专利名称：注射成形机系统、注射成形机及配电装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种再生电力被充电到蓄电部中的注射成形机系统、注射成形机及配电装置。
背景技术：
为了实现能源节约化，已知有经由充放电电路把由马达产生的再生能源充电到蓄电部中的注射成形机(参见例如专利文献I)。专利文献1:日本特开2001-232672号公报然而，在由多个注射成形机构成的系统的情况下，当对每个注射成形机设置将由注射成形机的再生电力进行充电的蓄电部时，难以降低该系统整体的设置空间及成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够减小设置于注射成形机中的蓄电部的容量或者能够去除该蓄电部本身的注射成形机系统、注射成形机及配电装置。为了实现上述目的，本发明提供一种注射成形机系统，包括多个注射成形机以及向所述多个注射成形机提供电力的配电装置，所述配电装置具有将所述多个注射成形机的再生电力进行充电的蓄电部。另外，为了实现上述目的，本发明提供一种注射成形机，包括基于从外部装置提供的电力来向马达提供电力的供电部，所述供电部向所述外部装置的蓄电部供给所述马达的再生电力。另外，为了实现上述目的，本发`明提供一种配电装置，向多个注射成形机供给电力，其中，包括将所述多个注射成形机的再生电力进行充电的蓄电部。发明效果根据本发明，能够减小设置于注射成形机中的蓄电部的容量或者能够去除该蓄电部本身。
图1是本发明第一实施方式的注射成形机系统I的结构图。图2是本发明第二实施方式的注射成形机系统2的结构图。图3是能够适用于图2的转换器28、43、63的第一具体示例的转换器70的结构图。图4是控制转换器70的动作的开关控制信号的时序图。图5是由转换器70生成的矩形波电力的电压波形的时序图。图6是转换器170的结构图。图7是控制转换器170的动作的开关控制信号的时序图。图8是由转换器170生成的正弦波电力的电压波形的时序图。图9是能够适用于图2的转换器28、43、63的第二具体示例的转换器80的结构图。
图10是控制转换器80的动作的开关控制信号的时序图。图11是由转换器80生成的矩形波电力的电压波形的时序图。图12是能够适用于图2的转换器28、43、63的第三具体示例的转换器90的结构图。图13是输入到交流电源线94A、94B、94C的正弦波的电压波形。图14是控制开关电路92的动作的开关控制信号的时序图。图15是由转换器90生成的矩形波电力的电压波形的时序图。图16是能够适用于图2的转换器28、43、63的第四具体示例的转换器110的结构图。图17是开关电路112内的9个开关元件的结构图。图18是输入到交流电源线114A、114B、114C中的正弦波的电压波形。图19是控制图17的开关元件的动作的开关控制信号的时序图。图20是由转换器110生成的矩形波电力的电压波形的时序图。附图标记说明1、2注射成形机系统10商用电源 20、27电源设备25、28、43、63 转换器26蓄电装置30、42、50、62 注射成形机34、35、54、55马达驱动电路36、56 驱动部38、39、58、59 马达44、64供电路径部
具体实施例方式下面按照
本发明的实施方式。图1是作为本发明第一实施方式的注射成形机系统I的结构图。注射成形机系统I包括电动式的多个注射成形机(图1中例示了两个注射成形机30、50)和电源设备20，电源设备20基于从商用电源10提供的正弦波交流电力，将电力分别提供给多个注射成形机。商用电源10是将预定电压(例如100V或200V)的正弦波交流电力以一定的频率(例如50Hz或60Hz)输出的外部电源。电源设备20为具有蓄电装置26作为把由多个注射成形机各自的马达提供的再生电力进行充电的蓄电部的配电装置。注射成形机30包括多个马达(图1中例示了两个马达38、39)和驱动多个马达的驱动部36。