JP2520832B2 - 射出成形機の制御方法 - Google Patents
射出成形機の制御方法Info
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- JP2520832B2 JP2520832B2 JP4341311A JP34131192A JP2520832B2 JP 2520832 B2 JP2520832 B2 JP 2520832B2 JP 4341311 A JP4341311 A JP 4341311A JP 34131192 A JP34131192 A JP 34131192A JP 2520832 B2 JP2520832 B2 JP 2520832B2
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- JP
- Japan
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- control
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- controlled
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- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/76—Measuring, controlling or regulating
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアクチュエータにより制
御される被制御対象の最終制御量が予め設定した成形条
件の設定値となるように制御する射出成形機の制御方法
に関する。
御される被制御対象の最終制御量が予め設定した成形条
件の設定値となるように制御する射出成形機の制御方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、射出成形機においてはアクチュ
エータ、例えば、射出シリンダにより制御されるスクリ
ュ（被制御対象）の射出速度（最終制御量）を予め設定
した成形条件の設定値となるようにフィードバック制御
している（例えば、特開平４−１３１２１７号公報等参
照）。
エータ、例えば、射出シリンダにより制御されるスクリ
ュ（被制御対象）の射出速度（最終制御量）を予め設定
した成形条件の設定値となるようにフィードバック制御
している（例えば、特開平４−１３１２１７号公報等参
照）。
【０００３】この種の制御方法について図５に示すフィ
ードバック制御系を参照して説明する。まず、位置検出
器６１によって射出シリンダ（スクリュ）６２の位置が
検出され、この検出値Ｄｏｄは速度変換部６３により速
度情報（検出値Ｖｏｄ）に変換される。そして、成形条
件である射出速度の設定値Ｖｏｓと検出値Ｖｏｄは、減
算部６４により減算処理され、得られた偏差値Ｖｏｃは
ＰＩＤ補償部６５によりＰＩＤ補償された後、サーボ弁
６６に付与され、このサーボ弁６６により射出シリンダ
６２の動作がフィードバック制御される。なお、このよ
うな制御はアナログ信号処理系或いはディジタル信号処
理系であっても同様に実行される。
ードバック制御系を参照して説明する。まず、位置検出
器６１によって射出シリンダ（スクリュ）６２の位置が
検出され、この検出値Ｄｏｄは速度変換部６３により速
度情報（検出値Ｖｏｄ）に変換される。そして、成形条
件である射出速度の設定値Ｖｏｓと検出値Ｖｏｄは、減
算部６４により減算処理され、得られた偏差値Ｖｏｃは
ＰＩＤ補償部６５によりＰＩＤ補償された後、サーボ弁
６６に付与され、このサーボ弁６６により射出シリンダ
６２の動作がフィードバック制御される。なお、このよ
うな制御はアナログ信号処理系或いはディジタル信号処
理系であっても同様に実行される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の制御方法は、ＰＩＤ補償部６５を含むフィードバック
制御系を用いて制御を行うため、アナログ信号処理系の
場合には、ＰＩＤ定数等を決定するための調整が容易で
ないとともに、調整は全体特性の中庸に選定せざるを得
ないことから、全範囲に良好な特性を設定することが困
難となり、結局、時間を要する割に個人誤差や機械誤差
が生じやすい難点があった。特に、この問題はサーボ弁
６６として流量特性がリニア特性を有しない比例サーボ
弁を使用した場合に顕著となる。一方、制御アルゴリズ
ムをマイクロコンピュータで実行処理するディジタル信
号処理系（ディジタルサーボ系）の場合には、演算式が
線形となるリニア制御を実行しにくい難点があった。ま
た、このようなＰＩＤ補償を行う制御系では図３に二点
鎖線で示す射出速度特性曲線Ｆｖのように、応答性が悪
く、しかも、オーバーシュート（又はアンダーシュー
ト）の発生により、高精度及び安定性の高い制御を行う
ことができない難点があった。
の制御方法は、ＰＩＤ補償部６５を含むフィードバック
制御系を用いて制御を行うため、アナログ信号処理系の
場合には、ＰＩＤ定数等を決定するための調整が容易で
ないとともに、調整は全体特性の中庸に選定せざるを得
ないことから、全範囲に良好な特性を設定することが困
難となり、結局、時間を要する割に個人誤差や機械誤差
が生じやすい難点があった。特に、この問題はサーボ弁
６６として流量特性がリニア特性を有しない比例サーボ
