JP6169633B2 - 射出成形機の圧力制御装置 - Google Patents

Description

本発明は射出成形機に関し、特に、射出成形機の圧力制御装置に関する。

インラインスクリュ式射出成形機では、加熱シリンダ内のスクリュを回転させながらスクリュを後退させることで、溶融樹脂を加熱シリンダの先端部に圧送する計量工程と、その後にスクリュを前進させて金型内に溶融樹脂を充填する射出工程と保圧工程を行う。

射出工程では、予め設定された射出ストロークと射出速度に基づいてスクリュを前進させることで、加熱シリンダ内の溶融樹脂を金型内に充填する。そして射出／保圧切り替え位置まで前進すると、射出工程から保圧工程に切り替わる。保圧工程では、予め設定された保圧圧力と設定時間に基づいて圧力制御を行うことで、溶融樹脂を金型内にフル充填させ、さらに樹脂の収縮による成形品のヒケを補償する。

薄肉成形においては、樹脂を短時間でキャビティに充填させるため高速で射出し、その際に高いピーク圧が発生する。この時、高いピーク圧を速やかに減圧しないと、成形品に応力変形が発生し、不良品となることがある。従来、保圧工程においてはスクリュが樹脂から受ける圧力をロードセルにより検出し、その圧力が設定した圧力になるように制御する技術が知られている。

しかしながら、上記の従来技術では、スクリュが受ける圧力を減圧制御することはできるが、金型内部の圧力はスクリュが受ける圧力とは必ずしも一致しないため、金型内部の圧力を所望の圧力まで所望の応答速度で減圧制御することが難しいという問題があった。

図８には従来技術による圧力制御装置を有する射出成形機で成形した場合の射出圧力Ｑ１及び型内圧力Ｑ２の、１成形サイクルの間での時間的推移を説明するためのグラフである。図８には射出圧力Ｑ１は減圧しても型内圧力Ｑ２は減圧しきらないという問題があることが示されている。なお、符号Ｐはスクリュ位置を示している。

特開昭６２―２６１４１９号公報 特開２０００−１６７８９２号公報 特開２００１−２７７３２２号公報 特開平１０−２３５７０４号公報 特開２００１−１８２７１号公報 特開平８−２４４０７８号公報

特許文献１には、金型内部に圧力センサを設け、検出した圧力が所定の圧力になるように制御する技術が開示されている。しかし、金型内部に圧力センサという格別の手段を設けるため、コストアップとなるという問題があった。

特許文献２には、充填工程後半において速度あるいは位置制御でスクリュを後退させるステップを設定し、前記充填工程の終了後、保圧工程において圧力制御を行う技術が開示されている。特許文献３には、射出成形の充填工程においてスクリュが前進して所定の位置に到達したら、スクリュを設定位置まで設定速度で戻すことにより、Ｖ−Ｐ切換え直前に圧抜きを行う技術が開示されている。しかし、上記何れの技術も、充填工程の後半において、スクリュを位置制御で後退させることで圧抜きを行うにすぎず、金型内部の圧力を所望の応答速度で減圧制御することは難しいという問題があった。

特許文献４には、金型を開いた状態で溶融材料を射出した際に検出した射出スクリュの駆動圧力を記憶しておき、金型を閉じた正規充填状態で溶融材料を射出しながらリアルタイムで検出した射出スクリュの駆動圧力と、あらかじめ記憶しておいた射出スクリュの駆動圧力との差に基づいて、正規充填作動時における型内圧力を推定する技術が開示されている。しかしながら、金型を開いた状態で溶融材料を射出することで金型を破損するおそれがあった。

特許文献５には、保圧工程に移行したなら前記保圧目標値に基づく保圧力を付与するとともに、金型キャビティ内におけるゲート側の樹脂圧と反ゲート側の樹脂圧を検出し、反ゲート側の樹脂圧が低下を始めたなら、ゲート側の樹脂圧が反ゲート側の樹脂圧に一致するように圧力制御を行う技術が開示されている。しかし、金型内部に圧力センサという格別の手段を設けるため、コストアップとなるという問題があった。また、ゲート側の樹脂圧を反ゲート側の樹脂圧に一致するように圧力制御を行うことは、薄肉成形に必ずしも適さない可能性も考えられる。

