JP2001030326A

JP2001030326A - 射出成形機の金型保護装置

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Publication number: JP2001030326A
Application number: JP11204392A
Authority: JP
Inventors: Masao Kamiguchi; 賢男上口; Tatsuhiro Uchiyama; 辰宏内山; Masayuki Ueno; 将之上野
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1999-07-19
Filing date: 1999-07-19
Publication date: 2001-02-06
Anticipated expiration: 2019-07-19
Also published as: US6409495B1; EP1072388B1; JP3080617B1; EP1072388A2; EP1072388A3; DE60016101T2; DE60016101D1

Abstract

(57)【要約】【課題】異常負荷を判断する値をオペレータが設定す
る必要がなく自動的に設定できる射出成形機の金型保護
装置を提供することにある。【解決手段】型締め機構を駆動するサーボモータに加
わる負荷を推定する外乱推定オブザーバを設ける。金型
保護区間、オブザーバで推定した外乱トルクを所定周期
毎サンプリング（０〜ｊ）して、（ｉ＋１）回の型閉じ
工程のデータＤＡ(0,0)〜ＤＡ(i,j)をテーブルＴＡに循
環して記憶する。各サンプリング時の推定外乱トルクを
平均値ＤＢ(0)〜ＤＢ(j)をテーブルＴＢに格納する。こ
の平均値に所定量を加算して許容範囲の上限値ＤＣ(0)
〜ＤＣ(j)をテーブルＴＣに格納する。各型閉じ時の金
型保護区間では、各サンプリング周期毎求められた推定
外乱トルクが許容範囲の上限値を超えるときには異常負
荷信号を出力する。異常負荷の判別の設定値を設定する
必要がなく自動的に設定され、正確な金型保護が得られ
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、射出成形機の型閉
じ工程において、金型間に成形品やその他の物が挟ま
れ、この挟持物によって金型が破損することを防止する
金型保護装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】型閉じ工程において、金型間に成形品等
の異物が挟まれているような場合、そのまま型閉じを行
うと、金型を破損させる恐れがある。そのため、金型が
接触し閉じる少し前に金型保護区間を設け、この区間は
型締め機構を駆動する駆動源の出力を制限し、低圧、低
トルクで可動金型を駆動し異物が挟まれていると、可動
金型の移動を停止し、金型を保護する金型保護方法が公
知である。

【０００３】又、型締め機構の駆動源としてサーボモー
タを用い、サーボモータを駆動制御して型締めを行う射
出成形機においては、このサーボモータのサーボ回路の
速度ループに対し外乱推定オブザーバを組込み、該外乱
推定オブザーバにより型閉じ毎外乱トルクを推定し、該
推定外乱トルクが設定値以上になったとき、金型に許容
範囲以上の負荷が加わったと判断し、アラームを出力し
サーボモータの駆動を停止させ、金型の保護を図る金型
保護装置も特開平４−３６８８３２号公報で公知であ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した外乱推定オブ
ザーバで求めた推定外乱トルクと設定値とを比較し、設
定値以上の外乱トルクが推定されたときアラームを出力
して金型を保護する金型保護方法においては、金型によ
って負荷の許容範囲は異なり、かつ摩擦トルクも異なる
から、負荷異常と判断するための設定値も金型によって
異なることになる。そのため、金型を交換する毎にこの
負荷異常を判断するための設定値を設定する必要があ
る。設定値として最適な許容範囲内の最大値が設定され
ておらず、この許容範囲の最大値よりも大きい設定値が
設定されているときには、金型が異物を挟持したとき、
金型に許容範囲以上の負荷が加わり、金型を破損させて
しまう。

【０００５】又、許容範囲内の最大値よりも小さな値の
設定値が設定されているときには、各型閉じ毎における
型締め機構の摩擦力のばらつき、金型の温度変化等によ
って変化する外乱トルクが、この設定値を超えて正常な
型閉じであるにも拘わらず、負荷以上としてアラーム等
を出力し動作を停止することになり、生産効率を低下さ
せることになる。

