JPH09174639A - 射出成形機における力のフィードバック制御方法 - Google Patents

射出成形機における力のフィードバック制御方法

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JPH09174639A
JPH09174639A JP33021696A JP33021696A JPH09174639A JP H09174639 A JPH09174639 A JP H09174639A JP 33021696 A JP33021696 A JP 33021696A JP 33021696 A JP33021696 A JP 33021696A JP H09174639 A JPH09174639 A JP H09174639A
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Tetsuaki Neko
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動サーボモータによる力のフィードバック
制御を正確に実行でき、かつ制御特性を容易に変更可能
な電動式射出成形機の制御方法を提供する。 【解決手段】 射出成形機を制御するプロセッサ11と
射出用サーボモータ2の駆動制御を行なうサーボ用プロ
セッサ13とを設ける。さらに、射出用サーボモータ2
で駆動されるスクリュー1に加わる圧力を検出する圧力
センサ4を設ける。該力センサ4からの検出信号をプロ
セッサ13にフィードバックする。別のプロセッサ11
から指令される圧力に上記力センサ4で検出された圧力
が一致するようにプロセッサ13が圧力のフィードバッ
ク制御する。射出成形機を制御するプロセッサ11とは
異なるサーボ用プロセッサ13で圧力フィードバック制
御するから応答性が良くなる。また、制御特性を容易に
変更することができ、制御対象に合わせて、最適なフィ
ードバック制御特性を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、型締や射出等の駆
動源に電動サーボモータを用いた電動式射出成形機の制
御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の電動式射出成形機においては、各
サーボモータに指令される移動指令に対し、位置制御ユ
ニットと速度制御ユニットとのハードウェアで構成され
るサーボ回路によって、サーボモータの位置,速度,ト
ルクを制御していた。
【0003】例えば、図2に従来の制御方式の例を示
す。100は射出成形機を制御する数値制御装置(以
下、NC装置という)で、該NC装置100はNC用の
マイクロプロセッサ(以下、CPUという)101とプ
ログラマブルマシンコントローラ(以下、PMCとい
う)用のCPU102を有しており、PMC用CPU1
02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ROM105が接続され、
また、データの一時記憶等に利用されるRAM112が
接続されている。NC用CPU101には射出成形機を
全体的に制御する管理プログラムを記憶したROM10
4及び射出用,クランプ用,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を駆動制御するサーボ回
路がサーボインターフェイス106を介して接続されて
いる。なお、この図2の例では射出用のサーボモータ
2、該サーボモータ2のサーボ回路107のみ図示して
いる。
【0004】また、108はバブルメモリやCMOSメ
モリで構成される不揮発性の共有RAMで、射出成形機
の各動作を制御するNCプログラム等を記憶するメモリ
部と各種設定値,パラメータをマクロ変数で記憶するマ
クロ変数用のメモリ部を有する。103はバスアービタ
コントローラ(以下、BACという)で、該BAC10
3にはNC用CPU101及びPMC用CPU102,
共有RAM108,入力回路109,出力回路110の
各バス115が接続され、該BAC103によって使用
するバスを制御するようになっている。
【0005】また、114はオペレータパネルコントロ
ーラ113を介してBAC103に接続されたCRT表
示装置付手動データ入力装置(以下、CRT/MDIと
いう)である。なお、111はNC用CPU101にバ
ス接続されたRAMでデータの一時記憶等に利用される
ものである。
【0006】図2の例では、射出成形機の射出軸に関す
るもの、即ちスクリュー1を駆動して射出させるための
射出用サーボモータ2、該射出用サーボモータに取付け
られ、該サーボモータの回転を検出しスクリュー位置を
検出するパルスコーダ3、及び射出用サーボモータ2の
回転を直線運動に変換し、スクリュー1をスクリュー軸
方向に移動させるためのプッシャープレートのスクリュ
ー軸のスラスト軸受部等に配設され、樹脂からスクリュ
ー1に加わる圧力を検出する圧力センサ4を示してお
り、他の型締軸,スクリュー回転軸,エジェクタ軸等は
省略している。そのため、NC装置100内のサーボ回
路107も射出用サーボモータ用のものだけを示し、他
の軸のサーボ回路は省略している。
【0007】上記サーボ回路107は、射出用サーボモ
ータ2に接続され、又、パルスコーダ3及び圧力センサ
4の出力もサーボ回路107に入力されている。又、出
力回路110からサーボ回路107には、射出用サーボ
モータ2の出力トルクを制御するためのトルクリミット
値が出力されるようになっている。
