JP2004148593A

JP2004148593A - 電動射出成形機の表示装置

Info

Publication number: JP2004148593A
Application number: JP2002314576A
Authority: JP
Inventors: Takashi Yamazaki; 隆山崎; Haruyuki Kobayashi; 治幸小林; Jun Koike; 純小池; Yukio Iimura; 幸生飯村; Hiroshi Katsuta; 弘勝田
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 2002-10-29
Filing date: 2002-10-29
Publication date: 2004-05-27

Abstract

【課題】モータ負荷率のバラツキをなくし、しかも確実にその内容を視認することができること。
【解決手段】電動射出成形機２０に備えられた各サーボモータの成形工程１サイクル間のトルクを計測することにより各サーボモータの成形工程１サイクルのモータ負荷率を算出し、この成形工程１サイクルのモータ負荷率を複数回平均することにより複数サイクルの平均負荷率を算出し、この複数サイクルの平均負荷率を表示する表示部１１に表示するようにした。
【選択図】図１

Description

【０００１】
本発明は、射出成形機の成形条件に関する各種の設定やモニタ値を表示する射出成形機の表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の射出成形機のマンマシンインタフェースとして機能する表示装置において、表示器の表示画面を２分割して一方をメイン画面とし、他方をサブ画面とする。そして、メイン画面には、該射出成形機の成形条件設定に要する画面表示データ及び該射出成形機からのモニタリングデータ等を表示し、サブ画面には、メイン画面領域と独立して随時表示したいモニタリングデータ等の各種データを表示するようにして、射出成形機の成形条件設定や運転状況の確認が効率よく行なえるようにしたものは、既に知られている（特許文献１）。
【０００３】
また、射出成形機の各モータの１成形サイクル当たりの平均負荷率を演算し、この各モータの平均負荷率を表示部に同時に表示させたものが知られている（特許文献２）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１４５９４７号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開平９−２６２８８９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１においては、サブ画面に射出成形機の各モータの平均負荷率を同時に表示するものの構成とはなっていないため、射出成形機の各モータの平均負荷率を一目瞭然に視認することはできなかった。
【０００７】
さらに、特許文献２では、射出成形機の各モータの１成形サイクル当たりの平均をモータ負荷率として演算しているため、各モータの１成形サイクル当たりのモータ負荷率にバラツキがあると、モータ負荷率をオペレータに正確に伝達することはできないという問題が発生する。
【０００８】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は、モータ負荷率のバラツキをなくし、しかも確実にその内容を視認することができる電動射出成形機の表示装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の電動射出成形機の表示装置は、電動射出成形機に備えられた各サーボモータの成形工程１サイクル間のトルクを計測することにより前記各サーボモータの成形工程１サイクルのモータ負荷率を算出し、この成形工程１サイクルのモータ負荷率を複数回平均することにより複数サイクルの平均負荷率を算出する複数サイクル平均負荷率算出手段と、この複数サイクル平均負荷率算出手段で算出された複数サイクルの平均負荷率を表示する表示部とを具備したことを特徴とする。