【０００６】そのため、異常負荷を判断するための設定
値は金型毎に最適な設定値を設定する必要がある。しか
し、上述したように、金型の構造、射出成形機が設置さ
れた環境、金型温度等によって、この設定値は変わるも
のであるから、設定値を設定するオペレータには金型の
知識、経験等が必要となる。又、知識や経験があったと
しても最適の設定値を設定することは非常に困難であ
る。そこで、本発明の課題は、推定外乱トルクから異常
負荷を判断する値をオペレータが設定する必要がなく自
動的に設定できる射出成形機の金型保護装置を提供する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、サーボモータ
を駆動制御して型締機構を駆動する射出成形機における
金型保護装置であって、この金型保護装置は、サーボモ
ータに加わる外乱トルクを推定する外乱推定オブザーバ
を組込んでおき、この外乱推定オブザーバにより型閉じ
毎少なくとも金型保護区間における外乱トルクを推定す
る。この推定外乱トルクが前複数回の型閉じにおける推
定外乱トルクの平均から求められる上限値より大きいと
き、異常信号を出力することによって、異常負荷を検出
し金型を保護する。そして、異常信号が出力されたとき
の推定外乱トルクは、平均化処理に含ませないようにす
る。又、推定外乱トルクと比較する上限値を画面上で任
意に設定できるようにする。又、画面に現在の型閉じ時
の推定外乱トルク、平均外乱トルク及び上限値を時間又
は可動金型の位置に対応する位置に対してグラフ表示で
きるようにする。さらに、全自動成形開始後所定のサイ
クルは、動作が安定していないから、推定外乱トルクを
採取せず平均化処理に含ませず、動作が安定した後の推
定外乱トルクを採取して平均化処理を行うようにする。
この推定外乱トルクを採取せず平均化処理に含ませない
全自動成形開始後所定のサイクル数は、表示手段の画面
上で設定できるようにする。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の金型保護装置を
も構成する射出成形機の制御装置１の一実施形態のブロ
ック図である。制御装置１は、数値制御用のマイクロプ
ロセッサであるＣＮＣ用ＣＰＵ２５、プログラマブルマ
シンコントローラ用のマイクロプロセッサであるＰＭＣ
用ＣＰＵ２１、サーボ制御用のマイクロプロセッサであ
るサーボ用ＣＰＵ２２、および、Ａ／Ｄ変換器１２を介
して射出成形機本体側に設けられた射出圧等の各種圧力
を検出するセンサからの信号をサンプリング処理を行っ
てＲＡＭ１４に格納する圧力モニタ用ＣＰＵ２０を有
し、バス３０を介して相互の入出力を選択することによ
り各マイクロプロセッサ間での情報伝達が行えるように
なっている。

【０００９】ＰＭＣ用ＣＰＵ２１には射出成形機のシー
ケンス動作を制御するシーケンスプログラム等を記憶し
たＲＯＭ１５および演算データの一時記憶等に用いられ
るＲＡＭ１６が接続され、ＣＮＣ用ＣＰＵ２５には、射
出成形機を全体的に制御する自動運転プログラム等を記
憶したＲＯＭ２７および演算データの一時記憶等に用い
られるＲＡＭ２８が接続されている。

【００１０】また、サーボ用ＣＰＵ２２には、位置ルー
プ、速度ループ、電流ループの処理を行うサーボ制御専
用の制御プログラムを格納したＲＯＭ１７やデータの一
時記憶に用いられるＲＡＭ１８が接続されている。圧力
モニタ用ＣＰＵ２０には、該圧力モニタ用ＣＰＵ２０が
行う制御の制御プログラムを記憶したＲＯＭ１３およ
び、前述した、各種センサが検出した圧力等を記憶する
ＲＡＭ１４が接続されている。更に、サーボ用ＣＰＵ２
２には、該ＣＰＵ２２からの指令に基いて型締用，射出
用，スクリュー回転用，エジェクタ用等の各軸のサーボ
モータ１０を駆動するサーボアンプ１９が接続され、各
軸のサーボモータ１０に取付けられた位置・速度検出器
１１からの出力がサーボＣＰＵ２２に帰還されるように
なっている。各軸の現在位置は位置・速度検出器からの
位置のフィードバック信号に基いてサーボＣＰＵ２２に
より算出され、各軸の現在位置記憶レジスタに更新記憶
される。図１においては型締め機構を駆動するサーボモ
ータ１０と該サーボモータ１０に取り付けられ、該サー
ボモータの回転位置によって、可動金型の位置等を検出
する位置・速度検出器１１についてのみ示しているが、
クランプ用，射出用，エジェクタ用等の各軸の構成は皆
これと同様である。

【００１１】インターフェイス２３は射出成形機本体の
各部に配備したリミットスイッチや操作盤からの信号を
受信したり射出成形機の周辺機器等に各種の指令を伝達
したりするための入出力インターフェイスである。ディ
スプレイ付手動データ入力装置２９はＣＲＴ表示回路２
６を介してバス３０に接続され、グラフ表示画面や機能
メニューの選択および各種データの入力操作等が行える
ようになっており、数値データ入力用のテンキーおよび
各種のファンクションキー等が設けられている。なお、
表示装置としては液晶を用いたものでもよい。