【0008】以上のような構成において、NC装置10
0は、共有RAM108に格納された射出成形機の各動
作を制御するNCプログラム及びROM105に格納さ
れているシーケンスプログラムにより、PMC用CPU
102がシーケンス制御を行いながら、NC用CPU1
01が射出成形機の各動作の制御を行うため、射出成形
機の各軸のサーボ回路107へサーボインターフェイス
106を介してパルス分配し、射出成形機を制御する。
【0009】各軸のサーボ回路は、サーボインターフェ
イス106を介して受けた分配パルスからパルスコーダ
3からのパルスを減じ、指令位置に対する現在のエラー
量を出力するエラーレジスタと、エラーレジスタの出力
をD/A変換し速度指令として出力するD/A変換器で
構成される位置制御ユニットと、該位置制御ユニットか
らの速度指令を受け、該速度指令と現在の速度(パルス
コーダ3の出力をF/V変換した出力により現在の速度
を検出する。又はタコゼネレータを設けてこのタコゼネ
レータの出力で現在の速度を検出するようにしてもよ
い)とを比較し、サーボモータに流す電流指令即ち、ト
ルク指令を出力する速度制御器、現在のサーボモータ2
に流れる電流と速度制御器から出力された電流指令を比
較し、サーボモータ2に流す電流を制御し、出力トルク
を制御する電流制御器、及び電力増幅器で構成される速
度制御ユニット等のハードウェア構成で構成されてい
る。
【0010】さらに、射出軸のように射出圧力や保圧,
背圧等を制御するために、サーボモータ2の出力トルク
を制御するために速度制御器から出力される電流指令に
対し、その値を所定値以下に制限し、トルクを制御しよ
うとする場合、速度制御器と電流制御器の間にトルクリ
ミット手段が挿入されており、出力回路110からの出
力によってそのトルクリミット値を制御するようになっ
ている。さらに、図2の例では、圧力センサ4で樹脂に
加わる圧力(樹脂に加わる圧力は反作用としてスクリュ
ー1に加わる)を検出し射出,保圧時に圧力フィードバ
ック制御を行う場合をも選択できるような構成を示して
おり、このときは、圧力センサ4で検出される圧力と出
力回路110から出力されるトルクリミット値とが比較
され、その差に応じサーボモータの出力トルクが制御さ
れるようになっている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の電動式射出成形機においては、射出成形機の各軸のサ
ーボモータを制御するサーボ回路は、位置制御ユニッ
ト,速度制御ユニットさらにはトルクリミット手段、圧
力フィードバック制御手段もハードウエアで構成されて
いるため、各軸毎のサーボモータ毎にこのハードウェア
のサーボ回路を必要とする。さらに、サーボ制御方式や
圧力フィードバック制御手段の特性を変更する場合に
は、回路定数(抵抗値等)や回路そのものを変更する必
要がある。又、トルクリミット値についても、出力回路
110を介してサーボ回路107に入力されているか
ら、このトルクリミット値の分解能(最少単位の大き
さ)も出力回路110の分解能(出力信号のビット数)
によって決まることとなり、自ずから、圧力制御の制御
単位も限定されることとなる。
【0012】そこで、本発明の目的は、電動サーボモー
タによる力のフィードバック制御を正確に実行でき、か
つフィードバック制御特性を容易に変更可能な電動式射
出成形機の制御方法を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は、射出成形機を
制御するプロセッサと電気サーボモータの駆動制御を行
なうサーボ用プロセッサとを設ける。さらに、上記可動
部に加わる力を検出する力センサを設ける。そして該力
センサからの検出信号をサーボ用プロセッサにフィード
バックし、上記射出成形機を制御するプロセッサから指
令される力と上記力センサで検出された力が一致するよ
うにサーボ用プロセッサが力のフィードバック制御する
ようにした。
【0014】
【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施例の要部ブ
ロック図で、図2と同様、射出成形機の射出軸について
図示し、型締軸,スクリュー回転軸等は図示していな
い。1はスクリュー,2はスクリューを軸方向に移動さ
せて樹脂を射出させる射出用サーボモータ,3は該射出
用サーボモータ2に取付けられたパルスコーダ,4は樹
脂に加わる圧力を検出する圧力センサ,5はシリンダ
で、これらは図2と同様である。
【0015】又、10は射出成形機を制御するためのN
C装置で、該NC装置10はNC用CPU11,PMC
用CPU12を有し、NC用CPU11には制御プログ
ラムを格納したROM17,及び、データの一時記憶等
に利用されるRAM18がバス25で結合され、又、P
MC用CPU12にはシーケンスプログラムを格納した
ROM19,データの一時記憶等に利用されるRAM2
0がバス25で結合されている。14はBACで、NC
プログラムや各種設定値を記憶する共有RAM15,及
び、上記NC用CPU11,PMC用CPU12がバス
25で接続され、該BAC14で使用するバスを制御す
るようになっている。又、該BAC14にはオペレータ
パネルコントローラ21を介してCRT/MDI22が
接続されている。以上の構成は、図2に示す従来の射出
成形機制御用のNC装置と同じであるが、NC用CPU
11によって各軸のサーボモータを駆動する方法及び構
成において相違がある。
【0016】13は射出成形機の各軸のサーボモータの
