DE102015005740B4

DE102015005740B4 - Steuerung einer Spritzgießmaschine

Info

Publication number: DE102015005740B4
Application number: DE102015005740.5A
Authority: DE
Inventors: Junpei Maruyama
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2014-05-12
Filing date: 2015-05-05
Publication date: 2024-02-29
Anticipated expiration: 2035-05-06
Also published as: US9339963B2; CN105082487B; US20150321405A1; JP5800953B1; DE102015005740A1; CN105082487A; JP2015214096A

Abstract

Steuerung einer Spritzgießmaschine, folgendes umfassend:einen Servomotor (32, 34, 36, 38) zum Antreiben einer Achse;eine Antriebsvorrichtung (22, 24, 26, 28) zum Antreiben des Servomotors (32, 34, 36, 38);eine Energieversorgung (10);einen Energieversorgungswandler (12) zum Erhöhen der Spannung von der Energieversorgung (10) und zum Versorgen der Antriebsvorrichtung (22, 24, 26, 28) mit elektrischer Energie; undeine elektrische Speichereinheit (16), die zwischen dem Energieversorgungswandler (12) und der Antriebsvorrichtung (22, 24, 26, 28) eingekoppelt ist, wobeidie Steuerung ferner umfasst:eine Spannungserkennungseinheit (18) zum Erkennen der Spannung der elektrischen Speichereinheit (16),eine elektrische Energieerkennungseinheit zum Erkennen einer elektrischen Versorgungsenergie von der Energieversorgung (10) an die elektrische Speichereinheit (16), undeine Abnormalitätserkennungseinheit zum Erkennen einer Abnormalität der Spannungserkennungseinheit basierend auf der durch die Spannungserkennungseinheit (18) erkannten Spannung der elektrischen Speichereinheit (16), einer durch die elektrische Energieerkennungseinheit erkannten elektrischen Versorgungsenergie an die elektrische Speichereinheit (16) und einer elektrostatischen Kapazität der elektrischen Speichereinheit (16).

