JPH07329138A - 射出成形機のヒータ制御装置 - Google Patents

射出成形機のヒータ制御装置

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JPH07329138A
JPH07329138A JP6148762A JP14876294A JPH07329138A JP H07329138 A JPH07329138 A JP H07329138A JP 6148762 A JP6148762 A JP 6148762A JP 14876294 A JP14876294 A JP 14876294A JP H07329138 A JPH07329138 A JP H07329138A
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    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 供給電力の斑をなくし、細かな切替え制御に
よって射出成形機のヒータ温度を適確に制御することの
できるヒータ制御回路を提供すること。 【構成】 射出成形機のサーボモータMを制御するイン
バータ2の直流電源1に半導体スイッチング回路4を接
続し、PWM信号によって該半導体スイッチング回路4
のスイッチング素子のオン/オフ制御を行って射出成形
機のヒータ5に電力を供給する。ヒータ5に直流電源1
からの電力が供給されるので電力供給の斑が解消され、
通電時間をリニアに変化させることができるから、温度
制御を細かく正確に行なうことができる。また、直流電
源1自体はサーボモータMを制御するインバータ2の直
流電源1によって賄われるので、格別の電源回路は必要
ない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、射出成形機のヒータ制
御装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】射出成形機のヒータの温度制御は交流電
源を用いたコンタクタによる制御またはSSR(ソリッ
ド・ステート・リレー)による制御で行われていた。コ
ンタクタ(有接点方式)による制御の場合ではスイッチ
ング動作の所要時間によってオン/オフの切替え周期が
機械的に制限されるという問題があり、オン/オフの幅
が大きくならざるを得ない、オン/オフの幅が大きくな
ると、制御しようとするヒータ温度は、目標値より、オ
ーバーシュートしたりアンダーシュートする量が大きく
なるという問題があり、温度を正確に制御することが難
しくなる。
【0003】又、SSRの場合、電圧によってオン/オ
フするものであるから、電流・電力制御を簡単に制御で
きないという問題があり、この場合もヒーターの発熱量
を正確に制御できないという問題がある。
【0004】さらに、供給電源が交流電源であるため、
供給電力にムラがある。供給される電流は正弦波状に変
化し、時間の関数として変化するので、コンタクトやS
SRをオンにしても供給される電流は一定ではなく、時
々刻々変化し、発熱量も変化することを意味する。
【0005】以上のことから、昇温時間に時間がかかる
と共に、電流,電力,電圧を細かく制御し、安定した温
度制御が難しかった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、供給
電力の斑をなくし、射出成形機のヒータ温度を適確に制
御することのできる射出成形機のヒータ制御回路を提供
することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、射出成形機の
サーボモータを制御するインバータの直流電源に半導体
素子からなるスイッチング回路を接続し、該スイッチン
グ回路によりオン/オフ制御を行って射出成形機のヒー
タに電力を供給することにより前記目的を達成した。特
に、上記オン/オフ制御を指令値をPWM処理して得ら
れるPWM信号によって行なうようにする。
【0008】また、制御装置から出力される電力供給指
令値に応じて電力を増幅する増幅器を設けて、該増幅器
を介して射出成形機のヒータに射出成形機のサーボモー
タを制御するインバータの直流電源から電力を供給す
る。
【0009】
