(57)【要約】【課題】計量終了後のスクリュ後退工程でのサイクルタイムの延びを低減させ、より正確で均一な計量樹脂量を得ることができ、計量条件を短時間で決定できるようにする。【解決手段】計量終了後、スクリュをその回転を停止して第１の速度Ｖ１で後退させる。設定された区間だけスクリュを所定速度Ｒｖで逆回転させる。そのときは第１の速度Ｖ１より低速の第２の速度Ｖ２で後退させる。逆回転区間終了後、スクリュの回転を停止し、スクリュを第３の速度Ｖ３で設定後退停止位置まで後退させる。スクリュ後退動作とスクリュ逆回転動作を別々に行うよりもサイクルタイムを短くできる。スクリュ逆回転中は、スクリュ後退速度が遅いので、急激な圧力変動を抑制できるので精密な計量が可能となる。スクリュ逆回転条件とスクリュ後退条件を独立して調整することが可能なので、最適条件の調整が短時間で行える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インラインスクリュ式射出成形機又はプランジャとスクリュを有するプリプラ式射出成形機における計量方法であって、スクリュ又はプランジャが計量完了後、スクリュ又はプランジャを射出方向とは反対方向に後退させる後退工程において、該後退工程中にスクリュを計量工程とは逆方向に所定の速度で回転させ、かつ該スクリュ逆回転動作中は逆回転しないときの第１の後退速度とは異なる第２の設定速度でスクリュ又はプランジャを後退させるとともに、スクリュ逆回転動作中以外では前記設定された第１の後退速度でスクリュ又はプランジャを後退させることを特徴とする射出成形機における計量方法。
【請求項２】
あらかじめ設定された時間だけスクリュを逆回転させることを特徴とする請求項１に記載の射出成形機における計量方法。
【請求項３】
あらかじめ設定された角度だけスクリュを逆回転させることを特徴とする請求項１に記載の射出成形機における計量方法。
【請求項４】
あらかじめ設定されたスクリュ又はプランジャ後退位置に到達するまでスクリュを逆回転させることを特徴とする請求項１に記載の射出成形機における計量方法。
【請求項５】
あらかじめ設定された樹脂圧力に達するまでスクリュを逆回転させることを特徴とする請求項１に記載の射出成形機における計量方法。
【請求項６】
後退動作中のスクリュ又はプランジャ位置があらかじめ設定された位置に到達後にスクリュ逆回転動作を開始することを特徴とする請求項１乃至５の内いずれか１項に記載の射出成形機における計量方法。
【請求項７】
前記スクリュの後退動作開始後、あらかじめ設定された時間経過後にスクリュ逆回転動作を開始することを特徴とする請求項１乃至５の内いずれか１項に記載の射出成形機における計量方法。
【請求項８】
前記スクリュの後退動作開始後、あらかじめ設定された樹脂圧力に到達後にスクリュ逆回転動作を開始することを特徴とする請求項１乃至５の内いずれか１項に記載の射出成形機における計量方法。
【請求項９】
前記スクリュ逆回転動作中の第２の後退速度は、前記第１の後退速度よりも低速であることを特徴とする請求項１乃至８の内いずれか１項に記載の射出成形機における計量方法。
【請求項１０】
前記後退工程中の第１の後退速度が、あらかじめ設定された圧力と検出樹脂圧力に基づいて制御される後退速度であることを特徴とする請求項１乃至８の内いずれか１項に記載の射出成形機における計量方法。
【請求項１１】
前記スクリュ逆回転動作中の第２の後退速度が、あらかじめ逆回転動作中の圧力として設定された圧力と検出樹脂圧力に基づいて制御される後退速度であることを特徴とする請求項１乃至８の内いずれか１項に記載の射出成形機における計量方法。
【請求項１２】
前記第１の後退速度をスクリュ逆回転動作前の区間とスクリュ逆回転動作完了後の区間の速度に分け、このスクリュ逆回転動作前後の区間の速度と前記第２の後退速度とを、それぞれ独立して異なる値に設定可能であることを特徴とする請求項１乃至９の内いずれか１項に記載の射出成形機における計量方法。
【請求項１３】
前記スクリュの後退動作が完了するまでに、スクリュ逆回転動作が完了していなかった場合、スクリュの後退動作停止と同時にスクリュの逆回転動作を停止させることを特徴とする請求項１乃至１２の内いずれか１項に記載の射出成形機における計量方法。
【請求項１４】
スクリュ又はプランジャが計量完了してスクリュ又はプランジャを射出方向とは反対方向に後退させる後退工程の後かつ射出工程の前に、所定の速度で、所定の圧力に達するまで、又は所定の位置に到達するまで、又は所定の時間だけ、射出方向にスクリュ又はプランジャを前進させ、その前進工程中に、スクリュを計量工程とは逆方向に所定の速度で回転させることを特徴とする請求項１乃至１３の内いずれか１項に記載の射出成形機における計量方法。
【請求項１５】
スクリュ又はプランジャが計量完了してスクリュ又はプランジャを射出方向とは反対方向に後退させる後退工程の後かつ射出工程の前に、所定の速度で、所定の圧力に達するまで、又は所定の位置に到達するまで、又は所定の時間だけ、射出方向にスクリュ又はプランジャを前進させ、その後スクリュを計量工程とは逆方向に所定の速度で回転させることを特徴とする請求項１乃至１３の内いずれか１項に記載の射出成形機における計量方法。
【請求項１６】
