JP2019018568A - Molding take-out machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、取出ヘッドの変位振動を短い時間で抑制することができる成形品取出機に関するものである。 The present invention relates to a molded product take-out machine that can suppress displacement vibration of a take-out head in a short time.
特開２０１７−１０５１９０号公報（特許文献１）には、アクティブ振動抑制技術を用いて、従来よりも短い時間で取出ヘッドの変位振動を抑制することができる成形品取出機が開示されている。抑制の対象とする変位振動には、昇降フレーム及び取出ヘッドの動作により生じる一次振動、二次振動等に基づく複数の振動周波数成分が含まれている。そこで特許文献１に記載の従来の技術では、位相補正部は、変位振動検出部が出力する変位振動検出信号の位相ずれを予め求めた位相ずれ情報に基づいて補正して補正変位振動検出信号を生成する。変位振動検出信号と実際の変位振動との間には、変位振動検出部の構成等の様々な要因による位相ずれが生じる。成形品取出機の場合、一度セッティングを行うと取出ヘッド及び取り出す成形品の形状及び重量は変わらない。したがって取出動作を開始する前の事前測定により、この位相ずれは予め求めることができる。そこで従来は、予め求めた位相ずれ情報により、変位振動検出信号の位相ずれを補正して補正変位振動検出信号を生成し、位相ずれに基づく発振を抑制する。 Japanese Patent Laying-Open No. 2017-105190 (Patent Document 1) discloses a molded product take-out machine that can suppress displacement vibration of a take-out head in a shorter time than before by using an active vibration suppressing technique. The displacement vibration to be suppressed includes a plurality of vibration frequency components based on primary vibration, secondary vibration, and the like generated by the operation of the lifting frame and the take-out head. Therefore, in the conventional technique described in Patent Document 1, the phase correction unit corrects the phase shift of the displacement vibration detection signal output from the displacement vibration detection unit based on the phase shift information obtained in advance, and generates the corrected displacement vibration detection signal. Generate. There is a phase shift between the displacement vibration detection signal and the actual displacement vibration due to various factors such as the configuration of the displacement vibration detector. In the case of a molded product take-out machine, once setting is performed, the shape and weight of the take-out head and the molded product to be taken out do not change. Therefore, this phase shift can be obtained in advance by prior measurement before starting the take-out operation. Therefore, conventionally, the phase shift of the displacement vibration detection signal is corrected based on the phase shift information obtained in advance to generate a corrected displacement vibration detection signal, thereby suppressing oscillation based on the phase shift.
しかしながら従来の技術で、アクティブ制御を用いる箇所を増やすと、制御パラメータの設定に時間を要する問題が発生する。 However, when the number of locations where active control is used is increased in the conventional technique, there is a problem that it takes time to set control parameters.
本発明の目的は、振動の抑制にアクティブ制御を用いる成形品取出機において、アクティブ制御の制御パラメータの設定を自動で行うことができる成形品取出機を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a molded product take-out machine that can automatically set control parameters for active control in a molded product take-out machine that uses active control to suppress vibration.
本発明の他の目的は、振動の抑制にアクティブ制御を用いる成形品取出機において、制御予定位置の設定と制御パラメータの自動設定が容易な成形品取出機を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a molded product take-out machine that can easily set a scheduled control position and automatically set a control parameter in a molded product take-out machine that uses active control to suppress vibration.
本発明は、サーボモータを用いる位置決めサーボ装置によって制御される進入フレームにアタッチメントを備え、アタッチメントの変位振動を検出する変位振動検出部と、変位振動検出部が検出した変位振動と逆位相の振動を電動アクチュエータからアタッチメントに加えてアタッチメントの変位振動を抑制するアクティブ制御を行うアクティブ振動抑制装置を備えた成形品取出機を対象とする。本発明においては、アクティブ振動抑制装置を、固有振動数決定部と、制御パラメータ決定部と、パラメータ記憶部と、駆動信号発生部を備えている。固有振動数決定部は、事前に、ティーチングの際に、ティーチング後の試験運転の際にまたは運転中に、アクティブ制御を行うことを予定している１以上の制御予定位置においてアタッチメントの固有振動数を決定する。制御パラメータ決定部は、決定した固有振動数に基づいて、アクティブ制御に必要な制御パラメータを決定する。パラメータ記憶部は、制御パラメータ決定部が決定した制御パラメータを記憶する。そして駆動信号発生部は、パラメータ記憶部に記憶した制御パラメータに基づいて、制御予定位置において電動アクチュエータを用いたアクティブ制御を実行するための駆動信号を発生する。 The present invention includes an attachment on an approach frame controlled by a positioning servo device using a servomotor, a displacement vibration detection unit that detects displacement vibration of the attachment, and vibration having a phase opposite to that of the displacement vibration detected by the displacement vibration detection unit. A molded product take-out machine including an active vibration suppressing device that performs active control for suppressing displacement vibration of an attachment in addition to an attachment from an electric actuator is an object. In the present invention, the active vibration suppression device includes a natural frequency determination unit, a control parameter determination unit, a parameter storage unit, and a drive signal generation unit. The natural frequency determination unit determines the natural frequency of the attachment at one or more scheduled control positions where active control is planned to be performed in advance during teaching or during test operation after teaching or during operation. To decide. The control parameter determination unit determines a control parameter necessary for active control based on the determined natural frequency. The parameter storage unit stores the control parameter determined by the control parameter determination unit. The drive signal generation unit generates a drive signal for executing active control using the electric actuator at the planned control position based on the control parameter stored in the parameter storage unit.
アクティブ制御は、成形品取出機が稼働状態にあるときには、常時動作状態にあるのが好ましい。このようにすると常に取出ヘッドの振動を抑制するので、成形品を変形させることなく取り出すことができ、しかも取出ヘッドで取り出した後まだ完全に硬化していない成形品が変形するのを防止できる。そのため制御予定位置の数が多くなる。このように制御予定位置の数が多くなる場合でも、本発明によれば、固有振動数決定部を設けて制御予定位置における固有振動数を自動で決定し、決定した固有振動数に基づいて制御パラメータ決定部が制御予定位置においてアクティブ制御を行うのに必要な制御パラメータを自動決定するので、短い時間で制御パラメータの設定をして、アクティブ制御を実行できる。 The active control is preferably always in an operating state when the molded product take-out machine is in an operating state. In this way, since the vibration of the takeout head is always suppressed, the molded product can be taken out without being deformed, and further, it is possible to prevent the molded product that has not been completely cured after being taken out by the takeout head from being deformed. Therefore, the number of scheduled control positions increases. Thus, even when the number of planned control positions increases, according to the present invention, the natural frequency determining unit is provided to automatically determine the natural frequency at the planned control position, and control is performed based on the determined natural frequency. Since the parameter determining unit automatically determines a control parameter necessary for performing active control at the planned control position, active control can be executed by setting the control parameter in a short time.
固有振動数決定部は、変位振動検出部の出力に基づいて、１以上の制御予定位置におけるアタッチメントの固有振動数を決定するものであり、演算のみより固有振動数を決定するものでも、加速度センサ等のセンサ出力を用いるものであっても、その構成は任意である。また固有振動数決定部は、変位振動検出部の出力を演算処理して固有振動数を推定するように構成してもよい。固有振動数の推定は、公知の推定法を用いて行うことができる。推定により、固有振動数を決定すれば、迅速に固有振動数を決定して制動制御を行うことができる。 The natural frequency determination unit is for determining the natural frequency of the attachment at one or more scheduled control positions based on the output of the displacement vibration detection unit. Even if the sensor output such as is used, the configuration is arbitrary. The natural frequency determination unit may be configured to estimate the natural frequency by performing arithmetic processing on the output of the displacement vibration detection unit. The natural frequency can be estimated using a known estimation method. If the natural frequency is determined by estimation, the natural frequency can be quickly determined and the braking control can be performed.
固有振動数決定部は、例えば、アタッチメントが制御予定位置に到達してから（サーボモータの振動抑制装置が移動完了指令を出力したときから）、所定の時間経過した後または予め定めた周期分の振動が発生した後の変位振動検出部の出力の周期の平均値に基づいて固有振動数を決定するように構成することができる。変位振動検出部が検出する変位振動は、初期の振動中に雑音が含まれていることが多い。そのためこのようにすると、固有振動数の決定精度を高めることができる。 For example, the natural frequency determination unit may, for example, after a predetermined time has elapsed after the attachment has reached the planned control position (when the servo motor vibration suppression device outputs a movement completion command) or for a predetermined period. The natural frequency can be determined based on the average value of the period of the output of the displacement vibration detector after the vibration is generated. The displacement vibration detected by the displacement vibration detector often includes noise in the initial vibration. Therefore, if it does in this way, the determination precision of a natural frequency can be raised.
