CN1498739A - 电动注射成形机的负载监视方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动注射成形机的负载监视方法，在监视使用了驱动电动机(Ma、Mb、Mc…)的驱动部的负载时，求出驱动部的各成形周期的平均负载水平(Xc)，并且计算用于使该平均负载水平(Xc)下降或上升到预先设定的基准负载水平(Xs)的周期延长时间(te)或周期缩短时间(ti)，直接或间接显示该周期延长时间(te)或周期缩短时间(ti)。
Description
技术领域
本发明涉及监视使用驱动电动机(伺服电动机)的驱动部的负载的电动注射成形机的负载监视方法。
背景技术
一般来说，在对驱动部使用伺服电动机的电动注射成形机中，按照负载电流，电动注射成形机发热，所以根据成形条件或成形环境，伺服电动机过热，有可能引起伺服电动机的动作不良或破损等。因此，在这种电动注射成形机中，通常检测伺服电动机的发热量，并且如果发热量(检测值)达到预先设定的停止用设定值，就判断为过负载状态，通过进行强制停止伺服电动机的控制，谋求伺服电动机的保护。
但是，当为电动注射成形机时，成形中的伺服电动机的停止使成形工序在途中中断，所以有可能发生运转率下降等对成形重新开始后的成形工序产生不良影响，有必要尽可能避免成形工序的中断。因此，在以往，例如象日本公开特许公报No.11(1999)-235743号公报那样，提出了在试运转时，计测流过伺服电动机的电流值和电流流过的时间，当该计测结果进入预先决定的过负载区域能力的决定的过负载不稳定区域中时，催促重新考虑伺服电动机的运转设定条件的运转设定条件检查方法。
但是，这样的以往方法存在以下的问题。
第一，当重新考虑运转设定条件，以便使其具有余量，在成形周期中有可能包含无用的时间，有可能引起生产效率和生产性的下降。即成形周期通常是数秒～数分，所以在一成形周期中，即使稍微包围无用的时间，在生产全体中，也产生相当的时间损失(生产性下降)。
第二，因为不过是进行正规的成形前的试运转阶段中的设定条件的重新考虑，所以无法反映实际进行成形时的动作状态，有可能无法设定正确的成形条件，有可能引起质量的下降。
发明内容
鉴于以上问题的存在，本发明的目的在于：提供一种电动注射成形机的负载监视方法，能实时把握实际的负载状态，迅速采取必要的对策，例如采取延长冷却时间，来事先避免由过负载异常引起的成形工序的中断，或通过周期时间的最佳化来避免浪费时间，从而提高生产效率和生产性。
另外，本发明的其他目的在于：提供一种能通过设定并维持反映实际动作状态的正确成形条件，来提高成形质量的电动注射成形机的负载监视方法。
为了实现该目的，本发明的特征在于：在监视使用驱动电动机的驱动部的负载时，求出驱动部的每个成形周期的平均负载水平Xc，并且计算用于使该平均负载水平Xc下降或上升到预先设定的基准负载水平Xs的周期延长时间te或周期缩短时间ti，直接或间接地表示该周期延长时间te或周期缩短时间ti。
附图说明
下面简要说明附图。
图1是表示基于本发明的优选实施例的负载监视方法的处理步骤的流程图。
图2是着眼于表示同一负载监视方法的处理步骤的各驱动电动机的流程图。
图3是能实施同一负载监视方法的电动注射成形机的控制系统的系统框图。
图4是通过同一负载监视方法获得的周期延长时间或周期缩短时间的表示形态图。
图5是表示同一电动注射成形机的驱动部中具有的各驱动电动机的动作状态的定时图表。
具体实施方式
下面，列举本发明的优选实施例，并参照附图进行详细说明。须指出的是，附图并不特定本发明，而是为了便于理解本发明。另外，对众所周知的部分，为了避免发明的不简明而省略了详细说明。
首先，参照图3说明能实施本实施例的负载监视方法的电动注射成形机1的结构。
图3用虚拟线表示电动注射成形机1的概要，并且表示控制进行金属模具C的合模的合模装置1c中具有的成为合模机构驱动部的合模电动机Mc的控制系统。10是伺服风扇，在该伺服风扇10中具有驱动合模电动机(伺服电动机)Mc的电动机驱动电路11，并且具有从提供给合模电动机Mc的负载电流Ic求出平均负载水平Xc的平均负载水平计算部12。因此，在连接电动机驱动电路11和合模电动机Mc的连接线上设置检测提供给合模电动机Mc的负载电流Ic的大小的电流检测器13。
