(57)【要約】【課題】保圧工程中に加熱バレル内の圧力を下げる方向に目標値を切り替える際、過大な遅延を伴うことなく、圧力のアンダーシュートを防止することができる制御方法を提供する。【解決手段】保圧工程を複数段に分割し、各段の圧力の目標値を個別に設定することにより金型１内の圧力を段階的に変化させる。保圧工程中に加熱バレル１２内の圧力を下げる方向に目標値を切り替える際、加熱バレル１２内でスクリュ１４を一定速度で後退させることにより圧力を減少させる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出成形機において加熱バレル内でスクリュを前進させて金型内に樹脂を充填した後の保圧工程における制御方法であって、
保圧工程を複数の段に分割し、各段での加熱バレル内の圧力の目標値を個別に設定することにより圧力を段階的に変化させるとともに、圧力を下げる方向に目標値を切り替える際、圧力を一定の速度で減少させて次の段の目標値に到達させることを特徴とする射出成形機の制御方法。
【請求項２】
圧力を下げる方向に目標値を切り替える際、加熱バレル内でスクリュを一定速度で後退させることにより圧力を減少させることを特徴とする請求項１に記載の射出成形機の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形機の保圧工程における圧力制御方法に係る。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形機では、加熱バレル内でスクリュを前進させて金型内に樹脂を充填した後（充填工程と呼ばれる）、樹脂の凝固による収縮分に相当する樹脂を金型内に補充するため、スクリュを低速で制御して加熱バレル内の圧力を所定の値で維持している（保圧工程と呼ばれる）。
【０００３】
従来、保圧工程において、例えば、圧力を段階的に上げて行く加圧フェーズと段階的に下げて行く減圧フェーズを設けて、加熱バレル内の圧力を制御していた。その場合、目標圧力を切り替える際の圧力制御は、いわゆる一次遅れ制御で行われていた。また、加減圧力応答の変化率として、３種類の限られたものしか使用できなかった（特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、加熱バレル内の目標圧力を下げるとき、上記の方法のように圧力制御を一次遅れ制御で行うと、圧力指令値の急激な変化のため、加熱バレル内の実際の圧力がアンダーシュートする場合があった。このようなアンダーシュートは、製品にヒケ等の欠陥を発生させる要因となっていた。一方、アンダーシュートを避けるため、加減圧力応答の変化率を小さく設定すると、最適な圧力制御ができず不良品が製造されることがあった。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２９３７６２号公報（図３）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような射出成形機の保圧工程における従来の圧力制御方法の問題点に鑑み成されたもので、本発明の目的は、保圧工程中に加熱バレル内の圧力を下げる方向に目標値を切り替える際、過大な遅延を伴うことなく、圧力のアンダーシュートを防止することができる制御方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の射出成形機の制御方法は、
射出成形機において加熱バレル内でスクリュを前進させて金型内に樹脂を充填した後の保圧工程における制御方法であって、
保圧工程を複数の段に分割し、各段での加熱バレル内の圧力の目標値を個別に設定することにより圧力を段階的に変化させるとともに、圧力を下げる方向に目標値を切り替える際、圧力を一定の速度で減少させて次の段の目標値に到達させることを特徴とする
好ましくは、圧力を下げる方向に目標値を切り替える際、加熱バレル内でスクリュを一定速度で後退させることにより圧力を減少させる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明に基づく制御方法の例について、図面を参照しながら説明する。
【０００９】
図１に、本発明の制御方法が適用される電動式射出成形機の構成を示す。図中、１は金型、１０は射出ユニット、１２は加熱バレル、１４はスクリュ、４０は型締めユニットを表す。
【００１０】
金型１は、型締めユニット４０の固定盤４１と移動盤４２の間に取り付けられる。型の開閉は、トグル機構４３を駆動することにより行われる。
【００１１】
移動テーブル５上には、前端側にフロントプレート６が固定され、後端側にリアプレート７が固定されている。加熱バレル１２は、後端部でフロントプレート６に固定されている。加熱バレル１２内にはスクリュ１４が組み込まれている。
加熱バレル１２の後端近傍にはホッパ１６が接続されている。加熱バレル１２は、先端のノズル１５を介して金型１の背面に接続される。
【００１２】
スクリュ１４の後端部は、ベアリングを介してスラストボックス３０に接続されている。スラストボックス３０の上には、計量用サーボモータ３８が載せられている。計量用サーボモータ３８の回転軸は、プーリ及びタイミングベルトを介して、スクリュ１４の後端部近傍に接続されている。
【００１３】
スラストボックス３０の背面には、ロードセル２９を介してボールネジ２６のナットが接続されている。ボールネジ２６のネジ軸は、ベアリングを介してリアプレート７に支持されている。リアプレート７の上には、射出用サーボモータ１８が載せられている。射出用サーボモータ１８の回転軸は、プーリ及びタイミングベルトを介して、ボールネジ２６のネジ軸の後端部に接続されている。
【００１４】
