JP2004017488A - 多軸同期駆動装置および射出装置および型締装置 - Google Patents
多軸同期駆動装置および射出装置および型締装置 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】複数の軸を軸毎に位置を制御する制御において、軸の特性を考慮して、複数の軸を複数の組として組ごとに制御することができる多軸同期駆動装置を提供すること。
【解決手段】本発明の多軸同期駆動装置は、複数の軸の回転もしくは移動により、軸方向に移動する一体の被駆動部と、軸を回転もしくは移動させる駆動部と、駆動部を制御する制御部と、各軸に対応する被駆動部の位置に対応する位置を測定する測定部と、を具備する。制御部は、複数の軸を、複数の組とし、組毎に異なる補正ゲインを使用して、軸毎に駆動部の制御を行なう。
【選択図】 図６
【解決手段】本発明の多軸同期駆動装置は、複数の軸の回転もしくは移動により、軸方向に移動する一体の被駆動部と、軸を回転もしくは移動させる駆動部と、駆動部を制御する制御部と、各軸に対応する被駆動部の位置に対応する位置を測定する測定部と、を具備する。制御部は、複数の軸を、複数の組とし、組毎に異なる補正ゲインを使用して、軸毎に駆動部の制御を行なう。
【選択図】 図６
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多軸同期駆動装置に関し、特に射出成形機の射出装置および型締装置の多軸同期駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
固定した金型のキャビティに樹脂を射出し成形する射出成形機が使用されている。
加熱され溶かされた樹脂は、所定の量が射出スクリュによって所定の圧力で金型の間のキャビティに射出される。
射出スクリュは、射出シリンダ内に進退可能および回転可能に取り付けられ、射出スクリュ移動機構により移動する。射出スクリュ移動機構には、油圧シリンダ等のシリンダを用いた機構、モータを用いた機構がある。
さらに、射出に高圧を必要とする中型から大型の射出成形機では、射出スクリュの進退に大きな力が必要となるため、複数のシリンダまたはモータなどの複数の駆動部を使用し、複数の軸で射出スクリュを移動させる射出スクリュ移動機構が使用される場合がある。駆動部を複数にすることにより、個々の駆動部を小さくすることができる。
【０００３】
複数の駆動部と軸で射出スクリュを移動させる場合、軸の移動を同期させる必要がある。複数の軸を同期させることができる電動射出成形機が特開２００２−１３７２６９に開示されている。
【０００４】
駆動部および軸の数が多くなる場合、制御が困難になる場合がある。具体的には、駆動部は射出スクリュが回転可能に取り付けられた射出スクリュ基部を射出スクリュの軸方向に移動させるが、横型（水平）の射出スクリュでの場合、射出スクリュ基部を移動させる時に、下側の射出スクリュ基部をガイドする部分との摩擦が発生し、下側の駆動部と上側の駆動部に同じ速度指令を与えても、同じ移動量とならない場合がある。
【０００５】
金型は、固定側金型、可動側金型で構成され、固定側金型と可動側金型を合わせた時に、これらの間にできるキャビティに樹脂を射出することにより、製品を形成する。可動側金型は固定側金型に、シリンダ、または、電動ねじ＋シリンダにより固定される。
【０００６】
また、射出成形機には、少し開いた状態の金型のキャビティに樹脂を射出し、その後、可動側金型を締めて樹脂を圧縮する射出圧縮成形機も含まれる。射出圧縮成形機において、移動側金型は、シリンダ、または、電動ねじ＋シリンダにより移動、および固定される。
【０００７】
これらの射出成形機では、射出される樹脂の圧力に対抗するように、可動側金型を固定側金型に押し付け、所定の位置に固定する必要がある。移動側金型を所定の位置に移動および固定できなければ、樹脂は予定された形状や厚みの製品にならない。
【０００８】
金型を移動もしくは固定する電動ねじもしくはシリンダは、複数の軸を可動させて、可動側金型を移動および固定する場合がある。
シリンダで移動および固定する場合は、通常、複数のシリンダが、複数のシリンダ内の圧力が一定になるように連通されている。これにより、全てのシリンダで発生する力が同じになる。また、電動ねじで移動固定する場合も、各軸の移動速度または回転数が同じになるようにセットされている。
【０００９】
しかし、金型の形状等により成形する樹脂の重心がずれれば、各軸に掛かる力が異なり、各軸に同じ力を加えても、金型を所定の位置に締められない場合がある。
【００１０】
このため、複数の軸の各々を可動させるシリンダや電動ねじを独立させ、軸毎に位置制御を行ない、金型を平行に制御する型締装置が、特開平５−２６９７４９、特開平６−２７０２２０、及び、特開平１１−２４５２７２に開示されている。
【００１１】
上記のような射出スクリュ移動機構や型締装置の各軸の位置制御指令は、（（軸の位置）−（目標位置））×（同期補正ゲイン）の計算値をもとに行なわれる。
しかし、全ての軸の位置を同期させる位置制御において、位置を制御するために各軸に同期補正ゲインとして同じ値を使用しても、移動させる部位の抵抗が上下などで異なる場合や、キャビティの形状による樹脂の圧力の影響が軸毎に異なる場合は、同じ指令であっても同じ応答（移動）が得られず、位置が同期しない場合がある。
【００１２】
軸毎に位置を制御する制御において、射出スクリュ移動機構や型締装置の特性、金型の形状により軸毎の特性を考慮して制御される多軸同期駆動制御装置が望まれる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、複数の軸の移動を軸毎に制御する多軸同期駆動装置において、各軸の特性を考慮して、複数の軸を複数の組として組毎に適当な補正ゲインを使用して制御される多軸同期駆動装置を提供すること。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
以下に、［発明の実施の形態］で使用する番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明の実施の形態］の記載との対応関係を明らかにするために付加されたものであるが、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１５】
本発明の多軸同期駆動装置は、複数の軸の回転もしくは移動により、軸の軸方向に移動する一体の被駆動部と、軸を回転もしくは移動させる駆動部と、駆動部を制御する制御部と、各軸に対応する被駆動部の位置に対応する位置を測定する測定部と、を具備する。制御部は、複数の軸を、複数の組とし、組毎に異なる補正ゲインを使用して、軸毎に駆動部の制御を行なう。
【００１６】
本発明の射出装置は、複数の電動ねじ（１５Ａ〜Ｄ）と、電動ねじ（１５Ａ〜Ｄ）を回転させる駆動部（１７Ａ〜Ｄ）と、電動ねじ（１５Ａ〜Ｄ）が回転することにより電動ねじ（１５Ａ〜Ｄ）の軸方向に移動する射出スクリュ基部（１８）と、射出スクリュ基部（１８）に設置される射出スクリュ（１２）と、駆動部（１７Ａ〜Ｄ）を制御する制御部（１９）と、各電動ねじ（１５Ａ〜Ｄ）に対応する射出スクリュ基部（１８）の位置に対応する位置を測定する測定部と、を具備する。制御部（１９）は、複数の電動ねじ（１５Ａ〜Ｄ）を、複数の組とし、組毎に異なる補正ゲインを使用して、電動ねじ（１５Ａ〜Ｄ）毎に駆動部（１７Ａ〜Ｄ）の制御を行なう。
【００１７】
上記射出装置は、組の内の第１組が複数の電動ねじ（１５Ａ〜Ｄ）の電動ねじＡ（１５Ａ）と電動ねじＢ（１５Ｂ）で構成され、第２組が複数の電動ねじの電動ねじＣ（１５Ｃ）と電動ねじＤ（１５Ｄ）で構成される。
制御部（１９）において、電動ねじＡ（１５Ａ）の駆動部（１７Ａ）、および電動ねじＢ（１５Ｂ）の駆動部（１７Ｂ）の制御には、Ｋ１（ＸＡ−ＸＢ）の値が使用され、電動ねじＣ（１５Ｃ）の駆動部（１７Ｃ）、および電動ねじＤ（１５Ｄ）の駆動部（１７Ｄ）の制御には、Ｋ２（ＸＣ−ＸＤ）の値が使用される。
ＸＡは電動ねじＡ（１５Ａ）から力を受ける射出スクリュ基部（１８）の所定の部分における電動ねじの軸方向の位置に相当する位置を示し、ＸＢは、電動ねじＢ（１５Ｂ）から力を受ける射出スクリュ基部（１８）の所定の部分における電動ねじの軸方向の位置に相当する位置を示し、ＸＣは電動ねじＣ（１５Ｃ）から力を受ける射出スクリュ基部（１８）の所定の部分における電動ねじの軸方向の位置に相当する位置を示し、ＸＤは、電動ねじＤ（１５Ｄ）から力を受ける射出スクリュ基部（１８）の所定の部分における電動ねじの軸方向の位置に相当する位置を示す。
Ｋ１とＫ２は異なる補正ゲインを示す。
【００１８】
上記射出装置の駆動部は、モータ（１７Ａ〜Ｄ）である。
【００１９】
