KR960015301B1

KR960015301B1 - 전동식 사출성형기의 압력제어방법 및 그의 장치

Info

Publication number: KR960015301B1
Application number: KR1019890702040A
Authority: KR
Inventors: 마사오 가미구찌; 미노루 고바야시; 노리아끼 네꼬
Original assignee: 후아낙크 가부시끼가이샤; 이나바 세이우 에몽
Priority date: 1988-03-08
Filing date: 1989-03-07
Publication date: 1996-11-07
Also published as: DE68915384T2; EP0364599A1; KR900700264A; US5030395A; DE68915384D1; EP0364599B1; EP0364599A4; WO1989008543A1

Abstract

내용없음.

Description

[발명의 명칭]

전동식 사출성형기의 압력제어방법 및 그의 장치

[도면의 간단한 설명]

제 1 도는 본 발명의 1 실시예에 의한 압력 제어장치를 장비한 전동식 사출성형기의 요부를 나타내는 개략 블록도.

제 2 도는 각각의 보압단에서의 토오크 리밋치, 보압시간 및 소정 절환 시간을 기억하기 위한 표를 나타낸 도.

제 3 도는 제 1 도의 사출성형기에 있어서 실행되는 본 발명의 1 실시예에 의한 보압 제어 동작의 일부를 나타낸 플로우 차아트.

제 4 도는 보압 제어 동작의 전부를 나타낸 플로우 차아트.

제 5 도는 표에 기억한 토오크 리밋치와 보압 시간과의 관계를 나타낸 도.

제 6 도는 보압 제어동작에 의해 얻은 토오크 리밋치와 시간과의 관계를 나타낸 도.

제 7 도는 제 1 보압단 개시 직후의 토오크 리밋치와 시간과의 관계를 나타낸 도.

제 8 도는 제 1 도의 사출성형기에 있어서 실행되는 본 발명의 다른 실시예에 의한 보압 제어 동작을 나타낸 플로우 차아트.

제 9 도는 이행전의 보압단에서의 토오크 리밋치가 이행후의 것보다도 큰 경우에서의 토오크 리밋치와 시간과의 관계를 나타낸 도.

제 10 도는 이행전의 보압단에서의 토오크 리밋치가 이행후의 것보다도 작은 경우의 제 9 도와 동일한 도.

[발명의 상세한 설명]

[기술분야]

본 발명은 전동식 사출성형기에 있어서의 다단계식 압력제어를 원활하게 행할 수 있는 압력 제어방법 및 그의 장치에 관한 것이다.

[배경기술]

사출성형기에 있어서는 품질이 좋은 성형품을 제조하기 위하여 다단계식 압력 제어가 행하여진다. 예를 들면 보압공정을 복수의 보압단으로 구분하는 동시에 각 보압단에서의 목표 보압 압력을 서로 상이한 값으로 설정하고 보압 압력을 다단계 제어하고 있다. 전동식 사출성형기에서는 이 다단계식 보압제어를 행하고자 사출 스크류를 축방향으로 구동하는 서어보 모터의 출력 토오크를 제한하기 위한 토오크 리밋치(목표 보압 압력)를 보압 개시시로부터의 시간 경과에 따라 순차로 절환하여 보압 압력을 오픈 루우프 제어하고, 혹은 이와 같이 순차로 절환되는 토오크 리밋치와 실제로 수지에 가해져 있는 보압 압력의 검출치와의 편차에 따라 보압 압력을 클로즈드 루우프 제어(귀환 제어)하고 있다.

그러나 사출성형기의 다단계식 압력 제어에서는 목표 압력 절환시에 스크류의 관성, 서어보 모터의 관성, 서어보 모터의 응답 출력 특성의 부접합, 클로즈드 루우프 제어계의 제어 게인의 부적합 등의 여러가지의 요인으로 기인하여 실제 압력이 목표 압력에 대하여 오버 슈우트 및 언더 슈우트한다는 문제가 있다. 제어 게인의 부적합은 예를 들면, 제어계의 PID 제어부의 비례, 미분 및 적분 파라미터를 조정함으로써 제어계의 구성을 변경함이 없이 해소할 수 있다. 그러나 서어보 모터 등에 기인하는 응답성 불량을 해소한다는 것은 어느 제어방식에 있어서도 곤란하다. 즉 실제 압력의 목표 압력에 대한 추종성 향상을 위하여 사출성형기의 타입 및 압력 제어 패턴에 응답 출력 특성이 적합한 모터를 사출성형기에 탑재하고 혹은 일단 탑재한 모터를 별도의 모터로 교환할 경우, 여러가지의 시방의 모터를 준비하고, 또 모터 교환 작업을 행할 필요가 있으며, 사출성형기의 제조, 운전비용이 현저하게 증대한다. 또, 모터 특성에 따른 압력 제어 패턴을 설정할 경우에는 실행가능한 압력 제어 패턴이 한정되고 압력 제어상 계약이 생긴다. 따라서 상기 어느 대책도 고품질이며 저렴한 성형품을 제조하는데 있어서는 실제적이 아니다.

