TWI268849B - Device for calculating energy to be supplied to molding machine, molding machine control device, and molding machine control method - Google Patents

Description

1268849 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 、 本發明係有關於成形機供給能量之計算裝置、成形機 控制裝置、以及成形機控制方法。 【先前技術】 以往，在例如射出成形機之成形機，將在射出裝置熔 Φ 化之作為成形材料的樹脂充填於模具裝置内之模穴空間， 進行成形。因而，在射出裝置配設作為缸構件之加熱缸， 藉著對在該加熱缸之周圍所配設之加熱器通電，使加熱缸 内之樹脂熔化。然後，藉著檢測加熱缸之溫度後據檢測結 果開關該加熱器，而進行回授控制（例如參照專利文獻i。 【專利文獻1】特開平6-328510號公報 【發明内容】 φ 【發明要解決之課題】 可是，在該以往之射出裝置，藉著對加熱器通電而將 加熱缸加熱，因將樹脂間接性加熱，來自加熱器之散熱量 多’無法提高熱效率。 因此，想出感應加熱裝置，在加熱缸之周圍配設替代 • 加熱器之線圈，供給該線圈電流，作成利用感應加熱將加 熱缸加熱。在此情況，藉著檢測加熱缸之溫度後根據檢測 結果變更按照感應加熱之動作及停止之各時間比表示之作 用比，而進行回授控制。 7041-7043-PF;Ahddub 5

1268849 可疋在°亥感應加熱裝置’因表示在感應加熱之動作 中的加熱性能之對加熱缸之供給能量（瓦特密度）係定值， 例如在樹脂變更時，需要對應於樹脂之種類而變更供給能 量。在此情況，例如量測感應加熱裝置之直流電壓產生電 路之電壓及時間平均電流後，根據量測結果計算供給能 量。此外，該供給能量對應於供給加熱缸之熱量。 可是，在此情況，不僅無法考慮切換元件之切換所引 起之損失而且因在感應加熱裝置所產生之高頻電流流向 直w電壓產生電路，無法正確地量測時間平均電流。因此， 無法正確地計算供給能#，結|，例#無法對應於樹脂之 種類而適當地變更供給能量。 為解决該以往之感應加熱裝置的問題點，本發明目的 在於提供一種成形機供給能量之計算裝置、成形機控制裝 置、以及成形機控制方法，可正確地計算對缸構件之供給 月匕里，可對應於成形材料之種類而適當地變更。 【解決課題之手段】 因而，在本發明之成形機供給能量之計算裝置，包括： 同頻電Μ產生電路，具備配設於缸構件之線圈、直流電壓 產生電路、切換元件及電容器，按照該切換元件之切換產 生阿頻電流後供給該線圈；電氣變量檢測部，檢測表示由 心線圈及電谷器構成之共振電路的狀態之電氣變量；驅動 信號產生處理裝置，根據該電氣變量產生用以驅動該切換 疋件之驅動信號；及供給能量計算處理裝置，根據該直流 7〇4l-7〇43-PF;Ahddub 6 1268849 2壓產生電路之電壓、電容器之靜電電容及電氣變量，計 算對該缸構件之供給能量。 【發明之效果】 若依據本發明，在成形機供給能量之計算裝置，包括· 高頻電流產生電路，具備配設於缸構件之線圈、直流電壓 產生電路、切換元件及電容器，按照該切換元件之切換產 生高頻電流後供給該線圈；電氣變量檢測部，檢測表示由 該線圈及電容器構成之共振電路的狀態之電氣變量；驅動 乜號產生處理裝置，根據該電氣變量產生用以驅動該切換 元件之驅動信號；及供給能量計算處理裝置，根據該直流 電壓產生電路之電壓、電容器之靜電電容及電氣變量，計 算對該缸構件之供給能量。 在此情況，因根據直流電壓產生電路之電壓、電容器 之靜電電容及電氣變量計算對缸構件之供給能量，不僅不 • 必考慮切換元件之切換所引起之損失，而且高頻電流流向 直流電壓產生電路，亦可正確地計算供給能量。因此，例 如在變更成形材料的情況，可對應於成形材料之種類而適 當地變更供給能量。 【實施方式】 以下，邊參照圖面邊詳細說明本發明之實施形態。在 此情況，說明作為應用於作為成形機之射出成形機的成形 機控制裝置之射出成形機控制裝置。 7041-7043-PF;Ahddub 7 1268849 第1圖係本發明之實施形態1的感應加熱裝置之概念 圖’第2圖係表示本發明會 + 1 之實施形態j的射出成形機控制 $置之主要部分的方塊圖，第3圖係表示本發明之實施形 的反轉器之動作圖，第4圖係表示本發明之實施形態 1的感應加熱裝置之輸入電壓和檢測電壓的關係之時序 圖。此外’在第3圖，橫軸取檢測電壓Vc，縱抽取輸出。

