JP2002127214A - 成型品取出機の電動モータ駆動制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】所定の取出しサイクルを実現しながら電動モー
タを低負荷駆動して騒音や機械疲労を低減して耐久性を
向上することができる成型品取出機の電動モータ駆動制
御方法を提供する。電動モータの消費電力を低減して成
形品取出しコストを低減することができる成型品取出機
の電動モータ駆動制御方法を提供する。 【解決手段】成型品取出機のチャック部を移動する電動
モータを、．チャック部の移動位置、電動モータを回
転軸速度及び回転軸加減速度を設定する、．設定され
たチャック部の移動位置、電動モータを回転速度及び回
転加減速度に基づいて電動モータを駆動制御して設定取
出時間を演算する、．成形時間に基づいてチャック部
の移動目標時間を設定する、．チャック部の移動目標
時間が設定取出時間より小さいとき、両者の時間差に応
じて電動モータの回転軸速度及び回転軸加減速度を演算
する、．上記により演算された調整回転軸速度デー
タ及び回転軸加減速度データに基づいて電動モータを駆
動制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、成型品取出機の電
動モータ駆動制御方法に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】成型品取出機において
は、チャック部を、成形機の軸線方向（前後方向）、軸
線直交方向（左右方向）及び上下方向の内、少なくとも
一次元方向へ往復移動させる駆動部材として位置制御及
び速度制御可能なサーボモータを使用している。

【０００３】このサーボモータにあっては、各方向への
移動位置、移動速度等を設定するため、成形機に要求さ
れる成形サイクル（時間）に基づいて設定される最大の
取出しサイクルによりサーボ軸の回転軸速度及び回転軸
加減速度等を設定している。

【０００４】しかしながら、成形機の成形サイクルを高
速化する必要から金型の型開時間を短時間に設定してい
るため、成型品を取出す際にはチャック部を金型間に進
入させる時間、チャック部により成型品を金型から取出
す時間及びチャック部を金型間から離脱させる時間を最
小にするため、例えば三次元駆動形式の成形品取出機に
あってはチャック部を前後方向及び上下方向へ移動する
夫々のサーボモータの回転軸速度及び回転軸加減速度を
高速で駆動制御している。

【０００５】このようにサーボモータを高速度で駆動制
御する場合には、機械系に急激な高負荷が作用して高騒
音を発生したり、機械疲労が激しく、成型品取出機自体
の耐久性が悪くなると共に消費電力が多くなる問題を有
している。

【０００６】本発明は、上記した従来の欠点を解決する
ために発明されたものであり、その課題とする処は、所
定の取出しサイクルを実現しながら電動モータを低負荷
駆動して騒音や機械疲労を低減して耐久性を向上するこ
とができる成型品取出機の電動モータ駆動制御方法を提
供することにある。

【０００７】また、本発明の他の課題は電動モータの消
費電力を低減して成形品取出しコストを低減することが
できる成型品取出機の電動モータ駆動制御方法を提供す
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、成型品取出機
のチャック部を移動する電動モータを、．チャック部
の移動位置、電動モータを回転軸速度及び回転軸加減速
度を設定する、．設定されたチャック部の移動位置、
電動モータを回転速度及び回転加減速度に基づいて電動
モータを駆動制御して設定取出時間を演算する、．成
形時間に基づいてチャック部の移動目標時間を設定す
る、．チャック部の移動目標時間が設定取出時間より
小さいとき、両者の時間差に応じて電動モータの回転軸
速度及び回転軸加減速度を演算する、．上記により
演算された調整回転軸速度データ及び回転軸加減速度デ
ータに基づいて電動モータを駆動制御することを特徴と
する。

【０００９】

【発明の実施形態】以下、本発明の実施形態を図に従っ
て説明する。先ず、本発明が適用される成型品取出機に
ついて説明すると、図１において、成型品取出機１の本
体フレーム３は成形機（図示せず）の固定側取付盤５に
固定され、該本体フレーム３は成形機の軸線に対して直
交する左右方向へ延出して成形機の成形部上方と成形機
外の解放位置に至る長さからなる。

