JP4071437B2 - 射出成形機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は射出成形機に関し、特に駆動源として備えられるモータ及びその電流供給部の過負荷防止を主目的とする過負荷防止装置を備えた射出成形機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動式射出成形機は、通常、交流電源が接続され、電力を消費する負荷としては、モータ、ヒータ等、様々なものがある。特に、駆動源として使用されるモータは、射出用のサーボモータ、計量工程におけるスクリュ回転用のサーボモータ、型締用のサーボモータ等、複数のモータが備えられている。このような複数のサーボモータに電力を供給する給電システムは、図４に示すような回路構成で実現されている。
【０００３】
図４において、三相の交流電源４１に整流器４２を介して複数台のインバータ４３ａ〜４３ｄが並列に接続されている。インバータ４３ａ〜４３ｄにはそれぞれ、負荷としてのサーボモータ４４ａ〜４４ｄが接続されている。
【０００４】
このような回路構成の給電システムにおいて、サーボモータ及びその電流供給部の過負荷による焼損を防ぐ過負荷防止対策として、これまではサーマルリレー４５が用いられている。周知のように、サーマルリレーというのは、バイメタルを内蔵しており、過電流状態による熱でバイメタルが変形することを利用して回路を遮断するリレーである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、サーマルリレーを用いる過負荷防止法では、回路が複雑になる、周囲温度の影響を受け易い、バイメタルの取り付け形態に制約がある等の問題を抱えている。また、この過負荷防止法では過負荷の制限値を越えるまでは作動せず、したがって過負荷に近付いている状態を知ることはできない。
【０００６】
一方、サーボモータの巻線抵抗を固定値にし、その値とサーボモータに流れる電流値とから消費電力を求め、この消費電力に基づいて過負荷状態を判別する方式もある。しかし、この場合、温度変化によって巻線抵抗値が変動するため、得られる消費電力値は誤差が大きくなるという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、サーマルリレーによらずに、サーボモータや電流供給部の過負荷状態を検出して、過負荷防止を実現できる射出成形機を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の課題は、過負荷防止に加えて、サーボモータの消費電力あるいは消費電力量を計測する機能をも持つ射出成形機を提供することにある。
【０００９】
本発明の更に他の課題は、過負荷防止に加えて、交流電源に接続されているすべての負荷の総消費電力量やその電気料金を計測する機能をも持つ射出成形機を提供することにある。
【００１０】
本発明のより他の課題は、上記の機能により得られた各種値をコンピュータ等の外部装置へ送信する通信機能をも持つ射出成形機を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の形態では、交流電源から整流器を介して複数のインバータに電力が供給され、該複数のインバータに対応して複数のモータが負荷として接続されている構成を有する射出成形機において、前記交流電源と前記整流器との間に電磁接触器が設けられ、前記整流器と前記複数のインバータとの間には前記複数のモータへ流される電流を検出する第１の電流検出器が設けられ、該第１の電流検出器の検出値に基づいて過負荷状態を判定するコントローラを備えたことを特徴とする。
【００１２】
第１の形態では、前記コントローラは前記モータの過負荷状態を判定して前記電磁接触器をコントロールする。
【００１３】
第１の形態ではまた、前記コントローラは前記第１の電流検出器の検出値があらかじめ設定された制限値を越えると前記電磁接触器をオフとするようにしても良い。
【００１４】
第１の形態では更に、前記コントローラは前記第１の電流検出器の検出値があらかじめ設定された制限値に近付くと、警告表示のための出力を行う機能を有するようにしても良い。
