JP2004284215A - Device and method for temperature control of injection molding machine - Google Patents

Device and method for temperature control of injection molding machine Download PDF

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JP2004284215A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for temperature control of an injection molding machine which enables saving of power and which generates no noise and controls with high accuracy the temperature of a region to be heated. <P>SOLUTION: In this device, an inductance 112 is connected in series to a heater 111 and they constitute an H type bridge with four power transistors 113a, 113b, 113c and 113d. Turning on/off of the power transistors of this H type bridge is controlled by a control signal generated on the basis of a set temperature and a detected temperature and subjected to PWM modulation. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形機の温度制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の射出成形機として、電動射出成形機の一構成例を図3に示す。
【0003】
図示の電動射出成形機10は、射出装置20及び型締装置50等から構成される。
【0004】
射出装置20は、加熱シリンダ21を備え、加熱シリンダ21には、ホッパ22が配設される。また、加熱シリンダ21内には、スクリュー23が進退自在かつ回転自在に配設される。スクリュー23の後端は、支持部材24によって回転自在に支持される。支持部材24には、サーボモータ等の計量モータ25が駆動部として取り付けられ、計量モータ25の回転は、計量モータ25の出力軸26に取り付けられたタイミングベルト27を介して、スクリュー23に伝達される。
【0005】
射出装置20は更に、スクリュー23と平行にねじ軸28を回転自在に備える。ねじ軸28の後端は、サーボモータ等の射出モータ29の出力軸30に取り付けられたタイミングベルト31を介して、射出モータ29に連結されている。従って、射出モータ29によってねじ軸28が回転する。ねじ軸28の前端は支持部材24に固定されたナット32と螺合させられる。従って、駆動部たる射出モータ29を駆動し、タイミングベルと31を介してねじ軸28を回転させると、支持部材24は前後進可能となり、その結果、スクリュー23を前後進させることができる。
【0006】
型締装置50は、可動側の金型51が取り付けられた可動プラテン52と、固定側の金型53が取り付けられた固定プラテン54を含む。可動プラテン52と固定プラテン54は、タイバー55によって連結される。可動プラテン52はタイバー55に沿って摺動可能である。また、型締装置50は、一端が可動プラテン52と連結し、他端がトグルサポート56と連結するトグル機構57を含む。トグルサポート56の中央においては、ボールねじ軸59が回転自在に支持されている。
【0007】
ボールねじ軸59には、トグル機構57に設けられたクロスヘッド60に形成されたナット61が螺合されている。また、ボールねじ軸59の後端にはプールー62が配設され、サーボモータ等の型締モータ63の出力軸64とプーリー62との間には、タイミングベルト65が張設されている。
【0008】
従って、型締装置50において、駆動部たる型締モータ63を駆動すると、型締モータ63の回転が、タイミングベルト65を介して、駆動伝達部たるボールねじ軸59に伝達される。そして、ボールねじ軸59及びナット61によって、回転運動が直線運動に変換され、トグル機構57が作動する。トグル機構57が作動すると、可動プラテン52はタイバー55に沿って摺動し、型閉じ、型締め及び型開きが行われる。
【0009】
このように、図3の電動射出成形機10では、計量モータ25、射出モータ29、型締モータ63等の電動機(モータ)がアクチュエータとして採用され、成形時には、計量、射出、型締等の各動作が連続して行われる。
【0010】
上述したような射出成形機においては、原料樹脂を溶融させるために、また、樹脂の溶融状態を維持するために、複数のヒーターが用いられる。具体的には、図4に示すように、射出成形機の加熱シリンダ41及びノズル部42には、複数の(ここでは、4個の)ヒーター43が取り付けられる。そして、これらのヒーター43は、各々が加熱する領域(被加熱領域)の温度が所望の温度となるように、それぞれ温度制御装置(図示せず)によってフィードバック制御される。