【００１０】
請求項１記載の発明は、成形工程１サイクルのモータ負荷率を複数回平均することにより複数サイクルの平均負荷率を算出し、それを表示するようにしたので、モータ負荷率のバラツキをなくし、確実に平均負荷率を視認することができる。
【００１１】
請求項２記載の電動射出成形機の表示装置は、請求項１記載の表示部は前記電動射出成形機のマンマシンインタフェースとして機能するとともに、その表示画面は２分割され、このうちの一方の表示画面を専用のメイン画面とし、他の残りの表示画面を専用のサブ画面とするように構成されており、前記複数サイクル平均負荷率算出手段で算出された複数サイクルの平均負荷率はこのサブ画面に表示されることを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明によれば、成形工程１サイクルの平均負荷率を複数回平均することにより複数サイクルの平均負荷率を算出し、それをサブ画面に表示するようにしたので、モータ負荷率のバラツキをなくすと共に運転状態の確認を効率良く行なうことができる。
【００１３】
請求項３記載の電動射出成形機の表示装置は、請求項１あるいは２記載の表示部には、電動射出成形機に備えられた各サーボモータの複数サイクルの平均負荷率が同時にグラフ表示されることを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載の発明によれば、電動射出成形機に備えられた各サーボモータの複数サイクルの平均負荷率を一目瞭然に理解することができる。
【００１５】
請求項４記載の電動射出成形機の表示装置は、請求項３記載の前記グラフ表示は負荷率に応じて色が変化されることを特徴とする。
【００１６】
請求項４記載の発明によれば、電動射出成形機に備えられた各サーボモータの複数サイクルの平均負荷率を色分けしたグラム表示で表示するようにしたので、各サーボモータの複数サイクルの平均負荷率の大小を確実に視認することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面を用いて説明する。
なお、この実施の形態は、電動式射出成形機のマンマシンインタフェースとして機能する表示装置に本発明を適用した場合である。
【００１８】
図１は本実施の形態の要部構成を示すブロック図であり、本実施の形態において、表示装置１０は、操作パネル１１、入力信号コントローラ１２、メモリ部１３、画面表示コントローラ１４及びＶＲＡＭ（ＶｉｄｅｏＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）１５等によって構成されている。
【００１９】
操作パネル１１には、ＣＲＴディスプレイ，液晶ディスプレイ等の画面表示部を有する表示器１１１と、複数のキーボタンが配設されたキーボード１１２とが設けられている。表示器１１１の画面略全域には、タッチパネルセンサ１１３が設けられている。その画面は、中央より上方で横方向に２分割されており、下側の広い領域をメイン画面領域Ｍとし、上側の狭い領域をサブ画面領域Ｓとしている。メイン画面領域Ｍには、射出成形機２０の成形条件設定に要する画面表示データ及び射出成形機２０からのモニタリングデータ等が表示される。また、サブ画面領域Ｓには、メイン画面領域Ｍと独立して随時表示したいモニタリングデータ等の各種データが表示される。
【００２０】
このサブ画面領域Ｓには、図３に示すようにキーボード１１２のキー操作とは関係なく、当該サブ画面領域Ｓの表示を切換える複数のサブ画面選択ボタン３１〜３６が表示されている。サブ画面選択ボタン３１〜３６は、「現在値」，「温度」，「モニタテーブル」，「生産」，「モータ負荷率」，「非表示」等からなる。
【００２１】
ここで、サブ画面選択ボタン「現在値」３１がタッチ操作されると、サブ画面領域Ｓには、現在の射出成形機２０の状態すなわち射出時間、冷却時間、中間時間、スクリュ位置、ダイプレートの位置、押出位置、射出圧／背圧、型締力、スクリュ回転数等が表示される。この状態で、サブ画面領域Ｓ内の任意の箇所がタッチ操作されると、サブ画面領域Ｓは図３のサブ画面選択ボタンの画面に戻る。
