(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動モータを用いた駆動部における一定期間の負荷レベルを求め、前記負荷レベルが過負荷領域に入ったなら過負荷処理を行う電動射出成形機の制御方法において、成形サイクル毎に、射出モータ，計量モータ，型締モータ，突出しモータを用いた二以上の各駆動部における一定期間の負荷レベルを求めるとともに、いずれかの負荷レベルが過負荷領域に入ったなら、負荷レベルの大きさに対応したサイクル伸長時間を求め、このサイクル伸長時間により成形サイクルにおける全ての駆動モータが運転を停止している区間又は負荷レベルがきわめて小さい区間の時間が長くなるように設定変更し、成形サイクルの周期を長くするサイクル時間伸長処理を行い、さらに、サイクル時間伸長処理後に、前記負荷レベルが、予め設定した停止用設定値に達したなら前記駆動モータを停止する制御を行うことを特徴とする電動射出成形機の制御方法。
【請求項２】
前記サイクル時間伸長処理は、自動又は手動で行うことを特徴とする請求項１記載の電動射出成形機の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動部に駆動モータ（サーボモータ）を用いた電動射出成形機の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、駆動部にサーボモータを用いる電動射出成形機では、負荷電流に応じてサーボモータが発熱するため、成形条件や成形環境等により、サーボモータがいわゆるオーバヒートしてサーボモータの動作不良や破損等を招く虞れがある。したがって、この種の電動射出成形機では、通常、サーボモータの発熱量を検出するとともに、発熱量（検出値）が予め設定した停止用設定値に達したなら過負荷状態と判断し、サーボモータを強制的に停止する制御を行うことにより、サーボモータの保護を図っている。
【０００３】
ところで、射出成形機の場合、成形中におけるサーボモータの停止は、成形工程が途中で中断することになるため、稼働率を低下させてしまうなどの成形再開後の成形工程に悪影響を及ぼす虞れがあり、成形工程の中断はできるだけ避ける必要がある。このため、従来では、例えば、特開平１１−２３５７４３号公報のように、試運転時において、サーボモータに流れる負荷電流に基づいて過負荷不安領域に入っているか否かを判断し、過負荷不安領域に入っている場合には、運転設定条件が余裕を持つように見直すことにより、実際の成形時に、運転（成形工程）が中断されることがないようにした運転設定条件チェック方法も提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来の方法は、次のような問題点があった。
【０００５】
第一に、正規の成形を行う前の試運転段階における設定条件の見直しに過ぎないため、実際に成形を行う際の動作状態を反映できない。したがって、成形途中の無用な中断を生じる虞れがあり、安定性及び信頼性に難がある。
【０００６】
第二に、試運転段階において運転設定条件に余裕を持つように見直すため、最適な成形条件を設定できない虞れがあり、成形品質及び生産性の低下を招いてしまう。
【０００７】
本発明は、このような従来の技術に存在する課題を解決したものであり、成形途中の無用な中断を確実に回避することにより安定性及び信頼性を高めるとともに、常に最適な設定条件を設定維持することにより成形品質及び生産性の低下を回避するようにした電動射出成形機の制御方法の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び実施の形態】
