JPH0796247B2 - Injection molding machine - Google Patents

Injection molding machine

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JPH0796247B2
JPH0796247B2 JP8665087A JP8665087A JPH0796247B2 JP H0796247 B2 JPH0796247 B2 JP H0796247B2 JP 8665087 A JP8665087 A JP 8665087A JP 8665087 A JP8665087 A JP 8665087A JP H0796247 B2 JPH0796247 B2 JP H0796247B2
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JP
Japan
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injection
molding machine
injection molding
control
transfer function
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浩司 伊藤
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Shibaura Machine Co Ltd
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Toshiba Machine Co Ltd
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Publication date
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  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は系の伝達関数がG(s)と表される射出用駆動手段
と制御手段とを有し、射出用駆動手段で位置制御される
ピストンによってシリンダ内に充填された樹脂を金型内
に射出するよう形成された射出成形機に係り、特に射出
制御の速応性を改良したものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention has injection drive means and control means whose transfer function is represented by G (s), and position control is performed by the injection drive means. The present invention relates to an injection molding machine formed to inject a resin filled in a cylinder into a mold by a piston, and in particular, to improve the quick response of injection control.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の射出成形機は、第10図に示したように固定型17と
移動型18とからなる金型16と、先端にノズル12が設けら
れたシリンダ11と樹脂を供給するホッパ13と外周面に計
量供給用のスクリュー15が設けられたピストン14とから
形成された計量射出手段10と、シリンダ11内でピストン
14を回転させる計量用駆動手段20(モータ21、検出器2
2)と、シリンダ11に対しては計量用駆動手段20ごとピ
ストン14を図で左右方向に移動させる射出用駆動手段30
(モータ31、検出器32、ナット部材33、支持杆34、ボー
ルネジ35)と、金型16に対してシリンダ11を図で左右方
向に移動させるシリンダ移動用駆動手段40(モータ41、
検出器42、ナット部材43、連続部材44、ボールネジ45)
と、金型16の固定型17に対して移動型18を図で左右方向
に移動させる金型移動用駆動手段50(モータ51、検出器
52、ギヤトレイン53、ボールネジ55)と、各駆動手段2
0,30,40,50に所定の制御入力を与えることができるよう
形成された制御手段2と位置指令値発生手段とから構成
されていた。また、各駆動手段20,30,40,50と制御手段
2の対応する部分とから形成される制御系は第7図、第
8図、第9図(各図とも図示簡略化のため射出用駆動手
段30の関係において示した)に示されるようにいわゆる
ソフトサーボ方式として表すことができた。すなわち、
指令値に対し外側に比較的低いゲイン(ω)の位置制
御ループと内側に比較的高いゲイン(ω)の速度制御
ループとを持つ制御系であった。従って、速度制御ルー
プが高いゲイン(ω)であるから外乱やパラメータの
変動等に対する剛性が高く、また、位置制御ループが低
いゲイン(ω)であるため機械系に過度の衝撃(加速
度)を与えない、加工プログラム作成上格別の注意をし
なくともよい等の長所を有していた。
As shown in FIG. 10, the conventional injection molding machine includes a mold 16 including a fixed mold 17 and a movable mold 18, a cylinder 11 having a nozzle 12 at the tip, a hopper 13 for supplying resin, and an outer peripheral surface. A metering injection means 10 formed of a piston 14 provided with a screw 15 for metering and feeding in a cylinder, and a piston in a cylinder 11.
Measuring means 20 for rotating 14 (motor 21, detector 2
2) and, for cylinder 11, injection drive means 30 for moving piston 14 together with metering drive means 20 in the left-right direction in the figure.
(The motor 31, the detector 32, the nut member 33, the support rod 34, the ball screw 35) and the cylinder moving drive means 40 (the motor 41, the motor 41,
Detector 42, nut member 43, continuous member 44, ball screw 45)
And a mold moving drive means 50 (a motor 51, a detector for moving the movable mold 18 in the left-right direction in the drawing with respect to the fixed mold 17 of the mold 16).
52, gear train 53, ball screw 55) and each drive means 2
The control means 2 and the position command value generating means are formed so that a predetermined control input can be given to 0, 30, 40 and 50. Further, the control system formed by the respective driving means 20, 30, 40, 50 and the corresponding portions of the control means 2 is shown in FIG. 7, FIG. 8 and FIG. 9 (each drawing is for injection for simplification of the drawing). It can be represented as a so-called soft servo system as shown in (in relation to the driving means 30). That is,
The control system has a position control loop with a relatively low gain (ω o ) outside the command value and a speed control loop with a relatively high gain (ω c ) inside. Therefore, since the speed control loop has a high gain (ω c ), it has high rigidity against disturbances and parameter fluctuations, and the position control loop has a low gain (ω o ), which causes excessive impact (acceleration) on the mechanical system. It has the advantages that it does not need to be given, and that it does not require special attention when creating a machining program.

