JP2674941B2 - 成形機における圧力検出系の異常検出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、成形機における圧力検
出系の異常検出方法に係わり、さらに詳しくは、射出成
形機の射出スクリューや可動盤等の可動部材の駆動源に
取り付けられた圧力検出系、あるいは、加熱筒内の圧力
や金型内の圧力を検出する圧力検出系に好適に用いられ
る異常検出方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、成形機、例えば、射出成形機にお
いては、射出シリンダーや型締め装置等の油圧装置の作
動制御や作動状態のモニター等に用いる圧力信号を検出
するために、あるいは、加熱筒内の圧力や金型内の圧力
を検出するために、圧力検出系が設けられている。

【０００３】そして、前述した射出成形機の射出スクリ
ューの駆動源に適用された圧力検出系として、図３に示
す構造のものが一般に知られている。この射出成形機１
およびその圧力検出系について説明すれば、射出成形機
１は、可動部材としての射出スクリュー２と、この射出
スクリュー２が回転自在にかつ長さ方向に移動可能に装
着された加熱筒３と、前記射出スクリュー２の後端に接
続され、この射出スクリュー２を回転させるとともに長
さ方向に往復移動させる駆動源としての両ロッド式油圧
シリンダー４と、この油圧シリンダー４に形成されてい
る一対の油圧室５・６に作動油を供給するサーボ弁７
と、前記油圧シリンダー４に取り付けられて、前記両油
圧室５・６内の圧力を検出する圧力センサー８・９と、
前記射出スクリュー２の速度制御のための移動速度や、
圧力制御のための圧力等を設定するとともに、前記両圧
力センサー８・９からの検出信号と、前記油圧シリンダ
ー４の射出ラム１０に取り付けられた位置センサー１１
からの射出スクリュー４の位置検出信号とに基づき、前
記サーボ弁７の駆動を制御するサーボ制御装置１２とに
よって構成されており、前記油圧シリンダー４、サーボ
弁７、圧力センサー８・９、および、サーボ制御装置１
２とによって油圧系が構成されている。

【０００４】また、前記サーボ制御装置１２は、前記位
置センサー１１からの検出信号に基づいて、前記射出ス
クリュー２の移動速度を演算する速度変換部１３と、こ
の速度変換部１３からの信号を速度のフィードバック信
号として、このフィードバック信号と予め入力される速
度信号との比較を行ない、その結果に基づき速度の補正
信号を出力する速度演算部１４と、前記各圧力センサー
８・９からの検出信号を増幅する差動増幅器１５・１６
と、これらの差動増幅器１５・１６からの出力信号に基
づいて、前記油圧シリンダー４における射出圧力を演算
する差分器１７と、この差分器１７から出力される信号
を射出圧力のフィードバック信号として、予め入力され
る圧力信号との比較を行ない、その結果に基づき圧力の
補正信号を出力する圧力演算部１８と、この圧力演算部
１８および前記速度演算部１４が選択的に接続されて、
これらからの出力される補正信号を増幅して、前記サー
ボ弁７へ駆動信号として出力するサーボ増幅部１９とを
備えており、前記両圧力センサー８・９、差動増幅器１
５・１６、および、差分器１７によって圧力検出系が構
成されている。

【０００５】さらに、前記サーボ弁７には、作動油を供
給する圧力源２０と、前記油圧シリンダー４から排出さ
れる作動油が排出されるドレンタンク２１とが接続され
ている。

【０００６】また、前記圧力センサー８・９は、図４に
示すように、ブリッジ回路を持った歪ゲージ式のものが
一般的に用いられており、複数のコンデンサー２２を用
いた安定化回路を経て前記差動増幅器１５・１６へ接続
されている。

【０００７】このように構成された射出成形機１におい
ては、速度演算部１４や圧力演算部１８からの出力信号
に基づいてサーボ弁７が駆動制御されることにより、油
圧シリンダー４への作動油の供給が制御され、これによ
って、前記射出スクリュー２の作動が、速度制御あるい
は圧力制御の下で行なわれるようになっている。

