JP2010000646A - Control method of injection molding machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ヒータで加熱される加熱筒内のスクリュがサーボモータで駆動される射出成形機の制御方法に関する。 The present invention relates to a method for controlling an injection molding machine in which a screw in a heating cylinder heated by a heater is driven by a servo motor.
通常、射出成形機は射出装置および型締装置により構成される。射出装置は加熱筒を備え、加熱筒外周にはヒータが巻装され、この加熱筒の温度を制御対象として温度制御部により制御されている(例えば、特許文献1)。また、加熱筒内にはスクリュが前後進ならびに回転自在に配置されており、このスクリュの前後進は機械的にサーボモータに連結され、スクリュの速度・位置・ならびにスクリュウに作用する反力を制御対象としてサーボ制御部により制御されている。スクリュの回転も機械的にサーボモータに連結されスクリュの回転速度を制御対象としてサーボ制御部により制御されている。 Usually, an injection molding machine is composed of an injection device and a mold clamping device. The injection device includes a heating cylinder, and a heater is wound around the outer periphery of the heating cylinder. The temperature control unit controls the temperature of the heating cylinder (for example, Patent Document 1). In addition, a screw is arranged in the heating cylinder so as to be able to move forward and backward and rotate freely. This forward and backward movement of the screw is mechanically connected to a servo motor to control the screw speed, position, and reaction force acting on the screw. The target is controlled by a servo control unit. The rotation of the screw is also mechanically connected to the servo motor, and controlled by the servo control unit with the rotation speed of the screw as a control target.
温度制御部とサーボ制御部はそれぞれの制御対象に応じた制御をおこなっているため、例えば射出時においてサーボモータへ大電力を供給するとき、ヒータに対してもヒータ最大定格の電力を供給する可能性があった。
従来の装置においてはサーボモータへ大電力を供給しているとき、ヒータにヒータ最大定格の電力を供給した場合、射出成形機に接続された電源供給線ではサーボモータへ流れる電流に比例した電圧降下に加えて、ヒータへ流れる電流に比例した電圧降下が生じる。サーボモータで駆動される射出成形機は時間平均で見た場合、従来の油圧機に比して省電力な機械であるため成形機に接続される電源供給線は小径の電線が使用されることが多く、このヒータ電流に起因する電圧降下によりサーボモータへ供給できる電力が低下し射出時に必要とされる電力が確保できず射出能力が低下する問題があった。 In conventional devices, when large power is supplied to the servomotor, if the heater is supplied with the maximum rated power, the voltage drop in proportion to the current flowing to the servomotor on the power supply line connected to the injection molding machine In addition, a voltage drop proportional to the current flowing to the heater occurs. An injection molding machine driven by a servo motor is a power-saving machine compared to conventional hydraulic machines when viewed on a time average basis, so the power supply line connected to the molding machine should be a small diameter wire In many cases, the electric power that can be supplied to the servomotor is reduced due to the voltage drop caused by the heater current, and the electric power required at the time of injection cannot be ensured, resulting in a problem that the injection capability is reduced.
そこで本発明は、射出成形機に接続された電源供給線での電圧降下を最小とすることができる射出成形機の制御方法を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for controlling an injection molding machine that can minimize a voltage drop in a power supply line connected to the injection molding machine.
上記目的を達成するため、本発明の射出成形機の制御方法は、加熱筒を加熱するヒータの温度制御を行う温度制御部と、加熱筒内のスクリュを駆動するサーボモータを制御するサーボ制御部と、サーボ制御部に対してヒータ電力遮断指令とサーボモータ起動指令とを出力するシーケンス制御部とを有する射出成形機の制御方法であって、シーケンス制御部からサーボ制御部にヒータ電力遮断指令が出力された場合、サーボ制御部が、サーボ制御部に記憶されている規定値VRと、スクリュの速度目標値VOと、を比較し、速度目標値VOが規定値VR以上の場合、サーボ制御部が、ヒータ電力遮断出力信号を温度制御部に出力してヒータへの電力供給を停止させた後、シーケンス制御部からサーボ制御部へとサーボモータ起動指令を出力し、サーボモータを駆動するものである。 In order to achieve the above object, a method for controlling an injection molding machine according to the present invention includes a temperature control unit that controls the temperature of a heater that heats a heating cylinder, and a servo control unit that controls a servo motor that drives a screw in the heating cylinder. And a sequence control unit that outputs a heater power cutoff command and a servo motor start command to the servo control unit, wherein the heater power cutoff command is sent from the sequence control unit to the servo control unit. When output, the servo control unit compares the specified value V R stored in the servo control unit with the screw speed target value V O, and the speed target value V O is greater than or equal to the specified value V R The servo control unit outputs a heater power cutoff output signal to the temperature control unit to stop the power supply to the heater, and then outputs a servo motor start command from the sequence control unit to the servo control unit. It is intended to drive the Bomota.
