(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
計量時のスクリュー回転方向とは逆のスクリューの逆回転によって樹脂通路を閉鎖する逆流防止弁を備えるスクリューと、
該スクリューを回転駆動する回転駆動手段と、
前記スクリューをスクリュー軸方向に駆動する軸方向駆動手段と、
前記スクリューに作用する回転力を検出する回転力検出手段とを備え、
計量工程完了後、射出工程開始までの間に前記スクリューを計量時とは逆方向に回転させる逆回転工程を有する射出成形機において、
計量工程完了後、射出工程開始までの間に、成形サイクル毎に前記スクリューの逆回転の回転量を順次増加させて、前記回転駆動手段でスクリューを逆回転させた後、前記軸方向駆動手段によりスクリューを前進させる駆動制御手段と、
前記スクリュー前進中に前記回転力検出手段で検出されるスクリューにかかる逆回転力に基づいて前記逆流防止弁による樹脂通路の閉鎖を判別する判別手段と、
該判別手段で樹脂通路の閉鎖が判別されたときのスクリュー逆回転量を前記逆回転工程の逆回転量とする逆回転量決定手段と、
を備えたことを特徴とする射出成形機。
【請求項２】
計量時のスクリュー回転方向とは逆のスクリューの逆回転によって樹脂通路を閉鎖する逆流防止弁を備えるスクリューと、
該スクリューを回転駆動する回転駆動手段と、
前記スクリューをスクリュー軸方向に駆動する軸方向駆動手段と、
前記スクリューに作用する回転力を検出する回転力検出手段とを備え、
計量工程完了後、射出工程開始までの間に前記スクリューを計量時とは逆方向に回転させる逆回転工程を有する射出成形機において、
計量工程完了後、射出工程開始までの間に、前記回転駆動手段でスクリューを逆回転させた後、前記軸方向駆動手段によりスクリューを前進させる動作を、前記スクリューの逆回転の回転量を順次増加させて行う駆動制御手段と、
前記スクリュー前進中に前記回転力検出手段で検出されるスクリューにかかる逆回転力に基づいて前記逆流防止弁による樹脂通路の閉鎖を判別する判別手段と、
該判別手段で樹脂通路の閉鎖が判別されたときのスクリュー逆回転量を前記逆回転工程の逆回転量とする逆回転量決定手段と、
を備えたことを特徴とする射出成形機。
【請求項３】
前記判別手段は、スクリュー前進中に検出されるスクリューにかかる逆回転力の最大値が基準値以下になることによって、樹脂通路が閉鎖されたと判別する請求項１又は請求項２に記載の射出成形機。
【請求項４】
前記判別手段は、スクリュー前進中に検出されるスクリューにかかる逆回転力の時間に対する積分値又はスクリュー位置に対する積分値を求め、該積分値が基準値以下になることによって樹脂通路が閉鎖されたと判別する請求項１又は請求項２に記載の射出成形機。
【請求項５】
計量時のスクリュー回転方向とは逆のスクリューの逆回転によって樹脂通路を閉鎖する逆流防止弁を備えるスクリューと、
該スクリューを回転駆動する回転駆動手段と、
前記スクリューをスクリュー軸方向に駆動する軸方向駆動手段と、
前記スクリューに作用する回転力を検出する回転力検出手段とを備え、
計量工程完了後、射出工程開始までの間に前記スクリューを計量時とは逆方向に回転させる逆回転工程を有する射出成形機において、
計量工程完了後、射出工程開始までの間に、成形サイクル毎に前記スクリューの逆回転の回転量を順次増加させて、前記回転駆動手段でスクリューを逆回転させた後、前記軸方向駆動手段によりスクリューを前進させ、前記スクリュー前進中に前記回転力検出手段でスクリューにかかる逆回転力を検出し、検出された逆回転力に基づいて前記逆流防止弁による樹脂通路の閉鎖を判別し、該樹脂通路の閉鎖が判別されたときのスクリュー逆回転量を前記逆回転工程の逆回転量とすることを特徴とする射出成形機における逆回転工程の逆回転量調整方法。
【請求項６】
計量時のスクリュー回転方向とは逆のスクリューの逆回転によって樹脂通路を閉鎖する逆流防止弁を備えるスクリューと、
該スクリューを回転駆動する回転駆動手段と、
前記スクリューをスクリュー軸方向に駆動する軸方向駆動手段と、
前記スクリューに作用する回転力を検出する回転力検出手段とを備え、
計量工程完了後、射出工程開始までの間に前記スクリューを計量時とは逆方向に回転させる逆回転工程を有する射出成形機において、
計量工程完了後、射出工程開始までの間に、前記回転駆動手段でスクリューを逆回転させた後、前記軸方向駆動手段によりスクリューを前進させる動作を、前記スクリューの逆回転の回転量を順次増加させて行い、前記スクリュー前進中に前記回転力検出手段でスクリューにかかる逆回転力を検出し、検出された逆回転力に基づいて前記逆流防止弁による樹脂通路の閉鎖を判別し、該樹脂通路の閉鎖が判別されたときのスクリュー逆回転量を前記逆回転工程の逆回転量とすることを特徴とする射出成形機における逆回転工程の逆回転量調整方法。
【請求項７】
前記樹脂通路の閉鎖の判別は、スクリュー前進中に検出されるスクリューにかかる逆回転力の最大値が基準値以下になることによって、樹脂通路が閉鎖されたと判別する請求項５又は請求項６に記載の射出成形機における逆回転工程の逆回転量調整方法。
【請求項８】