【0011】
従来の射出成形機に用いられる温度制御装置は、目標温度の設定を行う設定器と、被加熱領域の温度を検出する温度センサーと、設定器から設定された目標温度(設定温度ともいう)と温度センサからの検出温度との差(温度偏差)に基づいてヒーターへの通電を行うか否かを決定する制御部と、制御部の制御によりオン/オフして各ヒーターへの通電をそれぞれ制御するコンタクタあるいはソリッドステートリレー等のスイッチング素子とを有している。
【0012】
従来の温度制御装置の制御部は、被加熱領域の温度が所定の温度に保たれるように、設定器からの設定温度と温度センサーからの検出温度との差に基づいて、PID(Proportional, Integration and Differential)演算等の演算を行い、ヒーターへの通電を行う時間(所定の周期(例えば1秒)における通電時間の割合)を決定する。そして、制御部は、その決定に従い、スイッチング素子のオン/オフを制御する。
【0013】
スイッチング素子のオン/オフにより、ヒーターには、図5に示すような波形を有する電流が流れる(交流駆動の場合)。スイッチング素子がオンすると、ヒーターに電流が流れて発熱し、被加熱領域の温度を上昇させる。一方、スイッチング素子がオフすると、ヒーターには電流が流れず、発熱もないので、被加熱領域の温度は放熱によって低下する。
【0014】
以上のようにして、従来の温度制御装置は、加熱シリンダ及びノズル部の温度を一定に保つように、ヒーターへの通電時間を制御している。
【0015】
しかしながら、従来の温度制御装置は、オン/オフ制御を行っているため、オン期間中又はオフ期間中の被加熱領域の温度変化に追従することができない。つまり、従来の温度制御装置には、被加熱領域の温度が大きく変化してもそれを抑制するようヒーターを制御することができない期間が存在する。
【0016】
また、従来の温度制御装置は、スイッチング素子として、応答速度の遅いコンタクタやソリッドステートリレーなどを用いているため、被加熱領域の温度変化に追従するよう、より短い周期でオン/オフさせることができない。
【0017】
以上のことから、従来の温度制御装置は、各被加熱領域の温度を精度よく一定に保つことが困難である。つまり、従来の温度制御装置は、加熱シリンダ及びノズル部全体を、均一にかつ高精度で温度制御することができないという問題点がある。そして、複数の被加熱領域にばらつきが生じると、加熱シリンダ内の樹脂の溶融状態が安定せず、成形品の品質に影響する。
【0018】
上記のような問題点を持たない温度制御装置として、ヒーターへの通電を制御するために、コンタクタ等のスイッチング素子に代えて電力増幅器を備えたものがある(例えば、特許文献1参照)。この温度制御装置では、電力増幅器を制御することにより、ヒーターに流れる電流を制御する。また、この温度制御装置では、省電力化を実現するために、電力増幅器をPWM制御するようにしている。
【0019】
【特許文献1】
特開平8−72115号公報
【0020】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の射出成形機の温度制御装置には、高い精度で、加熱シリンダ全体を均一に温度制御することができないという問題点がある。
【0021】
また、上述した公報に記載の温度制御装置には、PWM制御によって電力増幅器にスイッチング動作を行わせると、ヒーターに流れる電流が矩形波となり、かつ電流量(振幅)を制御できなくなるという問題点がある。また、ヒーターに流れる電流が矩形波になると、ノイズの発生源となってしまうという問題点もある。
【0022】
そこで、本発明は、省電力化が可能で、ノイズの発生が無く、且つ高い精度で被加熱領域の温度を制御することができる、射出成形機の温度制御装置を提供することを目的とする。
【0023】
また、電動射出成形機には、使用されていない回生制御用パワートランジスタがあり、構成に無駄が生じている。
【0024】
そこで、本発明は、使用されていない回生制御用パワートランジスタを有効利用して安価な射出成形機の温度制御装置を提供することを目的とする。
【0025】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、設定器に設定された目標温度と温度センサが検出した検出温度との差に基づいて射出成形機の被加熱領域を加熱するためのヒーターを制御する射出成形機の温度制御装置において、前記ヒーターに直列接続されるインダクタンスと、前記ヒーター及び前記インダクタンスからなる直列接続体に交流電流を供給するHブリッジ回路と、前記目標温度と前記検出温度との差に基づき制御信号を生成する温度制御部と、前記制御信号をPWM変調してPWM変調された制御信号とするPWM変調部とを有し、前記PWM変調された制御信号を用いて前記Hブリッジ回路を制御するようにしたことを特徴とする射出成形機の温度制御装置が得られる。
【0026】
この温度制御装置の前記Hブリッジ回路には、前記直列接続体とともにH型ブリッジを構成する4個のパワートランジスタが含まれている。
【0027】