[발명의 개시]

본 발명의 목적은 사출성형기에 있어서의 다단계식 압력 제어 패턴, 특히 서로 인접하는 압력 제어단 사이에서의 목표 압력 절환 패턴을 사출성형기에 탑재한 서어보 모터의 응답 출력 특성에 접합 가능케하고 또한 서어보 모터 및 가압장치의 작동부의 관성으로 인한 응답성 악화를 억제 가능한 것으로 하고 사출성형기에 특별한 서어보 모터를 탑재하고 또는 일단 탑재한 서어보 모터를 별도의 서어보 모터로 교환하는 일이 없이 여러가지의 다단계식 압력 제어를 원활하게 행할 수 있는 전동식 사출성형기의 압력 제어방법 및 그의 장치를 제공하는 것이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 하나의 태양에 의하면 가압장치의 작동부를 서어보 모터에 의해 구동하는 전동식 사출성형기에 적용되는 압력 제어방법이 제공되고 이 방법은 복수의 압력 제어단으로 이루어진 압력 제어 공정의 각각의 압력 제어단에서의 목표 압력과 서로 인접하는 압력 제어단 사이에서의 목표 압력의 절환을 완료하는 소정 절환 시간을 설정하고 또한 기억하는 공정(a)과 서로 인접하는 압력 제어단 사이에서의 이행을 수행할 때마다 이 이행의 개시시점으로부터 이 이행에 관련되는 소정 절환 시간이 경과할 동안 목표 압력을 이행전의 압력 제어단에서의 목표 압력으로부터 이행후의 압력 제어단에서의 목표 압력으로 서서히 변화시키는 공정(b)과, 각 상기 압력 제어단에 있어서 실제 압력을 상기 공정(a)에 있어서 기억한 기억한 목표 압력의 대응하는 것으로 제어하는 동시에 각 상기 이행중에는 실제 압력을 상기 공정(b)에 있어서 얻은 서서히 변화하는 목표 압력으로 제어하는 공정(c)를 구비한다.

또 본 발명의 별도의 양태에 의하면 가압장치의 작동부를 구동하는 서어보 모터의 출력 토오크를 목표 압력을 나타내는 토오크 리밋치로 제한하는 사출성형기에 탑재되는 압력 제어장치가 제공되고, 이 장치는 복수의 압력 제어단으로 이루어진 압력 제어공정의 각각의 압력 제어단에서의 토오크 리밋치와 서로 인접하는 압력 제어단 사이에서의 목표 압력의 절환을 완료할 소정 절환시간을 설정하기 위한 수단과, 이렇게 설정한 토오크 리밋치 및 소정 절환시간을 기억하기 위한 수단과, 서로 인접하는 압력 제어단 사이에서의 이행을 행할 때마다 이 이행에 관련되는 소정 절환 시간을 소정의 압력 제어 실행 주기로 나누어서 수정 회수를 산출하는 동시에 이행전의 압력 제어단에서의 토오크 리밋치와 이행후의 압력 제어단에서의 토오크 리밋치와의 차를 상기 수정회수로 나누어서 수정량을 산출하는 수단과, 서로 인접하는 압력 제어단 사이에서의 이행을 행할 때마다 이 이행의 개시점으로부터 이 이행에 관련되는 소정 절환 시간이 경과할 때까지의 동안, 상기 소정의 압력 제어 실행 주기마다 상기 수정량의 가산을 행함으로써 이행시의 토오크 리밋치를 이행전의 압력 제어단에서의 토오크 리밋치로부터 이행후의 압력 제어단에서의 토오크 리밋치로 서서히 갱신하는 수단과, 각 상기 압력 제어단에 있어서 실제 압력을 기억 토오크 리밋치의 대응하는 것으로 제어하는 동시에 각 상기 이행중에는 실제 압력을 상기 이행시의 토오크 리밋치의 대응하는 것으로 제어하는 수단을 구비한다.

본 발명의 또 다른 양태에 의하면 가압장치의 작동부를 구동하는 서어보 모터의출력 토오크를 목표 압력을 나타내는 토오크 리밋치로 제한하는 사출성형기의 압력 제어장치가 제공되고 이 장치는 복수의 압력 제어단으로 이루어진 압력 제어공정의 각각의 압력 제어단에서의 토오크 리밋치와 서로 인접하는 압력 제어단 사이에서의 목표 압력의 절환을 온료할 소정 절환 시간을 설정하기 위한 수단과 이렇게 설정한 토오크 리밋치 및 소정 절환 시간을 기억하기 위한 수단과 서로 인접하는 압력 제어단 사이에서의 이행을 행할때마다 이 이행에 관련되는 소정 절환 시간, 이행전 및 이행후의 압력 제어단에서의 각각의 토오크 리밋치 및 이행 개시점으로부터의 경과시간을 파라미터로서 포함하는 소정의 연산식에 따라서 상기 이행전의 압력 제어단에서의 목표 압력으로부터 상기 이행후의 압력 제어단에서의 목표 압력으로 서서히 변화하는 동시에 이행 완료 시점에서의 변화고가 영(제로)에 가깝게 되는 이행중의 토오크 리밋치를 주기적으로 연산하는 수단과, 각 상기 압력 제어단에 있어서 실제 압력을 기억 토오크 리밋치의 대응하는 것으로 제어하는 동시에 각 상기 이행중에는 실제 압력을 상기 이행중의 토오크 리밋치의 대응하는 것으로 제어하는 수단을 구비한다.