出力トルク,速度,位置の制御、即ち、サーボ制御用の
CPUで、該CPU13にはバス25でデータの一時記
憶に利用するRAM23,入出力回路24及びサーボ制
御用の制御プログラム等を記憶するサーボ共有RAM1
6が接続され、該サーボ共有RAM16にはNC用CP
U11とバス接続されている。
【0017】上記入出力回路24にはドライバ(D/A
変換器を含む)7を介して電力増幅器6が接続され、該
電力増幅器6の出力で射出用サーボモータ2を駆動する
ようになっている。又、入出力回路24には電力増幅器
6の出力、即ち、射出用サーボモータ2の駆動電流をA
/D変換器9で変換した駆動電流値データ、圧力センサ
4の出力をA/D変換器8でデジタル信号に変換した圧
力データ、及び、パルスコーダ3の出力が入力されるよ
うになっている。
【0018】なお、射出成形機の他の軸(型締軸,スク
リュー回転軸,エジェクタ軸等)についても、その駆動
源にサーボモータを使用しているときは、各サーボモー
タのための電力増幅器,ドライバ,サーボモータの駆動
電流をデジタル信号に変換するA/D変換器が各々設け
られ、入出力回路24には、ドライバ,A/D変換器及
び各サーボモータに取付けられたパルスコーダが接続さ
れている。
【0019】以上のような構成において、射出成形機を
稼動させると、NC装置10は、従来と同様、PMC用
CPU12がROM19に格納されたシーケンスプログ
ラムによりシーケンス制御を行い、NC用CPU11が
共有RAM15に格納されたNCプログラムによって、
射出成形機の各動作の制御を行い、各軸のサーボモータ
に対し移動指令を出力し、この移動指令はサーボ共有R
AM16に記憶される。
【0020】サーボ用CPU13は、この各軸毎の移動
指令に対し、各軸毎のサーボモータの位置制御,速度制
御,トルク制御を行うこととなるが、例えば、射出軸に
ついて移動指令がサーボ共有RAM16に入力される
と、サーボ用CPU13は、この移動指令値からパルス
コーダ3からのフィードバックパルスを計数する入出力
回路24内に設けられたカウンタの値を所定周期毎減算
し、現在の位置偏差量を求め、この位置偏差量と、上記
フィードバックパルスを計数するカウンタの値の変化値
によって求められるサーボモータ2の現在の速度との差
より、サーボモータ2への指令電流を求め、この指令電
流とA/D変換器9,入出力回路24を介して入力され
る現在のサーボモータの駆動電流値との差を入出力回路
24,ドライバ7を介して電力増幅器6に出力し、射出
用サーボモータ2を駆動することとなる。
【0021】この際、射出用サーボモータの出力トルク
を制限しトルク制御を行う場合は、ドライバ7に出力さ
れる駆動電流指令はプログラムで設定された値以下に保
持され、又、圧力センサ4で検出される樹脂圧によって
圧力フィードバック制御を行うときは、圧力センサ4の
出力をA/D変換器8でデジタル信号にした樹脂圧信号
と、プログラムで指令された圧力値の差がドライバ7に
出力されることとなる。なお、上記例では、射出軸につ
いて述べたが、他の軸についても同様な処理が行われ
る。
【0022】
【発明の効果】本発明は、射出成形機を制御するプロセ
ッサとは別のプロセッサによって力のフィードバック制
御を行なうようにしたから、制御対象の力の変動に対し
ても応答性が良くなり最適な力のフィードバック制御が
できる。また、プロセッサによってソフトウエアで力の
フィードバック制御を行なうから、そのフィードバック
特性の変更(ゲインの変更等)が容易になり、制御対象
(樹脂圧,背圧,型締圧等)に対応した最適な制御が可
能となる。又、射出成形機の可動部にかかる力を直接検
出してフィードバック制御するから、トルクリミット値
によってサーボモータの出力トルクを制限して力を制御
する場合と比較し、トルクリミット値の分解能に影響さ
れず最適な制御ができる。さらに、マイクロプロセッサ
で制御を行なうから前回の射出成形サイクルの状態に応
じて学習制御も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の要部ブロック図
【図2】従来の方式の要部ブロック図である。
【符号の説明】
1 スクリュー 2 射出用サーボモータ 3 パルスコーダ 4 圧力センサ 10 NC装置 13 サーボ用マイクロプロセッサ(サーボ用CPU) 16 サーボ共有RAM

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 射出成形機の可動部を駆動する駆動源を
    電気サーボモータで構成した電気式射出成形機におい
    て、射出成形機を制御するプロセッサと上記電気サーボ
    モータの駆動制御を行なうサーボ用プロセッサとを設け
    ると共に、上記可動部に加わる力を検出する力センサを
    設け、該力センサからの検出信号をサーボ用プロセッサ
    にフィードバックし、上記射出成形機を制御するプロセ
    ッサから指令される力と上記力センサで検出された力が
    一致するようにサーボ用プロセッサが力のフィードバッ
    ク制御を行なうことを特徴とする射出成形機における力
    のフィードバック制御方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011025416A (ja) * 2009-07-21 2011-02-10 Toshiba Mach Co Ltd 射出成形機

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