JP3907971B2 - Control method of injection molding machine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
射出成形機における一のアクチュエータを複数のサーボモータで安全に駆動するときの制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
射出成形機のアクチュエータを複数のサーボモータで駆動する制御方法としては、例えば特開平1−247128号公報に開示されているように複数のサーボモータ(電動機)のうちの一のサーボモータを基準として設定回転速度に維持し他のサーボモータをこの基準となるサーボモータの回転速度と等しくなるように電気的に制御するものがある。しかしながらこのような制御においては、制御装置はその種類が増加するとともに複雑となる一方、基準となるサーボモータに追随して他のサーボモータが制御されるのであるから、他のサーボモータは演算処理時間だけ遅れて制御されることとなり、同時に全てのサーボモータを同一速度で同期回転させることは実質的に困難である。
【0003】
ところで、射出成形機における型締装置において、可動盤を固定盤に対して近接させ金型を型合わせさせる工程では、異物から金型を保護するため金型の型合わせ力を低く制限する必要がある。また型開時も同様に金型や成形品の保護のために型開力を制限することがある。また、成形品を金型から突出したりゲートを切取るエジェクタ装置では成形品に損傷を与えずに突出したりゲートカットするためにやはり突出し力を制限しなければならないことがある。さらに、樹脂原料を溶融し該溶融樹脂を金型に射出充填する射出装置においては、スクリュを強制的に後退させるときその機構的要因による強度不足から後退力を制限しなければならない。上記型締装置、エジェクタ装置及び射出装置におけるアクチュエータの駆動力の制限はサーボモータの出力トルクの制限により実行される。
【0004】
ところが、トルク制限された複数のサーボモータでアクチュエータを駆動する場合に、何らかの原因による負荷の偏りや機器の故障等に起因して回転速度が低下したサーボモータに対して目標速度を維持させるためサーボ増幅器は電流を増加させようとするが、トルク制限即ち電流制限が作用しているため目標の回転速度に到達させるためのより大きい電流をサーボモータに供給できない。そのため回転速度の低下したサーボモータは目標の回転速度まで復帰できずサーボモータ相互の同期が崩れるのである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、複数のサーボモータによって、特にはサーボモータの出力トルクを制限して一のアクチュエータを制御するとき、サーボモータ相互の同期が崩れ駆動機構部を損傷させるという課題を解決すべく本発明がなされたのであり、各サーボモータの駆動は他のサーボモータの回転速度に依存するのではなく一の指令を基に単独に其々厳密に閉ループ制御することで同期運転を達成し、さらにサーボモータ相互の回転角度のずれに基づくアクチュエータのサーボモータ各軸における許容偏差距離をサーボモータ相互の回転角度の差として監視し、異常となったときにはサーボモータの運転を停止させるようにしたのである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
すなわち、請求項1の発明は、トルクを制限した複数のサーボモータにより一のアクチュエータを駆動する射出成形機の制御において、一の指令に基づき前記複数のサーボモータを個々に閉ループ制御し、各々のサーボモータに付設したエンコーダの回転角度信号を比較演算することにより各サーボモータ間の回転角度の差を検出し、該回転角度の差が前記トルクの制限量に応じて切換え選択される所定値を越えたか否かを監視し、前記回転角度の差が前記所定値を越えたときに前記サーボモータの駆動を停止させる射出成形機の制御方法に係る。
【0008】
【発明の実施の形態】
図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は、図2の流れ図で示す本発明の制御方法を実行する制御装置、サーボ増幅器、サーボモータ及びアクチュエータの相互関係を表すブロック図である。
【0009】
1はアクチュエータであり、射出成形機における型締装置の可動盤、エジェクタ装置のエジェクタバー、射出装置のスクリュ取付板等がこれに相当する。アクチュエータ1にはボールナット2,3が固着され、ボールナット2,3はサーボモータ6,7の回転子に連結されたボールネジ4,5と各々螺合して、サーボモータ6,7の回動によりアクチュエータ1を直線往復動可能とする駆動機構が構成されている。
【0010】
サーボモータ6,7はスイッチ17,18を介してサーボ増幅器10,11から供給される電流で駆動される。サーボ増幅器10,11は公知のものであり、制御装置19から出力される制御信号に応じてサーボモータ6,7をサーボ制御する。8,9は、サーボモータ6,7の回転子に連結されたエンコーダであり、サーボモータ6,7の回転角度を検出する。エンコーダ8,9の角度信号は、サーボ増幅器10,11、帰還演算部12,13及び比較演算部16に伝送される。なお、図1には、二のサーボモータが一のアクチュエータを駆動するような例を示したが、本発明はこれに限定されることなく、三以上のサーボモータで一のアクチュエータを駆動するものであってもよい。
