JP4677682B2 - 電動射出成形機の射出軸の圧力制御方法および装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電動射出成形機の射出軸の圧力制御方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は電動射出成形機の射出軸の圧力制御装置の従来例のブロック図である。
【０００３】
この圧力制御装置は射出軸（図示せず）を駆動するサーボモータ３を制御するもので、定スキャン制御を行うためのデジタル制御式コントローラ１と、サーボモータ３を駆動するサーボドライバ２と、サーボモータ３用のパルスエンコーダ４と、射出軸に取付けられたロードセル５で構成されている。
【０００４】
デジタル制御式コントローラは、ロードセル５の出力をA／D変換して圧力フィードバックPf（n）を出力するA／D変換器１０と、圧力設定値Prと圧力フィードバックPf（n）の偏差ep（n）を出力する減算器１３と、偏差ep（n）を入力し、速度指令Vr（n）を演算するPID制御器１４と、基準速度指令Vrefと速度指令Vr（n）を切換えるスイッチ１５と、スイッチ１５の出力をD／A変換するD／A変換器１６で構成されている。サーボドライバ２は、パルスエンコーダ４から出力されたパルスを計数するカウンタ２１と、カウンタ２１から出力された負帰還位置信号から負帰還速度信号を演算する速度演算器２５と、デジタル制御式コントローラ１の出力をA／D変換するA／D変換器２２と、A／D変換器２２の出力とカウンタ２１の出力の偏差を求める減算器２３と、該偏差を入力し、該偏差が小さくなるように速度制御を行う速度制御器２４で構成されている。
【０００５】
この従来の射出成形機の圧力制御装置は、圧力フィードバックPf（n）の値が予め設定された値になるまでは、設定された速度（Vref）を指令としたオープン制御で、それ以降は圧力の偏差ep（n）にPIDをかけた値を速度指令としている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の圧力制御方法では、圧力の応答が速度の応答よりも遅いために、PIDのゲインを高く設定すると、オーバーシュートや発振を起こし、そのため、ゲインを上げることができない。
【０００７】
本発明の目的は、ゲインを高く設定しながらも、オーバーシュートを抑えることができる射出軸の圧力制御方法および装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、圧力フィードバックの値に圧力の増減量を加えた値を新たな圧力フィードバックの値とするか、または射出軸の位置から圧力の増減量を予測し、圧力フィードバックの値に予測された圧力の増減量を加算した値を新たな圧力フィードバックの値とする。
【０００９】
これは、圧力制御ループのゲインを自動的、かつ滑らかに切換えたのと等価であるため、オーバーシュートを抑えてゲインを高く設定でき、設定速度、設定圧に左右されない安定した圧力制御が行なえる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は本発明の一実施形態の、電動射出成形機の射出軸圧力制御装置のブロック図である。
【００１２】
本実施形態の射出軸圧力制御装置は、図４の従来例の射出軸圧力制御装置のデジタル制御式コントローラ１内に圧力増減量演算部１１と加算器１２が付加されて構成されている。
【００１３】
デジタル制御式コントローラ１は、ロードセル５の圧力フィードバックの値Pf（n）を読み取り、圧力フィードバックの今回値Pf（n）と前回値Pf（n−１）の差（次式（１））である圧力増減量ΔPf（n）を圧力増減量演算部１１で求める。
【００１４】
ΔPf（n）＝Pf（n）−Pf（n−１） （１）
加算器１２により圧力フィードバックの値Pf（n）に圧力増減量ΔPf（n）が加算される。この新たな圧力フィードバック値と圧力設定値Prとの偏差ep（n）が次式で表される。
【００１５】
ep（n）＝Pr−（Pf（n）＋ΔPf（n）） （２）
上記偏差ep（n）はPID制御器１４に入力され、速度指令Vr（n）が演算される。速度指令Vr（n）は次式で表される。
【００１６】
Vr（n）＝｛Kp＋（Ki／（Ti×S））＋Kd×Td×S｝×ep（n） （３）
ここで、KpはP補正のゲイン、Kiは積分回路入力のゲイン、Tiは積分時間、Kdは微分回路入力のゲイン、Tdは微分時間である。
【００１７】