【作用】射出成形機のサーボモータを制御するインバー
タの直流電源を用いるため電力供給の斑が解消される。
この結果、通電時間の刻みを短く分割しても通電時間さ
え一定であれば単位時間当り常に等しい発熱量を得るこ
とができる。しかも、通電をオン/オフ制御するスイッ
チング回路は半導体素子によって構成されているため、
オン/オフ切替えの周期には機械的な制限がない。よっ
て、オン/オフの細かな切替え制御、特にPWM信号に
よるオン/オフ制御によって射出成形機のヒータ温度を
適確に制御することができる。
【0010】また、増幅器を介してヒータに流れる電流
を制御する場合には、制御装置からの電力供給指令値に
応じて増幅器の増幅度が変更され、その指令値に応じた
電流がヒータに供給される。そのため、ヒータに流れる
電流は連続的に変化するものであるから、ヒータ温度を
的確に制御できる。
【0011】
【実施例】図1は本発明による射出成形機のヒータ制御
回路の一実施例を概略で示す機能ブロック図である。符
号Mは射出成形機の射出軸等を駆動するサーボモータ
で、符号1は3相交流波を全波整流し直流を得る直流電
源である。符号2はCNC装置等の制御装置7から出力
されるPWM信号によって、スイッチング素子がスイッ
チングして、サーボモータMの各相に流す電流をインバ
ータである。又、符号3は、サーボモータのロータ位
置,回転速度各相電流等を検出する検出器である。制御
装置7は検出器3からフィードバックされる位置,速度
が、プログラムされた位置,速度と一致するように位
置,速度のフィードバック制御を行いトルク指令を求
め、該トルク指令に基いて、電流フィードバック制御を
行ってサーボモータの各相に流す電流指令を求め、該電
流指令によってPWM信号を求めて、インバータの各相
のスイッチング素子を、オン/オフさせて、サーボモー
タMを駆動制御している。このサーボモータの制御は、
従来から行われているものであり、電動式射出成形機の
分野において既に公知であるの詳細には説明しない。
【0012】本発明のヒータ制御装置は、上述したサー
ボモータMの制御に用いられている直流電源1を利用す
るものである。即ち、射出成形機における射出シリンダ
の本体やその先端のノズルに取り付けられたバンドヒー
タまたは金型内部に埋設された棒ヒータ等の各種ヒータ
5への通電をオン/オフ制御するための半導体スイッチ
ング回路4が、サーボモータMの駆動電源の直流電源1
に接続されている。半導体スイッチング回路4はパワー
トランジスタやパワーFET等の半導体スイッチング素
子によって構成されている。
【0013】符号6は各種ヒータ5(バンドヒータ,棒
ヒータ等)により加熱される対象物(射出シリンダの本
体,ノズル,金型等)の温度を検出する熱電対等の温度
センサであり、該温度センサ6からの検出信号はアンプ
8により増幅された後制御装置7内のA/D変換器に入
力され制御装置7にフィードバックされる。制御装置7
は予めそのメモリにプログラムされた温度制御プログラ
ムや昇温目標温度の設定値、および、フィードバックさ
れた検出温度に基いて従来の温度制御と同様のPID
(比例,積分,微分)制御を行い、得られた操作量とし
ての指令値に基いてPWM処理を行いPWM信号を出力
する。このPWM信号によって上記半導体スイッチング
回路4の半導体スイッチング素子をオン/オフしてヒー
タ5の通電時間を制御する。
【0014】PWM処理においては、変調用の搬送波
(三角波)とPID制御で得られた操作量としての指令
値比較してPWM信号を得るものであるが、温度センサ
6で検出された温度と目標温度との温度偏差が大きく、
指令値が大きくなれば、PWM信号のパルス幅が大きく
なり、温度偏差が小さく、上記指令値が小さくなればP
WM信号のパルス幅小さくなる。図2は本実施例におけ
るPWM信号の例を示すもので、tは搬送波(三角波)
の周期であり、t´はPWM信号のオン時間を意味し、
半導体スイッチング回路4の半導体スイッチング素子オ
ンさせてヒータを通電させる通電時間t′となる。この
通電時間t´は最大幅が搬送波(三角波)の周期tで最
小が「0」となり、0から全時間通電まで、即ち、平均
電流を0から最大値まで連続してリニアに変化させるこ
とができることになる。また、直流電源の出力電圧をV
cとすると、上記半導体スイッチング回路4から出力さ
