CN101402245A - 注射成型机的控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种注射成型机的控制装置，包括：速度反馈控制***，根据通过变换从螺杆位置传感器(4)得到的位置检测值(Xd)而得到的速度检测值(Vd)进行速度的反馈控制；压力反馈控制***，根据从注射压传感器(6b)得到的压力检测值(Pdb)进行压力的反馈控制；以及VP切换控制功能部(Fc)，预先设定的压力设定值(Ps)和压力检测值(Pdb)的压力偏差值(Ep)成为预先设定的切换判断值(Eps)以下时，进行从速度控制区域(Zv)到压力控制区域(Zp)的切换，并且在该切换时，利用规定控制图案(Dp)控制速度控制区域(Zv)中的速度指令值之后过渡到压力控制区域(Zp)。

Description

注射成型机的控制装置
技术领域
本发明涉及注射成型(injection molding)机的控制装置，该控制装置通过对油压泵中的驱动电机的转速(rotation speed)进行可变控制来对成型周期中的各操作工序进行控制。
背景技术
以往，作为搭载通过对油压泵中的驱动电机的转速进行可变控制来对成型周期中的各操作工序进行控制的控制装置的注射成型机，已知有日本国公开专利公报No.2007-69500中记载的注射成型机。
在该注射成型机中，使用能够通过斜板角的变化而设定固定排出流量的可变排出型油压泵，而且设置了控制单元，该控制单元将该油压泵切换为与根据规定条件设定的各操作工序对应的固定排出流量，并且对与伺服电路连接的伺服电机的转速进行可变控制而对各操作工序进行控制。该注射成型机能够提高能量节省特性，并能够减少运行成本，能够降低整体的最初成本，而且，能够提高成型性以及成型质量，进而能够提高可靠性，能够谋求其寿命长。
然而，上述以往的注射成型机(控制装置)存在如下所述的需要解决的问题。
第一，各操作工序的控制由于通过对驱动油压泵的伺服电机的转速进行可变控制而进行，所以，用于压力反馈控制的压力检测值是从检测从油压泵排出的油压的压力传感器中得出，而且用于速度反馈控制的速度检测值是从检测伺服电机的转速的编码器中得出。如果采用如上所述的控制***的结构，则能够检测出接近伺服电机的物理量，能够避免伴随响应延迟等而产生的控制的不稳定性，但另一方面，由于从实际控制对象离开的地点进行检测，所以不能忽略在途中的油压回路中发生的因扰动(温度变化等)而产生的基于液压油粘性的压力损失以及其变化，特别是，模制产品重量的减少倾向以及波动变大等，不能忽略对成型质量的不良影响。
第二，由于压力检测值和速度检测值是在从实际控制对象离开的地点检测，所以，所得到的压力检测值和速度检测值是相对在实际控制对象中发生的压力和速度包含时间上的偏移和误差的所谓的认为值。因此，为了确保正确性(精度)，需要考虑这种时间上的偏移和误差而对控制***进行调整或设定，从而其调整作业和设置作业变得麻烦。
发明内容
本发明的目的在于提供一种注射成型机的控制装置，能够避免在油压回路中发生的因扰动(温度变化等)而产生的基于液压油粘性的压力损失以及其变化的影响，能够解除对成型质量的不良影响，特别是解除模制产品重量的减少倾向以及波动变大的不良情况。
另外，本发明的其它目的在于提供一种注射成型机的控制装置，不需要考虑在从控制对象离开的地点检测时的时间上的偏移和误差的调整，能够使对于速度及压力的控制***的调整以及设定变得容易，而且，能够提高压力检测以及速度检测的正确性(精度)。
进而，本发明的其它目的在于提供一种注射成型机的控制装置，在压力偏差值大的状态下进行反馈***的切换时，能够避免切换时的操作不稳定且变化变大的问题，而且，避免速度急剧下降的问题，能够进行稳定的更理想的控制。
为了达到这些目的，本发明的注射成型机的控制装置，在构成通过对油压泵中的驱动电机的转速进行可变控制，由此对成型周期中的各操作工序进行控制的注射成型机的控制装置时，其特征在于，该控制装置包括：螺杆(screw)位置传感器，检测注射装置的螺杆位置；至少一个以上注射压传感器，检测基于注射装置的注射缸筒(cylinder)的动作的注射压；速度反馈控制***，至少在注射工序时，根据通过变换从螺杆位置传感器得到的位置检测值而得到的速度检测值进行速度的反馈控制；压力反馈控制***，至少在注射工序时，根据从注射压传感器得到的压力检测值进行压力的反馈控制；以及VP切换控制功能部，预先设定的压力设定值和压力检测值的压力偏差值成为预先设定的切换判断值以下时，进行从速度控制区域到压力控制区域的切换，并且在该切换时，利用规定控制图案控制速度控制区域中的速度指令值之后过渡到压力控制区域。
