JP4008442B2 - 射出成形機の駆動制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、型締装置に備える可動盤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。

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。

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。
特開平１０−２９６８１８号

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。

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。

本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した射出成形機の駆動制御装置の提供を目的とするものである。

本発明は、上述した課題を解決するため、型締装置Ｍｃに備える可動盤２ｍ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を、安全回路部５ｓ（重要度の高い機能部５）と他の機能部５ｅ…に分け、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により構成するとともに、他の機能部５ｅ…は、ソフトウェアを介したソフトウェア回路部７により構成し、さらに、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に開閉スイッチ１２を直列接続し、手動モード，自動モード又は半自動ノーマルモードによる型開工程では、安全ドアＤが開いたことに基づく検出信号Ｓｄの入力により停止指令信号Ｓｓを出力し、この停止指令信号Ｓｓにより開閉スイッチ１２をＯＦＦにしてサーボモータ３の動作を停止させるとともに、半自動オーバライドモードによる型開工程では、検出信号Ｓｄをキャンセル回路１８によりキャンセルし、開閉スイッチ１２をＯＮのままに維持する安全回路部５ｓを設けてなることを特徴とする。

この場合、発明の好適な態様により、安全回路部５ｓには、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を備えることができる。また、安全回路部５ｓには、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を切換える遅延回路１４を備えることができる。

このような構成を有する本発明に係る射出成形機Ｍの駆動制御装置１によれば、次のような顕著な効果を奏する。

（１） サーボモータ３に接続したサーボ回路４を、安全回路部５ｓと他の機能部５ｅ…に分け、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により構成するとともに、他の機能部５ｅ…は、ソフトウェアを介したソフトウェア回路部７により構成したため、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、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の暴走等の発生を回避し、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。

（２） サーボモータ３の動作を停止させる安全装置に係わる機能を、手動モード，自動モード，半自動ノーマルモード及び半自動オーバライドモードの全てのモードに適用する場合であっても、半自動オーバライドモードによる型開工程では、マニュアル操作による型開きが許容されるため、半自動オーバライドモードが実施できなくなる不具合を解消することができる。

（３） 好適な実施の形態により、安全回路部５ｓに、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を設ければ、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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

次に、本実施例に係る駆動制御装置１（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。

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にすれば、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，Ｓ２，Ｓ３）。

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）。

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。

なお、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、本発明に従って切換信号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。

このように、サーボモータ３の動作を停止させる安全装置に係わる機能を、手動モード，自動モード，半自動ノーマルモード及び半自動オーバライドモードの全てのモードに適用する場合であっても、半自動オーバライドモードによる型開工程では、マニュアル操作による型開きが許容されるため、半自動オーバライドモードが実施できなくなる不具合を解消することができる。

なお、実施例では、型締装置Ｍｃのサーボモータ３に接続したサーボ回路４を、安全回路部５ｓ（重要度の高い機能部５）と他の機能部５ｅ…に分け、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により構成するとともに、他の機能部５ｅ…は、ソフトウェアを介したソフトウェア回路部７により構成した場合を説明したが、このような構成は、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。

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。さらに、遅延回路１４は必ずしも設けることを要しない。

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、 同駆動制御装置の射出成形機全体における概要図、 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、 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
２ｍ 可動盤
３ サーボモータ
４ サーボ回路
５ｓ 安全回路部
５ｅ… 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
１１ パワードライバ
１２ 開閉スイッチ
１３ 論理回路
１４ 遅延回路
１８ キャンセル回路
Ｍ 射出成形機
Ｍｃ 型締装置
Ｓｄ 検出信号
Ｓｓ 停止指令信号
Ｓｃ 駆動制御信号
Ｌ 信号ライン
Ｄ 安全ドア

Claims (3)

1. 型締装置に備える可動盤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を、前記安全回路部と他の機能部に分け、前記安全回路部は、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、前記他の機能部は、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、さらに、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開閉スイッチを直列接続し、手動モード，自動モード又は半自動ノーマルモードによる型開工程では、安全ドアが開いたことに基づく検出信号の入力により停止指令信号を出力し、この停止指令信号により前記開閉スイッチをＯＦＦにして前記サーボモータの動作を停止させるとともに、半自動オーバライドモードによる型開工程では、前記検出信号をキャンセル回路によりキャンセルし、前記開閉スイッチをＯＮのままに維持する安全回路部を設けてなることを特徴とする射出成形機の駆動制御装置。
2. 前記安全回路部は、前記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を備える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。
3. 前記安全回路部は、前記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を備えることを特徴とする請求項２記載の射出成形機の駆動制御装置。

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