JP5199990B2 - Molding machine hydraulic oil temperature raising method - Google Patents
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Description
本発明は、油圧ポンプから吐出する作動油を流動抵抗が大きくなる特定の流路部を通過させることにより発熱させて作動油の昇温を行う成形機の作動油昇温方法に関する。 The present invention relates to a hydraulic oil temperature raising method for a molding machine in which hydraulic oil discharged from a hydraulic pump is caused to generate heat by passing through a specific flow path portion having a large flow resistance to raise the temperature of the hydraulic oil.
従来、駆動モータにより回転駆動する油圧ポンプを備える油圧駆動部を作動させるに際し、作動油の温度が目標温度よりも低い場合、予め油圧ポンプを作動させることにより、作動油を、少なくとも配油管部よりも流動抵抗が大きくなる特定の流路部を通過させ、このときの発熱により作動油の昇温を行う昇温装置は、特許文献1に開示される作動油の昇温装置が知られている。
Conventionally, when operating a hydraulic drive unit including a hydraulic pump that is rotationally driven by a drive motor, when the temperature of the hydraulic oil is lower than a target temperature, the hydraulic oil is operated at least from the oil distribution pipe unit by operating the hydraulic pump in advance. As the temperature raising device that passes the specific flow path portion where the flow resistance is increased and raises the temperature of the hydraulic oil by heat generation at this time, the hydraulic oil temperature raising device disclosed in
同文献1で開示される昇温装置は、タンクから作動油を送出するためのポンプと、制御信号により該ポンプの送出油量を制御するための流量制御部と、ポンプの送出側の油圧回路中途に設けられ、作動油の流路断面積を小さくすることにより通過する作動油を昇温するための絞り部と、ポンプの送出油量を入力するための入力部と、該入力部を介して入力されたポンプの送出油量に従って制御信号を流量制御部へ送り、流量制御部を介してポンプの送出油量を制御する制御部を備えており、このような昇温装置は、作動油の圧力差を利用して作動油を昇温するパワーマッチ式昇温装置と呼ばれている。
The temperature raising device disclosed in
しかし、上述した従来における作動油の昇温装置は、次のような解決すべき課題も存在した。 However, the conventional hydraulic oil temperature raising device described above also has the following problems to be solved.
第一に、入力部によりポンプの(単位時間当たりの)送出油量を入力し、昇温時に、この送出油量に基づいて作動油が供給されるため、送出油量を任意の大きさに設定できるものの、昇温時における送出油量は、設定された送出油量となるように一定に制御されるため、制御方法に伴う解決すべき課題も存在した。即ち、作動油は、温度が高くなるに従って流動性が高まるため、温度が低く粘性の高い状態で送出油量を設定しても温度がある程度高くなった時には、流動抵抗が小さくなり昇温効率が低下する。この結果、昇温時間が長くなってしまうとともに、省エネルギ性の観点からも不利になる。 First, since the pumping oil amount (per unit time) is input from the input unit and hydraulic oil is supplied based on this sending oil amount when the temperature rises, the sending oil amount can be set to an arbitrary size. Although it can be set, the amount of oil to be delivered at the time of temperature rise is controlled to be constant so as to be the amount of oil to be set, so there is a problem to be solved with the control method. That is, since the fluidity of the hydraulic oil increases as the temperature increases, the flow resistance decreases and the temperature rise efficiency increases when the temperature rises to some extent even if the amount of oil to be delivered is set with the temperature being low and the viscosity being high. descend. As a result, the temperature rise time becomes long, and it is disadvantageous from the viewpoint of energy saving.
第二に、送出油量は、オペレータが入力して設定するため、成形機の形態,使用する作動油の種類,使用環境等に応じて、任意の大きさに設定できる利点があるものの、反面、オペレータには相応のスキルが要求され、初心者にとっては設定が容易でない。結局、適切な送出油量を設定しにくいのみならず、条件や環境等の変更により送出油量を再設定する必要があるなど、設定(入力)に伴う煩わしさがある。 Second, since the amount of oil to be sent is set by the operator, there is an advantage that it can be set to any size depending on the form of the molding machine, the type of hydraulic oil used, the usage environment, etc. The operator is required to have appropriate skills, and setting is not easy for beginners. In the end, not only is it difficult to set an appropriate amount of oil to be sent, but there is also annoyance associated with setting (input) such as the need to reset the amount of oil to be sent due to changes in conditions, environment, and the like.
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成形機の作動油昇温方法の提供を目的とするものである。 An object of the present invention is to provide a method for raising the operating oil temperature of a molding machine that solves the problems existing in the background art.
