JP3853650B2

JP3853650B2 - Drive control device for electric injection molding machine

Info

Publication number: JP3853650B2
Application number: JP2001391357A
Authority: JP
Inventors: 健荒井; 隆箱田; 芳人有賀; 光広小笠原
Original assignee: Nissei Plastic Industrial Co Ltd
Current assignee: Nissei Plastic Industrial Co Ltd
Priority date: 2001-12-25
Filing date: 2001-12-25
Publication date: 2006-12-06
Anticipated expiration: 2021-12-25
Also published as: JP2003191305A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一対のサーボモータを含む駆動部により共通の可動部を駆動する際に用いて好適な電動射出成形機の駆動制御装置に関する。
【０００２】
【従来技術及び課題】
従来、複数のサーボモータを含む駆動部により共通の可動部を駆動する電動射出成形機は知られている。
【０００３】
ところで、この種の電動射出成形機は、単一のサーボモータでは目的の駆動力を確保できない場合或いは単一のサーボモータでは高価になる場合などにおいて、複数のサーボモータを組合わせることにより、駆動部全体の駆動力を高めたり或いは低コスト化を図ることを目的とするものであるが、反面、複数のサーボモータを使用するため、各サーボモータ間の同期を如何に確立させるかが重要な課題となる。
【０００４】
従来、複数のサーボモータを同期させる手段としては、特開２０００−１１７７９０号公報で開示される同期装置が知られている。この装置は、複数のサーボモータによりそれぞれ回転する複数のプーリ間にタイミングベルトを架け渡すことにより、機械的に同期を確立するものである。一方、このような機械的な手段では、応答性及び精度において限界があるため、複数のサーボモータを電気的な手段により同期を確立させる駆動制御装置も、特許第２６８１７９５号公報で知られている。この装置は、複数の電動機のうちの一の電動機の回転速度を設定回転速度に維持し、この一の電動機の回転速度に同調させて他の電動機の回転速度が当該一の電動機の回転速度と等しくなるように制御するものである。
【０００５】
しかし、このような電気的な手段により同期を確立させる従来の駆動制御装置では、一の電動機（サーボモータ）の回転速度に対して、他の電動機の回転速度を追従させることにより同期させるため、他の電動機の絶対制御量が一の電動機に対して大きくなり、特に、同期が大きく外れた場合には、制御動作の応答性及び安定性を大きく損ねてしまう欠点があった。
【０００６】
本発明は、このような従来技術に存在する課題を解決したものであり、複数のサーボモータにおける絶対制御量を小さくし、たとえ同期が大きく外れた場合であっても、制御動作の十分な応答性と安定性を確保できるようにした電動射出成形機の駆動制御装置の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び実施の形態】
本発明は、可動部２となるスクリュ２ｓを駆動する一対のサーボモータ３ｘ，３ｙを含む駆動部３と、一方のサーボモータ３ｘによる駆動位置の検出値（第一検出値）Ｄｘのみと位置の目標値Ｄｏ間の偏差値Ｄｘｅを得、この偏差値Ｄｘｅに基づいて一方のサーボモータ３ｘに対する位置のフィードバック制御を行う第一制御系Ｃｘと、他方のサーボモータ３ｙによる駆動位置の検出値（第二検出値）Ｄｙのみと目標値Ｄｏ間の偏差値Ｄｙｅを得、この偏差値Ｄｙｅに基づいて他方のサーボモータ３ｙに対する位置のフィードバック制御を行う第二制御系Ｃｙと、各駆動位置を同期させる同期部４を備える電動射出成形機Ｍの駆動制御装置１を構成するに際して、第一検出値Ｄｘから第二検出値Ｄｙを減算して偏差値Ｅを得る偏差検出部５と、偏差値Ｅを補償する補償部６と、この補償部６から出力する同期用補正値Ｓｅを、第一検出値Ｄｘと目標値Ｄｏ間の偏差値Ｄｘｅを補償する補償部１１ｘの出力値Ｓｘから減算する減算部７と、同期用補正値Ｓｅを、第二検出値Ｄｙと目標値Ｄｏ間の偏差値Ｄｙｅを補償する補償部１１ｙの出力値Ｓｙに加算する加算部８とを有する同期回路９を備えることを特徴とする。
【０００８】
これにより、本発明に係る駆動制御装置１では、偏差検出部５により、第一検出値Ｄｘから第二検出値Ｄｙを減算した偏差値Ｅが得られるとともに、さらに、偏差値Ｅは補償部６で補償されることにより、同期用補正値Ｓｅが得られる。一方、同期用補正値Ｓｅは、第一制御系Ｃｘと第二制御系Ｃｙに同時に付与される。そして、減算部７により、第一検出値Ｄｘと目標値Ｄｏ間の偏差値Ｄｘｅを補償する補償部１１ｘの出力値Ｓｘ（第一制御系Ｃｘの制御値）から同期用補正値Ｓｅが減算されるとともに、加算部８により、第二検出値Ｄｙと目標値Ｄｏ間の偏差値Ｄｙｅを補償する補償部１１ｙの出力値Ｓｙ（第二制御系Ｃｙの制御値）に同期用補正値Ｓｅが加算される。
【０００９】