速度指令Vr（n）はD／A変換器１８でD／A変換され、サーボドライバ２へ入力される。サーボドライバ２は入力された速度指令Vr（n）と速度演算器２５の負帰還速度信号から速度制御器２４で速度制御を行い、サーボモータ３を駆動する。
【００１８】
（２）式の偏差ep（n）は圧力フィードバックPf（n）に圧力増減量ΔP（n）を加算しているので、偏差ep（n）は早めに０に収束する。図３はこの関係を示している。図３に示されるように、偏差ep（n）が０に近付くと、圧力制御ループに入力される見かけ上の偏差はさらに小さな値となり、（３）式の速度指令Vr（n）は早めに減速を開始する。これは、圧力のフィードバックの値が目標値に近付くと、自動的、かつ滑らかにゲインが減少していくことと等価である。したがって、ゲインを高く設定して応答を良くしながらもオーバーシュートを抑える効果がある。
【００１９】
図３は本発明の第２の実施形態の、電圧機射出成形機の射出軸圧力制御装置のブロック図である。
【００２０】
本実施形態の射出軸圧力制御装置は、図５の従来例の射出軸圧力制御装置のデジタル制御式コントローラ１内にカウンタ１７と移動量演算部１８と定数器１９が付加されて構成されている。
【００２１】
パルスエンコーダ４のパルス数がカウンタ１７でカウントされ、移動量演算部１８に入力される。移動量演算部１８は射出軸の移動量を演算する。
【００２２】
今回パルスカウント値Ｘ（n）と前回パルスカウント値Ｘ（n-1）より、今回の移動量ΔＸ（ｎ）は次式で表される。
【００２３】
ΔＸ(n)=Ｘ(n)−Ｘ（n-１） （４）
今回移動量ΔＸ（ｎ）に定数器１９でＫpf倍したものを今回圧力増減量ΔPf(n)とする。
【００２４】
ΔPf(n)=Ｋpf・ΔＸ(n) （５）
ここで、Ｋpfは射出軸の位置が進むにつれて圧力が上昇することに着目して射出軸の位置と圧力の関係を一次関数モデルで近似した時のパラメータである。図４のように射出軸の位置と圧力の関係は樹脂の温度によって異なるので、使用される樹脂の温度によって、予め測定されたデータから求められた適切なＫpfを与える。
【００２５】
以下の動作は第１の実施形態と同じである。
【００２６】
本実施形態も、図２について説明した第１の実施形態と同じ理由により、ゲインを高く設定して応答を良くしながらもオーバーシュートを抑えることができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ゲインを高く設定しながらもオーバーシュートを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の、電動射出成形機の射出軸圧力制御装置のブロック図である。
【図２】圧力フィードバックの実測値と圧力ループに入力される見かけ上の圧力フィードバックの値の関係を示すグラフである。
【図３】本発明の第２の実施形態の、電動射出成形機の射出軸圧力制御装置のブロック図である。
【図４】射出軸の位置と圧力の関係を示すグラフである。
【図５】電動射出成形機の射出軸圧力制御装置の従来例のブロック図である。
【符号の説明】
１ デジタル制御式コントローラ
２ サーボドライバ
３ サーボモータ
４ パルスエンコーダ
５ ロードセル
１０ Ａ／Ｄ変換器
１１ 圧力増減量演算部
１２ 加算器
１３ 減算器
１４ ＰＩＤ制御器
１５ スイッチ
１６ Ｄ／Ａ変換器
１７ カウンタ
１８ 移動量演算部
１９ 定数器
２１ カウンタ
２２ Ａ／Ｄ変換器
２３ 減算器
２４速度制御器
２５速度演算器
【発明の属する技術分野】
本発明は電動射出成形機の射出軸の圧力制御方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は電動射出成形機の射出軸の圧力制御装置の従来例のブロック図である。
【０００３】
この圧力制御装置は射出軸（図示せず）を駆動するサーボモータ３を制御するもので、定スキャン制御を行うためのデジタル制御式コントローラ１と、サーボモータ３を駆動するサーボドライバ２と、サーボモータ３用のパルスエンコーダ４と、射出軸に取付けられたロードセル５で構成されている。
【０００４】
