JPH08309808A

JPH08309808A - サーボモータで駆動される射出成形機の駆動制御方法

Info

Publication number: JPH08309808A
Application number: JP15475096A
Authority: JP
Inventors: Tetsuaki Neko; 哲明根子
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1996-05-28
Filing date: 1996-05-28
Publication date: 1996-11-26

Abstract

(57)【要約】【課題】サーボモータの出力トルクの増大を防止す
る。【解決手段】射出成形機の可動部をサーボモータＭ１
で駆動する。位置指令ａとサーボモータＭ１の回転量を
検出するパルスエンコーダからのフィードバックパルス
ｂとの差である位置偏差をエラーレジスタ２１で求め
る。この偏差をＤ／Ａ変換（２２）して速度指令ｄを求
める。該速度指令ｄと速度のフィードバック信号との差
の速度偏差より、誤差増幅器２４でトルク指令ｅを求め
る。トルクリミット回路１４によって上記トルク指令ｅ
を所定値以下に制限し、この出力をサーボモータへのト
ルク指令とする。サーボモータＭ１へのトルク指令が所
定値以下に制限されるから、サーボモータの出力トルク
は所定値以下に制限され過大な出力を樹脂等に与えな
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形機の駆動
方法に関するもので、特に、射出成形機の射出機構、ス
クリュー回転機構、型締機構等の駆動源にサーボモータ
を用いた射出成形機における駆動制御方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来の射出成形機は油圧によって駆動さ
れており、その駆動制御は油圧の圧力を制御することに
よって行なわれていた。しかし、射出成形機の駆動源に
サーボモータを用いる射出成形機も開発されている。こ
のサーボモータを用いた射出成形機においては、制御装
置からの移動指令に対し、射出成形機のスクリューや型
締装置が何らかの原因によって移動指令どおり移動しな
い場合がある。そのようなときサーボモータは移動指令
どおりに移動させようとしてその出力トルクを増大させ
ていた。その結果、成形品の品質を低下させる等の不具
合が生じていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明はサーボモータ
で駆動される射出成形機において、サーボモータの出力
トルクの増大を防止することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、射出成形機の
可動部を駆動するサーボモータの出力トルクを制限する
ことによって可動部に加わる力を抑えるようにした。さ
らに、出力トルクを制限することによって生じる指令位
置と実際の位置との差の位置偏差が所定値を越えると移
動指令を一時停止することによって、安定した制御を実
行できるようにした。特に、速度指令と実際の速度から
サーボモータのトルク指令を求め該トルク指令を制限す
ることによってサーボモータの出力トルクを制限するよ
うにする。さらに具体的な態様として速度指令から実際
の速度を減算して速度偏差を求め、該速度偏差に基づい
てサーボモータのトルク指令を求め該トルク指令を制限
することによってサーボモータの出力トルクを制限す
る。

【０００５】

【発明の実施の形態】第１図は、本発明の一実施形態の
要部ブロック図で、１はＣＮＣ（コンピュータ内蔵の数
値制御装置）等の制御装置で、２は中央処理装置（以下
ＣＰＵという）、３は射出成形機全体を制御する制御プ
ログラムを記憶するＲＯＭ、４はデータの一時記憶用の
ＲＡＭ、５はＮＣプログラムや各種設定値等を記憶する
不揮発性メモリ、６はＭＤｉ＆ＣＲＴ（ディスプレイ付
操作盤）、７は入出力回路で、後述するモータ制御回路
１０，１１，１２のサーボ回路１３やトルクリミット回
路１４，デコーダ１５に接続されている。８はバスであ
る。Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３は各々射出機構を駆動するサーボ
モータ、スクリューを回転駆動させるサーボモータ、型
締機構を駆動するサーボモータで、各々モータ制御回路
１０，１１，１２に接続されている。なお、モータ制御
回路１１，１２はモータ制御回路１０と同じ構成をして
いるもので、図示を省略している。なおＰ１，Ｐ２，Ｐ
３はパルスエンコーダである。

