JP2020533198A - 射出成形機にわたるpid制御を正規化するためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2017年9月7日に出願された「Systems and Methods for Autotuning PID control of Injection Molding」と題された米国仮特許出願第62/555,317号および2017年11月9日に出願された「Systems and Methods for Normalizing PID Control Across Injection Molding Machines」と題された米国仮特許出願第62/583,858号の優先権を主張し、両方の全体が参照により本明細書に組み込まれる。
Claims (20)
- 射出成形システムであって、
金型を含む第1の射出成形機と、
(i)前記第1の射出成形機、(ii)第2の射出成形機、および(iii)前記金型のモデルを格納するように構成されたモデルデータベースであって、前記金型の前記モデルが、前記金型を使用して前記第2の射出成形機によって実行された履歴金型サイクルに関連付けられたデータを含む、モデルデータベースと、
金型サイクルに基づいて前記第1の射出成形機の射出圧力を制御するように構成された比例−積分−微分(PID)コントローラであって、(i)比例成分に関連付けられた第1のゲインと、(ii)積分成分に関連付けられた第2のゲインと、(iii)微分成分に関連付けられた第3のゲインと、を有する、PIDコントローラと、
前記モデルデータベースおよび前記PIDコントローラに動作可能に接続されたチューニングコントローラであって、
前記モデルデータベースから、前記第1および第2の射出成形機の前記モデルおよび前記金型の前記モデルを取得し、
射出成形機パラメータと前記金型の金型サイクル性能の相関を決定するために、前記金型の前記モデルおよび前記第2の成形機の前記モデルを分析し、
前記第1の射出成形機の前記モデル内のパラメータに前記相関を適用し、
前記相関の前記適用に基づいて、前記PIDコントローラの前記第1、第2、および第3のゲインのうちの少なくとも1つの初期ゲイン値を決定し、かつ
前記決定された初期ゲイン値を使用して、前記PIDコントローラの前記第1、第2、および第3のゲインのうちの少なくとも1つを設定するように構成されている、チューニングコントローラと、を備える、射出成形システム。 - 前記チューニングコントローラが、
前記第1の射出成形機によって実行された金型サイクルに関連付けられたデータを含むように、前記金型の前記モデルを更新するように構成されている、請求項1に記載の射出成形システム。 - 前記射出圧力を検知するように構成された圧力センサーと、
前記第1の射出成形機の他の動作パラメータを示すセンサーデータを生成するように構成された少なくとも1つの他のセンサーと、をさらに備える、請求項1に記載の射出成形システム。 - 前記チューニングコントローラが、
前記センサーデータに基づいて、前記第1の射出成形機によって実行される前記金型サイクル内の前記第1、第2、および第3のゲインのうちの少なくとも1つをチューニングするように構成されている、請求項3に記載の射出成形システム。 - 前記第1および第2の射出成形機の前記モデルが、デッドヘッド圧力またはパージポット圧力のうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載の射出成形システム。
- 前記第1および第2の射出成形機の前記モデルが、プロセス値の既知の誤差または成分の抵抗率のうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載の射出成形システム。
- 前記チューニングコントローラが、
前記金型の比較および前記モデルに基づいて、前記金型サイクルの特性を調整するように構成されている、請求項1に記載の射出成形システム。 - 前記金型サイクルの前記特性を調整するために、前記チューニングコントローラが、
溶融温度、金型温度、スクリュー回転速度、または切り替え位置のうちの少なくとも1つを調整するように構成されている、請求項7に記載の射出成形システム。 - 射出成形システムであって、
金型を含む第1の射出成形機と、
(i)前記第1の射出成形機、(ii)第2の射出成形機、および(iii)前記金型のモデルを格納するように構成されたモデルデータベースであって、前記金型の前記モデルが、前記金型を使用して前記第2の射出成形機によって実行された履歴金型サイクルに関連付けられたデータを含む、モデルデータベースと、
