JP2001239551A - 電動射出成形機の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】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。 【解決手段】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Ｉａ，Ｉｂ…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。

Description

【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１１−２
３５７４３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１
４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１
８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）Ｍ
ａ，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Ｍ
ｂ，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、「ＯＦ
Ｆ」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（Ｏ
ＦＦ）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Ｓ２
３）。

【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（Ｏ
Ｎ）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Ｘ
ｂ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，Ｘ
ｃ，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１
６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Ｓ１
１，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Ｚ
ａ，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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適な実施例に係る制御方法の処理手
順を示すフローチャート、

【図２】同制御方法を含む制御系の処理手順を示すフロ
ーチャート、

【図３】同制御方法を実施できる電動射出成形機の制御
系のブロック系統図、

【図４】同電動射出成形機の駆動源に備える各駆動モー
タの動作状態を示すタイミングチャート、

【符号の説明】

１ 電動射出成形機 Ｍａ 駆動モータ（射出モータ） Ｍｂ 駆動モータ（計量モータ） Ｍｃ 駆動モータ（型締モータ） Ｍｄ 駆動モータ（突出しモータ） Ｉｃ 負荷電流 Ｚａ 駆動モータが処理を停止している区間 Ｚｂ 駆動モータが処理を停止している区間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 保木野 秀一 長野県埴科郡坂城町大字南条2110番地 日 精樹脂工業株式会社内 Ｆターム(参考） 4F206 AM09 AP057 AP15 AQ03 AR097 JA07 JL02 JM00 JQ83 JQ88 JT01 JT03 JT05 JT32 JT33 JT35 JT40

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。
3. 【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。
4. 【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。
5. 【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。
6. 【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。
7. 【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。
8. 【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。