上記射出装置の電動ねじ（１５Ａ〜Ｄ）の複数の組は、射出スクリュ基部（１８）の中心を通り射出スクリュ（１２）の軸方向に垂直な線に対して、上側に位置する軸の組と下側に位置する軸の組の組合わせ、もしくは、右側に位置する軸の組と左側に位置する軸の組の組合わせのどちらかである。
【００２０】
本発明の型締装置は、一組の金型（１０ａ、１０ｂ）を構成する、所定の基準に対して固定されている固定側金型（１０ａ）、および固定側金型（１０ａ）に対して相対的に、所定の軸方向に移動する可動側金型（１０ｂ）と、軸方向に移動することで可動側金型（１０ｂ）を移動させ、および軸方向に力が加えられることにより可動側金型（１０ｂ）を固定側金型（１０ａ）に圧着させる、軸方向に概ね平行な複数の軸（７Ａ〜Ｄ）と、軸毎（７Ａ〜Ｄ）に、軸（７Ａ〜Ｄ）を軸方向に移動させる、および軸方向に力を加える、軸（７Ａ〜Ｄ）毎に設置され、軸（７Ａ〜Ｄ）毎に独立した駆動／締付手段（５Ａ〜Ｄと３Ａ〜Ｄ、もしくは／および、１３Ａ〜Ｄと１４Ａ〜Ｄ）と、軸から力を受ける可動側金型（１０ｂ）の所定の部分における、軸方向の位置に相当する位置を検出するセンサ（４Ａ〜Ｄ）と、センサ（４Ａ〜Ｄ）の検出値と可動側金型（１０ｂ）の目標位置から、駆動／締付手段（３Ａ〜Ｄ、もしくは／および、１４Ａ〜Ｄ）の制御を行なう制御部（２）と、を具備する。
制御部（２）は複数の軸を、複数の組とし、組毎に異なる補正ゲインを使用して、軸毎に駆動／締付手段（３Ａ〜Ｄ、もしくは／および、１４Ａ〜Ｄ）の制御を行なう。
【００２１】
組の内の第１組が複数の軸の軸Ａ（７Ａ）と軸Ｂ（７Ｂ）で構成され、第２組が複数の軸の軸Ｃ（７Ｃ）と軸Ｄ（７Ｄ）で構成される。
制御部（２）において、軸Ａ（７Ａ）の駆動／締付手段（３Ａ、１４Ａ）、および軸Ｂ（７Ｂ）の駆動／締付手段（３Ｂ、１４Ｂ）の制御には、Ｋ１（ＸＡ−ＸＢ）の値が使用され、
軸Ｃ（７Ｃ）の駆動／締付手段（３Ｃ、１４Ｃ）、および軸Ｄ（７Ｄ）の駆動／締付手段（３Ｄ、１４Ｄ）の制御には、Ｋ２（ＸＣ−ＸＤ）の値が使用される。
ＸＡは軸Ａ（７Ａ）から力を受ける可動側金型（１０ｂ）の所定の部分における軸方向の位置に相当する位置を示し、ＸＢは、軸Ｂ（７Ｂ）から力を受ける可動側金型（１０ｂ）の所定の部分における軸方向の位置に相当する位置を示し、ＸＣは軸Ｃ（７Ｃ）から力を受ける可動側金型（１０ｂ）の所定の部分における軸方向の位置に相当する位置を示し、ＸＤは、軸Ｄ（７Ｄ）から力を受ける可動側金型（１０ｂ）の所定の部分における軸方向の位置に相当する位置を示し、Ｋ１とＫ２は異なる補正ゲインを示す。
【００２２】
駆動／締付手段は、シリンダ（５Ａ〜Ｄ）とサーボ弁（３Ａ〜Ｄ）、もしくは、電動ねじ（１３Ａ〜Ｄ）とモータ（１４Ａ〜Ｄ）のどちらか、もしくは両方である。
【００２３】
複数の組は、可動側金型（１０ｂ）の中心を通り軸方向に垂直な線に対して、上側に位置する軸の組と下側に位置する軸の組の組合わせ、もしくは、右側に位置する軸の組と左側に位置する軸の組の組合わせのどちらかである。
【００２４】
金型（１０ａ、１０ｂ）は、射出成形機で使用される金型である。
【００２５】
【発明の実施の形態】
添付図面を参照して、本発明による型締装置の実施の形態を以下に説明する。
本発明の多軸同期駆動装置は、複数の軸を移動させて、一体の対象物を移動させるときに、複数の軸の動きを同期させる場合に使用される。本実施例では、射出成形機の射出装置および型締装置について説明される。
【００２６】
図１に型締装置１の概略が示される。本実施例の型締装置１は、射出圧縮成形機を例に説明されるが、固定した金型に射出する標準射出成形機、又は、射出プレス機などの低圧射出成形機、その他複数の軸の動きを同期させて対象物を圧縮もしくはプレスする装置の型締装置に適用可能である。
【００２７】
図１に示される型締装置１は、固定盤８と可動盤９の間に金型１０ａ、１０ｂが設置され、固定側金型１０ａと可動側金型１０ｂの間のキャビティ１１に射出スクリュ１２により樹脂が射出される。
本実施例の金型は、射出圧縮成形機に使用されているので、樹脂射出時は固定側金型１０ａと可動側金型１０ｂは、少しの開いた状態で位置し、樹脂射出後に所定の位置まで締められる。
【００２８】
可動盤９は、複数の軸７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄ（以後、７Ａ〜Ｄ）に、固定盤８と概ね平行に固定される。
可動盤９に可動側金型１０ｂが、固定盤８に固定側金型１０ａが固定されている。
各軸７Ａ〜Ｄは、他の軸７Ａ〜Ｄに対して概ね平行である。また、各軸７Ａ〜Ｄは、固定盤８と可動盤９に対して概ね垂直である。
【００２９】
シリンダ５Ａ〜Ｄは、軸７Ａ〜Ｄと概ね同じ中心軸を持ち、概ね円筒形の空間を持つ。軸７Ａ〜Ｄが、シリンダ５Ａ〜Ｄの概ね中心軸で貫通している。
シリンダ５Ａ〜Ｄの空間内で、軸７Ａ〜Ｄにピストン６Ａ〜Ｄが固定され、ピストン６Ａ〜Ｄは空間を、軸に概ね垂直に分割している。各軸７Ａ〜Ｄに固定されるピストン６Ａ〜Ｄは、固定盤８に固定されたシリンダ５Ａ〜Ｄに摺動可能に取り付けられる。シリンダ５Ａ〜Ｄの空間には作動油が充填される。
本実施例では、シリンダ５Ａ〜Ｄが固定盤８側に設置されているが、可動盤９側に設置される構造でもよい。
【００３０】
シリンダ５Ａ〜Ｄ毎にサーボ弁３Ａ〜Ｄが設置される。
サーボ弁３Ａ〜Ｄの開度が変更されることにより、ピストン６Ａ〜Ｄで分割されたシリンダ５Ａ〜Ｄ内に作動油が送られ、または、抜かれてピストン６Ａ〜Ｄが各軸７Ａ〜Ｄの軸方向（以下、軸方向）に摺動する。ピストン６Ａ〜Ｄの摺動によって、可動盤９が軸方向に移動することにより、可動側金型１０ｂが、移動および固定される、もしくは、緩められる。
サーボ弁３Ａ〜Ｄは、制御装置２からの制御信号により開度が調整される。
【００３１】
更に軸７Ａ〜Ｄ毎に電動ねじ１３Ａ〜Ｄが設置される。
電動ねじ１３Ａ〜Ｄが回転することにより、軸７Ａ〜Ｄが軸方向に移動し、
可動盤９および可動側金型１０ｂを移動させる。
電動ねじ１３Ａ〜Ｄ毎に、モータ１４Ａ〜Ｄが設置され、電動ねじ１３Ａ〜Ｄを回転させる。
【００３２】
各軸７Ａ〜Ｄに対応する位置に、位置センサ４Ａ〜Ｄが設置される。
位置センサ４Ａ〜Ｄは、固定盤８と可動盤９の間を測定するセンサなどに代表され、各軸に対応する可動盤９の位置に相当する位置情報を制御装置２へ出力する。
なお、本実施例では、位置センサ４Ａ〜Ｄとして、各軸７Ａ〜Ｄ部の固定盤８と可動盤９の間隔を測定するセンサが示されているが、各軸７Ａ〜Ｄ部の軸方向の固定盤８と可動盤９の位置、固定盤８に対する軸７Ａ〜Ｄの位置など、固定側金型１０ａと移動側金型１０ｂの相対的な位置に相当する位置を測定するセンサであれば、上記の例に限定されない。
【００３３】
制御装置２は、位置センサ４Ａ〜Ｄからの位置情報を取得し、サーボ弁３Ａ〜Ｄの開度を調整する制御信号、およびモータ１４Ａ〜Ｄの回転を制御する制御信号を出力する。
制御装置２は、ＣＰＵを具備したコンピュータ等に例示される。
【００３４】
本例の型締装置は、４本の軸を持つ型締装置の例が示されているが、軸の数は複数で有れば４本に限定されない。
【００３５】
図２に射出装置の射出スクリュ移動機構の概略が説明される。射出スクリュ移動機構は、電動ねじ１５Ａ〜Ｄ（図２では片面方向から示されているため電動ねじ１５Ａおよび１５Ｃのみ表示、以下同様）、電動ねじナット１６Ａ〜Ｄ、モータ１７Ａ〜Ｄ、射出スクリュ基部１８、射出スクリュ１２、制御装置１９で構成される。
【００３６】
電動ねじ１５Ａ〜Ｄは、射出スクリュ１２と概ね平行の軸を持ち、モータ１７Ａ〜Ｄの駆動により回転する。電動ねじ１５Ａ〜Ｄは、射出スクリュ基部１８に固定されている電動ねじナット１６Ａ〜Ｄを貫通しており、回転することにより電動ねじナット１６Ａ〜Ｄおよび射出スクリュ基部１８が、電動ねじ１５Ａ〜Ｄの軸方向に移動する。
【００３７】
射出スクリュ基部１８に射出スクリュ１２が射出スクリュ１２の長手方向の軸（以下軸）を中心に回転可能に取り付けられ、射出スクリュ基部１８が軸方向に移動することにより、射出スクリュ１２が軸方向に移動する。
【００３８】
この他、各モータ１７Ａ〜Ｄに設置されたエンコーダ（図示無し）、または各電動ねじ１５Ａ〜Ｄに取り付けられた位置センサ（図示無し）が設置される。エンコーダまたは位置センサは、各電動ねじに対応する射出スクリュ基部１８の位置に相当する位置を測定し制御装置１９へ送信する。
【００３９】
制御装置１９は各電動ねじ１５Ａ〜Ｄに対応する射出スクリュ基部１８の位置を元に、モータ１７Ａ〜Ｄの速度制御指令を作成しモータ１７Ａ〜Ｄへ送信する。
制御装置１９は、ＣＰＵを含むコンピュータに例示される。
【００４０】
本例の射出スクリュ移動機構は、４本の軸を持つ例が示されているが、軸の数は複数で有れば４本に限定されない。
【００４１】
図３を参照して、本発明の射出スクリュ移動機構の制御装置と駆動部の関係が説明される。図４は、駆動部として電動ねじ１５Ａ〜Ｄとモータ１７Ａ〜Ｄの場合が示される。
図３は、模式的に接続関係が示されており、位置関係等は正確でない。