変位振動検出部は振動抑制対象となる振動を検出できるものであれば、何でもよい。三軸方向の振動を全て打ち消すためには、三軸加速度センサを変位振動検出部としてアタッチメントに実装すればよい。例えばアタッチメントが取出ヘッドの場合には、取出ヘッドが成形品開放位置で停止動作をする際にアクティブ制御を実行するのが一般的である。また成形品開放位置に、取出ヘッドが左右方向及び上下方向と直交する横行方向に変位振動しているときの横行変位振動を検出する変位センサを変位振動検出部として設けてもよい。この場合には、アクティブ振動抑制装置は、変位センサの出力に基づいて横行変位振動を抑制するアクティブ制御を行うように構成すればよい。 The displacement vibration detection unit may be anything as long as it can detect vibration to be subjected to vibration suppression. In order to cancel all the vibrations in the triaxial direction, a triaxial acceleration sensor may be mounted on the attachment as a displacement vibration detection unit. For example, when the attachment is a take-out head, active control is generally executed when the take-out head stops at the molded product release position. Further, a displacement sensor that detects a transverse displacement vibration when the take-out head is displaced and vibrated in the transverse direction orthogonal to the left-right direction and the up-down direction may be provided as a displacement vibration detection unit at the molded product release position. In this case, the active vibration suppression device may be configured to perform active control for suppressing transverse displacement vibration based on the output of the displacement sensor.
電動アクチュエータは、取出ヘッドに振動を加えることができるものであれば、どのようなものでもよいが、電磁アクチュエータであれば、任意のパワーで且つ任意の周波数の振動を発生することができる。例えば、アクチュエータとして圧電アクチュエータを用いることもできる。圧電アクチュエータは小型であるが、パワーが小さいため、圧電アクチュエータを用いる場合には、多層（バイモルフ）タイプの圧電アクチュエータを用いるのが好ましい。電動アクチュエータの数は、抑制する振動の方向の数分だけ、それらの振動を抑制する逆位相の振動を加えることができる位置に設ければよい。取出ヘッドが、昇降フレームに装着された反転ユニットと反転ユニットに装着された取り出し機構とからなる場合には、アクチュエータは反転ユニットに装着すればよい。反転ユニットは、所定の剛性を有するため、効果的に振動を抑制できる。 The electric actuator may be anything as long as it can apply vibration to the take-out head. However, if it is an electromagnetic actuator, it can generate vibration at any power and at any frequency. For example, a piezoelectric actuator can be used as the actuator. The piezoelectric actuator is small in size, but has low power. Therefore, when using a piezoelectric actuator, it is preferable to use a multilayer (bimorph) type piezoelectric actuator. The number of electric actuators may be provided at a position where the vibrations of the opposite phase for suppressing the vibrations can be applied by the number of the vibration directions to be suppressed. When the take-out head is composed of a reversing unit attached to the lifting frame and a take-out mechanism attached to the reversing unit, the actuator may be attached to the reversing unit. Since the reversing unit has a predetermined rigidity, vibration can be effectively suppressed.
アクティブ振動抑制装置は、１以上の制御予定位置を選択的に設定することを可能にする制御位置設定部を更に備えているのが好ましい。制御位置設定部は、例えば、制御画面に少なくとも制御予定位置とアクティブ制御の有無を設定できるインタフェイスとして固定することができる。制御位置設定部があれば、希望する制御予定位置において、アクティブ制御の実行、非実行を簡単にセットできる。 It is preferable that the active vibration suppressing device further includes a control position setting unit that allows one or more scheduled control positions to be selectively set. For example, the control position setting unit can be fixed as an interface that can set at least the scheduled control position and the presence / absence of active control on the control screen. If there is a control position setting unit, execution or non-execution of active control can be easily set at a desired scheduled control position.
制御予定位置としては、少なくとも取出位置及び開放位置を含むアタッチメントの停止位置が含まれている。その他の進入フレームが移動する移動ルートの全ての停止位置及び２つの停止位置の間の移動位置を制御予定位置として設定できるようにしてもよい。 The scheduled control position includes an attachment stop position including at least an extraction position and an opening position. You may enable it to set all the stop positions of the movement route which another approach frame moves, and the movement position between two stop positions as a control scheduled position.
制御パラメータ決定部は、固有振動数と１以上の制御パラメータとの間の対応関係を記憶したテーブルに基づいて、１以上の制御パラメータを決定するように構成することができる。このようにすると短い時間で制御パラメータを決定できる。なお基本的な制御パラメータは、位相遅れとゲインである。ゲインは、一定でも大きな問題は生じないが位相遅れは、アクティブ制御の制振効果に直結するため、必ず設定する必要がある。 The control parameter determination unit can be configured to determine one or more control parameters based on a table storing a correspondence relationship between the natural frequency and the one or more control parameters. In this way, the control parameter can be determined in a short time. Basic control parameters are phase delay and gain. Even if the gain is constant, no major problem occurs. However, the phase delay is directly related to the vibration suppression effect of the active control, and must be set.
この場合の固有振動数決定部は、変位振動検出部の出力を演算処理して固有振動数を決定する際に時間遅れが発生する回路を用いて固有振動数を決定するように構成されており、制御パラメータ決定部は、固有振動数決定部より演算処理された遅れ時間とゲインを制御パラメータとして決定するように構成されているのが好ましい。 In this case, the natural frequency determination unit is configured to determine the natural frequency using a circuit in which a time delay occurs when the output of the displacement vibration detection unit is processed to determine the natural frequency. The control parameter determination unit is preferably configured to determine the delay time and gain calculated by the natural frequency determination unit as control parameters.
制御パラメータ決定部は、１以上の制御予定位置について既に決定された１以上の制御パラメータに基づいて、１以上の制御予定位置の近くにある他の制御予定位置の制御パラメータを、補間法を用いて決定する機能を有していてもよい。このようにすると制御パラメータの決定に他の制御予定位置での固有振動数を求めなくても、制御パラメータを決定できる。例えば、成形品が複数の容器からなる場合において、成形された容器を複数個重ねて開放位置に置くような場合、１段目の開放位置における固有振動数と最終段目の開放位置における固有振動数を求めておき、その間の開放位置における固有振動数をこの補間法を用いて決定するようにすると、迅速に制御パラメータを決定できる。（請求項８）なお制御パラメータ決定部は、他の制御予定位置を入力する入力部と、入力部により入力された他の制御予定位置の変更が許容範囲内であれば、補間法に基づいて演算により他の予定位置の制御パラメータを決定するパラメータ補間決定部を備えているのが好ましい。 The control parameter determination unit uses an interpolation method for the control parameters of other scheduled control positions near the one or more scheduled control positions based on the one or more control parameters already determined for the one or more scheduled control positions. It may have a function to be determined. In this way, it is possible to determine the control parameter without determining the natural frequency at another planned control position for determining the control parameter. For example, when the molded product is composed of a plurality of containers, when a plurality of molded containers are stacked and placed at the open position, the natural frequency at the first-stage open position and the natural vibration at the final-stage open position If the number is obtained and the natural frequency at the open position in the meantime is determined using this interpolation method, the control parameter can be determined quickly. (Claim 8) Note that the control parameter determination unit is based on an interpolation method if an input unit for inputting another scheduled control position and a change in the other scheduled control position input by the input unit are within an allowable range. It is preferable to include a parameter interpolation determining unit that determines control parameters for other scheduled positions by calculation.
パラメータ記憶部は、過去に制御パラメータ決定部が決定した制御パラメータを成形機の型に対応付けて記憶しており、駆動信号発生部は、成形機の型が交換されると、従前に記憶した制御パラメータに基づいてアクティブ制御に必要な駆動信号を発生するのが好ましい。このようにすると過去データを有効に利用して、型が交換された場合の制御パラメータの決定を省略することができる。 The parameter storage unit stores the control parameter determined by the control parameter determination unit in the past in association with the mold of the molding machine, and the drive signal generation unit previously stores the mold when the molding machine mold is replaced. It is preferable to generate drive signals necessary for active control based on the control parameters. In this way, it is possible to effectively use past data and omit the determination of control parameters when the mold is exchanged.
以下、添付の図面を参照して、本発明の成形品取出機の実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of a molded product take-out machine of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
＜成形品取出機の構成＞
図１（Ａ）は本実施の形態の成形品取出機１の全体構成を示す図であり、（Ｂ）乃至（Ｄ）は取出ヘッドの構成を説明するために用いる図である。成形品取出機１は、トラバース型の成形品取出機であり、図示されていない成形機の固定プラテンに基部が支持される。図１（Ａ）に示す成形品取出機１は、横行軸３と、第１の走行体５と、引き抜き軸７と、ランナ用昇降ユニット８と、成形品吸着用昇降ユニット９とを備えている。横行軸３は、図示しない成形機の長手方向に水平に直交したＸ軸方向に延設される片持ビーム構造を有している。第１の走行体５は、横行軸３に支持されており、サーボ機構に含まれる図示しないＡＣサーボモータを駆動源として横行軸３に沿ってＸ軸方向に進退する。引き抜き軸７は、第１の走行体５に設けられており、成形機の長手方向と平行なＹ軸方向に延びている。引き抜き軸７には、ランナ用昇降ユニット８及び成形品吸着用昇降ユニット９がサーボ機構に含まれる図示しないＡＣサーボモータを駆動源としてＹ方向に移動可能に支持されている。
<Configuration of molded product take-out machine>
FIG. 1A is a diagram showing the overall configuration of the molded product take-out machine 1 of the present embodiment, and FIGS. 1B to 1D are diagrams used to explain the configuration of the take-out head. The molded product take-out machine 1 is a traverse-type molded product take-out machine, and a base portion is supported by a fixed platen of a molding machine (not shown). A molded product take-out machine 1 shown in FIG. 1 (A) includes a transverse shaft 3, a first traveling body 5, a pulling shaft 7, a runner lifting unit 8, and a molded product suction lifting unit 9. Yes. The transverse shaft 3 has a cantilever beam structure extending in the X-axis direction that is horizontally orthogonal to the longitudinal direction of a molding machine (not shown). The first traveling body 5 is supported on the transverse shaft 3 and advances and retreats in the X-axis direction along the transverse shaft 3 using an AC servo motor (not shown) included in the servo mechanism as a drive source. The drawing shaft 7 is provided on the first traveling body 5 and extends in the Y-axis direction parallel to the longitudinal direction of the molding machine. A runner elevating unit 8 and a molded article suction elevating unit 9 are supported on the drawing shaft 7 so as to be movable in the Y direction using an AC servo motor (not shown) included in the servo mechanism as a drive source.
