WO1988000123A1 - Method of controlling an injection motor having overheat preventing function - Google Patents

Description

明 細 書

過熟防止機能を有 す る射出 モ ー タ 制御方法

技 術 分 野

本発明 は 、 射出成形機の射出 モ ー タ 制御方法 に 闋 し 、 と く に 、 射出 モ ー タ が過熟 し な ぃ ょ ぅ な射出成形条件を 確実 に 設定 で き る ょ ぅ に し た 過熱防止機能を有す る射出 モ ー タ 制御方法 に 関 す る 。

背 景 技 術

射出成形機 に ぉ ぃて 射出裝置の駆動源 と し て周期電動 機 （ 以下 、 射出 モ ー タ と 称 す る ） を用 ぃ 、 該射出 モ ー タ に ょ り 射出 ， 保圧 ， 計量時の背圧付与を行 ぅ こ と は公知 で ぁ る 。 こ の種の射出成形機 に ぉ ぃ て 、 射出動作時ぉ ょ び背圧付与時の射出 モ ー タ の 出カ 卜 ル ク は小さ く 、 射出 モ ー タ に は極め て 小 さ ぃ駆動電流が流れ 、 ま た保圧時 に は大き ぃ 出カ 卜 ル ク を発生 さ せね ぱな ら ず 、 極め て 大き ぃ駆動電流が流 れ る 。 一方 、 射 出 モ ー タ は経済性等の各. 種設計条件を勘案 し て 選択さ れ 、 従 っ て 、 駆動電流が常 時連続定格電流を上回 ら な ぃ ょ ぅ な大容量の モ ー タ を射 出 モ ー タ と し て 用 ぃ る こ と は一般 に は行ゎ れなぃ 。 こ の 結果 、 保圧時の駆動電流が連続定格電流 を大き く 上回 り 、

1 射出成形サィ ク ル中 に 射出 モ ー タ に 流れる駆動電流の 平均値が連続定格電流を上回 る こ と が ぁ る 。 こ の ょ ぅ な 場合 、 射出 モ ー タ が 才 ー バ ー ヒ ー 卜 す る 等の不具合 が生 じ る 。 発 明 の 開 示

本発明は、 平均射出モー タ駆動電流が連続定格電流を 上回 り 、 ォーパー ヒ ー 卜 し易ぃ とぃ ぅ 従来の射出モー タ 制御上の問題点を解將しょ ぅ と するもので、 新たな射出 成形条件の設定入カ時に 当該条件下での射出成形サィ ク ルの実行に先立っ て射出モー タ の過熟状態が生 じ得るか 否かを予め容易に確認可能と し 、 射出モー タ の才ー パ ー ヒ ー 卜 を未然に防止可能な射出 形機の射出モー タ 制御 方法を提供する こ とを 目 的 とする 。

上記目 的を達成する ため 、 本発明の過熟防止機能を有 する射出モー タ 制御方法は、 斩たな設定射出成形条件下 での射出成形サィ クルの実行に先立ち 、 1 射出成形サィ クルに亘る射出モー タ 駆動電流に ょる発熟量の積分値が 連続定格電流が流れる場合の発熱量の許容積分値を上回 るょ ぅ な過熟状態が発生 し得るか否かを射出成形条件の 新たな設定値に基づぃて予め判別 し 、 該過熱状態が発生 し得る と判別 した とき警告出カを出カ する。

上述の ょ ぅ に 、 本発明 に ょれば、 斩たな設定射出成形 条件下での射出成形サィ クルの実行に先立ち 、 Ί 射出成 形サィ クルに亘る射出モータ駆動電流にょる発熱量の積 分値が連続定格電流が流れる場合の発熟量の許容積分値 を上回る ょ ぅ な過熱状態が発生 し得るか否かを射出成形 条件の設定入カ値に基づぃて予め判別 し 、 該過熟状態が 発生 し得る と判別 し た と き警告出カを出カ する ょ ぅ に し た ので 、 射出成形サィ クルの実行中 ま た は実行停止中 に 行ゎ れる射出成形条件の設定入カ 時に 射出 モ ー タ の過熱 状態が生 じ 得 る か否かを 予め容易 に 確認で き 、 射 出 モ ー タ の過熟状態の発生 を未然 に 防止で き る 。

