CN114506049A - 一种注塑机 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种注塑机，其中，该注塑机包括：控制器；驱动器，通过第一通信网络连接控制器；加热机构，加热机构通过第二通信网络连接驱动器，以通过驱动器与控制器进行信号交互。通过上述方式，本申请的注塑机中的控制器通过驱动器与加热机构实现通信连接，能够大幅减少注塑机的内部配线，而提高注塑机控制***的可靠性，并节省安装、配线和调试工时，提高相应的生产效率，且还具备灵活的可扩展性，以适应注塑机控制需求的变化。
Description
技术领域
本申请涉及注塑技术领域，尤其涉及一种注塑机。
背景技术
现今，注塑机电控部分通常包括注塑机电脑板、注塑机显示屏、伺服驱动器、接触器或固态继电器加热控制部分、安全模块、开关电源、电磁阀、温度传感器、限位开关等。
然而，其中的加热模块跟伺服驱动器以及注塑机电脑之间均是通过模拟量以及数字量等物理走线的方式对应实现信号控制，以致当需要进行控制方案的更改时，便只能对物理线束的走线方式进行调整，从而不仅会增加线束的成本，还不能直观反馈加热模块内部的状态，也不具备灵活的扩展性。
发明内容
本申请提供的一种注塑机，以能够解决现有技术中的注塑机在需要进行控制方案的更改时，会增加线束的成本，还不能直观反馈加热模块内部的状态，也不具备灵活的扩展性的问题。
为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种注塑机，其中，该注塑机包括：控制器；驱动器，通过第一通信网络连接控制器；加热机构，加热机构通过第二通信网络连接驱动器，以通过驱动器与控制器进行信号交互。
其中，第一通信网络为485通信网络，第二通信网络为CANopen通信网络。
其中，驱动器的CANopen对象字典中对应设置有内部参数、控制命令以及状态信息。
其中，状态信息包括软件版本、加热机构温度、加热机构电压、加热机构电流、加热机构故障信息、加热机构输出状态、加热机构自检状态。
其中，驱动器在接收到控制器发送的CAN报文指令时，基于CAN报文指令对加热机构进行加热参数的设置。
其中，驱动器每间隔设定时长读取加热机构的状态信息，并将状态信息发送给控制器。
其中，注塑机还包括显示屏，显示屏连接控制器，以在加热机构通过驱动器向控制器反馈其状态信息时，控制器通过显示屏对应显示状态信息。
其中，注塑机还包括温度传感器，温度传感器连接驱动器，以在获取到加热机构当前的加热温度时，将加热温度发送给驱动器，以由驱动器发送给控制器。
其中，注塑机还包括智能功率模块，智能功率模块连接驱动器和加热机构，驱动器在接收到控制器发送的控制命令时，将控制命令发送给智能功率模块，以使智能功率模块对应生成设定脉冲宽度调制信号，并通过脉冲宽度调制信号对加热机构进行加热控制。
其中，注塑机还包括开关电源，开关电源连接控制器和驱动器，以为控制器和驱动器提供工作电源。
本申请的有益效果是：区别于现有技术，本申请提供的注塑机中的驱动器通过第一通信网络连接控制器，且其加热机构具体是通过第二通信网络连接驱动器，以通过驱动器与控制器进行信号交互，而避免了采用具有大量物理线路的线束与控制器进行信号反馈，并接收控制器对应发送的控制指令，也即该注塑机能够大幅减少其内部的配线，而提高注塑机控制***的可靠性，并节省安装、配线和调试工时，提高相应的生产效率，且还具备灵活的可扩展性，以适应注塑机控制需求的变化。
附图说明
图1是本申请注塑机第一实施方式的结构示意图；
图2是本申请注塑机一具体实施方式的结构示意图；
图3是本申请注塑机第二实施方式的结构示意图；
图4是本申请注塑机第三实施方式的结构示意图；
图5是本申请注塑机第四实施方式的结构示意图；
图6是本申请注塑机第五实施方式的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
目前，注塑机电控部分通常包括：注塑机电脑板、注塑机显示屏、伺服驱动器、接触器或固态继电器加热控制部分、安全模块、开关电源、电磁阀、温度传感器、限位开关等，而其中的伺服驱动器、接触器或固态继电器加热控制部分、安全模块、开关电源这些部分均为通用器件或设备。
在现有技术中，加热模块跟伺服驱动器以及注塑机电脑之间均是通过模拟量以及数字量等物理走线的方式对应实现信号控制，以致当需要进行控制方案的更改时，便只能对物理线束的走线方式进行调整，从而不仅会增加线束的成本，还不能直观反馈加热模块内部的状态，也不具备灵活的扩展性。
其中，注塑机的电控均相对较复杂，一般注塑机电控部分均是由注塑机电脑板、注塑机显示屏、伺服驱动器、接触器或固态继电器加热控制部分、安全模块、开关电源、电磁阀、温度传感器、限位开关等组成，由于器件比较多，采购、安装、配线和调试均非常困难，固态继电器还必须安装散热器和散热风机，而且容易损坏，生产和维护困难。且该控制方案中加热模块包含单片机***，可以根据外部的控制指令，DI信号(开关量的输入信号)实现特定加热圈的输出，达到加热的目的。