弁を使用した場合に顕著となる。一方、制御アルゴリズ
ムをマイクロコンピュータで実行処理するディジタル信
号処理系（ディジタルサーボ系）の場合には、演算式が
線形となるリニア制御を実行しにくい難点があった。ま
た、このようなＰＩＤ補償を行う制御系では図３に二点
鎖線で示す射出速度特性曲線Ｆｖのように、応答性が悪
く、しかも、オーバーシュート（又はアンダーシュー
ト）の発生により、高精度及び安定性の高い制御を行う
ことができない難点があった。
【０００５】本発明はこのような従来の技術に存在する
課題を解決したものであり、応答性及び精度の高い理想
的な制御を実現できるとともに、安定性及び信頼性の高
い制御を実現できる射出成形機の制御方法の提供を目的
とする。
課題を解決したものであり、応答性及び精度の高い理想
的な制御を実現できるとともに、安定性及び信頼性の高
い制御を実現できる射出成形機の制御方法の提供を目的
とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係る射出成形機
の制御方法は、アクチュエータ２、例えば、射出シリン
ダ２ｃにより制御されるスクリュ３（被制御対象）の射
出速度（最終制御量）を予め設定した成形条件の設定値
Ｖｓとなるように制御するに際し、特に、射出シリンダ
２ｃを動作させる中間制御量、例えば、サーボ弁４の弁
差圧ΔＰを検出し、検出した弁差圧ΔＰ，設定値Ｖｓ，
関数式及び既知の定数に基づいて射出シリンダ２ｃを作
動制御する指令値Ｖｃをコンピュータ機能部５の演算処
理により求めるとともに、射出速度を検出し、スクリュ
３の動作開始から、検出した射出速度の検出値Ｖｄが予
め設定した目標値Ｌｄに達するまでは、フィードフォワ
ード制御に類する制御により、指令値Ｖｃによって射出
シリンダ２ｃを作動制御する。
の制御方法は、アクチュエータ２、例えば、射出シリン
ダ２ｃにより制御されるスクリュ３（被制御対象）の射
出速度（最終制御量）を予め設定した成形条件の設定値
Ｖｓとなるように制御するに際し、特に、射出シリンダ
２ｃを動作させる中間制御量、例えば、サーボ弁４の弁
差圧ΔＰを検出し、検出した弁差圧ΔＰ，設定値Ｖｓ，
関数式及び既知の定数に基づいて射出シリンダ２ｃを作
動制御する指令値Ｖｃをコンピュータ機能部５の演算処
理により求めるとともに、射出速度を検出し、スクリュ
３の動作開始から、検出した射出速度の検出値Ｖｄが予
め設定した目標値Ｌｄに達するまでは、フィードフォワ
ード制御に類する制御により、指令値Ｖｃによって射出
シリンダ２ｃを作動制御する。
【０００７】他方、検出値Ｖｄが予め設定した目標値Ｌ
ｄに達したなら、当該検出値Ｖｄと設定値Ｖｓに基づく
フィードバック制御を併用し又はフィードバック制御の
みを行う。
ｄに達したなら、当該検出値Ｖｄと設定値Ｖｓに基づく
フィードバック制御を併用し又はフィードバック制御の
みを行う。
【０００８】
【作用】本発明に係る射出成形機の制御方法によれば、
まず、コンピュータ機能部５により、射出シリンダ２ｃ
を作動制御する指令値Ｖｃが演算される。即ち、予め設
定された成形条件の設定値Ｖｓと検出されたサーボ弁４
の弁差圧ΔＰ、さらに、所定の関数式（伝達系の伝達関
数等）や既知の定数を用いて、射出シリンダ２ｃを作動
制御するための指令値Ｖｃが演算される。そして、コン
ピュータ機能部５は、得られた指令値Ｖｃにより射出シ
リンダ２ｃ（サーボ弁４）を作動制御する。これによ
り、射出シリンダ２ｃの動作における特に過渡期はフィ
ードフォワード制御に類する制御が行われ、通常のフィ
ードバック制御は行われない。
まず、コンピュータ機能部５により、射出シリンダ２ｃ
を作動制御する指令値Ｖｃが演算される。即ち、予め設
定された成形条件の設定値Ｖｓと検出されたサーボ弁４
の弁差圧ΔＰ、さらに、所定の関数式（伝達系の伝達関
数等）や既知の定数を用いて、射出シリンダ２ｃを作動
制御するための指令値Ｖｃが演算される。そして、コン
ピュータ機能部５は、得られた指令値Ｖｃにより射出シ
リンダ２ｃ（サーボ弁４）を作動制御する。これによ
り、射出シリンダ２ｃの動作における特に過渡期はフィ
ードフォワード制御に類する制御が行われ、通常のフィ
ードバック制御は行われない。
【０００９】また、射出シリンダ２ｃの動作による射出
速度を検出し、検出した検出値Ｖｄが予め設定した目標
値Ｌｄ（通常はＬｄ＜Ｖｓ）に達したなら、設定値Ｖｓ
と検出値Ｖｄに基づくフィードバック制御が行われる。
これにより、射出シリンダ２ｃの動作における定常期に
はフィードバック制御が併用され、或いはフィードバッ
ク制御のみに切換わる。
速度を検出し、検出した検出値Ｖｄが予め設定した目標
値Ｌｄ（通常はＬｄ＜Ｖｓ）に達したなら、設定値Ｖｓ
と検出値Ｖｄに基づくフィードバック制御が行われる。
これにより、射出シリンダ２ｃの動作における定常期に
はフィードバック制御が併用され、或いはフィードバッ
ク制御のみに切換わる。
【００１０】
【実施例】次に、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図
面に基づき詳細に説明する。
面に基づき詳細に説明する。
【００１１】まず、本発明に係る制御方法を実施できる
射出成形機の概略構成について、図２を参照して説明す
る。
射出成形機の概略構成について、図２を参照して説明す
る。
【００１２】図２において、１０は射出成形機における
射出装置であり、前部に加熱筒１１を、後部にスクリュ
