(57)【要約】リモートコントローラは、ネイティブコントローラからのフィードバック制御を用いて、ネイティブコントローラがそのような機能性を独立して提供することができない装置に機能性を付加するような任意の装置の上に提供されることができる。
2019504397.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置のネイティブフィードバックコントローラのためのフィードバック信号を操作する方法であって、前記装置は、前記ネイティブコントローラに後付けされたリモートコントローラをさらに備え、前記方法は、
第１のセンサにおいて前記装置の第１の制御量を検知することと、
前記第１の制御量に基づいて前記第１のセンサにより第１のフィードバック信号を発生させることと、
第２のセンサにおいて前記装置の第２の制御量を検知することと、
前記第２の制御量に基づいて前記第２のセンサにより第２のフィードバック信号を発生させることと、
前記リモートコントローラにおいて、
前記第１のフィードバック信号及び前記第２のフィードバック信号を受信することと、
前記第２のフィードバック信号に基づいて制御信号を発生させることと、
前記制御信号及び前記第１のフィードバック信号を結合して、変更されたフィードバック信号にすることと、
前記変更されたフィードバック信号を前記第１のフィードバック信号の代わりに前記ネイティブコントローラに送信することと、
前記ネイティブコントローラにおいて、前記変更されたフィードバック信号の少なくとも部分的に基づいて前記装置の作動ユニットの動作を制御することと、を含む、方法。
【請求項２】
前記装置は、被加熱バレル、射出軸、及び作動ユニットを含む射出成形装置を備え、前記作動ユニットは、前記射出軸と動作可能に結合され、前記被加熱バレルに対して前記射出軸の動作を容易にするように構成されている、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記装置の前記第１の制御量を検知することは、前記射出成形装置の第１の制御量を検知することを含み、前記装置の前記第２の制御量を検知することは、前記射出成形装置の前記被加熱バレルの溶融圧力を検知することを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記射出成形装置の前記第１の制御量は、前記被加熱バレルの射出圧力、前記被加熱バレルの温度、及びホッパの容積のうちの１つ以上を含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記射出成形装置の第１の制御量を検知することは、前記第１の制御量の前記第１のセンサから第１の信号を受信することを含み、
前記射出成形装置の第２の制御量を検知することは、前記第２の制御量に対する前記第２のセンサから第２の信号を受信すること、及び前記第２のフィードバック信号に基づいて、前記第２の制御量に対する値を決定すること、を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記第２のフィードバック信号に基づいて制御信号を発生させることは、
前記第２の制御量に対する所望の設定点を定義することと、
前記所望の設定点を前記第２の制御量の前記値と比較することと、
前記第２の制御量の前記値と前記所望の設定点との差に基づいてオフセット信号を発生させることと、を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記装置の前記第２の制御量を検知することは、前記被加熱バレルの溶融圧力を検出するように構成された溶融圧力センサから溶融圧力信号を受信することを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第２の制御量に対する所望の設定点を定義することは、所望の溶融圧力設定点を定義することを含み、
前記制御信号に応じて前記作動ユニットの動作を制御することは、前記溶融圧力設定点に応じて前記被加熱バレル内部で溶融圧力を達成するように、前記作動ユニットの動作を制御することをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記射出軸は、往復スクリューを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記変更されたフィードバック信号に基づいて前記作動ユニットの動作を制御することは、前記往復スクリューの往復運動を制御することを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記作動ユニットは、油圧モータ及び電気モータのうちの１つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
射出成形装置の圧力を制御する方法であって、前記射出成形装置は、被加熱バレル、射出軸、作動ユニット、及びネイティブコントローラを含み、前記作動ユニットは、前記射出軸と動作可能に結合され、前記被加熱バレルに対して前記射出軸の動作を容易にするように構成され、前記方法は、
