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    公开号:WO1986001454A1
    申请号:PCT/JP1985/000495
    申请日:1985-09-04
    公开日:1986-03-13
    发明作者:Nobuyuki Kiya
    申请人:Fanuc Ltd；
    IPC主号:B29C45-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] 射出成形機の ス ク リ ュ回転制御方式
    [0003] 技 術 分 野
    [0004] 本発明は、 射出成形機における溶材を圧送供給する ス ク リ ュ の回転制御方式に係 り 、 特に、 数値制御.装置 （ N C 装置） を用 いて円滑、 かつ、 正確に制御で き る よ う に した射出成形機の ス ク リ ュ回転制御方式 に関す る 。
    [0005] 背 景 技 術
    [0006] プ ラ ス チ ッ ク 、 特 に 、 塩化 ビニール樹脂な ど多 く の熱 可塑性ヱ ラ ス ト マの加工は、 その加工の省力化に よ り 生 産性の 向上を 図る と と も に、 その製品の品質の均一化が 強 く 要望 さ れて い る 。 こ の よ う な状況下に あ っ て、 近 年、 射出成形機な どの ブ ラ スチ ッ ク 加工装置は 、 そ の制 御部に コ ン ピ ュ ー タ を導入 し、 正確な加工制御 を行 う よ う に し た も のが実用化 されて き てい る。 第 4 図 は従来用 い ら れ て い る 射 出成形機 の制 御 シ ス テ ム構成図で、 以 下、 該図に基づいて従来の射出成形機の制御 シ ス テ ム を 説明す る 。 第 4 図 に おいて、 1 は塩化 ビニール な ど熱化 塑性ヱ ラ ス ト マのチ ッ プを貯溜する ホ ツ バ、 2 は該ホ ッ パ 1 に 貯溜 さ れたチ ッ プをシ リ ンダ 2 ' 方向 に 圧送す る ス ク リ ュ で、 そ の回転に よ リ シ リ ンダ 2 ' にチ ッ プが送 られ加熱に よ り 溶材化する。 該シ リ ンダ 2 ' と ノ ズル 3 に供給充塡 された溶材は ス ク リ ュ 2 の ノ ズル 3 方向への 移動に ょ リ 金型 4 に射出 される。 5 は前記 ス ク リ ュ 2 を 回転駆動す る 油圧モ ー タ 、 6 は該油圧モ ー タ 5 に供給す る 油量 を調整す る 流量制御弁、 7 は射出軸 2 " ( ス ク リ ュ前後轴） を シ リ ンダ 2 ' 内で前後に移勖制铒する 油 圧 シ リ ンダ、 8 ほ該油圧シ リ ン ダ 7 に供紿する 油圧を制 御する サー ボ弁であ る 。 9 は前記スク リ ュ 3 の回転数を 検出す る タ コ ジ エ ネ レ ー タ で、 ス ク リ ュ 回転信 .号を後述 する プ ロ セ ス制御装置 1 5 に入力する。 1 0 は射出速度 を検出する ィ ン ク リ メ ン タ ルエ ンコ ーダで、 ぞの検出信 号を プ ロ セ ス制御装置 1 5 に入力する。 1 1 は刖記 ス ク リ ュ 2 の铀方向位置を検出するアブソ リ ュ一 ト ェ ン： 3 — ダで、 そ の検出信号.であ る ス ク リ ュ位置信号を ブロ セ ス 制御装置 1 5 に入力する。 1 2 は前記油圧シ リ ン ダ 7 の 油圧室圧力を検出す る圧力セ ンサで、 そ の検出信号であ る射出圧力、 背圧信号を プロ セ ス制御装置 1 5 に入力す る 。 1 3 は前記金型 4 の キ ヤ ビテ ィ 内の圧力を検出す る キ ヤ ビ圧セ ン サ で、 その検出信号を プロ セ ス制攞装置 1 5 に入力する 。
    [0007] プ ロ セ ス制御装置 1 5 はコ ン ピュ ー タ を内蔵 し 、 前記 各セ ン サ お よび金型 4 や加熱简に設け られた溫度検出器 か ら 入 力 さ れ る 入 力信号 に 基づい て 、 演算処理を実行 し 、 サ ー ボ弁制御信号、 琉量制御信号、 温度制铒信号 を 出力す る 。
