(57)【要約】【課題】適正な制御出力範囲で多軸出力を制御する群制御技術の確立。【解決手段】共通の速度指令値Ｘ０と出力差分信号とに基づいて生成される第１位置制御信号Ｉｓ１と、第１位置制御信号Ｉｓ１に基づいて生成される第１電力制御信号Ｉｄ１と、速度指令値Ｘ０と差分信号とに基づいて生成される第２位置制御信号Ｉｓ２と、第２位置制御信号Ｉｓ２に基づいて生成される第２電力制御信号Ｉｄ２とに基づいて電力補正信号が生成される。電力補正信号は、第１電力制御信号Ｉｄ１と第２電力制御信号Ｉｄ２の差分と第２位置制御信号Ｉｓ２と第１位置制御信号Ｉｓ１の差分との差分である二次的差分を第１電力制御信号Ｉｄ１から差し引いた値が採用される。二次的差分信号による制御は、適正な制御出力範囲で多軸出力を制御する。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１軸を駆動する第１サーボモータと、
前記第１サーボモータに対して機械的同期性を持たず第２軸を駆動する第２サーボモータと、
前記第１サーボモータと前記第２サーボモータの間の同期性を制御するための制御器とと、
前記第１サーボモータの回転位置出力信号Ｘ１と前記第２サーボモータの回転位置出力信号Ｘ２との差分である差分信号をフィードバック信号として生成する検出器とを構成し、
前記制御器は、
前記第１サーボモータの第１電力を制御する第１電力制御器と、
前記第２サーボモータの第２電力を制御する第２電力制御器とを形成し、
前記第１電力制御器は、
共通の速度指令値と前記差分信号とに基づいて第１位置制御信号Ｉｓ１を出力する第１位置制御信号生成器と、
前記第１位置制御信号Ｉｓ１に基づいて第１電力制御信号Ｉｄ１を出力する第１電力制御信号生成器とを形成し、
前記第２電力制御器は、
前記共通の速度指令値と前記差分信号とに基づいて第２位置制御信号Ｉｓ２を出力する第２位置制御信号生成器と、
前記第２位置制御信号Ｉｓ２に基づいて第２電力制御信号Ｉｄ２を出力する第２電力制御信号生成器とを形成し、
前記第１電力制御器は、
第１電力制御信号Ｉｄ１と第２電力制御信号Ｉｄ２の差分と第２位置制御信号Ｉｓ２と第１位置制御信号Ｉｓ１の差分との差分である二次的差分を第１電力制御信号Ｉｄ１から差し引いた値を電力制御信号Ｉｄ１＊として出力する第１電力値補正器を更に形成し、
前記第２電力制御器は、
第２位置制御信号Ｉｓ２と第１位置制御信号Ｉｓ１の差分と第２電力制御信号Ｉｄ２と第１電力制御信号Ｉｄ１の差分との差分である二次的差分を第２電力制御信号Ｉｄ２から差し引いた値を第２電力制御信号Ｉｄ２＊として出力する第１電力値補正器を更に形成する
射出成形機の多軸制御システム。
【請求項２】
Ｘ１＞＝Ｘ２であり、且つ、Ｉｄ２−Ｉｄ１＜Ｉｓ２−Ｉｓ１であれば、
Ｉｄ１＊＝Ｉｄ１−｛（Ｉｓ２−Ｉｓ１）−（Ｉｄ２−Ｉｄ１）｝
であり、Ｘ１＜Ｘ２であり、且つ、Ｉｄ１−Ｉｄ２＜Ｉｓ１−Ｉｓ２であれば、
Ｉｄ２＊＝Ｉｄ２−｛（Ｉｓ１−Ｉｓ２）−（Ｉｄ１−Ｉｄ２）｝
である
請求項１の射出成形機の多軸制御システム。
【請求項３】
前記第２サーボモータに対して機械的同期性を持たず第３軸を駆動する第３サーボモータを更に構成し、
前記第３サーボモータに関して、Ｘ３が前記Ｘ２に対応し、Ｉｄ３が前記Ｉｄ２に対応し、Ｉｓ３が前記Ｉｄ３に対応し、Ｘ２＜Ｘ３であり、且つ、Ｉｄ２−Ｉｄ３＜Ｉｓ２−Ｉｓ３であれば、