従って、所定のプログラムに基づいて位置指令値発生手
段1から各駆動手段20,30,40,50に対応させた各位置指
令値を制御手段2に入力すれば、金型移動用駆動手段50
は移動型18を固定型17に密接させ樹脂を充填すべく所定
形状のキャビティ(図示省略)を形成するとともにシリ
ンダ移動用駆動手段40はシリンダ11を移動させそのノズ
ル12が固定型17の噴射口(図示省略)に接合させる。続
いて、先立って計量用駆動手段20を駆動制御してピスト
ン14を回転しホッパ13から供給される樹脂を計量しつつ
シリンダ11の先端側に充填されていた樹脂を射出用駆動
手段30を駆動制御することすなわちピストン14をシリン
ダ11内に押し込むことによって前記キャビティ内に噴射
する。ここに、金型16内に所定形状の製品を射出成形す
ることができた。
Therefore, if each position command value corresponding to each driving means 20, 30, 40, 50 is inputted to the control means 2 from the position command value generating means 1 based on a predetermined program, the mold moving drive means 50
Forms a cavity (not shown) having a predetermined shape so that the movable die 18 is brought into close contact with the fixed die 17 to fill the resin, and the cylinder moving drive means 40 moves the cylinder 11 so that the nozzle 12 of the movable die 18 is an injection port of the fixed die 17. (Not shown). Subsequently, the metering drive means 20 is driven and controlled in advance to rotate the piston 14 to measure the resin supplied from the hopper 13 and drive the injection drive means 30 for the resin filled in the tip side of the cylinder 11. By injecting into the cavity by controlling, i.e. pushing the piston 14 into the cylinder 11. Here, a product having a predetermined shape could be injection-molded in the mold 16.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、上記従来の射出成形器には次のような問
題があった。
However, the conventional injection molding machine has the following problems.

すなわち、制御手段2と各駆動手段20,30,40,50とはソ
フトサーボを形成しているから速応性と系の安定性とを
独立設定できないために、そのいずれか不十分のまま実
施しなければならず、またそのような状態で妥協したと
してもその比較考量作業自体に多くの労力と時間とを費
やす欠点があった。さらに、位置制御ループのゲイン
(ω)の最大値が機械系の許容量大加速度と最大送り
速度から規制されてしまうので応答時間をそれ以上に向
上させることができないという問題があった。
That is, since the control means 2 and the respective driving means 20, 30, 40, 50 form a soft servo, it is not possible to independently set the quick response and the stability of the system, so either one of them is insufficiently executed. However, there is a drawback in that even if a compromise is made in such a state, a lot of labor and time are spent on the comparative weighing work itself. Further, the maximum value of the gain (ω o ) of the position control loop is restricted by the allowable large acceleration of the mechanical system and the maximum feed rate, so that there is a problem that the response time cannot be further improved.

とりわけ、成形品の品質は計量射出手段10から金型16の
キャビティ内への樹脂の噴射状態によって左右され、ま
たその噴射状態はキャビティの内形状、樹脂の種類、温
度条件、計量射出手段10の形態等多くの条件によって制
約されるとともに一気に樹脂噴射をすればよいという単
純工程では所期の製品を得ることができなかった。これ
がため他の駆動手段に比較し射出用駆動手段30の位置制
御を系の安定性を確立しながら一層の速応性を上げなけ
ればならなかったが、上記ソフトサーボという原理上そ
の達成が困難であった。
In particular, the quality of the molded product depends on the injection state of the resin from the metering injection means 10 into the cavity of the mold 16, and the injection state of the cavity, the inner shape of the cavity, the type of resin, the temperature conditions, the measurement injection means 10 of. The desired product could not be obtained by the simple process of resin injection in a single step, which is restricted by many conditions such as form. For this reason, it was necessary to improve the position response of the injection drive means 30 in comparison with other drive means while establishing the stability of the system, but it was difficult to achieve it due to the above-mentioned soft servo principle. there were.

