JP2002254432A - 重量式フィーダの間欠運転制御装置及び方法 - Google Patents

重量式フィーダの間欠運転制御装置及び方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 供給される原料が所定重量となるように間欠
的に駆動されるモータの駆動制御を行う。 【解決手段】 モータを駆動してホッパ内の原料を間欠
的に供給する重量式フィーダの間欠運転制御装置におい
て、フィードフォワード設定器１１とＰＩＤ調節計９を
設けて、間欠的に駆動される前記モータ２の駆動制御を
行うことで、供給される原料が所定重量となるよう制御
するようにした。これにより、重量式フィーダを例えば
射出成形機に適用したような場合において、そのフィー
ダ駆動のモータの応答性を高めることができると共に、
安定した定量供給が行えるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば射出成形機
に適用され、原料をホッパからシリンダに供給する重量
式フィーダの間欠運転制御装置及びその方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】例えば射出成形機に適用されるフィーダ
は、射出成形機の１ショット毎に行われる計量工程にお
いて、射出成形機のシリンダに原料供給を行う。このた
め、図６に示すような連続運転を基本とする押出機と異
なり、図７に示すような間欠運転制御が行われる。この
フィーダにより原料を供給する場合、従来は、容量式フ
ィーダを使用し、予め計量して設定されたモータ回転出
力により計量工程にあわせてモータを一定回転させる定
出力運転を行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この場
合、フィーダホッパ内の原料の充填状況によっては、原
料の嵩密度が変化するため、供給量が変化し、射出成形
機の計量が安定しないという問題点があった。また一
方、重量式フィーダは連続運転を基本として設計されて
おり、起動時のオーバーシュートを極力抑えるように調
整されているため、立ち上がり時間が長くなる。従っ
て、これを射出成形機に使用しようとすると、射出成形
機の計量時間は通常数秒という短い場合が一般的なた
め、従来のフィーダの制御方法では定量供給が困難にな
るという問題点がある。
【０００４】本発明は、上述した事情に鑑みてなされた
ものであり、重量式フィーダを例えば射出成形機に適用
したような場合において、そのフィーダ駆動のモータの
応答性を高めることができると共に、安定した定量供給
が行える重量式フィーダの間欠運転制御装置及びその方
法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、本発明に係る重量式フィーダの間欠運転制御装置
は、モータ（２）を駆動してホッパ（１ａ）内の原料を
間欠的に供給する重量式フィーダ（１）の間欠運転制御
装置において、フィードフォワード設定器（１１）とＰ
ＩＤ調節計（９）を設けて、間欠的に駆動される前記モ
ータ（２）の駆動制御を行うことで、供給される原料が
所定重量となるよう制御するようにしたことを特徴とす
るものである。
【０００６】また、本発明に係る重量式フィーダ（１）
の間欠運転制御装置において、前記フィードフォワード
設定器（１１）による設定値は、前記ホッパ（１ａ）内
の原料の重量に基づいて定められることを特徴とするも
のである。
【０００７】また、本発明に係る重量式フィーダ（１）
の間欠運転制御装置において、前記設定値は、前記ホッ
パ（１ａ）内の原料の重量が最大値のときの設定値と最
小値のときの設定値とから現在の重量に対する補間値
（Ｃｖ）を用いて定められることを特徴とするものであ
る。
【０００８】また、本発明に係る重量式フィーダ（１）
の間欠運転制御装置において、前記フィードフォワード
設定器（１１）の出力にオーバーシュートを抑えるため
の安全係数を乗算する乗算器（１２）を設けたことを特
徴とするものである。
【０００９】また、本発明は、モータ（２）を駆動して
ホッパ（１ａ）内の原料を間欠的に供給する重量式フィ
ーダの間欠運転制御装置において、ｎ回分の原料供給量
を検出し、該検出量に基づいて原料供給量が目標量とな
るように制御する第１制御ループと、各回の原料供給流
量を検出し、該検出流量が設定流量となるように制御す
る第２制御ループとを備えたことを特徴とするものであ
る。
【００１０】また、本発明に係る重量式フィーダ（１）
の間欠運転制御装置において、前記重量式フィーダ
（１）による供給量の変化を検出する検出手段（４）
と、該検出手段により検出された供給量の変化に基づい
て、前記重量式フィーダによる供給量の設定値を変化さ
せる設定値変更手段（６）を設けたことを特徴とするも
のである。
【００１１】また、本発明に係る重量式フィーダの間欠
運転制御装置（１）において、前記重量式フィーダ
（１）は、射出成形機の計量工程において原料を供給す
るフィーダであることを特徴とするものである。
【００１２】また、本発明は、モータ（２）を駆動して