附图说明
图1是表示本发明较佳实施例的控制装置的主要部分的块***图。
图2是同控制装置中的速度补偿部的块***图。
图3是同控制装置中的压力补偿部的块***图。
图4是包括同控制装置的注射成型机的概略结构图。
图5是在构成同控制装置的VP切换控制功能部的速度设定器中设定的控制图案图。
图6是用于说明同控制装置中的VP切换控制功能部的操作的流程图。
图7是用于说明同控制装置中的积分项控制功能部的操作的流程图。
图8(a)是用于说明同控制装置效果的对于油温的产品重量的对比数据图。
图8(b)是用于说明同控制装置效果的对于油温的充填时间的对比数据图。
图8(c)是用于说明同控制装置效果的对于油温的压力保持力的对比数据图。
图9是用于说明同控制装置的其它效果的对比数据图。
图10是用于说明同控制装置中的积分项控制功能部的效果的对比数据图。
具体实施方式
下面，举本发明的较佳实施例，并根据附图详细说明。其中，附图不是用于指定本发明，而是使本发明的理解变得容易。而且，关于公知部分，为了避免本发明的不清楚，省略详细的说明。
首先，参照图4说明本实施例中具备控制装置1的注射成型机M的概略结构。
在图4中，M是注射成型机，包括注射装置Mi以及铸模紧固装置。其中，铸模紧固装置省略了图示，仅示出了通过该铸模紧固装置支撑的模具(die)C。注射装置Mi具备加热筒11，该加热筒11的前端具有注射喷嘴11n，其后部具有漏斗21，在该加热筒11的内部***螺杆22，并且在加热筒11的后端设置螺杆驱动部23。螺杆驱动部23具备注射缸筒(油压缸筒)5，在注射缸筒(油压缸筒)5中内置单杆类型的注射压头(injection ram)24，向注射压头24的前方突出的压头杆24r与螺杆22的后端结合。而且，注射压头24的后端与安装于注射缸筒5上的液压电动机25的轴(shaft)花键结合。注射装置Mi能够将注射喷嘴11n与模具C喷嘴接触，并能够向模具C的型腔内注射充填熔融树脂。
另一方面，31是油压驱动部，具备成为油压驱动源的可变排出型油压泵2m(油压泵2)以及切换阀电路32。油压泵2m具备泵部33和转动驱动该泵部33的伺服电机3s(驱动电机3)。伺服电机3s使用交流伺服电机，该交流伺服电机与构成本实施例的控制装置1的成型机控制器51的输出端连接，而且对伺服电机3s附设了检测该伺服电机3s的转速的旋转编码器18，该旋转编码器(rotary encoder)18与成型机控制器51的输入端连接。
另外，在泵部33中内置由斜板型活塞泵构成的泵机体34。因此，泵部33具备斜板35，如果将斜板35的倾斜角(斜板角)增大，则泵机体34中的泵活塞的冲程变大，排出流量增加，而如果将斜板角减小，则该泵活塞的冲程(stroke)变小，排出流量减少。因而，通过将斜板角设定为规定角度，由此可以设定排出流量固定于规定大小的固定排出流量。进而，在斜板35上附设控制缸筒36以及复位弹簧37，而且，控制缸筒36通过切换阀(电磁阀)38与泵部33(泵机体34)的排出口连接。因此，对于斜板35的角度(斜板角)，能够通过对控制缸筒36进行控制而变化。
另一方面，泵部33的吸入口与油罐39连接，而且泵部33的排出口与切换阀电路32的初级侧连接，另外，切换阀电路32的次级侧与注射成型机M中的注射缸筒5、液压电动机25以及其它各操动件(actuator)连接，包括铸模紧固(mold clamping)缸筒、突出缸筒(ejector cylinder)以及注射装置移动缸筒。因此，在切换阀电路32中至少包括分别与注射缸筒5、液压电动机25以及其它各操动件连接的切换阀(电磁阀)。其中，各切换阀分别由一个或两个以上阀零件和必要的附属油压零件等构成，至少具有与对注射缸筒5、液压电动机25以及其它各操动件供给、停止、排放工作油相关的切换功能。
