JP2020183056A - Electric injection molding machine that can switch servo amplifier - Google Patents
Electric injection molding machine that can switch servo amplifier Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020183056A JP2020183056A JP2019087295A JP2019087295A JP2020183056A JP 2020183056 A JP2020183056 A JP 2020183056A JP 2019087295 A JP2019087295 A JP 2019087295A JP 2019087295 A JP2019087295 A JP 2019087295A JP 2020183056 A JP2020183056 A JP 2020183056A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- molding machine
- injection molding
- electric injection
- shaft
- servo
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、各装置がサーボモータ等のモータによって駆動される電動射出成形機に関するものである。 The present invention relates to an electric injection molding machine in which each device is driven by a motor such as a servo motor.
射出成形機は、金型を型締めする型締装置、型締めされた金型に溶融樹脂を計量し射出する射出装置、成形された成形品を突き出す突出装置、等の各装置から構成されており、電動射出成形機はこれらの各装置がサーボモータ等によって駆動されるようになっている。電動射出成形機には工場から供給される三相交流電力が供給されているが、これをコンバータによって直流電力に変換し、変換された直流電力をサーボアンプによって所望の三相交流電力に変換してサーボモータ等に供給するようになっている。 The injection molding machine is composed of a mold clamping device for molding a mold, an injection device for measuring and injecting molten resin into the molded mold, a protrusion device for ejecting a molded molded product, and the like. In the electric injection molding machine, each of these devices is driven by a servomotor or the like. Three-phase AC power supplied from the factory is supplied to the electric injection molding machine, which is converted into DC power by a converter, and the converted DC power is converted into desired three-phase AC power by a servo amplifier. It is designed to be supplied to servo motors and the like.
電動射出成形機において、一般的にサーボアンプはモータ１台につき１台ずつ設けられている。すなわちサーボモータ、インダクションモータ等のモータの台数と同数のサーボアンプが設けられ、それぞれのサーボアンプは対応するモータ１台に対してのみ三相交流電力を供給するようになっている。特許文献１には、本発明と直接関係はないが、２台のモータに対して１台のサーボアンプを設け、この１台のサーボアンプを共用させるようにした電動射出成形機が提案されている。具体的には、突出装置に設けられている突出軸のサーボモータ、つまり突出モータと、型締装置に設けられている型厚調整機構を駆動するインダクションモータ、つまり型厚調整用モータの２台のモータに対して、１台のサーボアンプが設けられている。サーボアンプは切換スイッチを介して２台のモータに接続されており、切換スイッチを駆動すると選択的に一方のモータを駆動できるようになっている。突出工程と、型厚調整は同時には実施しないので、このように２台のモータに対して共用のサーボアンプを割り当てることができる。従来の電動射出成形機においては、型厚調整用モータに対しては工場から供給される固定の周波数の三相交流電力を所定の電磁スイッチを介して供給するしかできなかったが、特許文献１に記載の発明によって、共用のサーボアンプによって所望の周波数、電流の三相交流電力を生成して型厚調整用モータに供給できることになる。これによって、型厚調整の効率が向上するという効果が得られる。 In an electric injection molding machine, one servo amplifier is generally provided for each motor. That is, the same number of servo amplifiers as the number of motors such as servo motors and induction motors are provided, and each servo amplifier supplies three-phase AC power to only one corresponding motor. Although not directly related to the present invention, Patent Document 1 proposes an electric injection molding machine in which one servo amplifier is provided for two motors and the one servo amplifier is shared. There is. Specifically, two units are a servomotor of the protruding shaft provided in the protruding device, that is, a protruding motor, and an induction motor that drives the mold thickness adjusting mechanism provided in the mold clamping device, that is, a mold thickness adjusting motor. One servo amplifier is provided for the motor of. The servo amplifier is connected to two motors via a changeover switch, and when the changeover switch is driven, one motor can be selectively driven. Since the protrusion process and the mold thickness adjustment are not performed at the same time, a common servo amplifier can be assigned to the two motors in this way. In the conventional electric injection molding machine, the mold thickness adjusting motor can only be supplied with a fixed frequency three-phase AC power supplied from the factory through a predetermined electromagnetic switch. However, Patent Document 1 According to the invention described in the above, a shared servo amplifier can generate three-phase AC power having a desired frequency and current and supply it to a mold thickness adjusting motor. This has the effect of improving the efficiency of mold thickness adjustment.
