JP2019155630A - モータ制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】センサの設置やセンサ信号取り込みを低減しつつ、加工成形品の品質を向上できる、機械加工装置用のモータ制御システムを提供する。【解決手段】モータ制御システムは、加工装置（Ｈ１）を駆動するモータ（Ｈ１０８）と、制御指令に応じてモータを駆動するインバータ（Ｈ１１２）と、を備えるものであって、モータまたはインバータの状態量に基づいて、加工装置によって加工される成形品の品質を推定する品質制御部（Ｈ１２０）と、品質制御部によって推定される成形品の品質に基づいて、制御指令を算出する制御指令算出部（Ｈ１１６）と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、射出成形装置などの機械加工装置を駆動するためのモータ制御システムに関する。

射出成形や切削など、機械による加工において、適切な制御パラメータを与えないと成形品にバリや欠損などの不良が発生する恐れがある。例えば、射出成形装置では、適切な射出速度、金型圧、保圧などの条件を設定しないと、射出成形品にバリが発生したり充填が不足したりする恐れがある。

これに対し、射出成形におけるバリ発生や充填不足を防ぎ加工品質を向上させる、射出成形装置の制御技術として、特許文献１および特許文献２に記載の技術が知られている。

特許文献１に記載の技術では、射出成形機の負荷状態を検出し、負荷状態に基づいて射出モータの制御ゲインを変更する。

また、特許文献２に記載の技術では、射出成形機から機械学習部が状態量を取得して、機械学習結果に基づき制御条件を生成して射出成形機へ設定する。

特開２００７−１３０９７８号公報 特開２０１７−３０１５２号公報

上記従来技術では、加工成形品の品質を制御するためのセンサの設置またはセンサ信号の取り込みが必要となる。また、加工成形品の品質を制御する時に、現在の工程の状態を加工機械自体の制御装置から取り込む必要がある。このため、装置構成が複雑になり、コストが増えるという問題がある。

そこで、本発明は、センサの設置やセンサ信号取り込みを低減しつつ、加工成形品の品質を向上できる、機械加工装置用のモータ制御システムを提供する。

上記課題を解決するために、本発明によるモータ制御システムは、加工装置を駆動するモータと、制御指令に応じてモータを駆動するインバータと、を備えるものであって、モータまたはインバータの状態量に基づいて加工装置によって加工される成形品の品質を推定する品質制御部と、品質制御部によって推定される成形品の品質に基づいて、制御指令を算出する制御指令算出部と、を備える。

本発明によれば、センサの設置やセンサ信号取り込みを低減しつつ、加工成形品の品質を向上できる、
上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

実施例１である、モータ制御システムを含む射出成形システムのシステム構成を示す。 図１における成形品品質向上制御装置のハードウェア構成を示す。 図１における全体制御装置のハードウェア構成を示す。 図１におけるサーバのハードウェア構成を示す。 図１における成形品品質向上制御装置の機能ブロック図である。 図５における成形品品質推定部の機能ブロック図である。 図５における制御補正量計算部の機能ブロック図である。 図７における射出補正量算出部の機能ブロック図を示す。 図１における全体制御装置の機能ブロック図である。 図９における電圧参照値算出部の機能ブロック図である。 図１０における射出電圧算出部の機能ブロック図である。 図１０における指令値生成部の機能ブロック図である。 図１２における射出指令値算出部の機能ブロック図である。 実施例１におけるモータ制御システム全体の処理のフローおよびシーケンスを示す。 図１４における成形品品質推定処理Ｆ１のフローを示す。 図１４における制御補正量計算処理Ｆ２のフローを示す。 図１４における電圧参照値計算処理Ｆ３のフローを示す。 図２における成形品品質向上制御装置が備える各種データのデータ構成である。 電流センサによって検出される電流ベクトルのデータ構成である。 図１８における成形品品質のデータ構成である。 図１８における物理量推定結果のデータ構成である。 図１８における制御補正量計算係数群のデータ構成である。 図１８における制御補正量ベクトルのデータ構成である。 図１８における実績データのデータ構成である。 図３における全体制御装置が備える各種データのデータ構成である。 図２５における制御条件ベクトルのデータ構成である。 図２５における電圧参照値ベクトルのデータ構成である。 図２５における各種表示変数ベクトルのデータ構成である。 図２５における指令値ベクトルのデータ構成である。 全体制御装置（図９）によって生成される制御画面の一例である。 実施例２である、モータ制御システムを含む射出成形システムのシステム構成を示す。

以下、本発明の実施形態について、下記の実施例１〜２により、図面を用いながら説明する。各図において、参照番号が同一のものは同一の構成要件あるいは類似の機能を備えた構成要件を示している。

図１は、本発明の実施例１である、モータ制御システムを含む射出成形システムのシステム構成を示す。本システムは、モータ制御システムによって駆動制御される射出成形機Ｈ１、ディスプレイＨ２、操作端Ｈ３、インターネットＨ４、サーバＨ５から構成される。

図１に示すように、射出成形機Ｈ１は、溶融された材料を金型へ射出し金型で挟み込み保圧することにより成形品を生成する。射出成形機Ｈ１はシリンダーＨ１００、ホッパーＨ１０１、スクリューＨ１０２、金型Ｈ１０３、タイバーＨ１０４、型締機構Ｈ１０５、エジェクタＨ１０６、クロスヘッドＨ１０７、射出用モータＨ１０８、計量用モータＨ１０９、エジェクタ用モータＨ１１０、型締用モータＨ１１１、射出用モータ用インバータＨ１１２、計量用モータ用インバータＨ１１３、エジェクタ用モータ用インバータＨ１１４、型締用モータ用インバータＨ１１５、全体制御装置Ｈ１１６、射出用モータＵ相電流センサＨ１１７、射出用モータＶ相電流センサＨ１１８、射出用モータＷ相電流センサＨ１１９、成形品品質向上制御装置Ｈ１２０、マルチプレクサＨ１２１を備える。

各モータとしては、永久磁石同期モータ（例えば、交流サーボモータ）などが適用される。なお、本実施例１において、射出用モータＨ１０８、計量用モータＨ１０９、エジェクタ用モータＨ１１０、型締用モータＨ１１１は、それぞれ、射出用モータ用インバータＨ１１２、計量用モータ用インバータＨ１１３、エジェクタ用モータ用インバータＨ１１４、型締用モータ用インバータＨ１１５が出力する三相交流電力によって駆動される。

各インバータは、半導体スイッチング素子によって構成され、各モータに電圧を印加する主回路部（図示せず）と、主回路部を駆動する駆動回路（図示せず）および駆動回路を制御する制御部（図示せず）とを備える。なお、制御部は、モータ電流の検出値（本実施例１では、図１中の「電流ベクトル」）と、図示しない回転位置センサによって計測されるモータの回転位置に基づいて、駆動回路を制御するための制御パルス信号（例えば、ゲート信号）を、例えばＰＷＭ制御によって生成する。この制御パルス信号は、後述するように成形品の品質に基づいて作成される制御指令（例えば、電圧指令）に応じて作成される。この制御指令は、ＰＷＭ制御の場合、交流電圧参照値（電圧指令）であり、三角波などのキャリア信号との比較により制御パルス信号（ＰＷＭパルス信号）が生成される。

ホッパーＨ１０１は、材料を加熱して流動状態にする。計量用モータＨ１０９は、流動状態の材料をホッパーＨ１０１で攪拌する。計量用モータ用インバータＨ１１３は、計量用モータＨ１０９へ電圧を印加する。

シリンダーＨ１００は、流動状態の材料を金型Ｈ１０３へ注入する。スクリューＨ１０２は、シリンダーＨ１００内で回転して材料を押し出す。射出用モータＨ１０８は、スクリューＨ１０２を駆動して回転させる。射出用モータ用インバータＨ１１２は、射出用モータＨ１０８へ電圧を印加する。

