JPH10113970A - 電動射出成形機の制御装置および制御方法 - Google Patents
電動射出成形機の制御装置および制御方法Info
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Abstract
PID演算出力が射出速度設定値を超えるまでは、充填
工程から保圧工程への切り換えをスムースに実施可能に
する。 【解決手段】 射出圧力設定部22からの射出圧力設定
値と電動射出成形機1から得られた射出圧力フィードバ
ック値との偏差値に対し、第1のPID演算部25にて
PID演算を行わせる射出圧力フィードバック制御部2
9と、前記第1のPID演算部25の出力値にもとづく
射出速度指令値を前記射出速度設定値によってクランプ
する射出速度制限部31とを設け、前記偏差値に対し、
第2のPID演算部34にてPID演算を行わせ、この
演算結果に従って射出速度フィードバック制御部35
に、前記電動射出成形機用の電動機を制御させる。
Description
の射出速度および射出圧力を適正にコントロールして良
質の成形品を得るのに用いられる電動射出成形機の制御
装置および制御方法に関する。
て、射出工程を充填工程(速度制御)と保圧工程(圧力
制御)とに分けて実施するものがある。すなわち、射出
開始から射出終了に至るまでの区間を前後二つの制御領
域に分け、前段を速度制御を行う充填工程、後段を圧力
制御を行う保圧工程とするとともに、それぞれ個別の成
形条件を設定して、その制御を行っている。そして、速
度制御領域となる充填工程では、スクリュの前進速度
(射出速度)を速度センサにより検出するとともに、検
出した速度検出値を速度設定値に一致させるための制御
信号を電動機側に付与することにより、射出速度に対す
るフィードバック制御を行い、また、圧力制御領域とな
る保圧工程では、スクリュの受ける圧力(射出圧力)を
圧力センサにより検出するとともに、検出した圧力検出
値と予め設定した圧力設定値の偏差を算出し、圧力検出
値を圧力設定値に一致させるための制御信号を電動機に
付与することにより、射出圧力に対するフィードバック
制御を行っている。
ような電動射出成形機の射出制御では、前記圧力検出値
と圧力設定値との偏差をPID演算した出力値を電動機
側に付与しており、射出工程の前半では圧力設定値に対
して実際の射出圧力が小さいため前記偏差が大きくな
り、前記PID演算における積分要素が飽和状態で前記
射出圧力が圧力設定値に近づくと、図7に示すように保
圧切換点Pで圧力のジャンピング現象Jが生じるという
課題があった。さらに、電動射出成形機は油圧射出成形
機などに比べて射出機構の慣性が大きく、従って、前記
圧力のジャンピング現象が発生しやすいという課題があ
った。
生によって、成形品にソリやバリが発生するため、オペ
レータは良品を得るために前記ジャンピング現象が発生
しないように充填速度パターンを試行錯誤で選び出さな
ければならず、特に、初期成形条件出しに時間が掛かっ
てしまうという課題があった。
のであり、実際の射出圧力と射出圧力設定値との偏差の
PID演算出力が射出速度設定値を超えるまでは、充填
工程から保圧工程への切り換えをスムースに実施できる
とともに、前記PID演算出力が射出速度設定値を超え
た場合には、PID演算器の積分要素を停止させること
によって、充填工程から保圧工程への切り換えを圧力の
ジャンピングを発生することなしにスムースに実施可能
にする電動射出成形機の制御装置および制御方法を得る
ことを目的とする。
トから強制的かつ任意に充電工程から保圧工程へ移行さ
せた制御を実現できる電動射出成形機の制御方法を得る
ことを目的とする。
め、請求項1の発明にかかる電動射出成形機の制御装置
は、射出圧力設定部からの射出圧力設定値と前記電動射
出成形機から得られた射出圧力フィードバック値との偏
差値に対し、第1のPID演算部にてPID演算を行わ
せる射出圧力フィードバック制御部と、前記第1のPI
D演算部の出力値にもとづく射出速度指令値を前記射出
速度設定値によってクランプする射出速度制限部とを設
け、前記射出速度制限部の出力値と前記電動射出成形機