本発明は、上述した課題を解決するため、駆動モータ2により回転駆動する油圧ポンプ3を備える油圧駆動部4を作動させるに際し、作動油の温度が目標温度Thsよりも低いときに、油圧ポンプ3を作動させるとともに、この油圧ポンプ3から吐出する作動油を、少なくとも配油管部L…よりも流動抵抗が大きくなる特定の流路部Lsを通過させることにより発熱させて作動油の昇温を行う成形機Mの作動油昇温方法において、油圧ポンプ3に、駆動モータ2の回転数を可変制御して作動油の少なくとも吐出流量を制御可能な可変吐出型油圧ポンプ3sを使用するとともに、予め、駆動モータ2に対して目標負荷量Trsを設定し、作動油の昇温時に、作動油の温度が目標温度Thsに達するまで、駆動モータ2の負荷量が目標負荷量Trsになるように、駆動モータ2の回転数を可変制御することを特徴とする。
In order to solve the above-described problem, the present invention operates the
この場合、発明の好適な態様により、負荷量には、駆動モータ2の回転トルクTr〔%〕を用いることができる。また、目標負荷量Trsは、駆動モータ2における最大負荷量Trpの60〔%〕以上に設定することができるとともに、目標負荷量Trsは、作動油の昇温時における駆動モータ2の駆動時間に対して、一段又は多段に設定することができる。一方、可変吐出型油圧ポンプ3sは、最大吐出流量が異なる複数の固定吐出流量Qs,Qmの設定機能を備え、多段に設定した目標負荷量Trsの少なくとも初段の目標負荷量Trsfに対する固定吐出流量Qsを後段の固定吐出流量Qmよりも小さく設定することができる。他方、特定の流路部Lsには、切換弁5の内部流路を利用することができるとともに、この切換弁5は、昇温時以外に用いる切換弁と併用し、昇温時には、切換弁5を昇温ポジションaに切換えることにより、可変吐出型油圧ポンプ3sから供給される作動油をオイルタンク6に戻すことができる。
In this case, according to a preferred aspect of the invention, the rotational torque Tr [%] of the
このような手法による本発明に係る成形機の作動油昇温方法によれば、次のような顕著な効果を奏する。 According to the hydraulic oil temperature raising method of the molding machine according to the present invention by such a method, the following remarkable effects are achieved.
(1) 油圧ポンプ3に、駆動モータ2の回転数を可変制御して作動油の少なくとも吐出流量を制御可能な可変吐出型油圧ポンプ3sを使用するとともに、予め、駆動モータ2に対して目標負荷量Trsを設定し、作動油の昇温時に、作動油の温度が目標温度Thsに達するまで、駆動モータ2の負荷量が目標負荷量Trsになるように、駆動モータ2の回転数を可変制御するようにしたため、作動油の温度が高くなるに従って流動性が高まった際には、駆動モータ2の回転数も高くなる。したがって、昇温効率の向上、更には昇温時間の短縮化を図れるとともに、省エネルギ性をより高めることができる。
(1) A variable discharge hydraulic pump 3 s that can control at least the discharge flow rate of hydraulic oil by variably controlling the rotational speed of the
(2) 作動油の昇温時には、駆動モータ2の負荷量が目標負荷量Trsになるように、駆動モータ2の回転数を可変制御するため、実際の負荷量が目標負荷量Trsとなるように制御される。したがって、予め、駆動モータ2の性能に対応させた目標負荷量Trsを一度設定すれば、以降は自動で制御が行われるため、設定(入力)に伴う煩わしさを解消できる。
(2) Since the rotational speed of the
(3) 好適な態様により、負荷量に、駆動モータ2の回転トルクTr〔%〕を用いれば、駆動モータ2の駆動電流から容易に検出できるとともに、駆動モータ2の制御系に組込むことにより、回転トルクTrに対する制御を容易かつ的確に行うことができる。
(3) If the rotational torque Tr [%] of the
(4) 好適な態様により、目標負荷量Trsを、駆動モータ2における最大負荷量Trpの60〔%〕以上に設定すれば、最大負荷量Trpの設定も含め、作動油に対する効率的な昇温を行うことができる。
(4) If the target load amount Trs is set to 60 [%] or more of the maximum load amount Trp in the
(5) 好適な態様により、目標負荷量Trsは、作動油の昇温時における駆動モータ2の駆動時間に対して、一段又は多段に設定できるため、成形機Mの形態や条件等に応じて最適な段数を設定(選択)できるとともに、特に、多段に設定すれば、駆動モータ2及び作動油の特性等にマッチングさせた最適な昇温特性を設定できる。
(5) According to a preferred aspect, the target load amount Trs can be set in one stage or multiple stages with respect to the drive time of the
(6) 好適な態様により、可変吐出型油圧ポンプ3sに、最大吐出流量が異なる複数の固定吐出流量Qs,Qmの設定機能を設け、多段に設定した目標負荷量Trsの少なくとも初段の目標負荷量Trsfに対する固定吐出流量Qsを後段の固定吐出流量Qmよりも小さく設定すれば、駆動モータ2に対して過負荷が付加される虞れがなくなるため、駆動モータ2の保護を図れるとともに、昇温動作をより最適化することができる。
(6) According to a preferred embodiment, the variable discharge hydraulic pump 3s is provided with a setting function for a plurality of fixed discharge flow rates Qs and Qm having different maximum discharge flow rates, and at least the first target load amount of the target load amount Trs set in multiple stages. If the fixed discharge flow rate Qs for Trsf is set to be smaller than the fixed discharge flow rate Qm at the subsequent stage, there is no possibility that an overload is applied to the
(7) 好適な態様により、特定の流路部Lsとして、切換弁5の内部流路を利用すれば、当該特定の流路部Lsに対する専用部品が不要となり、実施の容易化及びコストダウンを図ることができる。
(7) If the internal flow path of the
(8) 好適な態様により、切換弁5を、昇温時以外に用いる切換弁と併用し、昇温時に、切換弁5を昇温ポジションaに切換えることにより、可変吐出型油圧ポンプ3sから供給される作動油をオイルタンク6に戻すようにすれば、切換弁の併用による部品点数の削減及びそれに伴うコストダウンを図ることができる。
(8) According to a preferred embodiment, the
次に、本発明に係る好適実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。 Next, preferred embodiments according to the present invention will be given and described in detail with reference to the drawings.