スクリュを前後進させるためのスクリュ前後進用モータと、スクリュを回転させるためのスクリュ回転用モータとを備え、計量中にはスクリュ回転用モータを所定方向に回転させながら、スクリュ前後進用モータを駆動しスクリュをあらかじめ設定された計量完了位置まで後退させるインラインスクリュ式射出成形機における制御装置において、
計量位置到達後にスクリュを後退させる距離および速度が異なる第１、第２のスクリュ後退速度を設定する手段と、該設定に従ってスクリュを後退させる手段と、該スクリュ後退動作中にスクリュを計量工程とは逆の方向に所定の速度で回転させる逆回転手段とを有し、該逆回転動作中には第２の後退速度で他の区間は前記第１のスクリュ後退速度でスクリュを前記設定された距離だけ後退させることを特徴とする射出成形機における制御装置。
【請求項１７】
前記逆回転手段は、あらかじめ設定された時間だけスクリュを逆回転させる手段である請求項１６に記載の射出成形機における制御装置。
【請求項１８】
前記逆回転手段は、あらかじめ設定された角度だけスクリュを逆回転させる手段である請求項１６に記載の射出成形機における制御装置。
【請求項１９】
前記逆回転手段は、あらかじめ設定されたスクリュ後退位置に到達するまでスクリュを逆回転させる手段である請求項１６に記載の射出成形機における制御装置。
【請求項２０】
前記逆回転手段は、あらかじめ設定された樹脂圧力に達するまでスクリュを逆回転させる手段である請求項１６に記載の射出成形機における制御装置。
【請求項２１】
前記逆回転手段は、スクリュ後退動作中のスクリュ位置があらかじめ設定された位置に到達時にスクリュ逆回転を開始させる手段である請求項１６乃至２０の内いずれか１項に記載の射出成形機における制御装置。
【請求項２２】
前記逆回転手段は、スクリュ後退動作開始後、あらかじめ設定された時間経過後にスクリュ逆回転を開始させる手段である請求項１６乃至２０の内いずれか１項に記載の射出成形機における制御装置。
【請求項２３】
前記逆回転手段は、スクリュ後退動作開始後、あらかじめ設定された樹脂圧力に到達後にスクリュ逆回転を開始させる手段である請求項１６乃至２０の内いずれか１項に記載の射出成形機における制御装置。
【請求項２４】
前記スクリュ逆回転動作中の第２の後退速度が、前記第１の後退速度よりも低速であることを特徴とする請求項１６乃至２３の内いずれか１項に記載の射出成形機における制御装置。
【請求項２５】
前記スクリュを後退させる手段は、あらかじめ設定された圧力と検出樹脂圧力に基づいて後退工程中の第１の後退速度を制御することを特徴とする請求項１６乃至２３の内いずれか１項に記載の射出成形機における制御装置。
【請求項２６】
前記スクリュを後退させる手段は、あらかじめ逆回転動作中の圧力として設定された圧力と検出樹脂圧力に基づいてスクリュ逆回転動作中の第２の後退速度を制御することを特徴とする請求項１６乃至２３の内いずれか１項に記載の射出成形機における制御装置。
【請求項２７】
前記第１の後退速度をスクリュ逆回転動作前の区間とスクリュ逆回転動作完了後の区間の速度に分け、このスクリュ逆回転動作前後の区間の速度と前記第２の後退速度とを、それぞれ独立して異なる値に設定できる設定手段を有することを特徴とする請求項１６乃至２４の内いずれか１項に記載の射出成形機における制御装置。
【請求項２８】
後退動作が完了するまでに、逆回転動作が完了していなかった場合、後退動作停止と同時に逆回転動作を停止させることを特徴とする請求項１６乃至２７の内いずれか１項に記載の射出成形機における制御装置。
【請求項２９】
前記射出成形機はインラインスクリュ式射出成形機の代わりにプランジャ式射出成形機であって、スクリュを前後進させるためのスクリュ前後進用モータの代わりに、プランジャを前後進させるためのプランジャ前後進用モータを設け、スクリュを前後進させる代わりに該プランジャ前後進用モータでプランジャを前後進させる請求項１６乃至２８の内いずれか１項に記載の射出成形機における制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形機に関する。特に、樹脂の計量をより正確に達成できる計量方法及び射出成形機の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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樹脂材料を溶融混練し、加熱シリンダの先端部に溶融樹脂を圧送し，これに伴って圧力制御を行いながらスクリュを後退させて、スクリュが設定計量点に到達すると、スクリュの回転を止め、かつスクリュの後退も停止させて樹脂の計量を行っている。又、プリプラ式射出成形機も同様で、可塑化回転させてシリンダの先端部に溶融樹脂を供給し、シリンダの先端部に供給された樹脂の圧力でプランジャを後退させて、プランジャが設定位置に達することによって、溶融樹脂の計量を行っている。そして、この計量後にスクリュ又はプランジャを前進させて金型内に溶融樹脂を射出し充填させている。
【０００３】
成形品の品質を上げるには、金型内に充填される溶融樹脂の充填量のバラツキを少なくする必要がある。  
スクリュ又はプランジャが計量点位置まで後退し、その後、射出を行うとき、計量した溶融樹脂がそのまま射出され金型内に充填されれば、正確な充填量が得られ、成形品の重量のバラツキはなく、成形品の品質を均一に保つことができる。しかし、計量完了から射出工程に移行する際に、溶融樹脂が逆流し計量樹脂量が変化して正確な溶融樹脂量を射出できないという問題がある。