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerung einer Spritzgießmaschine mit einer Abnormalitätserkennungseinheit einer Spannungserkennungseinheit.
2. Beschreibung der verwandten Technik
Eine Einspritzvorrichtung und eine Formspannvorrichtung in einer Spritzgießmaschine werden mittels Servomotoren angetrieben, und es ist allgemein üblich, dass die Antriebsleistung von einer Antriebsvorrichtung eines Motors geliefert wird, um eine Schnecke und eine bewegliche Aufspannplatte vor und zurück zu bewegen. Hierbei ist es in der Spritzgießmaschine erforderlich, die Schnecke mit hoher Geschwindigkeit vor und zurück zu bewegen, und in der Formspannvorrichtung ist es erforderlich, die bewegliche Aufspannplatte, die eine Form trägt, mit hoher Geschwindigkeit vor und zurück zu bewegen. Daher ist eine hohe elektrische Energie erforderlich.
Wenn der Servomotor mit hoher Leistung angetrieben wird, muss eine hohe elektrische Energie von einem Verstärker an den Servomotor geliefert werden. Insbesondere beim Einspritzen mit hoher Geschwindigkeit beim Formen eines dünnen Gegenstands und beim Formpressen gibt es trotz der kurzen Zeit, während der der Motor mit hoher Geschwindigkeit arbeitet, Bedenken, dass eine Energieversorgungsvorrichtung aufgrund der zeitweise zu liefernden hohen elektrischen Energie sehr groß wird. Um dieses Problem zu lösen, ist es bekannt, dass eine Gleichspannungseinheit einer den Servomotor antreibenden Antriebsvorrichtung mit einer elektrischen Speichereinheit ausgestattet wird und die Spannung der elektrischen Speichereinheit erhöht wird, um Energie zu speichern, die während des Hochgeschwindigkeitsbetriebs notwendig ist, wodurch verhindert wird, dass die Energieversorgungsvorrichtung zu groß wird.
Die offengelegte japanische Patentanmeldung JP 2000 - 141 440 A offenbart eine Technik, bei der durch einen Motor erzeugte regenerative elektrische Energie in einer elektrischen Speichereinheit während einer Verzögerungsperiode des Motors gespeichert wird, und die in dem elektrischen Speicher gespeicherte Energie wird während einer Beschleunigungsperiode des Motors zur Antriebsseite geliefert. Die offengelegte japanische Patentanmeldung JP 2012 - 240 199 A offenbart eine Technik, bei der ein Energieversorgungswandler in einem Spritzgießzyklus einer Spritzgießmaschine nur für eine vorbestimmte Zeitdauer in einer normalen Richtung betrieben wird, so dass die Spannung zwischen zwei Polen eines Gleichspannungs-Zwischenkreises gleich einer vorbestimmten Sollspannung wird.
Das Dokument US 2004 / 0 245 952 A1 offenbart eine Motorantriebsvorrichtung, welche sich für unterschiedliche Anwendungszwecke eignet. Die Vorrichtung hat einen Energiespeicherabschnitt, welcher eine regenerierte elektrische Energie speichert und einem Inverterabschnitt zuleitet, wenn ein Motor beschleunigt werden soll. Ferner umfasst die Motorantriebsvorrichtung einen Wandlerabschnitt und einen Wechselstromzwischenkreis zum Betrieb des Motors. Der Energiespeicherabschnitt ist mit dem Wechselstromzwischenkreis verbunden, wobei der Energiespeicherabschnitt einen Kondensator, eine Ladeschaltung, eine Entladeschaltung und eine Diode aufweist. Eine durch eine Abbremsung des Motors regenerierte elektrische Energie wird mit Hilfe des Kondensators gespeichert und im Falle einer anschließenden Beschleunigung des Motors über den Wechselstromzwischenkreis dem Motor wieder zugeführt. Weiter umfasst die Ladeschaltung eine Verstärkungsregelungsschaltung. Diese dient zum Aufladen des Kondensators bis zu einer vorgegebenen maximalen Grenzspannung, die gleich oder größer der Spannung des Wechselstromzwischenkreises ist. Eine Strombegrenzungsschaltung begrenzt einen Ladestrom des Kondensators zudem auf ein vorgegebenes Maximum.
Das Dokument US 2012 / 0 009 297 A1 offenbart eine elektrische Energieversorgung für eine Spritzgussmaschine. Die elektrische Energieversorgung umfasst hierbei einen Gleichstrom-/Wechselstromwandler und eine Energiespeicherschaltung. Während des Betriebs der Spritzgussmaschine stellt der Gleichstrom-/Wechselstromwandler die benötigte elektrische Betriebsenergie bereit und die Energiespeicherschaltung speichert elektrische Energie. Wird während des Betriebs der Spritzgussmaschine eine erhöhte elektrische Betriebsenergie benötigt, so wird diese durch die Energiespeicherschaltung bereitgestellt. Eine benötigte Erhöhung der durch den Gleichstrom-/Wechselstromwandler bereitgestellten elektrischen Energie wird so begrenzt.
Bei all diesen Techniken erkennt eine Spannungserkennungsschaltung die Spannung der elektrischen Speichereinheit, und der Ausgang des Energieversorgungswandlers ist derart gesteuert, dass die erkannte Spannung gleich der Sollspannung wird. Wenn es zu diesem Zeitpunkt, aufgrund eines Problems der Spannungserkennungsschaltung nicht auf normale Weise möglich ist, die Spannung zu erkennen, besteht die Gefahr, dass die Spannung des elektrischen Speichers zur Überspannung wird. Wenn beispielsweise die Spannung nicht auf normale Weise erkannt werden kann und eine Spannung, die niedriger als die Ist-Spannung ist, erkannt wird, dann besteht die Gefahr, dass, obwohl die Ist-Spannung höher als die die Sollspannung ist, die Energieversorgung an die elektrische Speichereinheit fortgesetzt wird und folglich die Spannung der elektrischen Speichereinheit zur Überspannung wird.
Um dieses Problem zu verhindern, ist es möglich, Verfahren zur Bereitstellung einer vorgeschalteten Spannungserkennungsschaltung einzusetzen, oder eine Überspannungsschutzschaltung vorzusehen, da jedoch diese Verfahren die Bereitstellung einer zusätzlichen Schaltung erfordern, besteht die Gefahr, dass sich die Kosten erhöhen.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Steuerung einer Spritzgießmaschine anzugeben, die in der Lage ist, eine Abnormalität einer Spannungserkennungseinheit einer elektrischen Speichereinheit zu erkennen, ohne dass dazu eine spezielle Vorrichtung, wie eine zusätzliche Schaltung, erforderlich ist.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Steuerung einer Spritzgießmaschine bereit, die Folgendes umfasst: einen Servomotor zum Antreiben einer Achse; eine Antriebsvorrichtung zum Antreiben des Servomotors; eine Energieversorgung; einen Energieversorgungswandler zum Erhöhen der Spannung von der Energieversorgung und zum Versorgen der Antriebsvorrichtung mit elektrischer Energie; eine elektrische Speichereinheit, die zwischen dem Energieversorgungswandler und der Antriebsvorrichtung eingekoppelt ist; eine Spannungserkennungseinheit zum Erkennen der Spannung der elektrischen Speichereinheit; eine elektrische Energieerkennungseinheit zum Erkennen einer elektrischen Versorgungsenergie von der Energieversorgung an die elektrische Speichereinheit; und eine Abnormalitätserkennungseinheit zum Erkennen einer Abnormalität der Spannungserkennungseinheit basierend auf der durch die Spannungserkennungseinheit erkannten Spannung der elektrischen Speichereinheit, einer durch die elektrischen Energieerkennungseinheit erkannten elektrischen Versorgungenergie, und einer elektrostatischen Kapazität der elektrischen Speichereinheit.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Abnormalität der Spannungserkennungseinheit basierend auf der elektrischen Versorgungsenergie von der Energieversorgung an die elektrische Speichereinheit, dem erkannten Spannungswert der elektrischen Speichereinheit und der elektrostatischen Kapazität der elektrischen Speichereinheit erkannt. Dadurch ist es möglich, eine Abnormalität oder ein Problem der Spannungserkennungseinheit der elektrischen Speichereinheit zu erkennen, ohne dass eine spezielle Vorrichtung, wie eine vorgeschaltete Spannungserkennungsschaltung, bereitgestellt wird.
Die Abnormalitätserkennungseinheit kann in der elektrischen Speichereinheit akkumulierte elektrostatische Energie basierend auf der durch die Spannungserkennungseinheit erkannten Spannung der elektrischen Speichereinheit und der elektrostatischen Kapazität der elektrischen Speichereinheit berechnen, die berechnete elektrostatische Energie der elektrischen Speichereinheit und eine durch die elektrische Energieerkennungseinheit erkannte elektrische Versorgungsenergie an die elektrische Speichereinheit miteinander vergleichen und eine Abnormalität der Spannungserkennungseinheit basierend auf einem Ergebnis des Vergleichs erkennen.
Die Abnormalitätserkennungseinheit kann einen Spannungsschätzwert der elektrischen Speichereinheit basierend auf einer durch die elektrische Energieerkennungseinheit erkannte elektrische Versorgungsenergie an die elektrische Speichereinheit und einer elektrostatischen Kapazität der elektrischen Speichereinheit berechnen, den berechneten Spannungsschätzwert der elektrischen Speichereinheit und die durch Spannungserkennungseinheit erkannte Spannung der elektrischen Speichereinheit miteinander vergleichen und eine Abnormalität der Spannungserkennungseinheit basierend auf einem Ergebnis des Vergleichs erkennen.
Die Steuerung kann ferner eine Ablaufzeitmesseinheit umfassen, um die Zeit zu messen, die während eines Erhöhungsvorgangs ab einem beliebigen Zeitpunkt, bis die durch die Spannungserkennungseinheit erkannte Spannung die erhöhte Spannung erreicht hat, abgelaufen ist, wobei die Abnormalitätserkennungseinheit die Erhöhungszeit der elektrischen Speichereinheit basierend auf einer durch die elektrische Energieerkennungseinheit erkannte elektrische Versorgungsenergie an die elektrische Speichereinheit, der elektrostatischen Kapazität der elektrischen Speichereinheit und einem erhöhten Spannungswert der elektrischen Speichereinheit berechnet, die berechnete Erhöhungszeit der elektrischen Speichereinheit und die durch die Ablaufzeitmesseinheit gemessene abgelaufene Zeit miteinander vergleicht und eine Abnormalität der Spannungserkennungseinheit basierend auf einem Ergebnis des Vergleichs erkennt.
Die elektrische Energieerkennungseinheit kann eine Zufuhr elektrischer Energie an die elektrische Speichereinheit erkennen durch zeitliches Integrieren jeweils der von dem Energieversorgungswandler an die elektrische Speichereinheit gelieferten elektrischen Energie und der elektrischen Energie, die durch Subtraktion des Energieverbrauchs des Servomotors, der elektrische Energie von der elektrischen Speichereinheit verbraucht, von der durch den Energieversorgungswandler an die elektrische Speichereinheit gelieferten elektrischen Energie erhalten wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich eine Steuerung einer Spritzgießmaschine bereitzustellen, die in der Lage ist, eine Abnormalität einer Spannungserkennungseinheit einer elektrischen Speichereinheit zu erkennen, ohne dazu eine spezielle Vorrichtung, wie eine zusätzliche Schaltung, zu erfordern.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die obengenannten Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden deutlich durch die folgende Beschreibung der Ausführungsformen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, in welchen