この結果、例えば、第一検出値Ｄｘに対して第二検出値Ｄｙが小さくなる方向に同期が大きく外れても、同期用補正値Ｓｅにより、出力値Ｓｘは小さくなる方向に補正され、かつ出力値Ｓｙは大きくなる方向に補正されるため、一方のサーボモータ３ｙ（又は３ｘ）の絶対制御量が大きくなってしまう不具合が解消され、制御動作の十分な応答性と安定性が確保される。
【００１０】
【実施例】
次に、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。
【００１１】
まず、本実施例に係る駆動制御装置１を備える電動射出成形機Ｍの概略構成について、図２及び図３を参照して説明する。
【００１２】
電動射出成形機Ｍは、機台５１の上面に配した射出装置Ｍｉと型締装置Ｍｃを備える。射出装置Ｍｉは、射出装置移動台５２により支持され、この射出装置移動台５２は不図示の進退駆動部により、前進位置（ノズルタッチ位置）又は後退位置（ノズルタッチ解除位置）に選択的に変位する。また、射出装置移動台５２上における型締装置Ｍｃ側の端部には、加熱筒支持盤５３を起設するとともに、反対側の端部には、駆動部支持盤５４を起設し、さらに、加熱筒支持盤５３と駆動部支持盤５４間には、複数のタイバー５５…を架設する。そして、このタイバー５５…により可動盤５６をスライド自在に支持する。
【００１３】
一方、加熱筒支持盤５３の前面には加熱筒５７の後端を取付ける。この加熱筒５７は、前端に射出ノズル５８を有するとともに、後部にホッパ５９を備える。また、加熱筒５７の内部にはスクリュ２ｓ（可動部２）を挿入し、このスクリュ２ｓの後端は、可動盤５６に設けた回動支持部６０に回動自在に結合する。可動盤５６には、計量用のサーボモータ６１を取付けるとともに、このサーボモータ６１の回転軸に取付けた駆動プーリ６２とスクリュ２ｓの後端に取付けた被動プーリ６３間にはエンドレスベルト６４を架け渡すことにより、計量用の駆動部６５を構成する。
【００１４】
他方、駆動部支持盤５４の後面には、スクリュ２ｓを進退移動させる駆動部３を構成する左右一対の射出用のサーボモータ３ｘ，３ｙを取付ける。そして、各サーボモータ３ｘ，３ｙの回転軸６６ｘ，６６ｙと可動盤５６は、ボールねじ機構６７ｘ，６７ｙにより結合する。具体的には、可動盤５６の後面に、左右一対のナット部６８ｘ，６８ｙを固定するとともに、各サーボモータ３ｘ，３ｙの回転軸６６ｘ，６６ｙに、各ナット部６８ｘ，６８ｙに螺合するボールねじ６９ｘ，６９ｙの後端を結合する。なお、各回転軸６６ｘ，６６ｙは、駆動部支持盤５４に取付けたベアリング７０ｘ，７０ｙにより支持されるとともに、ナット部６８ｘ，６８ｙに対応する可動盤５６の位置には、ボールねじ６９ｘ，６９ｙが挿通可能な挿通孔７１ｘ，７１ｙを貫通形成する。その他、図３中、７２は型締装置Ｍｃの固定盤，７３は固定盤７２に取付けた固定型をそれぞれ示す。
【００１５】
次に、本実施例に係る駆動制御装置１の構成について、図１及び図２を参照して具体的に説明する。
【００１６】
駆動制御装置１は、図２に示すように、各サーボモータ３ｘ，３ｙにそれぞれ接続する一対のサーボアンプ２１ｘ，２１ｙを備える。したがって、サーボモータ３ｘ，３ｙは駆動制御装置１の一部を構成する。各サーボアンプ２１ｘ，２１ｙの出力側は各サーボモータ３ｘ，３ｙにそれぞれ接続するとともに、各サーボモータ３ｘ，３ｙに付設し、各サーボモータ３ｘ，３ｙの回転速度（回転数）を検出するロータリエンコーダ２２ｘ，２２ｙは、サーボアンプ２１ｘ，２１ｙにそれぞれ接続する。また、各サーボアンプ２１ｘ，２１ｙの入力側は、同期回路９の出力側に接続するとともに、この同期回路９の入力側は、コントローラ２３に接続する。この場合、サーボモータ３ｘ，サーボアンプ２１ｘ，ロータリエンコーダ２２ｘ及び同期回路９の一部は、第一制御系Ｃｘを構成するとともに、サーボモータ３ｙ，サーボアンプ２１ｙ，ロータリエンコーダ２２ｙ及び同期回路９の一部は、第二制御系Ｃｙを構成する。
【００１７】
図１に、同期回路９及びサーボアンプ２１ｘ，２１ｙの具体的構成を示す。なお、コントローラ２３からは、同期回路９に対して、少なくとも位置の目標値Ｄｏが付与されるとともに、速度の指令値を得るための速度指令オフセット値Ｆｘ，Ｆｙが付与される。
【００１８】
一方、同期回路９には、第一制御系Ｃｘと第二制御系Ｃｙが含まれる。第一制御系Ｃｘは、ロータリエンコーダ２２ｘから得る駆動位置の検出値（第一検出値Ｄｘ）と目標値Ｄｏ間の偏差を検出する位置偏差検出部３１ｘと、この位置偏差検出部３１ｘから出力する偏差値Ｄｘｅを比例定数（Ｐ定数）により補償する位置補償部１１ｘと、この位置補償部１１ｘの出力値Ｓｘｉに速度指令オフセット値Ｆｘを加算するオフセット値加算部３２ｘと、このオフセット値加算部３２ｘの出力値Ｓｘ（制御値）から後述する同期用補正値Ｓｅを減算する減算部７を備える。
【００１９】
同様に、第二制御系Ｃｙは、ロータリエンコーダ２２ｙから得る駆動位置の検出値（第二検出値Ｄｙ）と目標値Ｄｏ間の偏差を検出する位置偏差検出部３１ｙと、この位置偏差検出部３１ｙから出力する偏差値Ｄｙｅを比例定数（Ｐ定数）により補償する位置補償部１１ｙと、この位置補償部１１ｙの出力値Ｓｙｉに速度指令オフセット値Ｆｙを加算するオフセット値加算部３２ｙと、このオフセット値加算部３２ｙの出力値Ｓｙ（制御値）に後述する同期用補正値Ｓｅを加算する加算部８を備える。
【００２０】
さらに、同期回路９には、第一検出値Ｄｘから第二検出値Ｄｙを減算して偏差値Ｅを得る偏差検出部５と、この偏差値Ｅを比例積分定数（ＰＩ定数）により補償する補償部６を備える。そして、この補償部６から出力する同期用補正値Ｓｅは、第一制御系Ｃｘにおける減算部７及び第二制御系Ｃｙにおける加算部８に付与される。
