專利名稱：具運(yùn)動、邏輯與模擬訊號控制的全電式塑膠機(jī)控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種具運(yùn)動、邏輯與模擬訊號控制的全電式塑膠機(jī)控制器，特別是指一種具快速響應(yīng)、迅速執(zhí)行復(fù)雜的浮點(diǎn)運(yùn)算、與同時進(jìn)行多裝置的時序控制的一全電式塑膠機(jī)控制器。
背景技術(shù)：
近來環(huán)保意識抬頭，塑膠成型產(chǎn)業(yè)制成設(shè)備的演進(jìn)由過去的油壓設(shè)備轉(zhuǎn)換為全電式設(shè)備。全電式設(shè)備使塑膠全電式塑膠機(jī)朝向省能源、高速化、精密射出為主要訴求。全電式塑膠機(jī)具有快速、精準(zhǔn)、穩(wěn)定、安靜、省電等功能。全電式塑膠機(jī)的控制系統(tǒng)，需要做快速響應(yīng)及復(fù)雜的浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算，因此要高性能及高可靠度的控制主機(jī)。有鑒于具開放式架構(gòu)PC-Based運(yùn)動控制器，有著高性能、開放性架構(gòu)、強(qiáng)大網(wǎng)絡(luò)功能等優(yōu)勢，可提供全電式塑膠機(jī)系統(tǒng)使用。但是PC-Based的運(yùn)動控制架構(gòu)必須搭配運(yùn)動控制卡才能提供精確的運(yùn)動控制， 但運(yùn)動控制卡價格昂貴，且通過總線與控制器做連接，當(dāng)全電式塑膠機(jī)遇到較大振動時，容易造成錯誤訊號。且全電式塑膠機(jī)上也有許多模擬訊號，如位置偵測單元、壓力傳感器、熱電偶的微電壓，及模擬輸出訊號，如扭力命令等，所以還需要外接一個模擬轉(zhuǎn)數(shù)字/數(shù)字轉(zhuǎn)模擬(AD/ DA)卡。由于全電式塑膠機(jī)的位置命令及模擬輸出命令(如扭力命令)需要同時輸出配合， 也會有時序上問題。因此，一種具備PC-Based控制器的擴(kuò)充性，且有高速運(yùn)算能力，并具備有運(yùn)動控制、模擬訊號處理能力的控制器，運(yùn)用于全電式塑膠機(jī)，可提升效能表現(xiàn)與提高可靠度，避免時序問題且降低成本，減小體積，乃為業(yè)界極需研發(fā)的目標(biāo)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的即在于提供一種全電式塑膠機(jī)控制器具高速度、高精度、高節(jié)能，并采用PC-Based硬件架構(gòu)以及實(shí)時Linux軟件技術(shù)，擁有多軸伺服馬達(dá)控制能力。本實(shí)用新型的次一目的是提供一種全電式塑膠機(jī)控制器，具備順暢的射出轉(zhuǎn)保壓切換，全系列采用高解析模擬轉(zhuǎn)數(shù)字/數(shù)字轉(zhuǎn)模擬轉(zhuǎn)換器，讓量測與控制達(dá)最高精度的控制器。本實(shí)用新型的另一目的是提供一種全電式塑膠機(jī)控制器，其具備智能溫度控制法貝IJ，能適應(yīng)環(huán)境改變而保持溫度精確；并內(nèi)建軟件PLC，可讓客戶自行開發(fā)客制化功能。本實(shí)用新型的又一目的是提供一種全電式塑膠機(jī)控制器，其具備強(qiáng)大遠(yuǎn)端監(jiān)控模塊，讓外銷機(jī)器不再擔(dān)心售服問題，遠(yuǎn)端監(jiān)控模塊也非常適合用在現(xiàn)場管理(Shop Floor Control)，并具有移動裝置短信息傳遞功能。本實(shí)用新型的再一目的是提供一種全電式塑膠機(jī)控制器，其動力源全以電氣伺服馬達(dá)驅(qū)動，采用絕對位置Encoder作位置速度反饋，并且使用負(fù)荷元(LoadCel 1)，可精確感應(yīng)物料射入、壓力保持結(jié)果，訊號反饋系統(tǒng)作調(diào)整輸出，透過全閉回路控制，以達(dá)到完全穩(wěn)定的境界。