上記本発明の制御方法によれば、速度目標値VOが規定値VR以上といったサーボモータへ大電力を供給する必要がある場合には、ヒータへの電力供給を停止する。このため、射出成形機に接続された電源供給線を通過する電流を下げ、よって、電源供給線での電圧降下を抑制することが可能となる。 According to the control method of the present invention, when it is necessary to supply a large amount of power to the servomotor such that the speed target value V O is equal to or greater than the specified value V R , the power supply to the heater is stopped. For this reason, it is possible to reduce the current passing through the power supply line connected to the injection molding machine, thereby suppressing the voltage drop in the power supply line.
また、本発明の射出成形機の制御方法は、規定値VRは、スクリュの最高速度をVmax、サーボモータへ供給される最大電力をPmmax、ヒータへ供給される最大電力をPhmaxとしたとき、
VR=Vmax・(Pmmax−Phmax)/Pmmax
で表されるものであってもよい。
Further, in the control method of the injection molding machine of the present invention, the specified value V R is the maximum screw speed V max , the maximum power supplied to the servo motor is Pm max , and the maximum power supplied to the heater is Ph max . When
V R = V max · (Pm max -Ph max ) / Pm max
It may be represented by
また、本発明の射出成形機の制御方法は、複数のヒータのそれぞれにより加熱される加熱筒の複数のゾーンは、第1のゾーンと、第1のゾーンの熱時定数よりも大きい熱時定数の第2のゾーンとを含み、サーボ制御部は、ヒータ電力遮断出力信号を温度制御部に出力してヒータへの電力供給を停止させるとき、第2のゾーンのヒータを選択して電力供給を停止させるものであってもよい。 Further, according to the control method of the injection molding machine of the present invention, the plurality of zones of the heating cylinder heated by each of the plurality of heaters are the first zone and the thermal time constant larger than the thermal time constant of the first zone. When the servo control unit outputs the heater power cutoff output signal to the temperature control unit to stop the power supply to the heater, the servo control unit selects the heater in the second zone and supplies the power. It may be stopped.
また、本発明の射出成形機の制御方法は、射出速度をスクリュの位置に応じて多段に切換える射出速度制御が行われ、サーボ制御部は、各段におけるいずれかの速度目標値VOと規定値VRとを比較するものであってもよい。 In the injection molding machine control method of the present invention, injection speed control is performed to switch the injection speed in multiple stages according to the position of the screw, and the servo control unit defines any speed target value V O in each stage. The value V R may be compared.
以上のように電源供給線での電圧降下を最小とできるのでサーボモータへの供給電力を確実に確保できる。 As described above, since the voltage drop in the power supply line can be minimized, the power supplied to the servo motor can be ensured reliably.
