JP6783030B2 - Injection molding machine equipped with a power storage device for heating power supply - Google Patents
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本発明は、工場から供給される電力をヒータに供給して加熱シリンダを加熱する射出成形機に関するものである。 The present invention relates to an injection molding machine that heats a heating cylinder by supplying electric power supplied from a factory to a heater.
射出成形機は、従来周知のように、金型を型締めする型締装置、樹脂を溶融して金型内に射出する射出装置、等から構成され、射出装置は加熱シリンダ、この加熱シリンダ内に軸方向と回転方向とに駆動されるスクリュ等から構成されている。これらの装置が電動のモータによって駆動されるようになっている電動射出成形機の場合、コンバータと、複数個のサーボアンプつまりインバータとが設けられている。コンバータによって工場からの三相交流電力が直流電圧に変換され、インバータによって所望の周波数の三相交流電圧が生成されてモータに供給され、各装置が駆動される。加熱シリンダにはヒータが設けられ、ヒータに工場からの三相交流電力が供給され、加熱シリンダが加熱されるようになっている。 As is well known in the past, an injection molding machine is composed of a mold clamping device that molds a mold, an injection device that melts resin and injects it into a mold, and the like. It is composed of a screw or the like driven in the axial direction and the rotational direction. In the case of an electric injection molding machine in which these devices are driven by an electric motor, a converter and a plurality of servo amplifiers or inverters are provided. The converter converts the three-phase AC power from the factory into a DC voltage, and the inverter generates a three-phase AC voltage of a desired frequency and supplies it to the motor to drive each device. A heater is provided in the heating cylinder, and three-phase AC power from the factory is supplied to the heater to heat the heating cylinder.
特許文献1には、成形サイクルを通して消費される電力が平滑化される電動射出成形機が提案されている。この電動射出成形機においては、コンバータの出力側である直流電圧線に電力貯蔵装置が設けられている。電力貯蔵装置はインバータによる電力消費が少ない工程のとき、例えば型開閉工程、可塑化工程等において直流電圧線から電力を得て貯蔵する。そして電力消費が多い工程のとき、具体的には射出工程において、貯蔵された電力を直流電圧として直流電圧線に供給する。このように特許文献1に記載の電動射出成形機は直流電圧線に電力を貯蔵・供給できる電力貯蔵装置が設けられているので、電動射出成形機に供給される電力は平滑化され、最大電力は小さくなる。電動射出成形機が設置される工場においては、最大電力を考慮して大容量の受電設備が設けられているが、最大電力を小さくすることができるので、受電設備の容量を小さくすることができる。また契約電気料金もある程度小さくすることができる。 Patent Document 1 proposes an electric injection molding machine in which the electric power consumed throughout the molding cycle is smoothed. In this electric injection molding machine, a power storage device is provided on a DC voltage line on the output side of the converter. The power storage device obtains power from a DC voltage line and stores it in a process in which power consumption by the inverter is low, for example, in a mold opening / closing process, a plasticization process, or the like. Then, in the process of high power consumption, specifically, in the injection process, the stored electric power is supplied to the DC voltage line as a DC voltage. As described above, since the electric injection molding machine described in Patent Document 1 is provided with a power storage device capable of storing and supplying power to the DC voltage line, the power supplied to the electric injection molding machine is smoothed and the maximum power is obtained. Becomes smaller. In factories where electric injection molding machines are installed, large-capacity power receiving equipment is installed in consideration of the maximum power, but since the maximum power can be reduced, the capacity of the power receiving equipment can be reduced. .. In addition, the contract electricity charge can be reduced to some extent.
特許文献2には、蓄電装置を備えた電動射出成形機が記載されている。この電動射出成形機では、各装置からモータを介して回生される回生電力を蓄電装置に蓄電するようになっており、蓄電装置に蓄電された電力を加熱シリンダのヒータに供給するようになっている。つまり、ヒータに供給する電力は各装置から回収される回生電力によって賄われるので、全体として電力を効率よく利用でき、運転効率を向上させることができる。 Patent Document 2 describes an electric injection molding machine provided with a power storage device. In this electric injection molding machine, the regenerative electric power regenerated from each device via the motor is stored in the power storage device, and the power stored in the power storage device is supplied to the heater of the heating cylinder. There is. That is, since the electric power supplied to the heater is covered by the regenerative electric power recovered from each device, the electric power can be efficiently used as a whole and the operating efficiency can be improved.
