JP2019150998A - Injection molding machine and motor drive device for industrial machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、射出成形機及び産業機械用モータ駆動装置に関する。 The present invention relates to an injection molding machine and a motor drive device for an industrial machine.
産業機械として、射出成形機、産業用ロボット、プレス成形機などがある。これらの産業機械は、可動部を扉で覆ったり、柵を設置したりして、作動中に人が可動部に近づかないように管理される。 Industrial machines include injection molding machines, industrial robots, and press molding machines. These industrial machines are managed so that a person does not approach the movable part during operation by covering the movable part with a door or installing a fence.
特許文献１には、研削盤の研削砥石を回転させる三相モータに関して、その電源入力端子の電圧を検出し、三相モータの回転停止を検出する装置が開示されている。 Patent Document 1 discloses a device that detects the voltage of a power input terminal of a three-phase motor that rotates a grinding wheel of a grinder and detects the rotation stop of the three-phase motor.
産業機械のメンテナンス時など、保守員が近くで可動部を観察しながら可動部を動作できると好ましいことがある。このような場合、可動部を通常時よりも低速に動作させることで、メンテナンスの作業性を確保することができる。また、人と機械とが協調して作業を行うことのできる協調型産業機械においては、人と協働しないときよりも可動部を低速に動作させることで、人との協働が可能となる場合がある。 It may be preferable that the maintenance staff can operate the movable section while observing the movable section nearby, such as during maintenance of an industrial machine. In such a case, the workability of maintenance can be ensured by operating the movable part at a lower speed than normal. Also, in a collaborative industrial machine where people and machines can work together, it is possible to collaborate with people by operating the movable part at a lower speed than when not collaborating with people. There is a case.
しかしながら、メンテナンス用に可動部を低速に動作させる場合でも、ソフトウェアあるいはハードウェアのエラーにより可動部が高速に動作してしまう可能性がある。また、協調型産業機械において人との協働時に可動部を低速に動作させる場合でも、ソフトウェアあるいはハードウェアのエラーにより可動部が高速に動作してしまう可能性がある。予期せずに保守員あるは協働する人の近くで可動部が高速に動作するような事態は、高い信頼性を持って防止されることが望まれる。 However, even when the movable part is operated at a low speed for maintenance, the movable part may operate at a high speed due to a software or hardware error. Further, even when the movable part is operated at a low speed in cooperation with a person in a cooperative industrial machine, there is a possibility that the movable part may operate at a high speed due to a software or hardware error. It is desirable to prevent a situation in which the moving part operates at high speed near a maintenance person or a collaborator unexpectedly with high reliability.
本発明は、予期しない速度で可動部が動作することを信頼性高く検知することのできる射出成形機及び産業機械用モータ駆動装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an injection molding machine and a motor drive device for an industrial machine that can reliably detect that a movable part operates at an unexpected speed.
本発明に係る射出成形機は、
可動部と、
前記可動部を駆動する三相モータと、
前記三相モータの何れかの相の電圧を計測する計測部と、
計測された前記電圧をパルス波に整形する整形部と、
整形された前記パルス波を計数して前記三相モータの回転速度を検出し、検出された前記回転速度が所定値を超えた場合に異常を示す信号を出力する監視部と、
を備える構成とした。
The injection molding machine according to the present invention is
Moving parts;
A three-phase motor for driving the movable part;
A measurement unit for measuring the voltage of any phase of the three-phase motor;
A shaping unit for shaping the measured voltage into a pulse wave;
A monitoring unit that counts the shaped pulse waves to detect the rotational speed of the three-phase motor, and outputs a signal indicating an abnormality when the detected rotational speed exceeds a predetermined value;
It was set as the structure provided with.
本発明に係る産業機械用モータ駆動装置は、
産業機械の可動部を駆動する三相モータの何れかの相の電圧を計測する計測部と、
計測された前記電圧をパルス波に整形する整形部と、
整形された前記パルス波を計数して前記三相モータの回転速度を検出し、検出された回転速度が所定値を超えた場合に異常を示す信号を出力する監視部と、
を備える構成とした。
The industrial machine motor drive device according to the present invention is:
A measurement unit that measures the voltage of any phase of a three-phase motor that drives a movable part of an industrial machine;
A shaping unit for shaping the measured voltage into a pulse wave;
A monitoring unit that counts the shaped pulse wave to detect the rotational speed of the three-phase motor, and outputs a signal indicating an abnormality when the detected rotational speed exceeds a predetermined value;
It was set as the structure provided with.