Ｉｄ３＊＝Ｉｄ３−｛（Ｉｓ２−Ｉｓ３）−（Ｉｄ２−Ｉｄ３）｝である
請求項２の射出成形機の多軸制御システム。
【請求項４】
前記第１軸と前記第２軸は、可動型を駆動する軸である
請求項１又は２の射出成形機の多軸制御システム。
【請求項５】
前記第１軸と前記第２軸は、キャビティーに樹脂を圧送するスクリューである
請求項１又は２の射出成形機の多軸制御システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形機の多軸制御システムに関し、特に、大型の射出成形機の多軸制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のダンパのような大型成形品は、大型の射出成形機により生産される。大型の射出成形機には、下記
（１）軸の直径が太くて長く質量が大きい（例示：３０ｃｍ直径、２〜３メートル長さ）
（２）軸が複数（例示：４軸）
（３）軸が複数種類
ような機械的巨大性がある。
【０００３】
軸としては、樹脂材料を圧送するスクリュー軸と可動型を駆動する駆動軸とが代表的である。駆動力を受けないが可動部分を案内する軸も複数化される。固定側複数軸と可動側複数軸は、互いに反作用力が作用し、軸間の同期性が不十分であれば、大きい摩擦力がどこかに生じ、機械連鎖部分の破損を招く恐れがある。機械的同期の技術としては、歯車、ベルトのような駆動力同期伝達手段が知られている。機械的同期伝達手段は、装置系を更に大型化し、且つ、僅かな非同期性が破損を招く恐れがある。このような機械的同期手段を用いない多軸同期技術は、後掲特許公報で知られている。
【０００４】
多軸非機械的同期制御には、更に問題点が残存している。多軸非機械的駆動手段として、サーボモータが用いられる。サーボモータの力学的出力（トルク出力）は、それが不足しない程度が適正であり、過度な出力はコスト増大を招く。サーボモータの力学的出力（トルク出力）は、適正に大目であることが重要である。多軸にはそれぞれに、フィードバック制御モータが用いられる。フィードバック制御機能をそれぞれに持つ複数のサーボモータは、互いに均等なトルクを出力するように互いに制御される。そのような群制御は、一方方向に全モータの出力を増大させる方向に制御する暴発的制御性質をもつ。そのような暴発的制御性質の発現を抑制する制御は、絶対的に必要であるトルクを出力しない恐れがある。
【０００５】
適正な制御出力範囲で多軸出力を制御する群制御技術の確立が求められる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１３７２６９号
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、適正な制御出力範囲で多軸出力を制御する群制御技術を確立する射出成形機の多軸制御システムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
その課題を解決するための手段が、下記のように表現される。その表現中に現れる技術的事項には、括弧（）つきで、番号、記号等が添記されている。その番号、記号等は、本発明の実施の複数の形態又は複数の実施例のうちの少なくとも１つの実施の形態又は複数の実施例を構成する技術的事項、特に、その実施の形態又は実施例に対応する図面に表現されている技術的事項に付せられている参照番号、参照記号等に一致している。このような参照番号、参照記号は、請求項記載の技術的事項と実施の形態又は実施例の技術的事項との対応・橋渡しを明確にしている。このような対応・橋渡しは、請求項記載の技術的事項が実施の形態又は実施例の技術的事項に限定されて解釈されることを意味しない。
