JPH10291241A - 射出成形機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 成形サイクルの高速化が可能な射出成形機を
提供することにある。 【解決手段】 射出成形機の可動部を駆動するＡＣサー
ボモータ４の電流制御をｄ−ｑ変換を利用して行う。ロ
ータ位相θｒに磁気飽和のトルク減少を補うために位相
補正量θｍを加算する。サーボモータ４の３相の実電流
と補正されたロータ位相θ（＝θｒ＋θｍ）によってｄ
−ｑ変換し、界磁の作る磁束方向のｄ相電流Ｉｄと該ｄ
相電流Ｉｄと直交するｑ相電流Ｉｑを求める（７）。ト
ルク指令をｑ相電流指令とし、ｄ相電流指令を「０」と
してそれぞれ電流ループ制御を行い（１ｄ，１ｑ）、指
令電圧Ｖｄ、Ｖｑを求める。２相−３相変換器２で３相
電圧指令Ｖu 、Ｖv 、Ｖw に変換し電力増幅器３を介し
てサーボモータ４を駆動する。電流ループの位相遅れが
なく、無効電流を少なくすることができ、高トルクを発
生できる。モータ発熱が少なく成形サイクル短くするこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＡＣサーボモータ
によって型締部や射出部等の可動部を駆動する射出成形
機に関する。

【０００２】

【従来の技術】射出成形機の可動部をＡＣサーボモータ
で駆動する射出成形機は公知である。

【０００３】ＡＣサーボモータで可動部を駆動する射出
成形機の一例を、図２に示す概略図を参照して簡単に説
明する。射出成形機は、大きく分けて型締部１００と射
出部２００で構成されている。射出成形機のベースに固
定された固定プラテン１０１とリアプラテン１０３は４
本のタイバー１０４で結合され、該タイバー１０４と摺
動自在に嵌合し該タイバー１０４でガイドされる可動プ
ラテン１０２を有し、可動プラテン１０２と固定プラテ
ン１０１には金型１０５が取り付けられ、リアプラテン
１０３と可動プラテン１０２間にトグル機構１０６が設
けられ型締部１００を構成している。

【０００４】型締用ＡＣサーボモータＭｃによってボー
ルネジ／ナット機構１０７を介して該トグル機構１０６
は駆動され、可動プラテン１０２を移動させて金型１０
５の開閉型締を行う。Ｍｅはエジェクト用ＡＣサーボモ
ータで、エジェクト機構１０８を駆動して可動側の金型
１０５から成形品を突き出す。なお、Ｍ１は型厚調整用
のモータで、金型１０５の厚みに応じて設定型締力が得
られる位置に、プーリ、ベルト等を介してリアプラテン
１０３を移動させるものである。

【０００５】射出部２００は、フロントプレート２０１
とリアプレート２０３間に掛け渡されたガイドバーに沿
って移動するプッシャープレート２０２が設けられ、フ
ロントプレート２０１には、加熱シリンダ２０４が取り
付けられている。該加熱シリンダ２０４内にはスクリュ
ー２０５が嵌挿され、該スクリュー２０５はプッシャプ
レート２０２に回転自在、軸方向移動不能に取り付けら
れている。Ｍｍは計量用ＡＣサーボモータであり、プー
リ、ベルと等を介してスクリュー２０５を回転させるも
のである。又ＭI は射出用ＡＣサーボモータであり、プ
ーリ、ベルト、ボールネジ／ナット機構２０６を介して
プッシャープレー２０２を移動させ、スクリュー２０５
を軸方向に移動させ、射出、保圧を行うものである。
又、計量時の背圧制御もこの射出用サーボモータＭI に
よって行われる。

【０００６】又、Ｍ２はノズルタッチ用のモータで、該
モータＭ２によってボールネジ／ナット機構２０７を駆
動して、射出部２００全体を移動させて加熱シリンダ２
０４の先端に設けられたノズルを固定プラテン１０１に
取り付けられた金型１０５に接触、離脱を行わせるもの
である。