【００２２】
同様に、サブ画面選択ボタン「温度」３２がタッチ操作されると、ホッパの位置に対応する温度，偏差温度などがサブ画面領域Ｓに表示され、サブ画面選択ボタン「モニタテーブル」３３がタッチ操作されると、ショット番号に対応した充填時間、計量時間、取出時間、サイクル時間、最小クッション、保圧切換、射出開始、スクリュ回転数等がサブ画面領域Ｓに表示され、サブ画面選択ボタン「生産」３４がタッチ操作されると、現在までのショット数、そのうちの良品ショット数、残ショット数、総生産数、良品数、不良品数、残生産数、稼働率、ロット達成率、不良率、生産残時間等がサブ画面領域Ｓに表示される。
【００２３】
また、サブ画面選択ボタン「モータ負荷率」３５がタッチされると、図５のフローチャートを参照して詳細な動作は後述するが、電動射出成形機に備えられた各サーボモータの成形工程１サイクル間のトルクを計測することにより前記各サーボモータの成形工程１サイクルの平均負荷率が算出し、この成形工程１サイクルの平均負荷率を複数回平均することにより複数サイクルの平均負荷率を算出し、複数サイクルの平均負荷率がグラフ表示される。さらに、グラフ表示の横に複数サイクルの平均負荷率が数値で表示される。
【００２４】
サブ画面選択ボタン「非表示」３６がタッチ操作された場合には、サブ画面領域Ｓは非表示画面となる。
【００２５】
キーボード１１２には、図２に示すように、「型締・押出」、「射出・計量」、「温度」、「生産」、「モニタ」、「診断」、「支援」、「記録」、「画面ガイド」、「アラーム」、「設定」、「表示」の各キーボタンが配設されている。このうち、「型締・押出」キーボタンＢ１は、単独で操作されると、型締・押出工程の成形条件に関する各種設定値の現在値及び型締・押出工程稼動時のモニタリングデータ等をメイン画面領域Ｍに表示させるものとして機能する。
【００２６】
また、「射出・計量」キーボタンＢ２は、単独で操作されると、射出・計量工程の成形条件に関する各種設定値の現在値及び射出・計量工程稼動時のモニタリングデータ等をメイン画面領域Ｍに表示させるものとして機能する。
【００２７】
入力信号コントローラ１２には、前記キーボード１１２のキーボタンが押圧操作されたことによって当該キーボード１１２から出力される信号と、前記表示器１１１の画面がタッチ操作されたことによってタッチパネルセンサ１１３から出力される信号とが入力される。入力信号コントローラ１２は、キーボード１１２及びタッチパネルセンサ１１３からの信号を解析して、その結果を前記画面表示コントローラ１４または射出成形機２０のコントローラ２１に供給するものとなっている。
【００２８】
メモリ部１３には、前記表示器１１１のメイン画面領域Ｍに表示されるメイン画面表示データを記憶するメイン画面表示データメモリ１３１、サブ画面領域Ｓに表示されるサブ画面表示データを記憶するサブ画面表示データメモリ１３２が形成されている。
【００２９】
画面表示コントローラ１４には、入力信号コントローラ１２から画面表示要求指令が入力される。画面表示コントローラ１４は、入力信号コントローラ１２からの画面表示要求指令に基づき、メイン画面表示データメモリ１３１に記憶されているメイン画面表示データとサブ画面表示データメモリ１３２に記憶されているサブ画面表示データとを読み出す。また、射出成形機コントローラ２１から射出成形機２０の成形条件設定値やモニタリングデータを取り込んでメイン画面表示データ及びサブ画面表示データを編集し直す。そして、編集後のメイン画面表示データ及びサブ画面表示データをＶＲＡＭ１５に転送するものとなっている。
【００３０】
ＶＲＡＭ１５には、前記画面表示コントローラ１４から転送されるメイン画面表示データ及びサブ画面表示データが上書き格納される。このＶＲＡＭ１５に格納された最新の表示データが表示器１１１のメイン画面領域Ｍ及びサブ画面領域Ｓに表示される。
