JP3940101B2

JP3940101B2 - Measuring method for injection molding machine

Info

Publication number: JP3940101B2
Application number: JP2003199230A
Authority: JP
Inventors: 明雄山田
Original assignee: Toyo Machinery and Metal Co Ltd
Current assignee: Toyo Machinery and Metal Co Ltd
Priority date: 2003-07-18
Filing date: 2003-07-18
Publication date: 2007-07-04
Anticipated expiration: 2023-07-18
Also published as: JP2005035132A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動タイプのインラインスクリュー式の射出成形機の計量制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電動タイプのインラインスクリュー式の射出成形機においては、計量工程の制御は、スクリューの回転数が設定値と一致するように、計量用サーボモータを回転数フィードバック制御し、スクリューにかかる背圧（スクリュー後退に対する抵抗圧力）が設定値と一致するように、射出用サーボモータを圧力フィードバック制御するようにしていることが多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述したように、計量用サーボモータを回転数フィードバック制御し、射出用サーボモータを圧力フィードバック制御するようになすと、スクリューにかかる背圧は設定値と一致する良好なものとなるが、計量終了時に背圧を０（零）に設定しても背圧を０（零）にしようとする制御を行うと、射出用サーボモータは圧力を優先したフィードバック制御を行っているので、スクリューの後退停止位置がばらつくことは否めず、このため、計量完了後の射出開始位置が一定とならず、また、計量終了時にスクリュー後退停止位置を設定位置に停止させようとすると、射出用サーボモータの圧力フィードバック制御ができなくなり、背圧が０（零）にならない。したがって、溶融樹脂の射出量が一定とならないため、成形品の密度がばらつくという問題があった。また、従来の計量制御では、計量完了後にサックバックを行う場合に、このサックバック工程時にはスクリューにかかる背圧の制御を行ってはおらず、このため、理想的にはサックバック完了時には背圧が０（零）となることが望まれるのであるが、サックバックが完了した後もスクリューには幾分かの背圧がかかっており、よって、型開きして成形品を離型した後、次の射出までの間に、加熱シリンダ内に滞留している溶融樹脂がノズル先端から流れ出て、ドルーリングや糸引きと称される不具合が発生し易いという問題もあった。
【０００４】
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、電動タイプのインラインスクリュー式の射出成形機において、背圧を適正に制御しつつ、射出開始位置が常に一定になるように制御して、射出量を常に一定に維持できるようにすることにある。また、本発明の目的とするところは、サックバック完了時に背圧を完全に０（零）として、ドルーリングや糸引きの発生がないようにすることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記した目的を達成するために、電動タイプのインラインスクリュー式の射出成形機において、計量工程時およびサックバック工程時には、スクリューの後退速度が設定速度パターンと一致するように、射出用サーボモータを速度フィードバック制御すると共に、スクリューにかかる背圧が背圧設定パターンと一致するように、計量用サーボモータを圧力フィードバック制御することによって、スクリュー回転数を制御する。また、サックバック工程時およびサックバック終了後の所定時間の背圧の設定値は、０（零）からマイナスの値に設定される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
【０００７】
図１は、本発明の一実施形態（以下、本実施形態と記す）に係る電動タイプのインラインスクリュー式の射出成形機における計量制御系の構成や、スクリュー後退速度指令パターンおよび背圧指令パターンを示す図である。なお、図１においては、スクリュー後退速度が２段階の場合を示している。
【０００８】
図１において、１は、射出成形機の全体制御を司る制御装置の一部の機能である計量制御部で、射出用サーボモータ制御系２と計量用サーボモータ制御系３とを備えており、射出用サーボモータ制御系２は、スクリューの前後進駆動源である射出用サーボモータ４をアンプ５を介して駆動制御し、計量用サーボモータ制御系３は、スクリューの回転駆動源である計量用サーボモータ６をアンプ７を介して駆動制御する。
【０００９】
射出用サーボモータ制御系２の偏差カウンタ８には、図示せぬ設定値格納部からの計量工程およびサックバック（ＳＢ）工程のスクリュー後退速度設定値（図１中に示したスクリュー後退速度指令パターン）と、射出用サーボモータ４に付設した図示せぬエンコーダの出力から求めたスクリューの実測速度値とが入力される。そして、偏差カウンタ８で求められた２つの入力の偏差は、ゲイン調整部９でゲイン調整されて、シリアルポート１０からアンプ５を介して射出用サーボモータ４に出力され、これによって、射出用サーボモータ４により、計量工程のスクリューの後退速度、並びにサックバック工程のスクリュー後退速度が、予め設定されたスクリュー後退速度指令パターンと一致するように制御される。
【００１０】
計量用サーボモータ制御系３の偏差検出部１１には、図示せぬ設定値格納部からの計量工程およびサックバック工程の背圧設定値（図１中に示した背圧指令パターンはスクリュー後退速度パターンと同じ２段階に設定され、図１に示すように、後退速度の加減速に同期するようになっている）と、スクリューにかかる圧力を測定する圧力センサ１２の出力を、アンプ１３、シリアルポート１４を介して受け取り背圧を測定する背圧測定部１５からの実測圧力値とが入力される。そして、偏差検出部１１で求められた偏差ｅはＰＩＤ演算部１６に出力され、ＰＩＤ演算部１６では、入力された偏差ｅを用いて、ＰＩＤ（比例・積分・微分）動作に基づくフィードバック処理を行なうための演算処理を行って、実測圧力値を設定圧力値に一致させるための操作量を算出し、これを出力演算部１７に出力する。出力処理部１７では、入力された操作量を用いて制御出力値を算出し、これがシリアルポート１８、アンプ７を介して計量用サーボモータ６に出力され、これによって、計量用サーボモータ６により、計量工程の背圧、並びにサックバック工程およびサックバック終了後の所定時間の背圧が、予め設定された背圧指令パターンと一致するように制御される。
【００１１】
すなわち、本実施形態では、計量行程時およびサックバック行程時には、射出用サーボモータ４は速度フィードバック制御され、計量用サーボモータ６は圧力フィードバック制御されて、設定背圧値に実測背圧値を一致させるようにスクリュー回転数を適応的に制御する。
【００１２】
このような制御を行うと、スクリューの各制御位置は、射出用サーボモータ４の速度フィードバック制御、つまり位置フィードバック制御によって常に一定の安定したものになり、計量完了位置および射出開始位置であるサックバック完了位置が常に一定となるので、溶融樹脂の射出量のばらつきがなくなる。
【００１３】
また、計量用サーボモータ６により背圧が設定値と一致するように制御されるので、スクリューの総回転数にはばらつきは生じるが、樹脂の良好な混練・可塑化・計量のために必要な背圧は適正値が確保される。また、本実施形態では、サックバック工程中にも背圧のフィードバック制御を行うようにし、しかも、サックバック工程の背圧の設定値は、図１中の背圧指令パターンに示すように０（零）からマイナスの値に設定しているので、サックバックの完了時点では背圧は確実に０およびマイナスの値となり、したがって、ドルーリングや糸引きといった不具合を生じる虞がなくなる。なお、計量終了前の背圧設定の傾斜部分および背圧０（零）からマイナスの値のサックバック工程では、背圧指令設定パターンに追従するため、スクリューは計量工程時とは逆方向に回転することもある。
【００１４】
図２は、本実施形態における計量工程およびサックバック工程の、射出用サーボモータ４と計量用サーボモータ６の回転方向と回転量の１例を示す図であり、同図に示すように、サックバック工程時には、計量用サーボモータ６は、計量工程時とは逆方向に回転駆動されこともある。なお、図２中の横軸は時間を示し、縦軸はモータの回転数と回転方向を示している。