駆動部をそれぞれ備える。なお、図２はスクリュ駆動部
中、射出シリンダ２ｃのみを示す。また、加熱筒１１は
前端に射出ノズル１２を、後部上端に成形材料を供給す
るホッパー１３をそれぞれ備えるとともに、内部には摺
動自在なスクリュ３を備える。一方、射出シリンダ２ｃ
は内部に射出ピストン１４を備え、この射出ピストン１
４の前端はスクリュ３の後端に結合する。
射出装置であり、前部に加熱筒１１を、後部にスクリュ
駆動部をそれぞれ備える。なお、図２はスクリュ駆動部
中、射出シリンダ２ｃのみを示す。また、加熱筒１１は
前端に射出ノズル１２を、後部上端に成形材料を供給す
るホッパー１３をそれぞれ備えるとともに、内部には摺
動自在なスクリュ３を備える。一方、射出シリンダ２ｃ
は内部に射出ピストン１４を備え、この射出ピストン１
４の前端はスクリュ３の後端に結合する。
【００１３】他方、Ｘは制御系であり、油圧回路２０と
信号処理系３０により構成する。油圧回路２０は油圧ポ
ンプ２１及びオイルタンク２２を四ポートのサーボ弁４
を介して射出シリンダ２ｃの前室及び後室に接続して構
成する。また、信号処理系３０は全体をコンピュータ機
能部（コンピュータユニット）５により構成し、設定部
３１、速度変換部３２、サーボシーケンス制御部３３及
びサーボ制御部３４を備えるとともに、位置検出器３５
を備える。この場合、設定部３１は、例えば、キーボー
ドにより構成し、各種成形条件、特に、本実施例の関係
では射出速度の設定値Ｖｓを設定する。なお、設定部３
１により設定された各種設定データはサーボシーケンス
制御部３３に付与される。また、位置検出器３５は、例
えば、絶対位置リニアスケールを用いて構成し、スクリ
ュ３の位置検出を行う。なお、検出した位置データはサ
ーボシーケンス制御部３３及び速度変換部３２に付与さ
れる。また、速度変換部３２は位置検出器３５から付与
される位置データを速度情報に変換する機能を備え、速
度変換部３２から得られる射出速度の検出値Ｖｄはサー
ボ制御部３４に付与される。
信号処理系３０により構成する。油圧回路２０は油圧ポ
ンプ２１及びオイルタンク２２を四ポートのサーボ弁４
を介して射出シリンダ２ｃの前室及び後室に接続して構
成する。また、信号処理系３０は全体をコンピュータ機
能部（コンピュータユニット）５により構成し、設定部
３１、速度変換部３２、サーボシーケンス制御部３３及
びサーボ制御部３４を備えるとともに、位置検出器３５
を備える。この場合、設定部３１は、例えば、キーボー
ドにより構成し、各種成形条件、特に、本実施例の関係
では射出速度の設定値Ｖｓを設定する。なお、設定部３
１により設定された各種設定データはサーボシーケンス
制御部３３に付与される。また、位置検出器３５は、例
えば、絶対位置リニアスケールを用いて構成し、スクリ
ュ３の位置検出を行う。なお、検出した位置データはサ
ーボシーケンス制御部３３及び速度変換部３２に付与さ
れる。また、速度変換部３２は位置検出器３５から付与
される位置データを速度情報に変換する機能を備え、速
度変換部３２から得られる射出速度の検出値Ｖｄはサー
ボ制御部３４に付与される。
【００１４】一方、サーボシーケンス制御部３３は制御
系Ｘにおけるシーケンス制御を実行するための各種制御
モードをはじめ速度設定データ及び圧力設定データ等を
サーボ制御部３４に付与する機能を備える。また、サー
ボ制御部３４には射出ピストン１４（スクリュ３）の前
進圧力Ｐｆ、後退圧力Ｐｒ、油圧ポンプ２１の給油圧Ｐ
ｏ及びオイルタンク２２のタンク圧Ｐｔの検出値がそれ
ぞれ付与される。そして、サーボ制御部３４からの出力
である射出シリンダ２ｃを作動制御する指令値、即ち、
サーボ弁４に対する指令値Ｖｃは当該サーボ弁４の制御
入力部４ｉに付与される。
系Ｘにおけるシーケンス制御を実行するための各種制御
モードをはじめ速度設定データ及び圧力設定データ等を
サーボ制御部３４に付与する機能を備える。また、サー
ボ制御部３４には射出ピストン１４（スクリュ３）の前
進圧力Ｐｆ、後退圧力Ｐｒ、油圧ポンプ２１の給油圧Ｐ
ｏ及びオイルタンク２２のタンク圧Ｐｔの検出値がそれ
ぞれ付与される。そして、サーボ制御部３４からの出力
である射出シリンダ２ｃを作動制御する指令値、即ち、
サーボ弁４に対する指令値Ｖｃは当該サーボ弁４の制御
入力部４ｉに付与される。
【００１５】次に、本発明に係る射出成形機の制御方法
について、図１に示す機能ブロック図を参照して説明す
る。なお、実施例は一例として射出工程における速度制
御領域の制御方法を例示する。
について、図１に示す機能ブロック図を参照して説明す
る。なお、実施例は一例として射出工程における速度制
御領域の制御方法を例示する。
【００１６】まず、射出工程の開始により、コンピュー
タ機能部５（サーボ制御部３４）は、成形条件である射
出速度の設定値Ｖｓ、サーボ弁４の弁差圧ΔＰ、予め記
憶された所定の関数式（伝達系の伝達関数等）及び既知
の定数から、射出シリンダ２ｃを作動制御、つまり、サ
ーボ弁４に付与する指令値Ｖｃ（弁変位Ｍ）を演算によ
り求める。即ち、射出速度Ｖは、Ｖ＝Ｑ／Ｓ（Ｑ：サー
ボ弁４の流量、Ｓ：射出シリンダ２ｃの面積）で表すこ
とができるため、射出速度の設定値Ｖｓから流量Ｑを求
めることができる。流量Ｑは、サーボ弁４におけるスプ
ールの開口面積とサーボ弁４の流量係数Ｃに比例し、ま
た、サーボ弁４の弁差圧ΔＰの２倍を作動油密度ρで除
したものの平方根に比例するため、流量Ｑは、Ｑ＝ＣＢ
