JPH01171831A

JPH01171831A - 射出成形機の制御装置

Info

Publication number: JPH01171831A
Application number: JP32837187A
Authority: JP
Inventors: Yoji Kobayashi; 洋二小林
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 1987-12-26
Filing date: 1987-12-26
Publication date: 1989-07-06

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】（産業上の利用分野）本発明は射出成形機の制６ＩＩ装置に関し、特に射出成
形機の射出速度制御及び圧力制御に関する。

（従来の技術）射出成形機で樹脂成形品を成形する場合、溶融樹脂の射
出、充填、保圧、及び冷却の順で制御が行われる。そし
て、射出から充填の過程では、射出速度の制御が行われ
、一方、保圧から冷却の過程では充填された樹脂に加え
る圧力の制御で行われる。

ここで、従来の射出成形機の一例について第５図を参照
して説明する。

射出成形機はホッパー１を有する加熱シリンダー２とス
クリュー３とを備えている。このスクリュー３はシリン
ダー２内で回転可能であるとともに前後に運動すること
ができる。スクリュー３の後端部は加圧アクチュエータ
４を貫通して、ピストン５内にこのピストンと同軸にし
かも回転自在に保持されている。そして、スクリュー３
はモータロに連結され、回転駆動される。スクリュー３
の最終端部に板部材７がスクリュー３の回転を妨げない
ようにかつスクリュー軸心に沿ってスクリューとともに
変位自在に取り付けられている。板部材７はピストンロ
ッド８を介して速度検出器９に連結されている。スクリ
ューの位置を検出するための変位検出器１０はラック１
１を備えており、このラック１１は板部材７と一体にな
って運動し、またギヤ１１ａはラック　１１の進退に応
じて回転する。一方、上記の油圧モータ６にはスクリュ
ー回転数検出器１２が連結されている。

速度検出器９は射出速度調節器１３に電気的に接続され
ており、射出−速度調節器１３は切換装置１４を介して
サーボバルブ１５に電気的に接続されている。加圧アク
チュエータ４のチャンバ４ａは油圧流路１５ａを介して
サーボパルプ１５に連結されている。変位検出器１０は
プログラム設定器１６に電気的に接続されており、プロ
グラム設定器１６はスクリュー３の位置に対応して所定
の射出速度設定値を送出する。そして、このプログラム
設定器１６は射出速度調節器１３、保圧調節器１７、ス
クリュー背圧調節器１８、及びスクリュー回転数調節器
１９に電気的に連結されている。

そして、保圧調節器１７及びスクリュー背圧調節器１８
は切換装ｒ１１１４を介してサーボバルブ１５に電気的
に接続されている。また保圧調節器１７及びスクリュー
背圧調節器１８には加圧アクチュエータ４のチャンバ４
ａ内の圧力を感知する圧力検出器２１が電気的に接続さ
れている。一方、スクリュー回転数調節器１９には回転
数検出器１２が電気的に接続され、このスクリュー回転
数調節器１９はサーボパルプ２０に電気的に接続されて
いる。油圧モータ６は油圧流路２０ａによってサーボバ
ルブ２０に連結されており、このサーボパルプ２０によ
って駆動される。

次に、金型内のキャビティ（図示せず）への溶融樹脂の
射出−充填について説明する。

まず、サーボバルブ２０からの駆動圧により油圧モータ
が駆動され、これによって、スクリュー３が回転する。

スクリュー３の回転によってホッパー１内の材料樹脂が
加熱シリンダー２内と送り込まれ、ここで溶融される。

この際、スクリュー３は徐々に第５図において右側に回
転しつつ移動する。スクリュー３の回転は回転数検出器
１２によって検出され、この検出値及びプログラム設定
器１６からの回転数指令値とに基づいてスクリュー回転
数調節器１９はサーボパルプ２０の開度を制御する。即
ち油圧モータ２０を制御する。一方、スクリュー３の位
置が変位検出器１０によって検出され、スクリュー３の
移動位置が予め定めた後退位置にくると、プログラム設
定器１６はスクリュー回転数調節器１９に停止指令を送
る。これにより、スクリュー回転数調節器１９は油圧モ
ータ１６の駆動を停止する。