特許文献1に記載の電動射出成形機は、電力貯蔵装置が設けられているので、消費される電力が平滑化されるようになっている。また特許文献2に記載の電動射出成形機は、回生電力を利用して加熱シリンダを加熱することができるので電力効率が高い。つまりこれらの電動射出成形機は、定常運転時における消費電力を平滑化したり低減できるので、工場から必要になる三相交流電圧の最大電力を小さくできる。従って工場の受電設備に対する負担が少なく、電気料金も少なく優れている。しかしながらこれらの電動射出成形機においても、解決すべき課題が見受けられる。具体的には、立ち上げ時の消費電力を抑制する点について課題が見受けられる。射出成形機において成形サイクルを開始するとき、開始に先だって加熱シリンダを所定の温度に加熱する必要がある。停止期間が長い場合には、加熱シリンダの温度は低くなっているので、加熱に相当の電力を必要とする。一般的に工場には複数台の射出成形機が設置されていることが多く、同時に複数台を立ち上げようとすると、大量の電力が必要になる。そうすると受電設備の容量はある程度必要になる。また契約電気料金は、30分間の電力量いわゆるデマンド電力の最大値で決定されてしまうので、立ち上げ時における工場全体の消費電力が大きいとデマンド電力は大きくなる。つまり必然的に契約電力料金が高くなってしまう。加熱シリンダの加熱の速度を緩やかにして加熱時間を長く採ればデマンド電力を抑制できる。そうすれば、工場の受電設備の容量を小さくでき、立ち上げ時の消費電力も抑制でき契約電力料金を小さくできるかもしれない。しかしながら、成形サイクルの開始が遅れて結果的に生産効率が小さくなるので採用はできない。 Since the electric injection molding machine described in Patent Document 1 is provided with a power storage device, the power consumed is smoothed. Further, the electric injection molding machine described in Patent Document 2 has high power efficiency because the heating cylinder can be heated by using regenerative power. That is, since these electric injection molding machines can smooth or reduce the power consumption during steady operation, the maximum power of the three-phase AC voltage required from the factory can be reduced. Therefore, the burden on the power receiving equipment of the factory is small, and the electricity charge is low, which is excellent. However, even in these electric injection molding machines, there are some problems to be solved. Specifically, there are some issues regarding the reduction of power consumption at startup. When starting a molding cycle in an injection molding machine, it is necessary to heat the heating cylinder to a predetermined temperature prior to the start. When the stop period is long, the temperature of the heating cylinder is low, so that a considerable amount of electric power is required for heating. In general, a factory often has multiple injection molding machines installed, and if multiple injection molding machines are to be started at the same time, a large amount of electric power is required. Then, the capacity of the power receiving equipment is required to some extent. Further, since the contracted electricity charge is determined by the maximum value of the amount of electricity for 30 minutes, that is, the demand electricity, the demand electricity becomes large when the power consumption of the entire factory at the time of start-up is large. In other words, the contracted electricity charge will inevitably increase. Demand power can be suppressed by slowing the heating rate of the heating cylinder and taking a long heating time. By doing so, the capacity of the power receiving equipment in the factory can be reduced, the power consumption at the time of start-up can be suppressed, and the contracted power charge may be reduced. However, it cannot be adopted because the start of the molding cycle is delayed and the production efficiency is reduced as a result.
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、具体的には、立ち上げに必要な時間を長く採る必要がないにも拘わらず立ち上げ時における消費電力を十分に小さくすることができ、それによって工場の受電設備に対する負担が少ないと共に電気料金が安くなる射出成形機を提供することを目的としている。 An object of the present invention is to provide an injection molding machine that solves the above-mentioned problems. Specifically, it is consumed at the time of start-up even though it is not necessary to take a long time for start-up. The purpose of the present invention is to provide an injection molding machine in which the electric power can be sufficiently reduced, thereby reducing the burden on the power receiving equipment of the factory and reducing the electricity charge.
本発明は、上記目的を達成するために、射出成形機にヒータ用蓄電装置を設ける。このヒータ用蓄電装置には工場からの三相交流電力を蓄電するようにする。加熱シリンダのヒータには、工場からの三相交流電力とこのヒータ用蓄電装置からの電力を、所定の切換スイッチを介して選択的に供給できるようにする。そして成形サイクルの開始前に、ヒータに対してヒータ用蓄電装置からの電力を供給するように構成する。 In the present invention, in order to achieve the above object, the injection molding machine is provided with a power storage device for a heater. The heater power storage device is designed to store three-phase AC power from the factory. To the heater of the heating cylinder, the three-phase AC power from the factory and the power from the power storage device for the heater can be selectively supplied via a predetermined changeover switch. Then, before the start of the molding cycle, the heater is configured to supply electric power from the heater power storage device.
