JP2012240199A

JP2012240199A - 射出成形機

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Publication number: JP2012240199A
Application number: JP2011108686A
Authority: JP
Inventors: Hiromoto Tsunemi; 浩基常深; Kosuke Sugiura; 康介杉浦; Hiroyuki Mizuno; 博之水野
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2011-05-13
Filing date: 2011-05-13
Publication date: 2012-12-10
Anticipated expiration: 2031-05-13
Also published as: CN102773980B; EP2522481B1; CN102773980A; JP5647068B2; EP2522481A1

Abstract

【課題】電源コンバータの大型化を必要とすることなく、必要な際にＤＣリンクのエネルギを所望の値に維持すること。
【解決手段】所定の成形サイクルで成形を行うために電源からの電力を変換してＤＣリンクを介してモータに供給する電源コンバータを制御する制御装置を備えた射出成形機であって、前記電源コンバータは、前記電源からの電力を変換して前記ＤＣリンク側に出力する順方向及び前記モータの回生電力を変換して前記電源側に出力する逆方向の双方向の動作が可能であり、前記制御装置は、前記成形サイクルにおける所定期間だけ、前記ＤＣリンクの両極間電圧が所定の目標電圧となるように、前記電源コンバータを前記順方向で動作させる。
【選択図】図６

Description

本発明は、所定の成形サイクルで成形を行うために電源からの電力を変換してＤＣリンクを介してモータに供給する電源コンバータを制御する制御装置を備えた射出成形機に関する。

従来から、この種の電源コンバータ自体は知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示される構成では、電源コンバータは、パワートランジスタ及びこれらパワートランジスタに逆並列に接続されるダイオードとからなる単一の電力変換部（ブリッジ回路）を備える。この電源コンバータは、モータ力行時にはダイオードによって３相交流電源を全波整流して直流電力に変換する一方で、モータ回生時には３相交流電源の位相に同期させてパワートランジスタを駆動し、回生電力を電源に電源回生させる。また、モータ回生時、この電源コンバータは、ＤＣリンクが所定の上限電圧を超えるときに電源回生を行う。

特開２００６−５４９４７号公報

ところで、所定の成形サイクルで成形を行う射出成形機においては、モータ回生時のエネルギの大きさは、成形サイクルの各工程等に応じて異なる。また、モータ力行時に必要となるエネルギの大きさも、成形サイクルの各工程等に応じて異なる。従って、ある工程で必要なエネルギが、その前の工程の終了時までにＤＣリンクに溜まらない場合もありうる。

これに対して、常時、電源コンバータのパワートランジスタを駆動し、電源からの電力に基づいてモータに必要な電力を供給する構成も考えられる。しかしながら、このような構成では、電源コンバータの大型化を招くことになる。

そこで、本発明は、電源コンバータの大型化を必要とすることなく、必要な際にＤＣリンクのエネルギを所望の値に維持することが可能な射出成形機の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一局面によれば、所定の成形サイクルで成形を行うために電源からの電力を変換してＤＣリンクを介してモータに供給する電源コンバータを制御する制御装置を備えた射出成形機であって、
前記電源コンバータは、前記電源からの電力を変換して前記ＤＣリンク側に出力する順方向及び前記モータの回生電力を変換して前記電源側に出力する逆方向の双方向の動作が可能であり、
前記制御装置は、前記成形サイクルにおける所定期間だけ、前記ＤＣリンクの両極間電圧が所定の目標電圧となるように、前記電源コンバータを前記順方向で動作させることを特徴とする、射出成形機が提供される。

本発明によれば、電源コンバータの大型化を必要とすることなく、必要な際にＤＣリンクのエネルギを所望の値に維持することが可能な射出成形機が得られる。

本発明の一実施例による射出成形機１の要部構成を示す図である。射出成形機１における電源コンバータ１００を含むモータ駆動用電源回路の一例を概略的に示す図である。電源コンバータ１００の回路構成の一例を示す図である。コントローラ２６の機能ブロック図である。射出成形機１における射出成形の１サイクルの工程シーケンスの一例を示すタイミング図である。本実施例による電源コンバータ１００の制御方法の一例を示すフローチャートである。図６に示す処理によるＤＣリンクエネルギの変化態様の一例を示す図である。本実施例による電源コンバータ１００の制御方法の他の一例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。