から得られた射出速度フィードバック値との偏差値に対
し、第2のPID演算部にてPID演算を行わせ、この
演算結果に従って射出速度フィードバック制御部に、前
記電動射出成形機用の電動機を制御させるようにしたも
のである。
形機の制御装置は、前記射出圧力フィードバック制御部
に、前記射出速度設定値と前記第1のPID演算部の出
力値とを比較する比較器を設け、前記第1のPID演算
部の出力値が、前記射出速度設定値を超えた場合に、前
記第1のPID演算器の積分要素をスイッチにより停止
させるようにしたものである。
形機の制御方法は、電動射出成形機による射出開始時に
射出速度設定値および射出圧力設定値を与え、前記電動
射出成形機からの射出圧力フィードバック値と前記射出
圧力設定値との偏差値に対しPID演算を実施し、この
PID演算結果にもとづく速度指令値を前記射出速度設
定値によってクランプし、このクランプによる出力値と
前記電動射出成形機からの射出速度フィードバック値と
の偏差値に対しPID演算を実施して、このPID演算
結果にもとづいて射出圧力または射出速度の少なくとも
どちらか一方が設定値と一致するように前記電動射出成
形機用の電動機を制御するようにしたものである。
形機の制御方法は、前記射出圧力フィードバック値と前
記射出圧力設定値との偏差値のPID演算結果が射出速
度設定値を超えたとき、前記第1のPID演算器の積分
要素を停止させるようにしたものである。
形機の制御方法は、前記射出圧力設定値を無限大に設定
して、速度フィードバック制御のまま圧力フィードバッ
ク制御へ移行させないようにしたものである。
を図について説明する。図1はこの発明の電動射出成形
機の制御装置を示すブロック図であり、同図において、
1は電動射出成形機であり、これが、支持盤2に取り付
けられて、先端にノズル3を有する加熱筒4と、この加
熱筒4内を出入する射出スクリュー5と、この射出スク
リュー5の外端をロードセル6を介して支持する支持台
7とを有する。また、この支持台7は前記支持盤2およ
びこれに対向配置した他の支持盤8に対して回転自在に
支承された一対のボールスクリュー9に2箇所で螺合さ
れている。
ーリ10がそれぞれ取り付けられ、これらのプーリ10
と電動機としてのサーボモータ11の軸に取り付けられ
たプーリ12との間に、タイミングベルト13が張設さ
れている。従って、サーボモータ11の回転はタイミン
グベルト13および各プーリ12,10を介して各ボー
ルスクリュー9に伝えられ、このボールスクリュー9の
回転によって、これらに螺合された支持台7が往動また
は復動し、射出スクリュー5を同方向に移動させて射出
成形動作を行うこととなる。また、14はサーボモータ
の回転位置に応じたパルスを発生するパルスエンコーダ
である。
VSVを設定する射出速度設定部、22は射出圧力設定値
を設定する射出圧力設定部、23はロードセル6により
検出した射出圧力フィードバック値を入力する射出圧力
フィードバック入力回路、24はその射出圧力フィード
バック値と前記射出圧力設定値との偏差値を求める加算
器、25はその偏差値に対しPID演算を実行する第1
のPID演算部としてのPID演算器、26はこのPI
D演算器25の出力値MV と射出速度設定値VSVとを加
算する加算器、27は射出速度設定値VSVと前記出力値
MV とを比較する比較器、28はMV >VSVのときPI
D演算器25の積分要素25aを回路から切り離すスイ
ッチ、29は前記各回路を含む射出圧力フィードバック
制御部である。
出速度制限部31への入力値SV を得る速度指令部で、
射出速度制限部31は射出速度設定値VSVによって、速
度指令値である入力値SV をクランプ(制限)して出力
値VLINを出力する。すなわち、VSV>SV のときVL
IN=SV 、VSV≦SV のときVLIN=VSVとなる。32
は前記パルスエンコーダ14からの位置データを速度値
に変換して加算器33へ入力する射出速度フィードバッ
ク入力回路である。なお、加算器33はその速度値と前
記出力値VLINとの偏差値を求める。34はその偏差値
のPID演算を行う第2のPID演算部としてのPID
