JP2707167B2 - 電動式射出成形機における金型保護方法及び装置 - Google Patents
電動式射出成形機における金型保護方法及び装置Info
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- JP2707167B2 JP2707167B2 JP3171625A JP17162591A JP2707167B2 JP 2707167 B2 JP2707167 B2 JP 2707167B2 JP 3171625 A JP3171625 A JP 3171625A JP 17162591 A JP17162591 A JP 17162591A JP 2707167 B2 JP2707167 B2 JP 2707167B2
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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
- B29C45/84—Safety devices
- B29C45/844—Preventing damage caused by obstructions or foreign matter caught between mould halves during mould closing, e.g. moulded parts or runners
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、射出成形機の型締機
構がサーボモータで駆動される電動式射出成形機におけ
る金型保護方法及び装置に関する。
構がサーボモータで駆動される電動式射出成形機におけ
る金型保護方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】射出成形機における型締工程において
は、金型間に成形品等の異物が残留したまま型締を行う
と、金型を破損するおそれがあるため、金型がタッチす
る位置より少し前の位置よりいわゆる金型保護区間を設
けて、この金型保護区間において、金型を移動させるサ
ーボモータにトルクリミットをかけその出力トルクを制
限して、金型を低トルクで移動させ金型タッチさせるよ
うにしていた（特開昭６１−１１４８３４号公報、特開
昭６３−２８６３１５号公報参照）。こうすることによ
って、成形品の落下不備により金型間に成形品等の異物
が残留したままの状態で金型を移動させても、金型等に
大きな衝撃力を与えて金型及び成形品の破損を生じない
ようにしていた。
は、金型間に成形品等の異物が残留したまま型締を行う
と、金型を破損するおそれがあるため、金型がタッチす
る位置より少し前の位置よりいわゆる金型保護区間を設
けて、この金型保護区間において、金型を移動させるサ
ーボモータにトルクリミットをかけその出力トルクを制
限して、金型を低トルクで移動させ金型タッチさせるよ
うにしていた（特開昭６１−１１４８３４号公報、特開
昭６３−２８６３１５号公報参照）。こうすることによ
って、成形品の落下不備により金型間に成形品等の異物
が残留したままの状態で金型を移動させても、金型等に
大きな衝撃力を与えて金型及び成形品の破損を生じない
ようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のようなサーボモ
ータを用いての金型保護では、通常、金型保護開始位置
に来たときタイマーをスタートさせて、タイムアップす
るまでにＮＣ側から金型タッチ位置までの位置決め完了
が行なわれたかどうかを判断している。しかし、この方
法では異物が残留している金型を挟んだ後でもタイマー
がタイムアップするまでは弱いけれどもさらに型締力を
加えてしまうと共に、事象の発生から判断までに時間が
かかって即応性に欠ける。さらに、金型保護区間に至る
までの金型移動は高速に行い金型保護開始位置から低速
にして作業能率を高めようとしても、トルクリミットが
かけられている金型保護区間ではサーボモータの制動が
きかず、金型や該金型を固定している可動プラテンの慣
性のため、モータのトルクより該慣性が上回り、金型保
護開始点で速度が十分減速されないまま金型の衝突を招
くおそれもあった。
ータを用いての金型保護では、通常、金型保護開始位置
に来たときタイマーをスタートさせて、タイムアップす
るまでにＮＣ側から金型タッチ位置までの位置決め完了
が行なわれたかどうかを判断している。しかし、この方
法では異物が残留している金型を挟んだ後でもタイマー
がタイムアップするまでは弱いけれどもさらに型締力を
加えてしまうと共に、事象の発生から判断までに時間が
かかって即応性に欠ける。さらに、金型保護区間に至る
までの金型移動は高速に行い金型保護開始位置から低速
にして作業能率を高めようとしても、トルクリミットが
かけられている金型保護区間ではサーボモータの制動が
きかず、金型や該金型を固定している可動プラテンの慣
性のため、モータのトルクより該慣性が上回り、金型保
護開始点で速度が十分減速されないまま金型の衝突を招
くおそれもあった。
