JP4568343B2 - Acceleration / deceleration control method for machine moving parts - Google Patents
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Description
本発明は、サーボモータによって位置、速度が制御される機械の可動部の加減速制御方法に関する。 The present invention relates to an acceleration / deceleration control method for a movable part of a machine whose position and speed are controlled by a servo motor.
産業機械等の各種機械においては、機械の可動部をサーボモータで駆動し、該サーボモータの速度、位置を制御することによって、可動部の位置、速度を制御している。
この可動部の位置、速度の制御には、数値制御装置等の制御装置によって、可動部が移動開始する始点から終点までの移動距離と設定速度に基づいて、加減速制御して所定周期毎の移動指令を生成し、該移動指令でサーボモータを駆動し、可動部を駆動制御している。この加減速制御は一般に、設定された時定数に基づいて、速度を指令速度まで加速し、又、減速停止させる制御が行われている。
In various machines such as industrial machines, the position and speed of the movable part are controlled by driving the movable part of the machine with a servo motor and controlling the speed and position of the servo motor.
For controlling the position and speed of the movable part, a control device such as a numerical control device performs acceleration / deceleration control based on the moving distance from the start point to the end point and the set speed at which the movable part starts moving. A movement command is generated, the servo motor is driven by the movement command, and the movable part is driven and controlled. In general, this acceleration / deceleration control is performed to accelerate the speed to a command speed and to decelerate and stop based on a set time constant.
又、設定された時定数により決まる一定の加速度で速度制御するのではなく、加速度を変化させてモータの速度を制御する方法として、機械の摩擦、重力値、モータの出力トルク性能等によって決まる出力可能な加速度を速度の関数で表した制限加速度曲線を求め、該制限加速度曲線に一致又は近似するように速度―加速度曲線を設定し、該速度―加速度曲線に基づいて、速度に応じた加速度でモータの速度を制御する方式が公知である(特許文献1参照)。 Rather than controlling the speed at a constant acceleration determined by the set time constant, the method of controlling the motor speed by changing the acceleration is an output determined by machine friction, gravity value, motor output torque performance, etc. Obtain a limited acceleration curve that represents possible acceleration as a function of speed, set a speed-acceleration curve to match or approximate the limited acceleration curve, and based on the speed-acceleration curve, A method for controlling the speed of the motor is known (see Patent Document 1).
さらに、ロボットの各関節軸の駆動制御において、関節軸の座標値に対する加減速度をテーブルに記憶しておき、移動開始時に、移動始点で関節軸の始点座標値と目標位置から関節軸の終点座標値に対応する加速度をテーブルより求めて、始点での加速度、終点での減速度として設定し、さらに、各関節軸の設定加速度、減速度の中から最小の加速度、減速度を選択して、速度を制御するようにした発明も知られている(特許文献2参照)。 Furthermore, in the drive control of each joint axis of the robot, the acceleration / deceleration with respect to the coordinate value of the joint axis is stored in a table, and at the start of movement, the start point coordinate value of the joint axis and the end point coordinate of the joint axis from the target position Find the acceleration corresponding to the value from the table, set it as the acceleration at the start point and the deceleration at the end point, and select the minimum acceleration and deceleration from the set acceleration and deceleration of each joint axis, An invention in which the speed is controlled is also known (see Patent Document 2).
また、溶融樹脂を金型内に射出するスクリュ等の可動部をモータで駆動する電動式射出成形機においては、射出工程をスクリュ位置に応じて複数の段数に区分して各段の射出速度(モータ回転速度)を変えて射出を行う方法がとられており、この場合、金型内を流れる樹脂の速度を制御するため、樹脂の粘性、金型形状、金型内における樹脂の充填状態に応じて射出速度の急激な変化を避けることが必要なことから、各段の速度や次段への速度に切り替わるときの加速度を各段毎に設定し、各段の加速、減速時の加速度を変えるようにして、例えば、樹脂が成形品のゲートを流れる場合には急激に減速し、樹脂がゲートから製品部に入る際にはゆっくり加速し樹脂の流れが乱れることがないようにする成形方法が知られている。 Moreover, in an electric injection molding machine that drives a movable part such as a screw that injects molten resin into a mold with a motor, the injection process is divided into a plurality of stages according to the screw position, and the injection speed ( In this case, in order to control the speed of the resin flowing in the mold, the viscosity of the resin, the shape of the mold, and the resin filling state in the mold are controlled. Therefore, it is necessary to avoid sudden changes in the injection speed, so the acceleration when switching to the speed of each stage and the speed to the next stage is set for each stage, and the acceleration at each stage acceleration and deceleration is set. For example, when the resin flows through the gate of the molded product, the molding speed is rapidly reduced, and when the resin enters the product part from the gate, the molding process is performed so that the flow of the resin is not disturbed. It has been known.
また、モータと機械可動部の間にトルクや速度を増幅する機構を設けて、機械可動部を、これら機構を介して駆動する方式も一般的である。例えば、電動式射出成形機や電動式プレス機械等の産業機械では、モータの回転力をトグル機構・クランク機構などの増幅機構を使用して増速して使用することが多い。 In general, a mechanism for amplifying torque and speed is provided between the motor and the machine movable part, and the machine movable part is driven via these mechanisms. For example, in an industrial machine such as an electric injection molding machine or an electric press machine, the rotational force of the motor is often increased by using an amplification mechanism such as a toggle mechanism or a crank mechanism.
トグル機構・クランク機構等の速度増幅機構を使用した場合、可動部を駆動するモータの速度より可動部の速度が速くなり、機械動作サイクル時間の短縮効果が図れる。しかし、速度増幅機構の位置によっては可動部の速度変動が大きくなるという問題があり、モータの回転速度が一定でも速度増幅機構の位置によって、可動部の速度が急激に増加したり、急激に減少したり、速度が大きく変動し、大きな加速度が発生する。そのため、可動部に対して最適な速度制御を行うには、モータの位置(速度増幅機構の位置)に応じて加速度や速度を変化させる必要がある。 When a speed amplifying mechanism such as a toggle mechanism or a crank mechanism is used, the speed of the movable part becomes faster than the speed of the motor that drives the movable part, and the effect of shortening the machine operation cycle time can be achieved. However, there is a problem that the speed fluctuation of the movable part increases depending on the position of the speed amplification mechanism, and even if the rotational speed of the motor is constant, the speed of the movable part increases or decreases rapidly depending on the position of the speed amplification mechanism. Or the speed fluctuates greatly and a large acceleration occurs. Therefore, in order to perform optimum speed control on the movable part, it is necessary to change the acceleration and speed according to the position of the motor (position of the speed amplification mechanism).