在第2圖，n係射出裝置’該射出裝置u和圖上未 示之鎖模裝置、模具裝置等構成射出成形機，具備將自圖 上未示之料斗供給之作為成形材料的樹脂加熱而令熔化之 作為缸構件的加熱幻2、及用以射出熔化之樹脂的射出喷 嘴13等’在該加熱缸12内將圖上未示之螺桿配設成自由 進退而且自由轉動。而，藉著驅動圖上未示之射出用馬達 而使該螺桿前進’自射出噴嘴13射出樹脂，藉著驅動圖上 未示之計量用料而令轉動，隨著藉著令後退而計量樹脂。 所射出之樹脂充填於模具裝置之模穴空間，在該模穴 空間冷卻後變成成形品。 在此情況，為了將樹脂加熱而令熔化，而配設感應加 熱裝置14。該感應加熱裝置14具備：配設於加熱缸。之 線圈16;加熱器驅動器17，產生係感應加熱用之電流的高 頻電流後，供給該線圈i 6 ;作為溫度檢測部之溫度感測器 21，配設於加熱缸12之既定之位置，檢測加熱缸12之溫 度，作為顯示部及設定部之顯示設定器22 ;及控制部23， 讀入係該溫度感測器21所檢測之溫度的檢測溫度Tpv及利 用顯示設定器22所設定之係加熱缸12的目標溫度之設定 7041-7043-PF；Ahddub 8 1268849 ’ 溫度Tsv後，驅動加熱器驅動器17而進行回授控制。 而，該控制部23具備：PID補償器25，根據該檢測溫 ^ 度Tpv及設定溫度Tsv之偏差△ T， △ T = Tsv — Tpv ，計算比例成分、積分成分及微分成分後，根據計算結果 計算感應加熱之作用比（duty rat io) 7?;及PWM信號產生 器26，根據該作用比7?，產生將驅動加熱器驅動器17之 時間設為低位準，而將令停止之時間設為高位準之PWM信 ® 號SG1後，向加熱器驅動器17傳送。 此外，該顯示設定器22在顯示部上具備顯示器、液晶 面板、LED、燈泡及警報器等，在設定部上具備操作面板、 _ 按鍵及開關等，藉著操作設定部，可設定該設定溫度Tsv， 或在顯示部顯示檢測溫度Tpv及設定溫度Tsv。 而，在本實施形態，計算對加熱缸12之供給能量後， 可將所算出之供給能量設為係目標供給能量之設定供給能 φ 量Wsv，因而，配設作為供給能量計算處理裝置之供給能 量計算部28及作為供給能量調整處理裝置（處理部）之供 給能量調整器29。又，在該顯示設定器22，可設定設定供 給能量Wsv。 然後，該供給能量計算部28進行供給能量計算處理， 算出實際對加熱缸12之供給能量Wpv。該供給能量調整器 29進行供給能量調整處理，為了令對應於該設定供給能量 Wsv地調整設定供給能量Wsv，例如，變更在加熱器驅動器 1 7使用之振盪頻率等振盪控制參數。又，利用供給能量調 7041-7043-PF;Ahddub 9 ⑧: 1268849 a . 整器29亦可變更構成加熱器驅動器17之電源電路而產生 直流電壓之轉，即直流電壓產生電路之電a ^。此外， ^ 制該感應加熱裝置14及供給能量計算部28構成成形機 供給能量計算裝置。 其次’說明該感應加熱裝置1 4之細節。 在圖1 SR1係操作輸出部，SR2係共振電路，SR3係 驅動信號產生部，該操作輸出部SR1具有直流電壓產生電 _路3卜和該直流電壓產生電路31串聯之2個作為切換元 件的IGBT Q卜Q2、在各IGBT Q2之射極.集極間並 聯之二極體IH、D2、電容器C1、C2等。此外，可使用其 他之電晶體，替代IGBT Q1、Q2。該直流電壓產生電路31 具有可變更電壓Vs之構造，負極端子接地。又，在該igbt Ql、Q2之基極輸入驅動信號gl、g2。 又，該共振電路SR2具備一端接在該IGBT Q1、Q2之 間的線圈16及接在該線圈16之另一端和直流電壓產生電 鲁路31之負極端子及正極端子之間的2個電容器c3、以。 該電容器C3、C4之中的一方，在本實施形態，電容器C3 之端子間電®，利用圖上未示之料電壓檢測元件之電壓 感測器檢測為檢測電壓Vc後，向供給能量計算部28傳送。 此外，利用該檢測電壓Vc構成表示共振電路SR2之狀態電 氣變量，利用該電壓感測器構成電氣變量檢測部。又，利 用該操作輸出部SR1及共振電路SR2構成高頻電流產生電 路0 在此情況，在高頻電流上，雖然可使用頻率比自商用 10 7〇41-7〇43-PF;Ahddub 1268849 電源供給之商用電流的頻率（50[Hz]或60[Hz])高之電流， 但是使用頻率約l〇〇[Hz]之電流時，在線圈16之加熱效率 降低。因此’雖然使用頻率5 〇 〇 [ Hz ]以上之電流較好，作 是使用頻率200 [1^2]以上之電流時，在1〇6丁（31、卩2之切 換來不及。因此，使用頻率範圍在5[kHz]以上、1〇〇[kHz] 以下之電流較好。 供給該線圈1 6咼頻電流，隨著在加熱缸1 2產生感應 _ 電流，因依據該感應電流之渦流損失而產生焦耳熱，將加 熱缸12加熱。此外，在本實施形態，雖然加熱缸12利用 順磁質形成，但是利用可使感應電流集中於表面而可使在 加熱缸12之發熱量變多的例如係鐵磁質之鋼的金屬材料 形成較好。 而，該驅動信號產生部SR3係產生該囉動信號gi、g2 者’除了該電壓感測器以外，又具備電壓檢測部ani，接 在該電容器C3之兩端，將端子間電壓檢測為檢測電壓Vc ; _ 作為驅動信號產生處理裝置（處理部）之反轉器AN2，和該 電壓檢測部AN 1之輸出端子連接；及第一、第二緩衝器 LN1、LN2，和該反轉器AN2之輸出端子連接，傳送反轉器 AN2之輸出Vgg。此外，利用該電壓檢測部AN1構成電氣變 量檢測部。又，在本實施形態，雖然在電氣變量檢測部上 配設電壓感測器及電壓檢測部AN 1，但是可僅配設電壓檢 測部AN 1。而，第一緩衝器LN1具備反轉功能，使驅動信 號gl相對於驅動信號g2反轉，高位準和低位準變成相反。 又，該電壓檢測部AN1及第一、第二緩衝器LN1、LN2具有 7041-7043-PF;Ahddub 11 1268849 隔離構造，使強電系之操作輸出部SR1及共振電路聊和 =系之反轉器AN2在電氣令分離。在此，強電系意指在 ㊣*上使用電力之電路’而弱電系意指在信號上使用電力 之電路。 可疋為了產生该尚頻電流，需要在該IGBT Ql、Q2 一直輸入驅動信號gl、g2。在本實施形態，在起始狀態， 按=既定之時序，驅動信號g2自低位準上昇至高位準，驅 _ 動仏唬gl依然保持低位準時，IGBTQ2變成導通，iGBTQ1 T然不導通。隨著，輸入電壓Vin變成高位準，電流自直 流電壓產生電路31經由IGBT Q2流向線圈16，將電容器 C3充電’電容斋C3之端子間電壓及檢測電壓k逐漸昇高。 “而，該反轉器AN2進行驅動信號產生處理，輸入檢測 電壓VC ’按照如第3圖所示之特性動作。即，在輸出係高 位準（H)之情況，在檢測電壓化變高時，至變成作為第一 臨限值電壓之電靨 尖々电壓Vd為止，輸出保持高位準，而變成電壓 _ Vd時’輸出自高位準變成低位準⑴，然後，保持低位準。 而在輸出係低位準之情;兄，在檢測電壓&變低時，至變 、：匕《亥電壓Vd低之作為第二臨限值電壓的電壓為 、一'出保持低位準，而變成電壓Vr時，輸出自低位準變 成门位準’然後，保持高位準。此外，供給能量調整器Μ 根據，照設定供給能量Wsv所算出之該電壓^，構成 用以算出供給能量Wpv之供給能量計算用變量。 因此，如第4圖所示，在檢測電壓Vc達到在上之尖峰 值後，逐漸降低，在時刻U、t3變成電壓¥"寺，反轉器 7041-7043-pF;Ahddub 12 1268849 A:2二輸"gg變成高位準，係第一緩衝請之輸出的 驅動k唬gl變成低位準 ― ^ ^ 係第一綾衝is LN2之輸出的驅動 仏唬g2變成高位準。 :果，IGBTQ1變成不導通，咖的變成導通，輸入 電壓&自低位準變成高位準，隨著電容器C4放電、電容 益C3充電，電流經由IGBTQ2流向線圈16。然後，電容 益C3之端子間電壓及檢測電壓^變成在下的尖峰值後， 逐漸昇高。

