(57)【要約】【課題】  アキュムレータ装置から射出装置の射出シリンダ室内へ可塑化樹脂を導入するためにその駆動源として用いるサーボモータの駆動制御方法及び駆動制御装置を提供する。【解決手段】  オンラインブレンド式射出成形機のアキュムレータ装置14と射出装置12と押出装置16が流路18、20を介して接続されている。押出装置にはフィーダ装置66が搭載されている。計量工程では、プランジャチップ56をサーボモータ44で駆動し、その駆動に同期または追従して射出装置側のプランジャチップ30がサーボモータ38によって駆動される。一方、蓄積工程では、第1開閉弁22を閉じて、押出装置から押出される可塑化樹脂はシリンダ室42にのみ導入される。また、連続運転中、押出装置からの可塑化樹脂の押出量を安定させるため、フィーダ装置のスクリュ72はロードセル64からの重量検出信号に応答して変動分を相殺するよう回転を制御される。【選択図】  図１
2006123357.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱バレルと、この加熱バレル内に投入された合成樹脂材料を溶融・混練し可塑化するためにスクリュ回転用モータにより回転するスクリュと、前記加熱バレル内へ所要量の前記合成樹脂材料をフィーダ用モータにより連続的に供給するフィーダ装置と、を有し前記合成樹脂材料を可塑化する連続可塑化装置と、
この連続可塑化装置から押出される可塑化樹脂を導く第1の流出路に接続されたシリンダ室と、このシリンダ室内に進退可能に設けられた第1プランジャと、この第1プランジャを進退駆動する第1サーボモータと、を有し可塑化樹脂を蓄積・導出するアキュムレータ装置と、
このアキュムレータ装置から押出される可塑化樹脂を導く第2の流出路に第1開閉弁を介して接続された射出シリンダ室と、この射出シリンダ室の射出方向に連通して形成された射出ノズル部と、前記射出シリンダ室に進退可能に設けられた第2プランジャと、この第2プランジャを進退駆動する第２サーボモータと、を有し前記第2プランジャを射出方向へ駆動することにより前記射出ノズルから可塑化樹脂を金型キャビティ内へ射出する射出装置と、
前記各モータを制御する機能と、射出成形機における各動作工程を制御する機能と、を有し前記連続可塑化装置、前記フィーダ装置、および前記射出装置を制御するコントローラと、
を備えて構成し、前記第1の流出路は前記アキュムレータ装置の第1プランジャが押出限位置にあるときにも前記第2の流出路に連通可能にした連続可塑化式射出成形機の駆動制御方法であって、
前記コントローラは、前記アキュムレータ装置の第1プランジャの上方への移動に要する時間が、型開から保圧終了までの時間帯に対応するよう制御し、
さらに、次回の射出用に前記第1プランジャの下方への移動により前記射出シリンダ室内へ所定量の可塑化樹脂を導入するための計量工程に要する時間が、保圧終了に続く冷却工程の時間帯であって、好ましくは、同時間帯以内となるよう制御することを特徴とする連続可塑化式射出成形機の駆動制御方法。
【請求項２】
加熱バレルと、この加熱バレル内に投入された合成樹脂材料を溶融・混練して可塑化するためスクリュー回転モータにより回転するスクリュと、前記加熱バレル内へ所要量の前記合成樹脂材料をフィーダ用モータにより連続的に供給するフィーダ装置と、を有し前記合成樹脂材料を可塑化する連続可塑化装置と、
この連続可塑化装置から押出される可塑化樹脂を導く第1の流出路に接続されたシリンダ室と、同シリンダ室内に進退可能に設けられた第1プランジャと、この第1プランジャと固定結合された第1ボールネジ軸と、この第1ボールネジ軸と螺合しその軸方向位置を規制して配設された第1ボールナットと、同第1ボールナットを回転駆動するように結合された第1サーボモータと、を有するアキュムレータ装置と、
このアキュムレータ装置から押出される可塑化樹脂を導く第2の流出路に第1開閉弁を介して接続された射出シリンダ室と、同射出シリンダ室の射出方向に連通して形成された射出ノズル部と、前記射出シリンダ室に進退可能に設けられた第2プランジャと、この第2プランジャと固定結合された第２ボールネジ軸と、同第2ボールネジ軸と螺合しその軸方向位置を規制して配設された第2ボールナットと、この第2ボールナットを回転駆動するように結合された第２サーボモータと、を有し前記第2プランジャを射出方向へ駆動することにより前記射出ノズルから可塑化樹脂を金型キャビティ内へ射出する射出装置と、
前記各モータを制御する機能と、射出成形における各動作工程を制御する機能と、を有するコントローラと、
を備えて構成し、前記第1の流出路は前記アキュムレータ装置の第1プランジャが押出限位置にあるときにも前記第2の流出路に連通可能に構成される連続可塑化式射出成形機の駆動制御方法であって、
前記射出シリンダ室に所定量の可塑化樹脂を導入する計量工程中、前記コントローラからの指令により前記第1プランジャの進退位置に対応して予め定められた回転速度で前記第1サーボモータを駆動するよう駆動量を演算すると共に、この駆動量に対応する前記第1プランジャの移動により前記射出シリンダ室へ導入される可塑化樹脂の第1容積量および前記可塑化装置から前記射出シリンダ室へ導入される可塑化樹脂の第２容積量を演算し、さらに同第1及び第2容積量の和に相当する前記第2プランジャの後退移動量を演算する第１の段階と、
前記演算された第1サーボモータの駆動量及び第2プランジャの後退移動量を当該次の所定時間または以降にサーボ出力して前記第1及び第2サーボモータを駆動制御する第２の段階、
とを有して構成した連続可塑化式射出成形機の計量工程における駆動制御方法。
【請求項３】