ランナ用昇降ユニット８は、引き抜き軸７に移動可能に支持された走行体１７´にＺ方向に昇降する昇降フレーム１９´を備えた構造を有している。走行体１７´は、図示しないＡＣサーボモータによりベルト１５が回転駆動されてＹ方向に移動する。昇降フレーム１９´は、図示しないＡＣサーボモータによって上下方向（Ｚ方向）に昇降する。昇降フレーム１９´は、廃棄されるランナを保持するアタッチメントとしてのチャック６を備えている。 The runner elevating unit 8 has a structure including an elevating frame 19 ′ elevating in the Z direction on a traveling body 17 ′ supported so as to be movable on the pull-out shaft 7. The traveling body 17 ′ moves in the Y direction when the belt 15 is rotationally driven by an AC servo motor (not shown). The elevating frame 19 'is moved up and down (Z direction) by an AC servo motor (not shown). The lifting frame 19 'includes a chuck 6 as an attachment for holding a runner to be discarded.
また成形品吸着用昇降ユニット９に含まれる走行体１７は、図示しないＡＣサーボモータによりベルト１５が回転駆動されることにより、引き抜き軸７上をＹ方向に移動する。成形品吸着用昇降ユニット９は、図示しないＡＣサーボモータによって上下方向（Ｚ方向）に昇降する進入フレームとしての昇降フレーム１９と、昇降フレーム１９の軸線を中心として回動する姿勢振動抑制装置としての反転ユニット２１と、反転ユニット２１に設けられた取出ヘッド２３とを備えている。本実施の形態では、反転ユニット２１と取出ヘッド２３とによりアタッチメント２４が構成されている。反転ユニット２１が設けられてない場合には、取出ヘッド２３によってアタッチメント２４が構成される。また本実施の形態では、アタッチメント２４の反転ユニット２１に電動アクチュエータとしての電磁アクチュエータ２５が取り付けられている。また電磁アクチュエータ２５の可動子には加速度センサ２７が取り付けられている。なお理論的に電磁アクチュエータ２５の装着位置はアタッチメント２４に限定されるわけではなく、昇降フレーム１９に電磁アクチュエータ２５を装着してもよいのは勿論である。 Further, the traveling body 17 included in the molded article suction elevating unit 9 moves in the Y direction on the extraction shaft 7 when the belt 15 is rotationally driven by an AC servo motor (not shown). The lifting / lowering unit 9 for sucking a molded product is a lifting / lowering frame 19 that moves up and down (Z direction) by an AC servo motor (not shown), and a posture vibration suppression device that rotates around the axis of the lifting / lowering frame 19. A reversing unit 21 and a takeout head 23 provided in the reversing unit 21 are provided. In the present embodiment, the reversing unit 21 and the take-out head 23 constitute an attachment 24. When the reversing unit 21 is not provided, the take-out head 23 constitutes an attachment 24. In the present embodiment, an electromagnetic actuator 25 as an electric actuator is attached to the reversing unit 21 of the attachment 24. An acceleration sensor 27 is attached to the mover of the electromagnetic actuator 25. Theoretically, the mounting position of the electromagnetic actuator 25 is not limited to the attachment 24. Of course, the electromagnetic actuator 25 may be mounted on the elevating frame 19.
またこの例では、アタッチメント２４の変位振動に比例する変位振動周波数成分の情報を含む変位振動検出信号を出力する変位振動検出部として三軸加速度センサ２８が反転ユニット２１に装着されている。反転ユニット２１には、第１の位置と第２の位置との間を９０°回動可能な取出ヘッド取付具２２が装着されている。この取出ヘッド取付具２２は、図１（Ａ）乃至（Ｃ）に示すような第１の位置にあるときには、取出ヘッド２３が昇降フレーム１９に沿って延びており、取出ヘッド取付具２２が図１（Ｄ）に示すような第２の位置にあるときには、取出ヘッド２３が、昇降フレーム１９が延びる方向と直交する方向に延びている。 In this example, a triaxial acceleration sensor 28 is attached to the reversing unit 21 as a displacement vibration detection unit that outputs a displacement vibration detection signal including information on a displacement vibration frequency component proportional to the displacement vibration of the attachment 24. The reversing unit 21 is equipped with a take-out head fixture 22 that can be rotated by 90 ° between the first position and the second position. When the take-out head fixture 22 is in the first position as shown in FIGS. 1A to 1C, the take-out head 23 extends along the lifting frame 19, and the take-out head mount 22 is shown in FIG. When in the second position as shown in FIG. 1D, the take-out head 23 extends in a direction orthogonal to the direction in which the elevating frame 19 extends.
図２（Ａ）乃至（Ｃ）は、本発明の成形品取出機で使用可能な３つの電磁アクチュエータ２５Ｘ、２５Ｙ及び２５Ｚが装着されたアタッチメントを中心とした要部の斜視図、その側面図及び変形したアタッチメントを含む斜視図である。図２（Ａ）乃至（Ｃ）においては、図１に示した成形品取出機の構成部品と同様の構成部品には、図１に付した符号と同じ符号を付して説明を省略する。この例のアタッチメントが図１のアタッチメントと相違するのは、第１の位置と第２の位置との間を９０°回動可能な取出ヘッド取付具２２に、取付ヘッド２３に固定されたＬ字状の取付板２０が装着されていて、この取付板２０に３つの電磁アクチュエータ２５Ｘ、２５Ｙ及び２５Ｚが装着され、３つの電磁アクチュエータ２５Ｘ、２５Ｙ及び２５Ｚにそれぞれ加速度センサ２７Ｙ、２７Ｘ及び２７Ｚが装着されている点である。３つの電磁アクチュエータ２５Ｘ〜２５Ｚは、昇降フレーム１９が昇降する方向をＺ方向、Ｚ方向と直交し且つ型内でアタッチメントが成形品に近づくまたは成形品から離れる方向をＹ方向、Ｚ方向及びＹ方向と直交する方向をＸ方向と定義したときに、Ｙ方向の変位振動を抑制する第１の電磁アクチュエータ２５Ｙと、Ｘ方向の変位振動を抑制する第２の電磁アクチュエータ２５Ｘと、Ｚ方向の変位振動を抑制する第３の電磁アクチュエータ２５Ｚである。これら第１乃至第３の電磁アクチュエータ２５Ｘ〜２５Ｚを備えていれば、昇降フレーム１９が、どのような経路を移動していても、またどのような位置で停止するとしても、常時アクテイブ制御を行うことが可能なる。図２（Ｃ）に示す状態は、取出ヘッド２３を水平状態にした状態を示している。 2A to 2C are a perspective view, a side view, and a side view of a main part centering on an attachment to which three electromagnetic actuators 25X, 25Y and 25Z that can be used in the molded product take-out machine of the present invention are attached. It is a perspective view containing the deformation | transformation attachment. 2A to 2C, the same components as those of the molded product take-out machine shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. The attachment of this example is different from the attachment of FIG. 1 in that the L-shaped fixed to the mounting head 23 is a take-out head mounting tool 22 that can be rotated 90 ° between the first position and the second position. A mounting plate 20 is mounted, three electromagnetic actuators 25X, 25Y, and 25Z are mounted on the mounting plate 20, and acceleration sensors 27Y, 27X, and 27Z are mounted on the three electromagnetic actuators 25X, 25Y, and 25Z, respectively. It is a point. The three electromagnetic actuators 25X to 25Z have a direction in which the elevating frame 19 ascends and descends in the Z direction, a direction perpendicular to the Z direction, and the direction in which the attachment approaches or separates from the molded product in the Y direction, the Z direction, and the Y direction. Is defined as the X direction, the first electromagnetic actuator 25Y for suppressing the displacement vibration in the Y direction, the second electromagnetic actuator 25X for suppressing the displacement vibration in the X direction, and the displacement vibration in the Z direction. This is a third electromagnetic actuator 25Z that suppresses the above. If these first to third electromagnetic actuators 25X to 25Z are provided, the active frame is always controlled regardless of the path the elevating frame 19 moves or stops at any position. It becomes possible. The state shown in FIG. 2C shows a state in which the take-out head 23 is in a horizontal state.
