(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出成形機の計量工程において、スクリュ位置とスクリュ速度と停止減速時間から停止予測位置を演算し、該停止予測位置と設定計量完了位置とを比較し、停止予測位置が設定計量完了位置を越えた場合は、背圧制御を停止制御に切換えて減速開始点におけるスクリュ速度を前記停止減速時間の経過時にゼロになるように前記停止減速時間の間所定の条件に従って減速し、同時に回転制御を減速制御に切換えて減速開始点におけるスクリュ回転を前記停止減速時間の経過時にゼロになるように前記停止減速時間の間所定の条件に従って減速し、スクリュの移動を設定計量完了位置で停止させることを特徴とする射出成形機の計量制御方法。
【請求項２】
前記スクリュの移動を停止させる制御が位置クローズ制御であることを特徴とする請求項１記載の射出成形機の計量制御方法。
【請求項３】
射出成形機の計量工程における計量制御装置が、スクリュ位置を検出する位置検出手段と、スクリュ速度を検出する速度検出手段と、少なくとも設定計量完了位置と減速開始点から計量完了までの停止減速時間を記憶する記憶手段と、前記位置検出手段で検出されたスクリュ位置と前記速度検出手段で検出されたスクリュ速度から、記憶手段に設定された停止減速時間で減速した場合にスクリュが停止する位置を演算する停止位置予測演算手段と、前記停止位置予測演算手段で演算した位置と前記記憶手段に設定された設定計量完了位置とを比較して減速開始点を検出する減速開始点検出手段と、前記減速開始点検出手段の検出出力により、減速開始点におけるスクリュ速度を前記停止減速時間の経過時にゼロになるように前記停止減速時間の間所定の条件に従って設定計量完了位置を目標値として減速停止させる射出（背圧）制御手段と、前記減速開始点検出手段の検出出力により、減速開始点におけるスクリュ回転を前記停止減速時間の経過時にゼロになるように前記停止減速時間の間所定の条件に従って減速停止させる回転制御手段と、から構成されていることを特徴とする射出成形機の計量制御装置。
【請求項４】
スクリュ回転用サーボモータと射出用サーボモータにより、スクリュの回転と射出（背圧）制御を行う射出成形機において、計量制御装置が、スクリュ位置を検出する位置検出手段と、スクリュ速度を検出する速度検出手段と、少なくとも設定計量完了位置と減速開始点から計量完了までの停止減速時間を記憶する記憶手段と、前記位置検出手段で検出されたスクリュ位置と前記速度検出手段で検出されたスクリュ速度から、記憶手段に設定された停止減速時間で減速した場合にスクリュが停止する位置を演算する停止位置予測演算手段と、前記停止位置予測演算手段で演算した位置と前記記憶手段に設定された設定計量完了位置とを比較して減速開始点を検出する減速開始点検出手段と、前記減速開始点検出手段の検出出力により、前記射出用サーボモータの減速開始点におけるスクリュ速度を前記停止減速時間の経過時にゼロになるように前記停止減速時間の間所定の条件に従って設定計量完了位置を目標値として位置クローズ制御により減速停止させる射出（背圧）制御手段と、前記減速開始点検出手段の検出出力により、前記スクリュ回転用サーボモータの減速開始点におけるスクリュ回転を前記停止減速時間の経過時にゼロになるように前記停止減速時間の間所定の条件に従って減速停止させる回転制御手段と、から構成されていることを特徴とする射出成形機の計量制御装置。
【請求項５】
スクリュ停止後、前記射出用サーボモータおよびスクリュ回転サーボモータをサーボロックすることを特徴とする請求項４記載の射出成形機の計量制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、射出成形機の計量制御方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の射出成形機の計量制御方法および装置としては、特公平4-43775号公報および特公平6-73883号公報に開示されているように、スクリュを回転して成形材料を溶融・混練し、溶融樹脂を背圧に抗してスクリュの先端部に供給し、スクリュが後退して設定計量完了位置を越えた時にスクリュ回転を停止させるものがある。