專利名稱：射出成型機(jī)的計(jì)量控制方法及射出成型機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于以伺服電機(jī)為計(jì)量驅(qū)動(dòng)源及射出驅(qū)動(dòng)源的電動(dòng)式直列螺桿式射出成型機(jī)的計(jì)量控制的技術(shù)。
背景技術(shù)：
在原有的電動(dòng)式直列螺桿式射出成型機(jī)中，多數(shù)場(chǎng)合下，計(jì)量行程的控制是對(duì)計(jì)量用伺服電機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)速度反饋控制，使得螺桿的旋轉(zhuǎn)速度與設(shè)定值一致，對(duì)射出用伺服電機(jī)進(jìn)行壓力反饋控制使得施加在螺桿上的背壓(對(duì)螺桿后退的抵抗壓力)與設(shè)定值一致。然而，這樣的話，對(duì)計(jì)量用伺服電機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)速度反饋控制，對(duì)射出用伺服電機(jī)進(jìn)行壓力反饋控制時(shí)，施加在螺桿上的背壓雖能很好地與設(shè)定值一致，然而，若設(shè)定成在計(jì)量結(jié)束時(shí)背壓為零，要進(jìn)行控制使得在計(jì)量結(jié)束時(shí)的背壓為零的話，由于射出用伺服電機(jī)進(jìn)行壓力優(yōu)先的反饋控制，所以不能避免螺桿的后退停止位置的誤差。
對(duì)此，本申請(qǐng)的申請(qǐng)人在日本專利申請(qǐng)?zhí)仡?yuàn)2003-199230號(hào)中對(duì)使計(jì)量結(jié)束位置與設(shè)定位置一致的計(jì)量控制方法提出了以下方案對(duì)射出用伺服電機(jī)進(jìn)行速度反饋控制以使螺桿的后退速度與設(shè)定后退速度模式一致，同時(shí)，對(duì)計(jì)量用伺服電機(jī)進(jìn)行壓力反饋控制以使施加在螺桿上的背壓與背壓設(shè)定模式一致(換一句話說(shuō)，為與背壓設(shè)定模式一致而對(duì)計(jì)量旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行控制的反饋控制)，從而使計(jì)量結(jié)束位置與設(shè)定位置一致。
然而，在上述的在先申請(qǐng)所提出的計(jì)量控制方法中，存在計(jì)量動(dòng)作不穩(wěn)定的問(wèn)題；這是由于將反饋加到了計(jì)量用電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度指令中以與背壓設(shè)定模式一致，所以在計(jì)量開(kāi)始時(shí)，源于原料樹脂供給的不足，與所期望的背壓上升無(wú)關(guān)，而導(dǎo)致計(jì)量動(dòng)作不穩(wěn)定。另外，根據(jù)原料樹脂供給裝置的動(dòng)作狀態(tài)或樹脂的干燥狀態(tài)的狀況也會(huì)導(dǎo)致計(jì)量動(dòng)作的不穩(wěn)定。這是因?yàn)椋词褂?jì)量用電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度上升，也并不一定就會(huì)增加由螺桿送入的樹脂量，因而與所期望的背壓上升無(wú)關(guān)。
對(duì)此，考慮了以下結(jié)構(gòu)從計(jì)量開(kāi)始直到計(jì)量行程的途中，以設(shè)定旋轉(zhuǎn)速度為恒定的開(kāi)放控制來(lái)控制計(jì)量用伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，同時(shí)，通過(guò)控制背壓實(shí)測(cè)值使之與背壓設(shè)定值一致、以對(duì)后退速度進(jìn)行控制的背壓反饋控制來(lái)驅(qū)動(dòng)控制射出用伺服電機(jī)，從螺桿后退速度穩(wěn)定了(即背壓穩(wěn)定了)的計(jì)量行程的途中，以對(duì)依照背壓設(shè)定模式的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行控制的背壓反饋控制來(lái)驅(qū)動(dòng)控制計(jì)量用伺服電機(jī)，來(lái)得到由該計(jì)量用伺服電機(jī)的背壓控制的穩(wěn)定，同時(shí)，對(duì)射出用伺服電機(jī)進(jìn)行后退速度控制以使得螺桿后退停止位置與計(jì)量結(jié)束位置一致。若進(jìn)行這樣的控制，能夠利用射出用伺服電機(jī)進(jìn)行控制使計(jì)量結(jié)束位置與設(shè)定位置一致，同時(shí)，從計(jì)量行程的途中利用計(jì)量用電機(jī)的背壓反饋控制也能穩(wěn)定地進(jìn)行。