【００１２】不揮発性メモリで構成されるデータ保存用
ＲＡＭ２４は射出成形作業に関する成形条件と各種設定
値，パラメータ，マクロ変数等を記憶する成形データ保
存用のメモリである。又、本発明と関係して、後述する
推定外乱トルク値のデータを記憶するテーブルがこのデ
ータ保存用ＲＡＭ２４に設けられている。

【００１３】以上の構成により、ＰＭＣ用ＣＰＵ２１が
射出成形機全体のシーケンス動作を制御し、ＣＮＣ用Ｃ
ＰＵ２５がＲＯＭ２７の運転プログラムやデータ保存用
ＲＡＭ２４に格納された成形条件等に基いて各軸のサー
ボモータに対して移動指令の分配を行い、サーボＣＰＵ
２２は各軸に対して分配された移動指令と位置・速度検
出器で検出された位置および速度のフィードバック信号
等に基いて、従来と同様に位置ループ制御，速度ループ
制御さらには電流ループ制御等のサーボ制御を行い、い
わゆるディジタルサーボ処理を実行する。

【００１４】上述した構成は従来の電動式射出成形機の
制御装置と変わりはなく、本発明の金型保護装置はこの
制御装置によって構成されている。そして、従来の制御
装置と異なる点は、不揮発性メモリで構成されたデータ
保存用ＲＡＭ２４に、外乱推定オブザーバで所定サンプ
リング周期毎推定された外乱トルクの値のデータ、その
平均値、平均値から求められる許容範囲の上限値、及び
推定外乱値と平均値との偏差を記憶するテーブルＴＡ、
ＴＢ、ＴＣ、ＴＥが設けられていること、サーボ用ＣＰ
Ｕ２２に接続されたＲＯＭ１７に、速度ループに対して
組み込み、サーボモータ１０に加わる外乱トルクを推定
する外乱推定オブザーバのプログラム、及びこの外乱推
定オブザーバの処理によって求められた推定外乱トルク
に基づいて、型閉じの金型保護区間における異常負荷を
検出する処理のプログラムが格納されている点におい
て、従来の制御装置とは異なるものである。

【００１５】次に、この制御装置によって構成される金
型保護装置による金型保護動作処理について、図２、図
３に示すサーボＣＰＵ２２が実行する金型保護動作処理
のフローチャートと共に説明する。まず、成形条件と共
にこの金型保護動作のための条件をも設定する。図５は
ディスプレイ付手動データ入力装置２９を操作して呼び
出した金型保護条件設定表示画面を示す図である。この
金型保護条件設定表示画面を呼び出し、金型保護動作を
実施するか否かを設定する。図５では「金型保護Ｏ
Ｎ」として金型保護動作を実行させるように設定された
例を示している。さらに、「金型保護ＯＮ」とした場
合には、金型保護動作を実行させない自動成形サイクル
開始後のサイクル数Ｔを設定する。これは、自動成形開
始直後は、温度変化等により金型のガイドピン等におけ
る摩擦力が安定せず、その結果、推定される外乱トルク
も変動することから、正常な型閉じ動作を行ったときの
トルクが安定するのを待つために、サーボモータ１０の
出力トルクが安定する程度のサイクル数を設定する。図
５の例では「２回」を設定している。さらに、本発明
は、型閉じ時の金型保護区間での異常負荷を検出する許
容範囲の上限値（レベル）として、外乱推定オブザーバ
で推定した推定外乱値の平均値に加算し許容可能範囲の
上限値を決めるシフト量Ｋを加算し、この加算してシフ
トした平均値レベルを異常負荷検出のための許容範囲の
上限値としている。なお、このシフト量Ｋは、最初は金
型を損傷させない範囲の適当な値でよい。そして、後述
するように、自動成形が行われると、金型保護区間にお
ける外乱推定値の平均（波形）が求められるので、この
平均を図５に示すようにグラフ表示させ、この平均波形
に基づいて金型を破損させない許容範囲の最大値になる
ようにシフト量Ｋを設定し直すようにすればよい。

【００１６】そこで、自動成形サイクルが開始され、型
閉じ工程になると、サーボ用ＣＰＵ２２は、図２，図３
にフローチャートで示す処理を開始する。なお、自動成
形サイクルが指令されたときの初期設定で、サーボ用Ｃ
ＰＵ２２は、後述する射出回数を計数するショットカウ
ンタＳＣを「１」、金型保護区間におけるサンプリング
周期における外乱推定値のデータＤＡを記憶するデータ
保存用ＲＡＭ２４内に設けられたテーブルＴＡの格納位
置を示すポインタａを「０」、フラグＦを「０」に設定
している。又、外乱推定値を記憶するテーブルＴＡ、Ｔ
Ｂ、ＴＣ、ＴＥも記憶データが全てクリアされる。