従来の電動射出成形機のように、それぞれのサーボアンプが対応する１台のモータに対してのみ三相交流電力を供給するようになっていても問題なく運転することはできる。しかしながら、解決すべき課題も見受けられる。具体的にはいくつかのサーボモータを駆動するサーボアンプについては、他のサーボモータを駆動するサーボモータに比して若干寿命が短くなっていることに起因して生じる課題である。電動射出成形機に設けられている複数個のサーボモータのうち、射出するためにスクリュを軸方向に駆動する射出軸、射出材料を可塑化するためにスクリュを回転方向に駆動する可塑化軸、そして金型を型締するために型締機構を駆動する型開閉軸の３個のサーボモータは、大容量の電力を必要とする。従って、これらのサーボモータに三相交流電力を供給するサーボアンプは大容量のものが採用されているが、これらのサーボアンプには大電流が流れる。サーボアンプにはＩＧＢＴからなるパワートランジスタが設けられているが、大電流が流れて加熱・冷却を繰り返すとパワートランジスタの劣化が進行する。そうすると、比較的電力を必要としない他のサーボモータのサーボアンプに比して寿命が短くなる。寿命に達してサーボアンプが故障すると成形サイクルを停止せざるを得ず、生産に影響が出る。もし、これらのサーボアンプについて寿命を延ばすことができれば、成形サイクルの停止の頻度を小さくすることはできるが、従来の電動射出成形機ではそのようなことはできない。なお、射出軸、可塑化軸、型開閉軸のそれぞれのサーボアンプのいずれか１台が故障したとき、他の２台のサーボアンプについても同時に交換するようにすれば、従来の電動射出成形機であっても、少なくとも成形サイクルが停止する頻度を小さくすることはできそうである。しかしながら、これらのサーボモータの劣化の進行の度合いは、電動射出成形機の運転条件によって大きく変わるので、一部のサーボアンプが劣化して寿命に達したとしても、他のサーボモータは劣化が進行していない場合もある。そうするとサーボアンプの交換が無駄になる場合もある。 As in the conventional electric injection molding machine, even if each servo amplifier supplies three-phase AC power to only one corresponding motor, it can be operated without any problem. However, there are some issues to be solved. Specifically, the servo amplifier that drives some servomotors has a problem that arises because its life is slightly shorter than that of the servomotors that drive other servomotors. Of the multiple servomotors installed in the electric injection molding machine, an injection shaft that drives the screw in the axial direction for injection, a plasticized shaft that drives the screw in the rotational direction to plasticize the injection material, The three servomotors of the mold opening / closing shaft that drive the mold clamping mechanism to mold the mold require a large amount of electric power. Therefore, although large-capacity servo amplifiers are used to supply three-phase AC power to these servo motors, a large current flows through these servo amplifiers. A power transistor made of an IGBT is provided in the servo amplifier, but when a large current flows and heating and cooling are repeated, the deterioration of the power transistor progresses. Then, the life is shortened as compared with the servo amplifier of another servo motor which requires relatively little electric power. When the servo amplifier reaches the end of its life and fails, the molding cycle must be stopped, which affects production. If the life of these servo amplifiers can be extended, the frequency of stopping the molding cycle can be reduced, but this cannot be done with a conventional electric injection molding machine. If any one of the injection shaft, plastic shaft, and mold opening / closing shaft servo amplifiers fails, the other two servo amplifiers can be replaced at the same time, so that a conventional electric injection molding machine can be used. Even so, it seems possible to at least reduce the frequency with which the molding cycle is stopped. However, the degree of deterioration of these servo motors varies greatly depending on the operating conditions of the electric injection molding machine, so even if some servo amplifiers deteriorate and reach the end of their service life, the deterioration of other servo motors progresses. It may not be. Then, the replacement of the servo amplifier may be wasted.
本発明は、上記したような問題点を解決した電動射出成形機を提供することを目的とし、具体的には、大電力を必要とするサーボモータのサーボアンプに対して、可及的に寿命を延ばすことができ、これによって成形サイクルの停止の頻度を小さくすることができ、さらには寿命に達したサーボアンプの交換時に他のサーボアンプも一緒に交換する場合においてその交換が無駄にならないような、そのような電動射出成形機を提供することを目的としている。 An object of the present invention is to provide an electric injection molding machine that solves the above-mentioned problems. Specifically, the life of a servomotor of a servomotor that requires a large amount of power is as long as possible. This can reduce the frequency of stoppage of the molding cycle, and also prevent the replacement from being wasted when replacing the servo amplifier that has reached the end of its life with other servo amplifiers. It is an object of the present invention to provide such an electric injection molding machine.
本発明は、上記目的を達成するために、サーボアンプとサーボモータの接続を切り換えられる電動射出成形機として構成する。電動射出成形機はコンバータを備え、工場からの三相交流電力を直流電力に変換している。そしてこの直流電力をサーボアンプによって所望の三相交流電力に変換してサーボモータに供給している。本発明においては、電動射出成形機に設けられている複数個のサーボアンプの中で、射出軸と可塑化軸と型開閉軸のそれぞれに対応する３台のサーボモータのうち少なくとも２台以上について切換対象群とする。そして切換対象群のサーボモータはこれらと同数のサーボアンプに対して相互に切り換え可能なセレクタを介して接続する。 The present invention is configured as an electric injection molding machine capable of switching the connection between a servo amplifier and a servo motor in order to achieve the above object. The electric injection molding machine is equipped with a converter and converts three-phase AC power from the factory into DC power. Then, this DC power is converted into a desired three-phase AC power by the servo amplifier and supplied to the servo motor. In the present invention, among the plurality of servo amplifiers provided in the electric injection molding machine, at least two or more of the three servomotors corresponding to the injection shaft, the plasticization shaft, and the mold opening / closing shaft are used. It is a switching target group. Then, the servomotors of the switching target group are connected to the same number of servo amplifiers as these via a selector that can be switched to each other.