特許文献６には、スクリューに作用する樹脂反力またはシリンダ内圧力を検出する第１の圧力センサと射出成形金型内部の圧力を検出する第２の圧力センサとを設け、樹脂が第２の圧力センサに到達するまでの間は前記設定した樹脂反力またはシリンダ内圧力と前記第１の圧力センサによって検出される現在圧力とに基いて射出圧力のフィードバック制御を行う一方、樹脂が第２の圧力センサに到達してからは前記設定した射出成形金型内部の圧力と前記第２の圧力センサによって検出される現在圧力とに基いて射出圧力のフィードバック制御を行う技術が開示されている。しかし、金型内部に圧力センサという格別の手段を設けるため、コストアップとなるという問題があった。

そこで本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、射出圧力制御部により射出保圧切り替え後の射出圧力が設定圧力になるように制御することで、金型内部の圧力の成形サイクル間におけるバラつきを抑制可能で、安定した品質の成形品を成形可能な射出成形機械の圧力制御装置を提供することである。また、推定した型内圧力が設定型内圧力になるように制御することで、金型内部の圧力を高応答に制御可能で、金型内部の圧力を速やかに減圧し、成形品の応力変形を防止可能な射出成形機械の圧力制御装置を提供することである。また、射出圧力または推定した型内圧力を制御することで、さらに細かく金型内部の圧力を制御可能な射出成形機の圧力制御装置を提供することである。

本願の請求項１に係る発明は、射出スクリュを駆動する射出スクリュ駆動部と、射出圧力を検出する射出圧力検出部と、射出スクリュの移動量を検出するスクリュ移動量検出部と、射出工程において前記射出スクリュの移動速度を制御するスクリュ速度制御部と、前記射出工程から保圧工程に切り替える射出保圧切り替え部と、射出保圧切り替え後の前記保圧工程において前記射出圧力を制御する射出圧力制御部とを有する射出成形機の圧力制御装置において、一次遅れ要素とムダ時間要素を有する型内圧力伝達関数を用い、前記射出圧力検出部で検出した射出圧力と前記スクリュ移動量検出部で検出したスクリュ移動量とに基づいて型内圧力を推定する型内圧力推定部と、前記保圧工程において前記射出圧力制御部による圧力制御を行った後で、前記推定した型内圧力が設定型内圧力になるように制御する型内圧力制御部と、を有することを特徴とする射出成形機の圧力制御装置である。

請求項２に係る発明は、前記型内圧力推定部は、前記検出した射出圧力が所定値以上の場合は前記射出圧力に基づいて型内圧力を推定し、前記射出圧力が所定値より小さい場合は前記検出したスクリュ移動量に基づいて型内圧力を推定することを特徴とする請求項１に記載の射出成形機の圧力制御装置である。
請求項３に係る発明は、前記射出圧力制御部による射出圧力制御から型内圧力制御部による型内圧力制御への切り替えを判定する型内圧力制御切り替え判定部を有し、前記型内圧力制御切り替え判定部の判定条件は、圧力制御部による射出圧力制御の経過時間が切り替え時間に到達したこと、射出圧力制御部による射出圧力制御において射出圧力が切り替え圧力に到達したこと、のうち少なくともひとつとすることを特徴とする請求項１または２に記載の射出成形機の圧力制御装置である。

請求項４に係る発明は、前記射出圧力制御部の設定圧力と前記型内圧力制御部の設定型内圧力は同一の値であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載の射出成形機の圧力制御装置である。
請求項５に係る発明は、前記型内圧力制御部は、前記推定した型内圧力と設定型内圧力との偏差に基づいてＰＩＤ演算を行い、スクリュ速度またはスクリュ駆動トルクを制御することを特徴とする請求項１〜４の何れか一つに記載の射出成形機の圧力制御装置である。