而’檢測電壓^逐漸昇高，在時刻t2、t4變成電壓 Vd時，反轉器逝之輸出Vgg變成低位準，驅動信號以 變成高位準，驅動信號g2變成低位準。 u結果’ IGBTQi變成導通，IGBTQ2變成不導通，輸入 電壓Vin自高位準變成低位準，隨著電容器放電、電容 器以充電’電流經由順Q1流向線圈16。然後，電容 器C3之端子間電壓及檢測電壓“變成在上的尖峰值後， 逐漸降低。 於是，如第4圖所示，輸入電壓Vin具有矩形波之形 狀’而檢測電壓Vc具有類似正弦波之形狀，χ，驅動信號 g2具有和輸入電壓Vin相同之矩形波的形狀，該驅動信號 gl具有使驅動信號g2反轉之矩形波的形狀，輸入電壓Vin 輸入線圈16 ’各驅動信號gi、g2各自輸入IGBT w、的。 此外，輸入電壓Vin之高位準和低位準的振幅和直流 電壓產生電路31之電壓Vs大致相等。 而，在檢測電壓Vc之波形安定的情況，設線圈16之 7041-7043-PF;Ahddub 13 1268849 Σ S V i η = V s Vs · C · dVc/dt · dt =Σ Vs · C · $ vin=vs dVc 在此’值S Vu=Vs dVc係輸入電壓Vin為高位準之間的檢測 電壓Vc之變化量，因 5 vin=vs dVc=(Vd—Vr) 供給能量WpV變成如下式所示。 wPv= Σ Vs · C · (Vd- Vr) ⑴

又’在檢測電壓Vc之波形安定的情況，因切換之基本 的頻率f採用大致定值，在供給能量計算部28 ,可用下式 計算每單位時間供給加熱缸12之供給能量p。 p = f · Vs · C · (Vd- Vr) (2) 口此，對於檢測電壓Vc，將既定值設為基準電壓Vb 夺在該供給能量計算部28，可如下式所示計算供給能量

Wpv。此外’在電容器C3、C4之各靜電電容c相等的情況， 没成下式較好。

Vd— Vb = Vb— Vr 在此情況，檢測電壓Vc鑤士、+ ^ 上 變成電壓Vr，在輸入電壓vin 自低位準上昇至高位準時， τ 母次加上能量Pr，

Pr = Vs · C · (Vb- Vr) 算出總和Σ Pr後，檢測電壓

Vin白古你、隹 Vc變成電壓Vd，在輸入電壓

Vm自尚位準下降至低位 p , ν η 牙每次加上能量Pd，

Pd = Vs · C · (Vd-Vb) 算出總和Σ Pd後，供給能量

Wpv=SPr+2Pd PV變成如下式所示， 7041-7043~PF；Ahddub 15 1268849 = EVs· C· (Vb-Vr)+EVs· C· (Vd^Vb) =Σ Vs · C · (Vd- Vr) (3) ，變成和式（1 )之供給能量Wpv相等。依此方式，利用該供 給能量計算部28算出供給能量WpV。 於是，因不使用表示在直流電壓產生電路31流動之電 流的平均值之時間平均電流，而根據檢測電壓“、靜電電 容c、基準電壓Vb、電壓Vd、訐等計算供給能量π”不 僅不必考慮IGBT Ql、Q2之切換所引起之損失，而且在感 應加熱裝置14所產生之高頻電流流向直流電壓產生電路 31，亦可正確地計算供給能量Wpv。因此，例如在變更樹 脂之種類的情況，藉著變更電壓Vd、Vr，可適當地變更供 、、口此里Wpv。又，藉著令對應於樹脂之種類而變更電壓Vs， 亦可適當地變更供給能量WpV。 而，在本實施形態，在起始狀態，在既定之時刻t〇， 驅動信號g2自低位準上昇至高位準，驅動信號gl依然是 低位準’接著’在驅動信號§卜§2產生和第4圖所示之輸 〇電壓Vin的波形一樣之矩形波，但是在起始狀態在驅動 信號gl、g2可產生矩形波。 在此情況，按照基本之頻率fa而且固定之脈寬產生驅 動L諕gl、g2，因重複尚位準和低位準，亦按照該頻率f& 而且固疋之脈寬產生對線圈16之輸入電壓vi η，重複高位 準和低位準。 因此，供給能量計算部28在輸入電壓Vin自低位準上 昇至高位準之時序讀入檢測電壓Vc後設為電壓Vr，而在 16 7〇41-7043-PF；Ahddub 1268849 輸入電壓Vin自高位準 干^哗至低位準之時序讀入檢測電壓