【００４２】
エンコーダまたはセンサは、射出スクリュ基部１８の各電動ねじに対応する部位の位置に対応する位置を計測し、位置データを制御装置１９に送信する。
制御装置１９は、各電動ねじの速度制御指令を作成し、電動ねじ毎に対応するモータ１７Ａ〜Ｄに送信する。モータ１７Ａ〜Ｄは、制御指令に基づき回転を発生し、電動ねじ１５Ａ〜Ｄを回転させる。電動ねじ１５Ａ〜Ｄの回転により、射出スクリュ基部１８が移動し、射出スクリュ１２が移動する。
【００４３】
図４および図５を参照して、本発明の型締装置の制御と移動機構の関係が説明される。図４は、移動機構として電動ねじ１３Ａ〜Ｄとモータ１４Ａ〜Ｄの場合が示され、図５は、移動機構としてシリンダ５Ａ〜Ｄとサーボ弁３Ａ〜Ｄの場合が示される。
図４および図５は、模式的に接続関係が示されており、位置関係等は正確でない。
【００４４】
図４に示される移動機構として電動ねじ１３Ａ〜Ｄとモータ１４Ａ〜Ｄの場合が説明される。
センサ４Ａ〜Ｄは、可動側金型１０ｂの各軸に対応する部位の位置に対応する位置（以下、各軸の位置）を計測し、各軸の位置データを制御装置２に送信する。
制御装置２は、各軸の速度制御指令を作成し、軸毎に、モータ１４Ａ〜Ｄに送信する。モータ１４Ａ〜Ｄは、制御指令に基づき回転を発生し、電動ねじ１３Ａ〜Ｄを回転させる。電動ねじ１３Ａ〜Ｄの回転により、軸７Ａ〜Ｄが移動し、可動側金型１０ｂが移動する。
【００４５】
図５に示される移動機構としてシリンダ５Ａ〜Ｄとサーボ弁３Ａ〜Ｄの場合も同様である。
センサ４Ａ〜Ｄは、可動側金型１０ｂの各軸の位置を計測し、各軸の位置データを制御装置２に送信する。
制御装置２は、各軸の速度制御指令を作成し、軸毎に、サーボ弁３Ａ〜Ｄに送信する。サーボ弁３Ａ〜Ｄは、制御指令に基づき流体の量を調整し、シリンダ５Ａ〜Ｄ内のピストン６Ａ〜Ｄを移動させる。ピストン６Ａ〜Ｄの移動により、軸７Ａ〜Ｄが移動し、可動側金型１０ｂが移動する。
【００４６】
次に、図６を参照して、制御装置１９で行なわれる制御指令の作成方法について説明される。
本実施の形態では、電動ねじ１５Ａと電動ねじ１５Ｂ、電動ねじ１５Ｃと電動ねじ１５Ｄが組とされる。
電動ねじを組とするのは、同じ移動傾向を持つ電動ねじを組合わせて、組毎の位置の差により制御し、さらに、組内の電動ねじの位置の差により制御することにより、移動傾向の違う電動ねじ毎に違う制御をする（＝違う位置同期補正ゲインを使用する）ためである。
【００４７】
具体的には、本射出スクリュ移動機構が、電動ねじ１５Ａ〜Ｄが概ね水平となる射出スクリュ移動機構で、射出スクリュ基部１８が移動時に射出スクリュ基部１８の下側のレール（図示無し）でガイドされる機構を有し、下側ではレールの摩擦が発生し下側の電動ねじと上側の電動ねじに同じ力を掛けても同じ様に移動しない場合の例が考えられる。
この場合、電動ねじ１５Ａと電動ねじ１５Ｂを上側の組、電動ねじ１５Ｃと電動ねじ１５Ｄを下側の組とする。
【００４８】
他の例として、左側と右側の電動ねじに同じ力か掛からず、各電動ねじに同じ力を掛けても左側の電動ねじと右側の電動ねじで同じ様に移動しない場合の例が考えられる。
この場合、電動ねじ１５Ａと電動ねじ１５Ｂを右側の組、電動ねじ１５Ｃと電動ねじ１５Ｄを左側の組とする。
電動ねじの組合せは、射出スクリュ移動機構の特性により決めることができ、上記の場合に限定されない。
ここで、電動ねじ１５Ａと電動ねじ１５Ｂを第１組、電動ねじ１５Ｃと電動ねじ１５Ｄを第２組とする。
【００４９】
図６のブロック図が説明される。
位置指令作成部３０で射出スクリュ基部１８としての目標位置である位置指令ｄ１を作成する。
位置指令ｄ１は、第１演算部２０と第２演算部２１に入力される。
【００５０】
第１演算部２０は、電動ねじ１５Ａの位置ＸＡおよび電動ねじ１５Ｂの位置ＸＢから求められる第１組の平均位置ｄ２＝Ｘａｖｇ（ＸＡ、ＸＢ）と、位置指令ｄ１との差（ｄ１−ｄ２）から、第１組の位置差ｄ４を演算する。
【００５１】
第１組の位置差ｄ４が第３演算部３１に入力される。第３演算部３１は、補正ゲインＫｐと第１組の位置差ｄ４から指令値ｄ６＝ｆ（Ｋｐ、ｄ４）を演算する。
【００５２】
指令値ｄ６は、第５演算部２２に入力される。第５演算部２２は、各組の平均位置の差に第２補正ゲインＫｓ１を乗じた値ｄ８＝Ｋｓ１×（Ｘａｖｇ（ＸＡ、ＸＢ）―Ｘａｖｇ（ＸＣ、ＸＤ）と、指令値ｄ６から、第１組指令値ｄ９を演算する。
【００５３】
第１組指令値ｄ９は、電動ねじ１５Ａに対応する第７Ａ演算部２４Ａ、電動ねじ１５Ｂに対応する第７Ｂ演算部２４Ｂに入力される。
第７Ａ演算部２４Ａは、第１組指令値ｄ９と、電動ねじ１５Ａの位置ＸＡと電動ねじ１５Ｂの位置ＸＢの差（ＸＡ−ＸＢ）に第３補正ゲインＫｓ２を乗じた第１組補正値ｄ１１から、指令値ｄ１３Ａを演算する。
【００５４】
指令値ｄ１３Ａは、第８Ａ演算部２５Ａに入力される。第８Ａ演算部２５Ａは、モータ１７Ａの現状の動作情報ｄ１８Ａと指令値ｄ１３Ａとの差から、モータ１７Ａを加速もしくは減速するための制御値ｄ１４Ａを演算する。
【００５５】
制御値ｄ１４Ａは、速度指令作成部２６Ａに入力され、速度制御値ｄ１５Ａが作成される。速度制御値ｄ１５Ａは、速度制御の上限および下限を示すテーブル２７Ａの値と比較部２８Ａで比較され、所定の範囲の最終速度制御値ｄ１７Ａとしてモータ１７Ａに出力される。
【００５６】
同様に、第１組指令値ｄ９が入力された第７Ｂ演算部２４Ｂは、第１組指令値ｄ９と、電動ねじ１５Ａの位置ＸＡと電動ねじ１５Ｂの位置ＸＢの差（ＸＡ−ＸＢ）に第３補正ゲインＫｓ２を乗じた第１組補正値ｄ１１から、指令値ｄ１３Ｂを演算する。
【００５７】
指令値ｄ１３Ｂは、第８Ｂ演算部２５Ｂに入力される。第８Ｂ演算部２５Ｂは、モータ１７Ｂの現状の動作情報ｄ１８Ｂと指令値ｄ１３Ｂとの差から、モータ１７Ｂを加速もしくは減速するための制御値ｄ１４Ｂを演算する。
【００５８】
制御値ｄ１４Ｂは、速度指令作成部２６Ｂに入力され、速度制御値ｄ１５Ｂが作成される。速度制御値ｄ１５Ｂは、速度制御の上限および下限を示すテーブル２７Ｂの値と比較部２８Ｂで比較され、所定の範囲の最終速度制御値ｄ１７Ｂとしてモータ１７Ｂに出力される。
【００５９】
同様に、位置指令ｄ１が入力された第２演算部２１は、電動ねじ１５Ｃの位置ＸＣおよび電動ねじ１５Ｄの位置ＸＤから求められる第１組の平均位置ｄ３＝Ｘａｖｇ（ＸＣ、ＸＤ）と、位置指令ｄ１との差（ｄ１−ｄ３）から、第２組の位置差ｄ５を演算する。
【００６０】
第２組の位置差ｄ５が第４演算部３２に入力される。第４演算部３２は、補正ゲインＫｐと第２組の位置差ｄ５から指令値ｄ７＝ｆ（Ｋｐ、ｄ５）を演算する。
【００６１】
指令値ｄ７は、第６演算部２３に入力される。第６演算部２３は、各組の平均位置の差に第２補正ゲインＫｓ１を乗じた値ｄ８＝Ｋｓ１×（Ｘａｖｇ（ＸＡ、ＸＢ）―Ｘａｖｇ（ＸＣ、ＸＤ）と、指令値ｄ７から、第２組指令値ｄ１０を演算する。
【００６２】
第２組指令値ｄ１０は、電動ねじ１５Ｃに対応する第７Ｃ演算部２４Ｃ、電動ねじ１５Ｄに対応する第７Ｄ演算部２４Ｄに入力される。
第７Ｃ演算部２４Ｃは、第２組指令値ｄ１０と、電動ねじ１５Ｃの位置ＸＣと電動ねじ１５Ｄの位置ＸＤの差（ＸＣ−ＸＤ）に第４補正ゲインＫｓ３を乗じた第２組補正値ｄ１２から、指令値ｄ１３Ｃを演算する。
【００６３】
指令値ｄ１３Ｃは、第８Ｃ演算部２５Ｃに入力される。第８Ｃ演算部２５Ｃは、モータ１７Ｃの現状の動作情報ｄ１８Ｃと指令値ｄ１３Ｃとの差から、モータ１７Ｃを加速もしくは減速するための制御値ｄ１４Ｃを演算する。
【００６４】
制御値ｄ１４Ｃは、速度指令作成部２６Ｃに入力され、速度制御値ｄ１５Ｃが作成される。速度制御値ｄ１５Ｃは、速度制御の上限および下限を示すテーブル２７Ｃの値と比較部２８Ｃで比較され、所定の範囲の最終速度制御値ｄ１７Ｃとしてモータ１７Ｃに出力される。
【００６５】
同様に、第２組指令値ｄ１０が入力された第７Ｄ演算部２４Ｄは、第２組指令値ｄ１０と、電動ねじ１５Ｃの位置ＸＣと電動ねじ１５Ｄの位置ＸＤの差（ＸＣ−ＸＤ）に第４補正ゲインＫｓ３を乗じた第２組補正値ｄ１２から、指令値ｄ１３Ｄを演算する。
【００６６】
指令値ｄ１３Ｄは、第８Ｄ演算部２５Ｄに入力される。第８Ｄ演算部２５Ｄは、モータ１７Ｄの現状の動作情報ｄ１８Ｄと指令値ｄ１３Ｄとの差から、モータ１７Ｄを加速もしくは減速するための制御値ｄ１４Ｄを演算する。
【００６７】
制御値ｄ１４Ｄは、速度指令作成部２６Ｄに入力され、速度制御値ｄ１５Ｄが作成される。速度制御値ｄ１５Ｄは、速度制御の上限および下限を示すテーブル２７Ｄの値と比較部２８Ｄで比較され、所定の範囲の最終速度制御値ｄ１７Ｄとしてモータ１７Ｄに出力される。
【００６８】
上記例では、第１組で使用される第３補正ゲインＫｓ２と、第２組で使用される第４補正ゲインＫｓ３として、別の値を使用することができる。別々の適当な補正ゲインを使用することにより、組毎に異なる傾向を補正することができる。
【００６９】
