JPH06182844A - 射出成形機における油圧作動装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 優れた制御精度を容易に実現することのでき
る、射出成形機における油圧作動装置の制御方法を提供
すること。 【構成】 射出成形機における油圧作動装置１０の作動
を制御するに際して、前記油圧作動装置１０の作動を検
出するセンサ３２を設ける一方、かかる油圧作動装置１
０の作動範囲をカバーし得るように分割した複数点で、
該油圧作動装置の作動を制御する制御信号と、該油圧作
動装置の実際の作動の前記センサ３２による検出信号と
の関係を実測し、得られた実測関係から、かかる油圧作
動装置の目的とする作動に対応した制御信号値を、直線
補完法で算出することを特徴とする射出成形機における
油圧作動装置の制御方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、射出成形機における油圧作動装
置の制御方法に係り、特に油圧作動装置の作動の制御精
度を向上せしめる技術に関するものである。

【０００２】

【背景技術】一般に、射出成形機にあっては、射出装置
におけるスクリュの駆動や、型締装置における金型の型
開閉や型締作動などが、油圧シリンダ機構や油圧モータ
等の油圧作動装置によって行なわれるようになってい
る。

【０００３】ところで、このような油圧作動装置におい
ては、可変吐出量型油圧ポンプや各種制御弁等の油圧制
御機器によって、その作動が制御されるようになってお
り、予め、理論的に求められた、それら油圧制御機器に
入力される制御信号と油圧作動装置の作動量との理論関
係式に基づいて、必要とする作動量を与える制御信号が
油圧制御機器に入力されることにより、油圧作動装置の
作動制御が行なわれるようになっている。

【０００４】ところが、一般に、これらの油圧制御機器
では直線的な制御特性が得られ難く、しかも、油圧ユニ
ットにおける作動油のリーク量やリリーフバルブのオー
バライド特性、更には油圧作動装置の加工，組立精度等
の違いによる機差などに起因して、油圧作動装置におけ
る実際の作動量にかなりの誤差が生ずる場合がある。

【０００５】そのために、従来の射出成形機では、油圧
作動装置において目的とする作動量を高精度に得ること
が難しく、特に、高度な且つ安定した品質が要求される
精密成形等に際しては、大きな問題となっていたのであ
る。

【０００６】しかも、かくの如き制御信号と作動量との
関係（誤差量）は、各機器によって差があるために、そ
の補正が極めて難しく、面倒であったのである。

【０００７】

【解決課題】ここにおいて、本発明は、上述の如き事情
を背景として為されたものであって、その解決課題とす
るところは、油圧制御機器に入力される制御信号と、油
圧作動装置における実際の作動量との間における誤差量
を容易に且つ有利に補正することが可能で、射出成形機
における油圧作動装置の作動を高精度に制御することの
できる射出成形機における油圧作動装置の制御方法を提
供することにある。

【０００８】

【解決手段】そして、かかる課題を解決するために、本
発明の特徴とするところは、射出成形機における油圧作
動装置の作動を制御するに際して、前記油圧作動装置の
作動を検出するセンサを設ける一方、かかる油圧作動装
置の作動範囲をカバーし得るように分割した複数点で、
該油圧作動装置の作動を制御する制御信号と、該油圧作
動装置の実際の作動の前記センサによる検出信号との関
係を実測し、得られた実測関係から、かかる油圧作動装
置の目的とする作動に対応した制御信号値を、直線補完
法で算出するようにした射出成形機における油圧作動装
置に制御方法にある。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を更に具体的に明らかにするた
めに、本発明の実施例について、図面を参照しつつ、詳
細に説明する。

【００１０】先ず、図１には、射出成形機における油圧
作動装置の一例が、概略的に示されている。かかる図に
おいて、１０は、油圧作動装置としての油圧シリンダ機
構であって、例えば射出成形機における型締シリンダ等
として採用されるものである。また、１２は、可変吐出
量ポンプであり、この可変吐出量ポンプ１２にて圧送さ
れる作動油が、ソレノイドバルブ１４を介して、油圧シ
リンダ機構１０に導かれることにより、該油圧シリンダ
機構１０が駆動せしめられると共に、ソレノイドバルブ
１４によって、該油圧シリンダ機構１０におけるピスト
ン移動方向が切り換えられるようになっている。また、
かかる油圧系には、作動油の供給路と排出路との間に跨
がって、比例電磁リリーフバルブ１６が配設されてい
る。