【０００７】以上のような、射出成形機の可動部（可動
プラテン、エジェクト機構、スクリュー回転、スクリュ
ーの軸方向移動）を駆動するＡＣサーボモータＭｃ、Ｍ
ｅ、Ｍｍ、ＭI の駆動制御する方式では、可動プラテ
ン、エジェクト機構、スクリューの軸方向移動において
は、位置の制御が行われている。この位置の制御を行う
場合、ＡＣサーボモータＭｃ、Ｍｅ，ＭI （なお、図３
ではこれらのサーボモータを符号４で現している）に位
置、速度検出器を取付、図３に示すように、位置の指令
と位置のフィードバック信号に基づいて位置制御部１０
が位置ループ制御を行い速度指令を求め、該速度指令
と、速度フィードバック信号に基づいて速度制御部１１
が速度ループ制御を行いトルク指令を求め、該トルク指
令により電流制御部１２が３相各相毎電流ループ制御を
行い、流すべく電流に対応する電圧指令を求め、該指令
電圧に基づいてインバータ等の電力増幅器によってＡＣ
サーボモータを駆動している。又スクリューを回転され
るＡＣサーボモータＭｍでは、位置の制御は行わずに
（図３において一制御部１０がなく直接速度指令が入力
される）速度ループ制御を行っている。

【０００８】図４は、このＡＣサーボモータにおける従
来から行われている電流制御方式のブロック図である。
速度ループから出力されるトルク指令と、ＡＣサーボモ
ータに設けられたロータ位相検出器からのロータ位相θ
に基づいて、Ｕ相ではトルク指令にｓｉｎθを乗じＵ相
の電流指令を求め（なお、ロータ位相はＵ相を基準にし
ている）、Ｖ相では１２０度位相のずれたｓｉｎ（θ＋
２π／３）をトルク指令に乗じＶ相の電流指令を求め、
Ｗ相では、さらに１２０度ずれたｓｉｎ（θ−２π／
３）をトルク指令に乗じＷ相の電流指令を求めている。
そして、各相とも、この電流指令と各相の電流フィード
バック信号によって積分比例制御の電流ループ制御を行
って電圧指令（ＰＷＭ指令）を求め、インバータ等のサ
ーボアンプを介してサーボモータを駆動している。な
お、図４において、各電流ループにおけるＫ１は積分ゲ
イン、Ｋ２は比例ゲイン、Ｒはサーボモータの巻線抵
抗、Ｌはそのインダクタンスである。又各相電流ループ
内のｓは微分演算子である。

【０００９】上述したような電流制御方式では、サーボ
モータの回転数が上昇すると比例して交流電流の周波数
（インバータで作成される交流電流の周波数）が上がる
ため、制御系の周波数特性の観点からゲインの低下、位
相の遅れが発生する。このため、力率が悪くなり駆動電
流の増加、最大トルクの低下等の問題が生じる。

【００１０】一方、射出成形機においては、成形サイク
ルを連続して繰り返し実行するものであり、生産効率を
上げるには、成形サイクルを高速化することが望まし
い。成形サイクルを高速化するには、射出成形機の各可
動部を駆動するＡＣサーボモータを高速で駆動する必要
があるが、高速運転を行うと、上述したように、駆動電
流が増加する。その結果モータの発熱が増大することか
ら、成形サイクルを高速化する上で障害となる。さら
に、成形サイクルを高速化するには、高トルクの発生が
必要であるが、上述したように、最大トルクの低下が生
じることから、この点においても問題である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
は、成形サイクルの高速化が可能な射出成形機を提供す
ることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、可動部をＡＣ
サーボモータで駆動する射出成形機において、３相から
界磁の作る磁束方向のｄ相と該ｄ相と直交するｑ相の２
相へ変換するｄ−ｑ変換を利用して、上記ＡＣサーボモ
ータの電流制御を行うようにした。射出成形機の可動部
を駆動するＡＣサーボモータの駆動電流とロータ位相よ
り３相から２相への変換を行って界磁の作る磁束方向の
ｄ相電流と該ｄ相電流と直交するｑ相電流を求めフィー
ドバック電流とする。そして、トルク指令をｑ相の電流
指令、ｄ相電流指令を零として電流のフィードバック制
御を行いｄ相、ｑ相の指令電圧を求める。該ｄ相、ｑ相
の指令電圧より２相から３相への変換を行ってＡＣサー
ボモータの各相への指令を求めＡＣサーボモータを駆動
制御する。ＡＣサーボモータへの上記トルク指令Ｉｑが
磁気飽和発生する電流値以上の場合、上記ｑ相電流の位
相を進める位相進め制御を行ってＡＣサーボモータの出
力トルクの減少を防止し、高速高トルクを得る。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明は、ＡＣサーボモータの電
流制御において、力率の低下による駆動電流の増加を防
止しかつ最大トルクの低下をも防止する方法として、３
相から２相へ、２相から３相へ変換するｄ−ｑ変換を用
いる。ｄ−ｑ変換は、ｄ軸を界磁の作る磁束の方向に、
該ｄ軸に直交する向きにｑ軸をとり、ｄ軸方向の電流Ｉ
ｄ、電圧Ｖｄと、ｑ軸方向の電流Ｉｑ、電圧Ｖｑを求め
これらを制御するものである。

