JP6699729B2 - 位置決め制御装置及び型締装置 - Google Patents

位置決め制御装置及び型締装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6699729B2
JP6699729B2 JP2018523630A JP2018523630A JP6699729B2 JP 6699729 B2 JP6699729 B2 JP 6699729B2 JP 2018523630 A JP2018523630 A JP 2018523630A JP 2018523630 A JP2018523630 A JP 2018523630A JP 6699729 B2 JP6699729 B2 JP 6699729B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
detection value
control
control mode
feedback
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018523630A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2017217222A1 (ja
Inventor
佐藤 元
元 佐藤
敦雄 長澤
敦雄 長澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Machinery Ltd
Original Assignee
Murata Machinery Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Machinery Ltd filed Critical Murata Machinery Ltd
Publication of JPWO2017217222A1 publication Critical patent/JPWO2017217222A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6699729B2 publication Critical patent/JP6699729B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/402Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control arrangements for positioning, e.g. centring a tool relative to a hole in the workpiece, additional detection means to correct position
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C45/80Measuring, controlling or regulating of relative position of mould parts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/20Accessories: Details
    • B22D17/26Mechanisms or devices for locking or opening dies
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/64Mould opening, closing or clamping devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/16Control arrangements for fluid-driven presses
    • B30B15/18Control arrangements for fluid-driven presses controlling the reciprocating motion of the ram
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76003Measured parameter
    • B29C2945/76083Position
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76003Measured parameter
    • B29C2945/76167Presence, absence of objects
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76177Location of measurement
    • B29C2945/76224Closure or clamping unit
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76177Location of measurement
    • B29C2945/76224Closure or clamping unit
    • B29C2945/7623Closure or clamping unit clamping or closing drive means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76344Phase or stage of measurement
    • B29C2945/76387Mould closing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76344Phase or stage of measurement
    • B29C2945/76391Mould clamping, compression of the cavity
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2945/00Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
    • B29C2945/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C2945/76929Controlling method
    • B29C2945/76956Proportional
    • B29C2945/76966Proportional and integral, i.e. Pl regulation
    • B29C2945/76969Proportional and integral, i.e. Pl regulation derivative and integral, i.e. PID regulation
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/42Servomotor, servo controller kind till VSS
    • G05B2219/42334Synchronous tracking servo for biaxial positioning tables, contouring
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/49Nc machine tool, till multiple
    • G05B2219/49135Active clamping, use servo to keep in position

