JP6830305B2 - Injection molding machine equipped with a power storage device for heaters - Google Patents
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Description
本発明は、加熱シリンダがヒータによって加熱されるようになっている射出成形機に関するものである。 The present invention relates to an injection molding machine in which a heating cylinder is heated by a heater.
射出成形機は、従来周知のように、金型を型締めする型締装置、樹脂を溶融して金型内に射出する射出装置、等から構成され、射出装置は加熱シリンダ、この加熱シリンダ内に軸方向と回転方向とに駆動されるスクリュ等から構成されている。射出成形機は工場から供給される三相交流電力によって駆動されるようになっている。例えば電動射出成形機の場合にはコンバータとインバータとが設けられ、三相交流電圧が直流電圧に変換され、これが所望の三相交流電圧に変換されてモータに供給され、各装置が駆動される。油圧式の射出成形機の場合には三相交流電力によって油圧ポンプが駆動され、油圧ポンプからの圧油によって各装置が駆動される。工場から供給される三相交流電力は加熱シリンダ等に設けられているヒータにも供給される。射出成形機には、ソリッドステートリレー等を備えた所定のヒータ制御回路が設けられており、このヒータ制御回路を制御することによって、ヒータに電力が供給されるようになっている。 As is well known in the past, an injection molding machine is composed of a mold clamping device for molding a mold, an injection device for melting resin and injecting it into a mold, and the like. The injection device is a heating cylinder, and the inside of the heating cylinder. It is composed of a screw or the like driven in the axial direction and the rotational direction. The injection molding machine is driven by three-phase AC power supplied from the factory. For example, in the case of an electric injection molding machine, a converter and an inverter are provided, and the three-phase AC voltage is converted into a DC voltage, which is converted into a desired three-phase AC voltage and supplied to the motor to drive each device. .. In the case of a hydraulic injection molding machine, the hydraulic pump is driven by three-phase AC power, and each device is driven by the pressure oil from the hydraulic pump. The three-phase AC power supplied from the factory is also supplied to the heater provided in the heating cylinder or the like. The injection molding machine is provided with a predetermined heater control circuit provided with a solid state relay or the like, and power is supplied to the heater by controlling the heater control circuit.
特許文献1には、電力貯蔵装置を備えた電動射出成形機が記載されている。この電動射出成形機は、コンバータとインバータ間に接続されている直流電圧線に、コンデンサを備えた電力貯蔵装置が接続されている。成形サイクルのうち比較的電力の消費が少ない工程においてこのコンデンサに電力を貯蔵し、射出工程等の大電力が必要な工程において電力を供給し、消費電力を平滑化することができる。さらにこの電動射出成形機は、停電時に安全に電動射出成形機を停止することもできる。つまり停電時にはコンデンサに貯蔵された電力によって各モータを所定時間だけ駆動する。これによって、停電が発生しても各装置を安全な状態にして停止できる。
特許文献2にも、所定の電力貯蔵装置を備えた電動射出成形機が記載されている。この電動射出成形機においては、コンバータから接続されている第1の直流電圧線に電力貯蔵装置が接続されているが、この電力貯蔵装置にはチョッパ回路が設けられ、直流電圧が昇圧されて第2の直流電圧線に供給されるようになっている。モータを駆動するインバータはこの第2の直流電圧線に接続されている。電力貯蔵装置には、第1の直流電圧線において蓄電池とコンデンサとが接続されており、蓄電池において大容量の電力を貯蔵することができる。従って、特許文献1に記載の電動射出成形機と同様に、比較的電力の消費が少ない工程においてこの電力を貯蔵し、射出工程等の大電力が必要な工程において電力を供給し、消費電力を平滑化できる。そして貯蔵できる電力に余裕があるので、停電時には比較的長時間電動射出成形機を運転することができ、安全な状態にして停止できる。