【００１７】型閉じが開始されると、サーボＣＰＵ２２
は、まずショットカウンタＳＣが金型保護動作を実行さ
せない設定サイクル数Ｔを越えているか判断し（ステッ
プＳ１）、越えていなければ、当該型閉じ工程における
金型保護処理は終了する。なおショットカウンタＳＣ
は、１成形サイクル終了毎に「１」インクリメントされ
るもので、この型閉じ工程の処理以外の処理周期おいて
インクリメントされるものである。

【００１８】以後、ショットカウンタＳＣが設定サイク
ル数Ｔを越えるまで待ち、この設定サイクル数Ｔを越え
て、型閉じ動作が安定したとみなされた後は、ステップ
Ｓ１からステップＳ２に移行し、金型保護開始区間か判
断する。この金型保護区間かの判断は、サーボモータ１
０に取りつけられた位置・速度検出器１１からの位置フ
ィードバック信号により求められる現在位置記憶レジス
タの値から可動金型が金型保護開始位置に達したかを判
断している。サーボモータ１０で駆動される型締め機構
は、ボールネジ等を介してサーボモータにより直接型締
めを行う直動式型締め機構でも、又、トグル機構を用い
た型締め機構でもよい。直動式型締め機構の場合は位置
・速度検出器１１で検出される位置と可動金型の位置は
リニアの関係にあり、サーボモータの回転位置で可動金
型の位置を検出できる。又、トグル機構を用いた型締め
機構では、トグル機構のクロスヘッドの位置とサーボモ
ータ１０の回転位置がリニアの関係にあるが、可動金型
の位置とはリニアな関係ではない。しかし、可動金型の
位置とサーボモータ１０の回転位置は１対１の関係にあ
りサーボモータ１０の回転位置によって可動金型の位置
を求めることができる。よって、この位置・速度検出器
１１で検出されたサーボモータ１０の回転位置によっ
て、金型保護開始位置が判断される（この点は従来も同
様である）。

【００１９】金型保護開始が検出されると、サンプリン
グの指標ｎを「０」にセット（ステップＳ３）、速度ル
ープに対して組み込まれ、速度ループ処理と共に実行さ
れるた外乱推定オブザーバの処理により推定された推定
外乱値Ｙ(n)を読みとる（ステップＳ４）。なお、この
外乱推定オブザーバの処理については、特開平４−３６
８８３２号公報等ですでに周知であるので、具体的な処
理については省略する。

【００２０】次に、フラグＦが「１」か判断し（ステッ
プＳ５）、「１」でなければ、（ステップＳ）８に移行
する。このフラグＦは、後述するように平均を求める全
てのデータが得られたとき「１」に設定されるもので、
最初は平均を求める全てのデータが得られてないから
「０」であり、ステップＳ８に移行する。ステップＳ８
では、求められた推定外乱Ｙ(n)をデータＤＡ(a,n)とし
てテーブルＴＡに格納する。即ち、型閉じの回数を示す
指標ａ、及びその型閉じ工程における金型保護区間にお
けるサンプリング数を示す指標ｎに基づいて、テーブル
ＴＡの指標ａ、ｎに対応したアドレスに、求めた推定外
乱トルクＹ(n)をデータＤＡ(a,n)として記憶する。

【００２１】そして、金型保護区間終了か判断し（ステ
ップＳ９）、終了でなければ指標ｎを「１」インクリメ
ントし（ステップＳ１０）、ステップＳ４に戻る。な
お、金型保護区間終了かの判断も、位置・速度検出器１
１で検出されたサーボモータ１０の位置によって判断す
る。以下、所定サンプリング周期毎（速度ループ処理周
期毎）ステップＳ４、Ｓ５，Ｓ７，Ｓ９，Ｓ１０の処理
を繰り返し実行し、金型保護区間が終了すると、ステッ
プＳ１１に移行して、金型保護区間のサンプリング総数
ｊとして指標ｎの値をレジスタに記憶する。

【００２２】こうして、外乱推定オブザーバによって求
めた金型保護区間内の推定外乱値Ｙ(n)がデータＤＡ(a,
n)としてテーブルＴＡに記憶される。最初は、ａ＝０で
あるから、図４に示すテーブルＴＡにＤＡ(0,0)〜ＤＡ
(0,j)のデータが記憶されることになる。

