JPH074841B2 - 射出成形機の駆動系異常検出装置 - Google Patents

射出成形機の駆動系異常検出装置

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JPH074841B2
JPH074841B2 JP62327516A JP32751687A JPH074841B2 JP H074841 B2 JPH074841 B2 JP H074841B2 JP 62327516 A JP62327516 A JP 62327516A JP 32751687 A JP32751687 A JP 32751687A JP H074841 B2 JPH074841 B2 JP H074841B2
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    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C45/768Detecting defective moulding conditions

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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、射出成形機のスクリューを軸方向に駆動する
スクリュー駆動手段や樹脂圧検出手段の異常を検知す
る、射出成形機の駆動系異常検出装置に関する。
従来の技術 射出成形機においては、シリンダー内樹脂圧が、設定さ
れた樹脂圧力と等しくなるようにするため、スクリュー
後端に設けられた樹脂圧検出手段によってシリンダー内
樹脂圧を間接的に測定し、この樹脂圧と、射出圧力設定
手段によって設定されたスクリュー射出圧力とを比較
し、シリンダー内樹脂圧が、設定されたスクリュー射出
圧力に満たない場合はスクリューをシリンダー内樹脂圧
の上昇する方向に駆動制御する一方、シリンダー内樹脂
圧が、設定されたスクリュー射出圧力を超える場合には
スクリューをシリンダー内樹脂圧の下降する方向に駆動
制御して、閉ループ状の駆動制御を行っている。
発明が解決しようとする問題点 上記従来技術においては、樹脂圧検出手段及びスクリュ
ー駆動手段共に正常な状態にあれば正しい閉ループ制御
を行うことができるが、樹脂圧検出手段或いはスクリュ
ー駆動手段の内いずれか一方にでも故障が生じた場合、
正しい閉ループ制御を行うことは不可能となる。
例えば、樹脂圧検出手段に故障が生じてシリンダー内樹
脂圧を測定することができなくなった場合、シリンダー
内樹脂圧を、設定された樹脂圧力に保つことは不可能と
なり、成形作業の圧力制御における繰返し精度が著しく
低下して、成形不良の発生し易い状態となる。又、故障
した樹脂圧検出手段の測定値に基づいてスクリューを軸
方向に駆動するスクリュー駆動手段(以下、射出駆動手
段という)がシリンダー内樹脂圧の上昇する方向に強制
駆動された場合などは射出駆動手段に過負荷が加わり、
スクリュー,駆動系,金型等に悪影響を与えるばかり
か、シリンダー内の樹脂圧が異常に上昇して大変危険な
状態となる。
又、射出駆動手段に異常が生じた場合は該駆動手段に正
常なフィードバック入力が行われているにも関わらず、
駆動手段がこれに対応することが不可能となるため、や
はり上記と同様の問題が生ずる結果となる。
そこで、本発明の目的は、樹脂圧検出手段や射出駆動手
段の異常を未然に検出できる、射出成形機の駆動系異常
検出装置を提供することにある。
問題点を解決するための手段 第1図は、本発明が上記問題点を解決するために採用し
た手段のブロック図で、本発明は、シリンダー内樹脂圧
を検出する樹脂圧検出手段aと、スクリューをスクリュ
ー軸方向に駆動するスクリュー駆動手段bの駆動力を検
出する駆動力検出手段cと、上記樹脂圧検出手段a及び
駆動力検出手段cで検出された値を比較し、その差が所
定許容範囲を超えると異常発生として検知する異常発生
検知手段dとを設けることにより上記問題点を解決し
た。
作用 射出、保圧時にスクリュー駆動手段bが作動し、スクリ
ューを軸方向に駆動したとき、該スクリュー駆動手段b
の駆動力はスクリューに伝達され、シリンダー内の溶融
樹脂に作用する。その結果、シリンダー内の樹脂圧力は
スクリュー駆動手段bの駆動力とほぼ等しくなる。その
とき、スクリュー駆動手段b,駆動力検出手段c及び樹脂
圧検出手段aに異常がなければ、上記異常検知手段dか
らは異常検知信号は出力されない。しかし、スクリュー
駆動手段b,駆動力検出手段c,樹脂圧検出手段aの内1つ
でも異常があると、樹脂圧力と駆動力が一致しなくなり
異常検知手段dより異常検知信号が出され異常を報知す
る。
実施例 以下、本発明の一実施例について説明する。
