CN104723527A - 具有降低同步误差的功能的注塑成型机的控制装置 - Google Patents

Abstract

在本发明的注塑成型机的控制装置中，通过控制装置用多个轴驱动注塑成型机的一个被驱动构件。检测这些多个轴的相互的同步误差，修正用于限制驱动被驱动构件的这些多个轴的转矩的转矩限制值，使得该检测出的各轴的同步误差变小。

Description

具有降低同步误差的功能的注塑成型机的控制装置

技术领域

本发明涉及一种注塑成型机的控制装置，特别涉及具有降低同步误差的功能的注塑成型机的控制装置。

背景技术

对于注塑成型机，已知使用伺服电动机作为轴的驱动机构的注塑成型机。在小型的注塑成型机的情况下，对注塑部、闭模部等被驱动构件分别设置一个伺服电动机进行驱动的情况很多，但在大型的注塑成型机的情况下，需要大的轴驱动力，因此已知对一个被驱动构件设置多个伺服电动机而进行驱动的技术。在该情况下，作为在多个伺服电动机之间保持位置的同步的技术，例如如日本特开2002-137269号公报所记载的那样，已知以下的技术，即具备计算多个被驱动部分相互之间的位置偏差量的位置偏差计算单元，根据通过该位置偏差计算单元计算出的位置偏差量修正对各电动机的控制量，进行上述各电动机的控制。

但是，在驱动注塑成型机的被驱动构件时，为了防止对被驱动构件、安装在被驱动构件的模具、螺旋桨施加过大的力，有时将伺服电动机的转矩限制为预定转矩以下。在该情况下，如果将多个伺服电动机的转矩分别限制为同一预定转矩以下，则即使根据多个伺服电动机之间的相互间的位置、速度的差来修正对各电动机的控制量，结果也是按照相同的预定转矩驱动各电动机，因此，在多个伺服电动机之间位置的同步性有可能恶化。

在日本特开2002-370270号公报中，已知以下的技术，即在通过多个伺服电动机限制伺服电动机的输出转矩而控制一个致动器的情况下，在检测各伺服电动机之间的旋转角度的差而该差超过预定值时，使伺服电动机的驱动停止。但是，在该技术中，存在以下的问题，即在多个伺服电动机之间位置的同步性恶化时，只不过使伺服电动机的驱动停止，而难以进行控制使得一边限制伺服电动机的转矩一边不使位置的同步性恶化。

发明内容

因此，本发明的目的在于：提供一种具有降低同步误差的功能的注塑成型机的控制装置，其特征在于在针对一个被驱动构件设置多个伺服电动机进行驱动时，将各电动机的驱动转矩限制为各转矩限制值以下，并且修正上述转矩限制值使得良好地保持电动机之间的同步性。

本发明的注塑成型机的控制装置通过多个轴驱动注塑成型机的一个被驱动构件，具备：转矩限制部，其限制驱动上述被驱动构件的多个轴的转矩；同步误差检测部，其检测上述多个轴的相互的同步误差；转矩限制值修正部，其修正上述转矩限制部的转矩限制值，使得通过上述同步误差检测部检测出的轴相互的同步误差变小。

上述转矩限制值修正部也可以构成为，分别修正对上述多个轴中的包含唯一的主轴的全部轴、或除了唯一的主轴以外的从轴的转矩限制值。

上述同步误差检测部也可以构成为，根据主轴和除此以外的各从轴的位置的差、或全轴的平均位置和各轴的位置的差、或针对各轴的该轴的位置和除此以外的轴的平均位置的差，检测同步误差。

上述转矩限制值修正部也可以构成为，针对上述多个轴中的其他轴，对移动缓慢的轴进行修正使得相对于前进方向的转矩限制值变大，或者针对上述多个轴中的其他轴，对移动快的轴进行修正使得相对于前进方向的转矩限制值变小。