金型Ｈ１０３は、成形品を型取る。タイバーＨ１０４は、金型Ｈ１０３の開閉動作を案内する２本以上の支柱である。

型締機構Ｈ１０５は、金型Ｈ１０３を開閉する。クロスヘッドＨ１０７は、金型開閉用ボールネジのナット部である。型締用モータＨ１１１は、クロスヘッドＨ１０７と連動して金型Ｈ１０３を開閉させる。型締用モータ用インバータＨ１１５は、型締用モータＨ１１１へ電圧を印加する。

エジェクタＨ１０６は、金型Ｈ１０３から材料を外す。エジェクタ用モータＨ１１０は、エジェクタＨ１０６を駆動して回転させる。エジェクタ用モータ用インバータＨ１１４は、エジェクタ用モータＨ１１０へ電圧を印加する。

全体制御装置Ｈ１１６は、射出用モータ用インバータＨ１１２と、計量用モータ用インバータＨ１１３と、エジェクタ用モータ用インバータＨ１１４と、型締用モータ用インバータＨ１１５へ電圧指令を送ることにより、射出成形機Ｈ１が成形品を精度良く製作できるように、これらインバータを制御する。また、全体制御装置Ｈ１１６は、各インバータや各モータの動作状態を監視したり、各インバータや各モータの異常の有無を検出したりする。

射出用モータＵ相電流センサＨ１１７、射出用モータＶ相電流センサＨ１１８および射出用モータＷ相電流センサＨ１１９は、それぞれ射出用モータＨ１０８のＵ相電流、Ｖ相電流およびＷ相電流を計測する。

成形品品質向上制御装置Ｈ１２０は、射出用モータＨ１０８のＵ相電流とＶ相電流とＷ相電流を用いて成形品の加工品質を推定し、推定結果を用いて制御補正量ベクトル（図２３参照）を算出して全体制御装置Ｈ１１６へ入力する。

マルチプレクサＨ１２１は、各モータ（Ｈ１０８〜１１１）のＵ相電流とＶ相電流とＷ相電流を電流ベクトル（図１９参照）としてまとめる。なお、図１においては、射出用モータＨ１０８のモータ電流を計測する電流センサ（Ｈ１１７〜１１９）を示しているが、他のモータ（Ｈ１０９〜１１１）のモータ電流も同様に電流センサによって計測される。

これら電流センサとしては、電流トランス（ＣＴ）などが適用される。なお、本実施例１では、電流センサ（Ｈ１１７〜１１９）によって検出されるモータ電流が、成形品の品質が推定、並びに各インバータに与える制御指令（電圧参照値）の作成に用いられる。従って、成形品の品質を推定することに伴い、電流トランスが増えることはない。

ここで、射出成形機の動作の概略について説明する。

まず、ホッパーＨ１０１にてプラスチック材料を加熱しながら、計量用モータＨ１０９を用いてホッパーＨ１０１内のプラスチック材料を攪拌する。次に、二つに分割された金型Ｈ１０３を一つに合わせる。次に、射出用モータＨ１０８を用いてスクリューＨ１０２を回すことにより、シリンダーＨ１００から金型Ｈ１０３へプラスチック材料を注入する。次に、プラスチック材料が固化するまで金型を一つに合わせたまま保持しておく。さらに金型が冷却するまで待つ。次に、一つに合わさった金型を二つに分割し、エジェクタＨ１０６で成形品を突き出すことで成形品を金型Ｈ１０３から離す。以上の動作を繰り返すことで、複数個の射出成形品を製作できる。

ディスプレイＨ２は、全体制御装置Ｈ１１６にて生成される制御結果画面を表示する。

操作端Ｈ３は、制御条件の入力や画面表示の切り替えなどを行うための入力を受け付ける。

インターネットＨ４は、成形品品質向上制御装置Ｈ１２０とサーバＨ５とのデータ通信の経路である。なお、インターネットＨ４に限らず、他の有線もしくは無線の通信網を適用しても良い。

サーバＨ５は、成形品品質向上制御装置Ｈ１２０から稼働実績データを読み込み、読み込んだ稼働実績データに基づいて、成形品品質向上制御装置Ｈ１２０にて実行される制御に用いるパラメータを学習処理によって求めて成形品品質向上制御装置Ｈ１２０へ送信する。これにより、インターネットを介して、成形品品質向上制御装置Ｈ１２０に制御パラメータを設定したり、既設定の制御パラメータを更新したりすることができる。

図２は、図１における成形品品質向上制御装置Ｈ１２０のハードウェア構成を示す。

図２に示すように、成形品品質向上制御装置Ｈ１２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、記録装置Ｈ１２００、インターフェース１〜３を備える。

ＣＰＵは、成形品品質向上制御を行うためのプログラムに従って演算処理を実行する。

ＲＡＭは、成形品品質向上制御を行うためのプログラム実行中にデータを一時記憶する。

記録装置Ｈ１２００は、成形品品質向上制御を行うためのプログラムやデータなどを記録する。なお、記録装置Ｈ１２００としては、ハードディスクドライブやフラッシュメモリドライブなどが適用できる。

記録装置Ｈ１２００には、成形品品質向上制御プログラム、制御補正量送信プログラム、サーバデータ送受信プログラム、各種データＨ１２０００が格納されている。成形品品質向上制御プログラムは、電流ベクトルから全体制御装置Ｈ１１６の制御補正量ベクトルを計算ために用いられる。制御補正量送信プログラムは、インターフェース２を介して制御補正量ベクトルを全体制御装置Ｈ１１６へ送信するために用いられる。サーバデータ送受信プログラムは、インターフェース３を介して、実績データをインターネットＨ４へ送出したり、学習済パラメータを受信したりするために用いられる。各種データＨ１２０００は、成形品品質向上制御装置Ｈ１２０にて実行するプログラムにて使用されるデータである。

インターフェース１は、マルチプレクサＨ１２１からの電流ベクトルを成形品品質向上装置Ｈ１２０へ取り込むために用いられる。インターフェース２は、制御補正量ベクトルを全体制御装置Ｈ１１６へ送信するために用いられる。インターフェース３は、通信ネットワークを介して、サーバＨ５へ実績データを送信したり、サーバＨ５から学習済みパラメータを受信したりするために用いられる。

図３は、図１における全体制御装置Ｈ１１６のハードウェア構成を示す。

図３に示すように、全体制御装置Ｈ１１６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphic Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、記録装置Ｈ１１６０、インターフェース１〜５を備える。

ＣＰＵは、射出成形機の全体制御を行うためのプログラムに従って演算処理を実行する。

ＧＰＵは、全体制御結果からディスプレイＨ２に表示する画面データを生成し、インターフェース４を介して画面データをディスプレイＨ２へ出力する。

ＲＡＭは、全体制御を行うためのプログラム実行中にデータを一時記憶する。

記録装置Ｈ１１６０は、全体制御を行うためのプログラムやデータなどを記録する。記録装置Ｈ１１６０としては、ハードディスクドライブやフラッシュメモリドライブなどが適用できる。

記録装置Ｈ１１６０には、射出成形全体制御プログラム、制御補正量受信プログラム、全体制御表示プログラム、全体制御条件調整プログラム、電圧参照値送信プログラム、各種データＨ１１６００が格納されている。射出成形全体制御プログラムは、成形品品質向上制御装置Ｈ１２０からの制御補正量ベクトルを用いて、各モータの電圧参照値を算出して各インバータへ送信するために用いられる。制御補正量受信プログラムは、成形品品質向上制御装置Ｈ１２０からインターフェース１を介して制御補正量ベクトルを受信するために用いられる。全体制御表示プログラムは、ＧＰＵを用いて成形品不良結果から画面データを生成し、インターフェース４を介して画面データをディスプレイＨ２へ出力するために用いられる。全体制御条件調整プログラムは、インターフェース５を介して操作端Ｈ３から操作入力を受け付け、制御条件をユーザが設定できるようにするために用いられる。電圧参照値送信プログラムは、インターフェース２を介して電圧参照値（電圧指令）を各インバータ（Ｈ１１２〜Ｈ１１５）へ送信するために用いられる。各種データＨ１１６００は、全体制御装置Ｈ１１６にて実行するプログラムにて使用されるデータである。