【００２１】
一方、第一制御系Ｃｘに備えるサーボアンプ２１ｘは、入力側から、減算部７の出力値Ｖｘｏが付与される速度偏差検出部３３ｘと、ロータリエンコーダ２２ｘから得る第一検出値Ｄｘを時間により微分して速度の検出値Ｖｘｄを得、この検出値Ｖｘｄを速度偏差検出部３３ｘに付与する速度変換部３４ｘと、速度偏差検出部３３ｘから出力する速度偏差値Ｖｘｅを比例積分定数（ＰＩ定数）により補償する速度補償部３５ｘを有する速度のフィードバック制御系を備えるとともに、速度補償部３５ｘの出力値Ｋｘが入力し、かつ電流偏差検出部３６ｘ及びこの電流偏差検出部３６ｘから出力する偏差値を比例積分定数（ＰＩ定数）により補償する電流補償部３７ｘを有する電流のフィードバック制御系を備え、この電流補償部３７ｘの出力部はサーボモータ３ｘに接続する。
【００２２】
また、第二制御系Ｃｙに備えるサーボアンプ２１ｙは、入力側から、加算部８の出力値Ｖｙｏが付与される速度偏差検出部３３ｙと、ロータリエンコーダ２２ｙから得る第二検出値Ｄｙを時間により微分して速度の検出値Ｖｙｄを得、この検出値Ｖｙｄを速度偏差検出部３３ｙに付与する速度変換部３４ｙと、速度偏差検出部３３ｙから出力する速度偏差値Ｖｙｅを比例積分定数（ＰＩ定数）により補償する速度補償部３５ｙを有する速度のフィードバック制御系を備えるとともに、速度補償部３５ｙの出力値Ｋｙが入力し、かつ電流偏差検出部３６ｙ及びこの電流偏差検出部３６ｙから出力する偏差値を比例積分定数（ＰＩ定数）により補償する電流補償部３７ｙを有する電流のフィードバック制御系を備え、この電流補償部３７ｙの出力部はサーボモータ３ｙに接続する。
【００２３】
次に、本実施例に係る駆動制御装置１の動作、特に射出工程における動作について、各図を参照して説明する。
【００２４】
射出工程では、予め設定された速度指令値によりスクリュ２ｓが前進移動する。この際における第一制御系Ｃｘの基本動作は次のようになる。まず、コントローラ２３から速度指令オフセット値Ｆｘが付与されるとともに、位置の指令値Ｄｏが位置偏差検出部３１ｘに付与される。一方、ロータリエンコーダ２２ｘから得る第一検出値Ｄｘは、位置偏差検出部３１ｘに付与され、位置偏差検出部３１ｘからは、第一検出値Ｄｘと目標値Ｄｏ間の偏差値Ｄｘｅが得られる。そして、偏差値Ｄｘｅは、位置補償部１１ｘにおける比例定数（Ｐ定数）により補償される。これにより、補償された出力値Ｓｘｉが得られるため、基本的には、この出力値Ｓｘｉの大きさに基づいて第一制御系Ｃｘにおける位置のフィードバック制御が行われる。
【００２５】
また、出力値Ｓｘｉは、オフセット値加算部３２ｘに付与され、このオフセット値加算部３２ｘで、出力値Ｓｘｉに対して速度指令オフセット値Ｆｘが加算される。これにより、オフセット値加算部３２ｘからは出力値Ｓｘを得る。この出力値Ｓｘは、減算部７を無視した場合、サーボアンプ２１ｘの速度偏差検出部３３ｘに付与される速度の指令値となる。一方、第一検出値Ｄｘは速度変換部３４ｘに付与され、この速度変換部３４ｘにより速度の検出値Ｖｘｄに変換されるとともに、この速度の検出値Ｖｘｄが速度偏差検出部３３ｘに付与されるため、速度偏差検出部３３ｘからは、速度の指令値と検出値Ｖｘｄ間の速度偏差値Ｖｘｅが得られる。この速度偏差値Ｖｘｅは、速度補償部３５ｘにおける比例積分定数（ＰＩ定数）により補償され、この速度補償部３５ｘからは補償された出力値Ｋｘが得られる。よって、基本的には、この出力値Ｋｘの大きさに基づいて第一制御系Ｃｘにおける速度のフィードバック制御が行われる。さらに、出力値Ｋｘは、電流偏差検出部３６ｘ及び電流補償部３７ｘを有する電流のフィードバック制御系（マイナループ）を介して出力し、サーボモータ３ｘに対する基本的なサーボ制御が行われる。
【００２６】
他方、第二制御系Ｃｙの基本動作も第一制御系Ｃｘと同様に行われる。まず、コントローラ２３から速度指令オフセット値Ｆｙ（通常、Ｆｙ＝Ｆｘ）が付与されるとともに、位置の指令値Ｄｏが位置偏差検出部３１ｙに付与される。一方、ロータリエンコーダ２２ｙから得る第二検出値Ｄｙは、位置偏差検出部３１ｙに付与され、位置偏差検出部３１ｙからは、第二検出値Ｄｙと目標値Ｄｏ間の偏差値Ｄｙｅが得られる。そして、偏差値Ｄｙｅは、位置補償部１１ｙにおける比例定数（Ｐ定数）により補償される。これにより、補償された出力値Ｓｙｉが得られるため、この出力値Ｓｙｉの大きさに基づいて第二制御系Ｃｙにおける位置のフィードバック制御が行われる。
【００２７】
また、出力値Ｓｙｉは、オフセット値加算部３２ｙに付与され、このオフセット値加算部３２ｙで、出力値Ｓｙｉに対して速度指令オフセット値Ｆｙが加算される。これにより、オフセット値加算部３２ｙからは出力値Ｓｙを得る。この出力値Ｓｙは、加算部８を無視した場合、サーボアンプ２１ｙの速度偏差検出部３３ｙに付与される速度の指令値となる。一方、第二検出値Ｄｙは速度変換部３４ｙに付与され、この速度変換部３４ｙにより速度の検出値Ｖｙｄに変換されるとともに、この速度の検出値Ｖｙｄが速度偏差検出部３３ｙに付与されるため、速度偏差検出部３３ｙからは、速度の指令値と検出値Ｖｙｄ間の速度偏差値Ｖｙｅが得られる。この速度偏差値Ｖｙｅは、速度補償部３５ｙにおける比例積分定数（ＰＩ定数）により補償され、この速度補償部３５ｙからは補償された出力値Ｋｙが得られる。よって、基本的には、この出力値Ｋｙの大きさに基づいて第二制御系Ｃｙにおける速度のフィードバック制御が行われる。さらに、出力値Ｋｙは、電流偏差検出部３６ｙ及び電流補償部３７ｙを有する電流のフィードバック制御系（マイナループ）を介して出力し、サーボモータ３ｙに対する基本的なサーボ制御が行われる。
