JP3634289B2 - 射出成形機の駆動制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、可動盤等の可動部を変位させるサーボモータを駆動制御する射出成形機の駆動制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、射出成形機に付設した安全ドアが開いたなら、可動盤等の可動部を変位させるサーボモータの動作を停止させるようにした安全装置は、特開平10−296818号公報等で知られている。
【0003】
この種の安全装置は、例えば、型締装置を例にとった場合、通常、可動盤が型閉方向に移動している途中で安全ドアが開いたことをリミットスイッチにより検出し、この検出に基づく検出信号を、サーボモータを駆動制御するサーボ回路(サーボアンプ)のオーバトラベル端子やゼロクランプ端子に付与することにより、サーボモータの動作、即ち、可動盤(可動型)の移動を速やかに停止させている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の安全装置は、サーボ回路(駆動制御装置)を利用して構成されるが、サーボ回路は、各種の制御機能や処理機能を高速かつ高性能で実行するとともに、仕様変更やバージョンアップに容易に対応できるように、主要部をソフトウェア回路部により構成する場合も多く、上述した安全装置の動作もソフトウェア回路部における制御プログラム(ソフトウェア)に従って実行される。
【0005】
しかし、このようなソフトウェアを介したソフトウェア回路部は、上述した利点を有する反面、外部から飛来するノイズ等により誤動作を生じる虞れがあるとともに、プログラムミスやCPUの暴走等を生じる虞れもあるため、射出成形機における十分な安全性及び信頼性を確保するには限界があった。
【0006】
本発明は、このような従来の技術に存在する課題を解決したものであり、ソフトウェア回路部を用いたことに伴う利点を確保しつつ、射出成形機における安全性及び信頼性を飛躍的に高めることができる射出成形機の駆動制御装置の提供を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段及び実施の形態】
本発明は、可動部2を変位させるサーボモータ3を駆動制御する射出成形機Mの駆動制御装置1を構成するに際して、サーボモータ3に接続したサーボ回路4における所定の機能部5,5e…を、安全性に係わる重要度に応じて分け、重要度の高い機能部5となる、少なくとも安全ドアDが開いたことを検出してサーボモータ3の動作を停止させる安全回路部5sを、サーボモータ3に給電するパワードライバ11に対して駆動制御信号Scを付与する信号ラインLに直列接続した開閉スイッチ12と、安全ドアDが開いたことに基づく検出信号Sdが入力したことに基づいて停止指令信号Ssを出力し、この停止指令信号Ssに基づいて開閉スイッチ12を切換える論理回路13と、当該論理回路13から停止指令信号Ssが出力したなら、予め設定した遅延時間Tdだけ遅延させて開閉スイッチ12を切換える遅延回路14とを有するソフトウェアを介さないハードウェア回路部6により構成するとともに、他の機能部5e…をソフトウェアを介したソフトウェア回路部7により構成することを特徴とする。
【0008】
この場合、好適な実施の形態により、可動部2には、少なくとも型締装置Mcに備える可動盤2m,金型Cに付設したコア,金型Cに付設したエジェクタピン又は射出装置Miに備えるスクリュの一又は二以上を含ませることができる。
【0009】
これにより、重要度の高い機能部5である、少なくとも安全回路部5sは、ソフトウェアを介さないハードウェア回路部6により構成されるため、外部から飛来するノイズ等による誤動作の発生或いはプログラムミスやCPUの暴走等の発生は回避され、安全性及び信頼性が高められる。
【0010】
【実施例】
次に、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。
【0011】
まず、本実施例に係る駆動制御装置1の構成について、図1を参照して説明する。
【0012】
図1中、仮想線で示すMは射出成形機であり、機台Mb上に配設された射出装置Miと金型Cを取付けた型締装置Mcを備える。型締装置Mcは可動型Cmを取付けた可動盤2m(可動部2)を進退変位させるサーボモータ3を用いた駆動機構を備えるとともに、この型締装置Mcには安全ドアDとこの安全ドアDが開いたことを検出するリミットスイッチ16を付設する。図1の安全ドアDは閉じた状態を示し、図中左側にスライドさせて開くことができる。
【0013】
また、型締装置Mcはサーボモータ3を駆動制御する駆動制御装置1を備える。駆動制御装置1はサーボ回路4を備え、このサーボ回路4に、サーボモータ3及びこのサーボモータ3に付設した回転検出用のロータリエンコーダ17を接続するとともに、リミットスイッチ16を接続する。
