CN102468791A

CN102468791A - 注射成型机

Info

Publication number: CN102468791A
Application number: CN2011103396011A
Authority: CN
Inventors: 佐藤洋; 常深浩基; 阿部好古
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2010-11-01
Filing date: 2011-11-01
Publication date: 2012-05-23
Also published as: JP2012100422A; EP2447035A1

Abstract

本发明提供一种注射成型机，其搭载有更有效地对所要求的控制精确度分别不同的多个伺服马达进行集中控制的多轴伺服驱动器。本发明的注射成型机搭载集中控制4个伺服马达(M1～M4)的多轴伺服驱动器(EQ)，该多轴伺服驱动器(EQ)具备1个为了进行与这4个伺服马达(M1～M4)中的每个伺服马达有关的运算而使用的CPU资源。另外，该多轴伺服驱动器(EQ)具备个别设定这4个伺服马达(M1～M4)的控制周期的控制周期设定部(C13)，且能够以这4个伺服马达(M1～M4)中的至少1个伺服马达的控制周期在成型循环中变化的方式设定这4个伺服马达(M1～M4)各自的控制周期。

Description

注射成型机

本申请主张基于2010年11月1日申请的日本专利申请第2010-245604号的优先权。其申请的全部内容通过参考援用于此说明书中。

技术领域

本发明涉及一种搭载有集中控制多个伺服马达的多轴伺服驱动器的注射成型机。

背景技术

以往，已知有控制多个伺服马达的多轴伺服驱动器(例如，参考专利文献1)，该多轴伺服驱动器以1个CPU执行多个伺服马达的位置控制及速度控制，在与该CPU独立的时刻使分别搭载于多个伺服马达的LS1执行各伺服马达的电流控制。

另外，该多轴伺服驱动器对应连接的伺服马达的数量来设定控制周期，连接的伺服马达的数量越少越能够缩短该控制周期，并且使搭载有该多轴伺服驱动器的机械系统的控制精确度最大化。

专利文献1：日本特开2006-262636号公报

但是，专利文献1所记载的多轴伺服驱动器仅仅是按照连接的伺服马达的数量只设定全部那些多个伺服马达共同的控制周期，无法有效地对所要求的控制精确度分别不同的多个伺服马达集中控制。

发明内容

鉴于上述问题点，本发明的目的在于提供一种搭载更有效地对所要求的控制精确度分别不同的多个伺服马达进行集中控制的多轴伺服驱动器的注射成型机。

为了实现上述目的，本发明的实施例所涉及的注射成型机搭载集中控制多个伺服马达的多轴伺服驱动器，其特征在于，所述多轴伺服驱动器具备1个为了进行与所述多个伺服马达中的每个伺服马达有关的运算而使用的CPU资源。

发明效果

根据上述机构，本发明能够提供搭载更有效地对所要求的控制精确度分别不同的多个伺服马达集中控制的多轴伺服驱动器的注射成型机。

附图说明

图1是表示搭载于本发明的实施例所涉及的注射成型机的多轴伺服驱动器的结构例的功能块图。

图2是表示4个单轴伺服驱动器各自的CPU使用量的时间推移的图。

图3是表示本发明的实施例所涉及的多轴伺服驱动器中的CPU使用量的时间推移的图(其1)。

图4是表示本发明的实施例所涉及的多轴伺服驱动器中的CPU使用量的时间推移的图(其2)。

图5是用于说明CPU使用量的调节方法的图(其1)。

图6是用于说明CPU使用量的调节方法的图(其2)。

图7是用于说明CPU使用量的调节方法的图(其3)。

图8是用于说明CPU使用量的调节方法的图(其4)。

图9是用于说明CPU使用量的调节方法的图(其5)。

图10是用于说明CPU使用量的调节方法的图(其6)。

符号说明：

C-控制装置，

C10-位置控制部，

C11-速度控制部，

C12-电流控制部，

C13-控制周期设定部，

E1～E4-编码器，

EQ-多轴伺服驱动器，

M1～M4-伺服马达，

MC-注射成型机控制装置。

具体实施方式

以下，参考附图对本发明的实施例进行说明。

图1是表示搭载于本发明的实施例所涉及的注射成型机的多轴伺服驱动器EQ的结构例的功能块图，多轴伺服驱动器EQ主要由控制装置C、伺服马达M1～M4、编码器E1～E4及注射成型机控制装置MC构成。