同样，注射成形机50包括多个马达(图1中例示了两个马达58、59)和驱动多个马达的驱动部56。马达38、58是例如模开闭用伺服马达，马达39、59是注射用伺服马达。注射成形机系统I具有把由各注射成形机的马达产生的再生能量充电至蓄电装置26中的功能，并且具有把来自蓄电装置26的释放能量提供给各注射成形机的马达的功能。即，经由驱动部36和布线11，由注射成形机30的多个马达中的至少一个马达产生的再生能量被充电至电源设备20的蓄电装置26中；经由驱动部56和布线11，由注射成形机50的多个马达中的至少一个马达产生的再生能量被充电至电源设备20的蓄电装置26中。另外，经由布线11和驱动部36，来自蓄电装置26的释放能量被供给至注射成形机30的多个马达中的至少一个马达，并且经由布线11和驱动部56被供给至注射成形机50的多个马达中的至少一个马达。通过这样的功能实现注射成形机系统I的能源节约化。这样，根据注射成形机系统I,将各注射成形机的马达的再生电力进行充电的蓄电装置设置在各注射成形机的外部所设置的电源设备20中。因此，能够减小设置于各注射成形机中的蓄电部的容量或能够去除该蓄电部本身。结果，例如，能够抑制各注射成形机的成本上升以及大型化，因此能够容易地降低注射成形机系统I整体的设置空间和成本。接着对注射成形机系统I的结构作更详细的说明。马达38是通过其动作来使模开闭轴40移动的模开闭用马达。通过模开闭轴40的移动，进行闭合模具的闭模工序、打开模具的开模工序、紧固模具的合模工序。对于马达58以及模开闭轴60同样如此。马达39是通过其动作来使加热缸内的螺杆41前进移动的注射用马达。通过螺杆41的前进移动进行把蓄积在螺杆41前方的熔融材料注射到模具型腔内的注射工序。对于马达59以及螺杆61同样如此。驱动部36是驱动马达38等多个马达的单元，包括对上述多个马达中的每一个设置的马达驱动电路。马达驱动电路34输出使马达38动作的驱动电力。马达驱动电路35也同样如此。马达驱动电路34等多个马达驱动电路连接至供电路径部44，相对于电源设备20相互并联连接。马达驱动电路34等多个马达驱动电路分别为例如把电源设备20的输出(直流电力)转换为三相交流电力的逆变器，也可以包括例如由6个功率晶体管构成的三相桥式电路。驱动部56、马达驱动电路54、55以及供电路径部64同样如此。控制部37、57例如以微型计算机为核心构成，具有CPU、存储控制程序等的ROM、存储运算结果等的可读写的RAM、定时器、计数器、输入接口以及输出接口等。在注射成形工序中，控制部37、57通过把与多个工序分别对应的电流(转矩)指令发送至马达驱动电路来控制各工序的开始和结束。马达驱动电路按照该指令驱动在各工序中使用的马达。例如，控制部37通过马达驱动电路34控制马达38的转速以实现开模工序和闭模工序。另外，控制部37通过马达驱动电路35控制马达39的转速以实现注射工序以及保压工序。控制部57也同样如此。供电路径部44是设置在电源设备20的直流输出侧与驱动部36的马达驱动电路34等的直流输入侧之间的直流电源路径部(也称为“DC链路”)，并包括直流电源线32和平滑电容33。直流电源线32是在注射成形机30的电源输入端子31、驱动部36和平滑电容33之间流动的直流电流的传递路径。平滑电容33是使直流电源线32的直流电压平滑的电容器。作为平滑电容33的具体例子，可以列举电解电容。供电路径部64、直流电源线52、平滑电容53以及电源输入端子51也同样如此。注射成形机30的电源输入端子31和注射成形机50的电源输入端子51经由布线11连接至电源设备20的电源输出端子22。电源 设备20是基于从商用电源10提供的正弦波交流电力对多个注射成形机供给直流电力的单元。对例如注射成形机30的驱动部36以及注射成形机50的驱动部56提供该直流电力。电源设备20具有转换器25，作为把从商用电源10提供的正弦波交流电力经由直流电源线24转换成可向蓄电装置26充电的直流电力的转换装置。