電動式射出成形機要部を示す第2図において、符号5は
射出軸用のサーボモータ、符号6は射出軸用サーボモー
タ5の回転運動を直線運動に変換し、射出駆動軸4を介
してスクリュー1に射出動作を行わせる伝動装置であ
り、符号3はスクリュー1と射出駆動軸4との間に設け
られた、樹脂圧検出手段となる力検出器である。
制御系要部を示すブロック図において、符号17はNC用の
マイクロプロセッサ(以下、CPUという)、符号19はプ
ログラマブルマシンコントローラ(以下、PMCという)
用のCPUである。PMC用CPU19には射出成形機のシーケン
ス動作を制御するシーケンスプログラム等を記憶するRO
M23が接続されると共に、該PMC用CPU19には、シリンダ
ー2内のスクリュー1に作用する軸方向の樹脂圧を検出
することで間接的にシリンダー内樹脂圧を測定する力検
出器3から、圧力制御ユニット7を介して出力されA/D
変換器8によってデジタル化されたシリンダー内樹脂圧
を示す値や、サーボ回路10からスクリュー駆動手段とな
るサーボモータ5を射出駆動するために出力されA/D変
換器9によってデジタル化された駆動電流値、即ち、間
接的にスクリュー射出圧力を示す値などを一時記憶する
RAM20が接続されている。又、NC用CPU17には射出成形機
を全体的に制御する制御プログラムを記憶するROM21が
接続され、又、データを一時記憶するRAM12を備え、射
出軸用,型締め軸用,スクリュー回転軸用,エジェクタ
軸用などの各軸のサーボモータを駆動制御するサーボ回
路10がサーボインタフェース16を介して接続されてい
る。なお、第2図においては、射出軸用のサーボモータ
5のみを示している。又、符号13はバブルメモリやCMOS
メモリで構成される不揮発性の共有RAMで、射出成形機
の各動作を制御するNCプログラム等を記憶するメモリ部
と各種設定値,マクロ変数用のメモリ部を有する。符号
18はバスアービタコントローラ(以下、BACという)
で、NC用CPU17及びPMC用CPU19.共有RAM13,入力回路15,
出力回路14とバス接続され、該BAC18によって使用する
バスが制御されるようになっている。なお、BAC18に
は、更に、スクリュー射出圧力を始め各種データの入力
を行う、CRT/MDI24がオペレータコントロールパネル22
(以下、OPCという)を介して接続されている。又、上
記圧力制御ユニット7には出力回路14から指令された指
令圧力をD/A変換器11でアナログ信号に変換した指令が
入力され、力検出器3で検出した圧力と指令圧力とを比
較し、その差をサーボ回路10に出力し、サーボ回路10か
ら射出軸用サーボモータ5に出力されるトルク指令値を
クランプしてトルク制限を行うようにしている。
以上のような構成において、射出成形機はPMC用CPU19の
シーケンス制御とNC用CPU17の各種動作制御によって、
成形作業を実行することとなるが、射出開始から計量終
了に至る過程においてPMC用CPU19が所定周期のタスク処
理で実行する異常検出処理(第3図参照)に基づいてこ
の実施例の作用について説明する。射出が開始される
と、プログラムで指令されている射出圧力(射出時に射
出圧力を指令しない場合は最大圧力が出力される)はPM
C用CPU19よりBAC18,出力回路14,D/A変換器11を介して圧
力制御ユニット7に出力され、力検出器3で検出された
圧力と比較され、その差に応じサーボ回路10内のトルク
リミット手段によってトルク制限がされる。
一方、NC用CPU17は射出開始指令によりサーボインタフ
ェース16を介して射出軸用のサーボ回路10にパルス分配
を開始し、射出軸用サーボモータ5を駆動する。射出工
程が終了し、保圧工程になると、保圧各段の指令圧力が
前述と同様にBAC18,出力回路14,D/A変換器11を介して圧
力制御ユニット7に出力され力検出器3で検出された圧
力との差により、サーボ回路10内のトルクリミット手段
でトルク制限が行われ、指令圧力と検出圧力が一致する
ように保圧制御が行われる。
一方、力検出器3で検出された圧力は圧力制御ユニット
7を介してA/D変換器8でデジタル信号に変換され、こ
のデジタル信号に変換された検出圧力(Pp)は、所定サ
ンプリング周期でRAM20に書込まれる。又、射出軸用サ
ーボモータ5の駆動電流値(Ps)もA/D変換器9で変換
され、A/D変換器8のサンプリング周期と同期してRAM20
に書込まれる。
そして、PMC用CPU19は、射出開始から計量終了までの
間、所定周期で第3図に示す異常検出処理の処理を行
う。
まず、力検出器3で検出されたシリンダー内樹脂圧を示
す値Ppと、サーボモータ5の駆動電流値、即ち、間接的
にスクリュー射出圧力を示す値PsをRAM20から読み出し
(ステップS1)、シリンダー内樹脂圧を示す値Ppとスク
リュー射出圧力を示す値Psとの差を求め、この差、即
