JP2020149112A - Control device, system with control device, control method and control program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、制御対象を比例制御する制御装置に関する。 The present invention relates to a control device that proportionally controls a controlled object.
制御工学におけるフィードバック制御の一つとして、PID制御が知られている。PID制御では、制御対象からの出力値である現状の制御量と目標値との偏差に対して、比例(Proportional)処理、積分(Integral)処理、および微分(Differential)処理を行うことにより、制御対象への入力値である操作量の制御を行う。PID制御によると、偏差に対する比例項、積分項、および微分項の3つのパラメータにより制御量の過渡特性を柔軟に調整できることから、産業界においてPID制御は広く用いられている。 PID control is known as one of the feedback controls in control engineering. In PID control, the deviation between the current control amount, which is the output value from the controlled object, and the target value is controlled by performing proportional processing, integral processing, and differential processing. Controls the amount of operation that is the input value to the target. According to PID control, the transient characteristics of the controlled amount can be flexibly adjusted by three parameters of the proportional term, the integral term, and the differential term with respect to the deviation, so that the PID control is widely used in the industrial world.
車両のクルーズ制御装置におけるPID制御の一例を特許文献1に示す。特許文献1の技術におけるPID制御においても、制御量である車両の速度を目標とする速度までスムーズに到達させるために、目標値の範囲に応じて、比例項、積分項、および微分項の3つのパラメータが調整されている。
近年の消費者の嗜好やライフスタイルの多様化に伴い、物を製造する現場では、仕様が異なる多品種の製品を小ロットで製造することが求められている。これに伴い、PID制御装置やPI制御装置、P制御装置が混在して配置されている工場の生産ラインにおいても、段替えの効率化が求められている。しかしながら、PID制御では、比例項、積分項、および微分項の3つのパラメータを同時に調整する必要があることから調整が複雑となり、段替えに伴う調整作業に多くの時間を要している。 With the diversification of consumer tastes and lifestyles in recent years, it is required to manufacture a wide variety of products with different specifications in small lots at the manufacturing site. Along with this, even in the production line of a factory where PID control devices, PI control devices, and P control devices are arranged in a mixed manner, it is required to improve the efficiency of step change. However, in PID control, since it is necessary to adjust the three parameters of the proportional term, the integral term, and the differential term at the same time, the adjustment becomes complicated, and a lot of time is required for the adjustment work associated with the step change.
P制御を説明するための模式図を図8に示す。(A)はP制御の概略を示す模式図であり、(B)は操作量の波形を示す模式図であり、(C)は制御量の波形を示す模式図である。(C)に示すように、PID制御に限らずP制御によっても制御量を目標値にスムーズに到達させることは可能である。しかしながら、(B)に示すように、P制御では操作量の急激な変動が発生するという問題がある。操作量の急激な変動は、例えば成形機の圧力制御では、成形機により製作されるワークの歩留まりが低下するという問題を引き起こす。 A schematic diagram for explaining P control is shown in FIG. (A) is a schematic diagram showing an outline of P control, (B) is a schematic diagram showing a waveform of an operation amount, and (C) is a schematic diagram showing a waveform of a control amount. As shown in (C), it is possible to smoothly reach the target value by P control as well as PID control. However, as shown in (B), there is a problem that the operation amount suddenly fluctuates in P control. Sudden fluctuations in the amount of operation cause a problem that the yield of the workpiece manufactured by the molding machine decreases, for example, in the pressure control of the molding machine.
数値の急激な変動を抑制して数値をスムーズに切り替える機能は、バンプレス機能と呼ばれている。例えば成形機の圧力制御では、バンプレス機能を実現するために、P制御にI制御を加えたPI制御を適用することが行われている。しかしながら、PI制御では、パラメータが適切に設定されない場合に、制御量が目標値を超えるオーバシュート現象が発生し易くなるという別の問題が生じる。PI制御でオーバシュートが発生する状況において、PI制御のパラメータをそのままにしてさらにD制御を加えると、むしろオーバシュートが増大する可能性が高まる。結局のところ、PID制御にしてもPI制御にしても、すべてのパラメータがバランス良く適切に設定されないと、オーバシュートやハンティング、応答が遅い等の種々の問題が発生している。 The function of suppressing sudden fluctuations in numerical values and switching numerical values smoothly is called the bump press function. For example, in the pressure control of a molding machine, PI control, which is P control plus I control, is applied in order to realize a bump press function. However, in PI control, another problem arises in which an overshoot phenomenon in which the control amount exceeds the target value is likely to occur when the parameters are not set appropriately. In a situation where overshoot occurs in PI control, if the parameters of PI control are left as they are and D control is further added, the possibility that overshoot increases rather increases. After all, in both PID control and PI control, if all parameters are not set properly in a well-balanced manner, various problems such as overshoot, hunting, and slow response occur.
