CN104943109B - 注射成型机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够抑制因再生转换器的过负荷异常而引起的马达的停止的注射成型机。该注射成型机具备：马达；该马达的驱动电路；再生转换器，将来自该驱动电路的再生电力转换为交流电而供给至电源；以及控制器，控制该再生转换器，该控制器监视上述再生转换器的再生负荷，在上述再生负荷超过阈值时限制从上述再生转换器向上述电源的输出。

Description

注射成型机

技术领域

本申请主张基于2014年3月31日申请的日本专利申请第2014-074525号的优先权。其申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。

本发明涉及注射成型机。

背景技术

注射成型机具有：进行模具装置的闭模、合模、开模的合模装置；向模具装置内填充成型材料的注射装置；以及从模具装置将成型品推出的顶出装置等。合模装置、注射装置、顶出装置具有马达。

注射成型机具备将来自电源的交流电转换为直流电的转换器装置、将来自转换器装置的直流电转换为交流电而供给到各种马达的逆变器装置和连接转换器装置和逆变器装置的DC链路。

转换器装置由将来自逆变器装置的再生电力转换为交流电而供给到电源的再生转换器等构成(例如参照专利文献1)。能够回收且再利用再生电力，并能够提高马达的能量效率。

专利文献1：日本特开2013-027987号公报

以往，再生转换器的再生负荷超过额定值时，作为过负荷异常而停止马达。

发明内容

本发明是鉴于上述课题而作出的，其目的在于提供一种能够抑制因再生转换器的过负荷异常而引起的马达的停止的注射成型机。

为了解决上述课题，根据本发明的一实施方式，提供一种注射成型机，具备：

马达；

该马达的驱动电路；

再生转换器，将来自该驱动电路的再生电力转换为交流电而供给至电源；以及

控制器，控制该再生转换器，

该控制器监视上述再生转换器的再生负荷，在上述再生负荷超过阈值时限制从上述再生转换器向上述电源的输出。

发明的效果：

根据本发明的一实施方式，能够提供一种能够抑制因再生转换器的过负荷异常而引起的马达停止的注射成型机。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的注射成型机的电路的图。

图2是表示本发明的一实施方式的控制器的处理的流程图。

符号说明

10 马达

20 逆变器装置

30 DC链路

31 直流电源线

35 电容器

37 再生电阻

38 控制开关

40 转换器装置

41 第1电力转换部

42 第2电力转换部

80 控制器

具体实施方式

以下，参照附图对用于实施本发明的方式进行说明，在各附图中，对于相同或对应的结构赋予相同或对应的符号并省略说明。

图1是表示本发明的一实施方式的注射成型机的电路的图。注射成型机具备马达10、作为驱动电路的逆变器装置20、DC链路30、再生电阻37、控制开关38、转换器装置40以及控制器80等。

马达10可以为合模马达、注射马达、计量马达、顶出马达等中的任意一个。合模马达使可动压板相对固定压板进退，并进行模具装置的闭模、合模、开模。模具装置例如由定模和动模构成，定模安装在固定压板中的与可动压板对置的面上，动模安装在可动压板中的与固定压板对置的面上。注射马达通过使配设在加热缸内的螺杆前进，将螺杆前方的成型材料从加热缸射出并填充到模具装置内。计量马达通过使配设在加热缸内的螺杆旋转而将成型材料沿形成在螺杆上的螺旋状的槽向前方输送，并将成型材料蓄积在螺杆前方。加热缸内可以代替螺杆而配设柱塞，马达10可以使柱塞进退。顶出马达通过使顶出杆进退而使模具装置内的可动部件进退，将成型品从模具装置顶出。图1中马达10的个数为一个，也可以为多个。

另外，马达10的个数为多个时，可以设置多个由逆变器装置20、DC链路30、转换器装置40构成的电力转换单元，也可以仅设置一个，并将多个马达10并联。

逆变器装置20将来自DC链路30或转换器装置40的直流电转换为交流电而供给至马达10。逆变器装置20例如具有三个由两个开关元件构成的腿(leg)。另外，腿的个数没有特别限制。作为开关元件的具体例，例如可以举出MOSFET(Metal Oxide SemiconductorFiled-EffectTransistor)、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、双极晶体管等。相对各开关元件逆并联有二极管。二极管可以内置于各开关元件。马达10减速时产生的再生电力经由二极管供给到转换器装置40或DC链路30。

DC链路30包括两根直流电源线31以及电容器35。两根直流电源线31连接逆变器装置20和转换器装置40。各直流电源线31在分支点分支成直流电源线31-1和直流电源线31-2。一根直流电源线31-1与转换器装置40上所设置的第1电力转换部41连接，另一根直流电源线31-2与转换器装置40上所设置的第2电力转换部42连接。电容器35使两根直流电源线31之间的直流电压(以下称为“DC链路电压”)平滑化。