【００２８】
このように、第一制御系Ｃｘ及び第二制御系Ｃｙは、それぞれ独立した系で位置，速度及び電流に対するフィードバック制御が行われ、位置の指令値Ｄｏ及び速度の指令値（位置指令オフセット値Ｆｘ，Ｆｙ）に一致するように制御が行われる。
【００２９】
一方、同期回路９により、各サーボモータ３ｘ，３ｙによる駆動位置が一致するように同期の確立が行われる。まず、偏差検出部５の非反転入力部には、ロータリエンコーダ２２ｘから得る第一検出値Ｄｘが付与されるとともに、偏差検出部５の反転入力部には、ロータリエンコーダ２２ｙから得る第二検出値Ｄｙが付与される。これにより、偏差検出部５の出力部からは、第一検出値Ｄｘから第二検出値Ｄｙを減算した偏差値Ｅが得られる。また、この偏差値Ｅは補償部６に付与され、補償部６における比例積分定数（ＰＩ定数）により補償される。
【００３０】
よって、補償部６からは補償された同期用補正値Ｓｅが得られるため、この同期用補正値Ｓｅは、第一制御系Ｃｘの減算部７及び第二制御系Ｃｙの加算部８に対して同時に付与される。この結果、減算部７では、オフセット値加算部３２ｘの出力値Ｓｘ（制御値）から同期用補正値Ｓｅが減算されるとともに、加算部８では、オフセット値加算部３２ｙの出力値Ｓｙ（制御値）に同期用補正値Ｓｅが加算される。したがって、例えば、第一検出値Ｄｘに対して第二検出値Ｄｙが小さくなる方向に同期が大きく外れても、同期用補正値Ｓｅにより、第一制御系Ｃｘの制御値（Ｓｘ）は小さくなる方向に補正され、かつ第二制御系Ｃｙの制御値（Ｓｙ）は大きくなる方向に補正されるため、一方のサーボモータ３ｙ（又は３ｘ）の絶対制御量が大きくなってしまう不具合が解消され、制御動作の十分な応答性と安定性が確保される。
【００３１】
以上、実施例について詳細に説明したが、本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、細部の構成，形状，数量等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更，追加，削除することができる。
【００３２】
例えば、実施例は、一対のサーボモータ３ｘ，３ｙを用いた場合を示したが、三台以上のサーボモータ３ｘ…を用いた場合でも同様に実施できる。この場合、例えば、三台のサーボモータ３ｘ，３ｙ，３ｚを用いれば、一対のサーボモータ３ｘ，３ｙ、一対のサーボモータ３ｙ，３ｚ、さらには一対のサーボモータ３ｘ，３ｚの複数組により同様に実施できる。また、可動部２としてスクリュ２ｓを例示したが、型締装置Ｍｃ側における可動盤等、他の可動部にも同様に適用することができる。
【００３３】
【発明の効果】
このように、本発明に係る電動射出成形機の駆動制御装置は、スクリュを駆動する一対のサーボモータを含む駆動部と、一方のサーボモータによる駆動位置の第一検出値のみと位置の目標値間の偏差値を得、この偏差値に基づいて一方のサーボモータに対する位置のフィードバック制御を行う第一制御系と、他方のサーボモータによる駆動位置の第二検出値のみと目標値間の偏差値を得、この偏差値に基づいて他方のサーボモータに対する位置のフィードバック制御を行う第二制御系と、各駆動位置を同期させる同期部を備える駆動制御装置であって、第一検出値から第二検出値を減算して偏差値を得る偏差検出部と、この偏差値を補償する補償部と、この補償部から出力する同期用補正値を、第一検出値と目標値間の偏差値を補償する補償部の出力値から減算する減算部と、同期用補正値を、第二検出値と目標値間の偏差値を補償する補償部の出力値に加算する加算部とを有する同期回路を備えるため、複数のサーボモータにおける絶対制御量を小さくすることができ、たとえ同期が大きく外れた場合であっても、制御動作の十分な応答性と安定性を確保できる。したがって、特に、高応答性と高安定性が要求される射出用のサーボモータに用いて好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る好適な実施例に係る駆動制御装置の具体的構成図、
【図２】同駆動制御装置を備える電動射出成形機の一部を示す平面構成図、
【図３】同駆動制御装置を備える電動射出成形機の一部を示す側面構成図、
【符号の説明】
１駆動制御装置
２可動部
２ｓスクリュ
３駆動部
３ｘサーボモータ
３ｙサーボモータ
４同期部
５偏差検出部
６補償部
７減算部
８加算部
９同期回路
１１ｘ補償部
１１ｙ補償部
Ｃｘ第一制御系
Ｃｙ第二制御系
Ｄｘ第一検出値
Ｄｙ第二検出値
Ｄｏ目標値
Ｄｘｅ偏差値
Ｄｙｅ偏差値
Ｓｅ同期用補正値
Ｓｘ出力値
Ｓｙ出力値
Ｍ電動射出成形機
Ｅ偏差値[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a drive control device for an electric injection molding machine suitable for use in driving a common movable part by a drive part including a pair of servo motors.