控制装置C为具备有CPU(Central Processing Unit)、易失性存储介质(例如为RAM(Random Access Memory))、非易失性存储介质(例如为ROM(Read Only Memory)、EEPROM(Electrically ErasableROM)、FLASH存储器等)等的计算机，例如，从非易失性存储介质中读出分别与位置控制部C10、速度控制部C11、电流控制部C12及控制周期设定部C13对应的程序并展开在易失性存储介质上，并使CPU执行与各部对应的处理。

伺服马达M1～M4为用于驱动搭载于注射成型机的各种可动部的马达，例如，第1伺服马达M1为注射用马达，第2伺服马达M2为计量用马达，第3伺服马达M3为合模用马达，第4伺服马达M4为顶出(ejector)用马达，按照控制装置C分别对伺服马达M1～M4输出的PWM(Pulse Width Modulation)指令进行旋转。

编码器E1～E4分别对控制装置C输出伺服马达M1～M4各自的旋转角度(位置)。

另外，多轴伺服驱动器EQ可以是集中控制2个、3个或5个以上伺服马达的驱动器。

注射成型机控制装置MC为用于控制注射成型机的装置，其为具备有CPU、易失性存储介质、非易失性存储介质等的计算机，例如为了使注射用马达、计量用马达、合模用马达、顶出用马达等在所希望的时刻动作，而对多轴伺服驱动器EQ的控制装置C提供位置指令值或控制周期等各种信息。

接着，对控制装置C所具有的各种功能要件进行说明。

位置控制部C10为用于将伺服马达M1～M4各自的旋转位置控制成所希望的旋转位置的功能要件，例如根据从注射成型机控制装置MC接收的、分别相对于伺服马达M1～M4的位置指令值与编码器E1～E4分别输出的旋转位置值之差，以消除该差的方式计算对伺服马达M1～M4各自的速度指令值，并对速度控制部C11输出所计算出的速度指令值。

速度控制部C11为用于将伺服马达M1～M4各自的转速控制成所希望的转速的功能要件，例如，根据从位置控制部C10接收的、分别相对于伺服马达M1～M4的速度指令值与基于编码器E1～E4分别输出的旋转角度(位置)值而计算出的转速值之差，以消除该差的方式计算对伺服马达M1～M4各自的转矩指令值，并对电流控制部C12输出所计算出的转矩指令值。

电流控制部C12是用于将分别供给至伺服马达M1～M4的电流值控制成所希望的电流值的功能要件，例如，根据从速度控制部C11接收的、分别相对于伺服马达M1～M4的转矩指令值与由用于检测供给至各个伺服马达M1～M4的电流值的电流检测器(未图示)所输出的电流值之差，以消除该差的方式计算应分别供给至伺服马达M1～M4的电流值，并将所计算出的电流值分别供给至伺服马达M1～M4。

控制周期设定部C13是用于能够独立设定与伺服马达M1～M4中的至少1个有关的运算的运算周期(控制周期)的功能要件，例如，接收通过注射成型机附带的输入装置(未图示)输入至注射成型机控制装置MC的设定值，或预先存储于注射成型机控制装置MC的设定值，个别地设定分别与伺服马达M1～M4有关的控制周期。

例如，控制周期设定部C13通过缩短与特定伺服马达有关的控制周期，使应供给至该特定伺服马达的电流的值以更短的间隔更新，提高该特定伺服马达的控制精确度。

另外，控制周期设定部C13通过延长与特定伺服马达有关的控制周期，使应供给至该特定伺服马达的电流的值以更长的间隔更新，抑制与该特定伺服马达有关的无用的处理(基于超过所需控制精确度的处理)。