請求項６に係る発明は、前記型内圧力制御部による型内圧力制御を行った後、射出圧力または推定した型内圧力を制御する圧力制御部を有し、前記圧力制御部は、射出圧力と推定した型内圧力の何れを制御するかを選択可能に構成することを特徴とする請求項１〜５の何れか一つに記載の射出成形機の圧力制御装置である。
請求項７に係る発明は、前記設定型内圧力を設定できる設定画面を有することを特徴とする請求項１〜６の何れか一つに記載の射出成形機の圧力制御装置である。
請求項８に係る発明は、前記型内圧力制御切り替え判定部の判定条件のうち、前記切り替え時間、前記切り替え圧力のうち少なくともひとつを設定できる設定画面を有することを特徴とする請求項３に記載の射出成形機の圧力制御装置である。
請求項９に係る発明は、前記圧力制御部において、射出圧力と推定した型内圧力の何れを制御するかを選択できる設定画面を有することを特徴とする請求項６に記載の射出成形機の圧力制御装置である。

本発明によれば、射出圧力制御部により射出保圧切り替え後の射出圧力が設定圧力になるように制御することで、金型内部の圧力の成形サイクル間におけるバラつきを抑制できるため、安定した品質の成形品を成形できるという効果を有する。
また、推定した型内圧力が設定型内圧力になるように制御することで、金型内部の圧力を高応答に制御できるため、金型内部の圧力を速やかに減圧し、成形品の応力変形を防止できるという効果を有する。
また、射出圧力または推定した型内圧力を制御することで、さらに細かく金型内部の圧力を制御できる。

射出成形機及びその射出成形機を制御する制御装置の概略構成図である。 本発明による圧力制御装置を有する射出成形機で成形した場合の射出圧力及び型内圧力の、１成形サイクルの間での時間的推移を説明するためのグラフである。 本発明の射出成形機の制御装置のブロック図である。 本発明の処理を示すフローチャートである。 本発明の処理を示すフローチャートである。 本発明の圧力制御を行う際に用いられる各種設定データを入力する画面例である。 検出した射出圧力、スクリュ移動量と、型内圧力とに基づいて求められた型内圧力推定伝達関数を示す図である。 従来技術による圧力制御装置を有する射出成形機を用いて成形した場合の射出圧力及び型内圧力の、１成形サイクルの間での時間的推移を説明するためのグラフである。

以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１は射出成形機及びその射出成形機を制御する制御装置の概略構成図である。
スクリュ３が挿入されたシリンダ１の先端にはノズル２が装着され、シリンダ１の後端の側部には樹脂ペレットをシリンダ１に供給するホッパ４が取り付けられている。スクリュ３は、スクリュ３をその軸方向に駆動する駆動手段としての射出用サーボモータＭ１と、伝動機構及びボールネジ／ナット等の回転運動を直線運動に変換する変換機構７とによって、その軸方向に駆動され、射出及び背圧制御がなされるように構成されている。また、スクリュ３は、そのスクリュ３を回転させるための回転駆動手段としてのサーボモータＭ２と、ベルト、プーリ等で構成される伝動機構６により回転駆動されるように構成されている。

射出用サーボモータＭ１、スクリュ回転用サーボモータＭ２には、それらの回転位置／速度を検出する位置／速度検出器Ｐｅｎｃ１、位置／速度検出器Ｐｅｎｃ２がそれぞれ取り付けられている。これら位置／速度検出器Ｐｅｎｃ１，Ｐｅｎｃ２によってスクリュ３の位置（スクリュ軸方向の位置）、移動速度（射出速度）、及びスクリュ３の回転速度を検出することができる。また、スクリュ３に加わる溶融樹脂からのスクリュ軸方向の圧力を検出するロードセル等の圧力センサ５が設けられている。