＜アクティブ振動抑制装置の基本構成＞
以下１つの電磁アクチュエータ２５を用いる場合のアクティブ振動抑制装置３１の基本構成を説明する。成形品取出機１は、図１には示していない制御部に図３に示すアクティブ振動抑制装置３１を具備する。アクティブ振動抑制装置３１は、変位振動検出部３３と、位相補正部３４と、アタッチメント２４の水平方向への振動を抑制するために反転ユニット２１に装着される電磁アクチュエータ２５と、付加振動検出部３５と、駆動信号生成部３７を備えている。本実施の形態では、電動アクチュエータとして電磁アクチュエータ２５を用いているが、電磁アクチュエータに限定されるものではない。本実施の形態では、シンフォニアテクノロジー株式会社がＲＭ０４０−０２１の製品番号で製造した電磁アクチュエータを用いている。本実施の形態では、アタッチメント２４が、昇降フレーム１９に装着された反転ユニット２１と反転ユニット２１に装着された取出ヘッド２３とにより構成されるため、前述の通り、電磁アクチュエータ２５を反転ユニット２１に装着している。これは反転ユニット２１が所定の剛性を有するため、効果的に振動を抑制できるからである。なお電磁アクチュエータ２５は、水平方向（Ｙ方向またはＸ方向）の振動を抑制するためには、電磁アクチュエータ２５が発生する振動方向が水平方向（Ｙ方向またはＸ方向）になるように取付ける。そして上下方向（Ｚ方向）の振動を抑制するためには、電磁アクチュエータが発生する振動方向が上下方向（Ｚ方向）になるように電磁アクチュエータを取付ければよい。
<Basic configuration of active vibration suppression device>
Hereinafter, a basic configuration of the active vibration suppressing device 31 when one electromagnetic actuator 25 is used will be described. The molded product take-out machine 1 includes an active vibration suppressing device 31 shown in FIG. 3 in a control unit not shown in FIG. The active vibration suppression device 31 includes a displacement vibration detection unit 33, a phase correction unit 34, an electromagnetic actuator 25 attached to the reversing unit 21 in order to suppress vibration in the horizontal direction of the attachment 24, and an additional vibration detection unit 35. And a drive signal generator 37. In the present embodiment, the electromagnetic actuator 25 is used as the electric actuator, but is not limited to the electromagnetic actuator. In this embodiment, an electromagnetic actuator manufactured by Symphonia Technology Co., Ltd. with a product number of RM040-021 is used. In the present embodiment, the attachment 24 includes the reversing unit 21 attached to the elevating frame 19 and the take-out head 23 attached to the reversing unit 21, so that the electromagnetic actuator 25 is replaced with the reversing unit 21 as described above. Wearing. This is because the reversing unit 21 has a predetermined rigidity, so that vibration can be effectively suppressed. The electromagnetic actuator 25 is mounted so that the vibration direction generated by the electromagnetic actuator 25 is the horizontal direction (Y direction or X direction) in order to suppress the vibration in the horizontal direction (Y direction or X direction). In order to suppress vibration in the vertical direction (Z direction), the electromagnetic actuator may be attached so that the vibration direction generated by the electromagnetic actuator is in the vertical direction (Z direction).
本実施の形態では、変位振動検出部３３が、アタッチメント２４の水平方向（Ｙ方向）への変位振動に比例する変位振動周波数成分の情報を含む変位振動検出信号Ｓ１を出力する。変位振動には、昇降フレーム１９及びアタッチメント２４の動作により生じる一次振動、二次振動等に基づく複数の振動周波数成分が含まれている。本実施の形態では、三軸加速度センサ２８の出力からアタッチメントの変位振動を検出する変位振動検出部３３が、変位振動に比例する変位振動検出信号Ｓ１を出力する。 In the present embodiment, the displacement vibration detection unit 33 outputs a displacement vibration detection signal S1 including information on the displacement vibration frequency component proportional to the displacement vibration of the attachment 24 in the horizontal direction (Y direction). The displacement vibration includes a plurality of vibration frequency components based on primary vibration, secondary vibration, and the like generated by the operations of the lifting frame 19 and the attachment 24. In the present embodiment, the displacement vibration detection unit 33 that detects the displacement vibration of the attachment from the output of the triaxial acceleration sensor 28 outputs a displacement vibration detection signal S1 proportional to the displacement vibration.
なお図４及び図５の説明では、特開２０１７−１０５１９０号公報に記載のように、変位振動検出部３３として昇降フレーム１９を駆動する図示しないＡＣサーボモータのトルクから変位振動を検出している。図４（Ａ）は、引き抜き動作時のアタッチメント２４の振動状態をレーザ変位計（株式会社キーエンスがIL−S１００の製品名で販売しているレーザ変位計）により測定した振動波形Ａと昇降フレーム１９を駆動するＡＣサーボモータのトルク指令波形Ｂとを対比できるように表示した波形図である。ちなみにトルク指令波形Ｂは、富士電機株式会社がRYT２０１D5-LS2-Z25の商品名で販売しているサーボアンプのトルク指令出力端子から取り出しものである。波形Ａと波形Ｂとを比較すると、位相のずれはあるものの、ピーク値で見ると、両波形Ａ及びＢは比例関係にあることが判る。このことは図４（Ｂ）に示す通りである。トルク指令波形の絶対値とレーザ変位計の出力の絶対値のプロット結果からも確認できた。この関係はモータのモータ電流信号についても同様に現れていることが確認されている。両波形の第１ピーク及び第２ピークに着目してみると、両波形には０．０３〜０．０４秒の立ち上がりのずれ（進み）があることが判る。 4 and 5, the displacement vibration is detected from the torque of an AC servo motor (not shown) that drives the lifting frame 19 as the displacement vibration detection unit 33 as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-105190. . FIG. 4A shows a vibration waveform A measured by a laser displacement meter (a laser displacement meter sold by Keyence Co., Ltd. under the product name IL-S100) of the vibration state of the attachment 24 during the pulling-out operation and the lifting frame 19. 6 is a waveform diagram displayed so that it can be compared with a torque command waveform B of an AC servomotor that drives the motor. Incidentally, the torque command waveform B is extracted from the torque command output terminal of the servo amplifier sold by Fuji Electric Co., Ltd. under the trade name RYT201D5-LS2-Z25. Comparing waveform A and waveform B, although there is a phase shift, it can be seen from the peak value that both waveforms A and B are in a proportional relationship. This is as shown in FIG. It was also confirmed by plotting the absolute value of the torque command waveform and the absolute value of the output of the laser displacement meter. It has been confirmed that this relationship also appears in the motor current signal of the motor. When attention is paid to the first peak and the second peak of both waveforms, it can be seen that both waveforms have a rise deviation (advance) of 0.03 to 0.04 seconds.
位相補正部３４は、変位振動検出部３３が出力する変位振動検出信号Ｓ１の位相ずれを予め求めた位相ずれ情報（後に説明する制御パラメータ）に基づいて補正して補正変位振動検出信号Ｓ１´を生成する。変位振動検出信号Ｓ１と実際の変位振動との間には、変位振動検出部３３の構成等の様々な要因による位相ずれが生じる。成形品取出機の場合、一度セッティングを行うとアタッチメント２４及び取り出す成形品の形状及び重量は変わらない。そこで本実施の形態では、予め求めた位相ずれ情報（制御パラメータ）により、変位振動検出信号Ｓ１の位相ずれを補正して補正変位振動検出信号Ｓ１´を生成し、位相ずれに基づく発振の発生を防止する。 The phase correction unit 34 corrects the phase shift of the displacement vibration detection signal S1 output from the displacement vibration detection unit 33 based on phase shift information (control parameter described later) obtained in advance, and generates a corrected displacement vibration detection signal S1 ′. Generate. There is a phase shift between the displacement vibration detection signal S1 and the actual displacement vibration due to various factors such as the configuration of the displacement vibration detection unit 33. In the case of the molded product take-out machine, once the setting is made, the shape and weight of the attachment 24 and the molded product to be taken out do not change. Therefore, in the present embodiment, the phase shift of the displacement vibration detection signal S1 is corrected based on the phase shift information (control parameter) obtained in advance to generate the corrected displacement vibration detection signal S1 ′, and oscillation based on the phase shift is generated. To prevent.