由此，如果对伺服电机3s的转速进行可变控制，则能够使可变排出型油压泵2m的排出流量以及排出压力变化，基于此，能够对上述注射缸筒5、液压电动机25以及其它各操动件进行驱动控制，而且，能够对成型周期中的各操作工序进行控制。如上所述，如果油压泵2使用能够通过斜板角的变化而设定固定排出流量的可变排出型油压泵2m，则存在能够容易且顺利实施本实施例的控制装置1的优点。
下面，参照图1～图5说明本实施例的控制装置1的具体结构。
首先，控制装置1包括附设于注射装置Mi的传感器类。具体来说，包括：螺杆位置传感器4，使用检测注射装置Mi中的螺杆22的位置的线性编码器(linear encoder)等；以及注射压传感器，附设在多个地点上的检测基于注射装置Mi的注射缸筒5的动作的注射压，即：喷嘴树脂压传感器6a，检测注射装置Mi中的注射喷嘴11n的树脂压；缸筒内压传感器6b，检测注射缸筒5中的后油室5r内部的油压；以及泵压传感器17，检测从油压泵2m排出的油压。其中，代替由喷嘴树脂压传感器6a检测注射喷嘴11n内部的树脂压，可以检测加热筒11内部的树脂压，也可以由模具树脂压传感器6c检测模具C内部的树脂压。而且，各传感器4、6a(6c)、6b、17与成型机控制器51的输入端连接。
一方面，图1示出成型机控制器51中的主要部分的块***图。在图1中，52表示速度变换器，53表示速度补偿部，15表示压力补偿部，54表示速度限制器，55表示旋转速度补偿部，56表示速度变换器，57表示转矩补偿部，58表示电流检测器，59表示传感器切换器，60表示输入速度切换器。上述螺杆位置传感器4与速度变换器52连接，而且，上述树脂压传感器6a(6c)、缸筒内压传感器6b、泵压传感器17分别与传感器切换器59连接。由此，从螺杆位置传感器4得到的位置检测值Xd通过速度变换器52变换为速度检测值Vd，并提供到速度补偿部53，而且，从树脂压传感器6a(6c)、缸筒内压传感器6b以及泵压传感器17得到的压力检测值Pda(Pdc)、Pdb、Pdp由传感器切换器59选择并提供到压力补偿部15。另外，从旋转编码器18得到的转速检测值Xdp通过速度变换器56变换为旋转速度检测值Vdp，并提供到旋转速度补偿部55。由此，进行对伺服电机3s旋转速度的局部回路反馈控制。另外，预先设定的速度设定值(速度目标值)Vs提供到速度补偿部53，而且预先设定的压力设定值(压力目标值)Ps提供到压力补偿部15。该压力补偿部53包括后述的VP切换控制功能部Fc以及积分项控制功能部Fk。速度设定值Vs还提供到输入速度切换器60以及压力补偿部15。通过该输入速度切换器60选择速度补偿部53的输出即速度指令值Vcs，或者速度设定值Vs，并提供给速度限制器54，作为速度限制值设定。从压力补偿部15输出的被压力补偿的速度指令值Vco也提供到该速度限制器54。进而，从速度限制器54输出的速度指令值Vca提供到旋转速度补偿部55。而且，从旋转速度补偿部55输出的转矩指令值提供到转矩补偿部57。于是，从转矩补偿部57输出的电机驱动电流供给到伺服电机3s，驱动伺服电机3s。其中，电机驱动电流的大小由电流检测器58检测，并提供给转矩补偿部57，由此进行对电机驱动电流的局部回路反馈控制。
另一方面，在图2中具体示出上述速度补偿部53的块***图，并且在图3中具体示出上述压力补偿部15的块***图。
图2所示的速度补偿部53大致由偏差运算器65和PID控制***53c构成，该PID控制***53c中包括加法器66、积分器67、输出1/积分值的运算器68、积分限制器69、减法器70、加减法器71、加法器72、延迟器73、微分器74、比例增益设定器75以及前馈电路76。由此，在速度补偿部53中，由偏差运算器65得到速度设定值Vs和速度检测值Vd的偏差，即速度偏差值Ev，并且由PID控制***53c对该速度偏差值Ev进行速度补偿后得到速度指令值Vcs，并将该速度指令值Vcs作为速度补偿部53的输出提供给输入速度切换器60。其中，在PID控制***53c中进行I-PD控制。在本实施例的控制装置1中，由于在对速度的反馈控制***中包含响应性比较迟的油压回路，所以适合这种I-PD控制，控制***的调整变得容易，还得到谋求成本降低的优点。