第１のセンサにおいて前記装置の第１の制御量を検知することと、
前記第１の制御量に基づいて前記第１のセンサにより第１のフィードバック信号を発生させることと、
第２のセンサにおいて前記射出成形装置の圧力を検知することと、
前記射出成形装置の前記圧力に基づいて前記第２のセンサにより第２のフィードバック信号を発生させることと、
前記リモートコントローラにおいて、
前記第１のフィードバック信号及び前記第２のフィードバック信号を受信することと、
前記射出成形装置の前記圧力を所望の圧力設定点と比較することと、
前記圧力及び前記所望の圧力設定点に基づいて制御信号を発生させることと、
前記制御信号及び前記第１のフィードバック信号を結合して、変更されたフィードバック信号にすることと、
前記変更されたフィードバック信号を前記第１のフィードバック信号の代わりに前記ネイティブコントローラに送信することと、
前記ネイティブコントローラにおいて、前記変更されたフィードバック信号の少なくとも部分的に基づいて前記作動ユニットの動作を制御することと、を含む方法。
【請求項１３】
前記射出成形装置の圧力を検知することは、前記射出成形装置の溶融圧力を検知することを含み、
前記射出成形装置の前記圧力を所望の圧力設定点と比較することは、前記射出成形装置の前記溶融圧力を所望の溶融圧力設定点と比較することを含み、
制御信号を発生させることは、前記溶融圧力及び前記所望の溶融圧力設定点に基づいて制御信号を発生させることを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記射出成形装置の圧力を検知することは、前記射出成形装置のキャビティ圧力を検知することを含み、
前記射出成形装置の前記圧力を所望の圧力設定点と比較することは、前記射出成形装置の前記キャビティ圧力を所望のキャビティ圧力設定点と比較することを含み、
制御信号を発生させることは、前記キャビティ圧力及び前記所望のキャビティ圧力設定点に基づいて制御信号を発生させることを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記装置の第１の制御量を検知することは、前記第１のセンサから信号を受信することを含み、
前記射出成形装置の溶融圧力を検知することは、
前記第２のセンサから溶融圧力信号を受信することと、
前記溶融圧力信号に基づいて前記溶融圧力に対する値を決定することと、を含み、
前記溶融圧力及び前記所望の溶融圧力設定点に基づいて制御信号を発生させることは、
前記溶融圧力に対する所望の溶融圧力設定点を定義することと、
前記所望の溶融圧力設定点を前記溶融圧力の前記値と比較することと、を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記射出成形装置の前記第１の制御量は、前記被加熱バレルの射出圧力、前記被加熱バレルの温度、及びホッパの容積のうちの１つまたは複数を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記射出軸は、往復スクリューを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記変更されたフィードバック信号に基づいて前記作動ユニットの動作を制御することは、前記往復スクリューの往復運動を制御することを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記作動ユニットは、油圧モータ及び電気モータのうちの１つを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項２０】
射出成形装置であって、
被加熱バレルと、
前記被加熱バレル内に配設され、前記被加熱バレルに対して回転するように構成されている射出軸と、
前記射出軸と動作可能に結合され、前記被加熱バレルに対して前記射出軸の動作を容易にするように構成されている作動ユニットと、
金型用のクランピングユニットであって、前記被加熱バレルと関連付けられる、クランピングユニットと、
前記被加熱バレルの一端に配設され、前記被加熱バレルの内容物を、前記クランピングユニットに分配するように構成されたノズルと、
前記作動ユニットと通信し、前記射出軸の動作を容易にするように構成されているネイティブコントローラと、
前記ネイティブコントローラと通信するリモートコントローラと、
前記リモートコントローラと通信し、前記射出成形装置の第１の制御量を検知するように構成されている第１のセンサと、
前記リモートコントローラと通信し、前記射出成形装置の圧力を検知するように構成されている第２のセンサと、を備え、
前記リモートコントローラは、
前記第１のセンサから前記第１の制御量を検出し、
前記第２のセンサからの前記圧力を検出し、
前記圧力を所望の圧力設定点と比較し、
前記圧力及び前記所望の圧力設定点に基づいて制御信号を発生させ、
前記制御信号及び前記第１のフィードバック信号を結合して、変更されたフィードバック信号にし、