本発明によれば、予期しない速度で可動部が動作することを信頼性高く検知することができる。 According to the present invention, it is possible to detect with high reliability that the movable part operates at an unexpected speed.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図１は、本発明の実施形態に係る射出成形機を示す構成図である。 FIG. 1 is a configuration diagram showing an injection molding machine according to an embodiment of the present invention.
本実施形態の射出成形機１は、成形材料を溶解及び射出する射出装置１１と、射出装置１１を搬送する可塑化移動装置２０と、成形材料が充填される金型装置を動かす型締装置１２と、固化した成形品を金型装置４３から押し出すエジェクタ装置７１を備える。
An injection molding machine 1 according to this embodiment includes an
金型装置４３は、固定プラテン５１に保持される固定金型４４と、可動プラテン５４に保持される可動金型４５とを含む。型締装置１２には、三相モータである型締用の第１モータ５７が設けられ、第１モータ５７が駆動することで、可動金型４５を保持した可動プラテン５４が動いて金型装置４３の開閉と型締とが行われる。可動プラテン５４は、本発明に係る可動部の一例に相当する。
The
射出装置１１には射出用の三相モータである第２モータ８６が設けられ、第２モータ８６の駆動によりスクリュ２６が並進移動して加熱シリンダ１５から成形材料が射出される。また、射出装置１１には、三相モータである計量用モータ８３が設けられ、計量用モータ８３の駆動によりスクリュ２６が回転してホッパ１７から加熱シリンダ１５に成形材料を供給する。スクリュ２６は、本発明に係る可動部の一例に相当する。
The
可塑化移動装置２０及びエジェクタ装置７１にはそれぞれ三相モータである可塑化移動用モータ２２及びエジェクト用モータ７２が設けられ、これらの駆動により可動部が動作する。
The plasticizing moving
射出成形機１は、さらに、型締用の第１モータ５７を駆動するモータ駆動装置１００Ａと、射出用の第２モータ８６を駆動するモータ駆動装置１００Ｂとを備える。また、射出成形機１は、可塑化移動用モータ２２、エジェクト用モータ７２及び計量用モータ８３をそれぞれ駆動する図示略のモータ駆動装置を備える。これらの各モータ駆動装置が、本発明に係る産業機械用モータ駆動装置の一例に相当する。
The injection molding machine 1 further includes a
さらに、射出成形機１は、各モータ駆動装置１００Ａ、１００Ｂに速度指令を出力するモーション制御部２０１と、各モータ駆動装置１００Ａ、１００Ｂに所定の監視動作を行わせるための保守制御部２０２とを備える。
Furthermore, the injection molding machine 1 includes a motion control unit 201 that outputs a speed command to each of the
モーション制御部２０１は、所定の動作プログラムに従って射出成形機１の複数のモータ駆動装置１００Ａ、１００Ｂ（図示略のモータ駆動装置を含む。）に速度指令を出力する。これにより、射出成形機１の各部は連携して動作し、所定の成形処理が実行される。また、モーション制御部２０１に、各可動部の動作速度を低速に設定したメンテナンス用の動作プログラムを外部から入力し、実行させることで、射出成形機１の各部が低速に動作するメンテナンス用の制御を実現できる。
The motion control unit 201 outputs a speed command to a plurality of
保守制御部２０２は、各モータ駆動装置１００Ａ、１００Ｂに、所定の速度以上で射出成形機１の各可動部が動作しないよう監視処理を実行させるか、あるいは、監視処理を非実行とするかを制御する。具体的には、保守制御部２０２は、図示略の上位の制御装置から通常運転時か否かを示す情報を受け取って、通常運転時であれば運転信号を有効（ハイレベル）にし、メンテナンス時などの通常運転時でなければ運転信号を無効（ローレベル）にする。この運転信号の切り替えにより、各モータ駆動装置１００Ａ、１００Ｂで監視処理の実行と非実行とが切り替えられる。
The
