(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型内に通じるスリーブ内を摺動可能なプランジャと連結可能な射出シリンダと、
前記射出シリンダのメータイン回路又はメータアウト回路を構成している流量制御弁と、
前記プランジャの位置及び速度の少なくとも一方を検出するセンサと、
ユーザの操作を受け付ける入力装置と、
前記流量制御弁を制御する制御装置と、
を有しており、
前記流量制御弁は、入力された制御指令の指令値に応じた位置へ弁体を位置させ、前記弁体が所定の重複区間内にあるときは前記弁体が移動してもポートが閉じられたままとされ、前記弁体が前記重複区間を抜けることにより前記ポートが開かれ始めるオーバーラップ形のものであり、
前記制御装置は、
前記弁体が前記重複区間内にあっても隙間流れによって生じる前記プランジャの移動も含めて、前記流量制御弁への制御指令の指令値と前記プランジャの速度とを対応付けた特性情報を保持する記憶部と、
前記入力装置に対する操作に基づいて前記プランジャの目標速度を設定する目標速度設定部と、
前記特性情報に基づいて、前記目標速度設定部が設定した目標速度に対応する前記流量制御弁への制御指令の指令値を特定することにより、射出開始時における前記流量制御弁のオープン制御のための制御指令の指令値を設定する指令値設定部と、
前記指令値設定部が設定した指令値の制御指令を出力して前記オープン制御を行うオープン制御部と、
前記オープン制御に続いて、前記センサの検出値に基づいて、前記目標速度設定部が設定した目標速度が実現されるように前記流量制御弁のフィードバック制御を行うフィードバック制御部と、を有している
射出装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記流量制御弁へ制御指令が出力されたときの、その制御指令の指令値と前記センサが検出した速度とに基づいて、前記特性情報を更新する情報更新部を更に有している
請求項１に記載の射出装置。
【請求項３】
前記特性情報は、所定の複数の指令値と、前記プランジャの複数の速度とを対応付けたテーブルであり、
前記制御装置は、成形サイクルとは別に、前記所定の複数の指令値の制御指令を順次出力する更新用制御部を更に有し、
前記情報更新部は、前記更新用制御部から前記所定の複数の指令値の制御指令が順次出力されたときに前記センサが検出した速度によって、前記テーブルにおいて前記所定の複数の指令値と対応付けられている速度を更新する
請求項２に記載の射出装置。
【請求項４】
前記情報更新部は、成形サイクル中に前記流量制御弁へ制御指令が出力されたときの、その制御指令の指令値と前記センサが検出した速度とに基づいて、前記特性情報を更新する
請求項２に記載の射出装置。
【請求項５】
前記センサは、前記プランジャの位置を検出可能であり、
前記制御装置は、前記目標速度設定部が設定した目標速度に基づいて、経過時間毎の前記プランジャの目標位置を算出する目標位置算出部を有し、
前記フィードバック制御部は、
経過時間毎に、そのとき前記センサによって検出された前記プランジャの位置とそのときの前記プランジャの目標位置との偏差に比例した値と、所定のオフセット値との和に基づいて指令値を算出し、
前記オープン制御における最後の指令値を前記オフセット値として用いる
請求項１に記載の射出装置。
【請求項６】
画像を表示可能な表示装置を更に有し、
前記センサは、前記プランジャの位置を検出可能であり、
前記指令値設定部は、射出開始からの経過時間に対して前記オープン制御のための制御指令の指令値を設定し、
前記オープン制御部は、射出開始からの経過時間に基づいて、前記指令値設定部が設定した指令値の制御指令を出力し、
前記制御装置は、前記目標速度設定部が設定した目標速度に基づいて算出された前記オープン制御の終了時の前記プランジャの位置と、前記オープン制御の終了時に前記センサによって検出された前記プランジャの位置との差が所定の閾値を超えているときに、所定の警告画像を前記表示装置に表示させる表示制御部を有している
請求項１に記載の射出装置。
【請求項７】
前記センサは、前記プランジャの位置を検出可能であり、
前記オープン制御部及び前記フィードバック制御部は、前記目標速度設定部によって設定された前記プランジャの目標速度が、射出開始から一定の速度に上昇し、その後、前記一定の速度が維持されるものである場合において、前記一定の速度に到達するときに前記オープン制御から前記フィードバック制御に切り換わるように前記流量制御弁の制御を行う
請求項１に記載の射出装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の射出装置を有している成形機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出装置及び成形機に関する。成形機は、例えば、ダイカストマシン又は射出成形機である。
【背景技術】
【０００２】
射出装置として、成形材料を金型内に押し出すプランジャを射出シリンダによって駆動するものが知られている（例えば特許文献１）。射出シリンダの速度（換言すれば射出速度）は、一般に、射出シリンダへ供給される作動液の流量を制御するメータイン回路及び／又は射出シリンダから排出される作動液の流量を制御するメータアウト回路によって制御される。メータイン回路又はメータアウト回路は、流量制御弁を有しており、通常、プランジャの速度に基づいてフィードバック制御される。
【０００３】
射出速度は、成形品の品質に及ぼす影響が大きく、種々の条件を考慮して適宜に設定される。例えば、射出速度は、射出の初期においては、成形材料が空気を巻き込むことを抑制するために比較的低速の低速射出速度とされ、その後、成形材料の凝固に遅れずに成形材料を金型内に充填する等の目的で比較的高速の高速射出速度とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３３０２６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、成形品の品質を向上させるために、より高精度な速度制御が要求されている。また、やはり品質の向上のために、射出速度の設定（波形）が多様化している。その結果、高精度な速度制御の要求に応えることが困難な場合がある。例えば、射出の開始時において、射出速度を速やかに低速射出速度に到達させるのではなく、比較的緩やかな速度勾配で低速射出速度に到達するように射出速度を設定することがある。このような場合において、上述したような流量制御弁のフィードバック制御では、設定された射出速度に実際の射出速度が好適に追従しないことがあった。
【０００６】
従って、射出開始時における射出速度の追従性を向上させることができる射出装置及び成形機が提供されることが好ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係る射出装置は、金型内に通じるスリーブ内を摺動可能なプランジャと連結可能な射出シリンダと、前記射出シリンダのメータイン回路又はメータアウト回路を構成している流量制御弁と、前記プランジャの位置及び速度の少なくとも一方を検出するセンサと、ユーザの操作を受け付ける入力装置と、前記流量制御弁を制御する制御装置と、を有しており、前記流量制御弁は、入力された制御指令の指令値に応じた位置へ弁体を位置させ、前記弁体が所定の重複区間内にあるときは前記弁体が移動してもポートが閉じられたままとされ、前記弁体が前記重複区間を抜けることにより前記ポートが開かれ始めるオーバーラップ形のものであり、前記制御装置は、前記弁体が前記重複区間内にあっても隙間流れによって生じる前記プランジャの移動も含めて、前記流量制御弁への制御指令の指令値と前記プランジャの速度とを対応付けた特性情報を保持する記憶部と、前記入力装置に対する操作に基づいて前記プランジャの目標速度を設定する目標速度設定部と、前記特性情報に基づいて、前記目標速度設定部が設定した目標速度に対応する前記流量制御弁への制御指令の指令値を特定することにより、射出開始時における前記流量制御弁のオープン制御のための制御指令の指令値を設定する指令値設定部と、前記指令値設定部が設定した指令値の制御指令を出力して前記オープン制御を行うオープン制御部と、前記オープン制御に続いて、前記センサの検出値に基づいて、前記目標速度設定部が設定した目標速度が実現されるように前記流量制御弁のフィードバック制御を行うフィードバック制御部と、を有している。
【０００８】
好適には、前記制御装置は、前記流量制御弁へ制御指令が出力されたときの、その制御指令の指令値と前記センサが検出した速度とに基づいて、前記特性情報を更新する情報更新部を更に有している。
【０００９】
好適には、前記特性情報は、所定の複数の指令値と、前記プランジャの複数の速度とを対応付けたテーブルであり、前記制御装置は、成形サイクルとは別に、前記所定の複数の指令値の制御指令を順次出力する更新用制御部を更に有し、前記情報更新部は、前記更新用制御部から前記所定の複数の指令値の制御指令が順次出力されたときに前記センサが検出した速度によって、前記テーブルにおいて前記所定の複数の指令値と対応付けられている速度を更新する。
【００１０】
好適には、前記情報更新部は、成形サイクル中に前記流量制御弁へ制御指令が出力されたときの、その制御指令の指令値と前記センサが検出した速度とに基づいて、前記特性情報を更新する。
【００１１】
好適には、前記センサは、前記プランジャの位置を検出可能であり、前記制御装置は、前記目標速度設定部が設定した目標速度に基づいて、経過時間毎の前記プランジャの目標位置を算出する目標位置算出部を有し、前記フィードバック制御部は、経過時間毎に、そのとき前記センサによって検出された前記プランジャの位置とそのときの前記プランジャの目標位置との偏差に比例した値と、所定のオフセット値との和に基づいて指令値を算出し、前記オープン制御における最後の指令値を前記オフセット値として用いる。
【００１２】
好適には、前記射出装置は、画像を表示可能な表示装置を更に有し、前記センサは、前記プランジャの位置を検出可能であり、前記指令値設定部は、射出開始からの経過時間に対して前記オープン制御のための制御指令の指令値を設定し、前記オープン制御部は、射出開始からの経過時間に基づいて、前記指令値設定部が設定した指令値の制御指令を出力し、前記制御装置は、前記目標速度設定部が設定した目標速度に基づいて算出された前記オープン制御の終了時の前記プランジャの位置と、前記オープン制御の終了時に前記センサによって検出された前記プランジャの位置との差が所定の閾値を超えているときに、所定の警告画像を前記表示装置に表示させる表示制御部を有している。
【００１３】