【００２３】次に再び指標ｎを「０」にクリアし（ステ
ップＳ１２）、推定外乱値の平均値ＤＢ(n)、許容範囲
の上限値ＤＣ(n)を求める処理ステップＳ１３，Ｓ１４
を実行する。即ち、テーブルＴＡに記憶する型閉じ工程
０〜ｉの各ｎ番目のサンプリング時の推定外乱値のデー
タを加算し、型閉じ工程の数（ｉ＋１）で除して平均値
ＤＢ(n)を求め、図４に示すようにテーブルＴＢに記憶
する（ステップＳ１３）。又、この平均値ＤＢ(n)に設
定シフト量Ｋを加算し許容範囲の上限値ＤＣ(n)を求
め、図４に示すようにテーブルＴＣに記憶する（ステッ
プＳ１４）。そして、指標ｎがサンプリング総数ｊにな
るまで（ステップＳ１５）、指標ｎを「１」インクリメ
ントしながら前記平均化処理（ステップＳ１３）、許容
範囲の上限値を求める処理（ステップＳ１４）を実施す
る。なお、最初は、テーブルＴＡに、全てのデータが格
納されていないから、ステップＳ１３，Ｓ１４で求めら
れる平均値ＤＢ(n)、上限値ＤＣ(n)は、正確なものが得
られないが、これはテーブルＴＡにデータが埋まる総数
（ｉ＋１）回の型閉じ工程のデータが得られるまでであ
り、以後は正確なデータが得られる。

【００２４】指標ｎがサンプリングの総数ｊに達する
と、ステップＳ１７に移行し、指標ａを「１」インクリ
メントし、該指標ａがテーブルＴＡで記憶する型閉じ工
程の最終アドレスｉの値を越えたか判断する（ステップ
Ｓ１８）。即ち、当該型閉じ工程がテーブルＴＡの最終
アドレスｉに外乱推定値のデータを書き込んだか否かを
判断する。指標ａの値が最終アドレスｉの値を超えてい
なければ、当該型閉じ工程における金型保護処理は終了
する。

【００２５】以下、型閉じ工程になる毎に、ステップＳ
１〜Ｓ３、及びステップＳ４，Ｓ５、Ｓ８，Ｓ９，Ｓ１
０の繰り返し処理、ステップＳ１１、Ｓ１２、ステップ
Ｓ１３〜Ｓ１６の繰り返し処理、ステップＳ１７、Ｓ１
８の処理を実行し、指標ａが「ｉ」となっていると、そ
の時点では、ステップＳ８でテーブルＴＡのアドレスｉ
の欄に推定外乱Ｙ(n)がデータＤＡ(i,0)〜ＤＡ(i,j)と
して書き込まれる。又、テーブルＴＡに格納する型閉じ
工程の数（ｉ＋１）に対応するデータが全てテーブルＴ
Ａに格納されているから、ステップＳ１３〜Ｓ１６の処
理によって求められる平均値ＤＢ(n)、許容範囲の上限
値ＤＣ(n)は正確なものとなる。

【００２６】即ち、（ステップＳ１３）の処理によっ
て、平均値ＤＢ(n)は次のようにして求められる。ＤＢ(0)＝｛ＤＡ(0,0)＋ＤＡ(1,0)＋・・・＋ＤＡ(i,0)｝／（ｉ＋１）ＤＢ(1)＝｛ＤＡ(0,1)＋ＤＡ(1,1)＋・・・＋ＤＡ(i,1)｝／（ｉ＋１）・ＤＢ(n)＝｛ＤＡ(0,n)＋ＤＡ(1,n)＋・・・＋ＤＡ(i,n)｝／（ｉ＋１）・ＤＢ(j)＝｛ＤＡ(0,j)＋ＤＡ(1,j)＋・・・・＋ＤＡ(i,j)｝／（ｉ＋１）又、ステップＳ１４で許容範囲の上限値は、求めた各平
均値ＤＢ(0)〜ＤＢ(j)にシフト量Ｋを加算して求められ
る。

【００２７】そして、ステップＳ１７で指標ａはインク
リメンタルされ該指標ａの値がｉの値を超えると、ステ
ップＳ１８からステップＳ１９に移行し、フラグＦを
「１」にセットし、指標ａを「０」にクリアする（ステ
ップＳ２０）。即ち、テーブルＴＡの型閉じ工程のデー
タを格納する最終アドレスｉまでデータが記憶される
と、次の型閉じ工程では最初に戻り、アドレス「０」か
ら再びデータを格納するように指標ａを「０」にクリア
するものである。その結果、テーブルＴＡには、現在の
型閉じ工程より前（過去）の（ｉ＋１）個の最新の型閉
じ工程が常に記憶されることになる。