【００１０】該本体フレーム３の上面には走行レール７
が取り付けられ、該走行レール７には走行体９が左右方
向へ往復移動可能に支持されている。そして該走行体９
は左右駆動用サーボモータ１１（図２に示す）により左
右方向へ往復移動される。

【００１１】左右駆動機構としては、本体フレーム３の
長手方向に取り付けられたラックギャに、走行体９に取
り付けられた左右駆動用サーボモータ１１の回転軸に設
けられたピニオンギャを噛み合わせたラック・ピニオン
駆動機構、本体フレーム３の長手方向両端部に支持され
た一対の歯付きプーリに、一部が走行体９に固定された
ベルトを張設すると共に一方の歯付きプーリに左右駆動
用サーボモータ１１が連結されたベルト駆動機構、本体
フレーム３の長手方向に軸線を有して回転可能に支持さ
れると共に左右駆動用サーボモータ１１が連結された送
りねじと、走行体９に取り付けられて送りねじに噛み合
うナットとからなる送りねじ駆動機構または本体フレー
ム３の長手方向に延出して取り付けられた永久磁石（ま
たは多数の極歯を有する電磁石）と、該永久磁石（また
は電磁石）に相対して走行体９に取り付けられる電磁石
（または永久磁石）とからなるリニアサーボモータ等の
何れであってもよい。

【００１２】走行体９には前後方向に延出する前後フレ
ーム１３が設けられ、該前後フレーム１３には前後走行
体１７が前後方向へ往復移動可能に支持される。そして
該前後走行体１７は前後駆動用サーボモータ１９により
往復駆動される。前後駆動用サーボモータ１９による前
後駆動機構としては、上記した左右駆動機構と同様のラ
ック・ピニオン駆動機構、ベルト駆動機構、送りねじ駆
動機構及びリニアサーボモータの何れであってもよい。

【００１３】前後走行体１７には後述するチャック部２
７の上下移動距離とほぼ一致する長さの上下フレーム２
１が設けられ、該上下フレーム２１には取付けフレーム
２３が上下方向へ往復移動可能に支持されている。該取
付けフレーム２３は上下駆動用サーボモータ２５により
上下方向へ往復移動される。上下駆動用サーボモータ２
５による上下駆動機構としては、上記した左右駆動機構
や前後駆動機構と同様のラック・ピニオン駆動機構、ベ
ルト駆動機構、送りねじ駆動機構及びリニアサーボモー
タの何れであってもよい。

【００１４】そして取付けフレーム２３の下部にはチャ
ック部２７が、必要に応じて反転部材２９を介して取り
付けられている。該チャック部２７はチャック板２７ａ
と、型開時に可動金型内に保持された成型品に相対する
チャック板２７ａの一面に取り付けられる吸着部材また
はエアーシリンダ等の保持部材２７ｂから構成される。

【００１５】なお、反転部材２９はチャック板２７ａを
その保持部材２７ｂが可動金型に相対する垂直位置と、
可動金型に対する相対面が下方を向く水平位置との間で
反転回動させるエアーシリンダ、電動モータ等から構成
される。

【００１６】そしてチャック部２７を左右方向、前後方
向及び上下方向へ往復移動させるための移動位置（移動
距離）、移動速度、移動加減速度等に関するデータは、
本体フレーム３の一部に取り付けられて駆動制御ユニッ
トを収容する制御ボックス３１または成形機の正面側
（若しくは背面側）床面に設置された制御ボックス３１
に取り付けられた設定手段３３により入力される。