進(jìn)行如上所述的控制時(shí)雖有各種優(yōu)點(diǎn)，但仍存在以下問(wèn)題。即，存在的問(wèn)題是，即使將用于計(jì)量行程終期的射出用伺服電機(jī)的減速設(shè)定模式的后退速度零設(shè)定成與所定的計(jì)量結(jié)束位置一致，進(jìn)而，以依照與該減速設(shè)定模式成比例的值所計(jì)算的背壓減壓設(shè)定模式的背壓反饋控制，來(lái)控制計(jì)量用伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，在螺桿到達(dá)計(jì)量結(jié)束位置的時(shí)刻，也不能夠保證由射出用伺服電機(jī)所控制的螺桿后退速度的實(shí)測(cè)值、由計(jì)量用伺服電機(jī)所控制的背壓的實(shí)測(cè)值及螺桿的實(shí)測(cè)旋轉(zhuǎn)速度全部同時(shí)為零；以前對(duì)控制螺桿后退速度的實(shí)測(cè)值、背壓的實(shí)測(cè)值、螺桿的實(shí)測(cè)旋轉(zhuǎn)速度全部同時(shí)為零沒(méi)有加以考慮?？傊郧?，螺桿后退速度的減速設(shè)定模式是不適當(dāng)?shù)?，這是因?yàn)橛性O(shè)定過(guò)于陡峭的傾向，螺桿后退速度控制成急速接近于零，進(jìn)行背壓控制的計(jì)量用伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度控制的減速跟不上，即使螺桿后退速度接近于零，由于計(jì)量用伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度還有某種程度的大小(由于樹脂的送入還在某種程度上進(jìn)行)，所以在螺桿后退速度接近零時(shí)的背壓反而變高，因此，在計(jì)量動(dòng)作結(jié)束后，不得不進(jìn)行眾所周知的回抽動(dòng)作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于上述各點(diǎn)而提出的，其目的是通過(guò)在螺桿到達(dá)計(jì)量結(jié)束位置的時(shí)刻，使螺桿后退速度的實(shí)測(cè)值、背壓的實(shí)測(cè)值、螺桿(計(jì)量用伺服電機(jī))的實(shí)測(cè)旋轉(zhuǎn)速度全部同時(shí)為零，從而不再出現(xiàn)回抽。
為了達(dá)到上述目的，本申請(qǐng)的1個(gè)發(fā)明是以伺服電機(jī)為計(jì)量驅(qū)動(dòng)源及射出驅(qū)動(dòng)源的直列螺桿式射出成型機(jī)的計(jì)量控制方法，其特征在于，從計(jì)量開(kāi)始直到計(jì)量行程中途的計(jì)量控制切換位置，以設(shè)定螺桿旋轉(zhuǎn)速度為恒定的開(kāi)放控制來(lái)驅(qū)動(dòng)控制計(jì)量用伺服電機(jī)，同時(shí)，以依照預(yù)先設(shè)定的背壓設(shè)定值的對(duì)螺桿后退速度進(jìn)行控制的背壓反饋控制來(lái)驅(qū)動(dòng)控制射出用伺服電機(jī)；從所述計(jì)量控制切換位置直到計(jì)量結(jié)束，以具有從所述計(jì)量控制切換位置之前的實(shí)測(cè)后退速度計(jì)算出的后退速度的恒定區(qū)域，依照后退速度設(shè)定模式的開(kāi)放控制來(lái)驅(qū)動(dòng)控制所述射出用伺服電機(jī)，同時(shí)，首先，以依照預(yù)先設(shè)定的背壓設(shè)定值對(duì)螺桿旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行控制的反饋控制來(lái)驅(qū)動(dòng)控制所述計(jì)量用伺服電機(jī)，隨后，依照與所述開(kāi)放控制用的后退速度設(shè)定模式的減速模式成比例的值所計(jì)算出的背壓設(shè)定模式，以對(duì)螺桿旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行控制的背壓反饋控制來(lái)驅(qū)動(dòng)控制所述計(jì)量用伺服電機(jī)；對(duì)從所述計(jì)量控制切換位置直到所述計(jì)量結(jié)束的所述后退速度設(shè)定模式的，從后退速度恒定到后退速度為零的所述減速模式進(jìn)行設(shè)定，使得后退速度為零僅與計(jì)量結(jié)束位置一致，并且在時(shí)間軸上所見(jiàn)的螺桿實(shí)測(cè)旋轉(zhuǎn)速度的減速模式的旋轉(zhuǎn)速度為零僅與螺桿到達(dá)所述計(jì)量結(jié)束位置的時(shí)刻一致；在螺桿到達(dá)所述計(jì)量結(jié)束位置的時(shí)刻，通過(guò)控制使得由所述計(jì)量用伺服電機(jī)所控制的背壓的實(shí)測(cè)值、由所述射出用伺服電機(jī)所控制的螺桿后退速度的實(shí)測(cè)值及螺桿的實(shí)測(cè)旋轉(zhuǎn)速度全部同時(shí)為零。