前記第１のフィードバック信号の代わりに前記変更されたフィードバック信号を前記ネイティブコントローラに送信する、ように構成され、
前記ネイティブコントローラは、前記変更されたフィードバック信号の少なくとも部分的に基づいて前記作動ユニットの動作を制御するように構成されている、射出成形装置。
【請求項２１】
前記第２のセンサは、前記被加熱バレルの溶融圧力を検知するように構成されている溶融圧力センサを備え、前記リモートコントローラは、
前記溶融圧力センサから前記溶融圧力を検出し、
前記溶融圧力を所望の溶融圧力設定点と比較し、
前記溶融圧力及び前記所望の圧力設定点に基づいて前記制御信号を発生させるようにさらに構成されている、請求項２０に記載の射出成形装置。
【請求項２２】
前記第１のセンサは、前記被加熱バレルの射出圧力を検知し、射出圧力信号を発生させるように構成されている射出圧力センサを備え、
前記溶融圧力センサは、溶融圧力信号を発生させるように構成され、
前記リモートコントローラは、
前記射出圧力センサから前記射出圧力信号を受信し、
前記溶融圧力センサから前記溶融圧力信号を受信し、
前記溶融圧力信号に基づいて前記溶融圧力に対する値を決定し、
前記溶融圧力に対する所望の溶融圧力設定点を定義し、
前記所望の溶融圧力設定点を前記溶融圧力の値と比較するようにさらに構成されている、請求項２１に記載の射出成形装置。
【請求項２３】
前記リモートコントローラは、後付け式コントローラである、請求項２０に記載の射出成形装置。
【請求項２４】
前記変更されたフィードバック信号は、前記ネイティブコントローラと前記リモートコントローラとの間の単一方向伝送リンクをわたって送信され、前記ネイティブコントローラは、前記リモートコントローラにいかなる信号も送信しない、請求項２０に記載の射出成形装置。
【請求項２５】
前記射出軸は、往復スクリュー及びプランジャのうちの１つを備える、請求項２０に記載の射出成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
以下に説明されるシステム及び方法は、一般に装置のネイティブフィードバックコントローラを制御するためのリモートコントローラの分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形は、溶解可能な材料、例えば熱可塑性材料ポリマーで作られたパーツの製造に一般的に用いられる。これらのパーツの射出成形を容易にするために、往復スクリューを収納している被加熱バレルに、固形プラスチック樹脂が導入される。その被加熱バレルと往復スクリューとが協働して、プラスチックを溶融すること、及び溶融されたプラスチックを所望の形状に形成するための金型キャビティ内に射出することを容易にする。従来、射出成形機は、成形プロセス中に種々の構成要素を制御するコントローラを含む。
【発明の概要】
【０００３】
一実施形態によれば、装置のネイティブフィードバックコントローラに対してフィードバック信号を操作する方法が提供されている。この装置は、ネイティブコントローラ、及びネイティブコントローラに後付するリモートコントローラを備える。この方法は、装置の第１の制御量を第１のセンサにおいて検知すること、及びその第１の制御量に基づいて第１のセンサによる第１のフィードバック信号を発生させることを含む。この方法は、装置の第２の制御量を第２のセンサにおいて検知すること、及びその第２の制御量に基づいて第２のセンサによる第２のフィードバック信号を発生させることをさらに含む。そのリモートコントローラにおいて、この方法は、第１のフィードバック信号及び第２のフィードバック信号を受信すること、その第２のフィードバック信号に基づいて制御信号を発生させること、その制御信号及び第１のフィードバック信号を結合して、変更されたフィードバック信号にすること、及びその第１のフィードバック信号の代わりに、変更されたフィードバック信号をそのネイティブコントローラに送信することをさらに含む。この方法は、そのネイティブコントローラにおいて、その変更されたフィードバック信号の少なくとも部分に基づいて作動ユニットの動作を制御することをさらに含む。
【０００４】
別の実施形態によれば、射出成形装置の溶融圧力を制御する方法が提供されている。この射出成形装置は、被加熱バレル、射出軸、作動ユニット、及びネイティブコントローラを備える。その作動ユニットは、射出軸と動作可能に結合され、被加熱バレルに対してその射出軸の動作を容易にするように構成されている。この方法は、装置の第１の制御量を第１のセンサにおいて検知すること、及びその第１の制御量に基づいて第１のセンサによる第１のフィードバック信号を発生させることを含む。この方法は、射出成形装置の圧力を第２のセンサにおいて検知すること、及びその射出成形装置の圧力に基づいて第２のセンサによる第２のフィードバック信号を発生させることをさらに含む。そのリモートコントローラにおいては、この方法は、第１のフィードバック信号及び第２のフィードバック信号を受信すること、射出成形装置の圧力を所望の圧力設定点と比較すること、その圧力及びその所望の圧力設定点に基づいて制御信号を発生させること、制御信号及び第１のフィードバック信号を結合して、変更されたフィードバック信号にすること、及び第１のフィードバック信号の代わりに、その変更されたフィードバック信号をネイティブコントローラに送信することを含む。そのネイティブコントローラにおいては、この方法は、その変更されたフィードバック信号の少なくとも部分に基づいて作動ユニットの動作を制御することをさらに含む
