(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチを介して共通のヒータ電力供給線に接続されている複数個のヒータを温度センサからの信号に基づいて個別にＯＮ／ＯＦＦして加熱シリンダや射出ノズルの温度を制御するようになっている射出成形機の、前記ヒータの断線を検出するヒータ断線検出方法であって、
該ヒータ断線検出方法は、１次検出と２次検出とから構成され、
前記１次検出は、前記温度の制御において、ＯＮ状態のヒータの理論上の電流値の合計値と前記ヒータ電力供給線において測定される実測電流値の偏差を監視するようにし、
前記２次検出は、前記温度の制御を中断し、前記ＯＮ状態にあったヒータのみを検査対象群とし、前記検査対象群に属するヒータの個数が４個以上のとき、ヒータの個数がほぼ同数になるように前記検査対象群を２個のグループに分割し、そして一方のグループのヒータを同時にＯＮし、このとき該グループのヒータの理論上の電流値の合計値と前記実測電流値の偏差が前記しきい値を越えたら該一方のグループを第２次の検査対象群とし、越えなかったら他方のグループを第２次の検査対象群とするようにし、
前記第２次の検査対象群に属するヒータの個数が４個以上のとき、ヒータの個数がほぼ同数になるように前記第２次の検査対象群を２個のグループに分割し、そして一方のグループのヒータを同時にＯＮし、このとき該グループのヒータの理論上の電流値の合計値と前記実測電流値の偏差が前記しきい値を越えたら該一方のグループを第３次の検査対象群とし、越えなかったら他方のグループを第３次の検査対象群とするようにし、
以下同様にして第ｉ次の検査対象群を定めるようにし、
第ｍ次の検査対象群に属するヒータの個数が３個以内のとき、該第ｍ次の検査対象群のヒータを１個ずつＯＮ／ＯＦＦして実測電流値を確認して断線の検査をすることを特徴とする射出成形機のヒータ断線検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチを介して共通のヒータ電力供給線に接続されている複数個のヒータを温度センサからの信号に基づいて個別にＯＮ／ＯＦＦして加熱シリンダや射出ノズルの温度を制御するようになっている射出成形機において、ヒータの断線を検出する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
射出成形機の射出装置は従来周知のように、加熱シリンダ、この加熱シリンダの先端に設けられている射出ノズル、加熱シリンダ内で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等から構成されている。加熱シリンダや射出ノズルには、外周面に複数個のヒータが設けられ、そして複数個の温度センサも埋め込まれている。これらの複数個のヒータには、それぞれ個別のスイッチが設けられ、スイッチは射出成形機のコントローラに接続されている。また温度センサもコントローラに接続されている。これによってコントローラは、温度センサからの信号に基づいて複数個のヒータをＯＮ／ＯＦＦして、加熱シリンダや射出ノズルを所望の温度になるように制御することができる。
【０００３】
射出装置に設けられているこのような複数個のヒータは、加熱シリンダへの取付状態が不完全になっていても断線するが、寿命によっても断線する。すなわちヒータは高温に晒されているので長期間使用すると劣化して断線してしまう。このようなヒータの断線を検出する方法として、ヒータのそれぞれに電流センサを設ける方法が周知である。すなわち複数個のヒータは、共通のヒータ電力供給線から分岐している複数のヒータ回路のそれぞれに接続されているが、これらのヒータ回路毎に電流センサを設ける。そして各電流センサで電流を測定して、ＯＮ状態にあるヒータについて電流の有無を監視する。これによってヒータの断線の有無を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−０７１３０６号公報
【０００５】