接着，参考图2～图4，对伺服驱动器中的CPU使用量的推移进行说明。

图2表示4个单轴伺服驱动器中的每个单轴伺服驱动器的、用于使4个伺服马达中的每个马达动作的运算所需的CPU使用量在一成型循环中的时间推移。

在此，图2(A)表示与注射用马达有关的CPU使用量的时间推移，图2(B)表示与计量用马达有关的CPU使用量的时间推移，图2(C)表示与合模用马达有关的CPU使用量的时间推移，图2(D)表示与顶出用马达有关的CPU使用量的时间推移。

图2(A)～图2(D)均在纵轴设定CPU使用量，在横轴设定时间轴。另外，用斜线画上阴影的各区域U1～U4表示分别与4个伺服马达有关的平均单位时间的CPU使用量，空心区域N1及用点画上阴影的各区域N2～N4表示分别与4个伺服马达有关的CPU余量(从平均单位时间的最大运算量即CPU容许量减去CPU使用量后的量)。

另外，图2(A)～图2(D)不同于本发明的实施例所涉及的多轴伺服驱动器EQ，示出了对与4个伺服马达中的每个伺服马达有关的运算个别地分配相同大小的CPU资源(CPU容许量)的情况，将这些4个伺服驱动器分别设为，已经分配给一个伺服马达的CPU资源(CPU容许量)中的CPU余量不能使用于其他伺服马达。

另外，对与4个伺服马达中的每个伺服马达有关的运算个别地分配相同大小的CPU资源(CPU容许量)是指，例如4个伺服马达中的每个伺服马达分别利用1个具有相同能力的CPU的情况，这些CPU具有使CPU使用量变得最大的注射用马达顺畅地动作的充分的CPU资源(CPU容许量)，其结果，能够对其他3个伺服马达提供过剩的CPU资源(CPU容许量)。

此时，如图2(A)及图2(B)所示，在时刻T1，与注射用马达有关的CPU使用量接近其CPU容许量，另一方面，即使仍有很多与计量用马达有关的CPU余量，CPU也无法利用与该计量马达有关的CPU余量执行与注射用马达有关的运算。

另外，CPU根据不同情况，不得不在与该计量用马达有关的CPU余量充分残留的状态下降低与该注射用马达有关的运算的周期，以免与该注射用马达有关的CPU使用量超过其CPU容许量。另外，与计量用马达有关的CPU余量只要不使用于与该计量用马达有关的运算，则成为未被用于与其他伺服马达有关的运算的无用资源。

与此相对，图3对本发明的实施例所涉及的多轴伺服驱动器EQ中的CPU使用量的时间推移进行图解，本发明的实施例所涉及的多轴伺服驱动器能够将已经分配给一个伺服马达的CPU资源(CPU容许量)中的CPU余量使用于其他伺服马达。

图3与图2同样地，在纵轴设定CPU使用量，在横轴设定时间轴。另外，用斜线画上阴影的各区域U1～U4表示图2(A)～图2(D)所示的分别与4个伺服马达有关的平均单位时间的CPU使用量，空心区域N1及用点画上阴影的各区域N2～N4表示图2(A)～图2(D)所示的分别与4个伺服马达有关的CPU余量。

另外，在多轴伺服驱动器EQ中，1个CPU资源(CPU容许量)被使用于与4个伺服马达中的每个伺服马达有关的运算(例如，为使用在4个伺服马达之间共用的单一的CPU的情况)，各区域N1～N4所示的CPU余量能够使用于4个伺服马达中的任一伺服马达的运算。

而且，图4对为了降低图3中的比较大的CPU余量(为区域N1～N4的总计，结果变成过剩CPU资源)而降低CPU资源(CPU容许量)的情况进行图解。

图4与图2及图3同样地，在纵轴设定CPU使用量，在横轴设定时间轴。另外，用斜线画上阴影的各区域U1～U4表示图2(A)～图2(D)所示的分别与4个伺服马达有关的平均单位时间的CPU使用量，空心区域N表示CPU余量。