【0011】
制御装置19は、射出成形機の全てのアクチュエータの速度、位置及び力を設定し制御する他、アクチュエータをシーケンス制御したり射出装置の加熱筒等の温度制御も行う。アクチュエータ1の速度設定である回転指令14はサーボモータ6,7に対応して設けられた帰還演算部12,13に並列に伝送される。帰還演算部12,13は、回転指令14と角度信号20,21とを突合わせ、角度信号20,21が回転指令14に一致するように制御信号22,23をサーボ増幅器10,11へ出力する。
【0012】
トルク制限指令15は、制御装置19に備えた表示器とキーボード等からなる入力部で設定し、制御装置19の記憶部に格納されている。トルク制限指令15は、サーボ増幅器10,11と比較演算部16に伝送される。サーボ増幅器10,11は制御信号22,23に応じて変換した電流をサーボモータ6,7へ出力するが、該電流はトルク制限指令15に基づいて制限される。従って、サーボモータ6,7の出力トルクはトルク制限指令15で設定した値以上は出力されないのである。
【0013】
比較演算部16は、エンコーダ8,9から伝送されるサーボモータ6,7の回転角度信号20,21を読取り、両者の回転角度差を常に演算し、該差が比較演算部16に予め設定してある複数の所定値のうち選択された所定値を越えたとき(図2、S2)に、同期異常信号24を帰還演算部12,13とスイッチ17,18へ出力して(図2、S3)、制御信号22,23とサーボモータ6,7への電流を遮断してサーボモータ6,7の駆動を停止させる。
【0014】
ここで、図2のステップS1における処理を詳説する。複数の所定値は、アクチュエータ1の作動の態様数即ちトルク制限指令15の数に応じて必要数格納されており、図2の例示に制限されるものではない。次に所定値の具体的な設定方法について説明する。まず、アクチュエータ1が可動盤であれば金型を取付けないとき、あるいはアクチュエータ1がスクリュ取付板であればスクリュに原料樹脂が存在しないときのようにアクチュエータ1を無負荷の状態にする。そしてサーボモータ6,7に電流を供給せずに、一方のボールネジを手で回転させアクチュエータ1を微少距離移動させる。このとき他方のボールネジが回転し始めるときまでに一方のボールネジが回転した回転角度が複数のサーボモータ間の許容し得る最大のずれであると判断する。ちなみに、1200kNの型締力を有する型締装置におけるずれを可動盤の傾きに換算した実測許容偏差距離は100μmである。このずれに相当するサーボモータ間の回転角度が最小のトルク制限指令を適用したときの所定値の最大値であり、他の所定値は全てこの値よりトルク制限量に応じて小さくなる。
【0015】
このようにして求めた所定値は記憶装置に格納される。比較演算部16は、アクチュエータ1の作動態様に対応してシーケンサからの指令によって変化するトルク制限指令15を取込む度に、ステップS1に図示したように、そのトルク制限指令15に応じた必要最小限の所定値を選択して回転角度差の許容値とするのである。例えば、アクチュエータ1が可動盤のとき、トルク制限しない(トルク制限指令100%)高速型閉制御中は上記で求めた最大所定値の10%以内の所定値1とし、型閉低速の金型保護制御中はトルクを30%に制限するとすれば所定値2は最大所定値の70%とし、型開低速制御中はトルクを60%に制限するとすれば所定値3は最大所定値の30%にする。
【0016】
上述のように所定値は最大所定値とトルク制限値を参考にして成形技術者の判断により手動で入力するが、次に記載のように自動的に算出させてもよい。
所定値=(10/A)×B×C
A:トルク制限量(%)
B:最大所定値(エンコーダのパルス数)
C:補正計数
但し演算の結果、所定値が最大所定値を越えても最大所定値とする
【0017】
なお、サーボモータのトルクを制限したときに所定値を大きくしても、サーボモータへの通電電流を制限するので、ボールネジやボールナットを含むアクチュエータの駆動機構には過剰な力は附与されないので、該駆動機構を損傷させることはない。
【0018】
【発明の効果】
本発明は射出成形機を上記のように制御するので、複数のサーボモータによって、特にはサーボモータの出力トルクを制限して一のアクチュエータを制御するときでも駆動機構部を損傷させることなく安全に制御可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の制御方法を実行する制御装置、サーボ増幅器、サーボモータ及びアクチュエータの相互関係を表すブロック図である。
【図2】本発明の制御方法を示す流れ図である。
【符号の説明】
1 ……… アクチュエータ
2,3 ……… ボールナット
4,5 ……… ボールネジ
6,7 ……… サーボモータ
8,9 ……… エンコーダ
10,11 ……… サーボ増幅器
12,13 ……… 帰還演算部
14 ……… 回転指令
15 ……… トルク制限指令
16 …… 比較演算部
17,18 …… スイッチ
19 …… 制御装置
20,21 …… 回転角度信号
22,23 …… 制御信号
24 …… 同期異常信号[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control method for safely driving one actuator in an injection molding machine with a plurality of servo motors.