以下に、高品質要請時代にあって益々重要視されてきた
射出用駆動手段30の位置制御問題について詳説する。第
7図に示す従来の位置制御系における位置制御ループの
特性(G(s))は、速度制御ループのゲインωが位置制
御ループのゲインωより大きく(通常4〜20倍)設定
するために一次遅れのソフトサーボと取り扱われるか
ら、 と近似することができる。
Hereinafter, the position control problem of the injection driving means 30, which has been emphasized more and more in the age of demanding high quality, will be described in detail. The characteristic (G (s) ) of the position control loop in the conventional position control system shown in FIG. 7 is set so that the gain ω c of the speed control loop is larger than the gain ω o of the position control loop (usually 4 to 20 times). Because it is treated as a first-order soft servo, Can be approximated by

ここに、段階状の速度指令値(Vo/S)に対する速度の応
答特性V(t)は、 V(t)=Vo(1−е) …… (ただし、Pは−ωotとする。以下同じ。) となるから、これに必要とする加速度а(t)は式を1
階微分することによって、 а(t)=Vo・ω・е …… として求められた。
Here, the speed response characteristic V (t) to the stepwise speed command value (V o / S ) is V (t) = V o (1-е P ) ... (where P is -ω o t The same applies to the following.) Therefore, the acceleration а (t) required for this is given by
It was obtained as а (t) = V o · ω o · е P.

従って、モータ31、ナット部材33、支持枠34、ボールネ
ジ35等からなる機械系の最大送り速度をVo maxとすれば
位置制御系の発生する最大加速度аmaxは、 аmax=Vo max・ω …… で規定された。
Therefore, if the maximum feed rate of the mechanical system consisting of the motor 31, the nut member 33, the support frame 34, the ball screw 35, etc. is V o max , the maximum acceleration a max generated by the position control system is a max = V o max ω o …….

一方、機械系の観点から見ると、特許最大加速度Amax
その構成から定まるから上記最大加速度аmaxとの関係
では、 аmax≦Amaxでなければならない。これがため位置制御
ループのゲインの最大値ωo maxは、 ωo max=Amax/Vo max …… と制約されることになる。
On the other hand, from the viewpoint of the mechanical system, the patented maximum acceleration A max is determined by its configuration, and therefore, in relation to the maximum acceleration а max , а max ≤ A max must be satisfied. Therefore, the maximum value ω o max of the gain of the position control loop is restricted as ω o max = A max / V o max .

すなわち位置制御ループのゲインの最大値はωo max
式の通り機械系との関係で制約された。つまり、式
で近似される位置制御系では機械系で定まる許容最大加
速度Amaxと最大送り速度Vo maxの上限が決まるから、機
械系(Amax,Vo max)が固定化されるとゲイン最大値ωo
maxの上限が制約され、それ以上にゲインを高くとれな
いという関係となるのでそれ以上の応答時間の短縮が達
成できないという問題があった。
That is, the maximum value of the gain of the position control loop ω o max was restricted by the relationship with the mechanical system as shown in the equation. In other words, in the position control system approximated by the formula, the upper limits of the maximum permissible acceleration A max and the maximum feed rate V o max determined by the mechanical system are determined, so if the mechanical system (A max , V o max ) is fixed, the gain Maximum value ω o
There is a problem that the upper limit of max is restricted and the gain cannot be further increased, so that further shortening of the response time cannot be achieved.

このように従来の位置制御系を採った射出成形機では、
機械系によって速応性が制御されてしまうので射出用駆
動手段30を駆動制御して樹脂の噴射態様を複雑な位置−
時間線図に基づく理想状態として実施することができず
高品質の達成が困難となってきたわけである。
In this way, in the injection molding machine that adopts the conventional position control system,
Since the responsiveness is controlled by the mechanical system, the injection driving means 30 is drive-controlled to control the injection mode of the resin at a complicated position.
Since it could not be implemented as an ideal state based on the time diagram, it became difficult to achieve high quality.