√（２ΔＰ／ρ）（Ｂ：サーボ弁４の開度面積）から求
めることができる。なお、この場合、弁差圧ΔＰは、Δ
Ｐ＝Ｐｏ−Ｐｔ−Ｐｆ（Ｐｏ：給油圧、Ｐｔ：タンク
圧、Ｐｆ：前進圧力（負荷圧力））から求める。
タ機能部５（サーボ制御部３４）は、成形条件である射
出速度の設定値Ｖｓ、サーボ弁４の弁差圧ΔＰ、予め記
憶された所定の関数式（伝達系の伝達関数等）及び既知
の定数から、射出シリンダ２ｃを作動制御、つまり、サ
ーボ弁４に付与する指令値Ｖｃ（弁変位Ｍ）を演算によ
り求める。即ち、射出速度Ｖは、Ｖ＝Ｑ／Ｓ（Ｑ：サー
ボ弁４の流量、Ｓ：射出シリンダ２ｃの面積）で表すこ
とができるため、射出速度の設定値Ｖｓから流量Ｑを求
めることができる。流量Ｑは、サーボ弁４におけるスプ
ールの開口面積とサーボ弁４の流量係数Ｃに比例し、ま
た、サーボ弁４の弁差圧ΔＰの２倍を作動油密度ρで除
したものの平方根に比例するため、流量Ｑは、Ｑ＝ＣＢ
√（２ΔＰ／ρ）（Ｂ：サーボ弁４の開度面積）から求
めることができる。なお、この場合、弁差圧ΔＰは、Δ
Ｐ＝Ｐｏ−Ｐｔ−Ｐｆ（Ｐｏ：給油圧、Ｐｔ：タンク
圧、Ｐｆ：前進圧力（負荷圧力））から求める。
【００１７】よって、設定値Ｖｓが与えられれば、弁差
圧ΔＰをリアルタイムで求めるとともに、予め記憶した
既知の定数及び上記関数式から流量Ｑを演算により求め
ることができる（ブロック５１）。また、流量Ｑとサー
ボ弁４の弁変位Ｍは比例関係となるため、サーボ弁４に
対する指令値Ｖｃは、Ｖｃ＝Ｍ＝ＫＱ（Ｋ：弁差圧ΔＰ
による流量Ｑと弁変位Ｍのゲイン）により求められる
（ブロック５２）。
圧ΔＰをリアルタイムで求めるとともに、予め記憶した
既知の定数及び上記関数式から流量Ｑを演算により求め
ることができる（ブロック５１）。また、流量Ｑとサー
ボ弁４の弁変位Ｍは比例関係となるため、サーボ弁４に
対する指令値Ｖｃは、Ｖｃ＝Ｍ＝ＫＱ（Ｋ：弁差圧ΔＰ
による流量Ｑと弁変位Ｍのゲイン）により求められる
（ブロック５２）。
【００１８】そして、このようにして得られた指令値Ｖ
ｃ（弁変位Ｍ）はディジタルアナログ変換機能部５３に
よりアナログ信号に変換され、サーボ弁４に付与され
る。これにより、射出シリンダ２ｃの動作における特に
射出開始から過渡期は弁差圧ΔＰ（中間制御量）に対し
てフィードフォワード制御に類する制御が行われ、通常
の射出速度（最終制御量）に対するフィードバック制御
は行われない。この結果、サーボ弁４は遅れを生ずるこ
となく、直ちに設定値Ｖｓを得るための弁開度に設定さ
れ速やかに立ち上がる。なお、この場合、図１における
切換機能部５４は開側に切換わっている。
ｃ（弁変位Ｍ）はディジタルアナログ変換機能部５３に
よりアナログ信号に変換され、サーボ弁４に付与され
る。これにより、射出シリンダ２ｃの動作における特に
射出開始から過渡期は弁差圧ΔＰ（中間制御量）に対し
てフィードフォワード制御に類する制御が行われ、通常
の射出速度（最終制御量）に対するフィードバック制御
は行われない。この結果、サーボ弁４は遅れを生ずるこ
となく、直ちに設定値Ｖｓを得るための弁開度に設定さ
れ速やかに立ち上がる。なお、この場合、図１における
切換機能部５４は開側に切換わっている。
【００１９】なお、弁差圧ΔＰはリアルタイムで検出さ
れ、かつ変動しているため、射出開始後は随時流量Ｑを
変更してサーボ弁４を制御する。この場合、弁差圧ΔＰ
は絶対値でもよいし、変化率として求めてもよいが、変
化率のほうが精度上好ましい。また、弁差圧ΔＰは増加
すれば、サーボ弁４は閉じる方向に制御される。一方、
このような圧力制御（背圧制御）は比例積分制御により
行われる。比例積分制御は偏差値Ｖｅに比例ゲインＫｐ
を乗じ、積分時間毎に積和演算を逐次行って指令値Ｖｃ
を求め、サーボ弁４に付与する。即ち、この場合の指令
値Ｖｃは、Ｖｃ＝Ｖｅ＋（Ｋｐ×Ｖｅ）／Ｔｓで求めら
れる。
れ、かつ変動しているため、射出開始後は随時流量Ｑを
変更してサーボ弁４を制御する。この場合、弁差圧ΔＰ
は絶対値でもよいし、変化率として求めてもよいが、変
化率のほうが精度上好ましい。また、弁差圧ΔＰは増加
すれば、サーボ弁４は閉じる方向に制御される。一方、
このような圧力制御（背圧制御）は比例積分制御により
行われる。比例積分制御は偏差値Ｖｅに比例ゲインＫｐ
を乗じ、積分時間毎に積和演算を逐次行って指令値Ｖｃ
を求め、サーボ弁４に付与する。即ち、この場合の指令
値Ｖｃは、Ｖｃ＝Ｖｅ＋（Ｋｐ×Ｖｅ）／Ｔｓで求めら
れる。
【００２０】一方、サーボ弁４の制御により射出シリン
ダ２ｃにおける射出ピストン１４及びスクリュ３は前進
する。スクリュ３の前進位置は位置検出器３５により検
出され、速度変換部３２により速度情報、即ち、射出速
度の検出値Ｖｄに変換される。そして、得られた検出値
Ｖｄは速度比較部５５に付与される。また、速度比較部
５５には設定値Ｖｓが付与されるため、当該速度比較部
５５は設定値Ｖｓから、例えば、一定係数（１以下）を
乗じて目標値（下限モニターライン）Ｌｄを得るととも
に、この目標値Ｌｄと検出値Ｖｄを比較し、検出値Ｖｄ
が目標値Ｌｄに達した時点（図３中、Ｔｃ時点）で、切
換機能部５４を閉側に切換える。
ダ２ｃにおける射出ピストン１４及びスクリュ３は前進
する。スクリュ３の前進位置は位置検出器３５により検
出され、速度変換部３２により速度情報、即ち、射出速
度の検出値Ｖｄに変換される。そして、得られた検出値
Ｖｄは速度比較部５５に付与される。また、速度比較部
