特許ウォッチ

公開番号2024053385
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-15
出願番号2022159621
出願日2022-10-03
発明の名称射出成形機
出願人株式会社日本製鋼所
代理人弁理士法人深見特許事務所
主分類B29C 45/03 20060101AFI20240408BHJP(プラスチックの加工;可塑状態の物質の加工一般)
要約【課題】モータに外力が発生することによってモータの回転角度が意図せずに変化してしまうことを抑制しつつ、消費電力の上昇を抑制することである。
【解決手段】
射出成形機は、サーボモータ80Aとサーボアンプ50Aと制御装置40とを備える。サーボアンプ50Aは、第1スイッチング素子U1、第2スイッチング素子V1を含む。成形サイクルは、サーボモータ80Aを回転させる第1期間と回転させない第2期間を含む。サーボモータ80Aは、モータ回転制御とサーボオフ制御とゼロ速度制御とを実行可能に構成されている。制御装置40は、第1期間においてモータ回転制御を実行し、第2期間においてサーボオフ制御またはゼロ速度制御を実行する。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
第１サーボモータと、
前記第１サーボモータに電力を供給する第１サーボアンプと、
前記第１サーボアンプを制御して成形サイクルを実行する制御装置とを備え、
前記第１サーボアンプは、第１スイッチング素子と第２スイッチング素子とを含み、
前記成形サイクルは、前記第１サーボモータを回転させる第１期間と、前記第１サーボモータを回転させない第２期間とを含み、
前記第１サーボモータは、第１制御によって制御されることにより回転し、第２制御または第３制御によって制御されることにより停止可能に構成され、
前記第１制御は、前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子とを異なる位相でオン状態に制御して、前記第１サーボモータを回転させる制御であり、
前記第２制御は、前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子とを同じ位相でオン状態に制御し、前記第１サーボモータの回転を停止させる制御であり、
前記第３制御は、前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子とをオフ状態に制御し、前記第１サーボモータの回転を停止させる制御であり、
前記制御装置は、
前記第１期間において前記第１制御を実行し、
前記第２期間において前記第２制御または前記第３制御を実行する、射出成形機。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記第１サーボモータは、金型を開閉させる型開閉モータであり、
前記制御装置は、金型へ射出材料を射出する射出工程および射出された射出材料を金型内に保持するために圧力を保持する保圧工程中に前記第３制御を実行する、請求項１に記載の射出成形機。
【請求項３】
前記第１サーボモータは、射出材料を金型に射出する射出モータであり、
前記制御装置は、射出された射出材料を金型内に保持するために圧力を保持する保圧工程中に前記第３制御を実行する、請求項１に記載の射出成形機。
【請求項４】
前記第１サーボモータと異なる第２サーボモータと、
前記第２サーボモータに電力を供給する第２サーボアンプとをさらに備える、請求項１に記載の射出成形機。
【請求項５】
前記第１サーボモータは、金型を開閉させる型開閉モータであり、
前記第２サーボモータは、成形品を金型から取り外す突出モータであり、
前記制御装置は、前記第２サーボモータが駆動される期間において、前記第１サーボモータに対して前記第３制御を実行する、請求項４に記載の射出成形機。
【請求項６】
前記第１サーボモータに発生するトルクを検出する第１センサをさらに備える、請求項１に記載の射出成形機。
【請求項７】
前記制御装置は、
前記第１サーボモータを回転させる第３期間と、前記第１サーボモータを回転させない第４期間とを含むテストサイクルを前記成形サイクルの実行前に実行し、
前記第４期間において前記第３制御を実行し、
前記第４期間における前記第１センサの検出値に基づいて、前記第２期間において前記第２制御を実行する期間と、前記第２期間において前記第３制御を実行する期間とを定める、請求項６に記載の射出成形機。
【請求項８】
前記制御装置は、
前記第３制御を実行している期間において、前記第１センサが所定の期間に亘ってトルクを検出しない場合、前記第３制御から前記第２制御に切り換える、請求項６に記載の射出成形機。
【請求項９】
前記第１サーボモータの回転速度を検出する速度センサをさらに備え、
前記制御装置は、
前記第２制御を実行している期間において、前記速度センサが回転速度を検出した場合、前記第２制御から前記第３制御に切り換える、請求項１、請求項６～請求項８のいずれか１項に記載の射出成形機。
【請求項１０】
前記第１サーボモータの回転角度を検出する角度センサと、
前記角度センサの検出結果を記憶する記憶装置とをさらに備え、
前記制御装置は、
前記第２制御が実行されたときの前記角度センサの検出値を前記記憶装置に記憶させ、