【０００４】
計量工程時には、スクリュの回転に伴って発生した溶融樹脂をシリンダ先端部に供給し、射出工程時には、スクリュ先端部の溶融樹脂が後方に逆流せず、金型内に射出されるようにするために、スクリュの先端には、逆止弁、チェックリング等の弁が設けられており、この弁を介して計量完了から射出開始時において、溶融樹脂がスクリュ先端部と後端部間で移動して計量樹脂量が変化することを防止し、正確に計量樹脂量を射出するように構成されている。しかし、この溶融樹脂の逆流を防止する弁などの逆流防止手段の動作遅れに伴って溶融樹脂が逆流し、正確な溶融樹脂量を射出できないという問題がある。この点を改善するための技術が各種提案されている。
【０００５】
プリプラ式射出成形機において、計量完了後にプランジャを後退させスクリュ先端部の溶融樹脂の圧力を「０」にした後、プランジャを前進させて逆止弁を後退させてシリンダの後端部から先端部への樹脂通路を閉鎖して溶融樹脂の逆流を防止して計量樹脂量のバラツキをなくすようにした発明が知られている（特許文献１参照）。
【０００６】
インラインスクリュ式射出成形機において、スクリュが計量点まで後退するとスクリュ回転を停止し、スクリュ後退を停止した後、その停止した位置でスクリュを逆回転させてシリンダの後端部の樹脂圧力を低下させて逆止弁を後退させて樹脂通路を閉鎖し、その後、サックバックし、次に射出を開始することにより計量の樹脂量のバラツキをなくしたものが知られている（特許文献２参照）。
【０００７】
同様に、計量完了後のサックバック工程でスクリュ位置を保持したまま逆回転させて、その後射出を開始するもの(特許文献３参照)、又、計量完了後、スクリュを逆回転させると共に、同時にスクリュを後退させサックバックを行い、その後射出を開始するもの（特許文献４参照）、さらに、計量完了後、サックバックした後にスクリュを逆回転させて、リングバルブで樹脂通路を閉鎖し、その後、スクリュをサックバック開始前の位置まで前進させ、一旦停止した後、射出を行うもの、若しくは、サックバックした後にスクリュを逆回転させながらスクリュをサックバック開始前の位置まで前進させ、一旦停止した後、射出を行うものも公知である（特許文献５参照）。さらに、射出の精度を上げるため、計量後にキャビティへの溶融時油脂の注入圧力よりも低い圧力を一定時間維持するか、又は、圧力が一定圧力に上昇するまで維持する予備射出を行い、チェックリングを閉鎖した後その位置を記憶してその記憶位置から一定距離を射出動作させるもの、又はこの予備射出時にはスクリュを逆回転させるもの（特許文献６）や、単に計量完了後にスクリュを加圧し所定の位置まで前進させて停止し、その位置を基準点として射出動作させるもの（特許文献７）、計量完了後に逆止弁が移動して確実に閉ざす程度の加圧をスクリュに一定の時間加え所定圧力に達した点に停止させ、その位置を基準点として射出動作させるもの（特許文献８）が古くから知られている。
【０００８】
又、計量完了後のスクリュ回転のオーバーランによる余分な計量樹脂を逆回転させて戻すもの（特許文献６参照）や、計量終了直前からスクリュを逆回転させて減圧と正確な計量完了位置での停止させるもの（特許文献１０参照）が知られている。
【０００９】
上述した従来の技術では、射出時にシリンダ先端部の溶融樹脂の逆流等が発生して計量樹脂量が変動することを防止するものである。
【００１０】
また、正確な計量樹脂量を得るように制御するものとしては、背圧指令とスクリュ回転数指令の組を複数設け、この組み合わせの背圧とスクリュ回転数を連動して制御して、計量工程の終了時にはスクリュ回転数及びスクリュ後退速度を「０」にするように制御することにより、計量を均一にする方法も知られている（例えば、特許文献１１参照）。  
又、計量停止前のスクリュ回転速度をスクリュ後退位置を基準に順次小さい回転数として、安定した計量樹脂量を得るようにしたものも知られている（例えば、特許文献１２参照）。
【００１１】
【特許文献１】特開平２−１４７３１２号公報（図１）
【特許文献２】特開平１１−２４００５２号公報（段落「００３１」）
【特許文献３】特許第３１１８１８８号公報（請求項１，２）
【特許文献４】特公平２−３８３８１号公報（発明の効果）
【特許文献５】特開平９−２９７９４号公報（段落「００１５」「００１６」「００１７」）
【特許文献６】特開昭６０−７６３２１（特許請求の範囲１，２）
【特許文献７】特開昭５３−３９３５８（特許請求の範囲）
【特許文献８】特開昭５２−１５１３５２（特許請求の範囲）
【特許文献９】特許第３６５２６８１号（段落「００１１」）
【特許文献１０】特開２００４−１５４９９４号公報（段落「００１１」）
【特許文献１１】特公平１−２６８５７号公報（第６欄末行〜第７欄２１行）
【特許文献１２】特公昭６４−６９３１号公報（特許請求の範囲、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述した特許文献１に記載されたプリプラ式射出成形機において計量完了後にプランジャを後退、前進させるものや、特許文献２、３、５、９に記載されているような、計量終了後にスクリュ逆回転やスクリュの前後進を別々に行うことによって、正確な計量（射出量）を得るようにした従来技術は、プランジャの前後進をしないプリプラ式射出成形機やスクリュの逆回転を行わない一般的なインラインスクリュ式射出成形機の計量動作に比べてサイクルタイムが延びてしまうというデメリットがあった。