(1)加热模块通过物理线速(DI信号线)控制，状态反馈也只能通过物理信号(DO信号线，开关量的输出信号)实现，以致需要极大的线束成本以及设备配电加工成本，具体信号如下表所示。
(2)加热模块内部的参数以及状态无法直观设置以及获取，加热模块电压跟电流都需要系数校正，没有校正的电流跟电压会导致误报故障，工装没有方便的接口设置加热模块的电流跟电压校正系数不便于生产调试。
(3)加热模块无法跟伺服驱动器以及注塑机电脑板等智能设备形成互动，***不够灵活、可扩展性不强。
表一、现有***物理信号
由此可知，注塑机电脑板对加热模块的控制及反馈信息的获取均是通过物理线束获得，在需要进行控制方案的更改时，便只能对物理线束的走线方式进行调整，从而不仅会增加线束的成本，还不能直观反馈加热模块内部的状态，也不具备灵活的扩展性。
请参阅图1，图1是本申请注塑机第一实施方式的结构示意图。在本实施方式中，该注塑机10包括：控制器11、驱动器12以及加热机构13。
其中，本申请中的注塑机10又名注射成型机或注射机，而具体是将热塑性塑料或热固性塑料利用塑料成型模具制成各种形状的塑料制品的主要成型设备。
且注塑机10还能加热塑料，对熔融塑料施加高压，使其射出而充满模具型腔，因此不可避免的会涉及对加热机构13对应的多个不同加热区分别进行使能控制、状态反馈信息及故障信息的获取。
具体地，注塑机10中的控制器11具体可以包括MCU(Micro ControlUnit，微控制单元)电路、单片机或处理器等任一合理的程序处理单元，以能够基于其预先加载的程序数据，或接收上位机，比如，注塑机电脑板对应发送的控制指令，实现对驱动器12和加热机构13的使能控制及反馈信息处理。而在其他实施例中，该控制器11具体还可以是注塑机电脑板，本申请对此不做限定。
进一步地，驱动器12具体是通过第一通信网络连接控制器11，以能够基于第一通信网络与控制器11进行信号交互，而加热机构13具体是通过第二通信网络连接驱动器12，以借助于驱动器12实现与控制器11的通信连接，从而能够通过驱动器12与控制器11进行信号交互，以避免采用多个物理线路构成的线束分别独立实现不同加热区的使能控制及信号反馈。
上述方案，注塑机10中的驱动器12通过第一通信网络连接控制器11，且其加热机构13具体是通过第二通信网络连接驱动器12，以通过驱动器12与控制器11进行信号交互，而避免了采用具有大量物理线路的线束与控制器11进行信号反馈，并接收控制器11对应发送的控制指令，也即该注塑机10能够大幅减少其内部的配线，而提高注塑机10的控制***的可靠性，并节省安装、配线和调试工时，提高相应的生产效率，且还具备灵活的可扩展性，以适应注塑机控制需求的变化。
请参见图2，图2是本申请注塑机一具体实施方式的结构示意图。
在本实施例中，驱动器12具体是采用485通信接口与控制器11实现通信连接，也即第一通信网络具体为485通信网络；而加热机构13具体是采用CANopen(基于总线的通信***)通信接口与驱动器12实现通信连接，也即第二通信网络具体为CANopen通信网络。
需说明的是，485通信接口具体指的是远程称重数据采集方法，在要求通信距离为几十米到上千米时，广泛采用RS-485串行总线标准。RS-485采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力。
其中，CANopen具体指的是基于总线的通信***，包含高层协议和配置规范。CANOpen架构具体包含三个逻辑部分：1)CANOpen协议栈：通过CAN网络处理通讯；2)应用软件：提供内部控制功能以及面向硬件接口的接口；3)对象字典：作为协议和应用软件的接口。包含所有数据类型的引用、所有通信(数据)的存储和应用的参数。
其中，CANopen对象字典具体是一个标准化列表。作为一个中间人，管理着所有关于CAN通信和应用的参数，串联着协议和应用。使用4位16进制的值作为索引。1000h到1FFFh(存储空间地址范围)提供对确定CANOpen通信行为的参数的参考，2000h到9FFFh提供与程序相关的参数的引用。其中2000h到5FFFh是专有参数，6000h到9FFFh范围是标准化参数。
进一步地，驱动器12的CANopen对象字典中对应设置有内部参数、控制命令以及状态信息，从而使得该驱动器12能够作为控制器11对加热机构13实现使能控制及反馈信息获取的信号中继站。
可理解的是，驱动器12在接收到控制器11发送的CAN报文指令时，能够基于该CAN报文指令对加热机构13进行加热参数的设置，以使加热机构13能够根据控制器11通过驱动器12对应设置的加热参数进行工作。