另外，图4表示分别与4个伺服马达有关的平均单位时间的CPU使用量与图3的CPU使用量相同的情况，另一方面表示CPU余量比图3中的区域N1～N4的总计大幅度缩小，选择更适合于实际CPU使用量的CPU资源(CPU容许量)。

如此，多轴伺服驱动器EQ使1个CPU资源(CPU容许量)使用于与4个伺服马达中的每个伺服马达有关的运算，并使CPU余量能够使用于4个伺服马达中的任一伺服马达的运算，因此与使用多个单轴伺服驱动器的情况相比，能够更有效地利用CPU资源(CPU容许量)，所述多个单轴伺服驱动器分别对4个伺服马达各分配1个CPU资源(CPU容许量)，已经分配给1个伺服马达的CPU资源(CPU容许量)中的CPU余量不能使用于其他伺服马达。

另外，如上述，由于多轴伺服驱动器EQ能够更有效地利用CPU资源(CPU容许量)，因此能够将其CPU资源(CPU容许量)设为适合于实际CPU使用量的适当的规格(spec)，与使用多个单轴伺服驱动器的情况相比，能够谋求所搭载的CPU资源(CPU容许量)的合理性。

另外，如上述，由于多轴伺服驱动器EQ能够更有效地利用CPU资源(CPU容许量)，因此与使用多个单轴伺服驱动器的情况相比，不增大所需的CPU资源(CPU容许量)即可增大成为控制对象的驱动轴的数量，或者追加在利用其CPU资源的同时并行动作的软件。

另外，与使用多个单轴伺服驱动器的情况相比，多轴伺服驱动器EQ能够降低4个伺服马达每一个之间的数据传递时产生的时间滞后(time lag)，并能够更高精确度地(即，以更短的控制周期)控制4个伺服马达中的每个伺服马达。

接着，参考图5～图10对多轴伺服驱动器EQ所控制的各伺服马达M1～M4的控制周期的设定方法进行说明。

图5～图10与图2～图4同样地，在纵轴设定CPU使用量并在横轴设定时间轴来表示与伺服马达有关的CPU使用量的时间推移，以用斜线画上阴影的各区域U1～U4表示分别与4个伺服马达M1～M4有关的平均单位时间的CPU使用量，以空心区域N1及用点画上阴影的各区域N2～N4表示分别与4个伺服马达M1～M4有关的CPU余量。

此外，图5表示与注射用马达M1有关的CPU使用量的调节方法，图6表示与计量用马达M2有关的CPU使用量的调节方法，图7表示与合模用马达M3有关的CPU使用量的调节方法，而且，图8表示与顶出用马达M4有关的CPU使用量的调节方法。

如图5所示，多轴伺服驱动器EQ也可以根据控制周期设定部C13的设定，在进行成型循环的同时变更与注射用马达M1有关的运算的控制周期，缩短到目前为止CPU使用量比较低的期间Ta、Tb的控制周期，由此使与注射用马达M1有关的CPU使用量在整个成型循环中均匀化。

由此，与该缩短前相比，多轴伺服驱动器EQ能够提高注射用马达M1在缩短了控制周期后的期间Ta、Tb内的控制精确度。

另外，如图6所示，多轴伺服驱动器EQ也可以根据控制周期设定部C13的设定，在进行成型循环的同时变更与计量用马达M2有关的运算的控制周期，延长到目前为止CPU使用量比较高的期间Tc的控制周期，由此能够使与计量用马达M2有关的CPU使用量在整个成型循环中均匀化。

由此，与该延长前相比，多轴伺服驱动器EQ能够增大延长了控制周期后的期间Tc内的CPU余量。另外，即使在该延长后的控制周期，多轴伺服驱动器EQ也能够以所需的充分的精确度驱动计量用马达M2。

另外，如图7所示，多轴伺服驱动器EQ也可以根据控制周期设定部C13的设定，在进行成型循环的同时变更与合模用马达M3有关的运算的控制周期，缩短成型周期的一部分期间Td、Te内的控制周期，另一方面延长另一部分期间Tf内的控制周期，由此以所需的充分的精确度驱动合模用马达M3的同时，为了确保其他伺服马达M1、M2或M4所需的CPU资源而确保所需的充分的CPU余量。