れる直流平均電圧VaはVc・t′/tとなり、PWM
信号のオン時間(通電時間)t´を0〜tまで変化させ
ることにより、平均直流電圧を0からVcまでリニアに
変えることができることを意味する。
【0015】このように、平均電流、電圧、電力をリニ
アに制御できるから、昇温時間を短くすることも、ま
た、ヒータに供給する電流、電圧、電力を瞬時にまたは
スローにと自由に制御することができるので、温度制御
が極めて容易になり、温度のオーバシュート、アンター
シュートをなくし、微妙な温度制御が可能となる。しか
も、半導体素子からなるスイッチング回路によってヒー
タに供給される電力をオン/オフ制御するようにしてい
るので、オン/オフ切替えの周期に機械的な制限がなく
なり、オン/オフの細かな切替え制御によって射出成形
機のヒータ温度を適確に制御することができるようにな
る。
【0016】図3は本発明の別の実施例のブロック図で
ある。上述した実施例と同一の構成は同一符号を用いて
いる。上述した実施例と相違する点は、ヒータ5にアナ
ログ電流を流すようにしたものであり、そのためにアナ
ログ増幅器としてトランジスタ11が用いられている。
【0017】サーボモータMをインバータ制御するため
のインバータ2の直流電源1に、ヒータ5は増幅器とし
てのトランジスタ11を介して接続されており、上記ト
ランジイタ11のベースには制御装置7からの電力供給
指令値がD〜A変換器10を介して入力され、該トラン
ジスタ11はこの電力供給指令値に応じて、増幅度を変
えてヒータに電流を供給する。
【0018】制御装置7は予めそのメモリにプログラム
された温度制御プログラムや昇温目標温度の設定値、お
よび、アンプ8を介して温度センサ6からフィードバッ
クされた検出温度に基いて従来の温度制御と同様のPI
D(比例,積分,微分)制御を行い電力供給指令値を求
め、D/A変換器10を介してトランジスタ11のベー
スに出力する。トランジスタ11はベースに入力された
電力供給指令値に応じた量で増幅し、電流をヒータ5に
供給する。その結果、電力供給指令値が0〜最大値まで
変化する間ヒータ5に流れる電流も0〜から最大値まで
連続して変化することになる。
【0019】
【発明の効果】本発明のヒータ制御装置は射出成形機の
ヒータに直流電源からの電力を供給して電力供給のむら
をなくすようにしたので、単位時間当りの発熱量を正確
に制御できる。また、直流電源自体は射出成形機のサー
ボモータを制御するインバータの直流電源によって賄わ
れるので、ヒータへの供給電力を安定させるための格別
の電源回路を射出成形機に配備する必要がなく、また、
サーボモータを制御するPWM処理を利用すれば、特別
な制御回路を必要とせず、装置の有効利用が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による射出成形機のヒータ制御回路の一
実施例を概略で示す機能ブロック図である。
【図2】同実施例におけるPWM波形を示す図である。
【図3】本発明の別の実施例のブロック図である。
【符号の説明】
1 直流電源 2 サーボモータを制御するインバータ 4 半導体スイッチング回路 5 ヒータ 7 制御装置 M サーボモータ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 射出成形機のサーボモータを制御するイ
    ンバータの直流電源に半導体素子からなるスイッチング
    回路を接続し、該スイッチング回路によりオン/オフ制
    御を行って射出成形機のヒータに電力を供給するように
    した射出成形機のヒータ制御装置。
  2. 【請求項2】 スイッチング回路のオン/オフ制御は、
    指令値をPWM処理して得られるPWM信号によって行
    なう請求項1記載の射出成形機のヒータ制御装置。
  3. 【請求項3】 射出成形機のヒータは増幅器を介して射
    出成形機のサーボモータを制御するインバータの直流電
    源に接続され、上記増幅器は射出成形機を制御する制御
    装置から指令される電力供給指令値に基づいてヒータに
    供給する電力を制御する射出成形機のヒータ制御装置。
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