特許文献１には、ヒータ電力供給線に３個の電流センサを設けて複数個のヒータの断線を検出するヒータの断線検出方法が記載されている。特許文献１に記載の射出成形機においても、複数個のヒータは共通のヒータ電力供給線から分岐している複数のヒータ回路のそれぞれに接続されているが、電流センサはヒータ電力供給線にのみ設けられている。このような射出成形機において、所定の周期、例えば１００秒毎に温度制御を中断して全てのヒータをＯＦＦする。そして１個ずつ順番にヒータを選択してＯＮし、電流センサによって電流を測定する。電流の測定値を予め記憶されている正常時の電流値と比較し、その偏差が許容範囲を超えた場合に、そのヒータは断線していると判断する。全てのヒータについて検査したら温度制御を再開する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の方法によっても、特許文献１の方法によってもヒータの断線を適切に検出することはできる。しかしながらこれらの方法においては解決すべき問題も見受けられる。例えば従来の方法については、各ヒータ回路毎に電流センサを設けなければならないので、装置の価格が高くなるし配線が複雑になるという問題がある。特に大型の射出成形機においてはヒータの個数が多くなるので、これらの問題は大きい。特許文献１に記載の方法においては、電流センサは３個だけで済むのでコストは安いが、ヒータの断線を検査している間、温度制御を中断しなければならないし、検査のためにヒータのＯＮ／ＯＦＦをすると制御における外乱となってしまい温度制御の妨げになってしまう。特に検査の頻度を大きくすると温度制御が度々中断されることになり影響は大きい。検査の頻度を小さくすると温度制御に与える影響を小さくすることはできるが、常時の監視ができないのでヒータの断線の検出が遅れてしまう。そしてヒータのＯＮ／ＯＦＦは一般的に電磁接触器によって実施するが、温度制御だけでなく断線の検査を目的としてＯＮ／ＯＦＦを繰り返すと電磁接触器の寿命にも影響を与えてしまう。特許文献１に記載の方法においては、全てのヒータについて断線を検査しているので、温度制御において使用していないヒータがあっても断線の検査は実施する。断線のほとんどがヒータの使用中に発生することを考慮すると、不使用状態のヒータについて断線を検査するのは無駄であるとも言える。
【０００７】
本発明は、上記したような問題点を解決した、射出成形機におけるヒータの断線検出方法を提供することを目的としており、具体的には安価でシンプルな装置で実施でき、温度制御に影響を与えることもなく、電磁接触器に負担をかけることもなく、そして検出が早く効率よく断線を検出できる、射出成形機のヒータの断線検出方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するために、スイッチを介して共通のヒータ電力供給線に接続されている複数個のヒータを温度センサからの信号に基づいて個別にＯＮ／ＯＦＦして加熱シリンダや射出ノズルの温度を制御するようになっている射出成形機におけるヒータの断線を検出する方法として構成する。この検出方法においては、温度の制御において、ＯＮ状態のヒータの理論上の電流値の合計値とヒータ電力供給線において測定される実測電流値の偏差を監視する。この偏差が所定のしきい値を越えたとき、ＯＮ状態のヒータのいずれかが断線したと仮定して、温度の制御を中断する。そして温度制御中にＯＮ状態にあったヒータ、すなわち検査対象群のヒータを１個ずつＯＮ／ＯＦＦして実測電流値を確認して断線の検査をするように構成する。また、検査対象群のヒータの個数が４個以上のときには、いわゆる二分探索法に類似した方法で断線の可能性のあるヒータを絞り込む。すなわち、検査対象群のヒータをほぼ同数の２グループに分割し、一方のグループのヒータを同時にＯＮして、理論上の電流値と実測電流値を比較し、その偏差が大きいときにはこのグループのヒータに断線の可能性があると判断し、偏差が小さいときには他方のグループのヒータに断線の可能性があると判断する。
【０００９】
かくして、請求項１記載の発明は、上記目的を達成するために、スイッチを介して共通のヒータ電力供給線に接続されている複数個のヒータを温度センサからの信号に基づいて個別にＯＮ／ＯＦＦして加熱シリンダや射出ノズルの温度を制御するようになっている射出成形機の、前記ヒータの断線を検出するヒータ断線検出方法であって、該ヒータ断線検出方法は、１次検出と２次検出とから構成され、前記１次検出は、前記温度の制御において、ＯＮ状態のヒータの理論上の電流値の合計値と前記ヒータ電力供給線において測定される実測電流値の偏差を監視するようにし、前記２次検出は、前記温度の制御を中断し、前記ＯＮ状態にあったヒータのみを検査対象群とし、前記検査対象群に属するヒータの個数が４個以上のとき、ヒータの個数がほぼ同数になるように前記検査対象群を２個のグループに分割し、そして一方のグループのヒータを同時にＯＮし、このとき該グループのヒータの理論上の電流値の合計値と前記実測電流値の偏差が前記しきい値を越えたら該一方のグループを第２次の検査対象群とし、越えなかったら他方のグループを第２次の検査対象群とするようにし、前記第２次の検査対象