すなわち、請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するために、外部から供給される三相交流電力がコンバータによって直流電圧に変換され、該直流電圧がサーボアンプによって所望の三相交流電力に変換されて、これが各サーボモータに供給される電動射出成形機であって、射出装置のスクリュを軸方向に駆動する射出軸と、前記スクリュを回転方向に駆動する可塑化軸と、型締装置の型締機構を駆動する型開閉軸のそれぞれに対応する３台のサーボモータのうち、少なくとも２台以上のサーボモータが切換対象群とされ、該切換対象群のサーボモータはこれらと同数のサーボアンプに対して相互に切り換え可能なセレクタを介して接続されていることを特徴とする電動射出成形機として構成される。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電動射出成形機において、前記電動射出成形機のコントローラが前記サーボアンプの運転履歴に基づいて切換のタイミングを計算し、前記コントローラのモニタに前記セレクタの操作を促すメッセージが出力されるようになっていることを特徴とする電動射出成形機として構成される。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の電動射出成形機において、前記電動射出成形機のコントローラが前記サーボアンプの運転履歴に基づいて切換のタイミングを計算し、前記セレクタの操作を促すための情報を、外部機器に送信するようになっていることを特徴とする電動射出成形機として構成される。
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の電動射出成形機において、前記電動射出成形機のコントローラが前記サーボアンプの運転履歴に基づいて切換のタイミングを計算し、前記セレクタが切り換えられるようになっていることを特徴とする電動射出成形機として構成される。
That is, in the invention according to claim 1, in order to achieve the above object, the three-phase AC power supplied from the outside is converted into a DC voltage by the converter, and the DC voltage is converted into a desired three-phase AC power by the servo amplifier. This is an electric injection molding machine that is converted to and supplied to each servomotor, and has an injection shaft that drives the screw of the injection device in the axial direction, a plasticized shaft that drives the screw in the rotational direction, and mold clamping. Of the three servomotors corresponding to each of the mold opening / closing shafts that drive the mold clamping mechanism of the device, at least two or more servomotors are included in the switching target group, and the number of servomotors in the switching target group is the same as these. It is configured as an electric injection molding machine characterized in that it is connected to a servo amplifier via a selector that can be switched with each other.
According to the second aspect of the present invention, in the electric injection molding machine according to the first aspect, the controller of the electric injection molding machine calculates the switching timing based on the operation history of the servo amplifier, and monitors the controller. It is configured as an electric injection molding machine characterized in that a message prompting the operation of the selector is output.
According to the third aspect of the present invention, in the electric injection molding machine according to the first aspect, the controller of the electric injection molding machine calculates the switching timing based on the operation history of the servo amplifier, and operates the selector. It is configured as an electric injection molding machine characterized in that information for prompting is transmitted to an external device.
According to the fourth aspect of the present invention, in the electric injection molding machine according to the first aspect, the controller of the electric injection molding machine calculates the switching timing based on the operation history of the servo amplifier, and the selector is switched. It is configured as an electric injection molding machine characterized by the above.