また、本発明によれば、設定器に設定された目標温度と温度センサが検出した検出温度との差に基づいてヒーターの通電を制御して、前記ヒータによって加熱される射出成形機の被加熱領域の温度を制御する射出成形機の温度制御方法において、予め、前記ヒータにインダクタンスを直列接続して直列接続体を形成するとともに、当該直列接続体に交流電流を供給するH型ブリッジ回路を接続しておき、前記目標温度と前記検出温度との差に基づき制御信号を生成し、前記制御信号をPWM変調してPWM変調された制御信号を生成し、前記PWM変調された制御信号を用いて前記H型ブリッジ回路を制御することにより前記被加熱領域の温度を制御するようにしたことを特徴とする射出成形機の温度制御方法が得られる。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の射出成形機の温度制御装置について詳細に説明する。
【0029】
図1に本発明の一実施の形態に係る射出成形機の温度制御装置を示す。
【0030】
図示の温度制御装置は、ヒーター111に直列接続されたインダクタンス112と、このヒーター111とインダクタンス112とからなる直列接続体と組み合わされてH型ブリッジを構成する4個のパワートランジスタ113a、113b、113c及び113dと、各パワートランジスタのコレクタとエミッタとの間に接続されたダイオード114と、4個のパワートランジスタ113a〜113dのうち対角に位置する2個のパワートランジスタ113b及び113cのベースに接続されたNOT回路115と、ヒーター111によって加熱される被加熱領域の目標温度(設定温度)を設定するための設定器116と、被加熱領域の温度を検出する熱電対等の温度センサー117と、設定器116からの設定温度と温度センサー117からの検出温度との差に基づいて制御信号を生成する温度制御部118と、制御信号をPWM変調してPWM変調された制御信号を生成するPWM変調部119とを備えている。
【0031】
H型ブリッジは、三相交流電源120からの三相交流を整流し平滑化するダイオードブリッジ121と電解コンデンサ122とからなる直流電源123に接続されている。射出成形機が電動の場合、サーボモータ(図示せず)を駆動制御するインバータ(図示せず)へ直流電流を供給するための直流電源を有しているので、それをH型ブリッジへ直流電流を供給するための直流電源として利用することができる。
【0032】
また、射出成形機が電動の場合は、上記インバータを含むパワートランジスタモジュールを複数(通常4個)有しており、各モジュール内には、回生抵抗用パワートランジスタが設けられている。これら回生抵抗用パワートランジスタのうち、実際に回生抵抗が接続されるのは1〜2個であるため、電動射出成形機には、少なくとも2個の回生抵抗用パワートランジスタが使用されずに存在する。そこで、H型ブリッジを構成する4個のパワートランジスタのうち、上又は下のアームに位置する少なくとも1個のパワートランジスタ113a及び113b又は113c及び113dとして、使用されていない回生抵抗用パワートランジスタを用いることができる。これにより、温度制御装置を安価に構成することができる。
【0033】
以下、この温度制御装置の動作について説明する。
【0034】
まず、設定器116から被加熱領域の目標温度が設定される。設定器116は、設定された目標温度(設定温度)を示す信号を温度制御部118の減算器181へ出力する。
【0035】
温度制御部118の減算器181には、設定器116からの設定温度を示す信号以外に、温度センサ117からの検出温度を示す信号が入力される。減算器181は、設定温度と検出温度との差、即ち設定温度からの検出温度の偏差(温度偏差)を求め、求めた温度偏差を示す信号を制御演算部182へ出力する。
【0036】
制御演算部182は、減算器181から供給される温度偏差を示す信号に基づいて、ヒーター111へ供給すべき電流量を決定する。具体的には、制御演算器182は、減算器181からの温度偏差と、その時間積分値及び時間微分値を求めて、温度偏差が0となるようにヒーター111を制御するための制御信号を生成する(PID演算を行う)。そして、制御演算部182は、生成した制御信号をPWM変調部119へ出力する。
【0037】
PWM変調部119は、温度制御部118からの制御信号をPWM変調し、PWM変調された制御信号をH型ブリッジへ出力する。H型ブリッジは、直流電源123から供給される直流電流を交流電流に変換してヒーター112に供給する。例えば、PWM変調部119から出力されるPWM変調された制御信号が、図2に示すような場合、ヒーター111に流れる電流は、同図に破線で示すように変化する。
【0038】
以上のように、本実施の形態に係る温度制御装置では、PWM制御によって、ヒーター111に流れる電流値を制御することができる。これにより、省電力化が実現できるとともに、実質的にリミットサイクルの無い温度度制御が可能になる。また、ヒーター111に流れる電流が正弦波に近く、高周波成分も存在しないので、ノイズを発生させることがない。こうして、本実施の形態による温度制御装置は、制御性よく、高い精度で被加熱領域の温度制御を行うことができる。そして、この温度制御装置を用いれば、加熱シリンダ全体を高い精度で温度制御することができるので、加熱シリンダで計量溶融される樹脂の状態が安定し、成形品の品質を向上させることができる。
【0039】
なお、上記実施の形態では、ヒーター111が1個の場合について説明したが、通常、射出成形機の加熱シリンダ及びノズル部の加熱には、複数のヒーターが用いられており、本願発明はこれら全てのヒーターに対して適用可能である。
【0040】