好適には、前記センサは、前記プランジャの位置を検出可能であり、前記オープン制御部及び前記フィードバック制御部は、前記目標速度設定部によって設定された前記プランジャの目標速度が、射出開始から一定の速度に上昇し、その後、前記一定の速度が維持されるものである場合において、前記一定の速度に到達するときに前記オープン制御から前記フィードバック制御に切り換わるように前記流量制御弁の制御を行う。
【００１４】
本発明の一態様に係る成形機は、上記の射出装置を有している。
【発明の効果】
【００１５】
上記の構成によれば、射出開始時における射出速度の追従性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る射出装置を有するダイカストマシンの要部を示す模式図。
【図２】図１の射出装置の基本動作の一例の概略を説明するための図。
【図３】図３（ａ）は、図１の射出装置が生成する目標速度に係る情報を示す概念図、図３（ｂ）は、図１の射出装置における流量制御弁のフィードバック制御に係る構成の概略を示すブロック図。
【図４】図４（ａ）〜図４（ｃ）は図１の射出装置における流量制御弁の動作を説明するための断面図。
【図５】図１の射出装置における流量制御弁の流量特性を示す図。
【図６】図６（ａ）〜図６（ｃ）はオーバーラップ特性によって生じる課題及び解決手段を説明するための図。
【図７】図１の射出装置における制御方式を切り換える動作を説明するための模式図。
【図８】図１の射出装置が流量特性を計測するときの動作の一例を説明するための模式図。
【図９】オープン制御による制御結果の良否判定方法を説明するための図。
【図１０】図１の射出装置における信号処理系の構成を示すブロック図。
【図１１】図１の射出装置の制御装置が実行するメイン処理の手順の一例を示すフローチャート。
【図１２】図１１のステップＳＴ４で実行される成形条件設定処理の一例を示すフローチャート。
【図１３】図１１のステップＳＴ６で実行される成形サイクル処理の一例を示すフローチャート。
【図１４】変形例に係る制御装置の動作を説明するための模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜射出装置の概略構成＞
図１は、本発明の実施形態に係る射出装置１を有するダイカストマシンＤＣ１の要部構成を示す模式図である。なお、以下では、紙面の左右方向（後述するプランジャ５の前後進方向）を前後方向ということがある。
【００１８】
ダイカストマシンＤＣ１は、金型１０１内（キャビティ１０７）に成形材料としての溶湯（溶融状態の金属材料）を射出し、その溶湯を金型１０１内で凝固させることにより、ダイカスト品（成形品）を製造するものである。金型１０１は、例えば、固定金型１０３及び移動金型１０５を含んでいる。
【００１９】
具体的には、ダイカストマシンＤＣ１は、例えば、金型１０１の開閉及び型締めを行う不図示の型締装置と、型締めされた金型１０１の内部に溶湯を射出する射出装置１と、ダイカスト品を固定金型１０３又は移動金型１０５から押し出す不図示の押出装置と、これらを制御する制御装置とを有している。射出装置１以外の構成は、基本的に従来の種々の構成と同様でよく、説明は省略する。
【００２０】
射出装置１は、例えば、キャビティ１０７に連通するスリーブ３と、スリーブ３内の溶湯をキャビティ１０７へ押し出すプランジャ５と、プランジャ５を駆動する射出シリンダ７と、射出シリンダ７へ作動液を供給する液圧装置９と、液圧装置９を制御する制御装置１１とを有している。射出装置１も、制御装置１１の構成（別の観点では動作）を除いては、従来の種々の構成を適用可能である。射出装置１の構成は、例えば、以下のとおりである。
【００２１】
スリーブ３は、例えば、固定金型１０３に挿通された筒状部材である。プランジャ５は、スリーブ３内を前後方向に摺動可能なプランジャチップ５ａと、プランジャチップ５ａに固定されたプランジャロッド５ｂとを有している。スリーブ３の上面に形成された給湯口３ａから溶湯がスリーブ３内に供給され、プランジャチップ５ａがスリーブ３内をキャビティ１０７に向かって摺動する（前進する）ことにより、溶湯がキャビティ１０７に射出される。
【００２２】
射出シリンダ７は、例えば、シリンダ部１３と、シリンダ部１３の内部を摺動可能な射出ピストン１５と、射出ピストン１５に固定され、シリンダ部１３から延び出るピストンロッド１７とを有している。
【００２３】
シリンダ部１３は、例えば、内部の断面形状が円形の筒状体であり、その径は長手方向において一定である。シリンダ部１３の内部は、射出ピストン１５により、ピストンロッド１７が延び出る側のロッド側室１３ｒと、その反対側のヘッド側室１３ｈとに区画されている。ロッド側室１３ｒ及びヘッド側室１３ｈに選択的に作動液が供給されることにより、射出ピストン１５は射出シリンダ部１３ａ内を前後方向に摺動する。
【００２４】
射出シリンダ７は、プランジャ５に対して同軸的に配置されている。そして、ピストンロッド１７は、プランジャ５にカップリング（符号省略）を介して連結されている。シリンダ部１３は、不図示の型締装置などに対して固定的に設けられている。従って、射出ピストン１５のシリンダ部１３に対する移動により、プランジャ５はスリーブ３内を前進又は後退する。
【００２５】
なお、図示の例では、射出シリンダ７は、ピストンとして射出ピストン１５のみを有する単動式（単胴式）とされているが、射出シリンダ７は、いわゆる増圧式のものとされてもよい。すなわち、特に図示しないが、射出シリンダ７は、シリンダ部１３のヘッド側室１３ｈに通じる増圧シリンダ部と、増圧シリンダ部内を摺動可能な増圧ピストンとを有していてもよい。増圧ピストンは、ヘッド側室１３ｈからの圧力を受ける受圧面積に対して、その反対側の受圧面積が大きく、これにより、増圧作用を奏する。
【００２６】
液圧装置９は、例えば、作動液を貯留するタンク１９と、タンク１９の作動液を送出可能なポンプ２１と、蓄圧された作動液を放出可能なアキュムレータ２３と、これら及び射出シリンダ７を互いに接続する複数の流路（第１流路２５Ａ〜第３流路２５Ｃ）と、当該複数の流路における作動液の流れを制御する複数のバルブ（第１バルブ２７Ａ、第２バルブ２７Ｂ及び流量制御弁２９）とを有している。なお、図１では、図示の都合上、２個所にタンク１９を示している。実際には、これらは、一のタンク１９に統合されていてよい。
【００２７】
タンク１９は、例えば、開放タンクであり、大気圧下で作動液を保持している。タンク１９は、ポンプ２１及びアキュムレータ２３を介して射出シリンダ７に作動液を供給し、また、射出シリンダ７から排出された作動液を収容する。
【００２８】
ポンプ２１は、不図示の電動機によって駆動され、作動液を送出する。ポンプは、ロータリポンプ、プランジャポンプ、定容量ポンプ、可変容量ポンプ、１方向ポンプ、双方向（２方向）ポンプ等の適宜な方式のものとされてよい。ポンプ２１を駆動する電動機も、直流モータ、交流モータ、誘導モータ、同期モータ、サーボモータ等の適宜な方式のものとされてよい。ポンプ２１（電動機）は、ダイカストマシンＤＣ１の稼働中において常時駆動されてもよいし、必要に応じて駆動されてもよい。ポンプ２１は、例えば、アキュムレータ２３に対する作動液の供給（アキュムレータ２３の蓄圧）、及び、射出シリンダ７に対する作動液の供給に寄与する。
【００２９】
アキュムレータ２３は、適宜な方式のものとされてよく、例えば、重量式、ばね式、気体圧式（空気圧式含む）、シリンダ式又はプラダ式のものである。図示の例では、アキュムレータ２３は、シリンダ式のものであり、特に符号を付さないが、シリンダ部と、シリンダ部を液体室と気体室とに区画するピストンとを有している。アキュムレータ２３は、液体室に作動液が供給されることによって蓄圧され、その蓄圧された比較的高圧の作動液を射出シリンダ７に放出可能である。
【００３０】
第１流路２５Ａは、ポンプ２１とアキュムレータ２３（その液体室）とを接続している。これにより、例えば、ポンプ２１からアキュムレータ２３へ作動液を供給してアキュムレータ２３を蓄圧することができる。
【００３１】
第２流路２５Ｂは、アキュムレータ２３（その液体室）とヘッド側室１３ｈとを接続している。これにより、例えば、アキュムレータ２３からヘッド側室１３ｈへ作動液を供給して、射出ピストン１５を前進させることができる。
【００３２】
第３流路２５Ｃは、ロッド側室１３ｒとタンク１９とを接続している。これにより、例えば、射出ピストン１５の前進に伴ってロッド側室１３ｒから排出される作動液をタンク１９に収容することができる。
【００３３】
なお、図１では、液圧装置９が有する流路のうち、本実施形態の特徴に関わる代表的な流路を例示しており、実際には、液圧装置９は不図示の他の種々の流路を有している。例えば、液圧装置９は、射出ピストン１５を後退させるために、ポンプ２１からロッド側室１３ｒに作動液を供給する流路を有している。
【００３４】
図示した若しくは不図示の複数の流路は、例えば、鋼管、可撓性のホース又は金属ブロックにより構成されている。複数の流路は、適宜に一部が共通化されてよい。例えば、図１の例では、第１流路２５Ａ及び第２流路２５Ｂは、アキュムレータ２３側の一部が共通化されている。
【００３５】
第１バルブ２７Ａは、第１流路２５Ａに設けられており、例えば、ポンプ２１からアキュムレータ２３への作動液の供給の許容及び禁止に寄与する。第１バルブ２７Ａは、例えば、方向制御弁により構成されており、より具体的には、例えば、スプリング及び電磁石によって駆動される４ポート３位置切換弁により構成されている。第１バルブ２７Ａは、例えば、一の位置（例えば中立位置）では、アキュムレータ２３と、タンク１９及びポンプ２１との間の流れを禁止し、他の一の位置では、ポンプ２１からアキュムレータ２３への流れを許容するとともにアキュムレータ２３からタンク１９への流れを禁止し、さらに他の一の位置では、ポンプ２１からアキュムレータ２３への流れを禁止するとともにアキュムレータ２３からタンク１９への流れを許容する。
【００３６】
第２バルブ２７Ｂは、第２流路２５Ｂに設けられており、例えば、アキュムレータ２３からヘッド側室１３ｈへの作動液の供給の許容及び禁止に寄与する。第２バルブ２７Ｂは、例えば、パイロット式の逆止弁により構成されており、パイロット圧が導入されていないときは、アキュムレータ２３からヘッド側室１３ｈへの作動液の流れを許容するとともに、その反対方向の流れを禁止し、パイロット圧が導入されているときは、双方の流れを禁止する。
【００３７】
流量制御弁２９は、第３流路２５Ｃに設けられており、例えば、ロッド側室１３ｒからタンク１９への作動液の流量の制御に寄与する。この流量の制御により、射出ピストン１５の前進速度が制御される。すなわち、流量制御弁２９は、いわゆるメータアウト回路を構成している。流量制御弁２９は、例えば、圧力変動があっても流量を一定に保つことができる圧力補償付流量調整弁により構成されている。また、流量制御弁２９は、例えば、サーボ機構の中で使用され、入力信号に応じて流量を無段階に変調できるサーボバルブによって構成されている。
【００３８】