上述した特許文献1に記載された発明は、速度の関数として加速度を設定するものである。又、射出成形機における射出工程の速度制御の例や特許文献2に記載された発明では、位置によって加速度を変えるものであるが、各移動指令毎に加速度を変更して速度制御を行うものである。移動位置を複数の移動指令に区分し、各移動指令による移動開始と終了時点での加速度を制御するものであるから、複数の移動指令に分ける必要がある。
The invention described in
そこで、本発明の目的は、一つの移動指令での移動中において、モータの位置に応じて加速度を変更できる加減速制御方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an acceleration / deceleration control method capable of changing acceleration according to the position of a motor during movement with a single movement command.
本発明は、位置に応じて速度増幅率が変化する速度増幅機構を備え、制御装置からの移動指令に基づいて機械の可動部をサーボモータによって前記速度増幅機構を介して駆動制御し、可動部の位置、速度を制御する加減速制御方法であって、
前記移動指令による目標位置までの移動中のサーボモータの位置に対応する加速度を前記速度増幅機構の速度増幅率の逆数から求めて加速度パターンとして予め前記制御装置に設定しておき、サーボモータ駆動中、前記加速度パターンに基づいて、サーボモータの位置に応じて加速度を変更し速度を制御する機械可動部の加減速制御方法である。
前記加速度パターンの設定は、サーボモータの位置に対応する加速度がテーブルに設定記憶される態様と、位置に対応する加速度の関係を示す関数を設定する態様がある。
The present invention includes a speed amplification mechanism in which a speed amplification factor changes according to a position, and drives and controls a movable part of a machine via a speed amplification mechanism by a servo motor based on a movement command from a control device. An acceleration / deceleration control method for controlling the position and speed of
The acceleration corresponding to the position of the servo motor that is moving to the target position according to the movement command is obtained from the reciprocal of the speed amplification factor of the speed amplification mechanism and set in the control device in advance as an acceleration pattern. , based on the acceleration pattern, Ru deceleration control method der mechanical movable part to control the speed to change the acceleration in accordance with the position of the servomotor.
The setting of the acceleration pattern includes an aspect in which acceleration corresponding to the position of the servo motor is set and stored in a table, and an aspect in which a function indicating the relationship between the acceleration corresponding to the position is set.
又、前記加速度パターンは、速度増幅機構を介して前記サーボモータで駆動される可動部の位置に応じて速度を測定して求めるようにした。 The acceleration pattern is obtained by measuring the speed according to the position of the movable part driven by the servo motor via a speed amplification mechanism.
本発明は、加速度パターンによって、加速途中、減速途中でも、該加速、減速中の加速度とは異なった加速度で加速、減速を行うことができるので、サーボモータの位置に応じて、最適な加速、減速制御ができる。又、トグル機構やクランク機構等の速度増幅機構を用いている場合には、駆動源のサーボモータの速度、加速度と該速度増幅機構を介して駆動される可動部の速度、加速度が異なることになるが、加速度パターンを設定することによって、可動部の速度、加速度も所望のものに制御することが容易となる。 According to the present invention, the acceleration pattern can be accelerated and decelerated at an acceleration different from the acceleration during deceleration, even during acceleration and deceleration, depending on the position of the servo motor. Deceleration control is possible. In addition, when a speed amplification mechanism such as a toggle mechanism or a crank mechanism is used, the speed and acceleration of the servo motor of the drive source are different from the speed and acceleration of the movable part driven through the speed amplification mechanism. However, by setting the acceleration pattern, it becomes easy to control the speed and acceleration of the movable part to desired ones.
以下、本発明の機械可動部の加減速制御方法を電動式射出成形機の可動プラテン(可動部)の駆動制御に適用した一例で説明する。 Hereinafter, an example in which the acceleration / deceleration control method for a machine movable part of the present invention is applied to drive control of a movable platen (movable part) of an electric injection molding machine will be described.
図1は、本発明の加減速制御方法を適用した一実施形態としての電動式射出成形機の概要図である。
射出シリンダ1の先端にはノズル部2が取り付けられ、該射出シリンダ1内には、射出スクリュ3が挿通されている。射出スクリュ3には該射出スクリュ3にかかる圧力により樹脂圧力を検出するロードセル等の圧力センサ5が設けられ、該射出スクリュ3は、スクリュ回転用サーボモータM2により、プーリ、ベルト等で構成された伝動手段6を介して回転させられる。又、射出スクリュ3は、射出用サーボモータM1によって、プーリ、ベルト、ボールねじ/ナット機構等の回転運動を直線運動に変換する機構を含む伝動手段7を介して駆動され、該射出スクリュ3の軸方向に移動させられる。なお、符号P1は、サーボモータM1の位置、速度を検出することによって、射出スクリュ3の軸方向の位置、速度を検出する位置・速度検出器であり、符号P2は、サーボモータM2の位置、速度を検出することによって、射出スクリュ3の回転位置、速度を検出する位置・速度検出器である。又、符号4は、射出シリンダ1に樹脂を供給するホッパである。
FIG. 1 is a schematic diagram of an electric injection molding machine as an embodiment to which the acceleration / deceleration control method of the present invention is applied.
A
金型11は、固定プラテン8と可動プラテン9に取り付けられ、可動プラテン9とリアプラテン10の間にはトルクや速度を増幅する増幅機構であるトグル機構13が設けられている。又、可動プラテン9には、金型内の成形品を突き出すための突出用サーボモータM3が設けられ、プーリ、ベルト等で構成された伝動手段16を介して金型内に突出ピンを突出させて金型内の成形品を取り出す。又、リアプラテン10には型開閉用サーボモータM4が設けられ、プーリ、ベルト等で構成された伝動手段15を介して、リアプラテン10に回転自在に軸受されたボールネジ14を駆動する。該ボールネジ14は、トグル機構13のクロスヘッド13aに設けられたナットと螺合し、型開閉用サーボモータM4の回転によってボールネジ14が回転することによってナットと一体のクロスヘッド13aが図1において左右に移動し、トグル機構13のリンクを伸縮させて可動プラテン9を移動させ、金型の開閉、型締めを実行する。又、P3、P4は位置・速度検出器であり、サーボモータM3、M4の回転位置、速度が検出される。
The mold 11 is attached to the
射出成形機の制御装置30は、数値制御用のマイクロプロセッサであるCNCCPU40、プログラマブルマシンコントローラ用のマイクロプロセッサであるPMCCPU39、及びサーボ制御用のマイクロプロセッサであるサーボCPU37を有し、バス48を介して相互の入出力を選択することにより各マイクロプロセッサ間での情報伝達が行えるようになっている。
The control device 30 of the injection molding machine has a CNC CPU 40 that is a microprocessor for numerical control, a