請求項２において、計量工程中の前記第1サーボモータの負荷電流値が予め定められた許容範囲に入るよう前記第1の段階における第1サーボモータの駆動量の演算を修正することを特徴とする連続可塑化式射出成形機の計量工程における駆動制御方法。
【請求項４】
請求項２または３において、前記演算された第1サーボモータの駆動量及び第2プランジャの後退移動量に対するサーボ出力は、前記第2プランジャの後退移動量に対するサーボ出力を第1サーボモータの駆動量に対するサーボ出力より遅らせることを特徴とする連続可塑化式射出成形機の計量工程における追従駆動制御方法。
【請求項５】
計量工程中は、請求項２または４記載の駆動制御を遂行し、当該計量工程の完了に伴い、前記第1開閉弁を閉じて前記アキュムレータ装置のシリンダ室にのみ可塑化樹脂を導入する蓄積工程において、
所定時間ごとに、当該所定時間に前記可塑化装置から前記アキュムレータ装置のシリンダ室へ導入される可塑化樹脂の容積量に対応する前記第１プランジャの移動量を演算する第３の段階と、
当該次の所定時間または以降に、前記演算に基づく移動量を前記第１サーボモータへのサーボ出力として指令する第4の段階と、を含むことを特徴とする連続可塑化式射出成形機の駆動制御方法。
【請求項６】
請求項５において、前記蓄積工程中の前記第１サーボモータの負荷電流値が予め定められた許容範囲に入るよう前記第３の段階における移動量の演算を修正することを特徴とする連続可塑化式射出成形機の駆動制御方法。
【請求項７】
加熱バレルと、この加熱バレル内に投入された合成樹脂材料を溶融・混練して可塑化するためにスクリュ回転用モータにより回転するスクリュと、前記加熱バレル内へ所要量の前記合成樹脂材料をフィーダ用モータにより連続的に供給するフィーダ装置と、を有し前記合成樹脂材料を可塑化する連続可塑化装置と、
この連続可塑化装置から押出される可塑化樹脂を導く第1の流出路に接続されたシリンダ室と、このシリンダ室内に進退可能に設けられた第1プランジャと、この第1プランジャと固定結合された第1ボールネジ軸と、この第1ボールネジ軸と螺合しその軸方向位置を規制して配設された第1ボールナットと、この第1ボールナットを回転駆動するように結合された第1サーボモータと、を有し可塑化樹脂を蓄積・導出するアキュムレータ装置と、
このアキュムレータ装置から押出される可塑化樹脂を導く第2の流出路に第1開閉弁を介して接続された射出シリンダ室と、この射出シリンダ室の射出方向に連通して形成された射出ノズル部と、前記射出シリンダ室に進退可能に設けられた第2プランジャと、この第2プランジャに固定結合された第２ボールネジ軸と、この第2ボールネジ軸に螺合しその軸方向位置を規制して配設された第2ボールナットと、この第2ボールナットを回転駆動するように結合された第２サーボモータと、を有し前記第2プランジャを射出方向へ駆動することにより前記射出ノズルから可塑化樹脂を金型キャビティ内へ射出する射出装置と、
前記各モータを制御する機能と、射出成形機における各工程を制御する機能と、
を有するコントローラと、
を備えて構成し、
前記第1の流出路は、前記アキュムレータ装置の第1プランジャが押出限位置にあるときにも前記第2の流出路に連通可能にしたこと、を特徴とする連続可塑化式射出成形機の駆動制御装置。
【請求項８】
請求項７において、前記射出ノズル部には、第2開閉弁を設けたことを特徴とする連続可塑化式射出成形機の駆動制御装置。
【請求項９】
請求項７または８において、前記コントローラは、当該射出成形機の動作シーケンスを司るシーケンサを備えると共に、同シーケンサからの計量工程開始信号に応答して、前記第1及び第2サーボモータへの指令駆動量を演算する位置制御機能を遂行せしめる中央演算処理装置に対し演算指令を与える第1のプログラムと、前記シーケンサからの蓄積工程開始信号に応答して前記第1サーボモータへの指令駆動量を演算する位置制御機能を遂行せしめる中央演算処理装置に対し演算指令を与える第２のプログラムと、を有することを特徴とする連続可塑化式射出成形機の駆動制御装置。
【請求項１０】
請求項９において、前記第1のプログラムは、第2サーボモータへのサーボ出力を第1サーボモータへのサーボ出力よりも遅延させるようにしたことを特徴とする連続可塑化式射出成形機の駆動制御装置。
【請求項１１】
請求項９または１０において、前記連続可塑化装置を構成するフィーダ装置の重量を検出する検出手段を備え、さらに前記コントローラには、前記検出手段からの検出信号及び前記シーケンサからの動作シーケンス信号に応答して前記フィーダ用モータをモード制御するように前記中央演算処理装置に対し演算指令を与える第3のプログラムを備えたことを特徴とする連続可塑化式射出成形機の駆動制御装置。
【請求項１２】
請求項９乃至１１において、前記中央演算処理装置は前記第1のプログラムを実行する第1中央演算処理装置と、第2のプログラムを実行する第2中央演算処理装置と、をそれぞれ設けたことを特徴とする連続可塑化式射出成形機の駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可塑化された溶融状態の樹脂（以下可塑化樹脂という）を一時的に蓄積するアキュムレータ装置を介して連続可塑化装置と射出装置とを接続した連続可塑化式射出成形機に係り、特に前記アキュムレータ装置から射出装置の射出シリンダ室内へ可塑化樹脂を導入するためにその駆動源として用いるサーボモータの駆動制御方法及び駆動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形機の能率向上を図るため、従来、可塑化装置と射出装置とを分離すると共に、これらの間にアキュムレータを設け、可塑化装置によって可塑化された樹脂をアキュムレータに貯え、このアキュムレータから間欠的に可塑化樹脂を射出装置へ供給することにより、可塑化装置の稼働率を高めるようにした装置が提案されており、特に、可塑化装置を完全に連続運転可能にするため、アキュムレータから射出装置へ可塑化樹脂を供給しているときにも可塑化装置から射出装置へ可塑化樹脂を供給することのできる連続可塑化式射出成形装置が提案されている。