５５には設定値Ｖｓが付与されるため、当該速度比較部
５５は設定値Ｖｓから、例えば、一定係数（１以下）を
乗じて目標値（下限モニターライン）Ｌｄを得るととも
に、この目標値Ｌｄと検出値Ｖｄを比較し、検出値Ｖｄ
が目標値Ｌｄに達した時点（図３中、Ｔｃ時点）で、切
換機能部５４を閉側に切換える。
【００２１】これにより、設定値Ｖｓと検出値Ｖｄに基
づくフィードバック制御機能が付加される。即ち、減算
機能部５６により設定値Ｖｓと検出値Ｖｄから偏差値Ｖ
ｅが求められるとともに、切換機能部５４を通過した偏
差値Ｖｅに基づいて一次遅れ積分演算が行われ、補助指
令値Ｖｃ′が求められる（ブロック５７）。この場合、
補助指令値Ｖｃ′は、Ｖｃ′＝Ｖｃｏ＋Ｖｃ｛１−ｅ
-(t/T)｝／Ｔｓ（Ｖｃｏ：前回のサーボ指令値、ｅ：自
然対数の基定数、ｔ：サンプリング周期、Ｔ：一次遅れ
時定数、Ｔｓ：制御時定数）で求められるため、得られ
た補助指令値Ｖｃ′はディジタルアナログ変換機能部５
３によりアナログ信号に変換されるとともに、指令値Ｖ
ｃに加えてサーボ弁４に付与される。よって、設定値Ｖ
ｓと検出値Ｖｄにより射出速度（最終制御量）に対する
通常のフィードバック制御が付加される。このように、
射出シリンダ２ｃの動作における定常期にはフィードバ
ック制御が付加され、最終制御量（Ｖｄ）に対するフィ
ードバック制御と中間制御量（ΔＰ）に対するフィード
フォワード制御に類する制御が併用されることになる。
この場合、フィードバック制御は単独で行ってもよい。
づくフィードバック制御機能が付加される。即ち、減算
機能部５６により設定値Ｖｓと検出値Ｖｄから偏差値Ｖ
ｅが求められるとともに、切換機能部５４を通過した偏
差値Ｖｅに基づいて一次遅れ積分演算が行われ、補助指
令値Ｖｃ′が求められる（ブロック５７）。この場合、
補助指令値Ｖｃ′は、Ｖｃ′＝Ｖｃｏ＋Ｖｃ｛１−ｅ
-(t/T)｝／Ｔｓ（Ｖｃｏ：前回のサーボ指令値、ｅ：自
然対数の基定数、ｔ：サンプリング周期、Ｔ：一次遅れ
時定数、Ｔｓ：制御時定数）で求められるため、得られ
た補助指令値Ｖｃ′はディジタルアナログ変換機能部５
３によりアナログ信号に変換されるとともに、指令値Ｖ
ｃに加えてサーボ弁４に付与される。よって、設定値Ｖ
ｓと検出値Ｖｄにより射出速度（最終制御量）に対する
通常のフィードバック制御が付加される。このように、
射出シリンダ２ｃの動作における定常期にはフィードバ
ック制御が付加され、最終制御量（Ｖｄ）に対するフィ
ードバック制御と中間制御量（ΔＰ）に対するフィード
フォワード制御に類する制御が併用されることになる。
この場合、フィードバック制御は単独で行ってもよい。
【００２２】このような制御方法により、射出速度（Ｖ
ｄ）の制御特性は図３のようになる。同図から明らかな
ように、立ち上がり時にはフィードフォワード制御に類
する制御が行われるため、応答時間Ｔｒは従来の応答時
間Ｔｒｏよりも早くなり過渡期の応答性が高められると
ともに、オーバーシュート（又はアンダーシュート）が
無くなり安定性が高められる。また、定常期にはフィー
ドバック制御とフィードフォワード制御に類する制御が
併用されるため、制御精度が大幅に高められる。さらに
また、図３において、負荷変動が生じた場合、従来のＰ
ＩＤ補償によるフィードバック制御では応答遅れによっ
て、射出速度に変動Ｗを生じたが、本発明に係る制御方
法ではこのような不具合は解消される。なお、図３中、
Ｌｕは上限モニターライン、Ｚｆは弁差圧ΔＰによるフ
ィードフォワード制御に類する制御が行われる領域、Ｚ
ｂはさらにフィードバック制御が併用される領域、Ｔｃ
は切換機能部５４の切換点を示している。
ｄ）の制御特性は図３のようになる。同図から明らかな
ように、立ち上がり時にはフィードフォワード制御に類
する制御が行われるため、応答時間Ｔｒは従来の応答時
間Ｔｒｏよりも早くなり過渡期の応答性が高められると
ともに、オーバーシュート（又はアンダーシュート）が
無くなり安定性が高められる。また、定常期にはフィー
ドバック制御とフィードフォワード制御に類する制御が
併用されるため、制御精度が大幅に高められる。さらに
また、図３において、負荷変動が生じた場合、従来のＰ
ＩＤ補償によるフィードバック制御では応答遅れによっ
て、射出速度に変動Ｗを生じたが、本発明に係る制御方
法ではこのような不具合は解消される。なお、図３中、
Ｌｕは上限モニターライン、Ｚｆは弁差圧ΔＰによるフ
ィードフォワード制御に類する制御が行われる領域、Ｚ
ｂはさらにフィードバック制御が併用される領域、Ｔｃ
は切換機能部５４の切換点を示している。
【００２３】その他、演算処理に必要な制御時定数は、
各設定値毎に学習して最適な時定数を決定し、かつ記憶
するとともに、成形条件の変更時に読み出して使用す
る。また、制御を実行しながら設定値と検出値を逐次比
較して最適な時定数を求めることもできる。さらにま
た、比例サーボ弁を使用するときは、弁変位対流量特性
曲線がリニア特性となるように時定数を選定する。
各設定値毎に学習して最適な時定数を決定し、かつ記憶
するとともに、成形条件の変更時に読み出して使用す
る。また、制御を実行しながら設定値と検出値を逐次比
較して最適な時定数を求めることもできる。さらにま
た、比例サーボ弁を使用するときは、弁変位対流量特性
曲線がリニア特性となるように時定数を選定する。
【００２４】他方、図４には変更実施例を示す。図２に
示した前述の実施例は油圧式を例示したが、変更実施例