【００１５】
本発明の第２の形態では、交流電源から整流器を介して複数のインバータに電力が供給され、該複数のインバータに対応して複数のモータが負荷として接続されている構成を有する射出成形機において、前記交流電源と前記整流器との間に電磁接触器が設けられ、前記整流器と前記複数のインバータとの間の第１の電圧を検出する機能を有すると共に、前記複数のモータへ流される電流を検出する第１の電流検出器の検出値と検出した第１の電圧値とに基づいて回路の過負荷状態を判定するコントローラを備えたことを特徴とする。
【００１６】
第２の形態では、前記コントローラは前記第１の電流検出器の検出値と前記検出した第１の電圧値とに基づいて任意の時間積算した消費電力量、単位時間あるいは１成形サイクル当たりの平均消費電力を算出し、これらの算出した値を数値表示、時系列変化を示す波形表示、記憶、印字のために出力する機能又は通信の機能を制御する。
【００１７】
第２の形態ではまた、前記コントローラは前記消費電力量、前記平均消費電力のいずれかがそれぞれに対してあらかじめ設定された制限値を越えると前記電磁接触器をオフとするか、もしくは、前記消費電力量、前記平均消費電力のいずれかがそれぞれに対してあらかじめ設定された制限値に近付くと、警告表示のための出力を行う機能を有するようにしても良い。
【００１８】
第２の形態では更に、前記交流電源と前記電磁接触器との間に別の負荷が分岐接続される場合、該別の負荷への分岐ラインには第２の電流検出器が接続され、前記コントローラは、前記分岐ライン間の第２の電圧を検出する機能を有して、前記第１の電流検出器の検出値と前記検出した第１の電圧値とから算出される電力量又は平均電力と、前記第２の電流検出器の検出値と検出した第２の電圧値とから算出される電力量又は平均電力とにより総消費電力量又は平均電力を算出する機能を有するようにしても良い。
【００１９】
第２の形態では更に、前記交流電源と前記電磁接触器との間に別の負荷が分岐接続される場合、該別の負荷への分岐ラインには電力測定器が接続され、前記コントローラは、前記第１の電流検出器の検出値と前記検出した第１の電圧値とから算出される電力量又は平均電力と、前記電力測定器からの測定値とにより総消費電力量又は平均電力を算出する機能を有するようにしても良い。
【００２０】
第２の形態では更に、前記コントローラは、前記任意の時間積算した消費電力量又は該任意の時間積算した消費電力量と前記総消費電力量より電気料金を算出し、この算出した値を数値表示、時系列変化を示す波形表示、記憶、印字のために出力する機能又は通信の機能を制御するコントローラを備えても良い。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１を参照して、本発明の第１の実施の形態について説明する。図４で説明した給電システムと同様に、三相の交流電源１１に整流器１２を介して複数台のインバータ１３ａ〜１３ｄが並列に接続されている。インバータ１３ａ〜１３ｄにはそれぞれ、負荷としてのサーボモータ１４ａ〜１４ｄが接続されている。以上の構成は従来と同様である。
【００２２】
本形態では、交流電源１１と整流器１２との間に電磁接触器１５が設けられ、整流器１２と各インバータとの間の電源ライン、特に並列に分岐される前の電源ラインには第１の電流検出器１６が設けられている。また、電磁接触器１５をオン、オフさせる制御手段としてコントローラ１７を備えている。
【００２３】
コントローラ１７は、整流器１２と各インバータとの間の電源ライン間の第１の電圧を検出する機能を有し、第１の電流検出器１６の検出値と検出した第１の電圧値とに基づいて任意の時間積算した消費電力量、単位時間あるいは１成形サイクル当たりの平均消費電力を算出する。コントローラ１７は、これらの算出した値を、ディスプレイにて数値表示、あるいは時系列変化を示す波形表示のために出力したり、記憶装置に記憶させるために出力したり、プリンタにて印字するために出力する機能や、パーソナルコンピュータや大型コンピュータ等の外部装置へ前記算出した値を通信する機能を持つ。ディスプレイ、記憶装置、プリンタは、通常、射出成形機のコントロールパネルに備えられている。勿論、コントローラ１７は、上記の消費電力量に基づいて電気料金を算出することもできる。