付加振動検出部３５は、電磁アクチュエータ２５自身が発生する水平方向（Ｙ方向）への付加振動を検出して付加振動の付加振動周波数成分の情報を含む付加振動検出信号Ｓ２´を出力する。補正変位振動検出信号Ｓ１´のみを用いて電磁アクチュエータ２５を動作させて制振動作を行った場合には、電磁アクチュエータ２５自身の水平方向の付加振動周波数成分は変位振動周波数成分に含まれている。しかしこの付加振動周波数成分も考慮しなければ、電磁アクチュエータ２５を用いた制振を迅速に且つ発振することなく実現することはできない。本実施の形態では、付加振動検出部３５として、電磁アクチュエータ２５の可動子に装着されて可動子の加速度を検出する加速度センサ２７を用いている。現在、加速度センサ２７としては、例えば、半導体型加速度センサを用いることができる。 The additional vibration detection unit 35 detects the additional vibration in the horizontal direction (Y direction) generated by the electromagnetic actuator 25 itself, and outputs an additional vibration detection signal S2 ′ including information on the additional vibration frequency component of the additional vibration. When the vibration control operation is performed by operating the electromagnetic actuator 25 using only the corrected displacement vibration detection signal S1 ′, the horizontal additional vibration frequency component of the electromagnetic actuator 25 itself is included in the displacement vibration frequency component. . However, if this additional vibration frequency component is not also taken into consideration, vibration suppression using the electromagnetic actuator 25 cannot be realized quickly and without oscillation. In the present embodiment, an acceleration sensor 27 that is attached to the mover of the electromagnetic actuator 25 and detects the acceleration of the mover is used as the additional vibration detection unit 35. Currently, as the acceleration sensor 27, for example, a semiconductor acceleration sensor can be used.
駆動信号生成部３７は、補正変位振動検出信号Ｓ１´に含まれる変位振動周波数成分と付加振動検出信号に含まれる付加振動周波数成分とに基づいて、アタッチメント２４の水平方向（Ｙ方向）の振動を抑制するように電磁アクチュエータ２５をアクティブ制御するのに必要な駆動信号を生成する。変位振動周波数成分の情報を含む変位振動検出信号Ｓ１のみに基づいて生成したアクチュエータを駆動する駆動信号だけでは、振動の抑制ができなくなる場合がある。その原因は、アクチュエータ自身の振動が原因となって発生する付加振動（付加振動周波数成分）が変位振動周波数成分に含まれているためである。そこで、変位振動周波数成分の情報を含む検出信号Ｓ１を位相補正した補正変位振動検出信号Ｓ１´から、アタッチメント２４の水平方向の振動を抑制するための振動を発生する電磁アクチュエータ２５の振動子の付加振動による付加振動周波数成分の情報を含む加速度センサ２７の加速度信号Ｓ２を積分して得た速度に比例する付加振動検出信号Ｓ２´を除いて生成した駆動信号Ｓａを用いる。これにより、付加振動の減衰を大きくして発振を防ぐことができ、電磁アクチュエータ２５を利用したアクティブ制御をより有効なものとする。その結果、従来よりも短い時間でアタッチメント２４の振動を確実に抑制することができる。 The drive signal generation unit 37 generates vibration in the horizontal direction (Y direction) of the attachment 24 based on the displacement vibration frequency component included in the corrected displacement vibration detection signal S1 ′ and the additional vibration frequency component included in the additional vibration detection signal. A drive signal necessary for active control of the electromagnetic actuator 25 is generated so as to be suppressed. In some cases, it is not possible to suppress vibration by using only a drive signal for driving an actuator generated based only on the displacement vibration detection signal S1 including information on the displacement vibration frequency component. This is because the additional vibration (additional vibration frequency component) generated due to the vibration of the actuator itself is included in the displacement vibration frequency component. Therefore, the addition of the vibrator of the electromagnetic actuator 25 that generates the vibration for suppressing the vibration in the horizontal direction of the attachment 24 from the corrected displacement vibration detection signal S1 ′ obtained by correcting the phase of the detection signal S1 including information on the displacement vibration frequency component. The drive signal Sa generated by removing the additional vibration detection signal S2 ′ proportional to the velocity obtained by integrating the acceleration signal S2 of the acceleration sensor 27 including information on the additional vibration frequency component due to vibration is used. Thereby, the attenuation of the additional vibration can be increased to prevent oscillation, and the active control using the electromagnetic actuator 25 becomes more effective. As a result, the vibration of the attachment 24 can be reliably suppressed in a shorter time than before.
図５は、電磁アクチュエータの駆動信号Ｓａを生成する構成と過程を波形と一緒に示した図である。図５に示すように、駆動信号生成部３７は、第１ゲイン調整部３７Ａと、第２ゲイン調整部３７Ｂと演算部３７Ｃとから構成されている。第１ゲイン調整部３７Ａは位相補正部３４から出力された補正変位振動検出信号Ｓ１´のゲインを調整する。第２ゲイン調整部３７Ｂは、付加振動検出部３５から出力される付加振動検出信号Ｓ２´のゲインを調整する。第１ゲイン調整部３７Ａ及び第２ゲイン調整部３７Ｂは、補正変位振動検出信号Ｓ１´と付加振動検出信号Ｓ２´の次元及び振幅の相違を調整して演算を可能にしている。そして演算部３７Ｃは、変位振動周波数成分に含まれるアクチュエータの付加振動によって発生する付加振動周波数成分による影響を低減または除去する演算として、ゲイン調整した補正変位振動検出信号Ｓ１´からゲイン調整した付加振動検出信号Ｓ２´を除去する演算を実行する。加速度センサ２７の出力の極性がマイナスの場合には、演算部３７Ｃで加算演算を行うことになる。 FIG. 5 is a diagram showing a configuration and a process for generating the drive signal Sa of the electromagnetic actuator together with waveforms. As shown in FIG. 5, the drive signal generation unit 37 includes a first gain adjustment unit 37A, a second gain adjustment unit 37B, and a calculation unit 37C. The first gain adjustment unit 37A adjusts the gain of the corrected displacement vibration detection signal S1 ′ output from the phase correction unit 34. The second gain adjustment unit 37B adjusts the gain of the additional vibration detection signal S2 ′ output from the additional vibration detection unit 35. The first gain adjustment unit 37A and the second gain adjustment unit 37B adjust the difference in dimension and amplitude between the corrected displacement vibration detection signal S1 ′ and the additional vibration detection signal S2 ′ to enable calculation. Then, the calculation unit 37C performs an additional vibration whose gain is adjusted from the corrected displacement vibration detection signal S1 ′ whose gain has been adjusted as a calculation for reducing or eliminating the influence of the additional vibration frequency component generated by the additional vibration of the actuator included in the displacement vibration frequency component. An operation for removing the detection signal S2 'is executed. When the polarity of the output of the acceleration sensor 27 is negative, the addition operation is performed by the calculation unit 37C.
アクティブ振動抑制装置３１は、成形品取出機が稼働状態にあるときには、常時動作状態にあるのが好ましい。このようにすると常にアタッチメント２４の振動を抑制するので、成形品を変形させることなく取り出すことができ、しかも取出ヘッドで取り出した後まだ完全に硬化していない成形品が変形するのを防止できる。またアクティブ振動抑制装置３１は、少なくともアタッチメント２４が成形機の型内で停止動作をする際に動作状態にあれば、アタッチメント２４による成形品の取出動作を早期に且つ確実に行える。 The active vibration suppression device 31 is preferably always in an operating state when the molded product take-out machine is in an operating state. In this way, vibration of the attachment 24 is always suppressed, so that the molded product can be taken out without being deformed, and it is possible to prevent the molded product that has not been completely cured after being taken out by the take-out head from being deformed. Further, the active vibration suppressing device 31 can perform the operation of taking out the molded product by the attachment 24 at an early stage and reliably if at least the attachment 24 is in an operating state when stopping in the mold of the molding machine.
さらにアクティブ振動抑制装置３１は、アタッチメント２４が成形品開放位置で停止動作をする際に動作状態にあってもよい。このようにすると、まだ完全に硬化していない成形品の変形を防止できる。 Furthermore, the active vibration suppression device 31 may be in an operating state when the attachment 24 performs a stop operation at the molded product release position. In this way, it is possible to prevent deformation of the molded product that has not been completely cured.
＜フィードバック制御の結果＞
以下本実施の形態で用いるアクティブ振動抑制装置におけるフィードバック制御の効果を確認した結果について図６及び図７に基づいて説明する。なお図６及び図７においても、特開２０１７−１０５１９０号公報に記載のように、変位振動検出部３３としては昇降フレーム１９を駆動する図示しないＡＣサーボモータのトルクから変位振動を検出する構成のものを用いている。まず図６は、Ｘ０はアクティブ制御をしていないときの結果を示しており、Ｘ１はレーザ位置センサの出力を変位振動検出信号として利用したアクティブ制御結果を示しており、Ｘ２は本実施の形態のようにトルク信号波形Ｓ１を変位振動検出信号として利用して、０．０２秒の位相ずれ（進み）を補正した補正変位振動検出信号Ｓ１´を用いたアクティブ制御結果を示している。整定時間は、目標位置に到達してから反転ユニット２１の振動振幅が、±０．１ｍｍ以内に収まるまでの時間である。この結果から、本実施の形態によれば、レーザ変位計を用いた場合と同様の制振効果が得られることが確認できた。図７は、図６の結果に、さらに位相補正を行わない場合の制振結果Ｘ３を加えた試験果を示している。これらの試験結果から位相補正を入れることで、整定時間を０．２秒以内に抑えられることが確認できた。
<Result of feedback control>
Hereinafter, the result of confirming the effect of feedback control in the active vibration suppression device used in the present embodiment will be described with reference to FIGS. 6 and 7. 6 and 7, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-105190, the displacement vibration detection unit 33 is configured to detect displacement vibration from the torque of an AC servo motor (not shown) that drives the lifting frame 19. Something is used. First, FIG. 6 shows a result when X0 is not active-controlled, X1 shows an active control result using the output of the laser position sensor as a displacement vibration detection signal, and X2 is the present embodiment. The active control result using the corrected displacement vibration detection signal S1 ′ obtained by correcting the phase shift (advance) of 0.02 seconds by using the torque signal waveform S1 as the displacement vibration detection signal is shown. The settling time is the time from when the target position is reached until the vibration amplitude of the reversing unit 21 falls within ± 0.1 mm. From this result, according to the present embodiment, it was confirmed that the same vibration damping effect as that obtained when the laser displacement meter was used was obtained. FIG. 7 shows a test result obtained by adding the vibration suppression result X3 when the phase correction is not performed to the result of FIG. From these test results, it was confirmed that the settling time can be suppressed within 0.2 seconds by adding phase correction.