モータ駆動装置１００Ａは、複数の半導体スイッチのオン・オフにより第１モータ５７に三相の駆動電流を出力するインバータ部１０５と、インバータ部１０５の複数の半導体スイッチのゲートを制御するゲート制御部１０１とを備える。さらに、モータ駆動装置１００Ａは、ゲート制御部１０１によるゲートの制御を遮断（ブロック）するゲートブロック部１０３と、第１モータ５７のモータ回転速度を監視してゲートブロック部１０３の作動を制御する速度監視部１０７とを備える。モータ駆動装置１００Ｂは、駆動対象が第２モータ８６である点が異なり、上述のモータ駆動装置１００Ａと同一の構成要素を有する。
The
インバータ部１０５は、ｕｖｗの三相の出力線Ｌを介して第１モータ５７に駆動電流を出力する。また、インバータ部１０５は、第１モータ５７に設けられた回転位置を検出するエンコーダからの信号（エンコーダ信号）を入力し、第１モータ５７の回転位置に応じた電流を出力する。
The
図２は、図１の速度監視部の詳細を示す構成図である。図４は、速度監視部内の信号を示す波形図であり、（Ａ）は計測部の出力電圧を示し、（Ｂ）は整形部の出力電圧を示す。図５（Ａ１）及び図５（Ａ２）はそれぞれモータ正転時における２つの計測部の出力電圧と２つの整形部の出力電圧とを示し、図５（Ｂ１）及び図５（Ｂ２）はそれぞれモータ逆転時における２つの計測部の出力電圧と２つの整形部の出力電圧とを示す。図５においては、実線によりｕ−ｖ相間の波形を、一点鎖線によりｗ−ｖ相間の波形を示す。図６は、停止検出部の動作を説明する波形図である。 FIG. 2 is a configuration diagram illustrating details of the speed monitoring unit in FIG. 1. 4A and 4B are waveform diagrams showing signals in the speed monitoring unit, where FIG. 4A shows the output voltage of the measurement unit, and FIG. 4B shows the output voltage of the shaping unit. 5 (A1) and FIG. 5 (A2) show the output voltages of the two measuring units and the output voltages of the two shaping units at the time of forward rotation of the motor, respectively, and FIG. 5 (B1) and FIG. The output voltage of two measurement parts at the time of motor reverse rotation and the output voltage of two shaping parts are shown. In FIG. 5, the waveform between the uv phases is indicated by a solid line, and the waveform between the uv phases is indicated by a one-dot chain line. FIG. 6 is a waveform diagram for explaining the operation of the stop detection unit.
速度監視部１０７は、主に、モータ回転速度が予期せずに高速にならないか監視する機能を有する。速度監視部１０７は、計測部１１１ａ、１１１ｂ、整形部１１２ａ、１１２ｂ、速度検出部１１３ａ、１１３ｂ、方向検出部１１４ａ、１１４ｂ、監視部１１５ａ、１１５ｂ、故障検出部１１６ａ、１１６ｂ及び停止検出部１１７ａ、１１７ｂを備える。速度監視部１０７は、保守制御部２０２からの運転信号が有効（ハイレベル）のときには動作を停止し、運転信号が無効（ローレベル）のときに動作する。具体的には、速度監視部１０７の監視部１１５ａ、１１５ｂに運転信号が入力され、運転信号に応じて監視部１１５ａ、１１５ｂが動作状態又は停止状態に切り替わる。速度検出部１１３ａ、１１３ｂと監視部１１５ａ、１１５ｂとを組み合わせた構成が、本発明に係る監視部の一例に相当する。
The