采用本發(fā)明，在螺桿到達(dá)計(jì)量結(jié)束位置的時(shí)刻，由于控制使得螺桿后退速度的實(shí)測(cè)值、背壓的實(shí)測(cè)值、螺桿(計(jì)量用伺服電機(jī))的實(shí)測(cè)旋轉(zhuǎn)速度全部同時(shí)為零，所以，直到下一次射出，滯留在加熱缸內(nèi)的熔融樹脂的剩余壓力為零，即使打開(kāi)模具使成型品與模具分離也不會(huì)有產(chǎn)生滴料(ドル一リング)或拉絲之虞，因此，在計(jì)量結(jié)束后沒(méi)有必要進(jìn)行回抽。另外，由于沒(méi)有必要進(jìn)行回抽，能夠一直從恒定的計(jì)量結(jié)束位置開(kāi)始射出動(dòng)作，所以射出量也穩(wěn)定，緩沖量也穩(wěn)定。再有，由于在與螺桿后退的停止的同時(shí)，背壓及螺桿(計(jì)量用伺服電機(jī))的旋轉(zhuǎn)速度為零，所以計(jì)量的熔融樹脂的密度穩(wěn)定與上述射出量或緩沖量穩(wěn)定相輔相成，能盡可能減少成型品的重量波動(dòng)。


圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電動(dòng)式直列螺桿式射出成型機(jī)的計(jì)量控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖2是表示本發(fā)明的計(jì)量控制方法的螺桿旋轉(zhuǎn)速度和背壓及螺桿后退速度沿位置軸的變化的情況的說(shuō)明圖。
圖3是表示本發(fā)明的計(jì)量控制方法的螺桿旋轉(zhuǎn)速度和背壓及螺桿后退速度沿時(shí)間軸的變化的情況的說(shuō)明圖。
圖4是表示在圖2中距離L3沒(méi)有被設(shè)定在最佳位置時(shí)螺桿旋轉(zhuǎn)速度和背壓及螺桿后退速度沿位置軸的變化的情況的說(shuō)明圖。
圖5是表示在圖2中距離L3沒(méi)有被設(shè)定在最佳位置時(shí)螺桿旋轉(zhuǎn)速度和背壓及螺桿后退速度沿時(shí)間軸的變化的狀態(tài)的說(shuō)明圖。
具體實(shí)施例方式
以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例(以下稱為本實(shí)施例)的電動(dòng)式直列螺桿式射出成型機(jī)的計(jì)量控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
在圖1中，1是進(jìn)行射出成型機(jī)的整體控制的系統(tǒng)控制器，這里，為了簡(jiǎn)化圖示，僅畫出了在系統(tǒng)控制器1內(nèi)的計(jì)量控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
在圖1中，2是進(jìn)行計(jì)量動(dòng)作的上游控制的計(jì)量行程控制部，計(jì)量行程控制部2通過(guò)控制切換開(kāi)關(guān)24、串行口17通過(guò)對(duì)放大器4直接輸出指令輸出的開(kāi)放控制對(duì)作為螺桿的前后驅(qū)動(dòng)源的射出用伺服電機(jī)3進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，并通過(guò)射出用伺服電機(jī)反饋控制系統(tǒng)7、控制切換開(kāi)關(guān)24、串行口17、放大器4以反饋控制對(duì)射出用伺服電機(jī)4進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。另外，計(jì)量行程控制部2通過(guò)控制切換開(kāi)關(guān)25、串行口23對(duì)放大器6直接輸出指令輸出的開(kāi)放控制對(duì)作為螺桿的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源的計(jì)量用伺服電機(jī)5進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，通過(guò)計(jì)量用伺服電機(jī)反饋控制系統(tǒng)8、控制切換開(kāi)關(guān)25、串行口23、放大器6以反饋控制對(duì)計(jì)量用伺服電機(jī)5進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。