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Description

本発明は、位置決め制御装置及び型締装置に関する。
従来、モータを含む駆動部により移動体を移動させる産業機械において、移動体を目標位置に位置決めする位置決め制御装置が知られている。位置決め制御装置では、移動体の位置が検出され、その検出値がサーボアンプに入力される。サーボアンプは、移動体の位置に関する当該検出値に基づいて、モータのフィードバック制御を実行する。このような位置決め制御装置に関する技術として、例えば特許文献1には、型締装置における金型位置の位置決め制御が記載されている。
特許文献1に記載された位置決め制御では、可動金型(移動体)が固定金型から離れている場合、エンコーダによりモータの回転数から可動金型の位置を検出し、その検出値に基づいてモータの駆動をフィードバック制御する第1フィードバック制御(いわゆるセミクローズド制御)を実行する。一方、可動金型が固定金型に近接している場合には、可動金型の高い位置決め精度が要求されることから、リニアセンサを用いて可動金型の位置を検出し、その検出値に基づいてモータの駆動をフィードバック制御する第2フィードバック制御(いわゆるフルクローズド制御)を実行する。
これによれば、可動範囲全域に亘って可動金型の位置検出が可能なリニアセンサが不要となる。可動金型が目標位置に近接した場合には、リニアセンサの検出値に基づく第2フィードバック制御を実行して、可動金型が目標位置へ位置決めされる。したがって、可動金型を低コストで且つ高精度に位置決めすることが可能となる。
特開2014−121717号公報
しかし、上記従来技術では、第1フィードバック制御から第2フィードバック制御への切り替えのために、特別に設けられたサーボアンプが要される。広く流通している汎用的なサーボアンプでは、対応することが困難となる可能性がある。
そこで、本発明の種々の側面は、サーボアンプに依存せずに移動体を低コストで且つ高精度に位置決めできる位置決め制御装置及び型締装置を提供することを目的とする。
本発明の一側面に係る位置決め制御装置は、モータを含む駆動部と、駆動部により移動可能な移動体と、駆動部の駆動量に基づき移動体の位置を検出する第1検出部と、第1検出部の第1検出値に基づきモータの駆動をフィードバック制御する第1フィードバック制御を実行するサーボアンプと、目標位置に対して一定距離以下まで移動体が近接した場合に当該移動体の位置を検出する第2検出部と、を具備する産業機械に搭載され、移動体を目標位置に位置決めする位置決め制御装置であって、サーボアンプを制御するコントローラを備え、コントローラは、サーボアンプの第1フィードバック制御を実行させる第1制御態様と、サーボアンプの第1フィードバック制御を無効化し、且つ、第2検出部の第2検出値に基づきモータの駆動をフィードバック制御する第2フィードバック制御を実行させる第2制御態様と、の間で制御態様を切り替える切替部を有する。
この位置決め制御装置では、移動体が目標位置に対して一定距離よりも離れている場合、コントローラにおいて切替部により制御態様を第1制御態様へ切り替えた状態とすることにより、サーボアンプの第1フィードバック制御がそのまま実行される。そして、移動体が目標位置に一定距離以下まで近接した場合、コントローラにおいて切替部により制御態様を第2制御態様へ切り替えた状態とすることにより、当該第1フィードバック制御ではなく第2フィードバック制御が実行されて、移動体が目標位置へ位置決めされる。
したがって、第1フィードバック制御よりも高い位置決め精度を有する第2フィードバック制御の実行下で、最終的に移動体を目標位置に位置決めできる。移動体の可動範囲全域で第2フィードバック制御を実行する必要がなく、当該可動範囲全域で移動体の位置検出が可能な第2検出部が不要となる。第1フィードバック制御を実行するサーボアンプはそのままとし、第1フィードバック制御と第2フィードバック制御との間の切替え機能をコントローラに持たせることができる。そのため、特別に設けられたサーボアンプが不要となる。以上により、サーボアンプに依存せずに移動体を低コストで且つ高精度に位置決め可能となる。
本発明の一側面に係る位置決め制御装置では、サーボアンプは、複数設けられ、コントローラは、複数のサーボアンプを統御してもよい。これにより、複数のサーボアンプが設けられている場合、これらのサーボアンプをコントローラにより個別に及び連携させて制御可能となる。
本発明の一側面に係る位置決め制御装置では、切替部は、第2検出部で検出された第2検出値が目標位置に対して設定距離よりも離れた位置である場合、第1制御態様へ制御態様を切り替えた状態とされ、第2検出部で検出された第2検出値が目標位置に対して設定距離以下まで近接した位置である場合、第2制御態様へ制御態様を切り替えた状態とされてもよい。これにより、第2検出値に応じて制御態様を切り替えることができる。
本発明の一側面に係る位置決め制御装置では、コントローラは、第2フィードバック制御でフィードバックされる第2検出値の高周波成分をフィルタリングするフィルタ部を有していてもよい。これにより、切替部で制御態様を第2制御態様へ切り替えた切替時に、第2検出値が急変するように制御入力されることを抑制でき、移動体の挙動が振動的になることを抑制できる。よって、移動体の移動中でも、切替部による制御態様の切替えが可能となる。切替部による制御態様の切替えの際に移動体を停止させる必要性を低減できる。
本発明の一側面に係る位置決め制御装置では、コントローラは、制御指令を生成する指令生成部を有し、切替部により第1制御態様へ制御態様が切り替えられた状態では、指令生成部で生成した制御指令をサーボアンプに入力し、切替部により第2制御態様へ制御態様が切り替えられた状態では、第1検出値が加算され且つ第2検出値が減算された制御指令を、サーボアンプに入力してもよい。この場合、第1制御態様へ制御態様が切り替えられると、サーボアンプの第1フィードバック制御がそのまま実行される。第2制御態様へ制御態様が切り替えられると、サーボアンプにフィードバックされる第1検出値がキャンセルされ、第1フィードバック制御が無効化されると共に、第2フィードバック制御が実行されることとなる。これにより、サーボアンプに依存しない移動体の位置決めを、具体的に実現できる。
本発明の一側面に係る位置決め制御装置において、第2フィードバック制御では、第1検出値に対する検出誤差を含む第2検出値をフィードバック成分としてモータの駆動をフィードバック制御してもよい。第2フィードバック制御でフィードバックされる第2検出値が第1フィードバック制御でフィードバックされる第1検出値に対して検出誤差を含んでいると、切替部による制御態様の切替時に、移動体の挙動が不安定になる可能性がある。このような切替時における不安定な挙動を抑制するために、第2検出値を補正等することも考えられるが、この場合、制御系が煩雑になることが懸念される。一方、位置決め制御装置では、目標位置へ精度よく移動体を位置決めすることが求められるものの、当該切替時における移動体の不安定な挙動は、特段に問題にならない場合が多いという実情が存在する。本発明の一側面では、第1検出値に対する検出誤差を含んだままの第2検出値をフィードバックしており、これにより、当該実情を利用して制御系が煩雑になることを抑制できる。特に、第2フィードバック制御でフィードバックされる第2検出値の高周波成分をフィルタリングするフィルタ部をコントローラが有する場合には、フィルタ部によって、制御態様の切替時にフィードバックされる第2検出値が急変することを抑制しつつ、制御系の煩雑さを抑制できる。
本発明の一側面に係る型締装置は、モータを含む駆動部と、固定金型、及び、駆動部によって固定金型に対して相対移動可能な移動体としての可動金型を有する金型と、駆動部の駆動量に基づき移動体の位置を検出する第1検出部と、第1検出部の検出値に基づきモータの駆動をフィードバック制御する第1フィードバック制御を実行するサーボアンプと、目標位置に対して一定距離以下まで可動金型が近接した場合に当該可動金型の位置を測定する第2検出部と、上記位置決め制御装置と、を備える。
この型締装置は、上記位置決め制御装置を備えていることから、上記位置決め制御装置と同様の効果、すなわち、サーボアンプに依存せずに可動金型を低コストで且つ高精度に位置決めできるという効果を奏する。
本発明の一側面によれば、サーボアンプに依存せずに移動体を低コストで且つ高精度に位置決めできる位置決め制御装置及び型締装置を提供することができる。
図1は、第1実施形態に係る位置決め制御装置が搭載された型締装置を備えた射出成型機の概略正面図である。 図2は、第1制御態様におけるコントローラ及びサーボアンプのブロック線図である。 図3は、第2制御態様におけるコントローラ及びサーボアンプのブロック線図である。 図4は、図1に示す型締装置のリニアセンサの断面図である。 図5(a)は、第1制御態様における原理ブロック線図である。図5(b)は、第2制御態様における原理ブロック線図である。 図6(a)は、図2に示すフィルタでフィルタリングされていない場合にフィードバックされる第2検出値の時間変化を説明するグラフである。図6(b)は、図2に示すフィルタでフィルタリングされている場合にフィードバックされる第2検出値の時間変化を説明するグラフである。 図7は、第1検出値及び第2検出値の時間変化の一例を示すグラフである。 図8は、第2実施形態に係る位置決め制御装置が搭載された型締装置を備えた射出成型機の概略正面図である。 図9は、第3実施形態に係る位置決め制御装置が搭載された型締装置を備えた射出成型機の概略正面図である。 図10は、変形例に係る位置決め制御装置が搭載された型締装置を備えたプレスブレーキの概略正面図である。 図11(a)は、押込み前における図10のXI−XI線に沿っての概略断面図である。図11(b)は、押込み後における図10のXI−XI線に沿っての概略断面図である。 図12は、図10に示すコントローラ及びサーボアンプのブロック線図である。 図13は、他の変形例に係るコントローラ及びサーボアンプのブロック線図である。