【００１４】図１はｄ−ｑ変換を行って電流制御を行う
本発明の一実施形態の電流制御部のブロック図であり、
射出成形機の可動部を駆動するＡＣサーボモータＭｃ、
Ｍｅ、Ｍｍ、ＭI の電流制御部がこの図１に示すブロッ
ク図の電流制御部で構成されるものてあり、図３の電流
制御部１２のブロックとサーボモータ４のブロックがこ
の図１のブロック図に代わるものである。図１におい
て、１ｄはｄ相の電流ループ制御を行うｄ相電流制御
器、１ｑは同様にｑ相の電流ループ制御を行うｄ相電流
制御器、２は、各電流制御器１ｄ，１ｑより出力される
ｄ相指令電圧Ｖｄ、ｑ相指令電圧Ｖｑ及び後述するよう
に、ロータ位相θｒに補正値θｍを加算して求められた
補正されたロータ位相θに基づいて、次の１式の演算を
行って３相のＵ，Ｖ，Ｗ相の指令電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ
に変換する２相−３相変換器である。

【００１５】

【数１】 又、３はインバータ等で構成される電力増幅器、４はＡ
ＣサーボモータＭｃ、Ｍｅ、Ｍｍ、ＭI のいずれか１つ
のＡＣサーボモータ、５はＡＣサーボモータのロータ位
相θｒを検出するロータ位相検出器、６は後述するよう
にＡＣサーボモータ４の内部において磁気飽和が生じた
時にロータ位相を補正する磁気飽和補正手段、７は３相
のＵ，Ｖ，Ｗ相の電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを２相のｄ相電
流Ｉｄ、ｑ相電流Ｉｑに変換する３相−２相変換器であ
り、図示しない電流検出器で検出したＡＣサーボモータ
の各相の実電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗの内、いずれかの２相
の電流（図１ではＩｕ、Ｉｖ）と、検出したロータ位相
θｒに補正値θｍを加算して得られた補正されたロータ
位相θとに基づいて、次の２式の演算を行って、ｄ相電
流Ｉｄ、ｑ相電流Ｉｑを求める。

【００１６】

【数２】 次に、この電流制御方式の動作を説明すると、ｄ相の電
流指令を「０」とし、ｑ相の電流指令を速度ループ（図
３の速度制御部１１）から出力されるトルク指令とし、
各相指令値から３相−２相変換器７から出力されるｄ
相，ｑ相の電流Ｉｄ，Ｉｑを夫々減じてｄ相，ｑ相の電
流偏差を求め、電流制御器１ｄ，１ｑで従来と同様にし
て比例，積分制御電流ループ制御を行ってｄ相指令電圧
Ｖｄ，及びｑ相指令電圧Ｖｑを求める。そして、２相−
３相変換器２によって、求めたｄ相，ｑ相の指令電圧Ｖ
ｄ，ＶｑからＵ，Ｖ，Ｗ相の指令電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ
を求め、この指令電圧を電力増幅器６に出力してインバ
ータ等でサーボモータ４の各相に対して電流Ｉｕ，Ｉ
ｖ，Ｉｗを流してＡＣサーボモータ４を駆動制御する。

【００１７】以上のような、ｄ−ｑ変換により２相に変
換した後の電流制御では、電流ループにおける位相遅れ
はなく、ｄ相の実電流が指令値「０」と等しくなる様に
制御されるため、ｑ相の有効電流のみとなるから、ＡＣ
サーボモータに流す駆動電流は減少し、モータの発熱量
が減りオーバヒートになる負荷レベルを下げることがで
きる。そのため、射出成形機の成形サイクルを高速にす
ることが可能になる。