このような事情により、小ロット製造への対応が求められている生産ラインでは、バンプレス機能を実現するために、調整に要するパラメータの数が多く調整作業に多くの時間がかかるものの、PID制御またはPI制御を用いているのが実情である。 Due to these circumstances, in a production line that is required to support small lot manufacturing, in order to realize the bump press function, the number of parameters required for adjustment is large and the adjustment work takes a lot of time, but PID control Or the reality is that PI control is used.
本発明の目的は、操作量のバンプレス機能が実現されたP制御装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a P control device in which a bumper function of an operation amount is realized.
本発明に係る制御装置は、制御対象をP制御する制御手段と、P制御開始前の開始操作量とP制御開始時の初回の操作量との差分を算出する差分算出手段と、操作量に関する補正量を、前記差分と、補正を実行する回数とに基づいて算出する補正量算出手段と、前記補正量に基づいて、各補正実行時における操作量を設定する操作量設定手段と、を備え、前記制御手段は、設定された前記操作量に基づいて、前記制御対象をP制御する、ことを特徴とする。 The control device according to the present invention relates to a control means for P-controlling a control target, a difference calculation means for calculating a difference between a start operation amount before the start of P control and an initial operation amount at the start of P control, and an operation amount. It is provided with a correction amount calculating means for calculating the correction amount based on the difference and the number of times the correction is executed, and an operation amount setting means for setting the operation amount at the time of executing each correction based on the correction amount. The control means is characterized in that the control target is P-controlled based on the set operation amount.
また、上記制御装置において、前記補正量算出手段は、前記補正を実行する回数で前記差分を除算することにより、前記補正量を算出することが好ましい。 Further, in the control device, it is preferable that the correction amount calculation means calculates the correction amount by dividing the difference by the number of times the correction is executed.
また、上記制御装置において、前記操作量設定手段は、先の補正実行時における操作量に対して、前記補正量を加算または減算することにより、各補正実行時における操作量を設定することが好ましい。 Further, in the control device, it is preferable that the operation amount setting means sets the operation amount at each correction execution time by adding or subtracting the correction amount to the operation amount at the time of the previous correction execution. ..
また、上記制御装置において、前記制御対象はサーボ機構であることが好ましい。 Further, in the control device, it is preferable that the control target is a servo mechanism.
また、本発明に係るシステムは、上記した制御装置と、前記制御装置により制御される制御対象と、前記制御対象により駆動される機械要素と、前記機械要素における制御量を測定するセンサと、を備えることを特徴とする。 Further, the system according to the present invention includes the above-mentioned control device, a control target controlled by the control device, a machine element driven by the control target, and a sensor for measuring a control amount in the machine element. It is characterized by being prepared.
また、本発明に係る制御方法は、P制御開始前の開始操作量とP制御開始時の初回操作量との差分を算出する差分算出工程と、操作量に関する補正量を、前記差分と、補正を実行する回数とに基づいて算出する補正量算出工程と、前記補正量に基づいて、各補正実行時における操作量を設定する操作量設定工程と、設定された前記操作量に基づいて、制御対象をP制御する制御工程と、を含むことを特徴とする。 Further, in the control method according to the present invention, a difference calculation step of calculating the difference between the start operation amount before the start of P control and the initial operation amount at the start of P control, and the correction amount related to the operation amount are corrected with the difference. A correction amount calculation step calculated based on the number of times of execution, an operation amount setting step of setting an operation amount at each correction execution time based on the correction amount, and control based on the set operation amount. It is characterized by including a control step of P-controlling an object.