【００１３】
また、特許文献４に記載された計量完了後のスクリュ後退動作中に同時にスクリュを逆回転させるものでは、サイクルタイムが長くなるというデメリットはないが、スクリュ内圧は少しのスクリュ逆回転によって十分低下するので、精密な成形には必要最低限の逆回転動作を行う必要があるが、過剰に逆回転を行う恐れがある。過剰にスクリュが逆回転させられると、溶融樹脂が逆流しスクリュの溝に過剰に充填され、次の成形サイクルにおける計量がばらつく要因になってしまう。又、スクリュの逆回転を少なくするためにスクリュ後退距離を短くすると、スクリュ後退による減圧が少なすぎてノズルからの鼻タレ現象によって成形が不安定になる。さらに、スクリュ逆回転中のスクリュ後退速度が速すぎると、スクリュ逆回転による計量樹脂の圧力低下効果とスクリュ後退による計量樹脂の圧力低下効果が重なり、急激な圧力変化が起こってしまい、計量した樹脂量が変動してしまうため、射出圧力や最小クッション量のバラツキ増大の原因になってしまい、制御が非常に難しいものとなる。
【００１４】
そこで、本発明の目的は、計量終了後のスクリュ後退工程でのサイクルタイムの延びを極力低減させ、かつ、より正確で均一な計量樹脂量を得る計量条件を短時間で決定できる方法及び射出成形機の制御装置を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本願請求項１〜１５に係る発明は、インラインスクリュ式射出成形機又はプランジャとスクリュを有するプリプラ式射出成形機における計量方法であって、請求項１に係る発明は、スクリュ又はプランジャが計量完了後、スクリュ又はプランジャを射出方向とは反対方向に後退させる後退工程において、該後退工程中にスクリュを計量工程とは逆方向に所定の速度で回転させ、かつ該スクリュ逆回転動作中は逆回転しないときの第１の後退速度とは異なる第２の設定速度でスクリュ又はプランジャを後退させるとともに、スクリュ逆回転動作中以外では前記設定された第１の後退速度でスクリュ又はプランジャを後退させることを特徴とする射出成形機における計量方法である。
【００１６】
又、前記スクリュの逆回転を、請求項２に係る発明は、あらかじめ設定された時間だけスクリュを逆回転させるものとし、請求項３に係る発明は、あらかじめ設定された角度だけスクリュを逆回転させるものとし、請求項４に係る発明は、あらかじめ設定されたスクリュ又はプランジャ後退位置に到達するまでスクリュを逆回転させるものとし、請求項５に係る発明は、あらかじめ設定された樹脂圧力に達するまでスクリュを逆回転させるものとしている。
【００１７】
又、スクリュ逆回転動作を開始する時点を、請求項６に係る発明は、後退動作中のスクリュ又はプランジャ位置があらかじめ設定された位置に到達したときとし、請求項７に係る発明は、スクリュ後退動作開始後、あらかじめ設定された時間経過後とし、請求項８に係る発明は、スクリュ後退動作開始後、あらかじめ設定された樹脂圧力に到達後としている。又、請求項９に係る発明は、前記スクリュ逆回転中の第２の後退速度を、前記第１の後退速度よりも低速としている。請求項１０に係る発明は、前記後退工程中の第１の後退速度が、あらかじめ設定された圧力と検出樹脂圧力に基づいて制御されるものとし、請求項１１に係る発明は、スクリュ逆回転動作中の第２の後退速度を、あらかじめ逆回転動作中の圧力として設定された圧力と検出樹脂圧力に基づいて制御されるものとした。さらに、請求項１２に係る発明は、後退工程中の前記第１の後退速度をスクリュ逆回転動作前の区間とスクリュ逆回転動作完了後の区間の速度に分け、このスクリュ逆回転動作前後の区間の速度と前記第２の後退速度とを、それぞれ独立して異なる値に設定可能なものとした。又、請求項１３に係る発明は、スクリュ後退動作が完了するまでに、スクリュ逆回転動作が完了していなかった場合、スクリュ後退動作停止と同時に逆回転動作を停止させるものとした。又、請求項１４に係る発明は、前記計量終了後の後退工程後かつ射出工程の前に、所定の速度で、所定の圧力に達するまで、又は所定の位置に到達するまで、又は所定の時間だけ、射出方向にスクリュ又はプランジャを前進させると共に、該スクリュ前進工程中にスクリュを計量工程とは逆に回転させるものとした。又、請求項１５に係る発明は、前記計量終了後の後退工程後かつ射出工程の前に、所定の速度で、所定の圧力に達するまで、又は所定の位置に到達するまで、又は所定の時間だけ、射出方向にスクリュ又はプランジャを前進させ、その後計量工程とは逆にスクリュを回転させるものとした。
【００１８】
本願請求項１６〜２９に係る発明は、スクリュを前後進させるためのスクリュ前後進用モータと、スクリュを回転させるためのスクリュ回転用モータとを備え、計量中にはスクリュ回転用モータを所定方向に回転させながら、スクリュ前後進用モータを駆動しスクリュをあらかじめ設定された計量完了位置まで後退させるインラインスクリュ式射出成形機における制御装置であって、請求項１６に係る発明は、計量位置到達後にスクリュを後退させる距離および速度が異なる第１、第２のスクリュ後退速度を設定する手段と、該設定に従ってスクリュを後退させる手段と、該スクリュ後退動作中にスクリュを計量工程とは逆の方向に所定の速度で回転させる逆回転手段とを有し、該逆回転動作中には第２の後退速度で他の区間は前記第１のスクリュ後退速度でスクリュを前記設定された距離だけ後退させるものである。