【００１１】そして、油圧シリンダ機構１０が目的とす
る作動をするように、ソレノイドバルブ１４，可変吐出
量ポンプ１２および比例電磁リリーフバルブ１６が、制
御装置１８からの制御信号によって作動制御されるよう
になっている。すなわち、比例電磁リリーフバルブ１６
を作動制御することにより、油圧シリンダ機構１０にお
ける圧力制御が行なわれるのであり、また可変吐出量ポ
ンプ１２を作動制御することにより、油圧シリンダ機構
１０における速度制御（流量制御）が行なわれるのであ
る。

【００１２】また、かかる制御装置１８を含む制御系の
構成を示すブロック図が、図２に記載されている。そこ
において、制御装置１８は、一般にマイクロプロセッサ
で構成されることとなり、ＣＰＵ２０，ＲＯＭ２２，Ｒ
ＡＭ２４を備えている。また、この制御装置１８には、
Ｄ／Ａ変換器２６およびアンプ２８を介して、可変吐出
量ポンプ１２および比例電磁リリーフバルブ１６が接続
され、それらに制御信号が出力されるようになっている
と共に、Ｉ／Ｏインターフェース３０を介して、ソレノ
イドバルブ１４が接続され、該ソレノイドバルブ１４に
対しても制御信号が出力されるようになっている。

【００１３】すなわち、かくの如く構成された油圧系お
よび制御系を備えた油圧シリンダ機構１０にあっては、
図示しない入力装置から射出成形の開始信号が入力され
ると、その制御装置１８のＣＰＵ２０により、ＲＡＭ２
４の記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭ２２に記憶された
射出成形用プログラムに従って、可変吐出量ポンプ１
２，比例電磁リリーフバルブ１６およびソレノイドバル
ブ１４に制御信号が出力され、以て、油圧シリンダ機構
１０が作動制御せしめられるようになっているのであ
る。

【００１４】さらに、このような油圧系および制御系を
有する油圧作動装置には、図１に示されているように、
油圧シリンダ機構１０の作動、即ち該油圧シリンダ機構
１０におけるピストンの移動速度や移動量，圧力（駆動
圧）などを検出するセンサ３２が装着されている。そし
て、図２に示されている如く、このセンサ３２にて検出
された、油圧シリンダ機構１０における実際の作動を表
す検出信号が、Ａ／Ｄ変換器３４を介して、制御装置１
８に入力されるようになっている。そうして、このセン
サ３２から入力される検出信号に基づき、予め記憶され
た制御信号に対して、目的とする油圧シリンダ機構１０
の作動が得られるように補正が加えられるようになって
いるのである。

【００１５】より詳細には、かかる補正を行なうに際し
ては、先ず、制御装置１８から可変吐出量ポンプ１２又
は比例電磁リリーフバルブ１６に入力される制御信号
と、油圧シリンダ機構１０において実際に生ぜしめられ
る作動との関係が、求められる。なお、本実施例では、
油圧シリンダ機構１０におけるピストン移動速度を制御
対象とするものとして、以下、説明する。

【００１６】そこにおいて、かかる制御信号と実際の作
動との関係は、油圧シリンダ機構１０の作動範囲の全域
をカバーし得るように、該油圧シリンダ機構１０の仕様
値：Ｖ_S （本実施例では、１２０mm／sec ）の範囲を、
適当数：Ｎに分割（本実施例では、１０等分割）した複
数の作動点で実測されることとなり、そのフロー図が、
図３に示されている。

【００１７】具体的には、先ず、ステップＳ１におい
て、Ｄ／ＡおよびＶ_MMの値を、共にリセットし、０に設
定する。

【００１８】次いで、ステップＳ２において、カウント
値：Ｐを、１に設定する。なお、このカウント値：Ｐ
は、油圧シリンダ機構１０における実際の作動と制御信
号との関係を測定すべき分割点の番号とされるものであ
る。

【００１９】その後、ステップＳ３において、油圧シリ
ンダ機構１０を、所定の制御信号で実際に作動させ、そ
の時の油圧シリンダ機構１０の実際の作動をセンサ３２
で検出することにより、検出信号を求める。なお、本実
施例では、制御信号が、Ｄ／Ａ変換器２６の出力信号で
あって、電圧値で表される一方、検出信号が、センサ３
２によるピストンの実際の移動速度の検出信号であっ
て、Ａ／Ｄ変換器３４により変換された速度値で表され
る。そして、このＡ／Ｄ変換された検出信号値を、Ｖ_M
とする。

【００２０】続いて、ステップＳ４において、検出信号
値：Ｖ_M が、検出信号と制御信号（Ｄ／Ａ出力値）の関
係を測定すべき分割点の値：（Ｐ・Ｖ_S ／Ｎ）以上か否
かを判断する。

【００２１】かかる検出信号値：Ｖ_M が、検出信号と制
御信号の関係を測定すべき分割点の値：（Ｐ・Ｖ_S ／
Ｎ）に達していなければ、ステップＳ５において、この
検出信号値：Ｖ_M を、Ｖ_MMに設定する。

