電磁型締装置のモデリングと制御

摘要

射出成形機の高精度化を実現するべく，非接触式直圧型製綿機構を備えた射出成形機が商品化されている。本校構の実現に電磁石で型締を行う電磁型締装置が採用されているが，電磁石内部に流れる渦電流により，制御調整が困難であるという問題点が発生している。そこで，電磁石内部に流れる渦電流を考慮して，電磁石の鉄心を渦電流に沿って空間離散化し，電磁石のモデリングを行う。得られたモデルは次元可変な有限次元の状態方程式で与えられ，その周波数応答および時間応答は実機試験結果と一致する。さらに，得られたモデルを用いて制御設計をし，実機試験を行った。得られた結果は提案モデルの数値計算結果と一致し，提案モデルの有用性を確認することができた。そして，提案モデルに基づいて制御設計を行うことで，より精密な型締力制御が可能となった。%We have brought to the market injection molding machines which have non-contact center press mold clamping for higher-accuracy mold clamping. This mold clamping consists of electromagnetic molding device. However, it is difficult to tune control parameters for this molding device due to eddy current that occurs inside electromagnet. In this paper, we propose a mathematical model for the electromagnet placed inside molding device. The frequency and time responses of proposed model have corresponded with both responses of experimental results. We have also designed the control parameters of the actual machine by using this mathematical model. The experimental results have agreed with the numerical calculation results obtained from the model. Hence, the availability of the proposed model has been confirmed. By designing the control parameters with the proposed model, it is possible to control the mold clamping force more accurately.