JP5801255B2 - 通信装置を備えた射出成形機 - Google Patents

Description

本発明は、通信装置を備えた射出成形機に関するものであり、限定するものではないが、工場内に設置されている所定の稼動監視装置に対して、稼動情報を通信装置によって送信して、生産管理を行うのに好適な射出成形機に関するものである。

射出成形が実施される多くの工場においては、射出成形機が複数台設置されている。射出成形機において成形される成形品は、一般的に生産管理の対象になっており、計画された個数が所定の時間内に成形されるように調整されている。従ってそれぞれの射出成形機は、生産管理用のコンピュータ等によって適切に管理され、運転・停止が記録される必要がある。そうすると射出成形機は、外部から稼動状態が監視できるようになっていなければならない。

ところで複数の射出成形機によって成形されるそれぞれの成形品が、相互に関連している場合もある。例えばそれぞれの射出成形機で成形される成形品が、共通の完成品の異なる部品になっている場合が考えられる。そうすると関連する成形品を成形している射出成形機については関連して運転する必要があり、例えば所定の射出成形機の一台が停止したら、他の射出成形機も早期に停止する必要がある。このような場合においても、射出成形機は外部から稼動状態が把握できるようになっている必要がある。

特開２０１１−１２１２８３号公報

特許文献１には、本発明と直接関係はないが、ネットワークインターフェースを備えた射出成形機が記載されている。特許文献１に記載の射出成形機は、工場内のネットワークに接続されており、他の射出成形機と相互に通信できるようになっている。そして射出成形機内に設けられている射出工程制御装置によって、射出工程に関するスケジュールを他の射出成形機と交換し合い、工場にとって問題がないように、自律的に自機の射出工程スケジュールを決定するようになっている。詳しく説明すると、成形サイクルにおいて最も電力を消費する工程は射出工程であるが、この射出工程が全ての射出成形機で同時に実施されると工場に許容されている最大電力量を超過してしまう。そこで、自機の射出工程スケジュールを決定するとき、ネットワークを経由して他の射出成形機の射出工程のスケジュールを得て、最大電力量を超えないように自機の射出工程のタイミングを調整している。

工場内の射出成形機について、特許文献１に記載の射出成形機のようにネットワークインターフェースを設けてネットワークで接続すれば、外部から射出成形機の稼動状態を把握できそうである。また互いに関連する射出成形機の運転を管理できそうである。例えば、射出成形機が相互に自律的に稼動状態等の情報を送受信するようにして、自機の運転を調整するようにすれば、結果として互いに関連する射出成形機の運転を管理できることになる。しかしながら、問題も見受けられる。具体的には、それぞれの射出成形機をネットワークに接続するには工場内に専用の通信線を配線したり通信線を中継するルータ、ハブ等のネットワーク機器が格別に必要になる。そうすると設置の時間もかかるしコストも嵩む。また通信ができない状態になったときに、必ずしも射出成形機が停止しているとは限らないという問題もある。つまり射出成形機が電力の供給を受けて正常に稼動している場合であっても、通信線断線やネットワーク機器の故障によるネットワーク障害が発生していれば、通信ができない。すなわち、通信の停止が必ずしも射出成形機の停止を意味するわけではなく、射出成形機の稼動状態を確実に把握することができない。

本発明は、上記したような問題点を解決した射出成形機を提供することを目的としており、具体的には、工場内に通信線を配線したりネットワーク機器を設置する必要がないにも拘わらず外部と通信をすることができ、自機が稼動している限り、自機の稼動状態を外部に送信することができる射出成形機を提供することを目的としている。

本発明は、上記目的を達成するために、射出成形機に、電力線に信号をのせて通信する電力線搬送通信装置を設ける。そして自機の稼動状態に関するデータである稼動情報を電力線搬送通信装置によって外部に送信する。工場には複数台の射出成形機が設置されており、この工場にこれらの稼動状態を監視する稼動監視装置を設ける。射出成形機の稼動状態は、この稼動監視装置に対して送信するように構成する。射出成形機は、稼動監視装置から停止を指示するパケットを受信したら運転を停止する。また稼動監視装置に対する送信が所定のしきい時間を超えて通信不能になったら、射出成形機は自律的に運転を停止するように構成する。

かくして、請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するために、電力線に信号をのせて通信する電力線搬送通信装置を備え、自機の稼動状態に関するデータである稼動情報を前記電力線搬送通信装置によって外部に設置されている稼動監視装置に送信するようになっており、前記稼動監視装置から停止を指示するパケットを受信したら運転を停止することを特徴とする射出成形機として構成される。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の射出成形機において、前記稼動監視装置への送信が所定のしきい時間だけ通信不能になったら自律的に運転を停止することを特徴とする射出成形機として構成される。