金型サイクルに基づいて前記第1の射出成形機の射出速度を制御するように構成された比例−積分−微分(PID)コントローラであって、(i)比例成分に関連付けられた第1のゲインと、(ii)積分成分に関連付けられた第2のゲインと、(iii)微分成分に関連付けられた第3のゲインと、を有する、PIDコントローラと、
前記モデルデータベースおよび前記PIDコントローラに動作可能に接続されたチューニングコントローラであって、
前記モデルデータベースから、前記第1および第2の射出成形機の前記モデルおよび前記金型の前記モデルを取得し、
射出成形機パラメータと前記金型の金型サイクル性能の相関を決定するために、前記金型の前記モデルおよび前記第2の成形機の前記モデルを分析し、
前記第1の射出成形機の前記モデル内のパラメータに前記相関を適用し、
前記相関の前記適用に基づいて、前記PIDコントローラの前記第1、第2、および第3のゲインのうちの少なくとも1つの初期ゲイン値を決定し、かつ
前記決定された初期ゲイン値を使用して、前記PIDコントローラの前記第1、第2、および第3のゲインのうちの少なくとも1つを設定するように構成されている、チューニングコントローラと、を備える、射出成形システム。 - 前記チューニングコントローラが、
前記第1の射出成形機によって実行される金型サイクルに関連付けられたデータを含むように、前記金型の前記モデルを更新するように構成されている、請求項9に記載の射出成形システム。 - 前記射出速度を検知するように構成された速度センサーと、
前記第1の射出成形機の他の動作パラメータを示すセンサーデータを生成するように構成された少なくとも1つの他のセンサーと、をさらに備える、請求項9に記載の射出成形システム。 - 前記チューニングコントローラが、
前記センサーデータに基づいて、前記第1の射出成形機によって実行される前記金型サイクル内の前記第1、第2、および第3のゲインのうちの少なくとも1つをチューニングするように構成されている、請求項10に記載の射出成形システム。 - 前記第1および第2の射出成形機の前記モデルが、デッドヘッド速度またはパージポット速度のうちの少なくとも1つを含む、請求項9に記載の射出成形システム。
- 前記第1および第2の射出成形機の前記モデルが、プロセス値の既知の誤差または成分の抵抗率のうちの少なくとも1つを含む、請求項9に記載の射出成形システム。
- 前記チューニングコントローラが、
前記金型の比較と前記モデルに基づいて、前記金型サイクルの特性を調整するように構成されている、請求項9に記載の射出成形システム。 - 前記金型サイクルの特性を調整するために、前記チューニングコントローラが、
溶融温度、金型温度、スクリュー回転速度、または切り替え位置のうちの少なくとも1つを調整するように構成されている、請求項15に記載の射出成形システム。 - 射出成形機の制御を正規化する方法であって、
モデルデータベースから、第1および第2の射出成形機のモデルおよび前記金型のモデルを取得することと、
射出成形機パラメータと前記金型の金型サイクル性能との間の相関を決定するために、前記金型の前記モデルおよび前記第2の成形機の前記モデルを分析することと、
前記第1の射出成形機の前記モデル内のパラメータに前記相関を適用することと、
前記相関の前記適用に基づいて、前記第1の射出成形機のスクリューの動作を駆動する比例−積分−微分(PID)コントローラの初期ゲイン値を決定することであって、前記PIDコントローラが、(i)比例成分に関連付けられた第1のゲインと、(ii)積分成分に関連付けられた第2のゲインと、(iii)微分成分に関連付けられた第3のゲインと前記第1、第2および第3のゲインのうちの少なくとも1つを有する、決定することと、
前記初期ゲイン値を使用して、前記PIDコントローラの前記第1、第2、および第3のゲインのうちの少なくとも1つを設定することと、を含む、方法。 - 前記初期ゲイン値を設定することが、
前記初期ゲイン値を使用して、前記射出成形機の射出圧力を変更するように、前記PIDコントローラの前記第1、第2、または第3のゲインのうちの少なくとも1つを設定することを含む、請求項17に記載の方法。 - 前記初期ゲイン値を設定することが、
初期ゲイン値を使用して、前記射出成形機の射出速度を変更するように、前記PIDコントローラの前記第1、第2、または第3のゲインのうちの少なくとも1つを設定することを含む、請求項17に記載の方法。 - 前記金型の比較と前記モデルに基づいて、前記金型サイクルの特性を調整することをさらに含む、請求項17に記載の射出成形システム。
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