まず、本実施形態に係る作動油昇温方法を実施できる油圧駆動部を含む射出成形機(成形機)Mの構成について、図2及び図3を参照して説明する。 First, the configuration of an injection molding machine (molding machine) M including a hydraulic drive unit that can implement the hydraulic oil temperature raising method according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
図2中、Mは射出成形機であり、射出装置Miと型締装置Mcを備える。型締装置Mcは、不図示の成形機ベッドに固定した固定盤11と、この固定盤11から不図示の受圧盤に架設した複数のタイバー12…と、このタイバー12…にスライド自在に装填した可動盤13を備える。また、受圧盤には、型締シリンダ14を固定するとともに、型締シリンダ14に内蔵するピストン15は可動盤13に結合する。そして、固定型Ccを固定盤11に取付けるとともに、可動型Cmを可動盤13に取付ける。この固定型Ccと可動型Cmは金型Cを構成する。これにより、型締シリンダ14を駆動制御し、可動盤13(可動型Cm)を前進又は後退させれば、金型Cに対する型閉(型締)又は型開を行うことができる。なお、射出装置Miは、射出ノズルMinを金型C(固定型Cc)にノズルタッチさせることにより金型Cのキャビティ内に溶融樹脂を射出充填することができる。
In FIG. 2, M is an injection molding machine, and includes an injection device Mi and a mold clamping device Mc. The mold clamping device Mc is slidably loaded on a
さらに、型締装置Mcは、型締シリンダ14を含む油圧駆動部4を備え、この油圧駆動部4は成形機コントローラ71により制御される。油圧駆動部4は、油圧駆動源となる可変吐出型油圧ポンプ3s(油圧ポンプ3)及び油圧回路21を備える。油圧ポンプ3sは、ポンプ本体23とこのポンプ本体23を回転駆動するサーボモータ2s(駆動モータ2)を備える。サーボモータ2sは、成形機コントローラ71の出力ポートに接続した交流サーボモータを用いる。サーボモータ2sには、このサーボモーダ2sの回転数を検出するロータリエンコーダ2eが付設され、このロータリエンコーダ2eは成形機コントローラ71のセンサ入力ポートに接続する。
Further, the mold clamping device Mc includes a
また、ポンプ本体23は、斜板型ピストンポンプにより構成する。したがって、ポンプ本体23は、斜板25を備え、斜板25の傾斜角(斜板角)を大きくすれば、ポンプ本体23におけるポンプピストンのストロークが大きくなり、吐出流量が増加するとともに、斜板角を小さくすれば、同ポンプピストンのストロークが小さくなり、吐出流量が減少する。よって、斜板角を所定の角度に設定することにより、吐出流量(最大吐出流量)が所定の大きさに固定する固定吐出流量を設定できる。例示の場合、二つの固定吐出流量、即ち、小流量の固定吐出流量Qsと大流量の固定吐出流量Qmを設定できるようにした。なお、小流量の固定吐出流量Qsは、標準となる大きさの吐出流量を設定できるとともに、大流量の固定吐出流量Qmは、小流量の固定吐出流量Qsの2倍程度の大きさを設定でき、特に、大流量の固定吐出流量Qmは、作動油の考えられる最低温度から目標温度(通常、40〔℃〕前後)まで昇温するに必要な時間において、サーボモータ2sに悪影響を及ぼさない大きさを考慮して設定できる。さらに、斜板25には、コントロールシリンダ26及び戻しスプリング27を付設するとともに、コントロールシリンダ26は、切換弁(電磁弁)28,絞り29,逆止弁30を介してポンプ本体23の吐出口に接続する。これにより、斜板25の角度(斜板角)は、コントロールシリンダ26の制御により変更することができる。
The
そして、ポンプ本体23の吸入口は、オイルタンク6に接続するとともに、ポンプ本体23(油圧ポンプ3s)の吐出口は油圧回路21に接続する。このように、油圧ポンプ3に、サーボモータ2sの回転数を可変して吐出流量を制御可能な可変吐出型油圧ポンプ3sを用いれば、油圧ポンプ3sに対するインバータ制御により、省エネルギ性の向上及びランニングコストの削減を図れる。一方、72はオイルタンク6に付設した作動油の温度を検出する作動油温度センサ、73は油圧ポンプ3sの吐出圧を検出するポンプ圧センサであり、それぞれ成形機コントローラ71のセンサ入力ポートに接続する。
The suction port of the
油圧回路21は、図2に示すように、型締装置Mcの型開閉動作及び型締動作を含む主要動作を切換える切換弁主回路32及び切換弁(電磁弁)33,後述するサブタンク45に備えるプレフィルバルブ46を切換える四方向切換弁(電磁弁)5を備える。この場合、四方向切換弁5は、型締装置Mcの動作制御時に使用するポジションnとbの他に、本実施形態に係る作動油昇温方法を実施する際に使用する昇温ポジションaを有しており、昇温ポジションaに切換えた際における四方向切換弁5の内部流路は、この四方向切換弁5に接続される送油配管Lに対して流動抵抗が大きくなる特定の流路部Lsとなる。このように、流路部Lsを四方向切換弁5の内部流路を利用すれば、流動抵抗が大きくなる流路部Lsに対する専用部品が不要となり、実施の容易化を図ることができる。また、四方向切換弁5を、昇温時以外に用いる切換弁と併用し、昇温時に、四方向切換弁5を昇温ポジションaに切換えることにより、可変吐出型油圧ポンプ3sから供給される作動油をオイルタンク6に戻すようにすれば、切換弁の併用による部品点数の削減及びそれに伴うコストダウンを図ることができる。なお、切換弁主回路32には、パイロット切換弁(電磁弁)や方向切換弁(電磁弁)等が含まれる。さらに、34,35は逆止弁、36は絞り、74はシリンダ圧センサを示し、以上の回路部品類を図2に示すように接続して油圧回路21を構成する。また、切換弁主回路32及び各切換弁(電磁弁)33,5…等は、成形機コントローラ71の制御出力ポートに接続する。これにより、油圧回路21全体の動作が成形機コントローラ71によリシーケンス制御される。