以上のように本発明は、外部から供給される三相交流電力がコンバータによって直流電圧に変換され、該直流電圧がサーボアンプによって所望の三相交流電力に変換されて、これが各サーボモータに供給される電動射出成形機を対象としている。そして本発明は、射出装置のスクリュを軸方向に駆動する射出軸と、スクリュを回転方向に駆動する可塑化軸と、型締装置の型締機構を駆動する型開閉軸のそれぞれに対応する３台のサーボモータのうち、少なくとも２台以上のサーボモータが切換対象群とされ、該切換対象群のサーボモータはこれらと同数のサーボアンプに対して相互に切り換え可能なセレクタを介して接続されている。一般に切換対象群のサーボモータに接続されているサーボアンプは、劣化の進行に差が生じる。本発明ではセレクタによって接続を相互に切り換えることができるので、複数台のサーボアンプにおける劣化の進行を同程度にすることができる。つまり劣化の進行を平滑化できる。これによって複数台のサーボアンプについて実質的に寿命を延ばすことができ、成形サイクルの停止の頻度を小さくすることができる。そして劣化の進行が平滑化するので、全てのサーボアンプは一様に寿命に近づく。そうすると、全てのサーボアンプを交換したとしても、寿命が十分に残っているサーボアンプを交換してしまう虞がなく、無駄は生じない。他の発明によると、電動射出成形機のコントローラがサーボアンプの運転履歴に基づいて切換のタイミングを計算し、コントローラのモニタにセレクタの操作を促すメッセージが出力されるようになっている。さらに他の発明によると、電動射出成形機のコントローラがサーボアンプの運転履歴に基づいて切換のタイミングを計算し、セレクタの操作を促すための情報を、外部機器に送信するようになっている。それぞれのサーボアンプの運転履歴に基づいて切換タイミングを計算するようにするので、メッセージに従ってあるいは外部機器に送信される情報に従って、セレクタを操作すれば、複数台のサーボアンプにおける劣化の進行を、より平滑化することができる。他の発明によると、電動射出成形機のコントローラがサーボアンプの運転履歴に基づいて切換のタイミングを計算し、セレクタが切り換えられるようになっている。操作者の手間が不要であり、複数台のサーボアンプの劣化の進行が平滑化することになる。 As described above, in the present invention, the three-phase AC power supplied from the outside is converted into a DC voltage by the converter, the DC voltage is converted into a desired three-phase AC power by the servo amplifier, and this is supplied to each servomotor. It is intended for electric injection molding machines. The present invention corresponds to an injection shaft that drives the screw of the injection device in the axial direction, a plasticized shaft that drives the screw in the rotational direction, and a mold opening / closing shaft that drives the mold clamping mechanism of the mold clamping device. Of the servomotors, at least two or more servomotors are set as the switching target group, and the servomotors of the switching target group are connected to the same number of servo amplifiers via selectors that can be switched to each other. There is. Generally, the servo amplifiers connected to the servomotors of the switching target group have a difference in the progress of deterioration. In the present invention, since the connections can be switched between each other by the selector, the progress of deterioration in a plurality of servo amplifiers can be made the same. That is, the progress of deterioration can be smoothed. As a result, the life of the plurality of servo amplifiers can be substantially extended, and the frequency of stopping the molding cycle can be reduced. And since the progress of deterioration is smoothed, all the servo amplifiers uniformly approach the life. Then, even if all the servo amplifiers are replaced, there is no risk of replacing the servo amplifiers having a sufficient life, and no waste occurs. According to another invention, the controller of the electric injection molding machine calculates the switching timing based on the operation history of the servo amplifier, and a message prompting the operation of the selector is output to the controller monitor. According to still another invention, the controller of the electric injection molding machine calculates the switching timing based on the operation history of the servo amplifier, and transmits information for prompting the operation of the selector to the external device. Since the switching timing is calculated based on the operation history of each servo amplifier, if the selector is operated according to the message or the information transmitted to the external device, the progress of deterioration in multiple servo amplifiers can be further improved. Can be smoothed. According to another invention, the controller of the electric injection molding machine calculates the switching timing based on the operation history of the servo amplifier, and the selector can be switched. There is no need for an operator, and the progress of deterioration of a plurality of servo amplifiers is smoothed.