另外，在图3所示的压力补偿部15中，大致由偏差运算器81和PID控制***15c构成基本电路15x，该PID控制***15c中包括加法器82、积分器83、输出1/积分值的运算器84、积分限制器85、减法器86、加减法器87、延迟器88、微分器89以及比例增益设定器90。因此，在该基本电路15x中，由偏差运算器81得出压力设定值Ps和压力检测值Pdb(或者Pda...)的偏差，即压力偏差值Ep，并且由PID控制***15c对该压力偏差值Ep进行压力补偿后得到速度指令值Vc。该速度指令值Vc成为基本电路15x的输出。其中，在PID控制***15c中进行PI-D控制。在本实施例中的控制装置1中，由于在对压力的反馈控制***中包含响应性比较迟的油压回路，所以，适合这种PI-D控制，控制***的调整(编码)变得容易，还得到谋求成本降低的优点。
进而，压力补偿部15除了包括该基本电路15c之外，还包括VP切换控制功能部Fc以及积分项控制功能部Fk。在VP切换控制功能部Fc中，使用速度设定器12，并且使用在比例增益设定器90和速度限制器54之间连接的加法器13。而且，向速度设定器12输入偏差运算器81的输出，即压力偏差值Ep，并且输入上述的速度设定值Vs。在速度设定器12中设置输出与压力偏差值Ep对应的校正指令值Va的控制图案Dp，如图5所示。由此，速度设定器12的输出中得到与压力偏差值Ep的大小对应的校正指令值Va，即将输入的速度设定值Vs利用控制图案Dp变换的校正指令值Va。该校正指令值Va提供到加法器13，并与从比例增益设定器90得到的速度指令值Vc相加，并且从加法器13得到的已校正的速度指令值Vco提供到速度限制器54。通过这种VP切换控制功能部Fc，能够利用规定的控制图案Dp控制速度控制区域Zv中的速度指令值之后，过渡到压力控制区域Zp中。
另外，在积分项控制功能部Fk中，使用积分预置器92。在从速度控制区域Zv切换到压力控制区域Zp时，该积分预置器92进行如下操作，即将压力补偿部15所具备的PID控制***15c的积分项预置为新积分项，该新积分项是为使切换后的速度指令值Vc与切换前的速度指令值Vc一致而求出的。因此，向积分预置器92分别提供从比例增益设定器90输出的旧速度指令值Vcr、比例增益设定器90的旧比例增益Gpr、微分器89的旧微分输出Dr、新压力偏差值Ep、从运算器84得到的新积分增益Gi，并利用下式(100)进行运算处理，由此得到新积分项。
新积分项＝{(Vcr/Gpr)+Dr-Ep}·Gi    (100)
如上所述，通过利用式(100)逆运算切换前的旧速度指令值Vcr来求出新积分项，并在积分器83中预置成为运算结果(解)的新积分项。其结果，在从速度控制区域Zv切换到压力控制区域Zp时，切换后的速度指令值Vc和切换前的速度指令值Vc成为一致。在该情况下，旧速度指令值Vcr、旧比例增益Gpr、旧微分输出Dr暂时存储在积分预置器92中。
下面，参照图1～图5说明包含本实施例的控制装置1的主要操作的注射成型机M的操作，特别是注射工序的操作。
首先，设定与成型周期中的各操作工序对应的固定排出流量Qo...。具体来说，设定将两个操作工序和两个固定排出流量Qo、Qs组合的三种操作模式(斜板角模式)，在成型时，通过选择操作模式来将油压泵2m的排出流量切换为与各操作工序对应的固定排出流量Qo...。此时，在两个固定排出流量Qo、Qs之中，对于一方的固定排出流量Qo，设定成为标准的排出流量。因此，将斜板角设定为比较小的角度(小容量侧)。与此相对，关于另一方的固定排出流量Qs，设定为比固定排出流量Qo大，具体来说，可设定为固定排出流量Qo的两倍左右。因此，将斜板角设定为比较大的角度(大容量侧)。如果是比较短时间(数秒左右)，则另一方固定排出流量Qs几乎不会对伺服电机3s带来不良影响，但在持续比较长时间的情况下，可设定有可能对伺服电机3s带来不良影响的排出流量。
另外，在两个操作工序中应用注射充填工序以及压力保持工序。另外，除此以外的其它操作工序在斜板角模式中不会成为选择对象，预先设定为成为标准的固定排出流量Qo。对注射充填工序和压力保持工序的各固定排出流量Qo...的组合如下所述。即，在注射充填工序中，根据注射速度(规定条件)设定固定排出流量Qo、Qs。具体来说，在注射充填工序的速度(注射速度)慢的情况，例如相对于额定速度为50[％]以下的情况下，设定斜板角减小的固定排出流量Qo，而在注射充填工序的速度快的情况，例如为额定速度的100[％]的情况下，设定斜板角增大的固定排出流量Qs。而在压力保持工序中，可以根据压力保持工序的时间(规定条件)设定固定排出流量Qo、Qs。具体来说，在压力保持工序的时间为通常或者长的情况下，设定固定排出流量Qo，而在压力保持工序的时间为数秒左右的短的情况或者在从注射充填工序切换到压力保持工序时压力变化大的情况下，设定固定排出流量Qs。