【０００４】そこで、本発明は、型締工程において成形
品等の異物が残留している金型を挟んだことを速やかに
検出し即座に金型の移動停止を行うことのできる金型保
護方法及び装置を提供することを目的とする。
品等の異物が残留している金型を挟んだことを速やかに
検出し即座に金型の移動停止を行うことのできる金型保
護方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、型締機構に係
るサーボ回路の速度ループに対し外乱推定オブザーバを
組み、該外乱推定オブザーバによって推定された外乱ト
ルクの大きさが設定値以上か判断手段で判断し、設定値
以上であると、金型内に異物が残留している状態で金型
を駆動していると即座に検出し、アラームを出力しサー
ボモータを停止させる手段を設けることによって上記課
題の解決を図ったものである。
るサーボ回路の速度ループに対し外乱推定オブザーバを
組み、該外乱推定オブザーバによって推定された外乱ト
ルクの大きさが設定値以上か判断手段で判断し、設定値
以上であると、金型内に異物が残留している状態で金型
を駆動していると即座に検出し、アラームを出力しサー
ボモータを停止させる手段を設けることによって上記課
題の解決を図ったものである。
【０００６】
【作用】外乱推定オブザーバを組めば、外乱トルクを推
定することができる。そこで、型閉じ工程において異物
が残留した金型を挟んだときに発生するトルク変動を外
乱トルクとみなし上記オブザーバで推定される外乱トル
クが設定値以上に達したときは、成形品の落下不備等に
より異物が残留している金型を型閉じ工程で挟んだとし
て、その金型の移動を即座に停止する。そして、上記設
定値の大きさを機構部の耐強度に合わせて設定しておけ
ば、金型または成形品を破損するトルクが発生する前
に、異物が残留している金型を型閉じ工程で挟んだこと
を検出することができる。
定することができる。そこで、型閉じ工程において異物
が残留した金型を挟んだときに発生するトルク変動を外
乱トルクとみなし上記オブザーバで推定される外乱トル
クが設定値以上に達したときは、成形品の落下不備等に
より異物が残留している金型を型閉じ工程で挟んだとし
て、その金型の移動を即座に停止する。そして、上記設
定値の大きさを機構部の耐強度に合わせて設定しておけ
ば、金型または成形品を破損するトルクが発生する前
に、異物が残留している金型を型閉じ工程で挟んだこと
を検出することができる。
【０００７】
【実施例】図２は、位置に対し比例（Ｐ）制御を行い、
速度に対し比例，積分（ＰＩ）制御を行う射出成形機の
型締用サーボモータについてのサーボモータ制御系のブ
ロック線図であり、伝達関数１０のＫＰは位置ループに
おけるポジションゲイン、伝達関数１２は速度ループに
おける伝達関数で、Ｋ１は積分定数、Ｋ２は比例定数で
ある。また、伝達関数１４，１６はモータの伝達関数
で、Ｋｔはトルク定数、Ｊはイナーシャであり、伝達関
数１８は速度θ′を積分して位置θを算出する伝達関数
である。また、ＴＬはサーボモータにかかる負荷の大き
さによって変動する外乱トルクである。
速度に対し比例，積分（ＰＩ）制御を行う射出成形機の
型締用サーボモータについてのサーボモータ制御系のブ
ロック線図であり、伝達関数１０のＫＰは位置ループに
おけるポジションゲイン、伝達関数１２は速度ループに
おける伝達関数で、Ｋ１は積分定数、Ｋ２は比例定数で
ある。また、伝達関数１４，１６はモータの伝達関数
で、Ｋｔはトルク定数、Ｊはイナーシャであり、伝達関
数１８は速度θ′を積分して位置θを算出する伝達関数
である。また、ＴＬはサーボモータにかかる負荷の大き
さによって変動する外乱トルクである。
【０００８】位置指令値θｒから現在位置θのフィード
バック値を減算し、その差の位置偏差ε（＝θｒ−θ）
にポジションゲインＫP を乗じ、速度指令値Ｖc を求
め、該速度指令値Ｖc と実速度θ′との差（速度偏差）
によってＰＩ制御を行ってトルク指令値としての電流指
令値Ｉを求め、該電流指令値Ｉによりモータを駆動す
る。するとモータは速度θ′で回転し、この速度θ′を
積分して現在位置θが求められる。
バック値を減算し、その差の位置偏差ε（＝θｒ−θ）
にポジションゲインＫP を乗じ、速度指令値Ｖc を求
め、該速度指令値Ｖc と実速度θ′との差（速度偏差）
によってＰＩ制御を行ってトルク指令値としての電流指
令値Ｉを求め、該電流指令値Ｉによりモータを駆動す
る。するとモータは速度θ′で回転し、この速度θ′を
積分して現在位置θが求められる。
【０００９】この図２に示すサーボ系に対して外乱推定
オブザーバを組む。図３は、サーボモータにおけるオブ
ザーバ対象のモデルのブロック図で、符号１４は図２に
示すサーボモータのトルク定数Ｋｔの伝達関数、１６ａ
は図２における伝達関数１６を分割し、イナーシャＪの
伝達関数１６ａと積分項１６ｂに分けたものである。こ
の図３において、Ｉは入力としてのトルク指令、θ′，
ＴL は状態変数としての速度，外乱トルクを意味する。
オブザーバを組む。図３は、サーボモータにおけるオブ