이와 같이 본 발명은 압력 제어공정의 압력 제어단 사이에서의 이행이 행해지는 동안, 목표 압력(토오크 리밋치)을 소정 절환 시간내에 이행전의 압력 제어단에서의 목표 압력으로부터 이행후의 압력 제어단에서의 목표 압력으로 서서히 변화시키도록 하였으므로 결과로서 얻어지는 압력 제어 패턴 특히 서로 인접하는 압력 제어단 사이에서의 목표 압력 절환 패턴은 사출성형기에 탑재한 서어보 모터의 응답 출력 특성에 적합하고 또한 서어보 모터 및 가압장치의 작동부의 관성으로 인한 응답성 악화를 억제 가능한 것으로 되고 사출성형기에 특별한 서어보 모터를 탑재하는 일이 없이 다단계식 압력 제어중의 목표 압력의 절환에 수반하는 목표 압력에 대한 실제 압력의 추종성 악화를 방지할 수 있고 다단계식 압력 제어중의 목표 압력의 절환에 수반하는 목표 압력에 대한 실제 압력의 추종성 악화를 방지할 수 있고 다단계식 압력 제어를 원활하게 행할 수 있어 결과로서 고품질이며 또한 저렴한 성형품을 제조가능케 된다.

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

본 발명의 1 실시예에 의한 다단계식 압력 제어방법을 적용한 전동식 사출성형기는 가압장치로서 사출, 보압장치, 형조임장치, 이젝터 등(모두 도시 생략)를 구비하고, 사출, 보압장치는 제 1 도에 표시한 바와 같이 작동부로서의 스크류(2)를 축방향으로 구동하기 위한 사출 서어보 모터(1) 및 스크류 회전용 서어보 모터(도시 생략)를 가지며, 서어보 모터(1)에는 위치 검출기, 예를 들면 펄스코우더(3)가 장착되어 있다.

또 사출성형기는 압력 제어장치로서의 기능 및 그외의 종래 공지의 제어기능을 갖는 제어장치(10)를 구비한다. 이 제어장치(10)는 사출성형기 전체의 동작, 각축의 서어보 모터에 대한 펄스 분배 처리 등을 제어하기 위한 수치 제어용 중앙 처리장치(이하, NC용 CPU라고 한다.)(11)와, 이 NC용 CPU(11)로부터의 지령치(예를 들면 각축에 대한 펄스 분배량 및 사출축에 대한 토오크 리밋치)에 따라서 각축의 서어보 모터의 속도 및 출력 토오크를 제어하기 위한 서어보 제어용 중앙 처리장치(이하, 서어보 CPU라고 한다.)(12)를 구비하고 있다.

NC용 CPU(11)에는 ROM(13), RAM(14) 및 CRT 표시장치가 부착된 수동 데이타 입력장치(이하, CRT/MDI라고 한다.)(15)가 버스(16)를 통하여 접속되어 있다. ROM(13)은 사출성형기 전체를 관리하기 위한 제어 프로그램, 사출성형기의 시퀸스 동작을 제어하기 위한 시퀀스 프로그램, 서어보 CPU(12)를 제어하기 위한 프로그램 등을 기억하고, RAM(14)은 CRT/MDI(15)를 통하여 각각 설정되는 최대 사출압력(사출 공정의 최종단에서의 목표 사출 압력)을 포함한 각종 파라미터 및 보압 공정의 각 보압단에 있어서의 토오크 리밋치(목표 보압 압력), 보압시간 및 소정 절환 시간을 기억하도록 되어 있다.

서어보 CPU(12)에는 RAM(17), 속도 제어 회로(18) 및 양자와 협동하여 이른바 소프트웨어 서어보를 구성하는 토오크 제어회로(19)가 버스(20)를 통하여 접속되고, 각종 데이타 NC용 CPU(11)로부터의 지령치 및 전원 투입시에 CPU(11)로부터 버스(21)를 통하여 전송되는 서어보 CPU 제어용 프로그램을 RAM(17)에 일시 기억하고, 또 CPU(11)로부터의 펄스 분배량과 펄스 코우더(3)로부터의 귀환 신호에 의거하여 서어보 모터(1)의 속도를 제어하고, 토오크 리밋치에 의거하여 서어보 모터(1)의 출력 토오크를 제어하도록 되어 있다.

이하에서 제 1 도 내지 제 7 도를 참조하여 본 실시예의 사출성형기에 있어서의 보압 제어 동작을 설명한다.

먼저, 오퍼레이터는 CRT/MDI(15)를 통하여 보압 공정의 보압 단수(Ⅰ), 각각의 보압단에 있어서의 토오크 리밋치 Pi(i=1, 2,…,Ⅰ), 보압시간 Ti 및 소정 절환 시간 △Ti 및 최대 사출압력을 포함한 그밖의 각종제어 파라미터를 제어장치(10)에 입력한다. 이 데이터 입력 조작에 따라 NC용 CPU(11)는 파리미터, I, Pi, Ti 및 △Ti를 RAM(14)내의 표 TB(제 2 도)에 기억시킨다. 또한 본 실시예에서의 보압 공정은 제 5 도에 표시한 바와 같이 제 1 내지 제 4 보압단으로 이루어지다(I=4). 데이터 입력 조작 완료 후, 사출성형기의 사출성형 동작을 개시시키면 사출성형기는 형조임, 사출, 보압, 개량, 형열기 및 제품꺼내기의 일련의 공정으로 이루어진 사출성형 사이클을 반복하여 실행한다.