以上のように、本発明によると、電力線に信号をのせて通信する電力線搬送通信装置を備え、自機の稼動状態に関するデータである稼動情報を電力線搬送通信装置によって外部に設置されている稼動監視装置に送信することを特徴とする射出成形機として構成されているので、格別に通信線を配線したりネットワーク機器を設けなくても通信できることになる。そうすると通信線を配線したりネットワーク機器を接続する時間とコストを節約できる。そして射出成形機が動作するには電力の供給が不可欠であるが、電力を供給する電力線を通信線として利用しているので、射出成形機の稼動状態を確実に外部から把握できるという本発明に特有の効果も得られる。つまり射出成形機が稼動している限り、電力線が有効に機能しているので、この電力線を介して通信できることが保障されている。そうすると、稼動監視装置が稼動情報を受信できなければ、射出成形機が稼動していないと判断することができる。また稼動監視装置に対して自機の稼動情報を送信でき、工場において確実に生産管理が行える。また、稼動監視装置から停止を指示するパケットを受信したら運転を停止するように構成されているので、成形品が互いに関連している射出成形機が複数台ある場合、稼動監視装置は関連する射出成形機の運転を停止することができる。

また他の発明によると、射出成形機が設置されている工場には複数の射出成形機の稼動状態を監視する稼動監視装置が設置されており、稼動情報の送信は稼動監視装置に対して送信するようになっており、稼動監視装置への送信が所定のしきい時間だけ通信不能になったら自律的に運転を停止するように構成されている。そうすると万一、射出成形機が稼動しているにも拘わらず通信ができない状態になったとしても、射出成形機は自律的に運転を停止することになる。稼動監視装置から見て、射出成形機から稼動情報が送信されて来ない場合には、その射出成形機は停止していると断定してよい。そうすると確実に射出成形機の稼動状態を把握することができるので、生産管理を確実に実施することができるし、相互に関連のある射出成形機が複数台あっても、これらを関連して運転することもできる。

工場内の電力線に接続され、該電力線を介して情報を送受信するようになっている本実施の形態に係る射出成形機と、稼動監視装置とを模試的に示す、ネットワーク図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態に係る射出成形機１、１、…が設置されている工場Ｆにも、従来の工場と同様の電力設備が設けられ電力が供給されている。すなわち図１に示されているように、受電設備等から供給された電力供給線Ｑが、高圧交流遮断機２を介して工場Ｆ内に引き込まれ、三相変圧器３によって所定の電圧、例えば２００Ｖの三相交流電圧に変換されて工場内の電力線Ｄに供給されている。これらの電力線Ｄに、複数台の本実施の形態に係る射出成形機１、１、…が、断路器５を介して接続され、電力の供給を受けるようになっている。

本実施の形態に係る射出成形機１は、従来の射出成形機と同様に、金型を型締めする型締装置、溶融樹脂を射出する射出装置等から構成され、これらの各装置はサーボモータ、ギアードモータ等の各モータＭ、Ｍ、…によって駆動されるようになっている。モータＭ、Ｍ、…は、図１に模式的に示されているように、コントローラ１１からの指令を受けた制御盤１２によって制御されるようになっている。射出成形機１は、工場内に配線されている電力線Ｄに断路器５を介して接続されているが、射出成形機１内に引き込まれた電力線ｄにも断路器５’が設けられ、電力線Ｄから必要に応じて遮断されるようになっている。射出成形機１内において、電力線ｄには力率を改善するためのコンデンサ、高調波成分を除去する直列リアクトル等からなるノイズフィルタ１３が設けられ、ノイズが除去された三相交流電圧が制御盤１２に供給されている。そして制御盤１２内のＰＷＭコンバータによって直流電圧に変換され、サーボモータを駆動するサーボアンプ等に供給されている。なおＰＷＭコンバータ、サーボアンプは図１に示されていない。

本実施の形態において、工場Ｆ内に配線されている電力線Ｄは電力を供給する電力線としてだけではなく、情報を送る通信線も兼ねている。すなわち電力線Ｄ、ｄに流れている三相交流電圧に重畳的に通信信号が乗せられて通信できるようになっており、いわゆる電力線搬送通信が行われている。この通信信号は周波数が高いので変圧器を越えることができない。従って三相変圧器３を越えて工場Ｆ外に漏洩することがなく、セキュリティが高いという利点がある。しかしながら通信信号は電力線ｄに設けられているノイズフィルタ１３によっても減衰してしまう。従って、本実施の形態に係る射出成形機１においては、電力線ｄがノイズフィルタ１３の上流側で分岐しており、この分岐に外部と通信信号の送受信を行う電力線搬送通信装置ＰＬＣが設けられている。電力線搬送通信装置ＰＬＣは、三相交流電圧に通信信号を乗せたり、三相交流電圧に乗っている通信信号を分離することができ、外部とデータの送受信が行える。電力線搬送通信装置ＰＬＣは、稼動情報通信装置１５に接続され、射出成形機１の稼動状態に関するデータすなわち稼動情報を外部に送信するようになっている。なお、稼動情報通信装置１５はコントローラ１１に接続され、コントローラ１１が収集している稼動情報を受け取るようになっている。