次に図７を参照して、制御装置１９で行なわれる制御指令の作成方法について、別の実施の形態が説明される。
本実施の形態では、電動ねじ１５Ａと電動ねじ１５Ｂ、電動ねじ１５Ｃと電動ねじ１５Ｄが組とされる。組の作成方法については上記実施の形態と同じなので説明は省略される。
上記実施の形態と同様、電動ねじ１５Ａと電動ねじ１５Ｂを第１組、電動ねじ１５Ｃと電動ねじ１５Ｄを第２組とする。
【００７０】
図７のブロック図が説明される。
位置指令作成部５０が、射出スクリュ基部１８全体としての目標位置である位置指令ｅ１を作成する。
位置指令ｅ１は、第１演算部４０に入力される。
第１演算部４０は、４つの電動ねじの平均ｅ２＝Ｘａｖｇ（ＸＡ、ＸＢ、ＸＣ、ＸＤ）と位置指令ｅ１の差から、位置平均差ｅ４を演算する。
位置平均差ｅ４が第２演算部５１に入力される。第２演算部５１は、補正ゲインＫｑと位置平均差ｅ４から指令値ｅ６＝ｆ（Ｋｑ、ｅ４）を演算する。
【００７１】
指令値ｅ６は、各電動ねじに対応する第３Ａ演算部４２Ａ、第３Ｂ演算部４２Ｂ、第３Ｃ演算部４２Ｃ、第３Ｄ演算部４２Ｄに入力される。
第３Ａ演算部４２Ａは、指令値ｅ６と、電動ねじ１５Ａの位置ＸＡと電動ねじ１５Ｂの位置ＸＢの差（ＸＡ−ＸＢ）に第２補正ゲインＫＴ２を乗じた第１組補正値ｅ１３から、指令値ｅ７Ａを演算する。
指令値ｅ７Ａは、第４Ａ演算部４３Ａに入力される。第４Ａ演算部４３Ａは、モータ１７Ａの現状の動作情報ｅ１２Ａと指令値ｅ７Ａとの差から、モータ１７Ａを加速もしくは減速するための制御値ｅ８Ａを演算する。
【００７２】
制御値ｅ８Ａは、速度指令作成部４４Ａに入力され、速度制御値ｅ９Ａが作成される。速度制御値ｅ９Ａは、速度制御の上限および下限を示すテーブル４５Ａの値と比較部４６Ａで比較され、所定の範囲の最終速度制御値ｅ１１Ａとしてモータ１７Ａに出力される。
【００７３】
同様に、指令値ｅ６が入力された第３Ｂ演算部４２Ｂは、指令値ｅ６と、電動ねじ１５Ａの位置ＸＡと電動ねじ１５Ｂの位置ＸＢの差（ＸＡ−ＸＢ）に第２補正ゲインＫＴ２を乗じた第１組補正値ｅ１３から、指令値ｅ７Ｂを演算する。
指令値ｅ７Ｂは、第４Ｂ演算部４３Ｂに入力される。第４Ｂ演算部４３Ｂは、モータ１７Ｂの現状の動作情報ｅ１２Ｂと指令値ｅ７Ｂとの差から、モータ１７Ｂを加速もしくは減速するための制御値ｅ８Ｂを演算する。
【００７４】
制御値ｅ８Ｂは、速度指令作成部４４Ｂに入力され、速度制御値ｅ９Ｂが作成される。速度制御値ｅ９Ｂは、速度制御の上限および下限を示すテーブル４５Ｂの値と比較部４６Ｂで比較され、所定の範囲の最終速度制御値ｅ１１Ｂとしてモータ１７Ｂに出力される。
【００７５】
指令値ｅ６が入力された第３Ｃ演算部４２Ｃは、指令値ｅ６と、電動ねじ１５Ｃの位置ＸＣと電動ねじ１５Ｄの位置ＸＤの差（ＸＣ−ＸＤ）に第３補正ゲインＫＴ３を乗じた第２組補正値ｅ１４から、指令値ｅ７Ｃを演算する。
指令値ｅ７Ｃは、第４Ｃ演算部４３Ｃに入力される。第４Ｃ演算部４３Ｃは、モータ１７Ｃの現状の動作情報ｅ１２Ｃと指令値ｅ７Ｃとの差から、モータ１７Ｃを加速もしくは減速するための制御値ｅ８Ｃを演算する。
【００７６】
制御値ｅ８Ｃは、速度指令作成部４４Ｃに入力され、速度制御値ｅ９Ｃが作成される。速度制御値ｅ９Ｃは、速度制御の上限および下限を示すテーブル４５Ｃの値と比較部４６Ｃで比較され、所定の範囲の最終速度制御値ｅ１１Ｃとしてモータ１７Ｃに出力される。
【００７７】
同様に、指令値ｅ６が入力された第３Ｄ演算部４２Ｄは、指令値ｅ６と、電動ねじ１５Ｃの位置ＸＣと電動ねじ１５Ｄの位置ＸＤの差（ＸＣ−ＸＤ）に第３補正ゲインＫＴ３を乗じた第２組補正値ｅ１４から、指令値ｅ７Ｄを演算する。
指令値ｅ７Ｄは、第４Ｄ演算部４３Ｄに入力される。第４Ｄ演算部４３Ｄは、モータ１７Ｄの現状の動作情報ｅ１２Ｄと指令値ｅ７Ｄとの差から、モータ１７Ｄを加速もしくは減速するための制御値ｅ８Ｄを演算する。
【００７８】
制御値ｅ８Ｄは、速度指令作成部４４Ｄに入力され、速度制御値ｅ９Ｄが作成される。速度制御値ｅ９Ｄは、速度制御の上限および下限を示すテーブル４５Ｄの値と比較部４６Ｄで比較され、所定の範囲の最終速度制御値ｅ１１Ｄとしてモータ１７Ｄに出力される。
【００７９】
上記例では、第１組で使用される第２補正ゲインＫＴ２と、第２組で使用される第３補正ゲインＫＴ３として、別の値を使用することができる。別々の適当な補正ゲインを使用することにより、組毎に異なる傾向を補正することができる。
【００８０】
上記２例の実施例に示されるように、傾向の異なる組毎に別々の補正ゲインを使用することにより、組毎に適した制御を行なうことができる。複数の電動ねじの組が作成できれば、組の作成方法は任意に可能である。一の組中の電動ねじの数が３以上の場合、組ごとの補正ゲインを使用する補正値（ｄ１１、ｄ１２、ｅ１３、ｅ１４）において、２つの電動ねじの場合の電動ねじの位置の差ではなく、当該組の全電動ねじの位置の平均と電動ねじの位置の差を使用することができる。
また、一つの組の中の電動ねじの数が１の場合も可能である。この場合、組み内の差によるゲインを用いないこともできるし、全平均との差のゲインを用いることもできる。
【００８１】
上記実施例では、射出スクリュ移動機構の制御について説明されたが、型締装置の移動機構についても同様である。
【００８２】
【発明の効果】
本発明の多軸同期駆動装置は、複数の軸を軸毎に位置を制御する制御装置において、軸の特性を考慮して、複数の軸を複数の組として組毎に適当な補正ゲインを使用して制御することにより、軸の駆動を同期させる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は型締装置の概略図を示す。
【図２】図２は射出装置の概略図を示す。
【図３】図３は本発明の射出装置の制御装置と射出スクリュ移動機構の関係の概略を示す。
【図４】図４は本発明の型締装置の制御と電動ねじによる移動機構の関係の概略を示す。
【図５】図５は本発明の型締装置の制御とシリンダによる移動機構の関係の概略を示す。
【図６】図６は実施の形態１の射出スクリュ移動機構を制御する制御装置の回路ブロック図を示す。
【図７】図７は他の実施の形態の射出スクリュ移動機構を制御する制御装置の回路ブロック図を示す。
【符号の説明】
１ 型締装置
２ 制御装置
３Ａ〜Ｄ サーボ弁
４Ａ〜Ｄ 位置センサ
５Ａ〜Ｄ シリンダ
６Ａ〜Ｄ ピストン
７Ａ〜Ｄ 軸
８ 固定盤
９ 可動盤
１０ａ 固定側金型
１０ｂ 可動側金型
１１ キャビティ
１２ 射出スクリュ
１３Ａ〜Ｄ 電動ねじ
１４Ａ〜Ｄ モータ
１５Ａ〜Ｄ 電動ねじ
１６Ａ〜Ｄ 電動ねじナット
１７Ａ〜Ｄ モータ
１８ 射出スクリュ基部
１９ 制御装置
２０ 第１演算部
２１ 第２演算部
２２ 第５演算部
２３ 第６演算部
２４Ａ〜Ｄ 第７Ａ〜Ｄ演算部
２５Ａ〜Ｄ 第８Ａ〜Ｄ演算部
２６Ａ〜Ｄ 速度指令作成部
２７Ａ〜Ｄ テーブル
２８Ａ〜Ｄ 比較部
４０ 第１演算部
４２Ａ〜Ｄ 第３Ａ〜Ｄ演算部
４３Ａ〜Ｄ 第４Ａ〜Ｄ演算部
４４Ａ〜Ｄ 速度指令作成部
４５Ａ〜Ｄ テーブル
４６Ａ〜Ｄ 比較部
５０ 位置指令作成部
５１ 第２演算部
【発明の属する技術分野】
本発明は、多軸同期駆動装置に関し、特に射出成形機の射出装置および型締装置の多軸同期駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
固定した金型のキャビティに樹脂を射出し成形する射出成形機が使用されている。
加熱され溶かされた樹脂は、所定の量が射出スクリュによって所定の圧力で金型の間のキャビティに射出される。
射出スクリュは、射出シリンダ内に進退可能および回転可能に取り付けられ、射出スクリュ移動機構により移動する。射出スクリュ移動機構には、油圧シリンダ等のシリンダを用いた機構、モータを用いた機構がある。
さらに、射出に高圧を必要とする中型から大型の射出成形機では、射出スクリュの進退に大きな力が必要となるため、複数のシリンダまたはモータなどの複数の駆動部を使用し、複数の軸で射出スクリュを移動させる射出スクリュ移動機構が使用される場合がある。駆動部を複数にすることにより、個々の駆動部を小さくすることができる。
【０００３】
複数の駆動部と軸で射出スクリュを移動させる場合、軸の移動を同期させる必要がある。複数の軸を同期させることができる電動射出成形機が特開２００２−１３７２６９に開示されている。
【０００４】
駆動部および軸の数が多くなる場合、制御が困難になる場合がある。具体的には、駆動部は射出スクリュが回転可能に取り付けられた射出スクリュ基部を射出スクリュの軸方向に移動させるが、横型（水平）の射出スクリュでの場合、射出スクリュ基部を移動させる時に、下側の射出スクリュ基部をガイドする部分との摩擦が発生し、下側の駆動部と上側の駆動部に同じ速度指令を与えても、同じ移動量とならない場合がある。
【０００５】