而在合模电动机Mc中设置直接检测该合模电动机Mc的发热温度，并且如果达到设定温度，就输出过负载检测信号的第一自动调温器14，并且在电动机驱动电路11中设置直接测定该电动机驱动电路11的发热温度，并且如果达到设定温度，就输出过负载检测信号的第二自动调温器15。而且，第一自动调温器14和第二自动调温器15连接控制指令部16。
而U是具有计算机处理功能的控制器主体部，在该控制器主体部U中设置基于计算机处理功能的控制指令部16和伸缩时间计算部17，并且具有显示处理部18。此时，从平均负载水平计算部12向伸缩时间计算部17付与平均负载水平Xc，并且伸缩时间计算部17的演算结果(时间值)分别付与控制指令部16和显示处理部18。另外，从控制指令部16向电动机驱动电路11付与控制合模电动机Mc的控制信号Sc。平均负载水平计算部12连接在显示处理部18和电动机驱动电路11上，显示处理部18的输出一侧连接在显示部(显示器)19上。
以上表示对合模电动机Mc的控制系统，电动注射成形机1如图3所示，作为其他驱动部中具有的驱动电动机，具有：进行对通过合模装置1c的金属模具C成形的成形品的突出的突出电动机(伺服电动机)Md、使注射装置li的螺杆进退的注射电动机(伺服电动机)Ma、使注射装置li的螺杆旋转的计量电动机(伺服电动机)Mb等，在各电动机Ma、Mb、Md上同样连接着伺服风扇10(10…)。因此，从各伺服风扇(10…)的平均负载水平计算部(12…)获得的注射电动机Ma的平均负载水平Xa、计量电动机Mb的平均负载水平Xb和突出电动机Md的平均负载水平Xd分别付与伸缩时间计算部17，并且从控制指令部16对各伺服风扇(10…)的电动机驱动电路(11…)付与用于控制注射电动机Ma的控制信号Sa、用于控制计量电动机Mb的控制信号Sb和用于控制突出电动机Md的控制信号Sd。另外，在各电动机Xa…和各电动机驱动电路(11…)上设置与第一自动调温器14、第二自动调温器15同样的自动调温器，各自动调温器14、15连接在控制指令部16上。
下面，关于本实施例的电动注射成形机1的负载监视方法，参照图3～图5，根据图1和图2所示的程序流程图，进行说明。
图5是表示注射电动机Ma、计量电动机Mb、合模电动机Mc、突出电动机Md的动作状态的定时图表。须指出的是，图5中，“OFF”并不一定意味着对各电动机Ma…的通电停止，也包含各电动机Ma…在无负载状态下动作的情况。
现在进行通常的成形工序。合模电动机Mc如图5(c)所示，在合模步骤(包括闭模步骤)和开模步骤中工作(ON)，负载电流Ic流过，并且在其他步骤中停止(OFF)。在合模电动机Mc的动作(ON)区间中，负载电流Ic流过该合模电动机Mc，所以根据该负载电流Ic求出平均负载水平Xc。
此时，首先通过电流检测器13检测负载电流Ic的大小(步骤S1)。然后，把该检测结果付与平均负载水平计算部12，通过演算求出平均负载水平Xc。即用时间把一成形周期区间中的负载的大小(负载电流Ic)的平方积分，从该结果求出平均负载水平Xc(步骤S2、S3)。具体而言，当对可连续运转的最大负载电流的负载电流比率为x[％]，一个成形周期时间为tm[秒]时，能通过{(X1 2·t1+x2 2·t2+x3 2·t3…xn 2·tn)/tm}＝Pm/tm的平方根求出一个成形周期区间的平均负载水平Xc。
只要成形周期继续，就依次对各成形周期区间求出这样的平均负载水平(平均负载率)Xc(步骤S4)。同样，注射电动机Ma如图5(a)所示，在注射步骤和计量步骤中工作(ON)，并且在其他步骤中停止(OFF)。另外，计量电动机Mb如图5(b)所示，在计量步骤中工作(ON)，并且在其他步骤中停止(OFF)。突出电动机Md如图5(d)所示，在突出步骤中工作(ON)，并且在其他步骤中停止(OFF)。因此，如图2所示，在注射电动机Ma、计量电动机Mb和突出电动机Md一侧，与上述的合模电动机Mc一侧同样，通过演算，求出注射电动机Ma的平均负载水平(平均负载率)Xa、计量电动机Mb的平均负载水平(平均负载率)Xb、突出电动机Md的平均负载水平(平均负载率)Xd(步骤S21、S22、S23、S24)。