根据本发明，能够提供一种具有降低同步误差的功能的注塑成型机的控制装置，其在针对一个被驱动构件设置多个伺服电动机进行驱动时，将各电动机的驱动转矩限制为各转矩限制值以下，并且修正上述转矩限制值使得良好地保持电动机之间的同步性。

附图说明

根据参照附图对以下的实施例的说明能够了解本发明的上述和其他目的和特征。

图1是说明修正从轴的转矩限制值的本发明的注塑成型机的控制装置的第一实施方式的图。

图2是说明修正主轴和从轴双方的转矩限制值的本发明的注塑成型机的控制装置的第二实施方式的图。

图3是说明用3个轴对一个被驱动构件进行驱动的本发明的注塑成型机的控制装置的第三实施方式的图。

图4是说明代替位置的差而根据速度的差检测同步误差的本发明的注塑成型机的控制装置的第四实施方式的图。

图5是说明对多个轴共有位置控制部的本发明的注塑成型机的控制装置的第五实施方式的图。

图6是说明对多个轴共有位置控制部和速度控制部的本发明的注塑成型机的控制装置的第六实施方式的图。

具体实施方式

本发明的注塑成型机的控制装置的特征在于：在针对一个被驱动构件设置多个伺服电动机进行驱动时，将各电动机的驱动转矩限制为各转矩限制值以下，并且修正上述转矩限制值使得良好地保持电动机之间的同步性。

首先，参照图1说明本发明的注塑成型机的控制装置的第一实施方式。在该实施方式中，修正从轴的转矩限制值。

控制主轴60M的电动机和从轴60S的电动机的控制装置具备输入从上位控制部(未图示)输出的位置指令的第一、第二位置控制部51A、51B、第一、第二速度控制部53A、53B、第一、第二转矩限制部54A、54B、第一、第二电流控制部56A、56B、第一、第二微分处理部57A、57B、修正量计算部52、转矩限制值存储部55。

第一位置控制部51A根据位置指令和从主轴60M的电动机反馈的实际位置之间的差(目标位置-实际位置)，计算与位置偏差对应的速度指令并输出。位置控制部51B根据位置指令和从从轴60S的电动机反馈的实际位置之间的差(目标位置-实际位置)，计算与位置偏差对应的速度指令并输出。此外，在各轴的电动机中分别内置有位置检测器61M、61S，从这些位置检测器反馈实际位置信息。

第一速度控制部53A根据从第一位置控制部51A输出的速度指令和从第一微分处理部57A反馈的主轴60M的电动机的实际速度之间的差，计算与速度偏差对应的转矩指令并输出。第二速度控制部53B根据从第二位置控制部51B输出的速度指令和从第二微分处理部57B反馈的从轴60S的电动机的实际速度之间的差，计算与速度偏差对应的转矩指令并输出。

转矩限制部54A对从第一速度控制部53A输出的转矩指令和存储在转矩限制值存储部55中的转矩限制值进行比较，比较的结果是将绝对值小的一方作为转矩指令值输出到第一电流控制部56A。如果超过存储在转矩限制值存储部55中的转矩限制值，则限制从第一速度控制部53A输入的转矩指令。第二转矩限制部54B对从第二速度控制部53B输出的转矩指令和从加法器59输出的转矩限制值进行比较，比较的结果是将绝对值小的一方作为转矩指令值输出到第二电流控制部56B。

第一电流控制部56A输入从第一转矩限制部54A输出的转矩指令，根据该输入的转矩指令向主轴60M的电动机供给电流。第二电流控制部56B输入从第二转矩限制部54B输出的转矩指令，根据该输入的转矩指令向从轴60S的电动机供给电流。

第一微分处理部57A对从主轴60M的电动机反馈的实际位置进行微分处理，作为实际速度反馈到第一速度控制部53A。另外，第二微分处理部57B对从从轴60S的电动机反馈的实际位置进行微分处理，作为实际速度反馈到第二速度控制部53B。

