JPH02102902A - 油圧シリンダの圧力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、油圧機器、例えば射出成形機の射出圧力の制
御に適用される油圧シリンダの圧力制御装置に関する。

（従来の技術） 基本的にはオープンループで使用するように設計された
、電気量に比例して油圧を制御する比例電磁式圧力制御
弁を使い、フィードフォワード信号にフィードバック信
号を加算して油圧シリンダの圧力制御を行なうことは、
例えば特開昭６３−３４３０２号公報により提案されて
いる。

第３図はその例を示し、この圧力制御装置では、スクリ
ュ位置検出器１５により射出中のスクリュ１の位置が検
出され、スクリュ１が予め設定されて保圧切換位置に到
達すると、射出圧力指令器１６に信号が出力され、同射
出圧力指令器１６からは時間開数からなる射出圧力の指
令信号ｅ□、が発せられる。

一方、油圧シリンダ５内の圧力は圧力検出器１７により
常時検出されており、同検出信号ｅ１は比較器１８に送
られ、同比較器１８では圧力検出器１７の出力信号ｅ、
を前記射出圧力指令ｒ：１１６からの指令信号ｅ　ｓ＠
ｔから減算してその偏差ｅ。

を演算する。制御器１９′は前記偏差ｅｂを入力し、Ｐ
ＩＤ制御（Ｐ−・・比例、Ｉ　−積分、Ｄ・・・微分）
を行なう。

また、射出圧力指令器１６から出力される前記指令信号
ｅｓ□は所定の関数に従って、フィードフォワード信号
ｅ、を出力するフィードフォワード補償器２０に入力さ
れ、前記制御器１９′からの出力信号と前記フィードフ
ォワード信号ｅ。

が加算器２１で加算され、同加算器２１からの出力は増
幅器２２により制御され、比例電磁式圧力制御弁２３に
入力される。この比例電磁式圧力制御弁２３では前記入
力に略比例して油圧シリンダ５の圧力を調節する。圧油
は油圧源２４から油圧シリンダ５へと供給される。

しかして、上記フィードフォワード信号ｅｆを増幅器２
２を介して直接比例電磁式圧力制御弁２３に入力すると
、油温変化の影ツや比例電磁式圧力制御弁の欠点である ■　固体差や経年変化によるバラツキ ■　ヒステリシスによるバラツキ が発生することになり、前記フィードフォワード信号ｅ
ｔだけでは、圧力指令値ｅ、□と実際の圧力との間に差
が生じる。この差が生ずると比較器１８の出力に偏差ｅ
、が生じ、これを制御器１９′の制御動作により補償し
た後、加算器２１に加算し、フィードフォワード信号ｅ
、が補正される。従って、前記制御器１９′の働きによ
り射出圧力が指令射出圧力に一致する様に、すなわち、
偏差ｅｂが零になる様にフィードバック制御されること
になる。

こうして、フィードフォワード量の過不足分についての
みフィードバック制御を行なうため、たとえば制御器１
９′を比例制御としてもオフセットはかなり小さくなり
、その結果フィードフォワードにより適応性が、フィー
ドバックによ・り定常特性が、オフセットが小さいため
制？１１ゲインを下げることができることにより安定性
が、それぞれ改良されるようになる。

なお、図中１はスクリュ、２はスクリュシリンダ、３は
ノズル、４はピストン、６はロッド、８は金型、９はキ
ャビティ、１０は熔融樹脂、１２は油圧モータ、１３は
ホッパである。

（発明が解決しようとする課題） しかるに、圧油の流量と油圧を、その何れかが設定値を
超えようとするとき、それぞれに制御するような場合、
例えば第６図に示す如く、比例電磁式流量制御弁２５と
比例電磁式圧力制御弁２６を併用して射出成形機の射出
行程における射出速度（圧油流量）と射出圧力（油圧）
の各制御を行おうとする場合、第４図に示す如く圧力実
行値■が圧力設定値のより低いときは比例電磁式流量制
御弁２５が有効に働いて速度側？Ｄ■がなされ、圧力実
行値Ｏが圧力設定値のに達すると比例電磁式圧力制御弁
２６が有効に働き圧力制御０に切換わる。

こうした制御に上記分軸に開示された圧力制御装置を適
用すると、速度制御■の区間における圧力設定値Ｏと圧
力実行値Ｏの偏差のために、圧力制御ｌＯの区間に移行
する時点で比例電磁式圧力制御弁２６に送られる指令信
号は設定値よりもかなり大となり、第４図に一点鎖線で
示す如く実行値に大きな圧力オーバシュート■が発生す
る。これは、第３図に符号１９’で示す制御器に積分要
素Ｉを加える必要があるため、このままでは如何にして
も避けることのできないものである。

また、圧力設定を多段に変更する必要があり、その設定
値間の差が大きい場合、例えば第５図に示す例の如く射
出圧力が高い設定値（圧力設定値１段の）から低い設定
値（圧力設定２段■）へと切換ねるとき、応答が遅れる
ため第６図に符号２６で示す比例電磁式圧力制御弁には
設定された指令信号より可成り低い信号が加えられ、そ
の回復に時間がかか）で圧力のアンダシュート０が発生
する。このアンダシュートＯの発生原因も第３図の制御
器１９′に積分要素Ｉが加わっているためであり、圧力
下降時の圧力実行値Ｏと圧力設定値のとの偏差が積分さ
れ、これを回復するための時間がかかるためである。