【０００８】また、前記射出スクリュー２の作動制御の
最中において、前記油圧シリンダー４の両圧力室５・６
内の圧力が各圧力センサー８・９によって検出されると
ともに、差動増幅器１５・１６によって増幅され、これ
らの検出信号に基づき差分器１７において油圧シリンダ
ー４における圧力が演算されて、フィードバック信号と
して圧力演算部に送り込まれて、フィードバック制御が
行なわれるようになっている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
射出成形機１においては、前記圧力センサー８・９等の
圧力検出系が正常に接続されている場合には問題ない
が、例えば、射出成形機１の組立時における配線不良や
断線、あるいは、圧力センサー８・９自体の断線といっ
た不具合が生じると、正常な信号検出が行なえなくなる
ばかりでなく、射出スクリュー２や可動盤等の可動部材
の作動開始前においてその不具合が検出されないと、可
動部材の作動制御が継続して行なわれることとなり、射
出成形機１の誤動作を招き、また、射出スクリュー２あ
るいは金型等の構成部材の損傷を招いてしまうことか
ら、射出スクリュー２や可動盤等の可動部材の作動前に
おいて、前述の不具合を検出する必要があり、その対策
が望まれている。また、この種の対策としては、実開平
５−５３９１８号公報に開示されている射出成形機にお
ける圧力検出センサ診断装置が知られているが、同装置
は圧力検出センサの異常診断のために備えられた特別な
機器により圧力検出センサの異常診断を行うものであ
る。

【００１０】また、このような不具合は、前述した射出
成形機における可動部材の駆動源に併設されている圧力
検出系のみならず、加熱筒内の内圧や金型内の内圧を検
出する圧力検出系においても同様に発生するおそれがあ
る。

【００１１】本発明は、前述した従来の問題点に鑑みて
なされたもので、成形機の作動開始前において、特別な
機器を付加することなく、圧力検出系の異常検出を行な
い得る異常検出方法を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
成形機における圧力検出系の異常検出方法は、前述した
目的を達成するために、成形機に取り付けられた圧力セ
ンサーに差動増幅器を接続して圧力検出系を構成し、前
記成形機の作動停止時において、前記差動増幅器からの
出力信号と、予め設定されている許容電圧変化領域との
比較を行ない、前記差動増幅器からの出力信号が、前記
許容電圧変化領域を越えた際に異常信号を出力すること
を特徴とする。

【００１３】また、請求項２記載の成形機における圧力
検出系の異常検出方法は、請求項１における、差動増幅
器からの出力信号と設定された許容電圧変化領域との比
較を、成形機に備えられたサーボ弁への作動信号が出力
されたのち、所定時間経過後に行なうことを特徴とす
る。

【００１４】

【作用】本発明の請求項１記載の成形機における圧力検
出系の異常検出方法は、圧力センサー自体の断線や、こ
の圧力センサーに接続されている差動増幅器との間の配
線に断線等があると、差動増幅器の入力端が開放され
て、入力電圧が零のときに出力電圧を零とするバイアス
電流がなくなり、この結果、差動増幅器からの出力が＋
側あるいは−側へドリフトしてしまう現象が生じる。そ
して、例えば、圧力センサーの正常時における出力信号
の許容変化量が既知であることから、この許容変化量を
基準として許容電圧変化領域を設定しておくことによ
り、元来成形機の圧力検出系に備えられている差動増幅
器からの出力電圧がドリフトにより前記許容電圧変化領
域を越えた場合に異常信号が出力される。この比較処理
は、成形機の停止時に行なわれ、したがって、成形機の
作動前において圧力検出系における異常の有無が検出さ
れる。

