JP4589330B2 - 成形機供給エネルギー算出装置、成形機制御装置及び成形機制御方法 - Google Patents
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Description
、シリンダ部材への供給エネルギーが算出されるので、スイッチング素子のスイッチングによる損失を考慮する必要がなくなるだけでなく、高周波電流が直流電圧発生回路に流れても、供給エネルギーを正確に算出することができる。したがって、例えば、成形材料が変更された場合に、成形材料の種類に対応させて供給エネルギーを適正に変更することができる。
14 誘導加熱装置
16 コイル
21 温度センサ
25 PID補償器
28 供給エネルギー算出部
31 直流電圧発生回路
36 電流センサ
AN1 電圧検出部
AN2、AN3 反転器
AN5 バッファ
C1〜C4 コンデンサ
OP1 比較器
Q1、Q2 IGBT
SR1 操作出力部
SR2 共振回路
形機としての射出成形機に適用される成形機制御装置としての射出成形機制御装置について説明する。
ΔT=Tsv−Tpv
に基づいて、比例成分、積分成分及び微分成分を算出し、算出結果に基づいて誘導加熱のデューティ比ηを算出するPID補償器25、前記デューティ比ηに基づいて、ヒータドライバ17を駆動する時間をローレベルとし、停止させる時間をハイレベルとしたPWM信号SG1を発生させ、ヒータドライバ17に送るPWM信号発生器26等を備える。
熱シリンダ12への供給エネルギーWpvを算出する。前記供給エネルギー調整器29は、供給エネルギー調整処理を行い、前記設定供給エネルギーWsvに対応させて供給エネルギーWpvを調整するために、例えば、ヒータドライバ17において使用される発振周波数等の発振制御パラメータを変更する。また、ヒータドライバ17の電源回路を構成し、直流の電圧を発生させる回路、すなわち、直流電圧発生回路の電圧Vsを供給エネルギー調整器29によって変更することもできる。なお、前記誘導加熱装置14及び供給エネルギー算出部28によって成形機供給エネルギー算出装置が構成される。
設されるようになっているが、電圧検出部AN1だけを配設することができる。そして、第1のバッファLN1は、反転機能を備え、駆動信号g1は駆動信号g2に対して反転させられ、ハイレベルとローレベルとが逆にされる。また、前記電圧検出部AN1及び第1、第2のバッファLN1、LN2は、アイソレーション構造を有し、強電系の操作出力部SR1及び共振回路SR2と弱電系の反転器AN2とを電気的に分離させる。ここで、強電系とは電力をエネルギーとして使用する回路を意味し、弱電系とは電力を信号として使用する回路を意味する。
を有するようになり、入力電圧Vinがコイル16に印加され、各駆動信号g1、g2がそれぞれIGBTQ1、Q2に入力される。
f=1/2π√(L・C)
になる。
IL =C・dVc/dt
になる。そして、前記加熱シリンダ12への供給エネルギーWpvは、コイル16において消費されるエネルギーと等しく、
Wpv=∫Vin・IL ・dt
になる。ここで、入力電圧Vinは、図4に示されるように、ハイレベルとローレベルとから成り、入力電圧Vinがハイレベルの場合に、コイル16において消費されるエネルギーをPHとすると、エネルギーPHは、
PH=Σ∫Vin =Vs Vs・IL ・dt
になり、入力電圧Vinがローレベルの場合に、コイル16において消費されるエネルギーをPLとすると、エネルギーPLは、
PL=Σ∫Vin=0 0・IL ・dt
=0
になる。なお、値∫Vin =Vs Vs・IL ・dtは、一つのサイクルでコイル16において消費されるエネルギーである。
=Σ∫Vin =Vs Vs・IL ・dt
=Σ∫Vin =Vs Vs・C・dVc/dt・dt
=ΣVs・C・∫Vin =Vs dVc
になる。ここで、値∫Vin =Vs dVcは、入力電圧Vinがハイレベルである間の検出電圧Vcの変化量であり、
∫Vin =Vs dVc=(Vd−Vr)