速度監視部１０７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵが実行する制御プログラム及び制御データを記憶した記憶装置、メモリ、及び、信号を入出力するインターフェースを備えたコンピュータである。図２に示した速度監視部１０７の各ブロックは、ＣＰＵが制御プログラムを実行して実現される機能モジュール、あるいは、アナログ回路とＣＰＵとの協働により実現される機能モジュールである。さらに、速度監視部１０７は、２つのＣＰＵと２組の周辺回路（アナログ回路等）とを有するコンピュータである。そして、一方のＣＰＵあるいは一方のＣＰＵ及びその周辺回路との動作により、計測部１１１ａ、整形部１１２ａ、速度検出部１１３ａ、方向検出部１１４ａ、監視部１１５ａ、故障検出部１１６ａ及び停止検出部１１７ａの各機能モジュールが実現される。他方のＣＰＵあるいはＣＰＵ及びその周辺回路の動作により、計測部１１１ｂ、整形部１１２ｂ、速度検出部１１３ｂ、方向検出部１１４ｂ、監視部１１５ｂ、故障検出部１１６ｂ及び停止検出部１１７ｂの各機能モジュールが実現される。このように、速度監視部１０７の２系統の構成を、それぞれ独立したＣＰＵ及びその周辺回路が実現することで、一方に異常が生じて１系統の構成が正常に動作しなくなっても、他方の動作によりもう１系統の構成により正常な動作を得ることができる。なお、速度監視部１０７の２系統の構成に合わせて２つのＣＰＵを設ける場合、記憶装置、メモリ、インターフェースも２系統設けてもよい。また、計測部１１１ａ、１１１ｂ、整形部１１２ａ、１１２ｂなどをハードウェアのみから構成する場合には、各々が独立したハードウェアから構成してもよい。これにより、１系統に異常が生じても、もう１系統で正常な動作を得ることができる。
The
計測部１１１ａは、三相のうちｕ相とｖ相の出力線Ｌからｕ−ｖ相間の電圧Ｖｕｖを計測する。もう一方の計測部１１１ｂは、三相のうちｗ相とｖ相の出力線Ｌからｗ−ｖ相間の電圧Ｖｗｖを計測する。電圧Ｖｕｖ、Ｖｗｖは、例えば図４（Ａ）に示すように正弦波状であったり山谷の高さが変化したりする波形を有する。電圧Ｖｕｖは、本発明に係る第１相の電圧の一例に相当し、電圧Ｖｗｖは、本発明に係る第２相の電圧の一例に相当する。
The measuring
整形部１１２ａは、計測部１１１ａの計測した電圧Ｖｕｖの電圧波形を、パルス波形に整形する。整形部１１２ａは、例えば０Ｖ付近に閾値を有するヒステリシスコンパレータを有し、計測部１１１ａの計測結果の信号をヒステリシスコンパレータに入力することで、電圧波形をパルス波形に整形できる。もう一方の整形部１１２ｂは、処理対象が電圧Ｖｗｖの電圧波形である以外は、上記の整形部１１２ａと同様である。整形部１１２ａ、１１２ｂにより、図４（Ｂ）に示すように、山谷の電圧値が大きく変化しない安定したパルス波形が得られる。
The
速度検出部１１３ａは、整形部１１２ａから送られるパルス波形を計数することで、モータ回転速度ωを検出する。モータ回転速度ωは、モータ（第１モータ５７又は第２モータ８６）のポール数（磁極数）ｐ、パルス数Ｎ及びパルス数の計測時間Ｔから、ω＝ｐ×Ｎ／Ｔのように求めることができる。もう一方の速度検出部１１３ｂも同様に構成される。２つの速度検出部１１３ａ、１１３ｂの出力は、正常であれば等しくなる。
The
方向検出部１１４ａ、１１４ｂは、ｕ−ｖ相間の電圧Ｖｕｖとｗ−ｖ相間の電圧Ｖｗｖとを比較してモータ（第１モータ５７又は第２モータ８６）の回転方向を検出する。モータの正転時には、図５（Ａ１）及び図５（Ａ２）に示すように、２つの電圧Ｖｕｖ、Ｖｗｖのうち前者が先に立ち上り、モータの逆転時には、図５（Ｂ１）及び図５（Ｂ２）に示すように、２つの電圧Ｖｕｖ、Ｖｗｖのうち後者が先に立ち上がる。方向検出部１１４ａ、１１４ｂは、整形部１１２ａ、１１２ｂの両方からパルス波形を入力し、どちらが先に立ち上るかを判別することで、モータの回転方向を検出する。
The
停止検出部１１７ａは、計測部１１１ａの計測結果の信号を入力し、インバータ部１０５からの駆動電流が停止された後、モータ（第１モータ５７又は第２モータ８６）の惰性回転による誘起電圧を検出して、モータが実際に停止されたか否かを判断する。図６に示すように、インバータ部１０５から駆動電流が停止されたタイミングｔ１１の後にも、モータは惰性により回転し、この回転により三相の出力線Ｌにモータから誘起電圧Ｅ１が加えられる。そして、モータの惰性回転の速度が低くなるに従って誘起電圧Ｅ１の大きさが小さくなる。停止検出部１１７ａは、計測部１１１ａにより計測された電圧Ｖｕｖと閾値Ｅｔｈとを比較することで、モータが所定の回転速度以下になったことを判別し、この判別により監視部１１５ａに停止信号を出力する。もう一方の停止検出部１１７ｂは、計測部１１１ｂの計測結果の信号を用いて、同様にモータが所定の回転速度以下になったことを判別し、この判別により監視部１１５ｂに停止信号を出力する。なお、停止信号は、例えば、モーション制御部２０１に送られて、モータ停止後の制御を行うトリガーとして利用されてもよい。
The
監視部１１５ａは、速度検出部１１３ａが検出したモータ回転速度ωが所定の閾値以上であるか否かを判別し、閾値以上になったら、異常を示すゲートブロック信号ＳＡを出力する。所定の閾値は、外部から書き替え可能に構成されてもよい。また、監視部１１５ａは、一度、異常を示すゲートブロック信号ＳＡを出力したら、モータ回転速度ωが閾値以下に低下しても、ゲートブロック信号ＳＡを出力し続けるホールド機能を有していてもよい。