As shown in FIG. 2, the
型締シリンダ14は、シリンダ本体41と、シリンダ本体41に内蔵したピストン15を備える。ピストン15は高速用シリンダ部43を兼ねており、この高速用シリンダ部43の油室にはシリンダ本体41の後端から前方に突出したブースタラム44を挿通させる。さらに、シリンダ本体41にはサブタンク45を付設し、このサブタンク45と後油室14r間に、サブタンク45と後油室14rを接続又は遮断するプレフィルバルブ46を設けるとともに、サブタンク45は、オイルクーラ47を介してオイルタンク6に接続する。したがって、この型締装置Mcは、ブースタラム式型締機構を構成する。
The
これにより、型締装置Mcの動作の一例となる型開時には、油圧ポンプ3sから吐出する作動油が切換弁主回路32及び切換弁33を経由して型締シリンダ14の前油室14fに供給され、ピストン42が後退して型開きが行われる。この際、油圧ポンプ3sの作動油は、四方向切換弁5を経由してプレフィルバルブ46に付与されるため、プレフィルバルブ46が開き、型締シリンダ14の後油室14rの作動油はサブタンク45に流入する。また、高速用シリンダ部43から流出する作動油は、切換弁主回路32を経由してオイルタンク6に戻される動作が行われる。
Thus, when the mold is opened as an example of the operation of the mold clamping device Mc, the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 3s is supplied to the
成形機コントローラ71は、CPU,メモリ,電源ユニット等を含むコンピュータ機能を備え、全体の制御を司るとともに、本実施形態に係る作動油昇温方法を実行するための制御プログラムを備えている。図3は、本実施形態に係る作動油昇温方法を実行する際に用いる制御系の機能ブロック図を示す。51は偏差演算部であり、非反転入力部には、入力切換部52を介して圧力指令値Ps又はトルク目標値Trs〔%〕が選択的に付与される。この場合、トルク目標値Trsは、サーボモータ2sの回転トルクTrに対して設定されるものであり、本実施形態により設定される目標負荷量となる。このように、サーボモータ2sの負荷量には回転トルクTr〔%〕を用いることができる。負荷量として回転トルクTrを用いれば、サーボモータ2sの駆動電流から容易に検出できるとともに、サーボモータ2sの制御系に組込むことにより、回転トルクTrに対する制御を容易かつ的確に行うことができる。このため、トルク目標値Trsを設定するに際しては、例えば、成形機コントローラ71に付属するディスプレイに表示される設定画面等から入力することができる。そして、設定されるトルク目標値Trsは、入力切換部52を介して偏差演算部51に付与される。なお、トルク目標値Trsの大きさは最大値を100〔%〕としたパーセンテージにより設定する。
The
一方、偏差演算部51の反転入力部には、入力切換部54を介して、ポンプ圧センサ73等から検出される圧力検出値Pd又は検出されたサーボモータ2sの回転トルクTr(トルク検出値Trd)が選択的に付与される。この場合、サーボモータ2sが接続されるサーボアンプ55から、電流検出部56により負荷電流である駆動電流(電流検出値Id)が検出され、さらに、この電流検出値Idがトルク変換部57によりトルク検出値Trd〔%〕に変換される。
On the other hand, the reverse input unit of the
他方、偏差演算部51の出力部からサーボアンプ55までの処理系、即ち、上述した偏差演算部51の入力部側の処理系の変更を除いた他の処理系は、既設の圧力制御系(PID制御系)50cと同じになる。58は積分器、59は1/積分値を出力する演算器、60は積分リミッタ、61は加減算器、62は遅延器、63は微分器、64は減算器、65は比例ゲイン設定器、66は速度リミッタ、67は逆転速度リミッタ、Vsは速度リミッタ66に付与される速度指令値、Vcは速度リミッタ66から出力する速度制御指令値が含まれる。したがって、偏差演算部51の出力部から得る偏差出力は、圧力制御系50cにおいてPID補償され、得られる速度制御指令値に基づくモータ駆動電流がサーボモータ2sに供給されることによりサーボモータ2sが駆動され、トルク検出値Trdがトルク目標値Trsになるように、又は圧力検出値Pdが圧力指令値Psとなるように、フィードバック制御が行われる。したがって、本実施形態に係る作動油昇温方法は、射出成形機Mに備える圧力制御系Cpの一部を変更して実施することができる。
On the other hand, the processing system from the output unit of the
次に、本実施形態に係る作動油昇温方法の概要(原理)について、図5を参照して説明する。 Next, an outline (principle) of the hydraulic oil temperature raising method according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