また、上記実施の形態では、温度センサ117からの検出温度にのみ基づいてフィードバック制御を行っているが、制御精度をより向上させるために、ヒーターに流れる電流値を検出する電流検出器を設け、温度制御部が、電流検出器からの検出値と、先に生成した制御信号が示す電流値との差を求め、以後、その差を無くすように補正した制御信号を生成するようにしてもよい。このように構成することで、ヒーターの温度の影響を受けない安定した温度制御が可能になる。
【0041】
【発明の効果】
本願発明によれば、ヒーターにインダクタを接続し、ヒータに流れる電流の方向を変える電流方向切換回路をPWM変調された制御信号で制御するようにしたことで、省電力化が可能で、かつ高い精度で被加熱領域の温度制御を行うことができる。
【0042】
また、本発明によれば、電動射出成形機のサーボモータ制御に用いられるパタートランジスタモジュールに含まれる回生抵抗用トランジスタを利用するようにしたことで、安価に温度制御装置を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る温度制御装置の構成を示す図である。
【図2】図1の温度制御装置が生成するPWM変調された制御信号の波形及びそのときヒーターに流れる電流の波形を示す図である。
【図3】従来の射出成形機の概略構成を示す図である。
【図4】射出成形機に用いられるヒーターの配置を説明するための図である。
【図5】従来の温度制御装置によるオン/オフ制御によってヒーターに流れる電流の波形を示す図である。
【符号の説明】
111 ヒーター
112 インダクタンス
113a,113b,113c,113d パワートランジスタ
114 ダイオード
115 NOT回路
116 設定器
117 温度センサー
118 温度制御部
119 PWM変調部
120 三相交流電源
121 ダイオードブリッジ
122 電解コンデンサ
123 直流電源
41 加熱シリンダ
42 ノズル部
43 ヒーター
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a temperature control device for an injection molding machine.
[0002]
[Prior art]
FIG. 3 shows a configuration example of an electric injection molding machine as a conventional injection molding machine.
[0003]
The illustrated electric injection molding machine 10 includes an injection device 20, a mold clamping device 50, and the like.
[0004]
The injection device 20 includes a heating cylinder 21, and a hopper 22 is provided in the heating cylinder 21. A screw 23 is provided in the heating cylinder 21 so as to be able to move forward and backward and rotate freely. The rear end of the screw 23 is rotatably supported by a support member 24. A weighing motor 25 such as a servomotor is attached to the support member 24 as a driving unit. The rotation of the weighing motor 25 is transmitted to the screw 23 via a timing belt 27 attached to an output shaft 26 of the weighing motor 25. You.
[0005]
The injection device 20 further includes a screw shaft 28 rotatably in parallel with the screw 23. The rear end of the screw shaft 28 is connected to the injection motor 29 via a timing belt 31 attached to an output shaft 30 of the injection motor 29 such as a servomotor. Accordingly, the screw shaft 28 is rotated by the injection motor 29. The front end of the screw shaft 28 is screwed with a nut 32 fixed to the support member 24. Accordingly, when the injection motor 29 as a driving unit is driven to rotate the screw shaft 28 via the timing bell 31, the support member 24 can move forward and backward, and as a result, the screw 23 can move forward and backward.