特許文献1、2に記載のそれぞれの電動射出成形機は、電力貯蔵装置を備えているので、停電時であっても所定時間電動射出成形機を運転でき、安全な状態にして停止することができる。つまり電動射出成形機と金型を確実に保護することができる。従って停電から回復して電力供給が再開されたら、再び電動射出成形機を運転することができる。しかしながら、これらの電動射出成形機においても、設置される地域によっては、別の解決すべき問題がある。電動射出成形機は、電力事情が良好でない国や地域にも設置され、このような国や地域では停電が長時間に及ぶことがある。加熱シリンダには、一般的に断熱カバーが設けられて放熱が抑制されているが、停電が長時間に及ぶと加熱シリンダの温度低下が避けられない。加熱シリンダの温度が低下すると停電から回復して電力が供給されても電動射出成形機の運転開始が遅れてしまう。特に樹脂が完全に固化してしまうと運転再開には長時間を要する。そうするとメンテナンスに要するコストも大きいし、成形コストも大きくなってしまう。例えば、電動射出成形機に対して大容量の無停電電源装置を介して電力供給するようにすれば、停電時であっても無停電電源装置からの電力によって運転を停止せずに済む。つまり加熱シリンダの温度は維持することができるし、所定の時間、電動射出成形機を運転することもできる。しかしながら、長時間の停電にも対応できるようにするには大容量の蓄電池が必要になり、コストの点で現実的ではない。同様に工場に、停電時に電力を供給する電力供給設備を設ける方法も、コストが大きく採用できない。
Since each of the electric injection molding machines described in
本発明は、上記したような問題点を解決した射出成形機を提供することを目的とし、具体的には小コストでありながら、停電が比較的長時間に及んでも加熱シリンダの温度の低下を防止して電力供給の再開時に速やかに運転を開始することができる射出成形機を提供することを目的としている。 An object of the present invention is to provide an injection molding machine that solves the above-mentioned problems. Specifically, the temperature of the heating cylinder is lowered even if a power failure lasts for a relatively long time, although the cost is low. It is an object of the present invention to provide an injection molding machine capable of promptly starting operation when the power supply is restarted.
本発明は、上記目的を達成するために、射出成形機にヒータ専用の蓄電器を設け、停電時において蓄電器からヒータに電力を供給するように構成する。一般的に、射出成形機の加熱シリンダにはヒータが設けられ、このヒータは所定のヒータ制御回路を介して外部からの三相交流電力が供給されるようになっている。本発明においてはこのような射出成形機に、電力が貯蔵される蓄電器と、該蓄電器から供給される電力をヒータに供給する停電時ヒータ制御回路と、切換スイッチとを設ける。三相交流電力が正常に供給されているときは、ヒータは、切換スイッチによりヒータ制御回路に接続され、三相交流電力が供給されている。停電時には切換スイッチによりヒータが停電時ヒータ制御回路に接続される。これによってヒータに蓄電器からの電力が供給され、スクリュが停止した状態の加熱シリンダを温度制御する。 In the present invention, in order to achieve the above object, the injection molding machine is provided with a capacitor dedicated to the heater, and power is supplied from the capacitor to the heater in the event of a power failure. Generally, a heater is provided in the heating cylinder of the injection molding machine, and the heater is supplied with three-phase AC power from the outside via a predetermined heater control circuit. In the present invention, such an injection molding machine is provided with a capacitor for storing electric power, a heater control circuit for power failure to supply electric power supplied from the capacitor to a heater, and a changeover switch. When the three-phase AC power is normally supplied, the heater is connected to the heater control circuit by a changeover switch, and the three-phase AC power is supplied. In the event of a power failure, the heater is connected to the heater control circuit in the event of a power failure by a changeover switch. As a result, electric power from the condenser is supplied to the heater, and the temperature of the heating cylinder in the state where the screw is stopped is controlled.