【００２８】そして、次の型閉じ工程からは、フラグＦ
が「１」にセットされているから、ステップＳ５からス
テップＳ６に移行し、外乱推定オブザーバで求めた推定
外乱Ｙ(n)よりテーブルＴＢに記憶する平均値ＤＢ(n)を
減じて、求めた推定個外乱Ｙ(n)と平均値ＤＢ(n)との偏
差ＤＥ(n)を求め、図４に示すようにテーブルＴＥに格
納する。そして、推定外乱Ｙ(n)がテーブルＴＣに記憶
する許容範囲の上限値ＤＣ(n)を越えているか比較判断
し（ステップＳ７）、越えてなければ、ステップＳ８に
移行し、越えていれば、ステップＳ２１に移行して許容
範囲外の負荷が金型に加わったことを示す負荷異常信号
を出力しアラーム処理を行い、この型閉じ時の金型保護
動作処理を終了する。

【００２９】このように平均値は一番新しい過去（ｉ＋
１）回分の型閉じ時の推定外乱値によって求められ、か
つ許容範囲の上限値もこの平均値に連動してシフトし、
常に平均値より設定シフト量Ｋだけ大きい許容範囲の上
限値となるから、温度変化等によって平均値が変動して
も、最適な許容範囲の上限値を維持することができる。
又、金型が交換されても、正常な型閉じ動作における金
型保護区間の推定外乱値の平均値によって許容範囲の上
限値、即ち、金型保護のための異常負荷と判断するため
の基準値を自動的に求め、この求めた上限値によって、
異常負荷を判断するので、従来のように、経験と勘でこ
の異常負荷のを判断する基準値を設定する必要がなく、
かつ、常に最適な許容範囲の上限値を自動的に設定する
ことができる。

【００３０】なお、金型を交換したとき等は、最初は金
型間に成形品等の異物が挟まれないように監視しなが
ら、少なくとも、テーブルＴＡに記憶されるショット数
（ｉ＋１）だけデータを採取する必要がある。一旦、正
常な型閉じ動作の（ｉ＋１）の推定外乱値のデータＤＡ
(0,0)〜ＤＡ(i,j)が得られた後は、図２に示すように、
推定外乱値Ｙ(n)が許容範囲の上限値ＤＣ(n)を越えたと
きには、テーブルＴＡにはこの推定外乱値Ｙ(n)は格納
されない。即ち、テーブルＴＡには正常な型閉じ動作の
ときのみの推定外乱値Ｙ(n)しか格納されないので、こ
のテーブルＴＡに格納されたデータで平均が求められ許
容範囲の上限値が求められるものであるから、常に正確
な許容範囲の上限値が求められるものである。

【００３１】又、ディスプレイ付手動データ入力装置２
９のに設けられたファンクションキー（ソフトキー）等
を操作して、テーブルＴＡに格納されている１番最新の
推定外乱トルクの金型保護区間の波形、テーブルＴＢ、
ＴＣ、ＴＥに記憶されたデータを表示画面としてのＣＲ
Ｔ画面に図５に示すようにグラフ表示させることができ
る。なお、図５では、テーブルＴＡに格納されている１
番最新の推定外乱トルクの金型保護区間の波形、テーブ
ルＴＢに格納された平均値の波形、テーブルＴＣに格納
された許容範囲の上限値の波形を表示した例を示してい
る。

【００３２】このように、平均値の波形や許容範囲の上
限値の波形が表示されるから、オペレータは、この表示
された波形を参照して、許容範囲の上限値を決めるシフ
ト量Ｋを最適なものに設定し直すことができる。１番最
新の推定外乱トルクの金型保護区間の波形をテーブルＴ
Ａに記憶されたデータに基づいて表示する代わりに、も
しくはさらに追加して、テーブルＴＥに記憶するデータ
をグラフ表示する。このテーブルＴＥに記憶するデータ
は平均値と、１番最新の型閉じにおける推定外乱トルク
の偏差を記憶するものであるから、平均値との偏差の波
形が表示されることになり、平均値との乖離が直接目視
でき、現在の状態の把握がより明確にできるという効果
がある。

【００３３】又、本発明は、異常負荷を判別する基準と
して金型保護区間の全区間に対して一律に一定の値を使
用するものではなく、金型保護区間内の可動金型の位置
に応じて、異常負荷を判別する基準となる許容範囲の上
限値が変わることになり、より正確に異常負荷を判別す
ることができる。例えば、金型保護区間一律に１つの設
定値であれば、ある位置においては、この設定値は大き
すぎ、異常負荷が生じているにも拘わらずそれを検出で
きないという問題が生じ、逆に、設定値が小さすぎる
と、ある位置では、正常な型閉じ動作であるにも係わら
ず、異常負荷と判別してしまう現象が生じる。

【００３４】これに対して、本願発明は、金型保護区間
内の位置に応じて異常負荷を判別する基準となる許容範
囲の上限値が変わるので、一定値を判別の基準として用
いる場合より正確に異常負荷を検出でき、金型を正確に
保護することができる。