    [0008] 従来の射出成形機の制御シス テ ムは以上の よ う に構成 されて お り 、 金型 4 が ク ラ ンプされセ ッ 卜 された後、 プ ロ セ ス 制御装置 1 5 か ら出力される流量制御信号お よ び サ ー ボ弁制御信号 に 塞づ き サ ー ボ弁 8 が作動 し 、 ス ク リ ュ 2 が .ノ ズル 3 方向 に移動 してシ リ ン ダ 2 ' 内に充塡 されて いた溶材がノ ズル 3 から金型 4 に射出 される 。 こ の よ う に し て溶材を射出 した ら、 プロ セ ス制御装置 1 5 は所定時間保圧する ための制御を行い、 そ の後、 冷却制 御を行 っ て、 ス ク リ ュ 2 が油圧シ リ ンダ 7 の動.作に ょ リ 後退 し 、 金型の ク ラ ン プを解除するため の制御 を^ う 。 金型よ り 成形 された被加工品を取出 した後、 再び金型 4 が ク ラ ン プ さ れ、 油圧モー タ 5 が駆動さ れて ス ク リ ュ 回 転 され、 ホ ツ バ 1 内の チ ッ プがシ リ ンダ 2 ' 内 に充塡 さ れ、 溶材化された後、 再び上記の如き射出動作が行われ て、 次 々 と 被加ェ'品が完成してい く 。
    [0009] と こ ろ で、 前記従来の射出成形機の制御シ ス テ ム は 、 ス ク リ ュ 2 が油圧モ ー タ 5 お よ び油圧シ リ ン ダ 7 に よ つ て作動する た め、 そ の制御は流体圧制御方式 と な っ て い る 。 し か し なが ら 、 流体圧制御方式は制御の応答性が遅 く 、 機構が複雑であ り 、 保守上 も面倒で あ る と い う 問題 か め っ た。
    [0010] 一方、 近年、 射出成形機の ス ク リ ュ の 回転お よび移動 を電動モ ー タ に よ っ て駆動する よ う に し 、 コ ン ピ ュ ー タ に よ る一次的 な制御 を行 う よ う に した も のが提案 されて い る。
    [0011] し か し 、 射出 成形機 の ス ク リ ュ お よ び射出軸を電動 モー タ に よ り 駆動す る よ う に した場合、 そ の制御に おい て種 々 の問題があ る 。
    [0012] 例えば、 ホ ッ パ 1 に あ る チ ッ プを シ リ ン ダ 2 ' 内に供 給する ため ス ク リ ュ 2 を回転させた場合、 チ ッ プを圧送 する反動力が ス ク リ ュ 2 にかかる β ス ク リ ュ 2 は電動機 に よ り 回転 さ せ られてお り 、 かつ該電動機に は ト ル ク リ ミ ッ ト がかけ ら れ て い るた め 、 そ の反動力が ト ル ク リ ミ ッ ト を 越 え る と 、 ス グ リ ュ 2 が反動力によ.リ 戾 され る 。 こ のた め 、 シ リ ン ダ 2 に供給する チ ッ プの容量が不 正確 と なる と い う 問題があ り 、 従来はこ の問題を解決す る 良い手段は なか っ た。
    [0013] *癸明は、 前記問題点を解決するため に な された も の で、 そ の 目 的 とする と こ ろはチ ッ プをホ ツ バか ら シ リ ン ダ内に供給す る 際、 チ ッ プの供給量を正確に保持でき る 射出成形機の ス ク リ ュ 回転制御方式を提供する こ と に あ る 。
    [0014] そ の他の *発明の 目 的は、 数値制御装置が備えてい る オ ー バ ー ラ イ ド機能 を 利用 し て チ ッ プの供給量を補正 し 、 チ ッ プの供給量 を正確に保持でき る 射出成形機 .の ス ク リ ュ 回転制御方式 を提供する こ と に あ る 。
    [0015] 発 明 の 開 示
    [0016] *発明 に よれば、 ホ ツ バ内の原料チ ッ プを電動機に よ り 回転 される ス ク リ ュ に よ リ シ リ ン ダ内 に移送 され、 ス ク リ ュ の移動 に よ り シ リ ンダ内の原料を金型内 に射出す
    [0017] . る 射 出成形機 の ス ク リ ュ 回転制御方式 におい て、 ス ク