최초의 사출성형 사이클(일반적으로 각 사출성형 사이클)에 있어서 보압 공정에 들어가면 NC용 CPU(11)는 예컨대, 각축의 서어보 모터에 대한 펄스 분배 실행 주기와 동일한 주기에서 제 3 도 및 제 4 도에 표시한 제어 프로그램에 따라서 주로 토오크 리밋치 설정 처리를 포함한 보압 제어동작을 실행한다. 즉 보압 공정 개시시, CPU(11)는 예컨대 RAM(14)내에 설치한 수정 회수 카운터의 후술하는 토오크 리밋치 갱신회수를 나타낸 값 C가 「0」인지 아닌지를 판별한다(스텝 S1). 수정회수 카운터는 전원 투입시의 초기화에 의해서 「0」에 리세트되고, 최초의 사출성형 사이클의 보압 공정 개시시의 카운터치는 「0」이며, 스텝 S1에서의 판별결과는 공정으로 된다. 다음에 NC용 CPU(11)는 예컨대 RAM(14)내에 설치한 보압단수 카운터의 값 i에 의거하여 현재의 또는 이행할 보압단수 (i+1)를 판별한다. 이 카운터는 전원 투입시에 리세트되고 여기서 카운터치는 「0」이다. 따라서 CPU(11)는 제 1 보압단이라고 판별하고 표 TB로부터 제 1 보압단에서의 소정 절환 시간 △T1(일반적으로는 △Ti+1)을 읽어낸다(스텝 S2). 다음에 절환 시간 △T1을 보압 제어 동작 실행 주기 r로 나누어서 소요 수정 회수 n을 산출하고(스탭 S3), 보압단수 카운터의 값 i가 「0」인지 아닌지를 판별한다(스텝 S4). 여기서는 제 1 보압단(i=0)이므로 판별결과는 긍정적으로 되고 스텝 S5로 이행한다.

스텝 S5에서 예를 들면 RAM(14)내에 설치한 제 1 의 레지스터 R(P1)에 사출공정의 최종단(압력 제어단)에서의 목표 압력 예컨대 최대 사출 압력 PS(일반적으로는 이행전의 압력 제어단에서의 목표 압력)를 세트한다. 이어서 제 1 보압단에서의 토오크 리밋치 P1(일반적으로는 이행후의 보압단에서의 값 Pi+1)을 표 TB로부터 읽어내어 예컨대 RAM(14)내에 설치한 제 2 의 레지스터 R(P2)에 세트한다(스텝 S6). 그리하여 제 2 의 레지스터 R(P2)의 값으로부터 제 1 의 레지스터 R(P1)의 값을 감하여 양자의 차를 산출하고, 이 산출치를 스텝 S3에서 구한 수정 회수 n으로 나누어서 보압 처리 실행 주기 r마다의 토오크 리밋치의 수정량 △P(여기서는 △P(<0)=(P1-Ps)/n)을 산출한다(스텝 S7). 또 제 1 의 레지스터 R(P1)의 값에 수정량 △P을 가산하고 이 가산치를 이 레지스터에 기억시키고(스텝 S8), 또 이 가산치를 RAM(17)의 토오크 리밋치 기억 영역에 기억시켜서 토오크 리밋치를 갱신 즉 수정한다(스텝 S9).

다음에 수정 회수 카운터의 값 C가 「0」인지 아닌지를 판단한다(스텝 S10). 여기서는 판별 결과가 긍정으로 되고 스텝 S11으로 이행하여 표 TB로부터 제 1 보압단에서의 보압 시간 T1(일반적으로는 Ti+1)을 읽어내고 이것을 타이머 TE에 세트하고 이 타이머를 개시시킨다(스텝 S12). 그리하여 수정회수 카운터의 값에 「1」을 가하고(스텝 S13), 금회의 보압 제어 동작 실행 주기(펄스 분배주기)에 있어서의 토오크 리밋치 설정 처리를 종료한다.

서어보 CPU(12)는 스텝 S9에서 갱신된 토오크 리밋치를 RAM(17)으로부터 읽어내어 이것에 의거하여 토오크 제어회로(9)를 통하여 서어보 모터(1)의 출력 토오크를 이 토오크 리밋치로 제어하여 스크류(2)에 금회 주기에서의 목표 보압(여기서는 PS+△P(△P<0))을 가한다.

그후, 다음의 주기로 들어간다. 전회의 주기에서 토오크 리밋치가 수정되었으므로 스텝 S1에 있어서 수정 회수 카운터의 값 C가 「0」이 아니라고 판별되고, 스텝 S14로 이행하여 타이머 TE에 세트한 보압시간 T1(일반적으로는 Ti+1)이 경과하였는지 아닌지를 판별한다. 여기서는 판별결과가 부정으로 되므로 수정회수 카운터의 값 C가 소요 수정회수 n에 달하였는가 아닌가를 판별한다(스텝 S15). 여기서는 값 C가 「1」이며, 스텝 S15에서의 판별결과는 부정으로 되므로, 제 1 의 레지스터 R(P1)에 수정량 △P를 재차 가산하여 2회째의 토오크 리밋치의 수정 및 갱신을 하고(스텝 S8, S9), 스텝 S10으로 이행한다. 값 C가 「1」이므로 스텝 S11 및 S12을 실행하는 일이 없이 스텝 S13으로 이행하여 수정 회수 카운터의 값 C를 갱신한다. 서어보 CPU(12)는 수정된 토오크 리밋치에 따라 스크류(2)에 PS+2△P의 보압 압력을 가하도록 작동한다.

상술과 같이 해서 사출 공정의 최종단으로부터 보압공정의 제 1 보압단에의 이행중(일반적으로는 서로 인접한 압력 제어단 사이에서의 이행중)의 각 주기마다 NC용 CPU(11)는 토오크 리밋치를 갱신한다. 그리하여 제 7 도에 표시한 바와 같이 소요회수 n(=4)에 걸린 토오크 리밋치의 수정이 완료되고, 즉 최대 사출압력 PS으로부터 제 1 보압단에서의 토오크 리밋치 P1에의 절환이 완료되면 그 직후의 주기의 스텝 S15에 있어서 이것이 판별되고 토오크 리밋치를 다시 수정하는 일이 없이 이 주기에서의 토오크 리밋치 설정 처리를 종료한다.