インターフェース１は、成形品品質向上制御装置Ｈ１２０からの制御補正量ベクトルを全体制御装置Ｈ１１６へ取り込むために用いられる。インターフェース２は、マルチプレクサＨ１２１からの電流ベクトルを全体制御装置Ｈ１１６へ取り込むために用いられる。インターフェース３は、各インバータ（Ｈ１１２〜１１５）へ電圧参照値を送信するために用いられる。インターフェース４は、全体制御結果画面をディスプレイＨ２へ送信するために用いられる。インターフェース５は、操作端Ｈ３からの操作入力を全体制御装置Ｈ１１６へ取り込むに用いられる。
図４は、図１におけるサーバＨ５のハードウェア構成を示す。

図４に示すように、サーバＨ５は、インターネットＨ４を介して受信する実績データ（稼働実績データ）を用いて成形品品質向上制御に使用する各種パラメータを学習し、学習済パラメータとしてインターネットＨ４へ送出する。サーバＨ５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphic Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、記録装置、操作コンソール、インターフェース１を備える。

ＣＰＵは、各種プログラムに従って演算処理を実行する。

操作コンソールは、サーバＨ５のオペレータに対して、入力を促す画面を表示し、オペレータからのパラメータ学習実施およびパラメータ更新に関する入力を受け付ける。

ＧＰＵは、操作コンソールへ表示する画面データを生成して操作コンソールへ出力する。

ＲＡＭは各種プログラムを実行する際にデータを一時記憶しておくものである。

記録装置は、サーバＨ５が処理を行うためのプログラムやデータなどを記録する。記録装置としては、ハードディスクドライブやフラッシュメモリドライブなどが適用できる。

記録装置には、実績データ受信プログラム、学習済パラメータ送信プログラム、パラメータ学習プログラム、各種データが格納されている。実績データ受信プログラムは、インターネットＨ４からインターフェース１を介して実績データを受信し記録装置に記録するために用いられる。パラメータ学習プログラムは、実績データを用いて成形品品質向上制御に使用する各種パラメータを学習し、学習済パラメータとして記録装置Ｈ５０へ保存するために用いられる。学習済パラメータ送信プログラムは、記録装置から学習済パラメータを読み込み、インターフェース１を介してインターネットＨ４へ送出するために用いられる。各種データ、サーバＨ５にて実行するプログラムにおいて使用されるデータである。

図５は、図１における成形品品質向上制御装置Ｈ１２０の機能ブロック図である（図２（ハードウェア構成）参照）。

図５に示すように、成形品品質向上制御装置Ｈ１２０は、成形品品質推定部Ｂ１０、制御補正量計算部Ｂ１１、制御補正量送信部Ｂ１２、サーバデータ送信部Ｂ１３を備える。

成形品品質推定部Ｂ１０は、成形品品質向上制御プログラム（図２）に従って、マルチプレクサＨ１２１からの電流ベクトルを用いて射出成形機Ｈ１の成形品品質を推定する。

制御補正量計算部Ｂ１１は、成形品品質向上制御プログラムに従って、成形品品質推定部Ｂ１０によって推定される成形品品質と、サーバ５（図１）から送信される学習済パラメータとを用いて、制御補正量ベクトルを計算して制御補正量送信部Ｂ１２へ出力する。

制御補正量送信部Ｂ１２は、制御補正量送信プログラムに従って、制御補正量計算部Ｂ１１からの制御補正量ベクトルを全体制御装置Ｈ１１６へ送る。

サーバデータ送受信部Ｂ１３は、サーバデータ送受信プログラムに従って、実績データをインターネットＨ４へ送出したり、サーバＨ５から学習済パラメータを、インターネットＨ４を介して受信したりする。

図６は、図５における成形品品質推定部Ｂ１０の機能ブロック図である。

図６に示すように、成形品品質推定部Ｂ１０は、物理量推定部、物理量−品質算出部、マルチプレクサ＋ディレイを備える。

物理量推定部は、マルチプレクサＨ１２１からの電流ベクトルを用いて、各モータ（Ｈ１０８〜Ｈ１１１）の回転子の回転数（以下速度と称す）およびトルクを含む物理量を推定する。ここで、本実施例１における物理量は、図示のモータ速度やモータトルクのような、モータの動作状態を示す状態量である。

物理量−品質算出部は、物理量推定部からの物理量推定結果に基づいて、成形品の品質の指標（以下、単に「品質」と記す）として、バリ度合、充填度合、ヒケ度合、ボイド度合、変形度合、反り度合、変色度合、ウェルドライン(Weld Line：以下ＷＬと称す)度合を計算する。

これらの品質は、各不良の度合いを示している。また、物理量−品質算出部は、物理量推定部からの物理量推定結果に基づいて、射出成形機の動作フェーズが射出フェーズ、保圧フェーズおよび冷却フェーズのいずれであるかを判定し、対応するフェーズ番号を出力する。なお、各モータの速度およびトルクと、成形品品質との関係は、予め実測により求め、成形品品質向上装置Ｈ１２０（図２）の記録装置Ｈ１２００に、各種データ１２０００として格納されている。

例えば、本発明者の検討によれば、インバータの制御部においてベクトル制御が適用される場合に、いわばインバータの一状態量であり、制御部において演算される、回転座標におけるモータのｑ軸電流は、成形品の品質と密接な関係がある。特に、保圧フェーズにおけるｑ軸電流の立ち下がり時間が長いと充填不足になり易く、立ち下がり時間が短いとバリが発生し易くなる。従って、成形品の品質を改善できるようにｑ軸電流を制御すれば、ベクトル制御と相俟って、高精度に品質を改善することができる。

なお、物理量推定部は、電流ベクトルが示す電流の変動状態に基づいて、射出成形機の現在の動作状態すなわち動作フェーズ（射出、保圧、冷却など）を判定し、予め各動作フェーズに付与されているフェーズ番号を出力する。

マルチプレクサ＋ディレイは、バリ度合、充填度合、ヒケ度合、ボイド度合、変形度合、反り度合、変色度合、ＷＬ度合、並びに現在のフェーズ番号を成形品品質ベクトルとしてまとめ、成形品品質ベクトルを一旦保存し、次の時点（例えば、次のショット）で算出される成形品品質ベクトルを保存するときに、前時点（例えば、前回のショット）で算出され保存されていた成形品品質ベクトルを制御補正量計算部Ｂ１１へ出力する。すなわち、マルチプレクサ＋ディレイは、制御補正量計算部Ｂ１１への成形品品質ベクトルの出力を遅延させる。これにより、成形品品質ベクトルが算出された時点でのモータの動作状態が実際の成形品品質に反映されるまでの遅れが補償されるので、品質向上制御の制御精度が向上できる。

なお、本実施例１においては、電流ベクトルからモータの速度やトルク（状態量）を推定しているが、センサを用いて実測しても良い。また、品質を推定に用いる状態量として、モータの三相電流（「電流ベクトル」に相当）や、三相電流の回転座標におけるｑ軸成分やｄ軸成分（すなわちｑ軸電流やｄ軸電流）などのモータまたはインバータの状態量を用いても良い。

図７は、図５における制御補正量計算部Ｂ１１の機能ブロック図である。

図７に示すように、制御補正量計算部Ｂ１１は、射出成形機の各モータ（射出用、計量用、型締用、取出用）における品質補正量算出部Ｂ１１０、電流制御のための係数乗算部Ｂ１１１、速度制御のための係数乗算部Ｂ１１２、トルク制御のための係数乗算部Ｂ１１３、マルチプレクサＢ１１４を備える。