射出成形機の加熱筒ヒータ制御方法およびその装置の一実施例について図面を参照しながら説明する。 An embodiment of a heating cylinder heater control method and apparatus for an injection molding machine will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施形態の射出成形機の制御部のブロック図である。射出成形機1は、SSC(Solid State Contactor)5、ヒータ6、温度センサ7、及び温度制御部8を有し、さらにコンバータ部9、インバータ部10、サーボモータ11、及びサーボ制御部12を有する。さらに、射出成形機1は、シーケンス制御部13及び電源接続部4を有する。
FIG. 1 is a block diagram of a control unit of the injection molding machine according to the present embodiment. The
この射出成形機1には、電源接続部4に接続された電源供給線3を介して電力が供給される。電源接続部4に供給された電力は、射出成形機1の加熱筒(不図示)に巻装されたヒータ6に対しては、SSC5を介して供給される。ヒータ6の温度制御は、予め設定された温度設定値と、温度センサ7によって検出された加熱筒温度が一致するように温度制御部8で制御を行い、SSC制御指令14をSSC5に対して出力することにより行っている。また、電源接続部4から供給された電力は、コンバータ部9で一旦直流に変換された後、サーボ制御部12からのサーボモータ制御指令15に基づきインバータ部10で再度交流に変換された後、サーボモータ11にも供給される。
Electric power is supplied to the
シーケンス制御部13からはサーボ制御部12に対してヒータ電力遮断指令17とサーボモータ起動指令16が出力される。なお、この2つの指令のうち、ヒータ電力遮断指令17はサーボモータ起動指令16よりも、少なくとも所定の時間だけ前にシーケンス制御部13より先に与えることとする。この所定の時間とは、温度制御部8がヒータ電力遮断出力信号18を受けてSSC制御指令14の出力を停止(OFF)し得る最小時間である。
The
サーボ制御部12は与えられたヒータ電力遮断指令17とサーボモータ起動指令16とに基づき、ヒータ電力遮断出力信号18を生成する。また、サーボ制御部12は、射出速度をスクリュ位置に応じて多段に切換える射出速度制御を行う。また、サーボ制御部12には、後述する射出工程における射出各段の速度目標値VO及び規定値VRが記憶されている。
The
温度制御部8は、このヒータ電力遮断出力信号18を受け、SSC制御指令14の出力を停止(OFF)し、加熱筒に巻装されたヒータ6への電力供給を遮断する。なお、図1においてヒータ6は簡易的に1つのみ図示しているが、一般に射出成形機の加熱筒の温度制御は複数のゾーンに分割されている。これらのゾーンにおいて熱時定数の小さいゾーン(第1のゾーン)、例えばノズル部等は短時間電力供給が遮断された場合においても大きな外乱となり得る。よって、温度制御部8では、電力供給を遮断するゾーンを予め設定しておくこととする。すなわち、温度制御部8は、熱時定数の大きなゾーン(第2のゾーン)の電力供給のみを遮断することで加熱筒の温度制御に大きな影響を与えることなく加熱筒に巻装されたヒータ6への電力供給を最小化している。
The
次に、本実施形態の射出成形機におけるヒータとサーボの制御フローを説明するためのフローチャートを図2に示す。ここでは射出成形機において瞬間的に最も大電力が必要とされる射出工程を例として示す。サーボ制御部12はシーケンス制御部13から出力されるサーボモータ起動指令16とヒータ電力遮断指令17を監視している。
Next, a flowchart for explaining the control flow of the heater and the servo in the injection molding machine of this embodiment is shown in FIG. Here, an injection process that instantly requires the largest amount of power in an injection molding machine is shown as an example. The
サーボ制御部12は、ヒータ電力遮断指令17がシーケンス制御部13から出力されているか否か(ONかOFFか)を判断する(ステップS1)。ヒータ電力遮断指令17が出力されている場合、サーボ制御部12は、射出工程における射出各段のうちの何れかのスクリュの速度目標値VOと、規定値VRとを比較する(ステップS2)。サーボ制御部12は、速度目標値VOが規定値VR以上であると判断した場合、ヒータ電力遮断出力信号18を温度制御部8に対して出力(ON)する(ステップS3)。これにより温度制御部8は、SSC5へのSSC制御指令14の出力を停止(OFF)してヒータ6への電力供給を停止させる。ここで、規定値VRとは
VR=Vmax・(Pmmax−Phmax)/Pmmax
である。Vmaxはスクリュの最高速度であり、Pmmaxはサーボモータ11に供給される電力の最大値であり、Phmaxはヒータ6に供給される電力である。
The
It is. V max is the maximum screw speed, Pm max is the maximum power supplied to the
なお、射出成形機1は、複数のゾーンのそれぞれにヒータ6を備えている。よって、上述したように予め選択しておいた熱時定数の大きなゾーン(第2のゾーン)のヒータ6への電力供給のみを遮断する。これにより、加熱筒の温度制御に大きな影響を与えることなく加熱筒に巻装されたヒータ6への電力供給を最小化する。
The
一方、ステップS1においてヒータ電力遮断指令17が出力されていないと判断した場合、あるいはステップS2において速度目標値が規定値よりも小さいと判断した場合、サーボ制御部12はヒータ電力遮断出力信号18を出力しない(OFFする)(ステップS4)。
On the other hand, if it is determined in step S1 that the heater
サーボモータ11の駆動は、ヒータ6への電力供給が停止された後になされる。すなわち、ステップS1〜ステップS3において、ヒータ電力遮断指令17が出力されておりヒータ電力遮断出力信号18が温度制御部8に対して出力されることでヒータ6への電力供給が停止された後、シーケンス制御部13からサーボ制御部12へとサーボモータ起動指令16が出力(ON)される(ステップS5)。サーボモータ起動指令16を受けたサーボ制御部12は保圧工程の移行条件を確認した後(ステップS6)、射出工程を実行する(ステップS7)。
The
射出工程の実行によりサーボモータ11は加熱筒内に設置されたスクリュを前進させ、溶融した樹脂を金型内に注入する。
By executing the injection process, the
その後、スクリュ速度・位置・ならびにスクリュに作用する反力等により保圧工程に移行する(ステップS6)。保圧工程移行が確認されたことによりシーケンス制御部13はヒータ電力遮断出力信号17の出力を停止(OFF)し(ステップS8)、保圧工程実行中(ステップS9)にヒータ6への電力供給を再開する。保圧工程完了後(ステップS10)、続く処理がなされるが、ここではその詳細の説明は省略する。
