WO1989006187A1 - Abnormality detector for driving system of injection molding machine - Google Patents

Description

明 細 書

射出成形機の駆動系異常検出装置

技 術 分 野

本発明 は 、 射出成形機の ス ク リ ュ ー を軸方向 に駆動 す る ス ク リ ュ 一駆動手段や樹脂圧検出手段の異常を検知 す る 、 射出成形機の駆動系異常検出装置に 関 す る 。

背 景 技 術

射出成形機 に お い て は 、 樹脂圧例 えばシ リ ンダー 内樹 脂圧が 、 設定さ れた樹脂圧力 と 等 し く な る よ う に す る た め 、 ス ク リ ュ ー後端 に 設け ら れ た 樹脂圧検出手段 に よ つ て シ リ ンダー 内樹脂圧を 間接的 に 測定 し 、 こ の樹脂圧 と 、 射出圧力 設定手段 に よ っ て 設定 さ れた ス ク リ ユ ー射出圧 力 と を比較 し 、 シ リ ンダー 内樹脂圧が 、 設定さ れた ス ク リ ユ ー 射出圧力 に 満 た な い場合 はス ク リ ユ ー を シ リ ン ダ 一内樹脂圧の上昇す る方 向 に 駆動制御する一方、 シ リ ン ダ ー 内樹脂圧が 、 設定 さ れ た ス ク リ ュ ー射出圧力 を超 え る場合 に は ス ク リ ユ ー を シ リ ンダ ー 内樹脂圧の下降す る 方向 に 駆動制御 し て 、 閉ル ー プ状の駆動制御 を行 っ て い る 。

上記従来技術 に お い て は 、 樹脂圧検出手段及びス ク リ ユ ー駆動手段共 に 正常な状態 に あ れば正 し い 閉ル ー プ制 御 を行 う こ と がで き る が 、 樹脂圧検出手段或い は ス ク リ ユ ー 駆動手段の 内 いず れか一方 に で も故障が生 じ た 場合 、 正 し い 閉ル ー プ制御を行 う こ と は不可 能 と な る 。

例 え ば 、 樹脂圧検出手段 に 故障が生 じ て シ リ ンダ―内 樹脂圧を測定する こ とができな く な っ た場合、 シ リ ンダ 一内樹脂圧を 、 設定 された樹脂圧力 に保つ こ と は不可能 と な り 、 成形作業の圧力制御 に おけ る繰返 し精度が著 し く 低下 し て 、 成形不良の発生 し易い状態 と なる 。 又、 故 障 し た樹脂圧検出手段の測定値に基づいて ス ク リ ユ ー を 軸方向 に駆動する ス ク リ ュ ー駆動手段 （ 以下、 射出駆動 手段 と い う ） がシ リ ンダー 内樹脂圧の上昇する方 向 に強 制駆動 さ れた場合な ど は射出駆動手段に過負荷が加わ り 、 ス ク リ ュ ー ， 駆動系 ， 金型等に悪影響を与えるばか り か、 シ リ ンダー内の樹脂圧が異常 に上昇 し て大変危険な状態 と なる 。

又、 射出駆動手段 に異常が生 じた場合は該駆動手段に 正常なフ ィ ー ドパ ッ ク入力 が行われて い る に も関わ ら ず 、 駆動手段が これに対応す る こ と が不可能 となるため 、 や は り 上記 と同様の 問題が生ずる結果 とな る 。

発 明 の 開 示

そ こで 、 本発明 の 目 的は 、 樹脂圧検出手段や射出駆動 手段の異常を未然に検出できる 、 射出成形機の駆動系異 常検出装置を提供する こ と に あ る 。

上述の 目 的を達成す るため 、 本発明 は 、 樹脂圧を検出 する樹脂圧検出手段 と 、 ス ク リ ュ ー を ス ク リ ュ ー軸方向 に駆動するス ク リ ユ ー駆動手段の駆動力 を検出する駆動 力 検出手段 と 、 上記樹脂圧検出手段及び駆動 力検出手段 で検出さ れた値 と を比較 し 、 その差が所定許容範囲を超 え る と異常発生 と し て検知 す る異常発生検知手段 と を備 8/01185 え る 。