射出成形機を制御する制御装置１０を説明する。ＰＭＣ−ＣＰＵ１７には、射出成形機のシーケンス動作を制御するシーケンスプログラム等を記憶したＲＯＭ１８と、演算データの一時記憶等に用いられるＲＡＭ１９とが接続されている。ＣＮＣ−ＣＰＵ２０には、射出成形機を全体的に制御する自動運転プログラム等を記憶したＲＯＭ２１と、演算データの一時記憶等に用いられるＲＡＭ２２とが接続されている。
サーボＣＰＵ１５には、位置ループ、速度ループ、及び電流ループの処理を行うサーボ制御専用の制御プログラムを格納したＲＯＭ１３と、データの一時記憶に用いられるＲＡＭ１４が接続されている。このサーボＣＰＵ１５には、さらに、そのサーボＣＰＵ１５からの指令に基づいてスクリュ回転用サーボモータＭ２を駆動するサーボアンプ１２と、射出用サーボモータＭ１を駆動するサーボアンプ１１が接続されている。各サーボモータＭ１，Ｍ２には、前述したように、それぞれ位置／速度検出器Ｐｅｎｃ１，Ｐｅｎｃ２が取り付けられている。これら位置／速度検出器Ｐｅｎｃ１，Ｐｅｎｃ２からの出力がサーボＣＰＵ１５にフィードバックされる。

サーボＣＰＵ１５は、ＣＮＣ−ＣＰＵ２０から指令される各軸（射出用サーボモータＭ１、またはスクリュ回転用サーボモータＭ２）への移動指令と位置／速度検出器Ｐｅｎｃ１、位置／速度検出器Ｐｅｎｃ２からフィードバックされる検出位置と検出速度とに基づいて位置／速度のフィードバック制御を行い、さらに電流フィードバック制御も実行して、各サーボアンプ１１，１２を駆動制御する。

位置／速度検出器Ｐｅｎｃ１からの位置フィードバック信号により、スクリュ３の前進位置（軸方向位置）を求める現在位置レジスタがＲＡＭ１４に設けられており、この現在位置レジスタによりスクリュ位置を検出できるように構成されている。また、サーボＣＰＵ１５には、圧力センサ５での検出信号（アナログ信号）をＡ／Ｄ変換器１６でデジタル信号に変換した樹脂圧力（スクリュにかかる樹脂圧力）が入力されている。

ＬＣＤ／ＭＤＩ（液晶表示装置付き手動入力装置）２５は、ＬＣＤ表示回路２４を介してバス２６に接続されている。さらに、不揮発性メモリで構成される成形データ保存用ＲＡＭ２３もバス２６に接続されている。この成形データ保存用ＲＡＭ２３には射出成形作業に関する成形条件と各種設定値、パラメータ、マクロ変数等を記憶する。

以上の構成により、ＰＭＣ−ＣＰＵ１７が射出成形機全体のシーケンス動作を制御し、ＣＮＣ−ＣＰＵ２０がＲＯＭ２１の運転プログラムや成形データ保存用ＲＡＭ２３に格納された成形条件等に基づいて各軸のサーボモータＭ１，Ｍ２に対して移動指令の分配を行なう。また、サーボＣＰＵ１５は、各軸（射出用サーボモータＭ１やスクリュ回転用サーボモータＭ２）に対して分配された移動指令と、位置／速度検出器Ｐｅｎｃ１，Ｐｅｎｃ２で検出された位置及び速度のフィードバック信号等とに基づいて、従来と同様に位置ループ制御、速度ループ制御、さらには電流ループ制御のサーボ制御を行い、いわゆるデジタルサーボ処理を実行する。

次に、本発明に係る射出成形機の圧力制御装置により実行される金型内部の圧力を高応答に制御する制御方法を、図２を用いて説明する。図２は本発明による圧力制御装置を有する射出成形機で成形した場合の射出圧力及び型内圧力の、１成形サイクルの間での時間的推移を説明するためのグラフである。本発明に係る射出成形機の圧力制御は図１の制御装置１０のＣＮＣ−ＣＰＵ２０からの指令に基づいてサーボＣＰＵ１５が実行する。

本発明の実施形態に係る制御装置１０は、シリンダ１内のスクリュ３を回転させながらスクリュ３を後退させることで、溶融樹脂をシリンダ１の先端部に圧送する計量工程と、その後にスクリュを前進させて金型内に溶融樹脂を充填する射出工程Ｃａと、射出圧力制御工程Ｃｂおよび型内圧力制御工程Ｃｃを含む保圧工程を実行する。