以下、実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。「Z方向」は鉛直方向に対応する。X方向はZ方向に対する直交方向に対応する。Y方向はZ方向及びX方向に対する直交方向に対応する。「上」及び「下」の語は、鉛直方向の「上」及び「下」に対応する。
[第1実施形態]
図1に示される射出成型機100は、樹脂等の材料を射出成形して成形品を製造する装置である。射出成型機100は、例えばモバイル端末の導光板等の製造に適用される。射出成型機100は、型締装置20、射出装置40、及びNC(Numerical Control)制御装置60を備えている。
型締装置20は、駆動部21、金型22、エンコーダ(第1検出部)23、サーボアンプ24、リニアセンサ(第2検出部)25、及び位置決め制御装置10を備えている。型締装置20は、金型22の開閉及び締付けを行う産業機械である。
駆動部21は、金型22を開閉する及び締め付けるための駆動力を供給する。駆動部21は、モータ26とモータ26に連結されたボールねじ27とを有している。モータ26は、ボールねじ27を駆動する。ボールねじ27は、Z方向を軸方向とするねじ軸27aと、ねじ軸27aに沿ってZ方向に直動可能なボールねじナットを含むスライダ27bと、を含む。モータ26及びボールねじ27としては、特に限定されず、種々のモータ及びボールねじをそれぞれ用いることができる。なお、駆動部21では、モータ26にボールねじ27が直結されていてもよいし、これらの間にギア等の機構が介在されていてもよい。
金型22は、材料を成型する型である。金型22は、固定金型22a及び可動金型(移動体)22bを有している。固定金型22a及び可動金型22bは、Z方向に互いに対向して配置されている。固定金型22a及び可動金型22bの間には、材料を充填する空洞部分が形成される。
固定金型22aは、取付台28に固定されている。可動金型22bは、駆動部21によって固定金型22aに対してZ方向に沿って相対移動可能とされている。具体的には、可動金型22bは、ラム軸29を介してZ方向に移動可能に支持されていると共に、ボールねじ27のスライダ27bに連結されている。図示する例では、固定金型22aは、下部金型であってキャビティに対応する。可動金型22bは、上部金型であってコアに対応する。
エンコーダ23は、モータ26の駆動量に基づき可動金型22bの位置を検出する。エンコーダ23は、モータ26の回転軸に取り付けられている。エンコーダ23は、モータ26の単位時間当たりの回転数、回転角度及び回転位置の少なくとも何れかに基づいて、Z方向における可動金型22bの位置を検出する。エンコーダ23は、Z方向における可動金型22bの位置に関する検出値(以下、「第1検出値」と称する)をサーボアンプ24へ出力する。エンコーダ23は、第1検出値をコントローラ1にも出力する。第1検出値は、例えばパルス信号である。なお、エンコーダ23は、可動金型22bの位置を直接検出するのではなく、モータ26の駆動量を検出する。そのため、モータ26と可動金型22bとの間に存在する誤差要因(駆動部21もしくは金型22の熱膨張又はスリップ等)によって、エンコーダ23は、リニアセンサ25と比べて検出誤差が生じやすい。
サーボアンプ24は、エンコーダ23の第1検出値に基づきモータ26の駆動をフィードバック制御する第1フィードバック制御を実行する。第1フィードバック制御では、後述のコントローラ1から入力された位置指令(制御指令)に応じてモータ26の駆動を制御すると共に、当該位置指令にエンコーダ23の第1検出値をフィードバック成分としてフィードバックする。図2及び図3に示されるように、サーボアンプ24は、差分器24a、位置制御器24b、微分器24c、差分器24d、速度制御器24e及び電流制御器24fを有している。
差分器24aは、コントローラ1により入力された位置指令から、エンコーダ23の第1検出値を減算する。差分器24aのプラス入力には、位置指令が入力される。差分器24aのマイナス入力には、第1検出値が入力される。差分器24aは、位置指令と第1検出値との偏差を、位置偏差として位置制御器24bへ出力する。位置制御器24bは、差分器24aから入力された位置偏差に制御ゲインを乗算し、可動金型22bの速度指令として差分器24dのプラス入力に出力する。
微分器24cは、エンコーダ23の第1検出値を時間微分して、エンコーダ23の第1検出値の単位時間当たり変化量、つまり、可動金型22bの速度に関する速度信号を生成する。微分器24cは、当該速度信号を差分器24dのマイナス入力に出力する。差分器24dは、位置制御器24bにより入力された速度指令から、微分器24cにより入力された速度信号を減算する。差分器24dは、速度指令と速度信号との偏差を、速度偏差として速度制御器24eへ出力する。
速度制御器24eは、差分器24dから入力された速度偏差に制御ゲインを乗算し、モータ16に印加する電流値に関する電流指令として、電流制御器24fへ出力する。電流制御器24fは、速度制御器24eから入力された電流指令に基づき、モータ16の駆動電流を制御する。
リニアセンサ25は、固定金型22aに対して可動金型22bが近接した場合に当該可動金型22bの位置を測定するセンサである。図4に示されるように、リニアセンサ25は、固定金型22aの上部に固定されている。リニアセンサ25は、可動金型22bの下部に固定された基準板30と対向して配置されている。なお、基準板30を設けず、リニアセンサ25を可動金型22bの一部と対向して配置してもよい。
リニアセンサ25では、可動金型22bが下降して固定金型22aに近接した場合、磁性体ロッド25aの上面が基準板30と当接され、磁性体ロッド25aが基準板30で押し込まれる。磁性体ロッド25aは、スプリング25bにより付勢されていることから、基準板30と一体に下降する。このとき、磁性体ロッド25aに設けられた磁気マークの位相がセンサヘッド25cで読み取られ、基準板30のZ方向の位置、つまり、Z方向における固定金型22aに対する可動金型22bの相対位置が検出される。これにより、リニアセンサ25では、磁性体ロッド25aのストロークの範囲内で、固定金型22a及び可動金型22b間の実際の間隔が測定されて、Z方向における可動金型22bの位置が測定される。
このようにリニアセンサ25は、基準板30と磁性体ロッド25aとが当接するまで可動金型22bが固定金型22aに近接した場合、すなわち、位置決め制御装置10が位置決めする目標位置に対して可動金型22bが一定距離まで近接した場合、Z方向における可動金型22bの位置を測定する。リニアセンサ25は、Z方向における可動金型22bの位置に関する検出値(以下、「第2検出値」という)を、位置決め制御装置10へ出力する。
一定距離は、リニアセンサ25が第2検出値の検出を開始するときの、目標位置に対する可動金型22bの距離である。ここでの一定距離は、リニアセンサ25の磁性体ロッド25aが基準板30と当接し始めたときにおける、可動金型22bとの目標位置との間の距離である。一定距離は、特に限定されず、例えば基準板30及びリニアセンサ25の固定位置を適宜変更することによって調整可能である。一定距離は、可動金型22bが目標位置に近接する近接区間に対応する。一定距離は、駆動部21により可動金型22bが相対移動可能な可動距離よりも短い。リニアセンサ25としては、特に限定されず、公知の種々のリニアセンサを用いることができる。
図1及び図2に示されるように、位置決め制御装置10は、可動金型22bを目標位置に位置決めする制御装置である。位置決め制御装置10は、μmオーダの精度で可動金型22bの位置決めを実現する。目標位置とは、型締装置20に搭載された位置決め制御装置10では、金型22が閉状態のときの可動金型22bの位置である。位置決め制御装置10は、サーボアンプ24を制御するコントローラ1を備えている。コントローラ1についての詳細は後述する。
射出装置40は、材料を金型22内(固定金型22a及び可動金型22b間)に注入する装置である。射出装置40は、例えばノズル、射出シリンダ及びホッパ等を備えている。射出装置40は、金型22に対して材料を注入可能に連結されている。射出装置40としては、特に限定されず、インラインスクリュ式射出装置等の種々の公知装置を採用できる。
NC制御装置60は、型締装置20及び射出装置40を含む射出成型機100の全体を制御する。NC制御装置60は、射出速度、圧力及び温度等の成形条件を制御する。特にNC制御装置60は、位置決め制御装置10のコントローラ1に対して、位置決め制御装置10の制御条件(例えば、位置決めする目標位置等)を出力して指定する。また、NC制御装置60は、タッチパネル等の操作部を有している。NC制御装置60では、作業者により操作部が操作され、各種の成形条件が設定される。
次に、位置決め制御装置10が備えるコントローラ1について、具体的に説明する。
図1〜図3に示されるように、コントローラ1は、サーボアンプ24の上位制御系を構成する。コントローラ1は、サーボアンプ24とは、構成として別体で設けられている。コントローラ1は、サーボアンプ24を制御し、第1フィードバック制御と、リニアセンサ25の第2検出値に基づいてモータ26の駆動をフィードバック制御する第2フィードバック制御と、を選択的に実行させる。
第1フィードバック制御では、応答遅れが小さいために、制御ゲインを上げられるというメリットが得られる。第1フィードバック制御は、セミクローズド制御とも称される。第2フィードバック制御では、ロバスト性が高く、駆動部21又は金型22の熱膨張又はスリップ等が生じても位置制御可能であり、第1フィードバック制御よりも位置決め精度が高いというメリットが得られる。第2フィードバック制御は、フルクローズド制御とも称される。
コントローラ1は、指令生成器(指令生成部)2、信号変換器3、スイッチ(切替部)4、差分器5、フィルタ(フィルタ部)6、差分器7及び信号変換器8を、回路構成として備えている。