ザーバ対象のモデルのブロック図で、符号１４は図２に
示すサーボモータのトルク定数Ｋｔの伝達関数、１６ａ
は図２における伝達関数１６を分割し、イナーシャＪの
伝達関数１６ａと積分項１６ｂに分けたものである。こ
の図３において、Ｉは入力としてのトルク指令、θ′，
ＴL は状態変数としての速度，外乱トルクを意味する。
【００１０】この図３のモデルにおいて、状態変数
θ′，ＴL に対する状態方程式は次のとおりになる。
θ′，ＴL に対する状態方程式は次のとおりになる。
【００１１】 θ″＝（１／Ｊ）・ＴL ＋（Ｋｔ／Ｊ）・Ｉ ・・・・・（１） ＴL ′＝０ ・・・・・（２） なお、上記（１）式においてθ″は加速度、（２）式に
おいてＴL ′は外乱トルクの時間的変化度を意味する
が、短い時間では外乱トルクＴL には変化がないとして
上記（２）式のとおりＴL ′＝０と仮定している。
おいてＴL ′は外乱トルクの時間的変化度を意味する
が、短い時間では外乱トルクＴL には変化がないとして
上記（２）式のとおりＴL ′＝０と仮定している。
【００１２】上記（１）及び（２）式で示す方程式よ
り、オブザーバを組む一般的な手法により、速度θ′，
外乱ＴL を推定する同一次元オブザーバを組むと図１に
符号５０で示すオブザーバとなる。この外乱推定オブザ
ーバ５０の項５２，５３のＫ3，Ｋ4 は外乱推定オブザ
ーバのパラメータであり、項５１は実際にサーボモータ
に出力されるトルク指令としての電流指令値Ｉに乗じる
パラメータの値で、モータのトルク定数Ｋｔをイナーシ
ャＪで除した値である。５４は積分項である。
り、オブザーバを組む一般的な手法により、速度θ′，
外乱ＴL を推定する同一次元オブザーバを組むと図１に
符号５０で示すオブザーバとなる。この外乱推定オブザ
ーバ５０の項５２，５３のＫ3，Ｋ4 は外乱推定オブザ
ーバのパラメータであり、項５１は実際にサーボモータ
に出力されるトルク指令としての電流指令値Ｉに乗じる
パラメータの値で、モータのトルク定数Ｋｔをイナーシ
ャＪで除した値である。５４は積分項である。
【００１３】そしてこの図１のオブザーバ５０の項５３
の出力ｘがＴL ／Ｊとなる。このことを以下に説明す
る。 まず、［Ｉ・Ｋt ＋ＴL ］・［１／（Ｊ・Ｓ）］＝θ′ ・・・・・（３） ［Ｉ・（Ｋt ／Ｊ）＋（θ′−ｖ）Ｋ3 ＋（θ′−ｖ）Ｋ4 ／Ｓ）］（１／Ｓ）＝ｖ ・・・・（４） （なお、ｖは積分項５４の出力で推定速度である） 上記（３）式より Ｉ＝（θ′・Ｊ・Ｓ−ＴL ）／Ｋｔ ・・・・・（５） そこで（４）式に（５）式を代入し整理すると、 （θ′・Ｊ・Ｓ−ＴL ）／Ｊ＋（θ′−ｖ）Ｋ3 ＋（θ′−ｖ）（Ｋ4 ／Ｓ）＝ｖ・Ｓ ・・・・・（６） また、 Ｓ（θ′−ｖ）＋（θ′−ｖ）・Ｋ3 ＋（θ′−ｖ）（Ｋ4 ／Ｓ）＝ＴL ／Ｊ ・・・・・・（７） この（７）式より （θ′−ｖ）＝（ＴL ／Ｊ）・［１／（Ｓ＋Ｋ3 ＋（Ｋ4 ／Ｓ）］ ・・・・・（８） 上記（８）式より項５３の出力ｘは次の（９）式で示さ
れる。
の出力ｘがＴL ／Ｊとなる。このことを以下に説明す
る。 まず、［Ｉ・Ｋt ＋ＴL ］・［１／（Ｊ・Ｓ）］＝θ′ ・・・・・（３） ［Ｉ・（Ｋt ／Ｊ）＋（θ′−ｖ）Ｋ3 ＋（θ′−ｖ）Ｋ4 ／Ｓ）］（１／Ｓ）＝ｖ ・・・・（４） （なお、ｖは積分項５４の出力で推定速度である） 上記（３）式より Ｉ＝（θ′・Ｊ・Ｓ−ＴL ）／Ｋｔ ・・・・・（５） そこで（４）式に（５）式を代入し整理すると、 （θ′・Ｊ・Ｓ−ＴL ）／Ｊ＋（θ′−ｖ）Ｋ3 ＋（θ′−ｖ）（Ｋ4 ／Ｓ）＝ｖ・Ｓ ・・・・・（６） また、 Ｓ（θ′−ｖ）＋（θ′−ｖ）・Ｋ3 ＋（θ′−ｖ）（Ｋ4 ／Ｓ）＝ＴL ／Ｊ ・・・・・・（７） この（７）式より （θ′−ｖ）＝（ＴL ／Ｊ）・［１／（Ｓ＋Ｋ3 ＋（Ｋ4 ／Ｓ）］ ・・・・・（８） 上記（８）式より項５３の出力ｘは次の（９）式で示さ
れる。
【００１４】 ｘ＝（θ′−ｖ）・（Ｋ4 ／Ｓ） ＝（ＴL ／Ｊ）・［Ｋ4 （Ｓ2 ＋Ｋ3 ・Ｓ＋Ｋ4 ）］ ・・・・・（９） そこで、上記（９）式において、パラメータＫ3 ，Ｋ4
を制御系が安定するように選択すると、 ｘ＝ＴL ／Ｊ ・・・・・（１０） となり、外乱トルクＴL をイナーシャＪで除した値が推
定される。
を制御系が安定するように選択すると、 ｘ＝ＴL ／Ｊ ・・・・・（１０） となり、外乱トルクＴL をイナーシャＪで除した値が推
定される。
【００１５】こうして、外乱推定オブザーバ５０によっ
て得られた外乱ＴL に比例した値ｘ（＝ＴL ／Ｊ）に項
６０のパラメータＪ・Ａ（Ｊはイナーシャ，Ａは単位系
を合わせるための定数）を乗じれば外乱トルクｙ＝ＴL
が推定される。この推定外乱トルクｙ＝ＴL と異物が残
留している金型を挟んだことを検出するために設定され
た設定値Ｔｓを比較器６２で比較した結果、推定外乱ト
ルクｙが大きければ、アラームを出力し速度ループの積
分器の値を「０」とすると共に以後の速度指令Ｖｃを
「０」にして型締用のサーボモータを停止させる。
て得られた外乱ＴL に比例した値ｘ（＝ＴL ／Ｊ）に項
６０のパラメータＪ・Ａ（Ｊはイナーシャ，Ａは単位系