[0002]
[Prior art and problems]
2. Description of the Related Art Conventionally, an electric injection molding machine that drives a common movable part by a drive part including a plurality of servo motors is known.
[0003]
By the way, this type of electric injection molding machine can be driven by combining multiple servo motors when the target drive force cannot be secured with a single servo motor or when the single servo motor is expensive. The purpose is to increase the driving force of the entire unit or to reduce the cost, but on the other hand, since multiple servo motors are used, it is important how to establish synchronization between each servo motor. It becomes a problem.
[0004]
Conventionally, as a means for synchronizing a plurality of servo motors, a synchronizing device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-117790 is known. This apparatus mechanically establishes synchronization by bridging a timing belt between a plurality of pulleys that are respectively rotated by a plurality of servo motors. On the other hand, since such mechanical means have limitations in responsiveness and accuracy, a drive control device that establishes synchronization of a plurality of servo motors by electrical means is also known in Japanese Patent No. 2681895. . This device maintains the rotational speed of one of the plurality of electric motors at a set rotational speed, and synchronizes with the rotational speed of the one electric motor so that the rotational speed of the other electric motor is the same as the rotational speed of the one electric motor. It controls to become equal.
[0005]
However, in the conventional drive control device that establishes synchronization by such an electrical means, in order to synchronize the rotation speed of one electric motor (servo motor) by following the rotation speed of another electric motor, The absolute control amount of the other motors is larger than that of one motor. In particular, when the synchronization is greatly lost, there is a drawback that the response and stability of the control operation are greatly impaired.
[0006]
The present invention solves such a problem in the prior art, and reduces the absolute control amount in a plurality of servo motors, so that a sufficient response of the control operation can be obtained even when the synchronization is greatly lost. It is an object of the present invention to provide a drive control device for an electric injection molding machine that can ensure safety and stability.
[0007]
[Means for Solving the Problems and Embodiments]
The present invention includes a drive unit 3 including a pair of servo motors 3x and 3y for driving a screw 2s serving as a movable unit 2, a detection value (first detection value) Dx of a drive position by one servo motor 3x, and a position A first control system Cx that obtains a deviation value Dxe between the target values Do and performs position feedback control on one servomotor 3x based on the deviation value Dxe, and a detection value (first value) of the drive position by the other servomotor 3y. (Two detection values) A deviation value Dye between only Dy and the target value Do is obtained, and each drive position is synchronized with a second control system Cy that performs position feedback control on the other servomotor 3y based on this deviation value Dye. When configuring the drive control device 1 of the electric injection molding machine M including the synchronization unit 4, the deviation detection unit 5 that obtains the deviation value E by subtracting the second detection value Dy from the first detection value Dx; The compensation unit 6 that compensates the deviation value E, and the synchronization correction value Se that is output from the compensation unit 6 are derived from the output value Sx of the compensation unit 11x that compensates the deviation value Dxe between the first detection value Dx and the target value Do. A synchronizing circuit 9 having a subtracting unit 7 for subtracting, and an adding unit 8 for adding the synchronization correction value Se to the output value Sy of the compensating unit 11y for compensating for the deviation value Dye between the second detection value Dy and the target value Do. It is characterized by providing.
[0008]
Thereby, in the drive control device 1 according to the present invention, the deviation detection unit 5 obtains the deviation value E obtained by subtracting the second detection value Dy from the first detection value Dx. As a result of the compensation, the synchronization correction value Se is obtained. On the other hand, the synchronization correction value Se is simultaneously given to the first control system Cx and the second control system Cy. The subtraction unit 7 subtracts the synchronization correction value Se from the output value Sx (control value of the first control system Cx) of the compensation unit 11x that compensates for the deviation value Dxe between the first detection value Dx and the target value Do. At the same time, the addition unit 8 adds the correction value Se for synchronization to the output value Sy (control value of the second control system Cy) of the compensation unit 11y that compensates for the deviation value Dye between the second detection value Dy and the target value Do. Is done.
[0009]
As a result, for example, even if the synchronization is greatly deviated in the direction in which the second detection value Dy decreases with respect to the first detection value Dx, the output value Sx is corrected in the direction in which the output value Sx decreases by the synchronization correction value Se, and the output Since the value Sy is corrected in the increasing direction, the problem that the absolute control amount of one of the servomotors 3y (or 3x) increases is solved, and sufficient responsiveness and stability of the control operation are ensured.
[0010]
【Example】
Next, preferred embodiments according to the present invention will be given and described in detail with reference to the drawings.