指令生成器2は、NC制御装置60から入力された制御条件に応じた動作パターンに従い、可動金型22bの位置指令を生成する。指令生成器2は、生成した位置指令を差分器7のプラス入力へ出力する。
信号変換器3は、単位パルスに対応する移動距離の情報を参照して、エンコーダ23で検出された第1検出値の信号形態を、パルス信号からアナログ信号へ変換する。信号変換器3は、変換した第1検出値を差分器5のマイナス入力とスイッチ4とへ出力する。単位パルスに対応する移動距離の情報は、コントローラ1に予め記憶されている。なお、ここでは、サーボアンプ24においてエンコーダ23から差分器24aへフィードバックする第1検出値を信号変換器3に入力しているが、エンコーダ23から第1検出値を信号変換器3に直接入力してもよい。
スイッチ4は、差分器5のプラス入力への入力を、信号変換器3から入力される第1検出値とリニアセンサ25から入力される第2検出値との間で切り替える。これにより、スイッチ4は、第1フィードバック制御を実行させる第1制御態様と、第1フィードバック制御を無効化し且つ第2フィードバック制御を実行させる第2制御態様と、の間で制御態様を切り替える(詳しくは後述)。ここでの「無効化」は、第1フィードバック制御を完全に無効にする場合だけでなく、第1フィードバック制御における少なくとも一部の周波数領域を無効にする場合を含む。
スイッチ4は、リニアセンサ25の第2検出値に応じて、そのスイッチ状態を切り替える。具体的には、リニアセンサ25で第2検出値が検出されておらず、スイッチ4に第2検出値が入力されていない場合、スイッチ4は、差分器5のプラス入力への入力を第1検出値とした第1制御態様へ制御態様を切り替えた状態とする。換言すると、第2検出値が0、すなわち、第2検出値が目標位置に対して設定距離(ここでは上記一定距離)よりも離れた位置である場合、スイッチ4は、第1制御態様へ制御態様を切り替えた状態とする。一方、リニアセンサ25で第2検出値が検出され、スイッチ4に第2検出値が入力された場合、スイッチ4は、差分器5のプラス入力への入力を第2検出値とした第2制御態様へ制御態様を切り替えた状態とする。換言すると、第2検出値が0よりも大きく、すなわち、目標位置に対して設定距離(ここでは上記一定距離)以下まで近接した位置である場合、スイッチ4は、第1制御態様へ制御態様を切り替えた状態とする。
スイッチ4の切替タイミングは、コントローラ1内部の切替指示部(不図示)が切替指令をスイッチ4に送信するタイミングである。つまり、スイッチ4に第2検出値が入力されていることを条件に、上記切替指令部の切替指令を受けたタイミングで、スイッチ4は第2制御態様へ制御態様を切り替える。スイッチ4に第2検出値が入力されていないことを条件に、上記切替指令部の切替指令を受けたタイミングで、スイッチ4は第1制御態様へ制御態様を切り替える。スイッチ4としては、ソフトスイッチ、又は公知の回路素子等を用いて構成することができる。
差分器5は、そのプラス入力に第1検出値が入力されるようにスイッチ4が切り替えられている場合には、スイッチ4を介して入力された第1検出値から、スイッチ4を介さず入力された第1検出値を減算して、検出値偏差を求める。この場合、検出値偏差は、第1検出値から第1検出値を減算してなる偏差であり、0である。差分器5は、0の値を検出値偏差としてフィルタ6へ出力する。一方、差分器5は、そのプラス入力に第2検出値が入力されるようにスイッチ4が切り替えられている場合には、スイッチ4を介して入力された第2検出値から、スイッチ4を介さず入力された第1検出値を減算して、検出値偏差を求める。この場合、検出値偏差は、第2検出値から第1検出値を減算してなる偏差である。差分器5は、当該検出値偏差をフィルタ6へ出力する。
フィルタ6は、差分器5から入力された検出値偏差の高周波成分をフィルタリングする。具体的には、フィルタ6は、差分器5のプラス入力に第2検出値が入力されるようにスイッチ4が切り替えられた状態(図3参照)において、差分器5から入力された検出値偏差を構成する第1検出値及び第2検出値それぞれにおける高周波成分をフィルタリングする。フィルタ6は、ローパスフィルタであって、基準より低い周波数成分を通過させると共に、高い周波数成分をカットする。フィルタ6では、1次遅れ系によるフィルタリング処理、2次遅れ系によるフィルタリング処理、又は、移動平均によるフィルタリング処理が行われる。
フィルタ6は、入力データに対し数学的な処理を加えるデジタルフィルタである。フィルタ6としては、マイクロプロセッサ等が用いられている。フィルタ6では、プログラムによりフィルタリング処理が実現される。フィルタ6は、フィルタリングした検出値偏差を差分器7のマイナス入力へ出力する。なお、フィルタ6は、電気回路又は電子回路で構成されてもよい。
差分器7は、指令生成器2により入力された位置指令から、フィルタ6により入力された検出値偏差を減算する。差分器7は、検出値偏差を減算した位置指令を信号変換器8へ出力する。
信号変換器8は、単位パルスに対応する移動距離の情報を参照して、差分器7から入力された位置指令の信号形態をアナログ信号からパルス信号へ変換する。信号変換器8は、変換した位置指令を、サーボアンプ24の差分器24aへ出力する。
次に、位置決め制御装置10により実行される処理の一例について説明する。以下の説明では、射出成型機100の型締装置20において型締めを行うに際して、位置決め制御装置10により可動金型22bを位置決めする場合を例示する。
開状態の金型22では、固定金型22aに対して可動金型22bが離れ、リニアセンサ25が基準板30と当接しておらず、可動金型22bが目標位置(金型22が閉状態のときの可動金型22bの位置)に対して一定距離よりも上方に離間した位置に位置する。この状態において、位置決め制御装置10では、NC制御装置60から入力された制御条件の下、コントローラ1によりサーボアンプ24を制御し、モータ26を駆動してボールねじ27を作動させ、可動金型22bを下降させる。
ここで、可動金型22bが固定金型22aに近接してリニアセンサ25が基準板30と当接する前までは、リニアセンサ25では第2検出値が未だ検出されず、スイッチ4に第2検出値が入力されていない。よって、図2に示されるように、スイッチ4は、差分器5のプラス入力に第1検出値が入力されるように切り替えられた状態とされる。この場合、第1検出値は差分器5で相殺され、0の値がフィルタ6を介して差分器7に入力され、指令生成器2からの位置指令はそのまま信号変換器8を介してサーボアンプ24に入力される。その結果、図5(a)に示される原理ブロック線図が実質的に構成され、サーボアンプ24の第1フィードバック制御がそのまま実行される。すなわち、スイッチ4は、サーボアンプ24の第1フィードバック制御を実行させる第1制御態様へ、制御態様を切り替えた状態とされる。
引き続き可動金型22bを下降させ、可動金型22bが固定金型22aに近接してリニアセンサ25が基準板30と当接した後には、リニアセンサ25により第2検出値が検出され、スイッチ4に第2検出値が入力される。よって、図3に示されるように、スイッチ4は、差分器5のプラス入力に第2検出値が入力されるように切り替えられた状態とされる。この場合、差分器5で第2検出値から第1検出値を減算してなる検出値偏差が、フィルタ6を介して差分器7のマイナス入力に入力される。当該検出値偏差が減算された位置指令が、信号変換器8を介してサーボアンプ24に入力される。つまり、サーボアンプ24に入力される位置指令は、第1検出値が実質的に加算され(減算された第1検出値が減算され)、且つ、第2検出値が減算される。
これにより、サーボアンプ24では、当該サーボアンプ24にフィードバックされる第1検出値が、位置指令に加算された第1検出値で相殺されてキャンセルされ、第1フィードバック制御が無効化される。これと共に、位置指令に第2検出値がフィードバックされる。その結果、図5(b)に示される原理ブロック線図が実質的に構成され、第2フィードバック制御が実行される。すなわち、スイッチ4は、サーボアンプ24の第1フィードバック制御を無効化し、且つ、第2フィードバック制御を実行させる第2制御態様へ、制御態様を切り替えた状態とされる。
ここでの第2制御態様では、図示する原理ブロック線図で表されるように、ローパスフィルタ6aとしてのフィルタ6により、第2フィードバック制御でフィードバックされる第2検出値(差分器7のマイナス入力に入力される第2検出値)の高周波成分がフィルタリングされる。これにより、スイッチ4による第2制御態様への切替時において、フィードバックされる第2検出値は、なだらかに立ち上がる信号値(図6(a)参照)として制御入力される。換言すると、第2検出値が急峻に立ち上がるように急変して制御入力されること(図6(b)参照)が抑制される。
また、第2制御態様では、位置指令に実質的に加算される第1検出値(差分器7のマイナス入力に入力される第1検出値)の高周波成分が、フィルタ6によりフィルタリングされる。これにより、サーボアンプ24にフィードバックされる第1検出値の低周波成分が相殺されてキャンセルされ、結果として、第1検出値の高周波成分がエンコーダ23から位置指令にフィードバックされる。つまり、図示する原理ブロック線図で表されるように、ハイパスフィルタ6bとしてのフィルタ6により、第1検出値の高周波成分がエンコーダ23から位置指令にフィードバックされることになる。これにより、制御の安定性を高められる。
以上、位置決め制御装置10では、可動金型22bが固定金型22aに対して近接しておらず、可動金型22bが目標位置に対して一定距離よりも離れている場合に、コントローラ1においてスイッチ4により制御態様を第1制御態様へ切り替えた状態とする。これにより、サーボアンプ24の第1フィードバック制御がそのまま実行される。そして、可動金型22bが固定金型22aに対して近接し、可動金型22bが目標位置に一定距離以下まで近接した場合、コントローラ1においてスイッチ4により制御態様を第2制御態様へ切り替えた状態とする。これにより、当該第1フィードバック制御ではなく第2フィードバック制御が実行されて、可動金型22bが目標位置へ位置決めされる。