を合わせるための定数）を乗じれば外乱トルクｙ＝ＴL
が推定される。この推定外乱トルクｙ＝ＴL と異物が残
留している金型を挟んだことを検出するために設定され
た設定値Ｔｓを比較器６２で比較した結果、推定外乱ト
ルクｙが大きければ、アラームを出力し速度ループの積
分器の値を「０」とすると共に以後の速度指令Ｖｃを
「０」にして型締用のサーボモータを停止させる。
【００１６】異物が残留している金型を挟んだことを検
出するために設定する上記設定値Ｔｓは型締機構の静摩
擦よりも大きく、かつ、金型や成形品の破壊限界よりも
小さい値に設定する。これにより、型閉じ工程におい
て、金型や成形品が破壊される前に確実に異物が残留し
ている金型を挟んだことを検出し、モータを停止させる
ことができる。
出するために設定する上記設定値Ｔｓは型締機構の静摩
擦よりも大きく、かつ、金型や成形品の破壊限界よりも
小さい値に設定する。これにより、型閉じ工程におい
て、金型や成形品が破壊される前に確実に異物が残留し
ている金型を挟んだことを検出し、モータを停止させる
ことができる。
【００１７】本発明において使用するサーボモータの出
力トルク、速度、位置を制御するサーボ制御をマイクロ
プロセッサと制御プログラムによりソフト制御するよう
にしたデジタルサーボによる制御方式を図４によって示
す。
力トルク、速度、位置を制御するサーボ制御をマイクロ
プロセッサと制御プログラムによりソフト制御するよう
にしたデジタルサーボによる制御方式を図４によって示
す。
【００１８】図４は本発明の一実施例の要部ブロック図
で、同図において符号１はスクリュー、２は固定プラテ
ン、３は可動プラテンで、上記固定プラテン２及び可動
プラテン３にはそれぞれ金型ｍ1 ，ｍ2 が取り付けられ
ている。上記可動プラテン３はサーボモータＭにより図
４中左右に移動させられるようになっている。４は上記
サーボモータＭのモータ軸に取り付けらた位置・速度検
出器としてのパルスコーダである。５はシリンダであ
る。
で、同図において符号１はスクリュー、２は固定プラテ
ン、３は可動プラテンで、上記固定プラテン２及び可動
プラテン３にはそれぞれ金型ｍ1 ，ｍ2 が取り付けられ
ている。上記可動プラテン３はサーボモータＭにより図
４中左右に移動させられるようになっている。４は上記
サーボモータＭのモータ軸に取り付けらた位置・速度検
出器としてのパルスコーダである。５はシリンダであ
る。
【００１９】さらに、２０は射出成形機を制御するため
のＮＣ装置で、該ＮＣ装置２０はＮＣ用ＣＰＵ３１，Ｐ
ＭＣ（プログラマブルマシンコントローラ）用ＣＰＵ３
２を有し、ＮＣ用ＣＰＵ３１には制御プログラムを格納
したＲＯＭ３７，及び、データの一時記憶等に利用され
るＲＡＭ３８がバス４５で結合され、又、ＰＭＣ用ＣＰ
Ｕ３２にはシーケンスプログラムを格納したＲＯＭ３
９，データの一時記憶等に利用されるＲＡＭ４０がバス
４５で結合されている。３４はＢＡＣで、ＮＣプログラ
ムや各種設定値を記憶しＮＣ用ＣＰＵ３１及びＰＭＣ用
ＣＰＵ３２が共にアクセスできる共有ＲＡＭ３５，及
び、上記ＮＣ用ＣＰＵ３１，ＰＭＣ用ＣＰＵ３２がバス
４５で接続され、該ＢＡＣ３４で使用するバスを制御す
るようになっている。又、該ＢＡＣ３４にはオペレータ
パネルコントローラ４１を介してＣＲＴ／ＭＤＩ４２が
接続されている。
のＮＣ装置で、該ＮＣ装置２０はＮＣ用ＣＰＵ３１，Ｐ
ＭＣ（プログラマブルマシンコントローラ）用ＣＰＵ３
２を有し、ＮＣ用ＣＰＵ３１には制御プログラムを格納
したＲＯＭ３７，及び、データの一時記憶等に利用され
るＲＡＭ３８がバス４５で結合され、又、ＰＭＣ用ＣＰ
Ｕ３２にはシーケンスプログラムを格納したＲＯＭ３
９，データの一時記憶等に利用されるＲＡＭ４０がバス
４５で結合されている。３４はＢＡＣで、ＮＣプログラ
ムや各種設定値を記憶しＮＣ用ＣＰＵ３１及びＰＭＣ用
ＣＰＵ３２が共にアクセスできる共有ＲＡＭ３５，及
び、上記ＮＣ用ＣＰＵ３１，ＰＭＣ用ＣＰＵ３２がバス
４５で接続され、該ＢＡＣ３４で使用するバスを制御す
るようになっている。又、該ＢＡＣ３４にはオペレータ
パネルコントローラ４１を介してＣＲＴ／ＭＤＩ４２が
接続されている。
【００２０】３３は射出成形機の各軸のサーボモータの
出力トルク，速度，位置の制御、即ち、サーボ制御用の
ＣＰＵで、該ＣＰＵ３３にはバス４５でデータの一時記
憶に利用するＲＡＭ４３，入出力回路４４及びサーボ制
御用の制御プログラム等を記憶するサーボ共有ＲＡＭ３
６が接続され、該サーボ共有ＲＡＭ３６にはＮＣ用ＣＰ
Ｕ３１がバス接続されている。
出力トルク，速度，位置の制御、即ち、サーボ制御用の
ＣＰＵで、該ＣＰＵ３３にはバス４５でデータの一時記
憶に利用するＲＡＭ４３，入出力回路４４及びサーボ制
御用の制御プログラム等を記憶するサーボ共有ＲＡＭ３
６が接続され、該サーボ共有ＲＡＭ３６にはＮＣ用ＣＰ
Ｕ３１がバス接続されている。
【００２１】上記入出力回路４４にはドライバ（Ｄ／Ａ
変換器を含む）７を介して電力増幅器６が接続され、該
電力増幅器６の出力で型締用サーボモータＭを駆動する