【００３１】
射出成形機２０は、型締装置や射出装置等の駆動機構としてサーボモータを用いた電動式射出成形機であって、射出成形機コントローラ２１の制御により設定される成形条件に従い、型閉じ、ロックアップ、射出、計量、冷却、型開き、押出の各成形工程を１サイクルとして射出成形加工を行なうものである。
【００３２】
射出成形機コントローラ２１は、例えば成形加工品毎に設定された成形パターン別に、成形条件に関する各種の設定値を記憶した成形設定ファイル２２を備えている。そして、いずれかの成形パターンが選択されると、そのパターンに対応した成形条件の設定値を成形設定ファイル２２から読出し、この設定値に基づいて射出成形機２０の成形加工動作を制御する。このとき、射出成形機２０の成形工程における稼動状態と、シリンダ温度，金型温度，射出速度，スクリュ回転数等の種々のモニタリングデータをリアルタイムで管理する。また、成形工程においてシーケンス制御される入出力の状態もリアルタイムで管理する。
【００３３】
また射出成形機コントローラ２１は、入力信号コントローラ１２を介して設定値の変更要求があると、その要求に応じて設定値を変更し、変更後の設定値に基づいて射出成形機２０の成形加工動作を制御する。そして、入力信号コントローラ１２を介して設定値の変更確定要求があると、最新の設定値を成形設定ファイル２２に上書き保存するものとなっている。
【００３４】
このように構成された本実施の形態においては、例えば、キーボード１１２の「射出・計量」キーボタンＢ２が単独で操作されると、図４に示すように、表示器１１１のメイン画面領域Ｍには、射出・計量工程の成形条件に関する各種設定値の現在値及び射出・計量工程稼動時のモニタリングデータ等が表示される。
【００３５】
また、サブ画面領域Ｓのサブ画面選択ボタン「モータ負荷率」３５がタッチされると図４のようにサブ画面領域Ｓには、同時に電動式射出成形機が備えている４つのサーボモータの複数サイクルの平均負荷率がグラフ表示されると共に平均負荷率の数値が横に表示される。以下、この動作について図５のフローチャートを参照して詳細に説明する。
【００３６】
射出成形機コントローラ２１は、サブ画面選択ボタン「モータ負荷率」３５がタッチされると、図５のフローチャートに示した処理により電動式射出成形機が備えている４つのサーボモータの複数サイクルの平均負荷率Ｐａｖｅを算出し、画面表示コントローラ１４に出力する。
【００３７】
まず、初期設定が行われる（ステップＳ１，Ｓ２）。つまり、ｊ＝０，Ｐｏ＝０、ｉ＝０、Ｓｏ＝０とされる。
【００３８】
ここで、図６は電動式射出成形機に備えられてる４つのサーボモータの内の１つのサーボモータの成形工程１サイクルのトルク変化を示す図である。図６に示すように変動するサーボモータトルクの１サンプリング時間ΔｔあたりのモータトルクをモニタとしてＴｉとする（ステップＳ３）。つまり、図６に示すようにサーボモータの成形工程１サイクルはｎ個のΔｔに分解される。
【００３９】
次に、そのトルクＴｉを積算する（ステップＳ４）。つまり、Ｓｉ＝Ｓｉ−１＋Ｔｉ^２＊Δｔとする。
【００４０】
次に、ｉを更新する（ステップＳ５）。つまり、ｉ＝ｉ＋１とする。そして、１サイクル終了したかが判定される（ステップＳ６）。この判定はｉ＝ｎとなったかを判定している。このステップＳ６で「ＮＯ」と判定されている間は前述したステップＳ３，Ｓ４の処理が繰り返し行われる。
【００４１】
ところで、ステップＳ６の判定で「ＹＥＳ」と判定された場合には、１サイクルの平均トルクＴａｖｅ、ユニット最大電流Ａｏ−ｐ、ユニット最大電流Ａｏ−ｐの実効値換算値Ａがそれぞれ算出される（ステップＳ７，Ｓ８，Ｓ９）。
【００４２】
つまり、ＴａｖｅはステップＳ７に記載されているようにＳｉ／Ｔｃの平方根、Ａｏ−ｐ＝Ｔａｖｅ＊ＵＮＩＴ（ここで、ＵＮＩＴはサーボ定数）、ＡはステップＳ９で示すように、Ａｏ−ｐを２の平方根で除算した値として算出される。
【００４３】
さらに、モータ負荷率Ｐｊが算出される（ステップＳ１０）。
【００４４】