本實(shí)用新型公開可達(dá)成上述創(chuàng)作目的的具運(yùn)動、邏輯與模擬訊號控制的全電式塑膠機(jī)控制器，用以控制一連接螺桿的驅(qū)動器、一檢測螺桿實(shí)際位置的位置偵測單元、一裝設(shè)于射嘴上的壓力傳感器與熱電偶的多個模擬輸入感測器，所述全電式塑膠機(jī)控制器包括一雙處理單元，為計(jì)算控制驅(qū)動器快速響應(yīng)上的處理變量，和執(zhí)行浮點(diǎn)運(yùn)算以控制驅(qū)動器的向量運(yùn)算；一多工處理單元，為提供驅(qū)動器的運(yùn)動速度控制、螺桿的位移量以及多個模擬輸入感測器的訊號輸入與輸出的程序控制。所述具運(yùn)動、邏輯與模擬訊號控制的全電式塑膠機(jī)控制器，其中，所述雙處理單元進(jìn)而包括一第一處理器，所述第一處理器能連續(xù)地控制演算驅(qū)動器的快速響應(yīng)上的處理變量，所述處理變量為物料射入與物料成型保壓的速度與壓力。所述具運(yùn)動、邏輯與模擬訊號控制的全電式塑膠機(jī)控制器，其中，所述雙處理單元進(jìn)而包括一第二處理器，所述第二處理器能抓取驅(qū)動器資料且執(zhí)行驅(qū)動器與多個模擬輸入感測器內(nèi)浮點(diǎn)運(yùn)算的向量運(yùn)算。所述具運(yùn)動、邏輯與模擬訊號控制的全電式塑膠機(jī)控制器，其中，所述多工處理單元進(jìn)而包括運(yùn)動處理器，所述運(yùn)動處理器能受運(yùn)動參數(shù)輸入以速度命令控制驅(qū)動器的運(yùn)轉(zhuǎn)速度。所述具運(yùn)動、邏輯與模擬訊號控制的全電式塑膠機(jī)控制器，其中，所述多工處理單元進(jìn)而包括邏輯處理器，所述邏輯處理器能執(zhí)行驅(qū)動器與多個模擬輸入感測器其變動量或狀態(tài)變量的程序控制。所述具運(yùn)動、邏輯與模擬訊號控制的全電式塑膠機(jī)控制器，其中，所述多工處理單元進(jìn)而包括模擬訊號處理器，所述模擬訊號處理器接收多個模擬輸入感測器的模擬訊號， 并反饋數(shù)字訊號給驅(qū)動器作輸出運(yùn)動速度或程序控制調(diào)整。本實(shí)用新型提供一種全電式塑膠機(jī)控制器，其有益效果是，具備PC-Based控制器的擴(kuò)充性，且有高速運(yùn)算能力，并具備有運(yùn)動控制、模擬訊號處理能力，可提升效能表現(xiàn)與提高可靠度，避免時序問題且降低成本、減小體積。

圖1為本實(shí)用新型具運(yùn)動、邏輯與模擬訊號控制的全電式塑膠機(jī)控制器的實(shí)施示意圖；圖2為所述鎖模裝置的閉合示意圖；圖3為所述多工處理器的控制器應(yīng)用于全電式塑膠機(jī)的處理示意圖。附圖標(biāo)記說明1-射出裝置；11-驅(qū)動器；12-螺桿；13-射嘴；21-位置偵測單元； 22-壓力傳感器；23-熱電偶；3-控制器；31-雙處理單元；311-第一處理器；312-第二處理器；32-多工處理單元；321-運(yùn)動處理器；322-邏輯處理器；323-模擬訊號處理器；4-鎖模裝置；41-澆道；42-流道；43-模穴。
具體實(shí)施方式
[0026]
以下結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點(diǎn)作更詳細(xì)的說明。請參閱圖1至圖3，本實(shí)用新型所提供的具運(yùn)動、邏輯與模擬訊號控制的全電式塑膠機(jī)控制器3用以控制射出裝置1及鎖模裝置4，所述射出裝置1包含一連接螺桿12的驅(qū)動器11、一用以推擠物料的螺桿12、一檢測螺桿12實(shí)際位置的位置偵測單元21、一用以射出物料的射嘴13、一裝設(shè)于射嘴13上的壓力傳感器22與熱電偶23。而所述控制器3主要包括有一雙處理單元31以及一多工處理單元32所構(gòu)成。