なお、メータアウト回路に代えて、又は加えて、メータイン回路が設けられてよい。例えば、アキュムレータ２３とヘッド側室１３ｈとの間に、流量制御弁２９と同様の構成の流量制御弁３１（点線で図示する）が設けられてよい。以下では、基本的に、流量制御弁２９のみに言及して、流量制御弁３１に言及しないことがあるが、このような場合において、流量制御弁２９についての説明は、流量制御弁３１にも当てはまる。
【００３９】
図１では、液圧装置９の有するバルブのうち、本実施形態の特徴に関わる代表的なバルブを例示しており、実際には、液圧装置９は不図示の他の種々のバルブを有している。例えば、液圧装置９は、ポンプ２１からロッド側室１３ｒへの作動液の供給を許容及び禁止するためのバルブを有している。また、例えば、液圧装置９は、ポンプ２１からヘッド側室１３ｈへ作動液を供給可能に流路及びバルブを有していてもよい。
【００４０】
制御装置１１は、例えば、特に図示しないが、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び外部記憶装置等を含んで構成されている。制御装置１１は、予め記憶しているプログラムに従って、入力された信号に基づいて各部を制御するための制御信号（制御指令）を出力する。なお、制御装置１１は、射出装置１の制御装置として構成されていてもよいし、射出装置１の動作だけでなく、不図示の型締装置及び不図示の押出装置等の動作も制御する、ダイカストマシンＤＣ１の制御装置として構成されていてもよい。また、そのハードウェアは、複数の位置（複数の筐体）に分散されていてもよいし、一纏まりにされていてもよい。
【００４１】
制御装置１１に信号を入力するのは、例えば、オペレータの入力操作を受け付ける入力装置３３、及びプランジャ５（ピストンロッド１７）の位置を検出する位置センサ３７である。制御装置１１が信号を出力するのは、例えば、オペレータに情報を表示する表示装置３５、ポンプ２１を駆動する不図示の電動機（厳密にはそのドライバ）、各種のバルブ（例えば図示したバルブ又は図示したバルブに対するパイロット圧を制御するバルブ）である。
【００４２】
なお、上記は、信号の入力元又は出力先として、本実施形態の特徴の説明に係る代表的なものを例示しており、実際には、射出装置１は、上記以外に、種々の入力先又は出力先を有している。例えば、特に図示しないが、射出装置１は、アキュムレータ２３の圧力を検出する不図示の圧力センサ、ヘッド側室１３ｈの圧力を検出する不図示の圧力センサ、ロッド側室１３ｒの圧力を検出する不図示の圧力センサ等を有している。
【００４３】
入力装置３３及び表示装置３５は、適宜な構成とされてよく、一部又は全部が一体的に構成されていてもよい。例えば、入力装置３３及び表示装置３５は、タッチパネルと機械スイッチとを含んで構成されてよい。入力装置３３は、例えば、低速射出速度、高速射出速度及び鋳造圧力等の成形条件を設定するための操作、並びに成形サイクルの開始を射出装置１に指示するための操作を受け付ける。
【００４４】
位置センサ３７は、例えば、シリンダ部１３に対するピストンロッド１７の位置を検出し、プランジャ５の位置を間接的に検出する。位置センサ３７の構成は適宜なものとされてよい。例えば、位置センサ３７は、ピストンロッド１７に固定的に設けられ、ピストンロッド１７の軸方向に延びる不図示のスケール部とともに磁気式又は光学式のリニアエンコーダを構成するものであってもよいし、ピストンロッド１７に固定された部材との距離を計測するレーザー測長器によって構成されてもよい。
【００４５】
なお、位置センサ３７単体、又は位置センサ３７と制御装置１１との組み合わせは、計時しつつ、位置を繰り返し検出することによって、位置の微分値であるプランジャ５の速度を取得することが可能である。従って、位置センサ３７は、実質的に速度を検出可能な速度センサと捉えられてもよい。
【００４６】
＜射出装置の基本動作の概略＞
図２は、射出装置の基本動作の一例の概略を説明するための図である。
【００４７】
同図において、横軸は時間ｔを示し、縦軸は射出速度Ｖ、射出圧力Ｐ、及びプランジャ５の位置Ｄを示している。射出速度Ｖは、プランジャ５の速度である。射出圧力Ｐは、プランジャ５が溶湯に付与する圧力である。位置Ｄは、ここでは、射出開始時点（時点ｔ０）の位置を基準としたプランジャ５の位置であり、別の観点では、射出開始時点からのプランジャ５の移動距離Ｄであり、ひいては、射出速度Ｖの積分値である。図中、線Ｌｎ１は射出速度Ｖの経時変化を示し、線Ｌｎ２は射出圧力Ｐの経時変化を示し、線Ｌｎ３は位置Ｄの経時変化を示している。
【００４８】
射出装置１は、例えば、概観すると、低速射出（概ねｔ０〜ｔ２）、高速射出（概ねｔ２〜ｔ３）、及び増圧（昇圧、概ねｔ３又はｔ４〜）を順に行う。これらの工程の動作は、例えば、以下のとおりである。
【００４９】
（低速射出）
不図示の型締装置によって固定金型１０３及び移動金型１０５の型締めが完了し、溶湯がスリーブ３に供給されると、制御装置１１は、プランジャ５の前進を開始し（時点ｔ０）、比較的低速の低速射出速度ＶＬ（時点ｔ１〜ｔ２）でプランジャ５を前進させる。これにより、溶湯による空気の巻き込みが抑制されつつ、スリーブ３内の溶湯がキャビティ１０７へ向かって押し出されていく。低速射出速度ＶＬは、適宜に設定されてよいが、例えば、１ｍ／ｓ未満である。一般には、０．２〜０．３ｍ／ｓ程度が多く、０．１ｍ／ｓ程度とされることもある。また、低速射出速度ＶＬは、例えば、一定の値である。ただし、適宜な変速制御がなされてもよい。低速射出において、射出圧力は、射出速度が比較的低速であることから、比較的低圧（低速射出圧力ＰＬ）となる。
【００５０】
上記のような動作のために、制御装置１１は、具体的には、例えば、第２バルブ２７Ｂへの閉じるパイロット圧力の導入を停止することにより、アキュムレータ２３から第２流路２５Ｂを介してヘッド側室１３ｈへ作動液を供給する。なお、アキュムレータ２３からの作動液の供給に代えて、適宜な流路及びバルブを介してポンプ２１からヘッド側室１３ｈへ作動液を供給してもよい。ヘッド側室１３ｈへ作動液が供給されることによって、射出ピストン１５は前進し、ひいてはプランジャ５が前進する。この際、射出ピストン１５の前進に伴って容積が縮小するロッド側室１３ｒの作動液は、例えば、第３流路２５Ｃを介してタンク１９に排出される。プランジャ５の速度は、メータイン回路（流量制御弁３１）及び／又はメータアウト回路（流量制御弁２９）によって制御される。
【００５１】
なお、ロッド側室１３ｒから排出される作動液は、不図示の流路（ランアラウンド回路）を介してヘッド側室１３ｈへ還流され、メータアウト回路（流量制御弁２９）は、この還流される流量を制御してもよい。
【００５２】
（高速射出）
プランジャ５が所定の高速切換位置に到達したことが位置センサ３７によって検出されると（時点ｔ２）、制御装置１１は、比較的高速の高速射出速度ＶＨでプランジャ５を前進させる。これにより、例えば、溶湯の凝固に遅れずに速やかに溶湯がキャビティ１０７に充填される。高速射出速度ＶＨは適宜に設定されてよいが、例えば、１ｍ／ｓ以上である。高速射出速度ＶＨは、例えば、一定の値である。ただし、適宜な変速制御がなされてもよい。高速射出において、射出圧力は、射出速度が比較的高速であることから、低速射出圧力ＰＬよりも高い高速射出圧力ＰＨとなる。
【００５３】
上記のような動作のために、制御装置１１は、具体的には、例えば、低速射出から引き続いてアキュムレータ２３からヘッド側室１３ｈへの作動液の供給を継続しつつ、メータイン回路の流量制御弁３１及び／又はメータアウト回路の流量制御弁２９の開度を大きくする。なお、低速射出において、アキュムレータ２３からではなく、ポンプ２１からヘッド側室１３ｈへ作動液を供給していた場合においては、第２バルブ２７Ｂを開いて、ヘッド側室１３ｈへの作動液の供給元をポンプ２１からアキュムレータ２３へ切り換える。ロッド側室１３ｒの作動液は、低速射出と同様に、タンク１９に排出されてもよいし、不図示の流路を介してヘッド側室１３ｈに還流されてもよい。プランジャ５の速度は、メータイン回路（流量制御弁３１）及び／又はメータアウト回路（流量制御弁２９）によって制御される。
【００５４】
（減速、増圧及び保圧）
高速射出の結果、キャビティ１０７に溶湯が概ね充填されると（時点ｔ３）、溶湯の圧力は上昇し、プランジャ５は減速する。なお、適宜な時期に、メータイン回路（流量制御弁３１）及び／又はメータアウト回路（流量制御弁２９）によって減速制御が行われてもよい。
【００５５】
その後、プランジャ５は（略）停止し（時点ｔ４）、溶湯の圧力は上昇して鋳造圧力（終圧）に到達する（増圧工程）。そして、鋳造圧力が維持される（保圧工程）。なお、鋳造圧力は、ロッド側室１３ｒとヘッド側室１３ｈとの圧力差によってプランジャ５に加えられる力とプランジャ５が溶湯から受ける反力とが釣り合うときの溶湯の圧力である。このとき、ロッド側室１３ｒの圧力は、タンク圧とされていてもよいし、増圧工程中の適宜な時期にロッド側室１３ｒからの作動液の排出が禁止されることによって適宜な圧力とされていてもよい。また、ヘッド側室１３ｈの圧力は、図１の例（単胴式の射出シリンダ７）では、アキュムレータ２３の圧力と同等であり、増圧式の射出シリンダでは、アキュムレータ２３の圧力が増圧ピストンによって適宜に増圧されたものと同等である。
【００５６】
そして、溶湯が凝固すると、不図示の型締装置による型開き、不図示の押出装置によるダイカスト品の金型からの押し出し、及び、ロッド側室１３ｒに作動液が供給されることによるプランジャ５の後退等が行われる。
【００５７】
＜速度制御のためのサーボ構成＞
上述のように、少なくとも射出開始から高速射出の終了までにおいては、流量制御弁２９による速度制御がなされる。この速度制御は、基本的に（後述する一部の期間を除いて）フィードバック制御とされる。フィードバック制御は、例えば、直接的には位置フィードバック制御とされ、実質的に速度フィードバック制御がなされる。具体的には、以下のとおりである。
【００５８】
図３（ａ）は、制御装置１１が生成する、目標速度に係る情報を示す概念図である。
【００５９】
制御装置１１は、入力装置３３を介して、オペレータによる目標速度の設定を受け付ける。目標速度は、例えば、プランジャ５の位置Ｄに対して設定される。具体的には、例えば、制御装置１１は、プランジャ５の複数の位置Ｄと、各位置Ｄにおける目標速度との入力を受け付ける。これにより、プランジャ５の位置Ｄと目標速度とを対応付けた情報が生成される。
【００６０】
図３（ａ）の紙面左側に示す目標速度テーブルＴｂ１は、上記のようにして生成されたプランジャ５の位置Ｄと目標速度とを対応付けた情報の一例を示している。目標速度テーブルＴｂ１では、プランジャ５の複数の位置Ｄ０〜Ｄｉと、各位置における目標速度Ｖ０〜Ｖｉとが対応付けられている。目標速度テーブルＴｂ１は、例えば、ＲＡＭ及び／又は外部記憶装置に保持される。