また、上記した制御装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、前記制御手段、前記差分算出手段、前記補正量算出手段および前記操作量設定手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム、および、当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も本発明の技術的範囲に属する。 Further, a program for operating a computer as the control device described above, the program for operating the computer as the control means, the difference calculation means, the correction amount calculation means, and the operation amount setting means, and the said. A computer-readable recording medium on which a program is recorded also belongs to the technical scope of the present invention.
本発明によると、操作量のバンプレス機能が実現されたP制御装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a P control device in which a bumper function of an operation amount is realized.
以下、本発明の実施形態を、添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明および図面において、同じ符号は同じまたは類似の構成要素を示すこととし、よって、同じまたは類似の構成要素に関する重複した説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description and drawings, the same reference numerals indicate the same or similar components, and thus duplicate description of the same or similar components will be omitted.
以下に説明する本発明の実施形態では、操作量のバンプレス機能が実現されたP制御装置による制御の一例として、制御装置が、射出軸サーボモータ速度を操作量とし、射出力を制御量として、射出成形機の射出動作を制御するケースを説明する。制御装置はサーボ機構を介して射出成形機を制御し、射出成形機は、サーボ機構からの指示に従って金型に材料を注入し、樹脂成型品であるワークを製作する。射出成形機における制御量である、射出成形機が樹脂材料を金型に注入する際の射出力は、ロードセルにより測定され、ロードセルにより測定された射出力は制御装置にフィードバック入力される。 In the embodiment of the present invention described below, as an example of control by the P control device in which the bumpless function of the operation amount is realized, the control device uses the injection shaft servomotor speed as the operation amount and the emission output as the control amount. , A case of controlling the injection operation of the injection molding machine will be described. The control device controls the injection molding machine via the servo mechanism, and the injection molding machine injects a material into a mold according to an instruction from the servo mechanism to manufacture a work which is a resin molded product. The emission output when the injection molding machine injects the resin material into the mold, which is the control amount in the injection molding machine, is measured by the load cell, and the emission output measured by the load cell is fed back input to the control device.
[システム構成]
図1は、本発明の一実施形態に係る制御システムの概略的な構成を模式的に示す図である。
[System configuration]
FIG. 1 is a diagram schematically showing a schematic configuration of a control system according to an embodiment of the present invention.
一実施形態に係る制御システム100は、制御装置10と、制御装置による制御対象であるサーボ機構20と、サーボ機構20により駆動される機械要素30と、機械要素30における制御量を測定するセンサ40と、を備える。
The
制御装置10は、機械要素30を制御するための操作量に関する制御信号を、サーボ機構20に出力する。制御装置10には、センサ40により測定された機械要素30における制御量がフィードバック入力される。一実施形態では、操作量は射出軸サーボモータ速度(すなわち、サーボドライバ21への指令速度)であり、制御量は、射出成形機が樹脂材料を金型に注入する際の射出力である。
The
サーボ機構20は、サーボドライバ21と、サーボモータ22と、エンコーダ23とを備える。サーボドライバ21は、制御装置10から入力される制御信号に追従するように、サーボモータ22を駆動する。サーボモータ22は、サーボドライバ21からの駆動指示に従って、機械要素30を駆動する。エンコーダ23は、サーボモータ22の位置に関するフィードバックを生成し、サーボドライバ21へ入力する。
The
機械要素30は、サーボ機構20により駆動され、ワーク90を製作する。一実施形態では、機械要素30は射出成形機であり、ワーク90は樹脂成型品である。
The
センサ40は、機械要素30に取り付けられ、機械要素30における制御量を測定する。測定された制御量は、制御装置10へフィードバック入力される。一実施形態では、センサ40はロードセルであり、ロードセルは、射出成形機が樹脂材料を金型に注入する際の射出力を測定する。
The
[装置構成]
図2は、本発明の一実施形態に係る制御装置の機能を説明するためのブロック図である。
[Device configuration]
FIG. 2 is a block diagram for explaining the function of the control device according to the embodiment of the present invention.