Vc後設為電壓Vd，根摅卜、+，4 、 根據上述之式（1)、（3)計算供給能量

Wpv，根據上述之式（2)計算供給能量p。 在此情況，該供給能量調整器29不僅藉著變更電壓

Vs而可變更供給能量Wpv，而且藉著變更頻率“而可變更 供給能量P。

-說月作成汗估對加熱& 12之供給能量Wpv後根 據評估結果可變更該供給能量Wpv本發明之實施形態卜 此外，對於具有和實施形態1相同之構造者，藉著賦與相 同之符號而省略其說明，對於具有相同之構造的發明效果 沿用實施形態1之效果。 第5圖係本發明之實施形態2的感應加熱裝置之概念 圖，第6圖係表示本發明之實施形態2的反轉器之動作圖， 第7圖係表示本發明之實施形態2的累加能量之變遷的時 序圖，第8圖係表示本發明之實施形態2的感應加熱裝置 之輸入電壓和檢測電壓的關係之時序圖。此外，在第6圖， 横軸取檢測電壓Vc，縱軸取輸出。 在此情況，電壓檢測部AN1之輸出端子所連接之作為 驅動信號產生處理裝置（處理部）的反轉器AN3具有跳越功 能，在該反轉器AN3連接作為供給能量累加值判定處理裝 置（處理部）之比較器0P1的輸出端子。此外，利用該電壓 檢測部AN1構成電氣變量檢測部。 而，在本實施形態，自控制部23(第2圖）傳至加熱器 驅動器17之PWM #號SG1最初自低位準上昇至高位準，或 7041-7043-PF;Ahddub 17 1268849 者作為缸構件之加埶缸 詈…搜… 度控制開始時，作為供給能 里累加處理裝置（處理部〉 作為供給能量計算處理裝置 (處理部）之供給能量計I 处衮置 徂仏处旦部28進行供給能量累加處理及 t、、、、口月b里计鼻處理後，装Ψ ^ ^ 异出對加熱缸12之供給能量Wpv， 而且母當作為切換元件 干之職Q1、Q2切換時累加，計算 供給能置累加值ιρν。又，該 成t、、、，口犯里累加處理開始時， 累加5又疋供給能量Wsv，外置 乂 彳异成為目；^之係供給能量累加 值IPV的設定供給能量累加值Isv。然後，該供給能量累 加值Ipv及設定供給能量累加值Isv輸入該比較器op卜 該比較β 0P1進行供給能量累加值判定處理，在各控 制時序比較供給能量累加值Ιρν和設定供給能量累加值 Isv後’將比較結果作為散信號SGU傳給反轉器αν3。 該判定信號SG11在供給能量累加值Ιρν比㈣供給能量累 加值Isv大之情況’設為高位準，而在供給能量累加值_ 係設定供給能量累加值Isv以下之情況，設為低位準。 例如，如第7圖所示，在時刻tu、tl3〜U5供給能量 累加值Ιρν係設定供給能量累加值Isv以下，將判定信號 SG11設為低位準，而在時刻衍2、七16供給能量累加值ipv 比設定供給能量累加值Isv大，將判定信號SGU設為高位 準。 雖然在本實施形態，比較供給能量累加值Ipv和設定 供給能量累加值Isv，但是實際上在作為記錄裝置之圖上 未示的η己憶體將供給能1累加值I pV和設定供給能量累加 值I sv的差記錄為判定值，可根據判定值產生判定信號 7041-7043-PF;Ahddub 18 1268849 SGI 1。在此情況，在各控制時序，對該判定值加上設定供 給月b里累加值isv和控制週期之積，每當igbt 、Q2切 換自4判定值減去供給能量Wpv ,在記憶體上使判定值 1化，可在判定值取正值之情況，將該判定信號沉丨丨設為 低位準❿在判定值取負值之情況，將該判定信號SGI 1設 為高位準。 ”< μ反轉器ΑΝ3進行驅動信號產生處理，輸入4 電容器C3之端子間電麼之作為電氣變量的檢測電壓 判定信號咖後，按照如第6圖所示之特性動作。 令、在輸出係咼位準（Η)之情況，在檢測電壓Vc餐 二：位：變成作為第一臨限值電麼之電壓Vd為止，輸出胡 β :進’而變成電麼Vd時’依據該判定信號仙是否 信:SGn^仃反轉動作（Tu)或跳越動作（Sk)。即，在判定 變成低位準：位:之情況’進行反轉動作’輸出自高位準 r ^ 然後，保持低位準。而，在判定_沪SGI 1 係局位準之情況 社手】…免SG11 在輸出係、高位準出簡低位準。又， 動作，和該電μ 變低時’進行跳越 電壓的電壓Vr無關，輸 -為第二臨限值