【0014】
この場合、サーボ回路4は、本発明の要部を構成する。サーボ回路4は、通常、複数の機能部5,5e…の組合わせにより構成するため、各機能部5,5e…を重要度に応じて分ける。実施例のサーボ回路4は、安全ドアDが開いたことを検出してサーボモータ3の動作を停止させる安全回路部5sを重要度の高い機能部5とし、サーボアンプ本体部21を他の機能部5eとした。
【0015】
そして、サーボアンプ本体部21は、ソフトウェアを介したソフトウェア回路部7により構成する。サーボアンプ本体部21は、CPU及び各種メモリ等を内蔵するとともに、制御プログラム(ソフトウェア)を格納し、この制御プログラムに基づいて各種制御及び処理を実行するコンピュータ機能を備える。また、サーボアンプ本体部21には、分周部22を備え、この分周部22は、ロータリエンコーダ17から付与される二系統のパルス信号、即ち、A相パルスSaとB相パルスSbをそれぞれ分周する機能を有する。さらに、サーボアンプ本体部21は、不図示の中央コントローラに接続する。これにより、当該中央コントローラからサーボアンプ本体部21に対して指令値等が付与される。
【0016】
一方、11は、サーボモータ3に給電するパワードライバであり、このパワードライバ11には、AC電源が接続される。このパワードライバ11には、整流部,平滑部,パワートランジスタ等が含まれる。さらに、パワードライバ11は、後述する開閉スイッチ12を介してサーボアンプ本体部21に接続する。これにより、サーボアンプ本体部21からパワードライバ11に対して駆動制御信号Scが付与される。
【0017】
他方、安全回路部5sは、ソフトウェアを介さないハードウェア回路部6により構成する。ハードウェア回路部6は、論理回路13、この論理回路13の入力部に接続した回転方向検出回路31、論理回路13の出力部に接続した遅延回路14を備える。論理回路13は、複数の入力部と一つの出力部を備える。これにより、複数の入力部にそれぞれ付与される二値データに応じて出力部から停止指令信号Ssが出力する。この場合、図2に示すように、安全ドアDが開いたことによりOFFするリミットスイッチ16の一方の接点を論理回路13の入力部に接続するとともに、他方の接点を接地、即ち、0レベルに接続する。これにより、論理回路13の入力部には、安全ドアDが開いたことに基づく検出信号Sd(「1」信号)が入力する。なお、型締装置Mcにおける駆動制御装置1の論理回路13をサーボアンプの一部と見做した場合、リミットスイッチ16の一方の接点を接続する論理回路13における二つの入力部は、正転禁止のオーバトラベル端子(正転は型閉方向)と逆転禁止のオーバトラベル端子(逆転は型開方向)に対応する。また、この二つの入力部のうち一方の入力部(逆転禁止のオーバトラベル端子)にはキャンセル回路18を接続する。これにより、検出信号Sdは、キャンセル回路18を介して一方の入力部(逆転禁止のオーバトラベル端子)に付与されるとともに、他方の入力部(正転禁止のオーバトラベル端子)には直接付与される。このようなキャンセル回路18を接続することにより、後述する半自動オーバライドモードを選択した際には、キャンセル回路18にモード選択信号Sxが付与され、このキャンセル回路18により安全ドアDが開いたことに基づく一方の入力部(逆転禁止のオーバトラベル端子)に付与される検出信号Sdがキャンセルされ、「0」信号が付与される。
【0018】
一方、回転方向検出回路31には、分周信号Sao,Sboが付与される。分周部22には、ロータリエンコーダ17から出力するA相パルスSaとB相パルスSbがそれぞれ付与されるため、分周部22により分周された分周信号SaoとSboを比較することにより、サーボモータ3の回転方向を検出することができる。また、回転方向検出回路31から出力する回転方向検出信号Soは論理回路13の入力部に付与される。なお、回転方向検出信号Soは、一系統の信号であってもよいし二系統の信号であってもよい。
【0019】
他方、遅延回路14は、論理回路13から停止指令信号Ssが出力したなら、予め設定した遅延時間Tdだけ遅延させて開閉スイッチ12を切換える機能を備える。即ち、通常、サーボアンプ本体部21は、サーボモータ3の動作を停止させる停止制御信号を出力した場合、サーボモータ3に対する給電を停止すると同時に、慣性で回転するサーボモータ3の起電力をブレーキ抵抗に供給して電磁的な制動を行っているが、停止指令信号Ssにより開閉スイッチ12をOFFにした場合には、サーボモータ3とブレーキ抵抗を接続した制動回路(ダイナミックブレーキ)間も遮断されることになる。このため、遅延回路14を設けることにより、制動回路が一定時間働いた後、即ち、遅延時間Tdが経過した後に、停止指令信号Ssを付与し、開閉スイッチ12をOFFするようにした。したがって、リミットスイッチ16の検出信号Sdは、論理回路13に付与されると同時に、中央コントローラにも付与されることにより、サーボアンプ本体部21に付与される指令値は、0レベルとなる非常指令値に変更される。よって、高応答の停止制御と二重系統による確実な停止制御が実現される。
