JPH02102903A - 油圧シリンダの速度制御装置 - 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速度の制
御に適用される油圧シリンダの速度制御装置に関する。

（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
、電気量に比例して圧油の流量を制御する比例電磁式流
量制御弁を使い、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速度制御を行なうこ
とは、例えば特開昭５６−９４００６号公報により提案
されている。

第３図はその例を示し、速度指令器１６からは油圧シリ
ンダ５の位置により決められる速度・パターンに従って
速度指令信号ｅ　ｓａｔが出力される。

一方、油圧シリンダ５の速度は速度検出器１７により常
時検出されており、同検出信号ｅ、は減算器１８に送ら
れ、前記速度指令信号ｅ　ｓｅＬから減算される。その
減算された出力信号ｅ、を制御器１９′に送る。制御器
１９’では前記減算器１８からの信号ｅｂを入力し、Ｐ
ＩＤ制？Ｉ（Ｐ比例、■・−・積分、Ｄ・・・微分）を
行なう。

また、射出速度指令器１６から出力される前記指令信号
ｅ　ｓｅｔ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、比例電磁式流量制御弁２３に
入力される。この比例電磁式流量制御弁２３では前記入
力に略比例して油圧シリンダ５に送られる圧油流量を調
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流量制御弁２３に入力すると
、油温変化の影響や比例電磁式流量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
、だけでは、速度指令値ｅ　ｓａｔと実際の速度との間
に差が生じる。この差が生ずると減算器１８の出力に偏
差ｅｂ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ｅｆが補正される。従って、前記制御器１９′の働き
により油圧シリンダ速度が指令速度に一敗する様に、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
御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。

（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Ｎ）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Ｏが圧力設定値Ｏに達し、速度実行値＠が。

速度設定値■より低いときは比例電磁式圧力制御弁２６
が有効に働いて圧力制御のがなされ、速度実行値＠が速
度設定値■に達すると比例電磁式流量制御弁２５が有効
に働き速度制御■に切換わる。

こうした制御に上記公報に開示された速度制御装置を適
用すると、圧力制御■の区間における速度設定値■と速
度実行値＠の偏差のために、速度制御０の区間に移行す
る時点で比例電磁式流量制御弁２５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回に一点鎖線で示
す如く実行値に大きな速度オーバシュートのが発生ずる
。これは、第３図に符号１９′で示す制御器に積分要素
■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、速度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
出速度が高い設定値（速度設定値１段の）から低い設定
値（速度設定２段０）へと切換わるとき、応答が遅れる
ため第６図に符号２５で示す比例電磁式流量制御弁には
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って速度のアンダシュートＯが発生
する。このアンダシュート０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、速
度下降時の速度実行値＠と速度設定値■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、比例電磁式流量制御弁を使って
、上記積分要素による無用な影響を極力排除し、速度制
御の開始点やその切換点において速度のオーバシュート
或いはアンダシュートが発生しない油圧シリンダの速度
制御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、本発明は速度指令器の指令信
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、前記指令信号と速度検出器の出力
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、油圧シリンダの圧油流量を調節
する比例電磁式流量制御弁とからなる油圧シリンダの速
度制御装置において、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ンク制御
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ゲでいる区間は、当然積メはリセッ
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図は本発明に係る速度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ｌの
回転によりホッパ１３内の粒状の樹脂ベレットが送られ
ながら溶融し、この溶融樹脂１０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
式流量制御弁２３により圧油の流星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
スクリュの前進速度、即ち射出速度の制御を行なう。

射出成形において、この射出速度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。

そのためスクリュスピード、即ち射出ラム４の速度を速
度検出器１７で検出し、電気量に変換して減算器１８に
送り、この変換された信号ｅ１と速度指令器１６の指令
値ｅ　ｓａｔ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ｅｉｌｌＬｓ即ちフィードフォワード信号ｅｆ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流量制御弁２３
が駆動され、正確な速度制御が行なわれる。

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、積分リセットスイッチ（
ＳＷＩ）３３、フィードバック切スィッチ（ＳＷ２）３
４、及びフィードバック有効範囲制御器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、速度指令値信
号ｅ　ｓｅｔと偏差信号ｅ、が入り、ある関数に従い、
ｅｓＯＬ　　ｅａ−ｅｂの値が設定された範囲Ｋに入っ
たら、積分リセットスイ・７チ３３及びフィードバンク
スイッチ３４をオンし、フィードバックが有効となり、
ｅ、の値がＫを外れたときは、前記各スイッチ３３．３
４をオフし′ζ、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、上記フィードバッ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。

ｅｓＯＬ　　　　５．＝　　ｅｂ Ｏｂｌ　＜ｅｓａｔＸ（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。

ｅｂｌ＜Ｋ　　　（Ｋ＝定数） 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は溶融樹脂、１２は油圧モータ、１３は
ホッパである。

（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。

（１１例えば、射出圧力行程から速度行程への移行時、
即ち圧力制御から速度制御への移行時の速度のオーバシ
ュートを無くし、良好な速度制御が可能となる。

（２）作動速度を多段に制御する場合にも、高速から低
速へ移行する時の速度アンダシュート、低速から高速へ
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
ンク制御器の構成図、第３図は従来の成形機における射
出速度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図は設定速度
を多段に変更するときの速度制御特性図、第６図は比例
電磁式制御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・−（速度）指令器 １７・速度検出器 １８・・−比較器 １９−制御器 ２０−　フィードフォワード補償器 ２１・−加算器 ２３−比例電磁式原遺制御弁 ３５・−フィードバック有効範囲制御器珀１図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 速度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
   と速度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
   ダの圧油流量を調節する比例電磁式流量制御弁とからな
   る油圧シリンダの速度制御装置において、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速度制御装置。