Vd、VI·構成θ 间位準。此外，利用該電麼 攻供給旎量計算用變量。 時，至變成電：出:::準之情況，在檢測電壓Vc變低 k時，依據該判定保持低位準，而變成⑽ 或跳越動作。即，疋否是高位準進行反轉動作 在判定信號咖是低位準之情況，進行 7〇41'7〇43'^；Ahddub 19 1268849 作，輸出自低位準變成高位準，然後，保持高位準。 ，在判定信號SG11係高位準之悴 一 障進彳了跳越動作，輸 出保持低位準。又，在輸出係低 v 旱之情況，在檢測電壓 同時，進行跳越動作，和該電壓 保持低位準。 1壓Vd Vr無關’輸出 因此，在判定信號SG11係低位準之情況，因反轉器 綱進行反轉動作，如第8圖所示，檢測電壓Vc逐漸降低， 在時刻m、t24、t27變成電MVr時，反轉器AN3之輸出 變成兩位準’係第一緩衝器LN1之輸出的驅動信號gi變成 低位準，係第二緩衝器LN2之輸出的驅動信號^變成高位 結果，IGBT Q1變成不導通，IGBT Q2變成導通輸入 電壓Vin自低位準變成南位準’隨著將電容器c4放電，將 電=器C3充電，電流經由IGBT Q2流向線圈16。然後， 電容器C3之端子間電壓及檢測電壓Vc變成在下之尖峰值 φ 後，逐漸昇高。 又，在判疋仏號SG11係低位準之情況，檢測電壓Vc 逐漸昇高，在時刻t23、t25、t28變成電壓Vd時，反轉器 AN3之輸出變成低位準，驅動信號gl變成高位準，驅動信 號g2變成低位準。 結果，IGBT Q1變成導通，IGBT Q2變成不導通，輸入 電壓Vin自南位準變成低位準，隨著將電容器[3放電，將 電容器C4充電’電流經由IGBT Q1流向線圈16。然後， 電谷器C3之端子間電壓及檢測電壓vc變成在上之尖峰值 7041-7043-PF;Ahddub 20 1268849 後，逐漸降低。 …而，在判定信號SG11係高位 進行跳越動作，檢測電壓V 、 月 > ，因反轉裔A N 3 壓Vr，反轉器AN3 C，渐降低’在時刻t26變成電 準。而’該驅動信號gl保 H變成咼位準而保持低位 位準。 、门位準，驅動信號g2保持低 結果，IGBT Q1依然導 電壓Vin保持低位準。 T Q2依然不導通’輸入 又，在判定信號SG11係古#、、隹 遂漸戽古户士， ’、同位準之情況’檢測電壓Vc 逐漸昇同，在時刻t22變 伴捭H二 Μ電壓Vd，反轉器AN3之輸出亦 保持同位準。而，該驅動 g2保持高位準。 動…1她位準，驅動信號 結果，IGBT Q1依麸兀道、s τ 雷懕V. η …、不導通’咖(32依然導通，輸入 電壓V1 η保持高位準。 依此方式，進行對加熱缸旦 6又仏、、口月匕里Wpv的回授控 制’在供給能量累加值Ipv比設定供給能量累加值^大 月、、反轉器AN3進行跳越動作，抽取驅動信號yw 昇或下降。即，在供給線圈j 6之高頻電流的2個以上 之週期内進行驅動信號㈣之上昇或下降各一次。 因此，在該期間間IGBT Qb q2不切換，同樣地抽取 輸入電壓Vin之上昇或下降。又，因在此期間電容器Μ之 鈿子間電壓衰減，供給線圈16之高頻電流變小。結果，可 使對加熱缸12之供給能量Wpv變少。 其次，說明本發明之實施形態3。此外，對於具有和 21 7041-7043-PF;Ahddub 1268849 實施形態1相同之構造者，藉著賦與相同之符號而省略其 說明’對於具有相同之構造的發明效果沿用實施形態1之 效果。 第9圖係表示本發明之實施形態2的射出成形機控制 裝置之主要部分的方塊圖。 在此情況’感應加熱裝置14具備··配設於作為缸構件 之加熱缸12的周圍之線圈16 ;加熱器驅動器17，產生係 感應加熱用之電流的高頻電流後，供給該線圈16 ;作為溫 鲁度檢測部之溫度感測器21，配設於加熱缸12之既定之位 置，檢測加熱缸12之溫度；作為顯示部及設定部之顯示設 定器22 ;及控制部23，讀入係該溫度感測器21所檢測之 • 溫度的檢測溫度Tpv及利用顯示設定器22所設定之係加熱 缸12的目標溫度之設定溫度Tsv後，驅動加熱器驅動器 17而進行回授控制。 而，該控制部23具備PID補償器25，根據該檢測溫 φ 度Tpv及設定溫度Tsv之偏差ΛΤ， △ T = Tsv—Tpv ，計算比例成分、積分成分及微分成分後，根據計算結果 設定設定供給能量Wsv後向作為供給能量調整處理裝置 (處理部）之供給能量調整器29傳送該設定供給能量Wsv。 利用"亥P1D補償器2 5構成設定供給能量計算處理裝置（處 理部），進行設定供給能量計算處理。此外，向供給能量調 整器29傳送該設定供給能量Wsv時之信號係數位信號亦 可，係按照和設定供給能量Wsv成正比之頻次產生脈衝之 7041-7043-PF;Ahddub 22 1268849 脈衝串亦可。 而，在上述之各實施形態，因將檢測電壓Vc(第丨_ ) 用作表示共振電路SR2之狀態的電氣變量，產生驅動信號 忌1、，未充分地抽取作為切換元件之IGBT Ql、Q2之切 換，亦可令設定供給能量Wsv、P安定。可是，相反地，因 未充分地抽取IGBT Ql、Q2之切換，IGBT Ql、Q2之切換 所引起之損失大。結果，加熱器驅動器17發熱，或加熱器 驅動器1 7之可靠性變低，而且在感應加熱裝置14耗電力 •變大。 因此，說明作成計算檢測電壓Vc之微分值dVc/dt， 作為電壓變化率5 VC，將該電壓變化率5 Vc用作電氣變 量’產生驅動信號gl、g2之本發明的實施形態4。此外， 對於具有和實施形態1相同之構造者，藉著賦與相同之符 號而省略其說明，對於具有相同之構造的發明效果沿用實 施形態1之效果。 • 第10圖係本發明之實施形態4的感應加熱裝置之概念 圖，第11圖係表示本發明之實施形態4的反轉器之動作 圖，第12圖係表示本發明之實施形態4的感應加熱裝置之 輸入電壓和檢測電壓的關係之時序圖。此外，在第u圖， 橫軸取電壓變化率5 V c，縱軸取輸出。 在此情況，作為電氣變量檢測部之電壓檢測部AN1的 輸出端子所連接之作為電壓變化率計算處理裝置（處理部） 的微分電路35’該微分電路35進行電壓變化率計算處理， 接受自電壓檢測部AN1所傳送之作為電氣變量的檢測電壓 7041-7043-PF；Ahddub 23 1268849 後微刀’叶算微分值dVc/dt，作為電壓變化率5 Vc，向 作為驅動信號產生處理裝置（處理部）之緩衝器AN5傳送該 電壓變化率5 Vc。 、 该緩衝器AN5具有跳越功能，在該緩衝器AN5連接作 食匕 …里系加值判定處理裝置（處理部）之比較器0Ρ1的 輸出端子。 然後，該緩衝器AN5進行驅動信號產生處理，輸入檢 測電壓V 另 h % ^疋k號SG11後，按照如第11圖所示之特性 動作。 變】日 在輪出係高位準（H)之情況，在電壓變化率δ Vc 、至變成作為第一臨限值之電壓變化率Vd，為止， ^保^高位準’而變成電壓變化率Vd，時，依據該判定 (;二是高位準進行反轉動作㈣ 作，輸出Λ㈣SGU是低位準之情況，進行反轉動 在判定4:準變成低位準(L)，然後，保持低位準。而， °琥SG11係高位準之愔 一 持低位準。又， ，，進仃跳越動作，輸出保

