JPH0289802A - 流体アクチュエータの制御装置 - 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、流体アクチュエータの作動速度と作動圧力を
１つの制御弁と２つのフィードバック制御ループによっ
て切り換え制御する流体アクチュエータの制御装置に関
する。

〈従来の技術〉 従来、この種の流体アクチュエータの制御装置として、
例えば第３図に示すようなものが知られている。この制
御装置は、油圧源ｌから射出成形機等の油圧シリンダ２
に至る圧力ライン３に、サーボ弁４と圧力センサ５を介
設するとともに、圧力用減算器６で圧力指令信号と上記
圧カセンサ５からの圧力検出信号との差をとり、この偏
差信号に圧力用補償回路７で補償を施して圧力制御信号
とする一方、速度用減算器８で速度指令信号と上記油圧
シリンダ２に設けた速度センサ１０からの速度検出信号
との差をとり、この偏差信号に速度用補償回路９で補償
を施して速度制御信号としている。そして、図示しない
金型への溶融樹脂（負ｇ２＋）射出時には、油圧シリン
ダの特定位置で動作するリミットスイッチやタイマによ
って、制御切換スイッチ２２を速度用補償回路９側に切
り換え、上記速度指令信号をサーボ弁４のソレノイド４
ａに供給して、射出速度の制御を行なう一方、射出後の
樹脂凝固時には、制御切換スイッチ２２を圧力用補償回
路７側に切り換え、上記圧力指令信号により同様に射出
圧力の制御を行なう。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところが、上記従来の油圧シリンダの制御装置は、制御
切換スイッチ２２で速度制御信号または圧力制御信号の
いずれか一方を選択し、これをサーボ弁４に出力して油
圧シリンダ２を速度または圧力制御するものであるため
、制御量が速度である間は圧力う（、逆に制御量が圧力
である間は速度が夫々制御できない。そのため、速度制
御中の溶融樹脂射出時に、ピストンロッドが不慮の原因
で金型等の障害物に衝突した場合、圧力制御が働かない
ため抑圧力が急激に増大し、金型やピストンロッドを破
損してしまうという問題がある。また、圧力制御中の樹
脂凝固時に、樹脂の負荷が軽い場合、速度制御が働かな
いためピストンロッドが暴走して、成形品にパリ等の欠
陥が生じたり、成形機を傷めるという問題がある。

そこで本発明の目的は、速度制御時に圧力検出信号を、
圧力制御時に速度検出信号を監視することにより、流体
アクチュエータの作動圧力や作動速度の異常な上昇を防
止して、流体アクチュエータの破損等をなくすことがで
きる流体アクチュエータの制御装置を堤供することであ
る。

く課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するため、本発明の流体アクチュエータ
の制御装置は、第１図に例示するように、比較手段８に
よって流体アクチュエータ２の速度検出器ＩＯからの速
度検出信号Ｖｓを速度指令信号Ｖｒから減算して速度制
御信号を出力する一方、比較手段６によって上記流体ア
クチュエータ２の圧力検出器５からの圧力検出信号Ｐｓ
を圧力指令信号Ｐｒから減算して圧力制御信号を出力し
、上記両制御信号のいずれか一方をスイッチ手段１１で
選択して上記流体アクチュエータ２の圧力ライン３に介
設された制御弁４に出力するものにおいて、上記速度制
御信号が選択された速度制御時に、上記圧力指令信号Ｐ
「と圧力検出信号Ｐｓを比較して、圧力検出信号Ｐｓが
圧力指令信号Ｐ「よりも大きいとき上記スイッチ手段１
１を圧力制御信号側に切り換える圧力信号比較手段１３
と、上記圧力制御信号が選択された圧力制御時に、上記
速度指令信号Ｖｒと速度検出信号Ｖｓを比較して、速度
検出信号Ｖｓが速度指令信号Ｖ「よりも大きいとき上記
スイッチ手段１１を速度制御信号側に切り換える速度信
号比較手段１２とのうち少なくとも一方を備えたことを
特徴とする。

く作用〉 速度制御時には、比較手段８によって速度指令信号Ｖｒ
から速度検出信号Ｖｓを減算して得られた速度制御信号
が、スイッチ手段ｔｉを経て制御弁４に出力され、これ
によって流体アクチュエータ２の速度が制御される。こ
のとき、圧力信号比較手段１３は、圧力指令信号Ｐｒと
圧力検出信号Ｐｓを比較し、圧力検出信号Ｐｓが圧力指
令信号Ｐ「よりも大きくなると、上記スイッチ手段１１
を圧力制御信号側に切り換える。すると、流体アクチュ
エータ２は、圧力制御されるようになり、その圧力は圧
力指令信号Ｐｒが表わす圧力値以下に抑えられる。