【００３５】上述した実施形態では、テーブルＴＡに格
納する推定外乱トルクの範囲と、異常負荷を判別する範
囲を同一範囲（金型保護範囲）としたが、この両者の範
囲を異なるようにしてもよい。ただし、判別する範囲よ
りも推定外乱トルクを取得して記憶する範囲の方を広く
する必要がある。例えば、推定外乱トルクを取得して記
憶する範囲は金型タッチ位置までとし、判別する範囲
は、この金型タッチ位置よりも少し前の位置までとす
る。上述したように異常負荷が生じたときには、推定外
乱トルクはテーブルＴＡに格納されない。正常な型閉じ
動作が行われるときのみ格納されるものである。そし
て、正常な型閉じ動作が行われるときには移動速度に格
別なる変動が生じないから、金型保護区間の推定外乱ト
ルクのサンプリング総数（ｊの値）は同一となる。しか
し、正常な型閉じ動作が生じても、わずかな速度変化が
あり、推定外乱トルクのサンプリング総数（ｊの値）が
変化するような場合には、上述したように、判別する範
囲よりも推定外乱トルクを取得して記憶する範囲の方を
広くすることによって、異常負荷を判別する許容範囲の
上限値の基礎となる平均値を正確に求めることができる
ので、より正確に異常負荷を判別することができる。

【００３６】上述した実施形態では、１番最新の推定外
乱トルクや平均値、許容範囲の上限値等のグラフ表示を
時間の関数として表示した。しかし、これを可動金型の
位置、クロスヘツドの位置の関数として表示してもよ
い。即ち、サーボモータ１０に取り付けられた位置・速
度検出器１１で検出されるサーボモータ１０の回転位置
は、該サーボモータ１０で駆動されるクロスヘッドや可
動金型の位置と１対１の対応関係があるから、この位置
・速度検出器１１で検出されるサーボモータ１０の回転
位置の関数として前記平均値や許容範囲の上限値等のグ
ラフ表示を行ってもよい。この場合には、金型保護区間
において、サーボモータが所定量移動する毎に外乱推定
オブザーバで求められた推定外乱トルクを記憶し、この
記憶されたデータに基づいて、平均値、許容範囲の上限
値を求めグラフ表示すればよい。又、異常負荷か否かの
判断も、この位置に対応して判断すればよい。

【００３７】又、推定外乱トルクの採取はこの実施形態
と同一で所定周期毎採取し、かつそのときのサーボモー
タ１０の回転位置をも記憶しておき、この位置に基づい
て推定外乱トルクを表示する。又、平均値は、得られた
推定外乱トルクとそのときの位置に基づいて、内挿して
所定位置の推定外乱トルクを求めるか、所定位置に一番
近い位置の推定外乱トルクをこの所定位置の推定外乱ト
ルクとして、各所定位置の推定外乱トルクより平均値を
求めグラフ表示してもよい。

【００３８】

【発明の効果】本発明は、金型保護のための異常負荷判
別のための基準値を、直前の複数回の正常な型閉じ動作
時に得られた推定外乱トルクから平均値を自動的に求
め、この平均値に基づいて、異常負荷の判別をするよう
にしたから、オペレータは異常負荷判別のための基準値
を設定する必要がない。又、正常な型閉じ工程で得られ
たデータに基づいて平均値が求められ、この平均値によ
り求められる上限値により異常負荷が判別されるから、
より正確に異常負荷を判別でき、金型保護動作が最適に
おこなわれる。又、平均値により求められる上限値は、
一律の値ではなく、金型保護区間の波形であるから、可
動金型の位置に応じた最適な上限値となり、より正確に
異常負荷を判別できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の金型保護装置を構成する
射出成形機の制御装置の要部ブロック図である。

【図２】同実施形態における金型保護動作処理のフロー
チャートである。

【図３】図２の続きのフローチャートである。

【図４】同実施形態におけるデータ保存用ＲＡＭに設け
られたテーブルの説明図である。

【図５】同実施形態の表示装置における金型保護設定表
示画面の一例である。

【符号の説明】

１金型保護装置を構成する射出成形機の制御装置１０型締機構を駆動するサーボモータ１１位置・速度検出器２２サーボＣＰＵ２５ＣＮＣ用ＣＰＵ

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【手続補正書】

【提出日】平成１２年４月３日（２０００．４．３）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【請求項４】異常信号が出力されたとき、その型閉じ
における推定外乱トルクは、平均化処理に含まない請求
項１乃至３の内１項記載の射出成形機の金型保護装置。