ここで、Ｐｊ＝Ｐｊ−１＋（Ａ／Ａｒｍｓ）＊１００として算出される。ここで、Ａｒｍｓはモータ定格電流である。
【００４５】
そして、ｊ＝ｊ＋１とされる（ステップＳ１１）。
【００４６】
次に、ｊ＝３となったかが判定される（ステップＳ１２）。
【００４７】
つまり、３サイクル分のこのステップＳ１２で「ＮＯ」と判定された場合には、前述したステップＳ２以降の処理が繰り返し行なわれる。
【００４８】
そして、３サイクルのモータ負荷率が算出するとステップＳ１２で「ＹＥＳ」と判定され、３サイクルのモータ負荷率を平均した平均負荷率Ｐａｖｅが算出される（ステップＳ１３）。
【００４９】
このようにして、電動射出成形機に備えられたサーボモータの成形工程１サイクルのモータ負荷率を３回、つまり３サイクル分平均することにより、平均負荷率Ｐａｖｅが算出される。
【００５０】
この算出された平均負荷率Ｐａｖｅデータは画像表示コントローラ１４を介してサブ画像表示データメモリ１３２に送られて記憶される。そして、平均負荷率ＰａｖｅデータはＶＲＡＭ１５にサブ画面表示データとして書き込まれる。このサブ画面表示データとしては、各サーボモータの３サイクルの平均負荷率をグラフ表示し、そのグラフ表示の横にその平均負荷率Ｐａｖｅを数値で表示するためのデータである。
【００５１】
この結果、図４のサブ画面領域Ｓに、型締め用のサーボモータの３サイクルの平均負荷率Ｐａｖｅがグラフ表示されると共に、その横に平均負荷率Ｐａｖｅ「７０」が表示される。さらに、射出用のサーボモータの３サイクルの平均負荷率Ｐａｖｅがグラフ表示されると共に、その横に平均負荷率Ｐａｖｅ「３５」が表示される。さらに、押出用のサーボモータの３サイクルの平均負荷率Ｐａｖｅがグラフ表示されると共にその横に平均負荷率Ｐａｖｅ「５０」が表示される。さらに、計量用のサーボモータの３サイクルの平均負荷率Ｐａｖｅがグラフ表示されると共にその横に平均負荷率Ｐａｖｅ「２０」が表示される。ところで、射出成形機コントローラ２１において、各サーボモータの３サイクルの平均負荷率Ｐａｖｅを算出する際に、最初の２サイクルまでは平均するのに必要な３トイクル分のモータ負荷率が算出されていない。従って、最初の２サイクルまでは、１サイクルだけのモータ負荷率Ｐ１が平均負荷率Ｐａｖｅとして、１サイクルと２サイクルのモータ負荷率Ｐ１とＰ２との平均が平均負荷率Ｐａｖｅとして画像表示コントローラ１４を介してサブ画像表示データメモリ１３２に送られて記憶される。
【００５２】
なお、平均負荷率Ｐａｖｅは３サイクルのモータ負荷率の平均であるが、平均負荷率Ｐａｖｅは１サイクル毎に更新されるため、サブ画面領域Ｓに表示される平均負荷率Ｐａｖｅのグラフ表示及び数値も１サイクル毎に切り替えられる。
【００５３】
以上のように、サブ画面選択ボタン「モータ負荷率」３５がタッチされると、型締め、射出、押出、計量用の各サーボモータの３サイクルの平均負荷率Ｐａｖｅがサブ画面領域Ｓにグラフ表示されると共にその横に平均負荷率Ｐａｖｅが同時に表示されるので、オペレータは各サーボモータの運転状態の確認を一目瞭然に行なうことができる。
【００５４】
さらに、表示される平均負荷率は電動射出成形機に備えられたサーボモータの３サイクルのモータ負荷率の平均である平均負荷率Ｐａｖｅであるので、モータ負荷率のバラツキを抑えることができる。
【００５５】
また、平均負荷率が表示されるサブ画面領域Ｓは、メイン画面領域Ｍとは独立して表示されるので、メイン画面領域Ｍの表示状態に係らず、確実に平均負荷率Ｐａｖｅを確認することができる。
【００５６】
なお、平均負荷率Ｐａｖｅのグラフ表示は、モノクロではなく、カラー表示にしても良い。この場合に、平均負荷率Ｐａｖｅの大きさに応じて色を変化させるようにする。
【００５７】
つまり、図７（Ａ）に示すように平均負荷率Ｐａｖｅが９０％未満の場合には緑、図７（Ｂ）に示すように９０〜１００％の場合には黄色、図７（Ｃ）に示すように１００％以上の場合には赤表示にする。
【００５８】
このように、平均負荷率Ｐａｖｅのグラフ表示を色分けすることにより、平均負荷率の大小を確実に視認することができる。