本発明に係る電動射出成形機１の制御方法は、駆動モータを用いた駆動部における一定期間の負荷レベルを求め、この負荷レベルが過負荷領域に入ったなら過負荷処理を行うに際し、成形サイクル毎に、射出モータＭａ，計量モータＭｂ，型締モータＭｃ，突出しモータＭｄを用いた二以上の各駆動部における一定期間の負荷レベルＸｃ…を求めるとともに、いずれかの負荷レベルＸｃ…が過負荷領域に入ったなら、負荷レベルＸｃ…の大きさに対応したサイクル伸長時間ｔｃ…を求め、このサイクル伸長時間ｔｃ…により成形サイクルにおける全ての駆動モータ（Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃ及びＭｄ）が運転を停止している区間又は負荷レベルＸｃ…がきわめて小さい区間の時間が長くなるように設定変更し、成形サイクルの周期を長くするサイクル時間伸長処理を行い、さらに、サイクル時間伸長処理後に、負荷レベルＸｃ…が、予め設定した停止用設定値Ｘｓに達したなら駆動モータを停止する制御を行うことを特徴とする。
【０００９】
この場合、好適な実施の態様により、サイクル時間伸長処理は、自動で行ってもよいし手動で行ってもよい。
【００１０】
【実施例】
次に、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。
【００１１】
まず、本実施例に係る制御方法を実施できる電動射出成形機１の構成について、図３を参照して説明する。
【００１２】
図３は、金型Ｃの型締を行う型締装置１ｃに備える型締機構の駆動部となる型締モータＭｃを制御する制御系を示す。１０はサーボアンプであり、このサーボアンプ１０には、型締モータ（サーボモータ）Ｍｃを駆動するモータドライブ回路１１を備えるとともに、型締モータＭｃに供給される負荷電流Ｉｃから負荷レベルＸｃを求める負荷レベル演算部１２を備える。このため、モータドライブ回路１１と型締モータＭｃを接続する接続ラインには、型締モータＭｃに供給される負荷電流Ｉｃの大きさを検出する電流検出器１３を付設する。
【００１３】
一方、型締モータＭｃには、当該型締モータＭｃの発熱温度を直接検出し、設定温度に達したなら過負荷検出信号を出力する第一サーモスタット１４を付設するとともに、モータドライブ回路１１には、当該モータドライブ回路１１の発熱温度を直接検出し、設定温度に達したなら過負荷検出信号を出力する第二サーモスタット１５を付設する。そして、第一サーモスタット１４及び第二サーモスタット１５は、負荷レベル演算部１２に接続する。
【００１４】
他方、Ｕはコンピュータ処理機能を有するコントローラ本体部であり、このコントローラ本体部Ｕには、コンピュータ処理機能に基づく制御指令部１６及び負荷レベル判断部１７を備えるとともに、表示処理部１８を備える。この場合、負荷レベル判断部１７には、負荷レベル演算部１２から負荷レベルＸｃが付与されるとともに、負荷レベル判断部１７の判断結果は、制御指令部１６及び表示処理部１８にそれぞれ付与される。また、制御指令部１６からモータドライブ回路１１には、型締モータＭｃを制御する制御信号Ｓｃが付与される。さらに、負荷レベル演算部１２は、表示処理部１８とモータドライブ回路１１に接続するとともに、表示処理部１８の出力側は、表示部（ディスプレイ）１９に接続する。
【００１５】
以上、型締モータＭｃに対する制御系を示したが、電動射出成形機１は、その他の駆動部に備える駆動モータとして、図３に示すように、型締装置１ｃの金型Ｃにより成形された成形品に対する突出しを行う突出しモータ（サーボモータ）Ｍｄ，射出装置１ｉのスクリュを進退移動させる射出モータ（サーボモータ）Ｍａ，射出装置１ｉのスクリュを回転させる計量モータ（サーボモータ）Ｍｂ等を備えており、各モータＭａ，Ｍｂ，Ｍｄにも前述したサーボアンプ１０と同様のサーボアンプ（１０…）が接続されている。したがって、各サーボアンプ（１０…）の負荷レベル演算部（１２…）から得る射出モータＭａの負荷レベルＸａ，計量モータＭｂの負荷レベルＸｂ及び突出しモータＭｄの負荷レベルＸｄもそれぞれ負荷レベル判断部１７に付与されるとともに、制御指令部１６からは各サーボアンプ（１０…）のモータドライブ回路（１１…）に対して射出モータＭａを制御するための制御信号Ｓａ，計量モータＭｂを制御するための制御信号Ｓｂ及び突出しモータＭｄを制御するための制御信号Ｓｄが付与される。また、各モータＸａ…及び各モータドライブ回路（１１…）には、第一サーモスタット１４と第二サーモスタット１５と同様のサーモスタットを付設し、各サーモスタット１４，１５は負荷レベル演算部１２に接続する。