并且，如图8所示，多轴伺服驱动器EQ也可以根据控制周期设定部C13的设定，在进行成型循环的同时变更与顶出用马达M4有关的运算的控制周期，延长成型周期的一部分期间Tg内的控制周期，另一方面缩短另一部分期间Th内的控制周期，由此以所需的充分的精确度驱动顶出用马达M4的同时，为了确保其他伺服马达M1、M2或M3所需的CPU资源而确保所需的充分的CPU余量。

另外，除了上述调节以外，多轴伺服驱动器EQ还设为如下，根据控制周期设定部C13的设定，能够任意地缩短或延长分别与伺服马达M1～M4有关的控制周期。

图9及图10表示通过调节用图5～图8图解出的伺服马达M1～M4各自的CPU使用量来最终得到的作为整个多轴伺服驱动器EQ的CPU使用量的时间推移的例子。

另外，图9表示以下情况：个别地且以随着时间而变化的方式设定与各伺服马达M1～M4有关的控制周期，以便各伺服马达M1～M4的CPU使用量与时间经过无关地成为恒定的情况，图10表示为了提高注射用马达M1的控制精确度而缩短设定与注射用马达M1有关的控制周期的情况。

另外，如图10所示，与注射用马达M1有关的控制周期的缩短程度与时间一同变化，另外，该缩短后的与注射用马达M1有关的CPU使用量V1与时间经过无关地成为恒定，且可成为大于利用多个单轴伺服驱动器时为了进行与其注射用马达有关的运算而分配的CPU资源(CPU容许量)V2(相当于图2(A)的CPU使用量U1加上图2(A)的CPU余量N1的量)的量。

如此，多轴伺服驱动器EQ能够使与各伺服马达M1～M4有关的CPU使用量更灵活地变化，并能够按照需要提高或抑制各伺服马达M1～M4的控制精确度。

根据以上的结构，多轴伺服驱动器EQ能够更有效地对所要求的控制精确度分别不同的多个伺服马达进行集中控制。

另外，多轴伺服驱动器EQ不会对多个伺服马达各自的控制精确度带来影响就能够削减无用的CPU资源。

并且，多轴伺服驱动器EQ不会增大CPU资源(CPU容许量)就能够提高特定伺服马达的控制精确度。

并且，多轴伺服驱动器EQ能够通过降低CPU资源(CPU容许量)，来放宽电源设计或基板设计中的要求规格而增大设计的自由度。

另外，多轴伺服驱动器EQ能够通过降低CPU资源(CPU容许量)，来实现节能。

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内能够对上述实施例施加各种变形及置换。

例如，在上述实施例中，控制周期设定部C13能够个别地且以随着时间而变化的方式设定各伺服马达M1～M4的控制周期，但也可以是，能够与其他伺服马达的控制周期独立地只设定伺服马达M1～M4中的1个伺服马达的控制周期，也可以是，能够与其他伺服马达的控制周期独立地只设定伺服马达M1～M4中的2个或3个伺服马达的控制周期。

Claims

1.一种注射成型机，搭载集中控制多个伺服马达的多轴伺服驱动器，其特征在于，

所述多轴伺服驱动器具备1个为了进行与所述多个伺服马达中的每个伺服马达有关的运算而使用的CPU资源。

2.如权利要求1所述的注射成型机，其特征在于，

具备能够独立设定所述多个伺服马达中的至少1个伺服马达的控制周期的控制周期设定部。

3.如权利要求2所述的注射成型机，其特征在于，

所述控制周期设定部个别地设定所述多个伺服马达各自的控制周期。

4.如权利要求2或3所述的注射成型机，其特征在于，

所述控制周期设定部以所述多个伺服马达中的至少1个伺服马达的控制周期在成型循环中变化的方式设定所述多个伺服马达中的至少1个伺服马达的控制周期。