JP7047073B2 - 射出成形機のpid制御を自動チューニングするためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Description
本出願は、2017年9月7日に出願された「Systems and Methods for Autotuning PID control of Injection Molding」と題された米国仮特許出願第62/555,317号および2017年11月9日に出願された「Systems and Methods for Normalizing PID Control Across Injection Molding Machines」と題された米国仮特許出願第62/583,858号の優先権を主張し、両方の全体が参照により本明細書に組み込まれる。
Claims (20)
- 射出成形システムであって、
射出成形機と、
射出圧力を検知するように構成された圧力センサーと、
前記圧力センサーに動作可能に接続され、前記検知された射出圧力と制御モデルによって示された圧力設定点との間の誤差に基づいて前記射出成形機の前記射出圧力を制御するように構成された比例-積分-微分(PID)コントローラであって、(i)比例成分に関連付けられた第1のゲインと、(ii)積分成分に関連付けられた第2のゲインと、(iii)微分成分に関連付けられた第3のゲインと、を有する、PIDコントローラと、
前記射出成形機の他の動作パラメータを示すセンサーデータを生成するように構成された少なくとも1つの他のセンサーと、
前記少なくとも1つの他のセンサーおよび前記PIDコントローラに動作可能に接続されたチューニングコントローラであって、複数の設定点射出圧力値を定義する金型サイクル内で、
前記少なくとも1つの他のセンサーから、前記生成されたセンサーデータを取得し、
前記センサーデータに基づいて、前記第1、第2、および第3のゲインのうちの少なくとも1つのゲイン調整を決定し、かつ
前記決定されたゲイン調整を使用して、前記第1、第2、および第3のゲインのうちの少なくとも1つを調整するように構成されている、チューニングコントローラと、
を備えたことを特徴とする射出成形システム。 - 前記少なくとも1つの他のセンサーが、スクリュー位置センサーを含むことを特徴とする請求項1に記載の射出成形システム。
- 前記少なくとも1つの他のセンサーが、キャビティ圧力センサーを含むことを特徴とする請求項1に記載の射出成形システム。
- 前記少なくとも1つの他のセンサーが、スクリュー速度センサーを含むことを特徴とする請求項1に記載の射出成形システム。
- 前記少なくとも1つの他のセンサーが、温度センサーを含むことを特徴とする請求項1に記載の射出成形システム。
- 前記射出成形機の前記射出圧力を制御するために、PIDコントローラが、圧力バルブの位置を調整するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記射出成形機のモデルを格納するように構成された機械モデルデータベースをさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記第1、第2、および第3のゲインのうちの少なくとも1つの前記ゲイン調整を決定するために、前記チューニングコントローラが、
前記機械モデルデータベースから、前記射出成形機に対応する前記モデルを取得し、かつ
前記取得されたモデルおよび前記センサーデータに基づいて、前記第1、第2、および第3のゲインのうちの少なくとも1つの前記ゲイン調整を決定するように構成されていることを特徴とする請求項7に記載のシステム。 - 射出成形システムであって、
射出成形機と、
射出速度を検知するように構成された速度センサーと、
前記速度センサーに動作可能に接続され、前記検知された射出速度と制御モデルによって示された速度設定点との間の誤差に基づいて前記射出成形機の前記射出速度を制御するように構成された比例-積分-微分(PID)コントローラであって、(i)比例成分に関連付けられた第1のゲインと、(ii)積分成分に関連付けられた第2のゲインと、(iii)微分成分に関連付けられた第3のゲインと、を有する、PIDコントローラと、
前記射出成形機の他の動作パラメータを示すセンサーデータを生成するように構成された少なくとも1つの他のセンサーと、
前記少なくとも1つの他のセンサーおよび前記PIDコントローラに動作可能に接続されたチューニングコントローラであって、複数の設定点射出圧力値を定義する金型サイクル内で、
前記少なくとも1つの他のセンサーから、前記生成されたセンサーデータを取得し、
前記センサーデータに基づいて、前記第1、第2、および第3のゲインのうちの少なくとも1つのゲイン調整を決定し、かつ
前記決定されたゲイン調整を使用して、前記第1、第2、および第3のゲインのうちの少なくとも1つを調整するように構成されている、チューニングコントローラと、を備えたことを特徴とする射出成形システム。 - 前記少なくとも1つの他のセンサーが、スクリュー位置センサーを含むことを特徴とする請求項9に記載の射出成形システム。
- 前記少なくとも1つの他のセンサーが、キャビティ圧力センサーを含むことを特徴とする請求項9に記載の射出成形システム。
- 前記少なくとも1つの他のセンサーが、スクリュー圧力センサーを含むことを特徴とする請求項9に記載の射出成形システム。
- 前記少なくとも1つの他のセンサーが、温度センサーを含むことを特徴とする請求項9に記載の射出成形システム。
- 前記射出成形機のモデルを格納するように構成された機械モデルデータベースをさらに含むことを特徴とする請求項9に記載のシステム。
- 前記第1、第2、および第3のゲインのうちの少なくとも1つの前記ゲイン調整を決定するために、前記チューニングコントローラが、
前記機械モデルデータベースから、前記射出成形機に対応するプロファイルを取得し、かつ
前記取得されたモデルおよび前記センサーデータに基づいて、前記第1、第2、および第3のゲインのうちの少なくとも1つの前記ゲイン調整を決定するように構成されていることを特徴とする請求項14に記載のシステム。 - 射出成形機を制御する方法であって、
複数の設定点値を定義する金型サイクルを実行することと、
前記金型サイクル内で、
前記射出成形機を監視する1つ以上のセンサーから、前記射出成形機の動作パラメータを示すセンサーデータを取得することと、
前記センサーデータに基づいて、前記射出成形機のスクリューの動作を駆動する比例-積分-微分(PID)コントローラのゲイン調整を決定することであって、前記PIDコントローラが、(i)比例成分に関連付けられた第1のゲインと、(ii)積分成分に関連付けられた第2のゲインと、(iii)微分成分に関連付けられた第3のゲインと、を有する、決定することと、
前記決定されたゲイン調整を使用して、前記PIDコントローラの前記第1、第2、および第3のゲインのうちの少なくとも1つを調整することと、
を含むことを特徴とする方法。 - 機械モデルデータベースから、前記射出成形機を表すモデルを取得することをさらに含むことを特徴とする請求項16に記載の方法。
- 前記PIDコントローラの前記ゲイン調整を決定することが、
前記取得したモデルおよび前記センサーデータに基づいて、前記ゲイン調整を決定することを含むことを特徴とする請求項17に記載の方法。 - 前記ゲインを調整することが、前記射出成形機の射出圧力を変更するために、前記PIDコントローラ前記PIDコントローラの前記第1、第2、または第3のゲインのうちの少なくとも1つを調整することであることを特徴とする請求項17に記載の方法。
- 前記ゲインを調整することが、前記PIDコントローラの前記第1、第2、または第3のゲインのうちの少なくとも1つを調整して、前記射出成形機の射出速度を変更することを特徴とする請求項17に記載の方法。
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