JPH0452769B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は射出成形機に利用できる射出速度制御
装置に関するものである。

（従来技術） 射出成形機の射出速度制御は、金型のキヤビテ
イに溶融樹脂を流し込む時の速度を制御するもの
であるが、この流し込みの抵抗力は一般に大き
く、又大きな流し込み速度が要求される為、従来
大きなパワーの発生できる油圧機構により制御し
ているのが普通である。ところで最近高精密、高
精度の要求される成形品が多くなり、射出速度に
高精度、高繰返し性能が必要とされる様になつて
きた。

高精度射出速度制御は、電気−油圧サーボ弁に
より閉ループ速度制御が現状では最も適した方法
とされており、これらの制御ブロツク線図を第５
図に示す。射出成形機の場合、電気−油圧サーボ
弁にとつては高負荷、大流量が要求される為、比
較的大型の弁が必要とされ、その応答性は90゜位
相遅れ点でせいぜい20〜30Hzである。このバルブ
で速度閉ループを組むと応答特性は更に悪くな
り、数Hz〜10Hz程度となる。一方型締力が100ト
ン以下の成形機では、射出工程は0.5〜0.6秒以下
の短時間で終了してしまう成形品が多く、更にこ
の様な短時間の内に普通３〜４段の速度変化が必
要とされるケースが多い。

（発明が解決しようとする問題点） 第５図の従来の速度制御ループで速度補償器
は、Ｐ・Ｉ・Ｄ制御（比例動作＋積分動作＋微分
動作）が一般的であるが、このうちＤ動作はハン
チングの原因になり易い為、殆んど効かせないの
が一般的である。Ｐ主体の制御では、応答時定数
はある程度小さいものの、制御偏差は大きくなる
欠点を有している。これを第６図に示す。またＩ
主体の制御では第７図に示す様に、制御偏差は小
さくなるものの応答時定数が大きく、又負荷変動
の影響を受け易い欠点を有すると共に、高速、高
精度を要求される射出速度制御には必ずしも充分
でない性能の製品しか市場に供給されていないの
が現状である。

本発明は、従来性能的にやや不充分な射出速度
制御の問題点を解決しようとするものである。

（問題点を解決するための手段） このため本発明は、射出成形機の油圧シリンダ
に油圧源からの圧油供給をサーボアンプからの信
号により制御する電気−油圧サーボ弁と、速度指
令発生器と、射出速度検出装置と、速度指令発生
器の速度指令信号と射出速度検出装置の速度検出
信号との偏差信号を入力し速度補償信号を発生す
る速度補償器と、前記速度指令信号と速度検出信
号とサーボアンプ入力信号とを入力しフイードフ
オワード信号を発生するフイードフオワード信号
発生器とを有し、フイードフオワード信号と速度
補償信号を加算した信号でサーボアンプを介して
前記電気−油圧サーボ弁を作動させ、射出速度を
高速、高精度で制御するように構成してなるもの
で、これを問題点解決のための手段とするもので
ある。

（作 用） 本発明は、電気−油圧サーボ弁を特殊なフイー
ドフオワード制御で作動させる事により、応答性
を低下させずに制御精度の高い射出速度制御を得
ようとするもので、前回又は前数回のシステムの
伝達特性を把握し、次の成形にはこの伝達特性の
逆特性を電気−油圧サーボ弁に指令してやる事に
より負荷変動を考慮したフイードフオワード制御
を可能としている。又このフイードフオワードに
従来通りの速度フイードバツクループを加味させ
る事により、伝達特性の成形サイクル間変化によ
るフイードフオワード制御の狂いを補正する事が
可能となり、全体として高速、高精度のサーボ制
御を可能としている。