前記樹脂通路の閉鎖の判別は、スクリュー前進中に検出されるスクリューにかかる逆回転力の時間に対する積分値又はスクリュー位置に対する積分値を求め、該積分値が基準値以下になることによって樹脂通路が閉鎖されたと判別する請求項５又は請求項６に記載の射出成形機における逆回転工程の逆回転量調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリューの逆回転によって閉鎖する逆流防止弁をスクリュー先端に有する射出成形機における逆回転工程の逆回転量調整に関する。
【背景技術】
【０００２】
インラインスクリュー式の射出成形機のように、射出時の樹脂の逆流を防止するためにスクリュー先端に逆流防止弁機構を備えた射出機構を有する射出成形機は、従来から使用されている。この逆流防止弁機構は、逆流防止弁の前後の樹脂圧力差によって、樹脂通路を閉鎖したり、開放するものが一般的に使用されている。  
スクリューの後方からシリンダ内に供給される樹脂ペレットはスクリューが回転することで発生するせん断熱とスクリューが挿入されているシリンダの外側に設けられたヒータからの熱により溶融される。溶融された樹脂は逆流防止弁の後方の樹脂圧力を上昇させ、逆流防止弁を前方に押す力を発生させる。逆流防止弁が前方に押されると後方の樹脂が逆流防止弁と縮径された部分の間隙を通り逆流防止弁の前方に流れ込みスクリューヘッド前方のシリンダ内の圧力を上昇させる。
【０００３】
逆流防止弁の前方の圧力が所定の圧力（背圧）を超えるとスクリューが後方に押されて逆流防止弁の前方の圧力が減圧される。更にスクリューが回転することで逆流防止弁の後方の圧力が逆流防止弁の前方の圧力よりも高くなるので継続して溶融された樹脂が逆流防止弁の前方に送り込まれ、所定の量までスクリューが後退するとスクリュー回転を停止させる。
次に射出工程に入り、樹脂を充填するためにスクリューが前進すると、スクリューヘッドの前方にたまった樹脂圧力が上昇するので、逆流防止弁が後退しチェックシートと密着して樹脂通路を閉鎖し、計量した樹脂を金型内に射出し充填する。射出を開始してから逆流防止弁が後退し樹脂通路が閉鎖されるまでの間は、樹脂通路は開かれており樹脂の逆流が生じる。そのため、樹脂通路の閉鎖のタイミングが変動すると充填される樹脂の量も変動し、成形が不安定になる。
【０００４】
そこで、この射出時の樹脂の逆流を防止して射出を行う方法として、スクリューを逆回転させることによって樹脂通路を閉鎖させる逆流防止弁を用い、計量完了後で射出を開始する前にスクリューを逆回転させて、逆流防止弁の樹脂通路を閉鎖し、その後、スクリューを前進させて射出を行うようにした方法が知られている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、スクリューに固定された押金とスクリューに非固定状態で取り付けられた逆流防止リングとを設け、押金には軸方向に設けた溝による第１の樹脂通路が形成され、逆流防止リングには軸方向に設けた溝による第２の樹脂通路が形成され、かつ、スクリューヘッドに設けられたピンと逆流防止リングに設けられた一定長さの周方向の溝が係合し、スクリューを正回転（計量時のスクリュー回転方向を正回転とする）すると押金も正回転し、逆流防止リングを係合するピンと溝により溝の長さ分で相対移動させることで第１の樹脂流路と第２の樹脂流路を連通させ、その後は前記ピンと溝の端部の係合で、この樹脂流路を連通した状態を保持して逆流防止リングをスクリューと共に回転させ、スクリューを逆回転させると係合するピンと溝により溝の長さ分逆流防止リングと押金を相対移動させ第１の樹脂流路と第２の樹脂流路を非連通にしてシールする逆流防止弁が記載されている。
【０００６】
又、特許文献２にも、同様なスクリューを逆回転させることによって、樹脂通路を閉鎖される発明が記載されている。この特許文献２に記載された発明は、スクリュー先端の小径部に逆止リングが遊嵌され、逆止リングには、溶融樹脂通路の穴が軸方向に設けられ、又、スクリュー本体端部及びスクリューヘッド後端部は刻設された凹部を備え、逆止リングに設けられた突起とスクリューヘッドを組み付ける軸に設けられた一定長さの周方向の溝が係合して取り付けられ、スクリューが正回転することによって、逆止リングを前記突起と溝の係合により、該溝の長さ分逆止リングとスクリューを相対移動させてその後は一体的に回転させる。この相対移動によって逆止リングの溶融樹脂通路と刻設された凹部を一致させて逆止リングの前後を導通させる樹脂通路形成する。スクリューを逆回転させることによって、逆止リングを前記突起と溝の係合によりスクリューに対して溝の長さ分相対移動させて逆止リングの樹脂通路とスクリュー本体端部及びスクリューヘッド後端部の刻設された部分以外の部分に対応させて樹脂通路を閉鎖するようにした発明が記載されている。
【０００７】
又、特許文献３にも、同様なスクリューを正回転させることによって、リングを回転させて樹脂通路を導通させ、逆回転させることによって樹脂通路を閉鎖する逆流防止弁に係る発明が記載されている。
【０００８】