金型は、固定側金型、可動側金型で構成され、固定側金型と可動側金型を合わせた時に、これらの間にできるキャビティに樹脂を射出することにより、製品を形成する。可動側金型は固定側金型に、シリンダ、または、電動ねじ＋シリンダにより固定される。
【０００６】
また、射出成形機には、少し開いた状態の金型のキャビティに樹脂を射出し、その後、可動側金型を締めて樹脂を圧縮する射出圧縮成形機も含まれる。射出圧縮成形機において、移動側金型は、シリンダ、または、電動ねじ＋シリンダにより移動、および固定される。
【０００７】
これらの射出成形機では、射出される樹脂の圧力に対抗するように、可動側金型を固定側金型に押し付け、所定の位置に固定する必要がある。移動側金型を所定の位置に移動および固定できなければ、樹脂は予定された形状や厚みの製品にならない。
【０００８】
金型を移動もしくは固定する電動ねじもしくはシリンダは、複数の軸を可動させて、可動側金型を移動および固定する場合がある。
シリンダで移動および固定する場合は、通常、複数のシリンダが、複数のシリンダ内の圧力が一定になるように連通されている。これにより、全てのシリンダで発生する力が同じになる。また、電動ねじで移動固定する場合も、各軸の移動速度または回転数が同じになるようにセットされている。
【０００９】
しかし、金型の形状等により成形する樹脂の重心がずれれば、各軸に掛かる力が異なり、各軸に同じ力を加えても、金型を所定の位置に締められない場合がある。
【００１０】
このため、複数の軸の各々を可動させるシリンダや電動ねじを独立させ、軸毎に位置制御を行ない、金型を平行に制御する型締装置が、特開平５−２６９７４９、特開平６−２７０２２０、及び、特開平１１−２４５２７２に開示されている。
【００１１】
上記のような射出スクリュ移動機構や型締装置の各軸の位置制御指令は、（（軸の位置）−（目標位置））×（同期補正ゲイン）の計算値をもとに行なわれる。
しかし、全ての軸の位置を同期させる位置制御において、位置を制御するために各軸に同期補正ゲインとして同じ値を使用しても、移動させる部位の抵抗が上下などで異なる場合や、キャビティの形状による樹脂の圧力の影響が軸毎に異なる場合は、同じ指令であっても同じ応答（移動）が得られず、位置が同期しない場合がある。
【００１２】
軸毎に位置を制御する制御において、射出スクリュ移動機構や型締装置の特性、金型の形状により軸毎の特性を考慮して制御される多軸同期駆動制御装置が望まれる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、複数の軸の移動を軸毎に制御する多軸同期駆動装置において、各軸の特性を考慮して、複数の軸を複数の組として組毎に適当な補正ゲインを使用して制御される多軸同期駆動装置を提供すること。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
以下に、［発明の実施の形態］で使用する番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明の実施の形態］の記載との対応関係を明らかにするために付加されたものであるが、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１５】
本発明の多軸同期駆動装置は、複数の軸の回転もしくは移動により、軸の軸方向に移動する一体の被駆動部と、軸を回転もしくは移動させる駆動部と、駆動部を制御する制御部と、各軸に対応する被駆動部の位置に対応する位置を測定する測定部と、を具備する。制御部は、複数の軸を、複数の組とし、組毎に異なる補正ゲインを使用して、軸毎に駆動部の制御を行なう。
【００１６】
本発明の射出装置は、複数の電動ねじ（１５Ａ〜Ｄ）と、電動ねじ（１５Ａ〜Ｄ）を回転させる駆動部（１７Ａ〜Ｄ）と、電動ねじ（１５Ａ〜Ｄ）が回転することにより電動ねじ（１５Ａ〜Ｄ）の軸方向に移動する射出スクリュ基部（１８）と、射出スクリュ基部（１８）に設置される射出スクリュ（１２）と、駆動部（１７Ａ〜Ｄ）を制御する制御部（１９）と、各電動ねじ（１５Ａ〜Ｄ）に対応する射出スクリュ基部（１８）の位置に対応する位置を測定する測定部と、を具備する。制御部（１９）は、複数の電動ねじ（１５Ａ〜Ｄ）を、複数の組とし、組毎に異なる補正ゲインを使用して、電動ねじ（１５Ａ〜Ｄ）毎に駆動部（１７Ａ〜Ｄ）の制御を行なう。
【００１７】
上記射出装置は、組の内の第１組が複数の電動ねじ（１５Ａ〜Ｄ）の電動ねじＡ（１５Ａ）と電動ねじＢ（１５Ｂ）で構成され、第２組が複数の電動ねじの電動ねじＣ（１５Ｃ）と電動ねじＤ（１５Ｄ）で構成される。
制御部（１９）において、電動ねじＡ（１５Ａ）の駆動部（１７Ａ）、および電動ねじＢ（１５Ｂ）の駆動部（１７Ｂ）の制御には、Ｋ１（ＸＡ−ＸＢ）の値が使用され、電動ねじＣ（１５Ｃ）の駆動部（１７Ｃ）、および電動ねじＤ（１５Ｄ）の駆動部（１７Ｄ）の制御には、Ｋ２（ＸＣ−ＸＤ）の値が使用される。
ＸＡは電動ねじＡ（１５Ａ）から力を受ける射出スクリュ基部（１８）の所定の部分における電動ねじの軸方向の位置に相当する位置を示し、ＸＢは、電動ねじＢ（１５Ｂ）から力を受ける射出スクリュ基部（１８）の所定の部分における電動ねじの軸方向の位置に相当する位置を示し、ＸＣは電動ねじＣ（１５Ｃ）から力を受ける射出スクリュ基部（１８）の所定の部分における電動ねじの軸方向の位置に相当する位置を示し、ＸＤは、電動ねじＤ（１５Ｄ）から力を受ける射出スクリュ基部（１８）の所定の部分における電動ねじの軸方向の位置に相当する位置を示す。
Ｋ１とＫ２は異なる補正ゲインを示す。
【００１８】
上記射出装置の駆動部は、モータ（１７Ａ〜Ｄ）である。
【００１９】
上記射出装置の電動ねじ（１５Ａ〜Ｄ）の複数の組は、射出スクリュ基部（１８）の中心を通り射出スクリュ（１２）の軸方向に垂直な線に対して、上側に位置する軸の組と下側に位置する軸の組の組合わせ、もしくは、右側に位置する軸の組と左側に位置する軸の組の組合わせのどちらかである。
【００２０】
本発明の型締装置は、一組の金型（１０ａ、１０ｂ）を構成する、所定の基準に対して固定されている固定側金型（１０ａ）、および固定側金型（１０ａ）に対して相対的に、所定の軸方向に移動する可動側金型（１０ｂ）と、軸方向に移動することで可動側金型（１０ｂ）を移動させ、および軸方向に力が加えられることにより可動側金型（１０ｂ）を固定側金型（１０ａ）に圧着させる、軸方向に概ね平行な複数の軸（７Ａ〜Ｄ）と、軸毎（７Ａ〜Ｄ）に、軸（７Ａ〜Ｄ）を軸方向に移動させる、および軸方向に力を加える、軸（７Ａ〜Ｄ）毎に設置され、軸（７Ａ〜Ｄ）毎に独立した駆動／締付手段（５Ａ〜Ｄと３Ａ〜Ｄ、もしくは／および、１３Ａ〜Ｄと１４Ａ〜Ｄ）と、軸から力を受ける可動側金型（１０ｂ）の所定の部分における、軸方向の位置に相当する位置を検出するセンサ（４Ａ〜Ｄ）と、センサ（４Ａ〜Ｄ）の検出値と可動側金型（１０ｂ）の目標位置から、駆動／締付手段（３Ａ〜Ｄ、もしくは／および、１４Ａ〜Ｄ）の制御を行なう制御部（２）と、を具備する。
制御部（２）は複数の軸を、複数の組とし、組毎に異なる補正ゲインを使用して、軸毎に駆動／締付手段（３Ａ〜Ｄ、もしくは／および、１４Ａ〜Ｄ）の制御を行なう。
【００２１】
組の内の第１組が複数の軸の軸Ａ（７Ａ）と軸Ｂ（７Ｂ）で構成され、第２組が複数の軸の軸Ｃ（７Ｃ）と軸Ｄ（７Ｄ）で構成される。
制御部（２）において、軸Ａ（７Ａ）の駆動／締付手段（３Ａ、１４Ａ）、および軸Ｂ（７Ｂ）の駆動／締付手段（３Ｂ、１４Ｂ）の制御には、Ｋ１（ＸＡ−ＸＢ）の値が使用され、
軸Ｃ（７Ｃ）の駆動／締付手段（３Ｃ、１４Ｃ）、および軸Ｄ（７Ｄ）の駆動／締付手段（３Ｄ、１４Ｄ）の制御には、Ｋ２（ＸＣ−ＸＤ）の値が使用される。
ＸＡは軸Ａ（７Ａ）から力を受ける可動側金型（１０ｂ）の所定の部分における軸方向の位置に相当する位置を示し、ＸＢは、軸Ｂ（７Ｂ）から力を受ける可動側金型（１０ｂ）の所定の部分における軸方向の位置に相当する位置を示し、ＸＣは軸Ｃ（７Ｃ）から力を受ける可動側金型（１０ｂ）の所定の部分における軸方向の位置に相当する位置を示し、ＸＤは、軸Ｄ（７Ｄ）から力を受ける可動側金型（１０ｂ）の所定の部分における軸方向の位置に相当する位置を示し、Ｋ１とＫ２は異なる補正ゲインを示す。
【００２２】
駆動／締付手段は、シリンダ（５Ａ〜Ｄ）とサーボ弁（３Ａ〜Ｄ）、もしくは、電動ねじ（１３Ａ〜Ｄ）とモータ（１４Ａ〜Ｄ）のどちらか、もしくは両方である。
【００２３】
複数の組は、可動側金型（１０ｂ）の中心を通り軸方向に垂直な線に対して、上側に位置する軸の組と下側に位置する軸の組の組合わせ、もしくは、右側に位置する軸の組と左側に位置する軸の組の組合わせのどちらかである。
【００２４】
金型（１０ａ、１０ｂ）は、射出成形機で使用される金型である。
【００２５】
【発明の実施の形態】
添付図面を参照して、本発明による型締装置の実施の形態を以下に説明する。
本発明の多軸同期駆動装置は、複数の軸を移動させて、一体の対象物を移動させるときに、複数の軸の動きを同期させる場合に使用される。本実施例では、射出成形機の射出装置および型締装置について説明される。