【特許文献１】特許第3303213号  「連続可塑化式射出成形方法及び装置」
【０００３】
しかしながら、前記特許に係る従来の連続可塑化式射出成形方法及び装置においては、同特許の図３に示されるように、油圧を使用したアキュムレータ装置側のシリンダ２１、射出装置側の射出駆動シリンダ３５、樹脂圧検出器７０、樹脂圧スイッチ６２を配設し、さらにコントローラ７１を介して電磁比例流量調整弁５６、電磁比例圧力調整弁７３及びその周辺に配置された第1切換弁４１、第２切換弁５１、電磁リリーフ弁５２などが制御上必要であり、これら機能要素部品のコスト及びメンテナンス作業の点で難点がある。
さらに、射出シリンダ３１とノズル３８との間に開閉用バルブ３７が設けられており、このバルブの設置コストもかなり高価である。
【０００４】
さらに、実際の計量工程において、同特許の請求項１においては、
「・・・・前記アキュームレータ装置のプランジャを前進させつつ前記射出プランジャを後退させて前記射出シリンダに所定量の可塑化樹脂を流入させる計量工程において、前記連続可塑化装置の吐出圧を所定範囲内に保つように、前記射出プランジャの後退速度を、アキュームレータ装置のプランジャの前進・停止動作に対応させて予め定めた値に制御することを特徴とする連続可塑化式射出成形方法」
と記載されているが、本願発明者の実テストによると、計量工程において、前記電磁比例流量調整弁５６、電磁比例圧力調整弁７３へコントローラからの制御信号を与えたとき、射出プランジャ３２は間欠駆動即ち、スティックスリップ現象をたびたび起こし、スムーズな後退移動ができないという難点がある。この場合、コントローラでの信号処理は瞬時に行なわれるが、前記各検出器、調整弁等は電気的な検出器に比べ応答性が遅く、圧力変化等の現象を正確なタイミングで検出し前記コントローラへ伝達していないという難点がある。
【０００５】
さらにまた、第1フィーダ１５から第1供給口１４を介して可塑化シリンダ１１へ投入される合成樹脂原料の量は、当該射出成形機の動作例えば、型締め機構の動作に伴う振動により変動し、結果的に流出路１９からアキュムレータ装置へ押出される可塑化樹脂の量が変化するという難点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者は上述した問題点を鋭意検討した結果、可塑化樹脂の射出シリンダ室への導入を油圧シリンダ駆動で行なうこと、しかもアキュムレータ装置側と射出装置側の油圧シリンダとを同期あるいは追従させてスムーズに駆動させることの制御上の困難さの原因は、制御対象が共に圧縮性をもつ流体即ち、可塑化樹脂と圧油であること、樹脂圧スイッチ等の応答性が遅い点に着眼し、このうちの一方即ち、圧油による駆動に代えて電気サーボを採用することにより前記問題点は基本的に解決できることを突き止めた。
従って、本発明の目的は、アキュムレータ装置から射出装置の射出シリンダ室内へ可塑化樹脂を導入するためにその駆動源として用いるサーボモータの駆動制御方法及び駆動制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明による連続可塑化式射出成形機の駆動制御方法は、
加熱バレルと、この加熱バレル内に投入された合成樹脂材料を溶融・混練して可塑化するためスクリュ回転用モータによりか移転するスクリュと、加熱バレル内へ所要量の合成樹脂材料をフィーダ用モータにより連続的に供給フィーダ装置と、を有し、合成樹脂材料を可塑化する連続可塑化装置と、
この連続可塑化装置から押出される可塑化樹脂を導く第1の流出路に接続されたシリンダ室と、同シリンダ室内に進退可能に設けられた第1プランジャと、同第1プランジャを進退駆動する第1サーボモータとを有し可塑化樹脂を蓄積・導出するアキュムレータ装置と、
このアキュムレータ装置から押出される可塑化樹脂を導く第2の流出路に第1開閉弁を介して接続された射出シリンダ室と、この射出シリンダ室の射出方向に連通して形成された射出ノズル部と、射出シリンダ室に進退可能に設けられた第2プランジャと、この第2プランジャを第２サーボモータにより進退駆動する第２サーボモータと、有し前記第2プランジャを射出方向へ駆動することにより前記射出ノズルから可塑化樹脂を金型キャビティ内へ射出する射出装置と、
これらの各サーボモータを制御する機能と、射出成形機における各動作工程を制御する機能と、を有し連続可塑化装置、アキュームレータ、および射出装置を制御するコントローラと、を備えて構成し、前記第1の流出路は前記アキュムレータ装置の第1プランジャが押出限位置にあるときにも前記第2の流出路に連通可能に構成された連続可塑化式射出成形機の駆動制御方法であって、
前機コントローラは、前記アキュムレータ装置の第1プランジャの上方への移動に要する時間が、型開から保圧終了までの時間帯に対応せしめるよう制御し、次回の射出用に前記第1プランジャの下方への移動により前記射出シリンダ室内へ所定量の可塑化樹脂を導入するための計量工程に要する時間が、保圧終了に続く冷却工程の時間帯であって好ましくは、同時間帯以内となるよう対応せしめ制御することを構成上の特徴とする。