さらに、特許文献４には、スクリュー先端のスクリューヘッドとスクリュー軸先端の間に環体が嵌装されて、スクリューヘッドの後端面には、傾斜面が形成され、環体には該傾斜面と接する傾斜面が形成され、計量時にはスクリューを正回転させることによって、環体とスクリュー軸間の樹脂通路を開き、環体の前後を連通させ、スクリューを逆回転させることによって、スクリューヘッドと環体の傾斜面によって、環体を軸方向に移動させ、環体の後端部の弁当たり面とスクリュー軸の端部の当たり面を接合させて、樹脂通路を閉鎖するようにした逆流防止弁が記載されている。
【０００９】
又、特許文献５、６にも、スクリューヘッドの後端面に逆流防止弁の凸部が係合する傾斜面が設けられ、スクリューを逆回転させることによってスクリューヘッドの傾斜面で逆流防止弁を押圧し、逆流防止弁を後退させて樹脂通路を閉鎖する逆流防止弁に係る発明が記載されている。
【００１０】
また、逆流防止弁が閉鎖せず、樹脂通路が開いている状態でスクリューを前進させて射出等を行うと、樹脂の逆流が発生し、この樹脂の逆流により、スクリューに逆回転トルクの負荷がかかるが、スクリュー前進中に逆流防止弁が閉じるとスクリューに逆回転トルクが働かなくなることが知れている。例えば、特許文献７には、スクリュー回転を自在にして射出を開始し、射出開始当初は樹脂の逆流によってスクリューが逆回転するが、逆流防止弁が閉じるとスクリューに逆回転トルクは働かなくなり、スクリューの逆回転が停止することから、このスクリュー逆回転の停止を検知して、逆流防止弁の閉鎖を検出するようにした発明が記載されている。
【００１１】
【特許文献１】特開平３−４５３２５号公報
【特許文献２】特開平４−７１８１７号公報
【特許文献３】特開平９−１７４６２９号公報
【特許文献４】特公昭４７−８３８０号公報
【特許文献５】特開昭６０−２０１９２１号公報
【特許文献６】特開昭６２−１９４２３号公報
【特許文献７】特開２００４−２１６８０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
スクリューを計量時の回転方向とは逆に回転させることによって樹脂通路を閉鎖する逆流防止弁は、スクリュー前進時の逆流防止弁前後の樹脂圧力差によって樹脂通路を閉鎖する逆流防止弁と比較すると、樹脂通路を確実に閉鎖でき、射出時に発生する樹脂の逆流を防止するため、金型に充填される樹脂の量を均一化し、安定した成形ができる。
【００１３】
そのため、スクリューを逆回転させることによって樹脂通路を閉鎖させる逆流防止弁を用いたとき、樹脂通路を閉鎖させる最適なスクリューの逆回転量が得られることが望ましい。  
スクリューを逆回転した際に、スクリューヘッドはスクリューと同じ速度で逆回転するが、このとき樹脂の粘性の影響で逆流防止弁もスクリューヘッドと共にある速度で逆回転する。これにより、スクリューを所定量逆回転したとき、逆流防止弁がスクリューヘッドに対して回転した量はスクリューの逆回転量よりも小さくなる。このため、スクリューを逆回転して流路を閉鎖する際には、逆流防止弁の閉鎖機構の設計値から求まる逆回転量よりも大きなスクリュー逆回転量が必要となる。
【００１４】
しかも、逆流防止弁がスクリューヘッドに対して回転する相対速度は樹脂の粘度などによって変動するため、閉鎖に必要な逆回転量は樹脂の粘度などによって変動する。そのため、樹脂や成形条件が変わるたびに、樹脂通路が閉鎖に必要な逆回転量も変わることになる。
【００１５】
上述した特許文献１〜３に記載された逆流防止弁では、スクリューの逆回転のみによって樹脂通路を閉鎖させるものであることから、射出開始前にスクリューを逆回転させ、その後射出工程を実行したとき、逆回転量が不足した場合は樹脂通路が導通したままであることから、射出中に樹脂の逆流が生じることになり、好ましくない。一方、樹脂流路は閉鎖したが逆回転量が過大となった場合、逆回転中に必要以上に樹脂をスクリュー後方に逆流させてしまい、計量時間の増大や樹脂の滞留といった不都合が生じる。
【００１６】
一方、特許文献４〜６に記載された逆流防止弁では、スクリューの逆回転によって樹脂通路を閉鎖でき、このスクリューの逆回転量が足りなくて樹脂通路が閉鎖していない場合でも、射出時の樹脂圧力によっても逆流防止弁を後退させて樹脂通路を閉鎖することができる。しかし、射出工程が開始される前にスクリューを逆回転させて樹脂通路を閉鎖させる工程を成形工程の１工程とする以上、スクリューの逆回転によって確実に樹脂通路が閉鎖されることが好ましい。しかも、上述したように、樹脂の粘度等によって逆流防止弁の樹脂通路を閉鎖するスクリュー逆回転量は変動することから、樹脂の粘度などが変動しても確実に流路を閉鎖し、なおかつサイクル時間の増大や樹脂の滞留を最小限に抑えるためには、閉鎖に必要な逆回転量を求めることが望ましい。
【００１７】
従来は、このスクリューの逆回転によって樹脂通路を閉鎖する逆流防止弁を用いたとき、樹脂通路を閉鎖するのに必要なスクリューの逆回転量が成形条件によって変動することは無視されており、成形条件に合った最適な逆回転量を求める方法はなかった。
【００１８】