＜制御パラメータの自動設定＞
図８は、本発明の実施の形態の成形品取出機のアクティブ振動抑制装置３１´の構成を示すブロック図である。図３に示したアクティブ振動抑制装置３１の基本構成と同じ部分には、図３に付した符号と同じ符合を付して説明を省略する。このアクティブ振動抑制装置３１´は、位相補正部３４´が自動的に制御パラメータとしての位相とゲインを決定する機能を有している点で図３の基本構成と異なっている。
<Automatic control parameter setting>
FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the active vibration suppressing device 31 ′ of the molded product take-out machine according to the embodiment of the present invention. The same parts as those of the basic configuration of the active vibration suppressing device 31 shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals as those shown in FIG. This active vibration suppression device 31 'differs from the basic configuration of FIG. 3 in that the phase correction unit 34' has a function of automatically determining the phase and gain as control parameters.
アクティブ振動抑制装置３１´は、サーボモータを用いる位置決めサーボ装置によって制御される昇降フレーム１９（進入フレーム）にアタッチメントを備え、アタッチメント２４の変位振動を検出する変位振動検出部３３と、変位振動検出部３３が検出した変位振動と逆位相の振動を電磁アクチュエータ２５からアタッチメント２４に加えてアタッチメント２４の変位振動を抑制するアクティブ制御を行う。このアクティブ振動抑制装置３１´は、制御位置設定部４１と、固有振動数決定部４２と、制御パラメータ決定部４３と、パラメータ記憶部４４と、型判定部４５と、駆動信号発生部３７を備えている。 The active vibration suppressing device 31 ′ includes an attachment on the elevating frame 19 (entry frame) controlled by a positioning servo device using a servo motor, a displacement vibration detecting unit 33 that detects the displacement vibration of the attachment 24, and a displacement vibration detecting unit. Active control for suppressing displacement vibration of the attachment 24 is performed by adding vibration having a phase opposite to that of the displacement vibration detected by the electromagnetic actuator 25 from the electromagnetic actuator 25 to the attachment 24. This active vibration suppression device 31 ′ includes a control position setting unit 41, a natural frequency determination unit 42, a control parameter determination unit 43, a parameter storage unit 44, a type determination unit 45, and a drive signal generation unit 37. ing.
制御位置設定部４１の一例は、図９に示す通りである。図９の制御位置設定部４１は成形品取出機に付随するコントローラの表示画面を入力インタフェイスとして制御予定位置を選択的に設定することを可能にする。制御予定位置は、例えば図１０に示すようなアタッチメントの移動ルートの各所に設定可能である。図９の「位置」の欄の番号１，２，・・・は、図１０のアタッチメントの移動ルートに付した番号１，２，・・・と対応している。この入力インタフェイスでは、制御予定位置の設定と、その位置に向かうときの昇降フレームの移動速度、その位置でのアクティブ制御の有無（ＯＮ／ＯＦＦ）の設定が可能である。図９において「周波数」の表記欄には、制御予定位置におけるアクティブ制御により打ち消す固有振動数である。本実施の形態では、この固有振動数は固有振動数決定部４１によって決定される。ちなみに図１０の移動ルートは、位置７と位置９の両方の製品開口位置で成形品の開放を行う２箇所開放タイプのルートである。図１０の移動ルートにおいては数字２乃至４で示した位置が、取出動作の際の「下降位置」、「取出位置」、「引抜位置」である。このような制御位置設定部４１を設けると、希望する制御予定位置において、アクティブ制御の実行、非実行を簡単にセットできる。 An example of the control position setting unit 41 is as shown in FIG. The control position setting unit 41 in FIG. 9 makes it possible to selectively set the planned control position using the display screen of the controller associated with the molded article take-out machine as an input interface. The scheduled control position can be set at various locations on the attachment movement route as shown in FIG. 10, for example. 9 correspond to the numbers 1, 2,... Attached to the movement route of the attachment in FIG. In this input interface, it is possible to set the scheduled control position, the moving speed of the lifting frame when heading to that position, and the presence or absence (ON / OFF) of active control at that position. In FIG. 9, the column of “frequency” is a natural frequency to be canceled by active control at the planned control position. In the present embodiment, this natural frequency is determined by the natural frequency determining unit 41. Incidentally, the movement route of FIG. 10 is a two-point opening type route in which the molded product is opened at both the product opening positions 7 and 9. In the movement route of FIG. 10, the positions indicated by numerals 2 to 4 are “lowering position”, “extraction position”, and “extraction position” in the extraction operation. By providing such a control position setting unit 41, execution or non-execution of active control can be easily set at a desired scheduled control position.
固有振動数決定部４２は、事前に、ティーチングの際に、ティーチング後の試験運転の際にまたは運転中に、アクティブ制御を行うことを予定している１以上の制御予定位置（例えば、図９及び図１０に示した位置）においてアタッチメント２４の固有振動数を決定する。固有振動数決定部４２は、変位振動検出部３３の出力に基づいて、１以上の制御予定位置におけるアタッチメントの固有振動数を決定するものであり、演算のみより固有振動数を決定するものでも、加速度センサ等のセンサ出力を用いるものであっても、その構成は任意である。本実施の形態では、加速度センサ２８の出力に基づいて固有振動数を決定する。 The natural frequency determination unit 42 may have one or more scheduled control positions (for example, FIG. 9) in which active control is planned to be performed in advance during teaching, during test operation after teaching, or during operation. And the natural frequency of the attachment 24 at the position shown in FIG. The natural frequency determination unit 42 determines the natural frequency of the attachment at one or more scheduled control positions based on the output of the displacement vibration detection unit 33, and determines the natural frequency only by calculation. Even if a sensor output such as an acceleration sensor is used, the configuration is arbitrary. In the present embodiment, the natural frequency is determined based on the output of the acceleration sensor 28.
加速度センサ２８の出力に基づいて、固有振動数を決定する場合の一例を、図１１の波形図を用いて説明する。固有振動数決定部４２は、アタッチメントが制御予定位置に到達してから、すなわちサーボモータの制御装置が移動完了指令を出力したときから（図１１の時刻ｔから）、所定の時間経過した後または予め定めた周期分の振動が発生した後の変位振動検出部３３の出力の周期の平均値に基づいて固有振動数を決定する。図１１の例では、サーボモータ停止後に初めて加速度がゼロになる点を通過したときから１周期（Ｔ）分の振動波形を棄てて、その後のｎ−１周期分（２以上の正の整数）の周期分の固有振動数を平均化する。例えば、平均周期＝［（ｔ4−ｔ2）＋（ｔ6−ｔ4）＋（ｔ8−ｔ6）］／３として平均周期を求める。そしてこの平均周期の逆数を固有振動数とする。変位振動検出部３３が検出する変位振動は、初期の振動中に雑音が含まれていることが多い。そのためこのようにすると、固有振動数の決定精度を高めることができる。 An example of determining the natural frequency based on the output of the acceleration sensor 28 will be described with reference to the waveform diagram of FIG. After the attachment reaches the planned control position, that is, after the servo motor control device outputs a movement completion command (from time t in FIG. 11), the natural frequency determination unit 42 The natural frequency is determined based on the average value of the periods of the output of the displacement vibration detector 33 after the vibration of a predetermined period has occurred. In the example of FIG. 11, the vibration waveform for one period (T) is discarded after passing through the point where the acceleration becomes zero for the first time after the servo motor is stopped, and the subsequent n-1 periods (a positive integer of 2 or more). The natural frequency for the period of is averaged. For example, the average period is determined as average period = [(t 4 −t 2 ) + (t 6 −t 4 ) + (t 8 −t 6 )] / 3. The reciprocal of this average period is taken as the natural frequency. The displacement vibration detected by the displacement vibration detector 33 often includes noise in the initial vibration. Therefore, if it does in this way, the determination precision of a natural frequency can be raised.
なお固有振動数は、制御予定位置における昇降フレーム１９の長さ、剛性、アタッチメントの重量等の条件が明確であれば、計算によっても求めることができる。 The natural frequency can also be obtained by calculation if conditions such as the length, rigidity, weight of attachment, etc. of the lifting frame 19 at the planned control position are clear.
