JP4031398B2 - Molding machine - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は成形機に関し、特にモータによる駆動軸を複数備えた成形機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、電動式射出成形機では、射出、型開閉、計量、エジェクタのような各機能を個別に設けられたモータにより実現するようにしている。このような複数のモータのためのドライバの一例を図２を参照して説明する。
【０００３】
図２において、ドライバ３０は、複数の電力半導体素子からなるインバータ部４０と複数の整流ダイオードからなる整流回路部５０とを含んでいる。なお、図２では、便宜上、モータを１つのみ示している。
【０００４】
ところで、これまでのドライバでは、射出成形機の型開閉や射出の減速時に発生するモータＩＭの回生電力を、インバータ部４０と整流回路部５０との間の直流部に接続されたダイナミックブレーキ（ＤＢ）回路部６０に備えられた回生抵抗器６１で熱として消費するようにしている。すなわち、モータＩＭが回生電力を発生すると、直流部の電圧が上昇する。直流部には電圧検出器（図示せず）が備えられており、この電圧検出器で直流部の電圧上昇が検出されるとスイッチ素子６２がオンとされ、回生電力が回生抵抗器６１で消費される。つまり、平滑コンデンサＣが充電されすぎて過電圧となると、インバータ部４０の電力半導体素子を破壊に至らせる可能性があるので、回生電力の一部を回生抵抗器６１で消費させることで直流部の過剰な電圧上昇を抑制している（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２３２６７２号公報（第３頁、第４頁、図３）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、回生電力は小さな値ではなく、これを熱に換えて消費するための回生抵抗器６１には大容量のものを使用しなければならない。また、発生熱量が大きい場合には、回生抵抗器６１に冷却手段を組み合わせることが必要となる。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、回生抵抗器の容量が小さくて済むような成形機を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、モータによる駆動軸を複数備えると共に交流を直流に変換する整流部を備え、該整流部は複数の前記モータに対応して設けられている複数のインバータ部に共有される構成の成形機において、前記各インバータ部には、インバータ制御用のコントローラが接続されており、少なくとも一つのモータが回生運転時に生じる回生電力を、力行あるいは停止中である他のモータに無負荷電流として重畳させることを特徴とする。
【０００９】
なお、前記整流部の出力側には電圧検出器が接続されて該電圧検出器の検出値が前記各コントローラに入力されるように構成されている。
【００１０】
また、前記整流部の出力側には各モータで発生する前記回生電力を消費するための回生抵抗器が接続されている。
【００１１】
さらに、前記インバータ部には各々のインバータ制御用のコントローラが接続され、該各々のインバータ制御用のコントローラは、前記回生電力があらかじめ設定された値を越えると、前記回生電力を前記他のモータヘ流す。
【００１２】
さらに、各モータには温度検出器が設けられても良く、この場合、各々のインバータ制御用のコントローラは、前記温度検出器から得られたモータ温度に基づいて、前記回生電力を前記各モータに流す。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明を射出成形機における複数の駆動軸用のサーボモータ、例えば射出用モータ、型開閉用モータ、計量用モータ、エジェクタ用モータ等のためのサーボドライバに適用した場合の実施の形態について説明する。
【００１４】
図１は、射出成形機における複数のモータのためのドライバの構成を示し、ここでは説明を簡単にするために、モータとして射出用モータＭ１、エジェクタ用モータＭｎのみを示す。図１において、このドライバは交流を直流に変換する整流部１１を備え、この整流部１１から射出用モータＭ１、・・・、エジェクタ用モータＭｎにそれぞれインバータ部１２−１、・・・、１２−ｎを介して電力が分割供給される。整流部１１の出力側、つまり整流部１１と各インバータ部との間の直流部には、平滑コンデンサＣと各モータで発生する回生電力を消費するための回生抵抗器Ｒ及び開閉用のスイッチ素子Ｓが接続されている。
【００１５】
本形態において使用される回生抵抗器Ｒは、その容量が従来の回生抵抗器に比べて十分に小さくされるが、その理由は後述する。
【００１６】
インバータ部１２−１、・・・、１２−ｎには、それぞれインバータ制御用のコントローラ（サーボコントローラ）１３−１、・・・、１３−ｎが接続されている。各コントローラは、成形サイクルを構成する計量工程、射出工程、保圧工程、エジェクト工程等に応じて対応するインバータ部の電力半導体素子をスイッチングし、対応するモータを制御する。これらの各工程において駆動する各モータの加減速のタイミングは、それぞれのモータにおいて異なり、従って回生電力が生じるタイミングもモータによって異なっている。勿論、各コントローラは、成形動作中、現在どの工程にあって対応するモータがどのようなモードであるかを把握している。
【００１７】