【００５９】
なお、上記した実施の形態では、平均負荷率Ｐａｖｅの算出を３サイクルの平均をとることにより算出したが、３サイクルに限らず複数であればその数は何回であっても良い。
【００６０】
また本発明は、電動式射出成形機のマンマシンインタフェースとして機能する操作パネル１１の表示器１１１に限定されるものではなく、例えば油圧式射出成形機のマンマシンインタフェースとして機能する操作パネルの表示器にも適用できるものである。また、成形工程の１サイクルも、前記実施の形態のものに限定されるものではない。
【００６１】
この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。
【００６２】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、成形工程１サイクルのモータ負荷率を複数回平均することにより複数サイクルの平均負荷率を算出し、それを表示するようにしたので、モータ負荷率のバラツキをなくし、確実に平均負荷率を視認することができる。
【００６３】
請求項２記載の発明によれば、成形工程１サイクルのモータ負荷率を複数回平均することにより複数サイクルの平均負荷率を算出し、それをサブ画面に表示するようにしたので、モータ負荷率のバラツキをなくすと共に運転状態の確認を効率良く行なうことができる。
【００６４】
請求項３記載の発明によれば、電動射出成形機に備えられた各サーボモータの複数サイクルの平均負荷率を一目瞭然に理解することができる。
【００６５】
請求項４記載の発明によれば、電動射出成形機に備えられた各サーボモータの複数サイクルの平均負荷率を色分けしたグラム表示で表示するようにしたので、各サーボモータの複数サイクルの平均負荷率の大小を確実に視認することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の要部構成を示すブロック図。
【図２】同実施の形態において操作パネルに設けられるキーボードを示す模式図。
【図３】同実施の形態におけるサブ画面領域に表示される画面選択ボタンを示す図。
【図４】同実施の形態における表示器の表示状態を示す図。
【図５】同実施の形態に係る平均負荷率の算出処理を説明するフローチャート。
【図６】同実施の形態に係るサーボモータトルクの成形工程１サイクルの波形図。
【図７】同実施の形態に係るグラフ表示の色分けを示す図。
【符号の説明】
１０…表示装置
１１…操作パネル
１１１…表示器
１１２…キーボード
１１３…タッチパネルセンサ
１２…入力信号コトンローラ
１３…メモリ部
１４…画面表示コントローラ
１５…ＶＲＡＭ
２０…射出成形機
２１…射出成形機コントローラ
Ｍ…メイン画面領域
Ｓ…サブ画面領域

Claims

電動射出成形機に備えられた各サーボモータの成形工程１サイクル間のトルクを計測することにより前記各サーボモータの成形工程１サイクルのモータ負荷率を算出し、この成形工程１サイクルのモータ負荷率を複数回平均することにより複数サイクルの平均負荷率を算出する複数サイクル平均負荷率算出手段と、
この複数サイクル平均負荷率算出手段で算出された複数サイクルの平均負荷率を表示する表示部とを具備したことを特徴とする電動射出成形機の表示装置。
前記表示部は前記電動射出成形機のマンマシンインタフェースとして機能するとともに、その表示画面は２分割され、このうちの一方の表示画面を専用のメイン画面とし、他の残りの表示画面を専用のサブ画面とするように構成されており、
前記複数サイクル平均負荷率算出手段で算出された複数サイクルの平均負荷率はこのサブ画面に表示されることを特徴とする請求項１記載の電動射出成形機の表示装置。
前記表示部には、電動射出成形機に備えられた各サーボモータの複数サイクルの平均負荷率が同時にグラフ表示されることを特徴とする請求項１あるいは２記載の電動射出成形機の表示装置。
前記グラフ表示は負荷率に応じて色が変化されることを特徴とする請求項３記載の電動射出成形機の表示装置。