1 ein Diagramm ist, um eine Servomotor-Antriebsschaltung einer Spritzgießmaschine zu beschreiben, die eine Steuerung der Spritzgießmaschine der vorliegenden Erfindung konfiguriert;
2 ein Diagramm ist, um ein erstes Verfahren der Abnormalitätserkennung einer Spannungserkennungseinheit in der Servomotor-Antriebsschaltung der in 1 gezeigten Spritzgießmaschine zu beschreiben;
3 ein Ablaufdiagramm ist, das einen Ablauf einer Abwicklung (erstes Verfahren) einer Abnormalitätserkennung der Spannungserkennungseinheit in der Servomotor-Antriebsschaltung der in 1 gezeigten Spritzgießmaschine zeigt;
4 ein Diagramm ist, um ein zweites Verfahren der Abnormalitätserkennung der Abnormalitätserkennungseinheit in der Servomotor-Antriebsschaltung der in 1 gezeigten Spritzgießmaschine zu beschreiben;
5 ein Ablaufdiagramm ist, das einen Ablauf der Abwicklung (zweites Verfahren) der Abnormalitätserkennung der Spannungserkennungseinheit in der Servomotor-Antriebsschaltung der in 1 gezeigten Spritzgießmaschine zeigt;
6 ein Diagramm ist, um ein drittes Verfahren der Abnormalitätserkennung der Spannungserkennungseinheit in der Servomotor-Antriebsschaltung der in 1 gezeigten Spritzgießmaschine zu beschreiben; und
7 ein Ablaufdiagramm ist, das einen Ablauf der Abwicklung (drittes Verfahren) der Abnormalitätserkennung der Spannungserkennungseinheit in der Servomotor-Antriebsschaltung der in 1 gezeigten Spritzgießmaschine zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine Servomotor-Antriebsschaltung einer Spritzgießmaschine, die eine Steuerung der Spritzgießmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung konfiguriert, wird mit Bezug auf 1 beschrieben.
Ein Energieversorgungswandler 12 ist mit einer Energieversorgungseinheit 10 verbunden. Der Energieversorgungswandler 12 wandelt eine von der Energieversorgungseinheit 10 gelieferte dreiphasige Wechselspannung in eine Gleichspannung um, und ein bekannter PWM-Wandler kann als Energieversorgungswandler 12 verwendet werden. Bevor im Energieversorgungswandler 12 Wechselstrom in Gleichstrom umgewandelt wird, ist es ebenfalls möglich, Wechselstrom in Gleichstrom zu wandeln, nachdem die Spannung von der Energieversorgungseinheit 10 durch einen Erhöhungstransformator erhöht wird. Eine Energieversorgungswandler-Steuereinheit 14 gibt eine Betriebsanweisung an den Energieversorgungswandler 12 aus. Eine elektrische Speichereinheit 16 ist mit dem Energieversorgungswandler 12 verbunden.
Die elektrische Speichereinheit 16 besteht aus einem oder mehreren modularisierten Kondensatoren und ist mit Antriebsvorrichtungen (erste, zweite, dritte und vierte Antriebsvorrichtung 22, 24, 26, und 28) verbunden, die einen Servomotor antreiben. Die ersten, zweiten, dritten und vierten Vorrichtungen 22, 24, 26 und 28 sind Wechselrichter, die durch PWM einen Gleichstrom umwandeln und dreiphasige Wechselstrom-Motorantriebsenergie ausgeben. Die elektrische Speichereinheit 16 kann in die erste, zweite, dritte und vierte Antriebsvorrichtung 22, 24, 26 und 28 und in den Energieversorgungswandler 12 integrierte Kondensatoren sein oder kann aus Kondensatormodulen und Batteriemodulen bestehen, die in der ersten, zweiten, dritten und vierten Antriebsvorrichtung 22, 24, 26, und 28 und dem Energieversorgungswandler 12 eingesetzt sind. Die elektrische Speichereinheit 16 und die Antriebsvorrichtungen (erste, zweite, dritte und vierte Antriebsvorrichtung 22, 24, 26 und 28) können direkt miteinander verkoppelt sein, oder es können Entlade- und Ladestromschaltungen zwischen der elektrischen Speichereinheit 16 und den Antriebsvorrichtungen (erste, zweite, dritte und vierte Antriebsvorrichtung 22, 24, 26 und 28) vorgesehen sein.
Die erste Antriebsvorrichtung 22 treibt einen Einspritzmotor 32 an, der eine Schnecke in axialer Richtung antreibt, die zweite Antriebsvorrichtung 24 treibt einen Rotationsmotor 34 an, der die Schnecke rotiert, die dritte Antriebsvorrichtung treibt einen Formspannungsmotor 36 an, der eine bewegliche Aufspannplatte rückwärts und vorwärts bewegt, um eine Form zu öffnen und zu schließen, und die vierte Antriebsvorrichtung 28 treibt einen Auswerfermotor 38 an, der ein spritzgegossenes Produkt auswirft.
Eine Spannungserkennungseinheit 18 erkennt als Spannung der elektrischen Speichereinheit 16 die Spannung zwischen zwei Drähten, die den Energieversorgungswandler 12 und die elektrische Speichereinheit 16 miteinander verbinden. Die Spannungserkennungseinheit 18 kann an der elektrischen Speichereinheit 16 vorgesehen sein. Wenn die elektrische Speichereinheit 16 und ein Energieversorgungswandler 12 direkt miteinander verkoppelt sind, wie in 1 gezeigt, ist es auch möglich, die Spannungserkennungseinheit 18 am Energieversorgungswandler 12 vorzusehen, da die Spannungswerte der elektrischen Speichereinheit 16 und des Energieversorgungswandlers 12 im Wesentlichen miteinander übereinstimmen. Wenn die elektrische Speichereinheit 16 und die Antriebsvorrichtungen (erste, zweite, dritte und vierte Antriebsvorrichtung 22, 24, 26 und 28) direkt miteinander verkoppelt sind, ist es ebenfalls möglich, die Spannungserkennungseinheit 18 an den Antriebsvorrichtungen (erste, zweite, dritte und vierte Antriebsvorrichtung 22, 24, 26 und 28) vorzusehen, da die Spannungswerte der elektrischen Speichereinheit 16 und eine Motorantriebsvorrichtung im Wesentlichen miteinander übereinstimmen. Eine Einbaustelle, an der die Spannungserkennungseinheit 18 positioniert ist, kann nur in geeigneter Weise geändert werden, wenn der Spannungswert der elektrischen Speichereinheit 16 direkt oder indirekt erkannt werden kann.
Zunächst wird ein erstes Verfahren der Abnormalitätserkennung der Spannungserkennungseinheit in der Servomotor-Antriebsschaltung der in 1 gezeigten Spritzgießmaschine mittels der 2 und 3 beschrieben. In diesem Verfahren werden eine Energieversorgungsmenge von der Energieversorgungseinheit an die elektrische Speichereinheit und eine in der elektrischen Speichereinheit akkumulierte elektrostatische Energie miteinander verglichen, und es wird eine Abnormalität der Spannungserkennungseinheit erkannt.
Unter der Annahme, dass die Energieversorgungsmenge von der Energieversorgungseinheit 10 an die elektrische Speichereinheit 16 während einer Zeitdauer zwischen der Zeit t0 und t gleich A ist, kann A durch die folgende Gleichung (1) berechnet werden. $\begin{array}{l} \int_{t 0}^{t} (W p s) d t = A \\ Wps: Ausgangsleitsung des Energieversorgungswandlers \end{array}$