이것에 계속되는 주기에서는 타이머 TE의 타이머 업이 판별되지 않는 한 스텝 S1, S14 및 S15로 이루어진 루우프만이 실행되고 토오크 리밋치는 수정되는 일이 없이 각 P1으로 유지된다. 이 사이에 서어보 CPU(12)는 서어보 모터(1)의 출력 토오크를 토오크 리밋치 P1으로 제어한다.

제 6 도의 최좌방부분 및 제 7 도에 표시한 파라미터 PS, P1, r 및 △T1의 관수인 토오크 리밋치 절환 패턴은 서어보 모터(1)의 응답 출력 특성에 비추어서 이 모터가 이 변화 패턴에 양호하게 충족 가능하고 또한 서어보 모터(1) 및 스크류(2)의 관성에 의한 추종 불량을 가져오지 않도록 설정된다. 환언하면 서어보 모터(1)를 절환 시간 △T1을 시정수호 하여 감속 제어한 결과로서 발생하는 보압 압력이 상기 토오크 리밋치 변화 패턴에 양호하게 추종 가능하게 이 패턴을 설정하고 있다. 따라서 사출 공정으로부터 제 1 보압단으로의 이행시, 토오크 리밋치가 스텝상으로 변화하는 제 5 도의 패턴을 사용하는 경우와는 달라서 서어보 모터(1)에 의해 구동되는 스크류(2)에 가해지는 보압 압력이 서어보 모터(1)의 응답 불량 및 서어보 모터(1) 및 스크류(2)의 관성에 기인하여 토오크 리밋치에 대하여 실질적으로는 언더-슈우트 할 수가 없다.

그후 스텝 S14에 있어서 타이머 TE의 타임 업이 판별되고 즉, 제 1 보압단에서의 보압시간 T1이 경과되었다고 판별되면 NC용 CPU(11)에는 보압단수 카운터의 값 i에 「1」을 가하고(스텝 S16), 수정회수 카운터를 「0」으로 리세트한다(스텝 S17). 다음에 카운터치 i가 설정 보압단수 I(=4)에 달하였는지 아닌지를 판별한다(스텝 S18). 여기서는 카운터치 i는 「1」이며 설정치 I에 달하고 있지 않으므로 스텝 S2에 이행하여 표 TB로부터 제 2 보압단에서의 소정 절환 시간 △T2를 읽어내고, 이어서 제 2 보압단에서의 소정 수정회수 n을 산출하고(스텝 S3), 카운터치 i가 「0」인지 아닌지를 판별한다(스텝 S4). 이 판별결과는 부정이며, 표 TB로부터 제 2 보압단에서의 토오크 리밋치(P2)를 읽어내어 이것을 제 2의 레지스터 R(P2)에 세트한다(스텝 S6). 이어서 제 1 보압단에의 이행시와 동일하게 NC용 CPU(11)는 수정회수 카운터의 값 C를 갱신하면서 제 1 보압단으로부터 제 2 보압단에의 이행을 위한 수정량 △P를 사용하여 토오크 리밋치를 각 주기마다 값 P1로부터 값 P2까지 서서히 갱신하는 동시에 제 2 보압단의 보압시간 T2를 세트한 타이머 TE를 개시시키고(스텝 S8 내지 S13), 제 2 보압단에의 이행 완료시로부터 보압시간 T2의 경과시까지는 스텝 S1, S14 및 S15로 이루어진 루우프만을 실행하여 토오크 리밋치를 값 P2로 유지한다. 한편 서어보 CPU(12)는 값 P1으로부터 값 P2까지 서서히 갱신되고 또한 그후 값 P2에 유지되는 토오크 리밋치로 서어보 모터(1)의 출력 토오크를 제어한다. 그리하여 보압시간 T2가 경과하면 상술한 바와 동일하게 제 3 보압단에의 이행을 행하고, 또 제 4 보압단에의 이행을 행한다. 주목할 것은 제 2 내지 제 4 보압단의 각각의 이행시의 토오크 리밋치 절환 패턴(제 6 도)은 제 5 도의 것과는 달라서 발생 보압 압력이 그의 상승시 및 강하시에 있어서 이 패턴으로 양호하게 추종가능하도록 설정되어 있고, 따라서 발생 보압 압력의 토오크 리밋치에 대한 실직적인 오워 슈우토오크 및 언더 슈우트가 생기지 않는 점에 있다.

제 4 보압단(일반적으로는 제 1 보압단)이 종료하면 보압단수 카운터를 리세트한다(스텝 S19). 그리하여 후속의 개량 공정등을 실행하여 1 사출성형 사이클을 종료한다. 이어서 사출성형 사이클을 동일한 방법으로 반복하여 실행한다.

이하에서 제 8 도 내지 제 10 도를 참조하여 본 발명의 제 2 의 실시예에 의한 다단계식 압력 제어방법을 제 5 도의 보압 압력제어를 예로 들어서 설명한다.

본 실시예의 방법은 이행전의 압력 제어단에서의 목표 압력으로부터 이행후의 제어단에서의 그것에 직선적으로 변화하는 목표 압력 변화 패턴을 사용하는 상기 실시예의 방법과는 달라서, 이행 완료 직적에서의 목표치의 단위시간당의 변화고가 서서히 영에 가깝게 되도록 한 패턴을 사용하여 다단계식 압력 제어를 보다 원활하게 행하도록 하고 있다. 그리고 본 실시예의 방법은 제 1 도에 표시한 장치에 의해 실시 가능하다.

