(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出成形機において圧力制御と位置・速度制御との間の制御方式の切り換えに際し、その成形特性を一定に保つための設定条件の継承を行なう制御方式変更方法であって、
圧力制御のための設定条件が、充填圧力設定値Ａ、射出位置設定値Ｂ、射出速度設定値Ｃ、充填時間設定値Ｄであり、
あらかじめ圧力制御にて成形を行い、
前記圧力制御の結果、スクリュの最前進位置Ｅ、圧力制御終了時のスクリュ位置Ｆを取得し、
圧力制御から位置・速度制御へ切換えた時に、位置・速度制御の設定条件を、
充填圧力設定値Ｇについては前記充填圧力設定値Ａにあらかじめ決められた倍率を乗算した値を設定し、
スクリュ最前進位置設定値Ｈについては前記スクリュ最前進位置Ｅを設定し、
スクリュ前後進速度設定値Ｉ、Ｋについては前記射出速度設定値Ｃを設定し、
スクリュ後退位置設定値Ｊについては前記スクリュ位置Ｆを設定し、
前記各設定を自動的に行うようにして制御状態を継承させるようにしたことを特徴とする射出成形機における制御方式変更方法。
【請求項２】
請求項１記載の制御方式変更方法において、前記制御状態の継承を行うかどうかの設定手段を備えることを特徴とする射出成形機における制御方式変更方法。
【請求項３】
請求項１あるいは２記載の制御方式変更方法において、前記制御状態の継承を行う場合に前記各設定条件を保存することにより、制御方式を圧力制御に戻した場合には、切り換える前の状態から成形を続行できるようにしたことを特徴とする射出成形機における制御方式変更方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形機における圧力制御と位置・速度制御との間の制御方式の変更方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
はじめに、図３を参照して、電動式射出成形機の中の射出装置を中心に説明する。本電動式射出成形機は、サーボモータ駆動による射出装置を備えている。この射出装置においては、ボールネジ、ナットによりサーボモータの回転運動を直線運動に変換してスクリュを前進、後退させる。
【０００３】
図３において、射出用サーボモータ１１の回転はボールネジ１２に伝えられる。ボールネジ１２の回転により前進、後退するナット１３はプレッシャプレート１４に固定されている。プレッシャプレート１４は、ベースフレーム（図示せず）に固定されたガイドバー１５、１６（通常、４本であるが、ここでは２本のみ図示）に沿って移動可能である。プレッシャプレート１４の前進、後退運動は、ベアリング１７、ロードセル１８、射出軸１９を介してスクリュ２０に伝えられる。スクリュ２０は、加熱シリンダ２１内に回転可能に、しかも軸方向に移動可能に配置されている。スクリュ２０の後部に対応する加熱シリンダ２１には、樹脂供給用のホッパ２２が設けられている。射出軸１９には、ベルトやプーリ等の連結部材２３を介してスクリュ２０を回転させるための回転用サーボモータ２４の回転運動が伝達される。すなわち、回転用サーボモータ２４により射出軸１９が回転駆動されることにより、スクリュ２０が回転する。
【０００４】
計量工程においては、加熱シリンダ２１の中をスクリュ２０が回転しながら後退することにより、スクリュ２０の前方、すなわち加熱シリンダ２１のノズル２１−１側に溶融樹脂が貯えられる。スクリュ２０が後退するのは、スクリュ２０の前方に貯えられる溶融樹脂の量が徐々に増加し、その圧力がスクリュ２０に作用するからである。
【０００５】
射出、充填工程においては、射出用サーボモータ１１の駆動によって加熱シリンダ２１の中をスクリュ２０が前進することにより、スクリュ２０の前方に貯えられた溶融樹脂を金型内に充填し、加圧することにより成形が行われる。この時、溶融樹脂を押す力がロードセル１８により射出圧力として検出される。検出された射出圧力は、ロードセルアンプ２５により増幅されて制御装置２６に入力される。プレッシャプレート１４には、スクリュ２０の移動量を検出するための位置検出器２７が取り付けられている。位置検出器２７の検出信号は位置検出器アンプ２８により増幅されて制御装置２６に入力される。
【０００６】