射出工程Ｃａでは、予め設定された射出ストロークと射出速度に基づいてスクリュを前進させることで、シリンダ１内の溶融樹脂を金型内のキャビティに充填する。そして射出／保圧切り替え位置まで前進すると、射出工程Ｃａから、本発明の係る保圧工程に切り換わる。

本発明に係る保圧工程では、少なくとも射出圧力Ｑ１を制御する射出圧力制御工程Ｃｂと、前記射出圧力制御工程Ｃｂを実行した後で、推定した型内圧力Ｑ２が設定型内圧力になるように制御する型内圧力制御工程Ｃｃを実行する。スクリュ３の位置をスクリュ位置Ｐで表す。なお、図２に示される保圧工程は、圧力制御工程Ｃｄを実行する例が示されている。

本発明に係る保圧工程を実行することにより、射出圧力制御工程Ｃｂにより射出保圧切り替え後の射出圧力が設定圧力になるように制御することで、金型内部の圧力の成形サイクル間におけるバラつきを抑制できるため、安定した品質の成形品を成形できるという効果を有する。また、型内圧力制御工程Ｃｃにより、推定した型内圧力が設定型内圧力になるように制御することで、金型内部の圧力を高応答に制御できるため、金型内部の圧力を速やかに減圧し、成形品の応力変形を防止できるという効果を有する。また、圧力制御工程Ｃｄにより、射出圧力または推定した型内圧力を制御することで、さらに細かく金型内部の圧力を制御できる。

以下、各実施形態に沿って説明する。
図３は本発明の射出成形機の圧力制御装置のブロック図である。この圧力制御装置は、図１の制御装置１０を備えた射出成形機によって構成される。スクリュを駆動するスクリュ駆動部３４と、射出スクリュの移動量を検出するスクリュ移動量検出部３９と、スクリュ前方の樹脂圧力を検出する射出圧力検出部３６と、検出した射出圧力とスクリュ移動量とに基づいて型内圧力を推定する型内圧力推定部３５と、射出工程において前記スクリュの移動速度を制御するスクリュ速度制御部３３と、射出工程から保圧工程に切り替える射出保圧切替判定部３８と、射出保圧切替判定部３８からの指令により切り替えスイッチ３２は射出圧力制御部３０を選択し、射出保圧切り替え後の保圧工程において射出圧力を制御する射出圧力制御部３０と、を有し、前記射出圧力制御部３０による圧力制御を行った後で、型内圧力推定部３５で推定した型内圧力が設定型内圧力になるように制御する型内圧力制御部３１と、を有することを特徴とする。

図２に示される射出工程Ｃａでは、スクリュ速度制御部３３への上部の制御部からの予め設定された射出ストロークと射出速度に基づいてスクリュを前進させることで、シリンダ１内の溶融樹脂を金型内のキャビティに充填する。そして射出／保圧切り替え位置まで前進すると、射出保圧切替判定部３８のよって切り替え位置と判定され、射出工程Ｃａから保圧工程に切り替わる。

射出保圧切替判定部３８により射出工程Ｃａから保圧工程に切り替えられると、スクリュ駆動制御切替判定部３７により射出圧力制御部３０が選択される。上位の制御部から出力される予め設定された圧力の指令を入力する射出圧力制御部３０は、射出圧力検出部３６で検出されるスクリュ前方の樹脂圧力（換言すれば射出圧力）を入力し、射出保圧切り替え後に射出圧力が所定の圧力になるように制御する。

射出圧力制御部３０は、射出圧力が設定圧力になるように制御することで、射出圧力の成形サイクル間におけるバラつきを抑制できるため、安定した品質の成形品を成形できるという効果を有する。

型内圧力制御部３１は、射出圧力制御部３０により射出圧力が設定圧力になるように制御した後に、推定した型内圧力が設定型内圧力になるように制御することで、型内圧力を速やかに減圧し、成形品の応力変形を防止できるという効果を有する。このとき、型内圧力制御部３１は、推定した型内圧力と設定型内圧力との偏差に基づいてＰＩＤ演算を行い、スクリュ速度またはスクリュ駆動トルクを制御するようにしてもよい。