すなわち、請求項1に記載の発明は、上記目的を達成するために、加熱シリンダのヒータにのみ電力を供給するヒータ用蓄電装置を備え、前記ヒータに対して、成形サイクルの開始前は前記ヒータ用蓄電装置からの電力が、成形サイクル開始後は工場からの三相交流電力がそれぞれ供給されるようになってい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、前記射出成形機は切換スイッチを備え、前記工場からの三相交流電力と前記ヒータ用蓄電装置からの電力が前記切換スイッチを介して選択的に前記ヒータに供給されるようになってい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3に記載の発明は、請求項1または2に記載の射出成形機において、前記ヒータ用蓄電装置は蓄電池からなり、蓄電時には前記工場からの三相交流電力で蓄電されるようになってい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4に記載の発明は、請求項1または2に記載の射出成形機において、前記ヒータ用蓄電装置は前記射出成形機に対して着脱自在になっていることを特徴とする射出成形機として構成される。
That is, the invention according to claim 1 is provided with a power storage device for a heater that supplies electric power only to the heater of the heating cylinder in order to achieve the above object, and the heater is provided with the heater before the start of the molding cycle. power from use power storage device is configured that the injection molding machine, characterized in that after the start of the molding cycle is a three-phase AC power from the plant are supplied respectively.
According to the second aspect of the present invention, in the injection molding machine according to the first aspect, the injection molding machine includes a changeover switch, and the three-phase AC power from the factory and the power from the heater power storage device are switched. It is configured as an injection molding machine characterized in that it is selectively supplied to the heater via a switch.
The invention described in claim 3 is the injection molding machine according to claim 1 or 2, wherein the heater power storage device consists of a storage battery, at the time of power storage adapted to be power storage in a three-phase AC power from the plant It is configured as an injection molding machine characterized by being.
The invention according to claim 4 is the injection molding machine according to claim 1 or 2, wherein the water storage device for a heater is detachable from the injection molding machine. It is composed.
以上のように本発明は、加熱シリンダのヒータにのみ電力を供給するヒータ用蓄電装置を備え、ヒータに対して、成形サイクルの開始前はヒータ用蓄電装置からの電力が、成形サイクル開始後は工場からの三相交流電力がそれぞれ供給されるように構成されている。そうすると、射出成形機の立ち上げ時には工場からの三相交流電力を消費しないですむ。つまり見かけ上の消費電力を抑制できる。これによってデマンド電力を抑制して工場の受電設備に対する負担を小さくでき、契約電気料金を小さくすることができる。なお、ヒータ用蓄電装置に蓄電するときは、射出成形機を運転していない夜間の電力を利用すればよい。あるいは、成形サイクルを連続的に実施しているときに少しずつ蓄電してもよい。いずれにしても蓄電に要する電力は小さいので、デマンド電力を押し上げることはない。他の発明によると、ヒータ用蓄電装置は蓄電池からなり、蓄電時には工場からの三相交流電力で蓄電されるようになっている。一般的に蓄電池には十分な量の電力量を蓄電できるので、加熱シリンダを必要な温度に加熱する十分な電力を供給できることが保証される。さらに他の発明によるとヒータ用蓄電装置は射出成形機に対して着脱自在になっている。そうすると、工場の他のエリア、あるいは工場外において蓄電を済ませておいたヒータ用蓄電装置を射出成形機に接続すれば、直ちに加熱シリンダの加熱ができるし、成形サイクル中においてヒータ用蓄電装置を切り離して、他所において蓄電することもできる。 The present invention as described above, a heater for a power storage device for supplying electric power only to the heater of the heating cylinder, to the heater, the power from the start before the electric storage device for the heater of the molding cycle, after the start the molding cycle It is configured to supply three-phase AC power from each factory. Then, when starting up the injection molding machine, it is not necessary to consume the three-phase AC power from the factory. That is, the apparent power consumption can be suppressed. As a result, the demand power can be suppressed and the burden on the power receiving equipment of the factory can be reduced, and the contracted electricity charge can be reduced. When storing electricity in the heater storage device, it is sufficient to use the electric power at night when the injection molding machine is not in operation. Alternatively, electricity may be stored little by little while the molding cycle is continuously carried out. In any case, since the power required for storage is small, it does not push up the demand power. According to another invention, the power storage device for a heater is composed of a storage battery, and is stored by three-phase alternating current power from a factory at the time of storage . In general, a storage battery can store a sufficient amount of electric power, so that it is guaranteed that sufficient electric power can be supplied to heat the heating cylinder to a required temperature. According to still another invention, the power storage device for the heater is removable from the injection molding machine. Then, if the power storage device for the heater that has already stored electricity in another area of the factory or outside the factory is connected to the injection molding machine, the heating cylinder can be heated immediately, and the power storage device for the heater is disconnected during the molding cycle. It is also possible to store electricity in other places.