一実施形態に係る制御装置10は、ハードウェアの構成として、通信インタフェース部(I/F部)11および補助記録部13を備えている。なお、図示していないが、制御装置10は、他のハードウェアの構成として、データ処理を行うCPU等のプロセッサと、プロセッサがデータ処理の作業領域に使用するメモリとをさらに備えている。
The
通信インタフェース部11は、サーボ機構20およびセンサ40等の外部機器とのデータの送受信を行う。一実施形態では、通信インタフェース部11は、サーボドライバ21へ制御信号を送信し、機械要素30における制御量をセンサ40からフィードバック受信する。
The
補助記録部13は、オペレーティングシステム(OS)、各種制御プログラム、および、プログラムによって生成されたデータなどを記憶する不揮発性の記憶装置であり、例えば、eMMC(embedded Multi Media Card)やSSD(Solid State Drive)等によって構成される。
The
一実施形態では、補助記録部13には、制御に用いる初期値131とP制御プログラム132とが予め記録されている。一実施形態では、目標とする制御量SPと補正を実行する回数nとが初期値131として記録されている。P制御プログラム132は、図示しないインターネット等のネットワークを介して制御装置10にインストールしてもよい。あるいは、P制御プログラム132を記録したメモリカード等のコンピュータ読み取り可能な非一時的な有体の記録媒体を制御装置10に読み取らせることにより、P制御プログラム132を制御装置10にインストールしてもよい。初期値131についてもP制御プログラム132と同様である。
In one embodiment, the
また、制御装置10は、ソフトウェアの構成として演算部12を備えている。演算部12は、プロセッサがP制御プログラム132を実行することにより実現される機能ブロックである。
Further, the
演算部12は、制御部120と、差分算出部121と、補正量算出部122と、操作量設定部123と、を備える。なお、演算部12を構成する各部を、集積回路上に形成された論理回路によってハードウェア的に実現してもよい。
The
制御部120は、制御量PVを目標値に制御対象をP制御する。制御部120には、通信インタフェース部11を介して、センサ40により測定された機械要素30における制御量が入力される。制御部120は、制御量が入力される度に、入力された制御量およびP制御のパラメータに基づき操作量を決定する。決定された操作量は差分算出部121および操作量設定部123に出力される。制御部120は、操作量設定部123により設定された操作量に基づいて、制御対象をP制御する。
The control unit 120 P-controls the control target with the control amount PV as the target value. The control amount of the
バンプレスP制御開始時には、制御部120は、入力された制御開始前の制御量に基づいて、制御開始前の開始操作量MVStaを決定し、決定した開始操作量MVStaを差分算出部121に出力する。また、バンプレスP制御開始時には、制御部120は、初期値131として補助記録部13に記録されている目標とする制御量SPを、補助記録部13から読み込んで、読み込んだ目標とする制御量SPに基づいて、制御開始時の初回の操作量MV1を決定し、決定した初回の操作量MV1を差分算出部121に出力する。以後、P制御中の各周期において、制御部120は、入力された制御量に基づいて操作量を決定し、決定した操作量を操作量設定部123に出力する。
At the start of the bumpless P control, the
差分算出部121は、P制御開始前の開始操作量MVStaとP制御開始時の初回の操作量MV1との差分MVdを算出する。
The
補正量算出部122は、操作量に関する補正量を、差分算出部121により算出された差分と、補正を実行する回数nとに基づいて算出する。好ましくは、補正量算出部122は、補正を実行する回数で、差分算出部121により算出された差分を除算することにより、操作量に関する補正量を算出する。
The correction
操作量設定部123は、補正量算出部122により算出された補正量に基づいて、各補正実行時における操作量MVr,MVr+1,…MVr+nを設定する。好ましくは、操作量設定部123は、先の補正実行時における操作量に対して、補正量を加算または減算することにより、各補正実行時における操作量を設定する。
The operation
図3は、一実施形態に係る機械要素の概略を説明するための模式的な断面図である。 FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining the outline of the machine element according to the embodiment.