如上所述，如果预先设定组合了操作工序和固定排出流量Qo...的操作模式，在成型时，可选择操作模式，并切换为与操作工序对应的固定排出流量Qo...，则存在能够实现控制的简单化，而且在用户侧也能够更容易且正确地实施的优点。另外，由于操作工序中包括注射充填工序和压力保持工序，所以，从满足控制的简单化以及所享受的效果两者的观点来看，能够得到最佳的性能。特别是，由于油压泵2使用了至少能够设定多个固定排出流量的油压泵，所以，从伺服电机3s来看，可以将油压泵2分开使用为从小容量类型到大容量类型的多个油压泵，存在不需要或者减少对于伺服电机3s的转速变小的不稳定区域的另项对策等有助于提高能量节省特性以及降低运行成本的优点。
下面，按顺序说明注射工序(注射充填工序、压力保持工序)的操作。首先，为了使本发明的理解容易，说明除去VP切换控制功能部Fc以及积分项控制功能部Fk的基本操作。
首先，在注射充填工序中，切换为固定排出流量Qs。即，通过对切换阀38进行切换控制，斜板35的角度变化为大的斜板角。其结果，油压泵2m作为排出大流量的固定排出流量Qs的大容量油压泵2工作。另外，由传感器切换器59选择缸筒内压传感器6b。此时，缸筒内压传感器6b的选择成为标准，根据条件能够选择树脂压传感器6a(6c)。如上所述，在本实施例中，由于作为注射压传感器包括检测注射装置Mi中的注射喷嘴11n内部的树脂压的喷嘴树脂压传感器6a、检测注射缸筒5内部的油压的缸筒内压传感器6b、检测模具C内部的树脂压的模具树脂压传感器6c，所以能够选择与各操作工序和成型条件等对应的较佳的检测地点，存在能够进行适应于各操作工序和成型条件等的正确控制的优点。进而，由输入速度切换器60选择速度补偿部53的输出，即速度指令值Vcs。
由此，在注射充填工序中，由成型机控制器51驱动控制伺服电机3s，通过油压泵2m的工作，液压油提供到注射缸筒5的后油室5r。其结果，注射压头24和螺杆22前进移动，由此，加热筒11内的已计量的熔融树脂通过注射喷嘴11n注射充填到模具C的型腔内。此时，从螺杆位置传感器4得到的位置检测值Xd由速度变换器52变换为速度检测值Vd，并提供到偏差运算器65。在偏差运算器65中，得到速度设定值Vs和速度检测值Vd的偏差，即速度偏差值Ev，而且，由PID控制***53c得到速度偏差值Ev被速度补偿的速度指令值Vcs。然后，该速度指令值Vcs通过输入速度切换器60提供到速度限制器54。
另外，从缸筒内压传感器6b得到的压力检测值Pdb提供到偏差运算器81。在偏差运算器81中，得到压力设定值Ps和压力检测值Pdb的偏差，即压力偏差值Ep，而且由PID控制***15c得到压力偏差值Ep被压力补偿的速度指令值Vc作为比例增益设定器90的输出。因此，在不考虑VP切换控制功能部Fc时，该速度指令值Vc提供到速度限制器54。在速度限制器54中，从速度补偿部53输出的速度指令值Vcs作为速度限制值设定。在注射充填工序中，由于注射压力(压力检测值Pdb)低，所以压力偏差值Ep(速度指令值Vc)变大。因此，从速度限制器54输出成为速度限制值的速度指令值Vcs作为速度指令值Vca，并进行速度反馈控制，以使注射速度成为速度设定值Vs。
另一方面，通过注射充填工序的推进，注射压力渐渐上升，即，压力检测值Pdb渐渐变大。在控制装置1中，在压力设定值Ps和压力检测值Pdb的压力偏差值Ep(速度指令值Vc)变小，减速指令值Vc变得比成为速度限制值的速度指令值Vcs小时，切换为实质上的压力控制。于是，在从螺杆位置检测传感器得到的位置检测值Xd达到预先设定的规定位置(VP切换位置)或者目标设定值Ps(VP切换压力)的时刻，过渡到压力保持工序。在压力保持工序(压力控制区域Zp)中，压力偏差值Ep(速度指令值Vc)变得比速度指令值Vcs小，从速度限制器54输出从压力补偿部15得到的速度指令值Vc作为速度指令值Vca，并进行压力的反馈控制，以使压力检测值Pdb成为压力设定值Ps。