以下、本発明の実施の形態を説明する。本発明の第１の実施の形態に係る電動射出成形機のモータ駆動システム１は、図１の（Ａ）に示されているように、工場電源３からの三相交流電力を直流電力に変換して直流電力線５に供給するコンバータ４、この直流電力線５に接続されている複数台のサーボアンプ８、９、…、から概略構成されている。このモータ駆動システム１によって駆動されるサーボモータは、従来の電動射出成形機と同様に、射出装置のスクリュを軸方向に駆動する射出軸のサーボモータ１５と、スクリュを回転方向に駆動する可塑化軸のサーボモータ１６と、型締装置の型締機構を駆動する型開閉軸のサーボモータ１７と、突出装置の突出機構を駆動する突出軸のサーボモータ１８とがある。なお図には示されていないが、必要に応じて、型厚調整機構を駆動する型厚調整軸のインダクションモータ等、他のモータが設けられていてもよい。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. The motor drive system 1 of the electric injection molding machine according to the first embodiment of the present invention converts the three-phase AC power from the
本実施の形態に係るモータ駆動システム１においても、突出軸のサーボモータ１８には、専用のサーボアンプつまり突出軸サーボアンプ１３が設けられ、突出軸サーボアンプ１３によって生成される三相交流電力は突出軸のサーボモータ１８にのみ供給されるようになっている。しかしながら、比較的大電力を必要とする、射出軸、可塑化軸、型開閉軸の各サーボモータ１５、１６、１７に対しては、同数の３台の大容量のサーボアンプ、つまり第１〜３の共用サーボアンプ８、９、１０がそれぞれセレクタ２１、２２、２３を介して接続されている。本実施の形態においてはセレクタ２１、２２、２３は電磁接触器からなる。セレクタ２１を切り換えると、第１〜３の共用サーボアンプ８、９、１０のいずれかが射出軸のサーボモータ１５に接続され、セレクタ２２を切り換えると、第１〜３の共用サーボアンプ８、９、１０のいずれかが可塑化軸のサーボモータ１６に接続され、セレクタ２３を切り換えると、第１〜３の共用サーボアンプ８、９、１０のいずれかが型開閉軸のサーボモータ１７に接続される。つまり射出軸のサーボモータ１５、可塑化軸のサーボモータ１６、型開閉軸のサーボモータ１７は、第１〜３の共用サーボアンプ８、９、１０に切換接続される切換対象群のサーボモータになっている。なお、セレクタ２１、２２、２３は互いに連動して駆動され、複数台の共用サーボアンプ８、９、１０が同時に１台のサーボモータ１５、１６、…に接続されることはない。つまりどのサーボモータ１５、１６、１７にも必ず１台の共用サーボアンプ８、９、１０が接続されるようになっている。
Also in the motor drive system 1 according to the present embodiment, the protruding
サーボアンプ８、９、…は、周知のようにＩＧＢＴからなるパワートランジスタやダイオード等から構成されている。ＩＧＢＴは温度変化が繰り返されると劣化が進行し、やがて寿命に達する。大容量の第１〜３の共用サーボアンプ８、９、１０におけるＩＧＢＴは突出軸サーボアンプ１３のＩＧＢＴに比して大電力が流れるので必然的に温度変化が大きくなる。従って、概ね第１〜３の共用サーボアンプ８、９、１０のＩＧＢＴの劣化の進行は突出軸サーボアンプ１３のＩＧＢＴに比して早い。ただし、第１〜３の共用サーボアンプ８、９、１０のＩＧＢＴのの劣化の進行の早さにはバラツキがあり、射出軸のサーボモータ１５、可塑化軸のサーボモータ１６、型開閉軸のサーボモータ１７のいずれに接続されているかによって変わる。さらには電動射出成形機で実施される運転条件によっても変わる。本実施の形態に係る電動射出成形機では、セレクタ２１、２２、２３を適宜切り換えることによって、第１〜３の共用サーボアンプ８、９、１０のそれぞれの劣化の進行を平均化、つまり劣化の度合いを平滑化することができる。これによって第１〜３の共用サーボアンプ８、９、１０の寿命を実質的に長くすることができる。
As is well known, the servo amplifiers 8, 9, ... Are composed of a power transistor, a diode, or the like made of an IGBT. When the temperature changes repeatedly, the IGBT deteriorates and eventually reaches the end of its life. Since the IGBTs in the large-capacity first to third shared
本実施の形態に係る電動射出成形機では、セレクタ２１、２２、２３について、適切なタイミングで切り換えることができるように、コントローラで計算している。具体的には、コントローラは第１〜３の共用サーボアンプ８、９、１０それぞれの運転履歴を監視する。この監視に基づいてコントローラは適切だと考えられるセレクタ２１、２２、２３の切換タイミングを計算する。そして切換タイミングに達すると、コントローラは付属するモニタにセレクタ２１、２２、２３の操作を促すメッセージを出力する。電動射出成形機の操作者はセレクタ２１、２２、２３を操作する。あるいはコントローラは自動的にセレクタ２１、２２、２３を切り換えて、操作者による操作を不要とする。いずれにしても切り換えることによって、第１〜３の共用サーボアンプ８、９、１０のうち、ＩＧＢＴの劣化の進行の度合いが大きくなったサーボアンプについては、電力消費が少なくＩＧＢＴの劣化の進行が遅い他のいずれかのサーボモータ１５、１６、１７に接続するようにし、ＩＧＢＴの劣化の進行の度合いが小さいサーボアンプについては電力消費が大きくＩＧＢＴの劣化の進行が早い他のいずれかのサーボモータ１５、１６、１７に接続するようにする。このようなセレクタ２１、２２、２３の切り換えを繰り返すと、第１〜３の共用サーボアンプ８、９、１０のＩＧＢＴの劣化の進行の度合いは長期的に見ると一様になる。つまり平滑化される。これによって、結果的に第１〜３の共用サーボアンプ８、９、１０の寿命を延ばすことができる。なお、セレクタ２１、２２、２３の操作を促すメッセージはコントローラに付属するモニタに表示するように説明したが、外部機器たとえばＰＣ等に情報を送信するようにして、セレクタ２１、２２、２３の操作を促してもよい。
In the electric injection molding machine according to the present embodiment, the selectors 21, 22, and 23 are calculated by the controller so that they can be switched at appropriate timings. Specifically, the controller monitors the operation history of each of the first to third shared
