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    公开号:WO1990000468A1
    申请号:PCT/JP1989/000662
    申请日:1989-06-30
    公开日:1990-01-25
    发明作者:Masao Kamiguchi；Takayuki Taira；Noriaki Neko；Yuichi Hosoya
    申请人:Fanuc Ltd；
    IPC主号:B29C45-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] 電動式射出成形機の射出制御方法
    [0003] 技 術 分 野
    [0004] 本発明は、 電動式射出成形機の射出制御方法に関する < 背 景 技 術
    [0005] 成形品の種別によっては、 射出閎始時における射出速 度の立ち上がり を通常よ り も急峻にするこ とが望ま しい。 このため、 従来、 油圧式射出成形機では高圧の作動油を 大流量で供耠するためのアキュム レータを射出シリンダ に接続するようにしている。 また、 電動式射出成形機で は大出力でかつ低イナ一シャの射出用サーボモータを用 いている。 しかし、 アキュムレー タまたは大出力でかつ 低イナ一シャの射出用サ―ボモー タを備える射出成形機 はいずれも高価である。
    [0006] 発 明 の 開 示
    [0007] 本発明の目的は、 低廉な電動式射出成形機を用いた場 合にも射出速度を急峻に立ち上がらせるこ とが可能な、 電動式射出成形機の射出制御方法を提供することにある。
    [0008] 上記目的を達成するため、 本発明によれば、 射出制御 パラメ ー タの目標値と実際値との偏差に応じて射出サー ボモー タを駆動して射出動作を行う タイプの電動式射出 成形機に適用ざれる射出制御方法が提供され、 この射出 制御方法は、 射出制御の開始当初、 射出制御パラメータ の目標値を増大させる一方で、 射出サーボモー タの実質 的な駆動を阻止する工程 （ a ) と、 射出制御パラメータ の目標値と実際値との偏差が所定値に達したときに射出 サーボモータの駆動を開始する工程 （b〉 とを備える。 ' 上述のように、 本発明は、 射出制御開始当初、 射出サ ーボモータの駆動に関連する射出制御バラメータの目標 値を増大させかつ射出サーボモータの実質的な駆動を阻 止している間に射出制御パラメータの目標値と実際値と の偏差が所定値に達したときに射出サーボモータの駆動 を開始するようにしたので、 大出力でかつ低イナーシャ ではないサーボモータを用いた場合にも射出サーボモー タは駆動開始時に大きい出力トルクを発生する。 従って、 低廉な射出成形機を用いた場合にも射出速度を急峻に立 ち上がらせることができ、 所要の射出動作特性で射出成 形を行える。 . — 図 面 の 簡 単 な 説 明
    [0009] 第 1図は本発明の一実施例による射出制御方法の作動 原理を示す図、 第 2図は第 1図の射出制御方法が適用さ れる射出成形機の要部を示すブロック図、 第 3図は第 2 図のサーボ回路を示すブロック図、 第 4図は第 2図の制 御装 gが実行する射出制御処理のフローチヤ一トである。
    [0010] 発明を実施するための最良の形態
    [0011] 先ず、 第 1図を参照して、 本発明の一実施例による射 出制御方法の作動原理を説明する。
    [0012] サ一ボ回路に指令パルスを周期的に分配しこのパルス 分配量に応じた目標サーボモータ回転位匿を与えること により該サーボ回路に接続した射出サーポモータを駆動 するタ イプの射出制御において、 従来は、 一パルス分配 同期当 りのパルス分配量を射出工程の開始時から時間経 過と共に加速的に増大させると共に実際サーボモータ回 転位置を射出工程開始時から目標回転位置に直ちに追従 ざせ、 指令パルス列の供給開始と同時に射出スク リ ュを 軸方向移動させる ように している。 斯かる タイプの射出 制御において急峻に立ち上がる射出速度を得よ う とする 場合、 射出スク リ ュの軸方向移動閬始時に射出サーボモ ータの回転速度が速やかに増大しなければならない。 そ こで、 従来は大出力かつ低イナ一シャの射出サーボモー タを用いている。