各品質補正量算出部Ｂ１１０は、成形品品質推定部Ｂ１０からの成形品品質ベクトルに基づいて各モータにおける品質制御補正量（射出補正量、計量補正量、型締補正量、取出補正量）を計算する。ここで、品質制御補正量は、成形品の品質の補正量（改善量）を示す。なお、成形品の品質の補正量（改善量）は、成形品品質ベクトルの成分である各品質（の指標）の補正量（改善量）である。

電流制御のための係数乗算部Ｂ１１１は、各品質補正量算出部Ｂ１１０からの品質制御補正量に電流係数を乗算して、各モータの制御量（電流）の補正量である電流補正量を計算する。

速度制御のための係数乗算部Ｂ１１２は、各品質補正量算出部Ｂ１１０からの品質制御補正量に速度係数を乗算して、各モータの制御量（速度）の補正量である速度補正量を計算する。

トルク制御のための係数乗算部Ｂ１１３は、各品質補正量算出部Ｂ１１０からの品質制御補正量にトルク係数を乗算して、各モータの制御量（トルク）の補正量であるトルク補正量を計算する。

なお、適用する制御手段（電流制御手段、速度制御手段、トルク制御手段やこれらの併用）に応じて、各モータについて単数あるいは複数の制御量の補正量を算出しても良い。

マルチプレクサＢ１１４は、各モータの電流補正量、速度補正量およびトルク補正量をまとめて制御量補正ベクトルとして、制御補正量送信部Ｂ１２およびサーバデータ送受信部Ｂ１２（図２）へ送る。

なお、サーバデータ送受信部Ｂ１２からの学習済みパラメータが、品質補正量算出部Ｂ１１０および係数乗算部（Ｂ１１１〜１１３）送られると、品質補正量算出部Ｂ１１０における品質制御補正量算出に用いられる各種パラメータや係数乗算部（Ｂ１１１〜１１３）における係数が学習済みパラメータによって更新される。

図８は、図７における品質補正量算出部Ｂ１１０の一例として、射出補正量算出部の機能ブロック図を示す。

図８に示すように、射出補正量算出部Ｂ１１０は、デマルチプレクサ、各品質（バリ度合、充填度合、ヒケ度合、ボイド度合、変形度合、反り度合、変色度合、ＷＬ度合）の影響係数および時間係数、乗算器（図８中に乗算記号で示す）、加算器（図８中に総和記号で示す）を備える。

デマルチプレクサは、成形品品質推定部からの成形品品質ベクトルを、各品質、すなわち、バリ度合、充填度合、ヒケ度合、ボイド度合、変形度合、反り度合、変色度合、ＷＬ度合並びに現在のフェーズ番号に分解する。

影響係数は、各品質の不良を除去するための品質制御補正の度合を示す係数である。

時間係数は、現在のフェーズ番号における射出成形機の動作経過時間に応じて品質制御補正の度合を変えるための係数である。

乗算器は、各品質に影響係数および時間係数を乗ずる。

加算器は、各乗算器の乗算結果の総和を算出して、品質制御補正量（射出補正量）すなわち射出フェーズにおける成形品品質の補正量として、各係数乗算部（Ｂ１１１〜１１３）へ送る。各係数乗算部（Ｂ１１１〜１１３）によって、品質制御補正量（射出補正量）に各係数が乗ぜられて、品質制御補正量（射出補正量）すなわち射出フェーズにおける成形品品質の補正量が、射出モータの制御量（電流、速度、トルク）の補正量に変換される。

このように、本実施例１では、成形品品質ベクトルの成分である各品質（品質の指標）すなわち各不良の度合いを影響係数および時間係数によって重み付けして総和をとって、品質制御補正量とする。これにより、複数種の品質不良を補正することができる。

影響係数と時間係数は、サーバデータ送受信部１２から送られる学習済みパラメータによって更新される。

なお、計量補正量部、型締補正量算出部および取出補正量算出部は、上述の射出補正量算出部と同様の構成を備える。

図９は、図１における全体制御装置Ｈ１１６の機能ブロック図である（図３（ハードウェア構成）参照）。

図９に示すように、全体制御装置Ｈ１１６は、電圧参照値算出部Ｂ２０、電圧参照値送信部Ｂ２１、全体制御表示部Ｂ２２、全体制御条件調整部Ｂ２３を備える。

電圧参照値算出部Ｂ２０は、射出成形全体制御プログラム（図３）に従って、成形品品質向上制御装置Ｈ１２０からの制御補正量ベクトル（モータ制御量（電流、速度、トルクなど）の補正量）と、マルチプレクサＨ１２１からの電流ベクトルと、後述する全体制御条件調整部Ｂ２３からの制御条件ベクトル（図２６参照）とに基づいて、各モータの電圧参照値（電圧指令値）を計算して電圧参照値送信部Ｂ２１へ送る。また、電圧参照値算出部Ｂ２０は、各種表示変数ベクトル（図２８参照）を後述の全体制御表示部Ｂ２２へ送る。

電圧参照値送信部Ｂ２１は、電圧参照値送信プログラム（図３）に従って、電圧参照値算出部Ｂ２０からの各モータの電圧参照値を各モータのインバータ（Ｈ１１２〜１１５）へ送信する。

全体制御表示部Ｂ２２は、全体制御表示プログラム（図３）に従って、各種表示変数ベクトルに応じて制御表示画面を生成してディスプレイＨ２へ画面出力する。

全体制御条件調整部Ｂ２３は、操作端Ｈ７からの操作入力に従って、射出成形機Ｈ１（図１）の動作条件である射出速度、保圧、金型圧などの設定値を設定し、制御条件ベクトルとしてまとめて電圧参照値算出部Ｂ２０へ送る。

図１０は、図９における電圧参照値算出部Ｂ２０の機能ブロック図である。

図１０が示すように、電圧参照値算出部Ｂ２０は、射出電圧算出部Ｂ２００、計量電圧算出部Ｂ２０４、型締電圧算出部Ｂ２０５、取出電圧算出部Ｂ２０６、指令値生成部Ｂ２０１、デマルチプレクサＢ２０２、物理量推定部Ｂ２０３を備える。

射出電圧算出部Ｂ２００は、射出用モータの物理量（速度など）と、射出用モータの制御補正量ベクトルと、後述する指令値生成部Ｂ２０１からの射出用モータの制御指令値ベクトルとに基づいて、射出電圧参照値すなわち射出用モータの電圧指令値を算出し、電圧参照値送信部Ｂ２１へ送る。

計量電圧算出部Ｂ２０４、型締電圧算出部Ｂ２０５、取出電圧算出部Ｂ２０６は、射出電圧算出部Ｂ２００と同様に、モータ物理量と制御補正量ベクトルと制御指令値ベクトル（図２９参照）とに基づいて、それぞれ、計量電圧参照値（計量用モータの電圧指令値）、型締電圧参照値（型締用モータの電圧指令値）、取出電圧参照値（取出用モータの電圧指令値）を算出して、電圧参照値送信部Ｂ２１へ送る。

指令値生成部Ｂ２０１は、全体制御条件調整部Ｂ２３からの制御条件ベクトル（図２６参照）と、物理量推定部からの全物理量ベクトルとに基づいて、各モータにおける制御指令値ベクトル（図２９参照）を生成する。

デマルチプレクサＢ２０２は、成形品品質向上制御装置Ｈ１２０からの制御補正量ベクトルを、各モータにおける制御補正量ベクトルへ分解する。

物理量推定部Ｂ２０３は、マルチプレクサＨ１２１からの電流ベクトルに基づいて各モータにおける物理量、例えば速度やトルクや電流を推定する。また、物理量推定部Ｂ２０３は、推定した全物理量（図１０中では「全物理量ベクトル」と記載）を指令値生成部Ｈ２０１へ送る。

図１１は、図１０における射出電圧算出部Ｂ２００の機能ブロック図である。なお、計量電圧算出部Ｂ２０４、型締電圧算出部Ｂ２０５、取出電圧算出部Ｂ２０６も、同様の機能構成を有する。