しかして、本発明の目的とするところは系の安定性を維
持させつつ速応性を著しく向上させて高品質の射出成形
品を製造できるようにした射出成形機を提供することに
ある。
Therefore, it is an object of the present invention to provide an injection molding machine capable of producing a high-quality injection-molded product by significantly improving the quick response while maintaining the stability of the system.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は、上記従来の問題点を除去すべく鑑みなされた
もので、加速時間τに関与する補償要素を導入して新た
な系全体の伝達関数を創成することによって機械系に改
変を加えることなく制御特性を著しく改善したものであ
る。
The present invention has been made in view of eliminating the above conventional problems, and modifies a mechanical system by introducing a compensation element related to the acceleration time τ to create a new transfer function of the entire system. This is a remarkable improvement in control characteristics.

すなわち、前出第7図に示した従来の位置制御系の伝達
完成は連続時間系で表現すれば第8図に見られるように
ラプラス演算子をSとするときG(s)となる。従って、こ
の伝達関数G(s)が機械系の特性等から固定的となってい
るために前記従来の問題点が内在していたのである。こ
こに、本発明は射出成形機の運用上から求められる理想
的位置指令値R(s)とこれに対する従来の位置制御系にお
ける制御対象位置C(s)との時間的ギャップを極小とする
ことを目指するものである。
That is, the transmission completion of the conventional position control system shown in FIG. 7 is G (s) when the Laplace operator is S, as shown in FIG. Therefore, since the transfer function G (s) is fixed due to the characteristics of the mechanical system and the like, the above-mentioned conventional problems are inherent. Here, the present invention minimizes the time gap between the ideal position command value R (s) required from the operation of the injection molding machine and the control target position C (s) in the conventional position control system. Is aimed at.

そのため、位置制御系の伝達関数をG(s)、位置指令値を
R(s)および制御対象たる射出用駆動手段のピストン位置
をC(s)とするときに、位置指令値R(s)から位置C(s)への
系全体の伝達関数C(s)/R(s)が、 で表される特性となるように加速時間τに関係する直列
補償要素G1(s)を挿入して、速応性向上を図ったのであ
る。
Therefore, the transfer function of the position control system is G (s) and the position command value is
The piston position of the R (s) and control object serving as injection drive means when a C (s), position command value system of the entire transmission from R (s) to a position C (s) function C (s) / R (s) is The series compensating element G 1 (s) related to the acceleration time τ is inserted so as to obtain the characteristic represented by, and the quick response is improved.

ここに、直列補償要素G1(s)の好適なものとしては、 (ただし、Qはs.τとする。以下同じ。) であり、従って、系全体の伝達関数C(s)/R(s)は、 として表される(第2図参照)。Here, as a suitable series compensation element G 1 (s) , (However, Q is s.τ. The same applies below.) Therefore, the transfer function C (s) / R (s) of the entire system is (See FIG. 2).

加えて、円滑制御を達成できるよう第2の補償要素G
2(s)を付加できるようされている。
In addition, the second compensation element G is used to achieve smooth control.
2 (s) can be added.

この場合には、直列補償要素G1(s)は、 となり、その結果系全体の伝達関数C(s)/R(s)は、 となる(第3図参照)。In this case, the series compensation element G 1 (s) is As a result, the transfer function C (s) / R (s) of the entire system is (See FIG. 3).

さらに、本発明の理解を深める観点から、実施化容易な
離散時間系による立場から詳説する。
Further, from the viewpoint of deepening the understanding of the present invention, a detailed description will be given from the standpoint of a discrete-time system that is easy to implement.

いま、前出第7図、第8図に示された従来の位置制御系
が第9図に示すように位置指令値R(k)の発生手段1と制
御手段2と制御対象たる射出用駆動手段30とから構成さ
れ、零次ホールダを通した後の出力として表されると
き、本発明では、第4図、第5図に示すように位置指令
値発生手段1、制御手段2、制御対象たる射出用駆動手
段30と基本的構成を変えないで制御手段2を第1の演算
手段4と変換手段としての第1の演算手段3とから形成
する。なお、5,6は、零次ホールダに前置されるサンプ
ラである。
Now, as shown in FIG. 9, the conventional position control system shown in FIG. 7 and FIG. 8 has a position command value R (k) generating means 1, a control means 2 and an injection drive which is a controlled object. When represented as output after passing through the zero-order holder, the present invention, as shown in FIGS. 4 and 5, positions command value generating means 1, control means 2, controlled object. The control means 2 is formed of the first calculating means 4 and the first calculating means 3 as the converting means without changing the basic structure of the barrel driving means 30. Note that reference numerals 5 and 6 are samplers placed in front of the zero-order holder.