    [0018] リ ュ を 有す る 射 出 轴 を 回転駆動 す る 第 1 の電動モー タ と 、 該第 1 の電動モ ー タ を制御する第 1 の制御手段 と 、 射出轴 を シ リ ン ダ内でその長手方向に移動する 移動手段 と 、 射出軸の長手方向移動位置を検出す る手段 と 、 第 1 の電動モー タ を回転駆動する際、 射出铀の移動位置に対 応 し て該第 1 の電動モ ー タ の回転数を規定する オーバ ー ラ イ ド値を記億する 記億手段と 、 第 1 の電動モー タ を 回 転駆動す る 際、 射出铀の移動位置を検出 し 、 所定の位置 に対応 した オ ー バ ー ラ イ ド値を記憶手段 よ り 読み出 し 、 前記そ の オ ー バー ラ イ ド値に よ り 第 1 の電動モ ー タ の 回 転数を補正制御する 制褲手段 と を有する射出成形機の ス ク リ ュ 回転制御方式が提供される。
    [0019] 本発明 に よ る射出成形機の ス ク リ ュ回転制御方式は 、 ス ク リ ュ の 回 転 に よ り チ ッ プ を シ リ ン ダに移送する 場 合、 射出铀の位置を検出する位置検出手段か ら の信号 を 入力す る ヱ ラ ー レ ジ ス タ を監視する こ と に よ り 、 射出轴 の位置 を検知 し 、 該射出轴の位置に対応 し た ス ク リ ュ 回 転数を得る よ う に し たので、 チ ッ プの移送を正確に実行 で き 、 かつ制御系 を簡素化 し 、 コ ス ト ダ ゥ ン お よび省力 化を 図 る こ と ができ る と と も に、 ス ク リ ュ 回転制御を 円 滑、 かつ、 的確に行 う こ とができ る。
    [0020] 図面の簡単な説明
    [0021] 第 1 図は *発明 を実施する射出成形機の制御 シ ス テ ム 構成図、 第 2 図は ス ク リ ュ回転制御を説明す る 説明図、 第 3 図は オ ー バー ラ イ ドテ一 プルの説明 図、 第 4 図は従 来の射出成形機の制御シ ステ ム構成図で あ る 。
    [0022] 発明 を実施するための最良の形態 以下、 本発明 を図面 に示す実施例に基づいて具体的 に 説明す る β
    [0023] 第 1 図は术発明を実施する射出成形機 の制御 シ ス テ ム 構成図であ る 。 なお、 図中、 前記第 4 図 に示 し た も の と 同一部品には同一符号を付し、 詳細な説明は省略する 。 同図に おいて 、 2 0 は射出轴 2 " (ス ク リ ュ前.後铀） 駆 動用電動モー タ で、 図には示されていな いが、 周知の ト ル ク リ ミ ツ ト 機能を有する。 2 1 は該モ ー タ の 回転情報 を得る ためのパ ル ス ジ ェ ネ レ ー タ で 、 そ の検出信号を後 述する 送 り 轴制御回路 3 5 に入力する。 2 2 ほ ス ク リ ュ 回転用電動モ ー タ で 、 射出轴蘧勖用電動モー タ と 同様、 ト ル ク リ ミ ッ ト 機能 を有する。 2 3 は該モ ー タ の回転位 置及び速度信号を得 る ためのパル ス ジ ェ ネ レ ー タ で 、 そ の検出信号を送 リ 铀制御回路 3 5 に入力する β 3 0 は コ ン ビ ュ ー タ を 内蔵 し た数値制御装置 （ C N C 装置） で 、 制御プ ロ グ ラ ム に基づいて演算処理を実行する 処理装置 ( C P U 3 1 と 、 制御プロ グラ ム を格納 し た リ ー ド ォ ン リ ー · メ モ リ （ R O M) 3 2 と 、 前記 C P U 3 1 の 演 算結果や各種デー タ を記億する ラ ン ダ ム ア ク セ ス メ モ リ ( R A M ) 3 3 と 、 入出力ボ ー ト 3 4 、 エ ラ ー レ ジ ス タ 3 5 — 1 を内蔵 した送 り 轴制御回路 3 5 と 、 デ ィ ス プ レ ィ 付操作盤 3 6 と 、 テ ー プ リ ー ダ 3 7 な どを有 し て い る 。 な お、 図中 . 3 8 は加工指令が穿孔 された N C テ ー プであ る 。
    [0024] *実施例に おけ る 射出成形機の制御 シ ス テ ム は以上の よ う に構成 されてお り 、 以下、 その動作 につい て説明す る o