一実施形態では、機械要素30は射出成形機であり、ワーク90は樹脂成型品である。一実施形態に係る機械要素30は、ホッパー31と、スクリュー32と、スクリューヘッド33と、シリンダー34と、射出駆動シリンダー35と、ノズル36と、金型37と、ヒーター38と、を備えている。
In one embodiment, the
ホッパー31には、機械要素30により製造されるワーク90である樹脂成型品の材料が投入される。スクリュー32およびスクリューヘッド33は、シリンダー34(34a,34b)内に配置されており、射出駆動シリンダー35により駆動される。ホッパー31から供給される材料は、スクリュー32およびスクリューヘッド33によりシリンダー34の先端方向に搬送され、シリンダー34bの先端に配置されたノズル36から金型37に注入される。シリンダー34a,34bおよびノズル36の外周壁にはヒーター38が配置されており、材料は所定の温度に保温されている。
The material of the resin molded product, which is the
一実施形態では、サーボモータ22およびエンコーダ23は一体化されており、射出駆動シリンダー35はサーボモータ22により駆動される。また、一実施形態では、射出駆動シリンダー35には、センサ40として機能するロードセルが配置されており、射出成形機が樹脂材料を金型37に注入する際の射出力を測定する。
In one embodiment, the
[処理手順]
図4は、本発明の一実施形態に係る制御方法の概要を説明するための模式図であり、図5は、本発明の一実施形態に係る制御装置が行うデータ処理の手順を示すフローチャートである。
[Processing procedure]
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the outline of the control method according to the embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a flowchart showing a procedure of data processing performed by the control device according to the embodiment of the present invention. is there.
本発明に係る制御装置10では、P制御において操作量のバンプレス機能を実現するために、P制御開始前の開始操作量MVStaとP制御開始時の初回の操作量MV1との差分MVdを予め設定した周期nに分配し、分配した差分を操作量に足し込む処理を、P制御中の各周期において実行することにより、操作量MVの急激な変動を抑制している。
In the
まず、バンプレスP制御開始時において、制御部120は、入力された制御開始前の制御量に基づいて、制御開始前の開始操作量MVStaを決定し、決定した開始操作量MVStaを差分算出部121に出力し、補助記録部13から読み込んだ目標制御量SPに基づいて、制御開始時の初回の操作量MV1を決定し、決定した初回の操作量MV1を差分算出部121に出力する。
First, at the start of the bumpless P control, the
ステップS1において、差分算出部121は、P制御開始前の開始操作量MVStaとP制御開始時の初回の操作量MV1との差分MVdを算出する。
In step S1, the
ステップS2において、補正量算出部122は、操作量に関する補正量CVを、ステップS1において算出した差分MVdと、補正を実行する回数nとに基づいて算出する。一実施形態では、補正量算出部122は、CV=MVd/nにより、補正量CVを算出する。
In step S2, the correction
ステップS3において、操作量設定部123は、ステップS2において算出した補正量CVに基づいて、各補正実行時における操作量MVを設定する。一実施形態では、初回の補正実行時は、制御開始前の開始操作量MVStaをそのまま操作量MVとする。以後、P制御中の各周期において、操作量MVrは、先の補正実行時における操作量MVr-1に対して補正量CVを加算することにより算出される。なお、先の周期における操作量MVr-1は、センサ40により測定された先の周期における制御量PVr-1に基づいて、制御部120により決定されている。
In step S3, the operation
ステップS4において、制御部120は、設定された操作量MVに基づいて制御対象を制御する。
In step S4, the
ステップS5において、制御部120は補正を実行した回数を確認する。補正が予め決められた回数(例えば、n回)実行されていない場合は、ステップS3からステップS4の処理が繰り返される。補正が予め決められた回数実行されている場合は、制御を終了する。
In step S5, the
図6は、P制御による波形を比較するためのグラフである。(A)は操作量のバンプレス機能を実現していない従来のP制御による波形であり、(B)は操作量のバンプレス機能を実現した本発明に係るP制御による波形である。なお、(B)に示す波形は、本発明に係るP制御において、10回分の補正を実施したときの波形である。図中、破線で示すグラフは、射出成形機が樹脂材料を金型に注入する際の射出力(制御量)であり、一点鎖線で示すグラフは、射出成形機の射出軸に取り付けられているサーボモータの速度(操作量)であり、実線で示すグラフはサーボモータのトルクである。 FIG. 6 is a graph for comparing waveforms under P control. (A) is a waveform by conventional P control that does not realize the bump press function of the manipulated amount, and (B) is a waveform by P control according to the present invention that realizes the bump press function of the manipulated amount. The waveform shown in (B) is a waveform when correction for 10 times is performed in the P control according to the present invention. In the figure, the graph shown by the broken line is the emission output (control amount) when the injection molding machine injects the resin material into the mold, and the graph shown by the alternate long and short dash line is attached to the injection shaft of the injection molding machine. It is the speed (operation amount) of the servomotor, and the graph shown by the solid line is the torque of the servomotor.