    [0013] 本発明の射出制御方法は、 大出力かつ低イナ一シャの 射出サーボモー タを用いずにこれを達成する こ とを企図 し、 換言すれば、 通常のサーボモータを用いた場合にも 射出スク リ ュの軸方向移動開始時に大きいモータ出力 ト ルクを発生させる ことを企図している。 このため、 指令 パルス列の供給開始当初は射出サーボモー タの実質的な 駆動すなわち射出スク リ ュの実質的な軸方向移動を阻止 するよ う にしている。 詳し く は、 射出サーボモータの出 力 トルク を制限するための トルク リ ミ ッ ト 値 T s を射出 スク リ ュを収容する加熱シリンダ内の溶融樹脂から射出 スク リ ュに加えられる圧力すなわち樹脂圧とモータ出力 トルク とが均衡するような値に設定するよ うにする。 そ の後、 射出サーボモータの実際回転位置が殆ど増大しな い一方で目標回転位置が所定値に到達しすなわち目標回 転位置と実際回転位箧との偏差が当該所定値 （フ ィ ー ド ' ス ト ップ位匿偏差 F s ) にまで増大したときに初めて射 出サーボモータの駆動を開始ざせるようにする。 詳し く は、 フ ィ ー ドス ト ッブ位匿偏差 F sへの到達時にトルク リ ミッ ト値 T s の印加を解除する。 この結果、 モータ回 転開始時、 値 F s までに増大した実際偏差に応じて射出 サーボモータに大きい駆動電流が供給される。 従って、 射出モータは大きい トルクを発生し、 射出スク リ ュを大 きい駆動力で軸方向に駆動する。 結果と して、 射出速度 は急峻に立ち上がる。
    [0014] なお、 フ ィ ー ドス ト ツブ位 g偏差 F s は射出成形機の 従来公知のフイ ー ドス ト ッブ機能に関違する制御パラメ ータであ り、 実際位置偏差が値 F s を上回ったときに実 際位箧偏差が値 F s を下回るまで指令パルスの分配を一 時的に中断させるフィ ー ドス ト ツプ機能が働く ようにな つている。
    [0015] 本発明の一実施例の射出制御方法が適用される電動式 射出成形機は、 射出機構， スク リ ュ回転機構， 型締機構， ェジ： nク ト檨搆等の各種作動部 （図示省略） を備え、 こ れら作動部の動作を後述の数値制御装置 （以下、 N C装 gという） とブログラマブルマシンコン ト ローラ （図示 省略） とによ り制御する ようにしている。 射出機構は、 パルスコ ーダ 3 を有し加熱シリンダ 4内に配されたスク リ ュ 1 を図示しない回転運動 Z直線運動変換機構を介し て軸方向駆動するための、 例えば直流サーボモータよ り なる射出サーボモータ 2 (第 2図） を含んでいる。
    [0016] 第 2図を参照すると、 N C装 g 1 00は数値制御用の 中央処理装置 （以下、 N C用 C P U) 1 0 1 を含み、 N C用 C P U 1 0 1 には射出成形機を全体的に制御するた めの管理プログラムを記憶した R〇M 1 0 1 aと、 デー タの一時記億に用いる R AM 1 0 1 b とが接続され、 さ らに、 各種作動部のサーボモー タを駆動制御するための サーボ回路 （射出サーボモータ 2に対応するサーポ回路 のみを符号 1 0 6で示す） がサーボインターフェイス 1 07を介して夫々接続されている。 また、 N C装置 1 0 0はプログラマブルマシンコン ト ローラ用の中央処理裝 置 （以下、 PMC用 C P Uという） 1 02を含み、 PM C用 C P U 1 0 2には射出成形機のシーケンス動作を制 御するためのシーケンスプログラム等を記億した R OM 1 02 aと、 デー タの一時記憶に用いる R AM 1 02 b とが接続ざれている。