本発明 に よ れば 、 樹脂圧検出手段や射 出軸用駆動手段 に 生 じ た 異常が自 動 的 に 検知 さ れる の で 、 圧力 制御 に お ける繰返 し精度の低下が未然 に防止さ れる 。 し た が っ て 成形不良等 、 射出成形機の無人運転に 伴 う リ ス ク が大幅 に 減少 し合理的な成形作業が可能 と な る 。 又 、 樹脂圧検 出手段やス ク リ ユ ー駆動手段の異常 に よ っ て 不完全な圧 力制御が行われる こ と はな く なるので 、 ス ク リ ュ ー ， 駆 動系 ， 金型等 に 異常な負荷が作用 し て 損傷を与え る こ と はな く 、 更 に 、 樹脂に 異常な圧力 が作用 する こ と がない の で成形作業の安全性も一段 と 向上す る 。

図面の簡単な説明

第 1 図 は本発明 の一実施例 に よ る駆動系異常検出裝置 を搭載 し た射出成形機の要部を示すプ ロ ッ ク 図 、 お よび 第 2 図 は第 1 図の装置 に よ り 実行さ れる異常検出処理 を 示す フ ロ ー チ ヤ一 卜 であ る 。

発明 を実施す る た め の最良 の形態

第 1 図の射出成形機 に お いて 、 ス ク リ ュ ー駆動手段 と し て の射出軸用 サ ー ポ モ ー タ 5 の 回転運動 を伝動装置 6 に よ り 射出駆動軸 4 の直線運動 に 変換 し て 、 加熟シ リ ン ダ ー 2 内 に 配さ れた ス ク リ ュ ー 1 に 駆動軸 4 を介 し て射 出動作を行わせ る 。

符号 3 は ス ク リ ュ ー 1 と射 出駆動軸 4 と の 間 に設 け ら れス ク リ ユ ー 1 に 作用 す る軸方向圧力 を検出 す る こ と に よ り シ リ ン ダ ー 内樹脂圧を間接的 に 測定す る た め の樹脂 圧検出手段 と し ての力検出器である 。

符号 1 7 は N C用 のマ イ ク ロ プ ロ セ ッ サ （ 以下、 C P U と い う ） 、 符号 1 9 はプ ロ グラマプルマ シン コ ン 卜 口 ー ラ （ 以下、 P M Gと い う ） 用 の C P Uであ る 。 P M C 用 G P U Ί 9 に は射出成形機のシ ー ケ ンス動作を制御す る シ ー ケン スプ ロ グラ ム等を記憶する R O M 2 3が接続 さ れる と共に 、 力検出器 3か ら圧力制御ユニ ッ ト 7を介 し て 出力 さ れ A Z D変換器 8 に よ っ てデジ タ ル化さ れた シ リ ンダー 内樹脂圧を示す値や 、 サー ポ回路 1 0か らサ ー ポモ ー タ 5 を射出駆動する た め に 出力 さ れ A Z D変換 器 9 に よ つ てデジ タ ル化さ れた駆動電流値、 即ち 、 P 接 的に ス ク リ ユ ー射出圧力 を示す値な どを一 時記億する R A M 2 0が接続さ れて いる 。 又、 N G用 C P U 1 7 に は 射出成形機を全体的に制御する制御プ ロ グラ ムを記憶す る R 0 M 2 1 と 、 デー タ を一時記億す る R A M 1 2 とが 接続さ れ、 又、 射出軸用 ， 型締め軸用 ， ス ク リ ュ ー 回転 軸用 ， ェジ ェ ク タ 軸用 な どの各軸のサ ー ポモ ー タ を駆動 制御 するサーポ回路 1 0がサー ボイ ン タ フ ェ ー ス Ί 6を 介 し て接続さ れて いる 。 なお 、 第 Ί 図 に おいて は、 射出 軸用 のサー ポ モ ー タ 5 のみを示 し て い る 。

又 、 符号 1 3 はバブルメ モ リ や C M 0 Sメ モ リ で構成 さ れる不揮発性の共有 R A Mで 、 射出成形機の各動作を |J御 する N Cプ ロ グラ ム等を記億す るメ モ リ 部 と 各種設 定値 ， マ ク 口 変数用 の メ モ リ 部 と を有する 。 符号 Ί 8 は バス ァ ー ビタ コ ン 卜 ロ ー ラ （ 以下 、 B A Gと い う ） で 、 /JP88/01185