ようになっている。また、入出力回路４４には電力増幅
器６の出力、即ち、型締用サーボモータＭの駆動電流を
Ａ／Ｄ変換器９で変換した駆動電流値データと、パルス
コーダ４の出力とが入力されるようになっている。
変換器を含む）７を介して電力増幅器６が接続され、該
電力増幅器６の出力で型締用サーボモータＭを駆動する
ようになっている。また、入出力回路４４には電力増幅
器６の出力、即ち、型締用サーボモータＭの駆動電流を
Ａ／Ｄ変換器９で変換した駆動電流値データと、パルス
コーダ４の出力とが入力されるようになっている。
【００２２】以上のような構成において、射出成形機を
稼動させると、ＮＣ装置２０は、ＰＭＣ用ＣＰＵ３２が
ＲＯＭ３９に格納されたシーケンスプログラムによりシ
ーケンス制御を行い、ＮＣ用ＣＰＵ３１が共有ＲＡＭ３
５に格納されたＮＣプログラムによって、射出成形機の
各動作の制御を行い、各軸のサーボモータに対し移動指
令をサーボ共有ＲＡＭ３６に出力し記憶させる。サーボ
用ＣＰＵ３３は、この各軸毎の移動指令に対し、各軸毎
のサーボモータの位置制御，速度制御，トルク制御を行
うこととなる。例えば、型閉じ指令がサーボ共有ＲＡＭ
３６に入力されると、サーボ用ＣＰＵ３３は、この移動
指令値からパルスコーダ４からのフィードバックパルス
を減算し、位置偏差量εを求め、この位置偏差量にポジ
ションゲインＫP を乗じて速度指令を求め、該速度指令
から、上記パルスコーダで検出されるサーボモータＭの
現在速度を減じて速度偏差を求め、速度ループ処理を行
って、サーボモータＭへの電流指令値を求め、この電流
指令値とＡ／Ｄ変換器９，入出力回路４４を介して入力
される現在のサーボモータＭの駆動電流値との差により
電流ループ処理を行って、入出力回路４４，ドライバ７
を介して電力増幅器６に出力し、型締用サーボモータＭ
を駆動することとなる。
稼動させると、ＮＣ装置２０は、ＰＭＣ用ＣＰＵ３２が
ＲＯＭ３９に格納されたシーケンスプログラムによりシ
ーケンス制御を行い、ＮＣ用ＣＰＵ３１が共有ＲＡＭ３
５に格納されたＮＣプログラムによって、射出成形機の
各動作の制御を行い、各軸のサーボモータに対し移動指
令をサーボ共有ＲＡＭ３６に出力し記憶させる。サーボ
用ＣＰＵ３３は、この各軸毎の移動指令に対し、各軸毎
のサーボモータの位置制御，速度制御，トルク制御を行
うこととなる。例えば、型閉じ指令がサーボ共有ＲＡＭ
３６に入力されると、サーボ用ＣＰＵ３３は、この移動
指令値からパルスコーダ４からのフィードバックパルス
を減算し、位置偏差量εを求め、この位置偏差量にポジ
ションゲインＫP を乗じて速度指令を求め、該速度指令
から、上記パルスコーダで検出されるサーボモータＭの
現在速度を減じて速度偏差を求め、速度ループ処理を行
って、サーボモータＭへの電流指令値を求め、この電流
指令値とＡ／Ｄ変換器９，入出力回路４４を介して入力
される現在のサーボモータＭの駆動電流値との差により
電流ループ処理を行って、入出力回路４４，ドライバ７
を介して電力増幅器６に出力し、型締用サーボモータＭ
を駆動することとなる。
【００２３】図５は、上記ＮＣ装置２０のサーボ用ＣＰ
Ｕ３３がＮＣ用ＣＰＵ３１からの指令を受けて位置，速
度ループ処理周期毎実施する処理のフローチャートであ
る。
Ｕ３３がＮＣ用ＣＰＵ３１からの指令を受けて位置，速
度ループ処理周期毎実施する処理のフローチャートであ
る。
【００２４】ＮＣ装置２０から出力される位置指令とサ
ーボモータＭに取付けられたパルスコーダ４によって検
出される現在位置（位置のフィードバック値）より、従
来と同様に位置ループ処理を行って速度指令値Ｖｃを算
出する（ステップＳ１０１）。次に、パルスコーダ４に
よって検出される可動プラテン３の現在位置が金型保護
区間内にあるかどうかを判断する（ステップＳ１０
２）。すなわち、上記現在位置が金型保護開始位置を越
えたか、また、金型タッチ位置に達したかどうかを判断
する。金型保護区間に到達してないか或いは上記区間を
越えたときは、ステップＳ１０９に移行し、ステップＳ
１０１で求めた速度指令値Ｖｃとパルスコーダ４から得
られるサーボモータＭの実速度より、従来と同様に速度
ループ処理を行い、トルク指令値としての電流指令値Ｉ
を算出し、且つこの算出した電流指令値Ｉを実速度θ′
と共にレジスタに記憶して（ステップＳ１０９）、電流
ループにトルク指令値としての電流指令値Ｉを引き渡し
（ステップＳ１１０）、当該周期の処理を終了する。
ーボモータＭに取付けられたパルスコーダ４によって検
出される現在位置（位置のフィードバック値）より、従
来と同様に位置ループ処理を行って速度指令値Ｖｃを算
出する（ステップＳ１０１）。次に、パルスコーダ４に
よって検出される可動プラテン３の現在位置が金型保護
区間内にあるかどうかを判断する（ステップＳ１０
２）。すなわち、上記現在位置が金型保護開始位置を越
えたか、また、金型タッチ位置に達したかどうかを判断
する。金型保護区間に到達してないか或いは上記区間を
越えたときは、ステップＳ１０９に移行し、ステップＳ
１０１で求めた速度指令値Ｖｃとパルスコーダ４から得
られるサーボモータＭの実速度より、従来と同様に速度