【００２２】続いて、ステップＳ６において、現在のＤ
／Ａ出力値にサンプリング定数：Δｄ（本実施例では、
０．１）を加え、制御信号を所定量だけ増大させる。そ
して、この増大した制御信号により、上述のステップＳ
３以下のステップが繰り返される。

【００２３】このように制御信号を次第に増加させて行
き、ステップＳ４において、センサ３２にて検出される
検出信号値：Ｖ_M が、検出信号と制御信号の関係を測定
すべき分割点の値：（Ｐ・Ｖ_S ／Ｎ）以上となった場合
に、ステップＳ７において、かかる分割点：Ｐにおける
実測制御信号値が算出される。

【００２４】その後、ステップＳ８において、分割点：
Ｐの値に１を加え、Ｐに設定する。これによって、検出
信号と制御信号の関係を測定すべき分割点が、次の点に
移行せしめられる。

【００２５】続いて、ステップＳ９において、検出信号
と制御信号の関係を測定すべき分割点：Ｐの値が、分割
数：Ｎを越えていないかを判断する。そして、Ｐ≦Ｎな
らば、ステップＳ３以下のステップが繰り返され、続く
分割点：Ｐにおける検出信号と制御信号の関係が測定さ
れる。一方、Ｐ＞Ｎとなったら、終了する。

【００２６】以上の如くして、１０個の分割点：Ｐにお
ける検出信号と制御信号の関係を求めた結果を、図４に
示す。なお、かかる図４中、理想カーブは、制御信号
（Ｄ／Ａ出力値）と検出信号（Ａ／Ｄ変換値）との理論
上の関係を示すものであり、実測カーブは、制御信号を
サンプリング定数：Δｄ毎に変化させて検出信号を実測
した時のそれらの関係を示すものである。

【００２７】かかる図４に示された結果から、例えば、
９６mm／sec のピストン移動速度を得るためには、理論
上は４Ｖの制御信号の出力が必要だが、実際には３．７
２Ｖで良いことがわかる。

【００２８】また、参考のため、図４におけるＡ部を拡
大したものを、図５に示すと共に、図３に示されたフロ
ー図のステップＳ７において、Ｐ＝４の点における実測
制御信号を求める式を、実数を入れて、下記に示す。

【００２９】

【数１】

【００３０】次に、このようにして複数点（本実施例で
は、１０個の点）で求めた検出信号と制御信号の関係を
用い、油圧シリンダ機構１０において所定の出力（ピス
トン移動速度）を得るために実際に必要な制御信号を算
出する。そのフロー図が、図６に示されている。

【００３１】具体的には、先ず、ステップＳ１におい
て、設定値：Ｓに、目的とする油圧シリンダ機構１０の
作動に対応した値（Ａ／Ｄ変換値）を設定し、かかる設
定値：Ｓよりも小さく、且つ最も近い分割点：Ｐの値：
Ｌ（整数値）を求める。

【００３２】次いで、ステップＳ２において、設定値：
Ｓと、上記分割点：Ｐ＝ＬにおけるＡ／Ｄ変換値：Ｌ・
Ｖ_S ／Ｎとの偏差：ａを求める。

【００３３】その後、ステップＳ３において、求めた偏
差：ａに対応した制御信号値を、分割点：Ｐ＝Ｌにおけ
る実測制御信号値：Ｄ／Ａ〔ｉ〕および分割点：Ｐ＝Ｌ
＋１における実測制御信号値：Ｄ／Ａ〔ii〕を用いた直
線補完法に基づいて算出し、更に、得られた値を分割
点：Ｐ＝Ｌにおける実測制御信号値：Ｄ／Ａ〔ｉ〕に加
えることにより、設定値：Ｓに対応する制御信号（Ｄ／
Ａ出力値）：ｂを、算出する。

【００３４】そして、ステップＳ４において、得られた
制御信号：ｂを、Ｄ／Ａ出力値に設定する。それによっ
て、かかる制御信号：ｂが、可変吐出量ポンプ１２や比
例電磁リリーフバルブ１６に出力されることとなるので
ある。

【００３５】なお、参考のため、図４におけるＢ部を拡
大したものを、図７に示すと共に、図６に示されたフロ
ー図のステップＳ１〜３において、設定値：Ｓ＝１００
の点における制御信号：ｂを求める式を、実数を入れ
て、下記に示す。