図１１に示すように、射出電圧算出部Ｂ２００は、三つのデマルチプレクサと、それぞれＰＩＤ制御（Proportional Integral Differential control）が適用される自動速度制御部（Auto Speed Regulator）（以下ＡＳＲ−ＰＩＤと略す）と自動トルク制御部（Auto Torque Regulator）（以下ＡＴＲ−ＰＩＤと略す）と自動電流制御部（Auto Current Regulator）（以下ＡＣＲ−ＰＩＤと略す）、速度比率乗算器、トルク比率乗算器、複数の加算器および加減算器を備える。

一つ目のデマルチプレクサによって、指令値算出部（指令値生成部）Ｂ２０１からの射出指令値ベクトルが、射出用モータの速度指令値およびトルク指令値に分解される。

二つ目のデマルチプレクサによって、デマルチプレクサＢ２０２からの制御補正量ベクトルが、射出用モータの速度補正量とトルク補正量と電流補正量に分解される。

三つ目のデマルチプレクサによって、物理量推定部Ｂ２０３からの射出モータ物理量が、射出用モータの速度推定値とトルク推定値とｑ軸電流推定値へ分解される。

ＡＳＲ−ＰＩＤは、射出モータの速度指令値および速度補正量の和と速度推定値との差分を入力として、ＰＩＤ演算によって差分を零に近づけるための第１の指令（電流指令）を算出して速度比率乗算器へ出力する。

ＡＴＲ−ＰＩＤは、射出モータのトルク指令値および速度補正量の和とトルク推定値との差分を入力として、ＰＩＤ演算によって差分を零に近づけるための第２の指令（電流指令）を算出してトルク比率乗算器へ出力する。

これら第１の指令および第２の指令を、それぞれ速度比率乗算器および速度比率乗算器によって重み付けして加算することにより電流指令値が算出される。

速度比率乗算器は、重み付け係数として、電流指令値に占める速度比率をＡＳＲ−ＰＩＤ出力（第１の指令）に乗算する。

トルク比率乗算器は、重み付け係数として、電流指令値に占めるトルク比率をＡＴＲ−ＰＩＤ出力に乗算する。

射出電圧算出部Ｂ２００は速度比率乗算器とトルク比率乗算器の出力の和を電流指令値として計算する。ＡＣＲ−ＰＩＤは電流指令値と電流補正量の和からｑ軸電流推定値を差し引いたものを入力としてＰＩＤ演算を行い、電圧参照値送信部Ｂ２１へ射出モータ電圧参照値として出力する。なお射出モータ電圧参照値はｑ軸電圧になっているため、Ｕ相電圧とＶ相電圧とＷ相電圧へ変換してもよいものとする。

図１２は、図１０における指令値生成部Ｂ２０１の機能ブロック図である。

図１２に示すように、指令値生成部Ｂ２０１は、射出指令値算出部Ｂ２０１０と、計量指令値算出部と、型締指令値算出部と、取出指令値算出部と、デマルチプレクサＢ２０１１を備える。

射出指令値算出部Ｂ２０１０は、物理量推定部Ｂ２０３からの射出用モータの物理量推定値（速度、トルクなど）と現在のフェーズ番号、デマルチプレクサＢ２０１１からの射出速度設定値と保圧設定値と金型圧設定値を用いて、射出用モータの制御指令値ベクトルである射出指令値ベクトルを算出し射出電圧算出部Ｂ２００へ送る。

計量指令値算出部、型締指令値算出部、取出指令値算出部は、射出指令値算出部Ｂ２０１０と同様に、各モータ（計量用、型締用、取出用）の物理量推定値と現在のフェーズ番号、デマルチプレクサＢ２０１１からの射出速度設定値と保圧設定値と金型圧設定値を用いて、各モータの制御指令値ベクトル（計量指令値ベクトル、型締指令値ベクトル、取出指令値ベクトル）を各モータの電圧算出部（Ｂ２０４，Ｂ２０５，Ｂ２０６）へ送る。

デマルチプレクサＢ２０１１は、全体制御条件調整部Ｂ２３からの制御条件ベクトルを、射出速度設定値と保圧設定値と金型圧設定値へ分解する。

図１３は、図１２における射出指令値算出部の機能ブロック図である。

図１３に示すように、射出指令値算出部Ｂ２０１０は、デマルチプレクサと、射出用速度指令値算出部と、射出用トルク指令値算出部と、マルチプレクサとを備える。なお、計量指令値算出部、型締指令値算出部および取出指令値算出部は、射出指令値算出部と同様の機能構成を有する。

デマルチプレクサは、物理量推定部Ｂ２０３からの射出モータ物理量を、射出用モータ速度推定値と射出用モータトルク推定値へ分解する。

射出用速度指令値算出部は、射出用モータ速度推定値と、物理量推定部Ｂ２０３からの現在のフェーズ番号と、デマルチプレクサＢ２０１１からの射出速度設定値とに基づいて、射出用モータの速度指令値を算出する。例えば、射出用速度指令値算出部は、現在のフェーズ番号が射出フェーズを示していれば、射出速度設定値をモータ速度に変換して射出用モータ速度指令値として出力し、保圧フェーズに移行したら射出用モータ速度指令値を零にする。

射出用トルク指令値算出部は、射出用モータトルク推定値と、物理量推定部Ｂ２０３からの現在のフェーズ番号と、デマルチプレクサＢ２０１１からの保圧設定値とに基づいて、射出用モータのトルク指令値を算出する。例えば、射出用トルク指令値算出部は、現在のフェーズ番号が射出フェーズを示していれば、射出用モータトルク指令値を零にし、保圧フェーズに移行したら保圧設定値をモータトルクに変換したものを射出用モータトルク指令値として出力する。

マルチプレクサは、射出モータ用速度指令値と射出モータ用トルク指令値をまとめて、射出指令値ベクトルとして射出電圧算出部Ｂ２００へ送る。

図１４は、本実施例１におけるモータ制御システム全体の処理のフローおよびシーケンスを示す。

まず、成形品品質向上制御装置Ｈ１２０が、マルチプレクサＨ１２１からの電流ベクトルを取得する。

成形品品質向上制御装置Ｈ１２０は、取得した電流ベクトルに基づいて、成形品品質推定部Ｂ１０（図５）を用いて成形品の品質を推定する（Ｆ１）。

次に、成形品品質向上制御装置Ｈ１２０は、制御補正量計算部Ｂ１１（図５）を用いて、前回の品質推定結果に基づいて制御補正量を算出する（Ｆ２）。さらに、成形品品質向上制御装置Ｈ１２０は、算出した制御量補正ベクトルを、制御補正量送信部Ｂ１２（図５）を用いて、全体制御装置Ｈ１１６へ送信する。

全体制御装置Ｈ１１６は、受信した制御補正量ベクトルに基づいて、電圧参照値算出部Ｂ２０（図９）を用いて制御量補正ベクトルから電圧参照値を算出する（Ｆ３）。さらに、全体制御装置Ｈ１１６は、算出した電圧参照値ベクトルを、電圧参照値送信部Ｂ２１（図９）を用いて各インバータ（Ｈ１１２〜１１５）へ送信する。

各インバータ（Ｈ１１２〜１１５）は、算出した電圧参照値ベクトルに応じて電圧を発生させて各モータ（Ｈ１０８〜１１１）へ印加する。これにより、各モータ（Ｈ１０８〜１１１）が回転する。

図１５は、図１４における成形品品質推定処理Ｆ１のフローを示す。

まず、物理量推定部（図６）によって、モータの数だけ、モータの速度およびトルクが推定される。次に、物理量−品質算出部（図６）によって、各モータの速度およびトルクに基づいて、成形品の複数種の品質（の指標）が推定される。

図１６は、図１４における制御補正量計算処理Ｆ２のフローを示す。

まず、各モータについて、品質（の指標）の数だけ、各モータの品質補正量算出部（Ｂ１１０など：図７，８）によって、前回の品質とフェーズ番号から品質制御補正量が算出される。