【００６１】
なお、位置Ｄ０は、例えば、射出の開始時の位置であり、このときの速度Ｖ０は０である。オペレータが目標速度を設定する位置Ｄの数（ｉ）は、例えば、オペレータによって適宜に設定される。また、位置Ｄと次の位置Ｄとの間の速度は、制御装置１１によって適宜な補間計算によって特定されてよい。速度が一定となる位置範囲は、例えば、一の位置Ｄと次の位置Ｄとで同一の目標速度が設定されることによって、その２つの位置Ｄの間に設定されてよい。
【００６２】
次に、制御装置１１は、位置Ｄに対する目標速度の情報（目標速度テーブルＴｂ１）を経過時間に対する目標速度の情報に変換する。図３（ａ）の紙面右側に示す目標位置テーブルＴｂ２は、そのような変換された情報の一例を示している。目標位置テーブルＴｂ２では、経過時間（時点ｔｔ０〜ｔｔｍ）と、各時点における目標位置Ｄｔ０〜Ｄｔｍとが対応付けられている。目標位置テーブルＴｂ２は、例えば、ＲＡＭに保持される。
【００６３】
目標速度テーブルＴｂ１から目標位置テーブルＴｂ２への変換は、従来と同様に、適宜に行われてよい。例えば、まず、制御装置１１は、目標速度テーブルＴｂ１に基づいて、刻み幅が比較的短い複数の位置Ｄ毎の目標速度を補間計算する。そして、制御装置１１は、その補間データの目標速度を比較的短い所定の時間刻み（（時点ｔｔ０〜ｔｔｍの時間刻み以下）を乗じて積算していく。これにより、実質的に、経過時間（時点ｔｔ０〜ｔｔｍ）毎に、射出開始時からその経過時間までの目標速度の積分値が算出される。すなわち、経過時間毎の目標位置が算出される。この積算の過程では、積算値（目標位置）が補間データの位置Ｄに到達する度に、積算すべき目標速度を変える。
【００６４】
なお、速度Ｖ０（Ｖ＝０）からの立ち上がりについては、例えば、速度Ｖ０とＶ１との間の補間（例えば１次関数による補間）によって得られた速度Ｖに基づいて目標位置が特定されてよい。また、目標速度テーブルＴｂ１から目標位置テーブルＴｂ２への変換は、上記のような近似計算ではなく、式によって求められてもよい。
【００６５】
制御開始の時点ｔｔ０は、図２における射出開始の時点ｔ０に対応している。制御終了の時点ｔｔｍは、射出の速度制御の終了に対応しており、例えば、図２の時点ｔ３、時点ｔ４又はその間の適宜な時点に対応している。なお、成形サイクル中の制御では、経過時間が時点ｔｔｍに到達したか否かに関わらずに、所定の要件が満たされたこと（例えば射出圧力が所定の圧力に到達したこと）を条件として速度制御が終了され、増圧のための圧力制御が開始されてもよい。時点ｔｔ０〜ｔｔｍの時間刻みは、例えば、射出工程に亘って一定である。また、時間刻みの長さは、射出波形（図２の線Ｌｎ１の波形）が好適に実現されるように適宜に設定されてよいが、例えば、１ｍｓである。
【００６６】
図３（ｂ）は、流量制御弁２９のフィードバック制御に係る構成を示すブロック図である。
【００６７】
このフィードバック系は、既述の位置センサ３７及び流量制御弁２９に加えて、制御装置１１内に構成されるＦＢ制御部３９と、ＦＢ制御部３９からの制御信号ＣＳ１を適宜な制御電圧ＣＳ２に変換して流量制御弁２９に出力するサーボドライバ４１とを有している。なお、制御電圧ＣＳ２は、制御信号ＣＳ１に基づくものであるので、以下では、両者を区別せずに、制御指令ＣＳということがある。
【００６８】
ＦＢ制御部３９は、位置センサ３７の検出値に基づいて、目標速度が実現されるように流量制御弁２９の（リアルタイム）フィードバック制御を行う。具体的には、例えば、ＦＢ制御部３９は、目標位置テーブルＴｂ２を参照して、経過時間毎に、その経過時間に対して設定された目標位置Ｄｔを特定し、その特定した目標位置Ｄｔと、位置センサ３７の検出する位置Ｄｄとの偏差Ｄｅを算出し、算出した偏差に応じた指令値の制御指令ＣＳを出力する。すなわち、ＦＢ制御部３９は、経時変化する目標位置へ検出位置を一致させるようにする位置フィードバック制御によって、実質的に速度フィードバック制御を行う。
【００６９】
なお、上記のフィードバック制御を行う周期（時間刻み）は、例えば、目標位置テーブルＴｂ２における経過時間（時点ｔｔ０〜ｔｔｍ）の時間刻みと同一であり、例えば、１ｍｓ程度である。
【００７０】
偏差Ｄｅから制御指令ＣＳの指令値への変換は、例えば、偏差Ｄｅに対して所定の比例ゲインＫを乗じることによってなされる。すなわち、ＦＢ制御部３９では、比例制御が行われる。なお、ＰＩ制御、ＰＤ制御又はＰＩＤ制御等が行われてもよいし、ファジー制御等の他の制御方式が適宜に導入されてもよい。
【００７１】
サーボドライバ４１は、例えば、単に制御信号ＣＳ１を制御電圧ＣＳ２に変換するだけでなく、流量制御弁２９の開度が制御信号ＣＳ１によって指定された開度となるように、流量制御弁２９から出力される開度を示す信号に基づいて流量制御弁２９のフィードバック制御を行う。すなわち、サーボドライバ４１は、マイナーループのフィードバック制御を行う。ただし、サーボドライバ４１は、例えば、単に制御信号ＣＳ１を制御電圧ＣＳ２に変換するだけであってもよい。
【００７２】
なお、サーボドライバ４１は、制御装置１１の一部又は流量制御弁２９の一部として捉えられてもよい。また、サーボドライバ４１は、制御装置１１とともに配置されていてもよいし、流量制御弁２９とともに配置されていてもよい。以下では、制御装置１１による流量制御弁２９の制御について、サーボドライバ４１を省略して説明することがある。
【００７３】
図３（ｂ）に示す例では、流量制御弁２９は、第３流路２５Ｃを開閉するメイン弁２９ａと、メイン弁２９ａを駆動するためのパイロット弁２９ｂとを有している。そして、メイン弁２９ａの開度を示す信号がサーボドライバ４１に出力され、上記のマイナーループのフィードバック制御が行われる。さらに、パイロット弁２９ｂの開度を示す信号がサーボドライバ４１に出力され、マイナーループの更にマイナーループのフィードバック制御がなされてもよい。
【００７４】
＜流量制御弁のオーバーラップ特性＞
図４（ａ）〜図４（ｃ）は、流量制御弁２９の構成を模式的に示す断面図である。なお、この図は、オーバーラップ特性を説明するための模式的なものであり、正確に流量制御弁２９の構造乃至は形状の一例を示すものではない。
【００７５】
流量制御弁２９は、例えば、滑り弁の一種であるスプール式の弁であり、中空状の弁本体４３と、弁本体４３内を摺動可能なスプール４５とを有している。
【００７６】
弁本体４３の中空部４３ａは、一定の断面で紙面左右方向に延びている。また、弁本体４３には、中空部４３ａと弁本体４３の外部とを連通する第１ポート４７Ａ及び第２ポート４７Ｂが形成されている。弁本体４３は、例えば、第１ポート４７Ａがロッド側室１３ｒに接続され、第２ポート４７Ｂがタンク１９に接続されるように第３流路２５Ｃに組み込まれる。なお、２つのポートの接続先は上記と逆でもよい。
【００７７】
スプール４５は、概ね軸状の部材であり、例えば、中空部４３ａの断面形状（紙面左右方向に直交する断面の形状）よりも僅かに小さい断面形状を有する第１ランド部４５ａ及び第２ランド部４５ｂと、これらランド部の間に位置し、ランド部よりも径が小さい小径部４５ｃとを有している。スプール４５は、紙面左右方向において中空部４３ａ内を移動可能である。
【００７８】
図４（ａ）は、スプール４５が所定の基準位置（中立点）にあり、流量制御弁２９が閉じられている状態を示している。この位置では、第１ランド部４５ａは、スプール４５の移動方向において、第１ポート４７Ａに対して中央に位置しており、第１ポート４７Ａを塞いでいる。これにより、第１ポート４７Ａと第２ポート４７Ｂとの間の流れが禁止される。このとき、第１ランド部４５ａは、スプール４５の移動方向等において、第１ポート４７Ａだけでなく、第１ポート４７Ａの周囲において弁本体４３に重なっている。この重なり量をＯＬとし、図４（ａ）のときの重なり量ＯＬをＯＬ１とする。
【００７９】
図４（ｂ）は、スプール４５が図４（ａ）の位置から開位置へ少し変位した状態を示している。スプール４５が図４（ａ）の位置から変位しても、図４（ａ）の状態で第１ランド部４５ａは、重なり量ＯＬ１で第１ポート４７Ａの周囲に重なっていたことから、直ちには第１ポート４７Ａは開かれない。具体的には、図４（ｂ）で示すように、重なり量ＯＬが０となる位置まで、第１ポート４７Ａは第１ランド部４５ａに塞がれたままである（開かれない。）。
【００８０】
図４（ｃ）は、スプール４５が図４（ｂ）の位置から更に開位置側へ変位した状態を示している。この状態では、第１ポート４７Ａが第１ランド部４５ａによって塞がれていた状態が解除される。すなわち、第１ポート４７Ａが開かれる。これにより、矢印ｙ１で示すように、第１ポート４７Ａから第２ポート４７Ｂへの流れが許容される。また、流量制御弁２９の開度は、図４（ｂ）の位置と図４（ｃ）の位置との間でスプール４５が変位することによって連続的に調整され、これにより流量が連続的に制御される。
【００８１】
このように、流量制御弁２９では、スプール４５が所定の重複区間ＯＲ（紙面左側の境界のみ示す）内にあるときは、スプール４５が変位しても第１ポート４７Ａは開かれず、スプール４５が重複区間ＯＲを抜けると、第１ポート４７Ａが開かれる。このような、弁体（スプール４５）が基準位置から少し変位して、その後初めてポートが開かれるような弁体と弁本体との重なりの状態は、オーバーラップとよばれている。このようなオーバーラップを採用することによって、例えば、スプール４５が基準位置にあるときに、作動液の流れをより確実に遮断することができる。
【００８２】
スプール４５を駆動するための駆動力は、ソレノイド（リニア式電動機）から直接的に付与されてもよいし、ソレノイドによって駆動されるパイロット弁からの液圧によって付与されてもよい（図３（ｂ）の例）。流量制御弁２９は、入力された制御指令ＣＳの指令値に応じた位置（例えば制御電圧ＣＳ２の値と基準位置からの変位量とが線形になる位置）へスプール４５を位置させる。
【００８３】
図５は、オーバーラップ形の流量制御弁２９の流量特性を示す図である。
【００８４】
この図において、横軸は、流量制御弁２９に入力される制御指令ＣＳの指令値Ｃｖを示している。なお、流量制御弁２９は、指令値Ｃｖに応じた位置にスプール４５を位置させるから、別の観点では、横軸は、スプール４５の位置である。図５において縦軸は、プランジャ５の速度である。なお、プランジャ５の速度は、ロッド側室１３ｒから流量制御弁２９を介して排出される作動液の流量に比例するから、別の観点では、縦軸は、流量制御弁２９における流量である。
【００８５】
縦軸の下端は、Ｖ＝０に対応している。横軸は、流量制御弁２９の構成によって適宜に正負及び絶対値が割り当てられる。従って、例えば、指令値Ｃｖと速度Ｖとが線形の関係にあっても、比例とは限らない。ただし、以下では、説明の便宜上、指令値Ｃｖの値は、紙面右側に行くほど増加するものとして指令値Ｃｖの値の変化について表現することがある。
【００８６】