【請求項５】推定外乱トルクと比較する上限値を表示
手段の画面上で任意に設定することができ、該表示手段
の画面に現在の型閉じ時の推定外乱トルク、平均外乱ト
ルク及び前記上限値を時間又は可動金型の位置に対応す
る位置に対してグラフ表示することを特徴とする請求項
１乃至４の内１項記載の射出成形機の金型保護装置。

【請求項７】全自動成形開始後所定のサイクルは、推
定外乱トルクを採取せず平均化処理に含ませない請求項
１乃至６の内１項記載の射出成形機の金型保護装置。

【請求項８】前記推定外乱トルクを採取せず平均化処
理に含ませない全自動成形開始後所定のサイクル数は、
表示手段の画面上で設定することができるようにした請
求項７記載の射出成形機の金型保護装置。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、サーボモータ
を駆動制御して型締機構を駆動する射出成形機における
金型保護装置であって、この金型保護装置は、サーボモ
ータに加わる外乱トルクを推定する外乱推定オブザーバ
を組込んでおき、この外乱推定オブザーバにより型閉じ
毎少なくとも金型保護区間における外乱トルクを推定す
る。当該型閉じよりも前の複数回の型閉じにおける推定
外乱トルクからその平均を求めると共にこの平均によっ
て決まる上限値を求める。当該型閉じにおける前記推定
外乱トルクが前記上限値より大きいとき、異常信号を出
力することによって、異常負荷を検出し金型を保護す
る。請求項２に係わる発明においては、金型保護区間に
おける外乱トルクを所定サンプリング周期毎推定し、当
該型閉じよりも前の複数回の型閉じにおける各サンプリ
ング周期毎の推定外乱トルクの平均を求めると共にこの
平均によって決まる上限値を求める。そして、当該型閉
じにおける各サンプリング周期毎の推定外乱トルクが対
応するサンプリング周期の上限値より大きいとき、異常
信号を出力するようにする。推定外乱トルクの平均を求
める当該型閉じよりも前の複数回の型閉じは、当該型閉
じより直前の型閉じを含めた連続する複数回前の型閉じ
で求めた推定外乱トルクである。又、異常信号が出力さ
れたときの推定外乱トルクは、平均化処理に含ませない
ようにする。又、推定外乱トルクと比較する上限値を画
面上で任意に設定できるようにする。又、画面に現在の
型閉じ時の推定外乱トルク、平均外乱トルク及び上限値
を時間又は可動金型の位置に対応する位置に対してグラ
フ表示できるようにする。さらに、全自動成形開始後所
定のサイクルは、動作が安定していないから、推定外乱
トルクを採取せず平均化処理に含ませず、動作が安定し
た後の推定外乱トルクを採取して平均化処理を行うよう
にする。この推定外乱トルクを採取せず平均化処理に含
ませない全自動成形開始後所定のサイクル数は、表示手
段の画面上で設定できるようにする。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者上野将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Ｆターム(参考） 4F202 AM04 AP01 AP06 AP10 CA11 CL22 CL31 CL40 CL50 CS07 4F206 AM04 AP014 AP064 AP10 JA07 JL07 JM02 JP05 JP13 JP15 JP22 JP27 JP30 JT05 JT33 JT35

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】サーボモータを駆動制御して型締機構を
駆動する射出成形機における金型保護装置であって、前
記サーボモータに加わる外乱トルクを推定する外乱推定
オブザーバを組込み、該外乱推定オブザーバにより型閉
じ毎少なくとも金型保護区間における外乱トルクを推定
し、該推定外乱トルクが前複数回の型閉じにおける推定
外乱トルクの平均から求められる上限値より大きいと
き、異常信号を出力する射出成形機の金型保護装置。
【請求項２】異常信号が出力されたとき、その型閉じ
における推定外乱トルクは、平均化処理に含まない請求
項１記載の射出成形機の金型保護装置。
【請求項３】推定外乱トルクと比較する上限値を画面
上で任意に設定することができ、又、画面に現在の型閉
じ時の推定外乱トルク、平均外乱トルク及び上限値又は
平均外乱トルクと現在の型閉じ時の推定外乱トルクとの
偏差および上限値の幅を時間又は可動金型の位置に対応
する位置に対してグラフ表示することを特徴とする請求
項１又は請求項２記載の射出成形機の金型保護装置。
【請求項４】全自動成形開始後所定のサイクルは、推
定外乱トルクを採取せず平均化処理に含ませない請求項
１、請求項２又は請求項３記載の射出成形機の金型保護
装置。
【請求項５】前記推定外乱トルクを採取せず平均化処
理に含ませない全自動成形開始後所定のサイクル数は、
表示手段の画面上で設定することができるようにした請
求項４記載の射出成形機の金型保護装置。