したがって、位置決め制御装置10によれば、第1フィードバック制御よりも高い位置決め精度を有する第2フィードバック制御の実行下で、最終的に可動金型22bを目標位置に位置決めできる。可動金型22bの可動範囲全域で第2フィードバック制御を実行する必要がなく、当該可動範囲全域で可動金型22bの位置検出が可能なセンサをリニアセンサ25として用いる必要がない。第1フィードバック制御を実行するサーボアンプ24はそのままとし、第1フィードバック制御と第2フィードバック制御との間の切替え機能をコントローラ1に持たせることができる。そのため、汎用的なサーボアンプ24で対応でき、特別に設けられたサーボアンプが不要となる。以上により、サーボアンプ24に依存せずに可動金型22bを低コストで且つ高精度に位置決め可能となる。また、既存の型締装置に対して位置決め制御装置10を後付けで搭載できる。この場合、後付けの位置決め制御装置10によって可動金型22bを低コストで且つ高精度に位置決め可能となる。
位置決め制御装置10では、スイッチ4は、リニアセンサ25で第2検出値が検出されない場合、第1制御態様へ制御態様を切り替えた状態とされる。スイッチ4は、リニアセンサ25で第2検出値が検出された場合、第2制御態様へ制御態様を切り替えた状態とされる。これにより、第2検出値に応じて制御態様を切り替えることができる。
位置決め制御装置10では、コントローラ1は、第2フィードバック制御でフィードバックされる第2検出値の高周波成分をフィルタリングするフィルタ6を有している。これにより、スイッチ4で制御態様を第2制御態様へ切り替えた切替時に、第2検出値が急変するように制御入力されることを抑制できる。当該切替時に可動金型22bの挙動が振動的になることを抑制できる。定速で又は加減速しながら可動金型22bが移動している場合でも、スイッチ4によるスムーズな制御態様の切替えが可能となる。そのため、スイッチ4による制御態様の切替えの際に可動金型22bを停止させる必要性を低減できる。
位置決め制御装置10では、コントローラ1は、位置指令を生成する指令生成器2を有する。スイッチ4により第1制御態様へ制御態様が切り替えられた状態では、指令生成器2で生成した位置指令をサーボアンプ24に入力する(図2参照)。これにより、サーボアンプ24の第1フィードバック制御がそのまま実行される。スイッチ4により第2制御態様へ制御態様が切り替えられた状態では、第1検出値が加算され且つ第2検出値が減算された制御指令を、サーボアンプに入力する(図3参照)。これにより、サーボアンプ24にフィードバックされる第1検出値がキャンセルされ、第1フィードバック制御が無効化されると共に、第2フィードバック制御が実行される。したがって、サーボアンプ24に依存しない可動金型22bの位置決めを、具体的に実現できる。
図7は、型締装置20の型締めの際における、第1検出値D1及び第2検出値D2の時間変化の一例を示すグラフである。縦軸は可動金型22bの位置であり、横軸は時間である。図中の一例では、時間t0の時点において、スイッチ4により制御態様が切り替えられ、実行されるフィードバック制御が第1フィードバック制御から第2フィードバック制御へ切り替えられている。
同じ検出タイミングにおいて、第2検出値が第1検出値に対して検出誤差を含んでいると、スイッチ4による制御態様の切替時に、フィードバック成分が急に変化することなり、可動金型22bの挙動が不安定になる可能性がある。このような切替時における不安定な挙動を抑制するために、第2検出値を補正等することも考えられるが、この場合、制御系が煩雑になることが懸念される。一方、位置決め制御装置10では、目標位置へ精度よく可動金型22bを位置決めすることが求められるものの、当該切替時における可動金型22bの不安定な挙動は、特段に問題にならない場合が多いという実情が存在する。この点、図7に示されるように、第2検出値D2は、第1検出値D1に対して検出誤差を有している。位置決め制御装置10の第2フィードバック制御では、第1検出値D1に対する検出誤差を含んだままの第2検出値D2をフィードバックしている。これにより、かかる実情を利用して制御系が煩雑になることを抑制できる。
型締装置20及び射出成型機100は、上記位置決め制御装置10を備えていることから、上記位置決め制御装置10と同様に、サーボアンプ24に依存せずに可動金型22bを低コストで且つ高精度に位置決めできるという効果を奏する。
なお、位置決め制御装置10では、コントローラ1のフィルタ6により、第2フィードバック制御でフィードバックされる第2検出値だけでなく、位置指令に実質的に加算される第1検出値についてもフィルタリングする。これにより、図5(b)に示されるように、ハイパスフィルタ6bとしての機能とローパスフィルタ6aの機能とを1つのフィルタ6で表現できる。本実施形態では、型締装置20の型締めの際に位置決め制御装置10で可動金型22bを位置決めする場合を例示したが、位置決め制御装置10は、型締装置20の型開きの際において可動金型22bを位置決めすることも勿論可能である。
[第2実施形態]
次に、第2実施形態について説明する。本実施形態の説明では、第1実施形態と異なる点について説明し、重複する説明は省略する。
図8に示されるように、本実施形態の位置決め制御装置10は、射出成型機100Bの型締装置20Bに搭載されている。射出成型機100Bは、型締装置20Bを備える以外は、上記射出成型機100と同様に構成されている。型締装置20Bは、複数の駆動部70と、複数のサーボアンプ24と、複数のリニアセンサ25と、を備える以外は、上記型締装置20と同様に構成されている。駆動部70は、モータ及び油圧シリンダを有するラム軸である。図示する例では、駆動部70は2つ設けられ、サーボアンプ24は2つ設けられ、リニアセンサ25は3つ設けられている。サーボアンプ24は、油圧シリンダを駆動するモータを制御する。
位置決め制御装置10のコントローラ1は、2つのサーボアンプ24を統御する。コントローラ1は、2つのサーボアンプ24を個別に又は連携して制御する。コントローラ1は、そのスイッチ4(図2参照)により、2つのサーボアンプ24の第1フィードバック制御を実行させる第1制御態様と、当該第1フィードバック制御を無効化し且つ3つのリニアセンサ25の第2検出値に基づく第2フィードバック制御を実行する第2制御態様と、を切り替える。
本実施形態の位置決め制御装置10においても、上記第1実施形態と同様の効果が奏される。また、位置決め制御装置10では、コントローラ1が複数のサーボアンプ24を統御する。これにより、複数のサーボアンプ24が設けられている場合であっても、これらのサーボアンプ24をコントローラ1により個別に及び連携させて制御可能となる。可動金型22bの位置決めに加え、可動金型22bの傾き等の姿勢を所望に制御することが可能となる。
[第3実施形態]
次に、第3実施形態について説明する。本実施形態の説明では、第1実施形態と異なる点について説明し、重複する説明は省略する。
図9に示されるように、本実施形態の位置決め制御装置10は、射出成型機100Cの型締装置20Cに搭載されている。射出成型機100Cは、型締装置20Cを備える以外は、上記射出成型機100と同様に構成されている。型締装置20Cは、複数の駆動部80と、複数のサーボアンプ24と、を備える以外は、上記型締装置20と同様に構成されている。駆動部80は、油圧シリンダ、ボールねじ及びモータを有するラム軸である。図示する例では、駆動部80は2つ設けられ、サーボアンプ24は4つ設けられ、リニアセンサ25は1つ設けられている。ここでは、油圧シリンダを駆動するモータを制御するサーボアンプ24と、ボールねじを駆動するモータを制御するサーボアンプ24と、をそれぞれ2つ備える。
位置決め制御装置10のコントローラ1は、4つのサーボアンプ24を統御する。コントローラ1は、4つのサーボアンプ24を個別に又は連携して制御する。コントローラ1は、そのスイッチ4(図2参照)により、4つのサーボアンプ24の第1フィードバック制御を実行させる第1制御態様と、当該第1フィードバック制御を無効化し且つリニアセンサ25の第2検出値に基づく第2フィードバック制御を実行する第2制御態様と、を切り替える。
本実施形態の位置決め制御装置10においても、上記第1実施形態と同様の効果が奏される。また、位置決め制御装置10では、コントローラ1が複数のサーボアンプ24を統御する。これにより、複数のサーボアンプ24が設けられている場合であっても、これらのサーボアンプ24を個別に及び連携させて制御可能となる。可動金型22bの位置決めに加え、可動金型22bの傾き等の姿勢を所望に制御することが可能となる。更に、コントローラ1により、駆動部80における油圧シリンダとボールねじとを、選択的に切り替えて駆動させることができる。
以上、本実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されない。
上記実施形態では、射出成型機100,100B,100Cの型締装置20,20B,20Cに位置決め制御装置10を搭載したが、鍛造機、プレス成型機又はダイカスト成型機等の型締装置に位置決め制御装置10を搭載してもよい。位置決め制御装置10を搭載する産業機械は、型締装置に限定されず、搬送車、無軌道台車、有軌道台車又はスタッカクレーン等の搬送機械であってもよい。この場合、車体、台車又は荷台等が移動体に相当する。
図10は、変形例に係る位置決め制御装置が搭載された型締装置を備えたプレスブレーキの概略正面図である。図11は、図10のXI−XI線に沿っての概略断面図である。図12は、図10に示すコントローラ及びサーボアンプのブロック線図である。本発明の一側面に係る位置決め制御装置は、図10及び図11に示されるように、例えばプレスブレーキ200にも同様に適用できる。プレスブレーキ200は、例えばワークである平板状の板材W1を折曲げ加工する際に用いられる。
プレスブレーキ200は、型締装置120を備える。型締装置120は、金型122と一対のリニアセンサ125と位置決め制御装置110とを備える以外は、上記型締装置20B(図8参照)と同様に構成されている。