そこで、本発明の目的は、スクリューを逆回転させることによって樹脂通路を閉鎖する逆流防止弁を用いた射出成形機において、最適なスクリュー逆転量を求めることができる射出成形機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本願請求項１〜４にかかる発明は、計量時のスクリュー回転方向とは逆のスクリューの逆回転によって樹脂通路を閉鎖する逆流防止弁を備えるスクリューと、該スクリューを回転駆動する回転駆動手段と、前記スクリューをスクリュー軸方向に駆動する軸方向駆動手段と、前記スクリューに作用する回転力を検出する回転力検出手段とを備え、計量工程完了後、射出工程開始までの間に前記スクリューを計量時とは逆方向に回転させる逆回転工程を有する射出成形機において、逆回転工程の逆回転量を自動的に求めることができるようにした射出成形機に関するものであり、請求項１にかかる発明は、計量工程完了後、射出工程開始までの間に、成形サイクル毎に前記スクリューの逆回転の回転量を順次増加させて、前記回転駆動手段でスクリューを逆回転させた後、前記軸方向駆動手段によりスクリューを前進させる駆動制御手段と、前記スクリュー前進中に前記回転力検出手段で検出されるスクリューにかかる逆回転力に基づいて前記逆流防止弁による樹脂通路の閉鎖を判別する判別手段と、該判別手段で樹脂通路の閉鎖が判別されたときのスクリュー逆回転量を前記逆回転工程の逆回転量とする逆回転量決定手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００２０】
又、請求項２にかかる発明は、請求項１にかかる発明の駆動制御手段の代わりに、計量工程完了後、射出工程開始までの間に、前記回転駆動手段でスクリューを逆回転させた後、前記軸方向駆動手段によりスクリューを前進させる動作を、前記スクリューの逆回転の回転量を順次増加させて行う駆動制御手段を設けたものである。  
又、請求項３にかかる発明は、前記判別手段を、スクリュー前進中に検出されるスクリューにかかる逆回転力の最大値が基準値以下になることによって、樹脂通路が閉鎖されたと判別するものとし、請求項４に係る発明は、前記判別手段を、スクリュー前進中に検出されるスクリューにかかる逆回転力の時間に対する積分値又はスクリュー位置に対する積分値を求め、該積分値が基準値以下になることによって樹脂通路が閉鎖されたと判別するものとした。
【００２１】
請求項５〜８に係る発明は、計量時のスクリュー回転方向とは逆のスクリューの逆回転によって樹脂通路を閉鎖する逆流防止弁を備えるスクリューと、該スクリューを回転駆動する回転駆動手段と、前記スクリューをスクリュー軸方向に駆動する軸方向駆動手段と、前記スクリューに作用する回転力を検出する回転力検出手段とを備え、計量工程完了後、射出工程開始までの間に前記スクリューを計量時とは逆方向に回転させる逆回転工程を有する射出成形機において、前記逆回転工程の逆回転量を調整方法に関するものであり、請求項５に係る発明は、計量工程完了後、射出工程開始までの間に、成形サイクル毎に前記スクリューの逆回転の回転量を順次増加させて、前記回転駆動手段でスクリューを逆回転させた後、前記軸方向駆動手段によりスクリューを前進させ、前記スクリュー前進中に前記回転力検出手段でスクリューにかかる逆回転力を検出し、検出された逆回転力に基づいて前記逆流防止弁による樹脂通路の閉鎖を判別し、該樹脂通路の閉鎖が判別されたときのスクリュー逆回転量を前記逆回転工程の逆回転量とする逆回転工程の逆回転量調整方法である。
【００２２】
また、請求項６に係る発明は、計量工程完了後、射出工程開始までの間に、前記回転駆動手段でスクリューを逆回転させた後、前記軸方向駆動手段によりスクリューを前進させる動作を、前記スクリューの逆回転の回転量を順次増加させて行い、前記スクリュー前進中に前記回転力検出手段でスクリューにかかる逆回転力を検出し、検出された逆回転力に基づいて前記逆流防止弁による樹脂通路の閉鎖を判別し、該樹脂通路の閉鎖が判別されたときのスクリュー逆回転量を前記逆回転工程の逆回転量とする逆回転工程の逆回転量調整方法である。
【００２３】
請求項７に係る発明は、前記各逆回転工程の逆回転量調整方法において、前記樹脂通路の閉鎖の判別を、スクリュー前進中に検出されるスクリューにかかる逆回転力の最大値が基準値以下になることによって、樹脂通路が閉鎖されたと判別するものとし、請求項８に係る発明は、前記樹脂通路の閉鎖の判別を、スクリュー前進中に検出されるスクリューにかかる逆回転力の時間に対する積分値又はスクリュー位置に対する積分値を求め、該積分値が基準値以下になることによって樹脂通路が閉鎖されたと判別するものとした。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、スクリュー逆回転工程のスクリュー逆回転量を自動的かつ正確に求めることができるので、樹脂、金型が変わっても、また、成形条件が変わっても、そのとき使用する樹脂、金型、成形条件に応じて最適なスクリュー逆回転工程の逆回転量を得ることができる。樹脂通路が閉鎖するスクリュー逆回転量を正確に求めることができるので、樹脂通路を閉鎖した後に射出を開始でき、樹脂が逆流せず、金型に充填される樹脂量は均一となり、安定した成形が得られる。又、成形サイクル時間の増大や樹脂の滞留を最小限に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下本発明の一実施形態について説明する。  