【０００６】第２図は、モータ制御回路１０（１１，１
２）の具体的回路図で、１３は従来から公知のサーボ回
路と略同じ構成のサーボ回路で、異なる点はトルクリミ
ット回路１４が加わっている点である。該サーボ回路１
３の動作について概説すると、制御装置１からの駆動指
令として単位時間の移動量としてパルス列で構成される
位置指令ａがエラーレジスタに入力されると、この位置
指令ａとパルスエンコーダＰ１で検出したサーボモータ
Ｍ１の移動量ｂをエラーレジスタで減算し、その差分即
ち位置偏差値をＤ／Ａ変換器２２で速度指令値ｄとして
のアナログ量電圧に変換する。すなわち、位置指令ａと
パルスエンコーダＰ１からのサーボモータＭ１の移動量
に大きな差があり位置偏差値が大きいと大きな値の速度
指令値ｄとして出力され、差が小さく位置指令ａと移動
量ｂが近づくと小さな値の速度指令ｄとして出力され
る。本サーボ回路は応答性を良くするために速度フィー
ドバックが行われており、これはパルスエンコーダＰ１
からの信号をＦ／Ｖ変換器２３で電圧ｖに変換し、実際
のサーボモータの速度に対応する電圧を上記速度指令値
から減算し、その差、すなわち指令速度と実速度ｖの誤
差の速度偏差を誤差増幅器２４で増幅してトルク指令と
して出力する。

【０００７】なお、本実施形態ではトルクリミット回路
１４が設けられており、一定値以上のトルクは飽和さ
せ、一定値以上は出力しないように出力を制限してい
る。こうして出力されたトルク指令はサーボモータＭ１
の電機子に流す電流値に対応する電圧として出力される
ものである。このトルク指令に対しさらに応答性を良く
するため、サーボモータＭ１の電機子電流を検出する電
流検出２７からの電機子電流に対応する電圧ｆがフィー
ドバックされ、上記トルク指令と電機子電流のフィード
バック信号ｆとの差を誤差増幅器２５で増幅し、電力増
幅器２６で増幅してサーボモータＭ１を駆動制御してい
る。

【０００８】トルクリミット回路１４は制御装置１から
のトルクリミット指令ｇをＤ／Ａ変換器２８で電流出力
としてのアナログ信号に変換し、電流電圧変換器２９で
指令トルクリミット値に対応する電圧−Ｖｒに変換し、
また符号変換器３０で符号変換を行ってプラスの指令ト
ルクリミット値ｇに対応する電圧＋Ｖｒを作り、それぞ
れダイオードＤ１，Ｄ２を介してバッファ３１に入力し
ている。１５はデコーダで、エラーレジスタ２１の値を
読出し、制御装置１にフィードバックしている。

【０００９】次に、本実施形態の動作を説明する。制御
装置１から前述したように、単位時間の移動量としてパ
ルス列がエラーレジスタ２１に加算され、パルスエンコ
ーダＰ１からのサーボモータＭ１の移動量が減算され、
このエラーレジスタ２１に溜まった位置偏差値に応じて
前述したようにしてサーボモータＭ１は駆動されるが、
誤差増幅器２４からのトルク指令ｅが増大し、トルクリ
ミット値−Ｖｒ，＋Ｖｒ以上になると、このトルク指令
はこのトルクリミット値−Ｖｒ，＋Ｖｒによって制限さ
れ、サーボモータＭ１はそれ以上のトルクを出すことが
できない。これによって、例えば射出圧が設定以上に高
くなって成形品の品質を悪くすることを防止している。

【００１０】制御装置１からの移動指令によりサーボモ
ータＭ１は駆動され追従しようとするが、何等かの原因
によってその追従が遅れると位置偏差値が増大する。位
置偏差値が増大すれば、速度指令ｄもトルク指令ｅも大
きくなりサーボモータＭ１の出力トルクを増大させ移動
指令に対して追従しようとする。しかし、上述のように
サーボモータＭ１の出力トルクが制限されている場合、
サーボモータＭ１からは制限されたトルクリミット値以
上の出力トルクは出力されず、出力トルクが所定値以上
にならないような制御がなされることになる。その結
果、指令に対して追従遅れが生じる場合が多くなる。上
記何等かの原因が解消されず追従遅れが続くと、エラー
レジスタ２１に記憶される位置偏差値が大きくなる。こ
の位置偏差値が大きすぎると制御対象（サーボモータＭ
１）が制御装置１により指令どおりに制御されていな
い、制御不能の状態に陥ることがある。さらには、位置
偏差値がエラーレジスタ２１で計数できる値以上になり
オーバフローが生じてしまうと制御がまったく不能にな
ってしまう。