【００１８】又、従来の図４に示すような３相各相毎の
電流制御では、高速回転領域で位相遅れ等によりトルク
特性が劣化して、このトルクの低下により高速回転化が
妨げられていたが、ｄ−ｑ変換により２相に変換した後
の電流制御を行う本発明においては、制御方式の原理上
位相遅れがなく、高速運転が可能となり、成形サイクル
の短縮化が図れる。

【００１９】しかし、希土類を使用した磁束密度の高い
ＡＣサーボモータでは、モータ内部の磁気回路において
磁気飽和が起こりやすい。モータ内部の磁気回路におい
て磁気飽和が発生していない状態では、供給電流（Ｉ
ｑ）の増加に伴って発生するトルクはトルク定数ｋｔに
従って増加する。しかし、例えば供給電流（Ｉｑ）が増
大し磁気回路が磁気飽和状態になると、モータが発生す
ることができる最大トルクは、トルク定数ｋｔにより定
まるトルク値より低下する。そこで、本発明は磁気飽和
が生じる高速回転時に図１における磁気飽和補正手段６
によってロータ位相θｒに磁気飽和補正θｍを行うこと
により、ｑ相電流Ｉｑの位相を進めて上記高速回転時の
トルク低下を防止するようにした。

【００２０】次に、この磁気飽和補正について説明す
る。図５，６，７は、ＡＣサーボモータのｄ−ｑ座標上
での磁束ベクトルを示す図であり、ロータの永久磁石の
磁束（主磁束ΦM ）の方向をｄ軸とし、有効電流Ｉｑに
よって発生する磁束Ｍ・Ｉｑの方向をｑ軸としている。
なお、ｄ軸とｑ軸は互いに直交する軸である。したがっ
て、ロータの永久磁石による主磁束ΦM と有効電流Ｉｑ
によって発生する磁束Ｍ・Ｉｑとをベクトル的に加算し
て合成磁束を求めると、トルクを形成ための有効磁束Φ
g となる。このとき発生するトルクＴは有効磁束Φg と
有効電流Ｉｑの外積によって次の３式で表される。

【００２１】 Ｔ＝Φg ×Ｉｑ＝（ΦM ＋Ｍ・Ｉq ）×Ｉｑ …（３） ここで、トルクＴは、図５，６，７中の面積Ｓに比例す
ることになる。図５において、ｑ相電流をＩｑからＩ
ｑ’に増加させると面積はＳからＳ’に増加し、発生す
るトルクＴも増加する。さらにｑ相電流を増加させる
と、有効磁束Φg が増加してモータ内部の磁気回路にお
いて磁気飽和が発生する。有効磁束が磁気飽和領域に入
ると、さらにｑ相電流Ｉｑを増加させてもそれに比例し
て有効磁束は大きくならず、したがってトルクが増加し
なくなる。図６の磁束ベクトル図において、縦線による
ハッチング部分は磁気飽和領域を模式的に示しており、
増加したｑ相電流Ｉｑ1 によって形成される磁束Φg は
磁気飽和領域内に入ることになり、磁気飽和によって実
際に形成される磁束はΦg よりも小さなΦgsとなる。し
たがって、発生するトルクの大きさを図中の面積Ｓで比
較すると、本来発生すべきトルクは（Ｓ1 ＋Ｓ2 ）であ
るのに対して、磁気飽和によって実際に発生するトルク
はＳ1 となり、Ｓ2 ／（Ｓ1 ＋Ｓ2 ）分のトルクが減少
することになる。

【００２２】そこで、本発明の磁気飽和補正では、ｑ相
電流Ｉｑの位相を進めることによって磁束Φg が磁気飽
和領域内に進入しないよう制御し、トルク分の減少を抑
える。図６の磁束ベクトル図において、ｑ軸方向のｑ相
電流Ｉｑによって形成される磁束Φgsが磁気飽和領域に
達しているとき、ｑ相電流Ｉｑをθだけ位相を進めると
磁束Φgsと磁気飽和領域との間に余裕が生じ、より大き
なｑ相電流Ｉｑ1(θ)を供給することができる。このと
きの磁束Φgs（θ）はΦgsよりも大きくとることがで
き、発生するトルクの大きさを図中の面積Ｓで比較する
と、ｑ相電流Ｉｑをθだけ位相を進めて磁気飽和補正を
行った場合に発生するトルクは（Ｓ1 ＋Ｓ３）となり、
磁気飽和補正を行わない場合のに発生するトルクＳ1 に
対して、Ｓ３／Ｓ1 分のトルクを増加させることができ
る。