以下、本発明の実施の形態について説明する。本発明の実施の形態に係る射出成形機1は電動射出成形機からなる。射出成形機1は、図1に示されているように工場の三相交流電源3に接続されており、三相交流電力が供給されるようになっている。射出成形機1には従来の電動射出成形機と同様に、コンバータすなわち交流直流変換装置4が設けられ、三相交流電力が直流電圧に変換されるようになっている。射出成形機1には、射出装置のスクリュを駆動する射出軸6a、型締装置を開閉する型締軸6b、等の色々なモータが設けられており、これらのモータに対応してインバータ5a、5b、…が設けられている。従って、必要な周波数、電流の三相交流電力が生成されてモータに供給されることになる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. The injection molding machine 1 according to the embodiment of the present invention includes an electric injection molding machine. As shown in FIG. 1, the injection molding machine 1 is connected to the three-phase AC power supply 3 of the factory, and the three-phase AC power is supplied. Similar to the conventional electric injection molding machine, the injection molding machine 1 is provided with a converter, that is, an AC / DC conversion device 4, so that three-phase AC power is converted into a DC voltage. The injection molding machine 1 is provided with various motors such as an injection shaft 6a for driving the screw of the injection device, a mold clamping shaft 6b for opening and closing the mold clamping device, and the inverter 5a corresponding to these motors. 5b, ... Are provided. Therefore, three-phase AC power having a required frequency and current is generated and supplied to the motor.
本実施の形態に係る射出成形機1は、次に説明するように加熱シリンダに設けられているヒータ8、8、…への電力供給方法に特徴があるが、従来の電動射出成形機と同様に工場の三相交流電源3からも直接電力供給を受けるようになっている。すなわち射出成形機1には第1のヒータ制御装置10が設けられている。第1のヒータ制御装置10は例えばソリッドステートリレーすなわちSSRが設けられ、三相交流電圧線のR・S・Tの各線はSSRを介してそれぞれ異なるヒータ8、8、…に接続されている。従って、SSRをスイッチングすることによってそれぞれのヒータ8に供給する電流を制御することができる。 The injection molding machine 1 according to the present embodiment is characterized in a method of supplying electric power to the heaters 8, 8, ... Provided in the heating cylinder as described below, but is the same as the conventional electric injection molding machine. In addition, the power is directly supplied from the three-phase AC power supply 3 of the factory. That is, the injection molding machine 1 is provided with the first heater control device 10. The first heater control device 10 is provided with, for example, a solid state relay, that is, an SSR, and the R, S, and T lines of the three-phase AC voltage line are connected to different heaters 8, 8, ... Via the SSR. Therefore, the current supplied to each heater 8 can be controlled by switching the SSR.