【０００９】
本発明による射出成形機の多軸制御システムは、第１軸を（図示されず）駆動する第１サーボモータ（１）と、第１サーボモータに対して機械的同期性を持たず第２軸（図示されず）を駆動する第２サーボモータ（２）と、第１サーボモータ（１）と第２サーボモータ（２）の間の同期性を制御するための制御器と、第１サーボモータ（１）の回転位置出力信号Ｘ１と第２サーボモータ（２）の回転位置出力信号Ｘ２との差分である差分信号をフィードバック信号として生成する検出器（７）とから構成されている。制御器は、第１サーボモータ（１）の第１電力（例示：トルク）を制御する第１電力制御器と、第２サーボモータ（２）の第２電力を制御する第２電力制御器とから形成されている。第１電力制御器は、共通の速度指令値（Ｘ０）と差分信号とに基づいて第１位置制御信号Ｉｓ１を出力する第１位置制御信号生成器（４）と、第１位置制御信号Ｉｓ１に基づいて第１電力制御信号Ｉｄ１を出力する第１電力制御信号生成器（１２）とから構成されている。第２電力制御器は、共通の速度指令値（Ｘ０）と差分信号とに基づいて第２位置制御信号Ｉｓ２を出力する第２位置制御信号生成器（６）と、第２位置制御信号Ｉｓ２に基づいて第２電力制御信号Ｉｄ２を出力する第２電力制御信号生成器（１３）とから構成されている。第１電力制御器は、第１電力制御信号Ｉｄ１と第２電力制御信号Ｉｄ２の差分（Ｉｄ２−Ｉｄ１）と第２位置制御信号Ｉｓ２と第１位置制御信号Ｉｓ１との差分である二次的差分を第１電力制御信号Ｉｄ１から差し引いた値を電力制御信号Ｉｄ１＊として出力する第１電力値補正器（１４）を更に形成している。第２電力制御器は、第２位置制御信号Ｉｓ２と第１位置制御信号Ｉｓ１の差分と第２電力制御信号Ｉｄ２と第１電力制御信号Ｉｄ１の差分との差分である二次的差分を第２電力制御信号Ｉｄ２から差し引いた値を第２電力制御信号Ｉｄ２＊として出力する第２電力値補正器（１５）を更に形成している。
【００１０】
このような二次的差分を利用することにより、低い方が基準化されて低い方の出力に収斂するように制御され、適正な制御出力範囲で多軸出力が制御され、機械的損傷が有効に回避される。より具体的には、既述の制御は量的に、Ｘ１＞＝Ｘ２であり、且つ、Ｉｄ２−Ｉｄ１＜Ｉｓ２−Ｉｓ１であれば、
Ｉｄ１＊＝Ｉｄ１−｛（Ｉｓ２−Ｉｓ１）−（Ｉｄ２−Ｉｄ１）｝
であり、Ｘ１＜Ｘ２であり、且つ、Ｉｄ１−Ｉｄ２＜Ｉｓ１−Ｉｓ２であれば、
Ｉｄ２＊＝Ｉｄ２−｛（Ｉｓ１−Ｉｓ２）−（Ｉｄ１−Ｉｄ２）｝
で表現される。
【００１１】
第２サーボモータ（２）に対して機械的同期性を持たず第３軸（図示されず）を駆動する第３サーボモータ（図示されず）が更に追加され得る。第３サーボモータに関して、Ｘ３がＸ２に対応し、Ｉｄ３がＩｄ２に対応し、Ｉｓ３がＩｄ３に対応し、類比構造により、Ｘ２＜Ｘ３であり、且つ、Ｉｄ２−Ｉｄ３＜Ｉｓ２−Ｉｓ３であれば、
Ｉｄ３＊＝Ｉｄ３−｛（Ｉｓ２−Ｉｓ３）−（Ｉｄ２−Ｉｄ３）｝である。
【００１２】