所述雙處理單元31為計(jì)算控制驅(qū)動器11快速響應(yīng)上的處理變量，和執(zhí)行浮點(diǎn)運(yùn)算以控制裝置的向量運(yùn)算；所述雙處理單元31進(jìn)而包括一第一處理器311與一第二處理器 312，所述第一處理器311能連續(xù)地控制演算裝置的快速響應(yīng)上的處理變量，所述處理變量為物料射入與物料成型保壓的速度與壓力；所述第二處理器312能抓取裝置內(nèi)驅(qū)動器11資料且執(zhí)行多個裝置內(nèi)浮點(diǎn)運(yùn)算的向量運(yùn)算。所述多工處理單元32為提供裝置內(nèi)驅(qū)動器11的運(yùn)動速度控制，與螺桿12的位移量以及裝置的模擬訊號輸入與輸出的程序控制；所述多工處理單元32進(jìn)而包括運(yùn)動處理器321、邏輯處理器322以及模擬訊號處理器323，所述運(yùn)動處理器321能受運(yùn)動參數(shù)輸入以速度命令控制驅(qū)動器11的運(yùn)轉(zhuǎn)速度；所述邏輯處理器322能執(zhí)行鎖模裝置4與射出裝置 1的鎖模、物料射入、壓力保持、解模及頂出等制程的程序控制；所述模擬訊號處理器323接收多個模擬輸入感測器的模擬訊號，并反饋數(shù)字訊號給射出裝置1作輸出運(yùn)動速度或程序控制調(diào)整。所述位置偵測單元21用以檢測螺桿12的實(shí)際位置，并傳送螺桿12的位移量的模擬訊號。所述壓力傳感器22用以偵測所述射嘴13的壓力，并傳送射嘴13壓力的模擬訊號。 所述熱電偶23用以偵測所述射嘴13的溫度，所述熱電偶23能傳送微小電壓訊號，并轉(zhuǎn)換為一射嘴13溫度的模擬訊號。前述模擬訊號經(jīng)多工處理單元32的模擬訊號處理器323接收，并將模擬訊號變量轉(zhuǎn)為數(shù)字訊號，使所述控制器3用以接收多個模擬輸入感測器的數(shù)字訊號以控制驅(qū)動器11 的動作?？刂破?其運(yùn)作方式皆是由使用者在人機(jī)接口下達(dá)一運(yùn)動參數(shù)，后透過控制器3 的運(yùn)動處理器321運(yùn)算轉(zhuǎn)換為一設(shè)定速度命令并輸出至連接螺桿12的驅(qū)動器11以達(dá)到控制運(yùn)轉(zhuǎn)速度的目的，螺桿12上的的位置偵測單元21是用來偵測螺桿12的目前位置，供控制器3判斷是否到達(dá)原規(guī)劃的一預(yù)定位置，如有誤差，控制器3便會輸出模擬訊號經(jīng)由模擬訊號處理器323給運(yùn)動處理器321 (加大輸出電流來使誤差縮小，以便達(dá)到精準(zhǔn)定位與速度控制)，由運(yùn)動處理器321反饋速度命令給驅(qū)動器11，驅(qū)動器11可以與輸入的設(shè)定速度命令作比較，以決定要加速或減速，由此達(dá)到閉回路的控制。當(dāng)全電式塑膠機(jī)受到至少一設(shè)定速度命令后開始進(jìn)行物料射出作業(yè)時，會造成物料射入的狀態(tài)變量與物料成型保壓的狀態(tài)變量產(chǎn)生改變，其包含螺桿12實(shí)際位置、螺桿12 速度、射嘴13實(shí)際壓力與灌入模具的物料填充體積等數(shù)值。依據(jù)所量測的多個模擬輸入感測器的模擬訊號狀態(tài)變量，如螺桿12的位移量、 螺桿12速度、射嘴13壓力、射嘴13溫度與此四種模擬訊號的變動量作為狀態(tài)變量輸出至多工處理單元32的邏輯處理器322進(jìn)行制程的程序控制。而部份的狀態(tài)變量可在全電式塑膠機(jī)的相對應(yīng)螺桿12與射嘴13中裝設(shè)模擬輸入感測器，并將此等多個模擬輸入感測器的狀態(tài)變量輸出至一多工處理單元32中的模擬訊號處理器323，以進(jìn)行將模擬訊號的狀態(tài)變量轉(zhuǎn)為數(shù)字訊號。而全電式塑膠機(jī)所對接的鎖模裝置4包含有一澆道41、一流道42以及一模穴43， 流道42連通相連于澆道41與模穴43之間。而澆道41與射嘴13相互對接，驅(qū)動器11作動時，將物料透過射嘴13經(jīng)由澆道41注入澆道41，經(jīng)過流道42，最后流入至模穴43中。當(dāng)澆道41、流道42與模穴43皆灌滿物料后，螺桿12即由物料充填的向前動作轉(zhuǎn)換成供給射出物料適當(dāng)壓力的功能。