次に、算出された各モータの品質制御補正量と電流係数（Ｂ１１１など：図７）の乗算によって、各モータの電流補正量を算出する。

次に、算出された各モータの品質制御補正量と速度係数（Ｂ１１２など：図７）の乗算によって、各モータの速度補正量を算出する。

次に、算出された各モータの品質制御補正量とトルク係数（Ｂ１１３など：図７）の乗算によって、各モータのトルク補正量を算出する。

図１６における以上の処理がモータの数だけ実行される。

図１７は、図１４における電圧参照値計算処理Ｆ３のフローを示す。

まず、物理量推定部Ｂ２０３（図１２）によって、電流ベクトルの変動状態に基づいて、現在のフェーズ番号が推定される。

次に、各モータについて、指令値生成部Ｂ２０１（図１０）によって、制御条件ベクトルに基づいて指令値ベクトルが生成される。

次に、物理量推定部Ｂ２０３（図１１）によって、各モータの速度とトルクとｑ軸電流が推定される。

次に、電圧算出部（Ｂ２００など：図１０，１１）によって、速度指令値に速度補正値が足される（加算される）。

次に、電圧算出部（Ｂ２００など：図１０，１１）によって、トルク指令値にトルク補正値が足される（加算される）。

次に、ＡＳＲ−ＰＩＤおよびＡＴＲ−ＰＩＤ（図１１）によって、電流指令値を算出する。

次に、電流指令値に電流補正量を足し（加算し）、ＡＣＲ−ＰＩＤによって、電圧参照値を算出する。

図１７における以上の処理がモータの数だけ実行される。

図１８は、図２における成形品品質向上制御装置Ｈ１２０が備える各種データＨ１２０００のデータ構成である。

図１８が示すように、成形品品質向上制御装置Ｈ１２０における記録装置Ｈ１２００に記録される各種データＨ１２０００は、成形品品質向上制御プログラム用データＤ１０、制御補正量送信プログラム用データ、サーバデータ送受信プログラム用データＤ１１によって構成されている。

成形品品質向上制御プログラム用データＤ１０は、成形品品質向上制御プログラム（図２）によって使用される定数および変数であり、サンプリング周期などのプログラム設定データ、電流ベクトルＤ１００、成形品品質Ｄ１０１、物理量推定結果Ｄ１０２、制御補正量計算係数群Ｄ１０３、制御補正量ベクトルＤ１０４、物理用推定用計算係数群、品質推定用計算係数群、その他テンポラリ変数を含む。

プログラム設定データは、データ収集におけるサンプリング周期や各種演算処理に使用する係数などの設定値である。

電流ベクトルＤ１００は、デマルチプレクサＨ１２１（図２）から出力される電流ベクトルである。

成形品品質Ｄ１０１は、成形品品質推定部Ｂ１０（図５）により算出される成形品品質ベクトルである。

物理量推定結果Ｄ１０２は、成形品品質推定部Ｂ１０により算出される物理量である。

制御補正量計算係数群Ｄ１０３は、制御補正量計算部Ｂ１１（図２）にて使用される制御補正量計算係数である。

制御補正量ベクトルＤ１０４は、制御補正量計算部Ｂ１１にて計算される制御補正量ベクトルである。

物理量推定用計算係数群は、成形品品質推定部Ｂ１０にて物理量推定結果Ｄ１０２を算出するときに使用される係数群である。

品質推定用計算係数群は、成形品品質推定部Ｂ１１にて成形品品質Ｄ１０１を推定する際に使用される係数群である。

その他テンポラリ変数は、成形品品質向上制御プログラムが実行されている間に、使用され値が変更される変数の集合体である。

図１８中の制御補正量送信プログラム用データは、制御補正量送信プログラム（図２）によって使用される定数および変数であり、プログラム設定データとプログラム用テンポラリ変数を含む。

プログラム設定データは、成形品品質向上制御装置Ｈ１２０と全体制御装置Ｈ１１６（図５）との通信における通信速度や通信プロトコルの種類を示す値などの設定値である。

プログラム用テンポラリ変数は、制御補正量送信プログラムが実行されている間に、使用され値が変更される変数の集合体である。

図１８中のサーバデータ送受信プログラム用データＤ１１は、サーバデータ送受信プログラム（図２）によって使用される定数および変数であり、プログラム設定データ、プログラム用テンポラリ変数、実績データＤ１１０、学習済パラメータを含む。

プログラム設定データは、成形品品質向上制御装置Ｈ１２０とサーバＨ５との通信における通信速度や通信プロトコルの種類を示す値などの設定値である。

プログラム用テンポラリ変数は、サーバデータ送受信プログラムが実行されている間に、使用され値が変更される変数の集合体である。

実績データＤ１１０は、成形品品質向上制御装置Ｈ１２０の稼働データである。

学習済パラメータは、サーバＨ５から受信した制御補正量計算係数群Ｄ１０３の集合体である。

図１９は、電流センサ（図１参照）によって検出される電流ベクトルＤ１００のデータ構成である。

図１９に示すように、電流ベクトルＤ１００は、各モータ（射出用、計量用、型締用、取出用）におけるＵ相電流とＶ相電流とＷ相電流を含む。

図２０は、図１８における成形品品質Ｄ１０１のデータ構成である。

図２０が示すように、成形品品質Ｄ１０１は、バリ度合、充填度合、ヒケ度合、ボイド度合、変形度合、反り度合、変色度合、ＷＬ度合を含む。

ここで、バリ度合、ヒケ度合、ボイド度合、変形度合、反り度合、変色度合、ＷＬ度合は、それぞれ、成形品における不良状態であるバリ、ヒケ、ボイド、変形、反り、変色、ＷＬの発生程度を、０〜１までの値で示す。なお、０（零）は不良が発生していないことを示し、１に近いほど、発生の程度が顕著である。なお、充填度合については材料がどれだけ充填されているかを−１から＋１までの値で示し、−１が充填不足、＋１が過充填、０が適正であることを示す。

図２１は、図１８における物理量推定結果Ｄ１０２のデータ構成である。

図２１に示すように、物理量推定結果Ｄ１０２は、各モータ（射出用、計量用、型締用、取出用）における速度とトルクとｑ軸電流、そして射出成形機の現在の動作フェーズ（射出、保圧など）を示す現在のフェーズ番号を含む。

図２２は、図１８における制御補正量計算係数群Ｄ１０３のデータ構成である。

図２２に示すように、制御補正量計算係数群Ｄ１０３は、各モータについて、バリ、充填、ヒケ、ボイド、変形、反り、変色、ＷＬそれぞれにおける影響係数および時間係数（図８）を含む。

図２３は、図１８における制御補正量ベクトルＤ１０４のデータ構成である。

図２３に示すように、制御補正量ベクトルＤ１０４は、各モータ（射出用、計量用、型締用、取出用）における、電流補正量、速度補正量、トルク補正量を含む。

図２４は、図１８における実績データＤ１１０のデータ構成である。

図２４に示すように、実績データＤ１１０は、複数の電流ベクトルＤ１００と成形品品質Ｄ１０１と物理量推定結果Ｄ１０２と制御補正量ベクトルＤ１０４とを含む。

図２５は、図３における全体制御装置Ｈ１１６が備える各種データＨ１１６００のデータ構成である。

図２５が示すように、全体制御装置Ｈ１１６における記録装置Ｈ１１６０に記録される各種データＨ１１６００は、射出成形全体制御プログラム用データＤ２、全体制御条件調整プログラム用データ、電圧参照値送信プログラム用データ、制御補正量受信プログラム用データ、全体制御表示プログラム用データによって構成されている。

射出成形全体制御プログラム用データＤ５０は、射出成形全体制御プログラム（図３）によって使用される定数および変数であり、プログラム設定データ、電流ベクトルＤ１００、制御補正量ベクトルＤ１０４、制御条件ベクトルＤ２０、電圧参照値ベクトルＤ２１、各種表示変数ベクトルＤ２２、物理量推定結果Ｄ１０２、指令値ベクトルＤ２３、物理量推定用計算係数群、指令値計算係数群、電圧参照値計算係数群、その他テンポラリ変数を含む。