図１は、本発明の一実施例による射出成形機１の要部構成を示す図である。

射出成形機１は、本例では電動式射出成形機であり、射出用のサーボモータ１１を備える。射出用のサーボモータ１１の回転はボールネジ１２に伝えられる。ボールネジ１２の回転により前後進するナット１３はプレッシャプレート１４に固定されている。プレッシャプレート１４は、ベースフレーム（図示せず）に固定されたガイドバー１５、１６に沿って移動可能である。プレッシャプレート１４の前後進運動は、ベアリング１７、ロードセル１８、射出軸１９を介してスクリュ２０に伝えられる。スクリュ２０は、加熱シリンダ２１内に回転可能に、しかも軸方向に移動可能に配置されている。加熱シリンダ２１におけるスクリュ２０の後部には、樹脂供給用のホッパ２２が設けられている。射出軸１９には、ベルトやプーリ等の連結部材２３を介してスクリュ回転用のサーボモータ２４の回転運動が伝達される。すなわち、スクリュ回転用のサーボモータ２４により射出軸１９が回転駆動されることにより、スクリュ２０が回転する。

可塑化／計量工程においては、加熱シリンダ２１の中をスクリュ２０が回転しながら後退することにより、スクリュ２０の前部、すなわち加熱シリンダ２１のノズル２１−１側に溶融樹脂が貯えられる。射出工程においては、スクリュ２０の前方に貯えられた溶融樹脂を金型内に充填し、加圧することにより成形が行われる。この時、樹脂を押す力がロードセル１８により反力として検出される。つまり、スクリュ前部における樹脂圧力が検出される。検出された圧力は、ロードセル増幅器２５により増幅され、制御手段として機能するコントローラ２６（制御装置）に入力される。また、保圧工程では、金型内に充填した樹脂が所定の圧力に保たれる。

プレッシャプレート１４には、スクリュ２０の移動量を検出するための位置検出器２７が取り付けられている。位置検出器２７の検出信号は増幅器２８により増幅されてコントローラ２６に入力される。この検出信号は、スクリュ２０の移動速度を検出するためにも使用されてもよい。

サーボモータ１１，２４にはそれぞれ、回転数を検出するためのエンコーダ３１、３２が備えられている。エンコーダ３１、３２で検出された回転数はそれぞれコントローラ２６に入力される。

サーボモータ４２は、型開閉用のサーボモータであり、サーボモータ４４は、成形品突出し（エジェクタ）用のサーボモータである。サーボモータ４２は、例えばトグルリンク（図示せず）を駆動して型開閉を実現する。また、サーボモータ４４は、例えばボールネジ機構を介してエジェクタロッド（図示せず）を移動させることで成形品突出しを実現する。サーボモータ４２、４４にはそれぞれ、回転数を検出するためのエンコーダ４３、４５が備えられている。エンコーダ４３、４５で検出された回転数はそれぞれコントローラ２６に入力される。

コントローラ２６は、マイクロコンピュータを中心に構成されており、例えば、ＣＰＵ、制御プログラム等を格納するＲＯＭ、演算結果等を格納する読書き可能なＲＡＭ、タイマ、カウンタ、入力インターフェイス、及び出力インターフェイス等を有する。

コントローラ２６は、複数の各工程に応じた電流（トルク）指令をサーボモータ１１，２４，４２，４４に送る。例えば、コントローラ２６は、サーボモータ２４の回転数を制御して可塑化／計量工程を実現する。また、コントローラ２６は、サーボモータ１１の回転数を制御して射出工程及び保圧工程を実現する。同様に、コントローラ２６は、サーボモータ４２の回転数を制御して型開工程及び型閉工程を実現する。コントローラ２６は、サーボモータ４４の回転数を制御して成形品突出し工程を実現する。

ユーザインターフェース３５は、型開閉工程、射出工程等の各成形工程のそれぞれに対して、成形条件を設定可能な入力設定部を備える。また、ユーザインターフェース３５は、後述の消費電力算出のために、型開閉工程、射出工程等の各成形工程のそれぞれに対して成形条件を入力する入力部を備える。その他、ユーザインターフェース３５は、ユーザからの各種指示を入力する入力部を備えると共に、ユーザに対して各種情報を出力する出力部（例えば表示部）を備える。