Ｃｖ＝Ｃｖ０は、図４（ａ）のＯＬ＝ＯＬ１の状態に対応している。Ｃｖ＝Ｃｖ１は、図４（ｂ）のＯＬ＝０の状態に対応している。すなわち、Ｃｖ０からＣｖ１までの範囲は、スプール４５が重複区間ＯＲ内に位置する状態に対応し、Ｃｖ１よりも紙面右側の範囲は、スプール４５が重複区間ＯＲを抜けて、第１ポート４７Ａが開かれた状態に対応している。
【００８７】
線Ｌｎ１１は、流量制御弁２９の理想上の流量特性を示している。線Ｌｎ１２は、流量制御弁２９の実測された流量特性を示している。線Ｌｎ１３は、線Ｌｎ１２に対する近似値を示している。
【００８８】
既述のように、スプール４５が重複区間ＯＲに位置している場合においては、第１ポート４７Ａは、第１ランド部４５ａによって塞がれている。従って、線Ｌｎ１１によって示されているように、理想的には、プランジャ５の速度は０である。そして、指令値ＣｖがＣｖ１を超えると、指令値Ｃｖの値の増加に応じて（例えば線形の関係で）、速度Ｖが上昇する。
【００８９】
しかし、スプール４５と弁本体４３の内周面との間には作動液（例えば油）が浸入可能な隙間がある。このような隙間が設けられていることによって、スプール４５の弁本体４３に対する円滑な移動が可能となる。この隙間の大きさは、流量制御弁２９の構造及び大きさによって適宜に設定されるが、例えば、数μｍ〜数十μｍである。そして、流量制御弁２９においては、作動液がこの隙間を流れるいわゆる隙間流れによって、スプール４５が重複区間ＯＲ内に位置していても、第１ポート４７Ａから第２ポート４７Ｂへの流れが生じる。
【００９０】
従って、実際には、線Ｌｎ１２によって示されているように、スプール４５が重複区間ＯＲ内に位置している状態においても、スプール４５の変位によって速度Ｖは変化する。具体的には、例えば、スプール４５が基準位置（指令値Ｃｖ０に対応する位置）にあるときは、速度Ｖは概ね０であり、基準位置からの変位が増加すると、速度Ｖも上昇する。そのときの変位（指令値Ｃｖ）と速度Ｖとの関係は、例えば、近似値の線Ｌｎ１３からも理解されるように、概ね線形である。また、その変化率は、第１ポート４７Ａが開かれてから（Ｃｖ＞Ｃｖ１）の変化率よりも小さい。スプール４５が重複区間ＯＲとその外側の区間との境界に位置する（Ｃｖ＝Ｃｖ１）ときのプランジャ５の速度ＶＯＬは、低速射出速度ＶＬとして設定可能な速度よりも低い速度であり、例えば、０．１５ｍ／ｓ以下又は０．１ｍ／ｓ未満である。
【００９１】
＜オーバーラップ特性に起因する課題＞
図６（ａ）及び図６（ｂ）は、上記のようなオーバーラップ特性によって生じる課題を説明するための図である。これらの図において、横軸は時間を示しており、縦軸は、射出速度Ｖ及び指令値Ｃｖを示している。また、時点ｔ０及びｔ１並びに低速射出速度ＶＬの符号から理解されるように、この図は、図２を参照して説明した、射出開始時から低速射出の途中までに対応している。
【００９２】
図６（ａ）は、従来、出願人の実施している射出装置において行われている制御方法を説明するための図である。この図において、線Ｌｎ２１は、オペレータが設定する射出速度Ｖの目標値の経時変化を示している。線Ｌｎ２２は、実際の射出速度Ｖの経時変化を示している。
【００９３】
上述のように、スプール４５が重複区間ＯＲに位置している間においては、基本的には第１ポート４７Ａは第１ランド部４５ａに塞がれている。そこで、従来は、制御装置１１は、まず、重複区間ＯＲを抜ける位置まで即座にスプール４５を移動させ、これにより速やかに射出速度を立ち上げ、その後（時点ｔ１１以降）、図３（ｂ）を参照して説明したフィードバック制御を行っていた。
【００９４】
具体的には、従来の制御装置１１は、射出開始時から比較的短い時間で、制御指令ＣＳの指令値Ｃｖを、基準位置に対応するＣｖ０から、重複区間の境界位置に対応するＣｖ１よりも大きいＣｖ１１とする。Ｃｖ１１の大きさ、及びＣｖ０からＣｖ１１へ移行するときの変化率は、基本的に射出装置１の製造者によって設定される。すなわち、Ｃｖ１１の大きさ、及びＣｖ０からＣｖ１１へ移行するときの変化率は、オペレータによる射出速度Ｖの設定によらず、一定である。ただし、Ｃｖ１１の大きさは、入力装置３３への操作によって、２段階の大きさのいずれかに切換可能である場合もある。図示の例では、Ｃｖ１１は、低速射出速度ＶＬに対応する指令値と概ね同等である。
【００９５】
図６（ｂ）は、上記のような制御において生じる課題を説明するための図である。この図において、線Ｌｎ２４は、オペレータが設定する射出速度Ｖの目標値の経時変化を示している。線Ｌｎ２５は、実際の射出速度Ｖの経時変化を示している。
【００９６】
この図に示されるように、近年、射出の開始時において、射出速度を速やかに低速射出速度ＶＬに到達させるのではなく、比較的緩やかな速度勾配で低速射出速度ＶＬに到達させる（時点ｔ１２において到達させる）ように射出速度を設定することがある。このような場合、図６（ａ）と同様に、時点ｔ１１までに指令値ＣｖをＣｖ１１にすると、時点ｔ１１の付近で実際の速度が目標速度を大きく上回り、次に、ゆっくり速度が下がり、その後、実際の速度が目標速度に収束する。すなわち、実際の速度の目標速度に対する追従性が低い。
【００９７】
その理由としては、例えば、以下のものが挙げられる。時点ｔ１１における指令値Ｃｖ１１が時点ｔ１１における目標速度に対して大きい。指令値ＣｖがＣｖ１以下の範囲内であっても（スプール４５が重複区間に位置していても）、作動液の流量は０ではなく、これによっても実際の速度が目標速度を超えることがある。また、フィードバック制御の比例ゲインＫ（図３（ｂ））は、指令値ＣｖがＣｖ１を超えているとき（スプール４５が重複区間を抜けているとき）を基準として設定されている。従って、矢印ｙ３で示している領域のように、指令値ＣｖがＣｖ１を下回ると（スプール４５が重複区間にあると）、指令値Ｃｖに対する流量の変化量に比較して比例ゲインＫが小さく、速やかに射出速度を目標値に追従させることができない。
【００９８】
＜オーバーラップ特性を考慮した制御＞
（制御方式の切換え）
図６（ｃ）は、上記のような課題を解決するために本実施形態に係る射出装置１が行う制御の概要を説明するための、図６（ａ）及び図６（ｂ）に対応する図である。線Ｌｎ２４は、図６（ｂ）の線Ｌｎ２４と同様に、オペレータが設定する射出速度Ｖの目標値の経時変化を示している。線Ｌｎ２７は、実際の射出速度Ｖの経時変化を示している。
【００９９】
上記のように、従来は、オペレータが入力装置３３を介して設定した射出速度Ｖの目標値に関わらず、流量制御弁２９は、射出の開始時において、予め定められた比較的短い時間で、スプール４５が重複区間ＯＲを抜けて一定の開度になるような制御が行われた。
【０１００】
一方、本実施形態では、制御装置１１は、射出の開始時において、オペレータが入力装置３３を介して設定した射出速度Ｖの目標値に応じたオープン制御を行い、その後、フィードバック制御を行う。このオープン制御では、スプール４５が重複区間にあるときの流量制御弁２９の流量特性も考慮される。換言すれば、このオープン制御では、重複区間におけるスプール４５の移動に対応する指令値の経時変化は、オペレータが設定した目標速度に応じて変わる。これにより、例えば、設定された目標速度が、射出開始後に、比較的緩やかな速度勾配で低速射出速度ＶＬに到達するようなものである場合においても、実際の速度が目標速度に好適に追従する。
【０１０１】
例えば、オペレータが設定した目標速度が、時点ｔ１２で低速射出速度ＶＬに到達し、その後、ある程度の期間（例えば高速射出の開始までの期間）、低速射出速度ＶＬが維持されるようなものである場合においては、制御装置１１は、時点ｔ１２までオープン制御を行い、その後、フィードバック制御を行う。時点ｔ０から時点ｔ１２までの指令値Ｃｖは、図５に示したような指令値Ｃｖと速度Ｖとの対応関係の情報を参照して、目標速度に応じた指令値Ｃｖを特定することによって設定される。
【０１０２】
図７は、オープン制御からフィードバック制御へ移行するときの制御装置１１の動作の変化を示す模式図である。紙面上方側の図は、射出開始時においてオープン制御が行われている状態に対応し、紙面下方側の図は、オープン制御に続いてフィードバック制御が行われている状態に対応している。
【０１０３】
図７の紙面上方側に示すように、制御装置１１は、図３（ｂ）を参照して説明したＦＢ制御部３９に加えて、流量制御弁２９のオープン制御を行うためのＯＰ制御部４９を有している。また、制御装置１１は、経過時間毎の指令値Ｃｖを規定する情報として、ＯＰ制御用テーブル５１を生成し、ＲＡＭ等に保持している。
【０１０４】
ＯＰ制御用テーブル５１は、例えば、所定の時間刻みの時点ｔｔ０〜ｔｔｎと、各時点における目標速度に対応する指令値Ｃｔ０〜Ｃｔｎとを対応付けて保持している。ＯＰ制御用テーブル５１は、上述のように、図５のような流量制御弁２９の流量特性の情報を参照して、経過時間毎の目標速度に対応する指令値Ｃｖを特定することによって生成される。
【０１０５】
そして、ＯＰ制御部４９は、ＯＰ制御用テーブル５１を参照して、経過時間毎に設定された指令値Ｃｖの制御指令ＣＳを流量制御弁２９に順次出力する。なお、このオープン制御においても、サーボドライバ４１によるマイナーループのフィードバック制御がなされてよいことは当然である。
【０１０６】
なお、制御開始の時点ｔｔ０は、図３（ａ）と同様に、図６（ｃ）における射出開始の時点ｔ０に対応している。指令値Ｃｔ０は、図６（ｃ）における指令値Ｃｖ０（速度０）に対応している。なお、時点ｔｔ０（ｔ０）のときのデータ（速度０に対応するデータ）は、実際にはＯＰ制御用テーブル５１に不要である。
【０１０７】
制御終了の時点ｔｔｎは、例えば、図６（ｃ）における射出速度が一定（低速射出速度ＶＬ）になる時点ｔ１２に対応している。指令値Ｃｔｎは、図６（ｃ）における指令値Ｃｖ１１（低速射出速度ＶＬ）に対応している。なお、時点ｔｔｎは、時点ｔｔ０〜ｔｔｎの時間刻み１つ分程度で、時点ｔ１２に対して直前又は直後となる時点であってもよく、この場合も、時点ｔ１２までオープン制御を行うという場合に含まれるものとする。
【０１０８】
ＯＰ制御部４９が指令値Ｃｖを変更する時間刻み（ＯＰ制御用テーブル５１における時点ｔｔ０〜ｔｔｎの時間刻み）は、例えば、オープン制御に亘って一定である。また、時間刻みは、フィードバック制御の時間刻みと同じであってもよいし、異なっていてもよい。時間刻みの長さは、適宜に設定されてよいが、例えば、１ｍｓ程度である。
【０１０９】
ＯＰ制御用テーブル５１の生成及びＯＰ制御部４９による制御においては、重複区間ＯＲの内外を区別する判定等は特に行われる必要はない。時点ｔｔ０〜ｔｔｎの時間刻みが比較的短く、射出開始時付近の速度（例えば低速射出速度ＶＬ）が比較的低く、また、図５に示されたような重複区間ＯＲの流量特性を含む情報が参照されることによって、結果的に、指令値Ｃｖは、スプール４５が重複区間ＯＲ内にあるときの範囲内（図５の指令値Ｃｖ０からＣｖ１までの範囲内）でも、オペレータが設定した目標速度に応じて経時変化する。