群に属するヒータの個数が４個以上のとき、ヒータの個数がほぼ同数になるように前記第２次の検査対象群を２個のグループに分割し、そして一方のグループのヒータを同時にＯＮし、このとき該グループのヒータの理論上の電流値の合計値と前記実測電流値の偏差が前記しきい値を越えたら該一方のグループを第３次の検査対象群とし、越えなかったら他方のグループを第３次の検査対象群とするようにし、以下同様にして第ｉ次の検査対象群を定めるようにし、第ｍ次の検査対象群に属するヒータの個数が３個以内のとき、該第ｍ次の検査対象群のヒータを１個ずつＯＮ／ＯＦＦして実測電流値を確認して断線の検査をすることを特徴とする射出成形機のヒータ断線検出方法として構成される。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように、本発明は、スイッチを介して共通のヒータ電力供給線に接続されている複数個のヒータを温度センサからの信号に基づいて個別にＯＮ／ＯＦＦして加熱シリンダや射出ノズルの温度を制御するようになっている射出成形機の、ヒータの断線を検出する方法として構成されている。従って実質的にほとんどの射出成形機において実施することができる。そして本発明は、１次検出と２次検出とから構成され、１次検出では温度の制御において、ＯＮ状態のヒータの理論上の電流値の合計値とヒータ電力供給線において測定される実測電流値の偏差を監視するようにする。そして偏差が所定のしきい値を越えたときに２次検出をするようにする。２次検出は温度の制御を中断し、ＯＮ状態にあったヒータのみを検査対象群とし、所定の方法で検査する。そうすると、本発明の実施に必要な電流センサはヒータ電力供給線の３個だけで済み、安価でシンプルな装置で実施できることになる。またヒータの断線の検査は、ＯＮ状態のヒータの理論上の電流値の合計値と実測電流値の偏差を監視して、これが所定のしきい値を越えたときだけ実施するよう構成されているので、温度制御中に常時ヒータの断線を監視することになり、断線の発生を速やかに検出することができる。またヒータの断線の検査は必要なときに限られる。さらには断線の発生がない限り、温度制御を中断しないので温度制御に影響を与えることがない。また不必要にヒータの断線を検査しないので、電磁接触器に負担をかけることもない。そしてヒータの断線は、ヒータがＯＮのときに発生することがほとんどであるが、温度制御時にＯＮ状態であったヒータだけを対象としてヒータの断線の検査を実施するので、検査に無駄がなく効率が高い。本発明によると２次検出で実施する所定の方法は次のように構成されている。すなわち検査対象群に属するヒータの個数が４個以上のとき、ヒータの個数がほぼ同数になるように検査対象群を２個のグループに分割し、そして一方のグループのヒータを同時にＯＮし、このとき該グループのヒータの理論上の電流値の合計値と実測電流値の偏差がしきい値を越えたら該一方のグループを第２次の検査対象群とし、越えなかったら他方のグループを第２次の検査対象群とするようにし、第２次の検査対象群に属するヒータの個数が４個以上のとき、ヒータの個数がほぼ同数になるように第２次の検査対象群を２個のグループに分割し、そして一方のグループのヒータを同時にＯＮし、このとき該グループのヒータの理論上の電流値の合計値と実測電流値の偏差がしきい値を越えたら該一方のグループを第３次の検査対象群とし、越えなかったら他方のグループを第３次の検査対象群とするようにし、以下同様にして第ｉ次の検査対象群を定めるようにし、第ｍ次の検査対象群に属するヒータの個数が３個以内のとき、該第ｍ次の検査対象群のヒータを１個ずつＯＮ／ＯＦＦして実測電流値を確認して断線の検査をする。これはいわゆる二分探索法に類似した手法であり、ヒータの断線の検査の効率が高くなる。つまり速やかに断線したヒータを特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る射出成形機の射出装置を模式的に示す正面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る射出成形機におけるヒータの断線の検出方法を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態に係る射出成形機も、従来の射出成形機と同様に構成されており、射出装置と型締装置とから概略構成されている。図１には射出装置１が模式的に示されている。射出装置１は、加熱シリンダ２と、この加熱シリンダ２の先端に設けられている射出ノズル３と、加熱シリンダ２内で回転方向と軸方向とに駆動可能に設けられているスクリュとから構成されている。