【0020】
また、上述したように、信号ラインLには開閉スイッチ12を直列接続する。これにより、開閉スイッチ12がONすれば、パワードライバ11とサーボアンプ本体部21間の信号ラインLが接続状態となり、パワードライバ11に対して駆動制御信号Scが付与されるとともに、開閉スイッチ12がOFFすれば、パワードライバ11とサーボアンプ本体部21間の信号ラインLが遮断状態となり、サーボアンプ本体部21に対する給電を停止することなく、サーボモータ3に対する給電を停止させることができる。
【0021】
次に、本実施例に係る駆動制御装置1の動作、特に、図1に示した型締装置Mcの動作について、図4に示す真理値表を参照しつつ図3に示すフローチャートに従って説明する。
【0022】
射出成形機Mは、手動モードに設定されている場合を想定する。今、不図示のスタートスイッチをONすれば、制御プログラムに従って、型閉動作、さらには型締動作が進行する(ステップS1)。したがって、安全ドアDを開かなければ、サーボアンプ本体部21は、指令値及びロータリエンコーダ17の出力に基づいて駆動制御信号Scがパワードライバ11に付与される。これにより、サーボモータ3に対するフィードバック制御が行われ、指令値に従って、型閉動作、さらには型締動作が行われる(ステップS1〜S3)。
【0023】
一方、型閉動作又は型締動作が進行している途中で安全ドアDを開けた場合を想定する。安全ドアDを開けることにより、リミットスイッチ16はOFFとなる(ステップS3,S4)。これにより、論理回路13の入力部に検出信号Sdが入力する(ステップS5)。この場合、図2に示すように、リミットスイッチ16がOFFとなることによって、図4に示すように、「1」信号が正転禁止のオーバトラベル端子と逆転禁止のオーバトラベル端子に対応する論理回路13の二つの入力部に入力する。他方、回転方向検出回路31から出力する回転方向検出信号So(「1」信号)も論理回路13の入力部に入力しており、このロジック、即ち、正転禁止のオーバトラベル端子に付与される「1」信号と回転方向検出信号Soの「1」信号に基づいて、論理回路13の出力部からは停止指令信号Ss(「1」信号)が出力する(ステップS6)。これにより、停止指令信号Ssは、開閉スイッチ12に付与され、開閉スイッチ12はOFFに切換えられる(ステップS7)。この結果、信号ラインLは遮断され、パワードライバ11は、サーボモータ3の動作を停止させる(ステップS8)。
【0024】
この際、前述したように、ミットスイッチ16の検出信号Sdは、論理回路13に付与されると同時に、中央コントローラにも付与されるとともに、論理回路13から出力する停止指令信号Ssは、遅延回路14により遅延時間Tdだけ遅れるため、最初に、サーボアンプ本体部21に付与される指令値が非常指令値に変更され、サーボアンプ本体部21の制動回路によりサーボモータ3が速やかに停止した後に、開閉スイッチ12がOFFに切換えられる。したがって、高応答の停止制御と二重系統による確実な停止制御が実現される。
【0025】
なお、上述した実施例では、手動モードによる型締工程について説明したが、図4に示すように、手動モードによる型開工程では、回転方向検出信号Soが「0」信号となるため、逆転禁止のオーバトラベル端子の「1」信号により停止指令信号Ssが出力する。また、自動モード及び半自動ノーマルモードにおいても上述した手動モードと同様に動作する。しかし、半自動オーバライドモードでは、切換信号Sxがキャンセル回路18に付与されるため、「1」信号がキャンセルされ、型開工程における逆転禁止のオーバトラベル端子には「0」信号が入力する。この結果、半自動オーバライドモードにおける型開時には、安全ドアDが開かれても開閉スイッチ12はONのままを維持し、マニュアル操作による型開きが許容される。
【0026】
さらに、実施例では、可動部2として型締装置Mcに備える可動盤2mについて説明したが、金型Cに付設したエジェクタピン(可動部2)や射出装置Miに備えるスクリュ(可動部2)に対しても同様に適用することができる。図2中、4eは金型Cに付設したエジェクタピンを変位させるサーボモータ3eを駆動制御するサーボ回路、4wは射出装置Miに備えるスクリュを回転させるサーボモータ3wを駆動制御するサーボ回路及び4iはスクリュを進退変位させるサーボモータ3iを駆動制御するサーボ回路を示す。いずれのサーボ回路4e,4w,4iも、前述したサーボ回路4と同様に、ハードウェア回路部6e,6w,6iとソフトウェア回路部7e,7w,7iによりそれぞれ構成される。なお、各ハードウェア回路部6e,6w,6iは、前述した半自動オーバライドモードは不要なため、リミットスイッチ16からの検出信号Sdが入力する論理回路13における入力部は一系統となる。また、図示は省略したが、金型Cに付設したコア(可動部2)を変位させるサーボモータを駆動制御するサーボ回路に対しても同様に実施することができる。