Thereafter, the process proceeds to the pressure holding process by the screw speed, position, reaction force acting on the screw, and the like (step S6). The
以上、本実施形態によれば、速度目標値VOが規定値VR以上であることからサーボモータ11へ大電力を供給する必要がある際には、ヒータ6へ供給する電力を最小化することで、電源供給線3を通過する電流を下げ、よって、電源供給線3での電圧降下を抑制することが可能となる。
As described above, according to the present embodiment, when the speed target value V O is equal to or greater than the specified value V R , the power supplied to the
また本発明においては射出筒に巻装したヒータへの電力供給の遮断について記述しているが、金型に挿入されたヒータや成形機外にて予備温調中の金型に対して成形機から電力供給している場合においても同様な制御を行うことにより更なる効果を得ることができる。 In the present invention, the interruption of the power supply to the heater wound around the injection cylinder is described. However, the molding machine is applied to the heater inserted in the mold and the mold under pre-temperature control outside the molding machine. Even when the power is supplied from the above, further effects can be obtained by performing the same control.
1 射出成形機
2 三相交流電源
3 電源供給線
4 電源接続部
5 SSC(Solid State Contactor)
6 ヒータ
7 温度センサ
8 温度制御部
9 コンバータ部
10 インバータ部
11 サーボモータ
12 サーボ制御部
13 シーケンス制御部
14 SSC制御指令
15 サーボモータ制御指令
16 サーボモータ起動指令
17 ヒータ電力遮断指令
18 ヒータ電力遮断出力信号
DESCRIPTION OF
6 Heater 7
Claims (4)
前記シーケンス制御部(13)から前記サーボ制御部(12)に前記ヒータ電力遮断指令(17)が出力された場合、前記サーボ制御部(12)が、前記サーボ制御部(12)に記憶されている規定値VRと、前記スクリュの速度目標値VOと、を比較し、
前記速度目標値VOが前記規定値VR以上の場合、前記サーボ制御部(12)が、ヒータ電力遮断出力信号(18)を前記温度制御部(8)に出力してヒータ(6)への電力供給を停止させた後、前記シーケンス制御部(13)から前記サーボ制御部(12)へと前記サーボモータ起動指令(16)を出力し、前記サーボモータ(11)を駆動する射出成形機の制御方法。 A temperature controller (8) for controlling the temperature of the heater (6) for heating the heating cylinder, a servo controller (12) for controlling a servo motor (11) for driving a screw in the heating cylinder, and the servo control A control method for an injection molding machine having a sequence control unit (13) that outputs a heater power cutoff command (17) and a servo motor start command (16) to the unit (12),
When the heater power cutoff command (17) is output from the sequence control unit (13) to the servo control unit (12), the servo control unit (12) is stored in the servo control unit (12). The specified value V R and the screw speed target value V O are compared,
When the speed target value V O is equal to or greater than the specified value V R , the servo control unit (12) outputs a heater power cutoff output signal (18) to the temperature control unit (8) to the heater (6). After stopping the power supply, an injection molding machine that outputs the servo motor start command (16) from the sequence control unit (13) to the servo control unit (12) and drives the servo motor (11) Control method.
VR=Vmax・(Pmmax−Phmax)/Pmmax
で表される、請求項1に記載の射出成形機の制御方法。 The specified value V R is set such that the maximum speed of the screw is V max , the maximum power supplied to the servo motor (11) is Pm max , and the maximum power supplied to the heater (6) is Ph max ,
V R = V max · (Pm max -Ph max ) / Pm max
The control method of the injection molding machine of Claim 1 represented by these.
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2008
- 2008-06-19 JP JP2008160303A patent/JP5095516B2/en active Active
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