【０１１０】
ＯＰ制御部４９が時点ｔｔｎまでの制御を終えると、図７の紙面下方側に示すように、ＯＰ制御部４９に代わって、ＦＢ制御部３９が制御指令ＣＳを流量制御弁２９に出力する。その動作の概略は、図３（ｂ）を参照して説明したとおりである。
【０１１１】
制御装置１１は、図３（ａ）を参照して説明したように、目標位置テーブルＴｂ２を生成可能であり、このうち、オープン制御の終了時点である時点ｔｔｎ（具体的な制御方式によってはｔｔｎ＋１）以降の情報をフィードバック制御のための情報としてＲＡＭ等に保持している。すなわち、制御装置１１は、所定の時間刻みの時点ｔｔｎ〜ｔｔｍと、各時点における目標位置Ｄｔｎ〜Ｄｔｍとを対応付けたＦＢ制御用テーブル５３を保持している。そして、ＦＢ制御部３９は、図３を参照して説明したように、経過時間毎に、その時点の目標位置Ｄｔを特定し、偏差Ｄｅに比例ゲインを乗じて指令値Ｃｖを設定する。
【０１１２】
ＦＢ制御部３９は、フィードバック制御からオープン制御へ移行するときにＯＰ制御部４９が出力した制御指令ＣＳの指令値Ｃｖ（ＯＰ制御用テーブル５１の指令値Ｃｔｎ）をオフセットとして取り込む。すなわち、偏差Ｄｅに比例ゲインＫを乗じて得た指令値に指令値Ｃｔｎを加算して、最終的な指令値Ｃｖとする。これにより、例えば、定常偏差が解消されやすくなる。
【０１１３】
（流量制御弁の特性データの生成）
上述のように、ＯＰ制御用テーブル５１の生成においては、図５に示したような流量制御弁２９の流量特性の情報が参照される。この流量特性は、異なる種類の製品間ではもとより、同一種類（同一の設計値）の製品間においてもばらつく。その要因としては、流量制御弁２９を作製する際の寸法の誤差、及び流量制御弁２９が設けられるダイカストマシンＤＣ１のサイズの相違等が挙げられる。また、１個の流量制御弁２９においても、その流量特性は、摩耗等によって経年変化する。そこで、射出装置１は、適宜な時期に、流量特性を計測して、流量特性の情報を更新（最初は生成）する。
【０１１４】
図８は、射出装置１が流量特性を計測するときの動作の一例を説明するための模式図である。
【０１１５】
この図において、横軸は時間ｔを示し、縦軸は、指令値Ｃｖ及びプランジャ５の速度Ｖを示している。線Ｌｎ３１は、指令値Ｃｖの経時変化を示し、線Ｌｎ３２は、プランジャ５の速度Ｖの経時変化を示している。
【０１１６】
線Ｌｎ３２で示されるプランジャ５の速度Ｖは、線Ｌｎ３１で示される指令値Ｃｖの制御指令ＣＳを流量制御弁２９へ出力したときの計測値である。速度Ｖの計測は、例えば、位置センサ３７によってなされる。この図に示される動作は、成形サイクルとは別に行われる。また、この動作は、例えば、スリーブ３に溶湯が供給されていない、いわゆる空打ちの状態で行われる。
【０１１７】
制御装置１１は、例えば、線Ｌｎ３１で示されているように、複数の指令値Ｃｖについて制御指令ＣＳを順次出力する。また、制御装置１１は、例えば、各指令値Ｃｖについて、所定の時間Ｔ０に亘って制御指令ＣＳを出力する。そして、制御装置１１は、各指令値Ｃｖの制御指令ＣＳを出力しているときのプランジャ５の速度Ｖを検出する。これにより、制御装置１１は、指令値Ｃｖに対応するプランジャ５の速度Ｖを特定することができ、ひいては、図５に示したような流量特性の情報が生成される。
【０１１８】
なお、種々の指令値Ｃｖについての制御指令ＣＳの出力順は、図示の例のように指令値Ｃｖが徐々に大きくなる（流量が徐々に大きくなる）ものであってもよいし、逆に、小さくなるものであってもよいし、ランダムであってもよい。時間Ｔ０の長さ及び指令値Ｃｖを変えるときの変化量は、例えば、種々の指令値Ｃｖに対して一定であり、また、その具体的な値は適宜に設定されてよい。測定対象となる指令値Ｃｖの範囲は、ＯＰ制御用テーブル５１の生成に必要十分な範囲とされ、少なくともスプール４５が基準位置（図４（ａ））から重複区間ＯＲを抜けるまでに対応する指令値Ｃｖの範囲を含む。なお、これらの測定用のパラメータは、基本的に射出装置１の製造者によって設定されるが、オペレータが入力装置３３を介して設定可能であってもよい。各時間Ｔ０における速度Ｖとしては、例えば、その時間Ｔ０の間に計測された速度Ｖの平均値が用いられてよい。
【０１１９】
上記の動作は、所定の条件が満たされたとき（例えば所定の時期が到来したとき）に制御装置１１によって自動的に行われてもよいし、オペレータによって所定の操作がなされたときに行われてもよい。また、上記の動作を行う時期は、適宜に選択されてよく、例えば、ダイカストマシンが出荷されてから最初の稼働開始時、日々の稼働開始時、制御結果の良否判定（後述）で否判定がされたとき、オペレータが設定した任意の時期である。
【０１２０】
（制御結果の良否判定）
図９は、オープン制御による制御結果の良否判定方法を説明するための図である。
【０１２１】
この図において、横軸は、時間ｔを示している。縦軸は、プランジャ５の速度Ｖ及びプランジャ５の位置Ｄを示している。時点ｔ０及びｔ１２並びに低速射出速度ＶＬの符号から理解されるように、この図は、図６（ｃ）に示した射出速度の設定がなされた場合の射出開始時の経時変化を示している。
【０１２２】
線Ｌｎ２４は、図６（ｃ）と同様に、目標速度Ｖの経時変化を示している。線Ｌｎ３５は、目標速度Ｖから求められる目標位置Ｄの経時変化を示している。線Ｌｎ３６は、実際のプランジャ５の位置Ｄ（位置センサ３７による検出値）の経時変化を示している。
【０１２３】
理想的には、位置センサ３７による検出位置を示す線Ｌｎ３６は、目標位置を示す線Ｌｎ３５に一致する。しかし、例えば、流量制御弁２９の経年変化によって流量特性が変化すると、図示の例のように線Ｌｎ３６は、線Ｌｎ３５に一致しなくなる。
【０１２４】
そこで、制御装置１１は、例えば、オープン制御が終了するとき（オープン制御の時間刻み１つ分程度前後してもよい）の、目標位置及び検出位置の差ｄＤを算出し、この差ｄＤが所定の閾値を超えたときは、所定の警告画像を表示装置３５に表示させる。これにより、例えば、オペレータは、流量特性の情報を更新すべき時期であることを知ることができる。警告画像は、例えば、所定の文字及び／又は所定の図形を表示することによって、差ｄＤが閾値を超えたことを知らせたり、流量特性の情報を更新することを促したりするようなものである。
【０１２５】
（ブロック図及びフローチャート）
図１０は、上記のようなオーバーラップ特性を考慮した制御を実現するための信号処理系の構成を概念的に示すブロック図である。
【０１２６】
制御装置１１は、図５に示したような流量特性を特定可能な情報としての特性テーブル５５を生成して記憶部１１ａに保持している。特性テーブル５５は、例えば、複数の指令値Ｃｖと、各指令値Ｃｖの制御指令ＣＳが出力されたときに計測されたプランジャ５の速度とを対応付けて保持している。記憶部１１ａは、例えば、外部記憶装置である。
【０１２７】
制御装置１１において、ＣＰＵがＲＯＭ及び／又は外部記憶装置に記憶されているプログラムを実行することによって、各種の機能部（３９、４９、６１、６３、６５、６７、６９及び７１）が構成される。各機能部の動作は、例えば、以下のとおりである。
【０１２８】
目標速度設定部６１は、オペレータの操作に応じた入力装置３３からの信号に基づいて、目標速度を設定する。例えば、目標速度設定部６１は、図３（ａ）に示した目標速度テーブルＴｂ１を生成する。
【０１２９】
指令値設定部６３は、目標速度設定部６１が生成した目標速度テーブルＴｂ１と、記憶部１１ａに保持されている特性テーブル５５とに基づいて、オープン制御のための経過時間毎の指令値を設定する。例えば、指令値設定部６３は、図７に示したＯＰ制御用テーブル５１を生成する。
【０１３０】
目標位置算出部６５は、目標速度設定部６１が生成した目標速度テーブルＴｂ１に基づいて、フィードバック制御のための経過時間毎の目標位置を算出する。例えば、目標位置算出部６５は、図７に示したＦＢ制御用テーブル５３を生成する。
【０１３１】
なお、後述するフローチャートの説明でも理解されるように、指令値設定部６３は、図３（ａ）に示した目標位置テーブルＴｂ２も利用する。目標位置算出部６５は、この目標位置テーブルＴｂ２の生成に兼用されてよい。
【０１３２】
ＯＰ制御部４９については、図７を参照して説明したとおりである。また、ＦＢ制御部３９については、図３（ｂ）及び図７を参照して説明したとおりである。
【０１３３】
更新用制御部６７は、図８を参照して説明した動作を行う。すなわち、図８において線Ｌｎ３１で示された指令値Ｃｖの経時変化が実現されるように制御指令ＣＳを流量制御弁２９に出力する。なお、出力する制御指令ＣＳの指令値Ｃｖとしては、特性テーブル５５が参照されることによって、これに保持されている指令値Ｃｖが用いられてよい。
【０１３４】
情報更新部６９は、更新用制御部６７が図８の線Ｌｎ３１で示される指令値Ｃｖの制御指令ＣＳを出力しているときに、位置センサ３７の検出するプランジャ５の速度を取得する。すなわち、情報更新部６９は、図８において線Ｌｎ３２で示された速度Ｖを取得する。そして、情報更新部６９は、取得した速度Ｖの値に基づいて、特性テーブル５５において各指令値Ｃｖに対応付けられている速度Ｖの値を更新する。
【０１３５】
表示制御部７１は、目標速度設定部６１の設定した目標位置及び位置センサ３７の検出した位置に基づいて、図９を参照して説明した良否判定を行う。すなわち、表示制御部７１は、オープン制御の終了時における目標位置及び検出位置の差ｄＤが所定の閾値を超えたか否か判定する。そして、表示制御部７１は、差ｄＤが閾値を超えたと判定したときは、所定の警告表示を行うように表示装置３５に制御指令を出力する。
【０１３６】
図１１は、オーバーラップ特性を考慮した制御を実現するために制御装置１１が実行するメイン処理の手順の一例を示すフローチャートである。この処理は、例えば、制御装置１１に電源が投入されたときに開始される。
【０１３７】
ステップＳＴ１では、制御装置１１は、入力装置３３に対して、特性テーブル５５の更新を指示する操作がなされたか否か判定する。そして、制御装置１１は、肯定判定のときはステップＳＴ２へ進み、否定判定のときはステップＳＴ２をスキップする。
【０１３８】
ステップＳＴ２では、制御装置１１は、図８を参照して説明したように、特性テーブル５５を更新する。すなわち、制御装置１１は、種々の指令値Ｃｖの制御指令ＣＳを流量制御弁２９へ順次出力して、そのときの速度Ｖを計測し、その計測結果に基づいて特性テーブル５５の速度Ｖの値を更新する。
【０１３９】
このように、図示の例では、オペレータによって入力装置３３に対する操作に応じて、特性テーブル５５の更新がなされる。ただし、既に言及したように、オペレータの操作に加えて、又は代えて、所定の条件が満たされたときに制御装置１１が自動的に特性テーブル５５の更新を行ってもよい。所定の条件は、例えば、現在がダイカストマシンＤＣ１の電源投入直後であること、又は後述するステップＳＴ２４で制御結果が良好でないと判定されたことなどである。
