グラム制御を計量終了の手前にて行うことを特徴
   とする射出成形における計量方法。