演算器で、これが加算器33とともに射出速度フィード
バック制御部35を形成している。
D演算器34の演算出力との偏差値を求める加算器、3
7はこの偏差値のPID演算を行う電流制御用のPID
演算器で、このPID演算器37の出力電流が電流検出
器38により検知されて前記フィードバック電流として
前記加算器36にフィードバック入力されている。そし
て、その出力電流が最終的にサーボモータ11への指令
値となる。なお、前記各PID演算器25,34は可変
できる制御定数である。
形開始に当って射出速度設定部21および射出圧力設定
部22において射出速度設定値および射出圧力設定値を
与える。なお、射出速度設定値VSVは、射出速度制限部
31の入力値SV の速度制限値として用いられる。通
常、射出工程の前半は射出圧力設定値に対して実際の射
出圧力フィードバック値が小さいため、射出圧力フィー
ドバック制御部29の出力、すなわちPID演算器25
の出力値MV が大きくなり、従って前記入力値SV も大
きな値となる。
値VSVによってクランプされるため、実速度は、射出速
度設定値に一致する。すなわち、射出速度フィードバッ
ク制御されることとなる。そして、変速V1,V2,・
・・しながら充填が進んで、射出圧力フィードバック値
が高くなるにつれて、射出圧力フィードバック制御部2
9の出力値MV が小さくなり、入力値SV が射出速度設
定値VSV以内になると実速度が減速する。こうして、射
出圧力フィードバック値がさらに高くなると、これが射
出圧力設定値VSVに一致することとなり、ここで圧力の
フィードバック制御に移行する。
て示す通りであり、射出は0からスタートし、前記のよ
うに速度フィードバック制御が行われて、負荷圧力の増
加に従って速度が低下したところで射出圧力の制御に移
行する。ただし、負荷と射出速度と射出圧力の設定値の
関係から射出速度と射出圧力がバランスよく設定値と一
致するA点で制御される場合もある。なお、このほか、
射出速度設定値が大きすぎて、射出速度が設定値に達す
る前に射出圧力設定値と一致し、射出工程全域で射出圧
力制御となったり、射出速度制御から一旦射出圧力制御
に移行した後、負荷と設定値の関係から、再度射出速度
制御を行い、その後射出圧力制御に移行するという制御
も実施可能である。
においては、PID演算部25により射出圧力の偏差値
のPID演算が行われるが、前記の速度フィードバック
制御状態においては、射出圧力フィードバック値が射出
圧力設定値に対して小さいため、その偏差が大きくなっ
て、PID演算器25の積分要素25aが蓄積され、つ
いには飽和状態となる。
射出圧力設定値に近づいてくると、飽和した積分要素2
5aの蓄積量のために、射出圧力フィードバック制御可
能限界を超えて、結果として、図7に示すような圧力の
ジャンピングJが生じる。このジャンピング現象を抑え
るために、射出圧力フィードバック制御部29内のPI
D演算部25に、前記スイッチ28を設けることで、前
記出力値MV が射出速度設定値VSVでクランプされてい
る間(MV >VSV)は、そのPID演算部25の積分要
素25aを停止させる。こうすることで、図3に示すよ
うに、従来のような圧力のジャンピング現象を防ぎ、ス
ムースな射出制御を実現可能にする。
すすんでいく途中で射出圧力フィードバック値が大きく
なると、射出圧力設定値に一致し、圧力フィードバック
制御に移行する場合について説明したが、その移行過程
で、射出圧力設定値が無限大に大きければ、射出圧力フ
ィードバック制御部29の出力値MV は、常に大きくな
り、従って入力値SV も大きくなり、射出速度制限部3
1でクランプされることになる。このため、速度フィー
ドバック制御のまま圧力フィードバック制御に移行しな
い制御が可能となる。そこで、この特性を従来制御の充
填工程に利用し、射出工程中のあるポイントから強制的
に保圧工程に移行するようにすれば、充填工程と保圧工
程とに分けた制御も任意に実現可能になる。
るために、スイッチを設け、これを切り換えてオペレー
タが、既述のような射出制御を行いたい場合は、適当な
射出圧力設定値P1を指令し、また、充填工程と保圧工