[0011]
First, a schematic configuration of the electric injection molding machine M including the drive control device 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
[0012]
The electric injection molding machine M includes an injection device Mi and a mold clamping device Mc disposed on the upper surface of the machine base 51. The injection device Mi is supported by an injection device moving table 52, and this injection device moving table 52 is selectively displaced to a forward position (nozzle touch position) or a reverse position (nozzle touch release position) by an advance / retreat driving unit (not shown). To do. A heating cylinder support plate 53 is provided at the end of the mold clamping device Mc on the injection device moving base 52, and a drive unit support plate 54 is provided at the opposite end. A plurality of tie bars 55 are installed between the heating cylinder support plate 53 and the drive unit support plate 54. The movable plate 56 is slidably supported by the tie bars 55.
[0013]
On the other hand, the rear end of the heating cylinder 57 is attached to the front surface of the heating cylinder support board 53. The heating cylinder 57 has an injection nozzle 58 at the front end and a hopper 59 at the rear. A screw 2 s (movable part 2) is inserted into the heating cylinder 57, and the rear end of the screw 2 s is rotatably coupled to a rotation support part 60 provided on the movable plate 56. A servo motor 61 for weighing is attached to the movable plate 56, and an endless belt 64 is bridged between a driving pulley 62 attached to the rotating shaft of the servo motor 61 and a driven pulley 63 attached to the rear end of the screw 2s. Thereby, the drive part 65 for measurement is comprised.
[0014]
On the other hand, a pair of left and right injection servomotors 3x and 3y constituting the drive unit 3 for moving the screw 2s back and forth are attached to the rear surface of the drive unit support board 54. The rotation shafts 66x and 66y of the servo motors 3x and 3y and the movable plate 56 are coupled by ball screw mechanisms 67x and 67y. Specifically, a pair of left and right nut portions 68x and 68y are fixed to the rear surface of the movable platen 56, and balls that are screwed to the rotation shafts 66x and 66y of the servo motors 3x and 3y are screwed into the nut portions 68x and 68y. The rear ends of the screws 69x and 69y are joined. The rotary shafts 66x and 66y are supported by bearings 70x and 70y attached to the drive unit support plate 54, and ball screws 69x and 69y are provided at the positions of the movable plate 56 corresponding to the nut portions 68x and 68y. Insertable insertion holes 71x and 71y are formed through. In addition, in FIG. 3, 72 indicates a fixed plate of the mold clamping device Mc, and 73 indicates a fixed die attached to the fixed plate 72.
[0015]
Next, the configuration of the drive control device 1 according to the present embodiment will be specifically described with reference to FIGS. 1 and 2.
[0016]
As shown in FIG. 2, the drive control device 1 includes a pair of servo amplifiers 21x and 21y connected to the servomotors 3x and 3y, respectively. Therefore, the servo motors 3x and 3y constitute a part of the drive control device 1. The output side of each servo amplifier 21x, 21y is connected to each servo motor 3x, 3y, and is attached to each servo motor 3x, 3y to detect the rotational speed (number of rotations) of each servo motor 3x, 3y. 22x and 22y are connected to servo amplifiers 21x and 21y, respectively. The input side of each servo amplifier 21x, 21y is connected to the output side of the synchronizing circuit 9, and the input side of the synchronizing circuit 9 is connected to the controller 23. In this case, the servo motor 3x, the servo amplifier 21x, the rotary encoder 22x, and a part of the synchronization circuit 9 constitute the first control system Cx, and one of the servo motor 3y, the servo amplifier 21y, the rotary encoder 22y, and the synchronization circuit 9. The unit constitutes the second control system Cy.
[0017]
FIG. 1 shows a specific configuration of the synchronization circuit 9 and the servo amplifiers 21x and 21y. From the controller 23, at least a position target value Do is given to the synchronization circuit 9, and speed command offset values Fx and Fy for obtaining a speed command value are given.
[0018]
On the other hand, the synchronization circuit 9 includes a first control system Cx and a second control system Cy. The first control system Cx detects a deviation between the detected value (first detected value Dx) of the drive position obtained from the rotary encoder 22x and the target value Do, and outputs from the position deviation detector 31x. A position compensation unit 11x that compensates the deviation value Dxe with a proportional constant (P constant), an offset value addition unit 32x that adds the speed command offset value Fx to the output value Sxi of the position compensation unit 11x, and the offset value addition unit 32x Is provided with a subtracting section 7 for subtracting a synchronization correction value Se described later from the output value Sx (control value).
[0019]
Similarly, the second control system Cy includes a position deviation detection unit 31y that detects a deviation between the detection value (second detection value Dy) of the drive position obtained from the rotary encoder 22y and the target value Do, and the position deviation detection unit 31y. The position compensation unit 11y that compensates the deviation value Dye output from the proportional constant (P constant), the offset value addition unit 32y that adds the speed command offset value Fy to the output value Syi of the position compensation unit 11y, and the offset value An adding unit 8 is provided that adds a synchronization correction value Se described later to the output value Sy (control value) of the adding unit 32y.
[0020]
Further, the synchronization circuit 9 includes a deviation detection unit 5 that obtains a deviation value E by subtracting the second detection value Dy from the first detection value Dx, and compensation that compensates the deviation value E with a proportional integral constant (PI constant). Part 6 is provided. The synchronization correction value Se output from the compensation unit 6 is given to the subtraction unit 7 in the first control system Cx and the addition unit 8 in the second control system Cy.