射出圧力制御部３０による射出圧力制御から、型内圧力制御部３１による型内圧力制御への切り替えを判定する、型内圧力制御切り替え判定部４０を有するように構成してもよい。型内圧力制御切り替え判定部４０による判定条件は、射出圧力制御の経過時間が切り替え時間に到達したこと、射出圧力制御において射出圧力が切り替え圧力に到達したこと、のうち少なくともひとつとしてもよい。このとき、切り替え時間および切り替え圧力はオペレータが設定するようにしてもよい。また、切り替え時間は射出工程の経過時間に所定の係数を乗じた値としてもよい。

さらに、型内圧力制御を行った後、図２の圧力制御工程Ｃｄに対応する射出圧力または推定した型内圧力を制御する圧力制御部（図示省略）を設けてもよい。圧力制御部において、射出圧力と推定した型内圧力のいずれを制御するかは、オペレータが選択できるようにしてもよい。また、圧力制御部における設定圧力、設定時間はオペレータが設定するようにしてもよい。また、１段めの圧力制御を行った後に、１段めの圧力制御と同様に射出圧力または推定した型内圧力を制御する２段めの圧力制御部を設けるなどして、圧力制御部を複数段数設けてもよい。

射出圧力検出部３６は、ロードセルなどの力検出器を用いてスクリュ３が軸方向に受ける力を検出してもよいし、樹脂圧力センサを用いてシリンダ１内の樹脂圧力を検出してもよいし、スクリュ駆動部３４の駆動トルクを検出してもよいし、スクリュ３を油圧で駆動する場合は油圧の圧力を検出してもよい。

型内圧力推定部３５は、射出圧力検出部３６で検出した射出圧力と、スクリュ移動量検出部３９で検出したスクリュ移動量に基づいて型内圧力を推定するように構成する。型内圧力Ｑ２は、ノズル２で発生した射出圧力Ｑ１が金型内部の流路を伝わって金型のランナや製品部に到達した時の圧力であるため、射出圧力の上昇／下降に伴い、型内圧力も上昇／下降する。そのため、射出圧力を入力とし、型内圧力の推定値を出力とし、一次遅れ要素とムダ時間要素を有する型内圧力推定伝達関数に基づいて推定してもよい。

また、射出開始後に射出圧力Ｑ１が上昇し、減圧中に射出圧力Ｑ１がゼロになるまでの間は、射出圧力Ｑ１に基づいて型内圧力Ｑ２を推定するが、減圧中に射出圧力Ｑ１がゼロになった後は、射出圧力Ｑ１と型内圧力Ｑ２との相関が無くなるため、スクリュ移動量に基づいて型内圧力Ｑ２を推定する。この場合、スクリュが前進すると型内圧力Ｑ２は上昇し、スクリュ３が後退すると型内圧力Ｑ２は下降するように、型内圧力推定伝達関数を構成する。

また、型内圧力検出部を有する金型を使用して、検出した射出圧力、スクリュ移動量と、型内圧力とに基づいて型内圧力推定伝達関数を求めるようにしてもよい（図７参照）。この場合、型内圧力推定伝達関数を求めた後は、金型から型内圧力検出器を外して、推定した型内圧力に基づいて圧力制御を行ってもよい。また、ここで求めた型内圧力推定伝達関数を、他の金型で成形を行う際に用いて、型内圧力を推定してもよい。

図４は本発明の処理を示すフローチャートである。
●［ステップＳＡ０１］射出工程を実行する。
●［ステップＳＡ０２］射出工程と保圧工程を切り替える。
●［ステップＳＡ０３］射出圧力制御工程（射出圧力の制御）を実行する。
●［ステップＳＡ０４］射出圧力が切り替え圧力に到達したか否かを判断し、切り替え圧力に到達した場合（ＹＥＳ）ステップＳＡ０５へ移行し、切り替え圧力を到達していない場合（ＮＯ）ステップＳＡ０３へ戻る。
●［ステップＳＡ０５］射出圧力とスクリュ移動量に基づいて型内圧力を推定する。