【００１６】
次に、本実施例に係る電動射出成形機１の制御方法について、図３及び図４を参照しつつ図１及び図２に示すフローチャートに従って説明する。
【００１７】
図４は、射出モータＭａ，計量モータＭｂ，型締モータＭｃ及び突出しモータＭｄの動作状態を示すタイミングチャートである。なお、図４中、「ＯＦＦ」は、必ずしも各モータＭａ…に対する通電停止を意味するものではなく、各モータＭａ…が無負荷の状態で作動している場合も含む。
【００１８】
今、通常の成形工程が行われているものとする。型締モータＭｃは、図４（ｃ）のように、型締工程（型閉工程を含む）及び型開工程で作動（ＯＮ）して負荷電流Ｉｃが流れるとともに、他の工程では停止（ＯＦＦ）する。型締モータＭｃの作動（ＯＮ）区間では、当該型締モータＭｃに負荷電流Ｉｃが流れるため、この負荷電流Ｉｃに基づいて負荷レベルＸｃを求める。
【００１９】
まず、負荷電流Ｉｃの大きさを、電流検出器１３により検出する（ステップＳ１）。この検出結果は負荷レベル演算部１２に付与し、演算により負荷レベルＸｃを求める。即ち、一成形サイクル区間における負荷の大きさ（負荷電流Ｉｃ）の二乗を時間で積分するとともに、実効値（平均値）による負荷レベルＸｃを求める（ステップＳ２，Ｓ３）。具体的には、連続運転可能な最大負荷に対する割合をｘ〔％〕とした場合、一成形サイクル区間の負荷レベルＸｃは、Ｘｃ＝ｘ１２・ｔ１＋ｘ２２・ｔ２＋ｘ３２・ｔ３…ｘｎ２・ｔｎにより求められる。
【００２０】
同様に、射出モータＭａは、図４（ａ）のように、射出工程及び計量工程で作動（ＯＮ）するとともに、他の工程では停止（ＯＦＦ）する。また、計量モータＭｂは、図４（ｂ）のように、計量工程で作動（ＯＮ）し、かつ他の工程では停止（ＯＦＦ）する。さらに、突出しモータＭｄは、図４（ｄ）のように、突出し工程で作動（ＯＮ）するとともに、他の工程では停止（ＯＦＦ）する。したがって、図２に示すように、射出モータＭａ，計量モータＭｂ及び突出しモータＭｄ側においても、上述した型締モータＭｃ側と同様に、射出モータＭａの負荷レベルＸａ，計量モータＭｂの負荷レベルＸｂ及び突出しモータＭｄの負荷レベルＸｄを求める（ステップＳ２１．Ｓ２２，Ｓ２３，Ｓ２４）。
【００２１】
一方、得られた負荷レベルＸａ，Ｘｂ，Ｘｃ，Ｘｄは、負荷レベル判断部１７に付与する。これにより、負荷レベル判断部１７は、付与される負荷レベルＸａ…を監視し、過負荷領域に入ったか否かを判断する（ステップＳ４）。そして、いずれかの負荷レベルＸａ…が、過負荷領域に入ったと判断したなら、過負荷信号を制御指令部１６に付与する。これにより、制御指令部１６は、サイクル伸長時間ｔａ…を演算する（ステップＳ５）。一例として、今、型締モータＭｃを用いた駆動部に対して、過負荷領域に入ったと判断する過負荷レベルＸｆを９５〔％〕に設定したものとする。これにより、一成形サイクル区間の負荷レベルＸｃが９５〔％〕を越えた場合、サイクル伸長時間ｔｃを演算する。この場合、サイクル伸長時間ｔｃは、ｔｃ＝Ｋ・［｛Ｘｃ／（０．９５）２｝−１］−ｔｍ（ただし、Ｋ：係数，ｔｍ：一成形サイクル時間）により求めことができる。なお、Ｋは実験等により求めることができ、同式で求められるサイクル伸長時間ｔｃを設定した際に過負荷にならない値を選定する。また、他の負荷レベルＸａ，Ｘｂ，Ｘｄに対しても同様の処理を行う（ステップＳ２５，Ｓ２６，Ｓ２７，Ｓ２８，Ｓ２９）。
【００２２】