本実施の形態に係る射出成形機1には、成形サイクルの開始前にヒータ8、8、…に電力を供給するヒータ用電力供給装置12が設けられている。本実施の形態においてヒータ用電力供給装置12は、蓄電池からなる蓄電装置13つまりヒータ用蓄電装置と、蓄電装置13に蓄電する直流電圧を生成する充電回路14と、蓄電装置13からの直流電力をヒータ8、8、…に供給する第2のヒータ制御装置15とからなる。ヒータ用電力供給装置12は、工場の三相交流電源3からの三相交流電力が直接供給されるようになっており、充電回路14によってこれが直流電圧に変換されるようになっている。このとき、必要に応じて蓄電装置13に適した電圧に変換され、蓄電装置13に蓄電されるようことになる。第2のヒータ制御装置15は、蓄電装置13から放電される直流電圧をヒータ8、8、…に適した電圧に変換して、これらに供給することができるようになっている。本実施の形態に係る射出成形機1には切換スイッチ17が設けられ、第1のヒータ制御装置10と第2のヒータ制御装置15とからのヒータ8、8、…への電力供給が選択的に切り替えられるようになっている。すなわち、ヒータ8、8、…に対して供給される電力は、工場の三相交流電力と、ヒータ用電力供給装置12からの電力とが切り替えられるようになっている。
The injection molding machine 1 according to the present embodiment is provided with a heater
本実施の形態に係る射出成形機1は、成形サイクルを停止中においてヒータ用電力供給装置12に蓄電することが好ましいが、成形サイクルを連続的に運転しているときに蓄電してもよい。蓄電においては、蓄電に要する時間を比較的長時間にして、工場からの三相交流電力の消費が小さくなるようにする。所定の電力量が蓄電されたら蓄電を停止する。射出成形機1において成形サイクルを停止し、停止が長時間に及ぶと加熱シリンダが冷える。成形サイクルを開始するとき、開始に先立って加熱シリンダをヒータ用電力供給装置12からの電力で加熱する。すなわち、切換スイッチ17を切り替えてヒータ8、8、…にヒータ用電力供給装置12が接続されるようにする。ヒータ用電力供給装置12の蓄電装置13に蓄電された電力を、第2のヒータ制御装置15を駆動してヒータ8、8、…に供給し、加熱シリンダを加熱する。加熱シリンダが所望の温度に達したら、切換スイッチ17を切り替えて、第1のヒータ制御装置10とヒータ8、8、…を接続する。これによって工場の三相交流電源3からの電力がヒータ8、8、…に供給されることになる。射出成形機1の成形サイクルを開始する。本実施の形態に係る射出成形機1はこのように運転するので、成形サイクル開始時における消費電力を抑制することができる。
The injection molding machine 1 according to the present embodiment preferably stores electricity in the heater
本実施の形態に係る射出成形機1は色々な変形が可能である。図2には射出成形機1を変形した第2の実施の形態に係る射出成形機1Aが示されているが、この実施の形態においては蓄電装置13’は射出成形機1Aに対して着脱自在になっている。蓄電装置13’は射出成形機1Aと切り離した状態で蓄電を済ませておき、射出成形機1Aにおける成形サイクルを開始する前に接続してヒータ8に電力を供給するようにすることができる。他の変形も可能であり、図3には射出成形機1を変形した第3の実施の形態に係る射出成形機1Bが示されている。第3の実施の形態に係る射出成形機1Bにおいては、ヒータ8にはヒータ用電力供給装置12’のみから電力が供給されるようになっている。ただし、ヒータ用電力供給装置12’は、充電回路14とヒータ制御装置15’と蓄電装置13とからなり、スイッチ19がOFFのときには蓄電装置13に蓄電された電力がヒータ8に供給され、スイッチ19がONのときには、工場からの三相交流電力が充電回路14によって直流電圧に変換され、これがヒータ制御装置15’によってヒータ8に供給されるようになっている。従って、成形サイクルの開始前にはスイッチ19をOFFにして蓄電装置13からの電力によって加熱シリンダを加熱し、成形サイクルを開始するときスイッチ19をONしてヒータ8に対して工場からの電力を供給するようにすればよい。なおスイッチ19は物理的な装置として実装してもよいが、ソフトウエアとして実装することもできる。本実施の形態に係る射出成形機1は他の変形も可能である。例えばヒータ用電力供給装置12の蓄電装置13は蓄電池からなるように説明したが、電気二重層キャパシタ等の比較的大容量の電力を貯蔵できるコンデンサから構成してもよい。切換スイッチ17についても変形が可能である。切換スイッチ17は選択的に電力の供給先を切り替えるようになっているが、切換スイッチ17を設けないようにしてヒータ8に供給する電力を、第1のヒータ制御装置10からと第2のヒータ制御装置15からと併用するようにすることもできる。この場合においても、成形サイクルの開始時においてヒータ8、8、…に電力を供給するとき、第1のヒータ制御装置10経由で供給する工場からの三相交流電力が、通常の成形サイクル運転中で消費する平均消費電力を上回らないように実施することが好ましい。本実施の形態において射出成形機1は電動射出成形機からなるように説明したが、油圧により駆動される射出成形機であってもヒータ用電力供給装置12を設けることができ、成形サイクルの開始前における消費電力を抑制できる。
The injection molding machine 1 according to the present embodiment can be deformed in various ways. FIG. 2 shows the
1 射出成形機 3 三相交流電源
4 交流直流変換装置 5 インバータ
8 ヒータ 12 第1のヒータ制御装置
12 ヒータ用電力供給装置 13 蓄電装置
14 充電回路 15 第2のヒータ制御装置
17 切換スイッチ 19 スイッチ
1 Injection molding machine 3 Three-phase AC power supply 4 AC / DC converter 5 Inverter 8
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