【０１４０】
ステップＳＴ３では、制御装置１１は、入力装置３３に対して、成形条件を設定するための操作がなされたか否か判定する。そして、制御装置１１は、肯定判定のときはステップＳＴ４へ進み、否定判定のときはステップＳＴ４をスキップする。なお、成形条件は、例えば、射出速度及び鋳造圧力である。
【０１４１】
ステップＳＴ４では、制御装置１１は、入力装置３３に対する操作によって入力された情報に基づいて成形条件を設定する。
【０１４２】
ステップＳＴ５では、制御装置１１は、入力装置３３に対して、成形サイクルを開始するための操作がなされたか否か判定する。そして、制御装置１１は、肯定判定のときはステップＳＴ６へ進み、否定判定のときはステップＳＴ６及び７をスキップする。
【０１４３】
ステップＳＴ６では、制御装置１１は、ステップＳＴ４で設定された成形条件で成形サイクルが１回行われるように制御指令を出力する。これにより、例えば、型締装置による型締め、射出装置１による射出、型締装置による型開き、及び押出装置による成形品の押し出し等が行われる。
【０１４４】
ステップＳＴ７では、制御装置１１は、成形サイクルの繰り返しを終了する条件が満たされたか否か判定する。例えば、ステップＳＴ４で設定されたサイクル数でステップＳＴ６が繰り返されたか否か判定する。そして、制御装置１１は、肯定判定のときは、次に進み（図示の例ではステップＳＴ１に戻り）、否定判定のときはステップＳＴ６に戻って成形サイクルを繰り返す。
【０１４５】
図１２は、制御装置１１が図１１のステップＳＴ４で実行する成形条件設定処理の一例を示すフローチャートである。ただし、この図では、成形条件の設定手順のうち射出速度の設定手順のみを図示している。
【０１４６】
ステップＳＴ１１では、制御装置１１は、入力装置３３からの信号に基づいて、図３（ａ）に示した目標速度テーブルＴｂ１を生成する。
【０１４７】
ステップＳＴ１２では、制御装置１１は、図３（ａ）を参照して説明したように、目標速度テーブルＴｂ１に基づいて目標位置テーブルＴｂ２を生成する。
【０１４８】
ステップＳＴ１３では、制御装置１１は、オープン制御からフィードバック制御に切り換えるプランジャ５の位置を設定する。例えば、制御装置１１は、目標速度テーブルＴｂ１に基づいて、射出開始時に最初に一定の速度（通常は低速射出速度ＶＬ）とされる位置を特定し、この位置を切り換えが行われる位置とする。なお、目標速度テーブルＴｂ１の保持する複数の位置Ｄに対して、又は目標速度テーブルＴｂ１の位置Ｄとは別に、切換位置をオペレータが入力装置３３を介して指定可能であってもよい。
【０１４９】
ステップＳＴ１４では、制御装置１１は、図７に示したＯＰ制御用テーブル５１を生成する。具体的には、例えば、まず、制御装置１１は、ステップＳＴ１２で生成された目標位置テーブルＴｂ２の目標位置Ｄｔと、ステップＳＴ１３で設定した切換位置とを比較して、目標位置テーブルＴｂ２から、射出開始位置から切換位置までの範囲（オープン制御が行われる範囲）に対応するデータを抽出する。そして、制御装置１１は、その抽出したデータの複数の目標位置Ｄｔに対応する目標速度を目標速度テーブルＴｂ１に基づいて特定する。これにより、目標位置テーブルＴｂ２から抽出したデータの経過時間と、目標速度テーブルＴｂ１で規定されている目標速度とを対応付け、ひいては、経過時間に対する目標速度のテーブルを生成できる。
【０１５０】
目標位置テーブルＴｂ２から抽出したデータの複数の目標位置Ｄｔに対応する目標速度を目標速度テーブルＴｂ１に基づいて特定するときの特定方法は、適宜なものとされてよい。例えば、目標速度テーブルＴｂ１を目標位置テーブルＴｂ２に変換する方法において説明したように、目標速度テーブルＴｂ１の補間データを生成し、補間データの目標速度に所定の時間刻みを乗じて順次積算していく。そして、その積算値（目標位置）が、上記の目標位置テーブルＴｂ２から抽出したテーブルの目標位置Ｄｔに到達したとき（超えたとき）、そのときの目標速度を目標位置Ｄｔに対応する目標位置としてよい。もちろん、式から求めるようにしてもよい。
【０１５１】
その後、制御装置１１は、特性テーブル５５に基づいて、上記の経過時間と目標速度とを対応付けたテーブルの目標速度に対応する指令値を特定する。例えば、目標速度Ｖｔが、特性テーブル５５にて保持されている速度Ｖｄ１とＶｄ２との間の値であり、速度Ｖｄ１とＶｄ２に対応付けられている指令値がＣｖｄ１及びＣｖｄ２である場合において、目標速度Ｖｔに対応する指令値Ｃｖは、Ｃｖ＝Ｃｄ１＋（Ｃｄ２−Ｃｄ１）×（Ｖｔ−Ｖｄ１）／（Ｖｄ２−Ｖｄ１）によって求められてよい（目標速度Ｖｔの前後の２つのデータから求められてよい。）。もちろん、特性テーブル５５の複数のデータを近似する近似式を求め、この近似式に目標速度を代入して指令値を算出してもよい。ただし、この場合、重複区間ＯＲとその外側とで近似式を別にすることが好ましく、その近似式を分けるための境界の指令値は、例えば、予め製造者によって設定されている。
【０１５２】
ステップＳＴ１５では、制御装置１１は、ステップＳＴ１３で設定した切換位置に基づいて、ステップＳＴ１２で生成した目標位置テーブルＴｂ２から、図７に示したＦＢ制御用テーブル５３を抽出する。この抽出されるＦＢ制御用テーブル５３は、基本的には、ステップＳＴ１４で抽出した残りである。
【０１５３】
ステップＳＴ１６では、制御装置１１は、図７を参照して説明したように、ステップＳＴ１４で設定したオープン制御用の指令値のうち、オープン制御の最後の指令値をフィードバック制御のオフセットとして設定する。
【０１５４】
図１３は、制御装置１１が図１１のステップＳＴ６で実行する成形サイクル処理の一例を示すフローチャートである。ただし、この図では、成形サイクル処理の手順のうち速度制御に係る手順のみを図示している。
【０１５５】
ステップＳＴ２１では、制御装置１１は、所定の射出開始条件が満たされたか否か判定する。そして、制御装置１１は、肯定判定のときはステップＳＴ２２に進み、否定判定のときは待機する。射出開始条件は、例えば、不図示の給湯装置によってスリーブ３への溶湯の供給が完了したことなどである。
【０１５６】
ステップＳＴ２２では、制御装置１１は、射出速度のオープン制御を実行する。すなわち、制御装置１１は、ＯＰ制御用テーブル５１を参照して、現在の経過時間に対応する指令値Ｃｖを特定し、その指令値Ｃｖの制御指令ＣＳを流量制御弁２９に出力する。なお、現在の経過時間は、例えば、ステップＳＴ２１を抜けた時点を開始時点として制御装置１１が計数している時間である。
【０１５７】
ステップＳＴ２３では、制御装置１１は、オープン制御の終了条件が満たされたか否か判定する。例えば、制御装置１１は、ＯＰ制御用テーブル５１で規定されている最後の時点まで制御指令ＣＳの出力が完了したか否か判定する。そして、制御装置１１は、肯定判定のときはステップＳＴ２４に進み、否定判定のときはステップＳＴ２２に戻ってオープン制御を継続する。
【０１５８】
ステップＳＴ２４では、制御装置１１は、現在のプランジャ５の検出位置と、現在のプランジャ５の目標位置との差ｄＤを算出する。すなわち、制御装置１１は、図９を参照して説明したように、オープン制御の終了時点における差ｄＤを算出する。次に、制御装置１１は、差ｄＤが所定の閾値を超えたか否か判定する。そして、制御装置１１は、肯定判定のときはステップＳＴ２５に進み、否定判定のときはステップＳＴ２５をスキップする。
【０１５９】
ステップＳＴ２５では、制御装置１１は、所定の警告画像を表示装置３５に表示させるように制御指令を出力する。
【０１６０】
ステップＳＴ２６では、制御装置１１は、流量制御弁２９のフィードバック制御を行う。すなわち、制御装置１１は、ＦＢ制御用テーブル５３を参照して、現在の経過時間に対応する目標位置を特定し、その特定した目標位置と位置センサ３７の検出する位置との偏差に応じた制御指令ＣＳを出力する。
【０１６１】
なお、図１１〜図１３のフローチャートは、あくまで手順を概念的に説明するためのものであり、適宜に変更されてよく、また、実際には適宜に並列処理がなされてもよい。例えば、ステップＳＴ２４及びＳＴ２５の警告表示のための処理は、オープン制御又はフィードバック制御と並行して実行されてよいし、オープン制御の終了時に取得された検出位置に基づいて、フィードバック制御が終了した後に行われてもよい。
【０１６２】
図１１〜図１３において、ステップＳＴ２は、更新用制御部６７及び情報更新部６９に対応している。ステップＳＴ１１は目標速度設定部６１に対応している。ステップＳＴ１２、ＳＴ１３及びＳＴ１５は目標位置算出部６５に対応している。ステップＳＴ１２〜ＳＴ１４は指令値設定部６３に対応している。ステップＳＴ２２はＯＰ制御部４９に対応している。ステップＳＴ２４及びＳＴ２５は表示制御部７１に対応している。ステップＳＴ２６はＦＢ制御部３９に対応している。
【０１６３】
以上のとおり、本実施形態では、射出装置１は、金型１０１内に通じるスリーブ３内を摺動可能なプランジャ５と連結可能な射出シリンダ７と、射出シリンダ７のメータアウト回路を構成している流量制御弁２９（又はメータイン回路を構成している流量制御弁３１）と、プランジャ５の位置（及び速度）を検出する位置センサ３７と、ユーザの操作を受け付ける入力装置３３と、流量制御弁２９を制御する制御装置１１と、を有している。流量制御弁２９は、入力された制御指令ＣＳの指令値Ｃｖに応じた位置へ弁体（スプール４５）を位置させ、スプール４５が所定の重複区間ＯＲ内にあるときはスプール４５が移動しても第１ポート４７Ａが閉じられたままとされ、スプール４５が重複区間ＯＲを抜けることにより第１ポート４７Ａが開かれ始めるオーバーラップ形のものである。制御装置１１は、スプール４５が重複区間ＯＲ内にあっても隙間流れによって生じるプランジャ５の移動も含めて、流量制御弁２９への制御指令ＣＳの指令値Ｃｖとプランジャ５の速度とを対応付けた特性情報（特性テーブル５５）を保持する記憶部１１ａと、入力装置３３に対する操作に基づいてプランジャ５の目標速度を設定する目標速度設定部６１と、特性テーブル５５に基づいて、目標速度設定部６１が設定した目標速度に対応する流量制御弁２９への制御指令ＣＳの指令値Ｃｖを特定することにより、射出開始時における流量制御弁２９のオープン制御のための制御指令ＣＳの指令値Ｃｖを設定する指令値設定部６３と、指令値設定部６３が設定した指令値Ｃｖの制御指令ＣＳを出力してオープン制御を行うＯＰ制御部４９と、オープン制御に続いて、位置センサ３７の検出値に基づいて、目標速度設定部６１が設定した目標速度が実現されるように流量制御弁２９のフィードバック制御を行うＦＢ制御部３９と、を有している。
【０１６４】