【００１９】
又、前記逆回転手段を、請求項１７に係る発明は、あらかじめ設定された時間だけスクリュを逆回転させる手段とし、請求項１８に係る発明は、あらかじめ設定された角度だけスクリュを逆回転させる手段とし、請求項１９に係る発明は、あらかじめ設定されたスクリュ後退位置に到達するまでスクリュを逆回転させる手段とし、請求項２０に係る発明は、あらかじめ設定された樹脂圧力に達するまでスクリュを逆回転させる手段とした。
【００２０】
さらに、前記逆回転手段を、請求項２１に係る発明は、後退動作中のスクリュ位置があらかじめ設定された位置に到達後にスクリュ逆回転を開始させる手段とし、請求項２２に係る発明は、後退動作開始後、あらかじめ設定された時間経過後にスクリュ逆回転を開始させる手段とし、請求項２３に係る発明は、後退動作開始後、あらかじめ設定された樹脂圧力に到達後にスクリュ逆回転を開始させる手段とした。
【００２１】
また、請求項２４に係る発明は、前記スクリュ逆回転動作中の第２の後退速度が、前記第１の後退速度よりも低速であることを特徴とするものとした。又、請求項２５に係る発明は、前記スクリュを後退させる手段は、あらかじめ設定された圧力と検出樹脂圧力に基づいて後退工程中の第１の後退速度を制御するものとし、請求項２６に係る発明は、前記スクリュを後退させる手段は、あらかじめスクリュ逆回転動作中の圧力として設定された圧力と検出樹脂圧力に基づいて逆回転動作中の第２の後退速度を制御するものとした。
【００２２】
請求項２７に係る発明は、後退工程中の前記第１の後退速度をスクリュ逆回転動作前の区間とスクリュ逆回転動作完了後の区間の速度に分け、このスクリュ逆回転動作前後の区間の速度と前記第２の後退速度とを、それぞれ独立して異なる値に設定できる設定手段を有するものとした。また、請求項２８に係る発明は、スクリュ後退動作が完了するまでに、スクリュ逆回転動作が完了していなかった場合、スクリュ後退動作停止と同時にスクリュ逆回転動作を停止させるものとした。又、請求項２９に係る発明は、プランジャ式射出成形機とし、スクリュを前後進させるためのスクリュ前後進用モータの代わりに、プランジャを前後進させるためのプランジャ前後進用モータを設け、スクリュを前後進させる代わりに該プランジャ前後進用モータでプランジャを前後進させるものとした。
【発明の効果】
【００２３】
スクリュ後退動作を常に行うため、スクリュ後退動作とスクリュ逆回転動作を別々に行うよりもサイクルタイムを短くできる。また、スクリュ逆回転中は、スクリュ後退速度を遅くする、もしくは圧力制御に基づく後退速度で動作させることで、急激な圧力変動を抑制できるので精密な計量が可能となる。さらに、スクリュ逆回転条件とスクリュ後退条件を独立して調整することが可能なので、最適条件の調整が短時間で行え、またスクリュ逆回転後に、再びスクリュ後退速度を速くしてサイクルタイムの短縮を図ることも可能となる。さらに、逆回転していない時の後退速度と、逆回転中の後退速度の２つのみ設定可能な制御装置にすれば、設定項目が減少して、より簡便に最適条件の設定が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施形態を図面と共に説明する。  
図１は、本発明の一実施形態の射出成形機の要部ブロック図である。  
射出シリンダ１の先端にはノズル部２が取り付けられ、該射出シリンダ１内には、スクリュ３が挿通されている。スクリュ３には該スクリュ３にかかる圧力により樹脂圧力を検出するロートセル等の圧力センサ５が設けられ、該スクリュ３は、スクリュ回転用サーボモータＭ２により、プーリ、ベルト等で構成された伝動機構６を介して回転させられる。又、スクリュ３は、スクリュ前後進用サーボモータＭ１によって、プーリ、ベルト、ボールねじ／ナット機構等の回転運動を直線運動に変換する機構を含む伝動機構７を介して駆動され、該スクリュ３の軸方向に移動させられる。なお、符号Ｐ１は、スクリュ前後進用サーボモータＭ１の位置、速度を検出することによって、スクリュ３の軸方向の位置、速度を検出する位置・速度検出器であり、符号Ｐ２は、サーボモータＭ２の位置、速度を検出することによって、スクリュ３の回転位置、速度を検出する位置・速度検出器である。又、符号４は、射出シリンダ１に樹脂を供給するホッパである。
【００２５】
射出成形機の制御装置１０は、数値制御用のマイクロプロセッサであるＣＮＣＣＰＵ２０、プログラマブルマシンコントローラ用のマイクロプロセッサであるＰＭＣＣＰＵ１７、及びサーボ制御用のマイクロプロセッサであるサーボＣＰＵ１５を有し、バス２６を介して相互の入出力を選択することにより各マイクロプロセッサ間での情報伝達が行えるようになっている。
【００２６】