すなわち、直列補償要素G1(s)の好適なものとした前出
の式,,およびをZ(=eST)変換して離散時
間系で表示すると、式,はそれぞれ、式,の如
くなる。
That is, when Z (= e ST ) -transforms the above-mentioned formulas, which are suitable for the series compensation element G 1 (s) , and displays them in a discrete time system, the formulas are as follows. .

なお、以下の式中、Ψ〔 〕はZ変換を表す。In the following formula, Ψ [] represents Z conversion.

同様に式,はそれぞれ式,の如く変換される。 Similarly, the expression, is converted into the expression, respectively.

ただし、式〜において、 T:サンプリング周期(sec) τ:加速時間(sec) M:τ/T M=1,2,3,……(自然数) である。 However, in the formulas, T: sampling period (sec) τ: acceleration time (sec) M: τ / T M = 1,2,3, ... (natural number).

ところで、前出各図に示したように位置制御系の伝達関
数G(s)が、 と表されると、その零次ホールダを通したパルス伝達関
数G(Z)は、 となる。
By the way, as shown in the above figures, the transfer function G (s) of the position control system is Is expressed as, the pulse transfer function G (Z) through the zero-order holder is Becomes

よって、式に示した補償要素のパルス伝達関数G1(Z)
は、式を代入することによって、 と求められ、これを代数計算して整理すれば、 となる。
Therefore, the pulse transfer function G 1 (Z) of the compensation element shown in the equation
By substituting the expression If you arrange this by algebraic calculation, Becomes

従って、中間位置指令値をP(Z)とおけば、 となり、式に式を代入するとともにPをRの差分式
で表すと、 となる。
Therefore, if the intermediate position command value is P (Z) , Then, when substituting the equation into the equation and expressing P by the difference equation of R, Becomes

従って、従来方法が第9図に見られるように伝達関数G
(s)とする位置制御系に位置指令値R(k)を直接的に制御
手段2(第1の演算手段4)に入力させていたのに対
し、本発明では、第5図に示したように変換手段として
の第2の演算手段3を設け位置指令値R(k)とそのM回前
の値とから新しく創成した中間位置指令値P(k)を入力し
て制御すればよいことが理解される。
Therefore, the conventional method has a transfer function G as shown in FIG.
While the position command value R (k) was directly input to the control means 2 (first calculation means 4) in the position control system (s) , the present invention shows the same as shown in FIG. As described above, the second computing means 3 as the converting means is provided, and the intermediate position command value P (k) newly created from the position command value R (k) and the value M times before it is input and controlled. Is understood.

これがため、系の伝達関数がG(s)と表される射出用駆動
手段と制御手段とを有し、射出用駆動手段で位置制御さ
れるピストンによってシリンダ内に充填された樹脂を金
型内に射出するよう形成された射出成形機において、 前記制御手段に、加速時間に関与する直列補償要素G
1(s)を挿入して全体の伝達関数をG1(s)・G(s)に改め前
記ピストンの制御特性を向上できるように構成し前記目
的を達成しようとするのである。
Therefore, the transfer function of the system has an injection drive unit and a control unit represented by G (s), and the resin filled in the cylinder by the piston whose position is controlled by the injection drive unit is injected into the mold. In the injection molding machine formed to inject into the control means, the control means is provided with a series compensation element G relating to acceleration time.
It is intended to achieve the above object by inserting 1 (s) and changing the entire transfer function to G 1 (s) · G (s) so as to improve the control characteristics of the piston.

また、この発明は、直列補償要素G1(s)が、加速時間を
τとしたときに、 で表されるようにしたものである。
In addition, the present invention, the series compensation element G 1 (s), when the acceleration time is τ, Is represented by.

さらに、この発明は、直列補償要素G1(s)で表される第2の補償要素を付加して一層の円滑制御を
できるようにしたものである。
Further, the present invention is characterized in that the series compensation element G 1 (s) is The second compensation element represented by is added to enable smoother control.