當(dāng)物料冷卻時，其模具內(nèi)的物料體積會收縮。此時，螺桿12為了保持物料在適當(dāng)壓力，會再將額外的物料擠壓入模具，此稱為壓力保持作業(yè)，其目的在于避免物料在未冷卻時就自澆道41流出，同時避免因物料冷卻而無法制出所需的成型物。以上說明對本實(shí)用新型而言只是說明性的，而非限制性的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解，在不脫離以下所附權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可做出許多修改，變化， 或等效，但都將落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種具運(yùn)動、邏輯與模擬訊號控制的全電式塑膠機(jī)控制器，其特征在于，用以控制一連接螺桿的驅(qū)動器、一檢測螺桿實(shí)際位置的位置偵測單元、一裝設(shè)于射嘴上的壓力傳感器與熱電偶的多個模擬輸入感測器，所述全電式塑膠機(jī)控制器包括一雙處理單元，為計(jì)算控制驅(qū)動器快速響應(yīng)上的處理變量，和執(zhí)行浮點(diǎn)運(yùn)算以控制驅(qū)動器的向量運(yùn)算；一多工處理單元，為提供驅(qū)動器的運(yùn)動速度控制、螺桿的位移量以及多個模擬輸入感測器的訊號輸入與輸出的程序控制。
2.如權(quán)利要求1所述的具運(yùn)動、邏輯與模擬訊號控制的全電式塑膠機(jī)控制器，其特征在于，所述雙處理單元進(jìn)而包括一第一處理器，所述第一處理器能連續(xù)地控制演算驅(qū)動器的快速響應(yīng)上的處理變量，所述處理變量為物料射入與物料成型保壓的速度與壓力。
3.如權(quán)利要求1所述的具運(yùn)動、邏輯與模擬訊號控制的全電式塑膠機(jī)控制器，其特征在于，所述雙處理單元進(jìn)而包括一第二處理器，所述第二處理器能抓取驅(qū)動器資料且執(zhí)行驅(qū)動器與多個模擬輸入感測器內(nèi)浮點(diǎn)運(yùn)算的向量運(yùn)算。
4.如權(quán)利要求1所述的具運(yùn)動、邏輯與模擬訊號控制的全電式塑膠機(jī)控制器，其特征在于，所述多工處理單元進(jìn)而包括運(yùn)動處理器，所述運(yùn)動處理器能受運(yùn)動參數(shù)輸入以速度命令控制驅(qū)動器的運(yùn)轉(zhuǎn)速度。
5.如權(quán)利要求1所述的具運(yùn)動、邏輯與模擬訊號控制的全電式塑膠機(jī)控制器，其特征在于，所述多工處理單元進(jìn)而包括邏輯處理器，所述邏輯處理器能執(zhí)行驅(qū)動器與多個模擬輸入感測器其變動量或狀態(tài)變量的程序控制。
6.如權(quán)利要求1所述的具運(yùn)動、邏輯與模擬訊號控制的全電式塑膠機(jī)控制器，其特征在于，所述多工處理單元進(jìn)而包括模擬訊號處理器，所述模擬訊號處理器接收多個模擬輸入感測器的模擬訊號，并反饋數(shù)字訊號給驅(qū)動器作輸出運(yùn)動速度或程序控制調(diào)整。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種具運(yùn)動、邏輯與模擬訊號控制的全電式塑膠機(jī)控制器，用以控制鎖模裝置及射出裝置，主要由一雙處理單元及一多工處理單元所構(gòu)成，所述雙處理單元為計(jì)算控制驅(qū)動器快速響應(yīng)上的處理變量，和執(zhí)行浮點(diǎn)運(yùn)算以控制驅(qū)動器的向量運(yùn)算；所述多工處理單元為提供驅(qū)動器的運(yùn)動速度控制、螺桿的位移量以及多個模擬輸入感測器的訊號輸入與輸出的程序控制，以達(dá)成一體積減少、降低成本的控制器。
文檔編號G05B19/045GK202306233SQ20112045099
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者蕭人賓 申請人:寶元數(shù)控精密股份有限公司