但是，在控制器主体部U预先设定有基准负载水平(基准负载率)Xs。该基准负载水平Xs对上述的可连续运转最大负载，能设定预估了一定余量的大小，实施例表示设定为95[％]时的情形。据此，在控制器主体部U中，监视各平均负载水平Xa、Xb、Xc、Xd的大小，当任意的平均负载水平Xa…超过基准负载水平Xs时，通过警告通知(步骤S25、S26、S27、S28、S29)。
而各平均负载水平Xa、Xb、Xc、Xd被取入伸缩时间计算部17中(步骤S30、S31、S32、S33)。在伸缩时间计算部17中，判别(选择)获得的平均负载水平Xa、Xb、Xc、Xd中最大的值(最大值)(步骤S34)。另外，在伸缩时间计算部17中，演算对选择的平均负载水平Xa(或Xb、Xc、Xd)的周期延长时间te或周期缩短时间ti，并且把该结果付与显示处理部18，进行显示(步骤S35)。下面，关于对选择的平均负载水平Xa(或Xb、Xc、Xd)的处理，进行具体说明。图1所示的程序流程图表示选择平均负载水平Xc时的情形。
首先，在伸缩时间计算部17中，根据选择的平均负载水平Xc的大小，计算用于下降或上升到所述基准负载水平Xs的周期延长时间te或周期缩短时间ti(步骤S5、S6、S7、S8、S9、S10)。即判断对基准负载水平Xs的平均负载水平Xc的大小，当平均负载水平Xc超过基准负载水平Xs时(Xc＞Xs)，计算周期延长时间te(步骤S6、S9)。此时，因为基准负载水平Xs是95[％]，所以能从te＝(Pm/Xc2)-(Pm/Xs2)＝(Pm/Xc2)-(Pm/0.952)的计算式求出周期延长时间te。
而当平均负载水平Xc低于Xs时(Xc＜Xs)，计算周期缩短时间ti(步骤S7、S10)。此时，能从运算式ti＝(Pm/Xs2)-(Pm/Xc2)＝(Pm/0.952)-(Pm/Xc2)中求出周期缩短时间ti。
而且，当平均负载水平Xc与基准负载水平Xs(95[％])大致一致时(Xc＝Xs)，以理想的负载状态工作，伸缩时间计算部17不进行周期延长时间te和周期缩短时间ti中的任意的演算(步骤S8)。
而且，获得的周期延长时间te如图4(a)所示，通过红色的条显示部31显示在显示器的伸缩时间显示部30上(步骤S11)。另外，周期缩短时间ti如图4(b)所示，通过绿色的条显示部32显示在显示器的伸缩时间显示部30上(步骤S12)。须指出的是，当Xc＝Xs时，为无显示，即不显示任意的条显示部31、32(步骤S13)。该显示在每个成形周期中更新(步骤S14)。此时，按如图2所示的条件进行更新。当计量电动机Mb和突出电动机Md的任意的平均负载水平Xa、Xb或Xd变为比合模电动机Xc的平均负载水平Xc还大时，显示基于增大的平均负载水平Xa、Xb或Xd的周期延长时间te或周期缩短时间ti。在图4(a)、图4(b)中，33a、33b、33c、33d表示显示周期延长时间te或周期缩短时间ti的各电动机Ma…的驱动电动机显示部，当显示对上述的合模电动机Mc的显示周期延长时间te或周期缩短时间ti时，在显示“合模”的驱动电动机显示部33c的上方的指示器34c点亮。
而操作员通过监视周期延长时间te或周期缩短时间ti，能采取对它的对策。例如，当显示周期延长时间te时，能根据该周期延长时间te，使实际的周期时间延长。即能变更设定全部驱动电动机Ma…停止运转的器件或负载水平Xc，使小区间的时间变长。具体而言，进行设定变更，使变为全部电动机Ma…停止运转的区间的冷却时间、开闭模式间的一方或双方的时间变长。此时，可以设置周期时间自动设定键，通过使该设定键有效，预先设定的步骤区间的时间只自动延长周期延长时间te。另外，根据树脂的种类，当判断为操作员不希望周期时间的变更时，检测其他条件例如压力、速度、温度等，根据需要，通过设定条件的变更，采取对策。
而当显示周期缩短时间ti时，也与上述的周期延长时间te时同样，根据该周期缩短时间ti使实际的周期时间缩短，并且检测其他条件例如压力、速度、温度等，根据需要，通过设定条件的变更，采取对策。