〔作用〕[Action]

従って、この発明は、直列補償要素G1(s)を系内に導入
することによって機械系に改変を加えることなく制御特
性を改善できるから安定性を確保しながら速応性を向上
させた制御を保障できるので射出用駆動手段を所望の位
置−時間線図に則って駆動制御して高品質の製品を射出
成形することができる。
Therefore, the present invention can improve the control characteristics without introducing a modification to the mechanical system by introducing the series compensation element G 1 (s) into the system, so that the control with improved responsiveness while ensuring stability can be achieved. Since this can be ensured, the injection drive means can be drive-controlled in accordance with a desired position-time diagram to injection-mold a high-quality product.

〔実施例〕〔Example〕

本発明に係る射出成形機の一実施例について図面を参照
して説明する。
An embodiment of an injection molding machine according to the present invention will be described with reference to the drawings.

この実施例は機械系を前出第10図に示した従来の射出成
形機と同様な構成とし、また制御手段2等は第5図に示
した構成とするとともに直列補償要素G1(s)を第2図に
示したように、 と設定するとともにコンピュータによって構成した。そ
して、位置指令値発生手段1から段階状の位置指令値
(R)を入力したときの射出用駆動手段30の応答性を確
認したものである。
In this embodiment, the mechanical system has a structure similar to that of the conventional injection molding machine shown in FIG. 10, and the control means 2 and the like have the structure shown in FIG. 5 and the series compensation element G 1 (s) As shown in FIG. And set up and configured by computer. Then, the response of the injection drive means 30 when the stepwise position command value (R) is input from the position command value generating means 1 is confirmed.

この実施例の結果は、第6図に示したように階段状の位
置指令信号Rを加えても第8図、第9図に示した従来系
の加速度(X2)と本発明系の加速度(Y2)との最大値が
略同一の値をとりながら制御系の応答性は著しく異なる
ものとなっている。すなわち、本発明系の場合にはほぼ
最大の速度(Y1)をもって50m secで応答しているのに
対して従来系の速度(X1)は指令値に近づくに従い減速
し、約150m secの時間遅れを生じている。ここに、本発
明は最大加速度を急増させずに安定性を確保しながら大
幅な応答性を改善できるという優れた効果を奏すること
が確認された。
The result of this embodiment is that even if the stepwise position command signal R is added as shown in FIG. 6, the acceleration of the conventional system (X 2 ) and the acceleration of the system of the present invention shown in FIGS. Although the maximum value of (Y 2 ) is almost the same, the response of the control system is significantly different. That is, in the case of the system of the present invention, the response is made at 50 msec with almost the maximum speed (Y 1 ), whereas the speed of the conventional system (X 1 ) is decelerated as the command value is approached, and the speed of about 150 msec There is a time delay. Here, it was confirmed that the present invention exerts an excellent effect that the responsiveness can be greatly improved while ensuring the stability without rapidly increasing the maximum acceleration.

なお、実施条件は次の通りである。The implementation conditions are as follows.

サンプリング周期T=0.001sec M=τ/T=50回 位置制御ループのゲインω=20rad/sec また、従来系のゲインω=20rad/secである。Sampling cycle T = 0.001 sec M = τ / T = 50 times Gain of position control loop ω 0 = 20 rad / sec Further, gain of conventional system ω 1 = 20 rad / sec.

このように、本発明では、最大加速度を従来系の場合と
同じとしながら本発明系の指令信号Rに対する収束時間
が従来系の場合に対し約1/3と早くすることができるの
で、射出用駆動手段30によってピストン14のシリンダ11
に対する位置制御を所望の位置時間線図に基づいて行う
ことができるから製品の高品質化はもとより適応性、取
扱性の優れた射出成形機を確立できる。
As described above, in the present invention, the maximum acceleration is the same as in the conventional system, but the convergence time for the command signal R in the system of the present invention can be shortened to about 1/3 of that in the conventional system. Cylinder 11 of piston 14 by drive means 30
Since the position control can be performed based on a desired position-time diagram, it is possible to establish an injection molding machine having excellent adaptability and handleability as well as product quality improvement.

従って、以上の各実施例によれば、伝達関数G(s)である
射出駆動手段30に対応させた制御系に直列補償要素G
1(s)を挿入して位置制御系全体の伝達関数をG1(s)・G
(s)としているから、従来系に対して速応性を飛躍的に
向上することができる。
Therefore, according to each of the above embodiments, the series compensation element G is added to the control system corresponding to the injection driving means 30 having the transfer function G (s).
Insert 1 (s) and set the transfer function of the entire position control system to G 1 (s)・ G
Since it is set to (s) , the quick response can be dramatically improved compared to the conventional system.