制御装置２６は、表示／設定器３３によりマンマシンコントローラ３４を通してあらかじめ設定された設定値に応じて複数の各工程に応じたサーボモータの電流（トルク）指令をドライバ２９、３０に出力する。ドライバ２９では射出用サーボモータ１１の駆動電流を制御して射出用サーボモータ１１の出力トルクを制御する。ドライバ３０では回転用サーボモータ２４の駆動電流を制御して回転用サーボモータ２４の回転数を制御する。射出用サーボモータ１１、回転用サーボモータ２４にはそれぞれ、回転数を検出するためのエンコーダ３１、３２が備えられている。エンコーダ３１、３２で検出された回転数はそれぞれ制御装置２６に入力される。特に、エンコーダ３２で検出された回転数は、スクリュ２０の回転数を知るために用いられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、最近の射出成形機は、充填工程を充填圧力制御、位置・速度制御で実行できるようになっているものが多い。特に、位置・速度制御は高速充填に適しており、後で説明されるように、スクリュをある位置から前進させた後、ある距離だけ後退させる、いわゆる圧抜き制御が行われる。
【０００８】
いずれにしても、制御方式を圧力制御から位置・速度制御に変更する場合、従来はそれぞれの制御方式間の関連性がほとんど無いものとして扱っている。つまり、圧力制御で成形条件を設定した後、位置・速度制御への変更を行なう場合には、成形条件を始めから設定し直さなければならない。言い換えれば、充填工程を圧力制御のための設定条件によって制御している状態から、位置・速度制御に切り換えると、制御設定項目はそのほとんどが０となる。
【０００９】
このような現状を鑑み、本発明は、充填工程時の制御方式を圧力制御から位置・速度制御へ変更する際に、圧力制御時と同等の状態を位置・速度制御においても再現できるようにするための条件継承の機能を実現できる制御方式変更方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、射出成形機において圧力制御と位置・速度制御との間の制御方式の切り換えに際し、その成形特性を一定に保つための設定条件の継承を行なう制御方式変更方法であって、圧力制御のための設定条件が、充填圧力設定値Ａ、射出位置設定値Ｂ、射出速度設定値Ｃ、充填時間設定値Ｄであり、あらかじめ圧力制御にて成形を行い、前記圧力制御の結果、スクリュの最前進位置Ｅ、圧力制御終了時のスクリュ位置Ｆを取得し、圧力制御から位置・速度制御へ切換えた時に、位置・速度制御の設定条件を、充填圧力設定値Ｇについては前記充填圧力設定値Ａにあらかじめ決められた倍率を乗算した値を設定し、スクリュ最前進位置設定値Ｈについては前記スクリュ最前進位置Ｅを設定し、スクリュ前後進速度設定値Ｉ、Ｋについては前記射出速度設定値Ｃを設定し、スクリュ後退位置設定値Ｊについては前記スクリュ位置Ｆを設定し、前記各設定を自動的に行うようにして制御状態を継承させるようにしたことを特徴とする。
【００１１】
本制御方式変更方法においては、前記制御状態の継承を行うかどうかの設定手段を備えることが好ましい。
【００１２】
本制御方式変更方法においてはまた、前記制御状態の継承を行う場合に前記各設定条件を保存することにより、制御方式を圧力制御に戻した場合には、切り換える前の状態から成形を続行できるようにすることが好ましい。
【００１３】
【作用】
本発明によれば、特に低速領域から高速領域へ移行しつつ、圧力特性を柔軟に設定する必要がある場合には、ある程度の成形条件を圧力制御によって設定し、さらに最適かつ、射出成形機の持つ高速・高応答領域を使用した成形条件を、位置・速度制御に切り換えて設定することが可能となる。これにより、圧力制御での条件設定を無駄にすることがなくなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明による制御方式変更方法の実施の形態を、図１で説明したような電動式射出成形機に適用した場合について説明する。この場合、図１の表示／設定器３３は、制御状態の継承を行うかどうかの設定手段として使用され、制御装置２６はこの表示／設定器３３からの指示に基づいて制御方式変更に伴う、以下に述べる様々な設定を自動的に行う。制御装置２６はまた、上記の制御状態の継承を行う場合に、様々な設定条件を保存するメモリ（図示せず）を備えている。
【００１５】
はじめに、図１を参照して、圧力制御の場合について説明する。圧力制御の設定項目は以下の通りである。
【００１６】
・充填圧力設定値＜Ａ＞［ＭＰａ］
・射出位置設定値＜Ｂ＞［ｍｍ］
・射出速度設定値＜Ｃ＞［ｍｍ／ｓｅｃ］
・充填時間設定値＜Ｄ＞［ｓｅｃ］
圧力制御では、それぞれの設定値Ａ〜Ｄに設定することにより、次のように動作する。
【００１７】
１．スクリュがある位置から設定値Ｂの射出位置まで設定値Ｃの射出速度で前進する。