図面の簡単な説明

第 1 図 は本発明 のー実施例 に ょ る射出 モ ー タ 制御方法 を実施 す る た め の制御プ ロ グ ラ ム の フ ロ ー チ ャ ー 卜 、 第

2 図 は同実施例 に ょ る射出 モ ー タ 制御 の概念を説明 する た め の 図 、 ぉ ょ び第 3 図 は周実施例 の制御方法が適用 さ れる射出成形機の要部を示す概略構成図で ぁ る 。

発明 を実施す る た め の最良の形態 第 3 図 は本発明の射出 モ ー タ 制御方法 が適用 さ れる射 出成形機の要部 を示 し 、 該射出成形機 は コ ン ピ ュ ー タ 内 蔵の数値制御装置 （ 以下、 N C装置 と 称す る ） 1 に ょ り 射 出用 ， ク ラ ン プ用 ， ス ク リ ュ 回転用 ， ェ ジ I ク タ 用 等 の各軸 の サ ー ポ モ ー タ ぉ ょ び各種 ァ ク チ ュ ェ ー タ （ ス ク リ ュ 2 を射出方向 に 駆動 す る射出 モ ー タ 3 の みを 図示 〉 を駆動制御 す る ょ ぅ に 設け ら れて ぃ る 。 そ し て 、 こ の N C裝置 1 は数値制御用 マ ィ ク ロ プ ロ セ ッ サ （ 以下 、 N C 用 C P U と 称す る ） 1 0 と プ ロ グラ マブルマ シ ン コ ン 卜 ロ ー ラ用 マ ィ ク ロ プ ロ セ ッ サ （ 以下、 P M C用 C P U と 称す る ） 2 0 と を備ぇ て ぃ る 。

N C用 C P U 1 0 に は射出成形襪 を全体的 に 制 御 す る 管理プ ロ グラ ム を 記億 し た R O M 1 1 と 各種演算処理中 に デ ー タ をー 時的 に 記憶す る た め の R A M 1 2 と が 接続 さ れ 、 ま た 、 サ ー ボ ィ ン タ ー フ ェ ィ ス 1 3 を介 し て 各軸 用 のサーポ回路 （ 射出モー タ 3用 のサーポ回路 1 4のみ を図示 ） が接続されてぃる 。 ー方、 卩 [^ 〇用 0 ?リ 2 0 には射出成形機のシーケンスプ ロ グラム等を記億 し た R 0 M 2 と演算結果をー時的に記億するための R A M 2 2 とが接続されてぃる。 該 R 0 M 2 1 に は後述の最小 ド ラ ィ サィ クル時間 D T， 射出モ ー タ 3の最大 卜 ルク 出カ 時の発生圧カ M P , 所定許容比率 R max , 警告及び許容 メ ッ セ ー ジが予め記億されてぃる 。

さ ら に、 両 C P U 1 0 , 2 0にはパスァー ビタ コ ン 卜 ロ ーラ 3 がパスを介し て接続さ れてぃる。 このパス ァ ー ビタ コ ン 卜 ロ ーラ 3 1 に は、 射出成形機の各種制御用 の制御プ ロ グラ ムぉ ょぴ後述の各種設定値を記億するた めの不揮発性の共有 R A M 3 2 , M D I Z G R T 3 3が 接続された ォぺレ ータパネルコ ン 卜 ロ ー ラ 3 4 , 入カ回 路 3 5 ぉょび出カ 回路 3 6がパスを介 してそれぞれ接続 されてぃる 。 なぉ、 図示を省略するが両該回路 3 5 , 3 6に は各種ァ ク チュェー タ等が接続されてぃる 。

N C装置 1 は、 M D I Z C R T 3 3 に設けたソ フ 卜 キ ー ょ り なる設定キー （ 図示省咯） を ォぺ レー タ が操作 し て M D I Z C R T 3 3 に成形条件設定用画面を表示させ た後、 M D I Z C R T 3 3の操作盤を操作して各種成形 条件を顆次入カ設定する と 、 こ れ ら設定値が共有 R A M 3 2の第 1 の所定記億領域に記億される ょぅ に設けら れ てぃる 。 さ ら に、 N C装置 1 は、 才ぺ レー タ が M D I / C R T 3 3の登録キーを操作する と 、 共有 R A M 3 2の 第 1 の所定記憶領域 に 設定記憶さ れ た 設定成形条件が 当 該頜域 に 保持さ れる と と も に 、 共有 R A M 3 2 の第 2 の 所定記愤頜域 に 転送 ， 記憶さ れる ょ ぅ に 設け ら れて ぃ る そ し て 、 射出成形機 は 、 当該記憶 し た 設定成形条件 に 從 ぃ射出成形サィ ク ルを実行す る ょ ぅ に な っ て ぃる 。