The monitoring unit 115a determines whether or not the motor rotation speed ω detected by the
また、監視部１１５ａは、方向検出部１１４ａから回転方向を示す信号を入力し、回転方向とモータ回転速度ωとから異常を示すゲートブロック信号ＳＡを出力するように構成されてもよい。この場合、監視部１１５ａは、回転方向に応じて異常と判別するモータ回転速度ωの閾値を異なる値に設定可能に構成する。これにより、例えば、金型装置４３が開く方向の回転に対しては、第１の低速度以上で異常と判別する一方、金型装置４３が閉じる方向の回転に対しては第１の低速度よりも低い第２の低速度以上で異常と判別するような設定が可能となる。同様に、射出装置１１が成形材料を射出する方向の回転に対しては第１の低速度以上で異常と判別する一方、これの逆回転に対しては第１の低速度よりも大きい第２の低速度以上で異常と判別するような設定が可能となる。このような設定により、回転方向に適したモータ回転速度の異常の判別を行うことができる。
The monitoring unit 115a may be configured to input a signal indicating the rotation direction from the
さらに、監視部１１５ａは、停止検出部１１７ａから停止信号に基づき異常が否かを判定し、異常の場合にゲートブロック信号ＳＡを出力するように構成されてもよい。例えば、監視部１１５ａは、停止信号を入力して、惰性回転が長く続いているような場合、あるいは、外部から停止制御が行われたことの通知を受けて、停止制御の後も停止信号が所定時間内に入力されない場合に、異常と判別する。
Furthermore, the monitoring unit 115a may be configured to determine whether there is an abnormality based on the stop signal from the
また、監視部１１５ａは、故障検出部１１６ａから故障信号を入力した場合に、異常を示すゲートブロック信号ＳＡを出力するように構成されてもよい。
The monitoring unit 115a may be configured to output a gate block signal SA indicating an abnormality when a failure signal is input from the
もう一方の監視部１１５ｂは、もう一系統の速度検出部１１３ｂ、方向検出部１１４ｂ、停止検出部１１７ｂ、故障検出部１１６ｂから信号を入力し、上記の監視部１１５ａと同様に異常を判別し、異常の場合にゲートブロック信号ＳＢを出力する。
The
故障検出部１１６ａは、２つの速度検出部１１３ａ、１１３ｂの出力を比較し、これらの差が所定の閾値以上に大きくなったら、速度監視部１０７自体が故障したことを示す故障信号を監視部１１５ａに出力する。先に述べたように、２つの速度検出部１１３ａ、１１３ｂの出力は、正常であれば略等しくなるため、これらの差が大きくなった場合に、速度監視部１０７の故障であると判断できる。同様に、故障検出部１１６ａは、２つの方向検出部１１４ａ、１１４ｂの出力を比較し、これらが所定時間以上異なっていたら、故障信号を出力する。また、故障検出部１１６ａは、２つの停止検出部１１７ａ、１１７ｂの出力を比較し、これらか所定時間以上異なっていたら、故障信号を出力する。故障信号は、例えば上位の制御部へ出力されて、射出成形機１の動作を停止し、故障ランプを点灯する等の警告制御に使用されてもよい。もう一方の故障検出部１１６ｂも同様に動作し、故障と判別したときに故障信号を監視部１１５ｂに出力する。
The
図３は、図１のゲートブロック部の詳細を示す図である。ゲートブロック部１０３は、ゲート制御部１０１からインバータ部１０５へ出力されるＰＷＭ信号の伝送路に縦続された２つのブロック回路１０３ａ、１０３ｂを有する。一方のブロック回路１０３ａは、速度監視部１０７から送られる一方のゲートブロック信号ＳＡによりＰＷＭ信号を遮断し、他方のブロック回路１０３ｂは、速度監視部１０７から送られる他方のゲートブロック信号ＳＢによりＰＷＭ信号を遮断する。このような構成により、ブロック回路１０３ａ、１０３ｂの片方が故障した場合でも、もう片方が正常に動作することで必要なときにＰＷＭ信号を遮断することができる。
FIG. 3 is a diagram showing details of the gate block portion of FIG. The
＜制御動作＞
図７は、モータ駆動装置の動作を説明するタイムチャートである。
<Control action>
FIG. 7 is a time chart for explaining the operation of the motor drive device.