N C用 C P U 1 7 , P M C用 C P U 1 9 , 共有 R A M 1 3 , 入力 回路 1 5お よ び出力 回路 1 4 と パス接続さ れ 、 該 B A C 1 8 に よ っ て使用 するバス が制御 さ れる よ う に な っ て い る 。 なお 、 B A C 1 8 に は 、 更に 、 ス ク リ ュ ー 射出圧力 を始め各種デー タ の入力 を行 う 、 表示装置付手 動デー タ 入力装置 （ 以下、 C R T ZM D I と い う 〉 2 4 が オ ペ レ ー タ パネルコ ン 卜 ロ ー ラ 2 2 ( 以下 、 O P Cと い う ） を介 し て接続さ れて い る 。 又 、 上記圧力 制御ュ ニ ッ 卜 7 は出力 回路 Ί 4 か ら指令さ れた指令圧力 を D Z A 変換器 Ί 1 で ア ナ ロ グ信号 に 変換 し た 指令を入力 し 、 力 検出器 3で検出 し た圧力 と 指令圧力 と を比較 し 、 そ の差 をサー ポ回路 Ί 0に 出力 し 、 サー ポ回路 1 0か ら射出軸 用サー ポ モ ー タ 5に 出力 さ れる ト ルク 指令値を ク ラ ンプ し て ト ル ク 制限 を行う よ う に し て い る 。

以上の よ う な構成 に お いて 、 射 出成形機は P M C用 C

P U 1 9の シ ー ケ ン ス制御 と N C用 C P U 1 7の各種動 作制御 に よ っ て 、 成形作業を実行 す る 。

以下 、 第 2図 を参照 し て 、 射出 開始か ら 計量終了 に 至 る過程 に お い て P M C用 C P U 1 9が所定周期で実行す る異常検出処理を含む こ の実施例 に よ る射出成形機の作 用 につ い て 説明す る 。

射出が開始さ れる と 、 プ ロ グラ ムで指令さ れて い る射 出圧力 （ 射出時 に 射出圧力 を指令 し な い場合 は最大圧力 が 出力 さ れる ） は P M C用 C P U 1 9 よ り B A C 1 8 , 出力 回路 1 4 ， D Z A変換器 1 Ί を介 し て 圧 力 制御 ュ ニ ッ 卜 7 に出力 され、 力検出器 3で検出さ れた圧力 と比較 さ れ、 その差 に応 じ てザー ポ 回路 Ί 0内の 卜 ルク リ ミ ヅ 卜 手段に よ っ て 卜 ル ク 制限がさ れる 。

—方、 N C用 C P U 7は射出開始指令に応 じてサー ポイ ンタ フ ェ ー ス 1 6を介 し て射出軸用 のサー ポ回路 1 0にパルス分配を開始 し 、 射出軸用サー ポモ ー タ 5を 駆動する 。 射出ェ程が終了 し 、 保圧工程になる と 、 保圧 各段の指令圧力 が前述 と同様に圧力制御 ュニ ッ 卜 7に出 力 さ れ力検出器 3で検出さ れた圧力 との差に応 じてサー ポ回路 Ί 0内の 卜ル ク リ ミ ッ 卜 手段で 卜ルク制限が行わ れ、 指令圧力 と検出圧力 が一致する よ う に保圧制御が行 われる 。

一方、 力検出器 3で検出さ れた圧力 は圧力制御ュニ ッ 卜 7を介 し て A Z D変換器 8 に供給され、 該変換器 に よ り デジ タ ル信号 に変換さ れた検出圧力 P Pは 、 所定サン プ リ ング周期で R A M 2 0に書込ま れる 。 又、 射出軸用 サ ーポモー タ 5の駆動電流値 P sも A Z D変換器 9で変 換さ れ、 圧力 P Pのサンプ リ ング周期 と周期 し て R A M 2 0に書込ま れる

そ し て 、 P M. C用 C P U 1 9 は 、 射出開始か ら計量終 了 ま で の間 、 所定周期で第 2図 に示す異常検出処 ^の処 理を行う 。

ま ず 、 力検出器 3で検出 さ れた シ リ ンダ ー 内樹脂圧を 示す値 P P と 、 サ ー ボ モ ー タ 5の駆動電流値 、 即 ち 、 接的に スク リ ユ ー射出圧力 を示す値 P s と を R A M 2 0 5 か ら 読み出 し （ ステ ッ プ S 1 ) 、 シ リ ン ダ ー 内樹脂 ΙΪ を 示 す値 P P と ス ク リ ュ 一 射 出 ff 力 を 示 す値 P s と の差 を 求 め 、 こ の差 が 、 予 め設定 さ れ た 許容範囲 ε 内 に あ る か 否か を判別 す る （ ス テ ッ プ S 2 ) 。 シ リ ン ダ 一 内樹脂圧