【００１８】
２．スクリュ前進中に充填圧力が設定値Ａに達すると、圧力値を設定値Ａに維持するように圧力制御を行なう。
【００１９】
３．上述の圧力制御を設定値Ｄ秒間行なう。
【００２０】
上述の圧力制御によって、次の情報が得られる。
【００２１】
スクリュの最前進位置＜Ｅ＞［ｍｍ］
圧力制御終了時のスクリュ位置＜Ｆ＞［ｍｍ］
次に、図２を参照して、位置・速度制御の設定項目は以下の通りである。なお、この位置・速度制御においては、スクリュをある位置から前進させた後、ある距離だけ後退させる、いわゆる圧抜き制御が行われる。
【００２２】
・充填圧力設定値＜Ｇ＞［ＭＰａ］
・スクリュ最前進位置設定値＜Ｈ＞［ｍｍ］
・スクリュ最前進位置設定値＜Ｈ＞までのスクリュ前進速度設定値＜Ｉ＞［ｍｍ／ｓｅｃ］
・スクリュ最前進位置設定値＜Ｈ＞に達した後に、スクリュを後退させる位置設定値＜Ｊ＞［ｍｍ］
・スクリュ後退位置設定値＜Ｊ＞までのスクリュ後退速度設定値＜Ｋ＞［ｍｍ／ｓｅｃ］
・充填時間設定値＜Ｌ＞［ｓｅｃ］
位置・速度制御では、設定値Ｇ〜Ｌの設定により、次のように動作する。
【００２３】
イ．スクリュがある位置から設定値Ｈのスクリュ最前進まで設定値Ｉのスクリュ前進速度で前進する。
【００２４】
ロ．スクリュが設定値Ｈのスクリュ最前進位置に達したら、設定値Ｊのスクリュ後退位置まで設定値Ｋのスクリュ後退速度で後退する。
【００２５】
ハ．上記のイ、ロの制御中に、充填圧力が設定値Ｇに達したら、圧力値を設定値Ｇに維持するように制御を行なう。
【００２６】
ニ．上述の制御を設定値Ｌ秒間行なう。
【００２７】
制御装置２６は、表示／設定器３３により制御状態を圧力制御から位置・速度制御へ切り換える指示を受けると、以下の条件代入を自動的に行う。
【００２８】
▲１▼設定値Ｇの充填圧力については、圧力制御時の充填圧力設定値Ａにあらかじめ決められた倍率Ｘを乗算した設定値Ａ×Ｘ［ＭＰａ］を代入する。倍率Ｘは、例えば１．２前後の値である。
【００２９】
▲２▼スクリュ最前進位置設定値Ｈについては、圧力制御時のスクリュ最前進位置Ｅ［ｍｍ］を代入する。
【００３０】
▲３▼スクリュ前進速度設定値Ｉについては、圧力制御時の射出速度設定値Ｃ［ｍｍ／ｓｅｃ］を代入する。
【００３１】
▲４▼スクリュ後退位置設定値Ｊについては、圧力制御時のスクリュ位置Ｆ［ｍｍ］を代入する。
【００３２】
▲５▼スクリュ後退速度設定値Ｋについては、圧力制御時の射出速度設定値Ｃ［ｍｍ／ｓｅｃ］を代入する。
【００３３】
▲６▼充填時間設定値Ｌについては、圧力制御時の充填時間設定値Ｄ［ｓｅｃ］を代入する。
【００３４】
すなわち、制御装置２６は、制御状態を継承するかどうかの表示／設定器３３が「入」の場合には上記の代入動作を自動的に行ない、「切」の場合には代入動作を行なわない。
【００３５】
制御装置２６は更に、継承を「入」とした場合にも、上記の各設定情報をメモリに保存することにより、制御方式を圧力制御に戻した場合には、制御方式を切り換える前の状態から成形を続行させることができる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、制御方式を圧力制御から位置・速度制御へ切り換えた時、▲１▼〜▲６▼の成形条件継承が行なわれることで、各制御特性（圧力、スクリュ速度、スクリュ位置の対時間特性）をほぼ同じとすることができる。これにより、上位機能に位置付けられる位置・速度制御にて、更なる最適制御設定の探索が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明において圧力制御の場合に設定される射出速度−時間特性（図ａ）及び充填圧力−時間（図ｂ）特性の一例を示した図である。
【図２】本発明において位置・速度制御の場合に設定されるスクリュ速度−時間特性（図ａ）及びスクリュ位置−時間（図ｂ）特性の一例を示した図である。
【図３】本発明が適用される電動式射出成形機の構成を、射出装置を中心に示した図である。
【符号の説明】
１２    ボールネジ
１３    ナット
１４    プレッシャプレート
１５、１６    ガイドバー
１７    ベアリング
１８    ロードセル
１９    射出軸
２０    スクリュ
２１    加熱シリンダ
２３    連結部材
２７    位置検出器
３１、３２    エンコーダ
【図１】
0003989669.tif 000002
【図２】
0003989669.tif 000003
【図３】
0003989669.tif 000004