Vc變大時出係高位準之情況，在電壓變化率5 電屢變化率vd, ^二 變化率Vd’及設為比 無關’輪出保持高位準。 Μ料化率Vr’ /、-人’在輸出係低位準之情況，在 大時，至變成電麼變化率Vr，為止 0化率Oc變 變成電麗變化♦ Vr，0夺，:出保持低位準，而

位準進扞只 〜士疋k號SGI 1是否s A 早進仃反㈣作相 I疋否疋向

在判定信號SGU ?〇41-7^3-PF;Ahddub 疋低 24 1268849 位準之情況，進行反轉動作，輪出自低位 然後，保持尚位準。而，在判定信號sgi -立準， 進行跳越動作，輸出保持低位準。又一丰之情況， 情況，在電㈣化率Vc，變小時，進行跳低位準之 壓變化率Vrf， 、1/ ,卜 趣動作，和該電 麼羊Vd Vr纟關，輸出保持低位準。 因此’在判定信號SG11係低㈣ -進行反轉動作，如第12圖所示，電壓變化率== 變大’在時刻t31、t34、t37變成電壓變化 緣 衝器德之輸出變成高位準，係第一緩衝 = 驅動信w變成低位準，係第二緩衝器 = 信號g2變成高位準。 出的驅動 結果，作為切換元件之IGBTQ1變成不導通 換元件之驗⑽變成導通，輸 作為切 高位準，隨著將電容器。4放電，…自低位準變成 經由1GB"2流向線圈16。然後，電容器C3之 壓及檢測電壓Vc變成在下之尖峰值後，逐，= 化率❿變成在上之尖峰值後，_以。 電壓k 又’在判定信號SG11係低位準之情況，

Vc逐漸變小，在時刻—5，成電壓 ： 時’緩衝II AN5之輸出變成低位準，驅動信號 準，驅動信號g2變成低位準。 同 結果，IGBT Q1變成導通，咖的變成不 電壓心自高位準變成低位準，隨著將電容器C3放電^ 電容器C4充電’電流經由IGBTQ1流向線_。然後， 7〇41-7043-PF;Ahddub 25 l268849 變成在上之尖峰值 下之尖峰值後，逐 電谷器C3之端子間電壓及檢測電壓vc 後，逐漸降低，電壓變化率（5 Vc變成在 漸變大。 在判定信號SGI 1係高位準之悴 進行跳越動作，……v 因緩衝器ANi ~切，冤壓變化率5 Vc逐漸鑤士 二丄 成雷慝n 辦變大，在時刻t36變 塗k化率Vr’ ，緩衝器AN5之輸出言X么蜂 而侔姑^ 、 别出亦不會變成高位準

以保持低位準。 則“位準’驅動信號 結果，IGBT Q1依然導通 電壓Vin保持低位準。 IGBT Q2依然不導通，輸入 '，又’在判定信號SGU係高位準之情況，電壓變化㈣ C逐漸變小’在時刻t32變成電壓變化率Vd，，緩衝器 AN5之輸出亦保持高位準。而，該驅動信以保持低位準， 驅動信號g2保持高位準。 電壓