サーボCPU37には、位置ループ、速度ループ、電流ループの処理を行うサーボ制御専用の制御プログラムを格納したROM35やデータの一時記憶に用いられるRAM36が接続されている。また、サーボCPU37は、A/D(アナログ/デジタル)変換器38を介して射出成形機本体側に設けられた射出圧等の各種圧力を検出する圧力センサ5からの圧力信号を検出できるように接続されている。更に、サーボCPU37には、該CPU37からの指令に基づいて、射出用、スクリュ回転用、製品突出用、型開閉用の各サーボモータM1、M2、M3、M4を駆動するサーボアンプ34、33、32、31が接続され、各サーボモータM1、M2、M3、M4に取付けられた位置・速度検出器P1、P2、P3、P4からの出力がサーボCPU37に帰還されるようになっている。
The servo CPU 37 is connected to a
PMCCPU39には射出成形機のシーケンス動作を制御するシーケンスプログラム等を記憶したROM43および演算データの一時記憶等に用いられるRAM44が接続され、CNCCPU40には、射出成形機を全体的に制御する自動運転プログラム等を記憶したROM45および演算データの一時記憶等に用いられるRAM46が接続されている。
A ROM 43 storing a sequence program for controlling the sequence operation of the injection molding machine and a RAM 44 used for temporary storage of calculation data are connected to the
不揮発性メモリで構成される成形データ保存用RAM41は射出成形作業に関する成形条件と各種設定値、パラメータ、マクロ変数等を記憶する成形データ保存用のメモリである。
A molding
CRT/MDI(手動データ入力装置)47はCRT表示回路42を介してバス48に接続され、グラフ表示画面や機能メニューの選択および各種データの入力操作等が行えるようになっており、数値データ入力用のテンキーおよび各種のファンクションキー等が設けられている。なお、表示装置としては液晶表示装置を用いたものでもよい。
A CRT / MDI (manual data input device) 47 is connected to a bus 48 via a
以上の構成により、PMCCPU39が射出成形機全体のシーケンス動作を制御し、CNCCPU40がROM45の運転プログラムや成形データ保存用RAM41に格納された成形条件等に基づいて各軸のサーボモータに対して移動指令の分配を行い、サーボCPU37は各軸に対して分配された移動指令と位置・速度検出器P1、P2、P3、P4で検出された位置および速度のフィードバック信号等に基づいて、従来と同様に位置ループ制御、速度ループ制御さらには電流ループ制御等のサーボ制御を行い、いわゆるディジタルサーボ処理を実行し、各サーボモータM1、M2、M3、M4を駆動制御する。
With the above configuration, the
上述した構成は従来の電動式射出成形機の制御装置と変わりはなく、この実施形態は、可動プラテン9を駆動して金型を開閉させる型閉じ工程、型開き工程に本発明の加減速制御方法を適用するものである。又、射出工程にも適用してもよいものである。 The above-described configuration is the same as that of a conventional control device for an electric injection molding machine. In this embodiment, acceleration / deceleration control according to the present invention is performed in a mold closing process and a mold opening process in which a movable platen 9 is driven to open and close a mold. Apply the method. Moreover, it may be applied to the injection process.
可動部である可動プラテン9は、トグル機構13を介して型開閉用サーボモータM4で駆動されるものであるから、型開閉用サーボモータM4の速度、加速度と可動プラテン9の移動速度、加速度は比例関係にはなく、異なったものである。一方、可動プラテン9には金型11の可動側が固定されているものであり、この金型11の開閉、型締め動作を制御することが目的であることから、可動プラテン9の位置、速度、加速度を制御する必要がある。
The movable platen 9 which is a movable part is driven by the mold opening / closing servomotor M4 via the
この可動プラテン9は、型開閉用サーボモータM4で駆動されるものであるから、可動プラテン9の位置、速度、加速度の制御は型開閉用サーボモータM4の位置、速度、加速度の制御を行うことによって制御されることになる。しかし、型開閉用サーボモータM4と可動プラテン9の位置、速度、加速度は比例関係にないので、型開閉用サーボモータM4を一定の回転速度で回転させたとしても、可動プラテン9の速度、加速度は型開閉用サーボモータM4の位置によって変化する。なお、型開閉用サーボモータM4とクロスヘッド13aは所定の比例関係で動作するので、クロスヘッド13aの位置、速度、加速度が決まれば、型開閉用サーボモータM4の位置、速度、加速度も決まることになる。 Since the movable platen 9 is driven by the mold opening / closing servo motor M4, the position, speed, and acceleration of the movable platen 9 are controlled by controlling the position, speed, and acceleration of the mold opening / closing servo motor M4. Will be controlled by. However, the position, speed, and acceleration of the mold opening / closing servo motor M4 and the movable platen 9 are not proportional to each other. Therefore, even if the mold opening / closing servo motor M4 is rotated at a constant rotational speed, the speed and acceleration of the movable platen 9 are increased. Changes depending on the position of the mold opening / closing servomotor M4. Since the mold opening / closing servo motor M4 and the cross head 13a operate in a predetermined proportional relationship, if the position, speed, and acceleration of the cross head 13a are determined, the position, speed, and acceleration of the mold opening / closing servo motor M4 are also determined. become.
図2は、トグル機構13のリンクを伸ばしきった状態を示す図であり、図2に示すように、該トグル機構13の各リンク枢着点をQ1、Q2、Q3、Q4、各枢着点間のリンクの長さをL1、L2、L3、L4とする。
図3〜図5は、クロスヘッド13aの位置、速度と可動プラテン9の位置、速度を解析するための説明図である。図3はリンクを伸ばしきった状態のトグル機構13の状態を示し、トグル機構13の構成が決まれば、図3に示すリンクを伸ばしきった状態における、図3に示す各長さL11、L12、角度a、b、cも決まる定数である。又、リアプラテン10からクロスヘッド13aまでの距離XCH0、リアプラテン10から可動プラテン9までの距離XP0も決まる定数である。これら定数の関係は次の関係にある。
L2=√(L112+L122)
a=tan-1(L12/L11)
b=sin-1(B/(L1+L3))
c=sin-1((A+L2*sin(a−b))/L4)
XCH0=L2*cos(a−b)−L4*cos(c)
XP0=(L1+L3)*cos(b)
となり、リアプラテン10からクロスヘッド13aまでの距離XCH0、リアプラテン10から可動プラテン9までの距離XP0もトグル機構の構成で決まる定数となる。
FIG. 2 is a diagram showing a state in which the link of the
3 to 5 are explanatory diagrams for analyzing the position and speed of the cross head 13a and the position and speed of the movable platen 9. FIG. FIG. 3 shows the state of the
L2 = √ (L11 2 + L12 2 )
a = tan -1 (L12 / L11)
b = sin −1 (B / (L1 + L3))
c = sin -1 ((A + L2 * sin (ab)) / L4)
XCH0 = L2 * cos (ab) -L4 * cos (c)
XP0 = (L1 + L3) * cos (b)
Thus, the distance XCH0 from the
そこで、トグル機構13のリンクを伸ばしきった図2、図3の状態からクロスヘッド13aをXCHだけ移動させたときの状態を図4に示す。又、各リンクの角度を図4に示すようにψ1〜ψ3とする。
この時のリアプラテン10の位置からクロスヘッド13aまでの距離をYとすると、
Y=XCH0−XCH
となる。
図5は、枢着点Q1と枢着点Q2間のリンク(L2)と可動プラテン9の進行方向の線(図1〜図5における水平線であり、以下この可動プラテン9の進行方向の線を水平線という)とのなす角θ2を求めるための説明図である。クロスヘッド13aの枢着点Q5を水平方向に伸ばしてリアプラテン10の面と交差する点をQ6とすると、点Q1と点Q6間の距離はAであり、点Q6と点Q5の間の距離はYである。点Q1と点Q5を結んだ線と点Q1と点Q2を結んだ線(リンクL2の線)とのなす角をβとすると、点Q1,Q5,Q2で形成される三角形に対して第二余弦定理を適用して該角度βは
β=cos-1((A2+Y2+L22−L42)/(2*L2*√(A2+Y2)))
として求められる。
FIG. 4 shows a state when the crosshead 13a is moved by XCH from the state of FIGS. 2 and 3 in which the link of the
If the distance from the position of the
Y = XCH0-XCH
It becomes.