【００１７】図２において、駆動制御装置のＣＰＵ５１
にはＲＯＭ５３、ＲＡＭ５５が夫々接続され、ＲＯＭ５
３には成型品取出し動作を実行するための各種プログラ
ムデータが記憶されている。また、ＲＡＭ５５はＸ軸デ
ータ記憶領域５５ａ、Ｙ軸データ記憶領域５５ｂ、Ｚ軸
データ記憶領域５５ｃ及びワーク領域５５ｄを有し、夫
々のデータ記憶領域５５ａ〜５５ｃにはチャック部２７
の移動位置（移動距離）、各サーボモータの回転軸速
度、回転軸加減速度が、またワーク領域５５ｄには成形
サイクル、取出しサイクル等に関するデータを記憶す
る。

【００１８】ＣＰＵ５１には設定手段３３がインターフ
ェース５７を介して接続され、設定手段３３には各種入
力キー３３ａや調整モードキー３３ｂが設けられてい
る。そして各種入力キー３３ａによりチャック部２７の
移動位置データ（移動距離データ）、各サーボモータの
回転軸速度データ、回転軸加減速度データ、成形サイク
ルデータ、取出しサイクルデータ等が入力される。

【００１９】ＣＰＵ５１にはＸ軸駆動制御回路５９、Ｙ
軸駆動制御回路６１、Ｚ軸駆動制御回路６３が夫々接続
され、Ｘ軸駆動制御回路５９には左右駆動用サーボモー
タ１１が、Ｙ軸駆動制御回路６１には前後駆動用サーボ
モータ１９が、Ｚ軸駆動制御回路６３には上下駆動用サ
ーボモータ２５が接続されている。また、各軸駆動制御
回路５９・６１・６３には対応する左右駆動用サーボモ
ータ１１、前後駆動用サーボモータ１９、上下駆動用サ
ーボモータ２５に設けられたエンコーダ等の回転量
（角）検出装置（図示せず）からの信号が入力され、チ
ャック部２７を閉ループ制御する。

【００２０】次に、本発明方法によるサーボモータの調
整駆動制御方法を説明する。なお、以下の説明において
は、成型品を金型間から取り出す際に、チャック部２７
を型開した金型間に進入させる際の下降動作、金型に保
持された成型品を抜き出す際の前後進動作、成型品を保
持したチャック部２７を金型間から離脱させる際の上昇
動作時に対応する前後駆動用サーボモータ１９及び上下
駆動用サーボモータ２５の駆動を調整制御する方法によ
り説明する。

【００２１】先ず、図３により成型品の取り出し動作の
概略を説明すると、成型品取出機１はチャック部２７
を、成形部の上方位置から型開した金型間で可動金型に
相対する位置に応じた所定の上下距離、移動させた後、
保持部材２７ｂが可動金型に保持された成型品に当接す
る所定の前進距離、移動させて保持部材２７ｂに成型品
を保持させる。

【００２２】次に、チャック部２７を、可動金型内から
成型品を抜き出す所定の後退距離、移動させた後、上方
へ移動して初期位置に戻し、次に成型品を保持したチャ
ック部２７を成形部上方から成形機正面または背面の解
放位置に至る所定の水平距離、移動させた後、該解放位
置に配設された搬出コンベヤや搬出シュータ等の搬出装
置（図示せず）の上方に至る所定の距離、下動させた
後、保持部材２７ｂによる成型品の保持を解除して取出
しを完了する。

【００２３】その際、成形機にあっては成形サイクルを
短縮する必要から型開時間を最小時間に設定している。
このため、型開した金型間にチャック部２７を侵入させ
る際に駆動される上下駆動用サーボモータ２５、チャッ
ク部２７を可動金型に保持された成型品に当接させると
共に可動金型内から成型品を引き抜く際に駆動される前
後駆動用サーボモータ１９及び成型品を保持したチャッ
ク部２７を金型間から離脱させる際に駆動される上下駆
動用サーボモータ２５はチャック部２７の移動時間を最
小にする必要から夫々の駆動用サーボモータ１９・２５
を高速度及び高加減速度で駆動する必要があるが、この
場合には作用する高負荷により高い騒音が発生したり、
機械的疲労が大きくなると共に消費電力が多くなってい
る。