前記速度センサが回転速度を検出した場合、前記記憶装置に記憶されている前記角度センサの検出値によって示される回転角度に前記第１サーボモータを回転させる、請求項９に記載の射出成形機。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、射出成形機に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
工場において、プラスチックの樹脂等を基材とする成形品を成形するため射出成形機が用いられている。特許文献１（特開２０２０－０６９７５６号公報）には、サーボモータを有する電動射出成形機が記載されている。このような射出成形機は、射出工程、保圧工程などの複数の工程を含む射出成形処理の成形サイクルを繰り返して実行して、成形品を大量生産する。
【０００３】
特許文献１の射出成形機は成形サイクルを実行するためのモータが備えられている。特許文献１には、当該モータに電力を供給する電力供給システムの回路図が開示されている。特許文献１の電力供給システムは、３相交流電圧線が接続されるＰＷＭコンバータ、当該ＰＷＭコンバータの出力側に接続されている成形機内部の直流電圧線、および当該直流電圧線に接続されているインバータを備えている。インバータは、３相交流電圧を生成してモータを駆動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２０－０６９７５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
成形サイクルは、モータを回転させる期間とモータの回転を停止させる期間を含む。モータの回転を停止させる期間において、インバータのスイッチング素子の少なくとも１つをオン状態としてモータの回転角度を所定の角度で停止させる制御が行われ得る。インバータのスイッチング素子の少なくとも１つをオン状態とすることによりモータを停止させる場合、外力の発生によるモータの回転角度が意図せずに変化することを抑制できる一方でスイッチング素子のスイッチングにより消費電力が発生してしまう。
【０００６】
本開示は、このような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、モータに外力が発生することによってモータの回転角度が意図せずに変化してしまうことを抑制しつつ、消費電力の上昇を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施形態に係る射出成形機は、第１サーボモータと、第１サーボモータに電力を供給する第１サーボアンプと、第１サーボアンプを制御して成形サイクルを実行する制御装置とを備える。第１サーボアンプは、第１スイッチング素子と第２スイッチング素子とを含む。成形サイクルは、第１サーボモータを回転させる第１期間と、第１サーボモータを回転させない第２期間とを含む。第１サーボモータは、第１制御によって制御されることにより回転し、第２制御または第３制御によって制御されることにより停止可能に構成されている。第１制御は、第１スイッチング素子と第２スイッチング素子とを異なる位相でオン状態に制御して、第１サーボモータを回転させる制御である。第２制御は、第１スイッチング素子と第２スイッチング素子とを同じ位相でオン状態に制御し、第１サーボモータの回転を停止させる制御である。第３制御は、第１スイッチング素子と第２スイッチング素子とをオフ状態に制御し、第１サーボモータの回転を停止させる制御である。制御装置は、第１期間において第１制御を実行し、第２期間において第２制御または第３制御を実行する。
【発明の効果】
【０００８】
本開示に係る射出成形機によれば、射出成形機において、モータに外力が発生することによってモータの回転角度が意図せずに変化してしまうことを抑制しつつ、消費電力の上昇を抑制することである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
実施の形態１における射出成形機の外観図である。
実施の形態１における射出成形機の概略ブロック図である。
実施の形態１のサーボアンプの電気回路構成の詳細を示す図である。
スイッチング素子の動作を説明するための図である。
実施の形態１における成形サイクルを説明するための図である。
実施の形態２における射出成形機の概略ブロック図である。
ゼロ速度期間とサーボオフ期間とを決定するための処理手順を示すフローチャートである。
実施の形態２におけるテストサイクルを説明するための図である。
実施の形態３における射出成形機の概略ブロック図である。
実施の形態３におけるゼロ速度制御とサーボオフ制御とを切り換える処理手順を示すフローチャートである。
変形例１におけるゼロ速度制御とサーボオフ制御とを切り換える処理手順を示すフローチャートである。
変形例２における射出成形処理の処理手順を示すフローである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
［実施の形態１］
＜射出成形機の構成＞
以下では、図１を用いて実施の形態１における射出成形機１００について説明する。図１は、実施の形態１における射出成形機１００の外観図である。
（【００１１】以降は省略されています）

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