【００３６】

【数２】

【００３７】従って、上述の如くして算出された制御信
号：ｂは、油圧系の実際の作動を測定した実測値に基づ
いて補正されたものであり、それ故、かかる制御信号：
ｂをもって可変吐出量ポンプ１２や比例電磁リリーフバ
ルブ１６を制御することとすれば、油圧制御機器の非直
線的な制御特性や油圧ユニットにおける作動油のリーク
量、リリーフバルブのオーバライド特性、更には油圧作
動装置の加工，組立精度等の違いによる機差などに起因
して油圧シリンダ機構１０に生ぜしめられる作動誤差
が、何れも、可及的に防止され得るのである。

【００３８】そして、それによって、油圧シリンダ機構
１０、延いては射出成形機が、極めて高精度に作動制御
せしめられ得、製品品質の向上と安定化が有利に達成さ
れ得るのである。

【００３９】また、上述の如き制御方法においては、制
御信号の補正操作が、制御装置１８によって自動的に行
なわれるところから、制御信号の補正操作に関する特別
な予備知識がなくても、容易に且つ充分な精度をもって
制御信号の補正が為されるのであり、優れた操作性が発
揮され得るのである。

【００４０】さらに、射出成形機には、一般に、圧力セ
ンサや速度センサ等の各種の作動を検出するためのセン
サが従来から装着されていることから、そのようなセン
サによる検出信号を利用して、上述の如き制御方法を実
施することも可能であり、それによって、制御系の構成
の簡略化および低コスト化が、有利に図られ得ることと
なる。

【００４１】以上、本発明の実施例について詳述してき
たが、これは文字通りの例示であって、本発明は、かか
る具体例にのみ限定して解釈されるものではない。

【００４２】例えば、前記実施例では、油圧シリンダ機
構１０におけるピストン速度を制御する場合について説
明したが、本発明は、油圧シリンダ機構における圧力や
油圧モータ機構における回転数等、各種の油圧作動装置
の作動制御について適用され得るものである。

【００４３】また、油圧作動装置における油圧作動制御
機構も、前記実施例の如き、可変吐出量ポンプ１２と比
例電磁リリーフバルブ１６を含んで構成されたものに限
定されるものでは、決してない。

【００４４】その他、一々列挙はしないが、本発明は、
当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等
を加えた態様において実施され得るものであり、また、
そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限
り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであること
は、言うまでもないところである。

【００４５】

【発明の効果】上述の説明から明らかなように、本発明
方法に従えば、油圧系の実際の作動を測定した実測値に
基づいて補正された制御信号を、容易に且つ自動的に得
ることができるのである。

【００４６】そして、かかる補正された制御信号により
油圧作動装置の作動制御が行なわれるところから、油圧
制御機器の非直線的な制御特性や油圧ユニットにおける
作動油のリーク量、リリーフバルブのオーバライド特
性、更には油圧作動装置の加工，組立精度等の違いによ
る機差などに起因して油圧作動装置に生ぜしめられる作
動誤差が、何れも、有利に軽減乃至は防止され得るので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される射出成形機における油圧作
動装置の油圧系の一例を概略的に示す説明図である。

【図２】図１に示された油圧作動装置に適用される、本
発明に従う制御系の一例を示すブロック図である。

【図３】図１に示された油圧作動装置において、制御信
号と実際の作動との実測関係を得る操作を説明するため
のフロー図である。

【図４】図１に示された油圧作動装置において、制御信
号と実際の作動との実測関係を、それらの理論上の関係
と併せて示すグラフである。

【図５】図３に示されたフロー図のステップＳ７におけ
る処理を説明するために、図４におけるＡ部を拡大して
示す説明図である。

【図６】実測値から求めた検出信号と制御信号の関係を
用い、油圧作動装置において所定の出力を得るために実
際に必要な制御信号を算出する操作を説明するためのフ
ロー図である。

【図７】図６に示されたフロー図のステップＳ１〜３に
おける処理を説明するために、図４におけるＢ部を拡大
して示す説明図である。

【符号の説明】

１０ 油圧シリンダ機構 １２ 可変吐出量ポンプ １４ ソレノイドバルブ １６ 比例電磁リリーフバルブ １８ 制御装置 ２６ Ｄ／Ａ変換器 ３２ センサ ３４ Ａ／Ｄ変換器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 射出成形機における油圧作動装置の作動
   を制御するに際して、 前記油圧作動装置の作動を検出するセンサを設ける一
   方、かかる油圧作動装置の作動範囲をカバーし得るよう
   に分割した複数点で、該油圧作動装置の作動を制御する
   制御信号と、該油圧作動装置の実際の作動の前記センサ
   による検出信号との関係を実測し、得られた実測関係か
   ら、かかる油圧作動装置の目的とする作動に対応した制
   御信号値を、直線補完法で算出することを特徴とする射
   出成形機における油圧作動装置の制御方法。