還有，計(jì)量行程控制部2具備如下功能根據(jù)附設(shè)于射出用伺服電機(jī)3的未圖示的編碼器的輸出來(lái)認(rèn)知螺桿的位置和后退速度，根據(jù)附設(shè)于計(jì)量用伺服電機(jī)5的未圖示的編碼器的輸出來(lái)認(rèn)知螺桿的旋轉(zhuǎn)速度的功能，以及儲(chǔ)存各種設(shè)定值，基于計(jì)算結(jié)果來(lái)計(jì)算出設(shè)定值并將其作為設(shè)定值的功能等。另外，計(jì)量行程控制部2還具備同步地切換控制切換開(kāi)關(guān)24、25的功能，控制切換開(kāi)關(guān)24直到后述的計(jì)量控制切換位置S3之前選擇反饋控制系統(tǒng)的輸出，在計(jì)量控制切換位置S3以后則選擇開(kāi)放控制系統(tǒng)的輸出，控制切換開(kāi)關(guān)25直到后述的計(jì)量控制切換位置S3之前選擇開(kāi)放控制系統(tǒng)的輸出，在計(jì)量控制切換位置S3以后選擇反饋控制系統(tǒng)的輸出。
來(lái)自計(jì)量行程控制部2的背壓設(shè)定值(依照預(yù)先設(shè)定的背壓設(shè)定模式的背壓指令值)和來(lái)自背壓測(cè)定部13的背壓實(shí)測(cè)值被輸入到射出用伺服電機(jī)反饋控制系統(tǒng)7的偏差檢測(cè)部14。背壓測(cè)定部13通過(guò)放大器10、串行口12接收對(duì)施加在螺桿上的壓力進(jìn)行測(cè)定的壓力傳感器9的輸出并測(cè)定背壓實(shí)測(cè)值。并且，由偏差檢測(cè)部14所求得的偏差e被輸出到PID計(jì)算部15，在PID計(jì)算部15用所輸入的偏差e基于PID(比例、積分、微分)動(dòng)作進(jìn)行為進(jìn)行反饋控制的計(jì)算處理，計(jì)算出為使背壓實(shí)測(cè)值與背壓設(shè)定值一致的操作量，并將此操作量輸出到輸出計(jì)算部16。在輸出計(jì)算部16中，用所輸入的操作量計(jì)算出控制輸出值，通過(guò)控制切換開(kāi)關(guān)24、串行口17、放大器4將其輸出到射出用伺服電機(jī)3，這樣，利用射出用伺服電機(jī)3，如后述那樣，在計(jì)量行程的某個(gè)區(qū)域，通過(guò)進(jìn)行對(duì)螺桿的后退速度進(jìn)行控制的背壓反饋控制，從而使背壓實(shí)測(cè)值與背壓設(shè)定模式一致。
來(lái)自計(jì)量行程控制部2的背壓設(shè)定值(依照預(yù)先設(shè)定的背壓設(shè)定模式的背壓指令值，或者如后述那樣，基于由計(jì)量行程控制部2計(jì)算所求得的背壓設(shè)定模式的背壓設(shè)定值)和來(lái)自背壓測(cè)定部19的背壓實(shí)測(cè)值被輸入到計(jì)量用伺服電機(jī)反饋控制系統(tǒng)8的偏差檢測(cè)部20。背壓測(cè)定部19通過(guò)放大器11、串行口18接收對(duì)施加在螺桿上的壓力進(jìn)行測(cè)定的壓力傳感器10的輸出并測(cè)定背壓實(shí)測(cè)值。并且，由偏差檢測(cè)部20所求得的偏差e被輸出到PID計(jì)算部21，在PID計(jì)算部21，用所輸入的偏差e基于PID動(dòng)作進(jìn)行為進(jìn)行反饋控制的計(jì)算處理，計(jì)算出為使背壓實(shí)測(cè)值與背壓設(shè)定值一致的操作量，并將此操作量輸出到輸出計(jì)算部22。在輸出計(jì)算部22，用所輸入的操作量計(jì)算出控制輸出值，通過(guò)控制切換開(kāi)關(guān)25、串行口23、放大器6將其輸出到計(jì)量用伺服電機(jī)5，這樣，利用射出用伺服電機(jī)5，如后述那樣，在計(jì)量行程的某個(gè)區(qū)域，通過(guò)進(jìn)行對(duì)螺桿的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行控制的背壓反饋控制，從而使背壓實(shí)測(cè)值與背壓設(shè)定模式一致。
其次，用表示本實(shí)施例的計(jì)量行程的情況的圖2、圖3，對(duì)本實(shí)施例的計(jì)量動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。圖2表示螺桿旋轉(zhuǎn)速度和背壓及螺桿后退速度沿位置軸的變化的情況，圖3表示螺桿旋轉(zhuǎn)速度和背壓及螺桿后退速度沿時(shí)間軸的變化的情況。此外，在這里，是以成形重量3.5g的成型品(制品)的情況為例子。