오퍼레이터가 상술한 실시예에 있어서와 같이 보압 제어 파라미터, I, Pj, Tj 및 △Tj(여기서 j=i+1이며, 제어 파라미터 i는 상기 실시예의 설명중에 정의되어 있다)를 입력하면, NC용 CPU(11)는 이들 파라미터를 표 TB(제 2 도)에 기억시킨다.

사출성형기의 운전이 개시되고 보압 공정에 들어가면 NC용 CPU(11)는 보압 단수 카운터의 값 j를 「1」로 세트하고(제 8 도의 스텝 S101), 새로운 보압단(여기서는 제 1 보압단)에의 이행 개시 시점으로부터의 시간 경과 t를 나타내는 타이머 R(t)를 「0」으로 리세트한 후, 이 타이머를 개시시킨다(스텝 S102).

다음에 NC용 CPU(11)는 카운터치 j에 의거하여 현재의 즉 이행할 보압단수 j를 판별한다. 여기서는 제 1 보압단이라고 판별하고, RAM 14의 표 TB로부터 제 1 보압단에서의 토오크 리밋치 P1, 보압시간 T1 및 절환시간 △T1(일반적으로는 이행후의 보압단에서의 파라미터 Pj, Tj, △Tj)를 읽어내는 동시에 RAM 14의 별도 메모리 영역으로부터 최대 사출 압력 PS(일반적으로는 이행전의 보압단에서의 토오크 리밋치 Pj-1)를 읽어낸다(스텝 S103). 그리고 소정의 토오크 리밋치 연산식 예컨대 하기 제(1)식에 따라 상술한 바와 같이 읽어낸 파라미터를 사용하여 금회의 보압 제어 동작 실행 주기에 있어서의 토오크 리밋치 P를 산출한다(스텝 S104).

P={(Pj-1+Pj)/2}cos(πt/△Tj)

+{Pj-1+Pj)/2}…………………………………………………………(1)

제 (1)식에 의하면 산출 토오크 리밋치(P)는 이행 개시 시점(T=0) 및 이행 완료 시점(t=△Tj)에 있어서 이행전 및 이행후의 압력 제어단에서의 목표 압력(구체적으로는 최대 사출 압력 PS 및 토오크 리밋치 P1 내지 P4의 대응하는 것)에 각각 동등하고, 이행중(0<t<△Tj)은 전자 목표 압력으로부터 후자 목표 압력에 여현곡선에 따라 점차적으로 증가 또는 점차적으로 감소한다(제 9 도 및 제 10 도 참조). 값 P의 변수 t에 관한 변화율은 이행 개시 시점 및 이행 완료 시점에 있어서 「0」이며, 이행 중간 시점(t=△Ti/2)에 있어서 최대치를 취한다.

NC용 CPU(11)는 이와같이 하여 산출한 금회 주기에서의 토오크 리밋치 P를 RAM(17)의 토오크 리밋치 기억 영역에 기억시킨다(스텝 S105). 한편 서어보 CPU(12)는 이것을 읽어내어 서어보 모터(1)의 출력 토오크를 값 P로 제어하고, 스크류(2)에 금회 주기에서의 목표 보압을 가한다.

다음에 NC용 CPU(11)는 타이머 R(t)를 참조하여, 이행 개시 시점으로부터 절환시간 △T1(일반적으로는 △Tj)이 경과하였는지 아닌지를 판별한다(스텝 S106). 절환 시간 △T1이 경과하고 있지 않으면, 스텝 S104의 처리를 실행하여 새로운 토오크 리밋치 P를 사출하고, RAM(17)에 기억한 토오크 리밋치를 스텝 S105에서 이 산출치로 갱신한다. 그리하여 절환 시간 △T1이 경과할때까지 스텝 S104 내지 S106으로 이루어진 루우프의 처리가 주기적으로 실행된다. 이 동안에 변수 t가 서서히 변화하고 이 결과 제(1)식에 따라 주기적으로 산출되는 토오크 리밋치는 계단상으로 변화하고 실질적으로는 제 9 도 또는 제 10 도에 표시한 여현곡선(토오크 리밋치 절환 패턴)에 따라 원활하게 변화한다. 일반적으로 말하면 제어 변수 △Tj에 의해 특징지어지는 절환 패턴은 제 6 도에 표시한 패턴에 유사하고 서어보 모터(1)의 응답 출력 특성에 비추어 이 모터가 이 패턴에 양호하게 추종 가능하고 또한 서어보 모터(1) 및 스크류(2)의 관성으로 인한 추종 불량을 가져오지 않도록 설정되고 있다. 따라서 스텝 S에 의해 구동되는 스크류(2)에 실제로 가해지는 보압 압력은 값 Pj-1로부터 값 Pj로 원활하게 변화하고 절환 패턴에 관하여 오우버 슈우트 또는 언더슈우트할 수가 없다.

그후 스텝 S106에 있어서 절환 시간 △T1이 경과하였다고 판별하면 제 1 보압단에서의 보압시간 T1이 경과하였는지 아닌지를 반복하여 판별한다(스텝 S107). 이 동안에 토오크 리밋치는 절환 시간 △T1의 경과시의 값 P1에 유지되고, 스크류(2)에 가해지는 실제 보압 압력이 값 P1으로 제어된다.