整流部１１の出力側にはまた電圧検出器１４が接続されており、この電圧検出器１４の検出値は各コントーラ１３−１〜１３−ｎに入力される。
【００１８】
ここで、各コントローラは、上記のモータ制御の他に、入力された電圧検出値があらかじめ設定された値を越えると、対応するモータが力行あるいは停止中である時、対応するインバータ部への入力電力の一部を無効電流として対応するモータ入力に重畳させるように制御する。
【００１９】
例えば、射出用モータＭ１が回生モードになり、この回生電力により直流部の電圧が所定値を越えるとスイッチ素子Ｓがオンとされ、回生電力は回生抵抗器Ｒで消費される。しかし、回生抵抗器Ｒによる消費が間に合わず、直流部の電圧がさらに上昇してあらかじめ定められた設定値を越えると、射出モータ以外の各モータが力行または停止であるとき、各モータに対応する各コントローラ１３−２から１３−ｎは、それぞれに対応するインバータ部の電力半導体素子のオン・オフタイミングを調整し、各モータ入力電流に無効電流を重畳する。各モータに重畳された無負荷電流は、モータ入力部の無効電力成分となるので、モータ出力としては寄与しないが、モータ内部の抵抗成分にて熱となって消費される。
【００２０】
このように、従来、回生抵抗器のみで熱として消費していた回生電力を、モータでも消費できるので、回生抵抗器の容量を小さくしたり、回生抵抗器の数を削減することができる。
【００２１】
さらに、どのモータに無負荷電流として重畳させるのかを判断するために、各モータに温度検出器を取り付け、各コントローラにおいて対応するモータの温度検出器にて検出されたモータ温度に基づいて判断させるようにしてもよい。例えば、検出された温度の低いモータで回生電力を消費させるようにすれば良い。
【００２２】
なお、図１の構成では、各コントローラが、個別に対応するモータのインバータ部を制御する構成となっているが、各コントローラに上位装置として主制御装置が接続される場合がある。つまり、主制御装置は射出成形機におけるすべての動作を制御する。この場合には、電圧検出器１４の検出値が主制御装置に送られる。主制御装置は各モータがどのようなモードにあるのかを把握しているので、力行あるいは停止中にあるモータのコントローラを選択して、選択したコントローラに対して上記の制御動作を行わせるように指令を出すようにする。
【００２３】
また、上記の如く上位装置としての主制御装置を接続することで、回生電力を力行または停止中のモータで消費するように対応するコントローラに指令を送るだけでなく、各モータに温度検出器を設けて各コントローラにおいてモータ温度を監視し、モータ温度があらかじめ定められた温度設定値を越えると、各コントローラによってモータ温度が余裕のあるところに回生電力を無負荷電力として与えるようにしてもよい。この場合、主制御装置にて制御する必要もなく、さらに、複数のモータだけで回生電力を消費させることができるので、回生抵抗器も削減できる。
【００２４】
本発明は射出成形機に限らず、複数のモータによる駆動軸を備え、回生抵抗器を必要とする成形機全般に適用可能である。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、複数のモータによる駆動軸を備えた成形機において、あるモータの回生電力を他のモータで無負荷電流として消費するので、回生抵抗器の容量、数を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の射出成形機における複数のモータのためのドライバの構成を示した図である。
【図２】射出成形機における複数のモータのためのドライバに適用された従来の回生電力消費方法を説明するための図である。
【符号の説明】
１１ 整流部
１２−１、１２−ｎ インバータ部
１３−１、１３−ｎ コントローラ
１４ 電圧検出器
Ｃ 平滑コンデンサ
Ｒ 回生抵抗器
Ｓ スイッチ素子
Ｍ１ 射出用モータ
Ｍｎ エジェクタ用モータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a molding machine, and more particularly to a molding machine having a plurality of drive shafts by a motor.
[0002]
[Prior art]
As is well known, in an electric injection molding machine, functions such as injection, mold opening / closing, weighing, and ejector are realized by individually provided motors. An example of a driver for such a plurality of motors will be described with reference to FIG.
[0003]
In FIG. 2, the driver 30 includes an inverter unit 40 made up of a plurality of power semiconductor elements and a rectifier circuit unit 50 made up of a plurality of rectifier diodes. In FIG. 2, only one motor is shown for convenience.