ループ処理を行い、トルク指令値としての電流指令値Ｉ
を算出し、且つこの算出した電流指令値Ｉを実速度θ′
と共にレジスタに記憶して（ステップＳ１０９）、電流
ループにトルク指令値としての電流指令値Ｉを引き渡し
（ステップＳ１１０）、当該周期の処理を終了する。
【００２５】一方、現在位置が金型保護区間にあるとき
は、次に、アラーム発生についてのフラグＦが立ってい
る（「１」）か否か判断する（ステップ１０３）。な
お、このフラグＦは初期設定で「０」に設定されてお
り、型締工程において異物が残留する金型を挟んだこと
が検出されない間は「０」の状態を維持している。ここ
で該フラグＦが「１」でなければ、図１に示す外乱推定
オブザーバ５０及びブロック６１の処理を実行し、推定
外乱トルクｙを求める（ステップＳ１０４）。この推定
外乱トルクｙを求めるには当該周期の前の周期（フラグ
Ｆ＝０の状態）に求めレジスタ等に一時記憶しておいた
電流指令値Ｉ及び実速度θ′を呼び出して図１に示す外
乱推定オブザーバ５０に入力することにより行う。な
お、このステップのサブルーチンについては後述する。
それから、こうして求めた推定外乱トルクｙが、異物が
残留している金型を挟んだことを検出するために設定さ
れた閾値Ｔｓより大きいか否か判断し（ステップＳ１０
４）、それが閾値Ｔｓより小さければ、ここからステッ
プＳ１０９に移行して、ステップＳ１０１で求めた速度
指令値Ｖｃとパルスコーダ４からの位置データを処理し
て得たサーボモータＭの実速度より、従来と同様に速度
ループ処理を行い電流指令値Ｉ（トルク指令値）を算出
し、且つこの算出した電流指令値Ｉを実速度θ′と共に
レジスタに記憶したうえで、電流ループに該電流指令値
Ｉを引き渡し（ステップＳ１０９，Ｓ１１０）、当該周
期の処理を終了する。
は、次に、アラーム発生についてのフラグＦが立ってい
る（「１」）か否か判断する（ステップ１０３）。な
お、このフラグＦは初期設定で「０」に設定されてお
り、型締工程において異物が残留する金型を挟んだこと
が検出されない間は「０」の状態を維持している。ここ
で該フラグＦが「１」でなければ、図１に示す外乱推定
オブザーバ５０及びブロック６１の処理を実行し、推定
外乱トルクｙを求める（ステップＳ１０４）。この推定
外乱トルクｙを求めるには当該周期の前の周期（フラグ
Ｆ＝０の状態）に求めレジスタ等に一時記憶しておいた
電流指令値Ｉ及び実速度θ′を呼び出して図１に示す外
乱推定オブザーバ５０に入力することにより行う。な
お、このステップのサブルーチンについては後述する。
それから、こうして求めた推定外乱トルクｙが、異物が
残留している金型を挟んだことを検出するために設定さ
れた閾値Ｔｓより大きいか否か判断し（ステップＳ１０
４）、それが閾値Ｔｓより小さければ、ここからステッ
プＳ１０９に移行して、ステップＳ１０１で求めた速度
指令値Ｖｃとパルスコーダ４からの位置データを処理し
て得たサーボモータＭの実速度より、従来と同様に速度
ループ処理を行い電流指令値Ｉ（トルク指令値）を算出
し、且つこの算出した電流指令値Ｉを実速度θ′と共に
レジスタに記憶したうえで、電流ループに該電流指令値
Ｉを引き渡し（ステップＳ１０９，Ｓ１１０）、当該周
期の処理を終了する。
【００２６】一方、ステップＳ１０５で算出された推定
外乱トルクｙが閾値Ｔｓ以上のときには、異物が残留す
る金型を挟んだことが検出されたとしてアラームを出力
し（ステップＳ１０６）、フラグＦを「１」にセットし
（ステップＳ１０７）、そして速度指令値Ｖｃを
「０」、速度ループの積分器を「０」にしたうえで（ス
テップＳ１０８）速度ループ処理を行う（ステップＳ１
０９）。この速度ループ処理において電流指令値Ｉを求
め、これを電流ループに引渡す。また、このステップで
上記求めた電流指令値Ｉを実速度θ′と共にレジスタに
記憶する。こうして速度指令値Ｖｃが「０」で速度ルー
プの積分器が「０」となるので、速度ループ処理によっ
て出力される電流指令値は速度フィードバックによる型
閉じ方向と逆方向の電流指令値（トルク指令値）となる
ので、サーボモータＭは急速に停止することになる。ま
たは、非常停止状態にし、型閉め動作を終了させること
もできる。すなわち、電力増幅器６と型締用サーボモー
タのＵ，Ｖ，Ｗ相の各巻線端子との接続をオフにし、Ｕ
相端子とＶ相端子，Ｖ相端子とＷ相端子，Ｗ相端子とＶ
相端子を抵抗を介してそれぞれ接続することによって非
常停止状態とすることによって型閉め動作を終了させ
る。
外乱トルクｙが閾値Ｔｓ以上のときには、異物が残留す
る金型を挟んだことが検出されたとしてアラームを出力
し（ステップＳ１０６）、フラグＦを「１」にセットし
（ステップＳ１０７）、そして速度指令値Ｖｃを
「０」、速度ループの積分器を「０」にしたうえで（ス
テップＳ１０８）速度ループ処理を行う（ステップＳ１
０９）。この速度ループ処理において電流指令値Ｉを求
め、これを電流ループに引渡す。また、このステップで
上記求めた電流指令値Ｉを実速度θ′と共にレジスタに
記憶する。こうして速度指令値Ｖｃが「０」で速度ルー