サーボＣＰＵ１５には、位置ループ、速度ループ、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やデータの一時記憶に用いられるＲＡＭ１４が接続されている。また、サーボＣＰＵ１５は、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器１６を介して射出成形機本体側に設けられた射出圧等の各種圧力を検出する圧力センサ５からの圧力信号を検出できるように接続されている。更に、サーボＣＰＵ１５には、該ＣＰＵ１５からの指令に基づいて、射出軸、スクリュ回転軸に接続された射出用、スクリュ回転用のサーボモータＭ１，Ｍ２を駆動するサーボアンプ１２，１１が接続され、各サーボモータＭ１，Ｍ２に取り付けられた位置・速度検出器Ｐ１，Ｐ２からの出力がサーボＣＰＵ１５に帰還されるようになっている。各サーボモータＭ１，Ｍ２の回転位置は位置・速度検出器Ｐ１，Ｐ２からの位置のフィードバック信号に基づいてサーボＣＰＵ１５により算出され、各現在位置記憶レジスタに更新記憶される。図１においては射出軸、スクリュ回転軸を駆動するサーボモータＭ１，Ｍ２、該サーボモータＭ１，Ｍ２の回転位置、速度を検出する位置・速度検出器Ｐ１，Ｐ２及びサーボアンプ１２，１１についてのみ示しているが、金型の型締めを行う型締め軸や成形品を金型から取り出すエジェクタ軸等の各軸の構成は皆これと同様であり、図１では省略している。
【００２７】
ＰＭＣＣＰＵ１７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および演算データの一時記憶等に用いられるＲＡＭ１９が接続され、ＣＮＣＣＰＵ２０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、本発明に関係した、計量後後の減圧制御プログラム等を記憶したＲＯＭ２１および演算データの一時記憶等に用いられるＲＡＭ２２が接続されている。
【００２８】
不揮発性メモリで構成される成形データ保存用ＲＡＭ２３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成形データ保存用のメモリである。ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）／ＭＤＩ（手動データ入力装置）２５はインタフェース（Ｉ／Ｆ）２４を介してバス２６に接続され、グラフ表示画面や機能メニューの選択および各種データの入力操作等が行えるようになっており、数値データ入力用のテンキーおよび各種のファンクションキー等が設けられている。なお、表示装置としてはＣＲＴを用いたものでもよい。
【００２９】
以上の構成により、ＰＭＣＣＰＵ１７が射出成形機全体のシーケンス動作を制御し、ＣＮＣＣＰＵ２０がＲＯＭ２１の運転プログラムやデータ保存用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に対して移動指令の分配を行い、サーボＣＰＵ１５は各軸に対して分配された移動指令と位置・速度検出器Ｐ１，Ｐ２で検出された位置および速度のフィードバック信号等に基づいて、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等のサーボ制御を行い、いわゆるディジタルサーボ処理を実行し、サーボモータＭ１，Ｍ２を駆動制御する。
【００３０】
上述した構成は従来の電動式射出成形機の制御装置と変わりはなく、従来と異なる点は、ＲＯＭ２１に計量完了後の減圧処理のプログラムが格納されている点である。
【００３１】
図２は、本実施形態の計量完了後の減圧処理の動作概要説明図である。本実施形態の計量工程の動作は、従来と同様にスクリュ３を設定計量位置まで背圧をかけながら後退させ、この計量が完了した後に減圧動作を設けた点に特徴を有するものであり、この減圧動作は、スクリュ３を設定された減圧完了位置まで後退させると共に、その後退中の一部区間で、スクリュ３を逆回転（計量時の回転方向を正転とし、この計量時の回転方向に対して逆方向の回転を逆回転としている）させる減圧動作を設けた点に特徴を有するものである。
【００３２】
図２において、従来と同様にスクリュ３に背圧をかけながらスクリュを正転させて計量混練り動作をさせ、設定された計量位置までスクリュ３が後退し、計量が完了すると、スクリュ３を設定速度Ｖ１で後退させる。この時、スクリュ３の回転は「０」、すなわち回転させずに、スクリュ３を速度Ｖ１で後退させる。その後設定された逆回転開始点に達すると、スクリュ３を逆回転させ、スクリュ３の後退速度を先の後退速度Ｖ１とは異なる速度Ｖ２としてスクリュを後退させ、設定された逆回転完了点に達すると、スクリュ３の逆回転を停止し、スクリュ３の後退速度をスクリュ逆回転中の後退速度Ｖ２とは異なる後退速度Ｖ３（先の後退速度Ｖ１と同じ速度でもよい）として後退させ、設定された減圧完了位置に達すると後退を停止して計量動作を終了する。図２に示す例では逆回転動作区間の後退速度Ｖ２を他の区間の後退速度Ｖ１、Ｖ３より低速としているが、これは、スクリュ逆回転中のスクリュ後退速度が速すぎると、スクリュ逆回転による計量樹脂の圧力低下効果とスクリュ後退による計量樹脂の圧力低下効果が重なり、急激な圧力変化が起こってしまい、計量した樹脂量が変動してしまうため、射出圧力や最小クッション量のバラツキ増大の原因になってしまい、制御が非常に難しいものとなるが、これを防止する必要があることから、逆回転区間の後退速度は低速にして、このスクリュ３の逆回転の調整を容易にするためである。
【００３３】
以上のように、本発明の計量方法は、スクリュ３に背圧をかけて正転させて樹脂を混練し、スクリュ３が設定計量位置に達するまでは、従来と同じであるが、この計量点に達した後の、スクリュ３の動作処理が従来の計量方法と相違するもので、スクリュ３が計量点達した後、スクリュを後退させると共に、その後退途中の一部区間にスクリュ３を逆回転させる区間を設け、この逆回転動作区間は、スクリュの後退速度を他の区間異なるものとし、又、他の区間はスクリュ３の回転を停止させる制御をする計量方法である。  