上述のようにして、加熱シリンダー２に備えた溶融樹脂
を射出する際には、まず切換装置１４の接点１４ａと接
点１４．ｂとが連結される。シリンダーチャンバー４ａ
にサーボバルブ１５からの駆動圧が送られ、射出ピスト
ン５即ちスクリュー３は軸方向圧側に前進する。前述の
ように変位検出器１０からの入力されるスクリュー位置
に対応して、プログラム設定器１６から射出調節器１３
に速度設定値か指示される。射出速度調節器１３は速度
検出器９からの検出速度と上記の速度設定値とを比較し
、この比較結果に基づいて、サーボパルプ１５を制御す
る。そして、油圧流路１５ａを介して適宜制御された油
圧によってピストン５が動作を続け、スクリュー３はシ
リンダー２の射出口２ａ方向へ前進し、金型キャビティ
に溶融樹脂を充填していく。

ところで、金型内の圧力は溶融プラスチックが充填し終
る直前に最高値を示す。また、保圧に要する圧力は通常
の充填圧（射出圧）よりは大きいが上記の充填最終時の
圧力の最高値（ピーク値）より小さいことが知られてい
る。従って、スクリュー３が所定の距離進行するととも
に、射出工程（充填〉における圧力が保圧工程での設定
圧力値よりも大きくなると、切換装置１４の接点１４ａ
と接点１４ｃとが連結され、保圧工程に移行する。

保圧調節器１７はプログラム設定器１６からの圧力検出
器２１の検出圧力とを比較し、その結果に基づいてサー
ボバルブ１５を制御して、所定の圧力を加えて保圧する
。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、従来の射出成形機の制御の場合、射出中は、
速度制御、保圧中は圧力制御のみを行っているから、充
填工程から保圧工程へ移行する際、即ち、速度制御から
圧力制御へ切換える際に、第６図（ａ）〜（ｄ）に示す
ように速度設定値と検出速度とに大きな相違が発生する
。即ち、検出速度が負の方向に変化するサージが発生す
る。また、上記の検出速度のサージに対応して検出圧力
に大きな行き過ぎ量がおこる。即ち、圧力設定値と検出
圧力に大きな相違が生じる。

このように、速度制御から圧力制御への切換えの際発生
する速度のサージ及び圧力の行き過ぎ吊によって成形品
の品質（外観、樹脂内部の配向）が悪くなるという問題
点がある。

（問題点を解決するための手段）本発明による制御装置は、予め設定された射出速度と検
出した射出速度との速度偏差を求める速度比較手段と、
予め設定された金型内樹脂圧力と検出して金型内樹脂圧
力との圧力偏差を求める圧力比較手段と、これら速度偏
差及び圧力偏差を射出成形機のスクリュー位置に対応し
てそれぞれ予め定められた重み付けパラメータによって
補正する補正手段と、検出射出速度及び検出金型的樹脂
圧力をモニターするモニター手段と、上記の補正された
速度偏差及び圧力偏差に基づいて射出速度及び金型内樹
脂圧力を制御する制御手段とを有することを特徴として
いる。

（作　用）本発明では、速度偏差及び圧力偏差を射出成形機のスク
リュー位置に対応させて重み付けパラメータにより補正
している。即ち、この重み付けパラメータにより速度偏
差及び圧力偏差とを補正し、補正された速度偏差及び圧
力偏差に基づいて射出速度及び金型内樹脂圧力を制御し
ている。

（実施例）以下本発明について実施例により説明する。

まず、第１図を参照して、本発明による射出成形機の速
度・圧力制御の概要について説明する。

速度設定値と制御対象（スクリュー〉２７の速度検出値
との速度偏差がサーボ速度コントローラ２３に入力され
、一方圧力設定値と金型内樹脂圧力の検出値との圧力偏
差がサーボ圧力コントローラ２４に入力される。サーボ
速度コントローラ２３は速度偏差に基づいてサーボバル
ブの開度（以下速度サーボ指令（Ｕｖ）という）を決定
し、サーボ圧力コントローラ２４は圧力偏差に基づいて
サーボバルブの開度（以下圧力サーボ指令（ＬＩＶＩと
いう）を決定する。これら速度及び圧力サーボ指令は重
み関数発生装置に入力される。