【００２４】
コントローラ１７はまた、第１の電流検出器１６の検出値、任意の時間算出した消費電力量、算出した平均消費電力のいずれかがそれぞれに対してあらかじめ設定された制限値を越えると電磁接触器１５をオフとする。
【００２５】
コントローラ１７は更に、第１の電流検出器１６の検出値、任意の時間算出した消費電力量、算出した平均消費電力のいずれかがそれぞれに対してあらかじめ設定された制限値に近付くと、警告表示のための出力を行う。この警告表示は、上記のディスプレイによる表示や、アラームで行われる。
【００２６】
図２を参照して、本発明の第２の実施の形態について説明する。図１で説明した給電システムと同様に、三相の交流電源１１に整流器１２を介して複数台のインバータ１３ａ〜１３ｄが並列に接続されている。インバータ１３ａ〜１３ｄにはそれぞれ、負荷としてのサーボモータ１４ａ〜１４ｄが接続されている。また、交流電源１１と整流器１２との間に電磁接触器１５が設けられ、整流器１２と各インバータとの間の電源ラインには第１の電流検出器１６が設けられている。そして、電磁接触器１５をオン、オフさせる制御手段としてコントローラ２１を備えている。
【００２７】
本形態では、交流電源１１と電磁接触器１５との間に別の負荷２２が分岐接続されることを想定している。負荷２２は、射出成形機に備えられるすべての電力消費要素（サーボモータ１４ａ〜１４ｄを除く）を示し、電力消費要素としては、例えばスクリュが収容されている加熱シリンダに配設されるヒータがあげられる。負荷２２への分岐ラインには第２の電流検出器２３が接続される。
【００２８】
コントローラ２１は、図１で説明したコントローラ１７と同様に、整流器１２と各インバータとの間の電源ライン間の第１の電圧を検出する機能を有し、第１の電流検出器１６の検出値と検出した第１の電圧値とに基づいて任意の時間積算した消費電力量、単位時間あるいは１成形サイクル当たりの平均消費電力を算出する。コントローラ２１は、これらの算出した値を、ディスプレイにて数値表示、あるいは時系列変化を示す波形表示のために出力したり、記憶装置に記憶させるために出力したり、プリンタにて印字するために出力する。コントローラ２１は、上記の消費電力量に基づいて電気料金を算出することもできる。また、前記算出した値を通信機器を介してパーソナルコンピュータ等に送ってデータ管理を行うようにすることもできる。
【００２９】
コントローラ２１はまた、第１の電流検出器１６の検出値、任意の時間算出した消費電力量、算出した平均消費電力のいずれかがそれぞれに対してあらかじめ設定された制限値を越えると電磁接触器１５をオフとする。コントローラ２１は更に、第１の電流検出器１６の検出値、任意の時間算出した消費電力量、算出した平均消費電力のいずれかがそれぞれに対してあらかじめ設定された制限値に近付くと、警告表示のための出力を行う。
【００３０】
本形態におけるコントローラ２１は、上記の機能に加えて、負荷２２の分岐ライン間の第２の電圧を検出する機能を有し、第１の電流検出器１６の検出値と検出した第１の電圧値とから算出される電力量又は平均電力と、第２の電流検出器２３の検出値と検出した第２の電圧値とから算出される電力量又は平均電力とにより総消費電力量又は総平均電力を算出する機能を持つ。コントローラ２１はまた、上記の任意の時間積算した消費電力量又はこの任意の時間積算した消費電力量と上記の総消費電力量より電気料金を算出し、この算出した値をディスプレイにて数値表示、あるいは時系列変化を示す波形表示のために出力したり、記憶装置に記憶させるために出力したり、プリンタにて印字するために出力する機能を持つ。コントローラ２１は更に、パーソナルコンピュータのような外部装置へ算出した値を通信する機能を持つ。
【００３１】
図３を参照して、本発明の第３の実施の形態について説明する。本形態は、図２で説明した第２の実施の形態における負荷２２への分岐ラインに電力測定器３２を設けたものである。