程とに強制的に分けた制御を行いたい場合は、無限大の
射出圧力設定値(射出成形機がもつ機械としての最大
値)を指令するようにすればよい。このように、同じ制
御システムを使用して充填工程中における圧力指令値を
無限大にすることにより、充填工程と保圧工程とに分け
て制御することもできる。
ローチャートであり、図5は射出圧力設定値の設定手順
を示すフローチャートである。ここで、V1〜V5,V
Pは射出速度の設定値で、これらはパルスエンコーダ1
4からの検出出力に応じた射出速度の切換位置設定値S
4〜S8でそれぞれ切り換えられることにより、指令さ
れる。
り、T4,T5は射出圧力の切換時間設定値である。そ
して、二つの制御方法を切り換える前記スイッチのオフ
時には圧力設定値が無限大に設定され、オン時には圧力
設定値がP0に設定される。そして、保圧工程ではタイ
マによる切換時間設定値T4,T5が設定され、これら
がタイムアップか否かに応じて、圧力設定値P1,P
2,P3がそれぞれ設定される。なお、前記設定値V1
〜V5,VP、S4〜S8,T4,T5はRAMなどの
メモリに格納させて、射出制御時に選択して用いられ
る。また、図1に示す制御回路部分はマイクロプロセッ
サ(CPU)内に組み込んで用いられる。
び射出圧力設定部による設定入力にもとづいてこれらの
各設定値設定や前記無限大の射出圧力設定を実行する設
定部Rを示すブロック図である。この設定部Rにおい
て、41は前記各設定値等にもとづいて、射出成形機の
射出制御データの処理を、プログラム42に従って実行
するマイクロプロセッサ(CPU)、43はタイミング
信号を出力するクロック発生器、44は射出制御のため
の各種の制御条件等をキーインタフェース(キーI/
F)45を介して設定する設定キー、46は表示器イン
タフェース(表示器I/F)47を介して入力されるキ
ャンバスデータなどの各種データを表示する表示器、4
8は演算結果などの各種データを格納するメモリ、49
はキャンバスデータを格納するキャンバスメモリ、50
は前記パルスエンコーダ14からの位置フィードバック
信号を取り込むための位置フィードバックインタフェー
ス(位置FBI/F)、51は前記射出速度V1〜V
5,VP,射出速度の切換位置設定値S4〜S8、射出
圧力の設定値P0〜P8、射出圧力の切換時間設定値T
4,T5をそれぞれ格納するRAMであり、これらはバ
スを通じて互いに図示のように接続されている。従って
かかる設定部Rは射出速度設定部21,射出圧力設定部
22や設定キー44にて指定された処理を行って、設定
通りの最適の射出成形制御を実行可能にしている。
出成形機の射出動作開始後において、実際の射出圧力と
射出圧力設定値との偏差のPID演算出力が射出速度設
定値を超えるまでは、充填工程から保圧工程への切り換
えをスムースに実施できるとともに、前記PID演算出
力が射出速度設定値を超えた場合には、第1のPID演
算器の積分要素を停止させることによって、引き続き充
填工程から保圧工程への切り換えをスムースに実施でき
るという効果が得られる。
素を停止させた場合には、射出速度から射出圧力への制
御切換時における積分量の飽和に伴うジャンピング現象
の発生を確実に防止でき、射出速度から射出圧力へのス
ムースな制御移行を実現できるという効果が得られる。
値を無限大に設定して、速度フィードバック制御のまま
圧力フィードバック制御へ移行させないようにしたので
射出工程中にあるポイントから強制的かつ任意に充電工
程から保圧工程へ移行させた射出制御を実現できるとい
う効果が得られる。
の制御装置を示すブロック図である。
との関係で示す説明図である。
び射出圧力の変化を示す特性図である。
示すフローチャートである。
示すフローチャートである。
すブロック図である。
出圧力の変化を示す特性図である。
形機の制御方法は、前記射出圧力フィードバック値と前
記射出圧力設定値との偏差値のPID演算結果が射出速
度設定値を超えたとき、前記PID演算の積分要素を停
止させるようにしたものである。
Claims (5)
- 【請求項1】 電動射出成形機の射出速度を設定する射