この電動式射出成形機の制御装置５０は、次のように構成されている。主制御部５４は、ＭＭＩ／Ｆ５６（マンマシン・インターフェース）及び記憶・演算部５８との間でデータを交換し、射出軸制御部６０に指令を送る。圧力検出部６４は、ロードセル２９で検出されたスクリュ背圧を射出軸制御部６０に伝達する。
なお、スクリュ背圧は加熱バレル１２内の溶融樹脂の圧力に相当する。射出軸制御部６０は、主制御部５４からの指令及びスクリュ背圧（フィードバック信号）に基づいて、射出軸駆動用サーボアンプ６２に指令を送る。射出軸駆動用サーボアンプ６２は、射出軸制御部６０からの指令及び射出用サーボモータの位置検出器１９の出力（フィードバック信号）に基づいて、射出用サーボモータ１８の動きを制御する。ＭＭＩ／Ｆ５６は、オペレータにより入力された計量、射出及び保圧等の条件を、主制御部５４へ送る。記憶・演算部５８は、主制御部５４から送られたデータを記憶し、それらのデータを指令に応じて主制御部５４に送る。
【００１５】
計量工程では、計量用サーボモータ３８を駆動して、スクリュ１４を加熱バレル１２内で回転させる。これにより、原料の樹脂がホッパ１６から加熱バレル１２内に導入される。導入された樹脂は、加熱バレル１２内で加熱及び混練されて溶融され、スクリュ１４の前方に送られる。これに伴い、溶融樹脂の圧力によってスクリュ１４が後退し、加熱バレル１２の先端側に溶融樹脂が貯えられる。
【００１６】
加熱バレル１２内に所定量の溶融樹脂が貯えられた後、充填工程に移る。充填工程では、射出用サーボモータ１８を駆動して、スクリュ１４を加熱バレル１２内で前進させる。これにより、金型１内に溶融樹脂が充填される。
【００１７】
金型１内に溶融樹脂が充填された後、保圧工程に移る。保圧工程では、樹脂の凝固による収縮分に相当する樹脂を金型１内に補充するため、スクリュ１４を低速で制御して加熱バレル１２内の圧力を所定の値で維持する。
【００１８】
次に、上記の電動式射出成形機に対して本発明の制御方法を適用する例について説明する。
【００１９】
保圧工程においてスクリュ１４の動きを制御するための各種の条件は、ＭＭＩ／Ｆ５６から入力され、主制御部５４を介して記憶・演算部５８へ送られ、そこに記憶される。図２に、ＭＭＩ／Ｆ５６に表示されるデータ入力・表示画面の例を示す。図２中の「保圧速度段数」の欄は、保圧工程が分割される段の数を表し、各段ごとに圧力の目標値が設定される。「保圧立下速度」の欄は、保圧工程中に圧力を下げる方向に目標値を切り替える際のスクリュ１４の後退速度を表す。
ここに入力される数値は、スクリュ１４の後退速度であり、０ｍｍ／秒から機械仕様上の最大動作速度までの範囲で任意に設定可能である。
【００２０】
なお、図２に示した例では、保圧工程が分割される段数（保圧速度段数）を２段としているが、必要に応じて、それ以上の段数に保圧工程を分割してもよい。
【００２１】
保圧立下速度は、ＭＭＩ／Ｆ５６から主制御部５４を介して記憶・演算部５８に送られ、そこに記憶される。その後、保圧立下速度は、保圧工程において、記憶・演算部５８から読み出され、主制御部５４から射出軸制御部６０へ送られる。
【００２２】
射出軸制御部６０は、射出スクリュ１４の動きを制御し、加熱バレル内１２の圧力を目標のパタ−ンに従って変化させる。保圧工程中に圧力を下げる方向に目標値を切り替える際には、射出スクリュ１４を後退させて、加熱バレル１２内の圧力を減少させる。このとき、射出軸制御部６０は、射出スクリュ１４の後退速度が設定された一定の速度（即ち、保圧立下速度）になるように、射出スクリュ１４の動きを制御する。加熱バレル１２内の圧力が目標値まで低下し、それがロードセル２９によって検知されると、射出スクリュ１４の後退を終了させる。その後、加熱バレル１２内の圧力が目標値で維持されるように、射出スクリュ１４の動きを制御する。
【００２３】
図３に、保圧工程中の加熱バレル１２内の圧力（ロードセル２９の出力）の変化のパターンの一例を示す。このグラフは、ＭＭＩ／Ｆ５６からの指示により、表示装置に表示させることができる。なお、図３において、ＰＨ１は保圧工程一段目の圧力を、ＰＨ２は保圧工程二段目の圧力を、ＰＨ３は保圧工程三段目の圧力を表す。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の制御方法によれば、保圧工程中に加熱バレル内の圧力を下げる方向に目標値を切り替える際、過大な遅延を伴うことなく、圧力のアンダーシュートを防止することができる。その結果、本発明の制御方法によれば、ヒケ等の欠陥がない高品質な製品を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の制御方法が適用される電動射出成形機の概略構成を示す図。
【図２】本発明の制御方法を実施する際の設定操作画面の例を示す図。
【図３】本発明の制御方法を実施する際の設定操作画面の例を示す図。
【符号の説明】
１…金型、５…移動テーブル、６…フロントプレート、７…リアプレート、１０…射出ユニット、１２…加熱バレル、１４…スクリュ、１５…ノズル、１６…ホッパ、１８…射出用サーボモータ、１９…位置検出器、２６…ボールネジ、２９…ロードセル、３０…スラストボックス、３８…計量用サーボモータ、４０…型締めユニット、４１…固定プレート、４２…移動プレート、４３…トグル機構、５０…制御装置、５４…主制御部、５６…ＭＭＩ／Ｆ、５８…記憶・演算部、６０…射出軸制御部、６２…射出軸駆動用サーボアンプ、６４…圧力検出部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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