第１〜３の共用サーボアンプ８、９、１０それぞれの運転履歴から、コントローラがセレクタ２１、２２、２３の切換タイミングを計算する方法は色々ある。最初に説明する方法は、ＩＧＢＴの劣化の進行の度合いを評価して切換タイミングを決定する方法である。この方法においては、ＩＧＢＴの劣化について次のように扱っている。まずＩＧＢＴの劣化の進行に影響するＩＧＢＴの温度変化としては、素子温度すなわちジャンクション温度Ｔｊの変化、ベース温度あるいはケース温度Ｔｃの変化等がある。ジャンクション温度Ｔｊの変化は素子すなわちシリコンチップと絶縁基板間、もしくはシリコンチップとアルミワイヤ間の劣化に影響し、ケース温度Ｔｃの変化は絶縁基板と銅ベース間の半田接合部分の劣化に影響する。サーボアンプ８、９、…に設けられているＩＧＢＴにおいてはジャンクション温度Ｔｊの変化の方がケース温度Ｔｃの変化より十分に大きく、従って、ジャンクション温度Ｔｊの変化によって生じる劣化がＩＧＢＴの劣化の進行を律速している。そこで、ＩＧＢＴの劣化の進行の度合いを評価して切換タイミングを決定するとき、ジャンクション温度Ｔｊの変化すなわちΔＴｊを計算し、これに基づいて劣化の進行の度合いを評価することになる。ジャンクション温度Ｔｊの変化ΔＴｊは、次式で計算することができる。
There are various methods in which the controller calculates the switching timing of the selectors 21, 22, and 23 from the operation histories of the first to third shared
なお式中において、ジャンクションと表面間の熱抵抗Ｒｔｈは、ジャンクションとケース間の熱抵抗Ｒｔｈ（ｊ−ｃ）と、ケースと表面間の熱抵抗Ｒｔｈ（ｃ−ｓ）の和として与えられ、ＩＧＢＴのＯＮ時間によって若干値が変化するが、一般的な成形サイクルにおける第１〜３の共用サーボアンプ８、９、１０のＩＧＢＴのスイッチング頻度とＯＮ時間とを考慮すれば、概ね一定の値として扱うことができる。またＯＮ時間ｔは、ＩＧＢＴの１回あたりのスイッチング時間ではなく、ＩＧＢＴを所定時間だけ継続してＯＮ／ＯＦＦするときの、その所定時間を意味しており、例えば射出軸のサーボモータ１５を駆動するときは、スクリュの軸方向の駆動の開始から完了までの時間であり、可塑化軸のサーボモータ１６を駆動するときは、スクリュの回転を開始してから完了するまでの時間になる。コントローラは、上式に基づいて、射出軸、可塑化軸、型開閉軸のそれぞれのサーボモータ１５、１６、１７に対応する第１〜３の共用サーボアンプ８、９、１０のそれぞれのＩＧＢＴに対して、成形サイクルにおけるジャンクション温度Ｔｊの変化ΔＴｊを計算する。
In the equation, the thermal resistance R th between the junction and the surface is given as the sum of the thermal resistance R th (jc ) between the junction and the case and the thermal resistance R th ( cs ) between the case and the surface. The value changes slightly depending on the ON time of the IGBT, but it is almost constant considering the switching frequency and ON time of the IGBTs of the first to third shared
図２にはＩＧＢＴにおいて、ジャンクション温度Ｔｊの変化ΔＴｊと、その温度変化を許容できる回数との関係を示す、ＩＧＢＴの寿命を示すグラフが示されている。より詳しく説明すると、このグラフは所定のメーカの所定の型番のＩＧＢＴについての寿命を示すグラフあり、ＩＧＢＴの素子の最大温度が１５０℃になるように適切にＩＧＢＴを冷却しながらＩＧＢＴを駆動したとき、１％の個数のＩＧＢＴが故障するまでに駆動可能な回数を示している。例えば、ジャンクション温度Ｔｊが１００℃〜１５０℃で変化するようにＩＧＢＴを駆動をするとき、ΔＴｊは５０℃であり５．５×１０５回の温度変化が生じると１％の個数のＩＧＢＴが故障することを意味している。同様に、例えばジャンクション温度Ｔｊが１１０℃〜１５０℃で変化するようにＩＧＢＴを駆動をするとき、ΔＴｊは４０℃であり１．６×１０６回の温度変化が生じると１％の個数のＩＧＢＴが故障することを意味している。電動射出成形機において、温度変化は成形サイクル毎に生じるので、ＩＧＢＴの寿命を表す縦軸の回数は、成形サイクル回数と読み替えることができる。コントローラには、図２のグラフがデータ化されてテーブルとして格納されている。 FIG. 2 shows a graph showing the life of the IGBT, which shows the relationship between the change ΔT j of the junction temperature T j and the number of times the temperature change can be tolerated in the IGBT. More specifically, this graph is a graph showing the life of the IGBT of a predetermined model number of a predetermined manufacturer, and when the IGBT is driven while appropriately cooling the IGBT so that the maximum temperature of the element of the IGBT is 150 ° C. It shows the number of times that 1% of the IGBTs can be driven before they fail. For example, when driving the IGBT so that the junction temperature T j changes from 100 ° C. to 150 ° C., ΔT j is 50 ° C., and when the temperature changes 5.5 × 10 5 times, 1% of the IGBTs are used. Means that will break down. Similarly, for example, when the IGBT is driven so that the junction temperature T j changes from 110 ° C. to 150 ° C., ΔT j is 40 ° C., and the number of 1% when the temperature changes 1.6 × 10 6 times occur. It means that the IGBT of the above will break down. In the electric injection molding machine, since the temperature change occurs in each molding cycle, the number of times of the vertical axis representing the life of the IGBT can be read as the number of molding cycles. In the controller, the graph of FIG. 2 is converted into data and stored as a table.