【００１５】また、本発明の請求項２記載の成形機にお
ける圧力検出系の異常検出方法は、請求項１における許
容電圧変化領域と差動増幅器からの出力信号との比較
を、成形機に備えられたサーボ弁への作動信号が出力さ
れたのち、所定時間経過後において行なうことにより、
正常時の圧力変化に伴う出力信号の変化領域を避けた領
域に異常検出領域が設定される。これによって、可動部
材の作動制御が行なわれる前に異常の有無の検出が行な
われて、成形機の作動初期において不具合が検出される
とともに、正常動作時の信号と異常時の信号とが明確に
区別されて、異常検出の誤動作が防止される。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図１およ
び図２を参照して説明する。まず、本発明の異常検出方
法の説明に先立って、異常検出方法を好適に実施するた
めの、異常検出装置の一構造例について説明する。な
お、以下の説明中、図３および図４に示す従来の成形機
と共通する部分については同一符号を用いて説明を簡略
化する。

【００１７】図１において符号３０は本実施例が適用さ
れた成形機としての射出成形機を示し、射出スクリュー
２と、この射出スクリュー２が装着された加熱筒３と、
前記射出スクリュー２の作動用の両ロッド式油圧シリン
ダー４と、この油圧シリンダー４に形成されている一対
の油圧室５・６に作動油を供給するサーボ弁７と、前記
両油圧室５・６内の圧力を検出する圧力センサー８・９
と、前記サーボ弁７の駆動を制御するサーボ制御装置１
２とによって構成されており、前記油圧シリンダー４、
サーボ弁７、圧力センサー８・９、および、サーボ制御
装置１２とによって油圧系が構成されている。

【００１８】また、前記サーボ制御装置１２は、従来と
同様に、速度変換部１３、速度の補正信号を出力する速
度演算部１４、前記各圧力センサー８・９からの検出信
号が差動増幅器１５・１６を経て入力される差分器１
７、圧力の補正信号を出力する圧力演算部１８、およ
び、この圧力演算部１８あるいは前記速度演算部１４が
選択的に接続されて、これらからの出力される補正信号
を増幅して前記サーボ弁７へ駆動信号として出力するサ
ーボ増幅部１９と、前記両差動増幅器１５・１６からの
出力信号が個別に入力される圧力モニター部３１が設け
られている。

【００１９】そして、前記圧力モニター部３１は、前記
各差動増幅器１５・１６に、Ａ／Ｄ変換器３２・３３を
介して接続されているとともに、その内部には、図２に
示すように、圧力検出系の異常を検出するための基準と
なる＋側の異常ゾーンＺ1と、−側の異常ゾーンＺ2、お
よび、両異常ゾーンＺ1・Ｚ2間に設定された許容電圧変
化領域Ｓが予め格納されている。

【００２０】ついで、このように構成された射出成形機
３０の作用とともに、本実施例に係わる異常検出方法に
ついて説明する。

【００２１】この射出成形機３０においては、例えば、
電源投入等により圧力源２０が作動させられるととも
に、この圧力源２０からサーボ弁７へ作動油の供給がな
されるが、サーボ弁７の両ポートから油圧シリンダー４
へ供給される作動油の圧力が直線的に上昇し、圧力源２
０において発生させられている圧力のほぼ半分の圧力に
至って平衡状態となる。

【００２２】この状態において、サーボ弁７の両ポート
に連通されている油圧シリンダー４の両油圧室５・６内
の圧力も同様に上昇させられ、これらの圧力が、各圧力
センサー８・９によって検出されるとともに、各差動増
幅器１５・１６において増幅されたのちに差分器１７へ
入力され、この差分器１７において射出圧力が演算され
て圧力演算部１８へフィードバックされる。また、この
ような圧力演算部１８へのフィードバックとともに、各
差動増幅器１５・１６において増幅された信号が、Ａ／
Ｄ変換器３２・３３によってデジタル変換されて圧力モ
ニター部３１へ個別に入力されて個々に監視されてい
る。