射出成形を行う通常運転期間Ｔ１には、保守制御部２０２は、運転信号を有効（ハイレベル）にする。また、モーション制御部２０１は、射出成形用の動作プログラムに従って、複数のモータ駆動装置１００Ａ、１００Ｂ（図示略のものも含む）に速度指令を出力する。
During the normal operation period T1 during which injection molding is performed, the
通常運転期間Ｔ１では、モータ駆動装置１００Ａは、速度指令に応じてゲート制御部１０１がＰＷＭ信号を出力し、それにより速度指令に応じたモータ回転速度で第１モータ５７が動作する。第１モータ５７は、そのモータ回転速度が後述する監視速度ωｔｈを超えるか否かに拘らず、運転指令に応じたモータ回転速度で動作する。
In the normal operation period T1, in the
また、通常運転期間Ｔ１では、運転信号が有効とされるので、速度監視部１０７は動作しない。それ故、ゲートブロック信号ＳＡ、ＳＢは無効（ローレベル）に維持され、ゲートブロック部１０３がＰＷＭ信号を遮断することもない。
In the normal operation period T1, since the operation signal is valid, the
もう一方のモータ駆動装置１００Ｂ及び不図示のモータ駆動装置も同様に動作する。
The other
保守員が近くで可動部を観察しながら射出成形機１を動かすメンテナンス運転期間Ｔ２には、保守制御部２０２は、運転信号を無効（ローレベル）にする。また、モーション制御部２０１は、保守用の動作プログラムに従って、複数のモータ駆動装置１００Ａ、１００Ｂ（図示略のものも含む）に、モータ回転速度が制限された速度指令を出力する。制限されたモータ回転速度とは、保守員の作業性を確保できる速度であり、監視部１１５が異常と判別する監視速度ωｔｈ以下に設定される。保守用の動作プログラムは、このような各モータ回転速度の条件を満たすように作成される。
During the maintenance operation period T2 in which the maintenance staff moves the injection molding machine 1 while observing the movable part nearby, the
メンテナンス運転期間Ｔ２では、モータ駆動装置１００Ａは、速度指令に応じてゲート制御部１０１がＰＷＭ信号を出力し、それにより速度指令に応じたモータ回転速度で第１モータ５７が動作する。このとき、運転信号が無効とされて速度監視部１０７が動作するので、速度検出部１１３ａ、１１３ｂがモータ回転速度を検出し、監視部１１５ａ、１１５ｂがモータ回転速度が監視速度ωｔｈを超えないか監視する。
In the maintenance operation period T2, in the
正常な保守用の動作プログラムに従って射出成形機１が動作していれば、モータ回転速度は監視速度ωｔｈを超えないので、監視部１１５ａ、１１５ｂが異常を判別し、ゲートブロック信号ＳＡ、ＳＢが有効（ハイレベル）となることもない。一方、保守用の動作プログラムにエラーがあったり、あるいは、ゲート制御部１０１又はインバータ部１０５などのハードウェアにエラーがあったりすると、図７のタイミングｔ１に示すように、第１モータ５７が監視速度ωｔｈを超えて動作する可能性がある。この場合、監視部１１５ａ、１１５ｂがモータ回転速度が監視速度ωｔｈを超えたことを検出し、ゲートブロック信号ＳＡ、ＳＢを有効（ハイレベル）にする。ゲートブロック信号ＳＡ、ＳＢが有効になると、ゲートブロック部１０３がゲート制御部１０１からのＰＷＭ信号を遮断し、これにより第１モータ５７は回転を停止する。このような制御により、保守員の近くで可動部が高速に動作することが防止される。
If the injection molding machine 1 is operating in accordance with a normal maintenance operation program, the motor rotation speed does not exceed the monitoring speed ωth, so that the
さらに、モータ回転速度が監視速度ωｔｈを超えたときだけでなく、停止信号、回転方向を示す信号及び故障信号に基づいて、監視部１１５ａ、１１５ｂの両方又は一方が異常を判別した場合でも、ゲートブロック信号ＳＡ、ＳＢの両方又は一方が有効とされる。そして、第１モータ５７の回転が停止し、保守員の近くで可動部が予期せず動作することが防止される。
Furthermore, not only when the motor rotation speed exceeds the monitoring speed ωth, but also when both or one of the
なお、ゲートブロック信号ＳＡ、ＳＢのいずれかが有効になった場合に、このことがモーション制御部２０１に通知される機能を備えてもよい。さらに、モーション制御部２０１は、ゲートブロック信号ＳＡ、ＳＢのいずれかが有効となった場合に、動作プログラムの実行を停止して、射出成形機１の全ての動作を停止させるように制御してもよい。 In addition, when either of the gate block signals SA and SB becomes valid, a function for notifying the motion control unit 201 of this may be provided. Further, the motion control unit 201 controls to stop the execution of the operation program and stop all operations of the injection molding machine 1 when either of the gate block signals SA and SB becomes valid. Also good.