具体的には、第１軸と前記第２軸は可動型を駆動する軸である。又は、第１軸と第２軸はキャビティーに樹脂を圧送するスクリューである。軸の多数化に従って、類比的に二次的差分の数学構造が構成され得る。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図に対応して、本発明による射出成形機の多軸制御システムは、複数軸に連結するサーボーモータが補正演算器とともに設けられている。複数のそのサーボモータは、図１に示されるように、多軸（例示：２軸）にそれぞれに連結する第１サーボモータ１と、第２サーボモータ２とから構成されている。第１サーボモータ１は、第１出力Ｘ１を出力し、第２サーボモータ２は第２出力Ｘ２を出力する。第１出力Ｘ１と第２出力Ｘ２は、ともに回転位置信号に変換又は換算されて検出され得る。以下、第１出力Ｘ１は第１位置検出信号を意味し、第２出力Ｘ２は第２位置検出信号を意味する。第１出力Ｘ１の出力値は同じ記号Ｘ１で表され、第２出力Ｘ２の出力値は同じ記号Ｘ２で表される。
【００１４】
速度指令値Ｘ０は、第１フィードバック信号加減算器３を介して第１速度ＰＩ制御器４に入力し、同時に、第２フィードバック信号加減算器５を介して第２速度ＰＩ制御器６に入力する。第１出力Ｘ１と第２出力Ｘ２は、出力差分演算器７に入力する。出力差分演算器７は、出力差分値（Ｘ１−Ｘ２）を出力する。出力差分値（Ｘ１−Ｘ２）は、定数乗算器８に入力する。定数乗算器８は、適正な定数値Ｋを出力差分値（Ｘ１−Ｘ２）にかけて、適正化出力差分値Ｋ（Ｘ１−Ｘ２）を出力する。適正化出力差分値Ｋ（Ｘ１−Ｘ２）は、フィードバック信号として第１フィードバック信号加減算器３と第２フィードバック信号加減算器５とにそれぞれに入力する。適正化出力差分値Ｋ（Ｘ１−Ｘ２）は、正、零、又は、負である。第１フィードバック信号加減算器３は、速度指令値Ｘ０から適正化出力差分値Ｋ（Ｘ１−Ｘ２）を減算する減算器である。第２フィードバック信号加減算器５は、速度指令値Ｘ０に適正化出力差分値Ｋ（Ｘ１−Ｘ２）を加算する加算器である。第１フィードバック信号加減算器３は、第１制御指令値信号｛Ｘ０−Ｋ（Ｘ１−Ｘ２）｝９を出力する。第１フィードバック信号加減算器３は、第２制御指令値信号｛Ｘ０＋Ｋ（Ｘ１−Ｘ２）｝１１を出力する。
【００１５】
第１制御指令値信号｛Ｘ０−Ｋ（Ｘ１−Ｘ２）｝９は、第１速度ＰＩ制御器４に入力する。第１速度ＰＩ制御器４は、第１制御指令値信号｛Ｘ０−Ｋ（Ｘ１−Ｘ２）｝９を積分して、その積分値に対応する第１同期位置制御補正指令値Ｉｓ１を出力する。第２制御指令値信号｛Ｘ０＋Ｋ（Ｘ１−Ｘ２）｝１１は、第２速度ＰＩ制御器６に入力する。第２速度ＰＩ制御器６は、第２制御指令値信号｛Ｘ０＋Ｋ（Ｘ１−Ｘ２）｝１１を積分して、その積分値に対応する第２同期位置制御補正指令値Ｉｓ２を出力する。
【００１６】
第１速度ＰＩ制御器４は、指令方向に第１電力値指令器１２に接続している。第１電力値指令器１２は、第１同期位置制御補正指令値Ｉｓ１に対応する第１電力指令値Ｉｄ１を出力する。第２速度ＰＩ制御器６は、指令方向に第２電力値指令器１３に接続している。第２電力値指令器１３は、第２同期位置制御補正指令値Ｉｓ２に対応する第２電力指令値Ｉｄ２を出力する。第１電力値指令器１２は、指令方向に第１電力補正指令器１４に接続している。第１電力指令値Ｉｄ１は、第１電力補正指令器１４に入力する。第２電力値指令器１３は、指令方向に第２電力補正指令器１５に接続している。第２電力指令値Ｉｄ２は、第２電力補正指令器１５に入力する。電力指令値としては、トルク指令値が例示され、より具体的には、電流指令値である。