【００２３】そして、この圧力モニター部３１において
は、前記各差動増幅器１５・１６からの出力信号として
の電圧と、予め設定されている許容電圧変化領域Ｓとの
比較が行なわれるが、前記圧力センサー８・９やこれら
の接続される配線等が正常である場合には、両油圧室５
・６に発生させられている圧力に応じた信号が、前記各
差動増幅器１５・１６から出力され、これらが、前記許
容電圧変化領域Ｓの上限あるいは下限よりも内側に位置
し、これによって、圧力検出系が正常状態にあると判断
されて、射出プログラムの実行が許容される。

【００２４】一方、前記圧力センサー８・９やその配線
系統に断線等がある場合、差動増幅器１５・１６の入力
側において電荷がチャージされることにより、差動増幅
器１５・１６の出力が＋側あるいは−側の何れかにドリ
フトし、前記圧力モニター部３１において、ある時間経
過後に、−側異常ゾーンＺ2や＋側異常ゾーンＺ1に突入
し、所定時間経過後に最大ドリフト点に到達する。これ
によって、圧力モニター部３１において、圧力検出系に
異常が生じたと判断されて異常信号が出力され、前述し
た射出プログラムの実行が阻止されるとともに、例え
ば、警告音の発音や警告灯の点滅等がなされる。

【００２５】したがって、圧力検出系に異常が生じた状
態においては、射出成形機３０の射出動作の開始前にお
いて、自動的に射出動作が阻止されることとなり、これ
によって、射出成形機３０の誤動作が防止され、可動部
材やこれに関連して設けられている諸構成部材の損傷が
防止される。

【００２６】ついで、本発明の請求項２記載の成形機に
おける圧力検出系の異常検出方法の一実施例について説
明する。

【００２７】本実施例における異常検出方法は、前記差
動増幅器１５・１６からの出力電圧と、前記許容電圧変
化領域Ｓとの比較を、駆動源としてのサーボ弁７への作
動信号が出力されたのち、所定時間経過後に行なうよう
にしたもので、本実施例においては、前記所定時間が、
つぎのようにして設定されている。

【００２８】すなわち、異常状態が発生した場合におい
て、差動増幅器１５・１６における最大ドリフト点は、
前記圧力センサー８・９に加えられている電圧に応じて
一義的に決まるとともに、射出成形機３０の電源投入
後、前記差動増幅器１５・１６からの出力信号はほぼ直
線的に増加し、最大ドリフト点に達するのに要する時間
もほぼ一義的に決まる。

【００２９】この条件から、異常状態において前記差動
増幅器１５・１６における出力電圧が、前記許容電圧変
化領域Ｓを突破して何れかの異常ゾーンＺ1・Ｚ2に突入
する時間Ｔ1も一義的に決まる。

【００３０】したがって、この時間Ｔ1を所定時間と
し、この所定時間経過後において前述した比較を行なう
ようにしたものである。

【００３１】このようなタイミングによって前記比較を
行なうことにより、許容電圧変化領域Ｓと異常ゾーンＺ
1・Ｚ2との２位置をとり得る状態において、前記差動増
幅器１５・１６からの出力電圧と前記許容電圧変化領域
Ｓとの比較が行なわれることとなる。

【００３２】したがって、異常状態において異常ゾーン
Ｚ1・Ｚ2へ向かう初期段階において、前記差動増幅器１
５・１６の出力電圧が許容電圧変化領域Ｓにあると判断
されるような誤検出が確実に防止される。