以上のように、本実施形態の射出成形機１及びモータ駆動装置１００Ａ、１００Ｂによれば、速度検出部１１３ａが、計測部１１１ａと整形部１１２ａを経て得られたパルス波形を計数してモータ回転速度を検出する。そして、監視部１１５ａ、１１５ｂが、モータ回転速度が監視速度を超えていないか監視し、超えていれば、異常を示すゲートブロック信号ＳＡ、ＳＢを出力する。このような構成により、メンテナンス時などに、保守員が近くで可動部を観測しながら射出成形機１を低速で動かす際に、誤って可動部が高速に動いてしまうことを信頼性高く防止することができる。
As described above, according to the injection molding machine 1 and the
また、本実施形態の射出成形機１及びモータ駆動装置１００Ａ、１００Ｂによれば、故障検出部１１６ａ、１１６ｂが、２つの相間電圧Ｖｕｖ、Ｖｗｖから求められたモータ回転速度の差に基づいて故障を検出する。これにより、例えば、ｕ−ｖ相間あるいはｗ−ｖ相間の電圧Ｖｕｖ、Ｖｗｖからモータ回転速度を検出する構成のいずれかの要素が故障しても、この故障を判別できる。したがって、より高い信頼性を持ってモータ回転速度の監視を実現できる。
In addition, according to the injection molding machine 1 and the
また、本実施形態の射出成形機１及びモータ駆動装置１００Ａ、１００Ｂによれば、速度監視部１０７には、整形部１１２ａ、１１２ｂの２つの出力に基づき回転方向を検出する方向検出部１１４ａ、１１４ｂが設けられている。そして、監視部１１５ａ、１１５ｂは、回転方向とモータ回転速度とに基づいて異常を示すゲートブロック信号ＳＡ、ＳＢを出力できる。したがって、例えば、メンテナンス時に、保守の作業性を阻害しない回転方向の動作は比較的に高速の領域まで動作を許可し、保守の作業性を阻害しやすい回転方向の動作は低速の領域までしか動作を許可しないような設定が可能となる。これにより、回転方向に応じたモータ回転速度の監視を実現できる。
Further, according to the injection molding machine 1 and the
また、本実施形態の射出成形機１及びモータ駆動装置１００Ａ、１００Ｂの変形例によれば、停止検出部１１７ａ、１１７ｂが、計測部１１１ａ、１１１ｂの出力から第１モータ５７又は第２モータ８６の停止を検出できる。これにより、速度監視部１０７の計測部１１１ａ、１１１ｂが、モータ停止の検出用途と、モータ回転速度の監視用途とに流用でき、コストの低減を図ることができる。また、モータ停止の検出結果を、射出成形機１のモータ停止後の制御のトリガーとして利用できる。
In addition, according to the modification of the injection molding machine 1 and the
以上、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は上記の実施形態に限られない。例えば、上記実施形態では、三相モータの第１相及び第２相の電圧として、２種類の相関電圧を示した。しかし、本発明に係る三相モータの第１相及び第２相の電圧としては、各相の出力線と中性点との間の電圧である２種類の相電圧が適用されてもよい。また、上記実施形態では、監視部が出力する異常を示す信号が、ゲートブロック信号である例を示した。しかし、本発明に係る監視部が出力する異常を示す信号は、これに限られず、例えばシャットダウン制御装置に送られて射出成形機１の動作を停止する制御に使用されてもよいなど、種々の態様が適用されてもよい。また、上記実施形態では、速度監視部１０７内の機能ブロックを２系統設けた例を示したが、例えば、監視部、方向検出部及び故障検出部のうちの１つ又は複数は、１系統のみ設けてもよい。
The embodiment of the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, two kinds of correlation voltages are shown as the voltages of the first phase and the second phase of the three-phase motor. However, as the voltages of the first phase and the second phase of the three-phase motor according to the present invention, two types of phase voltages that are voltages between the output line of each phase and the neutral point may be applied. Moreover, in the said embodiment, the signal which shows the abnormality which a monitoring part outputs was an example which is a gate block signal. However, the signal indicating the abnormality output by the monitoring unit according to the present invention is not limited thereto, and may be used for various control such as being sent to the shutdown control device and used to stop the operation of the injection molding machine 1. Aspects may be applied. Moreover, although the example which provided two systems of the functional blocks in the
また、上記実施形態では、産業機械として射出成形機を示したが、本発明に係る産業機械は、プレス機、搬送装置、又は産業用ロボットなど、種々の産業機械であってもよい。また、上記実施形態では、メンテナンス時にモータ回転速度の監視を行う例を示したが、例えば装置のテスト運転時、調整時、協調型産業機械が人と協調して作業を行う時などに、同様のモータ回転速度の監視を行うようにしてもよい。その他、実施の形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 Moreover, in the said embodiment, although the injection molding machine was shown as an industrial machine, various industrial machines, such as a press machine, a conveying apparatus, or an industrial robot, may be sufficient as the industrial machine which concerns on this invention. In the above embodiment, the example of monitoring the motor rotation speed at the time of maintenance has been shown. However, the same applies, for example, during test operation of the apparatus, at the time of adjustment, and when the cooperative industrial machine performs work in cooperation with a person. The motor rotation speed may be monitored. In addition, the details shown in the embodiments can be changed as appropriate without departing from the spirit of the invention.