【００３２】
それゆえ、本形態におけるコントローラ３１は、図２で説明したコントローラ２１と同様に、整流器１２と各インバータとの間の電源ライン間の第１の電圧を検出する機能を有し、第１の電流検出器１６の検出値と検出した第１の電圧値とに基づいて任意の時間積算した消費電力量、単位時間あるいは１成形サイクル当たりの平均消費電力を算出する。コントローラ３１は、これらの算出した値を、ディスプレイにて数値表示、あるいは時系列変化を示す波形表示のために出力したり、記憶装置に記憶させるために出力したり、プリンタにて印字するために出力する。コントローラ３１はまた、パーソナルコンピュータや大型コンピュータ等の外部装置へ前記算出した値を通信する機能を持つ。コントローラ３１は、上記の消費電力量に基づいて電気料金を算出することもできる。
【００３３】
コントローラ３１はまた、第１の電流検出器１６の検出値、任意の時間算出した消費電力量、算出した平均消費電力のいずれかがそれぞれに対してあらかじめ設定された制限値を越えると電磁接触器１５をオフとする。コントローラ３１は更に、第１の電流検出器１６の検出値、任意の時間算出した消費電力量、算出した平均消費電力のいずれかがそれぞれに対してあらかじめ設定された制限値に近付くと、警告表示のための出力を行う。
【００３４】
本形態におけるコントローラ３１は、上記の機能に加えて、第１の電流検出器１６の検出値と検出した第１の電圧値とから算出される電力量又は平均電力と、電力測定器３２で計測される電力量又は平均電力とにより総消費電力量又は総平均電力を算出する機能を持つ。コントローラ３１はまた、上記の任意の時間積算した消費電力量又はこの任意の時間積算した消費電力量と上記の総消費電力量より電気料金を算出し、この算出した値をディスプレイにて数値表示、あるいは時系列変化を示す波形表示のために出力したり、記憶装置に記憶させるために出力したり、プリンタにて印字するために出力する機能を持つ。コントローラ３１は更に、パーソナルコンピュータのような外部装置へ算出した値を通信する機能を持つ。
【００３５】
なお、上記の第１〜第３の実施の形態では、いずれも第１の電流検出器１６を整流器１２と各インバータとの間の電源ライン、特に並列に分岐される前の電源ラインに設けている。この場合、第１の電流検出器１６による電流検出値は、複数のサーボモータ１４ａ〜１４ｄの電流値の総和であるので、いずれかのサーボモータに過負荷状態が生じた場合にはそれがどれであるかの判別は難しい。これに対し、電流検出器を各インバータに個別に、すなわち並列に分岐された後の電源ラインに設けてそれぞれの検出値をコントローラに送出することにより、複数のサーボモータ１４ａ〜１４ｄの過負荷状態を個別に判別することができ、消費電力や消費電力量も個別に算出することができる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、過負荷防止用に用いられるサーマルリレーによる回路の複雑化、周囲温度の影響、取り付け方法の制約等が解決される。また、モータが過負荷の制限値に近づいている状態を作業者に示すことができる。更に、検出した電流、電圧値より消費電力を算出しているため、従来の様に温度変化の影響を受けない。更に、消費電力、電気料金等が算出されるため、データ分析の参考にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の構成を示した図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態の構成を示した図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態の構成を示した図である。
【図４】射出成形機における複数のサーボモータへの給電システム及びサーボモータの過負荷防止について説明するための図である。
【符号の説明】
１１、４１ 交流電源
１２、４２ 整流器
１３ａ〜１３ｄ、４３ａ〜４３ｄ インバータ
１４ａ〜１４ｄ、４４ａ〜４４ｄ サーボモータ
１５ 電磁接触器
１６ 第１の電流検出器
１７、２１、３１ コントローラ