制， 結果’ igbtqm然不導通，IGBTQ2依然導通輸入

Vin保持高位準。 之情況，緩衝器AN5進行跳越動作，抽取驅動信號gl、g2 依此方式，進行對加熱缸12之供給能量Wpv的回授控 在供給能量累加值IPV比設定供給能量累加值Isv大 之上昇或下降。即，在供給線圈16之高頻電流的2個以上 之週期内進行驅動信號gl、§2之上昇或下降各一次。 因此，在該期間間IGBT Ql、Q2不切換，同樣地抽取 輸入電壓Vin之上昇或下降。又，因在此期間電容器C3之 端子間電壓衰減，供給線圈16之高頻電流變小。結果，可 7041-7043-PF/Ahddub 26 1268849 使對加熱缸12之供給能量Wpv變少。 在實施形態，因將電壓變化率6 Vc用作表示共振電路 SR2之狀態的電氣變量，產生驅動信號gl、g2，充分地抽 取IGBT Ql、Q2之切換。 因此，因IGBT Ql、Q2之切換所引起之損失小，可防 止加熱器驅動器17發熱或加熱器驅動器17之可靠性變 低。又’可使在感應加熱裝置14之耗電力變小。 而，在本實施形態，將電壓變化率占Vc用作電氣變量， 設在線圈16流動之電流為il時，該電流匕可用下式表示。 IL=C · dVc/dt C :常數 即’電壓變化率5 Vc和電流IL成正比。 因此，說明檢測在該線圈1 6流動之電流IL後根據該 電流IL產生驅動信號gl、g2之本發明之實施形態5。此 外，對於具有和實施形態4相同之構造者，藉著賦與相同 φ 之符號而省略其說明，對於具有相同之構造的發明效果沿 用實施形態4之效果。 第13圖係本發明之實施形態5的感應加熱裝置之概念 圖，第14圖係表示本發明之實施形態5的反轉器之動作 圖，第15圖係表示本發明之實施形態5的感應加熱裝置之 輸入電壓和檢測電壓的關係之時序圖。此外，在第14圖， 橫轴取電流IL，縱轴取輸出。 在第13圖，36係作為電氣變量檢測部之電流感測器， 利用该電流感測器3 6檢測在該線圈16流動之作為電氣變 7041-7043-PF;Ahddub 27 .1268849 量的電流匕後，傳給作為驅動信號產 之緩衝器AN5。 里裝置（處理部） 然後，該緩衝H AN5進行驅 流IL及判定信號SG11後，按昭i ,生處理，輸入電 至變成作為第一臨限值之電流Id 電流IL變小時， 而變成雷户T rl拉 ^ 輪出保持南位準， 而k成電机Id時，依據該判定信號s⑴…早 行反轉動作σιο或跳越動作（Sk)。 疋否疋兩位準進 低位準之情況，進行反轉動作 匈定信號咖是 ⑴，然後’保持低位準。而，在;準變μ位準 之情況，進行跳越動作，輪出保持低位準二11 ::位準 高位準之情況，在電„IL變大時，進行心作在：出係 流Id及設為比電流Id小之作為第二臨限 ☆該電 關，輸出保持高位準。 ^ 、電流Ir無 其乂’在輸出係低位準之情況，在電流 變成電流Ir為止，輸出保持 ▲變大時，至 依據該判定信號SGU _ ’而變成電流卜時， 動作。即，在判定=位準進行反轉動作或跳越 你^疋彳口就SGI 1是低位準之愔 作，輸出自低位準變成高位準，妙 仃反轉動 在判定信號SGU係高位準之心“:保持高位準。而， 持低位準。又，奸㈣Γ 軸作，輸出保 進行跳越動：：該=準之， 準。 電机1(1、Ir無關’輪出保持低位 因緩衝器 因此，在判定信號SG11係低位準之情況， 7〇41'7〇43'^；Ahddub 28 1268849 AN5進行反轉動作，如第15圖所示，電流匕逐漸變大， 在時刻t41、t44、t47變成電流卜日夺，緩衝器AN5之輸出 變成高位準，係第-緩衝器LN1之輪出的驅動信號gi變成 低位準，係第二緩衝器⑽之輸出的驅動信號g2變成高位 準。 結果，作為切換元件之IGBTQ1變成不導通，作為切 換元件之聰Q2變成導通’輸入電壓vin自低位準變成 高位準，隨著將電容器C4放電，將電容器c3充電，電流 經由1GBT Q2流向線圈16。然、後，電容器C3之端子間電 壓變成在下之尖峰值後，逐漸昇高，電流r變成在上之尖 導值後，逐漸變小。 又’在判定信號SGU係低位準之情況，電流u逐漸 變小’在時刻t43、t45、t48變成電流1(1日夺，緩衝器德 之輸出變成低位準，驅動信冑gl變成高位準， g2變成低位準。 結果，IGBTQ1變成導通’ IGBTQ2變成不導通，輪入 電壓自高位準變成低位準，隨著將電容器C3放電，將 電容器C4充電’電流經由IGBTQ1流向線圈16。然後， 電容器C3之端子間電壓變成在上之尖峰值後，逐漸降低， 電流IL變成在下之尖峰值後，逐漸變大。 而，在判定信號SG11係高位準之情況，因緩衝器挪 進行跳越動作，電、流IL逐漸變大，在_

Ir ’緩衝器AN5之輸出亦不會變成高位準而保持低位準。 而’該驅動信Egl保持高位準，驅動信號g2保持低位準： 7041-7043-PF；Ahddub 29 1268849 結果’ IGBT Q1依然導通，IGBT Q2依然不導通 電壓Vin保持低位準。 翰入 又，在判定信號SG11係高位準之情況，電流α、豕 :小，在時刻t42變成電流Id’緩衝器AN5之輸出亦 间位準。而，該驅動信號gl保持低位準，驅動信里 持高位準。 g保 結果，IGBT Q1依然不導通，IGBT Q2依然導通，轸 電壓V i η保持高位準。 叫入 雖然在本實施形態，控制部23配設成和射出成形機之 控制部獨立，但是可裝入射出成形機之控制部内。 a此外，本發明未限定為上述之實施形態，T根據本發 明之主旨進行各種變形，未自本發明之範圍排除之。 【工業上之可應用性】 可將本發明應用於射出成形機之控制裝置。 【圖式簡單說明】 圖1係本發明之實施形態1的感應加熱裝置之概念圖。 圖2係表示本發明之實施形態1的射出成形機控制裝 置之主要部分的方塊圖。 圖3係表示本發明之實施形態1的反轉器之動作圖。 圖4係表示本發明之實施形態1的感應加熱裝置之輸 入電壓和檢測電壓的關係之時序圖。 圖5係本發明之實施形態2的感應加熱裝置之概念圖。 30 7041-7043-PF；Ahddub 1268849 圖6係表示本發明之實施形態2的反轉器之動作圖。 圖7係表示本發明之實施形態2的累加能量之變遷的 時序圖。 圖8係表示本發明之實施形態2的感應加熱裝置之輪 入電壓和檢測電壓的關係之時序圖。 圖9係表示本發明之實施形態2的射出成形機控制| 置之主要部分的方塊圖。 圖10係本發明之實施形態4的感應加熱裝置之概念 圖。 圖11係表示本發明之實施形態4的反轉器之動作圖。 圖12係表示本發明之實施形態4的感應加熱裝置之輸 入電壓和檢測電壓的關係之時序圖。 圖13係本發明之實施形態5的感應加熱裝置之概念 圖0 圖14係表示本發明之實施形態5的反轉器之動作圖。 _ 圖15係表示本發明之實施形態5的感應加熱裝置之輸 入電壓和檢測電壓的關係之時序圖。 【主要元件符號說明】 12加熱缸； 16線圈； 25 PID補償器； 35微分電路； 3 6電流感測器； 7〇41-7043**PF/Ahddub 14感應加熱裝置； 21溫度感測器； 28供給能量計算部； 31直流電壓產生電路； AN1電壓檢測部； 31 1268849 AN2、AN3 反轉器； AN5 α〜C4電容器； 0Ρ1