Die Ausgangsleistung Wps des Energieversorgungswandlers 12 kann durch eine am Energieversorgungswandler 12 vorgesehene Stromerkennungseinheit (nicht gezeigt) erkannt werden oder kann ein auf verschiedenen Werten des Energieversorgungswandlers 12 basierender fester Wert sein. Es ist ebenfalls möglich, den Wert unter Berücksichtigung eines zur Zeit der Erkennung verursachten Erkennungsfehlers festzulegen.
Unter der Annahme, dass die in der elektrischen Speichereinheit 16 während einer Zeitdauer zwischen der Zeit t0 und t akkumulierte elektrostatische Energie gleich B ist, kann B durch die folgende Gleichung (2) berechnet werden. $\begin{array}{l} \frac{1}{2} C (V {(t)}^{2} - V {(t_{0})}^{2}) = B \\ C: elektrostatische Kapazit \ddot{a} t der elektrischen Speichereinheit, \\ V (t) : Spannung der elektrischen Speichereinheit \end{array}$
Ein auf verschiedenen Werten der elektrischen Speichereinheit 16 basierender Wert kann als die elektrostatische Kapazität der elektrischen Speichereinheit 16 eingesetzt werden, oder es kann eine Kapazitätserkennungseinheit verwendet werden, die die elektrostatische Kapazität der elektrischen Speichereinheit 16 erkennt, und ein durch die Kapazitätserkennungseinheit erkannter Wert kann als die elektrostatische Kapazität C eingesetzt werden. Da ein durch einen individuellen Unterschied der elektrostatischen Kapazität der elektrischen Speichereinheit 16 verursachter Fehler oder eine Abweichung auftritt ist es ebenfalls möglich, einen Wert einzusetzen, bei dem der Fehler oder die Abweichung berücksichtigt wird.
Eine Abnormalität der Spannungserkennungseinheit 18 der elektrischen Speichereinheit 16 wird basierend auf dem Wert A (Energieversorgungsmenge an die elektrische Speichereinheit 16) und dem Wert B (in der elektrischen Speichereinheit 16 akkumulierte elektrostatische Energie) erkannt. In einer Zone „normale Spannungserkennung“ in 2 stimmen ein erkannter Wert der Spannung der elektrischen Speichereinheit 16 und der Ist-Wert miteinander überein, wie im Diagramm (a) in 2 gezeigt, und die Energieversorgungsmenge A an die Speichereinheit 16 und die in der elektrischen Speichereinheit 16 akkumulierte elektrostatische Energie B stimmen miteinander überein.
In einer Zone „abnormale Spannungserkennung“ in 2 wird jedoch ein Spannungswert der elektrischen Speichereinheit 16 als nicht normal erkannt und wird als niedriger als der im Diagramm (a) in 2 gezeigte Ist-Wert erkannt, und selbst wenn der erkannte Werte die zulässige Spannung Vlim nicht überschreitet, überschreitet der Ist-Spannungswert den zulässigen Spannungswert, und es wird in einigen Fällen eine Überspannung erzeugt. Da zu diesem Zeitpunkt die in der elektrischen Speichereinheit 16 akkumulierte elektrostatische Energie B mittels der Spannung V(t) der elektrischen Speichereinheit 16 (siehe Gleichung (2)) berechnet wird, wird ein durch die Gleichung (2) berechneter Wert B der elektrostatischen Energie der elektrischen Speichereinheit 16 kleiner als ein berechneter Wert A der Versorgungsenergiemenge an die elektrische Speichereinheit 16 (B<A), wie im Diagramm (b) in 2 gezeigt. In einem solchem Fall wird bestimmt, dass der für die Berechnung der in der elektrischen Speichereinheit 16 akkumulierte elektrostatischen Energie eingesetzte Spannungswert der elektrischen Speichereinheit 16 als nicht normal erkannt ist und daher eine Abnormalität der Spannungserkennungseinheit erkannt ist.
Im Gegensatz zu dem im Diagramm (a) in 2 gezeigten Fall wird, wenn die Spannung der elektrischen Speichereinheit 16 erhöht ist, die Spannungserkennungseinheit 18 der elektrischen Speichereinheit 16 nicht als normal erkannt, wird jedoch in einigen Fällen als höher als der Ist-Wert erkannt. Da in einem solchen Fall die in der Speichereinheit 16 akkumulierte elektrostatische Energie B mittels einem Spannungswert der elektrischen Speichereinheit 16 berechnet wird, wie in Gleichung (2) gezeigt, wird der berechnete Wert der elektrostatischen Energie B der elektrischen Speichereinheit 16 größer als der berechnete Wert der Energieversorgungsmenge A an die elektrische Speichereinheit 16 (B<A). Da in einem solchen Fall der Ist-Spannungswert niedriger als der erkannte Wert ist, besteht keine Gefahr, dass die elektrische Speichereinheit 16 durch Überspannung beschädigt wird, da jedoch die Spannung der elektrischen Speichereinheit 16 niedriger als der Ist-Wert ist, wird die Energie, die von der elektrischen Speichereinheit 16 geliefert werden kann, gering, und es besteht die Gefahr, dass die Leistungsfähigkeit der Spritzgießmaschine verringert wird. Somit kann auch in diesem Fall eine Abnormalität der Spannungserkennungseinheit 18 erkannt werden, vorausgesetzt, dass der für die Berechnung der elektrostatischen Energie der elektrischen Speichereinheit 16 eingesetzte Spannungswert der elektrischen Speichereinheit 16 als nicht normal erkannt wird.
Die Energieversorgungsmenge A an die elektrische Speichereinheit 16 während einer Zeitdauer zwischen der Zeit t0 und t wird mittels der obengenannten Gleichung (1) berechnet, und der berechnete Wert A wird mit der in der elektrischen Speichereinheit akkumulierten elektrostatischen Energie B verglichen, wenn jedoch die Energieversorgungsmenge A an die elektrische Speichereinheit 16 berechnet wird ist es ebenfalls möglich, die folgende Gleichung (3) anstatt der Gleichung (1) zu verwenden. $\begin{array}{l} \int_{r 0}^{r} (W p s - W m) \\ Wm: Motor-Energieverbrauch \end{array}$
In der obigen Gleichung (3) wird die Energieversorgungsmenge A an die elektrische Speichereinheit 16 bestimmt, indem während einer Zeitdauer zwischen der Zeit t0 und t ein Wert (Wps-Wm) integriert wird, der durch Subtraktion des Motor-Energieverbrauchs Wm von der Ausgangsleistung Wps des Energieversorgungswandlers 12 erhalten wird. Der Motor-Energieverbrauch Wm ist der Energieverbrauch des Motors, der elektrostatische Energie der elektrischen Speichereinheit 16 verbraucht. Dieser Motor-Energieverbrauch Wm kann basierend auf dem Motorantriebsstrom oder der Motordrehzahl erhalten werden, oder kann ein auf verschiedenen Werten des Motors basierender fester Wert sein.
3 ist ein Ablauf einer Abwicklung (erstes Verfahren) der Abnormalitätserkennung der Spannungserkennungseinheit in der Servomotor-Antriebsschaltung der Spritzgießmaschine. Die Beschreibung wird nachfolgend entsprechend der Schritte des Ablaufdiagramms gegeben.