そして、得られたサイクル伸長時間ｔａ…を用いて、成形サイクルの周期を長くするサイクル時間伸長処理を行う（ステップＳ６、ステップＳ３０）。即ち、全ての駆動モータＭａ…が運転を停止している区間又は負荷レベルＸｃ…がきわめて小さい区間の時間が長くなるように設定変更する。具体的には、全モータＭａ…が処理を停止している区間となる計量開始前，型開閉開始前，次サイクル開始前の一又は二以上の区間の時間が長くなるように設定変更する。このサイクル時間伸長処理は、自動又は手動により行うことができる。手動の場合には、サイクル時間伸長処理を行うか否かはオペレータの判断により任意に選択できる。自動で行った場合には、その旨をイベントログファイルに書き込むとともに、表示部１９により表示を行う。また、負荷レベルＸａ…及びサイクル伸長時間ｔａ…は、表示処理部１８に付与し、表示部１９により表示する。これにより、オペレータは、負荷状態をリアルタイムで監視できるため、過負荷領域に入る可能性やどの程度の時間で過負荷領域から脱するかなどを速やかに判断できる。以上の処理は一成形サイクル単位で行われる。
【００２３】
よって、このようなサイクル時間伸長処理を行うことにより、各モータＭａ…を停止させている時間、即ち、冷却時間を長くすることができる。一方、サイクル時間伸長処理を行った後も、負荷レベル判断部１７は負荷レベルＸａ…を監視し、過負荷レベルＸｆ未満になったらサイクル時間伸長処理を行う前の状態に復帰させる。この場合、サイクル時間伸長処理を行う前の状態にそのまま復帰させてもよいし、サイクル時間伸長処理を行う前の状態を下限として、負荷レベルＸａ…が過負荷レベルＸｆを下回った量に対応して成形サイクルの周期が短くなるように設定してもよい。
【００２４】
したがって、負荷レベルＸａ…の上昇が一時的なものであれば、成形工程の中断は回避される。一方、このようなサイクル時間伸長処理を行っても、負荷レベルＸａ…が低下せずに上昇し、停止用設定値Ｘｓに達した場合には、単なる一時的な上昇ではなく、異常や故障等が考えられるため、この時点でモータＭａ…の作動を停止させる制御を行う（ステップＳ７，Ｓ８、ステップＳ３１，Ｓ３２）。停止用設定値Ｘｓは、各モータＭａ，Ｍｂ，Ｍｃ，Ｍｄ（各駆動部）が、サイクル時間伸長処理によっても解消できない過負荷状態に達した際に、各モータＭａ…を停止させる設定値であり、予め、負荷レベル判断部１７に設定する。
【００２５】
他方、第一サーモスタット１４…と第二サーモスタット１５…により、各モータＭａ…と各モータドライブ回路１１…の発熱を直接的に監視する（ステップＳ９，Ｓ１１）。前述した負荷レベルＸａ…に基づく監視は、負荷電流Ｉｃ…に基づく間接的な監視であるため、このような間接的な監視と直接的な監視により二重の保護機能を持たせている。これにより、例えば、外部環境（室温）の変化等により、実際の温度上昇が大きい場合等には、負荷レベルＸａ…に基づく間接的な監視では対応できない虞れもあるため、各サーモスタット１４…，１５…のいずれかが、過負荷状態に基づいて検出信号を出力した場合には、過負荷停止処理を行う（ステップＳ１０，Ｓ１２，Ｓ８）。この場合、適正な外部環境温度で使用しているときは、最初に、負荷レベルＸａ…に基づく間接的な監視により過負荷が検出され、次いで、各サーモスタット１４…，１５…による過負荷検出が行われるように設定する。
【００２６】
このような本実施例に係る電動射出成形機の制御方法によれば、成形サイクル毎に、射出モータＭａ，計量モータＭｂ，型締モータＭｃ及び突出しモータＭｄを用いた各駆動部における一定期間の負荷レベルＸｃ…を求めるとともに、いずれかの負荷レベルＸｃ…が過負荷領域に入ったなら、負荷レベルＸｃ…の大きさに対応したサイクル伸長時間ｔｃ…を求め、このサイクル伸長時間ｔｃ…により成形サイクルにおける全ての駆動モータ（Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃ及びＭｄ）が運転を停止している区間又は負荷レベルＸｃ…がきわめて小さい区間の時間が長くなるように設定変更し、成形サイクルの周期を長くするサイクル時間伸長処理を行うようにしたため、成形途中の中断を回避できるとともに、特に、実際に成形を行う際の動作状態を直接反映させることができるため、無用な中断を確実に回避でき、安定性及び信頼性を高めることができる。