【００２３】この磁気飽和補正による増加トルクは、前
記図６，図７において、トルクを面積Ｓで示した場合に
はＳ３＜Ｓ２に関係となり、磁気飽和がない場合に得ら
れる最大トルクに達しないもののトルクを増加させるこ
とができる。

【００２４】ｑ相電流の位相進めの制御は、実際にはロ
ータ位相検出器で検出されるロータ位相を進めることに
よって、制御上のｄ−ｑ座標を実際のｄ−ｑ座標より進
めることにより行うことができ、制御系からみた制御態
様は通常の制御と同様である。図８は制御上のｄ−ｑ座
標と実際のｄ−ｑ座標とを比較するための図である。図
８（ａ）において、ｑ相電流の位相進めの制御は、制御
上のｄ−ｑ座標を実際のｄ−ｑ座標に対してθｍだけ位
相を進めることに対応している。図８（ｂ）において、
制御系による制御は、実際のｄ−ｑ座標に対してθｍだ
け位相を進んでいる制御上のｄ−ｑ座標上で行われ、該
ｄ−ｑ座標のｑ軸方向にｑ相電流を流すことによって磁
気飽和補正を行うことができる。したがって、制御系か
らみた場合には、通常の制御と変わらない制御を行うこ
とになる。

【００２５】次に、本発明の磁気飽和補正における位相
の進め角θｍについて説明する。図９は進め角θｍの一
例を説明するための図であり、電流指令に対する進め角
θｍを示している。図において、電流指令Ｉq*が設定し
た値Ib以内の場合には進め角θｍを０°とし、電流指令
Ｉq*が設定した値Ｉｂを越えた場合には進め角θｍを電
流指令Ｉｂに比例させて増加させている。図９に示す進
め角θｍは、以下の４式、５式により表される。 abs(Ｉq*）＞Ibのとき θｍ＝ｋ（abs(Ｉq*）−Ib）sign（Ｉq*）…（４） abs(Ｉq*）＜Ibのとき θｍ＝０ …（５） なお、Ｉq*はｑ相指令電流、Ibは磁気飽和領域に入りは
じめる電流指令の大きさを指定する電流値であり、ｋは
比例定数、abs は絶対値、signは符号を表している。こ
こで、比例定数ｋは磁気飽和係数であり、モータ毎に異
なる磁気飽和特性に応じて決定するものであり、実験に
より定めることができる。

【００２６】したがって、電流指令Ｉq*が小さくこの電
流指令の大きさでは発生する磁束が磁気飽和領域に入ら
ない場合には、磁気飽和補正を行う必要がないため、進
め角θｍを０°として電流指令Iq* を位相制御すること
なくモータ制御を行う。これに対して、電流指令Iq* が
大きくなりこの電流指令によって発生する磁束が磁気飽
和領域に入る場合には、磁気飽和補正を行う必要が生じ
るため、進め角θｍを磁気飽和の程度に応じて位相を進
める制御を行う。この磁気飽和の程度に応じた位相進め
は、電流指令Iq* が磁気飽和領域に入りはじめる電流指
令の大きさIbを越えた程度に応じて設定することがで
き、電流指令Iq* と電流Ibの差に従って設定することが
できる。

【００２７】図１０は、射出成形機を制御する制御装置
内の各サーボモータを制御するディジタルサーボ回路の
プロセッサが電流ループ処理周期毎に実行する処理のフ
ローチャートである。なお、この射出成形機及びディジ
タルサーボ回路の構成は従来のものと同一であるから省
略する。

【００２８】デジタルサーボ回路のプロセッサは、指令
された位置指令（もしくは速度指令）に基づいて、従来
と同様の位置ループ処理，速度ループ処理を行ない（図
３の位置制御部１０、速度制御部１１の処理）、トルク
指令（電流指令）Ｉq*を求める。そして、電流ループ処
理周期では、この電流指令（トルク指令）Ｉq*を読むと
ともに（ステップＳ１）、ロータ位相検出器からロータ
位相θｒ、ｕ相，ｖ相の電流フィードバック値Ｉｕ，Ｉ
ｖの取込みを取り込む（ステップＳ２，Ｓ３）。