同步误差检测部58计算从主轴60M的电动机反馈的实际位置和从从轴60S的电动机反馈的实际位置之间的差分作为同步误差而输出。从同步误差检测部58输出的同步误差输入到修正量计算部52。该修正量计算部52计算与从同步误差检测部58输入的同步误差对应的转矩限制值的修正量而输出到加法器59。在该加法器59中，将从修正量计算部52输出的转矩限制值的修正量和存储在转矩限制值存储部55中的转矩限制值相加，作为修正后的转矩限制值输出到转矩限制部54B。

接着，参照图2说明本发明的注塑成型机的控制装置的第二实施方式。在该实施方式中，修正主轴和从轴双方的转矩限制值。

控制主轴60M的电动机和从轴60S的电动机的控制装置输入从上位控制部(未图示)输出的位置指令的第一、第二位置控制部51A，51B、第一、第二速度控制部53A，53B、第一、第二转矩限制部54A，54B、第一、第二电流控制部56A，56B、第一、第二微分处理部57A，57B、修正量计算部52、转矩限制值存储部55。

第一、第二位置控制部51A，51B、第一、第二速度控制部53A，53B、第一、第二电流控制部56A，56B、第一、第二微分处理部57A，57B具有与上述实施方式1(图1)的这些部相同的结构。

第一转矩限制部54A对从第一速度控制部53A输出的转矩指令和从第一减法器59A输入的转矩限制值进行比较，将比较的结果作为转矩指令值输出到第一电流控制部56A。第二转矩限制部54B对从第二速度控制部53B输入的转矩指令和从加法器59输出的转矩限制值进行比较，将比较的结果作为转矩指令值输出到第二电流控制部56B。

同步误差检测部58计算从主轴60M的电动机反馈的实际位置和从从轴60S的电动机反馈的实际位置之间的差分作为同步误差而输出。从同该步误差检测部58输出的同步误差输入到修正量计算部52。该修正量计算部52计算与从同步误差检测部58输入的同步误差对应的转矩限制值的修正量而输出到减法器59A、加法器59。在减法器59A中，从存储在转矩限制值存储部55中的转矩限制值减去从修正量计算部52输出的转矩限制值的修正量，输出到第一转矩限制部54A。在加法器59中，将从修正量计算部52输出的转矩限制值的修正量和存储在转矩限制值存储部55中的转矩限制值相加，输出到第二转矩限制部54B。

接着，参照图3说明本发明的注塑成型机的控制装置的第三实施方式。在该实施方式中，用3个轴对一个被驱动构件进行驱动。

控制主轴60M的电动机和第一从轴60S1的电动机和第二从轴60S2的电动机的控制装置输入从上位控制部(未图示)输出的位置指令的第一、第二、第三位置控制部51A，51B，51C、第一、第二、第三速度控制部53A，53B，53C、第一、第二、第三转矩限制部54A，54B，54C、第一、第二、第三电流控制部56A56B，56C、第一、第二、第三微分处理部57A，57B，57C、第一、第二、第三修正量计算部52A，52B、转矩限制值存储部55。

第一、第二位置控制部51A，51B、第一、第二速度控制部53A，53B、第一、第二电流控制部56A，56B、第一、第二微分处理部57A，57B具有与上述实施方式1(图1)的这些部相同的结构。

控制第一从轴60S1的第二位置控制部51B具有与实施方式1的控制从轴60S的第二位置控制部51B相同的结构。第三位置控制部51C根据位置指令和从第二从轴60S2的电动机反馈的实际位置之间的差(目标位置-实际位置)，计算与位置偏差对应的速度指令并输出。此外，在各轴的电动机中分别内置有位置检测器61M、61S1、61S2，从这些位置检测器反馈实际位置信息。

控制第一从轴60S1的第二速度控制部53B具有与实施方式1的控制从轴60S的第二速度控制部53B相同的结构。第三速度控制部53C根据从第三位置控制部51C输出的速度指令和从第三微分处理部57C反馈的第二从轴60S2的电动机的实际速度之间的差，计算与速度偏差对应的转矩指令并输出。