【００２６】
図１に型締装置１の概略が示される。本実施例の型締装置１は、射出圧縮成形機を例に説明されるが、固定した金型に射出する標準射出成形機、又は、射出プレス機などの低圧射出成形機、その他複数の軸の動きを同期させて対象物を圧縮もしくはプレスする装置の型締装置に適用可能である。
【００２７】
図１に示される型締装置１は、固定盤８と可動盤９の間に金型１０ａ、１０ｂが設置され、固定側金型１０ａと可動側金型１０ｂの間のキャビティ１１に射出スクリュ１２により樹脂が射出される。
本実施例の金型は、射出圧縮成形機に使用されているので、樹脂射出時は固定側金型１０ａと可動側金型１０ｂは、少しの開いた状態で位置し、樹脂射出後に所定の位置まで締められる。
【００２８】
可動盤９は、複数の軸７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄ（以後、７Ａ〜Ｄ）に、固定盤８と概ね平行に固定される。
可動盤９に可動側金型１０ｂが、固定盤８に固定側金型１０ａが固定されている。
各軸７Ａ〜Ｄは、他の軸７Ａ〜Ｄに対して概ね平行である。また、各軸７Ａ〜Ｄは、固定盤８と可動盤９に対して概ね垂直である。
【００２９】
シリンダ５Ａ〜Ｄは、軸７Ａ〜Ｄと概ね同じ中心軸を持ち、概ね円筒形の空間を持つ。軸７Ａ〜Ｄが、シリンダ５Ａ〜Ｄの概ね中心軸で貫通している。
シリンダ５Ａ〜Ｄの空間内で、軸７Ａ〜Ｄにピストン６Ａ〜Ｄが固定され、ピストン６Ａ〜Ｄは空間を、軸に概ね垂直に分割している。各軸７Ａ〜Ｄに固定されるピストン６Ａ〜Ｄは、固定盤８に固定されたシリンダ５Ａ〜Ｄに摺動可能に取り付けられる。シリンダ５Ａ〜Ｄの空間には作動油が充填される。
本実施例では、シリンダ５Ａ〜Ｄが固定盤８側に設置されているが、可動盤９側に設置される構造でもよい。
【００３０】
シリンダ５Ａ〜Ｄ毎にサーボ弁３Ａ〜Ｄが設置される。
サーボ弁３Ａ〜Ｄの開度が変更されることにより、ピストン６Ａ〜Ｄで分割されたシリンダ５Ａ〜Ｄ内に作動油が送られ、または、抜かれてピストン６Ａ〜Ｄが各軸７Ａ〜Ｄの軸方向（以下、軸方向）に摺動する。ピストン６Ａ〜Ｄの摺動によって、可動盤９が軸方向に移動することにより、可動側金型１０ｂが、移動および固定される、もしくは、緩められる。
サーボ弁３Ａ〜Ｄは、制御装置２からの制御信号により開度が調整される。
【００３１】
更に軸７Ａ〜Ｄ毎に電動ねじ１３Ａ〜Ｄが設置される。
電動ねじ１３Ａ〜Ｄが回転することにより、軸７Ａ〜Ｄが軸方向に移動し、
可動盤９および可動側金型１０ｂを移動させる。
電動ねじ１３Ａ〜Ｄ毎に、モータ１４Ａ〜Ｄが設置され、電動ねじ１３Ａ〜Ｄを回転させる。
【００３２】
各軸７Ａ〜Ｄに対応する位置に、位置センサ４Ａ〜Ｄが設置される。
位置センサ４Ａ〜Ｄは、固定盤８と可動盤９の間を測定するセンサなどに代表され、各軸に対応する可動盤９の位置に相当する位置情報を制御装置２へ出力する。
なお、本実施例では、位置センサ４Ａ〜Ｄとして、各軸７Ａ〜Ｄ部の固定盤８と可動盤９の間隔を測定するセンサが示されているが、各軸７Ａ〜Ｄ部の軸方向の固定盤８と可動盤９の位置、固定盤８に対する軸７Ａ〜Ｄの位置など、固定側金型１０ａと移動側金型１０ｂの相対的な位置に相当する位置を測定するセンサであれば、上記の例に限定されない。
【００３３】
制御装置２は、位置センサ４Ａ〜Ｄからの位置情報を取得し、サーボ弁３Ａ〜Ｄの開度を調整する制御信号、およびモータ１４Ａ〜Ｄの回転を制御する制御信号を出力する。
制御装置２は、ＣＰＵを具備したコンピュータ等に例示される。
【００３４】
本例の型締装置は、４本の軸を持つ型締装置の例が示されているが、軸の数は複数で有れば４本に限定されない。
【００３５】
図２に射出装置の射出スクリュ移動機構の概略が説明される。射出スクリュ移動機構は、電動ねじ１５Ａ〜Ｄ（図２では片面方向から示されているため電動ねじ１５Ａおよび１５Ｃのみ表示、以下同様）、電動ねじナット１６Ａ〜Ｄ、モータ１７Ａ〜Ｄ、射出スクリュ基部１８、射出スクリュ１２、制御装置１９で構成される。
【００３６】
電動ねじ１５Ａ〜Ｄは、射出スクリュ１２と概ね平行の軸を持ち、モータ１７Ａ〜Ｄの駆動により回転する。電動ねじ１５Ａ〜Ｄは、射出スクリュ基部１８に固定されている電動ねじナット１６Ａ〜Ｄを貫通しており、回転することにより電動ねじナット１６Ａ〜Ｄおよび射出スクリュ基部１８が、電動ねじ１５Ａ〜Ｄの軸方向に移動する。
【００３７】
射出スクリュ基部１８に射出スクリュ１２が射出スクリュ１２の長手方向の軸（以下軸）を中心に回転可能に取り付けられ、射出スクリュ基部１８が軸方向に移動することにより、射出スクリュ１２が軸方向に移動する。
【００３８】
この他、各モータ１７Ａ〜Ｄに設置されたエンコーダ（図示無し）、または各電動ねじ１５Ａ〜Ｄに取り付けられた位置センサ（図示無し）が設置される。エンコーダまたは位置センサは、各電動ねじに対応する射出スクリュ基部１８の位置に相当する位置を測定し制御装置１９へ送信する。
【００３９】
制御装置１９は各電動ねじ１５Ａ〜Ｄに対応する射出スクリュ基部１８の位置を元に、モータ１７Ａ〜Ｄの速度制御指令を作成しモータ１７Ａ〜Ｄへ送信する。
制御装置１９は、ＣＰＵを含むコンピュータに例示される。
【００４０】
本例の射出スクリュ移動機構は、４本の軸を持つ例が示されているが、軸の数は複数で有れば４本に限定されない。
【００４１】
図３を参照して、本発明の射出スクリュ移動機構の制御装置と駆動部の関係が説明される。図４は、駆動部として電動ねじ１５Ａ〜Ｄとモータ１７Ａ〜Ｄの場合が示される。
図３は、模式的に接続関係が示されており、位置関係等は正確でない。
【００４２】
エンコーダまたはセンサは、射出スクリュ基部１８の各電動ねじに対応する部位の位置に対応する位置を計測し、位置データを制御装置１９に送信する。
制御装置１９は、各電動ねじの速度制御指令を作成し、電動ねじ毎に対応するモータ１７Ａ〜Ｄに送信する。モータ１７Ａ〜Ｄは、制御指令に基づき回転を発生し、電動ねじ１５Ａ〜Ｄを回転させる。電動ねじ１５Ａ〜Ｄの回転により、射出スクリュ基部１８が移動し、射出スクリュ１２が移動する。
【００４３】
図４および図５を参照して、本発明の型締装置の制御と移動機構の関係が説明される。図４は、移動機構として電動ねじ１３Ａ〜Ｄとモータ１４Ａ〜Ｄの場合が示され、図５は、移動機構としてシリンダ５Ａ〜Ｄとサーボ弁３Ａ〜Ｄの場合が示される。
図４および図５は、模式的に接続関係が示されており、位置関係等は正確でない。
【００４４】
図４に示される移動機構として電動ねじ１３Ａ〜Ｄとモータ１４Ａ〜Ｄの場合が説明される。
センサ４Ａ〜Ｄは、可動側金型１０ｂの各軸に対応する部位の位置に対応する位置（以下、各軸の位置）を計測し、各軸の位置データを制御装置２に送信する。
制御装置２は、各軸の速度制御指令を作成し、軸毎に、モータ１４Ａ〜Ｄに送信する。モータ１４Ａ〜Ｄは、制御指令に基づき回転を発生し、電動ねじ１３Ａ〜Ｄを回転させる。電動ねじ１３Ａ〜Ｄの回転により、軸７Ａ〜Ｄが移動し、可動側金型１０ｂが移動する。
【００４５】
図５に示される移動機構としてシリンダ５Ａ〜Ｄとサーボ弁３Ａ〜Ｄの場合も同様である。
センサ４Ａ〜Ｄは、可動側金型１０ｂの各軸の位置を計測し、各軸の位置データを制御装置２に送信する。
制御装置２は、各軸の速度制御指令を作成し、軸毎に、サーボ弁３Ａ〜Ｄに送信する。サーボ弁３Ａ〜Ｄは、制御指令に基づき流体の量を調整し、シリンダ５Ａ〜Ｄ内のピストン６Ａ〜Ｄを移動させる。ピストン６Ａ〜Ｄの移動により、軸７Ａ〜Ｄが移動し、可動側金型１０ｂが移動する。
【００４６】
次に、図６を参照して、制御装置１９で行なわれる制御指令の作成方法について説明される。
本実施の形態では、電動ねじ１５Ａと電動ねじ１５Ｂ、電動ねじ１５Ｃと電動ねじ１５Ｄが組とされる。
電動ねじを組とするのは、同じ移動傾向を持つ電動ねじを組合わせて、組毎の位置の差により制御し、さらに、組内の電動ねじの位置の差により制御することにより、移動傾向の違う電動ねじ毎に違う制御をする（＝違う位置同期補正ゲインを使用する）ためである。
【００４７】
具体的には、本射出スクリュ移動機構が、電動ねじ１５Ａ〜Ｄが概ね水平となる射出スクリュ移動機構で、射出スクリュ基部１８が移動時に射出スクリュ基部１８の下側のレール（図示無し）でガイドされる機構を有し、下側ではレールの摩擦が発生し下側の電動ねじと上側の電動ねじに同じ力を掛けても同じ様に移動しない場合の例が考えられる。
この場合、電動ねじ１５Ａと電動ねじ１５Ｂを上側の組、電動ねじ１５Ｃと電動ねじ１５Ｄを下側の組とする。
【００４８】
他の例として、左側と右側の電動ねじに同じ力か掛からず、各電動ねじに同じ力を掛けても左側の電動ねじと右側の電動ねじで同じ様に移動しない場合の例が考えられる。
この場合、電動ねじ１５Ａと電動ねじ１５Ｂを右側の組、電動ねじ１５Ｃと電動ねじ１５Ｄを左側の組とする。