コントローラは、射出軸のサーボモータ１５、可塑化軸のサーボモータ１６、型開閉軸のサーボモータ１７に接続されている第１〜３の共用サーボアンプ８、９、１０のそれぞれのＩＧＢＴに対するジャンクション温度Ｔｊの変化ΔＴｊを計算していることを既に説明したが、この温度変化ΔＴｊに対する運転可能な成形サイクル数を図２のグラフから、すなわちデータ化されたテーブルから得る。これが、射出軸のサーボモータ１５、可塑化軸のサーボモータ１６、型開閉軸のサーボモータ１７に接続されている、第１〜３の共用サーボアンプ８、９、１０のそれぞれのＩＧＢＴの寿命すなわち運転可能な成形サイクル回数になる。コントローラは、電動射出成形機を運転するとき、成形サイクルをカウントする。そしてＩＧＢＴ毎に運転可能な成形サイクル回数のうち、所定の割合に達したら、切換タイミングに達したと判断する。例えば、第１の共用サーボアンプ８が射出軸のサーボモータ１５に接続されていて、ＩＧＴＢの寿命の８０％に相当する成形サイクル回数に達したら切換タイミングに達したと判断する。コントローラはセレクタ２１、２２、２３の切り換えを促すメッセージを出力する。あるいは自動的に切り換える。既に寿命の８０％に相当する成形サイクル回数に達している第１の共用サーボアンプ８は、比較的劣化の進行の遅い他のサーボモータ、例えば型開閉軸のサーボモータ１７に接続され、そして射出軸サーボモータ１５は、比較的劣化の進行が小さい共用サーボアンプ、つまり共用サーボアンプ９、１０のいずれかに接続される。このようにすると、結果的に第１〜３の共用サーボアンプ８、９、１０の劣化の進行を平滑化できる。なお、この方法では、ジャンクション温度の変化ΔＴｊから運転可能な成形サイクル回数を得て、所定の割合の成形サイクルが終了したら切換タイミングに達したと判断するようにしているが、実際の運転においては運転条件によってジャンクション温度の変化ΔＴｊの大きさが変わり、ΔＴｊの大きさによって運転可能な成形サイクル回数も変わる。そこで、コントローラでは、ジャンクション温度変化ΔＴｊの大きさが変化しても、適切に切換タイミングを計算できるように、それぞれのジャンクション温度変化ΔＴｊにおける成形サイクルの回数をカウントし、どのくらいの割合の寿命が消費されたのかを評価し、消費された寿命を積算するようにする。例えば、ΔＴｊが４０℃のとき０．８×１０６回成形サイクルを実施したら、運転可能な成形サイクル回数の１．６×１０６回のうち５０％が消費されたと判断し、次いでΔＴｊが５０℃のとき１．６５×１０５回成形サイクルを実施したら、運転可能な成形サイクル回数の５．５×１０５回のうち３０％が消費されたと判断し、併せて８０％の寿命が消費されたと判断するようにする。これによって、正確にＩＧＢＴの寿命が計算できる。
The controller is a junction temperature for each IGBT of the first to third shared
第１〜３の共用サーボアンプ８、９、１０それぞれの運転履歴から、コントローラがセレクタ２１、２２、２３の切換タイミングを計算する方法は他にもある。例えば、単純に成形サイクル回数のみから切換タイミングを決定することができる。コントローラは、成形サイクルの回数が例えば１万回に達する毎にセレクタ２１、２２、２３の切り換えを推奨するメッセージを出力する。あるいは自動的に切り換える。射出軸のサーボモータ１５、可塑化軸のサーボモータ１６、型開閉軸のサーボモータ１７に対して割り当てる第１〜３の共用サーボアンプ８、９、１０がサイクリックに切り換えられる。このようにしても、第１〜３の共用サーボアンプ８、９、１０の劣化の進行の度合いは平滑化されることになる。または、切換タイミングを決定するとき、運転稼働時間のみから決定してもよく、例えば５０００時間毎に切換タイミングを設けるようにしてもよい。
There is another method in which the controller calculates the switching timing of the selectors 21, 22 and 23 from the operation histories of the first to third shared
本発明の第１の実施の形態に係る電動射出成形機においては、射出軸のサーボモータ１５、可塑化軸のサーボモータ１６、型開閉軸のサーボモータ１７の３台のサーボモータが、第１〜３の共用サーボアンプ８、９、１０に切換接続される切換対象群のサーボモータになっている。これに対して、切換対象群のサーボモータが２台であっても本発明を実施できる。具体的には、射出軸のサーボモータ１５、可塑化軸のサーボモータ１６、型開閉軸のサーボモータ１７のうち、いずれか２台のサーボモータを切換対象群とすることができる。図１の（Ｂ）には、射出軸のサーボモータ１５、可塑化軸のサーボモータ１６の２台のサーボモータを切換対象群とするモータ駆動システム１’が示されている。この第２の実施の形態においては、射出軸のサーボモータ１５と可塑化軸のサーボモータ１６は、第１、２の共用サーボアンプ８、９に対してセレクタ２１、２２を介して接続され、型開閉軸のサーボモータ１７は専用のサーボアンプである型開閉軸サーボアンプ１２に接続されている。セレクタ２１、２２を切り換えると、射出軸のサーボモータ１５と可塑化軸のサーボモータ１６に対して、第１、２の共用サーボアンプ８、９が切り換えられるので、第１、２の共用サーボアンプ８、９の劣化の進行の度合いが平滑化される。
In the electric injection molding machine according to the first embodiment of the present invention, the three servomotors of the
１ モータ駆動システム ３ 工場電源
４ コンバータ ５ 直流電力線
８ 第１の共用サーボアンプ ９ 第２の共用サーボアンプ
１０ 第３の共用サーボアンプ １２ 型開閉軸サーボアンプ
１３ 突出軸サーボアンプ １５ 射出軸サーボモータ
１６ 可塑化軸サーボモータ １７ 型開閉軸サーボモータ
１８ 突出軸サーボモータ ２１ セレクタ
２２ セレクタ ２３ セレクタ
1
Claims (4)
射出装置のスクリュを軸方向に駆動する射出軸と、前記スクリュを回転方向に駆動する可塑化軸と、型締装置の型締機構を駆動する型開閉軸のそれぞれに対応する３台のサーボモータのうち、少なくとも２台以上のサーボモータが切換対象群とされ、該切換対象群のサーボモータはこれらと同数のサーボアンプに対して相互に切り換え可能なセレクタを介して接続されていることを特徴とする電動射出成形機。 The three-phase AC power supplied from the outside is converted into a DC voltage by a converter, the DC voltage is converted into a desired three-phase AC power by a servo amplifier, and this is an electric injection molding machine supplied to each servomotor. hand,
Three servomotors corresponding to each of the injection shaft that drives the screw of the injection device in the axial direction, the plasticized shaft that drives the screw in the rotational direction, and the mold opening / closing shaft that drives the mold clamping mechanism of the mold clamping device. Of these, at least two or more servomotors are included in the switching target group, and the servomotors in the switching target group are connected to the same number of servo amplifiers via selectors that can be switched to each other. Electric injection molding machine.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019087295A JP2020183056A (en) | 2019-05-07 | 2019-05-07 | Electric injection molding machine that can switch servo amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019087295A JP2020183056A (en) | 2019-05-07 | 2019-05-07 | Electric injection molding machine that can switch servo amplifier |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2020183056A true JP2020183056A (en) | 2020-11-12 |
Family