【００２９】次に、読み取ったトルク指令（電流指令）
Ｉq*の絶対値が磁気飽和が生じるとして設定されている
電流値Ｉb を越えたか判断し（ステップＳ４）、越えて
いなければ、位相補正量θｍを「０」とし、越えている
と、４式の演算を行って位相補正量θｍを求める（ステ
ップＳ６，Ｓ５）。そして、ステップＳ２で読み取った
ロータ位相θｒに位相補正量θｍを加算し補正されたロ
ータ位相θを求め（ステップＳ７）、この補正されたロ
ータ位相θとステップＳ３で取り込んだｕ相，ｖ相の電
流フィードバック値Ｉｕ，Ｉｖにより、上記２式の演算
を行って３相電流のＩｕ，Ｉｖ，Ｉｗから２相電流のＩ
ｄ，Ｉｑを求める（ステップＳ８）。そして、求めたｄ
相電流Ｉｄをフィードバック電流とし、ｄ相電流指令を
「０」として、通常の電流ループ処理（比例積分制御）
を行いｄ相指令電圧Ｖｄを求める。又、ステップＳ１で
読み取った電流指令Ｉq*をｑ相の電流指令とし、ステッ
プＳ８で算出したｑ相の電流値Ｉｑをフィードバック電
流として電流ループ処理を行ってｑ相の電圧指令Ｖｑを
求める（ステップＳ９）。

【００３０】こうして求められたｄ相、ｑ相指令電圧Ｖ
ｄ、Ｖｑと、上記ステップＳ７で求めた補正され進めら
れたロータ位相θより、上記１式の演算によってｄ−ｑ
変換を行って２相電圧Ｖｄ，Ｖｑから３相電圧Ｖｕ，Ｖ
ｖ，Ｖｗを求めて電圧指令（ＰＷＭ指令）として電力増
幅器６に出力する（ステップＳ１０，Ｓ１１）電力増幅
器はインバータでＰＷＭ制御を行って、各相の電流Ｉ
ｕ，Ｉｖ，ＩｗをＡＣサーボモータ４に供給し駆動す
る。

【００３１】図１１は、従来の方式と本発明の制御方式
による差異を見るために行った実験結果であり、同一の
負荷に対して、従来の電流方式の制御で行った場合と、
本発明の方式で行った時のＡＣサーボモータに流れる電
流値を測定したものであり、横軸１区間は２ｍｓ、縦軸
１区間は２Ａである。

【００３２】図１１（ａ）は従来の３相毎の電流制御方
式による実験結果であり、図１１（ｂ）は本発明のｄ−
ｑ変換によって電流制御を行った時の実験結果である。
この図１１（ａ）、（ｂ）から明らかのように、本発明
の方が、無効電流（ｄ相電流）がないかもしくは少ない
分、電流値が小さくなっている。

【００３３】図１２は、最大トルクを測定したもので、
図１２（ａ）の従来の電流制御方式で発生できる最大ト
ルクよりも、図１２（ｂ）の本発明の電流制御方式によ
り発生できる最大トルクの方が２〜３割り大きくなって
いる。そして、本発明の方が、高速回転領域まで、高ト
ルクを発生できることもわかる。

【００３４】又、図１３は、射出成形機の射出軸を駆動
するサーボモータＭI の電流制御に従来方式と本発明の
方式を適用し、射出速度、射出圧力を測定したものであ
る。なお、実線は本発明の方式、破線は従来方式であ
る。この図１３から明らかのように、本発明の電流制御
方式を適用した方が、従来方式より射出速度の立ち上が
りは５５％短縮され、圧力の立ち上がりも５６％短縮さ
れている。又、最高速度も本発明の方が従来より２倍の
速度まで達成できている。さらに圧力も本発明の方が各
段に高い圧力を得ている。