(Schritt SA1) Spannung V (t0) der elektrischen Speichereinheit zur Zeit t0 wird erkannt.
(Schritt SA2) Die an die elektrische Speichereinheit während einer Zeitdauer zwischen der Zeit t0 und t gelieferte Energieversorgungsmenge A wird berechnet.
(Schritt SA3) Die in der elektrischen Speichereinheit zur Zeit t akkumulierte elektrostatische Energie B wird berechnet.
(Schritt SA4) Es wird bestimmt, ob ein Absolutwert einer Differenz zwischen der Energieversorgungsmenge A und der elektrostatischen Energie B kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist oder nicht. Wenn der Absolutwert kleiner als der Schwellenwert ist (JA), geht der Ablauf weiter zu Schritt SA6, und wenn nicht (Nein), geht der Ablauf weiter zu Schritt SAS.
(Schritt SA5) Die Spannungserkennungseinheit wird als abnormal erkannt.
(Schritt SA6) Es wird bestimmt, ob ein Erhöhungsvorgang abgeschlossen ist oder nicht. Wenn der Erhöhungsvorgang abgeschlossen ist (JA), dann ist der Ablauf abgeschlossen, und wenn nicht (Nein), dann kehrt der Ablauf zu Schritt SA2 zurück.

Im Schritt SA2, in dem die Gleichung (3) anstatt der Gleichung (1) verwendet wird, ist es ebenfalls möglich, die an die elektrische Speichereinheit 16 gelieferte Energieversorgungsmenge A zu berechnen, indem ein integrierter Wert des Werts (Wps-Wm) eingesetzt wird, der durch Subtrahieren des Energieverbrauchs Wm des Motors von der Ausgangsleistung Wps des Energieversorgungswandlers 2 während einer Zeitdauer zwischen der Zeit t0 und t erhalten wird.
Als Nächstes wird ein zweites Verfahren der Abnormalitätserkennung der Spannungserkennungseinheit in der Servomotor-Antriebsschaltung der Spritzgießmaschine in 1 mittels der 4 beschrieben. Bei diesem Verfahren wird die Spannung der elektrischen Speichereinheit geschätzt, und somit wird die Abnormalität der Spannungserkennungseinheit basierend auf der geschätzten Spannung erkannt.
Die Spannung V(t) der elektrischen Speichereinheit 16 wird aus den Gleichungen (1) und (2) geschätzt, und wenn die geschätzte Spannung eine vorbestimmte Spannung überschreitet, wird eine Abnormalität der Spannungserkennungseinheit 18 erkannt. Unter der Annahme, dass der geschätzte Spannungswert der elektrischen Speichereinheit 16 Vest(t) ist, und wenn Vest(t) = V(t) und A = B in den Gleichungen (1) und (2) ist, dann wird die folgende Gleichung (4) erhalten. $\begin{array}{l} V e s t (t) = \sqrt{\frac{2}{C} \int_{r 0}^{t} (W p s) d t + V {(t_{0})}^{2}} \\ vest (t) : gesch \ddot{a} tzter Spannungswert \end{array}$
In einer Zone „normale Spannungserkennung“ in 4 stimmen ein geschätzter Wert der Spannung der elektrischen Speichereinheit 16 und ein erkannter Wert im Wesentlichen miteinander überein. In einer Zone „abnormale Spannungserkennung“ wird hingegen, wenn der geschätzte Wert der Spannung der elektrischen Speichereinheit 16 ansteigt, wie in 4 gezeigt, und der geschätzte Spannungswert eine zulässige Spannung Vlim überschreitet, eine Abnormalität der Spannungserkennungseinheit 18 erkannt, wobei in Betracht gezogen wird, dass in der elektrischen Speichereinheit 16 eine Überspannung erzeugt werden kann. Als ein weiteres Verfahren kann, wenn eine Differenz zwischen dem geschätzten Spannungswert Vest(t) und dem erkannten Spannungswert V(t) größer als ein vorbestimmter Schwellenwert wird, eine Abnormalität der Spannungserkennungseinheit 18 erkannt werden, wobei in Betracht gezogen wird, dass ein Spannungswert der elektrischen Speichereinheit 16 als nicht normal erkannt wird.
5 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Ablauf der Abwicklung (zweites Verfahren) einer Abnormalitätserkennung der Spannungserkennungseinheit in der Servomotor-Antriebsschaltung der Spritzgießmaschine zeigt. Die Beschreibung wird nachfolgend entsprechend der Schritte des Ablaufdiagramms gegeben.