図１は、本発明の一実施形態の要部ブロック図である。  
スクリュー１が挿入されたシリンダ２の先端には、ノズル３が装着され、シリンダ２の後端部には樹脂ペレットをシリンダ２内に供給するホッパ５が取り付けられている。スクリュー１は、その先端にスクリュー１を逆回転（計量時のスクリュー回転とは逆方向の回転を逆回転という）させることによって樹脂通路を閉鎖し、計量時のスクリューの正回転により、さらには正回転と樹脂圧力により樹脂通路を開く逆流防止弁４を備え、スクリュー回転用サーボモータ６により伝動機構８を介して回転駆動されるようになっている。さらに該スクリュー１は、射出用サーボモータ７により伝動機構９及びボールネジ／ナット等の回転運動を直線運動に変換する変換機構１０によって軸方向に駆動され射出及び背圧制御がなされるように構成されている。スクリュー回転用サーボモータ６、射出用サーボモータ７にはそれぞれ回転位置・速度を検出する位置・速度検出器１１，１２が取り付けられており、この位置・速度検出器１１，１２によって、スクリュー１の回転速度、回転量、スクリュー１の位置（スクリュー軸方向の位置）、移動速度（射出速度）を検出できるようにしている。又、スクリュー１に加わる溶融樹脂からのスクリュー軸方向の圧力を検出するロードセル等の圧力センサ１３が設けられている。
【００２６】
この射出成形機を制御する制御装置２０は、数値制御用のマイクロプロセッサであるＣＮＣＣＰＵ２２、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ＰＭＣＣＰＵ２１、サーボ制御用のマイクロプロセッサであるサーボＣＰＵ２５とがバス３６で接続されている。
【００２７】
ＰＭＣＣＰＵ２１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ＲＯＭ２６および演算データの一時記憶等に用いられるＲＡＭ２７が接続され、ＣＮＣＣＰＵ２２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等を記憶したＲＯＭ２８および演算データの一時記憶等に用いられるＲＡＭ２９が接続されている。
【００２８】
また、サーボＣＰＵ２５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ＲＯＭ３１やデータの一時記憶に用いられるＲＡＭ３２が接続されている。更に、サーボＣＰＵ２５には、該ＣＰＵ２５からの指令に基づいて、スクリュー回転用サーボモータ６を駆動するサーボアンプ３４や、スクリュー１を軸方向に駆動し射出等を行う射出用サーボモータ７を駆動するサーボアンプ３５が接続され、各々のサーボモータ６，７には設けられた位置・速度検出器１１，１２からの出力がサーボＣＰＵ２５に帰還されるようになっている。サーボＣＰＵ２５は、ＣＮＣＣＰＵ２２から指令される各軸（スクリュー回転用サーボモータ６又は射出用サーボモータ７）への移動指令と位置・速度検出器１１，１２からフィードバックされる検出位置、速度に基づいて位置、速度のフィードバック制御を行うと共に、電流のフィードバック制御をも実行して、各サーボアンプ３４，３５を介して、各サーボモータ６，７を駆動制御する。
【００２９】
又、サーボＣＰＵ２５には、圧力センサ１３での検出信号をＡ／Ｄ変換器（アナログ信号をデジタル信号に変換する変換器）３３でデジタル信号に変換した樹脂圧力（スクリューにかかる樹脂圧力）が入力されている。また、樹脂の逆流によって生じるスクリュー１を回転させる回転力を検出するためにスクリュー回転用サーボモータ６の駆動制御処理には、周知の外乱推定オブザーバが組み込まれ、該外乱推定オブザーバによってスクリュー１に加わる回転方向の力（回転力）を検出するようにしている。
【００３０】
なお、型締機構やエジェクタ機構を駆動するサーボモータやサーボアンプ等も設けられているものであるが、これらのものは本願発明と直接関係していないことから、図１では省略している。
【００３１】
液晶やＣＲＴで構成される表示装置付き入力装置３０は表示回路２４を介してバス３６に接続されている。さらに、不揮発性メモリで構成されるデータ保存用ＲＡＭ２３もバス３６に接続され、このデータ保存用ＲＡＭ２３に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。
【００３２】
以上の構成により、ＰＭＣＣＰＵ２１が射出成形機全体のシーケンス動作を制御し、ＣＮＣＣＰＵ２２がＲＯＭ２８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ＣＰＵ２５は各軸（スクリュー回転用サーボモータ６や射出用サーボモータ７等の各駆動軸のサーボモータ）に対して分配された移動指令と位置・速度検出器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する。
【００３３】