(A)に示すように、バンプレス機能を実現していない従来のP制御では、制御量である射出力は破線で示すように比較的スムーズに変動しているものの、一点鎖線で示すサーボモータの速度や実線で示すサーボモータのトルクは急激に変動しており、トルクの値は一時的に負の値から正の値に変化している。これはすなわち、サーボモータの速度が急激な変化をするためトルクが大きく変動し、製造装置への負担が大きいことを示している。 As shown in (A), in the conventional P control that does not realize the bump press function, the emission output, which is the control amount, fluctuates relatively smoothly as shown by the broken line, but the servomotor shown by the alternate long and short dash line. The speed of the servo motor and the torque of the servo motor shown by the solid line fluctuate rapidly, and the torque value temporarily changes from a negative value to a positive value. This means that the torque fluctuates greatly because the speed of the servomotor changes abruptly, which puts a heavy burden on the manufacturing apparatus.
これに対し、バンプレス機能を実現した本発明に係るP制御では、(B)に示すように、一点鎖線で示すサーボモータの速度や実線で示すサーボモータのトルクはスムーズに変動している。破線で示す射出力もスムーズに変動している。これはすなわち、サーボモータの速度やトルクの急激な変化が抑制されていることを示している。 On the other hand, in the P control according to the present invention in which the bump press function is realized, as shown in (B), the speed of the servomotor shown by the one-point chain line and the torque of the servomotor shown by the solid line fluctuate smoothly. The emission output indicated by the broken line also fluctuates smoothly. This means that sudden changes in the speed and torque of the servomotor are suppressed.
また、バンプレス機能を実現した本発明に係るP制御では、サーボモータのトルクの値は負の値から正の値に変化することもなく、操作量の補正を実行する各周期において、トルクの値は0を超えないように制御されている。これはすなわち、金型に材料を注入して押圧しながらも、各周期において押圧力を抜く制御が実現されていることを示している。 Further, in the P control according to the present invention in which the bump press function is realized, the torque value of the servomotor does not change from a negative value to a positive value, and the torque is measured in each cycle in which the operation amount is corrected. The value is controlled so that it does not exceed 0. This means that control is realized in which the pressing force is released in each cycle while the material is injected into the mold and pressed.
[効果]
以上、本発明によると、操作量のバンプレス機能が実現されたP制御装置を提供することができる。本発明では、P制御開始前の操作量MVStaとP制御開始時の初回の操作量MV1との差分MVdを予め設定した周期nに分配し、分配した差分を操作量に足し込む処理を、P制御中の各周期において実行することにより、操作量MVの急激な変動を抑制している。これにより、P制御において操作量のバンプレス機能が実現される。
[effect]
As described above, according to the present invention, it is possible to provide the P control device in which the bump press function of the operation amount is realized. In the present invention, the process of distributing the difference MVd between the operation amount MVSta before the start of P control and the initial operation amount MV1 at the start of P control in a preset period n and adding the distributed difference to the operation amount is performed by P. By executing it in each cycle during control, abrupt fluctuations in the operation amount MV are suppressed. As a result, the operation amount bumper function is realized in P control.
P制御において操作量のバンプレス機能が実現されると、これまでのP制御の問題であった操作量の急激な変動を解消することができ、P制御により制御量および操作量をスムーズに変動させることができる。P制御によると、調整に要するパラメータの数はPID制御およびPI制御よりも少なくなることから、段替えに伴う調整作業に要する時間も短縮することができ、製品の製造に要するタクトタイムを担保することができる。また、積分項によるI制御を伴わず、P制御により操作量のバンプレス機能が実現されることで、制御量のオーバシュートが発生するおそれもない。 If the bumpless function of the operation amount is realized in P control, the sudden fluctuation of the operation amount, which has been a problem of P control so far, can be solved, and the control amount and the operation amount can be smoothly changed by P control. Can be made to. According to P control, the number of parameters required for adjustment is smaller than that for PID control and PI control, so the time required for adjustment work associated with step change can also be shortened, and the tact time required for manufacturing the product is guaranteed. be able to. Further, since the bumpless function of the manipulated amount is realized by the P control without the I control by the integral term, there is no possibility that the overshoot of the controlled amount occurs.