射出成形機１における射出成形の１サイクルは、典型的には、金型を閉じる型閉工程と、金型を締め付ける型締め工程と、金型のスプル（図示せず）にノズル２１−１を押しつけ、加熱シリンダ２１内のスクリュ２０を前進させて、スクリュ２０前方に溜まった溶融材料を金型キャビティ（図示せず）内に射出する射出工程と、その後、気泡、ヒケの発生を抑制するために保持圧力をしばらくかける保圧工程と、金型キャビティ内に充填された溶融材料が冷却されて固まるまでの間の時間に次のサイクルのために、スクリュ２０を回転させて、樹脂を溶融しながら加熱シリンダ２１の前方にため込む可塑化／計量工程と、固化された成形品を金型から取り出すために、金型を開く型開工程と、成形品を金型に設けられた突出しピン（図示せず）によって押し出す成形品突出し工程とからなる。

図２は、射出成形機１におけるモータ駆動用電源回路の一例を概略的に示す図である。

電源コンバータ１００は、電源２００に接続される。電源２００は、３相交流電源であってよい。また、電源コンバータ１００は、サーボモータ１１，２４，４２，４４（図２には、サーボモータ１１，２４のみ図示）にＤＣリンク３００を介して接続される。電源コンバータ１００は、電源２００からの電力を変換してＤＣリンク３００を介してサーボモータ１１，２４，４２，４４に供給する。電源コンバータ１００は、サーボモータ１１，２４，４２，４４にＤＣリンク３００及びインバータを介して接続される。インバータは、電源コンバータ１００の出力（直流電力）を３相交流電力に変換する。インバータは、例えば６個のパワートランジスタ及びこれらパワートランジスタに逆並列に接続されるダイオードとからなる３相ブリッジ回路であってよい。インバータは、サーボモータ１１，２４，４２，４４のそれぞれに対して設けられる。図２には、サーボモータ１１，２４用のインバータ４１１，４２４のみが図示されている。ＤＣリンク３００は、コンデンサ（キャパシタ）、バスバー、ケーブル等から構成される。

電圧検出部１９０は、ＤＣリンク３００の両極間電圧を検出するように設けられる。電圧検出部１９０により検出される電圧は、コントローラ２６に供給される。位相検出部１９２は、電源２００からの電流の位相を検出する。電流検出部１９４は、電源２００からフィルタ回路５００に分岐された電源ラインを流れる電流を検出する。

図３は、電源コンバータ１００の回路構成の一例を示す図である。図３に示す例では、電源コンバータ１００は、交流電源に接続される端子Ｒ，Ｓ，Ｔと、ＤＣリンク３００に接続される端子Ｐ，Ｎを備える。電源コンバータ１００は、６個のダイオードで構成される整流器（第１電力変換部）１０２と、６個のパワートランジスタ及びこれらパワートランジスタに逆並列に接続されるダイオードとからなるブリッジ回路（第２電力変換部）１０４とを備える。第２電力変換部１０４は、フィルタ回路５００を介して電源２００に接続される。尚、図３には、力行時の電力の流れと回生時の電力の流れが矢印にて示される。

第１電力変換部１０２は、電源２００からの電力を変換してＤＣリンク３００の両極間電圧が所定の電圧下限値Ｖ_ＭＩＮを下回らないように機能する。

第２電力変換部１０４は、モータ回生時、位相検出部１９２及び電流検出部１９４の検出結果に基づいて、電源２００の位相に同期させてパワートランジスタを駆動し、回生電力を電源２００に電源回生させる。モータ力行時は、第１電力変換部１０２からサーボモータ１１，２４，４２，４４に電力が供給されるので、第２電力変換部１０４は、所定の場合を除いて、基本的に動作しない。モータ力行時に動作する場合は、第２電力変換部１０４は、パワートランジスタを駆動し、電源２００からの電力を変換してＤＣリンク３００側に出力する。

尚、電源コンバータ１００は、双方向に動作可能な電力変換部（第２電力変換部１０４に対応）を有するものであれば、任意の構成であってよい。例えば、電源コンバータ１００は、特許文献１に開示されるような単独の電力変換部で実現する構成（即ち第２電力変換部に対応する構成）であってもよい。また、第１電力変換部１０２が双方向に動作可能であってもよい。

図４は、電源コンバータ１００の制御装置として機能するコントローラ２６の機能ブロック図である。尚、電源コンバータ１００の制御装置は、コントローラ２６とは別の制御装置により実現されてもよい。