プの積分器が「０」となるので、速度ループ処理によっ
て出力される電流指令値は速度フィードバックによる型
閉じ方向と逆方向の電流指令値（トルク指令値）となる
ので、サーボモータＭは急速に停止することになる。ま
たは、非常停止状態にし、型閉め動作を終了させること
もできる。すなわち、電力増幅器６と型締用サーボモー
タのＵ，Ｖ，Ｗ相の各巻線端子との接続をオフにし、Ｕ
相端子とＶ相端子，Ｖ相端子とＷ相端子，Ｗ相端子とＶ
相端子を抵抗を介してそれぞれ接続することによって非
常停止状態とすることによって型閉め動作を終了させ
る。
【００２７】その次の周期からはフラグＦが「１」にセ
ットされているから、ステップＳ１０３からステップＳ
１０８へ移行し、ここで速度指令を「０」，速度ループ
の積分器を「０」として速度ループ処理を行い、そして
電流指令値Ｉ（トルク指令値）を求め（ステップＳ１０
９）、電流ループに引渡して（ステップＳ１１０）当該
周期の処理を終了することとなる。
ットされているから、ステップＳ１０３からステップＳ
１０８へ移行し、ここで速度指令を「０」，速度ループ
の積分器を「０」として速度ループ処理を行い、そして
電流指令値Ｉ（トルク指令値）を求め（ステップＳ１０
９）、電流ループに引渡して（ステップＳ１１０）当該
周期の処理を終了することとなる。
【００２８】上記図５のフローチャートにおけるステッ
プＳ１０４（オブザーバ処理）のサブルーチンについて
図６のフローチャートに示す。これは図１に示された外
乱推定オブザーバ５０の動作を説明するものである。処
理が図５のフローチャートにおけるステップＳ１０４に
到達すると、まず、入力された前周期の電流指令値Ｉに
パラメータＫt ／Ｊをかけた値をレジスタＲ1 に記憶す
る（ステップＳ２０１）。次に前周期の実速度θ′とア
キュムレータＡ(v) に記憶されている推定速度（前周期
の推定速度ｖである）との差｛θ′−Ａ(v) ｝にパラメ
ータＫ3 をかけた値をレジスタＲ2 に記憶する（ステッ
プＳ２０２）。そして上記前周期の実速度θ′とアキュ
ムレータＡ(v) に記憶されている推定速度との差｛θ′
−Ａ(v)｝をアキュムレータＡ1 に蓄積することで積分
を行う（ステップＳ２０３）。それから、アキュムレー
タＡ1 に蓄積されている値にパラメータＫ4 をかけた値
をレジスタＲ(x) に記憶する（ステップＳ２０４）。次
に、アキュムレータＡ(v)に対し、ステップＳ２０１，
Ｓ２０２，Ｓ２０３でそれぞれ求めレジスタに格納した
値Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ(x) を蓄積する。以上の処理を行って
から、ステップＳ２０４で求めたＲ(x) にイナーシャ
Ｊ、定数Ａをかけて推定外乱トルクｙを求めレジスタＲ
(y) に格納する。そうして、図５のフローチャートにお
けるステップＳ１０５に帰る。
プＳ１０４（オブザーバ処理）のサブルーチンについて
図６のフローチャートに示す。これは図１に示された外
乱推定オブザーバ５０の動作を説明するものである。処
理が図５のフローチャートにおけるステップＳ１０４に
到達すると、まず、入力された前周期の電流指令値Ｉに
パラメータＫt ／Ｊをかけた値をレジスタＲ1 に記憶す
る（ステップＳ２０１）。次に前周期の実速度θ′とア
キュムレータＡ(v) に記憶されている推定速度（前周期
の推定速度ｖである）との差｛θ′−Ａ(v) ｝にパラメ
ータＫ3 をかけた値をレジスタＲ2 に記憶する（ステッ
プＳ２０２）。そして上記前周期の実速度θ′とアキュ
ムレータＡ(v) に記憶されている推定速度との差｛θ′
−Ａ(v)｝をアキュムレータＡ1 に蓄積することで積分
を行う（ステップＳ２０３）。それから、アキュムレー
タＡ1 に蓄積されている値にパラメータＫ4 をかけた値
をレジスタＲ(x) に記憶する（ステップＳ２０４）。次
に、アキュムレータＡ(v)に対し、ステップＳ２０１，
Ｓ２０２，Ｓ２０３でそれぞれ求めレジスタに格納した
値Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ(x) を蓄積する。以上の処理を行って
から、ステップＳ２０４で求めたＲ(x) にイナーシャ
Ｊ、定数Ａをかけて推定外乱トルクｙを求めレジスタＲ
(y) に格納する。そうして、図５のフローチャートにお
けるステップＳ１０５に帰る。
【００２９】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、型締機
構に係るサーボ回路の速度ループに対し外乱推定オブザ
ーバを組み、該外乱推定オブザーバによって推定された
外乱の大きさが設定値以上になったとき、金型内に異物
が残留している状態で金型を駆動していると即座に検出
することによって、金型や成形品の破損を完全に回避す
ることができる。
構に係るサーボ回路の速度ループに対し外乱推定オブザ
ーバを組み、該外乱推定オブザーバによって推定された
外乱の大きさが設定値以上になったとき、金型内に異物
が残留している状態で金型を駆動していると即座に検出
することによって、金型や成形品の破損を完全に回避す