スクリュ後退区間の一部にスクリュ逆回転動作区間を設けたことから、この逆回転動作区間の長さ、及び逆回転速度をそれぞれ独立して設定することができ、微調整ができるものであるから、過剰逆回転を防止することができ、又、減圧も精度高く調整することができる。
【００３４】
このスクリュを逆回転させる区間は、スクリュ後退区間において、１箇所でも複数箇所に設けてもよく、又、スクリュ逆回転区間をスクリュ後退開始直後に設けても、後退停止直前に設けてもよいものである。  
又、逆回転開始点は、スクリュの後退位置、スクリュ後退開始してからの経過時間、さらには、樹脂圧力（スクリュにかかる圧力）のいずれかによって決める。又、逆回転区間の逆回転完了点は、スクリュの後退位置、スクリュ逆回転開始してからの経過時間、樹脂圧力（スクリュにかかる圧力）さらにはスクリュの逆回転開始からの回転角によって決める。
【００３５】
又、スクリュの後退速度Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３は、予め設定した速度としてもよく、又は、樹脂圧力（スクリュにかかる圧力）を目標圧力として設定し、この目標圧力と実際の検出圧力に基づいて、この後退速度を求めるようにしてもよい。例えば、目標圧力と検出圧力の差に基づいてスクリュの後退速度Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３を制御するようにしてもよいものである。
【００３６】
図３は、本実施形態のＣＮＣＣＰＵ２０が実施する計量方法における減圧処理のアルゴリズムを示すフローチャートである。  
この図３に示す例では、図２に示すようなパターンで制御するもので、スクリュの逆回転動作区間の開始点、終了点及び後退停止点（減圧完了点）をスクリュの後退位置で設定し、又、後退速度Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３も設定されるものとしている。さらに、逆回転動作区間のスクリュ逆回転速度Ｒｖも予め設定されている。
【００３７】
計量工程の計量混練り動作が従来と同様に行われ、スクリュ３が後退し、計量点に達すると（ステップａ１）、ＣＮＣＣＰＵ２０は、スクリュ３の回転停止指令をサーボＣＰＵ１５に出力し、サーボＣＰＵ１５は、スクリュ回転用のサーボモータＭ２の回転を停止させる。又、設定されている最初の区間の後退速度Ｖ１と、逆回転速度Ｒｖを読み出す（ステップａ２）。そして、読み出したスクリュ後退速度Ｖ１でスクリュ３を後退させる（ステップａ３）。すなわち、スクリュ後退速度Ｖ１での移動の指令をＣＮＣＣＰＵ２０はサーボＣＰＵ１５に指令し、サーボＣＰＵ１５はスクリュ前後進用のサーボモータＭ１をこの指令された後退速度Ｖ１で後退させるようフィードバック制御する。
【００３８】
位置・速度検出器Ｐ１で検出され、現在位置記憶レジスタに記憶されているスクリュ前後進用サーボモータＭ１の回転位置すなわちスクリュ３の位置が、設定されている逆回転開始位置に到達するまで（ステップａ４）、スクリュ３を無回転で、設定後退速度Ｖ１で後退させ、スクリュが逆回転開始位置に到達したことが判断されると、設定されているスクリュ逆回転区間のスクリュ後退速度Ｖ２を読み出し、該速度を指令してサーボモータＭ１によりスクリュ３を後退速度Ｖ２に後退させる（ステップａ５）と共に、逆回転速度Ｒｖを指令してサーボモータＭ２によりスクリュ３を速度Ｒｖで逆回転させる（ステップａ６）。
【００３９】
次に、位置・速度検出器Ｐ１で検出され、現在位置記憶レジスタに記憶されているスクリュ３の軸方向の移動位置が、設定されたスクリュ逆回転完了位置か判断し（ステップａ７）、該スクリュ逆回転完了位置に到達するまで待つ。
【００４０】
スクリュ３がスクリュ逆回転完了位置間で後退したことが検出されると、スクリュ３の回転を停止させ、スクリュの後退速度を設定後退速度Ｖ３に切り替える（ステップａ８）。そして、スクリュが設定された減圧完了位置まで後退したか判断し（ステップａ９）、スクリュ３が減圧完了位置に達すると、スクリュの後退を停止させ（ステップａ１０）、この計量動作を終了し、次の射出工程に移行する。
【００４１】
なお、ステップａ７とステップａ９を続けて判断し、スクリュ逆回転完了が先に検出されたときは、ステップａ８に移行してスクリュの回転を停止させてスクリュを後退速度Ｖ３で後退させ、その後、スクリュ位置が減圧完了位置まで達したかを判断して、達したならば、スクリュの後退も停止させるようにし、又、スクリュ逆回転完了が判断される前に、スクリュ位置が減圧完了位置まで達したと判断されたときには、スクリュ３の回転及び後退を同時に停止させるようにしてもよい。
【００４２】
上述した実施形態の例では、スクリュを逆回転させる逆回転区間の開始をスクリュの後退位置で決めるよう設定し、ステップａ４でこの逆回転開始タイミングを判断するようにしたが、このタイミングを計量点に達した後、減圧のためスクリュ後退開始からの経過時間又は樹脂圧力によって決めてもよいものである。経過時間でスクリュの逆回転開始を決めるときには、その経過時間を設定しておき、処理では、ステップａ３でタイマをリセットしてスタートさせ、ステップａ４で該タイマでの計時時間が設定した経過時間に達したかを判断するようにすればよい。この点、図４に示す。