は電動式を示す。電動式の場合も関数式や定数が異なる
点を除き基本的には油圧式の場合に準じて実施できる。
なお、図４中、図２と同一部分には同一符号を付した。
電動式の場合にはサーボモータ３７とボールネジ機構３
８によってスクリュ３が移動せしめられる点、また、サ
ーボモータ３７を作動させるモータドライバ３９を備え
るとともに、サーボモータ３７の回転数（回転角）はロ
ータリエンコーダ４０により検出され、モータドライバ
３９に付与されて制御される点が油圧式と異なる。
示した前述の実施例は油圧式を例示したが、変更実施例
は電動式を示す。電動式の場合も関数式や定数が異なる
点を除き基本的には油圧式の場合に準じて実施できる。
なお、図４中、図２と同一部分には同一符号を付した。
電動式の場合にはサーボモータ３７とボールネジ機構３
８によってスクリュ３が移動せしめられる点、また、サ
ーボモータ３７を作動させるモータドライバ３９を備え
るとともに、サーボモータ３７の回転数（回転角）はロ
ータリエンコーダ４０により検出され、モータドライバ
３９に付与されて制御される点が油圧式と異なる。
【００２５】以上、実施例について詳細に説明したが、
本発明はこのような実施例に限定されるものではない。
例えば、実施例は制御要素として射出速度を例示した
が、圧力、位置等の他の制御要素に対しても同様に実施
できる。その他、細部の構成、手法等において、本発明
の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更できる。
本発明はこのような実施例に限定されるものではない。
例えば、実施例は制御要素として射出速度を例示した
が、圧力、位置等の他の制御要素に対しても同様に実施
できる。その他、細部の構成、手法等において、本発明
の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更できる。
【００２６】
【発明の効果】このように、本発明に係る射出成形機の
制御方法は、アクチュエータを動作させる中間制御量を
検出し、検出した中間制御量，設定値，関数式及び既知
の定数に基づいてアクチュエータを作動制御する指令値
をコンピュータ機能部の演算処理により求めるととも
に、最終制御量を検出し、被制御対象の動作開始から、
検出した最終制御量の検出値が予め設定した目標値に達
するまでは、フィードフォワード制御に類する制御によ
り、指令値によってアクチュエータを作動制御し、他
方、検出値が予め設定した目標値に達したなら、当該検
出値と設定値に基づくフィードバック制御を併用し又は
フィードバック制御のみを行うようにしたため、特に、
制御の立ち上がり時（過渡期）における応答性が高めら
れるとともに、オーバーシュート（又はアンダーシュー
ト）が無くなり、正確性，安定性及び信頼性が飛躍的に
高められ、しかも、制御精度、さらには成形品質が大幅
に高められるという顕著な効果を奏する。
制御方法は、アクチュエータを動作させる中間制御量を
検出し、検出した中間制御量，設定値，関数式及び既知
の定数に基づいてアクチュエータを作動制御する指令値
をコンピュータ機能部の演算処理により求めるととも
に、最終制御量を検出し、被制御対象の動作開始から、
検出した最終制御量の検出値が予め設定した目標値に達
するまでは、フィードフォワード制御に類する制御によ
り、指令値によってアクチュエータを作動制御し、他
方、検出値が予め設定した目標値に達したなら、当該検
出値と設定値に基づくフィードバック制御を併用し又は
フィードバック制御のみを行うようにしたため、特に、
制御の立ち上がり時（過渡期）における応答性が高めら
れるとともに、オーバーシュート（又はアンダーシュー
ト）が無くなり、正確性，安定性及び信頼性が飛躍的に
高められ、しかも、制御精度、さらには成形品質が大幅
に高められるという顕著な効果を奏する。
【００２７】
【図１】本発明に係る射出成形機の制御方法を説明する
ための機能ブロック図、
ための機能ブロック図、
【図２】同制御方法を実施できる射出成形機のブロック
構成図、
構成図、
【図３】同制御方法により制御した場合の時間に対する
制御量等の特性図、
制御量等の特性図、
【図４】同制御方法を実施できる変更実施例に係る射出
成形機のブロック構成図、
成形機のブロック構成図、
【図５】従来の技術に係る射出成形機の制御方法を説明
するための機能ブロック図、
するための機能ブロック図、
２ アクチュエータ ２ｃ 射出シリンダ ３ スクリュ ４ サーボ弁 ５ コンピュータ機能部 Ｖｓ 設定値 ΔＰ サーボ弁の弁差圧（中間制御量） Ｖｃ 指令値 Ｖｄ 検出値 Ｌｄ 目標値
Claims (1)
- 【請求項１】 アクチュエータにより制御される被制御
対象の最終制御量を、予め設定した成形条件の設定値と
なるように制御する射出成形機の制御方法において、ア
クチュエータを動作させる中間制御量を検出し、検出し
た中間制御量，前記設定値，関数式及び既知の定数に基
づいてアクチュエータを作動制御する指令値をコンピュ
ータ機能部の演算処理により求めるとともに、前記最終
制御量を検出し、被制御対象の動作開始から、検出した
最終制御量の検出値が予め設定した目標値に達するまで
は、フィードフォワード制御に類する制御により、前記
指令値によってアクチュエータを作動制御し、他方、前
記検出値が予め設定した目標値に達したなら、当該検出
値と前記設定値に基づくフィードバック制御を併用し又
はフィードバック制御のみを行うようにしたことを特徴