【００３３】なお、前記各実施例に示した各要素は一例
であって、設計要求あるいは、適用する成形機の種類に
応じて種々変更可能である。

【００３４】例えば、前記実施例においては、成形機と
して射出成形機を示したが、トランスファー成形機や押
し出し成形機への適用も可能であり、また、可動部材と
して射出スクリューとし、この射出スクリューを駆動す
る駆動源に併設されている圧力検出系へ適用した例につ
いて説明したが、これに代えて、可動金型が取り付けら
れる可動盤等の駆動源の圧力検出系への適用ももちろん
可能である。また、金型に取り付けられている内圧セン
サーや、加熱筒に取り付けられている内圧センサーを含
んだ圧力検出系への適用も可能である。さらに、圧力セ
ンサーとして歪ゲージ式の圧力センサーを例示したが、
水晶素子変換式の圧力センサー等、他の形式の圧力セン
サーを用いることも可能である。

【００３５】また、異常検出を成形機の電源投入時にお
いて行なう例について示したが、成形機の作動サイクル
の途中において、例えば、射出成形機において、射出完
了時点から充填工程へ移行する過程等、成形動作が停止
されて作動が再開される間において異常の検出を行なう
ことも可能である。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
記載の成形機における圧力系の異常検出方法によれば、
前記圧力センサーやその配線系統に断線等がある場合、
差動増幅器の入力側において電荷がチャージされ、差動
増幅器の出力が＋側あるいは−側の何れかにドリフトす
ることを検出することにより、圧力検出系に異常が生じ
たと判断して異常信号を出力する。そして、この異常信
号に基づき警告音の発音や警告灯の点滅等がなされる。
したがって、圧力検出系に異常がある場合、成形機の立
ち上げ時等に、差動増幅器における出力が直ちにドリフ
トして、成形機の作動開始前において異常を検出するこ
とができるとともに、この検出結果に基づき成形機の作
動を即座に停止させることができる。これによって、特
別の機器を付加することなしに成形機の誤動作を防止す
ることができる。特に、圧力検出系が可動部材の駆動源
に併設されている場合、可動部材の誤動作による可動部
材の損傷や、これに関連して設けられている諸構成部材
の損傷を防止することができる。

【００３７】また、本発明の請求項２記載の成形機にお
ける圧力検出系の異常検出方法は、前記差動増幅器から
の出力電圧と、許容電圧変化領域との比較を、成形機に
備えられたサーボ弁への作動信号が出力されたのち、所
定時間経過後に行なうようにしたから、異常状態におけ
る差動増幅器の立ち上がり段階において、差動増幅器の
出力電圧が許容電圧変化領域にあると判断するような誤
検出を確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例が適用された射出成形機の概
略およびその制御ブロック図である。

【図２】本発明の一実施例を示すもので、異常状態にお
ける差動増幅器における出力電圧の状態を示す図であ
る。

【図３】従来の成形機における制御ブロックを示す図で
ある。

【図４】従来の圧力検出系の一例を示す回路図である。

【符号の説明】

２ 射出スクリュー（可動部材） ４ 油圧シリンダー ５ 油圧室 ６ 油圧室 ７ サーボ弁 ８ 圧力センサー ９ 圧力センサー １５ 差動増幅器 １６ 差動増幅器 １７ 差分器 ３０ 射出成形機（成形機） ３１ 圧力モニター部 Ｚ1 ＋側異常ゾーン Ｚ2 −側異常ゾーン Ｓ 許容電圧変化領域

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 成形機に取り付けられた圧力センサーに
   差動増幅器を接続して圧力検出系を構成し、前記成形機
   の作動停止時において、前記差動増幅器からの出力電圧
   と、予め設定されている許容電圧変化領域との比較を行
   ない、前記差動増幅器からの出力電圧が、前記許容電圧
   変化領域を越えた際に異常信号を出力することを特徴と
   する成形機における圧力検出系の異常検出方法。
2. 【請求項２】 前記差動増幅器からの出力電圧と、設定
   された許容電圧変化領域との比較を、成形機に備えられ
   たサーボ弁への作動信号が出力されたのち、所定時間経
   過後に行なうことを特徴とする請求項１記載の成形機に
   おける圧力検出系の異常検出方法。