转换器25的输入侧经由电源设备20的电源输入端子21和交流电源线23连接至商用电源10。转换器25的输出侧经由电源设备20的直流电源线24以及电源输出端子22连接至与布线11连接的注射成形机30、50。转换器25是例如具有由包括6个二极管的三相二极管桥构成的整流器的AC/DC转换器。蓄电装置26是可存储电荷的容量比平滑电容33、53充分大的蓄电部。作为蓄电装置26的具体示例，可以列举电池、双电层电容器等。通过采用双电层电容器，能够在确保可将再生电力充电的容量的同时抑制电源设备20的大型化。图2是作为本发明第二实施方式的注射成形机系统2的结构图。省略对与上述实施方式相同点的说明。注射成形机系统2包括电动式的多个注射成形机(图2中例示了两个注射成形机42、62 )以及电源设备27，电源设备27基于从商用电源10提供的正弦波交流电力将电力分别提供给多个注射成形机。各注射成形机具有基于从对商用电源10的电力进行转换的电源设备27提供的转换后的电力，向多个马达提供电力的供电部。电源设备27把在蓄电装置26中蓄电的各注射成形机的马达的再生电力和/或从商用电源10提供的正弦波电力转换成矩形波电力。注射成形机42的电源输入端子31和注射成形机62的电源输入端子51经由布线12连接至电源设备27的电源输出端子22。电源设备27是基于从商用电源10提供的正弦波交流电力来对多个注射成形机提供交流的矩形波电力的单元。例如，对注射成形机42的转换器43以及注射成形机62的转换器63提供该矩形波电力。电源设备27具有转换器25、28，作为把从商用电源10提供的正弦波交流电力转换成提供给多个注射成形机的矩形波电力的转换装置。另外，电源设备27具有转换器28，作为把充电至蓄电装置26中的再生电力转换成提供给多个注射成形机的矩形波电力的转换装置。转换器25是经由直流电源线24把从商用电源10提供的正弦波交流电力转换成能够向蓄电装置26充电的直流电力的装置。转换器28是根据从控制部29提供的开关控制信号把通过转换器25的转换动作得到的直流电力和/或蓄电装置26中所充电的直流电力转换成提供给多个注射成形机的矩形波电力的装置。另外，转换器28是根据从控制部29提供的开关控制信号把在各注射成形机中来自马达的再生电力被转换而得到的矩形波电力转换成能够向蓄电装置26充电的直流电力并把该转换后的直流电力充电至蓄电装置26中的装置。控制部29例如以微型计算机为核心构成，具有CPU、存储控制程序等的ROM、存储运算结果等的可读写的RAM、定时器、计数器、输入接口以及输出接口等。注射成形机42具有转换器43以及驱动部36作为基于从电源设备27提供的矩形波电力对马达38等多个马达提供电力的供电部。转换器43在马达38等多个马达中的至少一个马达进行动力运行时是根据从控制部45提供的开关控制信号，把经由布线12以及电源输入端子31从电源设备27提供的矩形波电力转换成能够提供给驱动部36的直流电力的装置。另外，转换器43在马达38等多个马达中的至少一个马达经由驱动部36进行再生时是根据从控制部45提供的开关控制信号把该再生电力转换成提供给电源设备27的转换器28的矩形波电力的装置。驱动部36是把通过转换器43的转换生成的直流电力转换成能够驱动马达的三相交流电力的装置。另外，驱动部36是把马达的再生电力转换成能够提供给转换器43的直流电力的装置。转换器63以及驱动部56也同样如此。控制部45例如以微型计算机为核心构成，具有CPU、存储控制程序等的ROM、存储运算结果等的可读写的RAM、定时器、计数器、输入接口以及输出接口等。控制器65也同样如此。图3是能够适用于图2的转换器28、43、63的第一具体示例的转换器70的结构图。在把转换器70适用于转换器28的情况下，直流电源线72A、72B相当于图2的直流电源线24，交流电源线73A、73B、73C相当于与图2的电源输出端子22连接的电源线。在把转换器70适用于转换器43、63的情况下，直流电源线72A、72B相当于图2的直流电源线32、52，交流电源线73A、73B、73C相当于与图2的电源输入端子31、51连接的电源线。