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発明の名称 電動射出成形機の制御方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−239551(P2001−239551A)
公開日 平成13年9月4日(2001.9.4)
出願番号 特願2000−56249(P2000−56249)
出願日 平成12年3月1日(2000.3.1)
代理人 【識別番号】100088579
【弁理士】
【氏名又は名称】下田 茂
【テーマコード(参考)】
4F206
【Fターム(参考)】
4F206 AM09 AP057 AP15 AQ03 AR097 JA07 JL02 JM00 JQ83 JQ88 JT01 JT03 JT05 JT32 JT33 JT35 JT40 
発明者 碓井 和男 / 荒井 秀一 / 保木野 秀一
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 駆動モータに流れる負荷電流を検出し、負荷電流から駆動モータの推定発熱量を求めるとともに、求めた推定発熱量が予め設定した停止用設定値に達したなら駆動モータを停止する制御を行う電動射出成形機の制御方法において、成形時に、複数の駆動源における各駆動モータに流れる負荷電流から各駆動モータの推定発熱量をそれぞれ求めるとともに、少なくとも一つの駆動モータの推定発熱量が、前記停止用設定値よりも小さい予め設定した警報用設定値に達したなら警報を行うことを特徴とする電動射出成形機の制御方法。
【請求項2】 前記推定発熱量が前記警報用設定値に達したなら、成形サイクルの周期を長くするサイクル伸長処理を行うことを特徴とする請求項1記載の電動射出成形機の制御方法。
【請求項3】 前記サイクル伸長処理は、成形サイクルにおける全ての駆動モータが処理を停止している区間の時間が長くなるように設定変更することを特徴とする請求項2記載の電動射出成形機の制御方法。
【請求項4】 前記サイクル伸長処理は、前記推定発熱量が前記警報用設定値を越えた量に対応して前記成形サイクルの周期を長く設定することを特徴とする請求項2記載の電動射出成形機の制御方法。
【請求項5】 前記サイクル伸長処理を行うか否かを任意に選択できることを特徴とする請求項2記載の電動射出成形機の制御方法。
【請求項6】 前記推定発熱量は、前記負荷電流を時間で積分して求めることを特徴とする請求項1記載の電動射出成形機の制御方法。
【請求項7】 前記サイクル伸長処理を行った後、前記推定発熱量が前記停止用設定値に達したなら前記駆動モータを停止する制御を行うことを特徴とする請求項2記載の電動射出成形機の制御方法。
【請求項8】 前記駆動モータには、少なくとも射出モータ,計量モータ,型締モータ,突出しモータの一又は二以上を含むことを特徴とする請求項1記載の電動射出成形機の制御方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、駆動源に駆動モータ(サーボモータ)を用いた電動射出成形機の制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、駆動源としてサーボモータを用いる電動射出成形機では、負荷電流に応じてサーボモータが発熱するため、成形条件や成形環境等により、サーボモータがいわゆるオーバヒートしてサーボモータの動作不良や破損等を招く虞れがある。したがって、この種の電動射出成形機では、通常、サーボモータの発熱量を検出するとともに、発熱量(検出値)が予め設定した停止用設定値に達したなら過負荷状態と判断し、サーボモータを強制的に停止する制御を行うことにより、サーボモータの保護を図っている。
【0003】ところで、射出成形機の場合、成形中におけるサーボモータの停止は、成形工程が途中で中断することになるため、成形再開後の成形工程に悪影響を及ぼす虞れがあり、成形工程の中断はできるだけ避ける必要がある。このため、従来では、例えば、特開平11−235743号公報のように、試運転時において、サーボモータに流れる負荷電流に基づいて過負荷不安領域に入っているか否かを判断し、過負荷不安領域に入っている場合には、運転設定条件が余裕を持つように見直すことにより、実際の成形時に、運転(成形工程)が中断されることがないようにした運転設定条件チェック方法も提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来の方法は、次のような問題点があった。
【0005】第一に、正規の成形を行う前の試運転段階における設定条件の見直しに過ぎないため、実際に成形を行う際の動作状態を反映できない。したがって、成形工程の中断を確実に回避することが困難となり、信頼性において難点がある。