FIG. 5 shows the link (L2) between the pivot point Q1 and the pivot point Q2 and the line of the moving platen 9 in the direction of travel (the horizontal line in FIGS. 1 to 5). It is explanatory drawing for calculating | requiring angle | corner (theta) 2 which a horizontal line makes). When the point Q5 of the cross head 13a extending in the horizontal direction and intersecting the surface of the
As required.
よって、角θ2は以下のようにあらわされる。又、各リンクの角度ψ1〜ψ3も以下のように表される。
θ2=(π/2)−β−tan-1(Y/A)
ψ2=θ2+a
ψ3=sin-1((L1*sinψ2−B)/L3)
ψ1=sin-1((A−L2*sin(ψ2−a))/L4)
一方、図4に示すように、
クロスヘッド13aからトグル機構13のリンクL4に与えられる力をF1、
該力F1のクロスヘッド移動方向成分をFch、
可動プラテン9がトグル機構13のリンクL3に作用する反力をF3、
反力F3の可動プラテン9の移動方向成分をFp、
リンクL4に係る力F1によってリンクL4とリンクL2の枢着点Q2にかかるリンクL2に対して垂直方向の力をF1’、
リンクL3に係る力F3によってリンクL3とリンクL1の枢着点Q3にかかるリンクL1に対して垂直方向の力をF3’、
とすると、次の関係が成立する。
F3=Fp/cosψ3
F3'=F3*sin(ψ2+ψ3)
F1=Fch/cosψ1
F1'=F1*sin(ψ1+ψ2-a)
=Fch*sin(ψ1+ψ2-a)/cosψ1
そこで、リアプラテン10にトグル機構13を取り付けた枢着点Q1のまわりのモーメントを考えると、可動プラテン側のモーメントMp、クロスヘッド側のモーメントMchは、次のようになる。
Mp=L1*F3'
Mch=L2*F1'
モーメントはバランスがとれ等しいため、Mp=Mchである。
L1*F3'=L2*F1'
よって、
L1*Fp*sin(ψ2+ψ3)/cosψ3=L2*Fch*sin(ψ1+ψ2-a)/cosψ1
Fch/Fp=(L1*cosψ1*sin(ψ2+ψ3))/(L2*cosψ3*sin(ψ1+ψ2-a))
クロスヘッド13aがΔYch移動したとき可動プラテン9がΔYp移動したとすると、クロスヘッド13aの運動エネルギーは可動プラテン9に伝達されるために、
Fch*ΔYch=Fp*ΔYp
である。
従って、速度増幅率GはΔYp/ΔYchであるから、
G=ΔYp/ΔYch=Fch/Fp
=(L1*cosψ1*sin(ψ2+ψ3))/(L2*cosψ3*sin(ψ1+ψ2-a))
となり、L1、L2、aは既定の定数であり、ψ1〜ψ3はクロスヘッドの移動量(位置)の関数であるから、速度増幅率Gはクロスヘッドの位置の関数である。
Therefore, the angle θ2 is expressed as follows. The angles ψ1 to ψ3 of each link are also expressed as follows.
θ2 = (π / 2) −β-tan −1 (Y / A)
ψ2 = θ2 + a
ψ3 = sin −1 ((L1 * sinψ2−B) / L3)
ψ1 = sin −1 ((A−L2 * sin (ψ2−a)) / L4)
On the other hand, as shown in FIG.
The force applied from the crosshead 13a to the link L4 of the
The crosshead movement direction component of the force F1 is Fch,
The reaction force that the movable platen 9 acts on the link L3 of the
The moving direction component of the movable platen 9 of the reaction force F3 is Fp,
The force F1 'applied to the link L4 and the link L2 applied to the pivot point Q2 between the link L4 and the link L2 is F1',
A force F3 'applied to the link L3 and a link L1 applied to the pivot point Q3 between the link L3 and the link L1 is F3',
Then, the following relationship is established.
F3 = Fp / cosψ3
F3 '= F3 * sin (ψ2 + φ3)
F1 = Fch / cosψ1
F1 '= F1 * sin (ψ1 + ψ2-a)
= Fch * sin (ψ1 + ψ2-a) / cosψ1
Accordingly, considering the moment around the pivot point Q1 where the
Mp = L1 * F3 '
Mch = L2 * F1 '
Since moments are balanced and equal, Mp = Mch.
L1 * F3 '= L2 * F1'
Therefore,
L1 * Fp * sin (ψ2 + ψ3) / cosψ3 = L2 * Fch * sin (ψ1 + ψ2-a) / cosψ1
Fch / Fp = (L1 * cosψ1 * sin (ψ2 + ψ3)) / (L2 * cosψ3 * sin (ψ1 + ψ2-a))
If the movable platen 9 is moved by ΔYp when the crosshead 13a is moved by ΔYch, the kinetic energy of the crosshead 13a is transmitted to the movable platen 9,
Fch * ΔYch = Fp * ΔYp
It is.
Therefore, since the speed gain G is ΔYp / ΔYch,
G = ΔYp / ΔYch = Fch / Fp
= (L1 * cosψ1 * sin (ψ2 + ψ3)) / (L2 * cosψ3 * sin (ψ1 + ψ2-a))
Since L1, L2, and a are predetermined constants and ψ1 to ψ3 are functions of the movement amount (position) of the crosshead, the speed gain G is a function of the position of the crosshead.
速度増幅率Gは角度ψ1〜ψ3の関数である。上述したように、角度ψ1、角度ψ3は角度ψ2の関数であり、かつ角度ψ2は角度θ2の関数で、角度θ2はクロスヘッドの位置を表すYの関数である。よって、速度増幅率Gはクロスヘッドの位置、結局はクロスヘッドを駆動する型開閉用サーボモータM4の回転位置の関数である。 The speed gain G is a function of the angles ψ1 to ψ3. As described above, the angle ψ1 and the angle ψ3 are functions of the angle ψ2, the angle ψ2 is a function of the angle θ2, and the angle θ2 is a function of Y representing the position of the crosshead. Therefore, the speed gain G is a function of the position of the crosshead, and eventually the rotational position of the mold opening / closing servomotor M4 that drives the crosshead.