コントローラ２６は、電源コンバータ制御部２６１と、工程シーケンス監視部２６２と、昇圧要否判定部２６３と、目標電圧設定部２６４とを含む。コントローラ２６は、一又は二以上の演算処理装置、及びソフトウェア（プログラム）やデータ等を格納するためのＲＡＭやＲＯＭ等の記憶媒体等を備えて構成されている。そして、コントローラ２６の各機能部２６１，２６２，２６３，２６４は、前記演算処理装置を中核部材として、入力されたデータに対して種々の処理を行うための機能部がハードウェア又はソフトウェア或いはその両方により実装されて構成されている。各機能部２６１，２６２，２６３，２６４の機能については、図５等を参照して説明する。

図５は、射出成形機１における射出成形の１サイクルの工程シーケンスの一例を示すタイミング図である。図５における矢印は、各サーボモータ１１，２４，４２，４４が駆動していることを表す。工程シーケンス監視部２６２は、このように予め設定された工程シーケンスに基づいて、各工程の開始タイミングや終了タイミングを監視する。

図６は、本実施例による電源コンバータ１００の制御方法の一例を示すフローチャートである。図６に示す制御処理は、コントローラ２６により実現される。図６に示す制御処理は、射出成形が実行されている間、継続的に繰り返し実行されてもよい。

ステップ６０２では、工程シーケンス監視部２６２は、次工程が射出工程であるか否かを判定する。この際、工程シーケンス監視部２６２は、現時点から所定時間ΔＴ内に射出工程が開始するか否かを判定してもよい。次工程が射出工程である場合には、ステップ６０４に進み、それ以外の場合には、次の処理周期まで待機する。

ステップ６０４では、目標電圧設定部２６４は、ＤＣリンク３００の両極間電圧に対する目標電圧Ｖ_Ｔを設定する。尚、ＤＣリンク３００の両極間電圧V_ＤＣとＤＣリンクエネルギＥとの関係は、次の式で表される。
Ｅ＝（１／２）ＣＶ_ＤＣ ^２
ここで、ＤＣリンクエネルギＥとは、ＤＣリンク３００に溜められたエネルギである。目標電圧Ｖ_Ｔは、予め設定された設計値であってもよい。例えば、目標電圧Ｖ_Ｔは、ＤＣリンク３００に蓄積可能な最大のエネルギ（最大ＤＣリンクエネルギ）に基づいて設定されてもよい。この際、最大ＤＣリンクエネルギは、ＤＣリンク３００を安全に使用するエネルギ限界に所定の余裕を持たせた値であってよい。或いは、目標電圧Ｖ_Ｔは、次工程の力行で使用されるエネルギ（サーボモータ１１，２４，４２，４４で消費される電力）に基づいて設定されてもよい。また、目標電圧Ｖ_Ｔは、例えばユーザインターフェース３５を介して適切な値がユーザにより設定されてもよい。

ステップ６０６では、昇圧要否判定部２６３は、最新の電圧検出部１９０の検出結果に基づいて、現在のＤＣリンク３００の両極間電圧Ｖ_ＤＣを更新する。

ステップ６０８では、昇圧要否判定部２６３は、上記ステップ６０６で得られる現在のＤＣリンク３００の両極間電圧Ｖ_ＤＣが上記ステップ６０４で設定した目標電圧Ｖ_Ｔ未満であるか否かを判定する。上記ステップ６０６で得られる現在のＤＣリンク３００の両極間電圧Ｖ_ＤＣが上記ステップ６０４で設定した目標電圧Ｖ_Ｔ未満である場合には、ステップ６１０に進む。現在のＤＣリンク３００の両極間電圧Ｖ_ＤＣが目標電圧Ｖ_Ｔ以上である場合には、ステップ６１２に進む。

ステップ６１０では、電源コンバータ制御部２６１は、ＤＣリンク３００の両極間電圧Ｖ_ＤＣが上記ステップ８０４で設定した目標電圧Ｖ_Ｔになるように、電源コンバータ１００の出力を制御する。電源コンバータ制御部２６１は、ＤＣリンク３００の両極間電圧Ｖ_ＤＣが上記ステップ８０４で設定した目標電圧Ｖ_Ｔになるように、第２電力変換部１０４のパワートランジスタを駆動して、第２電力変換部１０４の出力（電源２００からの電力を変換してＤＣリンク３００側に出力する順方向の出力）を制御する。尚、第２電力変換部１０４の出力は、各パワートランジスタのスイッチング時間（デューティ）を操作することにより制御されてよい。