以下 、 上述の構成の射出成形機 に ぉ ぃ て 実行さ れる射 出 モ ー タ 制御 を 、 第 1 図 ぉ ょ び第 2 図 を参照 し て 説明 す る 。

先ず 、 第 2 図 を参照 して 、 本発明 のー実施例 に ょ る射 出 モ ー タ 制御の概念を説明 す る 。 こ こ で 、 射出成形機の 型締装置 （ 図示略 ） の型閉 じ 動作 に 続ぃ て射出 モ ー タ 3 を駆動 源 と す る 射出裝置 に ょ る射出 ， 保圧ぉ ょ ぴ計量 ♦ 混練動作な ら び に 型締装置に ょ る型開 き動作を行 ぅ と 仮 定 す る 。 こ の 場合 、 第 2 図 に 示 す ょ ぅ に 、 射出 モ ー タ 3 に は射出 ， 計量 · 混練時 に 極め て 小さ ぃ駆動電流が流れ ー方 、 保圧時 に 極め て 大きぃ駆動電流 が 流れる 。 従 っ て 1 射出成形サィ ク ル中 に 射出 モ ー タ 3 に 流れる駆動電流 に ょ る発熟量の積分値を 、 保圧中 に 流 れる駆動電流 に ょ る発熟量の積分値で近似でき る 。 ま た 保圧時の駆動電流 値を 設定保圧圧カ H P i ( i = 1 〜 3 ) で近似で き る 。 そ し て 、 発熱量 は電流の 自 乗 に 比例 す る ので 、 1 サィ ク ル中 の発熟量の積分値 は 、 設定保圧圧カ H P i を 自 乗 し た 値を 設定保圧時間 H 丁 i に っ ぃ て 積分 し て 求め る こ と が で ぎ る 。

ー方 、 射出 モ ー タ 3 の連続定格電流 は 、 最大 卜 ル ク 出 カ 時の駆動電流 と比例定数と の積値に等し く 、 ま た モー タ 駆動電流はモ ー タ 出カ 卜 ルク に比例する α 従 っ て 、 連 続定格電流は最大 卜ルク出カ 時の発生圧カ Μ Ρに比例す る 。

射出成形サィ クル時間、 すなゎち 、 型閉 じ時簡 C T , 射出時間 I T , 設定保圧時閩の和∑ H T i , 設定冷 時 間 E Tぉ ょび型開き時間 0 Tの総和は 、 値 D T +∑ H T i + E Tを決 し て上回る こ と は ぃ 。 こ こで、 D Tは最 小 ドラ ィ サィ クル時間 、 すなゎち 、 型閉 じ時藺 G Tと型 開き時間 O Tとが射出成形機の機械的構成で定 ま る場合 にぉける両者の和の最小値を表す。 なぉ、 射出時間 はそ の他の時間パラ メ ー タ C T等に比べて非常に小さぃ値を と る 。

結局 、 1 射出成形サィ ク ルに亘り連続定格電流に等 し ぃ駆動電流が流れる場合の駆動電流に ょる発熱量は、 射 出モー タ 3の最大 卜ルク出カ 時の発生圧カ M Pに比例定 数を乗算 し た値を自乗 した値に 、 設定保圧時間の和 Σ Η T i ， 設定冷 S3時間 E Tぉ ょび最小 ドラィサィ クル時間 D Tの繞和を乗算 し て得た値に ょ り 安全サィ ドにぉぃて 近似できる 。

本実施例 は上記の点に着目 し 、 斩た に設定 し ょぅ と す る射出成形条件下で射出モー タ 3を運転する場合に、 該 モ ー タ が過熟するぉそれがぁるか否かを以下に述べる ょ ぅ に し て予め判別する こ と に特徴がぁる 。 詳 し く は、 Ί 射出成形サィ クル中の駆動電流にょる発熱量の積分値が 連続定格電流が 流れる場合の発熟量の許容積分値を 上回 る か否かを判別 す る 。 そ し て 、 こ の判別 に ぁ た り 、 射出 成形サィ ク ルの各保圧段 に ぉ け る設定保圧圧カ H P i を 自 乗 し た 値 と 設定保圧時間 Η Τ ί と の積値の総和 ∑ {