    [0025] 射出铀 2 " を そ の長手方向に駆動する 電動モー タ 2 0 お よ び ス ク リ ュ 2 を 回転駆動する電動モー タ 2 2 は 、 C N C 装置 3 0 に よ っ て制御される。 即ち、 C N C 装置 3 0 は ノ ル ス ジ ェ ネ レ ー タ 2 1 に よ っ て検出 さ れた電動 モー タ 2 0 の 回転情報を送 リ 铀制御回路 3 5 を介 し て入 力 し 、 所定の演箕処理を行い電動モー タ を フ ィ 一 ド、ハ ツ ク 制御する 。 また、 C N C装置 3 0 はバル ス ジ jt ネ レ ー タ 2 3 に よ つ て検出 された電動モー タ 2 2 の回転情報 を 送 り 軸制御回路 3 5 を介 して入力 し、 該回転情報 と 指令 値 と を比較 し 、 電動 モー タ 2 2 を所定の 回転 に な る ょ ラ に制御する 。 なお、 C N C装置 3 0 は射出成形機の各部 か ら各種の制御のための情報を入力 して所 ¾の演算処理 を実行 し 、 温度制御や射出、 背圧制御を行 う 。
    [0026] 次に 、 射出 成形機の ス ク リ ュ 回転制御の具体例 に つ い て説明 す る 。
    [0027] 射出成形機の ス ク リ ュ は、 ホ ッ パ 1 内の チ ッ プ を シ リ ン ダ 2 ' 内 に 送 り 込 む と き の 反力 に よ る射出轴 （ ス ク リ ュ前後轴） の後退 に よ る チ ッ プの供給量を補正する た め、 そ の後退位置に 対応 して第 2 図 （ a ) ， （ b ) に示 す よ う に 回転数を変化 させる必要があ る 。 即 ち 、 第 2 図 ( b ) に おい て 、 P i , P 2 , P 3 , P 4 は後退する 射 出轴 2 " の移動位置 を示 し、 第 2 図 （ a ：) に お い て 、 f
    [0028] 1 , f 2 , f S ， f 4 は補正のための ス ク リ ュ 回転数 を 示す。 *発明 に おいて、 チ ッ プを シ リ ンダ 2 ' 内に移送す る 際 、 C N C 装置 3 0 は ス ク リ ュ 回転数を制御する 。 即 ち 、 N C指今 には、 こ の動作の分配用 と し て G コ ー ド 、 G 0 8 を設け、 次の よ う に指令する。
    [0029] G 0 8 C a F f ；
    [0030] こ こ で 、 C は ス ク リ ュ 回転 を 指示す る ァ ド レ ス で あ り 、 ct は回転数を示 し 、 十分に大き *値 を指示する 。 F は送 り 速度を指示す る ァ ド レ ス であ り 、 f ほ基準の送 リ 速度 （回転数） を示すも のであ る。
    [0031] また 、 前述の如 き動作铀において後退する射出軸の個 々 の移動点の速度の指 は、 R A M 3 3 の中 に ： 一バ ラ ィ ドテ ー ブル を作成 し て R A M 3 3 のバ ラ メ 一 タ 領域 P Mに記億させておき 、 射出軸 2 " すなわ ち ス ク リ ュ 2 が 回転 し てチ ッ プを移送する際、 チッ プ移送の反動でこれ が各移動点 P t 乃至 P 4 に .戻された時、 こ の オ ー バ ラ ィ ドテー ブルを 用いて ス ク リ ュ の回転速度 に対応する ォ ー バ ラ イ ド値を 得る よ う にする。
    [0032] 第 3 図は そ の オー バ ラ イ ドテーブルを説明'す る説明 図 であ り.、 位置 P i 乃至 P 4 に対応 し てそれぞれ ォ 一 パ ラ ィ ドの値がテ ー ブル に されてい る。
    [0033] そ し て 、 G 0 8 の分配は次の よ う に行
    [0034] ( 1 ) ス ク リ ュ 2 を 回転させてチッ プを ホ ッ ノ 1 か ら シ リ ン ダ 2 ' 内 に送 り 込む際、 送 リ 速度 f 、 ォ ― ノ ラ イ ド f i / X 1 0 0 で分配を開始する。