また、特公平4-6535号公報に開示されているように、設定計量完了位置より僅か手前に設定された位置を越えた時にスクリュ回転を減速させて微速にし、設定計量完了位置を越えた時にスクリュ回転を停止させるものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術で述べた前者においては、設定計量完了位置を越えた時に、急にスクリュ回転を停止させるので、ショックが大きく、実際にスクリュが停止するのは行き過ぎた位置となる。また、この行き過ぎ量も、その時のスクリュ回転の設定値、背圧の設定値、樹脂の溶融状態などの条件が異なるとばらつき、高精度な計量が得られないという問題点があった。
【０００４】
また、後者においては、スクリュ回転の最適な減速開始点はスクリュ回転の設定値、背圧の設定値などの条件が異なると違うので、最適な減速開始点を設定することが困難であり、また、微速なスクリュ回転で停止させても、樹脂の溶融状態が異なるとスクリュの停止位置がばらつき、同様に高精度な計量が得られないという問題点があった。
【０００５】
本発明は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたもので、減速開始点を自動的に検出し、この減速開始点のスクリュ回転、背圧、樹脂の溶融状態が異なっても、スクリュを最適な減速により設定計量完了位置でショックなく停止させて、高精度な計量を可能とする射出成形機の計量制御方法および装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による射出成形機の計量制御方法は、射出成形機の計量工程において、スクリュ位置とスクリュ速度と停止減速時間から停止予測位置を演算し、該停止予測位置と設定計量完了位置とを比較し、停止予測位置が設定計量完了位置を越えた場合は、背圧制御を停止制御に切換えて減速開始点におけるスクリュ速度を前記停止減速時間の経過時にゼロになるように前記停止減速時間の間所定の条件に従って減速し、同時に回転制御を減速制御に切換えて減速開始点におけるスクリュ回転を前記停止減速時間の経過時にゼロになるように前記停止減速時間の間所定の条件に従って減速し、スクリュの移動を設定計量完了位置で停止させることを特徴とする。
【０００７】
さらに詳細には、前記スクリュの移動を停止させる制御が位置クローズ制御であることを特徴とする。本発明による射出成形機の計量制御装置は、射出成形機の計量工程における計量制御装置が、スクリュ位置を検出する位置検出手段と、スクリュ速度を検出する速度検出手段と、少なくとも設定計量完了位置と減速開始点から計量完了までの停止減速時間を記憶する記憶手段と、前記位置検出手段で検出されたスクリュ位置と前記速度検出手段で検出されたスクリュ速度から、記憶手段に設定された停止減速時間で減速した場合にスクリュが停止する位置を演算する停止位置予測演算手段と、前記停止位置予測演算手段で演算した位置と前記記憶手段に設定された設定計量完了位置とを比較して減速開始点を検出する減速開始点検出手段と、前記減速開始点検出手段の検出出力により、減速開始点におけるスクリュ速度を前記停止減速時間の経過時にゼロになるように前記停止減速時間の間所定の条件に従って設定計量完了位置を目標値として減速停止させる射出（背圧）制御手段と、前記減速開始点検出手段の検出出力により、減速開始点におけるスクリュ回転を前記停止減速時間の経過時にゼロになるように前記停止減速時間の間所定の条件に従って減速停止させる回転制御手段と、から構成されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明による射出成形機の計量制御装置は、スクリュ回転用サーボモータと射出用サーボモータにより、スクリュの回転と射出（背圧）制御を行う射出成形機において、計量制御装置が、スクリュ位置を検出する位置検出手段と、スクリュ速度を検出する速度検出手段と、少なくとも設定計量完了位置と減速開始点から計量完了までの停止減速時間を記憶する記憶手段と、前記位置検出手段で検出されたスクリュ位置と前記速度検出手段で検出されたスクリュ速度から、記憶手段に設定された停止減速時間で減速した場合にスクリュが停止する位置を演算する停止位置予測演算手段と、前記停止