であるので、供給エネルギーWpvは、
Wpv=ΣVs・C・(Vd−Vr) ……(1)
になる。
したがって、単位時間当たりの供給エネルギーPに基づいて設定供給エネルギーWsvを設定することができる。
Vd−Vb=Vb−Vr
にするのが好ましい。
Pr=Vs・C・(Vb−Vr)
を加算して、加算値ΣPrを算出し、検出電圧Vcが電圧Vdになり、入力電圧Vinがハイレベルからローレベルに立ち下がる際に、毎回、エネルギーPd
Pd=Vs・C・(Vd−Vb)
を加算して、加算値ΣPdを算出すると、供給エネルギーWpvは、
Wpv=ΣPr+ΣPd
=ΣVs・C・(Vb−Vr)+ΣVs・C・(Vd−Vb)
=ΣVs・C・(Vd−Vr) ……(3)
になり、式(1)の供給エネルギーWpvと等しくなる。このようにして、前記供給エネルギー算出部28によって供給エネルギーWpvが算出される。
し、IGBTQ1、Q2のスイッチングが行われるたびに、供給エネルギーWpvを前記判定値から減算し、メモリ上で判定値を推移させ、判定値が正の値を採る場合に、前記判定信号SG11をローレベルにし、判定値が負の値を採る場合に、前記判定信号SG11をハイレベルにすることができる。
作をするので、検出電圧Vcが徐々に低くなり、タイミングt26で電圧Vrになっても、反転器AN3の出力はハイレベルにならず、ローレベルを維持する。そして、前記駆動信号g1がハイレベルを、前記駆動信号g2がローレベルを維持する。
ΔT=Tsv−Tpv
に基づいて、比例成分、積分成分及び微分成分を算出し、算出結果に基づいて設定供給エネルギーWsvを設定し、該設定供給エネルギーWsvを供給エネルギー調整処理手段(処理部)としての供給エネルギー調整器29に送るPID補償器25を備える。該PID補償器25によって設定供給エネルギー算出処理手段(処理部)が構成され、該設定供給エネルギー算出処理が行われる。なお、前記設定供給エネルギーWsvを供給エネルギー調整器29に送るときの信号は、ディジタル信号でも良いが、設定供給エネルギーWsvに比例した頻度でパルスが発生させられるパルス列でも良い。
、出力がローレベルである場合において、電圧変化率δVcが小さくなるときには、スキップ動作をし、前記電圧変化率Vd′、Vr′に関係なく、出力はローレベルを維持する。
IL=C・dVc/dt
C:定数
で表すことができる。すなわち、電圧変化率δVcと電流ILとは比例する。
rになるまで、出力はローレベルを維持し、電流Irになると、前記判定信号SG11がハイレベルであるかどうかによってターン動作又はスキップ動作をする。すなわち、判定信号SG11がローレベルである場合、ターン動作をし、出力がローレベルからハイレベルになり、その後、ハイレベルを維持する。一方、判定信号SG11がハイレベルである場合、スキップ動作をし、出力はローレベルを維持する。また、出力がローレベルである場合において、電流ILが小さくなるときには、スキップ動作をし、前記電流Id、Irに関係なく、出力はローレベルを維持する。
Claims (10)
- (a)シリンダ部材に配設されたコイル、直流電圧発生回路、スイッチング素子及びコンデンサを備え、前記スイッチング素子のスイッチングに従って高周波電流を発生させて前記コイルに供給する高周波電流発生回路と、
(b)前記コイル及びコンデンサから成る共振回路の状態を表す電気的変量を検出する電気的変量検出部と、
(c)前記電気的変量に基づいて前記スイッチング素子を駆動するための駆動信号を発生させる駆動信号発生処理手段と、
(d)前記直流電圧発生回路の電圧、コンデンサの静電容量及び電気的変量に基づいて、前記シリンダ部材への供給エネルギーを算出する供給エネルギー算出処理手段とを有することを特徴とする成形機供給エネルギー算出装置。 - 前記供給エネルギー算出処理手段は、電気的変量に基づいて設定された供給エネルギー算出用変量に基づいて供給エネルギーを算出する請求項1に記載の成形機供給エネルギー算出装置。