    [0017] 参照符号 1 0 3は、 バブルメモリ. C M〇 Sメモリ等 よ りな り、 N Cプログラム， 各種成形条件パラメータ （ 射出速度， 射出完了スク リ ュ位置など） を記憶するため の不揮発性の共有 R AMを示し、 1 04および 1 05は 入力回路および出力回路を夫々示す。 そして、 上述の要 素 1 0 ；！ 〜 1 0 5の夫々のバスがバスアー ビタコン ト 口 ーラ （以下、 B A Cとい う） 1 0 8に接続され、 この B AC 1 0 8によ って N C装匿 1 0 0での或る情報処理実 行サイ クルにおいて使用可能なバスを選択制御するよ う になっている。 また、 B A C 1 0 8にはオペレータバネ ルコン ト 口ーラ 1 09を介して C R T表示装箧付き手動 データ入力装匱 （以下、 C R TZMD I という） 1 1 0 が接続され、 C R T ZM D I 1 1 0のソフ トキー， テン キーを含む各種操作キーをオペレータ操作することによ り成形条件パラメータを含む各種制御パラメ一タを入力 可能になつている。
    [0018] 第 3図に示すように、 射出サーボモータ 2を駆動制御 するためのサーボ回路 1 06は、 サーボインターフェイ ス 1 0 7を介して NC用 C P U 1 0 1から分配され射出 サーボモータ 2の目標回転位置を表す指令パルス列と、 パルスコーダ 3から供耠ざれ実際サーボモータ回転位置 を表すパルス列とを入力するエラーレジスタ 200を備 えている。 そして、 実際位箧偏差を表すエラーレジスタ 200からの出力を D / A変換器 20 1により速度指令 電圧に変換する一方で、 パルスコーダ 3から送出される パルスの発生周波数を F / V変換器 206によってサー ボモータの実際回転速度を表す電圧に変換し、 さらに、 両電圧の偏差 （速度偏差） を誤差増幅器 2 02により増 幅して トルク指令電圧を得るようにしている。 トルクリ ミッ ト回路 20 3は、 このトルク指令電圧を入力する一 方で、 P MC用 C P U 1 02から送出ざれる トルクリ ミ ッ ト値を出力回路 1 05を介して入力し、 トルク指令電 圧を トルクリ ミッ ト値に制限するようになっている。 さ らに、 トルク制限後の トルク指令電圧と、 図示しない適 宜手段で検出した実際モータ出力 トルクに対応する実際 モータ駆動電流を表す電圧との偏差を誤差増幅器 2 0 4 および電力増幅器 2 0 5で増幅した後、 射出サーボモー タ 2に印加してモータ出力 トルク を制御するようにして いる。
    [0019] また、 射出成形機は、 エラー レジスタ 2 0 0の記憶値 すなわち実際位.匿偏差が予め設定した所定値 （以下、 フ ィ — ドス ト ツブ位置偏差という） を上回つたとき、 実際 位置偏差がフ ィ一 ドス ト ップ位蘆偏差を再び下回るまで パルス分配を一時的に中断するフ ィ ー ドス ト ッブ機能を 備えている。
    [0020] 以下、 上述の構成の射出成形機の作動を説明する。
    [0021] 射出成形機の射出成形サイクル実行開始前に、 ォべレ ータは、 C R T Z M D I 1 1 0のキーボー ドを操作する ことによ り、 第 1 図を参照して既に説明したフ ィ ー ドス ト ップ位置偏差 F s およびトルク リ ミ ッ ト 値 T s を入力 する。 こ こで、 ト ルク リ ミ ッ ト値 T s は射出制御開始当 初において射出サーボモータ 2の出力 トルクを該出力 ト ルク と樹脂圧とが均衡するような値に設定される。 また、 フ ィ ー ドス ト ップ位置偏差 F s は、 サーボ回路 1 0 6の エラー レジスタ 2 0 0に溜った実際位置偏差が値 F s に 到達した状態で、 トルク リ ミ ッ ト 回路 2 0 3への トルク リ ミ ツ ト 値 T s の印加を解除したときにサーボ回路 1 0 6の作動に伴って急峻に立ち上がる射出速度で射出動作 が開始されるに足る値に設定される。 換言すれば、 値 F sは、 従来公知の加減速動作中でのサーボモータの目標 回耘位箧に対するオーバーシユー ト およびアンダーシュ — トの発生防止のために設定される通常のフィ ー ドス ト ッブ位置偏差とは異なる値例えば通常の値よ り大きい値 に設定される。 更に、 値 T s， F sに加えて各種制御パ ラメー タが設定される。 