    [0035] ( 2 ) C N C 装置 3 0 は射出軸 2 " か ら の信号、 即 ち 、 射出軸 2 " を前後方向 に駆動する電動モ ー タ 2 0 の回転 情報を検出するパル ス ジェネ レー タ 2 1 の検出信号が入 力 され る送 り 軸制御回路 3 5 内のヱラ ー レ ジ ス タ 3 5 — 1 の内容を監視する 。 こ の場合、 射出軸 2 " の位置指令 は P 0 に し て お く 。 ス ク リ ュ 回転に よ っ てチ ッ プがホ ッ バ 1 か ら シ リ ン ダ 2 に移送される反動で射出轴 2 " を 反 対方向 に押圧する 力が電動モー タ 2 0 の ト ル ク リ ミ ッ ト を オー バー し 、 射出轴 2 " が後退 した量がエ ラ ー レ ジ ス タ 3 5 — 1 にた ま る こ と になる。
    [0036] ( 3 ) エ ラ ー レ ジ ス タ 3 5 — 1 の値が P i に な っ た ら 、 C N C 装置 3 0 は オ ーバ ラ イ ドを f 2 Z f X l 0 0 に変 え る 。
    [0037] ( 4 ) 同様に 、 C N C 装置 3 0 はエ ラ ー レ ジ ス タ 3 5 - 1 の値力 S P 2 に な っ た ら ォーノ ラ イ ドを f 5 / f X 1 0 0 、 P 5 に な っ た ら オーバラ イ ドを f 4 Z f X 1 0 0 に 変え る よ う に する 。
    [0038] ( 5 ) エ ラ ー レ ジ ス タ 3 5 - 1 の値 が P 4 に な っ た と き 、 C N C 装置 3 0 は チ ッ プの供給が十分 された と 判新 し て ス ク リ ュ 回転の分配を打切 り 、 G O 8 の分配の完了 と する 。
    [0039] と こ ろ で、 一般の N C装置においては 、 オー バ ラ イ ド は外部信号、 例えば、 オーバラ イ ド ス ィ ッ チ に よ る外部 信号で行 う よ う に し てい るが、 末発明 に おいて は、 前記 した よ う に 、 ス ク リ ュ 回転オーバラ イ ド は N C 装置の他 の轴の機械位置に応 じ て N C 装置内で作 り 出す よ う に構 一 I 0 — 成されてい る 。
    [0040] 即 ち 、 *発明 は 、 C N C 装置 3 0 が C N C 装置の ヱ ラ ー レ ジ ス タ 3 5 — 1 を監視する こ と に よ っ て射出铀の 位置を検知 し 、 こ の エ ラ ー レ ジ ス タ の値が所定値に な つ た ら 、 これを読込み、 その機械位置に対応 した.ス ク リ ュ 回転数 を得る よ う に したので、 チ ッ プの シ リ ン ダへの送 リ 込みが正確 に行え る よ う に な った。 特に、 太発明は従 来の流体制御 に よ る 射出成形機のス ク リ ュ 回転制御系 に 代替 し て C 装置を組込んで新規な速度制铒方式を確立 した も のであ り 、 そ の効果ほ顕著であ り 、 今後の技術的 進展に益する と こ ろ大き い。
    [0041] 以上、 术発明 を 図示の実施例に基づい て説明 したが、 *発明 は実施例に示 されたも ののみに限定 され る も の で は な く 、 *発明 の主 旨 の範 囲 で種 々 の変形は可能で あ り 、 こ れ ら を 末発 明 の 範 囲 か ら 排 除 す る も の では な い o
    [0042] 産業 との利用可能性
    [0043] 以上 の ょ ラ に 、 *発明は射出成形機の射出铀ぉよび ス ク リ ュ を電動 モ ー タ に よ っ て駆動する よ う に構成 し 、 射 出轴の位置に対応 し て ス ク リ ュ の回転数 を制御する よ う に した ので、 制御装置 に よる電動モー タ の一次的な制御 が可能 と な り 、 特に 、 数値制御装置に よ る射出成形機の ス ク リ ュ 回転制御に 適用 して好適であ る 。
    权利要求:
    Claims
    請 求 の 範 囲 - ( 1 ) ホ ツ バ内の原料チ ッ プを電動機に ょ リ 回転 され る ス ク リ ュ に よ リ シ リ ン ダ内に移送され、 ス ク リ ュ の移動 に よ り シ リ ン ダ内の原料を金型内に射出する射出成形機 の ス グ リ ュ 回転制御方式出軸次を含む ：