位置予測演算手段で演算した位置と前記記憶手段に設定された設定計量完了位置とを比較して減速開始点を検出する減速開始点検出手段と、前記減速開始点検出手段の検出出力により、前記射出用サーボモータの減速開始点におけるスクリュ速度を前記停止減速時間の経過時にゼロになるように前記停止減速時間の間所定の条件に従って設定計量完了位置を目標値として位置クローズ制御により減速停止させる射出（背圧）制御手段と、前記減速開始点検出手段の検出出力により、前記スクリュ回転用サーボモータの減速開始点におけるスクリュ回転を前記停止減速時間の経過時にゼロになるように前記停止減速時間の間所定の条件に従って減速停止させる回転制御手段と、から構成されていることを特徴とする。
【０００９】
さらに詳細には、スクリュ停止後、前記射出用サーボモータおよびスクリュ回転サーボモータをサーボロックすることを特徴とする。
【００１０】
【作用】
射出成形機の計量工程においてスクリュが後退する際、スクリュ位置とスクリュ速度から停止減速時間で減速した場合にスクリュが停止する停止予測位置を演算し、この停止予測位置と設定計量完了位置とを比較し、停止予測位置が設定計量完了位置を越えた場合は背圧制御を停止制御に切換えてスクリュ速度を前記停止減速時間で減速し、同時に回転制御を減速制御に切換えてスクリュ回転を前記停止減速時間で減速し、設定計量完了位置で停止させる。
【００１１】
【実施例】
本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は、本発明による計量制御装置を示すブロック図である。同図において符号Ａで示されるものは、射出成形機の計量工程において、スクリュを回転させるスクリュ回転用サーボモータであり、符号Ｂで示されるものは、射出工程においてスクリュを軸方向に移動させ、また計量工程においてスクリュに背圧を与える射出用サーボモータである。
そして、計量工程において前記両サーボモータＡ，Ｂを制御する計量制御装置は、スクリュ位置を検出する位置検出手段Ｆと、スクリュ速度を検出する速度検出手段Ｅと、少なくとも設定計量完了位置と減速開始点から計量完了までの停止減速時間を記憶する記憶手段Ｉと、前記位置検出手段Ｆで検出されたスクリュ位置と前記速度検出手段Ｅで検出されたスクリュ速度から、記憶手段Ｉに設定された停止減速時間で減速した場合にスクリュが停止する位置を演算する停止位置予測演算手段Ｇと、前記停止位置予測演算手段Ｇで演算した位置と前記記憶手段Ｉに設定された設定計量完了位置とを比較して減速開始点を検出する減速開始点検出手段Ｈと、
前記減速開始点検出手段Ｈの検出出力により、前記射出用サーボモータＢのスクリュ速度を停止減速時間で設定計量完了位置を目標値として位置クローズ制御により減速停止させ、停止後はサーボロックによりスクリュ位置を保持する射出（背圧）制御手段Ｄと、前記減速開始点検出手段Ｈの検出出力により、前記スクリュ回転用サーボモータのスクリュ回転を停止減速時間で減速停止させ、停止後はサーボロックによりスクリュが回転しないように保持する回転制御手段Ｃと、から構成されるものである。
【００１２】
図２は本発明による計量制御装置の信号処理系を示すブロック図である。
【００１３】
同図において符号１で示されるものは、射出成形機のスクリュの射出、回転制御を行うための制御装置である。この制御装置１には、マイクロプロセッサー２、射出成形機の計量、射出などの各動作を制御するための制御プログラムを記憶したＲＡＭ等で構成されるメモリ３、上位コントローラから指令や設定値などのデータを送受信する通信インターフェース７を有し、これらはバス９で接続されている。このバス９には、スクリュ回転用サーボモータＡを駆動制御するスクリュ回転用サーボモータ制御回路５および射出用サーボモータＢを駆動制御する射出用サーボモータ制御回路６がそれぞれインターフェース回路４ａ，４ｂを介し接続されている。なお、８ａ，８ｂは前記サーボモータに設けられたパルスエンコーダなどの位置検出器である。
【００１４】
図３は本発明による計量制御装置の動作を示すフローチャートであり、図４は本発明による計量制御装置の動作説明図である。図３において、射出処理と回転処理の２つの動作処理はマイクロプロセッサー２により実行されるが、マルチタスクなどの手法を用いて見掛け上、同時に実行される。