(Schritt SB1) Die Spannung V(t0) der elektrischen Speichereinheit zur Zeit t0 wird erkannt.
(Schritt SB2) Die während einer Zeitdauer zwischen der Zeit t0 und t an die elektrische Speichereinheit gelieferte Energieversorgungsmenge A wird berechnet.
(Schritt SB3) Der geschätzte Spannungswert Vest(t) der elektrischen Speichereinheit zur Zeit T wird berechnet.
(Schritt SB4) Es wird bestimmt, ob der geschätzte Spannungswert Vest(t) der elektrischen Speichereinheit kleiner als die zulässige Spannung Vlim ist oder nicht. Wenn Vest(t) kleiner als Vlim ist (Ja), geht der Ablauf weiter zu Schritt SB6, und wenn Vest(t) nicht kleiner als ein Schwellenwert ist (Nein), geht der Ablauf weiter zu Schritt SB5.
(Schritt SB5) Die Spannungserkennungseinheit wird als abnormal erkannt.
(Schritt SB6) Es wird bestimmt, ob ein Erhöhungsvorgang abgeschlossen ist oder nicht. Wenn der Erhöhungsvorgang abgeschlossen ist (JA), ist der Ablauf abgeschlossen, und wenn nicht (Nein), kehrt der Ablauf zu Schritt SB2 zurück.

