オープンループ制御

オープンループ制御とは?

出力(結果)をフィードバックせずに、入力だけで制御を行う方式です。

つまり、「指令を出したら、それで終わり」という制御方法です。
結果が予定通りかどうかを確認せずに、あらかじめ決められた動作をそのまま実行します。

対になる言葉:「クローズドループ制御」

項目 オープンループ制御 クローズドループ制御(フィードバック制御)
特徴 出力を監視しない 出力をセンサーなどで監視・調整する
精度 外乱に弱く、誤差が出やすい 精度が高く、外乱にも対応できる
コスト 安い センサーなどが必要なため高くなることも
洗濯機、タイマー、照明制御など サーボモーター、温度制御、ドローンなど

オープンループ制御の仕組み(図解イメージ)

css
[コントローラ][アクチュエータ][プロセス(動作)] (フィードバックなし)
  • コントローラが「○秒間回す」などの命令を出す

  • 実際にどれだけ動いたかは確認しない

具体例

説明
電子レンジ 設定した時間だけ加熱する(実際の温度や仕上がりは測らない)
信号機 時間で変わるだけで、交通量に応じて制御はしない
モーターのタイマー制御 一定時間モーターを回すが、実際の回転量は見ていない

メリット・デメリット

メリット(利点)

  • 制御がシンプル

  • 機器構成が安価で済む

  • 応答が速い(フィードバック処理が不要)

デメリット(欠点)

  • 外乱(温度・負荷変動など)に弱い

  • 誤差が出やすい

  • 正確な制御が必要な場合には不向き

いつ使う?

以下のような場合にオープンループ制御が使われます:

  • コストを抑えたい

  • そこまでの精度は不要

  • 動作結果を確認する必要がない or わかりきっている

まとめ

項目 内容
名称 オープンループ制御(開ループ制御)
特徴 フィードバックなしで制御する方式
電子レンジ、洗濯機の一部、モーターの単純運転など
メリット 構成が単純、コストが安い
デメリット 誤差に弱く、精密な制御には不向き

射出成形機におけるオープンループ制御とは?

成形条件(圧力・速度・温度・位置など)を事前に設定し、それに従って機械を動かすだけの制御方式です。
センサーで実際の成形状態を監視・補正せずに動かします。

クローズドループ制御との比較(射出成形の場合)

制御方式 特徴 使用される例
オープンループ制御 設定値通りに動作させるだけ。フィードバックしない。 一般的な小型成形機や、旧型機
クローズドループ制御 実際の圧力・速度・位置などをセンサーで監視し、補正しながら動作 高精度な製品、成形条件が厳しい部品(医療・光学・自動車部品)

オープンループ制御が使われる代表的な例(射出成形機)

① 射出速度のオープンループ制御

  • 「射出スクリュを2秒間で一定速度で前進させる」といった動き

  • 実際のスクリュ先端の圧力や樹脂の粘度変化は考慮しない

  • 樹脂が変わっても同じ速度で射出するので、製品ばらつきが出やすい


② 金型温度のオープンループ制御

  • ヒーターに電力を一定量流して温めるが、金型温度そのものは測らない

  • クローズドループ制御では「金型温度センサー」で温度を監視して補正するが、オープンループではなし


③ エジェクタ動作のオープンループ制御

  • タイマー制御で「○秒間突き出して、○秒後に戻す」といった単純動作

  • 成形品の脱型状況(残り・引っかかり)は見ていない


 

オープンループ制御のメリット(射出成形機において)

項目 内容
安価 センサーや制御装置が少なくて済む
シンプル 設定が簡単。動作のトラブルも少ない
保守性が高い 故障原因が単純なので対応しやすい

デメリット

問題点 説明
精度が低い 樹脂の状態変化(温度・粘度・材料ロットなど)に対応できない
品質ばらつき 特に微細部品や高精度品では問題になることが多い
外乱に弱い 成形環境が変わると、不良が出やすい(夏と冬で条件がズレるなど)

最近の傾向

  • 旧型機や安価な汎用機では、今でもオープンループ制御が多く採用されています。

  • 高精度成形・品質安定が必要な分野では、クローズドループ制御(圧力センサー、位置センサー、温度センサーなどを使用)が主流。

まとめ:射出成形機でのオープンループ制御

項目 内容
特徴 フィードバックなしで、設定値通りに動作する制御
使用例 射出速度、ヒーター加熱、エジェクタ動作など
メリット 構成が簡単、安価、トラブルが少ない
デメリット 精度に限界あり、品質ばらつきのリスク

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