１ 射出成形機
２６ スクリュ（可動部）
５４ 可動プラテン（可動部）
５７ 第１モータ（三相モータ）
８６ 第２モータ（三相モータ）
１００Ａ、１００Ｂ モータ駆動装置
１０１ ゲート制御部
１０３ ゲートブロック部
１０３ａ、１０３ｂ ブロック回路
１０５ インバータ部
１０７ 速度監視部
１１１ａ、１１１ｂ 計測部
１１２ａ、１１２ｂ 整形部
１１３ａ、１１３ｂ 速度検出部
１１４ａ、１１４ｂ 方向検出部
１１５ａ、１１５ｂ 監視部
１１６ａ、１１６ｂ 故障検出部
１１７ａ、１１７ｂ 停止検出部
２０１ モーション制御部
２０２ 保守制御部
1
54 Movable platen (movable part)
57 First motor (three-phase motor)
86 Second motor (three-phase motor)
100A, 100B
Claims (8)
前記可動部を駆動する三相モータと、
前記三相モータの何れかの相の電圧を計測する計測部と、
計測された前記電圧をパルス波に整形する整形部と、
整形された前記パルス波を計数して前記三相モータの回転速度を検出し、検出された前記回転速度が所定値を超えた場合に異常を示す信号を出力する監視部と、
を備える射出成形機。 Moving parts;
A three-phase motor for driving the movable part;
A measurement unit for measuring the voltage of any phase of the three-phase motor;
A shaping unit for shaping the measured voltage into a pulse wave;
A monitoring unit that counts the shaped pulse waves to detect the rotational speed of the three-phase motor, and outputs a signal indicating an abnormality when the detected rotational speed exceeds a predetermined value;
Injection molding machine.
請求項１記載の射出成形機。 Failure detection for detecting a failure based on a difference between the rotational speed detected based on the first phase voltage of the three-phase motor and the rotational speed detected based on the second phase voltage of the three-phase motor Further comprising
The injection molding machine according to claim 1.
前記監視部は、検出された前記回転速度及び前記回転方向に基づいて異常を示す信号を出力する、
請求項１又は請求項２に記載の射出成形機。 A direction detection unit that detects a rotation direction of the three-phase motor based on the pulse wave of the first-phase voltage of the three-phase motor and the pulse wave of the second-phase voltage of the three-phase motor;
The monitoring unit outputs a signal indicating abnormality based on the detected rotation speed and rotation direction.
The injection molding machine according to claim 1 or 2.
計測された前記電圧をパルス波に整形する整形部と、
整形された前記パルス波を計数して前記三相モータの回転速度を検出し、検出された回転速度が所定値を超えた場合に異常を示す信号を出力する監視部と、
を備える産業機械用モータ駆動装置。 A measurement unit that measures the voltage of any phase of a three-phase motor that drives a movable part of an industrial machine;
A shaping unit for shaping the measured voltage into a pulse wave;
A monitoring unit that counts the shaped pulse wave to detect the rotational speed of the three-phase motor, and outputs a signal indicating an abnormality when the detected rotational speed exceeds a predetermined value;
A motor drive device for an industrial machine comprising:
請求項５記載の産業機械用モータ駆動装置。 Failure detection for detecting a failure based on a difference between the rotational speed detected based on the first phase voltage of the three-phase motor and the rotational speed detected based on the second phase voltage of the three-phase motor Further comprising
The motor drive device for industrial machines of Claim 5.
前記監視部は、検出された前記回転速度及び前記回転方向に基づいて異常を示す信号を出力する、
請求項５又は請求項６に記載の産業機械用モータ駆動装置。 A direction detection unit that detects a rotation direction of the three-phase motor based on the pulse wave of the first-phase voltage of the three-phase motor and the pulse wave of the second-phase voltage of the three-phase motor;
The monitoring unit outputs a signal indicating abnormality based on the detected rotation speed and rotation direction.
The motor drive device for industrial machines of Claim 5 or Claim 6.
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