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、従来の制御装置と異なる点は、スクリュー逆回転工程のスクリュー逆回転量を調整する機能が付加されている点で相違するものである。
【００３４】
逆流防止弁４が樹脂通路を閉鎖していない状態でスクリュー１を前進させると、溶融樹脂は、逆流防止弁４の前方（ノズル３側）から後方（ホッパ５側）に樹脂が逆流する。この逆流する樹脂による樹脂圧力がスクリュー１のフライトに加わり、スクリュー１を回転させる回転力が負荷としてスクリュー１に加わる。この回転力はスクリュー１を駆動するスクリュー回転用サーボモータ６に負荷として加わる。この回転力を、本実施形態では、スクリュー回転用サーボモータ６の駆動制御処理に組み込まれた、周知の外乱推定オブザーバによって検出するようにしている。なお、外乱推定オブザーバの代わりに、スクリュー回転用サーボモータ６の駆動電流によって、又は、歪みセンサ等をスクリュー１や該スクリュー１に回転力を伝動する伝動機構８の一部に設けて該回転力を検出するようにしてもよい。
【００３５】
図２は、本発明の第１の形態における制御装置２０のＰＭＣＣＰＵ２１が実施するスクリュー逆回転量を調整する処理を含む成形処理のアルゴリズムを示すフローチャートである。  
この第１の形態は、計量完了後、射出を開始する前に、スクリューを逆回転させ、その後、スクリューを前進させて、スクリュー１にかかる逆回転力を測定し、その逆回転力が低下することによって逆流防止弁４による樹脂通路の閉鎖を検出し、この閉鎖を検出したときの逆回転量を逆流防止弁４が樹脂通路を閉鎖するに必要な逆回転量として検出するものである。そのために、スクリューの逆回転量を順次増大させる１刻み分の回転量Δθ及び逆回転力の低下を検出するための基準値を予め設定しておく。
【００３６】
そこで、スクリュー逆回転量の自動調整指令が入力されると、ＰＭＣＣＰＵ２１は、図２の処理を開始する。  
まず、表示装置付き入力装置３０の表示画面に設けられた逆流防止弁閉鎖のインジケータを消灯し（ステップ１００）、測定したスクリュー逆回転力Ｔrqを記憶するレジスタＲ（Ｔrq）を「０」にリセットし、スクリュー１の逆回転量を記憶するレジスタＲ（θ）に設定されている１刻み分の回転量Δθをセットする（ステップ１０１）。そして、型閉工程を実行し（ステップ１０２）、その後、スクリュー回転用サーボモータ６を駆動しスクリュー１をレジスタＲ（θ）に設定されている角度だけ逆回転させる（ステップ１０３）。なお、予め計量工程が実施され、樹脂は溶融混練りされている状態で、この処理が開始されている。
【００３７】
次に、射出用サーボモータ７を駆動して、決められている前進距離だけ前進（射出方向）させるスクリュー前進動作を開始させる（ステップ１０４）。このスクリュー１の前進動作中、スクリュー回転用サーボモータ６の駆動制御処理に組み込まれた外乱推定オブザーバによって測定されたスクリュー１の逆回転力Ｔrqを求め（ステップ１０５）、該求めた逆回転力ＴrqがレジスタＲ（Ｔrq）に記憶する逆回転力（最初はステップ１０１で０にセットされている）と比較し（ステップ１０６）、求めた逆回転力ＴrqがレジスタＲ（Ｔrq）に記憶する逆回転力より大きいときだけ、レジスタＲ（Ｔrq）に求めた逆回転力Ｔrqに格納する（ステップ１０７）。そして、スクリュー１が決められている前進距離移動しスクリュー前進位置に達したか判断し（ステップ１０８）、達していなければ、ステップ１０５に戻り、ステップ１０５〜１０８の処理をサンプリング周期毎に実行する。その結果、スクリュー１の前進が完了した時点では、レジスタＲ（Ｔrq）には、スクリュー１の前進動作中の最大逆回転力が記憶されることになる。
【００３８】
スクリュー１の前進が完了すると、レジスタＲ（Ｔrq）に記憶する最大の逆回転力が設定されている基準値以下か判断する（ステップ１０９）。  
逆流防止弁４はスクリュー１の逆回転によって樹脂通路を閉鎖するものであり、その逆回転量が少ないと樹脂通路は開いた状態にある。樹脂通路が閉鎖されないと、前述したように、スクリュー１を前進させたとき、樹脂の逆流が生じ、この樹脂の逆流によりスクリュー１に逆回転力の負荷がかかることになり、この負荷が外乱推定オブザーバによって求められるから、スクリュー１の逆回転量が足りなく樹脂通路が閉鎖していない状態では、レジスタＲ（Ｔrq）に記憶された最大逆回転力は基準値以下とはならない。この場合は、ステップ１０９からステップ１１５に移行し、レジスタＲ（Ｔrq）を「０」にクリアすると共にレジスタＲ（θ）に記憶する逆回転量を１刻み分Δθだけ増加させる。
【００３９】
そして、従来と同様に、射出工程（ステップ１１１）、計量工程（ステップ１１２）、型開工程（ステップ１１３）、成形品取り出し工程（ステップ１１４）を実施し、ステップ１０２に戻る。以下、レジスタＲ（Ｔrq）に記憶された最大逆回転力は基準値以下となったことが判別されない限り、ステップ１０２〜ステップ１０９、ステップ１１５、ステップ１１１〜ステップ１１４の処理を実行する。この場合、ステップ１０４で実行されるスクリュー１の逆回転の逆回転量は、ステップ１１５で１刻み回転量Δθだけ順次増大されている。