出速度設定部と、 前記電動射出成形機の射出圧力を設定する射出圧力設定
部と、 該射出圧力設定部からの射出圧力設定値と前記電動射出
成形機から得られた射出圧力フィードバック値との偏差
値に対し、第1のPID演算部にてPID演算を行わせ
る射出圧力フィードバック制御部と、 前記第1のPID演算部の出力値にもとづく射出速度指
令値を前記射出速度設定値によってクランプする射出速
度制限部と、 前記射出速度制限部の出力値と前記電動射出成形機から
得られた射出速度フィードバック値との偏差値に対し、
第2のPID演算部にてPID演算を行わせ、この演算
結果に従って、前記電動射出成形機用の電動機を制御す
る射出速度フィードバック制御部とを備えた電動射出成
形機の制御装置。 - 【請求項2】 前記射出圧力フィードバック制御部が、
前記射出速度設定値と前記射出圧力にもとづくPID演
算結果の出力値とを比較する比較器と、 該第1のPID演算部の出力値が、前記射出速度設定値
を超えた場合に、前記第1のPID演算部の積分要素を
停止させるスイッチとを有することを特徴とする請求項
1に記載の電動射出成形機の制御装置。 - 【請求項3】 電動射出成形機による射出開始時に射出
速度設定値および射出圧力設定値を与え、前記電動射出
成形機からの射出圧力フィードバック値と前記射出圧力
設定値との偏差値に対しPID演算を実施し、このPI
D演算結果にもとづく速度指令値を前記射出速度設定値
によってクランプし、このクランプによる出力値と前記
電動射出成形機からの射出速度フィードバック値との偏
差値に対しPID演算を実施して、このPID演算結果
にもとづいて射出圧力または射出速度の少なくともどち
らか一方が設定値と一致するように前記電動射出成形機
用の電動機を制御することを特徴とする電動射出成形機
の制御方法。 - 【請求項4】 前記射出圧力フィードバック値と前記射
出圧力設定値との偏差値のPID演算結果が射出速度設
定値を超えたとき、前記第3のPID演算器の積分要素
を停止させることを特徴とする請求項4に記載の電動射
出成形機の制御方法。 - 【請求項5】 前記射出圧力設定値を無限大に設定し
て、速度フィードバック制御のまま圧力フィードバック
制御へ移行させないようにすることを特徴とする請求項
4に記載の電動射出成形機の制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26883496A JP3166632B2 (ja) | 1996-10-09 | 1996-10-09 | 電動射出成形機の制御装置および制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26883496A JP3166632B2 (ja) | 1996-10-09 | 1996-10-09 | 電動射出成形機の制御装置および制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10113970A true JPH10113970A (ja) | 1998-05-06 |
JP3166632B2 JP3166632B2 (ja) | 2001-05-14 |
Family
ID=17463919
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26883496A Expired - Lifetime JP3166632B2 (ja) | 1996-10-09 | 1996-10-09 | 電動射出成形機の制御装置および制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3166632B2 (ja) |
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-
1996
- 1996-10-09 JP JP26883496A patent/JP3166632B2/ja not_active Expired - Lifetime
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