従って、従来は、目標速度の設定に関わらずに、比較的短い所定の期間内にスプール４５が重複区間ＯＲを抜けるように流量制御弁２９が開かれていたところ、本実施形態では、目標速度の設定に応じて、スプール４５が重複区間ＯＲにある状態も含めて、流量制御弁２９が好適に開かれる。その結果、目標速度に対する実際の射出速度の追従性が向上する。
【０１６５】
また、本実施形態では、制御装置１１は、流量制御弁２９へ制御指令ＣＳが出力されたときの、その制御指令ＣＳの指令値Ｃｖと位置センサ３７が検出した速度とに基づいて、特性テーブル５５を更新する情報更新部６９を更に有している。
【０１６６】
従って、例えば、流量制御弁２９の流量特性が摩耗等によって経年変化しても、適切にオープン制御のための指令値を設定することができる。また、そのような経年変化だけでなく、例えば、ダイカストマシンＤＣ１の液圧回路の改良・改造等に起因して流量制御弁２９の流量特性が変化してしまうような事態にも対応することができる。
【０１６７】
また、本実施形態では、流量制御弁２９への制御指令ＣＳの指令値Ｃｖとプランジャ５の速度Ｖとを対応付けた特性情報は、所定の複数の指令値Ｃｖと、プランジャ５の複数の速度Ｖとを対応付けたテーブル（特性テーブル５５）である。制御装置１１は、成形サイクルとは別に、前記の所定の複数の指令値Ｃｖの制御指令を順次出力する更新用制御部６７を更に有している。情報更新部６９は、更新用制御部６７から前記の所定の複数の指令値Ｃｖの制御指令ＣＳが順次出力されたときに位置センサ３７が検出した速度Ｖによって、特性テーブル５５において前記の所定の複数の指令値Ｃｖと対応付けられている速度Ｖを更新する。
【０１６８】
従って、例えば、特性テーブル５５に保持される指令値Ｃｖと、特性テーブル５５を生成するための計測における指令値Ｃｖとが互いに対応しており、指令値Ｃｖに対応する速度を正確に取得することができる。ひいては、特性テーブル５５の信頼性が向上し、プランジャ５の速度が目標速度に追従しやすくなる。
【０１６９】
また、本実施形態では、センサ（位置センサ３７）は、プランジャ５の位置を検出可能である。制御装置１１は、目標速度設定部６１が設定した目標速度に基づいて、経過時間毎のプランジャ５の目標位置を算出する目標位置算出部６５を有している。ＦＢ制御部３９は、経過時間毎に、そのとき位置センサ３７によって検出されたプランジャ５の位置Ｄｄとそのときのプランジャ５の目標位置Ｄｔとの偏差Ｄｅに比例した値と、所定のオフセット値との和に基づいて指令値Ｃｖを算出する。そして、ＦＢ制御部３９は、オープン制御における最後の指令値（図７のＣｔｎ）をオフセット値として用いる。
【０１７０】
従って、定常偏差が抑制されやすくなるとともに、オープン制御からフィードバック制御へ移行する際のプランジャ５の速度の連続性も確保される。その結果、プランジャ５の速度の目標速度に対する追従性がより向上する。
【０１７１】
また、本実施形態では、射出装置１は、画像を表示可能な表示装置３５を更に有している。センサ（位置センサ３７）は、プランジャ５の位置を検出可能である。指令値設定部６３は、射出開始からの経過時間に対して、流量制御弁２９へ出力する制御指令ＣＳの指令値Ｃｖを設定する。ＯＰ制御部４９は、射出開始からの経過時間に基づいて、指令値設定部６３が設定した指令値Ｃｖの制御指令ＣＳを出力する。制御装置１１は、目標速度設定部６１が設定した目標速度に基づいて算出されたオープン制御の終了時のプランジャ５の位置と、オープン制御の終了時に位置センサ３７によって検出されたプランジャ５の位置との差ｄＤ（図９）が所定の閾値を超えているときに、所定の警告画像を表示装置３５に表示させる表示制御部７１を有している。
【０１７２】
従って、既に述べたように、オペレータは、特性テーブル５５を更新すべき時期であることなどを知ることができる。その結果、不良品が大量に生産される前に、早期に流量制御弁２９の経年変化等に対応することができる。また、オープン制御の終了時における算出位置（目標位置）と検出位置とに基づいて良否を判定することから、誤差が最も大きくなる蓋然性が高い時点の結果に基づいて良否を判定することになり、１時点における比較ながら、判定結果の信頼性が高い。
【０１７３】
また、本実施形態では、センサ（位置センサ３７）は、プランジャ５の位置を検出可能である。ＯＰ制御部４９及びＦＢ制御部３９は、目標速度設定部６１によって設定されたプランジャ５の目標速度が、射出開始から一定の速度（低速射出速度ＶＬ）に上昇し、その後、その一定の速度が維持されるものである場合において、前記の一定の速度に到達するときにオープン制御からフィードバック制御に切り換わるように流量制御弁２９の制御を行う。
【０１７４】
通常、そのような射出開始後の最初の一定の速度（低速射出速度ＶＬ）は、比較的低い速度であり、かつスプール４５が重複区間ＯＲを抜けるときのプランジャ５の速度（図５におけるＶＯＬ）に比較して十分に高い。従って、そのような速度（低速射出速度ＶＬ）に到達するときにオープン制御からフィードバック制御に切り換えることによって、例えば、重複区間ＯＲでフィードバック制御が実行されたり、不必要にオープン制御が長く実行されたりするような不都合が生じにくい。すなわち、全体として好適に速度制御がなされる。
【０１７５】
＜変形例＞
図１４は、変形例に係る制御装置１１の動作を説明するための、図７に対応する図である。
【０１７６】
実施形態では、特性テーブル５５の更新（生成）のための計測は、成形サイクルとは別に行われた。一方、変形例では、特性テーブル５５の更新のための計測は、成形サイクル中に行われる。
【０１７７】
例えば、図１４の紙面上方側に示すように、情報更新部６９は、成形サイクル中において、ＯＰ制御部４９から流量制御弁２９へ制御指令ＣＳが出力され、射出開始時のオープン制御が行われているときに、その制御指令ＣＳの指令値Ｃｖと、位置センサ３７の検出する速度とを取得し、同一時点のもの同士（又は指令値Ｃｖに対して少し遅い時点の速度）を対応付ける。そして、これにより、特性テーブル５５の更新が可能となる。
【０１７８】
ＯＰ制御部４９から出力された制御指令ＣＳの指令値Ｃｖが、特性テーブル５５に保持されている指令値Ｃｖと一致していない場合においては、オープン制御中に取得した複数組の指令値Ｃｖ及び検出速度のデータに対して適宜に補間及び／又は外挿を行って、特性テーブル５５の速度を更新してよい。また、取得した複数組の指令値Ｃｖ及び検出速度のデータによって、特性テーブル５５に保持されている指令値Ｃｖごと、特性テーブル５５の速度を更新してもよい。
【０１７９】
以上の実施形態において、ダイカストマシンＤＣ１は成形機の一例である。位置センサ３７はセンサの一例である。スプール４５は弁体の一例である。第１ポート４７Ａはポートの一例である。特性テーブル５５は特性情報及びテーブルの一例である。ＯＰ制御部４９はオープン制御部の一例である。ＦＢ制御部３９はフィードバック制御部の一例である。
【０１８０】
本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。
【０１８１】
成形機は、ダイカストマシンに限定されない。例えば、成形機は、他の金属成形機であってもよいし、樹脂を成形する射出成形機であってもよいし、木粉に熱可塑性樹脂等を混合させた材料を成形する成形機であってもよい。また、射出装置は、横型締横射出に限定されず、例えば、縦型締縦射出、横型締縦射出、縦型締横射出であってもよい。
【０１８２】
オーバーラップ形の流量制御弁は、スプール式のものに限定されない。例えば、弁体が軸回りに回転する滑り弁であってもよい。
【０１８３】
流量制御弁への制御指令の指令値とプランジャの速度とを対応付けた特性情報は、複数の指令値と複数の速度とを対応付けたテーブルに限定されない。例えば、特性情報は、速度から指令値を算出する計算式であってもよい。また、特性情報は、指令値と速度とを直接的に対応付けたものではなく、例えば、指令値と流量制御弁における流量とを対応付けた情報と、流量とプランジャの速度とを対応付けた情報とからなっていてもよい。
【０１８４】
特性情報を更新する機能、オープン制御の最後の指令値をオフセット値とする機能、制御結果の良否を判定する機能、及び／又はその判定結果に基づく警告表示機能を実現するための構成は設けられなくてもよい。そのような機能がなくても、オーバーラップ特性を考慮した制御がなされることに変わりはない。
【０１８５】
実施形態では、入力装置を介して、プランジャの位置に対して射出速度が設定された。ただし、入力装置を介して、経過時間に対して射出速度が設定されてもよい。また、実施形態では、直接的には位置フィードバック制御を行うことによって、実質的に速度フィードバック制御が行われた。ただし、速度自体の偏差に基づく速度フィードバック制御が行われてもよい。
【０１８６】
実施形態では、射出速度が最初の一定速度（低速射出速度）に到達する位置（時点）がオープン制御からフィードバック制御へ切り換えられる切換位置とされた。ただし、切換位置は、他の位置とされてもよい。
【０１８７】
また、切換位置は、例えば、弁体が重複区間を抜けて重複区間から所定量離れた位置とされてよい。すなわち、設定された目標速度に基づいて切換位置を設定するのではなく、弁体の流量特性に基づいて切換位置が設定されてもよい。なお、実施形態では、目標位置テーブルＴｂ２に保持されている目標位置Ｄｔを参照することによって、射出開始から切換位置までに対応するデータが目標位置テーブルＴｂ２から抽出された。上記のように、重複区間を基準に切換位置を設定する場合においては、例えば、目標位置テーブルＴｂ２からデータを抽出することを除いては実施形態と同様にして経過時間と指令値とを対応付けたテーブルを作成し、その後、指令値が予め設定された値（オープン制御の終了に対応する値）に到達するまでの範囲が抽出されることにより、ＯＰ制御用テーブル５１が生成されてよい。また、ＯＰ制御用テーブル５１における、指令値が予め設定された値に到達するときの経過時間に基づいて、目標位置テーブルＴｂ２からＦＢ制御用テーブル５３が抽出されてよい。
【０１８８】
制御結果の良否判定は、オープン制御が終了した時点の位置に基づくものに限定されない。例えば、射出開始からオープン制御の終了までの誤差を継続的に取得して、そのうちの最大値を用いて判定がなされてもよい。
【符号の説明】
【０１８９】
１…射出装置、３…スリーブ、５…プランジャ、７…射出シリンダ、１１…制御装置、１１ａ…記憶部、２９…流量制御弁、３３…入力装置、３７…位置センサ（センサ）、３９…ＦＢ制御部（フィードバック制御部）、４５…スプール、４９…ＯＰ制御部（オープン制御部）、４７Ａ…第１ポート、５５…特性テーブル（特性情報）、６１…目標速度設定部、６３…指令値設定部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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