計(jì)量行程控制部2從設(shè)定計(jì)量結(jié)束位置S2離開(kāi)預(yù)先設(shè)定的距離L1以所規(guī)定的計(jì)量控制切換位置S3為邊界對(duì)控制進(jìn)行切換。設(shè)定計(jì)量結(jié)束位置S2由從計(jì)量開(kāi)始位置S1離開(kāi)預(yù)定的距離所規(guī)定(或者以絕對(duì)值規(guī)定)。首先，從計(jì)量開(kāi)始位置S1直到計(jì)量控制切換位置S3，計(jì)量行程控制部2用預(yù)先設(shè)定的恒定的設(shè)定螺桿旋轉(zhuǎn)速度31(例如，在這里為350rpm)，以開(kāi)放控制對(duì)計(jì)量用伺服電機(jī)5進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。這樣，控制實(shí)測(cè)螺桿旋轉(zhuǎn)速度32使其大致與設(shè)定螺桿旋轉(zhuǎn)速度31一致。另外，從計(jì)量開(kāi)始位置S1直到計(jì)量控制切換位置S3，計(jì)量行程控制部2用預(yù)先設(shè)定的背壓設(shè)定值33(例如，在這里為180kg/cm2)，以對(duì)螺桿后退速度進(jìn)行控制的背壓反饋控制來(lái)驅(qū)動(dòng)控制射出用伺服電機(jī)3，從而使根據(jù)壓力傳感器9的輸出所檢測(cè)出的背壓實(shí)測(cè)值34與背壓設(shè)定值33一致。這樣，一邊使實(shí)測(cè)螺桿后退速度35上升，一邊是其逐漸穩(wěn)定，在設(shè)定計(jì)量結(jié)束位置S2之前的規(guī)定區(qū)域內(nèi)，實(shí)測(cè)螺桿后退速度35達(dá)到穩(wěn)定。
在螺桿到達(dá)計(jì)量控制切換位置S3的時(shí)刻，計(jì)量行程控制部2在從離開(kāi)計(jì)量控制切換位置S3一個(gè)預(yù)先設(shè)定的規(guī)定距離L2之前的位置到計(jì)量控制切換位置S3之間，根據(jù)多次取樣的實(shí)測(cè)螺桿后退速度35的平均值來(lái)計(jì)算并設(shè)定計(jì)量控制切換位置S3以后的螺桿后退速度的設(shè)定模式36、37。該螺桿后退速度的設(shè)定模式36、37是在計(jì)量控制切換位置S3以后用于對(duì)射出用伺服電機(jī)3進(jìn)行開(kāi)放控制的設(shè)定值，從計(jì)量控制切換位置S3開(kāi)始所設(shè)定的起始的設(shè)定模式36與上述的穩(wěn)定區(qū)域的實(shí)測(cè)螺桿后退速度35的平均值相等，是形成后退速度恒定區(qū)域的模式，例如，這里設(shè)定為20mm/sec。接著設(shè)定模式36直到設(shè)定計(jì)量結(jié)束位置S2，所設(shè)定的螺桿后退速度的設(shè)定模式37是根據(jù)由操作者設(shè)定的減速和減壓開(kāi)始位置S4來(lái)決定的模式，這是與從設(shè)定計(jì)量結(jié)束位置S2開(kāi)始的最佳設(shè)定距離L3(例如，這里為2.5mm)相應(yīng)的螺桿后退速度的最佳減速模式。該螺桿后退速度的設(shè)定模式(設(shè)定減速模式)37根據(jù)以直線連接螺桿后退速度值和螺桿后退結(jié)束時(shí)刻的零值的沿時(shí)間軸的設(shè)定模式(設(shè)定減速模式)37’計(jì)算出作為沿位置軸的設(shè)定模式(設(shè)定減速模式)37；上述螺桿后退速度值是從設(shè)定模式36的后退速度值和由上述距離L3所規(guī)定的時(shí)間(例如，這里為0.25sec)求得的，在圖3的時(shí)間軸上所示的、減速和減壓開(kāi)始時(shí)刻的螺桿后退速度值。另外，在螺桿到達(dá)計(jì)量控制切換位置S3的時(shí)刻，計(jì)量行程控制部2基于上述螺桿后退速度的設(shè)定模式(設(shè)定減速模式)37設(shè)定與其成比例的值所計(jì)算出來(lái)的背壓減速的設(shè)定模式38。該背壓減速的設(shè)定模式38基于圖3的時(shí)間軸所示的、根據(jù)螺桿后退速度的設(shè)定模式(設(shè)定減速模式)37’進(jìn)行比例計(jì)算所求得的背壓減速的設(shè)定模式38’，計(jì)算出作為沿位置軸的背壓減速的設(shè)定模式38。