電動ねじの組合せは、射出スクリュ移動機構の特性により決めることができ、上記の場合に限定されない。
ここで、電動ねじ１５Ａと電動ねじ１５Ｂを第１組、電動ねじ１５Ｃと電動ねじ１５Ｄを第２組とする。
【００４９】
図６のブロック図が説明される。
位置指令作成部３０で射出スクリュ基部１８としての目標位置である位置指令ｄ１を作成する。
位置指令ｄ１は、第１演算部２０と第２演算部２１に入力される。
【００５０】
第１演算部２０は、電動ねじ１５Ａの位置ＸＡおよび電動ねじ１５Ｂの位置ＸＢから求められる第１組の平均位置ｄ２＝Ｘａｖｇ（ＸＡ、ＸＢ）と、位置指令ｄ１との差（ｄ１−ｄ２）から、第１組の位置差ｄ４を演算する。
【００５１】
第１組の位置差ｄ４が第３演算部３１に入力される。第３演算部３１は、補正ゲインＫｐと第１組の位置差ｄ４から指令値ｄ６＝ｆ（Ｋｐ、ｄ４）を演算する。
【００５２】
指令値ｄ６は、第５演算部２２に入力される。第５演算部２２は、各組の平均位置の差に第２補正ゲインＫｓ１を乗じた値ｄ８＝Ｋｓ１×（Ｘａｖｇ（ＸＡ、ＸＢ）―Ｘａｖｇ（ＸＣ、ＸＤ）と、指令値ｄ６から、第１組指令値ｄ９を演算する。
【００５３】
第１組指令値ｄ９は、電動ねじ１５Ａに対応する第７Ａ演算部２４Ａ、電動ねじ１５Ｂに対応する第７Ｂ演算部２４Ｂに入力される。
第７Ａ演算部２４Ａは、第１組指令値ｄ９と、電動ねじ１５Ａの位置ＸＡと電動ねじ１５Ｂの位置ＸＢの差（ＸＡ−ＸＢ）に第３補正ゲインＫｓ２を乗じた第１組補正値ｄ１１から、指令値ｄ１３Ａを演算する。
【００５４】
指令値ｄ１３Ａは、第８Ａ演算部２５Ａに入力される。第８Ａ演算部２５Ａは、モータ１７Ａの現状の動作情報ｄ１８Ａと指令値ｄ１３Ａとの差から、モータ１７Ａを加速もしくは減速するための制御値ｄ１４Ａを演算する。
【００５５】
制御値ｄ１４Ａは、速度指令作成部２６Ａに入力され、速度制御値ｄ１５Ａが作成される。速度制御値ｄ１５Ａは、速度制御の上限および下限を示すテーブル２７Ａの値と比較部２８Ａで比較され、所定の範囲の最終速度制御値ｄ１７Ａとしてモータ１７Ａに出力される。
【００５６】
同様に、第１組指令値ｄ９が入力された第７Ｂ演算部２４Ｂは、第１組指令値ｄ９と、電動ねじ１５Ａの位置ＸＡと電動ねじ１５Ｂの位置ＸＢの差（ＸＡ−ＸＢ）に第３補正ゲインＫｓ２を乗じた第１組補正値ｄ１１から、指令値ｄ１３Ｂを演算する。
【００５７】
指令値ｄ１３Ｂは、第８Ｂ演算部２５Ｂに入力される。第８Ｂ演算部２５Ｂは、モータ１７Ｂの現状の動作情報ｄ１８Ｂと指令値ｄ１３Ｂとの差から、モータ１７Ｂを加速もしくは減速するための制御値ｄ１４Ｂを演算する。
【００５８】
制御値ｄ１４Ｂは、速度指令作成部２６Ｂに入力され、速度制御値ｄ１５Ｂが作成される。速度制御値ｄ１５Ｂは、速度制御の上限および下限を示すテーブル２７Ｂの値と比較部２８Ｂで比較され、所定の範囲の最終速度制御値ｄ１７Ｂとしてモータ１７Ｂに出力される。
【００５９】
同様に、位置指令ｄ１が入力された第２演算部２１は、電動ねじ１５Ｃの位置ＸＣおよび電動ねじ１５Ｄの位置ＸＤから求められる第１組の平均位置ｄ３＝Ｘａｖｇ（ＸＣ、ＸＤ）と、位置指令ｄ１との差（ｄ１−ｄ３）から、第２組の位置差ｄ５を演算する。
【００６０】
第２組の位置差ｄ５が第４演算部３２に入力される。第４演算部３２は、補正ゲインＫｐと第２組の位置差ｄ５から指令値ｄ７＝ｆ（Ｋｐ、ｄ５）を演算する。
【００６１】
指令値ｄ７は、第６演算部２３に入力される。第６演算部２３は、各組の平均位置の差に第２補正ゲインＫｓ１を乗じた値ｄ８＝Ｋｓ１×（Ｘａｖｇ（ＸＡ、ＸＢ）―Ｘａｖｇ（ＸＣ、ＸＤ）と、指令値ｄ７から、第２組指令値ｄ１０を演算する。
【００６２】
第２組指令値ｄ１０は、電動ねじ１５Ｃに対応する第７Ｃ演算部２４Ｃ、電動ねじ１５Ｄに対応する第７Ｄ演算部２４Ｄに入力される。
第７Ｃ演算部２４Ｃは、第２組指令値ｄ１０と、電動ねじ１５Ｃの位置ＸＣと電動ねじ１５Ｄの位置ＸＤの差（ＸＣ−ＸＤ）に第４補正ゲインＫｓ３を乗じた第２組補正値ｄ１２から、指令値ｄ１３Ｃを演算する。
【００６３】
指令値ｄ１３Ｃは、第８Ｃ演算部２５Ｃに入力される。第８Ｃ演算部２５Ｃは、モータ１７Ｃの現状の動作情報ｄ１８Ｃと指令値ｄ１３Ｃとの差から、モータ１７Ｃを加速もしくは減速するための制御値ｄ１４Ｃを演算する。
【００６４】
制御値ｄ１４Ｃは、速度指令作成部２６Ｃに入力され、速度制御値ｄ１５Ｃが作成される。速度制御値ｄ１５Ｃは、速度制御の上限および下限を示すテーブル２７Ｃの値と比較部２８Ｃで比較され、所定の範囲の最終速度制御値ｄ１７Ｃとしてモータ１７Ｃに出力される。
【００６５】
同様に、第２組指令値ｄ１０が入力された第７Ｄ演算部２４Ｄは、第２組指令値ｄ１０と、電動ねじ１５Ｃの位置ＸＣと電動ねじ１５Ｄの位置ＸＤの差（ＸＣ−ＸＤ）に第４補正ゲインＫｓ３を乗じた第２組補正値ｄ１２から、指令値ｄ１３Ｄを演算する。
【００６６】
指令値ｄ１３Ｄは、第８Ｄ演算部２５Ｄに入力される。第８Ｄ演算部２５Ｄは、モータ１７Ｄの現状の動作情報ｄ１８Ｄと指令値ｄ１３Ｄとの差から、モータ１７Ｄを加速もしくは減速するための制御値ｄ１４Ｄを演算する。
【００６７】
制御値ｄ１４Ｄは、速度指令作成部２６Ｄに入力され、速度制御値ｄ１５Ｄが作成される。速度制御値ｄ１５Ｄは、速度制御の上限および下限を示すテーブル２７Ｄの値と比較部２８Ｄで比較され、所定の範囲の最終速度制御値ｄ１７Ｄとしてモータ１７Ｄに出力される。
【００６８】
上記例では、第１組で使用される第３補正ゲインＫｓ２と、第２組で使用される第４補正ゲインＫｓ３として、別の値を使用することができる。別々の適当な補正ゲインを使用することにより、組毎に異なる傾向を補正することができる。
【００６９】
次に図７を参照して、制御装置１９で行なわれる制御指令の作成方法について、別の実施の形態が説明される。
本実施の形態では、電動ねじ１５Ａと電動ねじ１５Ｂ、電動ねじ１５Ｃと電動ねじ１５Ｄが組とされる。組の作成方法については上記実施の形態と同じなので説明は省略される。
上記実施の形態と同様、電動ねじ１５Ａと電動ねじ１５Ｂを第１組、電動ねじ１５Ｃと電動ねじ１５Ｄを第２組とする。
【００７０】
図７のブロック図が説明される。
位置指令作成部５０が、射出スクリュ基部１８全体としての目標位置である位置指令ｅ１を作成する。
位置指令ｅ１は、第１演算部４０に入力される。
第１演算部４０は、４つの電動ねじの平均ｅ２＝Ｘａｖｇ（ＸＡ、ＸＢ、ＸＣ、ＸＤ）と位置指令ｅ１の差から、位置平均差ｅ４を演算する。
位置平均差ｅ４が第２演算部５１に入力される。第２演算部５１は、補正ゲインＫｑと位置平均差ｅ４から指令値ｅ６＝ｆ（Ｋｑ、ｅ４）を演算する。
【００７１】
指令値ｅ６は、各電動ねじに対応する第３Ａ演算部４２Ａ、第３Ｂ演算部４２Ｂ、第３Ｃ演算部４２Ｃ、第３Ｄ演算部４２Ｄに入力される。
第３Ａ演算部４２Ａは、指令値ｅ６と、電動ねじ１５Ａの位置ＸＡと電動ねじ１５Ｂの位置ＸＢの差（ＸＡ−ＸＢ）に第２補正ゲインＫＴ２を乗じた第１組補正値ｅ１３から、指令値ｅ７Ａを演算する。
指令値ｅ７Ａは、第４Ａ演算部４３Ａに入力される。第４Ａ演算部４３Ａは、モータ１７Ａの現状の動作情報ｅ１２Ａと指令値ｅ７Ａとの差から、モータ１７Ａを加速もしくは減速するための制御値ｅ８Ａを演算する。
【００７２】
制御値ｅ８Ａは、速度指令作成部４４Ａに入力され、速度制御値ｅ９Ａが作成される。速度制御値ｅ９Ａは、速度制御の上限および下限を示すテーブル４５Ａの値と比較部４６Ａで比較され、所定の範囲の最終速度制御値ｅ１１Ａとしてモータ１７Ａに出力される。
【００７３】
同様に、指令値ｅ６が入力された第３Ｂ演算部４２Ｂは、指令値ｅ６と、電動ねじ１５Ａの位置ＸＡと電動ねじ１５Ｂの位置ＸＢの差（ＸＡ−ＸＢ）に第２補正ゲインＫＴ２を乗じた第１組補正値ｅ１３から、指令値ｅ７Ｂを演算する。
指令値ｅ７Ｂは、第４Ｂ演算部４３Ｂに入力される。第４Ｂ演算部４３Ｂは、モータ１７Ｂの現状の動作情報ｅ１２Ｂと指令値ｅ７Ｂとの差から、モータ１７Ｂを加速もしくは減速するための制御値ｅ８Ｂを演算する。
【００７４】
制御値ｅ８Ｂは、速度指令作成部４４Ｂに入力され、速度制御値ｅ９Ｂが作成される。速度制御値ｅ９Ｂは、速度制御の上限および下限を示すテーブル４５Ｂの値と比較部４６Ｂで比較され、所定の範囲の最終速度制御値ｅ１１Ｂとしてモータ１７Ｂに出力される。
【００７５】
指令値ｅ６が入力された第３Ｃ演算部４２Ｃは、指令値ｅ６と、電動ねじ１５Ｃの位置ＸＣと電動ねじ１５Ｄの位置ＸＤの差（ＸＣ−ＸＤ）に第３補正ゲインＫＴ３を乗じた第２組補正値ｅ１４から、指令値ｅ７Ｃを演算する。
指令値ｅ７Ｃは、第４Ｃ演算部４３Ｃに入力される。第４Ｃ演算部４３Ｃは、モータ１７Ｃの現状の動作情報ｅ１２Ｃと指令値ｅ７Ｃとの差から、モータ１７Ｃを加速もしくは減速するための制御値ｅ８Ｃを演算する。
【００７６】