重み関数発生装置２５には予め速度重みパラメータ（α
）、圧力重みパラメータ（β）が入力されており、これ
ら速度重みパラメータ（α）、圧力重みパラメータ（β
）は第２図に示すように制御対象（スクリュー）の位置
により変化する関数として表わされる。そして、このα
、βは０から１の範囲で変化する。重み関数発生装置２
５では次の第（１）式で示す演等を行いサーボバルブの
開度（以下総合サーボ指令（Ｕ）という）が求められる
。そして、この総合サーボ指令によって、サーボバルブ
の開度が制御される。

Ｕ＝α×Ｕｖ＋β×Ｕｐ・・・・・・（１）（０≦α≦
１，０≦β≦−１，α＋β−１）この際、α＝１．β＝
０では速度制御のみが、α−〇、β＝１では圧力制御の
みが行われ、０くαく１，０くβく１では、速度制御及
び圧力制御が重み付けで行われる。

ここで、第３図を参照して、本発明による制御装置につ
いて説明する。なお、従来例とｉａ成の同じ部分につい
ては同一の参照番号を付し、説明を省略する。

プログラム設定器２８には前述した速度重みパラメータ
（α）と圧力重みパラメータ（３）を入力するα、βパ
ターン入力装置２９が連結されている。スクリュー背圧
調節器１８はサーボバルブ１５に連結され、射出速度調
節器及び保圧調節器１７は重み付け演算装置３１を介し
てサーボバルブ１５に連結されている。一方、金型３ｏ
内には圧力検出器３０ａが配置され、この圧力検出器３
０ａによって直接金型的樹脂圧力が検出される。

また、速度検出器９及び圧力検出３０ａの出力はモニタ
装置３２に入力されている。

シリンダチャンバー４ａにサーボパルプ１５からの駆動
圧が送られ、射出ピストン５、即ちスクリュー３は軸方
向左側に前進する。変位検出器１０から入力されるスク
リュー位置に対応して、プログラム設定器２８から重み
付け演算袋＠３１に速度重みパラメータ（α）及び圧力
重みパラメータ（β）が入力される。一方、プログラム
設定器２８はスクリュー位置に対応して速度設定値及び
圧力設定値をそれぞれ射出速度調節器１３及び保圧調節
器１７に入力する。射出速度調節器１３はスクリューの
速度検出値と速度偏差を求め、速度サーボ指令（Ｕｖ）
として重み付け演算装置３１に入力する。一方、保圧調
節器１７は圧力検出器３０ａにより検出された金型内樹
脂圧力（金型圧力検出値）と圧力設定値との圧力偏差を
求め、圧力サーボ指令（Ｕｖ）として重み付け演算装置
に入力する。重み付けＷＷ装置３１では上述の第（１）
式より総合サーボ指令（Ｕ）を求め、この総合サーボ指
令によりサーボバルブ５の開度が制御される。また上述
の速度検出値及び金型内の圧力検出値はモニタ装置３２
でモニタされる。

このように、速度制御及び圧力制御にそれぞれ重みを付
け、しかもスクリューの位置によってその重み係数（パ
ラメータ）を第２図に示すように変化させているから、
溶融樹脂の充填がら保圧に移行する際に発生する速度サ
ージ及び圧力の行き過ぎを防止することが可能となる。

なお、成形品の種類によって速度重みパラメータ（α）
及び圧力重みパラメータ（β）を変えることができ、例
えば、ゆるやかな制御切換の際には第２図のｃａｓ１３
Ａが用いられ、急激な制御切換を必要とする場合には、
ｃａｓｅ３が用いられる。また、オペレータは成形品の
種類に応じてα、βパターンの概略を予め入力し、成形
品の品質、及びモニタ装置上の速度検出値及び圧力検出
値によりα。