【0006】第二に、試運転段階において運転設定条件に余裕を持つように見直すため、最適な成形条件を設定できない虞れがあり、成形品質及び生産性の低下を招いてしまう。
【0007】本発明は、このような従来の技術に存在する課題を解決したものであり、成形途中の中断を確実に回避することにより信頼性を高めるとともに、常に最適な設定条件を設定することにより成形品質及び生産性の低下を回避するようにした電動射出成形機の制御方法の提供を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段及び実施の形態】本発明に係る電動射出成形機1の制御方法は、駆動モータに流れる負荷電流を検出し、負荷電流から駆動モータの推定発熱量を求めるとともに、求めた推定発熱量が予め設定した停止用設定値Xsに達したなら駆動モータを停止する制御を行うに際し、成形時に、複数の駆動源における各駆動モータMa,Mb…に流れる負荷電流Ic…から各駆動モータMa,Mb…の推定発熱量をそれぞれ求めるとともに、少なくとも一つの駆動モータMa…の推定発熱量が、停止用設定値Xsよりも小さい予め設定した警報用設定値Xfに達したなら警報を行うようにしたことを特徴とする。
【0009】この場合、好適な実施の態様により、推定発熱量が警報用設定値Xfに達したなら、成形サイクルの周期を長くするサイクル伸長処理、具体的には、成形サイクルにおける全ての駆動モータMa…が処理を停止している区間Za,Zbの時間が長くなるように設定変更でき、特に、成形サイクルの周期は、推定発熱量が警報用設定値Xfを越えた量に対応して長くなるように設定できる。なお、このサイクル伸長処理を行うか否かは任意に選択できる。また、推定発熱量は、負荷電流Ic…を時間で積分して求めることができる。一方、推定発熱量が停止用設定値Xsに達した際に駆動モータMa…を停止する制御は、サイクル伸長処理を行った後に行う。なお、駆動モータMa…には、少なくとも射出モータMa,計量モータMb,型締モータMc,突出しモータMdの一又は二以上を含む。
【0010】
【実施例】次に、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。
【0011】まず、本実施例に係る制御方法を実施できる電動射出成形機1の構成について、図3を参照して説明する。
【0012】図3は、金型Cの型締を行う型締装置1cに備える型締機構の駆動源となる型締モータMcを制御する制御系を示す。10はサーボアンプであり、このサーボアンプ10には、型締モータ(サーボモータ)Mcを駆動するモータドライブ回路11を備えるとともに、型締モータMcに供給される負荷電流Icから過負荷率Xc〔%〕(推定発熱量)を求める過負荷率演算部12を備える。このため、モータドライブ回路11と型締モータMcを接続する接続ラインには、型締モータMcに供給される負荷電流Icの大きさを検出する電流検出器13を付設し、この電流検出器13から検出される負荷電流Icの検出結果を、過負荷率演算部12に付与する。
【0013】一方、型締モータMcには、当該型締モータMcの発熱温度を直接検出し、設定温度に達したなら過負荷検出信号を出力する第一サーモスタット14を付設するとともに、モータドライブ回路11には、当該モータドライブ回路11の発熱温度を直接検出し、設定温度に達したなら過負荷検出信号を出力する第二サーモスタット15を付設する。そして、第一サーモスタット14及び第二サーモスタット15は、過負荷率演算部12に接続する。
【0014】他方、Uはコンピュータ処理機能を有するコントローラ本体部であり、このコントローラ本体部Uには、コンピュータ処理機能に基づく制御指令部16及び過負荷率判断部17を備えるとともに、表示処理部18を備える。この場合、過負荷率判断部17には、過負荷率演算部12から過負荷率Xcが付与されるとともに、過負荷率判断部17の判断結果は、制御指令部16及び表示処理部18にそれぞれ付与される。また、制御指令部16からモータドライブ回路11には、型締モータMcを制御する制御信号Scが付与される。さらに、過負荷率演算部12は、表示処理部18とモータドライブ回路11に接続するとともに、表示処理部18の出力側は、表示部(ディスプレイ)19に接続する。
【0015】以上、型締モータMcに対する制御系を示したが、電動射出成形機1は、その他の駆動源に備える駆動モータとして、図3に示すように、型締装置1cの金型Cにより成形された成形品に対する突出しを行う突出しモータ(サーボモータ)Md,射出装置1iのスクリュを進退移動させる射出モータ(サーボモータ)Ma,射出装置1iのスクリュを回転させる計量モータ(サーボモータ)Mb等を備えており、各モータMa,Mb,Mdにも前述したサーボアンプ10と同様のサーボアンプ(10…)が接続されている。したがって、各サーボアンプ(10…)の過負荷率演算部(12…)から得る射出モータMaの過負荷率Xa,計量モータMbの過負荷率Xb及び突出しモータMdの過負荷率Xdもそれぞれ過負荷率判断部17に付与されるとともに、制御指令部16からは各サーボアンプ(10…)のモータドライブ回路(11…)に対して射出モータMaを制御するための制御信号Sa,計量モータMbを制御するための制御信号Sb及び突出しモータMdを制御するための制御信号Sdが付与される。また、各モータXa…及び各モータドライブ回路(11…)には、第一サーモスタット14と第二サーモスタット15と同様のサーモスタットを付設し、各サーモスタット14,15は過負荷率演算部12に接続する。