第一转矩限制部54A对从第一速度控制部53A输入的转矩指令和存储在转矩限制值存储部55中的转矩限制值进行比较，将比较的结果作为转矩指令值输出到第一电流控制部56A。第二转矩限制部54B对从第二速度控制部53B输入的转矩指令和从加法器59输入的转矩限制值进行比较，将比较的结果作为转矩指令值输出到第二电流控制部56B。第三转矩限制部54C对从第三速度控制部53C输出的转矩指令和从第二加法器59B输入的转矩限制值进行比较，将比较的结果作为转矩指令值输出到第三电流控制部56C。

第三电流控制部56C输入从第三转矩限制部54C输出的转矩指令，根据该输入的转矩指令向第二从轴60S2的电动机供给电流。

第三微分处理部57C对从第二从轴60S2的电动机反馈的实际位置进行微分处理，作为实际速度反馈到第三速度控制部53C。

第一同步误差检测部58A计算从主轴60M的电动机反馈的实际位置和从第一从轴60S1的电动机反馈的实际位置之间的差分作为对于第一从轴60S1的同步误差而输出。第二同步误差检测部58B计算从主轴60M的电动机反馈的实际位置和从第二从轴60S2的电动机反馈的实际位置之间的差分作为对于第二从轴60S2的同步误差而输出。

从第一同步误差检测部58A输出的同步误差输入到第一修正量计算部52A。该第一修正量计算部52A计算与从第一同步误差检测部58A输入的同步误差对应的转矩限制值的修正量，输出到第一加法器59。在该加法器59中，将从第一修正量计算部52输出的转矩指令的修正量和存储在转矩限制值存储部55中的转矩限制值相加，输出到转矩限制部54B。

从第二同步误差检测部58B输出的同步误差输入到第二修正量计算部52B。该第二修正量计算部52B计算与从第二同步误差检测部58B输入的同步误差对应的转矩限制值的修正量，输出到第二加法器59B。在第二加法器59B中，将从第二修正量计算部52B输出的转矩指令的修正量和存储在转矩限制值存储部55中的转矩限制值相加，输出到第三转矩限制部54C。

接着，参照图4说明本发明的注塑成型机的控制装置的第四实施方式。在该实施方式中，代替位置的差而根据速度的差检测和修正同步误差。

控制主轴60M的电动机和从轴60S的电动机的控制装置输入从上位控制部(未图示)输出的位置指令的第一、第二位置控制部51A，51B、第一、第二速度控制部53A，53B、第一、第二转矩限制部54A，54B、第一、第二电流控制部56A，56B、第一、第二微分处理部57A，57B、第一、第二修正量计算部52C、转矩限制值存储部55。

第一、第二位置控制部51A，51B、第一、第二速度控制部53A，53B、第一、第二转矩限制部54A，54B、第一、第二电流控制部56A，56B、第一、第二微分处理部57A，57B具有与上述实施方式1(图1)的这些部相同的结构。

同步误差检测部58C计算通过第一微分处理部57A对从主轴60M的电动机反馈的实际位置进行微分处理所得的实际速度和通过第二微分处理部57B对从从轴60S的电动机反馈的实际位置进行微分处理所得的实际速度之间的差分作为同步误差而输出。从同步误差检测部58C输出的同步误差输入到修正量计算部52C。该修正量计算部52C计算与从同步误差检测部58C输入的同步误差对应的转矩限制值的修正量，输出到加法器59。在该加法器59中，将从修正量计算部52C输出的转矩限制值的修正量和存储在转矩限制值存储部55中的转矩限制值相加，输出到第二转矩限制部54B。

接着，参照图5说明本发明的注塑成型机的控制装置的第五实施方式。在该实施方式中，对多个轴共有位置控制部。

控制主轴60M的电动机和从轴60S的电动机的控制装置具备输入从上位控制部(未图示)输出的位置指令的位置控制部51、第一、第二速度控制部53A，53B、第一、第二转矩限制部54A，54B、第一、第二电流控制部56A，56B、第一、第二微分处理部57A，57B、修正量计算部52、转矩限制值存储部55。