[0004]
By the way, in the conventional driver, the regenerative power of the motor IM generated at the time of mold opening / closing of the injection molding machine or deceleration of the injection is applied to a dynamic brake (DB ) The regenerative resistor 61 provided in the circuit unit 60 consumes it as heat. That is, when the motor IM generates regenerative power, the voltage of the direct current section increases. The DC unit is provided with a voltage detector (not shown). When the voltage detector detects a voltage increase in the DC unit, the switch element 62 is turned on, and the regenerative power is consumed by the regenerative resistor 61. Is done. That is, if the smoothing capacitor C is excessively charged and an overvoltage occurs, the power semiconductor element of the inverter unit 40 may be destroyed. Therefore, a part of the regenerative power is consumed by the regenerative resistor 61 so that An excessive voltage rise is suppressed (for example, refer to Patent Document 1).
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2001-232672 (3rd page, 4th page, FIG. 3)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the regenerative power is not a small value, and a regenerative resistor 61 for consuming this in exchange for heat must be used with a large capacity. Further, when the amount of generated heat is large, it is necessary to combine the regenerative resistor 61 with a cooling means.
[0007]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a molding machine that can reduce the capacity of the regenerative resistor.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is provided with a plurality of drive shafts by a motor and a rectifier that converts alternating current into direct current, and the rectifier is formed by a plurality of inverters provided corresponding to the plurality of motors. In each of the inverter units, an inverter control controller is connected to each of the inverter units, and regenerative power generated during regenerative operation of at least one motor is superimposed as a no-load current on other motors that are in power running or stopped. It is characterized by that.
[0009]
In addition, a voltage detector is connected to the output side of the rectifier, and a detection value of the voltage detector is input to each controller.
[0010]
In addition, a regenerative resistor for consuming the regenerative power generated by each motor is connected to the output side of the rectifier.
[0011]
Furthermore, each inverter control controller is connected to the inverter unit, and each inverter control controller passes the regenerative power to the other motor when the regenerative power exceeds a preset value. .
[0012]
Furthermore, each motor may be provided with a temperature detector. In this case, each inverter control controller sends the regenerative power to each motor based on the motor temperature obtained from the temperature detector. Shed.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment in which the present invention is applied to a servo driver for a plurality of drive shafts in an injection molding machine, for example, an injection motor, a mold opening / closing motor, a metering motor, an ejector motor, etc. will be described. .
[0014]
FIG. 1 shows the configuration of a driver for a plurality of motors in an injection molding machine, and only the injection motor M1 and the ejector motor Mn are shown here as the motors for the sake of simplicity. In FIG. 1, the driver includes a rectifying unit 11 that converts alternating current into direct current, and from the rectifying unit 11 to an injection motor M1,..., An ejector motor Mn, inverters 12-1,. The power is dividedly supplied via -n. On the output side of the rectifying unit 11, that is, on the DC unit between the rectifying unit 11 and each inverter unit, a regenerative resistor R for consuming regenerative power generated by the smoothing capacitor C and each motor and a switching element for opening and closing S is connected.
[0015]
The capacity of the regenerative resistor R used in this embodiment is made sufficiently smaller than that of a conventional regenerative resistor, and the reason will be described later.
[0016]
Controllers (servo controllers) 13-1,..., 13-n for inverter control are connected to the inverter units 12-1,. Each controller switches the power semiconductor element of the corresponding inverter unit according to the weighing process, injection process, pressure holding process, ejecting process, etc. constituting the molding cycle, and controls the corresponding motor. The acceleration / deceleration timing of each motor driven in each of these steps is different in each motor, and therefore the timing at which regenerative power is generated is also different depending on the motor. Of course, during the molding operation, each controller grasps what mode the corresponding motor is currently in.
[0017]
A voltage detector 14 is also connected to the output side of the rectifying unit 11, and the detection value of the voltage detector 14 is input to each of the controllers 13-1 to 13-n.
[0018]
Here, in addition to the above motor control, each controller, when the input voltage detection value exceeds a preset value, when the corresponding motor is in powering or stopped, input to the corresponding inverter unit Control is performed so that a part of the electric power is superimposed on the corresponding motor input as a reactive current.
[0019]
For example, when the injection motor M1 enters the regenerative mode and the voltage of the DC portion exceeds a predetermined value due to the regenerative power, the switch element S is turned on, and the regenerative power is consumed by the regenerative resistor R. However, if the consumption by the regenerative resistor R is not in time, and the voltage of the DC section further increases and exceeds a predetermined set value, each motor other than the injection motor corresponds to each motor when it is powered or stopped. Each controller 13-2 to 13-n adjusts the on / off timing of the power semiconductor element of the corresponding inverter unit, and superimposes a reactive current on each motor input current. Since the no-load current superimposed on each motor becomes a reactive power component of the motor input unit, it does not contribute to the motor output, but is consumed as heat by a resistance component inside the motor.