【００１５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、電動タイプのインラインスクリュー式の射出成形機において、背圧を適正に制御しつつ、射出開始位置が常に一定になるように制御できるので、射出量が常に一定のものなって成形品の品質ばらつきがなくなる。また、サックバック完了時に背圧を完全に０（零）とできるので、ドルーリングや糸引きの発生の虞がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電動タイプのインラインスクリュー式の射出成形機における、計量制御系の構成などを示す説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る電動タイプのインラインスクリュー式の射出成形機における、計量工程およびサックバック工程の射出用サーボモータと計量用サーボモータの回転方向と回転量の１例を示す説明図である。
【符号の説明】
１計量制御部
２射出用サーボモータ制御系
３計量用サーボモータ制御系
４射出用サーボモータ
５アンプ
６計量用サーボモータ
７アンプ
８偏差カウンタ
９ゲイン調整部
１０シリアルポート
１１偏差検出部
１２圧力センサ
１３アンプ
１４シリアルポート
１５背圧測定部
１６ＰＩＤ演算部
１７出力処理部
１８シリアルポート[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a metering control method for an electric type inline screw type injection molding machine.
[0002]
[Prior art]
In a conventional electric type in-line screw injection molding machine, the weighing process is controlled by feedback control of the measuring servo motor so that the screw rotation speed matches the set value, and the back pressure applied to the screw is controlled. In many cases, the injection servomotor is subjected to pressure feedback control so that (resistance pressure against screw retraction) matches a set value.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, as described above, when the metering servomotor is feedback-controlled for rotation speed and the servomotor for injection is pressure-feedback-controlled, the back pressure applied to the screw is a good one that matches the set value. Even if the back pressure is set to 0 (zero) at the end of measurement, if the control is performed to make the back pressure 0 (zero), the injection servo motor performs feedback control giving priority to the pressure. The reverse stop position cannot be denied, so the injection start position after the completion of weighing is not constant, and if the screw reverse stop position is stopped at the set position at the end of measurement, the injection servo motor Pressure feedback control cannot be performed, and the back pressure does not become 0 (zero). Therefore, since the injection amount of the molten resin is not constant, there is a problem that the density of the molded product varies. In addition, in the conventional weighing control, when sucking back after the completion of weighing, the back pressure applied to the screw is not controlled during the sucking back process. 0 (zero) is desired, but some back pressure is still applied to the screw even after the sackback is completed. Therefore, after opening the mold and releasing the molded product, There is also a problem that the melted resin staying in the heating cylinder flows out from the tip of the nozzle before the injection, and a problem called drooling or stringing is likely to occur.
[0004]
The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to make the injection start position always constant while appropriately controlling the back pressure in the electric type in-line screw type injection molding machine. In other words, the injection amount can always be kept constant. Further, an object of the present invention is to set the back pressure to 0 (zero) when the suck back is completed so that drooling and stringing do not occur.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides an injection servo in an electric type in-line screw type injection molding machine so that the retraction speed of the screw coincides with the set speed pattern during the metering process and the suck back process. In addition to speed feedback control of the motor, the rotational speed of the screw is controlled by pressure feedback control of the metering servo motor so that the back pressure applied to the screw matches the back pressure setting pattern. In addition, the set value of the back pressure for a predetermined time during the suck back process and after the end of the suck back is set from 0 (zero) to a negative value.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0007]
FIG. 1 shows a configuration of a metering control system, a screw reverse speed command pattern, and a back pressure command pattern in an electric type inline screw type injection molding machine according to an embodiment of the present invention (hereinafter referred to as the present embodiment). FIG. FIG. 1 shows a case where the screw retraction speed is in two stages.