ることができる。
【図１】本発明の一実施例の外乱推定オブザーバのブロ
ック図である。
ック図である。
【図２】サーボモータ制御系のブロック図である。
【図３】外乱推定オブザーバを組むモデルのブロック図
である。
である。
【図４】本発明において型締用サーボモータの制御に使
用するデジタルサーボを示す要部ブロック図である。
用するデジタルサーボを示す要部ブロック図である。
【図５】デジタルサーボのプロセッサが行う本実施例の
位置，速度ループ処理及び外乱推定オブザーバ処理のフ
ローチャートである。
位置，速度ループ処理及び外乱推定オブザーバ処理のフ
ローチャートである。
【図６】外乱推定オブザーバ処理についてのフローチャ
ートである。
ートである。
２ 固定金型 ３ 可動金型 ４ パルスコーダ ２０ ＮＣ装置 ５０ 外乱推定オブザーバ Ｍ 型締用サーボモータ Ｉ トルク指令値としての電流指令値 ＴL 外乱トルク θ′ サーボモータの実速度 ｙ 推定外乱トルク
Claims (2)
- 【請求項１】 サーボモータを駆動制御して型締機構を
駆動する電動式射出成形機における金型保護方法であっ
て、上記サーボモータを駆動制御するサーボ回路の速度
ループに対し外乱推定オブザーバを組み込み、該外乱推
定オブザーバによって外乱トルクを推定し、該推定外乱
トルクの値が設定値以上になったときに、金型内に異物
が存在しているとしてアラームを出力し、上記サーボモ
ータを停止させるようにした電動式射出成形機における
金型保護方法。 - 【請求項２】 サーボモータを駆動制御して型締機構を
駆動する電動式射出成形機における金型保護装置であっ
て、上記サーボモータに掛かる外乱トルクを推定する外
乱推定オブザーバと、該外乱推定オブザーバで推定され
た外乱トルクが設定値以上か判断する判断手段と、該判
断手段で推定外乱トルクが設定値以上と判断されたとき
アラームを出力し上記サーボモータを停止させる手段と
を備えた電動式射出成形機における金型保護装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3171625A JP2707167B2 (ja) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | 電動式射出成形機における金型保護方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3171625A JP2707167B2 (ja) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | 電動式射出成形機における金型保護方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04368832A JPH04368832A (ja) | 1992-12-21 |
| JP2707167B2 true JP2707167B2 (ja) | 1998-01-28 |
Family
ID=15926651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3171625A Expired - Fee Related JP2707167B2 (ja) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | 電動式射出成形機における金型保護方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2707167B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3080617B1 (ja) | 1999-07-19 | 2000-08-28 | ファナック株式会社 | 射出成形機の金型保護装置 |
| JP3881633B2 (ja) * | 2003-05-02 | 2007-02-14 | 日精樹脂工業株式会社 | 射出成形機の型締制御方法 |
| CN100439081C (zh) * | 2003-05-02 | 2008-12-03 | 日精树脂工业株式会社 | 用于注射成型机的模具夹紧控制方法 |
| JP6894742B2 (ja) * | 2017-03-29 | 2021-06-30 | 住友重機械工業株式会社 | 射出成形機 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0252706A (ja) * | 1988-08-17 | 1990-02-22 | Mitsubishi Electric Corp | 金型間異物検出装置 |
-
1991
- 1991-06-17 JP JP3171625A patent/JP2707167B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04368832A (ja) | 1992-12-21 |
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