図１にはスクリュは示されていない。加熱シリンダ２と射出ノズル３には、バンドヒータからなるヒータ５ａ、５ｂ、５ｃ、…が巻かれている。これらのヒータ５ａ、５ｂ、５ｃ、…は、それぞれ共通のヒータ電力供給線７から分岐したヒータ回路８ａ、８ｂ、８ｃ、…によって電力の供給を受けるようになっており、各ヒータ回路８ａ、８ｂ、８ｃ、…のそれぞれにはスイッチ、すなわち電磁接触器９ａ、９ｂ、９ｃ、…が介装されている。従って任意の電磁接触器９ａ、９ｂ、９ｃ、…をＯＮすると、対応するヒータ５ａ、５ｂ、５ｃ、…が通電されて加熱されることになる。これらの電磁接触器９ａ、９ｂ、９ｃ、…は射出成形機のコントローラ１１に接続されており、コントローラ１１からの指令によってＯＮ／ＯＦＦされるようになっている。加熱シリンダ２と射出ノズル３には、複数個の温度センサ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、…が埋め込まれ、各部分の温度が測定されるようになっている。これらの温度センサ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、…もコントローラ１１に接続され、各部分の温度がコントローラ１１に入力されるようになっている。従ってコントローラ１は、温度センサ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、…からの信号を受けて、電磁接触器９ａ、９ｂ、９ｃ、…を適切に操作してヒータ５ａ、５ｂ、５ｃ、…をＯＮ／ＯＦＦして、加熱シリンダ２や射出ノズル３を適切な温度に制御することができる。図１において、コントローラ１１内において動作するこのような処理が模式的に機能ブロックとして示されており、ヒータ操作部１４がヒータ５ａ、５ｂ、５ｃ、…をＯＮ／ＯＦＦする機能ブロック、温度制御部１５が加熱シリンダ２、射出ノズル３の温度を制御する機能ブロックになっている。
【００１３】
本実施の形態に係る射出成形機においては、ヒータ５ａ、５ｂ、５ｃ、…の断線を検出するための電流センサ１６が３個のみ設けられているが、漏電を考慮しなくてもよい場合には電流センサは２個から構成することができる。いずれにしても、電流センサ１６は、ヒータ電力供給線７にのみ設けられている。電流センサ１６もコントローラ１１に接続され、電流センサ１６において測定される実測電流値がコントローラ１１に逐次入力されるようになっている。本実施の形態に係る射出成形機においては、次に詳しく説明するように、実測電流値に基づいてヒータ５ａ、５ｂ、５ｃ、…の断線を検出するようになっているが、このようなヒータの断線を検出する機能ブロックがヒータ断線検出部１７として示されており、ヒータ断線検出部１７が参照する各ヒータ５ａ、５ｂ、５ｃ、…に関するデータ、具体的には各ヒータ５ａ、５ｂ、５ｃ、…の理論上の電流値が格納されている機能ブロックが記憶器１９として示されている。
【００１４】
このようにヒータ５ａ、５ｂ、５ｃ、…の断線の検出は、ヒータ断線検出部１７において処理されるが、実際の処理は、通常の射出成形機の運転時において実施する１次検出と、１次検出によって断線の疑いが生じたときに実施する２次検出とからなる。以下本実施の形態に係る射出成形機におけるヒータ５ａ、５ｂ、５ｃ、…の断線の検出方法を、図２も参照しながら説明する。
【００１５】
従来周知のように射出成形機において成形サイクルを実施するとき、すなわち金型を型締めし、射出装置１において樹脂を溶融して溶融樹脂を計量し、スクリュを駆動して溶融樹脂を金型内のキャビティに射出し、冷却固化後に型開きして成形品を得るとき、射出装置１において温度を制御する。すなわちコントローラ１１は温度センサ１２ａ、１２ｂ、…からの信号を元に電磁接触器９ａ、９ｂ、…をＯＮ／ＯＦＦしてヒータ５ａ、５ｂ、…をＯＮ／ＯＦＦし、加熱シリンダ２や射出ノズル３が所望の温度になるように制御する。
【００１６】
１次検出は、このような温度制御において常時実施する。具体的には、コントローラ１１が現在ＯＮ状態になっているヒータ５ａ、５ｂ、…のそれぞれの理論上の電流値を合計して合計電流値を得、電流センサ１６で測定される実測電流値と比較する。この処理はステップＳ１として示されている。このときヒータ断線検出部１７は各ヒータ５ａ、５ｂ、…の理論上の電流値を記憶器１９から読み出す。合計電流値と実測電流値の偏差が所定のしきい値以内に収まっている場合、ヒータ５ａ、５ｂ、…は正常であると判断して再びステップＳ１を繰り返す。このような１次検出は温度制御を妨げないで実施されるので、温度制御の外乱にならないし、断線が発生したら速やかにこれを検出することができる。合計電流値と実測電流値の偏差が所定のしきい値を越えた場合、いずれかのヒータ５ａ、５ｂ、…が断線している可能性があると判断し、２次検出に移行する。