すなわち、請求項1に記載の発明は、上記目的を達成するために、加熱シリンダと該加熱シリンダ内に軸方向と回転方向とに駆動可能に設けられているスクリュと、前記加熱シリンダに設けられているヒータとからなり、該ヒータが、所定のヒータ制御回路を介して外部からの三相交流電力が供給されるようになっている射出成形機であって、前記射出成形機は、電力が貯蔵される蓄電器と、該蓄電器から供給される電力を前記ヒータに供給する停電時ヒータ制御回路と、前記ヒータ制御回路と前記停電時ヒータ制御回路とを選択的に切り換えて前記ヒータに接続する切換スイッチとを備え、前記ヒータは、外部からの三相交流電力が供給される正常時は前記切換スイッチにより前記ヒータ制御回路に接続され、停電時は前記切換スイッチにより前記停電時ヒータ制御回路に接続されて前記蓄電器からの電力が供給され、成形サイクルが停止して前記スクリュが停止した状態で前記加熱シリンダの温度が制御されるようになっていることを特徴とする射出成形機として構成される。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の射出成形機において、前記射出成形機は、外部からの三相交流電力の電圧線と前記蓄電器の間に充電回路が設けられ、前記蓄電器は前記充電回路を介して外部からの三相交流電力によって充電されるようになっていることを特徴とする射出成形機として構成される。
That is, the invention according to
The invention according to
以上のように本発明は、加熱シリンダと該加熱シリンダ内に軸方向と回転方向とに駆動可能に設けられているスクリュと、加熱シリンダに設けられているヒータとからなり、該ヒータが、所定のヒータ制御回路を介して外部からの三相交流電力が供給されるようになっている射出成形機であって、射出成形機は、電力が貯蔵される蓄電器と、該蓄電器から供給される電力をヒータに供給する停電時ヒータ制御回路と、ヒータ制御回路と停電時ヒータ制御回路とを選択的に切り換えてヒータに接続する切換スイッチとを備えている。そしてヒータは、外部からの三相交流電力が供給される正常時は切換スイッチによりヒータ制御回路に接続され、停電時は切換スイッチにより停電時ヒータ制御回路に接続されて蓄電器からの電力が供給され、成形サイクルが停止してスクリュが停止した状態で前記加熱シリンダの温度が制御されるようになっている。つまり、停電時においてもヒータに電力を供給することができるので加熱シリンダの温度低下を防止できる。そして次の2点の理由によって、停電が長時間に渡っても蓄電器からヒータに電力を供給でき、必要な蓄電器も小型で済む。第1の理由は、蓄電器の使用目的をヒータへの電力供給に特化していて、モータの駆動等によって電力が消費されないからである。第2の理由は、加熱シリンダは一般的に断熱カバーが巻かれていて断熱カバーの表面温度は高々40℃程度であり、放熱量が比較的少なくヒータに供給する電力は小さくて済むからである。従って、比較的安価な蓄電器で、供給可能な電力量が比較的小さい場合であっても、長時間の停電に対してヒータに電力を供給し続けることができ加熱シリンダの温度低下を抑制できる。他の発明によると、射出成形機は、外部からの三相交流電力の電圧線と蓄電器の間に充電回路が設けられ、蓄電器は充電回路を介して外部からの三相交流電力によって充電されるようになっている。従って、電力供給が正常なときに蓄電器に電力を貯蔵でき、射出成形機に影響を与えない程度の小電流で充電できる。 As described above, the present invention comprises a heating cylinder, a screw provided in the heating cylinder so as to be driveable in the axial direction and the rotation direction, and a heater provided in the heating cylinder. It is an injection molding machine in which three-phase AC power is supplied from the outside through a heater control circuit of the above, and the injection molding machine is a power storage device in which power is stored and power supplied from the power storage device. It is provided with a heater control circuit during a power failure and a changeover switch for selectively switching between the heater control circuit and the heater control circuit during a power failure and connecting to the heater . The heater is connected to the heater control circuit by the changeover switch during normal operation when three-phase AC power is supplied from the outside, and is connected to the heater control circuit during power failure by the changeover switch during power