因此，在以上的基本操作中，由于根据通过变换从螺杆位置传感器4得到的位置检测值Xd而得到的速度检测值Vd进行速度的反馈控制，并且根据从注射压传感器6b得到的压力检测值Pdb进行压力的反馈控制，所以，能够避免在油压回路中发生的因扰动(温度变化等)而产生的基于液压油粘性的压力损失以及其变化的影响。因此，能够解除对成型质量的不良影响，特别是能够解除模制产品重量的减少倾向以及波动变大等的不良情况。而且，通过使用检测注射装置Mi的螺杆位置的螺杆位置传感器4以及检测基于注射装置Mi的注射缸筒5的动作的注射压的注射压传感器6b，由此得到相对实际控制对象更近的地点中的压力检测值Pdb以及速度检测值Vd，所以压力检测值Pdb以及速度检测值Vd成为与在控制对象中发生的实际压力以及速度相同或者更近的值，不需要考虑在从控制对象离开的地点检测时的时间上的偏移和误差的调整。因此，对速度及压力的控制***的调整以及设定变得容易，而且，也能够提高对压力检测及速度检测的正确性(精度)。
那么，在本实施例的控制装置1中，由于具备VP切换控制功能部Fc以及积分项控制功能部Fk，所以，除了如上所述的基本操作之外，还附加基于VP切换控制功能部Fc以及积分项控制功能部Fk的操作。下面，参照图1～图7说明基于该VP切换控制功能部Fc以及积分项控制功能部Fk的操作。
首先，参照图6所示的流程图说明VP切换控制功能部Fc的操作。
注射充填工序开始时，向速度设定器12提供压力偏差值Ep(步骤S1)。由此，从速度设定器12根据控制图案Dp输出与该压力偏压值Ep的大小对应的校正指令值Va(步骤S2)。在注射充填工序的初期，注射压力(压力检测值Pdb)低，其结果压力偏差值Ep变大，所以，如图5所示，从速度设定器12输出的校正指令值Va直接输出速度设定值Vs。另一方面，注射充填工序推进，当接近末期时，压力检测值Pdb逐渐变大，其结果压力偏差值Ep逐渐变小。于是，如果压力偏差值Ep达到切换判断值Eps，则如图5所示，从速度设定器12输出按照控制图案Dp的校正指令值Va，并由加法器13与从压力补偿部15得到的速度指令值Vc相加(步骤S3、S4)。即，如果压力偏差值Ep变得比切换判断值Eps小，则与压力偏差值Ep的大小对应，从速度设定器12输出速度设定值Vs根据控制图案Dp渐渐变小的校正指令值Va，对该校正指令值Va和速度指令值Vc进行相加而得到的校正后的速度指令值Vco提供到速度限制器54。在该情况下，如果不使VP切换控制功能部Fc工作，则在压力偏差值Ep达到切换判断值Eps的时刻，立刻从速度控制区域Zv切换为压力控制区域Zp，但通过使VP切换控制功能部Fc工作，即使压力偏差值Ep成为切换判断值Eps也维持速度设定值Vs，之后，进行速度设定值Vs根据控制图案Dp逐渐减小的控制，所以，不会发生如以往的注射速度急剧降低的现象。
然后，压力偏差值Ep进一步变小，如图5所示，如果达到预先设定的使过渡控制结束的结束判断值Epo，则从速度设定器12输出的速度校正值Va成为0(步骤S5、S6)。即，在该时刻，进行从速度控制区域Zv到压力控制区域Zp的实质上的切换。如上所述，在从速度控制区域Zv向压力控制区域Zp切换时，如果使根据规定的控制图案Dp控制速度控制区域Zv中的速度指令值Vs之后过渡到压力控制区域Zp的VP切换控制功能部Fc工作，则能够进行稳定的更理想的控制。特别是，在本实施例中，使用速度设定器12和加法器13构成VP切换控制功能部Fc，该速度设定器12中设定了输出与压力偏差值Ep对应的校正指令值Va的控制图案Dp，该加法器13将从该速度设定器12输出的校正指令值Va和根据压力偏差值Ep生成的速度指令值Vc相加，所以，存在能够容易且顺利地实施根据规定控制图案Dp控制速度控制区域Zv中的速度指令值之后过渡到压力控制区域Zp的控制的优点。
下面，参照图7所示的流程图说明积分项控制功能部Fk的操作。