従って本発明の目的は、比例電磁式圧力制御弁を使って
、上記積分要素による無用な影響を極力排除し、圧力制
御の開始点やその切換点において圧力のオーバシュート
或いはアンダシュートが発生しない油圧シリンダの圧力
側４１１装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） この目的を達成するため、本発明は圧力指令器の指令信
号を受けてフィードフォワード信号を出力するフィード
フォワード補償器と、前記指令信号と圧力検出器の出力
信号との偏差信号を出力しフィードバック制御を行う制
御器と、前記フィードフォワード信号と前記制御器から
の出力信号とを加算し、油圧シリンダの圧力を調節する
比例電磁式圧力制御弁とからなる油圧シリンダの圧力制
御装置において、前記制御器からの出力信号は、偏差値
が所定の範囲にあるときのみ出力され、その範囲外にあ
るときは出力されないことを構成とし、これを上記課題
の解決手段とするものである。

（作用） 基本的にフィードフォワード信号のみで機能する制御系
において、設定値と実行値の偏差があるレベルの範囲内
にある時にのみ、フィードバックをかけることにより、
実行値と設定値の偏差が大きい時のフィードバック制御
器の積分要素による偏差信号のたまりを排除する。尚、
フィードバックを切っている区間は、当然積分はリセッ
トされている。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。

第１図は本発明に係る圧力制御装置を射出成形機の射出
シリンダに適用した場合の制御′ｆＩＩブロック線図を
示し、第２図はその要部である制御器１９の実施例を拡
大して示している。

図中１は射出成形機のスクリュであり、同スクリュ１の
回転によりホッパ１３内の粒状の樹脂ペレットが送られ
ながら溶融し、この溶融樹脂ｌＯを金型８内のキャビテ
ィ９にノズル３を介して射出し所望の成形品を得る。

油圧シリンダ５に内挿された射出ラム４には、比例電磁
式圧力制御弁２３により圧力をコントロールされた油圧
源からの圧油が送られ、射出ラム４に結合されたスクリ
ュの前進圧力、即ち射出圧力の制御を行なう。

射出成形において、この射出圧力制御は成形品質に重大
な影響を与えるものであり、非常に重要な制御となる。

そのため射出圧力、即ち射出シリンダの油室Ａ内の油圧
を圧力検出器１７で検出し、電気量に変換して減算器１
８に送り、この変換された信号ｅ１と圧力指令値１６の
指令値ｅ　ｇｅｔとを減算器１８により常時比較し、そ
の偏差信号ｅ、を制御器１９により処理する。この偏差
信号ｅ、とフィードフォワード補償器２０により処理さ
れた指令信号ｅ□１、即ちフィードフォワード信号ｅ、
とが加算器２１により加算され、増幅器２２により電流
変換される。この電流信号により比例電磁式圧力制御弁
２３が駆動され、正確な圧力制御が行なわれる。

ここで、前記フィードバック制御器１９は比例要素（Ｐ
）３１、積分要素（１）３２、積分リセソトスインチ（
ＳＷＩ）３３、フィードバンク切スィッチ（ＳＷ２）３
４、及びフィードバンク有効範囲制御器３５からなって
いる。

フィードバック有効範囲制御器３５には、圧力指令値信
号ｅａｓｔと偏差信号ｅ、が入り、ある関数に従い、ｅ
５□−ｅ、＝ｅｂＯ値が設定された範囲Ｋに入ったら、
積分リセットスイッチ３３及びフィードバックスイッチ
３４をオンし、フィードバックが有効となり、ｅｂＯ値
がＫを外れたときは、前記各スイッチ３３．３４をオフ
して、フィードバックを無効とし、かつ積分をリセット
する。

これをまとめると、以下の表の如くなる。

さて、上記フィードバンクの有効範囲を決める関数とし
ては、以下のような関数が用いられる。

ｅｓｅｔ　　　６．＝１３ｂ ｅ６１＜ｅ、。、×（１−α）＝に ここで、αは０．８近傍が良好な結果が得られる。この
関数は目的により次のように決めることもある。

ｅｔ、ｌ＜Ｋ　　（Ｋ＝定数） （発明の効果） 以上、詳細に説明した如く本発明によれば、従来技術の
欠点を解消し、以下の効果を奏する。

（１）　　例えば、射出速度行程から圧力行程への移行
時、即ち流量制御から圧力制御への移行時の圧力のオー
バシュートを無くし、良好な圧力制御が可能となる。

（２）作動圧力を多段に制御する場合にも、高圧から低
圧へ移行する時の圧力アンダシュート、低圧から高圧へ
移行する時のオーバシュートを無くし、良好な制御が可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を射出成形機に組込んだ実施例を示す全
体システム図、第２図は本発明の要部をなすフィードバ
ック制御器の構成図、第３図は従来の成形機における射
出圧力制御装置の全体システム図、第４図は射出成形時
の射出速度と射出圧力の制御特性図、第５図は設定圧力
を多段に変更するときの圧力制御特性図、第６図は比例
電磁弁を使った射出速度及び射出圧力の制御装置をもつ
射出成形機の要部構成図である。 図の主要部分の説明 ４・・−射出ラム ５・・・油圧シリンダ １６−・−（圧力）指令器 １７−・・圧力検出器 １８・−・比較器 １９−・制御器 ２０−一・フィードフォワード補償器 ２１・・・加算器 ２３・・・比例電磁式圧力制御弁 ３５・・−フィードバック有効範囲制御器第１図 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 圧力指令器の指令信号を受けてフィードフォワード信号
   を出力するフィードフォワード補償器と、前記指令信号
   と圧力検出器の出力信号との偏差信号を出力しフィード
   バック制御を行う制御器と、前記フィードフォワード信
   号と前記制御器からの出力信号とを加算し、油圧シリン
   ダの圧力を調節する比例電磁式圧力制御弁とからなる油
   圧シリンダの圧力制御装置において、前記制御器からの
   出力信号は、偏差値が所定の範囲にあるときのみ出力さ
   れ、その範囲外にあるときは出力されないことを特徴と
   する油圧シリンダの圧力制御装置。