また、本発明によるP制御における操作量のバンプレス機能によると、図6(B)に示すようにサーボモータが発生する駆動トルクの変動を制御することが可能となる。これにより、本発明によるP制御における操作量のバンプレス機能によると、一実施形態において例示する金型に材料を注入して押圧する工程等といった、トルクや押圧力の変動が生じる工程の作業に対して柔軟に調整を行うことができ、トルクや押圧力の急激な変化を抑制してスムーズに変動させることができる。 Further, according to the bumpless function of the operation amount in the P control according to the present invention, it is possible to control the fluctuation of the drive torque generated by the servomotor as shown in FIG. 6B. As a result, according to the bump press function of the operation amount in the P control according to the present invention, it is possible to perform a process in which torque and pressing pressure fluctuate, such as a process of injecting a material into a mold illustrated in one embodiment and pressing the material. On the other hand, the adjustment can be flexibly performed, and a sudden change in torque or pressing force can be suppressed to make a smooth fluctuation.
[その他の形態]
以上、本発明を特定の実施形態によって説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではない。
[Other forms]
Although the present invention has been described above by the specific embodiment, the present invention is not limited to the above-described embodiment.
上記した実施形態では、各補正実行時における操作量MVrは、先の補正実行時における操作量MVr-1に対して補正量CVを加算することにより設定されているが、補正量CVの加算に代えて補正量CVの減算を行ってもよい。この場合、補正量CVの加算または減算のどちらを行うかは、補正量CVを計算する際の減算の仕方(すなわち、差分MVdを算出する際の、開始操作量MVStaおよび初回操作量MV1の大小関係)によって決まるが、補正量CVの計算方法は適宜変更すればよい。 In the above-described embodiment, the operation amount MVr at the time of each correction execution is set by adding the correction amount CV to the operation amount MVr-1 at the time of the previous correction execution, but the correction amount CV is added. Alternatively, the correction amount CV may be subtracted. In this case, whether to add or subtract the correction amount CV depends on the subtraction method when calculating the correction amount CV (that is, the magnitude of the start operation amount MVSta and the initial operation amount MV1 when calculating the difference MVd). Although it depends on the relationship), the calculation method of the correction amount CV may be changed as appropriate.
上記した実施形態では、各補正実行時における操作量MVrは、先の補正実行時における操作量MVr-1に対して補正量CVを加算することにより設定されているが、図7(A)に示すように、各補正実行時における操作量MVrは、各補正を実行する毎に更新される差分MVdを、バンプレスP制御開始時の初回の操作量MV1に対して加算または減算することにより設定されてもよい。この場合、差分MVdは、バンプレスP制御開始時の初回は制御開始前の操作量MVStaと制御開始時の初回の操作量MV1との差分により算出され、その後、差分MVdは、各補正が実行される毎に補正量CVを差分MVdから減算することにより更新される。また、差分MVdを更新する方法は、補正量CVを差分MVdから減算することに限られず、補正量CVを差分MVdに加算することにより差分MVdを更新してもよい。 In the above-described embodiment, the operation amount MVr at each correction execution time is set by adding the correction amount CV to the operation amount MVr-1 at the time of the previous correction execution. As shown, the operation amount MVr at each correction execution is set by adding or subtracting the difference MVd updated each time each correction is executed with respect to the initial operation amount MV1 at the start of bumpless P control. May be done. In this case, the difference MVd is calculated by the difference between the operation amount MVSta before the start of control and the first operation amount MV1 at the start of control at the first time when the bumpless P control is started, and then each correction is executed for the difference MVd. It is updated by subtracting the correction amount CV from the difference MVd each time. Further, the method of updating the difference MVd is not limited to subtracting the correction amount CV from the difference MVd, and the difference MVd may be updated by adding the correction amount CV to the difference MVd.