金型122は、固定金型である下型122aと、可動金型(移動体)である上型122bと、を有している。下型122a及び上型122bは、上下方向に互いに対向して配置されている。下型122aの上面には、板材W1が載置される。下型122aの上面には、断面V字状の溝129が形成されている。
一対のリニアセンサ125は、下型122aに埋め込まれるように配置されている。具体的には、一対のリニアセンサ125は、溝129に沿う方向における一方側と他方側との位置に埋め込まれるように配置されている。リニアセンサ125は、上記リニアセンサ25(図4参照)と同様に構成されている。リニアセンサ125は、上記磁性体ロッド25a(図4参照)を構成するピストンロッド125aが溝129の底から上方へ突き出すように配置されている。ピストンロッド125aは、バネ等の付勢部材によって上方へ付勢されている。ピストンロッド125aの先端は、下型122aの上面に平板状の板材W1を載置した加工前の状態において、当該板材W1と接触して同じ高さに位置する。
型締装置120では、図11(a)及び図11(b)に示されるように、上型122bが、下型122aの上面に配置された板材W1を、当該上型122bの下部が溝129の内に進入するように下型122a側に押し込む。これにより、板材W1の折曲げ加工が行われると共に、板材W1を介して、ピストンロッド125aが下方に押し込まれる。リニアセンサ125は、ピストンロッド125aの当該押込量dを、計測値(第2検出値)として検出する。
図12に示されるように、位置決め制御装置110は、コントローラ101を備えている。コントローラ101は、2つのサーボアンプ24を統御する。コントローラ101は、上記コントローラ1(図2参照)の構成を、2つのサーボアンプ24それぞれに対応するように一対含んでいる。換言すると、コントローラ101は、各サーボアンプ24をそれぞれ制御する2つの上記コントローラ1(図2参照)の構成を含んでいる。
コントローラ101は、そのスイッチ4により、2つのサーボアンプ24の第1フィードバック制御を実行させる第1制御態様と、当該第1フィードバック制御を無効化し且つ一対のリニアセンサ25の計測値に基づく第2フィードバック制御を実行する第2制御態様と、を切り替える。ここでのコントローラ101は、溝129に沿う方向における一方側の位置に埋め込まれたリニアセンサ125の計測値に基づき、一対の駆動部70のうち当該一方側の駆動部70をフィードバック制御する。溝129に沿う方向における他方側の位置に埋め込まれたリニアセンサ125の計測値に基づき、一対の駆動部70のうち当該他方側の駆動部70をフィードバック制御する。
ここで、板材W1を折曲げ加工するに際における当該板材W1の曲げ角度は、リニアセンサ125の計測値である押込量d(図11参照)と下型122aの溝129の溝幅である規定値とに基づいて幾何学的に算出できる。よって、コントローラ101は、押込量dと溝幅と曲げ角度との関係に基づき、指定の曲げ角度から目標位置としての押込量dを決定し、この押込量dに基づき位置指令を指令生成器2で生成する。
なお、コントローラ101では、2つのサーボアンプ24に対して指令生成器2が個別に(2つ)設けられているが、2つのサーボアンプ24に共通の1つの指令生成器2が設けられていてもよい。駆動部70は、ボールねじ駆動及び油圧駆動の少なくとも何れかで駆動できればよい。ピストンロッド125aの先端は、下型122aの上面に平板状の板材W1を載置した加工前の状態(ホームポジション)において、当該板材W1の下面より下側に位置してもよい。一対のリニアセンサ125の各々が、一対の駆動部70の各々に対応付けられるように構成されていなくてもよく、例えば、1つのリニアセンサを一対の駆動部70が共用し、同一のリニアセンサの計測値に基づき、一対の駆動部70の各々をフィードバック制御してもよい。
上記実施形態では、リニアセンサ25からの第2検出値の入力を条件にスイッチ4を切り替えたが、図13に示されるように、AND回路44を設け、リニアセンサ25からの第2検出値の入力と上位コントローラからの要求の入力とのアンド条件でスイッチ4を切り替えてもよい。具体的には、第2検出値及び上位コントローラからの要求の双方が入力されている場合にスイッチ4は第2制御態様へ制御態様を切り替え、それ以外の場合には、スイッチ4は第1制御態様へ制御態様を切り替えてもよい。
上記実施形態では、固定金型22aと可動金型22bとを鉛直方向(Z方向)に沿って対向するように配置し、可動金型22bを鉛直方向に沿って移動可能としたが、固定金型22aと可動金型22bとを水平方向に沿って対向するように配置し、可動金型22bを水平方向に沿って移動可能としてもよい。
上記実施形態において、サーボアンプ24の数、モータ26の数、エンコーダ23の数及びリニアセンサ25の数のそれぞれは限定されず、1つでもよいし複数でもよい。サーボアンプ24の数、モータ26の数、エンコーダ23の数及びリニアセンサ25の数は、互いに異なっていてよい。サーボアンプ24の数、モータ26の数、エンコーダ23の数及びリニアセンサ25の数のうち少なくとも何れかは、互いに同じでもよい。サーボアンプ24の数は、リニアセンサ25の数よりも多くてもよいし、リニアセンサ25の数以上でもよい。サーボアンプ24の数は、リニアセンサ25の数未満でもよいし、リニアセンサ25の数以下でもよい。
上記実施形態では、エンコーダ23がモータ26の駆動量に基づき移動体の位置を検出したが、移動体の位置を検出する際に基づく駆動量としては、モータ26の駆動量でなくてもよい。駆動部21におけるモータ26以外の駆動要素(ボールねじ及びギア等)の少なくとも何れかに対して、その駆動量を検出し、移動体の位置を検出してもよい。上記実施形態では、第1検出部としてエンコーダ23を用いたが、第1検出部は特に限定されず、駆動部21,70,80の駆動量に基づき移動体の位置を検出する他のセンサ、装置又は機器等であってもよい。上記実施形態では、第2検出部としてリニアセンサ25を用いたが、第2検出部は特に限定されず、荷重センサ等の他のセンサ、装置又は機器等であってもよい。上記実施形態では、コントローラ1がフィルタ6を有していなくてもよい。
上記実施形態では、射出成型機100(産業機械)がNC制御装置60を備えたが、NC制御装置60に限らず、射出成型機100(産業機械)が、例えば、PLC(Programmable logic controller)等の制御装置を備えてもよい。上記実施形態では、コントローラ1が指令生成器2を備えたが、これに限らず、NC制御装置60、PLC等の制御装置が指令生成器2を備えていてもよい。また、コントローラ1は、本発明の機能を含め各種の機能を実現するため、プロセッサ、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)等のハードウェア構成に基づき、ソフトウェアによって構成されてもよく、又は、各種の回路素子を組み合わせた電気回路もしくは電子回路で構成されてもよい。
上記実施形態において、スイッチ4は、第2検出値が入力されていない場合に第1制御態様へ制御態様を切り替えた状態とされ、第2検出値が入力されている場合に第2制御態様へ制御態様を切り替えた状態とされたが、これに限定されない。スイッチ4は、第2検出値が目標位置に対して設定距離よりも離れた位置である場合に、第1制御態様へ制御態様を切り替えた状態とされていればよい。スイッチ4は、第2検出部で検出された第2検出値が目標位置に対して設定距離以下まで近接した位置である場合に、第2制御態様へ制御態様を切り替えた状態とされていればよい。設定距離は、予め設定された値である。設定距離は、上記一定距離以下である。設定距離は、特に限定されず、作業者により適宜設定できる。なお、上述したように、リニアセンサ25は、一定の検出範囲を有するセンサであって、目標位置に対して一定距離以下まで移動体が近接した場合に当該移動体の位置を検出する。よって、リニアセンサ25が第2検出値を検出する場合とは、第2検出値が目標位置に対して設定距離以下まで近接した位置である場合である。一方、リニアセンサ25が第2検出値を検出しない場合とは、第2検出値が目標位置に対して設定距離よりも離れた位置である場合である。すなわち、第2検出部が第2検出値を検出したか否かは、第2検出値が設定距離よりも目標位置から離れた位置か否かと換言できる。
上記実施形態において、スイッチ4は、第1制御態様と第2制御態様との間の制御態様の切替え条件として、第2検出値ではなく、第1検出値に基づき切り替えてもよい。この場合、スイッチ4は、第1検出値が設定距離より近接した位置にあるか否かで制御態様を切り替える。
上記実施形態では、第1制御態様から第2制御態様へスイッチ4が制御態様を切り替える点(可動金型22bが固定金型22aに向けて移動する場合)について言及したが、第2制御態様から第1制御態様へスイッチ4が制御態様を切り替える点(可動金型22bが固定金型22aから退避する場合)においても同様に、スイッチ4が適宜のタイミングで当該切替えを実行できる。この場合、型締装置20、20B、20Cにおいて、可動金型22bは固定金型22aから退避するのみであるため、可動金型22bの可動範囲全域で第1制御態様が実行されるように、スイッチ4が、退避動作の開始前又は開始時に、第2制御態様から第1制御態様へ制御態様を切り替えてもよい。これにより、可動金型22bの移動途中に制御態様を切り替える必要がなく、制御の負荷を抑制し、初期位置に迅速に復帰可能である。
上記実施形態では、切替部として、スイッチ4を例示したが、これに限らず、実質的に制御態様を切り替えることができる切替部であればよい。
1,101…コントローラ、2…指令生成器(指令生成部)、4…スイッチ(切替部)、6…フィルタ(フィルタ部)、10,110…位置決め制御装置、20,20B,20C,120…型締装置(産業機械)、21,70,80…駆動部、22,122…金型、22a…固定金型、22b…可動金型(移動体)、23…エンコーダ(第1検出部)、24…サーボアンプ、25,125…リニアセンサ(第2検出部)、26…モータ、122a…下型、122b…上型(移動体)。