转换器70包括由6个功率晶体管Q1-Q6构成的3相桥式电路，功率晶体管Q1-Q6与二极管D1-D6并联连接。在高电位侧的直流电源线72A和低电位侧的直流电源线72B之间插入有平滑电容71。图4是控制转换器70的动作的开关控制信号的时序图。该开关控制信号由图2的控制部29、45、65提供，以6个阶段A-F为一个循环重复。当开关控制信号为高电平时功率晶体管导通，当开关控制信号为低电平时功率晶体管截止。通过按照这样的开关控制信号控制转换器70的动作，在转换器70的交流电源线73A、73B、73C上产生图5所示那样的矩形波的电压波形。图5的斜线部表示在图3的转换器70的独立电路中电压不确定的区间。通过使用将直流电力转换成矩形波电力或将矩形波电力转换成直流电力的转换器70，与使用将直流电力转换成正弦波电力或将正弦波电力转换成直流电力的转换器(例如图6的转换器170)的 情况相比，注射成形机系统2能够抑制电力损失及成本。转换器170根据图7的开关控制信号产生图8所示那样的正弦波的电压波形。也就是说，通过使与直流电力之间转换的电力成为矩形波，能够去除图6中例示那样的LC滤波器172，因此能够抑制由LC滤波器导致的电力损失及成本。另外，由于能够降低各功率晶体管的开关频率，因此能够抑制伴随该开关的电力损失。例如，图7的转换器170的开关控制信号的频率存在变动至IOkHz的情况，而图4的转换器70的开关控制信号的频率与商用电源10的频率相符，因此可以是50Hz或60Hz的程度(优选地为Ι ΓΙΟΟΗζ)。这样，晶体管的导通/截止频度降低并且电力损失减小，因此提高了设计自由度。例如，能够降低晶体管的导通电压，减慢晶体管的开关动作，降低晶体管的成本。图9是能够适用于图2的转换器28、43、63的第二具体示例的转换器80的结构图。在将转换器80适用于转换器28的情况下，直流电源线82A、82B相当于图2的直流电源线24，交流电源线83A、83B相当于与图2的电源输出端子22连接的电源线。在将转换器80适用于转换器43、63的情况下，直流电源线82A、82B相当于图2的直流电源线32、52，交流电源线83A、83B相当于与图2的电源输入端子31、51连接的电源线。转换器80具有由4个功率晶体管Q1-Q4构成的单相桥式电路，功率晶体管Q1-Q4与二极管D1-D4并联连接。在高电位侧的直流电源线82A和低电位侧的直流电源线82B之间插入有平滑电容81。图10是控制转换器80的动作的开关控制信号的时序图。该开关控制信号由图2的控制部29、45、65提供，以2个阶段A、B为一个循环重复。当开关控制信号为高电平时功率晶体管导通，当开关控制信号为低电平时功率晶体管截止。通过按照这样的开关控制信号控制转换器80的动作，在转换器80的交流电源线83A、83B上产生如图11所示的矩形波的电压波形。与前述一样，通过使用将直流电力转换成矩形波电力或将矩形波电力转换成直流电力的转换器80，与使用将直流电力转换成正弦波电力或将正弦波电力转换成直流电力的转换器的情况相比，注射成形机系统2能够抑制电力损失及成本。图12是能够适用于图2的转换器28、43、63的第三具体示例的转换器90的结构图。转换器90是所谓的简易版的矩阵转换器。在将转换器90用于转换器28的情况下，交流电源线94A、94B、94C相当于图2的交流电源线23，交流电源线96A、96B、96C相当于与图2的电源输出端子22连接的电源线。在将转换器90适用于转换器43、63的情况下，交流电源线96A、96B、96C相当于连接至图2的电源输入端子31、51的电源线，交流电源线94A、94B、94C相当于连接至图2的马达等的动力线。转换器90包括浪涌吸收电路91、93和插入在浪涌吸收电路91与93之间的开关电路92。浪涌吸收电路91包括由含有6个二极管的三相二极管桥构成的整流电路97和与整流电路97并联连接的电容器98及电阻99。