【００３５】

【発明の効果】以上のとおり、本発明では、高速高トル
ク、かつ小さい駆動電流でＡＣサーボモータを駆動する
ことができるから、サーボモータの発熱が減少し、成形
サイクルを短縮することができ生産効率をあげることが
できる。発熱が減少することから、モータの冷却設備の
容量を下げることもできる。又、高速高トルクを発生で
きるから、射出時間が短く射出後直ちに固化が始まるよ
うな樹脂の利用も可能となる。さらに、モータトルクが
向上することから、高速な型の開閉、高速なエジェクタ
動作、スクリューの高速回転による計量時間の短縮が図
れる。

【００３６】さらに、上述した位相補正（位相進め補
正）を行うことによって、図１２に示されるように、Ａ
Ｃサーボモータ停止時において高トルクを発生できるか
ら、保圧時に高い保圧圧力を発生することができる。
又、ＡＣサーボモータによって直接可動プラテンを駆動
して型締を行うような直圧式の型締装置の場合において
は、ＡＣサーボモータ停止時においても位相補正により
大きなトルクを発生することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態における射出成形機の可動
部を駆動するＡＣサーボモータの電流制御のブロック図
である。

【図２】ＡＣサーボモータで可動部を駆動する射出成形
機の概要図である。

【図３】サーボモータの位置、速度、電流のループ制御
のブロック図である。

【図４】従来の電流ループ制御のブロック図である。

【図５】サーボモータのｄ−ｑ座標上での磁束ベクトル
を示す図である。

【図６】サーボモータのｄ−ｑ座標上での磁束ベクトル
を示す図である。

【図７】サーボモータのｄ−ｑ座標上での磁束ベクトル
を示す図である。

【図８】制御上のｄ−ｑ座標と実際のｄ−ｑ座標とを比
較するための図である。

【図９】位相進め各θｍの説明図である。

【図１０】本発明の一実施形態におけるディジタルサー
ボ回路のプロセッサが電流ループ処理周期毎に行う電流
ループ処理のフローチャートである。

【図１１】従来の電流制御方式と本発明の電流制御方式
による電流制御によってサーボモータに流れる電流を比
較するための実験結果を表す図である。

【図１２】従来の電流制御方式と本発明の電流制御方式
による最大出力トルクを比較するための実験結果を表す
図である。

【図１３】射出成形機の射出軸において、従来の電流制
御方式と本発明の電流制御方式による射出速度、射出圧
力の比較するための実験結果を表す図である。

【符号の説明】

Ｉｄ ｄ相電流 Ｉｑ ｑ相電流 Ｖｄ ｄ相指令電圧 Ｖｑ ｑ相指令電圧 Ｖｕ Ｕ相指令電圧 Ｖｖ Ｖ相指令電圧 Ｖｗ Ｗ相指令電圧 Ｉｕ Ｕ相電流 Ｉｖ Ｖ相電流 Ｉｗ Ｗ相電流

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０２Ｐ 21/00 Ｈ０２Ｐ 5/408 Ｃ (72)発明者 岩下 平輔 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580番 地 ファナック株式会社内 (72)発明者 河村 宏之 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580番 地 ファナック株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 射出成形機の可動部をＡＣサーボモータ
   で駆動する射出成形機において、３相から界磁の作る磁
   束方向のｄ相と該ｄ相と直交するｑ相の２相へ変換する
   ｄ−ｑ変換を利用して、上記ＡＣサーボモータの電流制
   御を行うことを特徴とする射出成形機。
2. 【請求項２】 射出成形機の可動部をＡＣサーボモータ
   で駆動する射出成形機において、上記ＡＣサーボモータ
   の駆動電流とロータ位相より、３相から２相への変換を
   行って界磁の作る磁束方向のｄ相電流と該ｄ相電流と直
   交するｑ相電流を求めフィードバック電流とし、トルク
   指令をｑ相の電流指令、ｄ相電流指令を零として電流の
   フィードバック制御を行いｄ相、ｑ相の指令電圧を求
   め、該ｄ相、ｑ相の指令電圧より２相から３相への変換
   を行ってＡＣサーボモータの各相への指令を求めＡＣサ
   ーボモータを駆動制御することを特徴とする射出成形
   機。
3. 【請求項３】 上記トルク指令が磁気飽和発生する電流
   値以上の場合、上記ｑ相電流の位相を進める位相進め制
   御を行うことによって最大トルクを増大させることを特
   徴とする請求項１又は請求項２記載の射出成形機。