●［ステップＳＡ０６］型内圧力制御工程（推定した型内圧力を制御）を実行する。
●［ステップＳＡ０７］推定した型内圧力が切り替え圧力に到達したか否かを判断し、切り替え圧力に到達した場合（ＹＥＳ）ステップＳＡ０８へ移行し、切り替え圧力を到達していない場合（ＮＯ）ステップＳＡ０５へ戻る。
●［ステップＳＡ０８］圧力制御工程を実行する。
●［ステップＳＡ０９］保圧工程が完了か否かを判断し、保圧工程が完了の場合（ＹＥＳ）にはステップＳＡ１０へ移行し、保圧工程が完了ではない場合（ＮＯ）にはステップＳＡ０８へ戻る。
●［ステップＳＡ１０］計量工程・減圧工程を実行し、処理を終了する。

図５は本発明の処理を示すフローチャートである。
●［ステップＳＢ０１］射出工程を実行する。
●［ステップＳＢ０２］射出工程と保圧工程を切り替える。
●［ステップＳＢ０３］射出圧力制御工程（射出圧力の制御）を実行する。
●［ステップＳＢ０４］第１の保圧制御において切り替え時間が経過したか否かを判断し、切り替え時間が経過した場合（ＹＥＳ）ステップＳＢ０５へ移行し、切り替え時間が経過していない場合（ＮＯ）ステップＳＢ０３へ戻る。
●［ステップＳＢ０５］射出圧力とスクリュ移動量に基づいて型内圧力を推定する。

●［ステップＳＢ０６］型内圧力制御工程（推定した型内圧力を制御）を実行する。
●［ステップＳＢ０７］第２の保圧制御において切り替え時間が経過したか否かを判断し、切り替え時間が経過した場合（ＹＥＳ）ステップＳＢ０８へ移行し、切り替え時間が経過していない場合（ＮＯ）ステップＳＢ０５へ戻る。
●［ステップＳＢ０８］射出圧力とスクリュ移動量に基づいて型内圧力を推定する。
●［ステップＳＢ０９］型内圧力制御工程（推定した型内圧力を制御）を実行する。
●［ステップＳＢ１０］保圧工程が完了か否かを判断し、保圧工程が完了の場合（ＹＥＳ）にはステップＳＢ１１へ移行し、保圧工程が完了ではない場合（ＮＯ）にはステップＳＢ０８へ戻る。
●［ステップＳＢ１１］計量工程・減圧工程を実行し、処理を終了する。

図６は本発明の圧力制御を行う際に用いられる各種設定データを入力する画面例である。図１の制御装置１０では、ＬＣＤ／ＭＤＩ２５の表示装置に画面例が表示される。図２と対応して説明すると、保圧制御Ｃ１は、射出圧力制御工程Ｃｂで使用される射出圧と工程の時間のデータ、保圧制御Ｃ２は、型内圧力制御工程Ｃｃで使用される射出圧と工程の時間のデータ、保圧制御Ｃ３は、圧力制御工程Ｃｄで使用される射出圧力と工程の時間の関係のデータ、保圧制御Ｃ４は、型内圧力制御工程Ｃｃで使用される射出圧と工程の時間のデータの入力例である。

１ シリンダ
２ ノズル
３ スクリュ
４ ホッパ
５ 圧力センサ
６ 伝動機構
７ 変換機構

１０ 制御装置
１１ サーボアンプ
１２ サーボアンプ
１３ ＲＯＭ
１４ ＲＡＭ
１５ サーボＣＰＵ
１６ Ａ／Ｄ変換器
１７ ＰＭＣ−ＣＰＵ
１８ ＲＯＭ
１９ ＲＡＭ
２０ ＣＮＣ−ＣＰＵ
２１ ＲＯＭ
２２ ＲＡＭ
２３ 成形データ保存用ＲＡＭ
２４ ＬＣＤ表示回路
２５ ＬＣＤ／ＭＤＩ（液晶表示装置付き手動入力装置）
２６ バス