[0006]
The mold clamping device 50 includes a movable platen 52 to which a movable mold 51 is attached, and a fixed platen 54 to which a fixed mold 53 is attached. The movable platen 52 and the fixed platen 54 are connected by a tie bar 55. The movable platen 52 is slidable along a tie bar 55. Further, the mold clamping device 50 includes a toggle mechanism 57 having one end connected to the movable platen 52 and the other end connected to the toggle support 56. At the center of the toggle support 56, a ball screw shaft 59 is rotatably supported.
[0007]
A nut 61 formed on a crosshead 60 provided on the toggle mechanism 57 is screwed to the ball screw shaft 59. A pool 62 is provided at the rear end of the ball screw shaft 59, and a timing belt 65 is stretched between the output shaft 64 of the clamping motor 63 such as a servomotor and the pulley 62.
[0008]
Accordingly, when the mold clamping device 63 is driven in the mold clamping device 50, the rotation of the mold clamping motor 63 is transmitted to the ball screw shaft 59 as a drive transmission unit via the timing belt 65. Then, the rotational motion is converted into a linear motion by the ball screw shaft 59 and the nut 61, and the toggle mechanism 57 operates. When the toggle mechanism 57 operates, the movable platen 52 slides along the tie bar 55, and the mold is closed, clamped and opened.
[0009]
As described above, in the electric injection molding machine 10 shown in FIG. 3, the electric motors (motors) such as the measuring motor 25, the injection motor 29, and the mold clamping motor 63 are employed as the actuators. The operation is performed continuously.
[0010]
In the injection molding machine as described above, a plurality of heaters are used for melting the raw material resin and for maintaining the molten state of the resin. Specifically, as shown in FIG. 4, a plurality of (here, four) heaters 43 are attached to the heating cylinder 41 and the nozzle portion 42 of the injection molding machine. Each of the heaters 43 is feedback-controlled by a temperature control device (not shown) such that the temperature of a region to be heated (a region to be heated) becomes a desired temperature.
[0011]
A temperature control device used in a conventional injection molding machine includes a setter for setting a target temperature, a temperature sensor for detecting a temperature of a heated area, and a target temperature (also referred to as a set temperature) set from the setter. A controller that determines whether or not to energize the heater based on the difference (temperature deviation) from the temperature detected by the temperature sensor, and controls the energization to each heater by turning on / off under the control of the controller And a switching element such as a solid state relay.
[0012]
The control unit of the conventional temperature control device controls the PID (Proportional, PID) based on the difference between the set temperature from the setter and the detected temperature from the temperature sensor so that the temperature of the heated area is maintained at a predetermined temperature. An operation such as an integration and differential operation is performed to determine a time for energizing the heater (a ratio of the energizing time in a predetermined cycle (for example, one second)). Then, the control unit controls on / off of the switching element according to the determination.
[0013]
When the switching element is turned on / off, a current having a waveform as shown in FIG. 5 flows through the heater (in the case of AC driving). When the switching element is turned on, a current flows through the heater to generate heat, thereby increasing the temperature of the heated area. On the other hand, when the switching element is turned off, no current flows to the heater and no heat is generated, so that the temperature of the heated area is reduced by heat radiation.
[0014]
As described above, the conventional temperature control device controls the energization time to the heater so as to keep the temperatures of the heating cylinder and the nozzle portion constant.
[0015]
However, since the conventional temperature control device performs on / off control, it cannot follow the temperature change of the heated region during the on period or the off period. That is, in the conventional temperature control device, there is a period during which the heater cannot be controlled so as to suppress a large change in the temperature of the heated region.
[0016]
Further, since the conventional temperature control device uses a contactor or a solid-state relay having a low response speed as a switching element, it can be turned on / off in a shorter cycle so as to follow a temperature change in a heated area. Can not.
[0017]
From the above, it is difficult for the conventional temperature control device to accurately and consistently maintain the temperature of each heated region. That is, the conventional temperature control device has a problem that the temperature of the entire heating cylinder and the entire nozzle portion cannot be controlled uniformly and with high accuracy. Then, if a plurality of regions to be heated vary, the molten state of the resin in the heating cylinder is not stabilized, which affects the quality of the molded product.
[0018]
As a temperature control device that does not have the above-described problems, there is a temperature control device that includes a power amplifier in place of a switching element such as a contactor in order to control energization of a heater (for example, see Patent Document 1). In this temperature control device, the current flowing through the heater is controlled by controlling the power amplifier. In this temperature control device, the power amplifier is PWM-controlled in order to realize power saving.