注射充填工序开始时，如前所述，在压力补偿部15中进行PI-D控制(步骤S11)。在该情况下，在比例增益设定器90中，对每个工序设定有最合适的比例增益，在注射充填工序中也设定有对应的比例增益。另一方面，注射充填工序推进，如果压力偏差值Ep达到切换判断值Eps，则在控制上，进行从速度控制区域Zv到压力控制区域Zp的切换，在比例增益设定器90中，切换为与压力保持工序对应的比例增益。积分预置器92按照该比例增益的切换定时(timing)运算新积分项(步骤S12、S13)。即，进行基于上述式(100)的运算。由此，由于得到比例增益切换后的速度指令值Vc和切换前的速度指令值Vc一致的新积分项，所以积分预置器92将得到的新积分项预置于积分器83中(步骤S14)。因此，通过设置这种积分项控制功能部Fk，即使进行从速度控制区域Zv到压力控制区域Zp的切换，也不会发生切换时中的速度指令值Vc的急剧变化，所以，能够避免因切换时的冲击而发生的超程(overshoot)或欠程(undershoot)等不稳定的变化。于是，如果进行从速度控制区域Zv到压力控制区域Zp的切换，则进行压力保持工序，进行基于PI-D控制的对压力保持力的反馈控制(步骤S15)。
另一方面，如果压力保持工序结束，则注射工序结束(步骤S16)。注射工序结束时，进行计量工序(步骤S17、S18)。在计量工序中，由于上述斜板角模式不会成为选择对象，所以在油压泵2m中，设定成为标准的固定排出流量Qo。另外，作为用于压力控制的压力传感器使用(选择)检测从油压泵2排出的油压的泵压传感器17，而且，作为用于速度控制的位置传感器使用(选择)检测伺服电机3s的转速的旋转编码器18。即，在注射工序以外的操作工序中，根据利用泵压传感器17检测的压力检测值Pdp进行压力的反馈控制，并且根据利用旋转编码器18检测的速度检测值Vpd进行速度的反馈控制。这样，通过利用适用于注射工序以及该注射工序以外的操作工序(计量工序)的检测***，从而存在能够对各操作工序进行更正确的控制的优点。然后，如果计量工序结束，则同样地进行上述注射工序(步骤S19、S11...)。
另外，在图8(a)～(c)以及图9中，示出了对比本发明(本实施例)的控制装置1和现有技术的控制装置(日本国专利公开公报No.2007-69500)的效果的数据。
图8(a)示出了在将油温从30[℃]变化为40[℃]时的产品重量(模制产品重量)[g]，Wi是基于本发明的产品重量，Wr是基于现有技术的产品重量。相对于基于现有技术的产品重量Wr，基于本发明的产品重量Wi避免了重量的减少，而且几乎不受油温的变化。图8(b)示出了在将油温从30[℃]变化为40[℃]时的充填时间[s]，Ti是基于本发明的充填时间，Tr是基于现有技术的充填时间。相对于基于现有技术的充填时间Tr，基于本发明的充填时间Ti，充填时间短，而且几乎不受油温的变化。图8(c)示出了在将油温从40[℃]变化为45[℃]时的压力保持力[Mpa]，Phi是基于本发明的压力保持力，Phr是基于现有技术的压力保持力。相对于基于现有技术的压力保持力Phr，基于本发明的压力保持力Phi的压力保持力高，而且几乎不受油温的变化。另一方面，图9示出了每一次注塑(shot)之后的产品重量[g]的分布，Wsi是基于本发明的产品重量，Wsr是基于现有技术的产品重量。相对于基于现有技术的产品重量Wsr，基于本发明的产品重量Wsi避免了重量的减少，而且重量波动也小。
图10示出了在本实施例的控制装置1中使用积分项控制功能部Fk的情况和不使用的情况的每一次注塑时利用喷嘴树脂压传感器6a检测出的喷嘴树脂压[Mpa]。在该图10中，黑色圆记号表示使用VP切换控制功能部Fc以及积分项控制功能部Fk两者的情况，×记号表示仅使用VP切换控制功能部Fc而不使用积分项控制功能部Fk的情况。从该图10中可知，通过使用VP切换控制功能部Fc以及积分项控制功能部Fk两者，喷嘴树脂压[Mpa]的波动变小，能够得到稳定的树脂压。
以上详细说明了最佳实施例，但本发明并不局限于这种实施例，在细节的电路结构、方法、数值等中，在不脱离本发明精神的范围内可以进行任意的变化，并可以根据需要增加、删除。
例如，示出的是VP切换控制功能部Fc采用了包括设定了输出与压力偏差值Ep对应的校正指令值Va的控制图案Dp的速度设定器12和将从该速度设定器12输出的校正指令值Va与根据压力偏差值Ep生成的速度指令值Vc相加的加法器13的结构，但只要发挥根据规定控制图案Dp控制速度控制区域Zv中的速度指令值之后过渡到压力控制区域Zp的功能，则可以用其它电路结构替换。同样，关于积分项控制功能部Fk示出了将对压力偏差值Ep进行压力补偿的压力补偿部15中的PID控制***15c的积分项预置为使切换后的速度指令值Vc和切换前的速度指令值Vc一致的新积分项的情况，但只要发挥同样的功能，则可以用其它结构置换。另外，作为能够设置多个固定排出流量Qo...的油压泵2，示出了能够根据斜板角的变化而设置固定排出流量Qo...的可变排出型油压泵2m的例子，但也可以使用具有同样功能的其它油压泵2。还有，作为对转速进行可变控制而对成型周期中的各操作工序进行控制的驱动电机3，示出了伺服电机3s的例子，但也可以使用具有相同功能的其它驱动电机3。