Claims (7)

  1. モータを含む駆動部と、前記駆動部により移動可能な移動体と、前記駆動部の駆動量に基づき前記移動体の位置を検出する第1検出部と、前記第1検出部で検出され前記移動体の位置に関する第1検出値及び前記第1検出値に基づく速度信号をフィードバック成分として前記モータの駆動をフィードバック制御する第1フィードバック制御を実行するサーボアンプと、目標位置に対して一定距離以下まで前記移動体が近接した場合に当該移動体の位置を検出する第2検出部と、を具備する産業機械に搭載され、前記移動体を前記目標位置に位置決めする位置決め制御装置であって、
    前記サーボアンプを制御するコントローラを備え、
    前記コントローラは、
    前記サーボアンプの前記第1フィードバック制御を実行させる第1制御態様と、前記サーボアンプの、前記第1検出値をフィードバック成分とする前記第1フィードバック制御を無効化し、且つ、前記第2検出部で検出され前記移動体の位置に関する第2検出値をフィードバック成分として前記モータの駆動をフィードバック制御する第2フィードバック制御を実行させる第2制御態様と、の間で制御態様を切り替える切替部を有し、
    前記第1制御態様における、前記コントローラで生成され前記サーボアンプに入力される位置指令と、前記第2制御態様における、前記コントローラで生成され前記サーボアンプに入力される位置指令とは、同じである、位置決め制御装置。
  2. 前記サーボアンプは、複数設けられ、
    前記コントローラは、複数の前記サーボアンプを統御する、請求項1に記載の位置決め制御装置。
  3. 前記切替部は、
    前記第2検出値が前記目標位置に対して設定距離よりも離れた位置である場合、前記第1制御態様へ制御態様を切り替えた状態とされ、
    前記第2検出値が前記目標位置に対して前記設定距離以下まで近接した位置である場合、前記第2制御態様へ制御態様を切り替えた状態とされる、請求項1又は2に記載の位置決め制御装置。
  4. 前記コントローラは、前記第2フィードバック制御でフィードバックされる、前記第1検出値を減算した前記第2検出値の高周波成分をフィルタリングするフィルタ部を有する、請求項1〜3の何れか一項に記載の位置決め制御装置。
  5. 前記コントローラは、
    制御指令を生成する指令生成部を有し、
    前記切替部により前記第1制御態様へ制御態様が切り替えられた状態では、前記指令生成部で生成した前記制御指令を前記サーボアンプに入力し、
    前記切替部により前記第2制御態様へ制御態様が切り替えられた状態では、前記第1検出値が加算され且つ前記第2検出値が減算された前記制御指令を、前記サーボアンプに入力する、請求項1〜4の何れか一項に記載の位置決め制御装置。
  6. 前記第2フィードバック制御では、前記第1検出値に対する検出誤差を含む前記第2検出値をフィードバック成分として前記モータの駆動をフィードバック制御する、請求項1〜5の何れか一項に記載の位置決め制御装置。
  7. モータを含む駆動部と、
    固定金型、及び、前記駆動部によって前記固定金型に対して相対移動可能な移動体としての可動金型を有する金型と、
    前記駆動部の駆動量に基づき前記移動体の位置を検出する第1検出部と、
    前記第1検出部の検出値に基づき前記モータの駆動をフィードバック制御する第1フィードバック制御を実行するサーボアンプと、
    目標位置に対して一定距離以下まで前記可動金型が近接した場合に当該可動金型の位置を測定する第2検出部と、
    請求項1〜の何れか一項に記載の位置決め制御装置と、を備える型締装置。
JP2018523630A 2016-06-16 2017-05-29 位置決め制御装置及び型締装置 Active JP6699729B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016120041 2016-06-16
JP2016120041 2016-06-16
PCT/JP2017/019903 WO2017217222A1 (ja) 2016-06-16 2017-05-29 位置決め制御装置及び型締装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2017217222A1 JPWO2017217222A1 (ja) 2019-02-14
JP6699729B2 true JP6699729B2 (ja) 2020-05-27