制御値ｅ８Ｃは、速度指令作成部４４Ｃに入力され、速度制御値ｅ９Ｃが作成される。速度制御値ｅ９Ｃは、速度制御の上限および下限を示すテーブル４５Ｃの値と比較部４６Ｃで比較され、所定の範囲の最終速度制御値ｅ１１Ｃとしてモータ１７Ｃに出力される。
【００７７】
同様に、指令値ｅ６が入力された第３Ｄ演算部４２Ｄは、指令値ｅ６と、電動ねじ１５Ｃの位置ＸＣと電動ねじ１５Ｄの位置ＸＤの差（ＸＣ−ＸＤ）に第３補正ゲインＫＴ３を乗じた第２組補正値ｅ１４から、指令値ｅ７Ｄを演算する。
指令値ｅ７Ｄは、第４Ｄ演算部４３Ｄに入力される。第４Ｄ演算部４３Ｄは、モータ１７Ｄの現状の動作情報ｅ１２Ｄと指令値ｅ７Ｄとの差から、モータ１７Ｄを加速もしくは減速するための制御値ｅ８Ｄを演算する。
【００７８】
制御値ｅ８Ｄは、速度指令作成部４４Ｄに入力され、速度制御値ｅ９Ｄが作成される。速度制御値ｅ９Ｄは、速度制御の上限および下限を示すテーブル４５Ｄの値と比較部４６Ｄで比較され、所定の範囲の最終速度制御値ｅ１１Ｄとしてモータ１７Ｄに出力される。
【００７９】
上記例では、第１組で使用される第２補正ゲインＫＴ２と、第２組で使用される第３補正ゲインＫＴ３として、別の値を使用することができる。別々の適当な補正ゲインを使用することにより、組毎に異なる傾向を補正することができる。
【００８０】
上記２例の実施例に示されるように、傾向の異なる組毎に別々の補正ゲインを使用することにより、組毎に適した制御を行なうことができる。複数の電動ねじの組が作成できれば、組の作成方法は任意に可能である。一の組中の電動ねじの数が３以上の場合、組ごとの補正ゲインを使用する補正値（ｄ１１、ｄ１２、ｅ１３、ｅ１４）において、２つの電動ねじの場合の電動ねじの位置の差ではなく、当該組の全電動ねじの位置の平均と電動ねじの位置の差を使用することができる。
また、一つの組の中の電動ねじの数が１の場合も可能である。この場合、組み内の差によるゲインを用いないこともできるし、全平均との差のゲインを用いることもできる。
【００８１】
上記実施例では、射出スクリュ移動機構の制御について説明されたが、型締装置の移動機構についても同様である。
【００８２】
【発明の効果】
本発明の多軸同期駆動装置は、複数の軸を軸毎に位置を制御する制御装置において、軸の特性を考慮して、複数の軸を複数の組として組毎に適当な補正ゲインを使用して制御することにより、軸の駆動を同期させる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は型締装置の概略図を示す。
【図２】図２は射出装置の概略図を示す。
【図３】図３は本発明の射出装置の制御装置と射出スクリュ移動機構の関係の概略を示す。
【図４】図４は本発明の型締装置の制御と電動ねじによる移動機構の関係の概略を示す。
【図５】図５は本発明の型締装置の制御とシリンダによる移動機構の関係の概略を示す。
【図６】図６は実施の形態１の射出スクリュ移動機構を制御する制御装置の回路ブロック図を示す。
【図７】図７は他の実施の形態の射出スクリュ移動機構を制御する制御装置の回路ブロック図を示す。
【符号の説明】
１ 型締装置
２ 制御装置
３Ａ〜Ｄ サーボ弁
４Ａ〜Ｄ 位置センサ
５Ａ〜Ｄ シリンダ
６Ａ〜Ｄ ピストン
７Ａ〜Ｄ 軸
８ 固定盤
９ 可動盤
１０ａ 固定側金型
１０ｂ 可動側金型
１１ キャビティ
１２ 射出スクリュ
１３Ａ〜Ｄ 電動ねじ
１４Ａ〜Ｄ モータ
１５Ａ〜Ｄ 電動ねじ
１６Ａ〜Ｄ 電動ねじナット
１７Ａ〜Ｄ モータ
１８ 射出スクリュ基部
１９ 制御装置
２０ 第１演算部
２１ 第２演算部
２２ 第５演算部
２３ 第６演算部
２４Ａ〜Ｄ 第７Ａ〜Ｄ演算部
２５Ａ〜Ｄ 第８Ａ〜Ｄ演算部
２６Ａ〜Ｄ 速度指令作成部
２７Ａ〜Ｄ テーブル
２８Ａ〜Ｄ 比較部
４０ 第１演算部
４２Ａ〜Ｄ 第３Ａ〜Ｄ演算部
４３Ａ〜Ｄ 第４Ａ〜Ｄ演算部
４４Ａ〜Ｄ 速度指令作成部
４５Ａ〜Ｄ テーブル
４６Ａ〜Ｄ 比較部
５０ 位置指令作成部
５１ 第２演算部
Claims (10)
- 複数の軸の回転もしくは移動により、所定の軸方向に移動する一体の被駆動部と、
前記軸を回転もしくは移動させる駆動部と、
前記駆動部を制御する制御部と、
各軸に対応する前記被駆動部の位置に対応する位置を測定する測定部と、を具備し、
前記制御部は、前記複数の軸を、複数の組とし、前記組毎に異なる補正ゲインを使用して、前記軸毎に前記駆動部の制御を行なう、
多軸同期駆動装置。 - 複数の電動ねじと、
前記電動ねじを回転させる駆動部と、
前記電動ねじが回転することにより所定の軸方向に移動する射出スクリュ基部と、
前記射出スクリュ基部に設置される射出スクリュと、
前記駆動部を制御する制御部と
各電動ねじに対応する前記射出スクリュ基部の位置に対応する位置を測定する測定部と、を具備し、
前記制御部は、前記複数の電動ねじを、複数の組とし、前記組毎に異なる補正ゲインを使用して、前記電動ねじ毎に前記駆動部の制御を行なう、
射出装置。 - 前記組の内の第１組が前記複数の電動ねじの電動ねじＡと電動ねじＢで構成され、第２組が前記複数の電動ねじの電動ねじＣと電動ねじＤで構成され、
前記制御部において、前記電動ねじＡの前記駆動部、および前記電動ねじＢの前記駆動部の制御には、Ｋ１（ＸＡ−ＸＢ）の値が使用され、
前記電動ねじＣの前記駆動部、および前記電動ねじＤの前記駆動部の制御には、Ｋ２（ＸＣ−ＸＤ）の値が使用され、
ＸＡは前記電動ねじＡから力を受ける前記射出スクリュ基部の所定の部分における前記電動ねじの軸方向の位置に相当する位置を示し、ＸＢは、前記電動ねじＢから力を受ける前記射出スクリュ基部の所定の部分における前記電動ねじの軸方向の位置に相当する位置を示し、
ＸＣは前記電動ねじＣから力を受ける前記射出スクリュ基部の所定の部分における前記電動ねじの軸方向の位置に相当する位置を示し、ＸＤは、前記電動ねじＤから力を受ける前記射出スクリュ基部の所定の部分における前記電動ねじの軸方向の位置に相当する位置を示し、
Ｋ１とＫ２は異なる補正ゲインを示す、
請求項２に記載された射出装置。 - 前記駆動部は、モータである、
請求項２または３のいずれかに記載された射出装置。 - 前記複数の組は、前記射出スクリュ基部の中心を通り前記射出スクリュの軸方向に垂直な線に対して、上側に位置する軸の組と下側に位置する軸の組の組合わせ、もしくは、右側に位置する軸の組と左側に位置する軸の組の組合わせのどちらかである、
請求項２〜４のいずれかに記載された射出装置。 - 一組の金型を構成する、所定の基準に対して固定されている固定側金型、および前記固定側金型に対して相対的に、所定の軸方向に移動する可動側金型と、
前記軸方向に移動することで前記可動側金型を移動させ、および前記軸方向に力が加えられることにより前記可動側金型を前記固定側金型に圧着させる、前記軸方向に概ね平行な複数の軸と、
前記軸毎に、前記軸を軸方向に移動させる、および軸方向に力を加える、前記軸毎に設置され、前記軸毎に独立した駆動／締付手段と、
前記軸から力を受ける前記可動側金型の所定の部分における、前記軸方向の位置に相当する位置を検出するセンサと、
前記センサの検出値と前記可動側金型の目標位置から、前記駆動／締付手段の制御を行なう制御部と、
を具備し、
前記制御部は前記複数の軸を、複数の組とし、前記組毎に異なる補正ゲインを使用して、前記軸毎に前記駆動／締付手段の制御を行なう、
型締装置 - 前記組の内の第１組が前記複数の軸の軸Ａと軸Ｂで構成され、第２組が前記複数の軸の軸Ｃと軸Ｄで構成され、
前記制御部において、前記軸Ａの前記駆動／締付手段、および前記軸Ｂの前記駆動／締付手段の制御には、Ｋ１（ＸＡ−ＸＢ）の値が使用され、
前記軸Ｃの前記駆動／締付手段、および前記軸Ｄの前記駆動／締付手段の制御には、Ｋ２（ＸＣ−ＸＤ）の値が使用され、
ＸＡは前記軸Ａから力を受ける前記可動側金型の所定の部分における前記軸方向の位置に相当する位置を示し、ＸＢは、前記軸Ｂから力を受ける前記可動側金型の所定の部分における前記軸方向の位置に相当する位置を示し、
ＸＣは前記軸Ｃから力を受ける前記可動側金型の所定の部分における前記軸方向の位置に相当する位置を示し、ＸＤは、前記軸Ｄから力を受ける前記可動側金型の所定の部分における前記軸方向の位置に相当する位置を示し、
Ｋ１とＫ２は異なる補正ゲインを示す、
請求項６に記載された型締装置。 - 前記駆動／締付手段は、シリンダとサーボ弁、もしくは、電動ねじとモータのどちらか、もしくは両方である、
請求項６または７のいずれかに記載された型締装置。 - 前記複数の組は、前記可動側金型の中心を通り前記軸方向に垂直な線に対して、上側に位置する軸の組と下側に位置する軸の組の組合わせ、もしくは、右側に位置する軸の組と左側に位置する軸の組の組合わせのどちらかである、
請求項６〜８のいずれかに記載された型締装置。 - 前記金型は、射出成形機で使用される金型である、
請求項６〜９のいずれかに記載された型締装置。
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