プログラム設定データは、データ収集におけるサンプリング周期や各種演算処理に使用される係数などの設定値である。

電流ベクトルＤ１００は、デマルチプレクサＨ１２１（図９）から出力される電流ベクトルである。

制御補正量ベクトルＤ１０４は、成形品品質向上制御装置Ｈ１２０（図９）から取得された制御補正量ベクトルである。

制御条件ベクトルＤ２０は、全体制御条件調整部Ｂ２３（図９）により生成された制御条ベクトルであり、射出速度や保圧や金型圧の各設定値などを示す。

電圧参照値ベクトルＤ２１は、電圧参照値算出部Ｂ２０（図９）により算出された電圧参照値ベクトルである。

各種表示変数ベクトルＤ２２は、全体制御表示部Ｂ２２（図９）にて画面生成に使用される各種表示変数ベクトルである。

物理量推定結果Ｄ１０２は、物理量推定部Ｂ２０３（図１０）により推定された各モータの物理量であり、フォーマットは同じであるが計算方法により成形品品質向上制御プログラム用データＤ１０とは内容に差がある場合がある。

指令値ベクトルＤ２３は、指令値生成部Ｂ２０１（図１０）により生成された、各モータにおける制御指令値ベクトルである。

物理量推定用計算係数群は、物理量推定部Ｂ２０３（図１０）にて物理量推定結果Ｄ１０２を算出するときに使用する係数群である。

指令値計算係数群は、指令値生成部Ｂ２０１（図１０）にて指令値ベクトルを生成する際に使用する係数群である。

電圧参照値計算係数群は、電圧参照値算出部Ｂ２０（図９）にて電圧参照値ベクトルを算出する際に使用する係数群である。

その他テンポラリ変数は、射出成形全体制御プログラムが実行されている間に、使用され値が変更される変数の集合体である。

図２５中の全体制御条件調整プログラム用データは、全体制御条件調整プログラム（図３）によって使用される定数および変数であり、プログラム設定データ、プログラム用テンポラリ変数、入力データを含む。

プログラム設定データは、操作端Ｈ３（図３）の入力ボタンに対する実行関数割り当てなどの設定値である。

プログラム用テンポラリ変数は、全体制御条件調整プログラムが実行されている間に使用され、値が変更される変数の集合体である。

入力データは、ユーザにより入力操作された操作端Ｈ３のボタンに対応するデータである。

図２５中の電圧参照値送信プログラム用データは、電圧参照値送信プログラム（図３）によって使用される定数および変数であり、プログラム設定データとプログラム用テンポラリ変数を含む。

プログラム設定データは、全体制御装置と各インバータ（Ｈ１１２〜１１６）との通信における通信速度や通信プロトコルの種類を示す値などの設定値である。

プログラム用テンポラリ変数は、電圧参照値送信プログラムが実行されている間に使用され、値が変更される変数の集合体である。

図２５中の制御補正量受信プログラム用データは、制御補正量受信プログラム（図３）によって使用される定数および変数であり、プログラム設定データとプログラム用テンポラリ変数を含む。

プログラム設定データは、全体制御装置と成形品品質向上制御装置Ｈ１２０との通信における通信速度や通信プロトコルの種類を示す値などの設定値である。

プログラム用テンポラリ変数は、制御補正量受信プログラムが実行されている間に使用され、値が変更される変数の集合体である。

図２５中の全体制御表示プログラム用データは、全体制御表示プログラム（図３）によって使用される定数および変数であり、プログラム設定データとプログラム用テンポラリ変数と表示画面データを含む。

プログラム設定データは、ディスプレイＨ２（図９）に表示する画面のサイズや色数などの設定値である。

プログラム用テンポラリ変数は、全体制御表示プログラムが実行されている間に使用され、値が変更される変数の集合体である。

表示画面データは、全体制御結果を示す画面のイメージデータである。

図２６は、図２５における制御条件ベクトルＤ２０のデータ構成である。

図２６に示すように、制御条件ベクトルは、射出速度設定値、保圧設定値、金型設定値によって構成される。

射出速度設定値は、射出フェーズ時におけるシリンダーの動作速度の設定値である。

保圧設定値は、保圧フェーズ時におけるシリンダーの圧力の設定値である。

金型圧は、型締フェーズにおいて型締ユニットが金型にかける圧力の設定値である。

図２７は、図２５における電圧参照値ベクトルＤ２１のデータ構成である。

図２７に示すように、電圧参照値ベクトルＤ２１は、射出モータ電圧参照値、計量モータ電圧参照値、型締モータ電圧参照値、取出モータ電圧参照値によって構成されている。なお、各電圧参照値は、三相分（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の電圧参照値を含む。

図２８は、図２５における各種表示変数ベクトルＤ２２のデータ構成である。

図２８に示すように、各種表示変数ベクトルＤ２２は、電流ベクトルＤ１００、制御補正量ベクトルＤ１０４、制御条件ベクトルＤ２０、電圧参照値ベクトルＤ２１、物理量推定結果Ｄ１０２、指令値ベクトルＤ２３によって構成されている。

図２９は、図２５における指令値ベクトルＤ２３のデータ構成である。

図２９に示すように、指令値ベクトルＤ２３は、各モータ（射出用、計量用、型締用、取出用）の速度指令値およびトルク指令値によって構成されている。

図３０は、全体制御装置Ｈ１１６（図９参照）における全体表示部Ｂ２２によって生成されディスプレイＨ２に表示される制御画面の一例である。

図３０に示すように、画面Ｇ１は、成形品の各品質を棒グラフで表示する部分と、射出用モータの物理量である速度、トルクおよびｑ軸電流の時間変化を示す各トレンドグラフを表示する部分と、別モータへの遷移ボタン（「計量」、「型締」、「取出」）を表示する部分と、現在のフェーズを表示部分とを含む。

各トレンドグラフにおいては、物理量（速度、トルク、ｑ軸電流）の推定値を実線で示し、指令値を破線で示し、指令値と補正量の和を点線で示す。

本例の棒グラフは、一回目のショット（Ｎｏ．１）では、バリ度合が高いことを示している。このため、次のショット（Ｎｏ．２）では、ｑ軸電流指令値の立下りが、ショットＮｏ．１の時よりも緩やかにするように制御される。この様子は、射出モータｑ軸電流のトレンドグラフにおける点線すなわち「指令値と補正量の和」に表れる。なお、本例では、ｑ軸電流の制御により、保圧が過度にならないようにモータトルクを制御されて、バリ発生の再発を防止されるので、ショットＮｏ．２の棒グラフを表示すれば、ショットＮｏ．１の場合よりも低いバリ度合であることが示される。

画面Ｇ１中における、別モータへの遷移ボタン（「計量」、「型締」、「取出」）は、現在のモータ（本例では射出用モータ）以外のモータのトレンドグラフを表示するために使用されるアイコンボタンである。

画面Ｇ１の下部の遷移ボタンの横においては、「現在のフェーズ」（本例では「取出」）が表示される。また、画面Ｇ１の最下部においては、モータによる成形品制御が実行されているか否かが、「モータによる成形品制御」のＯＮ（実行），ＯＦＦ（実行せず）によって表示される。

上述のように、本実施例１によれば、モータやインバータの状態量から加工成形品の品質を推定し、その結果に応じて、品質が向上するようにモータを制御するので、センサ信号取り込みや、センサ設置のコストを低減しつつ、加工成形品の品質を向上することができる。また、本実施例１によれば、機械加工装置の機械部分を改修することなく、加工成形品の品質を向上することができる。

図３１は、本発明の実施例２である、モータ制御システムを含む射出成形システムのシステム構成を示す。本システムは、モータ制御システムによって駆動制御される射出成形機Ｈ１、ディスプレイＨ２、操作端Ｈ３、インターネットなどの通信ネットワークＨ８、サーバＨ９から構成される。