[0008]
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a weighing control unit which is a function of a part of a control device that controls the entire injection molding machine, and includes a servo motor control system 2 for injection and a servo motor control system 3 for weighing. The injection servo motor control system 2 drives and controls an injection servo motor 4 which is a screw forward / backward drive source via an amplifier 5, and the metering servo motor control system 3 is a metering servo which is a screw rotation drive source. Servo motor 6 is driven and controlled via amplifier 7.
[0009]
The deviation counter 8 of the injection servo motor control system 2 includes a screw retraction speed setting value (a screw retraction speed command pattern shown in FIG. 1) in a metering process and suck back (SB) process from a setting value storage unit (not shown). ) And the measured speed value of the screw obtained from the output of an encoder (not shown) attached to the injection servomotor 4. The deviation between the two inputs obtained by the deviation counter 8 is gain-adjusted by the gain adjusting unit 9 and output from the serial port 10 to the injection servo motor 4 via the amplifier 5, thereby the injection servo. The motor 4 controls the screw retraction speed in the metering process and the screw retraction speed in the suck-back process so as to coincide with a preset screw retraction speed command pattern.
[0010]
The deviation detecting unit 11 of the measuring servo motor control system 3 includes a back pressure setting value for a measuring process and a suck back process from a setting value storage unit (not shown) (the back pressure command pattern shown in FIG. It is set in the same two stages as the pattern and is synchronized with the acceleration / deceleration of the reverse speed as shown in FIG. 1), and the output of the pressure sensor 12 for measuring the pressure applied to the screw is connected to the amplifier 13 The actually measured pressure value from the back pressure measuring unit 15 that receives the back pressure and measures the back pressure is input via the port 14. The deviation e obtained by the deviation detection unit 11 is output to the PID calculation unit 16, and the PID calculation unit 16 performs feedback processing based on a PID (proportional / integral / derivative) operation using the input deviation e. The operation amount for performing is calculated, the operation amount for making the measured pressure value coincide with the set pressure value is calculated, and this is output to the output calculation unit 17. In the output processing unit 17, a control output value is calculated using the input operation amount, and this is output to the weighing servomotor 6 via the serial port 18 and the amplifier 7. The back pressure in the metering process and the back pressure for a predetermined time after the suck back process and the suck back are controlled so as to coincide with a preset back pressure command pattern.
[0011]
That is, in the present embodiment, during the metering stroke and during the suck-back stroke, the injection servo motor 4 is speed feedback controlled and the metering servo motor 6 is pressure feedback controlled so that the measured back pressure value matches the set back pressure value. The screw speed is adaptively controlled so that
[0012]
When such control is performed, each control position of the screw is always constant and stable by speed feedback control of the injection servo motor 4, that is, position feedback control, and the suck back which is the measurement completion position and the injection start position is performed. Since the completion position is always constant, there is no variation in the injection amount of the molten resin.
[0013]