[0002]
[Prior art]
As a control method for driving an actuator of an injection molding machine with a plurality of servo motors, for example, as disclosed in JP-A-1-247128, one servo motor of a plurality of servo motors (electric motors) is used as a reference. Some servomotors are electrically controlled so as to be equal to the rotational speed of the servo motor as a reference while maintaining the set rotational speed. However, in such control, while the types of control devices increase and become complicated, other servo motors are controlled following the reference servo motor. The control is delayed by time, and it is substantially difficult to simultaneously rotate all the servomotors at the same speed.
[0003]
By the way, in the mold clamping device in the injection molding machine, in the process of aligning the mold by bringing the movable plate close to the fixed plate, it is necessary to limit the mold matching force of the mold low in order to protect the mold from foreign matter. is there. Similarly, when the mold is opened, the mold opening force may be limited to protect the mold or the molded product. Further, in an ejector apparatus that protrudes a molded product from a mold or cuts out a gate, the protruding force may still need to be limited in order to protrude or damage the molded product without damaging the molded product. Furthermore, in an injection apparatus that melts a resin material and injects and fills the molten resin into a mold, when the screw is forcibly retracted, the retracting force must be limited due to insufficient strength due to its mechanical factors. Limiting the driving force of the actuator in the mold clamping device, ejector device, and injection device is executed by limiting the output torque of the servo motor.
[0004]
However, when the actuator is driven by a plurality of torque-limited servo motors, the servo motor whose rotational speed has decreased due to load bias or equipment failure due to some cause is used to maintain the target speed. The amplifier tries to increase the current, but the torque limit, i.e. the current limit, is acting so that it cannot supply the servo motor with a larger current to reach the target rotational speed. For this reason, the servo motors whose rotational speed has decreased cannot return to the target rotational speed, and the synchronization between the servo motors is lost.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, when controlling one actuator with a plurality of servo motors, particularly by limiting the output torque of the servo motor, this problem is solved in order to solve the problem that the synchronization between the servo motors is lost and the drive mechanism section is damaged. Invented, the drive of each servo motor does not depend on the rotational speed of the other servo motors, but achieves synchronous operation by strictly closed-loop control independently based on one command, The allowable deviation distance of each axis of the servomotor of the actuator based on the deviation of the rotation angle between the servomotors was monitored as the difference between the rotation angles of the servomotors, and the operation of the servomotor was stopped when it became abnormal. .
[0006]
[Means for Solving the Problems]
That is, according to the first aspect of the present invention, in the control of an injection molding machine that drives one actuator by a plurality of servo motors with limited torque, the plurality of servo motors are individually closed-loop controlled based on one command, The rotation angle signals of the encoders attached to the servo motors are compared and calculated to detect the difference in rotation angle between the servo motors, and the rotation angle difference is selected according to the torque limit amount. monitors whether or not exceeded, according to the control method of the injection molding machine to drive the servo motor Ru is stopped when the difference of the rotational angle exceeds a predetermined value.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the interrelationship among a control device, a servo amplifier, a servo motor, and an actuator that execute the control method of the present invention shown in the flowchart of FIG.
[0009]
[0010]
Servo
[0011]
The
[0012]
The
[0013]
The
[0014]
Here, the process in step S1 of FIG. 2 will be described in detail. A plurality of predetermined values are stored according to the number of operating modes of the
[0015]
The predetermined value thus obtained is stored in the storage device. Each time the
[0016]
As described above, the predetermined value is manually input at the judgment of the molding engineer with reference to the maximum predetermined value and the torque limit value, but may be automatically calculated as described below.
Predetermined value = (10 / A) × B × C
A: Torque limit (%)
B: Maximum predetermined value (number of encoder pulses)
C: Correction count However, even if the predetermined value exceeds the maximum predetermined value as a result of the calculation, the maximum predetermined value is set.
Note that even if the predetermined value is increased when the torque of the servo motor is limited, the energization current to the servo motor is limited, so excessive force is not applied to the actuator drive mechanism including the ball screw and ball nut. The drive mechanism is not damaged.
[0018]
【The invention's effect】
Since the present invention controls the injection molding machine as described above, even when controlling one actuator by limiting the output torque of the servo motor by using a plurality of servo motors, it is safe without damaging the drive mechanism. Make controllable.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing the interrelationship among a control device, a servo amplifier, a servo motor, and an actuator that execute a control method of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a control method of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 ………
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