また、上記目的を達成するため、本発明による連続可塑化式射出成形機の駆動制御方法は、加熱バレルと、この加熱バレル内に投入された合成樹脂材料を溶融・混練して可塑化するためスクリュ回転用モータによりか移転するスクリュと、前記加熱バレル内へ所要量の前記合成樹脂材料を連続的にフィーダ用モータにより供給するフィーダ装置と、を有する前記合成樹脂材料の連続可塑化装置と、
この連続可塑化装置から押出される可塑化樹脂を導く第1の流出路に接続されたシリンダ室と、同シリンダ室内に進退可能に設けられた第1プランジャと、同第1プランジャに固定結合された第1ボールネジ軸と、この第1ボールネジ軸に螺合しその軸方向位置を規制して配設された第1ボールナットと、この第1ボールナットを回転駆動するように結合された第1サーボモータと、を有し可塑化ジ油脂を地区席・導出するアキュムレータ装置と、
このアキュムレータ装置から押出される可塑化樹脂を導く第2の流出路に第1開閉弁を介して接続された射出シリンダ室と、同射出シリンダ室の射出方向に連通して形成された射出ノズル部と、前記射出シリンダ室に進退可能に設けられた第2プランジャと、同第2プランジャに固定結合された第２ボールネジ軸と、同第2ボールネジ軸に螺合しその軸方向位置を規制して配設された第2ボールナットと、この第2ボールナットを回転駆動するように結合された第２サーボモータと、
有し前記第2プランジャを射出方向へ駆動することにより前記射出ノズルから可塑化樹脂を金型キャビティ内へ射出する射出装置と、
前記各モータを制御する機能を有するコントローラと、具えて構成し、前記第1の流出路は、前記アキュムレータ装置の第1プランジャが押出限位置にあるときにも前記第2の流出路に連通可能に構成されてなる連続可塑化式射出成形機の駆動制御方法であって、前記射出シリンダ室に所定量の可塑化樹脂を導入せしめる計量工程中、前記コントローラからの指令により前記第1プランジャの進退位置に対応して予め定められた回転速度で前記第1サーボモータを駆動するべく、所定時間ごとに、前記第1サーボモータに与えられる駆動量を演算すると共に、同駆動量に対応する前記第1プランジャの移動により前記射出シリンダ室へ導入される可塑化樹脂の第1容積量及び当該所定時間に前記可塑化装置から前記射出シリンダ室へ導入される可塑化樹脂の第２容積量を演算し、さらに同第1及び第2容積量の和に相当する前記第2プランジャの後退移動量を演算する第１の段階と、前記演算された第1サーボモータの駆動量及び第2プランジャの後退移動量を当該次の所定時間または以降にサーボ出力して前記第1及び第2サーボモータを駆動制御する第２の段階を備えることを構成上の特徴とするものである。
その際、好ましくは、計量工程中の前記第1サーボモータの負荷電流値が予め定められた許容範囲に入るよう前記第1の段階における第1サーボモータの駆動量の演算を修正することができる。
さらにその場合、前記演算された第1サーボモータの駆動量及び第2プランジャの後退移動量に対するサーボ出力は、前記第2プランジャの後退移動量に対するサーボ出力を第1サーボモータの駆動量に対するサーボ出力より遅らせることができる。
さらにその場合、計量工程の完了に伴い、前記第1開閉弁を閉じて前記アキュムレータ装置のシリンダ室にのみ可塑化樹脂を導入せしめる蓄積工程において、
所定時間ごとに、当該所定時間に前記可塑化装置から前記アキュムレータ装置のシリンダ室へ導入される可塑化樹脂の第２容積量に対応する前記第2プランジャの後退移動量を演算する第３の段階と、当該次の所定時間または以降に、前記演算に基づく後退移動量を前記第2サーボモータへのサーボ出力として指令する第4の段階を含むよう構成することもできる。
さらに、前記蓄積工程中の前記第２サーボモータの負荷電流値が予め定められた許容範囲に入るよう前記第３の段階における第２サーボモータの駆動量の演算を修正することができる。
【０００８】
また、前記目的を達成するための本発明による連続可塑化式射出成形機の駆動制御装置は、加熱バレルと、この加熱バレル内に投入された合成樹脂材料を溶融・混練して可塑化するためフィーダ用モータによりか移転するスクリュと、前記加熱バレル内へ所要量の前記合成樹脂材料をフィーダ用モータにより連続的に供給するフフィーダ装置と、を有し前記合成樹脂材料を可塑化する連続可塑化装置と、この連続可塑化装置から押出される可塑化樹脂を導く第1の流出路に接続されたシリンダ室と、このシリンダ室内に進退可能に設けられた第1プランジャと、この第1プランジャと固定結合された第1ボールネジ軸と、この第1ボールネジ軸と螺合しその軸方向位置を規制して配設された第1ボールナットと、この第1ボールナットを回転駆動するように結合された第1サーボモータと、を有し可塑化ジ油脂を蓄積・導出するアキュムレータ装置と、このアキュムレータ装置から押出される可塑化樹脂を導く第2の流出路に第1開閉弁を介して接続された射出シリンダ室と、この射出シリンダ室の射出方向に連通して形成された射出ノズル部と、前記射出シリンダ室に進退可能に設けられた第2プランジャと、同第2プランジャに固定結合された第２ボールネジ軸と、同第2ボールネジ軸に螺合しその軸方向位置を規制して配設された第2ボールナットと、この第2ボールナットを回転駆動するように結合された第２サーボモータと、を有し、前記第2プランジャを射出方向へ駆動することにより前記射出ノズルから可塑化樹脂を金型キャビティ内へ射出する射出装置と、前記各モータを御する機能と、士や出成形機の各動作工程を制御する機能と、を有するコントローラと、を具備し、前記第1の流出路は前記アキュムレータ装置の第1プランジャが押出限位置にあるときにも前記第2の流出路に連通可能に構成されることを特徴とする。
【０００９】
その場合、前記射出ノズル部には、第2開閉弁を設けることもできる。