デジタル制御式コントローラは、ロードセル５の出力をA／D変換して圧力フィードバックPf（n）を出力するA／D変換器１０と、圧力設定値Prと圧力フィードバックPf（n）の偏差ep（n）を出力する減算器１３と、偏差ep（n）を入力し、速度指令Vr（n）を演算するPID制御器１４と、基準速度指令Vrefと速度指令Vr（n）を切換えるスイッチ１５と、スイッチ１５の出力をD／A変換するD／A変換器１６で構成されている。サーボドライバ２は、パルスエンコーダ４から出力されたパルスを計数するカウンタ２１と、カウンタ２１から出力された負帰還位置信号から負帰還速度信号を演算する速度演算器２５と、デジタル制御式コントローラ１の出力をA／D変換するA／D変換器２２と、A／D変換器２２の出力とカウンタ２１の出力の偏差を求める減算器２３と、該偏差を入力し、該偏差が小さくなるように速度制御を行う速度制御器２４で構成されている。
【０００５】
この従来の射出成形機の圧力制御装置は、圧力フィードバックPf（n）の値が予め設定された値になるまでは、設定された速度（Vref）を指令としたオープン制御で、それ以降は圧力の偏差ep（n）にPIDをかけた値を速度指令としている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の圧力制御方法では、圧力の応答が速度の応答よりも遅いために、PIDのゲインを高く設定すると、オーバーシュートや発振を起こし、そのため、ゲインを上げることができない。
【０００７】
本発明の目的は、ゲインを高く設定しながらも、オーバーシュートを抑えることができる射出軸の圧力制御方法および装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、圧力フィードバックの値に圧力の増減量を加えた値を新たな圧力フィードバックの値とするか、または射出軸の位置から圧力の増減量を予測し、圧力フィードバックの値に予測された圧力の増減量を加算した値を新たな圧力フィードバックの値とする。
【０００９】
これは、圧力制御ループのゲインを自動的、かつ滑らかに切換えたのと等価であるため、オーバーシュートを抑えてゲインを高く設定でき、設定速度、設定圧に左右されない安定した圧力制御が行なえる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は本発明の一実施形態の、電動射出成形機の射出軸圧力制御装置のブロック図である。
【００１２】
本実施形態の射出軸圧力制御装置は、図４の従来例の射出軸圧力制御装置のデジタル制御式コントローラ１内に圧力増減量演算部１１と加算器１２が付加されて構成されている。
【００１３】
デジタル制御式コントローラ１は、ロードセル５の圧力フィードバックの値Pf（n）を読み取り、圧力フィードバックの今回値Pf（n）と前回値Pf（n−１）の差（次式（１））である圧力増減量ΔPf（n）を圧力増減量演算部１１で求める。
【００１４】
ΔPf（n）＝Pf（n）−Pf（n−１） （１）
加算器１２により圧力フィードバックの値Pf（n）に圧力増減量ΔPf（n）が加算される。この新たな圧力フィードバック値と圧力設定値Prとの偏差ep（n）が次式で表される。
【００１５】
ep（n）＝Pr−（Pf（n）＋ΔPf（n）） （２）
上記偏差ep（n）はPID制御器１４に入力され、速度指令Vr（n）が演算される。速度指令Vr（n）は次式で表される。
【００１６】
Vr（n）＝｛Kp＋（Ki／（Ti×S））＋Kd×Td×S｝×ep（n） （３）
ここで、KpはP補正のゲイン、Kiは積分回路入力のゲイン、Tiは積分時間、Kdは微分回路入力のゲイン、Tdは微分時間である。
【００１７】
速度指令Vr（n）はD／A変換器１８でD／A変換され、サーボドライバ２へ入力される。サーボドライバ２は入力された速度指令Vr（n）と速度演算器２５の負帰還速度信号から速度制御器２４で速度制御を行い、サーボモータ３を駆動する。
【００１８】
（２）式の偏差ep（n）は圧力フィードバックPf（n）に圧力増減量ΔP（n）を加算しているので、偏差ep（n）は早めに０に収束する。図３はこの関係を示している。図３に示されるように、偏差ep（n）が０に近付くと、圧力制御ループに入力される見かけ上の偏差はさらに小さな値となり、（３）式の速度指令Vr（n）は早めに減速を開始する。これは、圧力のフィードバックの値が目標値に近付くと、自動的、かつ滑らかにゲインが減少していくことと等価である。したがって、ゲインを高く設定して応答を良くしながらもオーバーシュートを抑える効果がある。
【００１９】
図３は本発明の第２の実施形態の、電圧機射出成形機の射出軸圧力制御装置のブロック図である。
【００２０】
本実施形態の射出軸圧力制御装置は、図５の従来例の射出軸圧力制御装置のデジタル制御式コントローラ１内にカウンタ１７と移動量演算部１８と定数器１９が付加されて構成されている。