すなわち、操作量設定部123が行う、補正量算出部122により算出された補正量に基づいて、各補正実行時における操作量MVr,MVr+1,…MVr+nを設定する処理とは、図7(B)に示すように、各補正を実行する毎に補正量CVだけ更新される差分MVdを、バンプレスP制御開始時の初回の操作量MV1に対して加算または減算することにより、各補正実行時における操作量MVrを設定する処理を含む概念である。
That is, the process of setting the operation amounts MVr, MVr + 1, ... MVr + n at the time of each correction execution based on the correction amount calculated by the correction
上記実施形態では、制御装置10は一体の装置として実現されているが、制御装置10は一体の装置である必要はなく、制御装置10を構成する各部が別所に配置され、これらが互いにネットワークで接続されていてもよい。制御装置10の演算部12を構成する各部についても同様に、演算部12を構成する各部が別所に配置され、これらが互いにネットワークで接続されていてもよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、制御装置10がサーボ機構20を介して射出成形機の射出動作を制御するケースを一例として説明しているが、操作量のバンプレス機能が実現されたP制御装置による制御はこのようなケースに限定されない。制御装置10は、射出成形機の射出動作に代えて、例えば型枠に材料を押し込むモルディング工程や、エポキシ樹脂を注入する工程を制御してもよく、塗布機による塗布工程を制御してもよい。
In the above embodiment, the case where the
10 制御装置
11 通信インタフェース部
12 演算部
13 補助記録部
20 サーボ機構
21 サーボドライバ
22 サーボモータ
23 エンコーダ
30 機械要素
31 ホッパー
32 スクリュー
33 スクリューヘッド
34(34a, 34b) シリンダー
35 射出駆動シリンダー
36 ノズル
37 金型
38 ヒーター
40 センサ
90 ワーク
100 制御システム
120 制御部
121 差分算出部
122 補正量算出部
123 操作量設定部
131 初期値
132 制御プログラム
10
Claims (7)
P制御開始前の開始操作量とP制御開始時の初回の操作量との差分を算出する差分算出手段と、
操作量に関する補正量を、前記差分と、補正を実行する回数とに基づいて算出する補正量算出手段と、
前記補正量に基づいて、各補正実行時における操作量を設定する操作量設定手段と、
を備え、
前記制御手段は、設定された前記操作量に基づいて、前記制御対象をP制御する、制御装置。 A control means that P-controls the control target and
A difference calculation means for calculating the difference between the start operation amount before the start of P control and the initial operation amount at the start of P control, and
A correction amount calculation means for calculating a correction amount related to an operation amount based on the difference and the number of times the correction is executed.
An operation amount setting means for setting an operation amount at the time of executing each correction based on the correction amount, and
With
The control means is a control device that P-controls the control target based on the set operation amount.
前記制御装置により制御される制御対象と、
前記制御対象により駆動される機械要素と、
前記機械要素における制御量を測定するセンサと、
を備える、システム。 The control device according to any one of claims 1 to 4,
The control target controlled by the control device and
The mechanical element driven by the controlled object and
A sensor that measures the amount of control in the machine element,
The system.
操作量に関する補正量を、前記差分と、補正を実行する回数とに基づいて算出する補正量算出工程と、
前記補正量に基づいて、各補正実行時における操作量を設定する操作量設定工程と、
設定された前記操作量に基づいて、制御対象をP制御する制御工程と、
を含む、制御方法。 A difference calculation process for calculating the difference between the start operation amount before the start of P control and the initial operation amount at the start of P control, and
A correction amount calculation step of calculating the correction amount related to the operation amount based on the difference and the number of times the correction is executed.
An operation amount setting step for setting an operation amount at the time of executing each correction based on the correction amount, and
A control process that P-controls the control target based on the set operation amount, and
Control methods, including.
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JP2019043766A JP2020149112A (en) | 2019-03-11 | 2019-03-11 | Control device, system with control device, control method and control program |
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Citations (1)
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---|---|---|---|---|
JP2002123302A (en) * | 2000-10-13 | 2002-04-26 | Yamatake Corp | Controller |
-
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2002123302A (en) * | 2000-10-13 | 2002-04-26 | Yamatake Corp | Controller |
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