図6は、クロスヘッド13aの位置に対して、こうして求められた速度増幅率Gと、その速度増幅率の逆数1/Gを加速度パターンとして表した図である。
FIG. 6 is a diagram showing the speed gain G thus obtained and the
クロスヘッド13aの位置、速度、加速度と型開閉用サーボモータM4の回転位置、速度、加速度は比例関係にあるから、図6において横軸で表されるクロスヘッド13aの位置は縮尺は異なるが型開閉用サーボモータM4の位置とすることができるので、この加速度パターンで型開閉用サーボモータM4の加速度を制御することによって、可動プラテン9の急激な速度変動、大きな加速度を抑制することができる。 Since the position, speed, and acceleration of the crosshead 13a and the rotational position, speed, and acceleration of the mold opening / closing servomotor M4 are in a proportional relationship, the position of the crosshead 13a represented by the horizontal axis in FIG. Since the position of the open / close servo motor M4 can be set, the rapid change in speed and large acceleration of the movable platen 9 can be suppressed by controlling the acceleration of the mold open / close servo motor M4 with this acceleration pattern.
例えば、型開閉用サーボモータM4が速度Vmで移動しているとき、可動プラテン9は、この速度Vmに速度増幅率GをかけたG*Vmで移動している。この状態で加速度パターンを考慮せず、従来と同じようにΔVmだけ型開閉用サーボモータM4を増速させたとする。この場合、可動プラテン9の速度はG*(Vm+ΔVm)となる。
型開閉用サーボモータM4の速度は、
Vmから(Vm+ΔVm)に変化し、変化量はΔVm、
可動プラテン9の速度は、
G*VmからG*(Vm+ΔVm)に変化し、変化量はG*ΔVm、
となり、型開閉用サーボモータM4がΔVmの速度変化であるにもかかわらず、可動プラテン9はG*ΔVmの速度変化量となり、速度増幅率Gが大きければ大きく変化する。すなわち可動プラテン9の加速度が大きく変化する場合が生じる。
For example, when the mold opening / closing servo motor M4 is moving at the speed Vm, the movable platen 9 is moving at G * Vm obtained by multiplying the speed Vm by the speed amplification factor G. In this state, it is assumed that the mold opening / closing servomotor M4 is accelerated by ΔVm without considering the acceleration pattern. In this case, the speed of the movable platen 9 is G * (Vm + ΔVm).
The speed of the mold opening / closing servo motor M4 is
Vm changes to (Vm + ΔVm), and the amount of change is ΔVm,
The speed of the movable platen 9 is
It changes from G * Vm to G * (Vm + ΔVm), and the amount of change is G * ΔVm,
Thus, although the mold opening / closing servomotor M4 has a speed change of ΔVm, the movable platen 9 has a speed change amount of G * ΔVm, and if the speed gain G is large, it changes greatly. That is, the acceleration of the movable platen 9 may change greatly.
一方、加速度パターン(1/G)を用いて型開閉用サーボモータM4を増速させたとすると、
型開閉用サーボモータM4の速度は、
Vmから(Vm+ΔVm/G)に変化し、変化量はΔVm/G、
可動プラテン9の速度は、
G*VmからG*(Vm+ΔVm/G)に変化し、変化量はΔVm、
となり、速度変化量は、意図した変化量ΔVmと等しくなる。すなわち、意図した加速度で可動プラテン9の速度を変化させることができるものとなる。
On the other hand, if the mold opening / closing servomotor M4 is accelerated using the acceleration pattern (1 / G),
The speed of the mold opening / closing servo motor M4 is
Vm changes to (Vm + ΔVm / G), and the amount of change is ΔVm / G,
The speed of the movable platen 9 is
G * Vm changes to G * (Vm + ΔVm / G), and the change amount is ΔVm,
Thus, the speed change amount becomes equal to the intended change amount ΔVm. That is, the speed of the movable platen 9 can be changed with the intended acceleration.
上述した例では、速度増幅率を求めその逆数として加速度パターンを求めたが、単純に型開閉用サーボモータM4又はクロスヘッド13aの位置に対する可動プラテン9の速度を実測して、可動プラテン9の速度パターンとし、この速度パターンの逆数を加速度パターンとしてもよい。ただしこの場合は、単に逆数をとると負になることから、速度を所定量オフセットし、その(速度+オフセット)のパターンの逆数を加速度パターンとする。図7が、この測定速度に基づいて加速度パターンを求めたときの、クロスヘッド13aの位置に対する実測速度のパターンと、(速度+オフセット)のパターンの逆数である加速度パターンを表す図である。 In the above-described example, the speed amplification factor is obtained and the acceleration pattern is obtained as its reciprocal. However, the speed of the movable platen 9 is simply measured by actually measuring the speed of the movable platen 9 relative to the position of the mold opening / closing servomotor M4 or the crosshead 13a. It is good also as a pattern and it is good also considering the reciprocal number of this speed pattern as an acceleration pattern. However, in this case, since simply taking the reciprocal value becomes negative, the speed is offset by a predetermined amount, and the reciprocal number of the (speed + offset) pattern is used as the acceleration pattern. FIG. 7 is a diagram showing an acceleration pattern that is the reciprocal of the pattern of the actual speed with respect to the position of the crosshead 13a and the (speed + offset) pattern when the acceleration pattern is obtained based on the measured speed.
こうして求められた型開閉用サーボモータM4(又はクロスヘッド13a)の位置に対する加速度パターン曲線を近似式で近似し、この近似関数に基づいて型開閉用サーボモータM4(又はクロスヘッド13a)の位置に対する加速度を求めて型開閉用サーボモータM4の加速、減速を制御するようにすればよい。 The acceleration pattern curve with respect to the position of the mold opening / closing servomotor M4 (or crosshead 13a) obtained in this way is approximated by an approximate expression, and the mold opening / closing servomotor M4 (or crosshead 13a) is positioned based on this approximate function. The acceleration may be obtained and the acceleration / deceleration of the mold opening / closing servomotor M4 may be controlled.
本実施形態では、この加速度パターン曲線に対応する型開閉用サーボモータM4の位置に対する加速度を加速度パターンテーブルとしてテーブル形式で設定しておき、この加速度パターンテーブルに基づいて型開閉用サーボモータM4の加速度を制御するようにした。図8は、この加速度パターンテーブルの一例であり、加速度パターン曲線を3つの領域に分けて、各領域の加速度を設定記憶させている。型開閉用サーボモータM4の位置Pが0からP(0)までは加速度をa(0)、位置がP(0)からP(1)までを加速度a(1)、位置P(1)から位置P(2)まで、すなわち位置P(1)を超えたときは加速度をa(2)と設定して、加速度パターン曲線を3つの加速度領域で近似させている。 In the present embodiment, the acceleration with respect to the position of the mold opening / closing servomotor M4 corresponding to the acceleration pattern curve is set in a table format as an acceleration pattern table, and the acceleration of the mold opening / closing servomotor M4 is based on the acceleration pattern table. To control. FIG. 8 shows an example of the acceleration pattern table. The acceleration pattern curve is divided into three areas, and the acceleration of each area is set and stored. When the position P of the mold opening / closing servo motor M4 is from 0 to P (0), the acceleration is a (0), the position is from P (0) to P (1), the acceleration is a (1), and the position is from P (1). When the position P (2) is exceeded, that is, when the position P (1) is exceeded, the acceleration is set to a (2), and the acceleration pattern curve is approximated in three acceleration regions.