Claims (15)

1、一种注射成型机的控制装置，通过对油压泵中的驱动电机的转速进行可变控制，由此对成型周期中的各操作工序进行控制，该注射成型机的控制装置的特征在于，包括：
螺杆位置传感器，检测注射装置的螺杆位置；
至少一个以上注射压传感器，检测基于所述注射装置的注射缸筒的动作的注射压；
速度反馈控制***，至少在注射工序时，根据通过变换从所述螺杆位置传感器得到的位置检测值而得到的速度检测值进行速度的反馈控制；
压力反馈控制***，至少在注射工序时，根据从所述注射压传感器得到的压力检测值进行压力的反馈控制；以及
VP切换控制功能部，在预先设定的压力设定值和所述压力检测值的压力偏差值成为预先设定的切换判断值以下时，进行从速度控制区域到压力控制区域的切换，并且在该切换时，利用规定控制图案控制所述速度控制区域中的速度指令值之后过渡到所述压力控制区域。
2、根据权利要求1所述的注射成型机的控制装置，其特征在于，所述注射压传感器使用检测所述注射装置中的注射喷嘴内部的树脂压的喷嘴树脂压传感器。
3、根据权利要求1所述的注射成型机的控制装置，其特征在于，所述注射压传感器使用检测所述注射缸筒内部的油压的缸筒内压传感器。
4、根据权利要求1所述的注射成型机的控制装置，其特征在于，所述注射压传感器使用检测模具内部的树脂压的模具树脂压传感器。
5、根据权利要求1所述的注射成型机的控制装置，其特征在于，所述VP切换控制功能部包括：
速度设定器，设定了输出与所述压力偏差值对应的校正指令值的控制图案；以及
加法器，将从该速度设定器输出的校正指令值和根据所述压力偏差值生成的速度指令值相加。
6、根据权利要求5所述的注射成型机的控制装置，其特征在于，所述校正指令值是通过利用所述控制图案变换预先设定的速度设定值而得到的。
7、根据权利要求1所述的注射成型机的控制装置，其特征在于包括：
积分项控制功能部，该积分项控制功能部在从所述速度控制区域切换到所述压力控制区域时，将对所述压力偏差值进行压力补偿的压力补偿部中的PID控制***的积分项预置为使切换后的速度指令值和切换前的速度指令值一致的新积分项。
8、根据权利要求7所述的注射成型机的控制装置，其特征在于，所述新积分项是利用规定的运算式对所述切换前的速度指令值进行逆运算而求出。
9、根据权利要求8所述的注射成型机的控制装置，其特征在于，所述规定的运算式使用下式：
新积分项＝{(Vcr/Gpr)+Dr-Ep}·Gi
其中，Vcr为旧速度指令值，Gpr为旧比例增益，Dr为旧微分输出，Ep为新压力偏差值，Gi为新积分增益。
10、根据权利要求1所述的注射成型机的控制装置，其特征在于，所述速度反馈控制***中包括进行I-PD控制的PID控制***。
11、根据权利要求1所述的注射成型机的控制装置，其特征在于，所述压力反馈控制***中包括进行PI-D控制的PID控制***。
12、根据权利要求1所述的注射成型机的控制装置，其特征在于包括：
泵压传感器，检测从所述油压泵排出的油压；以及
旋转编码器，检测所述驱动电机的转速，
在所述注射工序以外的操作工序中，根据利用所述泵压传感器检测的压力检测值进行压力的反馈控制，并且，根据通过变换从所述旋转编码器得到的位置检测值而得到的速度检测值进行速度的反馈控制。
13、根据权利要求1所述的注射成型机的控制装置，其特征在于，所述油压泵使用至少能够设定多个固定排出流量的油压泵。
14、根据权利要求13所述的注射成型机的控制装置，其特征在于，所述油压泵使用能够通过斜板角的变化而设定所述固定排出流量的可变排出型油压泵。
15、根据权利要求1所述的注射成型机的控制装置，其特征在于，所述驱动电机使用伺服电机。
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