まず、本実施形態に係る作動油昇温方法の原理は、基本的要件として、サーボモータ2sの回転数を可変制御して作動油の少なくとも吐出流量を制御可能な可変吐出型油圧ポンプ3sを用いる。そして、予め、サーボモータ2sに対して目標負荷量であるトルク目標値Trsを設定するとともに、作動油の昇温時に、サーボモータ2sの負荷量であるトルク検出値Trdがトルク目標値Trsになるように、サーボモータ2sの回転数を可変制御する。
First, the principle of the hydraulic oil temperature raising method according to the present embodiment uses, as a basic requirement, a variable discharge hydraulic pump 3s that can variably control the rotation speed of the
このため、予め、成形機コントローラ71に付属するディスプレイに表示される設定画面等からトルク目標値Trsを設定する。この場合、トルク目標値Trsの大きさは、最大トルクを100〔%〕としたパーセンテージにより設定する。トルク目標値Trsとしては、サーボモータ2sにおける最大トルク(最大負荷量)の60〔%〕以上に設定することが望ましい。これにより、最大負荷量の設定も含め、作動油に対する効率的な昇温を行うことができる。
For this reason, the torque target value Trs is set in advance from a setting screen or the like displayed on a display attached to the
図5中、実線で示すTrd1は、一例として、トルク目標値Trsを70〔%〕に設定し、回転トルクに対する定トルク制御(一段制御)を行った場合を示す。この場合、昇温開始から、回転トルクを70〔%〕になるように制御し、18〔分〕後に、作動油の温度が目標温度Ths(40〔℃〕)に達することにより、制御を停止した状態を示している。また、同図中、点線で示すTrdrは、回転トルクに対する定トルク制御を行わない場合、即ち、前述した背景技術のように送出油量を一定に設定(制御)した場合、或いは吐出圧力を一定に設定(制御)する場合などの方法により実施したものであり、この場合には、作動油の温度が上昇し、粘度が徐々に低下すれば、回転トルクTr(サーボモータ2sの負荷量)も徐々に低下し、結果的に、20〔分〕後に、作動油の温度が目標温度Thsに達することにより、制御を停止した状態を示している。さらに、仮想線で示すTrd2は、トルク目標値Trsを100〔%〕に設定し、13〔分〕後に、作動油の温度が目標温度Thsに達することにより、制御を停止した状態を示している。したがって、トルク目標値Trsは、100〔%〕に設定することが最も短時間で昇温できることになるが、実際には、作動油の粘性が高い初期段階から100〔%〕による制御を行うことになるため、サーホモータ2sに過度の負荷が付与され、好ましくない。このため、100〔%〕に設定する場合における変更実施形態を図6及び図7により後述する。
In FIG. 5, Trd1 indicated by a solid line indicates, as an example, a case where the torque target value Trs is set to 70 [%] and constant torque control (one-stage control) is performed on the rotational torque. In this case, the rotational torque is controlled to 70% from the start of the temperature rise, and the control is stopped when the temperature of the hydraulic oil reaches the target temperature Ths (40 ° C) after 18 minutes. Shows the state. In addition, Trdr indicated by a dotted line in the figure indicates a case where constant torque control for rotational torque is not performed, that is, when the amount of oil to be sent is set (controlled) as in the background art described above, or the discharge pressure is constant. In this case, if the temperature of the hydraulic oil increases and the viscosity gradually decreases, the rotational torque Tr (load amount of the
次に、本実施形態に係る作動油昇温方法の具体的な処理手順について、図2〜図6を参照しつつ図1に示すフローチャートに従って説明する。 Next, a specific processing procedure of the hydraulic oil temperature raising method according to the present embodiment will be described according to the flowchart shown in FIG. 1 with reference to FIGS.