【００１１】例えば、サーボモータＭ１の位置によって
指令速度を変え、射出工程を多段速度制御を行うような
場合において、位置Ｌ１から位置Ｌ２までは指令速度Ｖ
１で、位置Ｌ２から位置Ｌ３までは指令速度Ｖ２（ただ
しＶ１＞Ｖ２）でサーボモータＭ１を移動させるような
場合で、Ｌ１からＬ２までＶ１Ｌ２からＬ３までＶ２（ただしＶ１＞Ｖ２）かつ、サーボモータＭ１のトルクリミット値を、速度Ｖ
１で移動するのに必要なトルク程度で、かつ、速度Ｖ２
で移動するのに必要なトルクよりは大きい値に設定し
て、サーボモータＭ１の出力トルクをこの設定トルクリ
ミット値以下に制限した場合、サーボモータＭ１の実際
の位置が位置Ｌ２に到達した時点で位置偏差値が大きけ
れば、速度指令ｄもトルク指令ｅも大きくなっているの
で、位置Ｌ２に到達した後に指令速度Ｖ２よりも速い速
度で移動する可能性があり、サーボモータＭ１が指令速
度を越えて駆動され、指令速度に制御できない制御不能
になる場合がある。これに対して、本願発明は後述する
ように位置偏差値が一定値以上にならないように制御さ
れるから指令速度を越えて駆動されるようなことはな
い。また、上述したように何等かの原因で追従送れが生
じ、エラーレジスタ２１で計数できる値以上の位置偏差
値が生じると、該エラーレジスタ２１はオーバフロー
し、エラーレジスタ２１に記憶される値が極端に小さく
なる。その結果速度指令も小さくなり、指令速度に制御
されないという現象が生じると共に、エラーレジスタ２
１がオーバフローしたことから、指令された移動量が失
われたことになり、位置の制御も不可能になってくる。

【００１２】そのため、本発明では、デコーダ１５を介
してこのエラーレジスタ２１の値を読取り、ある設定さ
れた一定値以上になると制御装置１は移動指令をストッ
プさせ、該エラーレジスタ２１に記憶する位置偏差値が
ある一定値以下になるまで移動指令を出力しないように
する。この機能はＮＣ装置の有するフィードストップ機
能を用いて行われる。

【００１３】フィードストップ機能を用いて移動指令が
停止されると、エラーレジスタ２１に蓄積された位置偏
差値は、それ以上大きくなることはなく、この位置偏差
値に基づく速度指令ｄ、トルク指令ｅによってサーボモ
ータＭ１は駆動され、サーボモータＭ１の回転によりパ
ルスエンコーダＰ１からフィードバックされるサーボモ
ータＭ１の移動量がエラーレジスタ２１から減算され、
位置偏差値は減少する。そして、この位置偏差値が設定
されたある一定値以下になると、再び移動指令が制御装
置から出されることになり、安定した制御が可能とな
る。

【００１４】以上のように、エラーレジスタ２１に大き
な位置偏差値が蓄積され、サーボモータＭ１が十分に指
令どおり駆動しないときは、制御装置１が制御不能にな
る前に移動指令の出力を停止して、エラーレジスタ２１
の値が設定されたある一定値以下になって再び制御を開
始することとなる。

【００１５】また、サーボモータＭ１を急速に加速する
場合もエラーレジスタ２１に大きな位置偏差値が記憶さ
れることとなるが、設定されたある一定値以上になる
と、移動指令が停止されるから、設定速度以上にオーバ
ーシュートすることはなく、射出速度等の速度制御にお
いて設定速度以上に射出速度が増大することはない。

【００１６】なお、上記説明は、射出駆動用のサーボモ
ータのモータ制御回路１０について説明したが、他のス
クリュー回転用，型締用のサーボモータのモータ制御回
路１１，１２についても同様である。

【００１７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明は、サーボモ
ータの出力トルクを所定値に制限することによって、過
大な力が樹脂等にかからなくしたので、圧力過大による
成形品の品質低下を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の要部ブロック図である。

【図２】同実施形態の射出用サーボモータのモータ制御
回路の具体的な図である。

【符号の説明】

１制御装置１０，１１，１２モータ制御回路Ｍ１射出機構を駆動するサーボモータＭ２スクリュー回転用サーボモータＭ３型締用サーボモータ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】可動部をサーボモータで駆動制御する射
出成形機の駆動制御方法において、上記サーボモータの
出力トルクを制限することによって可動部に加わる力を
抑えることを特徴とするサーボモータで駆動される射出
成形機の駆動制御方法。
【請求項２】サーボモータへの指令位置と実際の位置
との差の位置偏差が所定値を越えると移動指令を一時停
止する特許請求の範囲第１項記載の射出成形機の駆動制
御方法。
【請求項３】速度指令と実際の速度からサーボモータ
のトルク指令を求め該トルク指令を制限することによっ
てサーボモータの出力トルクを制限する特許請求の範囲
第１項又は２項記載の射出成形機の駆動制御方法。
【請求項４】速度指令から実際の速度を減算して速度
偏差を求め、該速度偏差に基づいてサーボモータのトル
ク指令を求め該トルク指令を制限することによってサー
ボモータの出力トルクを制限する特許請求の範囲第１項
又は２項記載の射出成形機の駆動制御方法。