ステップ６１２では、昇圧要否判定部２６３は、射出工程におけるスクリュ２０の加速動作が終了したか否かを判定する。この判定は、サーボモータ１１の設定速度（制御パターン）に基づいて実現されてもよい。或いは、この判定は、スクリュ２０の移動量を検出する位置検出器２７の検出値やその時間微分値に基づいて実現されてもよい。射出工程におけるスクリュ２０の加速動作が終了した場合には、そのまま終了し、射出工程におけるスクリュ２０の加速動作が終了していない場合には、ステップ６０６からの処理を繰り返す。

図７は、図６に示す処理によるＤＣリンクエネルギの変化態様の一例を示す図である。図６には、目標電圧Ｖ_Ｔに対応するＤＣリンクエネルギが、ＥＣ_２（＝（１／２）ＣＶ_Ｔ ^２）として示され、電圧下限値Ｖ_ＭＩＮに対応するＤＣリンクエネルギが、ＥＣ_１（＝（１／２）ＣＶ_ＭＩＮ ^２）として示されている。また、図６に示す時刻ｔ０、ｔ２，ｔ３、ｔ４については、図５に示す工程シーケンスの図においても、対応するタイミングが模式的に示されている。

図７に示す例では、例えば時刻ｔ０を型開工程の終了時点とすると、型開工程の回生エネルギによる増加したＤＣリンクエネルギは、その後、サーボモータ４４の力行動作に伴い型閉工程に至るまで徐々に減少し、型閉工程では、サーボモータ４２の力行動作に伴い時刻ｔ１にて、電圧下限値Ｖ_ＭＩＮに対応するＤＣリンクエネルギがＥＣ_１まで減少している。尚、この間は、サーボモータ４４、４２の力行動作は、ＤＣリンクエネルギにより賄われている。その後、射出成形開始前の時刻ｔ２まで、サーボモータ４２の力行動作は、電源２００からの電力を第１電力変換部１０２により変換することで賄われている。即ち、第１電力変換部１０２は、電源２００からの電力を変換してＤＣリンク３００の両極間電圧を電圧下限値Ｖ_ＭＩＮで維持する。射出成形開始前の時刻ｔ２に至ると、上述の図６に示すステップ６０２が肯定判定され、ステップ６０４以降の処理が実行される。この結果、上述の図６に示すステップ６１０の昇圧動作により、ＤＣリンクエネルギは、目標電圧Ｖ_Ｔに対応するＤＣリンクエネルギがＥＣ_２に向けて増加していく。図７に示す例では、射出成形開始時の時刻ｔ３では、ＤＣリンクエネルギが、目標電圧Ｖ_Ｔに対応するＤＣリンクエネルギＥＣ_２に到達している。時刻ｔ３から射出工程が開始されると、スクリュ２０の加速動作を実現するためサーボモータ１１が力行動作を行うが、その際に必要なエネルギは、目標電圧Ｖ_Ｔに対応するＤＣリンクエネルギＥＣ_２と、電源２００からの電力に基づいて第２電力変換部１０４により変換されたエネルギとにより賄われる。時刻ｔ４では、射出工程におけるスクリュ２０の加速動作が終了し、それに伴い、第２電力変換部１０４の昇圧動作が停止する。その後、サーボモータ１１等の力行動作に伴いＤＣリンクエネルギが減少していく。

ここで、スクリュ２０の加速動作のような、比較的大きい電力を必要する動作は、ＤＣリンク３００の両極間電圧が低い場合（例えば電圧下限値Ｖ_ＭＩＮの場合）、所期の態様で実現できない場合がある。これに対して、第１電力変換部１０２における電圧下限値Ｖ_ＭＩＮを高めに設定することも可能ではあるが、この場合、電源コンバータ１００の大型化を招くことになる。

これに対して、本実施例では、上述の如く、比較的大きい電力を必要する動作が予測された場合に、前もって、第２電力変換部１０４は、ＤＣリンク３００の両極間電圧が目標電圧Ｖ_Ｔへと昇圧するように制御される。従って、本実施例によれば、射出成形の１サイクル中に比較的大きい電力を必要する動作が含まれる場合でも、かかる動作を所期の態様で実現することができる。