【００２１】
パルスエンコーダ４のパルス数がカウンタ１７でカウントされ、移動量演算部１８に入力される。移動量演算部１８は射出軸の移動量を演算する。
【００２２】
今回パルスカウント値Ｘ（n）と前回パルスカウント値Ｘ（n-1）より、今回の移動量ΔＸ（ｎ）は次式で表される。
【００２３】
ΔＸ(n)=Ｘ(n)−Ｘ（n-１） （４）
今回移動量ΔＸ（ｎ）に定数器１９でＫpf倍したものを今回圧力増減量ΔPf(n)とする。
【００２４】
ΔPf(n)=Ｋpf・ΔＸ(n) （５）
ここで、Ｋpfは射出軸の位置が進むにつれて圧力が上昇することに着目して射出軸の位置と圧力の関係を一次関数モデルで近似した時のパラメータである。図４のように射出軸の位置と圧力の関係は樹脂の温度によって異なるので、使用される樹脂の温度によって、予め測定されたデータから求められた適切なＫpfを与える。
【００２５】
以下の動作は第１の実施形態と同じである。
【００２６】
本実施形態も、図２について説明した第１の実施形態と同じ理由により、ゲインを高く設定して応答を良くしながらもオーバーシュートを抑えることができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ゲインを高く設定しながらもオーバーシュートを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の、電動射出成形機の射出軸圧力制御装置のブロック図である。
【図２】圧力フィードバックの実測値と圧力ループに入力される見かけ上の圧力フィードバックの値の関係を示すグラフである。
【図３】本発明の第２の実施形態の、電動射出成形機の射出軸圧力制御装置のブロック図である。
【図４】射出軸の位置と圧力の関係を示すグラフである。
【図５】電動射出成形機の射出軸圧力制御装置の従来例のブロック図である。
【符号の説明】
１ デジタル制御式コントローラ
２ サーボドライバ
３ サーボモータ
４ パルスエンコーダ
５ ロードセル
１０ Ａ／Ｄ変換器
１１ 圧力増減量演算部
１２ 加算器
１３ 減算器
１４ ＰＩＤ制御器
１５ スイッチ
１６ Ｄ／Ａ変換器
１７ カウンタ
１８ 移動量演算部
１９ 定数器
２１ カウンタ
２２ Ａ／Ｄ変換器
２３ 減算器
２４速度制御器
２５速度演算器
Claims (4)
- 射出軸に電動機を用いた電動射出成形機の射出軸の圧力制御方法において、
圧力フィードバックの値に、該圧力フィードバックの今回値と前回値の差である圧力の増減量を加えた値を新たな圧力フィードバックの値とすることを特徴とする、電動射出成形機の射出軸の圧力制御方法。 - 射出軸に電動機を用いた電動射出成形機の射出軸の圧力制御方法において、
射出軸の移動量から圧力の増減量を予測し、圧力フィードバックの値に予測された圧力の増減量を加算した値を新たな圧力フィードバックの値とすることを特徴とする、電動射出成形機の射出軸の圧力制御方法。 - 射出軸に電動機を用いた電動射出成形機の射出軸の圧力制御装置において、
圧力フィードバック値の今回値と前回値の差分である圧力増減量を求める圧力増減量演算部と、圧力フィードバックの今回値に前記圧力増減量を加算し、新たな圧力フィードバックの今回値とする加算器を有することを特徴とする、電動射出成形機の射出軸の圧力制御装置。 - 射出軸に電動機を用いた電動射出成形機の射出軸の圧力制御装置において、
電動機のパルスエンコーダから出力されたパルスをカウントするパルスカウンタと、今回のパルスカウント値と前回のパルスカウント値の差である移動量を求める移動量演算部と、前記移動量を定数倍し、圧力増減量を求める定数器と、圧力フィードバックの今回値に前記圧力増減量を加算し、新たな圧力フィードバックの今回値とする加算器を有することを特徴とする、電動射出成形機の射出軸の圧力制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001141689A JP4677682B2 (ja) | 2001-05-11 | 2001-05-11 | 電動射出成形機の射出軸の圧力制御方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001141689A JP4677682B2 (ja) | 2001-05-11 | 2001-05-11 | 電動射出成形機の射出軸の圧力制御方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002331561A JP2002331561A (ja) | 2002-11-19 |