【０００５】
別の実施形態に従って、射出成形装置は、被加熱バレル、射出軸、作動ユニット、クランピングユニット、ノズル、ネイティブコントローラ、リモートコントローラ、第１のセンサ、及び第２のセンサを備える射出成形装置を備える。その射出軸は、被加熱バレル中に配設され、その被加熱バレルに対して回転するように構成されている。その作動ユニットは、射出軸と動作可能に結合され、被加熱バレルに対して射出軸の動作を容易にするように構成されている。クランピングユニットは、金型用である。クランピングユニットは、被加熱バレルと関連付けられる。ノズルは、被加熱バレルの一端に配設され、被加熱バレルの内容物を、クランピングユニットに分配するように構成される。そのネイティブコントローラは、作動ユニットと通信し、射出軸の動作を容易にするように構成されている。そのリモートコントローラは、ネイティブコントローラと通信する。その第１のセンサは、リモートコントローラと通信し、射出成形装置の第１の制御量を検知するように構成されている。その第２のセンサは、リモートコントローラと通信し、射出成形装置の圧力を検知するように構成されている。リモートコントローラは、第１のセンサから第１の制御量を検出し、第２のセンサから圧力を検出し、その圧力を所望の圧力設定点と比較するように構成されている。リモートコントローラは、圧力及び所望の圧力設定点の少なくとも部分に基づいて制御信号を発生させ、制御信号及び第１のフィードバック信号を変更されたフィードバック信号にし、そして第１のフィードバック信号の代わりに、変更されたフィードバック信号をネイティブコントローラに伝送するように、さらに構成されている。ネイティブコントローラは、変更されたフィードバック信号に基づいて作動ユニットの動作を制御するように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
添付の図面と併用することによって、以下の説明から、一定の実施形態がより良く理解されると考えられる。
【０００７】
【図１】一実施形態に基づく射出成形装置を示す概略図である。
【図２】リモートコントローラと連係した図１の射出成形装置のネイティブコントローラを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本明細書に開示された実施形態は、一般に射出成形によって製品を生産するシステム、機械、製品、及び方法に関し、より具体的には、低い、実質的に一定の圧力射出成形によって製品を生産するシステム、機械、製品、及び方法に関する。
【０００９】
「実質的に一定の圧力（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ  ｃｏｎｓｔａｎｔ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ）」という用語は、本明細書において熱可塑性材料の溶融圧力に関して用いられる場合、基準溶融圧力からの偏差が、熱可塑性材料の物性における著しい変化を引き起こさないことを意味する。例えば、「実質的に一定の圧力」は、溶解した熱可塑性材料の粘性が著しく変化しない圧力ばらつきを含むが、これに限定されない。「実質的に一定（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ  ｃｏｎｓｔａｎｔ）」という用語は、この点において、基準溶融圧力からおよそ３０％の偏差を含む。例えば、「およそ４６００ｐｓｉの実質的に一定の圧力（ａ  ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ  ｃｏｎｓｔａｎｔ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｏｆ  ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ  ４６００  ｐｓｉ）」という用語は、約６０００ｐｓｉ（４６００ｐｓｉを３０％上回る）〜約３２００ｐｓｉ（４６００ｐｓｉを３０％下回る）範囲内の圧力変動を含む。溶融圧力は、溶融圧力が列記された圧力から３０％未満で変動する限り、実質的に一定であるとみなされる。
【００１０】