このことは、従来の機械系と同一の機械系において位置
制御ループゲインの最大値を決する許容最大加速度と最
大送り速度が制約されていてもその位置制御ループゲイ
ンの最大値に制限されることなく位置指令信号に対する
ピストン14の移動速度および位置の追従性を著しく向上
させることができる。
This means that even if the allowable maximum acceleration and maximum feed rate that determine the maximum value of the position control loop gain are restricted in the same mechanical system as the conventional mechanical system, the maximum value of the position control loop gain is not limited. It is possible to remarkably improve the followability of the moving speed and the position of the piston 14 with respect to the position command signal.

また、直列補償要素G1(s)は加速時間τを導入したもの
とされているから安定性を高くして速応性の向上を達成
できる。
Further, since the series compensation element G 1 (s) is said to have introduced the acceleration time τ, it is possible to improve stability and improve quick response.

さらに、直列補償要素G1(s)は、Z変換して離散時間系
とすることができるから、コンピュータを用いて容易か
つ適格に本発明を実施することができる。またコンピュ
ータにより実施できるからサンプリング周期を任意の時
間かつ極めて短い時間に選択することが可能ゆえ、採用
する射出成形機の特性に応じた制御系を形成できる。
Furthermore, since the series compensation element G 1 (s) can be Z-transformed into a discrete time system, the present invention can be implemented easily and appropriately using a computer. Further, since it can be executed by a computer, it is possible to select a sampling period at an arbitrary time and an extremely short time, so that it is possible to form a control system according to the characteristics of the injection molding machine used.

さらにまた、射出用駆動手段30のモータ31の容量を大型
化することなくかつ機械系に対する過度の衝突を発生さ
せないで速応性を向上できるから設備構成および経済上
の利益が大きい。
Furthermore, since the responsiveness can be improved without increasing the capacity of the motor 31 of the injection driving means 30 and without causing excessive collision with the mechanical system, the facility structure and the economic advantage are large.

さらに、機械系に改変を加えないで位置制御特性を改良
できるので既設の射出成形機にも本発明のそのまま適用
できるという効果もある。
Furthermore, since the position control characteristics can be improved without modifying the mechanical system, there is an effect that the present invention can be applied to an existing injection molding machine as it is.

なお、以上の実施例では、直列補償要素G1(s)としたが直列補償要素G1(s)には制御特性の一部分をさ
らに改善し円滑化するための付随的な第2の直列補償要
素G2(s)を導入して微妙調整できるように形成されてい
るから、例えば一次遅れ要素を付加することによって従
来系に対し大幅な速応性向上を図りつつ機械系に振動等
を生じさせない制御系を提供できる。
In the above embodiment, the series compensation element G 1 (s) is However, the series compensating element G 1 (s) is provided with an additional second series compensating element G 2 (s) for further improving and smoothing a part of the control characteristic so that it can be finely adjusted. Therefore, for example, by adding a first-order lag element, it is possible to provide a control system that does not cause vibration or the like in the mechanical system while significantly improving the quick response to the conventional system.

例えば、 の如くである。For example, Is like.

また、以上の実施例では制御手段2の射出用駆動手段30
に対応させた部分のみについて直列補償要素を設けた
が、計量用駆動手段20、シリンダ移動用駆動手段40、金
型移動用駆動手段50に対応する部分についても直列補償
要素を導入し上記射出用駆動手段30に対する制御特性の
改良と同様に改良するように構成してもよい。
Further, in the above embodiments, the injection driving means 30 of the control means 2 is used.
Although the series compensating element is provided only for the portion corresponding to, the series compensating element is introduced also for the portion corresponding to the measuring driving means 20, the cylinder moving driving means 40, and the mold moving driving means 50. It may be configured to improve similarly to the control characteristics for the driving means 30.