さらにまた、前記コントローラには、当該射出成形機の動作シーケンスを司るシーケンサを備えると共に、同シーケンサからの計量工程開始信号に応答して、前記第1及び第2サーボモータへの指令駆動量を演算する位置制御機能を遂行せしめる中央演算処理装置に対し演算指令を与える第1のプログラムと、前記シーケンサからの蓄積工程開始信号に応答して、前記第1サーボモータへの指令駆動量を演算する位置制御機能を遂行せしめる中央演算処理装置に対し演算指令を与える第２のプログラムを有するよう構成することができる。
さらにまたその場合、前記連続可塑化装置を構成するフィーダ装置の重量を検出する検出手段を備え、さらに前記コントローラには、前記検出手段からの検出信号及び前記シーケンサからの動作シーケンス信号に応答して前記フィーダ用モータをモード制御するように前記中央演算処理装置に対し演算指令を与える第3のプログラムを備えるよう構成することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、計量工程において、アキュムレータ装置及び射出装置の各第1、第2プランジャの進退駆動はそれぞれ第1、第2サーボモータにより同期、または追従して位置制御により駆動制御され、計量中の可塑化樹脂の圧力や各プランジャの位置も各サーボモータの負荷電流と、サーボモータ軸に結合されたエンコーダからの信号を介して連続的に検出されるので、応答性がよく、可塑化樹脂の流路内に樹脂圧スイッチ等を設ける必要もないので、当該射出成形機コスト引き下げ及びメンテナンス作業を大幅に少なくすることが可能となる。また、位置制御によるサーボモータの位置（回転位置）及び速度制御であるためスティックスリップ等の現象がなく、精密且つ高速化が可能であり、また、油圧方式の場合に比べ、計量工程に要する時間を大幅に短縮できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態に基づく一実施例について図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
図1は、本発明を適用したオンラインブレンド式射出成形機１０の全体構成を示す図である。同図１において、参照符号12は射出装置、１４はアキュムレータ装置、１６は連続可塑化装置としての押出装置を示しており、これら１２と１４、及び１４と１６とは、それぞれ流路１８，２０で連通されている。参照符号２２は流路１８を開閉する第1開閉弁、２４は射出装置１２の射出方向先端部に形成したノズル２６への流路上に配置された第2開閉弁である。射出装置１２の射出シリンダ室２８内には、先端部にプランジャチップ３０を装着したボールネジ軸３２で形成したプランジャが進退可能に配置されている。前記シリンダ室２８の右端側にはボールネジ軸３２と螺合し、射出方向Ｘの移動を規制されたナット部３４が設けられている。同ナット部３４の外周にはタイミングベルト３６が装着され、同タイミングベルト３６はサーボモータ３８の回転軸に取付けたプーリ（図示せず）の外周に装着されている。
【００１３】
従って、サーボモータ３８の回転により前記ボールネジ軸３２即ち、プランジャチップ３０は射出シリンダ室28内で進退するようになっている。前記サーボモータ３６にはエンコーダ４０が取付けられており、同４０からの信号によりサーボモータ３８の回転量即ち、前記ボールネジ軸３２であるプランジャの進退位置を検出するようになっている。参照符号４３サーボモータ３８の負荷に相当する電流を検出する電流センサである。
【００１４】
前記アキュムレータ装置１４も前記射出装置１２と同様な構成を有しており、射出方向Ｘに直角なＹ方向に配置されたシリンダ室４２内でプランジャチップ５６を進退させるようになっている。
参照符号４４，４６，４８，５０，５２，５４はそれぞれ前記射出装置１２におけるサーボモータ３８、ナット部３４、タイミングベルト３６、ボールネジ軸３２、負荷電流検出用の電流センサ４３、エンコーダ４０に対応している。
【００１５】
図１に示されるように、プランジャチップ５６の下方部は径小に形成されており、下限位置即ち、押出限位置のときでも流路２０と１８は連通されている。また、各サーボモータ４４，３６への電力供給信号及びエンコーダ５４，４０からの検出信号はコントローラ１００との間の配線により供給及び受信される。参照符号ｉ１、ｉ２は、前記電流センサ５２，４３の検出信号であってコントローラ１００へ与えられる。
前記流路２０を介してアキュムレータ装置１４と結合した２軸押出機１６が配置されている。参照符号５８は一対の、同方向または異方向回転を行なうスクリュ軸であり、ギアボックス６０を介して可塑化モータ６２により回転駆動される。
押出機１６の後方には取付け台上にロードセル６４を介してフィーダ装置６６が搭載されている。このフィーダ装置６６はホッパー６８に予め所定量の合成樹脂材料70が投入されており、同合成樹脂材料70はフィーダ用スクリュ72をフィーダ用モータ74により回転させることによりホッパー76を介して押出機16内へ送り込まれるようになっている。
【００１６】
このフィーダ用モータ74は好ましくはサーボモータで構成されており、その回転数はエンコーダ78により検出され前記コントローラ100へ与えられる。ホッパー80は前記合成樹脂材料70に対する各種の添加剤及びまたはガラス繊維等の強化材料をオンラインで混合するために配設されている。また、参照符号82は脱気用のベント口である。押出装置16内で可塑化された可塑化樹脂は流路20を経てアキュムレータ装置14のシリンダ４２へ連続的に供給される。
その場合、可塑化樹脂の押出量Qが所定値、好ましくは一定となるように前記可塑化モータ62の回転数Nsはコントローラ100によって制御されるようになっている。