【0027】
よって、このような本実施例に係る駆動制御装置1によれば、重要度の高い機能部5、即ち、安全回路部5sは、ソフトウェアを介さないハードウェア回路部6により構成されるため、外部から飛来するノイズ等による誤動作の発生或いはプログラムミスやCPUの暴走等の発生は回避され、安全性及び信頼性を飛躍的に高められる。
【0028】
以上、実施例について詳細に説明したが、本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、細部の構成,手法等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更,追加,削除することができる。例えば、重要度の高い機能部5として、安全ドアDが開いたことに伴う安全回路部5sを例示したが、他の形態の安全回路部であってもよいし、安全回路部以外の他の回路であってもよい。また、重要度の高い機能部5…は、単一であるか複数であるかは問わない。
【0029】
【発明の効果】
このように、本発明に係る駆動制御装置は、サーボモータに接続したサーボ回路における所定の機能部を、安全性に係わる重要度に応じて分け、重要度の高い機能部となる、少なくとも安全ドアが開いたことを検出してサーボモータの動作を停止させる安全回路部を、サーボモータに給電するパワードライバに対して駆動制御信号を付与する信号ラインに直列接続した開閉スイッチと、安全ドアが開いたことに基づく検出信号が入力したことに基づいて停止指令信号を出力し、この停止指令信号に基づいて開閉スイッチを切換える論理回路と、この論理回路から停止指令信号が出力したなら、予め設定した遅延時間だけ遅延させて前記開閉スイッチを切換える遅延回路とを有するソフトウェアを介さないハードウェア回路部により構成するとともに、他の機能部をソフトウェアを介したソフトウェア回路部により構成したため、次のような顕著な効果を奏する。
【0030】
(1) 重要度の高い機能部となる安全回路部を、開閉スイッチ及びこの開閉スイッチを切換える論理回路を有するソフトウェアを介さないハードウェア回路部により構成し、他の機能部をソフトウェアを介したソフトウェア回路部により構成するため、ソフトウェア回路部を用いたことに伴う利点を確保しつつ、射出成形機における安全性及び信頼性を飛躍的に高めることができる。
【0031】
(2) 重要度の高い機能部として安全回路部に適用し、論理回路からの停止指令信号の出力に基づいて、予め設定した遅延時間だけ遅延させて開閉スイッチを切換える遅延回路を設けたため、サーボアンプ本体部の制動回路によりサーボモータを速やかに停止させた後に、開閉スイッチをOFFに切換えることができ、高応答の停止制御と二重系統による確実な停止制御を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好適な実施例に係る駆動制御装置のブロック回路図、
【図2】同駆動制御装置の射出成形機全体における概要図、
【図3】同駆動制御装置の動作を説明するためのフローチャート、
【図4】同駆動制御装置の動作に係る真理値表、
【符号の説明】
1 駆動制御装置
2 可動部
3 サーボモータ
4 サーボ回路
5 所定の機能部(重要度の高い機能部)
5e 所定の機能部(他の機能部)
6 ハードウェア回路部
7 ソフトウェア回路部
M 射出成形機
Claims (2)
- 可動部を変位させるサーボモータを駆動制御する射出成形機の駆動制御装置において、前記サーボモータに接続したサーボ回路における所定の機能部を、安全性に係わる重要度に応じて分け、重要度の高い機能部となる、少なくとも安全ドアが開いたことを検出して前記サーボモータの動作を停止させる安全回路部を、前記サーボモータに給電するパワードライバに対して駆動制御信号を付与する信号ラインに直列接続した開閉スイッチと、前記安全ドアが開いたことに基づく検出信号が入力したことに基づいて停止指令信号を出力し、この停止指令信号に基づいて前記開閉スイッチを切換える論理回路と、この論理回路から停止指令信号が出力したなら、予め設定した遅延時間だけ遅延させて前記開閉スイッチを切換える遅延回路とを有するソフトウェアを介さないハードウェア回路部により構成するとともに、他の機能部をソフトウェアを介したソフトウェア回路部により構成することを特徴とする射出成形機の駆動制御装置。
- 前記可動部には、少なくとも型締装置に備える可動盤,金型に付設したコア,金型に付設したエジェクタピン又は射出装置に備えるスクリュの一又は二以上を含むことを特徴とする請求項1記載の射出成形機の駆動制御装置。
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