図１〜２の図及び例に関連して、図面全体を通して、同様の番号は、同じまたは対応する要素を示し、図１は、成形プラスチックパーツを製造するための射出成形装置１０を例示している。射出成形装置１０は、ホッパ１４と、被加熱バレル１６と、往復スクリュー１８、と、ノズル２０とを含む射出成形ユニット１２を含むことができる。往復スクリュー１８は、被加熱バレル１６内に配設され、被加熱バレル１６に対して往復運動するように構成されることができる。作動ユニット２２は、往復スクリュー１８に動作可能に結合され、電力による往復スクリュー１８の往復運動を容易にすることができる。いくつかの実施形態では、作動ユニット２２は、油圧モータを備えることができる。いくつかの実施形態では、作動ユニット２２は、電気モータを備えることができる。他の実施形態では、作動ユニットは、付加的にまたは代替的に、バルブ、フローコントローラ、増幅器、または射出成形装置もしくは非射出成形装置に好適な任意の種々な他の制御装置を備えることができる。熱可塑性材料ペレット２４は、ホッパ１４内に置かれ、被加熱バレル１６内に供給されることができる。いったん被加熱バレル１６の内部に入ると、熱可塑性材料ペレット２４は、加熱されて（例えば、約１３０℃〜約４１０℃の間）溶融され、溶融熱可塑性材料２６を形成することができる。往復スクリュー１８は、被加熱バレル１６の内部で往復運動して、溶融熱可塑性材料２６をノズル２０の中に向かわせることができる。
【００１１】
ノズル２０は、関連して金型キャビティ３４を形成する第１及び第２の金型部３０、３２を有する金型２８と関連付けることができる。クランピングユニット３６は、金型２８を支持することができ、第１及び第２の金型部３０、３２をクランプ位置（図示せず）と非クランプ位置（図１）との間で動かすように構成されることができる。第１及び第２の金型部３０、３２がクランプ位置にあるとき、ノズル２０からの溶融熱可塑性材料２６は、第１の金型部３０によって定義されたゲート３８に、かつ金型キャビティ３４の中に、提供することができる。金型キャビティ３４が充填されるに従って、溶融熱可塑性材料２６は、金型キャビティ３４の形状を取ることができる。いったん金型キャビティ３４が十分に充填されると、往復スクリュー１８は、停止することができ、溶融熱可塑性材料２６は、金型２８の内部で冷却されることが可能になる。いったん溶融熱可塑性材料２６が冷却されて凝固するか、または少なくとも部分的に凝固すると、第１及び第２の金型部３０、３２は、それらの非クランプ位置に動かされて、溶融部分が金型２８から取り除かれることを可能にすることができる。いくつかの実施形態では、金型２８は、生産率全体を向上させるように、複数の金型キャビティ（例えば、３４）を含むことができる。
【００１２】
クランピングユニット３６は、成形プロセス中におよそ１０００Ｐ．Ｓ．Ｉ．〜およそ６０００Ｐ．Ｓ．Ｉ．の範囲内のクランプ力を付与して、第１及び第２の金型部３０、３２をともにクランプ位置に保持することができる。これらのクランプ力を支持するために、いくつかの実施形態では、金型２８は、約１６５ＢＨＮを超え、２６０ＢＨＮを下回る表面硬度を有する材料から形成することができるが、以下にさらに論述されるように、材料が容易に機械加工可能である限り、２６０より大きい表面硬度ＢＨＮ値を有する材料を用いてもよい。いくつかの実施形態では、金型２８は、クラス１０１または１０２の射出金型（例えば、「超高生産性金型（ｕｌｔｒａ−ｈｉｇｈ  ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ  ｍｏｌｄ）」）とすることができる。
【００１３】
射出成形装置１０は、射出成形装置１０の様々な構成要素と信号通信するネイティブコントローラ４０を含むことができる。例えば、このネイティブコントローラ４０は、信号線４５を介してスクリュー制御４４と信号通信することができる。そのネイティブコントローラ４０は、スクリュー制御４４に命令し、所望の成形プロセスを維持する速度で往復スクリュー１８を前進させることができ、その結果、材料粘性、金型温度、溶融温度におけるばらつき、及び充填率に影響する他のばらつきが、ネイティブコントローラ４０によって考慮される。成形サイクル中直ちにネイティブコントローラ４０によって調整がなされてもよく、または後続のサイクルで補正をすることができる。さらに、数多くのサイクルからの数個の信号を、ネイティブコントローラ４０によって、成形プロセスに対する調整を行うための基準として用いることができる。
【００１４】
ネイティブコントローラ４０は、成形プロセスを制御するための好適な任意の種々のコントローラとすることができる。いくつかの実施形態では、ネイティブコントローラ４０は、ＰＩＤコントローラとすることができる。ネイティブコントローラ４０は、例えば、信号線３７を介してクランピングユニット３６の移動などの、射出成形装置１０における種々の異なった機能を制御する役目を担うことができる。ネイティブコントローラ４０は、射出成形ユニット１２に対して独自に対応でき、かつ射出成形ユニット１２と一緒に組み込まれるオンボードコントローラとすることができる。このようなことから、ネイティブコントローラ４０の制御アーキテクチャに対する修正は、時間を食い、費用がかかり、ときには不可能であることがある。
【００１５】