（実施例） 以下本発明の実施例を図面について説明する
と、第１図は一般的な射出成形機の射出部に、本
発明の実施例装置を組込んだ例を示している。図
においてスクユリ１はロツド６と結合されてお
り、スクリユシリンダ２の中をピストン４を介し
て油圧シリンダ５の圧油により軸方向に移動でき
る様になつていて、溶融樹脂１０をノズル３を介
して金型８のキヤビテイ９に射出できる様になつ
ている。

またスクリユ１又はロツド６の一部分には部材
１１がついていて、射出速度検出装置１２に接続
されている。油圧シリンダ５には電気−油圧サー
ボ弁１３が接続されていて、油圧源１４からの圧
油をサーボアンプ１５からの信号により適宜供給
できる様になつている。サーボアンプ１５はフイ
ードフオワード信号発生器１６からのフイードフ
オワード信号ｅ５と、速度補償器１７からの速度
補償信号ｅ４の合成信号ｅ６により作動する様に
なつており、フイードフオワード信号発生器１６
は速度指令発生器１８からの速度指令信号ｅ１、
射出速度検出信号ｅ２、そして前述のサーボアン
プ入力信号ｅ６の各信号を入力して、フイードフ
オワード信号ｅ５を発生する様になつている。
又、速度補償器１７は、速度指令信号ｅ１、射出
速度検出信号ｅ２の偏差信号ｅ３を入力して速度
補償信号ｅ４を発生する様に構成されている。

次に以上の如く構成された実施例について作用
を説明する。先ず第２図及び第３図について説明
すると、第２図は第１図の射出速度制御系を簡単
なブロツク線図で表わしたものである。ここでＨ
はフイードフオワード信号発生器の、Ｇはサーボ
アンプから射出速度検出器までのシステムのそれ
ぞれ伝達特性を示すものとする。第３図はある時
刻における射出速度制御の結果を示しており、速
度指令信号ｅ１にもとずいてサーボアンプ入力信
号ｅ６を発生させ、システムを制御した結果、射
出速度検出信号がｅ２になつた事を示している。

さてサーボ弁入力信号ｅ６と射出速度検出信号
ｅ２の関係は、式(1)又は（1′）で示される。

e6^t-1・Ｇ＝e2^t-1 ……(1) 又は、１／Ｇ＝e6^t-1／e2^t-1 ……（1′） 但し、添字ｔ−１は１回前の成形を示すものと
する。

第３図の次の成形では、速度指令信号ｅ１と射
出速度信号ｅ２が一致する様にフイードフオワー
ド信号発生器を操作すると、この時速度補償信号
ｅ４は考えなくていいから式(2)、（2′）が成立す
る。

e1・H^t・Ｇ＝e2＝e1 ……(2) 又はH^t＝１／Ｇ ……（2′） 但し、添字ｔは今回又は新しい成形を示すもの
とする。

また速度指令信号ｅ１とフイードフオワード信
号ｅ６との関係は式(3)で示されるから e1・H^t＝e5^t ……(3) 式（1′）、（2′）、(3)より今回成形のフイードフ
オワード信号e6^tは式(4)（4′）で示される。

e5^t＝e1・１／Ｇ ……(4) ＝e1／e2^t-1・e6^t-1 ……（4′） ここで式(4)について考察してみる。式(4)は、新
しいフイードフオワード信号ｅ６^tが、サーボア
ンプから射出速度検出信号までのシステムの伝達
特性Ｇの逆特性１／Ｇに、速度指令信号ｅ１を乗
じて得られる事を示している。又式（4′）は、こ
のシステムの逆特性を前回の成形データe2^t-1、
e6^t-1で代表させている事を示す。ここでシステ
ムの逆特性１／Ｇは前回の成形データに限る必要
はなく、例えば前ｎ回の成形データの平均値であ
つても良い。これを式(5)に示す。