逆に、圧力制御時には、圧力制御信号がスイッチ手段１
１を経て制御弁４に出力されて、流体アクチュエータ２
の圧力が制御される。このとき、速度信号比較手段１２
は、速度指令信号Ｖｒと速度検出信号ｖ８を比較し、速
度検出信号Ｖｓが速度指令信号Ｖｒよりら大きくなると
、上記スイッチ手段１１を速度制御信号側に切り換える
。すると、流体アクチュエータ２は、速度制御されるよ
うになり、その速度は速度指令信号Ｖｒが表わす速度値
以下に抑えられる。

〈実施例〉 以下、本発明を図示の実施例により詳細に説明する。

第１図は流体アクチュエータの制御装置の一例を示して
おり、この制御装置は、油圧源ｌから射出成形機等の油
圧シリンダ２に至る圧力ライン３に、制御弁たるサーボ
弁４と圧力センサ５を介設するととらに、圧力用減算器
６で圧力指令信号Ｐｒと上記圧力センサ５からの圧力検
出信号Ｐｓとの差をとり、この圧力偏差信号に圧力用補
償回路７で補償を施して圧力制御信号とする一方、速度
用減算器８で速度指令信号Ｖｒと上記油圧シリンダ２に
設けた速度センサ１０からの速度検出信号Ｖｓとの差を
とり、この速度偏差信号に速度用補償回路９で補償を施
して速度制御信号としている。以１の各構成要素は、第
３図で既に述べた従来の構成要素と全く同じ構成、動作
をなし、同一要素には同じ番号を付している。

上記両補償回路７．９の出力側には、油圧シリンダ２の
特定位置で動作するリミットスイッチやタイマあるいは
マニュアルで切り換えられるとともに、後述する切換信
号で切換えられ、上記圧力制御信号または速度制御信号
のいずれか一方を選択して上記サーボ弁４のソレノイド
に送る制御切換スイッチ１１を設ける。また、圧力制御
ループ側に、圧力指令信号Ｐｒと圧力センサ５からの圧
力検出信号Ｐｓを常時比較して、圧力検出信号Ｐｓが圧
力指令信号Ｐｒよりら大きいとき（Ｐｓ＞Ｐｒ）、上記
制御切換スイッチ１１を圧ツノ制御信号側に切換える切
換信号を出力する圧力信号比較器Ｉ３を設ける一方、速
度制御ループ側に、速度指令信号Ｖｒと速度センサ１０
からの速度検出信号Ｖｓを常時比較して、速度検出信号
Ｖｓが速度指令信号Ｖｒよりも大きいとき（Ｖｓ＞Ｖｒ
）、上記制御切換スイツチ１１を速度制御信号側に切り
換える切換信号を出力する速度信号比較器１２を設けて
いる。なお、上記制御切換スイッチ１１は、強制切換信
号ＰｃＶｃによって、射出成形サイクルの初期リセット
等のため上記切換信号に優先して夫々圧力、速度制御信
号側に切り換えられ、その切り換え状態を所定時間保持
するようになっている。

上記構成の油圧シリンダの制御装置の動作について、第
２図を参照しつつ次に述べる。

いま、制御切換スイッチ１１が第１図のように切り換わ
った速度制御時には、速度用減算器８によって速度指令
信号Ｖ「から速度検出信号Ｖｓを減算して得られた速度
制御信号が、サーボ弁４のソレノイド４ａに出力され、
油圧シリンダ２の速度がフィードバック制御される。そ
うすると、第２図のステップＳ１で肯と判断され、圧力
信号比較器１３は、ステップＳ２において、圧力指令信
号Ｐｒと圧力検出信号Ｐｓを比較し、圧力検出信号Ｐｓ
が圧力指令信号Ｐｒよりら大きくなると（Ｐｓ＞Ｐｒ）
、Ｒと判断してステップＳ３へ進み、このステップＳ３
で制御切換スイッチ１１を速度から圧力制御信号側に切
り換える切換信号を出力する。すると、油圧シリンダ■
は、切り換わった制御切換スイッチ１１を経る圧力制御
信号で作動するサーボ弁４で制御されるようになり、以
後その圧力が圧力指令信号Ｐｒに追従するように制御さ
れる。従って、溶融樹脂射出時等の速度制御中に、油圧
シリンダ１のピストンロッドが金型等の障害物に衝突し
て、押圧力が圧力指令信号Ｐ「の表わす上限値を超えよ
うとしても、直ちに圧力フィードバックが働いて、押圧
力は上記上限値以下に抑えられ、過大な押圧力による金
型やピストンロッドの破損か防止される。また、上記圧
力指令信号Ｐｒを油圧源ｌの能力以上の高圧に設定して
おけば、圧力信号比較器１３が働らかなくなるから、従
来通りの速度制御のみを行なうことができる。なお、上
記ステップＳ２で否と判断されればステップＳ＋へ戻る
ことはいうまでもない。