なお、以下、主に、実施例１と異なる点について説明する。

射出成形機Ｈ１が備える射出モータ用インバータＨ１１２は、射出用モータＨ１０８へ電圧を印加する電力発生部と、電圧参照値算出機能部と、制御補正量算出機能部と、品質推定機能部とを備えている。

電力発生部は、半導体スイッチング素子によって構成される主回路部（図示せず）と、主回路を駆動する駆動回路（図示せず）および駆動回路を制御する制御部（図示せず）とを備える。なお、制御部は、図示しない電流センサによって計測されるモータ電流と、図示しない回転位置センサによって計測されるモータの回転位置に基づいて、駆動回路を制御するための制御信号を、例えばＰＷＭ制御によって作成する。

品質推定機能部および制御補正量算出機能部は、実施例１における成形品品質向上制御装置Ｈ１２０（図５参照）に相当する機能部である。また、電圧参照値算出機能部は、実施例１における全体制御装置Ｈ１１６（図９参照）に相当する機能部である。本実施例２においては、これらの機能部が、射出用モータ用インバータＨ１１２における上述の制御部（図示せず）に実装される。

なお、本実施例２における全体制御装置Ｈ１１６は、実施例１における電圧参照値算出機能を除く機能、すなわち、いわば上位制御装置としての機能である、図９に示した全体制御条件調整部Ｂ２３が有する制御条件ベクトル（図２６参照）作成機能や、各インバータや各モータの動作状態を監視したり、各インバータや各モータの異常の有無を検出したりする機能を有する。

品質推定機能部は、インバータＨ１１２の制御部に保存される状態量（例えば、モータの三相電流や、三相電流の回転座標上の成分であるｑ軸電流およびｄ軸電流）から成形品の品質（品質の指標：例えば、バリの度合いなど）を推定する。

制御補正量算出機能部は、品質推定機能部によって推定された成形品の品質から制御補正量（図５，７参照）を算出する。

電圧参照値算出機能部は、制御補正量算出機能部によって算出された制御補正量と、全体制御装置Ｈ１１６からの制御条件ベクトルとに基づいて、電圧参照値（電圧指令値）を算出する。

射出用モータ用インバータＨ１１２の制御部（図示せず）は、制御補正量算出機能部によって算出された電圧参照値に基づいて、電力発生部の主回路部を制御する。

なお、射出用モータ用インバータＨ１１２における制御補正量算出機能部および電圧参照値算出機能部は、それぞれ、射出用モータ用インバータを制御して射出用モータＨ１０８を制御するための制御補正量（図７における「射出電流補正量」など）および電圧参照値（図９における「射出モータ電圧参照値」）を算出する。他のインバータ、すなわち計量用モータ用インバータＨ１１３、エジェクタ用モータ用インバータＨ１１４および型締用モータ用インバータＨ１１５も、射出用モータ用インバータＨ１１２と同様に、電力発生部と、電圧参照値算出機能部と、制御補正量算出機能部と、品質推定機能部とを備えている。そして、各インバータＨ１１３〜１１５における制御補正量算出機能部および電圧参照値算出機能部は、各モータＨ１０９〜１１１を制御するための制御補正量および電圧参照値を算出する。

本実施例２によれば、実施例１と同様に、センサ信号取り込みや、センサ設置のコストを低減しつつ、加工成形品の品質を向上することができる。また、実施例１と同様に、機械加工装置の機械部分を改修することなく、加工成形品の品質を向上することができる。また、インバータの制御部に品質制御機能が実装されるので、センサ信号取り込みを増やすことなく、加工成形品の品質を向上することができる。

なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前述した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置き換えをすることが可能である。

例えば、機械加工装置は、射出成形装置に限らず、電動切削装置（例えば、電動ドリル）などでも良い。この場合にも、成形品の品質（バリなど）と、モータまたはインバータの動作状態を示す状態量との関係を予め計測してデータ化すれば、上記各実施例におけるモータ制御システムが適用できる。

Ｈ１００：シリンダー
Ｈ１０１：ホッパー
Ｈ１０２：スクリュー
Ｈ１０３：金型
Ｈ１０４：タイバー
Ｈ１０５：型締機構
Ｈ１０６：エジェクタ
Ｈ１０７：クロスヘッド
Ｈ１０８：射出用モータ
Ｈ１０９：計量用モータ
Ｈ１１０：エジェクタ用モータ
Ｈ１１１：型締用モータ
Ｈ１１２：射出用モータ用インバータ
Ｈ１１３：計量用モータ用インバータ
Ｈ１１４：エジェクタ用モータ用インバータ
Ｈ１１５：型締用モータ用インバータ
Ｇ１：画面

Claims (10)

1. 加工装置を駆動するモータと、
   制御指令に応じて前記モータを駆動するインバータと、
   を備えるモータ制御システムにおいて、
   前記モータまたは前記インバータの状態量に基づいて前記加工装置によって加工される成形品の品質を推定する品質制御部と、
   前記品質制御部によって推定される前記成形品の前記品質に基づいて、前記制御指令を算出する制御指令算出部と、
   を備えることを特徴とするモータ制御システム。
2. 請求項１に記載のモータ制御システムであって、
   前記制御指令は電圧参照値であり、
   前記インバータは、
   前記モータに電圧を印加する主回路部と、
   前記電圧参照値に応じて前記主回路部を制御する制御部と、
   を備えることを特徴とするモータ制御システム。
3. 請求項１または請求項２に記載のモータ制御システムであって、
   前記加工装置が射出成形機であることを特徴とするモータ制御システム。
4. 請求項１に記載のモータ制御システムであって、
   前記状態量は、少なくとも、前記モータの三相電流、前記モータの速度、前記モータのトルク、前記三相電流のｑ軸成分、前記三相電流のｄ軸成分のいずれかを含むことを特徴とするモータ制御システム。
5. 請求項１に記載のモータ制御システムであって、
   前記成形品の前記品質は、不良の度合いを示す品質指標であることを特徴とするモータ制御システム。
6. 請求項３に記載のモータ制御システムであって、
   前記成形品の前記品質は、少なくとも、バリ度合、充填度合、ヒケ度合、ボイド度合、変形度合、反り度合、変色度合、ウェルドライン度合のいずれかを含むことを特徴とするモータ制御システム。
7. 請求項１に記載のモータ制御システムであって、
   前記品質制御部は、
   前記状態量に基づいて、前記モータの制御量を推定し、
   推定した前記モータの前記制御量に基づいて、前記成形品の前記品質を推定し、
   推定した前記品質に基づいて、前記品質の補正量を算出し、
   算出した前記品質の前記補正量に基づいて、前記モータの前記制御量の補正量を算出し、
   前記制御指令算出部は、
   前記品質制御部によって推定された前記モータの前記制御量と、前記品質制御部によって算出された前記モータの前記制御量の前記補正量と、に基づいて、前記制御指令を算出することを特徴とするモータ制御システム。
8. 請求項７に記載のモータ制御システムであって、
   前記制御量は、少なくとも、前記モータの三相電流、前記モータの速度、前記モータのトルク、前記三相電流のｑ軸成分、前記三相電流のｄ軸成分のいずれかを含むことを特徴とするモータ制御システム。
9. 請求項７に記載のモータ制御システムであって、
   前記品質制御部は、通信ネットワークを介してサーバに接続され、
   前記品質制御部は、前記サーバへ、前記モータの前記制御量の前記補正量を含む稼働実績データを送信し、
   前記品質制御部は、前記サーバが前記稼働実績データに基づいて算出する制御用パラメータを、前記サーバから受信し、前記制御量の算出に使用することを特徴とするモータシステム。
10. 請求項２に記載のモータ制御システムであって、
    前記前記品質制御部および前記制御指令算出部は、前記制御部に含まれることを特徴とするモータ制御システム。

Images