Anstatt zu bestimmen, ob der geschätzte Spannungswert Vest(t) der elektrischen Speichereinheit kleiner als der zulässige Spannungswert Vlim ist oder nicht, ist es in Schritt SB4 auch möglich zu bestimmen, ob eine Differenz zwischen dem geschätzten Spannungswert Vest(t) der elektrischen Speichereinheit und dem erkannten Spannungswert V(t) größer als ein vorbestimmter Schwellenwert wird.
Als nächstes wird ein drittes Verfahren einer Abnormalitätserkennung der Spannungserkennungseinheit in der Servomotor-Antriebsschaltung der Spritzgießmaschine in 1 mittels der 6 und 7 beschrieben. Bei diesem Verfahren wird eine Abnormalität der Spannungserkennungseinheit basierend auf einer Zeit (Erhöhungszeit) erkannt, die erforderlich ist, die Spannung der elektrischen Speichereinheit auf die vorbestimmte erhöhte Spannung zu erhöhen.
Wenn in den obenstehenden Gleichungen (1) und (2) die Ausgangsleistung Wps des Energieversorgungswandlers 12 ein fester Wert ist und die Spannung V(t) der elektrischen Speichereinheit 16 als die erhöhte Spannung Vbst angenommen wird, dann wird die folgende Gleichung (5) erhalten. $\begin{array}{l} T b s t = - \frac{C}{2 W p s} (V b s t^{2} - V {(t_{0})}^{2}) \\ Tbst: Erh \ddot{o} hungszeit, Vbst: Erh \ddot{o} hte Spannung \end{array}$
In einer Zone „normale Spannungserkennung“ in 6 stimmen ein erkannter Wert einer erhöhten Spannung und ein Ist-Wert im Wesentlichen miteinander überein. In einer Zone „abnormale Spannungserkennung“ wird jedoch die zum Erreichen der vorbestimmten erhöhten Spannung Vbst erforderliche Zeit länger als eine zum Erreichen der tatsächlichen erhöhten Spannung erforderliche Zeit. In einem solchen Fall wird die nach der Zeit t0 abgelaufenen Zeit gemessen, und wenn die gemessene abgelaufene Zeit die Erhöhungszeit Tbst, die ein berechneter Wert ist, überschreitet, dann wird bestimmt, dass eine Überspannung in der elektrischen Speichereinheit 16 erzeugt wird, und somit kann eine Abnormalität der Spannungserkennungseinheit 18 erkannt werden. Als ein weiteres Verfahren kann, wenn eine Differenz zwischen der nach der Zeit t0 bis zum Abschluss des Erhöhungsvorgangs abgelaufenen Zeit und der Erhöhungszeit Tbst, die ein berechneter Wert ist (Erhöhungszeit, die erforderlich ist, um die erhöhte Spannung Vbst ab der Spannung V(t0) der elektrischen Speichereinheit zur Zeit t0 zu erreichen), größer als ein vorbestimmter Schwellenwert wird, eine Abnormalität der Spannungserkennungseinheit 18 erkannt werden, wobei in Betracht gezogen wird, dass ein Spannungswert der elektrischen Speichereinheit 16 als nicht normal erkannt wird.
7 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Ablauf einer Abwicklung (drittes Verfahren) einer Abnormalitätserkennung der Spannungserkennungseinheit in der Servomotor-Antriebsschaltung der Spritzgießmaschine zeigt. Die Beschreibung wird nachfolgend entsprechend den Schritten des Ablaufdiagramms gegeben.

(Schritt SC1) Die Spannung V(t0) der elektrischen Speichereinheit zur Zeit t0 wird erkannt.
(Schritt SC2) Die Messung der nach der Zeit t0 abgelaufenen Zeit wird gestartet.
(Schritt SC3) Die erforderliche Erhöhungszeit zum Erhöhen der Spannung V(t)) auf die erhöhte Spannung Vbst wird berechnet.
(Schritt SC4) Es wird bestimmt, ob die nach der Zeit t0 abgelaufene Zeit kürzer als die Erhöhungszeit Tbst ist. Wenn die abgelaufene Zeit kürzer als die Erhöhungszeit Tbst ist (Ja), geht der Ablauf weiter zu Schritt SC6, und wenn die abgelaufene Zeit nicht kürzer als ein Schwellenwert ist (Nein), geht der Ablauf weiter zu Schritt SCS.
(Schritt SC5) Die Spannungserkennungseinheit wird als abnormal erkannt.
(Schritt SC6) Es wird bestimmt, ob der Erhöhungsvorgang abgeschlossen ist oder nicht. Wenn der Erhöhungsvorgang abgeschlossen ist (Ja), ist der Ablauf abgeschlossen, und wenn nicht (Nein), kehrt der Ablauf zu Schritt SC3 zurück.