failure to supply power from the capacitor. The temperature of the heating cylinder is controlled in a state where the molding cycle is stopped and the screw is stopped. That is, since electric power can be supplied to the heater even during a power failure, it is possible to prevent the temperature of the heating cylinder from dropping. For the following two reasons, power can be supplied from the capacitor to the heater even if the power failure lasts for a long time, and the required capacitor can be made small. The first reason is that the purpose of use of the capacitor is specialized in supplying electric power to the heater, and the electric power is not consumed by driving the motor or the like. The second reason is that the heating cylinder is generally wrapped with a heat insulating cover, the surface temperature of the heat insulating cover is at most about 40 ° C., the amount of heat dissipated is relatively small, and the electric power supplied to the heater can be small. .. Therefore, even when the amount of electric power that can be supplied is relatively small with a relatively inexpensive capacitor, the electric power can be continuously supplied to the heater even in the event of a long-term power failure, and the temperature drop of the heating cylinder can be suppressed. According to another invention, the injection molding machine is provided with a charging circuit between the voltage line of the external three-phase AC power and the capacitor, and the capacitor is charged by the external three-phase AC power via the charging circuit. It has become like. Therefore, when the power supply is normal, the power can be stored in the capacitor and can be charged with a small current that does not affect the injection molding machine.
以下、本発明の実施の形態を説明する。本発明の実施の形態に係る射出成形機1は、型締装置、射出装置等の各装置がサーボモータ等のモータM、M、…によって駆動される電動射出成形機からなり、その給電システムが図1に示されている。射出成形機1は、工場電源2から三相交流電力が供給されるようになっており、図1には示されていないが、射出成形機1内の三相交流電圧線3は所定の遮断器を介して工場電源2に接続されている。三相交流電圧線3には、いくつかの回路が設けられている。まず、コンバータ、インバータ等から構成されるモータ駆動回路5が設けられている。コンバータによって三相交流電圧が直流電圧に変換され、これがインバータによって所望の周波数、電流の三相交流電圧に変換されモータM、M、…に供給される。そうするとモータM、M、…が駆動され、各装置を駆動できる。射出装置の加熱シリンダには、複数個のヒータ7、7、…が設けられており、従来の射出成形機と同様に、これらのヒータ7、7、…に電力を供給するヒータ制御回路8が三相交流電圧線3に設けられている。ヒータ7、7、…は電磁誘導加熱式のヒータから構成されていてもいいし、一般的に採用されている抵抗加熱式のヒータから構成されていてもよいが、抵抗加熱式のヒータであれば、ヒータ制御回路8はソリッドステートリレー等のスイッチからなる。図1には示されていないが、射出成形機1にはコントローラが設けられており、コントローラには加熱シリンダに埋め込まれている温度センサからの温度、つまり加熱シリンダ温度が入力されている。この加熱シリンダ温度が所定の目標温度になるように、ヒータ制御回路8のスイッチがON/OFFされヒータ7、7、…に電力が供給されるようになっている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. The