前記ロードセル64はフィーダ装置66の重量を常時測定しており、これによりホッパー68内の合成樹脂材料70が徐々に減少していく状態を確認できるものである。しかるに、射出成形機の例えば、金型の開閉動作などによる振動があるとホッパー68からの合成樹脂材料70の投入量が正常な状態に比べ変動するので、その変動状態を前記ロードセル64で検出し、その変動分を相殺するようにサーボモータ74をコントローラ100により制御するようになっている。
【００１７】
図1の左方には一対の移動金型84、固定金型86が閉じた状態でキャビティ88が形成されていることを示す。
なお、図１において、フィーダ装置66及び押出装置16は本発明における連続可塑化装置を構成しており、また、ボールネジ軸50及びプランジャチップ56は本発明における第1プランジャを構成し、さらにボールネジ軸32及びプランジャチップ30は本発明における第２プランジャを構成している。またさらに、サーボモータ44、38はそれぞれ本発明における第1サーボモータ、第2サーボモータを構成する。
【００１８】
図2は、射出装置１２のプランジャチップ部分の変形例を示す射出軸方向拡大断面図である。同図２において、射出プランジャチップ30の左方側の空間97に延びるロッド90の左端部には逆流防止弁92が取付けられている。流路18から押出される可塑化樹脂98は前記空間97を経て逆流防止弁92を通過しコーン状の先端部外周からノズル26側の滞留部空間94に蓄積される。その場合、射出前進限のときでも、図示のように射出プランジャチップ30が流路18を塞がないように配置されている。図１の場合と比較すると、図1では、可塑化樹脂98がプランジャチップ30の左側空間96に直接導入されるようになっており、ノズル26に近いところまで、前記逆流防止弁92、コーン状の先端部が移動できるようになっている。
【００１９】
なお、図１中の第2開閉弁24は、図2において、ノズル26の流路上になくてもよい。これは、後述するように、冷却時間や、射出プランジャチップ30の後退動作を（必要ならサックバック動作を含め）タイムリーに行なうことによって、ノズル26からの、所謂「ハナダレ」を防止できるからである。
【００２０】
図３は、図１に示すオンラインブレンド式射出成形機としての各動作の線図を2サイクルにわたって示し、（ａ）は各動作の所要時間を示し、（ｂ）は各動作に対応した射出装置の射出プランジャ位置の変化を示し、（ｃ）は各動作に対応したアキュムレータ装置14のプランジャ位置の変化を示し、（ｄ）は各動作に対応したアキュムレータ装置14と射出シリンダ室28との流路18に設けられた第1開閉弁22の動作状態を示す図である。
上記の（ａ）に示すように、１サイクルで成形品を成形する。
インター（インターバル）は、この間に成形品の金型からの排出、金型キャビティ内面の清浄が行なわれる時間帯である。
線図（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように、冷却動作の間、第1開閉弁22は開状態であって、アキュムレータ装置14側のプランジャは下降し、その間射出装置側の射出プランジャは後退して計量限位置に達する、即ち、計量工程が遂行される。線図（ｃ）に示すように、冷却後の型開から次のサイクルの保圧動作完了まではアキュムレータ装置14側のプランジャは下限（押出限位置）から上昇し上限にいたる。この間は、押出装置16から押出される可塑化樹脂98をシリンダ室42に蓄積する工程である。線図（ｂ）に示すように、この蓄積工程中の型閉動作完了後、射出プランジャは前進して射出・保圧を実行し、この保圧完了後、前記のように後退して計量を行なうようになっている。
【００２１】
各動作の中で、特に冷却時間は成形品の大きさ、即ち、所要樹脂容積、形状によって異なるので、押出機16からの可塑化樹脂98の単位時間当たりの押出量Qを予め設定し、そのための、スクリュ回転数Nsやフィーダ装置66での樹脂材料投入量Zを都度調整できるようになっている。
【００２２】
図４は、図１のコントローラ100の機能を説明する詳細ブロック図である。同図４において、コントローラ100内の、鎖線で仕切られている左方側には、シーケンス機能を遂行するシーケンサ200が設けられ、同シーケンサ200 は入出力装置であるi／oユニットを介してオンラインブレンド式射出成形機10と接続されている。
同シーケンサ200は、中央演算処理装置CPUに接続されているシーケンスプログラムを格納したプログラムメモリ102と、前記i／oユニットとの信号授受によるi／oステイタスデータ、型開閉用データ（移動量、速度など）、加熱・冷却用データ、押出機駆動用データ、フィーダ装置駆動用データ等を格納したデータメモリ104を備えている。
一方、前記鎖線で仕切られている右方側には、図1に示した各サーボモータを位置制御する機能を含むコンピュータシステムによる制御ブロックの詳細を示す。
【００２３】
このコンピュータシステムは、基本的に複数のCPU（CPU1、CPU2、CPU3）を有する中央演算処理装置グループ106とデータメモリ108と、プログラムメモリ110と、インターフェイスユニット112及びサーボドライブユニット116から構成され、前記108、110、112と106を接続するバス114が配設されている。
アキュムレータ装置14側に配置されるプランジャ駆動用のサーボモータ44、射出装置12側に配置される射出プランジャ駆動用のサーボモータ38ならびにフィーダ装置側に配置されるフィーダスクリュ回転用のサーボモータ74がそれぞれ前記サーボドライブユニット116に接続されている。
【００２４】