２２ 負荷
２３ 第２の電流検出器
３２ 電力測定器
４５ サーマルリレー

Claims (10)

1. 交流電源から整流器を介して複数のインバータに電力が供給され、該複数のインバータに対応して複数のモータが負荷として接続されている構成を有する射出成形機において、
   前記交流電源と前記整流器との間に電磁接触器が設けられ、前記整流器と前記複数のインバータとの間には前記複数のモータへ流される電流を検出する第１の電流検出器が設けられ、該第１の電流検出器の検出値に基づいて過負荷状態を判定するコントローラを備えたことを特徴とする射出成形機。
2. 請求項１記載の射出成形機において、前記コントローラは前記モータの過負荷状態を判定して前記電磁接触器をコントロールすることを特徴とする射出成形機。
3. 請求項１記載の射出成形機において、前記コントローラは前記第１の電流検出器の検出値があらかじめ設定された制限値を越えると前記電磁接触器をオフとすることを特徴とする射出成形機。
4. 請求項１記載の射出成形機において、前記コントローラは前記第１の電流検出器の検出値があらかじめ設定された制限値に近付くと、警告表示のための出力を行う機能を有することを特徴とする射出成形機。
5. 交流電源から整流器を介して複数のインバータに電力が供給され、該複数のインバータに対応して複数のモータが負荷として接続されている構成を有する射出成形機において、
   前記交流電源と前記整流器との間に電磁接触器が設けられ、
   前記整流器と前記複数のインバータとの間の第１の電圧を検出する機能を有すると共に、前記複数のモータへ流される電流を検出する第１の電流検出器の検出値と検出した第１の電圧値とに基づいて回路の過負荷状態を判定するコントローラを備えたことを特徴とする射出成形機。
6. 請求項５記載の射出成形機において、前記コントローラは、前記第１の電流検出器の検出値と前記検出した第１の電圧値とに基づいて任意の時間積算した消費電力量、単位時間あるいは１成形サイクル当たりの平均消費電力を算出し、これらの算出した値を数値表示、時系列変化を示す波形表示、記憶、印字のために出力する機能又は通信の機能を制御することを特徴とする射出成形機。
7. 請求項５記載の射出成形機において、前記コントローラは前記消費電力量、前記平均消費電力のいずれかがそれぞれに対してあらかじめ設定された制限値を越えると前記電磁接触器をオフとするか、もしくは、前記消費電力量、前記平均消費電力のいずれかがそれぞれに対してあらかじめ設定された制限値に近付くと、警告表示のための出力を行う機能を有することを特徴とする射出成形機。
8. 請求項５〜７のいずれかに記載の射出成形機において、前記交流電源と前記電磁接触器との間に別の負荷が分岐接続され、該別の負荷への分岐ラインには第２の電流検出器が接続され、前記コントローラは、前記分岐ライン間の第２の電圧を検出する機能を有して、前記第１の電流検出器の検出値と前記検出した第１の電圧値とから算出される電力量又は平均電力と、前記第２の電流検出器の検出値と検出した第２の電圧値とから算出される電力量又は平均電力とにより総消費電力量又は平均電力を算出する機能を有することを特徴とする射出成形機。
9. 請求項５〜７のいずれかに記載の射出成形機において、前記交流電源と前記電磁接触器との間に別の負荷が分岐接続され、該別の負荷への分岐ラインには電力測定器が接続され、前記コントローラは、前記第１の電流検出器の検出値と前記検出した第１の電圧値とから算出される電力量又は平均電力と、前記電力測定器からの測定値とにより総消費電力量又は平均電力を算出する機能を有することを特徴とする射出成形機。
10. 請求項８あるいは９記載の射出成形機において、前記コントローラは、前記任意の時間積算した消費電力量又は該任意の時間積算した消費電力量と前記総消費電力量より電気料金を算出し、この算出した値を数値表示、時系列変化を示す波形表示、記憶、印字のために出力する機能又は通信の機能を制御するコントローラを備えたことを特徴とする射出成形機。

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