ID=73044471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019087295A Pending JP2020183056A (en) | 2019-05-07 | 2019-05-07 | Electric injection molding machine that can switch servo amplifier |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2020183056A (en) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03261877A (en) * | 1990-03-12 | 1991-11-21 | Mitsubishi Electric Corp | Inverter apparatus |
| JPH08108457A (en) * | 1994-10-12 | 1996-04-30 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Motor-driven injection molding machine |
| JP2003153588A (en) * | 2001-11-09 | 2003-05-23 | Nissan Motor Co Ltd | Motor driver |
| JP2006254574A (en) * | 2005-03-09 | 2006-09-21 | Yaskawa Electric Corp | Protective device of inverter |
| JP2012076454A (en) * | 2010-09-07 | 2012-04-19 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Injection molding machine, and consumption monitoring system of power semiconductor element |
| JP2014019009A (en) * | 2012-07-17 | 2014-02-03 | Japan Steel Works Ltd:The | Electric injection molding machine having shared servo amplifier |
| JP2017019173A (en) * | 2015-07-10 | 2017-01-26 | 株式会社日本製鋼所 | Inverter cooling method and inverter cooling device of electromotive injection molding machine |
-
2019
- 2019-05-07 JP JP2019087295A patent/JP2020183056A/en active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03261877A (en) * | 1990-03-12 | 1991-11-21 | Mitsubishi Electric Corp | Inverter apparatus |
| JPH08108457A (en) * | 1994-10-12 | 1996-04-30 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Motor-driven injection molding machine |
| JP2003153588A (en) * | 2001-11-09 | 2003-05-23 | Nissan Motor Co Ltd | Motor driver |
| JP2006254574A (en) * | 2005-03-09 | 2006-09-21 | Yaskawa Electric Corp | Protective device of inverter |
| JP2012076454A (en) * | 2010-09-07 | 2012-04-19 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Injection molding machine, and consumption monitoring system of power semiconductor element |
| JP2014019009A (en) * | 2012-07-17 | 2014-02-03 | Japan Steel Works Ltd:The | Electric injection molding machine having shared servo amplifier |
| JP2017019173A (en) * | 2015-07-10 | 2017-01-26 | 株式会社日本製鋼所 | Inverter cooling method and inverter cooling device of electromotive injection molding machine |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105150524B (en) | vibration welding system | |
| EP1180850A2 (en) | Control unit of motor for injection molding machine | |
| JP4459168B2 (en) | Injection device and heating method of injection device | |
| KR101233847B1 (en) | Energy saving controller and apparatus or injection molder implementing the same | |
| US20090191295A1 (en) | Molding machine and temperature control method thereof | |
| JP2015030240A (en) | Electric machine and power monitoring method for electric machine | |
| JP2013240909A (en) | Injection molding machine and power regenerating device | |
| JP2020183056A (en) | Electric injection molding machine that can switch servo amplifier | |
| EP2522481B1 (en) | Injection molding machine | |
| JP5340625B2 (en) | Clamping device | |
| JP6532189B2 (en) | Injection molding machine | |
| JP4188729B2 (en) | Injection molding machine and temperature control method thereof | |
| JP5512584B2 (en) | Control device for injection molding machine and power converter | |
| JP2007130797A (en) | Control device of molding machine and control method of molding machine | |
| JP5015019B2 (en) | Control method and control device for heater of injection molding machine | |
| JP6963081B1 (en) | How to operate an electric injection molding machine | |
| JP2014046497A (en) | Method for estimating deterioration of heater of injection molding machine, and injection molding machine | |
| US20230349958A1 (en) | Consumed power calculation method for electric motor and industrial machine | |
| EP2674277A1 (en) | Injection molding machine | |
| JP5800938B2 (en) | Control device for injection molding machine having power converter control unit | |
| JP3586163B2 (en) | Control method of electric injection molding machine | |
| KR101329479B1 (en) | Heater control device using DC in high reliable injection molding apparatus | |
| JP2008149621A (en) | Injection molding machine | |
| CN107877781B (en) | Injection (mo(u)lding) machine | |
| JP2016221709A (en) | Industrial machinery |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190507 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200304 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200310 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20200915 |