- 前記供給エネルギーをWpvとし、直流電圧発生回路の電圧をVsとし、コンデンサの静電容量をCとし、供給エネルギー算出用変量をVd、Vrとしたとき、前記供給エネルギーWpvは、
Wpv=ΣVs・C・(Vd−Vr)
にされる請求項2に記載の成形機供給エネルギー算出装置。 - 単位時間当たりの供給エネルギーをPとし、スイッチングの基本の周波数をfとし、直流電圧発生回路の電圧をVsとし、コンデンサの静電容量をCとし、供給エネルギー算出用変量をVd、Vrとしたとき、前記供給エネルギーPは、
P=f・Vs・C・(Vd−Vr)
にされる請求項2に記載の成形機供給エネルギー算出装置。 - 前記供給エネルギーをWpvとし、直流電圧発生回路の電圧をVsとし、コンデンサの静電容量をCとし、供給エネルギー算出用変量をVd、Vrとし、基準電圧をVbとしたとき、前記供給エネルギーWpvは、
Wpv=ΣVs・C・(Vb−Vr)+ΣVs・C・(Vd−Vb)
にされる請求項2に記載の成形機供給エネルギー算出装置。 - 前記電気的変量はコンデンサの端子間電圧である請求項1〜5のいずれか1項に記載の成形機供給エネルギー算出装置。
- 前記電気的変量はコイルを流れる電流である請求項1〜5のいずれか1項に記載の成形機供給エネルギー算出装置。
- (a)シリンダ部材と、
(b)該シリンダ部材に配設されたコイル、直流電圧発生回路、スイッチング素子及びコンデンサを備え、前記スイッチング素子のスイッチングに従って高周波電流を発生させて前記コイルに供給する高周波電流発生回路と、
(c)前記コイル及びコンデンサから成る共振回路の状態を表す電気的変量を検出する電気的変量検出部と、
(d)前記電気的変量に基づいて前記スイッチング素子を駆動するための駆動信号を発生させる駆動信号発生処理手段と、
(e)前記直流電圧発生回路の電圧、コンデンサの静電容量及び電気的変量に基づいて、
前記シリンダ部材への供給エネルギーを算出する供給エネルギー算出処理手段と、
(f)供給エネルギー積算値と設定供給エネルギー積算値とを比較する供給エネルギー積算値判定処理手段とを有するとともに、
(g)前記駆動信号発生処理手段は、前記供給エネルギー積算値判定処理手段による比較結果に基づいて前記駆動信号を発生させることを特徴とする成形機制御装置。 - (a)シリンダ部材と、
(b)該シリンダ部材に配設されたコイル、直流電圧発生回路、スイッチング素子及びコンデンサを備え、前記スイッチング素子のスイッチングに従って高周波電流を発生させて前記コイルに供給する高周波電流発生回路と、
(c)前記コイル及びコンデンサから成る共振回路の状態を表す電気的変量を検出する電気的変量検出部と、
(d)前記電気的変量に基づいて前記スイッチング素子を駆動するための駆動信号を発生させる駆動信号発生処理手段と、
(e)前記直流電圧発生回路の電圧、コンデンサの静電容量及び電気的変量に基づいて前記シリンダ部材への供給エネルギーを算出する供給エネルギー算出処理手段と、
(f)前記シリンダ部材の温度を検出する温度検出部と、
(g)該温度検出部によって検出された前記温度に基づいて設定供給エネルギーを算出する設定供給エネルギー算出処理手段とを有することを特徴とする成形機制御装置。 - (a)シリンダ部材に配設されたコイル、直流電圧発生回路、スイッチング素子及びコンデンサを備えた高周波電流発生回路において、前記スイッチング素子のスイッチングに従って高周波電流を発生させ、
(b)前記コイル及びコンデンサから成る共振回路の状態を表す電気的変量を検出し、
(c)該電気的変量に基づいて前記スイッチング素子を駆動するための駆動信号を発生させ、
(d)前記直流電圧発生回路の電圧、コンデンサの静電容量及び電気的変量に基づいて、前記シリンダ部材への供給エネルギーを算出し、
(e)供給エネルギー積算値と設定供給エネルギー積算値とを比較するとともに、
(f)前記駆動信号は、供給エネルギー積算値と設定供給エネルギー積算値との比較結果に基づいて発生させられることを特徴とする成形機制御方法。
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