位置控制部51根据位置指令和从主轴60M的电动机反馈的实际位置之间的差(目标位置-实际位置)，计算与位置偏差对应的速度指令并输出。此外，在各轴的电动机中分别内置有位置检测器61M、61S，从这些位置检测器反馈实际位置信息。

第一速度控制部53A根据从位置控制部51输出的速度指令和从第一微分处理部57A反馈的主轴60M的电动机的实际速度之间的差，计算与速度偏差对应的转矩指令并输出。第二速度控制部53B根据从位置控制部51输出的速度指令和从第二微分处理部57B反馈的从轴60S的电动机的实际速度之间的差，计算与速度偏差对应的转矩指令并输出。

第一、第二转矩限制部54A、54B、第一、第二电流控制部56A、56B、第一、第二微分处理部57A、57B、同步误差检测部58具有与上述实施方式1(图1)的这些部相同的结构。

接着，参照图6说明本发明的注塑成型机的控制装置的第六实施方式。在该实施方式中，对多个轴共有位置控制部和速度控制部。

控制主轴60M的电动机和从轴60S的电动机的控制装置具备输入从上位控制部(未图示)输出的位置指令的位置控制部51、速度控制部53、第一、第二转矩限制部54A，54B、第一、第二电流控制部56A，56B、微分处理部57A、修正量计算部52、转矩限制值存储部55。

位置控制部51根据位置指令和从主轴60M的电动机反馈的实际位置之间的差(目标位置-实际位置)，计算与位置偏差对应的速度指令并输出。此外，在各轴的电动机中分别内置有位置检测器61M、61S，从这些位置检测器反馈实际位置信息。

速度控制部53根据从位置控制部51输出的速度指令和从第一微分处理部57A反馈的主轴60M的电动机的实际速度之间的差，计算与速度偏差对应的转矩指令并输出。

第一转矩限制部54A对从速度控制部53输出的转矩指令和存储在转矩限制值存储部55中的转矩限制值进行比较，将比较的结果作为转矩指令值输出到第一电流控制部56A。第二转矩限制部54B对从速度控制部53输入的转矩指令和从加法器59输出的转矩限制值进行比较，将比较的结果作为转矩指令值输出到第二电流控制部56B。

第一、第二电流控制部56A、56B、第一、第二微分处理部57A、57B、同步误差检测部58具有与上述实施方式1(图1)的这些部相同的结构。

在此，说明上述转矩限制部。

转矩限制部在将从速度控制部等上位控制部指示的转矩指令值限制为转矩限制值以下后，向电流控制部等下位控制部指示。对转矩限制值设定用于保护被驱动构件、安装在被驱动构件的金属模具、螺旋桨的适当转矩值，但在本发明中，对该设定的适当转矩值施加修正而计算使得良好地保持电动机之间的同步性。

例如，说明用主轴和从轴的2个轴驱动被驱动构件的情况。

如果从轴动作时的摩擦阻抗比主轴大，则在以相同的转矩限制值驱动主轴和从轴的情况下，成为从轴的移动比主轴慢的状态(即从轴的位置比主轴的位置延迟的状态、或从轴的速度比主轴低的状态)，2轴之间的同步性恶化。因此，对2轴之间的差或速度的差(同步误差)进行比例积分运算，将输出的值作为修正值而对上述转矩限制值施加修正，由此对各轴的转矩限制值进行修正使得降低同步误差，能够良好地保持2轴之间的同步性。

这时，既可以不对一方(主轴)的转矩限制值进行修正，而只对另一方(从轴)的转矩限制值施加修正(参照图1)，也可以向主轴和从轴的转矩限制值分别加上符号相反的修正值，分别对主轴和从轴的转矩限制值施加修正(参照图2)。例如在从轴的移动比主轴慢的情况下，既可以以增大与从轴的前进方向对应的转矩限制值的方式施加修正使得从轴加快，也可以以减小与主轴的前进方向对应的转矩限制值的方式施加修正使得增大从轴的转矩限制值并且主轴变慢。