Further, since the back pressure is controlled by the measuring servo motor 6 so as to coincide with the set value, the total number of rotations of the screw varies, but it is necessary for good kneading, plasticizing and measuring of the resin. Appropriate back pressure is secured. In the present embodiment, the feedback control of the back pressure is also performed during the suck back process, and the set value of the back pressure in the suck back process is 0 (as shown in the back pressure command pattern in FIG. Since the zero value is set to a negative value, the back pressure is surely 0 and a negative value at the time of completion of the suck back, and therefore there is no possibility of causing problems such as drooling and stringing. In addition, in the inclination part of the back pressure setting before the end of the measurement and the suck back process from 0 (zero) back pressure to a negative value, the screw rotates in the opposite direction to the measuring process in order to follow the back pressure command setting pattern. Sometimes.
[0014]
FIG. 2 is a diagram showing an example of the rotation direction and the rotation amount of the injection servo motor 4 and the measurement servo motor 6 in the weighing process and the suck back process in the present embodiment. As shown in FIG. During the back process, the weighing servomotor 6 may be driven to rotate in the opposite direction to that during the weighing process. Note that the horizontal axis in FIG. 2 indicates time, and the vertical axis indicates the rotation speed and rotation direction of the motor.
[0015]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in the electric type in-line screw type injection molding machine, it is possible to control the injection start position to be always constant while appropriately controlling the back pressure, so that the injection amount is always constant. As a result, there is no quality variation in the molded product. In addition, since the back pressure can be completely zero when the suck back is completed, there is no possibility of drooling or stringing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of a measurement control system in an electric type inline screw type injection molding machine according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows an example of the rotation direction and amount of rotation of an injection servo motor and a metering servo motor in a metering process and a suck back process in an electric type inline screw type injection molding machine according to an embodiment of the present invention. It is explanatory drawing shown.
[Explanation of symbols]
1 Weighing Control Unit 2 Injection Servo Motor Control System 3 Weighing Servo Motor Control System 4 Injection Servo Motor 5 Amplifier 6 Weighing Servo Motor 7 Amplifier 8 Deviation Counter 9 Gain Adjustment Unit 10 Serial Port 11 Deviation Detection Unit 12 Pressure Sensor 13 Amplifier 14 Serial port 15 Back pressure measurement unit 16 PID calculation unit 17 Output processing unit 18 Serial port

Claims

In an in-line screw type injection molding machine with a servo motor as the metering drive source and injection drive source,
During the metering process and suckback process, the servomotor for injection is speed-feedback controlled so that the screw retraction speed matches the set speed pattern, and the back pressure applied to the screw matches the back pressure setting pattern. A metering control method for an injection molding machine, wherein the number of screw revolutions is controlled by pressure feedback control of a metering servo motor.

In the metering control method of the injection molding machine according to claim 1,
A measurement control method for an injection molding machine, wherein a set value of the back pressure during a suck back process and a predetermined time after the suck back ends is a negative value from 0 (zero).

In the metering control method of the injection molding machine according to claim 1,
A measurement control method for an injection molding machine, wherein a back pressure setting pattern at the end of measurement is 0 (zero).