次に、制御切換スイッチ１１が第１図と逆に切り換わっ
た圧力制御時には、圧力制御信号がサーボ弁４に出力さ
れ、油圧シリンダ２の圧力がフィードバック制御される
。そうすると、第２図のステップＳ１で否と判断され、
速度信号比較器Ｉ２は、ステップＳ４において、速度指
令信号Ｖｒと速度検出信号Ｖｓを比較し、Ｖｓ＞Ｖｒな
ら肯と判断してステップＳ５へ進み、このステップＳ５
で制御切換スイッチ１１を圧力から速度制御信号側に切
り換える。すると、油圧シリンダｌは、以後速度制御信
号で作動するサーボ弁４で制御され、その速度が速度指
令信号Ｖ「に追従するように制御される。従って、樹脂
凝固時等の圧力制御中に、樹脂の負荷が軽くてピストン
ロッドが暴走しようとしても、直ちに速度フィードバッ
クが働いて、暴走が抑えられ、暴走による成形品のパリ
発生や成形機の破損が防止される。また、上記速度指令
信号Ｖ「を油圧源１の能力以上の高速に設定すれば、従
来通りの圧力制御のみを行なうことができる。

上記実施例では、速度信号比較器１２と圧力信号比較器
１３の双方を設けているので、油圧シリンダの速度と圧
力双方の異常上昇を防止できるという利点があるが、い
ずれか一方だけを設けることも勿論可能である。また、
速度制御と圧力制御のどちらかが動作中かを判別しやす
くするために、制御切換スイッチ１１に発光ダイオード
等を連動させてらよく、連動するトランジスタの出力信
号等で遠隔判別することもできる。さらに、本発明の速
度、圧力信号比較手段は、実施例のハードウェアたる比
較器１２．１３に限らず、マイクロプロセッサのプログ
ラムなどのソフトウェアであってもよい。

また、本発明が図示の射出成形機の油圧シリンダに限ら
ず、流体アクチュエータ全般に適用できるのはいうまで
もない。

〈発明の効果〉 以上の説明で明らかなように、本発明の流体アクチュエ
ータの制御装置は、速度指令信号から速度検出信号を減
じて得た速度制御信号と、圧力指令信号から圧力検出信
号を減じて得た圧力制御信号のいずれか一方をスイッチ
手段を介して制御弁に出力して流体アクチュエータを速
度または圧力制御するものにおいて、速度制御時に圧力
信号比較手段によって、上記圧力指令信号と圧力検出信
号を比較して、後者が大きいとき上記スイッチ手段を圧
力制御側に自動的に切り換え、あるいは圧力制御時に速
度信号比較手段によって、上記速度指令信号と速度検出
信号を比較して、後者が大きいとき」−記スイッチ手段
を速度制御側に自動的に切り換えるようにしているので
、指令信号を速度。

圧力の上限値に設定することにより速度制御中の作動圧
力の異常上昇あるいは圧力制御中の作動速度の異常上昇
を防止でき、これらの異常上昇で流体アクチュエータ等
に生じる不具合を解消できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の流体アクチュエータの制御装置の一実
施例を示す図、第２図は上記実施例の動作を示すフロー
チャート、第３図は従来の油圧シリンダの制御装置を示
す図である。 ２・・・油圧シリンダ、４・・・サーボ弁、５・圧力セ
ンサ、６・・・圧力用減算器、７・・圧力用補償回路、
訃・・速度用減算器、９・・・速度用補償回路、１０・
・・速度センサ、１１・・・制御切換スイッチ、１２・
・・速度信号比較器、】３・・・圧力信号比較器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）比較手段（８）によって流体アクチュエータ（２
   ）の速度検出器（１０）からの速度検出信号（Ｖｓ）を
   速度指令信号（Ｖｒ）から減算して速度制御信号を出力
   する一方、比較手段（６）によって上記流体アクチュエ
   ータ（２）の圧力検出器（５）からの圧力検出信号（Ｐ
   ｓ）を圧力指令信号（Ｐｒ）から減算して圧力制御信号
   を出力し、上記両制御信号のいずれか一方をスイッチ手
   段（１１）で選択して上記流体アクチュエータ（２）の
   圧力ライン（３）に介設された制御弁（４）に出力する
   流体アクチュエータの制御装置において、 上記速度制御信号が選択された速度制御時に、上記圧力
   指令信号（Ｐｒ）と圧力検出信号（Ｐｓ）を比較して、
   圧力検出信号（Ｐｓ）が圧力指令信号（Ｐｒ）よりも大
   きいとき上記スイッチ手段（１１）を圧力制御信号側に
   切り換える圧力信号比較手段（１３）と、上記圧力制御
   信号が選択された圧力制御時に、上記速度指令信号（Ｖ
   ｒ）と速度検出信号（Ｖｓ）を比較して、速度検出信号
   （Ｖｓ）が速度指令信号（Ｖｒ）よりも大きいとき上記
   スイッチ手段（１１）を速度制御信号側に切り換える速
   度信号比較手段（１２）とのうち少なくとも一方を備え
   たことを特徴とする流体アクチュエータの制御装置。