보압 시간 T1이 경과하면 보압단수 카운터 j에 「1」을 가산한 후(스텝 S108), 값 j가 보압단수 I(=4)를 초과하고 있는지 아닌지를 판별한다(스텝 S109). 여기서는 j=2이기 때문에 스텝 S102에 이행하여 제 2 보압단에 대한 보압 압력 제어를 상술과 같이 실행한다. 그후 제 2 내지 제 4 보압단에 대한 제어가 종료하면 스텝 S109에 있어서의 판별 결과가 긍정으로 되고 보압 압력 제어를 종료한다. 상술한 설명으로부터 명백한 바와 같이 본 실시예의 방법에 의하면 실제로 발생하는 압력이 시간 경과에 따라서 변환하는 목표 압력에 양호하게 추종하고 따라서 다단계식 압력 제어가 원활하게 행하여진다.

상기 양 실시예에서는 보압 압력을 오픈 루우프 제어하는 경우에 대해서 설명하였으나 본 발명은 클로즈드 루우프 제어에도 동일하게 적용 가능하다.

또 상기 양 실시예에서는 토오크 리밋치(목표 보압 압력)의 갱신을 이행할 보압단의 최초 부분에서 행하도록 하였으나 이행전의 보압단의 최후의 부분으로부터 이행후의 보압단의 최초의 부분에 걸쳐서 행하여도 좋다.

그리고 상기 제 2 실시예에서는 토오크 리밋치의 갱신에 있어서 이행 개시 시점으로부터의 경과 시간 t를 변수로 하는 여현관수를 포함하는 제(1)식을 사용하였으나 압력 제어단 사이의 이행 완료 직전 내지 이행 완료 시점에서의 변화고가 서서히「0」에 가까워지는 토오크 리밋치를 부여하는 타입의 각종 연산식, 예컨대 하기 제(2)식과 같은 t를 변수로 하는 3차 다항식 및 쌍곡선 관수식을 사용하여 토오크 리밋치를 갱신하여도 좋다. 그리고 토오크 리밋치의 소요 연산 시간이 오래될 수록 원활한 다단계식 압력 제어를 실행하는 것이 곤란케 되므로 고속 연산을 가능케하는 타입의 것이 바람직하다.

P={2(Pj-1-Pj)t³/△Tj³}

-{3(Pj-1-Pj)t²/△Tj²}+Pj-1………………………………………(2)

제 (2)식의 양변을 변수 t로 미분하여 하기 제 (2)식을 얻는다.

dP/dt={6(Pj-1-Pj)t²/△Tj³}

-{6(Pj-1-Pj)t/△Tj²}……………………………………………(3)

제 (2)식 및 제 (3)식에서 명백한 바와 같이 제 (2)식에 따라 산출되는 토오크 리밋치(P)는 상기 제 (1)식에 의한 산출치와 동일하게 이행 개시 시점(t=0)에서의 값 Pi-1로부터 이행 완료시점(t=△Tj)에서의 값 Pi에 점차적인 증가 또는 점차적으로 감소하고 또한 양 시점에서의 변화율이「0」이며, 원활한 다단계식 압력 제어를 가능케 한다.

또 상기 양 실시예에서는 보압 공정에 있어서의 목표 보압 압력의 절환에 대하여 설명하였으나 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면 본 발명은 사출 공정에 있어서의 서로 인접하는 사출 압력 제어단 사이에서의 목표 사출 압력의 절환 및 보압 공정의 최종단에서의 목표 보압 압력으로부터 개량 공정에서의 목표 보압에로의 절환에도 적용 가능하고, 이 경우에 있어서도 상술한 변경이 가능하다.