Family

ID=60663104

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018523630A Active JP6699729B2 (ja) 2016-06-16 2017-05-29 位置決め制御装置及び型締装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10935956B2 (ja)
EP (1) EP3473403B1 (ja)
JP (1) JP6699729B2 (ja)
KR (1) KR102201628B1 (ja)
CN (1) CN109414860B (ja)
TW (1) TWI708474B (ja)
WO (1) WO2017217222A1 (ja)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI680048B (zh) * 2016-03-04 2019-12-21 台達電子工業股份有限公司 注塑機控制系統及方法
DE102016110168B3 (de) * 2016-06-02 2017-08-10 Gerresheimer Regensburg Gmbh Spritzgusswerkzeug und Verfahren zum Herstellen eines Formteils
US11203057B2 (en) * 2017-11-10 2021-12-21 Honda Motor Co., Ltd. Mold casting device
JP7086711B2 (ja) * 2018-05-18 2022-06-20 キヤノン株式会社 インプリント装置、および物品製造方法
CN110576170B (zh) * 2019-10-23 2021-10-12 广东宝洋科技有限公司 压铸机合模安全控制方法、存储装置及合模安全控制系统
CN112378762B (zh) * 2020-10-16 2022-04-19 苏州敏发科精密电子科技有限公司 一种金属射出成形成品全自动检测方法
US11786956B2 (en) 2021-05-14 2023-10-17 Stolle Machinery Company, Llc System and method for automated low-speed positioning of a can necking machine
CN113843405A (zh) * 2021-09-23 2021-12-28 马鞍山市兴隆铸造有限公司 一种上下连续式铸造设备

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11272335A (ja) * 1998-03-25 1999-10-08 Sony Corp 位置決め制御方法とその装置
US6319323B1 (en) * 1999-01-08 2001-11-20 Fastar, Ltd. System and method for adjusting a working distance to correspond with the work surface
US6385500B1 (en) * 1999-04-16 2002-05-07 Cummins Engine Company, Inc. Hybrid servomechanism for micro-electrical discharge machining
US20060171264A1 (en) * 2003-07-17 2006-08-03 Yu Zhou Servo system
JP4146382B2 (ja) * 2004-03-31 2008-09-10 日精樹脂工業株式会社 型締装置の金型閉鎖位置検出方法
JP5455737B2 (ja) * 2010-03-26 2014-03-26 三菱電機株式会社 駆動制御装置
JP5773223B2 (ja) 2012-12-21 2015-09-02 村田機械株式会社 型締装置と型締方法
JP2015142325A (ja) * 2014-01-30 2015-08-03 富士通株式会社 歪補償装置および歪補償方法
JP6284022B2 (ja) * 2014-04-22 2018-02-28 村田機械株式会社 型締装置
JP6005803B2 (ja) * 2014-07-25 2016-10-12 Thk株式会社 リニアモータ装置及び制御方法
KR101972477B1 (ko) * 2014-12-24 2019-04-25 엘에스엠트론 주식회사 사출 성형기 및 형두께 제어 방법

Also Published As

Publication number Publication date
US10935956B2 (en) 2021-03-02
WO2017217222A1 (ja) 2017-12-21
EP3473403A4 (en) 2020-01-15
EP3473403A1 (en) 2019-04-24
JPWO2017217222A1 (ja) 2019-02-14
TW201801467A (zh) 2018-01-01
TWI708474B (zh) 2020-10-21
KR20190009348A (ko) 2019-01-28
EP3473403B1 (en) 2021-11-24
KR102201628B1 (ko) 2021-01-12
CN109414860A (zh) 2019-03-01
CN109414860B (zh) 2021-05-14
US20190155247A1 (en) 2019-05-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6699729B2 (ja) 位置決め制御装置及び型締装置
US7659681B2 (en) Numerical controller
EP0987092B1 (en) Clamping controller
JP5773223B2 (ja) 型締装置と型締方法
WO2009090830A1 (ja) 射出成形機等における安全扉自動開閉装置及び制御方法
JP2006122944A (ja) ダイクッション制御装置
TWI579129B (zh) Clamping device
EP3067181B1 (en) Injection molding machine and method for controlling injection molding machine
KR100763661B1 (ko) 전기클램핑방법 및 전기클램핑장치
JP2007098832A (ja) トグル式型締装置の型厚調整方法
JP2010162558A (ja) 曲げ加工機
JP6119532B2 (ja) 油圧装置およびそれを備えたプレス機
JP2009298019A (ja) 射出成形機及び射出成形方法
JP2009208412A (ja) 射出成形機の制御方法
JP3276727B2 (ja) トグル式射出成形機の型厚補正方法及び装置
JP4792472B2 (ja) 機械の可動要素の位置決めのための方法および装置、ならびに工作機械、生産機械および/またはロボット
JP4583629B2 (ja) プレスブレーキおよびこのプレスブレーキによる加工方法
JPH10119100A (ja) トグル式電動射出成形機における型締力制御装置
JP5581082B2 (ja) 往復動装置、およびそれを用いた成形機
JP2016215406A (ja) 射出成形装置及び射出成形方法
JPH02143824A (ja) 電動射出成形機の型開閉制御による型厚自動演算・設定方法
JP5823335B2 (ja) 液体吐出方法
JP2508537Y2 (ja) 射出成形機の型締装置
JPH0239610Y2 (ja)
JP2798113B2 (ja) 成形機における可動部材の制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
A529 Written submission of copy of amendment under article 34 pct

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A5211

Effective date: 20181001

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20181001

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190730

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190906

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20191203

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200124

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200218

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200312

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200331

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200413

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6699729

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250