まず、射出成形機Mの運転スイッチをONにする(ステップS1)。これにより、成形機コントローラ71は、作動油温度センサ72により検出される作動油の温度を取り込む(ステップS2)。そして、作動油の温度が目標温度Ths〔℃〕以上か否かを判断し、目標温度Ths〔℃〕以上であれば、作動油に対する昇温処理を行うことなく、通常の生産モードによる運転を開始する(ステップS3,S10)。
First, the operation switch of the injection molding machine M is turned on (step S1). Thereby, the
これに対して、作動油の温度が目標温度Ths(40〔℃〕)未満のときは、本実施形態に係る作動油昇温方法により昇温処理を行う。この場合、成形機コントローラ71は、作動油昇温モードによる制御に切換え、切換指令(切換指令信号)を出力する(ステップS3,S4)。これにより、図2に示す四方向切換弁5は、図4に示す昇温ポジションaに切換えられるとともに、図3に示す入力切換部52は、トルク目標値Trsが入力するポジションに切換えられ、さらに、入力切換部54は、トルク検出値Trdが入力するポジションに切換えられる。
On the other hand, when the temperature of the hydraulic oil is lower than the target temperature Ths (40 [° C.]), the temperature raising process is performed by the hydraulic oil temperature raising method according to the present embodiment. In this case, the
次いで、サーボモータ2sを駆動して昇温運転となる油圧ポンプ3sの運転を開始する(ステップS5)。これにより、オイルタンク6の作動油は、図4に示す矢印Foの経路で循環する。即ち、オイルタンク6の作動油は、油圧ポンプ3sから吐出して四方向切換弁5に至るとともに、この四方向切換弁5における昇温ポジションaを流通し、この後、逆止弁35を介してオイルタンク6に戻される。この際、四方向切換弁5における昇温ポジションaは、この四方向切換弁5に接続される配油管部L…よりも流動抵抗が大きくなる特定の流路部Lsとなる。したがって、作動油は四方向切換弁5の昇温ポジションaを流通するときの圧力差により発熱し、作動油に対する昇温が行われるパワーマッチ式昇温装置として機能する。
Next, the
一方、図3に示す圧力制御系Cpにおいては、偏差演算部51の非反転入力部に、予め設定されたトルク目標値Trsが付与されるとともに、偏差演算部51の反転入力部に、検出されたトルク検出値Trd〔%〕が付与される。この際、トルク検出値Trdは、サーボモータ2sに流れる駆動電流Idが、サーボアンプ55から電流検出部56により検出され、検出された駆動電流Idがトルク変換部57によりトルク検出値Trdに変換される。これにより、当該圧力制御系Cpでは、トルク検出値Trdがトルク目標値Trsになるように、フィードバック制御される。具体的には、トルク目標値Trsが70〔%〕に設定されている場合、実際の回転トルクが70〔%〕になるように定トルク制御される(ステップS6)。この結果、作動油の温度が上昇し、粘度が徐々に低下することにより、回転トルクTr(サーボモータ2sの負荷量)が徐々に低下した場合であっても、成形機コントローラ71によりサーボモータ2sの回転数が大きくなるように制御され、回転トルクTrが70〔%〕に維持される。
On the other hand, in the pressure control system Cp shown in FIG. 3, a preset torque target value Trs is given to the non-inverting input unit of the
そして、作動油が目標温度Ths(40〔℃〕)に達したなら、成形機コントローラ71は、サーボモータ2sに対する給電を停止する制御を行い、油圧ポンプ3sの運転を終了させる(ステップS7,S8)。また、成形機コントローラ71は、作動油昇温モードを解除する(ステップS9)。この場合、成形機コントローラ71は、切換指令(切換指令信号)を出力し、図4に示す四方向切換弁5を切換えることにより、図2に示すノーマルポジションnに復帰させる。さらに、図3に示す入力切換部52を圧力指令値Psが入力するポジションに切換えるとともに、入力切換部54を圧力検出値Pdが入力するポジションに切換える。これにより、通常の生産モードによる運転が行われる(ステップS10)。
When the hydraulic oil reaches the target temperature Ths (40 [° C.]), the