通过第一自动调温器14…和第二自动调温器15…，直接监视各电动机Ma…和各电动机驱动电路11…的发热。基于所述平均负载水平Xa…的监视是基于负载电流Ic…的间接监视，所以通过这样的间接监视和直接监视，具有二重的保护功能。据此，例如由于外部环境(室温)的变化等，实际的温度上升大时，在基于平均负载水平Xa…的间接监视中，无法对应，所以各第一自动调温器14…、15…的任意一个根据过负载状态输出检测信号时，设定为最初通过基于平均负载水平Xa…的间接监视，检测过负载，接着进行基于各第一自动调温器14…、15…的过负载检测。
根据这样的实施例的负载监视方法，显示周期延长时间te或周期缩短时间ti，所以操作员能通过监视周期延长时间te或周期缩短时间ti，以实时准确把握实际的负载状态，所以能迅速采取对它的对策。例如，当显示周期延长时间te时，通过延长周期时间，使冷却时间延长，能事先避免过负载异常引起的成形工序的无用中断。另外，当显示周期缩短时间ti时，通过缩短周期时间，谋求周期时间的最佳化，排除周期时间中包含的无用时间(时间损失)，能谋求生产效率的提高。并且，通过设定并维持反映实际的动作状态的成形条件，能谋求质量的提高。
以上详细说明了实施例，但是本发明并不局限于这样的实施例，在详细的结构、数值、手法等中，在不脱离本发明的精神的范围中，能任意变更，并且按照必要，能追加、删除。
例如，本发明的周期延长时间te或周期缩短时间ti不要求高度的正确性，如果操作员能把握负载状态，特别是能把握负载状态是处于过负载一侧还是低负载一侧或者其水平变为何种程度，操作员就能反映到事先的对策中。因此，根据需要，间接显示周期延长时间te或周期缩短时间ti，例如，除去周期延长时间的单位，可以是单纯的程度的显示，也可以是原封不动地显示平均负载水平。另外，周期延长时间te或周期缩短时间ti进行数值显示，其显示形态是任意的。而且，虽然作为驱动电动机，例示了注射电动机Ma、计量电动机Mb、合模电动机Mc、突出电动机Md，但并不排除其他驱动部中的电动机。
Claims (12)
1.一种电动注射成形机的负载监视方法，监视使用了驱动电动机的驱动部的负载，其特征在于：
求出所述驱动部的每一成形周期的平均负载水平，并且计算用于使该平均负载水平下降或上升到预先设定的基准负载水平的周期延长时间或周期缩短时间，直接或间接地显示该周期延长时间或周期缩短时间。
2.根据权利要求1所述的电动注射成形机的负载监视方法，其特征在于：
当对可连续运转的最大负载电流的负载电流比率为x，一个成形周期时间为tm时，通过{(x1 2·t1+x2 2·t2+x3 2·t3…xn 2·tn)/tm)＝(Pm/tm)的平方根求出所述平均负载水平。
3.根据权利要求1所述的电动注射成形机的负载监视方法，其特征在于：
所述基准负载水平设定为：对可连续运转的最大负载预估了一定余量的大小。
4.根据权利要求2所述的电动注射成形机的负载监视方法，其特征在于：
当所述平均负载水平为Xc，基准负载水平为Xs时，从计算式te＝(Pm/Xc2)-(Pm/Xs2)求出所述周期延长时间(te)。
5.根据权利要求1或4所述的电动注射成形机的负载监视方法，其特征在于：
所述周期延长时间通过条显示部显示。
6.根据权利要求1所述的电动注射成形机的负载监视方法，其特征在于：
所述周期延长时间是无负载运转时或停止时的时间。
7.根据权利要求2所述的电动注射成形机的负载监视方法，其特征在于：
当所述平均负载水平为Xc，基准负载水平为Xs时，从计算式ti＝(Pm/Xs2)-(Pm/Xc2)求出所述周期缩短时间(ti)。
8.根据权利要求1或7所述的电动注射成形机的负载监视方法，其特征在于：
所述周期缩短时间通过条显示部显示。
9.根据权利要求1所述的电动注射成形机的负载监视方法，其特征在于：
所述周期缩短时间是无负载运转时或停止时的时间。
10.根据权利要求1所述的电动注射成形机的负载监视方法，其特征在于：
在所述驱动电动机中至少包含注射电动机、计量电动机、合模电动机、突出电动机中的一种或两种以上。
11.根据权利要求10所述的电动注射成形机的负载监视方法，其特征在于：
分别求出两种以上驱动电动机中的所述平均负载水平，并显示最大的平均负载水平的周期延长时间或周期缩短时间。
12.根据权利要求1所述的电动注射成形机的负载监视方法，其特征在于：
当所述平均负载水平超过所述基准负载水平时，通过警报来通知。
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