( H P i ) ² · H Τ ί } と 、 前記設定保圧時間 の和∑ Η T i ， 設定冷 ¾Π時間 E Tぉ ょ び最小 ド ラ ィ サィ ク ル時間 D Tの和 と 射出 モ ー タ 3 の最大 卜 ル ク 出 カ 時の発生圧カ M Pを 自 乗 し た 値 と の積値 （ M P ) ² ♦ ( D T + ∑ H T i + E T ) と を求め る 。 次ぃで 、 両者の比率 R ( = [ ∑

{ ( H P i ) ² · H Τ ί } ] / [ ( M P ) ² ♦ ( D T + ∑ H T i + E T ) ] ) が所定 許容比率 R max を上回 る か 否かを判別 す る 。

第 1 図 は 、 本発明 のー 実施例 に ょ る射出 モ ー タ 制御 の た め の P M C用 C P U 2 0 に ょ り 実行 さ れる過熟防止制 御プ ロ グラ ム を示 し 、 本プ ロ グラ ム は 、 例 ぇ ば 、 ォ ぺ レ ー タ に ょ り M D I / C R T 3 3 の 設定 キ ー が 操作 さ れ て 射出条件設定 モ ー ド と な り 、 成形条件設定用 画面が表示 さ れ た と き に 周期的 に 実行 さ れる 。

射出成形サィ ク ルの実行中 ま た は実行停止中 の射出成 形条件設定 モ ー ド に ぉ ぃ て 、 C P U 2 0 は 、 M D I Z C R T 3 3 の操作盤の操作状態を監視 し 、 射出成形サィ ク ル の各保圧段の保 ] Ξ圧カ ぉ ょ び保圧時間 な ら び に 冷 ¾Π時 間 の ぃず れかを新規設定も し く は変更設定 すべ く 入カ 操 作が行ゎ れ た か否 かを判別 す る （ ス テ ッ プ S 1 〜 ス テ ッ テ S 3 ) 。 即 ち 、 先ず 、 保圧圧カ の 設定値 H P i ( ί = 1 〜 3 ) のぃずれかが入カ されたか否かを判別 し （ ステ ッ プ S Ί ) 、 入カ がなければ、 保圧時間の設定値 H T i のぃずれかが入カされたか否かを判別 し （ ステ ッ プ S 2 ) 、 その入カ もなければ、 冷 SI時間の設定値 E Tが入カ さ れたか否かを判別する （ ステ ッ プ S 3 ) 。 そ し て 、 どの 射出成形条件にっ ぃて も入カがなければ、 本プ ロ グラ ム を終了する 。

ー方、 才ぺ レー タ が M D I Z C R T 3 3の操作盤を操 作 し て一成形条件の設定値を入カ する と 、 P M C用 C P U 2 0は 、 図示 しなぃ制御プロ グラム に従ぃ共有 R A M 3 2の第 1 の所定記億頜域の記億内容を上記設定値にっ ぃてのみ書き換ぇる と共に 、 本プ ロ グラムのステ ッ プ S 1 〜ステ ップ S 3 に ぉぃてこ の入カ操作を検出する 。 該 入カ操作検出時、 本プログラム はステ ッ プ S 4に移行 し 、 C P U 2 0は、 共有 R A M 3 2の第 1 の所定記億頜域か ら設定保圧圧カ H P に， 設定保圧時間 Η Τ ί ぉ ょび設定 冷 時間 Ε Τを読み出 し 、 ま た 、 P M C甩 C P U 2 0側 の R 0 Μ 2 Ί か ら最小 ドラィ サィ クル時間 D Τ， 最大発 生圧カ Μ Ρぉ ょぴ所定許容比率 R max を読み出す。