【００４３】
又、圧力でスクリュの逆回転開始を決めるときには、圧力センサ５で検出したスクリュ３にかかる樹脂圧力をＡ／Ｄ変換器１６を介して検出し、この検出した圧力が設定した圧力に達したかを、ステップａ４でスクリュ位置に変えて判断すればよい。
【００４４】
又、スクリュの逆回転完了位置も、上述した実施形態の例ではスクリュ後退位置で判断するようにしたが、逆回転開始からの経過時間、樹脂圧力、さらには、逆回転開始からのスクリュ３の回転角度によって判断するようにしてもよい。経過時間で判断する場合には、この時間を設定しておき、ステップａ６でタイマをリセットしてスタートさせ、ステップａ７で該タイマでの計時時間が設定した経過時間に達したかを判断するようにすればよい。この点、図４に示す。
【００４５】
又、樹脂圧力で判断する場合には、予めこのスクリュの逆回転を停止させる樹脂圧力を設定しておき、圧力センサ５で検出されるスクリュ３にかかる樹脂圧力がこの設定された圧力以下に達したかをステップａ７で判断し、この設定圧力以下に達したとき、ステップａ８に移行するようにすればよい。  
又、スクリュの回転角度でスクリュ逆回転区間の完了を判断する場合には、予めその回転角度を設定しておき、ステップａ６で、位置・速度検出器Ｐ２で検出され、現在位置記憶レジスタに記憶されるスクリュ回転位置を読み取り記憶し、ステップａ７で現在位置記憶レジスタに記憶するスクリュ回転位置が、記憶したスクリュ回転位置から設定された回転角度まで回転したかを判断するようにすればよいものである。
【００４６】
図４は、スクリュ逆回転区間の開始、及び完了を時間によって判断する場合の処理フローチャートである。図３の処理と相違する点はステップｂ３でタイマをリセットしてスタートさせる点が追加されていること、ステップｂ４の判断処理が、タイマでの計時時間が設定開始時間に達したかの判断に代わっていること、又、ステップｂ６でタイマをリセットしてスタートする処理が加わっていること、及びステップｂ７の判断処理が、タイマの計時時間が、設定された逆回転完了時間に達しているかの判断処理に代わっている点である。他は図３の処理と同じである。
【００４７】
上述した実施形態では、スクリュを後退させて減圧するときのスクリュ後退速度Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３を設定値したが、この後退速度を樹脂圧力に基づいて制御するものとしてもよい。  
予め目標圧力を設定しておき、圧力センサ５で検出される圧力との差の圧力偏差を求め、該圧力偏差に基づいてスクリュの後退速度を制御するようにしてもよいものである。この場合、スクリュ逆回転動作区間は、スクリュの逆回転による影響を微妙に調整させるために、他の区間より後退速度を遅くすることが望まれることから、圧力偏差に乗じるゲインを他の区間よりも小さいものとする。
【００４８】
なお、上述した実施形態では、インラインスクリュ式射出成形機の例を説明したが、プランジャとスクリュを有するプリプラ式射出成形機にもこの発明は適用できるものである。上述したインラインスクリュ式射出成形機におけるスクリュの回転の速度や回転角は、プリプラ式射出成形機のスクリュの回転速度、回転角度に対応し、インラインスクリュ式射出成形機におけるスクリュの軸方向の移動はプリプラ式射出成形機のプランジャの移動に対応するものとなる。
また、精度の高い射出を行うために、少しサイクルが長くなるものの、前記後退工程後の射出前に、所定の速度で、所定の圧力に達するまで、又は所定の位置に到達するまで、又は所定の時間だけ、射出方向にスクリュ又はプランジャを前進させる工程を追加し、該行程で到達した位置を射出工程の射出開始の基準点として、該基準点に基づいて射出工程で所定の量だけ射出した後保圧工程に切り替えるようにする。ここで前記所定の速度とは、あらかじめ設定した速度又は圧力制御の結果から得られる速度のことである。又、この基準点までの前進させる工程中にスクリュを計量とは逆に回転させるか、または前記前進させる工程後にスクリュを計量とは逆に回転させるようにする。これにより、更に精密な射出の準備が可能となる。なお、この基準点まで前進させる行程における、所定の圧力、所定の位置、所定の速度、及び所定の時間は、樹脂の種類や他の成形条件によって異なるが、予め実験等によって最適な値を求めて設定しておく。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施形態の射出成形機を制御する制御装置の要部ブロック図である。
【図２】同実施形態の計量完了後の減圧処理の動作概要説明図である。
【図３】同実施形態における減圧処理のフローチャートである。
【図４】時間によって逆回転区間を判別する減圧処理のフローチャートである。
【符号の説明】
【００５０】
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  伝動機構
１０  制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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