[0021]
On the other hand, the servo amplifier 21x provided in the first control system Cx differentiates, from the input side, the speed deviation detection unit 33x to which the output value Vxo of the subtraction unit 7 is applied and the first detection value Dx obtained from the rotary encoder 22x by time. Thus, a speed detection value Vxd is obtained, and a speed conversion unit 34x that applies the detection value Vxd to the speed deviation detection unit 33x, and a speed deviation value Vxe that is output from the speed deviation detection unit 33x are expressed by a proportional integral constant (PI constant). A speed feedback control system having a speed compensation unit 35x for compensation is provided, and the output value Kx of the speed compensation unit 35x is input, and the current deviation detection unit 36x and the deviation value output from the current deviation detection unit 36x are proportionally integrated. A current feedback control system having a current compensation unit 37x that compensates by a constant (PI constant) is provided, and an output of the current compensation unit 37x It is connected to the servo motor 3x.
[0022]
The servo amplifier 21y provided in the second control system Cy differentiates from the input side the speed deviation detector 33y to which the output value Vyo of the adder 8 is given and the second detection value Dy obtained from the rotary encoder 22y by time. Thus, a speed detection value Vyd is obtained, and the speed conversion unit 34y that applies the detection value Vyd to the speed deviation detection unit 33y, and the speed deviation value Vye output from the speed deviation detection unit 33y are expressed by a proportional integral constant (PI constant). A speed feedback control system having a speed compensation unit 35y for compensation is provided, and the output value Ky of the speed compensation unit 35y is input, and the current deviation detection unit 36y and the deviation value output from the current deviation detection unit 36y are proportionally integrated. A current feedback control system having a current compensation unit 37y that compensates by a constant (PI constant) is provided, and an output of the current compensation unit 37y It is connected to the servo motor 3y.
[0023]
Next, the operation of the drive control apparatus 1 according to the present embodiment, particularly the operation in the injection process, will be described with reference to each drawing.
[0024]
In the injection process, the screw 2s moves forward by a preset speed command value. The basic operation of the first control system Cx at this time is as follows. First, the speed command offset value Fx is given from the controller 23, and the position command value Do is given to the position deviation detector 31x. On the other hand, the first detection value Dx obtained from the rotary encoder 22x is given to the position deviation detector 31x, and the deviation value Dxe between the first detection value Dx and the target value Do is obtained from the position deviation detector 31x. The deviation value Dxe is compensated by a proportional constant (P constant) in the position compensation unit 11x. As a result, a compensated output value Sxi is obtained, and basically position feedback control in the first control system Cx is performed based on the magnitude of the output value Sxi.
[0025]
The output value Sxi is given to the offset value adding unit 32x, and the offset value adding unit 32x adds the speed command offset value Fx to the output value Sxi. Thereby, the output value Sx is obtained from the offset value adding unit 32x. This output value Sx is a speed command value given to the speed deviation detector 33x of the servo amplifier 21x when the subtractor 7 is ignored. On the other hand, the first detection value Dx is given to the speed conversion unit 34x, and is converted into the speed detection value Vxd by the speed conversion unit 34x, and this speed detection value Vxd is given to the speed deviation detection unit 33x. From the speed deviation detector 33x, a speed deviation value Vxe between the speed command value and the detected value Vxd is obtained. The speed deviation value Vxe is compensated by a proportional integral constant (PI constant) in the speed compensation unit 35x, and a compensated output value Kx is obtained from the speed compensation unit 35x. Therefore, basically, speed feedback control in the first control system Cx is performed based on the magnitude of the output value Kx. Further, the output value Kx is output through a current feedback control system (minor loop) having a current deviation detector 36x and a current compensator 37x, and basic servo control is performed on the servo motor 3x.
[0026]
On the other hand, the basic operation of the second control system Cy is performed in the same manner as the first control system Cx. First, a speed command offset value Fy (usually Fy = Fx) is given from the controller 23, and a position command value Do is given to the position deviation detector 31y. On the other hand, the second detection value Dy obtained from the rotary encoder 22y is given to the position deviation detection unit 31y, and the deviation value Dye between the second detection value Dy and the target value Do is obtained from the position deviation detection unit 31y. The deviation value Dye is compensated by a proportional constant (P constant) in the position compensation unit 11y. As a result, a compensated output value Syi is obtained, and position feedback control in the second control system Cy is performed based on the magnitude of the output value Syi.
[0027]
The output value Syi is given to the offset value adding unit 32y, and the offset value adding unit 32y adds the speed command offset value Fy to the output value Syi. Thereby, the output value Sy is obtained from the offset value adding unit 32y. The output value Sy is a speed command value given to the speed deviation detector 33y of the servo amplifier 21y when the adder 8 is ignored. On the other hand, the second detection value Dy is provided to the speed conversion unit 34y, and is converted into the speed detection value Vyd by the speed conversion unit 34y, and the speed detection value Vyd is provided to the speed deviation detection unit 33y. From the speed deviation detector 33y, a speed deviation value Vye between the speed command value and the detected value Vyd is obtained. This speed deviation value Vye is compensated by a proportional integral constant (PI constant) in the speed compensator 35y, and a compensated output value Ky is obtained from the speed compensator 35y. Therefore, basically, speed feedback control is performed in the second control system Cy based on the magnitude of the output value Ky. Further, the output value Ky is output via a current feedback control system (minor loop) having a current deviation detector 36y and a current compensator 37y, and basic servo control is performed on the servo motor 3y.
[0028]
In this way, the first control system Cx and the second control system Cy are feedback systems for position, speed, and current in independent systems, respectively, and the position command value Do and the speed command value (position command offset value Fx). , Fy).
[0029]
On the other hand, synchronization is established by the synchronization circuit 9 so that the drive positions of the servo motors 3x and 3y coincide. First, the first detection value Dx obtained from the rotary encoder 22x is given to the non-inverting input unit of the deviation detection unit 5, and the second detection value obtained from the rotary encoder 22y is given to the inverting input unit of the deviation detection unit 5. Dy is given. Thereby, from the output part of the deviation detection part 5, the deviation value E which subtracted the 2nd detection value Dy from the 1st detection value Dx is obtained. The deviation value E is given to the compensation unit 6 and compensated by a proportional integral constant (PI constant) in the compensation unit 6.