【0016】次に、本実施例に係る電動射出成形機1の制御方法について、図1〜図4を参照して説明する。
【0017】図4は、射出モータMa,計量モータMb,型締モータMc及び突出しモータMdの動作状態を示すタイミングチャートである。なお、図4中、「OFF」は、必ずしも各モータMa…に対する通電停止を意味するものではなく、各モータMa…が無負荷の状態で作動している場合も含む。
【0018】今、通常の成形工程が行われているものとする。型締モータMcは、図4(c)のように、型締工程(型閉工程を含む)及び型開工程で作動(ON)して負荷電流Icが流れるとともに、他の工程では停止(OFF)する。型締モータMcの作動(ON)区間では、当該型締モータMcに負荷電流Icが流れるため、この負荷電流Icに基づいて過負荷率Xcが求められる。
【0019】過負荷率Xcは、図2に示すように求める。まず、負荷電流Icの大きさは、電流検出器13により検出する(ステップS21)。この検出結果は過負荷率演算部12に付与し、この過負荷率演算部12により、型締モータMcの発熱量を間接的に求める。即ち、負荷電流Icを時間で積分し、これに基づいて推定発熱量(電子サーマル)を演算する(ステップS22)。そして、予め設定した型締モータMcを停止させるための停止用設定値(設定発熱量)に対する求めた推定発熱量の比率を過負荷率Xcとして求める(ステップS23)。
【0020】同様に、射出モータMaは、図4(a)のように、射出工程及び計量工程で作動(ON)するとともに、他の工程では停止(OFF)する。また、計量モータMbは、図4(b)のように、計量工程で作動(ON)し、かつ他の工程では停止(OFF)する。さらに、突出しモータMdは、図4(d)のように、突出し工程で作動(ON)するとともに、他の工程では停止(OFF)する。したがって、図1に示すように、射出モータMa,計量モータMb及び突出しモータMd側においても、上述した型締モータMc側と同様に、射出モータMaの過負荷率Xa,計量モータMbの過負荷率Xb及び突出しモータMdの過負荷率Xdを求める(ステップS1.S2,S3,S4)。
【0021】また、得られた過負荷率Xa,Xb,Xc,Xdは過負荷率判断部17に付与する。過負荷率判断部17には、予め、各モータMa,Mb,Mc,Mdが過負荷状態に達した際に各モータMa…を停止させるための停止用設定値Xs(100〔%〕)と、この停止用設定値Xsよりも小さい値の警報用設定値Xf(、例えば、80〔%〕)を設定する。警報用設定値Xfは、各モータMa…を停止させる必要はないが、この作動状態を継続した場合には、停止用設定値Xsに達する虞れのある値を設定する。停止用設定値Xs及び警報用設定値Xfは、各モータMa…毎に実験等により設定することができる。
【0022】一方、過負荷率判断部17は、付与される過負荷率Xa,Xb,Xc,Xdを監視する(ステップS5,S6,S7,S8、ステップS24)。そして、いずれかの過負荷率Xa…が、警報用設定値Xfに達した場合には、警報用検出信号を表示処理部18に付与する。これにより、表示部19にその旨が表示される(ステップS9、ステップS25)。また、警報用検出信号は、制御指令部16にも付与されるため、制御指令部16はサイクル伸長処理を行う(ステップS10、ステップS26)。サイクル伸長処理は、成形サイクルの周期を長くする処理であり、具体的には、図4に示すように、成形サイクルにおいて全モータMa…が処理を停止している区間Za,Zb、即ち、射出装置1iを後退させるノズル後退工程の時間(Za)又は突出し工程が終了した後における中間時間(Zb)の一方又は双方が長くなるように設定変更する。この場合、過負荷率Xa…が警報用設定値Xfを越えた量に対応して成形サイクルの周期が長くなるように設定する。なお、サイクル伸長処理を行うか否かはオペレータの判断により任意に選択できるようにしてもよい。
【0023】これにより、各モータMa…を停止させている時間、即ち、冷却時間が長くなる。また、サイクル伸長処理を行った後も、過負荷率判断部17は過負荷率Xa…を監視する。そして、警報用設定値Xf未満になったらサイクル伸長処理を行う前の状態に復帰させる。この場合、サイクル伸長処理を行う前の状態にそのまま復帰させてもよいし、サイクル伸長処理を行う前の状態を下限として、推定発熱量が警報用設定値Xfを下回った量に対応して成形サイクルの周期が短くなるように設定してもよい。