    ス ク リ ュ を 有す る 射 出轴 を 回転駆動す る第 1 の電動 モー タ ；
    該第 1 の電動モ ー タ を制御する第 1 の制锢手段 ； 射出軸を シ リ ン ダ内でその長手方向に移動す る移動手 段 ；
    射出轴の長手方向移動位置を検出する 手段 ；
    第 1 の電動モー タ を 回転 ¾動する際、 射出轴の移動位 置 に 対応 し て該第 1 の電動 モ ー タ の 回転数を 規定す る オー バ ー ラ イ ド値を 記憶する記億手段 ；
    第 1 の電動 モー タ を 回転駆動する際、 射出轴の移動位 置を検出 し、 所定の位置に対応 したオー バ ー ラ イ ド'値 を 記億手段 よ り 読み出 し 、 前記そ のオー バ ー ラ イ ド値に よ リ 第 1 の 電 動 モ ー タ の 回 転 数 を 補 正制 御 す る 制御手
    ( 2 ) 射出轴の長手方向移動位置を検出する手段は、 射 出轴を長手方向に移動 させる指 4値を と 射出铀 と の位置 差を示すエ ラ ー レ ジ ス タ であ る こ と を特徴 と す る請求の 範囲第 （ 1 ) 項記載の射出成形機の ス ク リ ュ 回転制御方 式。
    5 2 ―
    ( 3 ) 射出轴を移動する移動手段は第 2 の電動モ ー タ で あ る こ と を特徴 と する請求の範囲第 （ 1 ) 項記載の射出 成形機の ス グ リ ュ 回転制御方式。
    ( 4 ) 第 1 の電動モー タ と第 2 の電動モー タ は数値制御 装置に よ リ 回転制御 される こ と を特徵 と する 請求の範囲 第 （ 1 ) 項又は第 （ 3 ) 項記載の射出成形機の ス ク リ ュ 回転制御方式。
    0
    ( 5 ) 射出轴の長手方向移動手段を検出する手段はバル ス ジ ェ ネ レ ー タ で あ る こ と を 特徵 と す る 請求の範囲第
    ( 1 ) 項記載の射出成形機の ス ク リ ュ 回転制御方式。
    Φ
    5
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1986-03-13| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): KR US |
    1986-03-13| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): DE FR GB IT |
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    1986-09-10| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1985904487 Country of ref document: EP |
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    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP59/185048||1984-09-04||
    JP59185048A|JPH0477653B2|1984-09-04|1984-09-04||EP85904487A| EP0193615B2|1984-09-04|1985-09-04|System for controlling the revolution of a screw in an injection molding machine|
    KR8670244A| KR910005151B1|1984-09-04|1985-09-04|사출 성형기의 스크루우 회전 제어 방식|
    DE8585904487A| DE3579152D1|1984-09-04|1985-09-04|System zum steuern der rotation einer schraubenspindel in einer spritzgiessmaschine.|
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