ち、シリンダー内樹脂圧とスクリュー射出圧力との差
が、予め設定された許容範囲εの範囲内にあるか否かを
判別し(ステップS2)、シリンダー内樹脂圧Ppとスクリ
ュー射出圧力Psとの差が予め設定された許容範囲εの範
囲内であれば、力検出器3及び射出駆動手段となるサー
ボモータ5が正常な状態にあるものと見做してステップ
S3に移行し、計量終了信号が既に入力されているか否
か、即ち、射出開始から計量終了に至るサイクル処理が
終了しているか否かを確認し、サイクルの途中であって
計量が終了していなければ、再びステップS1に復帰して
ステップS1−ステップS2−ステップS3から成る監視ルー
プを形成し、シリンダー内樹脂圧Ppとスクリュー射出圧
力Psの監視を続ける。
一方、上記監視ループを実行する間に、力検出器3或い
はスクリュー駆動手段となる射出軸用サーボモータ5の
いずれかに故障が生じ、力検出器3が正常にシリンダー
内樹脂圧を検出することができなくなったり、サーボモ
ータ5に異常電流が流れたりした場合には、同一である
べきシリンダー内樹脂圧Ppとスクリュー射出圧力Psとの
間に差が生じて、予め設定された許容範囲εの範囲を超
えるため、ステップS2でこれが検出される。この場合、
PMC用CPU19の処理はステップS4に移行し、BAC18、OPC22
を介してアラームを出力し、CRT/MDI24等によって異常
表示を行い、力検出器3或いはサーボモータ5に異常が
発生したことをオペレータに警告し、更に、サーボモー
タ5の駆動出力を停止してシリンダー内の樹脂圧が異常
に上昇するような事故を未然に防止する(ステップS
5)。
なお、この実施例ではシリンダー内樹脂圧を検出する樹
脂圧検出手段として、スクリュー1と射出駆動軸4との
間に配設され、スクリュー1の軸方向に作用する樹脂圧
を検出し間接的にシリンダー内の樹脂圧を測定する力検
出器3を用いているが、例えば、シリンダー2内に設け
られた圧力センサ等、直接間接に関わらずシリンダー内
の樹脂圧を検出できるものであればその構成を問わな
い。又、上記実施例では、力検出器3と射出軸用サーボ
モータ5の駆動電流をデジタル信号に変換して比較した
が、力検出器3の出力と射出軸用サーボモータ5の駆動
電流との差を差動増幅器等で検出し、この差が所定レベ
ル以上になったとき異常発生として異常検知信号を出力
させるようにしてもよい。
発明の効果 本発明によれば、樹脂圧検出手段や射出軸用駆動手段に
生じた異常が自動的に検知されるので、圧力制御におけ
る繰返し精度の低下が未然に防止される。したがって、
成形不良等、射出成形機の無人運転に伴うリスクが大幅
に減少し合理的な成形作業が可能となる。又、樹脂圧検
出手段やスクリュー駆動手段の異常によって不完全な圧
力制御が行われることはなくなるので、スクリュー,駆
動系,金型等に異常な負荷が作用して損傷を与えること
はなく、更に、シリンダー内の樹脂に異常な圧力が作用
することがないので成形作業の安全性も一段と向上す
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のブロック図、第2図は一実施例の制御
系要部を示すブロック図、第3図は異常検出処理を示す
フローチャートである。 1…スクリュー、2…シリンダー、3…力検出器、4…
シンコントローラ用CPU、3…シリンダー、4…射出駆
動軸、5…射出軸用サーボモータ、6…伝動装置、7…
圧力制御ユニット、8,9…A/D変換器、10…サーボ回路、
11…D/A変換器、12,20…RAM、13…共有RAM、14…出力回
路、15…入力回路、16…サーボインタフェース、17…NC
用CPU、18…バスアービタコントローラ、19…プログラ
マブルマシンコントローラ用CPU、21,23…ROM、22…オ
ペレータパネルコントローラ、24…CRT/MDI。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シリンダー内樹脂圧を検出する樹脂圧検出
    手段と、スクリューをスクリュー軸方向に駆動するスク
    リュー駆動手段の駆動力を検出する駆動力検出手段と、
    上記樹脂圧検出手段及び駆動力検出手段で検出された値
    を比較し、その差が所定許容範囲を超えると異常発生と
    して検知する異常発生検知手段とを備えた事を特徴とす
    る射出成形機の駆動系異常検出装置。
  2. 【請求項2】上記スクリュー駆動手段はサーボモータを
    駆動源とし、上記駆動力検出手段は上記サーボモータの
    駆動電流値によって駆動力を検出するようにした特許請
    求の範囲第1項記載の射出成形機の駆動系異常検出装
    置。
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