変位振動検出部３３は振動抑制対象となる振動を検出できるものであれば、何でもよい。三軸方向の振動を全て打ち消すためには、三軸加速度センサ２８を変位振動検出部としてアタッチメントに実装すればよい。例えばアタッチメントが取出ヘッド２３の場合には、取出ヘッド２３が成形品開放位置で停止動作をする際にアクティブ制御を実行するのが一般的である。また成形品開放位置に、取出ヘッドが左右方向及び上下方向と直交する横行方向に変位振動しているときの横行変位振動を検出する変位センサを変位振動検出部３３として設けてもよい。この場合には、アクティブ振動抑制装置は、変位センサの出力に基づいて横行変位振動を抑制するアクティブ振動抑制制御を行うように構成すればよい。 The displacement vibration detection unit 33 may be anything as long as it can detect vibration to be a vibration suppression target. In order to cancel all the vibrations in the triaxial direction, the triaxial acceleration sensor 28 may be mounted on the attachment as a displacement vibration detection unit. For example, when the attachment is the take-out head 23, the active control is generally performed when the take-out head 23 stops at the molded product release position. Further, a displacement sensor that detects a transverse displacement vibration when the take-out head is displaced and vibrated in the transverse direction orthogonal to the left-right direction and the up-down direction may be provided as the displacement vibration detection unit 33 at the molded product release position. In this case, the active vibration suppression device may be configured to perform active vibration suppression control that suppresses transverse displacement vibration based on the output of the displacement sensor.
電動アクチュエータは、取出ヘッドに振動を加えることができるものであれば、どのようなものでもよいが、本実施の形態のように電磁アクチュエータ２５であれば、任意のパワーで且つ任意の周波数の振動を発生することができる。例えば、アクチュエータとして圧電アクチュエータを用いることもできる。圧電アクチュエータは小型であるが、パワーが小さいため、圧電アクチュエータを用いる場合には、多層（バイモルフ）タイプの圧電アクチュエータを用いるのが好ましい。電動アクチュエータの数は、抑制する振動の方向の数分だけ、それらの振動を抑制する逆位相の振動を加えることができる位置に設ければよい。図１に示すように、取出ヘッド２３が、昇降フレーム１９に装着された反転ユニット２１と反転ユニット２１に装着された取り出し機構とからなる場合には、アクチュエータは反転ユニット２１に装着すればよい。反転ユニット２１は、所定の剛性を有するため、効果的に振動を抑制できる。 The electric actuator may be anything as long as it can apply vibration to the take-out head. However, as long as it is the electromagnetic actuator 25 as in the present embodiment, vibration with any power and any frequency is possible. Can be generated. For example, a piezoelectric actuator can be used as the actuator. The piezoelectric actuator is small in size, but has low power. Therefore, when using a piezoelectric actuator, it is preferable to use a multilayer (bimorph) type piezoelectric actuator. The number of electric actuators may be provided at a position where the vibrations of the opposite phase for suppressing the vibrations can be applied by the number of the vibration directions to be suppressed. As shown in FIG. 1, when the takeout head 23 includes a reversing unit 21 attached to the lifting frame 19 and a takeout mechanism attached to the reversing unit 21, the actuator may be attached to the reversing unit 21. Since the reversing unit 21 has a predetermined rigidity, vibration can be effectively suppressed.
制御パラメータ決定部４３は、決定した固有振動数に基づいて、アクティブ振動抑制制御に必要な制御パラメータを決定する。パラメータ記憶部４４は、制御パラメータ決定部４３が決定した制御パラメータを記憶する。そして駆動信号発生部３７は、パラメータ記憶部に記憶した制御パラメータに基づいて、制御予定位置において電動アクチュエータを用いたアクティブ振動抑制制御を実行するための駆動信号を発生する。本実施の形態では、制御パラメータ決定部４３が、固有振動数と１以上の制御パラメータとの間の対応関係を記憶したテーブルに基づいて、１以上の制御パラメータを決定するように構成されている。このようにテーブルを用いると、短い時間で制御パラメータを決定できる。図１２には、固有振動数と遅れとの相関関係の一例をグラフで示してあり、また図１３には固有振動の振幅と必要なゲインとの相関関係の一例をグラフで示してある。例えば、前述のテーブルには、これらのグラフに示される相関関係を予め記録しておけばよい。なお図１２及び図１３は例示であって、正確なものではない。なお基本的な制御パラメータは、位相遅れとゲインである。ゲインは，一定でも振動抑制時間が多少影響を受ける程度で、大きな問題は生じないが、位相遅れはアクティブ制御の制振効果に直結するため、必ず設定する必要がある。固有振動数決定部４２は、変位振動検出部３３の出力を演算処理して固有振動数を決定する際に時間遅れが発生する回路を用いて固有振動数を決定するように構成されており、制御パラメータ決定部４３は、固有振動数決定部４２より演算処理された遅れ時間とゲインを制御パラメータとして決定するように構成されている。 The control parameter determination unit 43 determines a control parameter necessary for active vibration suppression control based on the determined natural frequency. The parameter storage unit 44 stores the control parameter determined by the control parameter determination unit 43. The drive signal generator 37 generates a drive signal for executing active vibration suppression control using the electric actuator at the planned control position based on the control parameter stored in the parameter storage unit. In the present embodiment, the control parameter determination unit 43 is configured to determine one or more control parameters based on a table that stores a correspondence relationship between the natural frequency and the one or more control parameters. . When the table is used in this way, the control parameter can be determined in a short time. FIG. 12 is a graph showing an example of the correlation between the natural frequency and the delay, and FIG. 13 is a graph showing an example of the correlation between the natural vibration amplitude and the necessary gain. For example, the correlation shown in these graphs may be recorded in advance in the aforementioned table. 12 and 13 are examples and are not accurate. Basic control parameters are phase delay and gain. Even if the gain is constant, the vibration suppression time is somewhat affected and does not cause a major problem. However, the phase delay is directly related to the vibration suppression effect of the active control, and must be set. The natural frequency determination unit 42 is configured to determine the natural frequency using a circuit that generates a time delay when the output of the displacement vibration detection unit 33 is calculated to determine the natural frequency. The control parameter determination unit 43 is configured to determine the delay time and gain calculated by the natural frequency determination unit 42 as control parameters.
アクティブ振動抑制装置３１´は、成形品取出機が稼働状態にあるときには、常時動作状態にあるのが好ましい。このようにすると常に取出ヘッドの振動を抑制するので、成形品を変形させることなく取り出すことができ、しかも取出ヘッドで取り出した後まだ完全に硬化していない成形品が変形するのを防止できる。そのため制御予定位置の数が多くなる。このように制御予定位置の数が多くなる場合でも、本実施の形態によれば、固有振動数決定部４２を設けて各制御予定位置における固有振動数を自動で決定し、決定した固有振動数に基づいて制御パラメータ決定部４３が各制御予定位置においてアクティブ振動抑制制御を行うのに必要な制御パラメータを自動決定するので、短い時間で制御パラメータの設定をして、アクティブ振動抑制制御を実行できる。 It is preferable that the active vibration suppressing device 31 ′ is always in an operating state when the molded product take-out machine is in an operating state. In this way, since the vibration of the takeout head is always suppressed, the molded product can be taken out without being deformed, and further, it is possible to prevent the molded product that has not been completely cured after being taken out by the takeout head from being deformed. Therefore, the number of scheduled control positions increases. Thus, even when the number of planned control positions increases, according to the present embodiment, the natural frequency determining unit 42 is provided to automatically determine the natural frequency at each planned control position, and the determined natural frequency. Since the control parameter determining unit 43 automatically determines the control parameter necessary for performing the active vibration suppression control at each control scheduled position based on the control parameter, it is possible to execute the active vibration suppression control by setting the control parameter in a short time. .
図８における型判定部４５は、成形機で使用される型を判定して制御パラメータ記憶部４４に使用する型の情報を出力する。なお型判定部４５が、操作者のマニュアル入力でもよい。本実施の形態では、制御パラメータ記憶部４４は、過去に制御パラメータ決定部４３が決定した制御パラメータを成形機の型に対応付けて記憶している。そこで駆動信号発生部３７は、成形機の型が交換されると、従前に記憶した制御パラメータに基づいてアクティブ制御に必要な制御パラメータを用いて駆動信号を生成する。このようにすると過去データを有効に利用して、型が交換された場合の制御パラメータの決定を省略することができる。 The mold determination unit 45 in FIG. 8 determines the mold used in the molding machine and outputs information on the mold used in the control parameter storage unit 44. The type determination unit 45 may be manually input by the operator. In the present embodiment, the control parameter storage unit 44 stores the control parameters previously determined by the control parameter determination unit 43 in association with the mold of the molding machine. Therefore, when the mold of the molding machine is replaced, the drive signal generator 37 generates a drive signal using control parameters necessary for active control based on previously stored control parameters. In this way, it is possible to effectively use past data and omit the determination of control parameters when the mold is exchanged.