とする射出成形機の制御方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4341311A JP2520832B2 (ja) | 1992-11-27 | 1992-11-27 | 射出成形機の制御方法 |
| US08/152,859 US5482662A (en) | 1992-11-27 | 1993-11-16 | Control method for injection molding machines |
| DE4340415A DE4340415C2 (de) | 1992-11-27 | 1993-11-26 | Steuerverfahren für Spritzgießmaschinen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4341311A JP2520832B2 (ja) | 1992-11-27 | 1992-11-27 | 射出成形機の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06166078A JPH06166078A (ja) | 1994-06-14 |
| JP2520832B2 true JP2520832B2 (ja) | 1996-07-31 |
Family
ID=18345076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4341311A Expired - Lifetime JP2520832B2 (ja) | 1992-11-27 | 1992-11-27 | 射出成形機の制御方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5482662A (ja) |
| JP (1) | JP2520832B2 (ja) |
| DE (1) | DE4340415C2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2657352B2 (ja) * | 1993-09-08 | 1997-09-24 | 日精樹脂工業株式会社 | 射出成形機の圧力検出方法及び装置 |
| JP2639625B2 (ja) * | 1994-04-15 | 1997-08-13 | 日精樹脂工業株式会社 | 射出成形機の制御方法及び装置 |
| US5585053A (en) * | 1994-04-15 | 1996-12-17 | Nissei Plastic Industrial Co., Ltd. | Method of controlling a movable member in a molding machine |
| JP2838647B2 (ja) * | 1994-05-16 | 1998-12-16 | 住友重機械工業株式会社 | 射出成形機におけるエジェクタ機構のエジェクタ戻限完了位置設定方法及び装置 |
| DE19540466A1 (de) * | 1995-03-17 | 1996-09-19 | Kuenkel Wagner Serv & Vertrieb | Sandformqualität durch Ölstrommessung zum Preßhaupt |
| JP3096895B2 (ja) * | 1996-10-09 | 2000-10-10 | 日精樹脂工業株式会社 | 射出成形機の制御方法 |
| US5997778A (en) * | 1998-04-23 | 1999-12-07 | Van Dorn Demag Corporation | Auto-tuned, adaptive process controlled, injection molding machine |
| US6192283B1 (en) | 1998-07-31 | 2001-02-20 | Siemens Energy & Automation, Inc. | Method and apparatus for adaptive control of a system or device |
| JP3999539B2 (ja) * | 2002-03-15 | 2007-10-31 | 株式会社日本製鋼所 | 重量式フィーダ、及び重量式フィーダによる原料の供給方法 |
| JP4355309B2 (ja) * | 2005-09-08 | 2009-10-28 | 日精樹脂工業株式会社 | 射出成形機 |
| JP4324148B2 (ja) * | 2005-09-08 | 2009-09-02 | 日精樹脂工業株式会社 | 射出成形機及びその制御方法 |
| DE102006031268A1 (de) * | 2006-07-06 | 2008-01-10 | Krauss Maffei Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur benutzerspezifischen Überwachung und Regelung der Produktion |
| JP5371382B2 (ja) * | 2008-11-10 | 2013-12-18 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 電力変換装置 |