前記プログラムメモリ110には、計量工程処理プログラム118、蓄積工程処理プログラム120、フィーダ処理プログラム122、ならびに射出・保圧工程処理プログラム124が格納されている。参照符号126はシステム全体を制御するシステムプログラムである。
前記計量工程処理プログラム118は、計量工程中、中央演算処理装置CPU1に対し一連の演算処理の命令を与える。また、前記蓄積工程処理プログラム120は、蓄積工程中、中央演算処理装置CPU2に対し一連の演算処理の命令を与える。同様にフィーダ処理プログラム122は、成形サイクル中、中央演算処理装置CPU3に対し一連の演算処理の命令を与える。
さらに、射出・保圧工程処理プログラム124は、中央演算処理装置CPU1に対し一連の演算処理の命令を与える。
各処理用のプログラムと当該プログラムを実行する中央演算処理装置を一対一に対応させてある。なお、中央演算処理装置CPU１は、計量工程の演算処理と射出・保圧工程の演算処理の両方を受け持っているが、図３の線図（ｂ）に示されるように、射出・保圧と計量即ち、冷却とは演算処理が同時進行することはないので兼用可能である。
【００２５】
前記インターフェイスユニット112には、エンコーダ54、40、78からの信号が与えられ、さらにまた、負荷電流センサからの信号i1、i2及び前記ロードセル64からの検出信号が与えられる。
前記データメモリ108の所定メモリ領域には、各サーボモータを位置制御するためのデータとして、シーケンサ200から取り込んだ計量、蓄積、射出・保圧等の開始ビットデータ、計量工程指令データ、蓄積工程指令データ、射出・保圧工程指令データのほか、各サーボモータの現在の状態（第1プランジャ、第2プランジャの位置、負荷電流、サーボ出力データ）を示すデータがストアされるようになっている。その他のデータについては、後述する図５、６のフローチャートの説明により明らかとなる。
【００２６】
図５は、アキュムレータ装置14及び押出装置16から射出装置12へ可塑化樹脂を導入する計量工程の処理内容を説明するフローチャートである。また、図６は、押出装置16からアキュムレータ装置14へ可塑化樹脂を導入して蓄積する蓄積工程の処理内容を説明するフローチャートである。
図５において、計量工程の処理は、保圧完了時点で、計量処理プログラム118が起動されることによって開始される。
ステップST1で所定時間の経過回数に相当するインデックスiが初期化される。（i＝１）
ステップST2で、ステイタスデータを読み込む。ステップST3でアキュムレータ装置14の第1プランジャが押出限位置（下降限）に到達したか否か判定される。
第1プランジャは計量のスタート時、上限位置にあるので、ステップST4へ移行し、ステップST4でさらに射出装置Sの第2プランジャが計量完了位置に達したか否か判定される。次いで、ステップST5において、計量工程指令データ、押出装置16の押出量Q、スクリュ回転数Nsを読み込む。この計量工程指令データには、第1プランジャの下降移動中の適宜区分されたストローク毎の移動量、移動速度が含まれている。
次いで、ステップST6において、次の所定時間（ΔＴsi）中にサーボモータ44によって駆動される第1プランジャの移動量ΔY（ΔＴsi）を演算する。
次いで、ステップST7において、演算された第1プランジャの移動量ΔY（ΔＴsi）に相当する可塑化樹脂の第1容積量ΔQ1を演算する。さらに、ステップST8で前記所定時間（ΔＴsi）中に射出シリンダ室28へ押出装置16からの押出量に相当する可塑化樹脂の第２容積量ΔQ2を演算する。（ΔQ2＝Q×ΔＴsi）
【００２７】
ステップST9において、第1及び第2容積量の和が演算される。ステップST10において、この和に相当する第2プランジャの後退移動量ΔX（ΔＴsi）を演算する。そして、ステップST11にて、第1及び第2プランジャの演算された移動量ΔX（ΔＴsi）、ΔY（ΔＴsi）をサーボ出力用データ領域へセーブする。
そして、ステップST12で次の所定時間の開始時刻か否か判定し、NOのときはステップST13でその時刻到来まで待つ。YESであると、ステップST14にて、セーブしていた移動量ΔX（ΔＴsi）、ΔY（ΔＴsi）をサーボドライブユニット116へ出力する。さらにステップST15において、前記インデックスをインクリメントする。
ステップST1〜ST15を各所定時間毎に実行して第1プランジャが押出限位置に到達すると、ステップST16において、第2プランジャが計量完了位置に達したか否か判定される。到達していない場合は、ステップST17で所定時間待つ。
また、到達した場合は、ステップST18にて計量完了のビットを立てる。このビット信号は、シーケンサ200側のステイタスデータメモリ内の計量完了エリアに与えられる。さらに、ステップST17での累計待ち時間に基づいて、押出装置16からの押出量Qが少し大きくなるよう修正する。
一方、前記第1プランジャが押出限位置に到達する前に、前記ステップST4において、第2プランジャが計量完了位置に達した場合は、ステップST18へ移行して計量完了ビットを立てると共に、押出量Qが過剰状態にあるので、当該押出量Qを少し小さくなるよう修正する。
【００２８】
図６は、押出装置16からアキュムレータ装置14へ可塑化樹脂を導入する蓄積工程の処理内容を説明するフローチャートである。なお、この蓄積工程の処理は、図３の線図（ｃ）に示されるように、冷却完了時点で、蓄積処理プログラム120が起動されることによって開始される。
同図６において、ステップST1で所定時間のインデックス回数iが初期化される。(i＝1)
ステップST2でステイタスデータを読み込み、処理をステップST3へ移行する。