| JP4677682B2 true JP4677682B2 (ja) | 2011-04-27 |
Family
ID=18988104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001141689A Expired - Fee Related JP4677682B2 (ja) | 2001-05-11 | 2001-05-11 | 電動射出成形機の射出軸の圧力制御方法および装置 |
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|---|---|---|---|---|
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| JP4540597B2 (ja) * | 2005-11-28 | 2010-09-08 | 日精樹脂工業株式会社 | 射出成形機の射出制御方法及び装置 |
| KR100661219B1 (ko) | 2006-02-02 | 2006-12-22 | 엘에스전선 주식회사 | 전동 사출 성형기의 제어장치 |
| EP3389979B1 (en) | 2015-12-14 | 2021-04-21 | iMFLUX Inc. | Remote controller for controlling apparatus by diverting feedback signal from native controller to the remote controller and methods for same |
| MX2018007121A (es) | 2015-12-14 | 2019-02-07 | Imflux Inc | Control remoto para el control de aparatos mediante la desviacion de la señal de realimentacion del control nativo hacia el control remoto y metodos para el mismo. |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62178317A (ja) * | 1986-01-31 | 1987-08-05 | Nissei Plastics Ind Co | 電動式射出装置の射出制御装置 |
| JPH0343227A (ja) * | 1989-07-12 | 1991-02-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 電動射出成形機の射出工程制御装置 |
| JPH03213323A (ja) * | 1990-01-18 | 1991-09-18 | Nissei Plastics Ind Co | 射出成形機の圧力制御方法 |
| JPH04334430A (ja) * | 1991-05-09 | 1992-11-20 | Mitsubishi Electric Corp | 電動射出成形機制御方式 |
| JPH09254205A (ja) * | 1996-03-19 | 1997-09-30 | Japan Steel Works Ltd:The | 射出成形機の圧力制御方法およびその装置 |
-
2001
- 2001-05-11 JP JP2001141689A patent/JP4677682B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
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| JPS62178317A (ja) * | 1986-01-31 | 1987-08-05 | Nissei Plastics Ind Co | 電動式射出装置の射出制御装置 |
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|---|---|
| JP2002331561A (ja) | 2002-11-19 |
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