[0020]
Thus, since the regenerative power that has been consumed as heat only by the regenerative resistor can be consumed by the motor, the capacity of the regenerative resistor can be reduced or the number of regenerative resistors can be reduced.
[0021]
Further, in order to determine which motor is to be superimposed as no-load current, a temperature detector is attached to each motor so that each controller can make a determination based on the motor temperature detected by the corresponding motor temperature detector. It may be. For example, the regenerative power may be consumed by a motor having a detected low temperature.
[0022]
In the configuration of FIG. 1, each controller individually controls the inverter unit of the corresponding motor. However, a main control device may be connected to each controller as a host device. That is, the main controller controls all operations in the injection molding machine. In this case, the detection value of the voltage detector 14 is sent to the main controller. Since the main controller knows what mode each motor is in, select the controller of the motor that is in power running or stopped so that the selected controller performs the above control operation. Make a command.
[0023]
In addition, by connecting a main control device as a host device as described above, not only a command is sent to the corresponding controller so that the regenerative power is consumed by the powering or stopped motor, but a temperature detector is provided for each motor. It is also possible to monitor the motor temperature in each controller, and when the motor temperature exceeds a predetermined temperature set value, the regenerative power may be provided as no-load power where the motor temperature has a margin by each controller. In this case, it is not necessary to control by the main controller, and furthermore, regenerative power can be consumed only by a plurality of motors, and therefore regenerative resistors can be reduced.
[0024]
The present invention is not limited to an injection molding machine, and can be applied to all molding machines that include a drive shaft by a plurality of motors and require a regenerative resistor.
[0025]
【The invention's effect】
According to the present invention, in a molding machine having a plurality of motor drive shafts, the regenerative power of one motor is consumed as no-load current by another motor, so the capacity and number of regenerative resistors can be reduced. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of drivers for a plurality of motors in an injection molding machine according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining a conventional regenerative power consumption method applied to a driver for a plurality of motors in an injection molding machine.
[Explanation of symbols]
11 Rectifier 12-1, 12-n Inverter 13-1, 13-n Controller 14 Voltage detector C Smoothing capacitor R Regenerative resistor S Switch element M1 Motor for injection Mn Motor for ejector

Claims (5)

モータによる駆動軸を複数備えると共に交流を直流に変換する整流部を備え、該整流部は複数の前記モータに対応して設けられている複数のインバータ部に共有される構成の成形機において、
前記各インバータ部には、インバータ制御用のコントローラが接続されており、
少なくとも一つのモータが回生運転時に生じる回生電力を、力行あるいは停止中である他のモータに無負荷電流として重畳させることを特徴とする成形機。In a molding machine having a configuration including a plurality of drive shafts by a motor and a rectifying unit that converts alternating current to direct current, the rectifying unit being shared by a plurality of inverter units provided corresponding to the plurality of motors,
A controller for inverter control is connected to each inverter unit,
A molding machine characterized in that regenerative electric power generated during regenerative operation of at least one motor is superimposed as a no-load current on another motor that is running or stopped. 請求項１に記載の成形機において、前記整流部の出力側には電圧検出器が接続されて該電圧検出器の検出値が前記各コントローラに入力されるように構成されていることを特徴とする成形機。2. The molding machine according to claim 1, wherein a voltage detector is connected to an output side of the rectifying unit, and a detection value of the voltage detector is input to each controller. Forming machine. 請求項１又は２に記載の成形機において、前記整流部の出力側には各モータで発生する前記回生電力を消費するための回生抵抗器が接続されていることを特徴とする成形機。3. The molding machine according to claim 1, wherein a regenerative resistor for consuming the regenerative power generated by each motor is connected to an output side of the rectifying unit. 請求項１〜３のいずれかに記載の成形機において、前記インバータ部には各々のインバータ制御用のコントローラが接続され、該各々のインバータ制御用のコントローラは、前記回生電力があらかじめ設定された値を越えると、前記回生電力を前記他のモータヘ流すことを特徴とする成形機。The molding machine according to any one of claims 1 to 3, wherein each inverter control controller is connected to the inverter unit, and each inverter control controller has a value at which the regenerative power is set in advance. A molding machine, the regenerative power is allowed to flow to the other motor. 請求項１〜４のいずれかに記載の成形機において、各モータには温度検出器が設けられ、各々のインバータ制御用のコントローラは、前記温度検出器から得られたモータ温度に基づいて、前記回生電力を前記各モータに流すことを特徴とする成形機。The molding machine according to any one of claims 1 to 4, wherein each motor is provided with a temperature detector, and each inverter control controller is based on the motor temperature obtained from the temperature detector. A molding machine, wherein regenerative electric power is supplied to each motor.
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