【００１７】
第１電力補正指令器１４は、第１同期位置制御補正指令値Ｉｓ１と、第２同期位置制御補正指令値Ｉｓ２と、第１電力指令値Ｉｄ１と、第２電力指令値Ｉｄ２とに基づいて、第１電力補正指令値Ｉｄ１＊を出力する。第１電力補正指令値Ｉｄ１＊としては、下記の２通りの計算値が最適切である。
（１）Ｘ１＞＝Ｘ２であり、
Ｉｄ２−Ｉｄ１＜Ｉｓ２−Ｉｓ１であれば、
Ｉｄ１＊＝Ｉｄ１−｛（Ｉｓ２−Ｉｓ１）−（Ｉｄ２−Ｉｄ１）｝
（２）Ｘ１＜Ｘ２であり、
Ｉｄ１−Ｉｄ２＜Ｉｓ１−Ｉｓ２であれば、
Ｉｄ２＊＝Ｉｄ２−｛（Ｉｓ１−Ｉｓ２）−（Ｉｄ１−Ｉｄ２）｝
【００１８】
このように、第１電力補正指令器１４又は第２電力補正指令器１５は、モータ１に対するトルク指令値とモータ２に対するトルク指令値の差分（Ｉｄ２−Ｉｄ１）又は（Ｉｄ２−Ｉｄ１）が、同期制御の位置ずれ補正機能による補正分（Ｉｓ２−Ｉｓ１）又は（Ｉｓ１−Ｉｓ２）より小さい場合には、同期制御の位置ずれ補正機能による補正値（Ｉｓ２−Ｉｓ１）又は（Ｉｓ１−Ｉｓ２）に対して不足する不足分｛（Ｉｓ２−Ｉｓ１）−（Ｉｄ２−Ｉｄ１）｝又は｛（Ｉｓ１−Ｉｓ２）−（Ｉｄ１−Ｉｄ２）｝をトルク指令値Ｉｄ１とＩｄ２のうちの小さい方から減算した２重連鎖差分値が、それぞれのモータ１，２に対してそれぞれにトルク指令値（例示：電流値）Ｉｄ１＊又はＩｄ２＊として採用される。このように指令値のうち小さい値を更に小さい値に補正することにより、モータの能力と軸摩擦のような付加的負荷との間の力関係の機械的不整合の存在に起因する不適正制御を回避して、常態的に適正制御が可能である。既述の２通りの場合でない場合には、第１電力補正指令器１４又は第２電力補正指令器１５による再連鎖補正制御は行われる必要はない。数値Ｉｄ１、Ｉｄ２、Ｉｓ１、Ｉｓ２は、それぞれに規格値化されている。一般的には、（Ｉｄ１−Ｉｄ２）は、（Ｉｓ１−Ｉｓ２）に対して無次元係数又は次元係数がかけられｋ（Ｉｄ１−Ｉｄ２）として表現されるが、それらの値は同次元的に規格値化されていて、そのような係数ｋは１に規格化されている。
【００１９】
回転位相差がトルク指令値差より大きい場合には、２つのトルク指令値のうちで小さい方の指令値を回転位相差分とトルク指令値差分との間の二次的差分（二重連鎖差分）に対応する値だけ更に小さくすることにより、機械的限界力を越えない範囲で２軸の同期制御が行われ、差分値の正負の反転に対応して他の軸の側のトルク指令値が二次的差分により制御され、このような両側の制御は速やかに出力値を同値の制御目標値に収斂させることができる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明による射出成形機の多軸制御システムは、適正な制御出力範囲で多軸出力を制御する群制御技術を確立することができ、機械的損傷を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明による射出成形機の多軸制御システムの実施の形態を示す回路ブロック図である。
【符号の説明】
１…第１サーボモータ
２…第２サーボモータ
４…第１位置制御信号生成器
６…第２位置制御信号生成器
７…検出器
１２…第１電力制御信号生成器
１３…第２電力制御信号生成器
１４…第１電力値補正器
１５…第２電力値補正器
【図１】
2005047069.tif 000003