Ql 、 Q2 IGBT ； SR1 SR2共振電路。 缓衝器； 比較器； 操作輸出部；

7041—7043—PF;Ahddub 32

Claims (1)

1268849 十、申請專利範圍： 1. 一種成形機供給能量之計算裝置，其特徵在於包括： (a) 向頻電流產生電路，具備配設於缸構件之線圈、直 流電壓產生電路、切換元件及電容器，按照該切換元件之 切換產生高頻電流後供給該線圈； (b) 電氣變量檢測部，檢測表示由該線圈及電容器構成 之共振電路的狀態之電氣變量； (c) 驅動信號產生處理裝置，根據該電氣變量產生用以 驅動該切換元件之驅動信號；及 (d) 供給能量計算處理裝置，根據該直流電壓產生電路 之電壓、電容器之靜電電容及電氣變量，計算對該缸構件 之供給能量。 2·如申請專利範圍第1項之成形機供給能量之計算裝 置，其中，該供給能量計算處理裝置根據依照電氣變量所 設定之供給能量計算用變量計算供給能量。 3·如申請專利範圍第2項之成形機供給能量之計算裝 置，其中，設該供給能量為Wpv、設直流電壓產生電路之 電壓為Vs、設電容器之靜電電容為c、設供給能量計算用 變量為Vd、Vr時，該供給能量Wpv變成如下式所示： Wpv= Σ Vs · C · (Vd- Vr) 〇 4.如申請專利範圍第2項之成形機供給能量之物 置，其中，言支每單位時間之供給能量4 Pi切換之基4 的頻率為f、設直流電壓產生電路之電愚 % i两 v s、設電容专 之靜電電容為c、設供給能量計算用變量為Vd、矸時，i 7041-7043-PF;Ahddub 33 1268849 供給能量p變成如下式所示： p=f . Vs · C · (Vd— Vr) ° 5.如申請專利範圍第2項之成形機供給能量之計算裝 置’其中，設該供給能量為Wpv、設直流電壓產生電路之 電壓為Vs、設電容器之靜電電容為c、設供給能量計算用 變量為Vd、Vr、設基準電壓為vb時，該供給能量wpv變 成如下式所示： Wpv=X Vs · C · (Vb~ Vr)+I Vs · C · (Vd - Vb) 〇 6·如申請專利範圍第i至5項中任一項的成形機供給 能量之計算裝置，其中，該電氣變量係電容器之端子間電 壓。 7.如申請專利範圍第丨至5項中任一項的成形機供給 月匕里之什算裝置，其中，該電氣變量係在線圈流動之電流。 8·—種成形機控制裝置，其特徵在於包括： (a) 缸構件； (b) 咼頻電流產生電路，具備配設於缸構件之線圈、直 流電壓產生電路、切換元件及電容器，按照該切換元件之 切換產生高頻電流後供給該線圈； (c) 電氣變量檢測部，檢測表示由該線圈及電容器構成 之共振電路的狀態之電氣變量； (d) 驅動信號產生處理裝置，根據該電氣變量產生用以 驅動該切換元件之驅動信號； (e) 供給能量計算處理裝置，根據該直流電壓產生電路 之電壓、電容器之靜電電容及電氣變量，計算對該缸構件 7041-7043-PF;Ahddub 34 1268849 之供給能量；及 (f) 供給能量累加值判定處理裝置，比較供給能量累加 值和設定供給能量累加值；而且 (g) 該驅動信號產生處理裝置根據該供給能量累加值 判定處理裝置之比較結果產生該驅動信號。 9· 一種成形機控制裝置，其特徵在於包括： (a)缸構件； _ (b)高頻電流產生電路，具備配設於缸構件之線圈、直 流電壓產生電路、切換元件及電容器，按照該切換元件之 切換產生高頻電流後供給該線圈； (c )電氣變量檢測部，檢測表示由該線圈及電容器構成 之共振電路的狀態之電氣變量； (d)驅動信號產生處理裝置，根據該電氣變量產生用以 驅動該切換元件之驅動信號； (e )供給能|計鼻處理裝置’根據該直流電壓產生電路 鲁 之電壓、電容器之靜電電容及電氣變量，計算對該缸構件 之供給能量； (f) 檢測該缸構件之溫度的溫度檢測部；及 (g) 供給能量計算處理裝置，根據該溫度檢測部所檢測 之該溫度計算設定供給能量。 10.—種成形機控制方法，其特徵在於： (a)在具備配設於缸構件之線圈、直流電壓產生電路、 切換元件及電容器的高頻電流產生電路，按照該切換元件 之切換產生南頻電流， 7〇41_7043_PF/Ahddub 35 1268849 (b) 檢測表示由該線圈及電容器構成之共振電路的狀 態之電氣變量； (c) 根據該電氣變量產生用以驅動該切換元件之驅動 信號； (d) 根據該直流電壓產生電路之電壓、電容器之靜電電 容及電氣變量，計算對該缸構件之供給能量； (e) 比較供給能量累加值和設定供給能量累加值；以及 (f) 根據供給能量累加值和設定供給能量累加值之比 ® 較結果產生該驅動信號。 7041-7043-PF;Ahddub 36