ホッパ（１ａ）内の原料を射出成形機のシリンダに間欠
的に供給する重量式フィーダの間欠運転制御方法におい
て、定量供給時に前記シリンダ内の原料滞留量が時間と
共に変化する場合、間欠的に供給される各供給毎の重量
変化をフィーダ停止時に測定積算し、所望の供給量とに
差がある場合、該差に基づいて、フィーダへの設定流量
を変化させるようにしたことを特徴とするものである。
【００１３】以上のような構成によれば、フィーダ駆動
のモータの応答性を高めることができると共に、安定し
た定量供給が行えることとなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。 実施の形態１．図１は本発明の基本構成を示すブロック
図である。図２は動作を重量の変化で示すタイムチャー
トである。これらの図において、重量式フィーダ１は、
モータ２の駆動により、図示しない射出成形機のシリン
ダにホッパ１ａ内の原料を供給する。モータ２の駆動制
御には、目標重量とロードセル３の出力信号に基づいて
重量積算部４が算出する積算重量信号ＷPVとの差分をと
る加算器５と、この加算器５の出力が入力される流量設
定器６と、流量設定器６の出力ＱSVとロードセル３の出
力信号に基づいて流量検出部７からの流量信号ＱPVとの
差分をとる加算器８と、この加算器８の出力が入力され
るＰＩＤ調節計からなるモータ回転数の調節計９と、こ
の調節計９の出力が入力されるインバータ１０とが用い
られる。
【００１５】重量積算部４により出力される積算重量信
号ＷPVは、ロードセル３の検出重量からｎ回分の原料供
給量を検出し、該検出量を加算して得られる信号であ
り、この積算重量信号ＷPVのフィードバックループは、
ｎ回ショット分の原料供給量が目標量（製品重量×ｎ）
となるように設定流量ＱSVを制御する第１制御ループを
構成する。流量検出部７により検出される流量信号ＱPV
はロードセル３の検出重量から１回毎の原料供給流量
（実測されるショット内平均流量）を示す信号であり、
この流量信号のフィードバックループは、この流量信号
信号すなわち実測されるショット内平均流量（ΔＷ／Δ
ｔ）が設定流量ＱSVとなるようにインバータ１０への操
作量ＭＶを制御する第２制御ループを構成している。
【００１６】積算重量信号は、ＷPV=ΔＷ〔１〕＋ΔＷ
〔２〕＋…ΔＷ〔ｎ〕で示され、流量信号は、ＱPV=Δ
Ｗ／Δｔで示される。
【００１７】これにより、シリンダに投入される原料の
積算量を制御できるので、シリンダ内の原料滞留量を一
定に制御することができる。また、以上の制御におい
て、定量供給時にシリンダ内の原料滞留量が時間と共に
変化する場合、間欠的に供給される各供給毎の重量変化
をフィーダ停止時に測定積算し、所望の供給量とに差が
ある場合、該差に基づいて、フィーダへの設定流量を変
化させるようにする。従って、図１における重量積算部
４は、また前記重量式フィーダ１による供給量の変化を
検出する検出手段として作用し、流量設定器６は、検出
された供給量の変化に基づいて、重量式フィーダ１によ
る供給量の設定値を変化させる設定値変更手段として作
用する。
【００１８】実施の形態２．図３は図１に示した調節計
９に並列に更にフィードフォワード設定器１１を設け、
フィードバック制御とフィードフォワード制御を併用し
た構成を示すブロック図である。このフィードフォワー
ド設定器１１の出力は、モータ２の立ち上がり時間を極
力速く設定し、予め計量して設定されたモータ回転出力
をフィードフォワードで出力し、ＰＩＤ制御定数を応答
が速くなるよう設定することにより、短時間での定量供
給精度を確保できるようにしたものである。
【００１９】フィードフォワード設定器１１の設定値
は、図４に示すように、ホッパ内の原料の重量が最大値
のときの設定値と最小値のときの設定値とから現在の重
量に対する補間値を用いて定めるようにしている。
【００２０】また、フィードフォワード設定器１１の出
力側には、安全係数乗算器１２を設け、その出力が加算
器１３によりＰＩＤ調節計９の出力と加算されている。
このように、フィードフォワード出力に安全係数を掛け
ることで、オーバーシュートを抑えた速い応答をさせる
ことができる。図５はフィードフォワード制御による間
欠運転パターンを示したタイムチャートであり、応答速
度の大きい制御が安定して行われていることを示してい
る。
【００２１】
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、モー
タを駆動してホッパ内の原料を間欠的に供給する重量式
フィーダの間欠運転制御装置において、フィードフォワ
ード設定器とＰＩＤ調節計を設けて、間欠的に駆動され
る前記モータの駆動制御を行うことで、供給される原料
が所定重量となるよう制御するようにしたため、重量式
フィーダを例えば射出成形機に適用したような場合にお
いて、そのフィーダ駆動のモータの応答性を高めること
ができると共に、安定した定量供給が行える重量式フィ
ーダの間欠運転制御装置及びその方法を提供することが
できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１を示す構成図である。