Ρ ρ と ス ク リ ユ ー 射 出 . Ε力 P s と の差が予 め設定 さ れた 許容範囲 ε 内 に あ れば 、 力 検出器 3 及びサ ー ボ モ ー タ 5 が正常な状態 に あ る も の と 見做 し て ス テ ッ プ S 3 に 移行 し 、 計量終了信号が既 に入力 さ れて い る か否 か 、 即 ち 、 射 出開始か ら 計 S終 了 に 至 るサ イ ク ル処理 が終了 し て い る か否 か を確認 す る 。 計爆 が終了 し て い な け れば 、 再び ス テ ッ プ S 1 に 復帰 し て ス テ ッ プ S Ί — ス テ ッ プ S 2 - ス テ ッ プ S 3 か ら成る監視ル ー プを実行 し 、 シ リ ン ダ 一 内樹脂圧 Ρ Ρ と ス ク リ ュ ー 射 出圧 力 P s の監視 を続け る 。

一方 、 上記監視ル 一 プを実行 す る 閭 に 、 力 検出 器 3 或 い は ス ク リ 」 一 駆動手 段 と な る 3 出軸用 サ 一 ボ モ ー タ 5 の いず れか に 故障 が 生 じ 、 力 検 出 器 3 が 正 常 に シ リ ン ダ'

― 内樹脂 a を検 出 す る こ と がで き な く な っ た り 、 -H - ホ モ ー タ 5 に 異常電流 が流れた り し た 場 合 に は 、 略同一 で あ る べ き シ リ ン ダ 一 内樹脂 ff P P と ス ク リ J 一 射出圧 力

P s と の 間 の差が増大 し 、 予め設定 さ れ た 許容範 ϋ ε を 超 え る た 、 ス テ ッ プ S 2 て こ れが校 出 さ れ る 。 こ の 台 . P M C ¾ 〇 Ρ い Ί 9 の処 ^ は ス テ ッ プ S 4 に 移行 し

0 Ρ し 1 9 U. E; A C 1 8 、 0 P C 2 2 を ή し て ： Ρ Ί -

M D I 2 4 に ー ム を 出 し . G R Τ , M D I ：；' 4 に

J - て s 常表 を Π い ， 力 ': 出 7 3 い' は ⁴； ― I ― 5 に 異常か発生 し た こ と を 才 ペ レ ー タ に 警告 し 、 更 に 、 サ一ボ モ タ 5 の駆動'出力 を停止 し て シ リ ン ダー 内 の樹 脂圧が異 に上昇 す る よ う な事故を未然に 防止す る （ ス 亍 ッ プ S

なお 、 の実施例で は樹脂圧を検出す る樹脂圧検出手 段 と し て ス ク リ ュ 一 1 と射出駆動軸 4 と の 間 に配設さ れ、 ス ク ¹リ コ 一 1 の軸方向 に作用 する樹脂圧を検出 し 間 接的 に シ ンダ一内 の樹脂圧を測定する力 検出器 3 を 用 ( て い る が 、 例 えば 、 シ リ ンダ一 2 内 に設け ら れた 圧力 セ ン 等 直接間接 に 関わ ら ず樹脂 ff を検出で る の

マ—

であ れば の構成を問わない 。 又 、 上記実施例で は 、 力 検出器 3 と射出軸用 サーポ モ ー タ 5 の駆動電流をラ ジ タ ル信号 に変換 し て比較 し たが 、 力検出器 3 の 出力 と射出 軸 用 サ ー ボ モ ー タ 5 の駆動電流 と の差を差動増蝠器等で i-¾ 山

' 山 の差 が所定 レベル以上 に な つ た と さ異常発生 と し て 異 検知信号を出力 さ せ る よ う に し て I い

Claims

請 求 の 範 囲

樹脂圧を検出 す る樹脂圧検出手段 と 、 ス ク リ ュ ー を ス ク リ ュ一軸方向 に駆動する ス ク リ ュ一駆動手段 の駆動力 を検出 す る駆動力検出手段 と 、 上記樹脂圧 検出手段及び駆動力検出手段で検出さ れた値 と を比 較 し 、 その差が所定許容範囲を超える と異常発生 と し て 検知する異常発生検知手段 と を備え た事を特徴 と する射出成形機の駆動系異常検出装置。

上記ス ク リ ュ ー駆動手段 はサ ー ポモ ー タ を駆動源 と し 、 上記駆動力検出手段 は上記ス ク リ ュ ー 駆動手 段 の駆動力 を表す上記サー ポモ ー タ の駆動電流値を 検出 する よ う に し た 請求の範囲第 1 項記載の射 出成 形機の駆動系異常検出装置 。

上記射出成形機 は前記 ス ク リ ュ ー を収容す る シ リ ン ダ一 を含み、 前記樹脂圧検出手段 は上記シ リ ン ダ 一内 の樹脂圧を検出 する 請求の範囲第 1 項又 は第 2 項記載の射出成形機の駆動系異常検出装置 。