接下來(lái)，對(duì)計(jì)量控制切換位置S3以后的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。從計(jì)量控制切換位置S3直到計(jì)量結(jié)束之前，計(jì)量行程控制部2依照螺桿后退速度的設(shè)定模式36及設(shè)定模式(設(shè)定減速模式)37，以開(kāi)放控制來(lái)驅(qū)動(dòng)控制射出用伺服電機(jī)3。這樣，實(shí)測(cè)螺桿后退速度35就與設(shè)定模式36、37相近，螺桿的后退在與設(shè)定計(jì)量結(jié)束位置S2一致的位置停止。另外，從計(jì)量控制切換位置S3直到計(jì)量結(jié)束，計(jì)量行程控制部2開(kāi)始以依照預(yù)先設(shè)定的背壓設(shè)定值33的對(duì)螺桿旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行控制的背壓反饋控制來(lái)驅(qū)動(dòng)控制計(jì)量用伺服電機(jī)5，在減速和減壓開(kāi)始位置S4以后，以依照背壓減速的設(shè)定模式38的對(duì)螺桿旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行控制的背壓反饋控制來(lái)驅(qū)動(dòng)控制計(jì)量用伺服電機(jī)5。這樣，控制背壓實(shí)測(cè)值34使之與背壓設(shè)定值33及背壓減速的設(shè)定模式38一致。進(jìn)而，基于進(jìn)行背壓反饋控制的計(jì)量用伺服電機(jī)5的控制，實(shí)測(cè)螺桿旋轉(zhuǎn)速度32伴隨著背壓的減壓而下降，在設(shè)定計(jì)量結(jié)束位置S2變?yōu)榱恪?br> 在圖3中，與圖2的符號(hào)31～38相對(duì)應(yīng)的部分以相同的符號(hào)加上一撇(′)來(lái)表示。在圖2、圖3所示的例子中，由于上述距離L3被設(shè)定為最佳值，所以在螺桿的后退結(jié)束的時(shí)刻(螺桿的后退停止時(shí)刻)，實(shí)測(cè)螺桿的后退速度35’、實(shí)測(cè)螺桿的旋轉(zhuǎn)速度32’、背壓實(shí)測(cè)值34’全部同時(shí)為零。
這樣，為了在時(shí)間軸上使實(shí)測(cè)螺桿的后退速度35’、實(shí)測(cè)螺桿的旋轉(zhuǎn)速度32’、背壓實(shí)測(cè)值34’全部同時(shí)為零，重要的是要確認(rèn)在時(shí)間軸上所見(jiàn)到的實(shí)測(cè)螺桿的旋轉(zhuǎn)速度32’的減速模式的旋轉(zhuǎn)速度為零僅與螺桿后退結(jié)束了的時(shí)刻一致，這樣一來(lái)，本申請(qǐng)的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在螺桿后退結(jié)束了的時(shí)刻能夠保證背壓實(shí)測(cè)值34’為零。上述距離L3的最佳設(shè)定是一邊適當(dāng)?shù)馗淖兙嚯xL3一邊進(jìn)行試射出，一直進(jìn)行到確認(rèn)在時(shí)間軸上所見(jiàn)的實(shí)測(cè)螺桿旋轉(zhuǎn)速度32’的減速模式的旋轉(zhuǎn)速度為零僅與螺桿后退結(jié)束的時(shí)刻一致。
其次，用圖4、圖5對(duì)沒(méi)有對(duì)上述距離L3進(jìn)行最佳設(shè)定的場(chǎng)合的缺點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明。圖4表示螺桿旋轉(zhuǎn)速度和背壓及螺桿后退速度沿位置軸的變化的情況。圖5表示螺桿旋轉(zhuǎn)速度和背壓及螺桿后退速度沿時(shí)間軸的變化的情況。此外，在這里，也是以對(duì)形成重量3.5g的成型品(制品)的場(chǎng)合為例子，圖4與圖2對(duì)應(yīng)，圖5與圖3對(duì)應(yīng)。
圖4所示的例子中，將設(shè)定在僅距設(shè)定計(jì)量結(jié)束位置S2的距離L3之前的減速和減壓開(kāi)始位置S4設(shè)定成與圖2的場(chǎng)合相比在更接近設(shè)定計(jì)量結(jié)束位置S2的地方，在這里，使距離L3約為0.31mm。根據(jù)該距離L3的設(shè)定，與前面一樣，通過(guò)計(jì)算求得螺桿后退速度的設(shè)定模式(設(shè)定減速模式)37及背壓減速的設(shè)定模式38，作為設(shè)定模式37、38自動(dòng)地進(jìn)行設(shè)定。