再生电阻37消耗来自逆变器装置20的再生电力。控制开关38控制再生电阻37的动作。再生电阻37和控制开关38串联连接，并相对电容器35并联连接。控制开关38通过开关元件等构成。控制开关38开启时，电流流到再生电阻37，再生电力被转换为热并被消耗。控制开关38关闭时，再生电阻37中不流动电流，再生电力被蓄积到电容器35中。

转换器装置40并联地具有第1电力转换部41以及第2电力转换部42。第1电力转换部41将来自电源12的交流电转换为直流电而供给到逆变器装置20或DC链路30。第1电力转换部41例如为三相桥式电路，包括六个二极管。

第2电力转换部42将来自逆变器装置20的再生电力转换为交流电而供给至电源12。第2电力转换部42例如具有三个由两个开关元件构成的腿。另外，腿的个数没有特别限制。相对各开关元件逆并联有二极管。二极管可以内置于各开关元件中。第2电力转换部42相当于技术方案中所记载的再生转换器。

第2电力转换部42由于包括与第1电力转换部41同样的六个二极管，因此能够将来自电源12的交流电转换为直流电，并供给至逆变器装置20或DC链路30。

另外，本实施方式的转换器装置40由并联连接的第1电力转换部41和第2电力转换部42构成，但是也可以仅由第2电力转换部42构成，该结构没有特别限制。

交流电源线61连接电源12和转换器装置40。各交流电源线61在分支点被分支成交流电源线61-1和交流电源线61-2。一根交流电源线61-1与第1电力转换部41连接，另一根交流电源线61-2与第2电力转换部42连接。

控制器80具有存储器等存储部以及CPU(Central Processing Unit)，通过由CPU执行存储在存储部中的控制程序来控制转换器装置40、逆变器装置20。

控制器80生成用于进行PWM(Pulse Width Modulation：脉冲宽度调制)控制的PWM信号，并输出给逆变器装置20。逆变器装置20的各开关元件按照来自控制器80的PWM信号进行开关，并驱动马达10。

马达10减速时，通过马达10的感应电动势生成再生电力。再生电力经由逆变器装置20供给到DC链路30等，并充电至电容器35。其结果，DC链路电压上升。另一方面，在马达10加速时或匀速时，若电容器35放电，则DC链路电压下降。DC链路电压能够由电压检测器36检测。电压检测器36将表示DC链路电压的信号输出给控制器80。

控制器80监视DC链路电压，在DC链路电压超过第1阈值时，生成PWM信号等控制信号，并输出给第2电力转换部42。第2电力转换部42的各开关元件按照来自控制器80的控制信号进行开关，并将再生电力转换为交流电而供给到电源12。能够回收并再利用再生电力，并能够提高马达10的能源效率。并且，能够抑制电容器35的过电流，并能够抑制电容器35的损伤。在通过电源再生而电容器35放电且DC链路电压为第2阈值(第2阈值≤第1阈值)以下时，控制器80停止第2电力转换部42的再生动作，并停止电容器35的放电。

另外，第2电力转换部42的控制可以不为PWM控制，例如可以为120°通电控制等。

图2是表示本发明的一实施方式的控制器的处理的流程图。图2的步骤S12中，控制器80监视第2电力转换部42的再生负荷I。第2电力转换部42的再生负荷I能够通过从第2电力转换部42向电源12输出的电流表示，并通过电流检测器88监视。电流检测器88检测各相的交流电源线61-2的电流，并将表示该电流的信号向控制器80输出。

另外，本实施方式的电流检测器88检测各相的交流电源线61-2的电流，但也可以检测1相以上的交流电源线61-2的电流。并且，电流检测器88可以检测直流电源线31-2的电流。任意场合都能监视第2电力转换部42的再生负荷I。

在步骤S14中，控制器80检查再生负荷I是否超过阈值I0。再生负荷I可以通过电流的有效值表示，阈值I0可以为额定值。电流周期性变化，并通过时间函数f(t)表示。电流的有效值为，将函数f(t)平方后的值在周期T积分，并将其积分值F用周期T除而得到的值的平方根。周期T为成型周期时间。额定值为连续性地持续再生动作时第2电力转换部42的温度为容许温度以下的上限值。有效值可以以相对额定值的比例计算，该比例用百分率表示也可以。另外，阈值可以设定为比额定值还低。

再生负荷I为阈值I0以下时，(步骤S14的“否”)，控制器80返回到步骤S12并持续进行步骤S12以后的处理。另一方面，再生负荷I超过阈值I0时(步骤S14中的“是”)，控制器80限制从第2电力转换部42向电源12的输出(步骤S16)。