工場Ｆには、射出成形機１、１、…の稼動情報を記録すると共に稼動状態を監視する１台の稼動監視装置７が設置されている。稼動監視装置７も電力線Ｄから電力の供給を受けていると共に、電力線搬送通信装置ＰＬＣによって通信が行えるようになっている。

本実施の形態に係る射出成形機１、１、…と、稼動監視装置７の作用を説明する。稼動監視装置７は、所定の周期で工場Ｆ内の射出成形機１、１、…の稼動情報を収集する。具体的には、稼動監視装置７は各射出成形機１、１、…に、稼動情報の送信を促すパケットであるリクエストを送信する。リクエストには稼動監視装置７のＩＰアドレスが含まれている。射出成形機１において、電力線搬送通信装置ＰＬＣを介して稼動情報通信装置１５がこのリクエストを受信すると、稼動情報通信装置１５は最新の稼動情報を含んだパケットであるアンサーを稼動監視装置７に送信する。稼動情報は、例えば次のような情報からなる。
・稼動状態
射出成形機１が運転中であるか停止中であるかの情報。
・工程情報
射出成形機１の成形サイクルにおける現在の工程。
・各種プロセスデータ
樹脂の温度、射出圧力等の成形品の品質管理に必要となるデータ。

稼動監視装置７は各射出成形機１、１、…からのアンサーを受信して、これらを記録する。これによって生産管理を行うことができる。このとき、リクエストを送信したにも拘わらずアンサーが受信できない射出成形機１があれば、その射出成形機１は停止中であると判断する。もし停止中の射出成形機１と、関連して運転する必要のある射出成形機１、１、…があれば、稼動監視装置７からこの射出成形機１、１、…に、運転を停止する旨の指示を含んだパケットを送る。そうすると関連して運転する必要のある射出成形機１、１、…は運転を停止する。

ところで射出成形機１内の電力線搬送通信装置ＰＬＣが故障している場合、射出成形機１がリクエストを受信することもアンサーを送信することもできない。そうすると射出成形機１が運転中であっても、停止中であると稼動監視装置７に判断されてしまう。すなわち整合性が取れなくなる。そこで、所定のしきい時間を越えてリクエストが受信できない場合、稼動情報通信装置１５は通信の異常が発生していると判断する。そしてコントローラ１１に射出成形機１の停止を指示する。このように通信ができない場合にも射出成形機１は停止することになる。このようにすると整合性が維持されることになり、稼動監視装置７において信頼性の高い生産管理を行うことができる。

本実施の形態は、色々な変形が可能である。例えば、射出成形機１、１、…は、稼動監視装置７からのリクエストを受信したときに稼動情報をアンサーとして送信するように説明したが、リクエストは無くてもよい。すなわち射出成形機１、１、…が定周期で自機の稼動情報を稼動監視装置７に送信するようにしてもよい。このとき稼動情報は特定のＩＰアドレスに向けて送信するようにしてもよいし、ＩＰアドレスを特定しないブロードキャストによって送信するようにしてもよい。いずれの場合であっても稼動情報の送信が所定のしきい時間を超えて失敗したら、コントローラ１１に指示して射出成形機１の運転を停止するようにする。また、通信は射出成形機１、１、…と稼動監視装置７との間で実施されるように説明したが、射出成形機１、１、…同士で通信するようにすることもできる。このようにすると、互いに関連して運転する必要のある複数台の射出成形機１、１、…が、相互に他の射出成形機１、１、…の稼動情報を監視して、他機の異常を検出したら自機の運転を停止することができる。

１ 射出成形機 ３ 三相変圧器
７ 稼動監視装置 １１ コントローラ
１２ 制御盤 １３ ノイズフィルタ
１５ 稼動情報通信装置
Ｆ 工場
Ｄ、ｄ 電力線
ＰＬＣ 電力線搬送通信装置

Claims (2)

1. 電力線に信号をのせて通信する電力線搬送通信装置を備え、自機の稼動状態に関するデータである稼動情報を前記電力線搬送通信装置によって外部に設置されている稼動監視装置に送信するようになっており、前記稼動監視装置から停止を指示するパケットを受信したら運転を停止することを特徴とする射出成形機。
2. 請求項１に記載の射出成形機において、前記稼動監視装置への送信が所定のしきい時間だけ通信不能になったら自律的に運転を停止することを特徴とする射出成形機。

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