【００１７】
２次検出は以下のように実施する。１次検出時にＯＮ状態であったヒータ５ａ、５ｂ、…を検査対象群と定め、温度制御を中断する（ステップＳ２）。全てのヒータ５ａ、５ｂ、…をＯＦＦする（ステップＳ３）。以後検査対象群に属するヒータ５ａ、５ｂ、…だけを対象として断線の検査を実施するが、本実施の形態においては、いわゆる二分探索法に類似した方法によって、検査回数が少なくなるように検査することになる。具体的には次のようにする。まず検査対象群のヒータ５ａ、５ｂ、…の個数をチェックする（ステップＳ４）。ヒータ５ａ、５ｂ、…の個数が４個以上のとき、検査対象群のヒータ５ａ、５ｂ、…を、ほぼ同数になるように第１、２のグループに分ける（ステップＳ５）。例えばヒータ５ａ、５ｂ、…の個数が偶数の場合には同数になるようにし、奇数の場合にはいずれかのグループが１個だけ多くなるようにする。次いで第１のグループに属するヒータ５ａ、５ｂ、…を全てＯＮする（ステップＳ６）。第１のグループに属するヒータ５ａ、５ｂ、…の理論上の合計電流値と、電流センサ１６で測定される実測電流値とを比較する（ステップＳ７）。合計電流値と実測電流値の偏差が所定のしきい値を越えている場合には、第１のグループに属するヒータ５ａ、５ｂ、…のいずれかが断線している可能性が高いと判断して、第１のグループを第２次の検査対象群と定める（ステップＳ８）。偏差がしきい値以内に収まっていれば、第２のグループに属するヒータ５ａ、５ｂ、…のいずれかが断線している可能性が高いと判断して、第２のグループを第２次の検査対象群と定める（ステップＳ９）。第２次の検査対象群を新たな検査対象群として、ステップＳ３以下を繰り返す。このようにすると第３次、第４次、…の検査対象群と検査を進めるにつれて、断線している可能性の高いヒータ５ａ、５ｂ、…を含む群を効率よく絞り込むことができる。
【００１８】
最初の検査対象群、あるいは第ｉ次の検査対象群のヒータの個数が３個以下のとき、ステップＳ１０に移行する。ステップＳ１０において、検査対象群のヒータ５ａ、５ｂ、…を１個ずつＯＮする。このとき実測電流値が正常に流れたか否かを判断する（ステップＳ１１）。実測電流値が正常に検出されないとき、そのときにＯＮしているヒータ５ａ、５ｂ、…が断線していると判断し（ステップＳ１２）、処理を終了する（ステップＳ１３）。実測電流値が正常に検出されたとき、検査対象群について未検査のヒータ５ａ、５ｂ、…が有れば（ステップ１４）、ステップＳ１０に戻って次のヒータ５ａ、５ｂ、…を検査する。一方、検査対象群の全てのヒータ５ａ、５ｂ、…について検査が完了していれば温度制御を再開して（ステップＳ１５）、ステップＳ１に戻る。
【００１９】
本実施の形態における２次検出は、このように二分探索に類似した方法によってヒータ５ａ、５ｂ、…の断線を検出するので検査の効率が高く、最初の検査対象群のヒータ５ａ、５ｂ、…の個数をＮとすると検査回数の最悪値はｌｏｇ２Ｎ＋１回で得られる。ここで検査回数は、理論上の電流値と実測電流値を比較した回数を意味し、ステップＳ７とステップＳ１１の合計回数である。
【００２０】
本実施の形態における２次検出は、このように二分探索に類似した方法によってヒータ５ａ、５ｂ、…の断線を検出しているが、検査対象群のヒータ５ａ、５ｂ、…の個数に拘わらず、単純に１個ずつヒータ５ａ、５ｂ、…をＯＮして実測電流値が正常か否かを判断するようにしてもよい。具体的には、ステップＳ３においてステップＳ４の判断をすることなくステップＳ１０に移行して、検査対象群に属するヒータ５ａ、５ｂ、…を１個ずつ検査することになる。小型、中型の射出成形機においてはヒータ５ａ、５ｂ、…の個数が少ないので、このような方法によっても十分に効率よくヒータ５ａ、５ｂ、…の断線を検出することができる。
【符号の説明】
【００２１】
１      射出装置                ２      加熱シリンダ
３      射出ノズル              ５      ヒータ
７      ヒータ電力供給線        ８      ヒータ回路
９      電磁接触器            １１      コントローラ
１２      温度センサ            １６      電流センサ
【図１】
0005718844.tif 000002
【図２】
0005718844.tif 000003