よって、このような本実施形態に係る作動油昇温方法によれば、油圧ポンプ3に、サーボモータ2sの回転数を可変制御して作動油の少なくとも吐出流量を制御可能な可変吐出型油圧ポンプ3sを使用するとともに、予め、サーボモータ2sに対してトルク目標値Trsを設定し、作動油の昇温時に、作動油の温度が目標温度Thsに達するまで、サーボモータ2sの回転トルクがトルク目標値Trsになるように、サーボモータ2sの回転数を可変制御するため、作動油の温度が高くなるに従って流動性が高まった際には、サーボモータ2sの回転数も高くなる。したがって、昇温効率の向上、更には昇温時間の短縮化を図れるとともに、省エネルギ性をより高めることができる。また、作動油の昇温時には、サーボモータ2sの回転トルクがトルク目標値Trsになるように、サーボモータ2sの回転数を可変制御する。したがって、予め、サーボモータ2sの性能に対応させたトルク目標値Trsを一度設定すれば、以降は自動で制御が行われるため、設定(入力)に伴う煩わしさを解消できる。
Therefore, according to the hydraulic oil temperature raising method according to the present embodiment as described above, the variable discharge hydraulic pump capable of controlling at least the discharge flow rate of the hydraulic oil by variably controlling the rotation speed of the
次に、本発明の変更実施形態に係る作動油昇温方法について、図6及び図7を参照して説明する。 Next, a hydraulic oil temperature raising method according to a modified embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7.
前述した作動油昇温方法は、目標負荷量となるトルク目標値Trsを、作動油の昇温時におけるサーボモータ2sの駆動時間に対して一段に設定した場合を示したが、変更実施形態に係る作動油昇温方法は、図6に示すように、トルク目標値Trsを駆動時間に対して、二段、具体的には、前段を70〔%〕に設定し、後段を100〔%〕に設定したものである。前述したように、トルク目標値Trsを100〔%〕に設定した場合、最も短時間で作動油の温度を目標温度Thsに到達させることができるが、反面、作動油の粘性が高い状態となる初期段階では、サーボモータ2sに対して最も大きな回転トルク(負荷量)が付加される。そこで、初期段階では、開始から、予め設定した設定時間(例示は、3〔分〕)が経過するまで、トルク目標値Trsを70〔%〕に設定して制御し、設定時間が経過した時点tcに達したなら、トルク目標値Trsの設定を100〔%〕に変更するようにした。この場合、時点tcまでの設定時間は、通常、作動油の粘性が高い場合であって、トルク目標値Trsを100〔%〕に設定してもサーボモータ2sに対して悪影響を生じない時間を選定する。
In the above-described hydraulic oil temperature raising method, the case where the torque target value Trs serving as the target load amount is set in one step with respect to the drive time of the
また、可変吐出型油圧ポンプ3sには、最大吐出流量が異なる二つの固定吐出流量Qs,Qmを設定し、二段に設定したトルク目標値Trsf,Trsrにおける初段のトルク目標値Trsf(70〔%〕)に対しては、小流量の固定吐出流量Qsを設定するとともに、後段のトルク目標値Trsr(100〔%〕)に対しては、大流量の固定吐出流量Qmを設定する。 Further, two fixed discharge flow rates Qs and Qm having different maximum discharge flow rates are set in the variable discharge hydraulic pump 3s, and the initial torque target value Trsf (70 [%] in the torque target values Trsf and Trsr set in two stages is set. ], A small fixed discharge flow rate Qs is set, and a large fixed flow rate Qm is set for the subsequent torque target value Trsr (100 [%]).