接着，说明同步误差检测部。

同步误差检测部既可以根据主轴的位置和从轴的位置之间的差检测同步误差(参照图1、图2、图3)，也可以根据主轴的速度和从轴的速度之间的差检测同步误差(参照图4)。另外，也可以代替位置而根据主轴和从轴的位置偏差量(指令位置和实际位置之间的差)的差检测同步误差。

另外，在驱动被驱动构件的轴为3个轴以上的情况下，既可以求出全部轴的平均位置，根据该平均位置和各轴的位置之间的差检测各个同步误差，也可以针对各轴，根据该轴的位置和除此以外的轴的平均位置之间的差，检测各个轴的同步误差，还可以定义唯一的主轴和多个从轴，根据主轴和各从轴的位置/速度的差，检测各从轴的同步误差。

对于上述各轴的位置和速度，既可以在电动机中具备旋转编码器来检测，也可以在被驱动构件中具备位置/速度检测器来检测。

以上，记载了将转矩指令值限制为转矩限制值以下的情况，在伺服电动机的情况下，转矩指令值和电流指令值大致一致，因此即使构成为将电流指令值限制为电流限制值以下，也能够得到相同的效果。因此，也可以构成为将电流指令值限制为电流限制值以下，修正电流限制值使得降低同步误差。

另外，本发明既可以是针对多个轴分别具有位置控制部、速度控制部、转矩限制部的控制结构(图1)，也可以是对多个轴共有位置控制部，并且对多个轴分别具有速度控制部、转矩限制部的控制结构(图5)，还可以是对多个轴共有位置控制部、速度控制部，并且对多个轴分别具有转矩限制部的控制结构(图6)。

如以上那样，根据本发明，能够提供一种具有以下功能的注塑成型机的控制装置，其在针对一个被驱动构件设置多个伺服电动机进行驱动时，将各电动机的驱动转矩限制为各转矩限制值以下，并且修正上述转矩限制值使得良好地保持电动机之间的同步性。

Claims (5)

1.一种注塑注塑通过多个轴驱动注塑成型机的一个被驱动构件的注塑成型机的控制装置，其特征在于，

转矩限制部，其限制驱动上述被驱动构件的多个轴的转矩；

同步误差检测部，其检测上述多个轴的相互的同步误差；

转矩限制值修正部，其修正上述转矩限制部的转矩限制值，使得通过上述同步误差检测部检测出的轴相互的同步误差变小。

2.根据权利要求1所述的注塑成型机的控制装置，其特征在于，

上述转矩限制值修正部构成为，分别修正对上述多个轴中的包含唯一的主轴的全部轴、或除了唯一的主轴以外的从轴的转矩限制值。

3.根据权利要求1或2所述的注塑成型机的控制装置，其特征在于，

上述同步误差检测部构成为，根据主轴和除此以外的各从轴的位置的差、或全部轴的平均位置和各轴的位置的差、或针对各轴的该轴的位置和除此以外的轴的平均位置的差，检测同步误差。

4.根据权利要求1或2所述的注塑成型机的控制装置，其特征在于，

上述转矩限制值修正部构成为，针对上述多个轴中的其他轴，对移动缓慢的轴进行修正使得相对于前进方向的转矩限制值变大，或者针对上述多个轴中的其他轴，对移动快的轴进行修正使得相对于前进方向的转矩限制值变小。

5.根据权利要求3所述的注塑成型机的控制装置，其特征在于，

上述转矩限制值修正部构成为，针对上述多个轴中的其他轴，对移动缓慢的轴进行修正使得相对于前进方向的转矩限制值变大，或者针对上述多个轴中的其他轴，对移动快的轴进行修正使得相对于前进方向的转矩限制值变小。