【００２４】本発明は、この問題を解決するため、以下
のように前後駆動用サーボモータ１９及び上下駆動用サ
ーボモータ２５の回転軸速度及び回転軸加減速度を調整
制御する。

【００２５】図４において、先ず、オペレータはステッ
プ７１において設定手段３３の各種入力キー３３ａによ
りチャック部２７の上動位置、下動位置、前進位置、後
退位置の位置データや必要に応じてチャック部２７を下
降させながら前進位置に移動したり、上昇させながら後
退位置に移動して最短距離を移動させるためのパスデー
タ及びその際の各駆動用サーボモータ１９・２５の回転
軸速度や回転軸加減速度に関するデータを設定入力して
ワーク領域５５ｄに夫々記憶させる。

【００２６】今、説明の便宜上、上記ステップ７１にお
いては各駆動用サーボモータ１９・２５をフル駆動する
際の回転軸速度及び回転軸加減速度の値に設定するもの
とするが、この設定値は必ずしもフル駆動のためのデー
タでなくてもよい。

【００２７】次に、オペレータはステップ７３において
ワーク領域５５ｄに記憶された回転軸速度データ及び回
転軸加減速度データに基づいて各駆動用サーボモータ１
９・２５をフル駆動し、チャック部２７の下動時間ｔ
1、前進時間ｔ2、後退時間ｔ3及び上昇時間ｔ4を取得し
てワーク領域５５ｄに記憶させる。

【００２８】次に、オペレータはステップ７５において
設定手段３３により成形機に要求される成形サイクルの
型開時間に基づいて目標とするチャック部２７の下動目
標時間Ｔ1、前進目標時間Ｔ2、後退目標時間Ｔ3及び上
昇目標時間Ｔ4を夫々設定する。通常、これら目標時間
Ｔ1〜Ｔ4は設定時間ｔ1〜ｔ4より短い時間に設定され
る。

【００２９】次に、ＣＰＵ５１はステップ７７において
駆動制御モードが調整モードであるか否かを判定する。
駆動制御モードが調整モードに設定されていない場合、
ステップ７７がＮＯになり、ステップ７９においてステ
ップ７１により設定されてワーク領域５５ｄに記憶され
た位置データ、方向データ、回転軸速度データ、回転軸
加減速度データを対応する夫々のデータ記憶領域５５ａ
〜５５ｃに記憶させた後、これらのデータに基づいて各
駆動用サーボモータ１９・２５を駆動制御してチャック
部２７を移動させる。

【００３０】反対に、駆動制御モードが調整モードに設
定されている場合にはステップ７７がＹＥＳになり、ス
テップ８１において夫々の目標時間Ｔ1〜Ｔ4が対応する
夫々の設定時間ｔ1〜ｔ4より長いか否かを判定する。

【００３１】上記したように目標時間Ｔ1〜Ｔ4は実際の
成形サイクルに基づいて設定され、通常は設定時間ｔ1
〜ｔ4より若干長く設定されるため、ステップ８１がＹ
ＥＳになる。反対に、目標時間Ｔ1〜Ｔ4の設定ミス等に
より設定時間ｔ1〜ｔ4より短い場合には、ステップ８３
においてブザーを鳴動したり、警告灯を点灯したりして
警告処理し、オペレータに目標時間Ｔ1〜Ｔ4の設定が間
違っていることを報知した後、ステップ７５に戻る。

【００３２】一方、ステップ８１の判定がＹＥＳのと
き、ＣＰＵ５１はステップ８５において目標時間Ｔ1〜
Ｔ4と設定時間ｔ1〜ｔ4との時間差に基づいて各駆動用
サーボモータ１９・２５の回転軸速度及び回転軸加減速
度を演算処理して夫々の調整データをワーク領域５５ｄ
に記憶させる。

【００３３】即ち、目標時間Ｔ1〜Ｔ4に対して設定時間
ｔ1〜ｔ4が短い場合、チャック部２７の移動時間に余裕
があるため、設定された回転軸速度データ及び回転軸加
減速度データより低い回転軸速度及び回転軸加減速度で
駆動制御しても成形動作に障害になることがない。