したがって、変更実施形態に係る作動油昇温方法は、図7に示すフローチャートに沿って行われる。まず、射出成形機Mの運転スイッチをONにすれば、成形機コントローラ71は、作動油温度センサ72により検出される作動油の温度を取り込み、作動油の温度が目標温度Ths以上か否かを判断する(ステップS21,S22,S23)。そして、目標温度Ths以上であれば、通常の生産モードによる運転を開始する(ステップS24)。これに対して、作動油の温度が目標温度Ths未満のときは、作動油昇温モードによる制御に切換えられ、成形機コントローラ71は、切換指令(切換指令信号)を出力する。これにより、四方向切換弁5は、図4に示す昇温ポジションaに切換えられ、さらに、図3に示す入力切換部52は、トルク目標値Trsが入力するポジションに切換えられるとともに、入力切換部54は、トルク検出値Trdが入力するポジションに切換えられる。また、この際、切換弁(電磁弁)28が切換えられ、油圧ポンプ3sは、小流量の固定吐出流量Qsに切換えられる(ステップS25)。
Therefore, the hydraulic oil temperature raising method according to the modified embodiment is performed along the flowchart shown in FIG. First, when the operation switch of the injection molding machine M is turned ON, the
次いで、サーボモータ2sを駆動して油圧ポンプ3sの運転を開始する(ステップS26)。これにより、最初に、小流量の固定吐出流量Qsが設定された下で、サーボモータ2sの回転トルクTrは、70〔%〕になるように定トルク制御される(ステップS27)。そして、設定時間が経過した時点tcに達すれば、油圧ポンプ3sが大流量の固定吐出流量Qmに切換えられるとともに、トルク目標値Trsが100〔%〕に切換えられ、サーボモータ2sの回転トルクTrは、100〔%〕になるように定トルク制御される(ステップS28,S29,S30)。
Next, the
この後、目標温度Thsに達したなら、成形機コントローラ71は、サーボモータ2sに対する給電を停止する制御を行い、油圧ポンプ3sの運転を終了させる(ステップS31,32)。また、成形機コントローラ71は作動油昇温モードを解除する(ステップS33)。この場合、成形機コントローラ71は、切換指令(切換指令信号)を出力し、図4に示す切換弁5を切換えることにより、図2に示すノーマルポジションnに復帰させる。さらに、図3に示す入力切換部52を圧力指令値Psが入力するポジションに切換えるとともに、入力切換部54を圧力検出値Pdが入力するボジションに切換える。これにより、通常の生産モードによる運転が行われる(ステップS34)。
Thereafter, when the target temperature Ths is reached, the
よって、このような変更実施形熊に係る作動油昇温方法によれば、トルク目標値Trsを作動油の昇温時におけるサーボモータ2sの駆動時間に対して、前段と後段の二段に設定するため、サーボモータ2と作動油の特性等にマッチングさせた最適な昇温特性を設定できる。また、可変吐出型油圧ポンプ3sにより、最大吐出流量が異なる二つの固定吐出流量Qs,Qmを設定し、二段に設定したトルク目標値Trsの前段のトルク目標値Trsf(70〔%〕)に小流量の固定吐出流量Qsを設定するため、サーボモータ2sに対して過負荷が付加される虞れがなくなり、駆動モータ2の保護を図れるとともに、昇温動作をより最適化することができる。
Therefore, according to the hydraulic oil temperature raising method according to such a modified embodiment type bear, the torque target value Trs is set to two stages, the first stage and the second stage, with respect to the drive time of the
以上、好適実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の手法,構成,数値等において、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。 The preferred embodiment has been described in detail above, but the present invention is not limited to such an embodiment, and any method, configuration, numerical value, and the like may be arbitrarily selected without departing from the gist of the present invention. Can be changed, added, or deleted.
例えば、負荷量として、駆動モータ2(サーボモータ2s)の回転トルクTr〔%〕を用いた場合を示したが、その他、直接又は間接を問わず、負荷量を示すものであれば、圧力等の他の物理量を用いてもよい。また、駆動モータ2としてサーボモータ2sを例示したが、他の各種駆動モータ2を適用できる。さらに、目標負荷量(トルク目標値)Trsの設定段数は、三段以上に設定してもよいし、異なる固定吐出流量Qs…を三以上設定してもよい。このように、設定段数は、成形機Mの形態や条件等に応じた最適な段数を任意に設定(選択)できる。一方、特定の流路部Lsとして、四方向切換弁5の内部流路を利用した場合を例示したが、作動油の圧力差を生じさせるものであれば、その手段は問わないとともに、必要により、四方向切換弁5の昇温ポジションaに対して別途の絞り等を接続してもよい。また、切換弁5は、昇温時以外に用いる切換弁と併用した場合を例示したが、作動油の圧力差を生じさせる専用の手段を用いる場合を排除するものではない。さらに、変更実施形態では、設定時間が経通した時点tcで前段から後段の制御に切換える場合を示したが、サーボモータ2cの回転数を監視し、予め設定した回転数(例えば、2000〔rpm〕)に達したなら前段から後段の制御に切換えてもよい。
For example, the case where the rotational torque Tr [%] of the drive motor 2 (
本発明に係る作動油昇温方法は、射出成形機をはじめ駆動モータを用いた油圧ポンプを備える各種成形機、更には他の各種生産機械等に利用できる。 The hydraulic oil temperature raising method according to the present invention can be used for various molding machines including an injection molding machine and a hydraulic pump using a drive motor, and other various production machines.
2:駆動モータ,3:油圧ポンプ,3s:可変吐出型油圧ポンプ,4:油圧駆動部,5:切換弁,6:オイルタンク,Tr:駆動モータの回転トルク,L…:配油管部,Ls:特定の流路部,M:成形機,a:昇温ポジション 2: drive motor, 3: hydraulic pump, 3s: variable discharge hydraulic pump, 4: hydraulic drive unit, 5: switching valve, 6: oil tank, Tr: rotational torque of drive motor, L ...: oil distribution pipe unit, Ls : Specific flow path part, M: Molding machine, a: Temperature rising position
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