[0030]
Therefore, since the compensated synchronization correction value Se is obtained from the compensation unit 6, the synchronization correction value Se is supplied to the subtraction unit 7 of the first control system Cx and the addition unit 8 of the second control system Cy. Granted at the same time. As a result, the subtraction unit 7 subtracts the synchronization correction value Se from the output value Sx (control value) of the offset value addition unit 32x, and the addition unit 8 outputs the output value Sy (control value) of the offset value addition unit 32y. ) Is added with the correction value Se for synchronization. Therefore, for example, even if the synchronization is greatly deviated in the direction in which the second detection value Dy decreases with respect to the first detection value Dx, the control value (Sx) of the first control system Cx is decreased by the synchronization correction value Se. Since the correction value is corrected in the direction and the control value (Sy) of the second control system Cy is corrected in the increasing direction, the problem that the absolute control amount of one servo motor 3y (or 3x) becomes large is solved, Sufficient responsiveness and stability of the control operation are ensured.
[0031]
The embodiment has been described in detail above, but the present invention is not limited to such an embodiment, and the detailed configuration, shape, quantity, and the like are arbitrarily changed without departing from the gist of the present invention. Can be added or deleted.
[0032]
For example, the embodiment shows the case where a pair of servo motors 3x and 3y is used, but the same can be applied to the case where three or more servo motors 3x are used. In this case, for example, if three servo motors 3x, 3y, 3z are used, a pair of servo motors 3x, 3y, a pair of servo motors 3y, 3z, and a plurality of pairs of servo motors 3x, 3z are similarly used. Can be implemented. Moreover, although the screw 2s was illustrated as the movable part 2, it can apply similarly to other movable parts, such as a movable board in the mold clamping device Mc side.
[0033]
【The invention's effect】
Thus, the drive control device for the electric injection molding machine according to the present invention includes a drive unit including a pair of servo motors for driving the screw, only the first detection value of the drive position by one servo motor, and the target value of the position. A first control system that performs position feedback control on one servo motor based on this deviation value, and a deviation value between the second detected value of the drive position by the other servo motor and the target value And a second control system that performs position feedback control on the other servomotor based on the deviation value, and a drive control device that includes a synchronization unit that synchronizes each drive position, and from the first detection value, A deviation detection unit that subtracts the detection value to obtain a deviation value, a compensation unit that compensates the deviation value, and a correction value for synchronization output from the compensation unit, and a deviation value between the first detection value and the target value are compensated Compensation A synchronization circuit having a subtracting unit that subtracts from the output value of the output and an adding unit that adds the correction value for synchronization to the output value of the compensation unit that compensates for the deviation value between the second detection value and the target value. The absolute control amount in the servo motor can be reduced, and even if the synchronization is greatly out of place, sufficient responsiveness and stability of the control operation can be ensured. Therefore, it is particularly suitable for use in an injection servo motor that requires high response and high stability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a specific configuration diagram of a drive control device according to a preferred embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a plan configuration diagram showing a part of an electric injection molding machine provided with the drive control device;
FIG. 3 is a side view showing a part of an electric injection molding machine provided with the drive control device;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Drive control apparatus 2 Movable part 2s Screw 3 Drive part 3x Servo motor 3y Servo motor 4 Synchronization part 5 Deviation detection part 6 Compensation part 7 Subtraction part 8 Addition part 9 Synchronization circuit 11x Compensation part 11y Compensation part Cx 1st control system Cy 1st Second control system Dx First detection value Dy Second detection value Do Target value Dxe Deviation value Dye Deviation value Se Synchronization correction value Sx Output value Sy Output value M Electric injection molding machine E Deviation value

Claims

スクリュを駆動する一対のサーボモータを含む駆動部と、一方のサーボモータによる駆動位置の検出値（第一検出値）のみと位置の目標値間の偏差値を得、この偏差値に基づいて前記一方のサーボモータに対する位置のフィードバック制御を行う第一制御系と、他方のサーボモータによる駆動位置の検出値（第二検出値）のみと前記目標値間の偏差値を得、この偏差値に基づいて前記他方のサーボモータに対する位置のフィードバック制御を行う第二制御系と、各駆動位置を同期させる同期部を備える電動射出成形機の駆動制御装置において、前記第一検出値から前記第二検出値を減算して偏差値を得る偏差検出部と、前記偏差値を補償する補償部と、この補償部から出力する同期用補正値を、前記第一検出値と前記目標値間の偏差値を補償する補償部の出力値から減算する減算部と、前記同期用補正値を、前記第二検出値と前記目標値間の偏差値を補償する補償部の出力値に加算する加算部とを有する同期回路を備えることを特徴とする電動射出成形機の駆動制御装置。 A drive unit including a pair of servo motors for driving the screw, and a deviation value between only a detection value (first detection value) of a drive position by one servo motor and a target value of the position are obtained, and based on this deviation value, A deviation value between the first control system that performs position feedback control on one servo motor, only the detection value (second detection value) of the drive position by the other servo motor and the target value is obtained, and based on this deviation value In the drive control device of the electric injection molding machine, comprising: a second control system that performs position feedback control with respect to the other servomotor; and a synchronizer that synchronizes each drive position. A deviation detection unit that subtracts the deviation value to obtain a deviation value, a compensation unit that compensates the deviation value, and a synchronization correction value that is output from the compensation unit, compensates for the deviation value between the first detection value and the target value A subtractor for subtracting from the output value of the compensation unit, and an adder for adding the synchronization correction value to the output value of the compensation unit for compensating for the deviation value between the second detection value and the target value. An electric injection molding machine drive control apparatus comprising a circuit.