１／Ｇ＝₁ 〓^t=n e6^t-i／e2^t-i／ｎ（ｉ＝１，２，…ｎ） ……(5) 又射出速度信号が速度指令に充分近づいて制御
精度が良くなり、フイードフオワード信号はあま
り変えたくない様な状況が発生するケースが実際
の運転では散見される。この様な場合には、式(7)
の様にフイードフオワード信号の修正量を修正係
数ｋで調整する事も可能である。この過程を式(6)
〜式(7)に示す。

e5^t＝e6^t-1＋Δe6 ……(6) 又はΔe6＝e5^t−e6^t-1 ……（6′） 但し、Δe6：フイードフオワード信号の修正式
（6′）に式(4)を代入して修正係数ｋを導入すると、 Δe6＝ｋ（e1／e2^t-1−１）e6^t-1，〔１ｋ０〕 ……（6″） 式（6″）を式(6)に代入して式(7)を得る。

e5^t＝｛１＋Ｋ（e1／e2^t-1−１）｝e6^t-1 ……(7) 次に速度補償器の作用について説明する。サー
ボアンプから射出速度検出器までのシステム特性
Ｇは、樹脂のグレードのバラツキ、金型温度変
化、樹脂温変化などにより、成形サイクル毎に多
少変化するケースが多い。この様な場合には、フ
イードフオワード信号のみによつて制御した射出
速度検出信号は、速度指令信号と少しズレる事に
なる。この様な場合には、従来通りの閉ループ系
による速度補償器を用いる事により、ズレをその
成形サイクル内で修正する方向に作用させる事に
なり、全体として高速応答で高精度の射出速度制
御が実現される事になる。

（発明の効果） 以上詳細に説明した如く本発明は、システムの
逆特性演算によるフイードフオワード指令によ
り、サーボ弁をオープンループで急速に作動さ
せ、これに従来の閉ループによる速度補償器を作
用させる制御方式を採用している。その結果、高
速応答性能と高制御精度のサーボ制御に必要な両
特性が同時に得られる。これを従来の閉ループ制
御のみの場合の制御特性（第６図、第７図）と、
本発明の場合の制御特性（第４図）を比較する
と、その効果は歴然としている事がわかる。

又従来の閉ループ速度制御では、速度補償器の
ＰゲインやＩゲインなどの制御ゲインは、固定し
て出荷されるケースが殆んどであるが、これは不
特定な金型や、様々な物性の樹脂に対して最適な
ゲインである保証は何もない。しかし本発明で
は、成形サイクル毎に負荷を含むシステムの伝達
特性を学習する為、金型や樹脂の種類及び成形運
転中の特性変化に追従できる為、常に最適の制御
が実現されるという効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す制御装置を断面
で示す射出成形機に組込んだシステム図、第２図
は本発明の実施例における射出速度制御系を示す
ブロツク線図、第３図及び第４図は夫々本発明に
おける制御特性線図、第５図は従来の射出速度制
御装置の制御ブロツク線図、第６図及び第７図は
従来の制御特性線図、第８図は従来の負荷圧と電
気−油圧サーボ弁流量との関係を示す線図であ
る。 図の主要部分の説明、１２……射出速度検出
器、１３……電気−油圧サーボ弁、１５……サー
ボアンプ、１６……フイードフオワード信号発生
器、１７……速度補償器、１８……速度指令発生
器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 射出成形機の油圧シリンダに油圧源からの圧
   油供給をサーボアンプからの信号により制御する
   電気−油圧サーボ弁と、速度指令発生器と、射出
   速度検出装置と、速度指令発生器の速度指令信号
   と射出速度検出装置の速度検出信号との偏差信号
   を入力し速度補償信号を発生する速度補償器と、
   前記速度指令信号と速度検出信号とサーボアンプ
   入力信号とを入力しフイードフオワード信号を発
   生するフイードフオワード信号発生器とを有し、
   フイードフオワード信号と速度補償信号を加算し
   た信号でサーボアンプを介して前記電気−油圧サ
   ーボ弁を作動させ、射出速度を高速、高精度で制
   御するように構成してなることを特徴とする射出
   速度制御装置。