本実施の形態に係る射出成形機1には、本発明に特有の装置、蓄電装置10が設けられている。蓄電装置10は、停電時にヒータ7、7、…に電力を供給する装置であり、電力が貯蔵される蓄電器11と、蓄電器11に対して電力を供給して充電する充電回路13と、蓄電器11からの電力をヒータ7、7に供給する停電時ヒータ制御回路14とから構成されている。蓄電器11は、電気二重層キャパシタ等のコンデンサから構成してもよいし、蓄電池から構成してもよい。十分な電力が蓄電でき、外部に供給できてもよい。充電回路13は三相交流電圧線3に接続され、工場電源2が正常であるとき、つまり三相交流電力が正常に供給されているときに、これを所定の電圧の直流電流に変換して小電流で蓄電器11に供給する。これによって蓄電器11がゆっくりと充電されるようになっている。停電時ヒータ制御回路14は、停電時において蓄電器11からの電力をヒータ7、7、…に供給する回路になっている。
The
本実施の形態に係る射出成形機1には、ヒータ7、7、…の電力供給線において、切換スイッチ15が設けられている。切換スイッチ15が第1の位置に切換えられると、ヒータ7、7、…とヒータ制御回路8とが接続されて、ヒータ7、7、…には工場電源2からの三相交流電力が供給される。一方、第2の位置に切換えられると、ヒータ7、7、…と停電時ヒータ制御回路14とが接続されて、ヒータ7、7、…には蓄電器11からの電力が供給されることになる。本実施の形態においては、この切換スイッチ15も、そして充電回路13、停電時ヒータ制御回路14も、図示されていない射出成形機1のコントローラによって制御されるようになっている。
The
本実施の形態に係る射出成形機1の作用を説明する。工場電源2が正常であるとき、すなわち三相交流電力が正常に供給されるとき、切換スイッチ15は第1の位置に切換えられている。すなわちヒータ7、7、…はヒータ制御回路8に接続され、ヒータ7、7、…には三相交流電力から電力供給される。図示されないコントローラによって加熱シリンダの温度が目標温度になるように制御される。図2には、目標温度21になるように温度制御されている加熱シリンダ温度22が示されている。蓄電装置10においては充電回路13が駆動されて三相交流電力が直流電流に変換されて蓄電器11に供給される。すなわち充電される。
The operation of the
停電が発生すると、加熱シリンダ内のスクリュは停止し、ヒータ7、7、…への電力供給は停止する。コントローラは停電を検出すると、切換スイッチ15を第2の位置に切換える。ヒータ7、7、…は停電時ヒータ制御回路14に接続される。コントローラは停電時ヒータ制御回路14を駆動する。そうすると蓄電器11からの電力がヒータ7、7、…に供給される。これによってスクリュが停止した状態の加熱シリンダを温度制御できる。図2において、停電の発生のタイミングが符号24で示されている。蓄電装置10を備えていない射出成形機であれば、加熱シリンダ温度は符号25の点線のグラフで示されているように低下するが、本実施の形態に係る射出成形機1においては加熱シリンダ温度22は停電の発生後も目標温度21になるように維持される。停電から回復して工場電源2から三相交流電力の供給が再開すると、コントローラはこれを検出し、切換スイッチ15を第1の位置に切換える。そうするとヒータ7、7、…は三相交流電力により電力供給される。射出成形機1は成形サイクルを再開する。なお、蓄電器11に貯蔵されている電力が低下し、電力供給ができなくなっても停電が継続する場合がある。このタイミングが符号28で示されているが、加熱シリンダ温度22’はこのタイミングから低下する。しかしながら、本実施の形態に係る射出成形機1は、蓄電器11の能力に応じて、加熱シリンダ温度22が低下するタイミングを遅らせることができるので、停電から回復したら、比較的早期に成形サイクルを再開できる。
When a power failure occurs, the screw in the heating cylinder is stopped, and the power supply to the heaters 7, 7, ... Is stopped. When the controller detects a power failure, it switches the
以上の説明においては、コントローラに対する停電時の電力供給について説明を省略したが、コントローラには停電時に制御用電力を供給するコントローラ専用の電力供給装置を設けてもよいし、あるいは蓄電器11からの電力を供給するようにしてもよい。蓄電器11から電力を供給する場合には、コントローラ専用の電力供給装置が不要になり、コストを抑制できる。 In the above description, the description of the power supply to the controller during a power failure has been omitted, but the controller may be provided with a power supply device dedicated to the controller that supplies control power during a power failure, or the power from the capacitor 11. May be supplied. When power is supplied from the capacitor 11, the power supply device dedicated to the controller becomes unnecessary, and the cost can be suppressed.