ステップST3において、アキュムレータ装置14の第1プランジャは上限位置である蓄積終了位置に到達したか否か判定される。次いで、ステップST4にて、サーボモータ44を駆動制御するための蓄積工程指令データ及び押出機16のスクリュ回転数Ns、押出量Qの現在値データを読み込む。さらに、ステップST5において、１所定時間（ΔＴsi）中に押出装置16から押出される可塑化樹脂の容積量ΔQ（ΔＴsi）を特定する。さらにステップST6で前記容積量ΔQ（ΔＴsi）に相当する第1プランジャの上方への移動量ΔY（ΔQ（ΔＴsi））を演算し、ステップST7において、演算された移動量ΔYをサーボ出力用データ領域へセーブする。そして、ステップST9で次の所定時間（ΔＴsi）の開始時刻を待つ。当該時刻になったとき、ステップST10で前記サーボ出力データΔYをサーボドライブユニット116へ出力する。次いで、ステップST11にて、インデックスiを１つインクリメントする。
【００２９】
上記ステップST1〜ST11を各所定時間毎に実行して第1プランジャが蓄積終了位置に到達すると、ステップST3において、YESと判定されステップST12で蓄積完了ビットを立てる。このビット信号は、シーケンサ200のステイタスデータメモリ内の蓄積完了エリアに与えられる。
なお、前記ステップST3において、YESと判定されたときの時刻が、予め定められたシーケンスの動作時刻に対して前後する場合、その差分を少なくするよう、押出機16からの押出量Qを修正することも可能である。この修正は例えば、スクリュ回転数Nsを修正することによって行なうことができる。
【００３０】
前記図５に示した計量工程中の処理により、射出装置12の第2プランジャは数ミリ秒程度の油圧方式に比べ非常に短い所定時間ごとにアキュムレータ装置14の第1プランジャの移動に対し、正確に同期または追従して後退移動するのでノズル26の方へ可塑化樹脂98が導入または流出することがない。また。図６に示した蓄積工程中の処理により、アキュムレータ装置14の第1プランジャは、非常に短い所定時間ごとに押出される可塑化樹脂の押出量ΔQに追従して上方への移動が制御されるので、押出装置16の押出圧力に干渉することがない。
なお、前述した図５、図６のフローチャートにおいて説明を省略したが、各所定時間中の処理の中で、サーボモータ44、38の負荷電流i1、i2を監視し、それらが所定範囲に収まるようスクリュ回転数Nsやフィーダ装置66のスクリュ72の回転数を調整することによって、押出機16から押出される可塑化樹脂の押出量Qを修正することができる。
【００３１】
以上本発明の好適な実施例について図１〜図６で説明したが、本発明の精神は、これらに限定されるものではなく、当業者であれば種々の変形が可能である。例えば、図４においては、計量工程処理と蓄積工程処理及びフィーダ装置66の制御のため、別個の中央演算処理装置CPU1、CPU2、CPU3を使用する例を示したが、これらを1つのCPUにより行なうことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明を適用したオンラインブレンド式射出成形機の全体構成を示す図である。
【図２】射出装置のプランジャチップ部分の変形例を示す射出軸方向拡大断面図である。
【図３】図１に示すオンラインブレンド式射出成形機の動作線図を示し、（ａ）は各動作の所要時間を示し、（ｂ）は射出装置の射出プランジャ位置の変化を示し、（ｃ）はアキュムレータ装置14のプランジャ位置の変化を示し、（ｄ）はアキュムレータ装置14と射出シリンダ28との流路18に設けられた第1開閉弁22の動作状態を示す図である。
【図４】図１のコントローラ100の機能を説明する詳細ブロック図である。
【図５】本発明における計量工程の処理内容を説明するフローチャートである。
【図６】本発明における蓄積工程の処理内容を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００３３】
10              オンラインブレンド式射出成形機
14              アキュムレータ装置
16              押出装置
18、20          流路
22                第1開閉弁
24                第2開閉弁
26                ノズル
28、42            シリンダ室
32、50            ボールネジ軸
34、46            ナット部
30、56            プランジャチップ
38、44            サーボモータ
40、54、78        エンコーダ
58                スクリュ
66                フィーダ装置
68、76、80        ホッパー
74                フィーダ用モータ
92                逆流防止弁
100                コントローラ
102、110          プログラムメモリ
104、108          データメモリ
106                中央演算処理装置グループ
118                計量工程処理プログラム
120                蓄積工程処理プログラム
122                フィーダ処理プログラム
200                シーケンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2006123357.tif 000007
【図６】
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