Claims

가압장치의 작동부를 서어보모터에 의해 구동하는 전동식 사출성형기의 압력 제어방법에 있어서 복수의 압력 제어단으로 이루어진 압력 제어 공정의 각각의 압력 제어단에서의 목표 압력과 서로 인접하는 압력 제어단 사이에서의 목표 압력의 절환을 완료할 소정 절환 시간을 설정하고 또한 기억하는 공정(a)과, 서로 인접하는 압력 제어단 사이에서의 이행을 행할때마다 이 이행의 개시 시점으로부터 이 이행에 관련되는 소정 절환 시간이 경과할때까지의 동안 목표 압력을 이행전의 압력 제어단에서의 목표 압력으로부터 이행 후의 압력 제어단에서의 목표 압력에 서서히 변화시키는 공정(b)과, 각 상기 압력 제어단에 있어서 실제 압력을 상기 공정(a)에 있어서 기억한 목표 압력의 대응하는 것으로 제어하는 동시에 각 상기 이행중에는 실제 압력을 상기 공정(b)에 있어서 얻은 서서히 변화하는 목표 압력으로 제어하는 공정(c)을 구비하는 것을 특징으로 하는 압력 제어방법.
제 1 항에 있어서, 상기 각각의 압력 제어단의 실행 시간을 설정하고 또한 기억하는 공정을 포함하고, 각 상기 압력 제어단의 실행 시간 경과시에 다음의 압력 제어단에 이행하는 압력 제어방법.
제 1 항에 있어서, 상기 압력 제어 공정은 보압 공정인 압력 제어방법.
제 1 항에 있어서, 상기 공정(b)에 있어서, 목표 압력을 이행전의 압력 제어단에서의 목표 압력으로부터 이행 후의 압력 제어단에서의 목표 압력으로 직선적으로 변화시키는 압력 제어방법.
제 1 항에 있어서, 상기 공정(b)에 있어서, 이행 완료 시점에서의 변화고가 영에 가까워지도록 상기 목표 압력을 변화시키는 압력 제어방법.
제 5 항에 있어서, 상기 공정(b)에 있어서, 이행 개시 시점에서의 변화고가 영에 가까워지도록 상기 목표 압력을 변화시키는 압력 제어방법.
제 6 항에 있어서, 상기 공정(b)에 있어서, 상기 목표 압력을 이행전의 압력 제어단에서의 목표 압력으로부터 이행 후의 압력 제어단에서의 목표 압력으로 단조롭게 변화하는 소정의 곡선에 따라 변화시키는 압력 제어방법.
제 7 항에 있어서, 상기 소정의 곡선은 여현곡선인 압력 제어방법.
제 7 항에 있어서, 상기 소정의 곡선은 3차 곡선인 압력 제어방법.
가압장치의 작동부를 구동하는 서어보모터의 출력 토오크를 목표 압력을 나타내는 토오크 리밋치로 제한하는 사출성형기의 압력 제어장치에 있어서, 복수의 압력 제어단으로 이루어진 압력 제어 공정의 각각의 압력 제어단에서의 토오크 리밋치와 서로 인접하는 압력 제어단 사이에서의 목표 압력의 절환을 완료할 소정 절환 시간을 설정하기 위한 수단과, 이렇게 설정한 토오크 리밋치 및 소정 절환 시간을 기억하기 위한 수단과, 서로 인접하는 압력 제어단 사이에서의 이행을 행할때마다 이 이행에 관련되는 소정 절환 시간을 상기 소정의 압력 제어 실행 주기로 나누어서 수정 회수를 산출하는 동시에 이행전의 압력 제어단에서의 토오크 리밋치와 이행후의 압력 제어단에서의 토오크 리밋치와의 차를 상기 수정 회수로 나누어서 수정량을 산출하는 수단과, 서로 인접하는 압력 제어단 사이에서의 이행을 행할때마다 이 이행의 개시 시점으로부터 이 이행에 관련되는 소정 절환 시간이 경과할때까지의 동안, 상기 소정의 압력 제어 실행 주기마다 상기 수정량의 가산을 행함으로써, 이행중의 토오크 리밋치를 이행전의 압력 제어단에서의 토오크 리밋치로부터 이행후의 압력 제어단에서의 토오크 리밋치로 서서히 갱신하는 수단과, 각 상기 압력 제어단에 있어서 실제 압력을 기억 토오크 리밋치의 대응하는 것으로 제어하는 동시에 각 상기 이행중에는 실제 압력을 상기 이행중의 토오크 리밋치의 대응하는 것으로 제어하는 수단을 구비하는 압력 제어장치.
제 10 항에 있어서, 상기 설정 수단은 상기 각각의 압력 제어단의 실행 시간을 설정 가능케 되고, 상기 압력 제어장치는 각 상기 압력 제어잔의 실행 시간의 경과를 판별하기 위한 수단을 포함하고, 이 실행 시간 경과시에 다음의 압력 제어단에 이행하는 압력 제어장치.
제 10 항에 있어서, 상기 압력 제어 공정은 보압 공정인 압력 제어장치.
가압장치의 작동부를 구동하는 서어보모터의 출력 토오크를 목표 압력을 나타내는 토오크 리밋치로 제한하는 사출성형기의 압력 제어장치에 있어서, 복수의 압력 제어단으로 이루어진 압력 제어공정의 각각의 압력 제어단에서의 토오크 리밋치와 서로 인접하는 압력 제어단 사이에서의 목표 압력의 절환을 완료할 소정 절환 시간을 설정하기 위한 수단과, 이렇게 설정한 토오크 리밋치 및 소정 절환 시간을 기억하기 위한 수단과 서로 인접하는 압력 제어단 사이에서의 이행을 행할때마다 이 이행에 관련되는 소정 절환 시간, 이행전 및 이행 후의 압력 제어단에서의 각각의 토오크 리밋치 및 이행 개시 시점으로부터의 경과 시간을 파라미터로서 포함하는 소정의 연산식에 따라서, 상기 이행전의 압력 제어단에서의 목표 압력으로부터 상기 이행 후의 압력 제어단에서의 목표 압력으로 서서히 변화하는 동시에 이행 완료 시점에서의 변화고가 영에 가까와지는 이행중의 토오크 리밋치를 주기적으로 연산하는 수단과, 각 상기 압력 제어단에 있어서 실제 압력을 기억 토오크 리밋치의 대응하는 것으로 제어하는 동시에 각 상기 이행중에는 실제 압력을 상기 이행중의 토오크 리밋치의 대응하는 것으로 제어하는 수단을 구비하는 압력 제어장치.
제 13 항에 있어서, 상기 소정의 연산식은 이행 개시 시점으로부터의 경과 시간을 변수로 하는 3차 다항식인 압력 제어장치.
제 13 항에 있어서, 상기 소정의 연산식은 이행 개시 시점으로부터의 경과 시간을 변수로 하는 3차 다항식인 압력 제어장치.
제 13 항에 있어서, 상기 설정 수단은 상기 각각의 압력 제어단의 실행 시간을 설정 가능케 되고, 상기 압력 제어장치는 각 상기 압력 제어단의 실행 시간의 경과를 판별하기 위한 수단을 포함하고, 이 실행 시간 경과시에 다음의 압력 제어단에 이행하는 압력 제어장치.
제 13 항에 있어서, 상기 압력 제어 공정은 보압 공정인 압력 제어장치.