【００１５】
図３および図４において、回転処理ではスクリュ回転用サーボモータＡを回転制御し（ステップＳ１）、射出処理ではＦＬＧを‘Ｏ’とし、射出用サーボモータＢを背圧制御して（ステップＳ２）、スクリュを回転して成形材料を溶融・混練し、溶融樹脂を背圧に抗してスクリュの先端部に供給し、スクリュを後退させる。スクリュが図４に示すＰ１の位置まで後退すると、スクリュ回転数をＮ１からＮ２に切り替えると同時に背圧をＢ１からＢ２に切り替える。射出処理では、スクリュの現在位置ｐと現在スクリュ速度ｖと所定の停止減速時間ＳＴＰとから停止予測位置を、例えば、下記数式に基づいて毎時演算し、設定計量完了位置ＭＧと比較する（ステップＳ３）。
【００１６】
【数１】
停止予測位置＝ｐ＋（ｖ×ＳＴＰ／２）
上記数式において、ｐは現在スクリュ位置、ｖは現在スクリュ速度、ＳＴＰは停止減速時間を示している。
【００１７】
もし停止予測位置が設定計量完了位置ＭＧに等しいかまたは越えた場合はＦＬＧ変数を‘１’として（ステップＳ４）、背圧制御を停止制御、例えば位置クローズ制御に切換えて（ステップＳ５）、現在スクリュ速度を前記停止減速時間ＳＴＰで徐々に減速し、設定計量完了位置ＭＧで停止するように制御し、停止減速時間ＳＴＰが経過すると（ステップＳ６）、サーボロック制御でサーボロックして終了する（ステップＳ７）。なお、ステップＳ６で停止減速時間ＳＴＰが経過しない場合は、ステップＳ５に戻り停止制御を行う。また、ステップＳ３で停止予測位置が設定計量完了位置ＭＧより小さい場合は、ステップＳ２に戻り背圧制御を行う。
【００１８】
一方、回転処理では、ＦＬＧ変数が‘１’となったことを検出すると（ステップＳ８）、回転制御を減速制御に切換えて（ステップＳ９）、現在スクリュ回転から前記停止減速時間ＳＴＰで徐々に減速し、設定計量完了位置ＭＧで停止するように制御し、停止減速時間ＳＴＰが経過すると（ステップＳ１０）、サーボロック制御でサーボロックして終了する（ステップＳ１１）。なお、ステップＳ１０で停止減速時間ＳＴＰが経過しない場合は、ステップＳ９に戻り減速制御を行う。また、ステップＳ８でＦＬＧ変数が‘１’とならない場合は、ステップＳ１に戻り回転制御を行う。
【００１９】
なお、上記実施例におけるスクリュ回転用サーボモータ、射出用サーボモータに替えて、スクリュ回転用油圧モータと射出用油圧シリンダによりスクリュの回転と射出（背圧）制御を行ってもよい。
【００２０】
【発明の効果】
本発明による射出成形機の計量制御方法および装置は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。すなわち、減速開始点を自動的に検出し、その時のスクリュ速度を停止減速時間で設定計量完了位置を目標値として減速停止させるので、減速開始点のスクリュ回転、背圧、樹脂の溶融状態が異なっても、スクリュを最適な減速により設定計量完了位置でショックなく停止させることができ、高精度な計量が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による計量制御装置を示すブロック図である。
【図２】本発明による計量制御装置の信号処理系を示すブロック図である。
【図３】本発明による計量制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明による計量制御装置の動作説明図である。
【符号の説明】
１  制御装置
２  マイクロプロセッサー
３  メモリ
４ａ，４ｂ  インターフェース回路
５  スクリュ回転用サーボモータ制御回路
６  射出用サーボモータ制御回路
７  通信インターフェース
８ａ，８ｂ  位置検出器
９  バス
Ａ  スクリュ回転用サーボモータ
Ｂ  射出用サーボモータ
Ｃ  回転制御手段
Ｄ  射出（背圧）制御手段
Ｅ  速度検出手段
Ｆ  位置検出手段
Ｇ  停止位置予測演算手段
Ｈ  減速開始点検出手段
Ｉ  記憶手段
【図１】
0003776944.tif 000002
【図２】
0003776944.tif 000003
【図３】
0003776944.tif 000004
【図４】
0003776944.tif 000005