依照該螺桿后退速度的設(shè)定模式(設(shè)定減速模式)37，以開(kāi)放控制驅(qū)動(dòng)控制射出用伺服電機(jī)3，實(shí)測(cè)螺桿后退速度35像設(shè)定模式37一樣迅猛減速，螺桿的后退在與設(shè)定計(jì)量結(jié)束位置S2一致的位置停止。另一方面，雖然是依照背壓減速的設(shè)定模式38，以對(duì)螺桿旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行控制的背壓反饋控制來(lái)驅(qū)動(dòng)控制計(jì)量用伺服電機(jī)5，但是即使背壓實(shí)測(cè)值34從設(shè)定計(jì)量結(jié)束位置S2的稍微前面一點(diǎn)開(kāi)始上升，實(shí)測(cè)螺桿旋轉(zhuǎn)速度32在設(shè)定計(jì)量結(jié)束位置S2變?yōu)榱?，背壓?shí)測(cè)值34在設(shè)定計(jì)量結(jié)束位置S2仍為還有背壓的狀態(tài)。
用圖5的時(shí)間軸的狀態(tài)變化對(duì)此進(jìn)行說(shuō)明。從減速和減壓開(kāi)始時(shí)刻，實(shí)測(cè)螺桿后退速度35’迅猛減速，即使實(shí)測(cè)螺桿后退速度35’接近于零，由于實(shí)測(cè)螺桿旋轉(zhuǎn)速度32’仍然還有一定的旋轉(zhuǎn)速度，所以，背壓實(shí)測(cè)值34’從螺桿后退結(jié)束時(shí)刻稍前開(kāi)始上升。這是因?yàn)樵诼輻U后退停止的狀態(tài)，因螺桿旋轉(zhuǎn)而送入樹脂。并且，相對(duì)于實(shí)測(cè)螺桿后退速度35’，基于以對(duì)螺桿旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行控制的背壓反饋控制的結(jié)果，實(shí)測(cè)螺桿旋轉(zhuǎn)速度32’的減速不追隨實(shí)測(cè)螺桿后退速度35’的減速，由于實(shí)測(cè)螺桿的旋轉(zhuǎn)速度32’從超過(guò)螺桿后退結(jié)束時(shí)刻后變?yōu)榱?，所以即使停止螺桿的旋轉(zhuǎn)，也處于還有背壓的狀態(tài)。因此，在計(jì)量結(jié)束后，不得不進(jìn)行回抽。
對(duì)此，如前所述，在本實(shí)施例中，在螺桿到達(dá)計(jì)量結(jié)束位置的時(shí)刻，由于控制螺桿后退速度的實(shí)測(cè)值、背壓的實(shí)測(cè)值、螺桿(計(jì)量用伺服電機(jī))的實(shí)測(cè)旋轉(zhuǎn)速度全部同時(shí)為零，所以，直到下一次射出，滯留在加熱缸內(nèi)的熔融樹脂的剩余壓力為零，即使打開(kāi)模具使成型品離開(kāi)模具也不會(huì)有產(chǎn)生滴料或拉絲之虞，因此，在計(jì)量結(jié)束后沒(méi)有進(jìn)行回抽的必要。另外，由于沒(méi)有必要進(jìn)行回抽，能夠一直從恒定的計(jì)量結(jié)束位置開(kāi)始射出動(dòng)作，所以射出量也穩(wěn)定，緩沖量也穩(wěn)定。再有，由于在與螺桿后退的停止的同時(shí)，背壓及螺桿(計(jì)量用伺服電機(jī))的轉(zhuǎn)速為零，所以計(jì)量的熔融樹脂的密度穩(wěn)定與上述射出量或緩沖量穩(wěn)定相輔相成，成型品的重量誤差也能夠盡可能減少(根據(jù)圖4、圖5的條件導(dǎo)致的重量實(shí)測(cè)值的波動(dòng)范圍R，對(duì)重量為3.5g的成型品(制品)R＝0.07g，與之相對(duì)，根據(jù)圖2、圖3的條件，對(duì)重量3.5g的成型品(制品)降低到R＝0.03g)。
權(quán)利要求
1.一種射出成型機(jī)的計(jì)量控制方法，它是以伺服電機(jī)為計(jì)量驅(qū)動(dòng)源及射出驅(qū)動(dòng)源的直列螺桿式射出成型機(jī)的計(jì)量控制方法，其特征在于，從計(jì)量開(kāi)始直到計(jì)量行程中途的計(jì)量控制切換位置，以設(shè)定螺桿旋轉(zhuǎn)速度為恒定的開(kāi)放控制來(lái)驅(qū)動(dòng)控制計(jì)量用伺服電機(jī)，同時(shí)，以依照預(yù)先設(shè)定的背壓設(shè)定值的對(duì)螺桿后退速度進(jìn)行控制的背壓反饋控制來(lái)驅(qū)動(dòng)控制射出用伺服電機(jī)；從所述計(jì)量控制切換位置直到計(jì)量結(jié)束，以依照后退速度設(shè)定模式的開(kāi)放控制來(lái)驅(qū)動(dòng)控制所述射出用伺服電機(jī)，同時(shí)，以對(duì)螺桿旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行控制的背壓反饋控制來(lái)驅(qū)動(dòng)控制所述計(jì)量用伺服電機(jī)；在螺桿到達(dá)所述計(jì)量結(jié)束位置的時(shí)刻，通過(guò)控制使得由所述計(jì)量用伺服電機(jī)所控制的背壓的實(shí)測(cè)值、由所述射出用伺服電機(jī)所控制的螺桿后退速度的實(shí)測(cè)值及螺桿的實(shí)測(cè)旋轉(zhuǎn)速度全部同時(shí)為零。