Anstatt zu bestimmen, ob die nach der Zeit t0 abgelaufene Zeit kürzer als die Erhöhungszeit Tbst ist oder nicht, ist es in Schritt SC4 ebenfalls möglich zu bestimmen, ob eine Differenz zwischen der nach der Zeit t0 bis zum Abschluss des Erhöhungsvorgangs abgelaufenen Zeit und der Erhöhungszeit Tbst, die ein berechneter Wert ist, größer als ein vorbestimmter Schwellenwert wird oder nicht.

Claims

Steuerung einer Spritzgießmaschine, folgendes umfassend: einen Servomotor (32, 34, 36, 38) zum Antreiben einer Achse; eine Antriebsvorrichtung (22, 24, 26, 28) zum Antreiben des Servomotors (32, 34, 36, 38); eine Energieversorgung (10); einen Energieversorgungswandler (12) zum Erhöhen der Spannung von der Energieversorgung (10) und zum Versorgen der Antriebsvorrichtung (22, 24, 26, 28) mit elektrischer Energie; und eine elektrische Speichereinheit (16), die zwischen dem Energieversorgungswandler (12) und der Antriebsvorrichtung (22, 24, 26, 28) eingekoppelt ist, wobei die Steuerung ferner umfasst: eine Spannungserkennungseinheit (18) zum Erkennen der Spannung der elektrischen Speichereinheit (16), eine elektrische Energieerkennungseinheit zum Erkennen einer elektrischen Versorgungsenergie von der Energieversorgung (10) an die elektrische Speichereinheit (16), und eine Abnormalitätserkennungseinheit zum Erkennen einer Abnormalität der Spannungserkennungseinheit basierend auf der durch die Spannungserkennungseinheit (18) erkannten Spannung der elektrischen Speichereinheit (16), einer durch die elektrische Energieerkennungseinheit erkannten elektrischen Versorgungsenergie an die elektrische Speichereinheit (16) und einer elektrostatischen Kapazität der elektrischen Speichereinheit (16).
Steuerung einer Spritzgießmaschine nach Anspruch 1, wobei die Abnormalitätserkennungseinheit die in der elektrischen Speichereinheit (16) akkumulierte elektrostatische Energie basierend auf der von der Spannungserkennungseinheit (18) erkannten Spannung der elektrischen Speichereinheit (16) und der elektrostatischen Kapazität der elektrischen Speichereinheit (16) berechnet, die berechnete elektrostatische Energie der elektrischen Speichereinheit (16) und eine durch die elektrische Energieerkennungseinheit erkannte elektrische Versorgungsenergie an die elektrische Speichereinheit (16) miteinander vergleicht und eine Abnormalität der Spannungserkennungseinheit (18) basierend auf einem Ergebnis des Vergleichs erkennt.
Steuerung einer Spritzgießmaschine nach Anspruch 1, wobei die Abnormalitätserkennungseinheit einen geschätzten Spannungswert der elektrischen Speichereinheit (16) basierend auf einer durch die elektrische Energieerkennungseinheit erkannten elektrischen Versorgungsenergie an die elektrische Speichereinheit (16) und der elektrostatischen Kapazität der elektrischen Speichereinheit (16) berechnet, den berechneten Spannungsschätzwert der elektrischen Speichereinheit (16) und die durch die Spannungserkennungseinheit (18) erkannte Spannung der elektrischen Speichereinheit (16) miteinander vergleicht und eine Abnormalität der Spannungserkennungseinheit (18) basierend auf einem Ergebnis des Vergleichs erkennt.
Steuerung einer Spritzgießmaschine nach Anspruch 1, ferner eine Ablaufzeitmesseinheit umfassend, um die Zeit zu messen, die während eines Erhöhungsvorgangs ab einem beliebigen Zeitpunkt, bis die durch die Spannungserkennungseinheit (18) erkannte Spannung die erhöhte Spannung erreicht hat, abgelaufen ist, wobei die Abnormalitätserkennungseinheit die Erhöhungszeit der elektrischen Speichereinheit (16) basierend auf einer durch die elektrische Energieerkennungseinheit erkannte elektrische Versorgungsenergie an die elektrische Speichereinheit (16), der elektrostatischen Kapazität der elektrischen Speichereinheit (16) und einem erhöhten Spannungswert der elektrischen Speichereinheit (16) berechnet, die berechnete Erhöhungszeit der elektrischen Speichereinheit (16) und die durch die Ablaufzeitmesseinheit gemessene abgelaufene Zeit miteinander vergleicht und eine Abnormalität der Spannungserkennungseinheit (18) basierend auf einem Ergebnis des Vergleichs erkennt.
Steuerung einer Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die elektrische Energieerkennungseinheit eine Zufuhr elektrischer Energie an die elektrische Speichereinheit (16) erkennt, durch zeitliches Integrieren jeglicher von dem Energieversorgungswandler (12) an die elektrische Speichereinheit (16) gelieferter elektrischen Energie und der elektrischen Energie, die durch Subtraktion des Energieverbrauchs des Servomotors (32, 34, 36, 38), der elektrische Energie von der elektrischen Speichereinheit (16) verbraucht, von der durch den Energieversorgungswandler (12) an die elektrische Speichereinheit (16) gelieferten elektrischen Energie erhalten wird.