この加速度パターンテーブルに記憶した加速度パターンで型開閉用サーボモータM4を制御したとき、該型開閉用サーボモータM4へ指令される各サンプリング周期(移動指令の分配周期)毎の移動量の例を図9に示す。
移動開始時には、加速度をa(0)で速度を加速し、指令されるサンプリング周期での移動量は、「0」から、サンプリング周期の時間と加速度をa(0)によって求められる移動量が順次増加しながら型開閉用サーボモータM4へ指令されることになる。そして、この加速中に加速度パターンテーブルに設定された加速度をa(0)からa(1)に切り換える加速度切り換え点P(0)に型開閉用サーボモータM4の位置が達すると、加速度をa(1)によって、加速される。そして、この例では、この加速度a(1)で加速して指令された目標速度に達し、サンプリング周期で指令される移動量は一定(指令速度に対応する移動量)となりその後、加速度a(1)で減速が開始され、その減速途中で加速度切り換え点P(1)に型開閉用サーボモータM4の位置が達すると、加速度はa(2)に切り換えられ、指令された目標位置に減速停止させるようサンプリング周期の移動量が求められ指令されることになる。
When the mold opening / closing servomotor M4 is controlled by the acceleration pattern stored in the acceleration pattern table, an example of the movement amount for each sampling period (movement command distribution period) commanded to the mold opening / closing servomotor M4 is shown. 9 shows.
At the start of movement, the acceleration is accelerated by a (0), and the movement amount in the commanded sampling cycle starts from “0”, and the movement amount obtained from the sampling cycle time and acceleration by a (0) sequentially. The mold opening / closing servomotor M4 is commanded while increasing. Then, when the position of the mold opening / closing servomotor M4 reaches the acceleration switching point P (0) where the acceleration set in the acceleration pattern table is switched from a (0) to a (1) during this acceleration, the acceleration is a ( 1) to accelerate. In this example, the target speed commanded by accelerating at this acceleration a (1) is reached, and the movement amount commanded in the sampling period becomes constant (the movement amount corresponding to the command speed), and thereafter the acceleration a (1 ) Starts deceleration, and when the position of the mold opening / closing servomotor M4 reaches the acceleration switching point P (1) during the deceleration, the acceleration is switched to a (2), and the deceleration is stopped at the commanded target position. Thus, the amount of movement of the sampling period is determined and commanded.
図10は、本実施形態における制御装置(数値制御装置)30のCNCCPU40が実施する加減速制御処理のフローチャートである。このフローチャートと共に図8に示す加速度パターンテーブル、図9に示すサンプリング周期(分配周期)毎の移動量を参照しながら、本実施形態の加減速制御処理について説明する。 FIG. 10 is a flowchart of acceleration / deceleration control processing executed by the CNC CPU 40 of the control device (numerical control device) 30 in the present embodiment. The acceleration / deceleration control process of this embodiment will be described with reference to the acceleration pattern table shown in FIG. 8 and the movement amount for each sampling period (distribution period) shown in FIG. 9 together with this flowchart.
指令速度Vc、指令位置Peが指令されると、例えば、本実施形態において、型閉じ指令として型締め完了位置が指令位置Pe、型閉じ工程における指令速度Vcが指令される。型開閉用サーボモータM4が駆動され、型閉じ工程が開始されることになる。CNCCPU40は、まず、加速度パターンテーブルより位置、加速度を読み出すポイントを示す指標jを「0」に設定すると共に、現在位置P、速度Vを「0」にセットし(ステップS1)、加速度パターンテーブルより指標jに示される位置に記憶された加速度a(j)(=a(0))を読み出し(ステップS2)、以下ステップS3以降の処理をサンプリング周期(分配周期)毎実行する。 When the command speed Vc and the command position Pe are commanded, for example, in the present embodiment, the mold clamping completion position is commanded as the command position Pe, and the command speed Vc in the mold closing process is commanded. The mold opening / closing servomotor M4 is driven, and the mold closing process is started. First, the CNC CPU 40 sets an index j indicating a position and acceleration reading point from the acceleration pattern table to “0”, and sets the current position P and the speed V to “0” (step S1). The acceleration a (j) (= a (0)) stored at the position indicated by the index j is read (step S2), and the processing after step S3 is executed every sampling cycle (distribution cycle).
指令された目標位置Peから現在位置Pを減じて残り移動量Prを求め(ステップS3)、該残り移動量Prが「0」か判断し(ステップS4)、「0」でなければ、現在速度Vから現在の加速度a(j)で速度が0になるまで減速するのに要する移動量「V2/2a(j)」を求め、該移動量がステップS3で求めた残り移動量Prより大きいか判断する(ステップS5)。残り移動量Prが、現時点での加速度で減速し速度が0となるまでに要する移動量「V2/2a(j)」より小さいときは、ステップS17に移行して減速を開始するが、残り移動量Prが、速度が0となるまでに要する移動量「V2/2a(j)」より大きいときは、ステップS6に移行し加速を行う。最初は、速度Vは「0」であることから、速度が0となるまでに要する移動量は「V2/2a(j)=0」であり、ステップS6に移行し、現在速度Vに現在読み出している加速度a(j)を加算し、加速した速度Vを求める。求めた速度Vが指令速度Vcを超えたか判断し、超えていなければ、ステップS9に移行し、求めた速度Vにサンプリング周期時間sを乗じて、サンプリング周期(分配周期)における移動量ΔP(=V*s)を求め、該移動量ΔPがステップS3で求めた残り移動量Prより大きいか判断し、大きくなければステップS12に移行し、大きければ(ΔP>Prとなるのは、指令位置Peに達する直前のサンプリング周期に発生する)、移動量ΔPを残り移動量Prにセットし(ステップS11)、ステップS12では、この移動量ΔPを移動指令量として型開閉用サーボモータM4のサーボ制御部へ指令する(ステップS12)。 The current position P is subtracted from the commanded target position Pe to obtain the remaining movement amount Pr (step S3), and it is determined whether the remaining movement amount Pr is "0" (step S4). A movement amount “V 2 / 2a (j)” required to decelerate from V to a speed of 0 at the current acceleration a (j) is obtained, and the movement amount is larger than the remaining movement amount Pr obtained in step S3. (Step S5). When the remaining movement amount Pr is smaller than the movement amount “V 2 / 2a (j)” required to decelerate at the current acceleration and become zero, the process proceeds to step S17 to start deceleration. When the movement amount Pr is larger than the movement amount “V 2 / 2a (j)” required until the speed becomes zero, the process proceeds to step S6 and acceleration is performed. At first, since the speed V is “0”, the movement amount required until the speed becomes 0 is “V 2 / 2a (j) = 0”, the process proceeds to step S6, and the current speed V is The read acceleration a (j) is added to obtain the accelerated speed V. It is determined whether the obtained speed V exceeds the command speed Vc. If not, the process proceeds to step S9, where the obtained speed V is multiplied by the sampling period time s, and the movement amount ΔP (= V * s) is obtained, and it is determined whether the movement amount ΔP is larger than the remaining movement amount Pr obtained in step S3. If it is not larger, the process proceeds to step S12. If it is larger, ΔP> Pr is the command position Pe. The movement amount ΔP is set to the remaining movement amount Pr (step S11). In step S12, the movement control amount of the mold opening / closing servomotor M4 is set using the movement amount ΔP as a movement command amount. (Step S12).