【００４０】
スクリュー１が逆流防止弁４により樹脂通路を閉鎖するだけ逆回転されると、樹脂通路が閉鎖されるので、樹脂の逆流がなくなり、樹脂逆流によって発生するスクリュー１を逆回転させる負荷がなくなることから、ステップ１０９でレジスタＲ（Ｔrq）に記憶された最大逆回転力は基準値以下となったことが検出される。このときは、逆流防止弁閉鎖のインジケータを点灯し、レジスタＲ（θ）に記憶する逆回転量を当該成形条件における逆流防止弁による樹脂通路閉鎖のためのスクリュー逆回転量としてセットする。又、表示装置付き入力装置３０の表示画面にこのスクリュー逆回転量をスクリュー逆回転工程の逆回転量として表示する。
【００４１】
こうして、逆流防止弁による樹脂通路閉鎖のためのスクリュー逆回転量がセットされ、逆流防止弁閉鎖のインジケータが点灯された後は、従来から行われている通常の成形動作を行う。すなわち、図２においてステップ１００，１０１，１０４〜１１０，１１５の処理がない、型閉工程−設定逆回転量によるスクリュー逆回転−射出工程−計量工程−型開工程−成形品取り出し工程が繰り返し実行されることになる。
【００４２】
上述した第１の形態では、逆流防止弁による樹脂通路閉鎖をスクリュー前進時に発生するスクリュー逆回転力の最大値によって判断したが、このスクリュー逆回転力の最大値に代えて、時間又はスクリュー位置に対する逆回転力の積分値を求めてこの積分値により、樹脂通路閉鎖を判別してもよい。
【００４３】
時間又はスクリュー位置に対する積分値で判別する場合には、測定トルクＴrqの最大値を記憶するレジスタＲ（Ｔrq）に代わりに、測定トルクＴrqを時間又はスクリュー位置に対して積算するレジスタＡ（ｔ）、Ａ（ｘ）を設けて、ステップ１０１、１１５でレジスタＲ（Ｔrq）に代わりにレジスタＡ（ｔ）、Ａ（ｘ）を「０」にリセットし、ステップ１０６，１０７の処理に代えて、時間積分値の場合はレジスタＡ（ｔ）に記憶する値に測定トルクＴrqにサンプリング周期δｔを乗じた値を加算することによって、測定トルクＴrqの積算値を求める処理に代える。又、スクリュー位置に対する積分値の場合には、サンプリング周期毎の移動量δｘを求めて、測定トルクＴrqにサンプリング周期の移動量δｘを乗じた値をレジスタＡ（ｘ）に加算し、測定トルクＴrqのスクリュー位置に対する積算値を求める処理に代える。
【００４４】
又、上述した第１の形態では、スクリュー前進動作を所定移動距離だけ前進されるものとしたが、所定移動距離に代えて、所定時間だけ前進させる動作に代えてもよいものである。
【００４５】
図３は、本発明の第２の形態における制御装置２０のＰＭＣＣＰＵ２１が実施するスクリュー逆回転量を調整する処理を含む成形処理のアルゴリズムを示すフローチャートである。  
この第２の形態は、１成形サイクル動作において、逆回転量を所定量順次増大させながら、逆流防止弁による樹脂通路の閉鎖を検出して射出を行うようにしたものである。まず、第１の形態と同様に、スクリューの逆回転を順次増大させる１刻み分の回転量Δθ及び逆回転力の低下を検出するための基準値を予め設定しておく。
【００４６】
そこで、スクリュー逆回転量の自動調整指令が入力されると、ＰＭＣＣＰＵ２１は、図３の処理を開始する。  
まず、表示装置付き入力装置３０の表示画面に設けられた逆流防止弁閉鎖のインジケータを消灯し（ステップ２００）、測定したスクリュー逆回転力Ｔrqを記憶するレジスタＲ（Ｔrq）及びクリュー１の逆回転量を記憶するレジスタＲ（θ）を「０」にリセットする（ステップ２０１）。そして、型閉工程を実行し（ステップ２０２）、次に、スクリュー回転用サーボモータ６を駆動し、設定されている１回の回転量Δθだけスクリューを逆回転させると共に、レジスタＲ（θ）にこの逆回転量Δθを加算する（ステップ２０３）。なお、第１の形態と同様に、予め計量工程が実施され、樹脂は溶融混練されている状態で、この処理が開始されている。
【００４７】
次に、射出用サーボモータ７を駆動して、決められている前進距離だけ前進（射出方向）させるスクリュー前進動作を開始させる（ステップ２０４）。このスクリュー１の前進動作中、スクリュー回転用サーボモータ６の駆動制御処理に組み込まれた外乱推定オブザーバによって測定されたスクリュー１の逆回転力Ｔrqを求め（ステップ２０５）、該求めた逆回転力ＴrqがレジスタＲ（Ｔrq）に記憶する逆回転力（最初はステップ２０１で０にセットされている）と比較し（ステップ２０６）、求めた逆回転力ＴrqがレジスタＲ（Ｔrq）に記憶する逆回転力より大きいときだけ、レジスタＲ（Ｔrq）に求めた逆回転力Ｔrqを格納する（ステップ２０７）。そして、スクリュー１が決められている前進距離移動しスクリュー前進位置に達したか判断し（ステップ２０８）、達していなければ、ステップ２０５に戻り、ステップ２０５〜２０８の処理をサンプリング周期毎に実行する。その結果、スクリュー１の前進が完了した時点では、レジスタＲ（Ｔrq）には、スクリュー１の前進動作中の最大逆回転力が記憶されることになる。
【００４８】