| CN101524747B (zh) * | 2009-04-20 | 2012-09-05 | 广东伊之密精密机械股份有限公司 | 伺服控制半固态镁合金高速注射成型机 |
| CN106965398B (zh) * | 2017-04-16 | 2018-03-13 | 鹰星精密工业（深圳）有限公司 | 一种用于生产手机及电源适配器的塑胶模具 |
| JP2023032289A (ja) * | 2021-08-26 | 2023-03-09 | オムロン株式会社 | 温度制御装置および温度制御方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4290986A (en) * | 1978-08-03 | 1981-09-22 | Owens-Illinois, Inc. | Method for controlling a plastic extruder |
| IT1108528B (it) * | 1978-12-20 | 1985-12-09 | Sandretto Spa | Dispositivo di controllo della velocita di spostamento di un organomobile |
| EP0169390B1 (en) * | 1984-06-25 | 1992-09-02 | Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha | Injection molding machines and methods for controlling the same |
| JPS62299320A (ja) * | 1986-06-19 | 1987-12-26 | Fanuc Ltd | 射出成形機の自動原点調整方式 |
| DE3621083A1 (de) * | 1986-06-24 | 1988-01-07 | Philips Patentverwaltung | Regelverfahren zur erzeugung einer stellgroesse und schaltungsanordnung zum ausueben dieses regelverfahrens |
| DE3743351A1 (de) * | 1987-12-21 | 1988-05-05 | Ver Foerderung Inst Kunststoff | Verfahren zur fuehrung der schneckenvorlaufbewegung einer spritzgiessmaschine |
| DE3802254A1 (de) * | 1988-01-27 | 1989-08-24 | Kloeckner Ferromatik Desma | Verfahren zum steuern bzw. regeln von spritzgiessmaschinen |
| JPH0777747B2 (ja) * | 1988-03-22 | 1995-08-23 | 三菱重工業株式会社 | 射出成形機の制御方法 |
| JP2574007B2 (ja) * | 1988-08-02 | 1997-01-22 | ファナック株式会社 | 同期電動機のロータ |
| JP2544657B2 (ja) * | 1988-10-31 | 1996-10-16 | ファナック株式会社 | 電動式射出成形機における背圧制御方法 |
| DE3919823C3 (de) * | 1989-06-14 | 1998-04-09 | Mannesmann Ag | Spritzgießmaschine mit hydraulischen Verbrauchern |
| US5258918A (en) * | 1990-05-18 | 1993-11-02 | Allen-Bradley Company, Inc. | Selectable control function injection molding controller |
| JPH0452769A (ja) * | 1990-06-14 | 1992-02-20 | Nec Corp | 回路図エディタ |
| JPH0815751B2 (ja) * | 1990-09-25 | 1996-02-21 | 東洋機械金属株式会社 | 射出成形機のフィードバック制御装置 |
-
1992
- 1992-11-27 JP JP4341311A patent/JP2520832B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-11-16 US US08/152,859 patent/US5482662A/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-11-26 DE DE4340415A patent/DE4340415C2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06166078A (ja) | 1994-06-14 |
| DE4340415A1 (de) | 1994-06-01 |
| DE4340415C2 (de) | 2003-06-26 |
| US5482662A (en) | 1996-01-09 |
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