そして、 斯く設定ざれたこれら 制御バラメータは PMC用 C P U 1 02の制御下で共有 RAM 1 03の所定ア ド レス領域にそれぞれ格納される。 射出成形機の稼働時、 共有 RAM 1 03に格納された N Cプログラム及び各種制御パラメータならびに R OM 1 02 aに格納されたシーケンスブ αグラムに従って、 NC用 C P U 1 0 1がサーボインターフェイス 1 07を 介して射出成形機の各種作動部の閬達するもののサーボ 回路にパルス分配を行う一方で、 PMC用 C P U 1 02 が各種作動部の鬨達するもののシーケンス制御を実行す る。 これによ り、 型開き， 型閉じ， 型締， 計量， 射出， 保圧， 製品取り出し等の一連の工程よ りなる射出成形サ ィクルが基本的には従来公知のように行われる。
    [0022] 射出工程において、 P MC用 C P U 1 0 2は第 4図に 示す処理を実行する。
    [0023] 射出工程開始時、 PMC用 C P U 1 02は、 共有 RA M l 0 3から読み取った トルク リ ミツ ト値 T sを B AC 1 08および出力回路 1 05を介してサーボ回路 1 06 の トルク リ ミッ ト 回路 2 03に設定した後 （ステップ S 1 ) 、 B AC 1 0 9および共有 R AM 1 0 3を介して N C用 C P U 1 0 1 に射出開始指令を送出する （ステップ S 2 ) 。 この指令を受けると、 N C用 C P U 1 0 1 は、 共有 R AM 1 0 3に記憶された成形条件パラメータに従 つて、 N C用 C P Uによ り所定周期で実行されるパルス 分配処理を閲始する。 この結果、 第 1図に示すように、 N C用 C P U 1 0 1 からサーボ回路 1 06のエラー レジ スタ 2 0 0に指令パルス列が供給される。 その一方で、 上述のステツプ S 2において トルク リ ミ ッ ト値 T sが設 定されており、 従って、 射出サーボモータ 2の出力 トル クは樹脂圧と均衡するよ うに制御される。 結果と して、 射出サーボモータ 2の実質的な回転すなわちスク リ ュ 1 の実質的な軸方向移動が阻止される。 このように、 射出 サーボモータ 2の回転停止状態を維持しつつ指令パルス 列の供給が継続され、 第 1図に示すように、 エラー レジ スタ 2 0 0内の溜りパルスすなわち実際位置偏差が時間 経過と共に増大する。
    [0024] この間、 N C用 C P U 1 0 1 は所定周期でサーボイン ターフ ェ イス 1 0 7を介してエラー レジスタ 200から 読み取った実際位匿偏差を共有 R AM I 0 3に書き込む。 この一方で、 ？ 1^0用 11 1 0 2は共有 1^八 1 03 に害き込まれた実際位匿偏差がフ ィ ー ドス ト ッブ位蚩偏 差 F s に達したか否かを判別し （ステップ S 3 ) 、 実際 位匿偏差が値 F s に到達すると ト ルク リ ミ ッ ト値を値 T . sから例えば射出サーボモータ 2の最大出力 トルクに対 応する値に変更し、 もって射出サーボモー タについての トルク制限を解除する （ステップ S 4 ) 。
    [0025] トルク制限解除時、 トルクリミッ ト回路 2 0 3は、 当 該時点においてエラーレジスタ 2 0 0に保持されている 値 F s に等しい大きな実際位置偏差に応じて誤差増幅器 2 0 2から送出される大きい トルク指令電圧の誤差増幅 器 2 0 4への供給を許容する。 この結果、 大きい トルク 指令電圧に対応する電力増幅器 2 0 5からの制御出力に 従って射出サーボモータ 2に大きい駆動電流が流れ、 ト ルク制限解除直前まで回転停止状態にあった射出サーボ モータ 2は大きい トルクで回転を開始する。 結果として、 スクリュ 1が回転運動/直線運動変換機構を介して射出 サーボモータ 2により大きい駆動力で軸方向駆動される。 換言すれば、 射出速度は急峻に立ち上がる。