一方、サイクル時間を長くすることは成形時間が長くなることを意味し、生産性を低下させる原因となるが、本実施例に係る制御方法では、一定の時間を一律に延ばすのではなく、負荷レベルＸａ…の大きさに対応した必要な時間だけ延ばすようにしたため、生産性を無用に低下させる不具合を回避できる。また、他の成形条件は変更しないため、常に最適な設定条件を設定維持することができ、成形品質及び生産性の低下を回避できる。
【００２７】
以上、実施例について、詳細に説明したが本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、細部の構成，形状，手法等において本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更，追加，削除することができる。例えば、駆動モータとして、射出モータＭａ，計量モータＭｂ，型締モータＭｃ，突出しモータＭｄを例示したが、他の駆動部におけるモータを排除するものではない。
【００２８】
【発明の効果】
このように、本発明に係る電動射出成形機の制御方法は、成形サイクル毎に、射出モータ，計量モータ，型締モータ，突出しモータを用いた二以上の各駆動部における一定期間の負荷レベルを求めるとともに、いずれかの負荷レベルが過負荷領域に入ったなら、負荷レベルの大きさに対応したサイクル伸長時間を求め、このサイクル伸長時間により成形サイクルにおける全ての駆動モータが運転を停止している区間又は負荷レベルがきわめて小さい区間の時間が長くなるように設定変更し、成形サイクルの周期を長くするサイクル時間伸長処理を行い、さらに、サイクル時間伸長処理後に、負荷レベルが、予め設定した停止用設定値に達したなら駆動モータを停止する制御を行うようにしたため、次のような顕著な効果を奏する。
【００２９】
（１）  成形途中の無用な中断を確実に回避することができるため、安定性及び信頼性を高めることができる。
【００３０】
（２）  他の成形条件を変更することなく、常に最適な成形条件を設定維持した状態で成形できるため、成形品質及び生産性の低下を回避できる。
【００３１】
（３）  サイクル時間伸長処理は、成形サイクルにおける全ての駆動モータが運転を停止している区間又は負荷レベルがきわめて小さい区間の時間が長くなるように設定変更するため、成形条件に対する直接的な影響を回避できる。
【００３２】
（４）  サイクル時間伸長処理後に、負荷レベルが停止用設定値に達したなら駆動モータを停止する制御を行うようにしたため、一時的な過負荷状態と異常や故障に基づく過負荷状態に対して的確に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施例に係る制御方法の処理手順を示すフローチャート、
【図２】同制御方法の処理手順を示す各駆動モータに着目したフローチャート、
【図３】同制御方法を実施できる電動射出成形機の制御系のブロック系統図、
【図４】同電動射出成形機の駆動部に備える各駆動モータの動作状態を示すタイミングチャート、
【符号の説明】
１      電動射出成形機
Ｍａ    射出モータ（駆動モータ）
Ｍｂ    計量モータ（駆動モータ）
Ｍｃ    型締モータ（駆動モータ）
Ｍｄ    突出しモータ（駆動モータ）
Ｘｃ…  負荷レベル
【図１】
0003607650.tif 000002
【図２】
0003607650.tif 000003
【図３】
0003607650.tif 000004
【図４】
0003607650.tif 000005