＜制御パラメータ決定部の変形例＞
図１４は、制御パラメータ決定部４３´の変形例を示すブロック図である。この制御パラメータ決定部４３´は、１以上の制御予定位置について既に決定された１以上の制御パラメータに基づいて、１以上の制御予定位置の近くにある他の制御予定位置の制御パラメータを、補間法を用いて決定する。制御パラメータ決定部４３´は、固有振動数に基づいてテーブル４７から対応する制御パラメータを選択して決定する対応パラメータ決定部４６と、他の制御予定位置を入力する入力部４９と、入力部４９により入力された他の制御予定位置の変更が許容範囲内であれば、補間法に基づいて演算により他の予定位置の制御パラメータを決定するパラメータ補間決定部４８を備えている。このようにすると制御パラメータの決定に他の制御予定位置での固有振動数を求めなくても、制御パラメータを決定できる。例えば、成形品が複数の容器からなる場合において、成形された容器を複数個重ねて開放位置に置くような場合、１段目の開放位置における固有振動数と最終段目の開放位置における固有振動数を求めておき、その間の開放位置における固有振動数をこの補間法を用いて決定するようにすると、迅速に制御パラメータを決定できる。
<Modification of control parameter determination unit>
FIG. 14 is a block diagram showing a modification of the control parameter determination unit 43 ′. The control parameter determination unit 43 ′ interpolates control parameters of other scheduled control positions near the one or more scheduled control positions based on the one or more control parameters already determined for the one or more scheduled control positions. Determine using the method. The control parameter determination unit 43 ′ selects a corresponding control parameter from the table 47 based on the natural frequency and determines it, an input unit 49 for inputting another scheduled control position, and an input unit 49. If the change of the other scheduled control position input by the step is within the allowable range, a parameter interpolation determining unit 48 that determines a control parameter of the other scheduled position by calculation based on the interpolation method is provided. In this way, it is possible to determine the control parameter without determining the natural frequency at another planned control position for determining the control parameter. For example, when the molded product is composed of a plurality of containers, when a plurality of molded containers are stacked and placed at the open position, the natural frequency at the first-stage open position and the natural vibration at the final-stage open position If the number is obtained and the natural frequency at the open position in the meantime is determined using this interpolation method, the control parameter can be determined quickly.
＜固有振動数決定部の変形例＞
固有振動数決定部４２は、変位振動検出部３３の出力を演算処理して固有振動数を推定するように構成してもよい。固有振動数の推定は、例えば、図１１の時刻ｔ4までのデータに基づいて、それ以降の変位振動を推定して、前述の平均化と同様に、平均周期＝［（ｔ4−ｔ2）＋（ｔ6−ｔ4）＋（ｔ8−ｔ6）］／３として平均周期を求めることができる。固有振動数の推定は、公知の推定技術を用いて行うことができる。例えば、特許第４７１３３５５号に示されるアクティブ制御における固有振動数の推定技術を用いてもよい。この特許では、過去の基盤あるいは質量体の運動情報と未来の基盤あるいは質量体の振動情報から、FIRデジタルフィルタ処理によって所定の周波数重み付けがなされた振動情報を演算する。そして、その振動情報を元に所定のアクチュエータ制御力を演算する。その結果、理想的な制御力に対する位相ずれの小さいフィルタ処理を可能にして、低周波における制御性を向上させている。
<Modification of natural frequency determination unit>
The natural frequency determination unit 42 may be configured to calculate the output of the displacement vibration detection unit 33 and estimate the natural frequency. For example, the natural frequency is estimated based on the data up to time t 4 in FIG. 11, and the subsequent displacement vibration is estimated. Similarly to the above-described averaging, the average period = [(t 4 −t 2 ) + (T 6 −t 4 ) + (t 8 −t 6 )] / 3. The estimation of the natural frequency can be performed using a known estimation technique. For example, a natural frequency estimation technique in active control disclosed in Japanese Patent No. 4713355 may be used. In this patent, vibration information with a predetermined frequency weighting is calculated by FIR digital filter processing from past base or mass motion information and future base or mass vibration information. Then, a predetermined actuator control force is calculated based on the vibration information. As a result, filter processing with a small phase shift with respect to an ideal control force is possible, and controllability at low frequencies is improved.
本発明によれば、固有振動数決定部を設けて制御予定位置における固有振動数を自動で決定し、決定した固有振動数に基づいて制御パラメータ決定部が制御予定位置においてアクティブ制御を行うのに必要な制御パラメータを自動決定するので、短い時間で制御パラメータの設定をして、アクティブ制御を実行できる。 According to the present invention, the natural frequency determination unit is provided to automatically determine the natural frequency at the planned control position, and the control parameter determination unit performs active control at the planned control position based on the determined natural frequency. Since necessary control parameters are automatically determined, active control can be executed by setting control parameters in a short time.
３ 横行軸
５ 走行体
６ チャック
８ ランナ用昇降ユニット
９ 成形品吸着用昇降ユニット
１１ ＡＣサーボモータ
１３ ＡＣサーボモータ
１５ ベルト
１７，１７´ 走行体
１９，１９´ 昇降フレーム
２１ 反転ユニット
２３ 取出ヘッド
２５，２５Ｘ，２５Ｙ，２５Ｚ アクチュエータ
２７，２７Ｘ，２７Ｙ，２７Ｚ 加速度センサ
２８ 加速度センサ
３１，３１´ アクティブ振動抑制装置
３３ 変位振動検出部
３４，３４´ 位相補正部
３５ 付加振動検出部
３７ 駆動信号生成部
3 traverse shaft 5 traveling body 6 chuck 8 runner lifting unit 9 molded product suction lifting unit 11 AC servo motor 13 AC servo motor 15 belt 17, 17 'traveling body 19, 19' lifting frame 21 reversing unit 23 take-out head 25, 25X, 25Y, 25Z Actuator 27, 27X, 27Y, 27Z Acceleration sensor 28 Acceleration sensor 31, 31 'Active vibration suppression device 33 Displacement vibration detection unit 34, 34' Phase correction unit 35 Additional vibration detection unit 37 Drive signal generation unit
Claims (11)
前記アタッチメントの変位振動を検出する変位振動検出部と、
前記変位振動検出部が検出した前記変位振動と逆位相の振動を電動アクチュエータから前記アタッチメントに加えて前記アタッチメントの前記変位振動を抑制するアクティブ振動抑制制御を行うアクティブ振動抑制装置を備えた成形品取出機であって、
前記アクティブ振動抑制装置は、事前に、ティーチングの際に、ティーチング後の試験運転の際にまたは運転中に、アクティブ振動抑制制御を行うことを予定している１以上の制御予定位置において前記アタッチメントの固有振動数を決定する固有振動数決定部と、
決定した前記固有振動数に基づいて、アクティブ振動抑制制御に必要な制御パラメータを決定する制御パラメータ決定部と、
前記制御パラメータ決定部が決定した前記制御パラメータを記憶するパラメータ記憶部と、
前記パラメータ記憶部に記憶した前記制御パラメータに基づいて、前記制御予定位置において前記電動アクチュエータを用いたアクティブ振動抑制制御を実行するための駆動信号を発生する駆動信号発生部を備えていることを特徴とする成形品取出機。 With an attachment on the approach frame controlled by a positioning servo device using a servo motor,
A displacement vibration detector for detecting displacement vibration of the attachment;
Taking out a molded article provided with an active vibration suppression device that performs active vibration suppression control that suppresses the displacement vibration of the attachment by adding vibration having a phase opposite to that of the displacement vibration detected by the displacement vibration detection unit from the electric actuator to the attachment. Machine,
The active vibration suppression device is configured to perform the attachment vibration control at one or more scheduled control positions where active vibration suppression control is scheduled to be performed in advance during teaching, during test operation after teaching, or during operation. A natural frequency determining unit for determining the natural frequency;
Based on the determined natural frequency, a control parameter determination unit that determines a control parameter necessary for active vibration suppression control,
A parameter storage unit for storing the control parameter determined by the control parameter determination unit;
A drive signal generation unit that generates a drive signal for executing active vibration suppression control using the electric actuator at the planned control position based on the control parameter stored in the parameter storage unit. Molded product take out machine.
前記制御実行部は、前記成形機の型が交換されると、従前に記憶した制御パラメータに基づいてアクティブ振動抑制制御を実施する請求項１に記載の成形品取出機。 The parameter storage unit stores the control parameter determined by the control parameter determination unit in the past in association with a mold of a molding machine,
The molded product takeout machine according to claim 1, wherein the control execution unit performs active vibration suppression control based on previously stored control parameters when the mold of the molding machine is replaced.
前記制御パラメータ決定部は、前記固有振動数決定部より演算処理された遅れ時間とゲインを前記制御パラメータとして決定するように構成されている請求項１に記載の成形品取出機。 The natural frequency determination unit is configured to determine the natural frequency using a circuit that generates a time delay when the output of the displacement vibration detection unit is processed to determine the natural frequency. And
The molded product takeout machine according to claim 1, wherein the control parameter determination unit is configured to determine a delay time and a gain calculated by the natural frequency determination unit as the control parameters.
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