【００３４】次に、ＣＰＵ５１はステップ８７において
Ｙ軸及びＺ軸データ記憶領域５５ｂ・５５ｃに夫々記憶
されたデータをワーク領域５５ｄに記憶された調整後の
回転軸速度データ及び回転軸加減速データに変更した
後、ステップ８９においてＹ軸及びＺ軸データ記憶領域
５５ｂ・５５ｃのデータに基づいて各駆動用サーボモー
タ１９・２５を夫々駆動制御してチャック部２７を型開
した金型間に進入させて金型に保持された成型品を抜き
出した後に金型間から離脱させる。

【００３５】本実施形態は、各駆動用サーボモータ１９
・２５を低負荷状態で駆動制御してチャック部２７を移
動するため、高負荷で駆動制御する場合に比べて騒音の
発生を低減すると共に機械的疲労を少なくして耐久性を
向上することができる。また、サーボモータ１９・２５
の消費電力を少なくして成型品取出しコストを低減する
ことができる。

【００３６】上記説明は、型開した金型間に対してチャ
ック部材２７を移動させる際に駆動される各駆動用サー
ボモータ１９・２５の駆動を調整制御する方法について
説明したが、本発明はチャック部２７を左右方向へ移動
させる際に駆動される左右駆動用サーボモータ１１につ
いても、同様に調整駆動制御してもよい。

【００３７】また、上記説明はチャック部２７を左右方
向、前後方向及び上下方向へ移動して成型品を取り出す
形式の成型品取出機１により説明したが、本発明の成型
品取出機はチャック部を少なくとも左右方向へ移動させ
る形式や成形部と解放位置との間において旋回移動させ
る形式の成型品取出機であってもよい。

【００３８】

【発明の効果】本発明は、所定の取出しサイクルを実現
しながら電動モータを低負荷駆動して騒音や機械疲労を
低減して耐久性を向上することができる。 また、電動
モータの消費電力を低減して成形品取出しコストを低減
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】成型品取出機の全体斜視図である。

【図２】チャック部を移動制御する制御ユニットの電気
的ブロック図である。

【図３】チャック部の移動状態を示すダイヤグラムであ
る。

【図４】サーボモータの駆動調整処理を示すフローチャ
ートである。

【符号の説明】

１−成型品取出機、１１−左右駆動用サーボモータ、１
９−前後駆動用サーボモータ、２５−上下駆動用サーボ
モータ、２７−チャック部、３３−設定手段、Ｔ1〜Ｔ4
−目標時間、ｔ1〜ｔ4−設定時間

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電動モータを駆動して成型品を保持するチ
   ャック部を移動して成型品を取出す成型品取出機におい
   て、．チャック部の移動位置、電動モータを回転軸速
   度及び回転軸加減速度を設定する、．設定されたチャ
   ック部の移動位置、電動モータを回転速度及び回転加減
   速度に基づいて電動モータを駆動制御して設定取出時間
   を演算する、．成形時間に基づいてチャック部の移動
   目標時間を設定する、．チャック部の移動目標時間が
   設定取出時間より小さいとき、両者の時間差に応じて電
   動モータの回転軸速度及び回転軸加減速度を演算する、
   ．上記により演算された調整回転軸速度データ及び
   回転軸加減速度データに基づいて電動モータを駆動制御
   することを特徴とする電動モータ駆動制御方法。
2. 【請求項２】請求項１において、電動モータは数値制御
   可能なサーボモータである成型品取出機の電動モータ駆
   動制御方法。
3. 【請求項３】請求項１において、チャック部の移動目標
   時間が設定取出時間より長いとき、設定エラー信号を出
   力する成型品取出機の電動モータ駆動制御方法。
4. 【請求項４】請求項１において、チャック部は成形機の
   軸線方向、該軸線の直交方向及び上下方向の少なくとも
   何れかの方向へ移動して成型品を取出す成型品取出機の
   電動モータ駆動制御方法。