[0019]
[Patent Document 1]
JP-A-8-72115
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the temperature control device of the conventional injection molding machine has a problem that the temperature of the entire heating cylinder cannot be controlled uniformly with high accuracy.
[0021]
Further, the temperature control device described in the above-mentioned publication has a problem that, when the power amplifier performs the switching operation by the PWM control, the current flowing through the heater becomes a rectangular wave, and the current amount (amplitude) cannot be controlled. is there. Another problem is that if the current flowing through the heater has a rectangular waveform, it becomes a source of noise.
[0022]
Therefore, an object of the present invention is to provide a temperature control device of an injection molding machine that can save power, does not generate noise, and can control the temperature of a heated area with high accuracy. .
[0023]
In addition, the electric injection molding machine has a power transistor for regenerative control that is not used, and the configuration is wasted.
[0024]
Therefore, an object of the present invention is to provide an inexpensive temperature control device for an injection molding machine by effectively using a power transistor for regeneration control that is not used.
[0025]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, the temperature control of an injection molding machine that controls a heater for heating a heated area of the injection molding machine based on a difference between a target temperature set in a setting device and a temperature detected by a temperature sensor. In the device, an inductance connected in series with the heater, an H-bridge circuit for supplying an alternating current to a series connected body composed of the heater and the inductance, and a control signal generated based on a difference between the target temperature and the detected temperature And a PWM modulation unit that performs PWM modulation of the control signal to obtain a PWM-modulated control signal, and controls the H-bridge circuit using the PWM-modulated control signal. Thus, a temperature control device for an injection molding machine is obtained.
[0026]
The H-bridge circuit of this temperature control device includes four power transistors that form an H-type bridge together with the series-connected body.
[0027]
Also, according to the present invention, energization of the heater is controlled based on a difference between the target temperature set in the setter and the temperature detected by the temperature sensor, so that the injection molding machine heated by the heater is heated. In a temperature control method of an injection molding machine for controlling a temperature of a region, an inductance is connected in series to the heater in advance to form a series connection, and an H-type bridge circuit for supplying an alternating current to the series connection is connected. In addition, a control signal is generated based on a difference between the target temperature and the detected temperature, the control signal is PWM-modulated to generate a PWM-modulated control signal, and the PWM-modulated control signal is used. A temperature control method for an injection molding machine is provided, wherein the temperature of the heated area is controlled by controlling the H-bridge circuit.
[0028]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a temperature control device for an injection molding machine of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0029]
FIG. 1 shows a temperature control device for an injection molding machine according to one embodiment of the present invention.
[0030]
The illustrated temperature control device includes four power transistors 113a, 113b, and 113c that form an H-type bridge in combination with an inductance 112 connected in series to a heater 111 and a series connection body composed of the heater 111 and the inductance 112. And 113d, a diode 114 connected between the collector and the emitter of each power transistor, and a base connected to two diagonally located power transistors 113b and 113c among the four power transistors 113a to 113d. A setting circuit 116 for setting a target temperature (set temperature) of a heated area to be heated by the heater 111; a temperature sensor 117 such as a thermocouple for detecting the temperature of the heated area; Set temperature from 116 and temperature sensor 117 A temperature control unit 118 for generating a control signal based on a difference between al of the detected temperature, and a PWM modulation unit 119 generates a control signal which is PWM modulated control signal to PWM modulation.
[0031]
The H-type bridge is connected to a DC power supply 123 including a diode bridge 121 for rectifying and smoothing the three-phase AC from the three-phase AC power supply 120 and an electrolytic capacitor 122. When the injection molding machine is electrically driven, it has a DC power supply for supplying a DC current to an inverter (not shown) for driving and controlling a servomotor (not shown). Can be used as a DC power supply for supplying the power.
[0032]
When the injection molding machine is electrically driven, a plurality of (normally four) power transistor modules including the inverter are provided, and a power transistor for a regenerative resistor is provided in each module. Of these power transistors for regenerative resistors, only one or two regenerative resistors are actually connected. Therefore, at least two power transistors for regenerative resistors are used in the electric injection molding machine without being used. . Therefore, among the four power transistors constituting the H-type bridge, an unused power transistor for a regenerative resistor is used as at least one of the power transistors 113a and 113b or 113c and 113d located on the upper or lower arm. be able to. Thereby, the temperature control device can be configured at low cost.