一実施形態では、作動ユニット２２が油圧モータである場合、スクリュー制御４４は、往復スクリュー１８と関連付けられる油圧バルブを備えることができる。別の実施形態では、作動ユニット２２が電気モータである場合、スクリュー制御４４は、往復スクリュー１８と関連付けられる電気コントローラを備えることができる。図１の実施形態では、ネイティブコントローラ４０は、ネイティブコントローラ４０の出力部からスクリュー制御４４に送信される信号を発生させることができる。
【００１６】
なおも図１を参照すると、リモートコントローラ４６は、ネイティブコントローラ４０、ノズル２０内に、ノズルに、またはノズル付近に設置された溶融圧力センサ４８、及び金型キャビティ３４の一端の直近に設置されたキャビティ圧力センサ５０と信号通信することができる。溶融圧力センサ４８は、ノズル２０における、またはノズル付近の溶融熱可塑性材料２６の実際の溶融圧力（例えば、測定された溶融圧力）の検出（直接または間接）を容易にすることができる。溶融圧力センサ４８は、溶融熱可塑性材料２６と直接接触してもよく、またはしなくてもよい。いくつかの実施形態では、溶融圧力センサ４８は、ノズル２０における溶融圧力に応じてネイティブコントローラ４０の入力に信号回線４９を介して電気信号を送信する圧力トランスデューサとすることができる。いくつかの実施形態では、溶融圧力センサ４８は、ノズル２０における溶融熱可塑性材料２６の多様な追加的または代替的な特性、例えば温度、粘性、及び／または流量等のいずれかの監視を容易にすることができる。溶融圧力センサ４８がノズル２０内部に設置されていない場合、ネイティブコントローラ４０は、論理、コマンド、及び／または実行可能プログラム命令によって設定され、構成され、及び／またはプログラムされ、ノズル２０内の、ノズルにおける、またはノズル付近の測定された特性に対する値を推定し、または算出するために適切な補正係数を提供することができる。温度、粘性、流量、圧力、ひずみ、速度、その他等の、当技術分野で知られている溶融熱可塑性材料２６、ネジ１８、バレル等の任意の他の特性、またはこれらのいずれかを表す任意の他の特性の１つまたは複数を測定するために、溶融圧力センサ以外のセンサを使用することができることは、評価されるべきである。
【００１７】
キャビティ圧力センサ５０は、ノズル２０内の、ノズルにおける、またはノズル付近の溶融熱可塑性材料２６の溶融圧力の検出（直接または間接）を容易にすることができる。キャビティ圧力センサ５０は、溶融熱可塑性材料２６と直接接触してもよく、またはしなくてもよい。いくつかの実施形態では、キャビティ圧力センサ５０は、金型キャビティ３４内のキャビティ圧力に応じてネイティブコントローラ４０の入力部に信号線５１を介して電気信号を送信する圧力トランスデューサとすることができる。他の実施形態では、キャビティ圧力センサ５０は、溶融熱可塑性材料２６または金型２８の多様な付加的または代替的な特性、例えば溶融熱可塑性材料２６のひずみ及び／または流量等のいずれかの監視を容易にすることができる。キャビティ圧力センサ５０が金型キャビティ３４内部に設置されていない場合、ネイティブコントローラ４０は、論理、コマンド、及び／または実行可能プログラム命令によって設定され、構成され、及び／またはプログラムされ、金型２８の測定された特性に対する値を推定し、または算出するために適切な補正係数を提供することができる。
【００１８】
以下に、より詳細に説明されるように、リモートコントローラ４６は、射出成形装置１０の溶融圧力及び／またはキャビティ圧力を検知することができ、そして信号（例えば、変更されたフィードバック信号）をネイティブコントローラ４０に送信することができ、その信号は、ネイティブコントローラ４０が往復スクリュー１８を制御する方法に影響を及ぼす。リモートコントローラ４６は、その成形プロセスの別の制御を容易にするように、変更されたフィードバック信号をネイティブコントローラ４０に提供するための好適な任意の種々のコントローラとすることができる。いくつかの実施形態では、リモートコントローラ４６は、ＰＩＤコントローラとすることができる。いくつかの実施形態では、リモートコントローラ４６は、射出成形ユニット１２に後付けされ、ネイティブコントローラ４０が提供することができない付加的な機能性を提供することができる。
【００１９】
リモートコントローラ４６を射出成形装置１０に後付けする前に、ネイティブコントローラ４０は、作動ユニット２２に設置された射出圧力センサ４２と信号通信をすることができる（破線で示されている）。射出圧力センサ４２は、フィードバック信号を、信号線４３を介して、ネイティブコントローラ４０に提供することによって、被加熱バレル１６内部の射出圧力（すなわち、往復スクリュー１８の先頭における被加熱バレル１６の圧力）の検出（直接または間接）を容易にすることができる。ネイティブコントローラ４０は、フィードバック信号から射出圧力を検出することができ、スクリュー制御４４を制御することによって、射出成形装置１０内の圧力を制御する（例えば、フィードバック制御する）ことができ、このスクリュー制御は、射出成形ユニット１２によって噴射率を制御する。