βパターンを調整する。

最後に、上述の速度・圧力制御をコンピュータシステム
で構成した一例について説明する。

第４図を参照して中央処理装置（ＣＰＵ）３３はインタ
フェース３４を介してα、βパターン入力装＠２９から
入力されたα、βパターンをスクリュー位置に対応させ
てメモリ３５に記憶する。

射出成形機により射出が開始されると、ＣＰＵ３３はメ
モリ３５に予め設定された速度設定値とＡ／Ｄ変換器３
６を介して入力される速度検出値とから速度偏差を求め
る。同様にメモリ３５の圧力設定値と金型内圧力検出値
とから圧力偏差を求める。そしてＣＰＵ３３はこれら速
度偏差及び圧力偏差に基づいてそれぞれ速度サーボ指令
（Ｕｖ）及び圧力サーボ指令（Ｕｌ））を計算する。一
方、ＣＰＵ３３はスクリュー位置をＰＧカウンタ３７で
検出し、このスクリュー位置に対応するα、βパラメー
タをメモリ３５から読み出し、第（１）式によって総合
サーボ指令（Ｕ）を求めるこの総合サーボ指令はＤ／Ａ
変換器３８及びサーボアンプ３９を介してサーボアンプ
１５へ送られる。またＣＰＵ３３にはインタフェース４
０を介してモニタ装置３２が接続され、これによって速
度検出値が及び圧力値が表示される。

（発明の効果）以上説明したように、本発明では速度制御１１装置及び
圧力制御に重み付けを行い、しかもスクリュー位置に対
応して重み係数（パラメータ）を変化させているから、
従来のように溶融樹脂の充填から保圧工程へ移行する際
に生じていた速度サージ及び圧力の行き過ぎがなくなり
、良好な成形品が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による射出成形機の速度・圧力制御の概
要を説明するための図、第２図は速度重みパラメータ（
α）及び圧力重みパラメータ（β）のパターンの一例を
示す図、第３図は本発明による制御装置を射出成形荘と
ともに示すブロック図、第４図は本発明による射出成形
機の速度・圧力制御をコンピュータシステムで構成した
図、第５図は従来の制御ＩＩ装置を射出成形態とともに
示すブロック図、第６図（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ従来
の射出成形握において、速度設定値と速度検出値、及び
圧力設定値と圧力検出値との関係を示す図である。１・・・ホッパー、２・・・加熱シリンダー、３・・・
スクリュー、４・・・アクチュエータ、５・・・ピスト
ン、６・・・油圧モータ、７・・・板部材、８・・・ピ
ストンロンド、９・・・速度検出器、１０・・・変位検
出器、１２・・・回転数検出器、１３・・・射出速度調
節器、１４・・・切換装置、１５・・・サーボバルブ、
１７・・・保圧調整器、１８・・・スクリュー背圧調整
器、１９・・・スクリュー回転数調整器、２０・・・サ
ーボバルブ、２８・・・プログラム設定器、２つ・・・
α、βパターン入力装置、３０・・・金型、３０ａ・・
・圧力検出器、３１・・・重み付け演算装置、３２・・
・モニタ装置。第１図第２図ｃａｓｅ　Ａ　− 第３図第４図第５図

Claims

【特許請求の範囲】

１　金型内キャビティに溶融樹脂を射出成形する射出成
形機において、予め設定された射出速度と検出した射出
速度との速度偏差を求める速度比較手段と、予め設定さ
れた金型内樹脂圧力と検出した金型内樹脂圧力との圧力
偏差を求める圧力比較手段と、該速度偏差及び圧力偏差
をそれぞれ予め定められた重み付け関数により補正する
補正手段と、前記検出射出速度及び検出金型内樹脂圧力
をモニターするモニター手段と、前記補正された速度偏
差及び圧力偏差に基づいて射出速度及び金型内樹脂圧力
を制御する制御手段とを有することを特徴とする射出成
形機の制御装置。