[0033]
Hereinafter, the operation of the temperature control device will be described.
[0034]
First, the target temperature of the heated area is set from the setting device 116. The setter 116 outputs a signal indicating the set target temperature (set temperature) to the subtractor 181 of the temperature controller 118.
[0035]
In addition to the signal indicating the set temperature from the setter 116, a signal indicating the detected temperature from the temperature sensor 117 is input to the subtractor 181 of the temperature control unit 118. The subtractor 181 calculates a difference between the set temperature and the detected temperature, that is, a deviation (temperature deviation) of the detected temperature from the set temperature, and outputs a signal indicating the obtained temperature deviation to the control calculation unit 182.
[0036]
The control calculation unit 182 determines the amount of current to be supplied to the heater 111 based on the signal indicating the temperature deviation supplied from the subtractor 181. Specifically, the control calculator 182 obtains the temperature deviation from the subtractor 181 and the time integral value and the time differential value thereof, and outputs a control signal for controlling the heater 111 so that the temperature deviation becomes zero. Generate (perform PID operation). Then, control operation section 182 outputs the generated control signal to PWM modulation section 119.
[0037]
The PWM modulator 119 PWM-modulates the control signal from the temperature controller 118, and outputs the PWM-modulated control signal to the H-bridge. The H-type bridge converts a DC current supplied from the DC power supply 123 into an AC current and supplies the AC current to the heater 112. For example, when the PWM-modulated control signal output from the PWM modulator 119 is as shown in FIG. 2, the current flowing through the heater 111 changes as shown by a broken line in FIG.
[0038]
As described above, in the temperature control device according to the present embodiment, the value of the current flowing through heater 111 can be controlled by PWM control. As a result, power saving can be realized, and temperature control with substantially no limit cycle can be performed. Further, since the current flowing through the heater 111 is close to a sine wave and there is no high frequency component, no noise is generated. Thus, the temperature control device according to the present embodiment can control the temperature of the heated region with high controllability and high accuracy. If the temperature control device is used, the temperature of the entire heating cylinder can be controlled with high precision, so that the state of the resin measured and melted by the heating cylinder is stabilized, and the quality of the molded product can be improved.
[0039]
In the above embodiment, the case where the number of the heaters 111 is one has been described. However, usually, a plurality of heaters are used for heating the heating cylinder and the nozzle portion of the injection molding machine. Is applicable to heaters.
[0040]
In the above embodiment, the feedback control is performed based only on the temperature detected from the temperature sensor 117. However, in order to further improve the control accuracy, a current detector that detects a current value flowing through the heater is provided. The temperature control unit may calculate the difference between the detection value from the current detector and the current value indicated by the previously generated control signal, and thereafter generate a control signal corrected so as to eliminate the difference. . With this configuration, stable temperature control that is not affected by the temperature of the heater can be performed.
[0041]
【The invention's effect】
According to the present invention, by connecting the inductor to the heater and controlling the current direction switching circuit that changes the direction of the current flowing through the heater with the PWM-modulated control signal, power saving is possible and high. The temperature of the heated area can be controlled with high accuracy.
[0042]
Further, according to the present invention, the temperature control device can be configured at low cost by using the transistor for regenerative resistance included in the putter transistor module used for servo motor control of the electric injection molding machine.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a temperature control device according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing a waveform of a PWM-modulated control signal generated by the temperature control device of FIG. 1 and a waveform of a current flowing through a heater at that time.
FIG. 3 is a view showing a schematic configuration of a conventional injection molding machine.
FIG. 4 is a diagram for explaining an arrangement of heaters used in the injection molding machine.
FIG. 5 is a diagram showing a waveform of a current flowing through a heater by on / off control by a conventional temperature control device.