【図２】実施の形態１の動作を示すタイムチャートであ
る。
【図３】実施の形態２を示すブロック図である。
【図４】フィードフォワード設定器の動作を示すタイム
チャートである。
【図５】フィードフォワード制御による間欠運転パター
ンを示すタイムチャートである。
【図６】重量式フィーダの通常の連続供給の運転パター
ンにおける流量を示すタイムチャートである。
【図７】間欠運転のパターン例を示すタイムチャートで
ある。
【符号の説明】
１ 重量式フィーダ、１ａ ホッパ、２ モータ、３
ロードセル、４ 重量積算部、５ 加算器、６ 流量設
定器、７ 流量検出部、８ 加算器、９ 調節計、１０
インバータ、１１ フィードフォワード設定器、１２
安全係数乗算器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F201 AL16 AP14 AR15 BA06 BC02 BD04 BQ07 BQ54 BQ57 4F206 AL16 AP14 AR15 JA07 JF01 JF23 JF48 JL02 JM01 JP13

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 モータ（２）を駆動してホッパ（１ａ）
    内の原料を間欠的に供給する重量式フィーダ（１）の間
    欠運転制御装置において、 フィードフォワード設定器（１１）とＰＩＤ調節計
    （９）を設けて、間欠的に駆動される前記モータ（２）
    の駆動制御を行うことで、供給される原料が所定重量と
    なるよう制御するようにしたことを特徴とする重量式フ
    ィーダの間欠運転制御装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の重量式フィーダ（１）
    の間欠運転制御装置において、 前記フィードフォワード設定器（１１）による設定値
    は、前記ホッパ（１ａ）内の原料の重量に基づいて定め
    られることを特徴とする重量式フィーダの間欠運転制御
    装置。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載の重量式フィーダ（１）
    の間欠運転制御装置において、 前記設定値は、前記ホッパ（１ａ）内の原料の重量が最
    大値のときの設定値と最小値のときの設定値とから現在
    の重量に対する補間値（Ｃｖ）を用いて定められること
    を特徴とする重量式フィーダの間欠運転制御装置。
  4. 【請求項４】 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載
    の重量式フィーダ（１）の間欠運転制御装置において、 前記フィードフォワード設定器（１１）の出力にオーバ
    ーシュートを抑えるための安全係数を乗算する乗算器
    （１２）を設けたことを特徴とする重量式フィーダの間
    欠運転制御装置。
  5. 【請求項５】 モータ（２）を駆動してホッパ（１ａ）
    内の原料を間欠的に供給する重量式フィーダの間欠運転
    制御装置において、 ｎ回分の原料供給量を検出し、該検出量に基づいて原料
    供給量が目標量となるように制御する第１制御ループ
    と、各回の原料供給流量を検出し、該検出流量が設定流
    量となるように制御する第２制御ループとを備えたこと
    を特徴とする重量式フィーダの間欠運転制御装置。
  6. 【請求項６】 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載
    の重量式フィーダ（１）の間欠運転制御装置において、 前記重量式フィーダ（１）による供給量の変化を検出す
    る検出手段（４）と、該検出手段により検出された供給
    量の変化に基づいて、前記重量式フィーダによる供給量
    の設定値を変化させる設定値変更手段（６）を設けたこ
    とを特徴とする重量式フィーダの間欠運転制御装置。
  7. 【請求項７】 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載
    の重量式フィーダの間欠運転制御装置（１）において、 前記重量式フィーダ（１）は、射出成形機の計量工程に
    おいて原料を供給するフィーダであることを特徴とする
    重量式フィーダの間欠運転制御装置。
  8. 【請求項８】 モータ（２）を駆動してホッパ（１ａ）
    内の原料を射出成形機のシリンダに間欠的に供給する重
    量式フィーダの間欠運転制御方法において、 定量供給時に前記シリンダ内の原料滞留量が時間と共に
    変化する場合、間欠的に供給される各供給毎の重量変化
    をフィーダ停止時に測定積算し、 所望の供給量とに差がある場合、該差に基づいて、フィ
    ーダへの設定流量を変化させるようにしたことを特徴と
    する重量式フィーダの間欠運転制御方法。
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