2.如權(quán)利要求1所述的射出成型機(jī)的計(jì)量控制方法，其特征在于，從所述計(jì)量控制切換位置直到計(jì)量結(jié)束，以具有從所述計(jì)量控制切換位置之前的實(shí)測(cè)后退速度計(jì)算出的后退速度的恒定區(qū)域，依照后退速度設(shè)定模式的開(kāi)放控制來(lái)驅(qū)動(dòng)控制所述射出用伺服電機(jī)，同時(shí)，首先，以依照預(yù)先設(shè)定的背壓設(shè)定值對(duì)螺桿旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行控制的反饋控制來(lái)驅(qū)動(dòng)控制所述計(jì)量用伺服電機(jī)，隨后，依照與所述開(kāi)放控制用的后退速度設(shè)定模式的減速模式成比例的值所計(jì)算出的背壓設(shè)定模式，以對(duì)螺桿旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行控制的背壓反饋控制來(lái)驅(qū)動(dòng)控制所述計(jì)量用伺服電機(jī)；對(duì)從所述計(jì)量控制切換位置直到所述計(jì)量結(jié)束的所述后退速度設(shè)定模式的，從后退速度恒定到后退速度為零的所述減速模式進(jìn)行設(shè)定，使得后退速度為零僅與計(jì)量結(jié)束位置一致，并且在時(shí)間軸上所見(jiàn)的螺桿實(shí)測(cè)旋轉(zhuǎn)速度的減速模式的旋轉(zhuǎn)速度為零僅與螺桿到達(dá)所述計(jì)量結(jié)束位置的時(shí)刻一致。
3.一種以伺服電機(jī)為計(jì)量驅(qū)動(dòng)源及射出驅(qū)動(dòng)源的直列螺桿式射出成型機(jī)，其特征在于，具備從計(jì)量開(kāi)始直到計(jì)量行程中途的計(jì)量控制切換位置，以設(shè)定螺桿旋轉(zhuǎn)速度為恒定的開(kāi)放控制來(lái)驅(qū)動(dòng)控制計(jì)量用伺服電機(jī)，同時(shí)，以依照預(yù)先設(shè)定的背壓設(shè)定值的對(duì)螺桿后退速度進(jìn)行控制的背壓反饋控制來(lái)驅(qū)動(dòng)控制射出用伺服電機(jī)；從所述計(jì)量控制切換位置直到計(jì)量結(jié)束，以依照后退速度設(shè)定模式的開(kāi)放控制來(lái)驅(qū)動(dòng)控制所述射出用伺服電機(jī)，同時(shí)，以對(duì)螺桿旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行控制的背壓反饋控制來(lái)驅(qū)動(dòng)控制所述計(jì)量用伺服電機(jī)；在螺桿到達(dá)所述計(jì)量結(jié)束位置的時(shí)刻，通過(guò)控制使得由所述計(jì)量用伺服電機(jī)所控制的背壓的實(shí)測(cè)值、由所述射出用伺服電機(jī)所控制的螺桿后退速度的實(shí)測(cè)值及螺桿的實(shí)測(cè)旋轉(zhuǎn)速度全部同時(shí)為零。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于以伺服電機(jī)為計(jì)量驅(qū)動(dòng)源及射出驅(qū)動(dòng)源的電動(dòng)式直列螺桿式射出成型機(jī)的計(jì)量控制的技術(shù)。其目的在于避免回抽。本發(fā)明的射出成型機(jī)的計(jì)量控制方法的特征是，通過(guò)控制使得在螺桿到達(dá)計(jì)量結(jié)束位置的時(shí)刻，由計(jì)量用伺服電機(jī)所控制的背壓的實(shí)測(cè)值、由射出用伺服電機(jī)所控制的螺桿后退速度的實(shí)測(cè)值及螺桿的實(shí)測(cè)旋轉(zhuǎn)速度全部同時(shí)為零。
文檔編號(hào)B29C45/03GK1792610SQ20051000766
公開(kāi)日2006年6月28日 申請(qǐng)日期2005年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月20日
發(fā)明者山田明雄 申請(qǐng)人:東洋機(jī)械金屬株式會(huì)社