リモートコントローラ４６を射出成形装置１０に後付けする（例えば、関連付ける）ため、射出圧力センサ４２からの出力部は、ネイティブコントローラ４０から取り外され、そしてリモートコントローラ４６に接続され、それによって射出圧力センサ４２からリモートコントローラ４６にフィードバック信号を迂回させることができる。次いで、溶融圧力センサ４８及び／またはキャビティ圧力センサ５０は、リモートコントローラ４６に結合されることができ、それによって後付けを完了することができる。いったん後付けが完了すると、ネイティブコントローラ４０は、もはや射出圧力センサ４２、溶融圧力センサ４８、またはキャビティ圧力センサ５０からフィードバック信号を直接受信しない。代わって、以下に説明されているように、リモートコントローラ４６は、これらのフィードバック信号を受信し、そしてネイティブコントローラ４０の動作を強化する変更されたフィードバック信号をネイティブコントローラ４０に送信する。よって、ネイティブコントローラ４０及びリモートコントローラ４６は、リモートコントローラ４６を付加する以前に実在した閉ループ型配列で動作する。
【００２０】
いくつかの実施形態では、溶融圧力センサ４８及びキャビティ圧力センサ５０は、従前より射出成形ユニット１２上に実在することができ、ネイティブコントローラ４０と信号通信することができる。そのような実施形態では、溶融圧力センサ４８及びキャビティ圧力センサ５０からの出力部は、ネイティブコントローラ４０から取り外され、リモートコントローラ４６と再接続されることができる。いくつかの実施形態では、溶融圧力センサ４８及びキャビティ圧力センサ５０は、従前より射出成形ユニット１２上に実在しなくてもよい。そのような実施形態では、溶融圧力センサ４８及びキャビティ圧力センサ５０は、リモートコントローラ４６の後付けの間に設置され、次いでそのリモートコントローラ４６と接続されることができる。
【００２１】
ネイティブコントローラ４０とリモートコントローラ４６との間のフィードバック関係の例のブロック図が、図２に例示され、ここで論述される。リモートコントローラ４６において、射出成形装置１０の所望の溶融圧力を表す設定点Ｐ２を提供することができる。射出成形装置１０の実際の溶融圧力を示す信号Ｓ４が、リモートコントローラ４６に提供されることができる。実際の溶融圧力は、設定点Ｐ２に対して比較されることができ、誤差信号Ｅ２を発生させ、制御信号Ｃ２を発生させるＰＩＤ制御アルゴリズムＧ２に提供されることができる。信号Ｓ５が、作動ユニット２２の測定された射出圧力を示すリモートコントローラ４６に提供されることができる。制御信号Ｃ２及び信号Ｓ５は、結合されて変更されたフィードバック信号Ｓ６の中にされ得る。いくつかの実施態様では、変更されたフィードバック信号Ｓ６はまた、フィードフォワードコンポーネントＦＦ１を含むこともできる。変更されたフィードバック信号Ｓ６は、効果的な変更されたフィードバック信号の発生を容易にする好適な任意の他の種々の制御コンポーネントを付加的または代替的に含むことができる。
【００２２】
変更されたフィードバック信号Ｓ６は、射出圧力センサ４２からのフィードバック信号（図１上の波線で示されている）に代わって、ネイティブコントローラ４０に送信されることができる。一実施形態では、変更されたフィードバック信号Ｓ６は、ネイティブコントローラ４０とリモートコントローラ４６との間の単一方向伝送リンクを通して送信されることができる。そのような実施形態では、ネイティブコントローラ４０は、リモートコントローラ４６にいかなる信号も送信しない。
【００２３】
ネイティブコントローラ４０において、作動ユニット２２の動作は、変更されたフィードバック信号Ｓ６に応じて制御されることができる。例えば、作動ユニット２２の所望の射出圧力を表す設定点Ｐ１が、提供されることができる。この設定点Ｐ１は、変更されたフィードバック信号Ｓ６に対して比較されることができ、誤差信号Ｅ１が発生させることができる。誤差信号Ｅ１は、スクリュー制御４４に命令する制御信号Ｃ１を発生させるＰＩＤ制御アルゴリズムＧ１にもたらされ、射出圧力が設定点Ｐ１により示された所望の射出圧力に向かって収束することができる速度で、往復スクリュー１８を前進させることができる。
【００２４】
ネイティブコントローラ４０は、設定点Ｐ１という所望の射出圧力に向かって制御しているが、リモートコントローラ４６からの変更されたフィードバック信号Ｓ６は、（作動ユニット２２の射出圧力を設定点Ｐ１に向かって制御するのではなく）実際に射出成形装置１０の溶融圧力を設定点Ｐ２によって定義された所望の圧力に向かって制御する方法で、ネイティブコントローラ４０からの制御信号Ｃ１に影響を及ぼすことができる。このため、リモートコントローラ４６は、ネイティブコントローラ４０の制御アーキテクチャの再プログラミング／再構成を必要とすることなく、射出成形ユニット１２の溶融圧力を制御する能力をもたらすことができる。このようなことから、リモートコントローラ４６は、ネイティブコントローラ４０がそのような機能性を独立に提供することができない射出成形装置１０に機能性を付加するコスト効果があり、かつ直接的な解決策とすることができる。