    [0026] そして、 スク リュ 1 の射出動作中、 実際位置偏差がフ イー ドス ト ツプ位置偏差 F sに達すると射出サーボモー タ 2についてのパルス分配は一時的に中断ざれ、 その後 実際位置偏差が値 F sを再び下回るとパルス分配が再閲 ざれる。 射出動作中、 ？ 1^ < 用0 11 1 0 2は、 N C用 C P U 1 0 1による射出完了スク リュ位置までのパルス 分配が完了したか否かを、 すなわち、 スク リュ 1が射出 完了スク リュ位置に到達したか否かを判別し （ステップ S 5 ) 、 射出完了スク リュ位匿に到達すると第 4図の処 理を終了する。 次いで、 従来公知の保圧処理に入る。
    [0027] 本発明は上記実施例に限定されず、 種々の変形が可能 である。 例えば、 上記実施例では射出工程開始時に用い る トルク リ ミ ツ ト 値 T s を共有 R A M I 0 3に予め格納 するよ うにしたが、 この トルク リ ミ ッ ト値 T s をシーケ ンスブログラムに記述しても良い。 上記実施例では本発 明の方法をフ ィ ー ドス ト ップ機能を備えた射出成形機に 適用したが、 フ ィ ー ドス ト ップ機能を備えないものにも 適用可能である。 この場合、 フ ィ ー ドス ト ップ位置偏差 F s に対応する所定の位置偏差を共有 R A M I 0 3に予 め記憶させるよ う にする。 また、 上記実施例では射出成 形機のフ イ ー ドス ト ップ機能を射出速度の立ち上が.り を 急峻にするために用いたが、 このフ ィ ー ドス ト ップ機能 を通常のように加減速制御上のオーバーシユー ト および アンダーシユー ト の発生防止に用いると共に本発明方法 を実施するための値 F s を共有 R A M 1 0 3に別途設定 しても良い。 この場合、 射出成形機は通常のフ ィ ー ドス ト ップ機能と本発明方法による射出速度を急峻に立ち上 がらせる機能とを併有する。
    权利要求:
    Claims請 求 の 範 囲
    1 . 射出制御バラメータの目標値と実際値との偏差に応 じて射出サーボモータを駆動して射出動作を行うタィ ブの電動式射出成形機に適用される射出制御方法にお いて、 射出制御の開始当初、 射出制御パラメータの目 標値を増大させる一方で、 射出サーボモータの実質的 な駆動を阻止する工程 （ a ) と、 射出制御パラメータ の目標値と実際値との偏差が所定値に達したときに射 出サーボモータの駆動を開始する工程 （ b ) とを備え ることを特徵とする射出制御方法。
    2. 前記射出サーボモータによって駆動される射出スク リュを有し前記射出サーボモータに駆動的に接繞され たサーボ回路に指令パルス列を周期的に分配して前記 射出制御パラメータとしての射出サーボモータ回転位 置の目標値を与える射出成形機に適用され、 前記工程 ( a ) において、 指令パルス列の供給開始当初に前記 射出サーボモ タの出力トルクを制限するためのトル クリ ミッ ト値を溶融樹脂から前記射出スク リュに加え られる圧力と前記射出サーボモータの出力トルクとが 均衡するような値に設定して前記射出サーボモータの 出力トルクを制限し、 前記工程 （ b ) において、 前記 射出サーボモータの目標回転位匿と実際回転位置との 偏差が所定値にまで増大したときに前記射出サーボモ ータの出力トルクの制限を解除する請求の範囲第 1項 記載の射出制御方法。 r
    - 13 - . 前記射出サーボモータの目標回転位 gと実際回転位 瑟との偏差が前記所定値に達したとき前記偏差が前記 所定値を下回るまで前記指令パルス列の分配を一時的 に阻止するフィ ー ドス ト ツプ機能を備える射出成形機 に適用される請求の範囲第 2項記載の射出制御方法。
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
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    引用文献:
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    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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