また、スクリュ２０の加速動作のような、比較的長い時間に亘って比較的大きい電力を必要する動作は、動作開始時にＤＣリンクエネルギが十分高い場合でも、その後、その動作に起因してＤＣリンクエネルギが低下すると、その時点から所期の態様で実現できない場合がある。これに対して、本実施例では、スクリュ２０の加速動作を実現するためサーボモータ１１が力行動作は、第２電力変換部１０４によりＤＣリンク３００の両極間電圧が目標電圧Ｖ_Ｔに維持されるように制御された状態で実行される。従って、本実施例によれば、スクリュ２０の加速動作中に、ＤＣリンク３００の両極間電圧が低下することが防止され、所期の態様でのスクリュ２０の加速動作を動作期間全体に亘って実現することが可能である。

尚、図６に示す処理では、第２電力変換部１０４による昇圧動作を行うタイミングとして、射出工程におけるスクリュ２０の加速動作を例示しているが、任意の工程の任意の動作に対して、同様の、第２電力変換部１０４による昇圧動作を行うことは可能である。このとき、例えば、対象となる動作が、比較的短い時間だけ比較的大きい電力を必要する動作である場合、当該動作が開始される前までに、ＤＣリンク３００の両極間電圧が目標電圧Ｖ_Ｔに到達されるようにし、当該動作中は、第２電力変換部１０４による昇圧動作が停止されていてもよい。この際、目標電圧Ｖ_Ｔは、対象となる動作が必要とする電力に応じて可変に設定されてもよい（図６のステップ６０４参照）。

このように本実施例によれば、電源２００への回生用に使用される第２電力変換部１０４を、特定の期間のみ限定して昇圧動作させることで、電源コンバータ１００の大型化を必要とすることなく、必要な際にＤＣリンクエネルギを所望の値に維持することが可能となる。

図８は、本実施例による電源コンバータ１００の制御方法の他の一例を示すフローチャートである。図８に示す制御処理は、コントローラ２６により実現される。図８に示す制御処理は、射出成形が実行されている間、継続的に繰り返し実行されてもよい。

ステップ８０２乃至８０６の処理は、図６に示したステップ６０２乃至６０６の処理と同様であってよい。

ステップ８０８では、昇圧要否判定部２６３は、上記ステップ８０４で設定した目標電圧Ｖ_Ｔに対応するＤＣリンクエネルギと、上記ステップ８０６で得られる現在のＤＣリンク３００の両極間電圧Ｖ_ＤＣに対応するＤＣリンクエネルギとの差を、不足エネルギＥ_Ｌとして算出する。

ステップ８１０では、昇圧要否判定部２６３は前工程（本例では、射出工程の前の工程であって、現在実行中の工程）で期待できる回生エネルギと、上記ステップ８０８で算出した不足エネルギＥ_Ｌとを比較し、不足エネルギＥ_Ｌ＞回生エネルギであるか否かを判定する。前工程で期待できる回生エネルギは、予め試験等に基づいて得られた値が使用されてもよい。不足エネルギＥ_Ｌ＞回生エネルギである場合は、ステップ８１２に進む。他方、回生エネルギが不足エネルギＥ_Ｌ以上である場合は、第２電力変換部１０４による昇圧動作が不要であると判断して、そのまま終了する。但し、この場合も、動作開始後のＤＣリンクエネルギの低下に伴う不都合を防止するために、射出工程開始時点から、図６に示すステップ６０６からステップ６１２の処理（フィードバック制御）が実行されてもよい。

ステップ８１２では、電源コンバータ制御部２６１は、ＤＣリンク３００の両極間電圧Ｖ_ＤＣが上記ステップ８０４で設定した目標電圧Ｖ_Ｔになるように、電源コンバータ１００の出力を制御する。