浪涌吸收电路93包括由含有6个二极管的三相二极管桥构成的整流电路102和与整流电路102并联连接的电容器101及电阻100。开关电路92包括能够接通/断开浪涌吸收电路91和93之间的交流电源路径95A、95B、95C的开关S1、S2、S3。图13是输入至交 流电源线94A、94B、94C的正弦波的电压波形。图14是控制开关电路92的动作的开关控制信号的时序图。该开关控制信号由图2的控制部29、45、65提供，以6个阶段A-F为一个循环重复。当开关控制信号为高电平时开关S1、S2、S3接通，当开关控制信号为低电平时开关S1、S2、S3断开。通过按照这样的开关控制信号控制转换器90的动作，在转换器90的交流电源线96A、96B、96C上产生图15所示那样的矩形波电压波形。图15的斜线部表示图12的转换器90的独立电路中电压不确定的区间。如上所述，在使用将直流电力转换成正弦波电力或将正弦波电力转换成直流电力的转换器的情况下，存在电力损失和成本上的问题。通过使用将正弦波电力转换成矩形波电力或将矩形波电力转换成正弦波电力的转换器90，与使用暂时转换成直流电力的2级转换器的情况相比，注射成形机系统2能够抑制电力损失和成本。图16是能够适用于图2的转换器28、43、63的第4具体示例的转换器110的结构图。转换器110是所谓的矩阵转换器。在将转换器110适用于转换器28的情况下，交流电源线114A、114B、114C相当于图2的交流电源线23，交流电源线115A、115B、115C相当于与图2的电源输出端子22连接的电源线。在将转换器110适用于转换器43、63的情况下，交流电源线115A、115B、115C相当于与图2的电源输入端子31、51连接的电源线，交流电源线114A、114B、114C相当于与图2的马达等连接的动力线。
转换器110包括LC滤波器111、开关电路112和浪涌吸收电路113。浪涌吸收电路113包括由含有6个二极管的三相二极管桥构成的整流电路118和与整流电路118并联连接的电容器117及电阻116。图17是开关电路112内的9个开关元件的结构图。9个开关元件分别具有将二极管121和晶体管119的串联电路与_■极管122和晶体管120的串联电路并联连接的电路。图17中的对应于图16中记载的UR等9个符号。图18是输入至交流电源线114A、114B、114C的正弦波的电压波形。图19是控制图17的开关元件的动作的开关控制信号的时序图。该开关控制信号由图2的控制部29、45、65提供，以6个阶段A-F为一个循环重复。当开关控制信号为高电平时晶体管119、120导通，当开关控制信号为低电平时晶体管119、120截止。通过按照这样的开关控制信号控制转换器110的动作，在转换器110的交流电源线115A、115B、115C上产生图20所示那样的矩形波的电压波形。图20的斜线部表示图16的转换器110的独立电路中电压不确定的区间。与上述相同，通过使用将正弦波电力转换成矩形波电力或将矩形波电力转换成正弦波电力的转换器110，与使用暂时转换成直流电力的2级转换器的情况相比，注射成形机系统2能够抑制电力损失和成本。以上对本发明的优选实施例进行了详细说明，但本发明并不局限于上述实施例，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对上述实施例实施各种变形、替换和组合。
例如，马达的种类不限于上述的种类，只要是用于注射成形机并产生再生电力的马达，本发明也可以适用于其它马达。例如，也可以是顶出用马达。顶出用马达通过其动作使顶出器轴移动。通过顶出器轴的移动，进行将成形品从模具顶出的成形品推出工序。另外，作为产生再生电力的负载，除了注射成形机以外，例如还可以列举具有马达的压铸机及起重机等。
权利要求
1.一种注射成形机系统，其中，包括: 多个注射成形机；和 配电装置，向所述多个注射成形机供给电力， 所述配电装置具有将所述多个注射成形机的再生电力进行充电的蓄电部。