【００２５】
成形サイクル中、射出成形ユニット１２の溶融圧力は、設定点Ｐ２を変更することによって変化させることができる。一実施形態では、異なった設定点が、成形サイクルの異なった状態に対応させることができる。例えば、最初の射出状態を開始するため、熱可塑性ペレット２４を溶融し始め、かつノズル２０にその溶融物を分配するのに十分上昇した溶融圧力を引き起こす設定点を提供することができる。いったんその溶融圧力が、金型キャビティ３４を充填し始めるのに十分上昇すると、金型キャビティ３４を適正に充填する適切な圧力で充填状態を開始する設置点を提供することができる。いったん金型キャビティ３４が、ほぼ充填されると（例えば、充填の終了）、パッキング状態を開始し、保持状態の間実質的に一定の溶融圧力で保持するのに十分下降するような設定点を提供することができる。
【００２６】
ネイティブコントローラ４０及び／またはリモートコントローラ４６は、ハードウエア、ソフトウエア、またはそれら両方の任意の組み合わせで実現されることができ、制御を達成するための１つ以上のコントローラを有する任意の制御機構を有することができる。ネイティブコントローラ４０は、作動ユニット２２の射出圧力を検知し、かつ制御するように説明されているが、ネイティブコントローラ４０は、例えば被加熱バレル１６の温度、ホッパ１４の容積、または往復スクリュー１８の速度などの好適な任意の種々の代替制御量を検知し、かつ制御するように構成されることができることは、評価されるべきである。また、リモートコントローラ４６は、射出成形ユニット１２の溶融圧力を制御する能力を提供するように説明されているが、作動ユニット２２の射出圧力を使ったリモートコントローラは、例えばキャビティ圧力などの好適な任意の種々の代替制御量を検知し、かつ制御するように構成されることができることも、評価されるべきである。
【００２７】
前述の実施形態及び例は、例示及び説明を目的として提示されてきた。包括的であるか、または説明された形式に限定することは意図されていない。例えば、リモートコントローラ４６は、射出成形装置上に提供されるように説明されているが、リモートコントローラは、ネイティブコントローラからのフィードバック制御を用いて、ネイティブコントローラがそのような機能性を独立して提供することができない装置に機能性を付加する任意の装置上に提供されることができる。上記の教示に鑑みて、数多くの改変が可能である。それらの改変のうちのいくつかが述べられ、他は当業者によって理解されるであろう。実施形態は、種々の実施形態の例示のために選択され説明された。当然ながら、その範囲は、本明細書で述べられた例または実施形態に限定されず、当業者によって、任意の数の用途及び同等の装置で使用することができる。むしろ、本明細書では、当該範囲は添付の特許請求の範囲によって定義されることが意図される。また、特許請求された、及び／または説明された任意の方法について、当該方法がフロー図とともに説明されているかに関わらず、特にことわらない限り、または文脈上必要とされない限り、方法の実行において行われるあらゆる明示的または暗示的なステップの順序付けは、それらのステップが、提示された順序で行われなければならず、また異なる順序で、または並行して行われ得ることを暗示しないことが理解されるべきである。
【００２８】
本明細書に開示された寸法及び値は、列記されたまさにその数値に厳密に限定されるとして理解されるべきではない。代わりに、特にことわらない限り、そのような寸法は各々、列記された値と、その値付近の機能的に同等な範囲との両方を意味することが意図される。例えば、「４０ｍｍ」として開示された寸法は、「約４０ｍｍ」を意味することが意図される。
【００２９】
あらゆる相互参照または関連特許もしくは出願、及び本出願がその優先権または利益を主張するあらゆる特許出願または特許を含む、本明細書で引用されたすべての文書は、明らかに除外しないかそうでなければ限定されない限り、その全体が参照により本明細書に組み入れられる。あらゆる文書の引用は、それが、本明細書に開示または特許請求されたあらゆる発明に関する先行技術であること、またはそれ単独もしくは任意の他の参照文献との任意の組み合わせが、あらゆるそのような発明を教示、暗示、または開示することを認めるものではない。さらに、本書における用語のあらゆる意味または定義が、参照により組み入れられた文書における同じ用語のあらゆる意味または定義と矛盾する限りでは、本書においてその用語に割り当てられた意味または定義が勝るものとする。
【００３０】
本発明の特定の実施形態を例示し説明してきたが、当業者においては、本発明の本質及び範囲から逸脱することなく、種々の他の変更及び改変を成すことができることが自明であろう。したがって、添付の特許請求の範囲において、本発明の範囲内であるすべてのそのような変更及び改変が網羅されることが意図される。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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