[Explanation of symbols]
111 Heater 112 Inductance 113a, 113b, 113c, 113d Power transistor 114 Diode 115 NOT circuit 116 Setting unit 117 Temperature sensor 118 Temperature control unit 119 PWM modulation unit 120 Three-phase AC power supply 121 Diode bridge 122 Electrolytic capacitor 123 DC power supply 41 Heating cylinder 42 Nozzle part 43 heater

Claims (6)

設定器に設定された目標温度と温度センサが検出した検出温度との差に基づいて射出成形機の被加熱領域を加熱するためのヒーターを制御する射出成形機の温度制御装置において、
前記ヒーターに直列接続されるインダクタンスと、
前記ヒーター及び前記インダクタンスからなる直列接続体に交流電流を供給するH型ブリッジ回路と、
前記目標温度と前記検出温度との差に基づき制御信号を生成する温度制御部と、
前記制御信号をPWM変調してPWM変調された制御信号とするPWM変調部とを有し、
前記PWM変調された制御信号を用いて前記H型ブリッジ回路を制御するようにしたことを特徴とする射出成形機の温度制御装置。
In a temperature control device of an injection molding machine that controls a heater for heating a heated region of the injection molding machine based on a difference between a target temperature set in a setter and a detected temperature detected by a temperature sensor,
An inductance connected in series with the heater;
An H-type bridge circuit that supplies an alternating current to a series connection body including the heater and the inductance;
A temperature control unit that generates a control signal based on a difference between the target temperature and the detected temperature,
A PWM modulation unit that performs PWM modulation on the control signal to obtain a PWM-modulated control signal,
A temperature control device for an injection molding machine, wherein the H-type bridge circuit is controlled using the PWM-modulated control signal.
前記H型ブリッジ回路が、前記直列接続体とともにH型ブリッジを構成する4個のパワートランジスタを含むことを特徴とする請求項1に記載の射出成形機の温度制御装置。2. The temperature control device for an injection molding machine according to claim 1, wherein the H-type bridge circuit includes four power transistors forming an H-type bridge together with the series connection body. 3. 前記射出成形機が電動射出成形機である場合において、前記4個のパワートランジスタのうちの少なくとも1個が、電動射出成形機が備えるパワートランジスタモジュールに含まれる回生抵抗駆動用パワートランジスタであることを特徴とする請求項2に記載の射出成形機の温度制御装置。When the injection molding machine is an electric injection molding machine, at least one of the four power transistors is a power transistor for driving a regenerative resistor included in a power transistor module included in the electric injection molding machine. The temperature control device for an injection molding machine according to claim 2, wherein 前記射出成形機が電動射出成形機である場合において、前記H型ブリッジ回路が、サーボモータ駆動用インバータの直流電源から供給される直流電流を前記交流電流に変換するようにしたことを特徴とする請求項1,2又は3に記載の射出成形機の温度制御装置。When the injection molding machine is an electric injection molding machine, the H-type bridge circuit converts a DC current supplied from a DC power supply of a servo motor driving inverter to the AC current. A temperature control device for an injection molding machine according to claim 1, 2 or 3. 前記ヒーターに流れる電流を検出する電流検出器を更に有し、前記温度制御部が、該電流検出器が検出した電流値と前記制御信号が示す電流値とを比較して、当該制御信号を補正するようにしたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載された射出成形機の温度制御装置。A current detector that detects a current flowing through the heater, wherein the temperature controller corrects the control signal by comparing a current value detected by the current detector with a current value indicated by the control signal. 5. The temperature control device for an injection molding machine according to claim 1, wherein the temperature control is performed. 設定器に設定された目標温度と温度センサが検出した検出温度との差に基づいてヒーターの通電を制御して、前記ヒータによって加熱される射出成形機の被加熱領域の温度を制御する射出成形機の温度制御方法において、
予め、前記ヒータにインダクタンスを直列接続して直列接続体を形成するとともに、当該直列接続体に交流電流を供給するH型ブリッジ回路を接続しておき、
前記目標温度と前記検出温度との差に基づき制御信号を生成し、
前記制御信号をPWM変調してPWM変調された制御信号を生成し、
前記PWM変調された制御信号を用いて前記H型ブリッジ回路を制御することにより前記被加熱領域の温度を制御するようにしたことを特徴とする射出成形機の温度制御方法。
Injection molding for controlling energization of a heater based on a difference between a target temperature set in a setter and a detected temperature detected by a temperature sensor to control a temperature of a heated region of an injection molding machine heated by the heater. In the temperature control method of the machine,
In advance, an inductor is connected in series to the heater to form a series connection, and an H-type bridge circuit that supplies an alternating current to the series connection is connected in advance.
Generate a control signal based on the difference between the target temperature and the detected temperature,
PWM modulating the control signal to generate a PWM modulated control signal,
A temperature control method for an injection molding machine, wherein the temperature of the heated area is controlled by controlling the H-type bridge circuit using the PWM-modulated control signal.
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