2.根据权利要求1所述的注射成形机系统，其中， 所述配电装置将充电到所述蓄电部中的再生电力和/或从外部供给的正弦波电力转换成矩形波电力， 所述多个注射成形机基于从所述配电装置供给的矩形波电力，驱动作为所述再生电力的产生源的马达。
3.根据权利要求2所述的注射成形机系统，其中， 所述多个注射成形机将通过所述马达获得的再生电力转换成矩形波电力， 所述配电装置将从所述多个注射成形机供给的矩形波电力转换成直流电力来充电到所述蓄电部中。
4.根据权利要求2或3所述的注射成形机系统，其中， 所述配电装置包括: 第一转换部，将所述正弦波电力转换成能够向所述蓄电部充电的直流电力；和第二转换部，将通过所 述第一转换部获得的直流电力转换成向所述多个注射成形机供给的矩形波电力。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的注射成形机系统，其中， 所述多个注射成形机包括: 第三转换部，将从所述配电装置供给的矩形波电力转换成直流电力；和第四转换部，将通过所述第三转换部获得的直流电力转换成能够驱动所述马达的交流电力。
6.一种注射成形机，包括基于从外部装置供给的电力来向马达供给电力的供电部，其中， 所述供电部向所述外部装置的蓄电部供给所述马达的再生电力。
7.根据权利要求6所述的注射成形机，其中， 所述供电部将从所述外部装置供给的矩形波电力转换成能够驱动所述马达的交流电力。
8.根据权利要求6或7所述的注射成形机，其中， 所述供电部将所述马达的再生电力转换成矩形波电力并向所述外部装置的蓄电部供5 口 O
9.一种配电装置，供给多个注射成形机的电力，其中， 包括将所述多个注射成形机的再生电力进行充电的蓄电部。
10.根据权利要求9所述的配电装置，其中， 所述再生电力在所述多个注射成形机中转换成矩形波电力， 将所述矩形波电力转换成直流电力并充电到所述蓄电部中。
11.根据权利要求9或10所述的配电装置，其中， 将充电到所述蓄电部中的再生电力和/或从外部供给的正弦波电力转换成矩形波电力，并向所述多个注射成形机供给转换得到的矩形波电力。
12.—种配电装置，对商用电源的电力进行转换并向多个负载供给，其中， 包括将所述多个负载的再生电力进行充电的蓄电部。
13.根据权利要求12所述的配电装置，其中， 所述再生电力在所述多个负载中转换成矩形波电力， 将所述矩形波电力转换成直流电力并充电到所述蓄电部中。
14.根据权利要求12或13所述的配电装置，其中， 将充电到所述蓄电部中的再生电力和/或所述商用电源的电力转换成矩形波电力，并向所述多个负载供给转换得到的矩形波电力。
15.一种注射成形机系统，其中，包括: 注射成形机；和 配电装置，向所述注射成形机供给电力， 所述配电装置将从外部供给的正弦波电力转换成矩形波电力， 所述注射成形机基于从所述配电装置供给的矩形波电力来驱动马达。
16.一种配电装置，对商用电源的电力进行转换并向多个负载供给，其中， 包括将所述商用电源的正弦波电力转换成矩形波电力的转换部。
全文摘要
本发明提供一种注射成形机系统、注射成形机及配电装置，能够减小设置于注射成形机中的蓄电部的容量或者能够去除该蓄电部本身。所述注射成形机系统包括注射成形机(42、62)以及基于从商用电源(10)提供的电力向注射成形机(42、62)提供电力的电源设备(27)，电源设备(27)包括将注射成形机(42、62)的再生电力进行充电的蓄电装置(26)。电源设备(27)把从商用电源(10)提供的正弦波电力转换成矩形波电力，注射成形机(42、62)分别基于从电源设备(27)提供的矩形波电力来驱动作为所述再生电力的产生源的马达。
文档编号B29C45/03GK103223706SQ201210563240
公开日2013年7月31日 申请日期2012年12月21日 优先权日2012年1月26日
发明者冈田德高 申请人:住友重机械工业株式会社