ステップ８１４では、工程シーケンス監視部２６２は、射出工程が開始されるか否かを判定する。射出工程が開始される場合には、そのまま終了し、射出工程が開始されない場合には、ステップ８１２に戻る。このようにして、射出工程が開始されるまで、ＤＣリンク３００の両極間電圧Ｖ_ＤＣが上記ステップ８０４で設定した目標電圧Ｖ_Ｔになるように、電源コンバータ１００の出力が制御される。尚、射出工程が開始される前に、ＤＣリンク３００の両極間電圧Ｖ_ＤＣが上記ステップ８０４で設定した目標電圧Ｖ_Ｔになった場合には、そのまま終了してもよい。尚、射出工程が開始された後は、図６に示すステップ６０６からステップ６１２の処理（フィードバック制御）が実行されてもよい。

このようにして、図８に示す処理によれば、前工程の回生エネルギの大きさに応じて、第２電力変換部１０４による昇圧動作を行うか否かが判断されるので、前工程の回生エネルギの大きさに応じて必要な場合のみ第２電力変換部１０４による昇圧動作を実行することができる。

尚、図８に示す処理では、第２電力変換部１０４による昇圧動作の要否を判定するタイミングとして、射出工程におけるスクリュ２０の加速動作を例示しているが、任意の工程の任意の動作に対して、同様の、第２電力変換部１０４による昇圧動作の要否を判定することは可能である。

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、上述した実施例では、複数のサーボモータ１１，２４，４２，４４が１つの電源コンバータ１００にＤＣリンク３００を介して接続されているが、１つを含む任意の数のサーボモータが電源コンバータ１００にＤＣリンク３００を介して接続されてもよい。

また、本実施例では、電圧の次元の物理量を用いて制御を行っているが、エネルギ等のような、等価的に異なる次元の物理量を用いて同様の制御を行うことは可能である。

１射出成形機
１１サーボモータ
１２ボールネジ
１３ナット
１４プレッシャプレート
１５，１６ガイドバー
１７ベアリング
１８ロードセル
１９射出軸
２０スクリュ
２１加熱シリンダ
２１−１ノズル
２２ホッパ
２３連結部材
２４サーボモータ
２５ロードセル増幅器
２６コントローラ
２７位置検出器
２８増幅器
３１，３２エンコーダ
３５ユーザインターフェース
４２サーボモータ
４４サーボモータ
４３，４５エンコーダ
１００電源コンバータ
１０２第１電力変換部
１０４第２電力変換部
１９０電圧検出部
１９２位相検出部
１０４電流検出部
２００電源
２６１電源コンバータ制御部
２６２工程シーケンス監視部
２６３昇圧要否判定部
２６４目標電圧設定部
３００ＤＣリンク
４１１，４２４インバータ
５００フィルタ回路

Claims

所定の成形サイクルで成形を行うために電源からの電力を変換してＤＣリンクを介してモータに供給する電源コンバータを制御する制御装置を備えた射出成形機であって、
前記電源コンバータは、前記電源からの電力を変換して前記ＤＣリンク側に出力する順方向及び前記モータの回生電力を変換して前記電源側に出力する逆方向の双方向の動作が可能であり、
前記制御装置は、前記成形サイクルにおける所定期間だけ、前記ＤＣリンクの両極間電圧が所定の目標電圧となるように、前記電源コンバータを前記順方向で動作させることを特徴とする、射出成形機。
前記電源コンバータは、前記電源からの電力を変換して前記ＤＣリンク側に出力する第１電力変換部と、前記電源からの電力を変換して前記ＤＣリンク側に出力する順方向及び前記モータの回生電力を変換して前記電源側に出力する逆方向の双方向の動作が可能な第２電力変換部とが、前記電源と前記モータの間に並列に接続されており、
前記制御装置は、前記成形サイクルにおける所定期間だけ、前記ＤＣリンクの両極間電圧が所定の目標電圧となるように、前記第２電力変換部を前記順方向で動作させる、請求項１に記載の射出成形機。
前記第１電力変換部は、前記電源からの電力を変換して前記ＤＣリンクの両極間電圧が所定の電圧下限値を下回らないように機能するダイオードブリッジ回路からなり、
前記所定の目標電圧は、前記所定の電圧下限値よりも大きい、請求項２に記載の射出成形機。
前記制御装置は、前記成形サイクルにおける所定工程の開始時までに前記ＤＣリンクの両極間電圧が前記所定の目標電圧となり、且つ、前記所定工程の開始後に前記ＤＣリンクの電圧が前記所定の目標電圧を維持するように、前記第２電力変換部を前記順方向で継続的に動作させる、請求項２又は３に記載の射出成形機。