３０ 射出圧力制御部
３１ 型内圧力制御部
３２ 切り替えスイッチ
３３ スクリュ速度制御部
３４ スクリュ駆動部
３５ 型内圧力推定部
３６ 射出圧力検出部
３７ スクリュ駆動制御切替判定部
３８ 射出保圧切替判定部
３９ スクリュ移動量検出部
４０ 型内圧力制御切り替え判定部

Ｍ１ 射出用サーボモータ
Ｍ２ スクリュ回転用サーボモータ
Ｐｅｎｃ１ 位置／速度検出器
Ｐｅｎｃ２ 位置／速度検出器
Ｐ スクリュ位置

Ｃａ 射出工程
Ｃｂ 射出圧力制御工程
Ｃｃ 型内圧力制御工程
Ｃｄ 圧力制御工程

Ｑ１ 射出圧力
Ｑ２ 型内圧力
Ｐ スクリュ位置

Claims (9)

1. 射出スクリュを駆動する射出スクリュ駆動部と、射出圧力を検出する射出圧力検出部と、射出スクリュの移動量を検出するスクリュ移動量検出部と、射出工程において前記射出スクリュの移動速度を制御するスクリュ速度制御部と、前記射出工程から保圧工程に切り替える射出保圧切り替え部と、射出保圧切り替え後の前記保圧工程において前記射出圧力を制御する射出圧力制御部とを有する射出成形機の圧力制御装置において、
   一次遅れ要素とムダ時間要素を有する型内圧力伝達関数を用い、前記射出圧力検出部で検出した射出圧力と前記スクリュ移動量検出部で検出したスクリュ移動量とに基づいて型内圧力を推定する型内圧力推定部と、
   前記保圧工程において前記射出圧力制御部による圧力制御を行った後で、前記推定した型内圧力が設定型内圧力になるように制御する型内圧力制御部と、
   を有することを特徴とする射出成形機の圧力制御装置。
2. 前記型内圧力推定部は、前記検出した射出圧力が所定値以上の場合は前記射出圧力に基づいて型内圧力を推定し、前記射出圧力が所定値より小さい場合は前記検出したスクリュ移動量に基づいて型内圧力を推定することを特徴とする請求項１に記載の射出成形機の圧力制御装置。
3. 前記射出圧力制御部による射出圧力制御から型内圧力制御部による型内圧力制御への切り替えを判定する型内圧力制御切り替え判定部を有し、
   前記型内圧力制御切り替え判定部の判定条件は、圧力制御部による射出圧力制御の経過時間が切り替え時間に到達したこと、射出圧力制御部による射出圧力制御において射出圧力が切り替え圧力に到達したことのうち少なくともひとつとすることを特徴とする請求項１または２に記載の射出成形機の圧力制御装置。
4. 前記射出圧力制御部の設定圧力と前記型内圧力制御部の設定型内圧力は同一の値であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載の射出成形機の圧力制御装置。
5. 前記型内圧力制御部は、前記推定した型内圧力と設定型内圧力との偏差に基づいてＰＩＤ演算を行い、スクリュ速度またはスクリュ駆動トルクを制御することを特徴とする請求項１〜４の何れか一つに記載の射出成形機の圧力制御装置。
6. 前記型内圧力制御部による型内圧力制御を行った後、射出圧力または推定した型内圧力を制御する圧力制御部を有し、前記圧力制御部は、射出圧力と推定した型内圧力の何れを制御するかを選択可能に構成することを特徴とする請求項１〜５の何れか一つに記載の射出成形機の圧力制御装置。
7. 前記設定型内圧力を設定できる設定画面を有することを特徴とする請求項１〜６の何れか一つに記載の射出成形機の圧力制御装置。
8. 前記型内圧力制御切り替え判定部の判定条件のうち、前記切り替え時間、前記切り替え圧力のうち少なくともひとつを設定できる設定画面を有することを特徴とする請求項３に記載の射出成形機の圧力制御装置。
9. 前記圧力制御部において、射出圧力と推定した型内圧力の何れを制御するかを選択できる設定画面を有することを特徴とする請求項６に記載の射出成形機の圧力制御装置。