そして、現在位置Pにこの指令した移動量ΔPを加算して、現在位置Pを更新する(ステップS13)。更新された現在位置Pが加速度パターンテーブルの指標jの値で示される位置P(j)より大きいか判断し、大きくなければ、ステップS3に戻り、サンプリング周期毎にこのステップS3以下の処理を実行する。 Then, this commanded movement amount ΔP is added to the current position P to update the current position P (step S13). It is determined whether or not the updated current position P is larger than the position P (j) indicated by the value of the index j in the acceleration pattern table. If not, the process returns to step S3, and the processes after step S3 are executed every sampling period. To do.
図8、図9で示した例で説明すると、最初はj=0、P=0、V=0であり、ステップS2でa(0)の加速度が読み取られ、ステップS6でV=V+a(0)=a(0)の速度が求められ、ステップS9で移動量ΔP=V*s=a(0)*sの移動量が求められ、図9に示すように出力されることになる。速度0より加速度分増加した移動量が1回目のサンプリング周期に出力される。以下ステップS3以降の処理を行い、順次、加速度a(0)分の移動量が順次増加されて、各サンプリング周期毎に出力されることになる。そして、出力した移動量ΔPをステップS13で積算して得られる位置Pが、加速度パターンテーブルに設定されている現在の指標jの値(最初はj=0)の加速度切り換え点P(j)(最初はP(j)=P(0))を超えたかステップS14で判断し、超えたときには、指標jを1インクリメントし(ステップS15)、加速度パターンテーブルより該指標jに対応する加速度a(j)を読み取り(ステップS16)、ステップS3に移行する。図8、図9に示す例では、加速度a(0)で加速している途中で、加速度切り換え位置P(0)に達したことが検出され、次の(j=1)の加速度a(1)が読み出され、ステップS3以下の処理がなされる。このことから、サンプリング周期で速度が加速度a(1)だけ増加され、ステップS9では順次加速度a(1)の分(a(1)*s)だけ増加した移動量が求められ、出力されることになる。
In the example shown in FIGS. 8 and 9, first, j = 0, P = 0, and V = 0. In step S2, the acceleration of a (0) is read, and in step S6, V = V + a (0 ) = A (0) speed is obtained, and in step S9, a movement amount ΔP = V * s = a (0) * s is obtained and output as shown in FIG. The movement amount increased by the acceleration from the
加速度分速度を順次増加して速度Vが指令されている速度Vcを超えたと判断(ステップS7)されたときは、速度Vを指令速度Vcとし制限する(ステップS8)。
図8、図9で示す例では、加速度パターンテーブルの指標jが「1」で、加速度a(1)で速度を増加しているときに、速度Vが指令速度Vcに達した場合を示しており、指令速度Vcに達した後は、該指令速度Vcに対応する移動量ΔP=V*s=Vc*sが各サンプリング周期毎に出力される。
When it is determined that the speed V has exceeded the commanded speed Vc (step S7) by sequentially increasing the acceleration speed, the speed V is limited to the command speed Vc (step S8).
The example shown in FIGS. 8 and 9 shows a case where the speed V reaches the command speed Vc when the index j in the acceleration pattern table is “1” and the speed is increasing at the acceleration a (1). After reaching the command speed Vc, a movement amount ΔP = V * s = Vc * s corresponding to the command speed Vc is output for each sampling period.
こうして、移動指令が出力されていき、ステップS5で、残り移動量Prが、現在速度Vから現在の加速度a(j)で減速し、速度が0になるまで減速するのに要する移動量「V2/2a(j)」以下となったとき、すなわち、残り移動量Prでは、現在の速度、加速度で減速して停止させるまで必要な移動量と等しいか足りなくなったときは、ステップS17に移行して、現在の速度Vから現在の加速度a(j)を減じて減速した速度Vを求めステップS9に移行する。 Thus, the movement command is output, and in step S5, the remaining movement amount Pr is decelerated from the current speed V at the current acceleration a (j), and the movement amount “V” required to decelerate until the speed becomes zero. When 2 / 2a (j) "or less, that is, when the remaining movement amount Pr is equal to or less than the necessary movement amount until it is decelerated at the current speed and acceleration and stopped, the process proceeds to step S17. Then, the current acceleration a (j) is subtracted from the current speed V to obtain a decelerated speed V, and the process proceeds to step S9.
図8、図9に示す例では、指標j=1、加速度a(j)=a(1)で、かつ速度が指令速度Vcに制限されて移動量を求めているときに、残り移動量Prが、現在の速度、加速度で減速して停止させるまで必要な移動量より小さくなったときの例を示しており、移動指令として出力される移動量は、各サンプリング周期毎、加速度a(j)=a(1)の分だけ少なくなった移動量が出力されている。 In the example shown in FIGS. 8 and 9, when the index j = 1, the acceleration a (j) = a (1), and the speed is limited to the command speed Vc to obtain the movement amount, the remaining movement amount Pr Shows an example when the amount of movement is smaller than the amount of movement required until the vehicle is decelerated at the current speed and acceleration and stopped, and the amount of movement output as a movement command is acceleration a (j) for each sampling period. = The movement amount reduced by a (1) is output.
更に、ステップS14で、現在位置Pが加速度切り換え位置P(j)=P(1)を超えたことが判別されると、指標jを1インクリメントし(この場合2とし)、加速度パターンテーブルより加速度a(j)(この場合a(2))を読み出し、この加速度で以下減速されることになる。そして、残り移動量Prが0と判別されると(ステップS4)、この処理を終了する。 Further, if it is determined in step S14 that the current position P has exceeded the acceleration switching position P (j) = P (1), the index j is incremented by 1 (in this case, 2), and the acceleration is determined from the acceleration pattern table. a (j) (in this case, a (2)) is read out, and the acceleration is subsequently decelerated. When it is determined that the remaining movement amount Pr is 0 (step S4), this process is terminated.