次に 、 ステ ッ プ S 5 にぉぃて 、 設定保圧圧カを自乗 し た値と設定保圧時間 との積値の総和 と、 射出モー タ 3の 最大 卜ルク出カ 時の発生圧カを自乗 した値と最小 ドラ ィ サィ クル時間 、 設定保圧時間の和ぉょび設定冷 SI時間の 和 との積値との比率 R ( = [ ∑ { ( Η Ρ ί ) ² * H T i } ] / C ( M P ) ² ♦ ( D T + ∑ H T i + E T ) ] ) を算 出 す る 。 次ぃで 、 C P U 2 0 は 、 斯 く 算出 し た 比率 が 所定許容比率 R max を上回 る か否かを判別 す る （ ス テ ッ プ S 6 ) 。 算出 し た 比率 R が所定 の許容比率 R max を上 回 る場合 、 即 ち 、 新 た に 設定 し ょ ぅ と す る成形条件下で 射出 モ ー タ 3 を運転す る と 該 モ ー タ が過熱する ぉそ れが ぁ る 場合 、 C P U 2 0 は 、 R O M 2 1 に 予 め 記億 し て ぉ ぃ た 「射出 モ ー タ が過熟す る ぉそ れ有 り 」 等の警告メ ッ セ ー ジ を警告出カ と し て 例 ぇ ぱ成形条件設定 画面の所定 部位 に 表示 さ せ る （ ス テ ッ プ S 7 ) 。 こ ぅ し て 本プ ロ グ ラ ム を終 了 す る 。 一方、 ス テ ッ プ S 6 に ぉぃ て 、 算出 比 率 R が許容比率 R max を上回 ら な ぃ と 判別 する と 、 C P U 2 0 は 、 周様 に 記憶 し て ぉ ぃ た 「 射出 モ ー タ の過熟の ぉそ れ無 し 」 等の許容メ ッ セ ー ジ を表示さ せ （ ス テ ッ プ S 8 ) 、 本プ ロ グラ ム を終了 す る 。

以上の ょ ぅ に 、 才 ぺ レ ー タ がー 成形条件の設定値を入 カ す る 毎 に 比率 R が算出 さ れ 、 新 た に 設定 し ょ ぅ と す る 成形条件が射出 モ ー タ 3 の運転上許容可能か否かが表示 さ れる 。 才 ぺ レ ー タ は 、 新 た に 設定 し ょ ぅ と し た 設定値 を全て 入カ し た 後 に 、 不適正 な射出成形条件を不用 意 に 設定 し な ぃ ょ ぅ に 、 警告メ ッ セ ー ジ が表示 さ れ て ぃ る か 否かを確認す る 。 も し 、 警告 メ ッ セ ー ジ が消ぇ て ぃ な け れば 、 保圧圧カ ぉ ょ び保圧時間 の 設定値 を ょ り 小 さ ぃ 値 に 変更 し 、 若 し く は 、 冷却 時間 の設定値を ょ り 大き ぃ値 に 変更 し た 後 、 警告メ ッ t一ジ が未 だ表示さ れ て ぃ る か 確認 し 、 当該表示が消ぇ る ま で 設定値の変更を行 ぅ 。 設 定条件が適正化される と 、 警告メ ッ セ ージ に代ゎ り 上述 の許容メ ッ セ -ー ジが表示され、 才ぺ レ 一 タ はこ れを確認 の後、 M D I Z C R T 3 3の登録キー を操作する と 、 共 有 R A M 3 2の第 1 の所定記億頜域に設定記億された設 定成形条件が共有 R A M 3 2の第 2の所定記億領域に転 送， 記憶さ れ、 斯く 記億された斩たな設定条件に従ぃ射 出モータ 3が過熟する こ とのなぃ適正な射出成形サィ ク ルが実行さ れる 。 なぉ、 ステ ッ プ S 8 にぉぃて単に警告 メ ッ セージを消去するょ ぅ に し ても良ぃ 。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 新た な 設定射出成形条件下で の射出成形サィ ク ルの 実行 に 先立ち 、 1 射出成形サィ ク ル に 亘る射出 モ ー タ 駆動電流 に ょ る発熱量の積分値が連続定格電流が 流れ る場合の発熟量の許容積分値を上回る ょ ぅ な過熟状態 が発生 し 得る か否かを射出成形条件の新た な設定値 に 基づぃ て 予め判別 し 、 該過熱状態が発生 し 得る と 判別 し た と き警告出カ を 出カ す る ょ ぅ に し た 過熟防止機能 を有す る射出 モ ー タ 制御方法 。

2 . 射出成形サ ィ ク ルの各保圧段 に ぉ け る設定保圧圧カ を 自 乗 し た 値 と 設定保圧時圜 と の積値の総和 と 、 前記 設定保圧時間 ， 設定冷却 時間 ぉ ょ び最小 ド ラ ィ サ ィ ク ル時間 の和 と射出 モ ー タ の最大 卜 ル ク 出カ 時の発生圧 カ を 自 乗 し た 値 と の積値 と の 比率が所定許容比率を上 回 っ た と き 、 前記過熱状態が発生 し 得る と 判別 す る ょ ぅ に し た 請求の範囲第 1 項記載の過熟防止機能を有 す る射出 モ ー タ 制御方法 。