【0024】したがって、過負荷率Xaの上昇が一時的なものであれば、成形工程の中断は回避される。なお、この場合、一定時間以上経過しても過負荷率Xaが低下せず、警報用設定値Xf以上を維持している場合には、必要により、成形サイクルを伸長させる処理をさらに行ってもよい。一方、このようなサイクル伸長処理を行っても、過負荷率Xa…が低下せずに上昇し、停止用設定値Xsに達した場合には、単なる一時的な上昇ではなく、異常や故障等が考えられるため、この時点でモータMa…の作動を停止させる制御を行う(ステップS11,S12、ステップS27,S28)。
【0025】他方、第一サーモスタット14…と第二サーモスタット15…により、各モータMa…と各モータドライブ回路11…の発熱を直接的に監視する(ステップS29,S31)。前述した過負荷率Xa…に基づく監視は、負荷電流Ic…に基づく間接的な監視であるため、このような間接的な監視と直接的な監視により二重の保護機能を持たせている。これにより、例えば、外部環境(室温)の変化等により、実際の温度上昇が大きい場合等には、過負荷率Xa…に基づく間接的な監視では対応できない虞れもあるため、各サーモスタット14…,15…のいずれかが、過負荷状態に基づいて検出信号を出力した場合には、過負荷停止処理を行う(ステップS30,S32,S28)。この場合、適正な外部環境温度で使用しているときは、最初に、過負荷率Xa…に基づく間接的な監視により過負荷が検出され、次いで、各サーモスタット14…,15…による過負荷検出が行われるように設定する。
【0026】このように、本実施例に係る電動射出成形機の制御方法は、成形中に、複数の駆動源における駆動モータMa,Mb,Mc…に流れる負荷電流Ic…から各駆動モータMa…の過負荷率Xa…(推定発熱量)をそれぞれ求めるとともに、少なくとも一つの駆動モータMa…の過負荷率Xa…(推定発熱量)が、停止用設定値Xsよりも小さい予め設定した警報用設定値Xfに達したなら警報を行うとともに、成形サイクルの周期を長くするサイクル伸長処理、即ち、成形サイクルにおける全ての駆動モータMa…が処理を停止している区間Za,Zbの時間が長くなるように設定し、この後、過負荷率Xa…(推定発熱量)が停止用設定値Xsに達したなら、駆動モータMa…を停止する制御を行うため、単なる一時的な過負荷状態による成形途中の中断を確実に回避でき、もって、信頼性を高めることができる。また、常に最適な成形条件を設定した状態で成形できるため、成形品質及び生産性の低下を回避できる。
【0027】以上、実施例について、詳細に説明したが本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、細部の構成,形状,手法等において本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更,追加,削除することができる。例えば、駆動モータとして、射出モータMa,計量モータMb,型締モータMc,突出しモータMdを例示したが、他の駆動源におけるモータを排除するものではない。また、過負荷率Xa…を求めて用いたが、推定発熱量をそのまま用いてもよい。
【0028】
【発明の効果】このように、本発明に係る電動射出成形機の制御方法は、成形時に、複数の駆動源における各駆動モータに流れる負荷電流から各駆動モータの推定発熱量をそれぞれ求めるとともに、少なくとも一つの駆動モータの推定発熱量が、停止用設定値よりも小さい予め設定した警報用設定値に達したなら警報するようにしたため、次のような顕著な効果を奏する。
【0029】(1) 単なる一時的な過負荷状態による成形途中の中断を確実に回避できるため、信頼性を高めることができる。
【0030】(2) 常に最適な成形条件を設定した状態で成形できるため、成形品質及び生産性の低下を回避できる。
【0031】(3) 好適な実施の態様により、推定発熱量が警報用設定値に達したなら、成形サイクルの周期を長くするサイクル伸長処理を行うようにすれば、成形途中の無用な中断をより確実に回避できる。
【0032】(4) 好適な実施の態様により、サイクル伸長処理により、成形サイクルにおける全ての駆動モータが処理を停止している区間の時間が長くなるように設定変更すれば、成形条件に対する直接的な影響を回避できる。
【0033】(5) 好適な実施の態様により、サイクル伸長処理を行った後、推定発熱量が停止用設定値に達したなら駆動モータを停止する制御を行うようにすれば、一時的な過負荷状態と異常や故障に基づく過負荷状態に対して的確に対応することができる。




 

 


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