以上のように、本発明は、ある加速度で速度を増加している途中、さらにはある加速度で減速している途中でも、他の加速度に切り換えて、速度の増加率、減少率を変えることができ、又、速度が一定でモータが駆動されているときでも指定した加速度で速度を変更することもできるものである。 As described above, the present invention can change the rate of increase or decrease in speed by switching to another acceleration even while increasing the speed at a certain acceleration, or even while decelerating at a certain acceleration. In addition, the speed can be changed at a designated acceleration even when the motor is driven at a constant speed.
なお、速度Vが指令速度Vcに達する前に、モータの速度を一定に保持するような場合は、加速度a(j)を「0」とすれば、速度は変化せず、現在の速度が保持されることになる。この場合、ステップS5の判断は「Yes」となり、ステップS17で現在速度Vから0の加速度を減じて、速度Vを変化せず移動量が求められるが、残り移動量で減速できるかという判断ができなくなることから、加速度を「0」と設定する区間は、残り移動量が保証されている区間で行う必要がある。 When the motor speed is kept constant before the speed V reaches the command speed Vc, if the acceleration a (j) is set to “0”, the speed does not change and the current speed is maintained. Will be. In this case, the determination in step S5 is “Yes”, and in step S17, the acceleration of 0 is subtracted from the current speed V, and the movement amount is obtained without changing the speed V. However, it is determined whether the remaining movement amount can decelerate. Since it cannot be performed, the section where the acceleration is set to “0” needs to be performed in a section where the remaining movement amount is guaranteed.
上述した実施形態では、本発明を射出成形機の型締機構の型閉じ工程で実施した例として述べたが、型開き工程の場合も同様な本願発明の加減速制御方法を適用して制御してもよいものである。トグル機構のような速度増幅機構を介して、機械可動部(可動プラテン)をサーボモータで駆動する場合、上述したような加速度パターンに基づいて、加速度を
サーボモータの位置に応じて変えて加減速処理することによって、機械可動部(可動プラテン)の速度加速度、速度変動を意図するものに制御できることになる。
In the embodiment described above, the present invention has been described as an example implemented in the mold closing process of the mold clamping mechanism of the injection molding machine. However, in the mold opening process, the same acceleration / deceleration control method of the present invention is applied and controlled. It may be. When the machine movable part (movable platen) is driven by a servo motor via a speed amplification mechanism such as a toggle mechanism, the acceleration is changed according to the position of the servo motor based on the acceleration pattern as described above. By processing, it is possible to control the speed acceleration and speed fluctuation of the machine movable part (movable platen) to the intended ones.
又、トグル機構やクランプ機構等の速度増幅機構を用いない場合でも、機械可動部の位置に応じて、加速度を変えて加減速制御を行うことが望ましい場合にも、本発明は適用できるものである。
例えば、前述したように、射出成形機の射出工程においては、金型内の樹脂の流れを制御するために、射出を行う可動部の射出スクリュ位置に応じて、射出スクリュを駆動する射出用サーボモータの加速度を変えて加速、減速を行うように本発明の加減速制御を適用してもよいものである。この場合は、樹脂の粘性、金型形状、金型内における樹脂の充填状態に応じて、射出速度(金型内への樹脂充填速度)の増減を考慮して、射出スクリュ位置(射出用サーボモータM1)に応じた加速度の加速度パターンを設定して、該パターンに基づいて、上述した実施形態と同様に、射出用サーボモータM1の速度を制御して射出速度を制御するようにする。特に、ある加速度で射出速度を加速中、又は減速中においても、別の加速度で加速又は減速させることができるから、速度制御をきめ細かくすることができ、最適な射出制御ができるようになる。
The present invention can also be applied to cases where acceleration / deceleration control is desired by changing the acceleration in accordance with the position of the machine movable part even when a speed amplification mechanism such as a toggle mechanism or a clamp mechanism is not used. is there.
For example, as described above, in the injection process of the injection molding machine, in order to control the flow of resin in the mold, the injection servo that drives the injection screw according to the injection screw position of the movable part that performs injection The acceleration / deceleration control of the present invention may be applied so as to perform acceleration and deceleration by changing the acceleration of the motor. In this case, depending on the viscosity of the resin, the mold shape, and the filling state of the resin in the mold, the injection screw position (servo for injection) is taken into account by increasing or decreasing the injection speed (resin filling speed in the mold). An acceleration pattern of acceleration corresponding to the motor M1) is set, and based on the pattern, the injection speed is controlled by controlling the speed of the injection servo motor M1 as in the above-described embodiment. In particular, even when the injection speed is being accelerated or decelerated at a certain acceleration, it can be accelerated or decelerated at another acceleration, so that the speed control can be made fine and optimal injection control can be performed.
1 射出シリンダ
2 ノズル部
3 射出スクリュ
8 固定プラテン
9 可動プラテン
10 リアプラテン
11 金型
13 トグル機構
13a クロスヘッド
30 制御装置
M1 射出用サーボモータ
M2 スクリュ回転用サーボモータ
M3 突出用サーボモータ
M4 型開閉用サーボモータ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記移動指令による目標位置までの移動中のサーボモータの位置に対応する加速度を前記速度増幅機構の速度増幅率の逆数から求めて加速度パターンとして予め前記制御装置に設定しておき、サーボモータ駆動中、前記加速度パターンに基づいて、サーボモータの位置に応じて加速度を変更し速度を制御する機械可動部の加減速制御方法。 It is equipped with a speed amplification mechanism that changes the speed amplification factor according to the position, and the movable part of the machine is driven and controlled by the servo motor via the speed amplification mechanism based on a movement command from the control device. In the acceleration / deceleration control method for controlling
The acceleration corresponding to the position of the servo motor that is moving to the target position according to the movement command is obtained from the reciprocal of the speed amplification factor of the speed amplification mechanism and set in the control device in advance as an acceleration pattern. A method for controlling acceleration / deceleration of a machine movable portion, which controls the speed by changing the acceleration according to the position of the servo motor based on the acceleration pattern.
前記移動指令による目標位置までの移動中のサーボモータの位置に対応する加速度を前記可動部の位置に応じて速度を測定して該測定された速度の逆数から求めて加速度パターン
として予め前記制御装置に設定しておき、サーボモータ駆動中、前記加速度パターンに基づいて、サーボモータの位置に応じて加速度を変更し速度を制御する機械可動部の加減速制御方法。 It is equipped with a speed amplification mechanism that changes the speed amplification factor according to the position, and the movable part of the machine is driven and controlled by the servo motor via the speed amplification mechanism based on a movement command from the control device. In the acceleration / deceleration control method for controlling
The controller corresponding to the position of the servo motor that is moving to the target position according to the movement command is measured in advance according to the position of the movable part and is obtained from the reciprocal of the measured speed as an acceleration pattern in advance. An acceleration / deceleration control method for a machine-movable part that controls the speed by changing the acceleration according to the position of the servo motor based on the acceleration pattern during the servo motor drive .
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