スクリュー１の前進が完了すると、レジスタＲ（Ｔrq）に記憶する最大の逆回転力が設定されている基準値以下か判断する（ステップ２０９）。  
前述したように、スクリュー１の逆回転量が足りなく樹脂通路が閉鎖していない状態では、レジスタＲ（Ｔrq）に記憶された最大逆回転力は基準値以下とはならない。この場合は、ステップ２０９からステップ２１５に移行し、レジスタＲ（Ｔrq）を「０」にクリアし、ステップ２０３に戻る。以下、ステップ２０９でレジスタＲ（Ｔrq）に記憶する最大の逆回転力が設定されている基準値以下と判断されるまでステップ２０３〜２０９、ステップ２１５の処理を繰り返し実行し、スクリュー逆回転量をΔθだけ増加させてスクリュー１を前進させる動作を繰り返し実行する。
【００４９】
スクリュー１が逆流防止弁４の樹脂通路を閉鎖するだけ逆回転されると、樹脂通路が閉鎖され、樹脂の逆流によって発生するスクリュー１を逆回転させる負荷がなくなることから、ステップ２０９でレジスタＲ（Ｔrq）に記憶された最大逆回転力は基準値以下となったことが検出される。こうして、逆流防止弁４による樹脂通路の閉鎖が検出されると、逆流防止弁閉鎖のインジケータを点灯し、さらには、表示装置付き入力装置３０の表示画面にこのレジスタＲ（θ）に記憶するスクリュー逆回転量をスクリュー逆回転工程の逆回転量として表示する（ステップ２１０）。その後、射出工程（ステップ２１１）、計量工程（ステップ２１２）、型開工程（ステップ２１３）、成形品取り出し工程（ステップ２１４）を実行し１成形サイクルを終了し、ステップ２０１に戻り次の成形サイクルを開始する。
【００５０】
上述したように、この第２の形態は、各成形サイクル毎に逆流防止弁４による樹脂通路の閉鎖を確認して射出を行うようにしたものである。又、この第２の形態においても、樹脂通路の閉鎖が確認され、その時のスクリュー逆回転量が求められたときは、この逆回転量をスクリュー逆回転動作工程の逆回転量としてセットし、以後は、従来通りの成形サイクルの各動作工程を実行するようにしてもよい。すなわち、ステップ２０９で、レジスタＲ（Ｔrq）に記憶された最大逆回転力は基準値以下となったことが検出されると、ステップ２１０では、逆流防止弁閉鎖のインジケータを点灯し、レジスタＲ（θ）に記憶するスクリュー逆回転量をスクリュー逆回転動作工程の逆回転量としてセットし、ステップ２１１〜２１４の処理をして１成形サイクルの動作を終了した後は、通常の成形動作に切り換え、以後の成形動作は、型閉工程−設定逆回転量によるスクリュー逆回転工程−射出工程−計量工程−型開工程−成形品取り出し工程で構成される成形サイクルを実行するようにしてもよい。
【００５１】
なお、この第２の形態においても、逆流防止弁による樹脂通路閉鎖をスクリュー逆回転力の最大値によって判断する代わりに、前述したように時間又はスクリュー位置に対する逆回転力の積分値を求めてこの積分値により、樹脂通路閉鎖を判別してもよい。又、ステップ２０４によるスクリュー前進動作を所定移動距離に代えて、所定時間だけ前進させる動作に代えてもよいものである。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施形態の射出成形機の要部概要図である。
【図２】同実施形態における第１の形態のスクリュー逆回転量を調整する処理を含む成形処理のアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図３】同実施形態における第２の形態のスクリュー逆回転量を調整する処理を含む成形処理のアルゴリズムを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５３】
１  スクリュー
２  シリンダ
３  ノズル
４  逆流防止弁
５  ホッパ
６  スクリュー回転用サーボモータ
７  射出用サーボモータ
【要約】
【課題】スクリューの逆回転により樹脂通路を閉鎖する逆流防止弁を用いた射出成形機において、スクリュー逆回転工程のスクリュー逆回転量を最適に調整する。
【解決手段】逆流防止弁の樹脂通路が開いていると、スクリュー前進時に樹脂の逆流が生じる。この樹脂の逆流によりスクリューには逆回転力がかかる。一方、樹脂通路が閉鎖されていると、樹脂の逆流はなくスクリューにかかる逆回転力は大きく低下する。そこで、計量完了後で射出前にスクリューを所定量逆回転させた後、スクリューを前進させる(103、104)。このときスクリューにかかる逆回転力の最大値を検出する(105〜108)。この検出最大逆回転力が基準値以下になるまで、逆回転量を順次増加させ(109、115)、各成形サイクルを実行する。検出最大逆回転力が基準値以下（通路閉鎖）になると、この時の逆回転量を逆回転工程の逆回転量とする。最適な逆回転量に自動的に調整できる。
【選択図】図２【図１】
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【図２】
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【図３】
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