さらに、位置指令値の発生手段1、制御手段2と区々し
た構成としたが、要は直列補償要素G1(s)を挿入して制
御特性を改善すればよいから、上記開示構成に限定され
ない。もとより離散時間系でなく連続時間系においても
実施可能である。ただし、離散時間系とすれば、その実
施が容易であり産業上の利用性が高められる。
Further, the position command value generating means 1 and the control means 2 are separated from each other, but the point is that the series compensating element G 1 (s) is inserted to improve the control characteristics. Not done. Of course, it can be implemented not only in the discrete time system but also in the continuous time system. However, if it is a discrete time system, its implementation is easy and its industrial utility is improved.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明は、安定性を向上させつつ速応性を著しく向上さ
せることによって高品質の製品を能率よく生産できる射
出成形機を提供できる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can provide an injection molding machine capable of efficiently producing a high-quality product by improving stability and remarkably improving quick response.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明に係る射出成形機を実施するための射出
用駆動手段の伝達関数を示すブロック図、第2図、第3
図は同じく直列補償要素の一例を明らかとした伝達関数
を示すブロック図であり、特に第3図は第2の補償要素
をも付加した場合である。第4図、第5図は同じく離散
時間系として実施する場合の位置制御系の構成図を示し
第4図はブロック図、第5図は詳細ブロック図である。
第6図は同じく第2図に示した直列補償要素とした第5
図に示す位置制御系の構成による制御特性を示すタイム
チャート、および第7図、第8図、第9図、第10図は従
来の射出成形機に関し、第7図は制御系を示すブロック
図、第8図は伝達関数を示すブロック図、第9図は離散
時間系として実施する場合の制御系のブロック図、第10
図は射出成形機の全体構成図である。 1……位置指令値発生手段、2……制御手段、3……第
2の演算手段、4……第1の演算手段、5,6……サンプ
ラ、10……計量射出手段、11……シリンダ、14……ピス
トン、16……金型、30……射出用駆動手段、31……モー
タ、32……検出器。
FIG. 1 is a block diagram showing a transfer function of injection driving means for carrying out an injection molding machine according to the present invention, FIG. 2, FIG.
The figure is a block diagram showing a transfer function which also clarifies an example of a series compensation element, and particularly FIG. 3 shows a case where a second compensation element is also added. FIGS. 4 and 5 are block diagrams of the position control system when the same is implemented as a discrete time system. FIG. 4 is a block diagram and FIG. 5 is a detailed block diagram.
FIG. 6 is the fifth example of the series compensation element shown in FIG.
The time chart showing the control characteristics by the configuration of the position control system shown in the figure, and FIGS. 7, 8, 9, and 10 relate to a conventional injection molding machine, and FIG. 7 is a block diagram showing the control system. , FIG. 8 is a block diagram showing a transfer function, FIG. 9 is a block diagram of a control system when implemented as a discrete time system, and FIG.
The figure is an overall configuration diagram of an injection molding machine. 1 ... Position command value generating means, 2 ... Control means, 3 ... Second computing means, 4 ... First computing means, 5,6 ... Sampler, 10 ... Metering injection means, 11 ... Cylinder, 14 ... Piston, 16 ... Mold, 30 ... Injection drive means, 31 ... Motor, 32 ... Detector.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】系の伝達関数がG(s)と表される射出用駆動
手段と制御手段とを有し、射出用駆動手段で位置制御さ
れるピストンによってシリンダ内に充填された樹脂を金
型内に射出するよう形成された射出成形機において、 前記制御手段に、加速時間に関与する直列補償要素G
1(s)を挿入して全体の伝達関数をG1(s)・G(s)に改め前
記ピストンの制御特性を向上できるように構成したこと
を特徴とする射出成形機。
Claim: What is claimed is: 1. A resin having a transfer function represented by G (s) and a control means for injection, wherein the piston is position-controlled by the injection drive means to charge the resin filled in the cylinder with gold. In an injection molding machine configured to inject into a mold, the control means is provided with a series compensating element G relating to acceleration time.
An injection molding machine characterized in that 1 (s) is inserted and the entire transfer function is changed to G 1 (s) · G (s) so that the control characteristics of the piston can be improved.
【請求項2】前記特許請求の範囲第1項において、前記
直列補償要素G1(s)が、加速時間をτとしたときに、 と表されるものとされている射出成形機。
2. In the claim 1, when the series compensation element G 1 (s) has an acceleration time of τ, An injection molding machine which is said to be represented as.
【請求項3】前記特許請求の範囲第1項において、前記
直列補償要素G1(s)が、加速時間をτ、第2の補償要素
をG2(s)としたときに、 と表されるものとされている射出成形機。
3. The claim 1 according to claim 1, wherein the series compensating element G 1 (s) has an acceleration time of τ and a second compensating element of G 2 (s) , An injection molding machine which is said to be represented as.
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