本実施の形態に係る射出成形機1は色々な変形が可能である。本実施の形態においては、切換スイッチ15、充電回路13、停電時ヒータ制御回路14は、いずれも射出成形機1のコントローラによって制御されるように説明したが、蓄電装置10においてコントローラを設け、これによって制御されるようにしてもよい。この場合には、蓄電装置10のコントローラに、加熱シリンダに埋め込まれた温度センサからの温度が入力されるようにしておき、かつ加熱シリンダの目標温度も入力されている必要がある。これによって加熱シリンダの温度を制御できる。他の変形も可能である。蓄電器11は、蓄電装置10において着脱自在にすることができる。停電時間が長引いて、蓄電器11に充電されている電力が低下してきたら、他の蓄電器11に交換することができ、引き続きヒータ7、7、…に電力を供給して加熱シリンダの温度低下を防止することができる。また、蓄電器11が着脱自在になっていれば、充電回路13は省略することもできる。すなわち、他の場所で充電した蓄電器11を接続すればよい。
The
本実施の形態に係る射出成形機1は、他の変形も可能である。図3には変形された射出成形機1’が示されている。射出成形機1’は、三相交流電圧線3にコンバータ30が接続され、直流電圧線31に直流電圧を供給するようになっており、コンバータ32はこの直流電圧を所望の三相交流電圧に変換してモータMに供給するようになっている。この直流電圧線31に蓄電器11’が設けられている。蓄電器11’は電力正常時には蓄電され、停電時において直流電圧を直流電圧線31に供給するようになっている。これによって、射出装置、型締装置の各装置を安全な状態にして停止することができる。この実施の形態に係る射出成形機1’は、この蓄電器11’の電力を、停電時において停電時ヒータ制御回路14’を介してヒータ7、7、…に供給するようになっている。射出装置、型締装置の各装置を安全な状態にするのに必要な電力は比較的少なくて済むし、スクリュが停止した状態で加熱シリンダの温度を維持するための電力も少なくて済むので、蓄電器11’によって長時間加熱シリンダの温度を維持することができる。
The
1 射出成形機 2 工場電源
3 三相交流電圧線 5 モータ駆動回路
7 モータ 8 ヒータ制御回路
10 蓄電装置 11 蓄電器
13 充電回路 14 停電時ヒータ制御回路
15 切換スイッチ
1
Claims (2)
前記射出成形機は、電力が貯蔵される蓄電器と、該蓄電器から供給される電力を前記ヒータに供給する停電時ヒータ制御回路と、前記ヒータ制御回路と前記停電時ヒータ制御回路とを選択的に切り換えて前記ヒータに接続する切換スイッチとを備え、
前記ヒータは、外部からの三相交流電力が供給される正常時は前記切換スイッチにより前記ヒータ制御回路に接続され、停電時は前記切換スイッチにより前記停電時ヒータ制御回路に接続されて前記蓄電器からの電力が供給され、成形サイクルが停止して前記スクリュが停止した状態で前記加熱シリンダの温度が制御されるようになっていることを特徴とする射出成形機。 It is composed of a heating cylinder, a screw provided in the heating cylinder so as to be driveable in the axial direction and the rotational direction, and a heater provided in the heating cylinder, and the heater is provided via a predetermined heater control circuit. It is an injection molding machine that is supplied with three-phase AC power from the outside.
The injection molding machine selectively selects a capacitor for storing electric power, a power failure heater control circuit for supplying electric power supplied from the capacitor to the heater, and the heater control circuit and the power failure heater control circuit. It is equipped with a changeover switch that switches and connects to the heater .
The heater is connected to the heater control circuit by the changeover switch during normal operation when three-phase AC power is supplied from the outside, and is connected to the heater control circuit during power failure by the changeover switch during a power failure, and is connected to the heater control circuit during a power failure from the capacitor. The injection molding machine is characterized in that the temperature of the heating cylinder is controlled in a state where the electric power of the above is supplied, the molding cycle is stopped, and the screw is stopped.
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