通过例如使从第2电力转换部42向电源12的电流的有效值相比再生负荷超过阈值时降低等来实现输出限制。输出限制包括输出停止。输出停止是通过使第2电力转换部42的各开关元件关闭(称为伺服关闭)来进行的。

电流有效值的下降通过使电流峰值下降、缩短电流流动的时间、或者进行这两者等来实现。控制器80为了缩短电流流动的时间，可以间歇性地进行第2电力转换部42的再生动作。

电流有效值的下降也能够通过追加马达10的待机时间并延长成型周期时间来实现。控制器80可以判断，延长成型周期时间的情况下，预定时间内预定注射数的成型是否可能。预定时间内预定注射数的成型没有结束时，控制器80可以调整待机时间。

根据本实施方式，再生负荷I超过阈值I0时，控制器80限制从第2电力转换部42向电源12的输出。因此，能够抑制因第2电力转换部42的过负荷异常而引起的停止。

接着，控制器80控制控制开关38来使再生电阻37工作(步骤S18)。电流流过再生电阻37，再生电力被转换为热并被消耗。因此，能够抑制因限制从第2电力转换部42向电源12的输出而引起的DC链路电压的上升。

再生电阻37可以在DC链路电压超过第3阈值时消耗再生电力。在因再生电阻37的电力消耗而电容器35放电、DC链路电压为第4阈值(第4阈值≤第3阈值)以下时，控制器80使再生电阻37的电力消耗停止。

另外，再生电阻37的工作(步骤S18)和输出限制(步骤S16)哪个先进行均可，也可以同时进行。

接着，控制器80在预定条件成立后，停止马达10(步骤S20)，并中止反复制造成型品的周期运行，结束本次处理。

作为马达10的停止条件，例如可举出注射成型机的工序为开模工序结束、或者注射成型机的工序为顶出工序结束等。在这些工序结束时注射成型机的状态成为与循环运行结束时大致相同的状态，因此几乎不存在循环运行中止的不良影响。

另外，再生电阻37的额定值大于因电源再生的限制而剩余的再生电力中基于再生电阻37的电力消耗量时，可以不进行马达10的停止(步骤S20)，可以持续循环运行。

以上，对注射成型机的实施方式等进行了说明，但本发明并不限于上述实施方式等，在技术方案记载的本发明的宗旨的范围内能够进行各种变形和改良。

例如上述实施方式中，将因电源再生的限制而剩余的再生电力通过再生电阻37消耗，但是也可以蓄积在与电容器35不同的其他电容器(以下称为“再生电容器”)中。再生电容器与再生电阻37同样，可以与电容器35并联连接，通过控制开关进行控制。再生电容器将蓄积的电力供给到逆变器装置20。也可以同时使用再生电容器和再生电阻37。

Claims (7)

1.一种注射成型机，

具备：

马达；

该马达的驱动电路；

再生转换器，将来自该驱动电路的再生电力转换为交流电而供给至电源；

控制器，控制该再生转换器；以及

再生电阻，消耗来自上述驱动电路的再生电力，

该控制器监视上述再生转换器的再生负荷，在上述再生负荷超过阈值时限制从上述再生转换器向上述电源的输出，通过上述再生电阻消耗因限制从上述再生转换器向上述电源的输出而剩余的再生电力。

2.如权利要求1所述的注射成型机，

上述控制器在上述再生负荷超过阈值时使上述再生电阻工作。

3.如权利要求1或2所述的注射成型机，

具有：

DC链路，连接上述驱动电路和上述再生转换器，

上述控制器在上述DC链路的电压超过阈值时使上述再生电阻工作。

4.一种注射成型机，

具备：

马达；

该马达的驱动电路；

再生转换器，将来自该驱动电路的再生电力转换为交流电而供给至电源；

控制器，控制该再生转换器；以及

再生电容器，蓄积来自上述驱动电路的再生电力，

该控制器监视上述再生转换器的再生负荷，在上述再生负荷超过阈值时限制从上述再生转换器向上述电源的输出，使因限制从上述再生转换器向上述电源的输出而剩余的再生电力蓄积到上述再生电容器。

5.如权利要求4所述的注射成型机，

上述控制器在上述再生负荷超过阈值时使上述再生电容器工作。

6.如权利要求4或5所述的注射成型机，

具有：DC链路，连接上述驱动电路和上述再生转换器，

上述控制器在上述DC链路的电压超过阈值时使上述再生电容器工作。

7.如权利要求1或4所述的注射成型机，

上述控制器在上述再生负荷超过阈值时在预定条件成立后停止所述马达。