在一实施例中，驱动器12每间隔设定时长读取一次加热机构13的状态信息，也即周期性的读取加热机构13的状态信息，以对应将状态信息发送给控制器11，而控制器11在接收到该状态信息时，则能对应调整其发送给驱动器12的CAN报文指令，以对加热机构13当前设置的加热参数进行调整，使其更符合当前生产场景的实际需求。
可选地，该状态信息具体包括软件版本、加热机构13的温度、加热机构13的电压、加热机构13的电流、加热机构13的故障信息、加热机构13的输出状态以及加热机构13的自检状态等任意合理的信息中的一种或多种，本申请对此不做限定。
由此可知，在本实施例中，注塑机10控制***的组网方法具体包括2个网络，一是伺服驱动器12跟注塑机电脑板，也即驱动器12跟控制器11之间的CAN网络，一是驱动器12与加热机构13之间的485网络。其中，驱动器12与控制器11之间的CAN网络，通讯协议具体采用的是CANopen协议，且控制器11作为CANopen主站，驱动器12作为CANopen从站。而驱动器12与加热机构13之间的485网络，通讯协议具体采用的是Modbus(一种串行通信协议)协议，驱动器12是Modbus主站，而加热机构13是Modbus从站。
通过驱动器12的中转，加热机构13可以通过较低的成本实现注塑机10控制***的组网。而注塑机10的整个控制***只需要连接485通讯线缆和CAN通讯线缆即可，从而大大减少了物理线束的连接，进而能够大量减少安装、配线和调试工时，提高生产效率，同时具备灵活的扩展特性，适应控制***需求的不断变化。
其中，具体控制实施方案是在驱动器12的CANopen对象字典中增设加热机构13所需要设置的内部参数、控制命令以及状态信息(软件版本、加热机构13的温度、加热机构13的电压、加热机构13的电流、加热机构13的故障信息、加热机构13的输出状态、加热机构13的自检状态等)，而驱动器12作为CANopen从站响应控制器11的CAN报文指令，同时驱动器12作为Modbus主站在接收到CAN报文指令时，能够通过Modbus报文设置对加热机构13进行参数设置，同时还能够周期性地读取加热机构13的状态信息，并通过驱动器12的中转，控制器11还可以通过CANopen地址(索引、子索引)跟加热机构13进行信息交互。
可理解的是，注塑机10的整机测试工装还可以通过Modbus协议访问驱动器12中关于加热机构13的地址，间接获取加热机构13的信息，便于整机调试。且注塑机10的控制***，在后续有新增交互需求时，只需要对应升级驱动器12跟加热机构13的软件，并增加通讯地址即可实现，而并不需要改变物理连线。
请参见图3，图3是本申请注塑机第二实施方式的结构示意图。本实施例是在本申请提供的注塑机第一实施例的基础上，注塑机20还包括显示屏24。
具体地，显示屏24连接控制器21，以能够响应控制器21对应发送的功能信号，显示相应的信息，也即在加热机构23通过驱动器22向控制器21反馈其状态信息时，该控制器21能够通过显示屏24显示加热机构23对应发送的状态信息，以方便于用户更直观的实时监测加热机构23的工作状态。
可理解的是，在本实施例中，控制器21、驱动器22以及加热机构23分别与控制器11、驱动器12以及加热机构13相同，具体请参阅图1及相关文字内容，在此不再赘述。
请参见图4，图4是本申请注塑机第三实施方式的结构示意图。本实施例是在本申请提供的芯片测试电路第一实施例的基础上，注塑机30还包括温度传感器35。
具体地，温度传感器35连接驱动器32，且对应安装在加热机构33的工作区域，或其工作区域附近，以能够与加热机构33相耦合，而获取到加热机构33当前的加热温度，并将其获取到的加热温度发送给驱动器32，以由驱动器32发送给控制器31，以便于控制器31对加热机构33的控制进行实时调整。
可理解的是，在本实施例中，控制器31、驱动器32以及加热机构33分别与控制器11、驱动器12以及加热机构13相同，具体请参阅图1及相关文字内容，在此不再赘述。
请参见图5，图5是本申请注塑机第四实施方式的结构示意图。本实施例是在本申请提供的芯片测试电路第一实施例的基础上，注塑机40还包括智能功率模块46。
可理解的是，由于注塑机40的电控相对较复杂，对应包括的器件通常较多，从而导致采购、安装、配线以及调试均非常困难，有些器件甚至还必须安装散热器和散热风机，且容易损坏，生产和维护困难，因此需对应进行智能化的加热控制方案，以对加热机构43进行平缓的加热及安全性更好的加热。
具体地，智能功率模块46对应连接驱动器42和加热机构43，以在驱动器42接收到控制器41发送的控制命令时，能够将该控制命令发送给智能功率模块46，而智能功率模块46能够基于该控制命令对应生成设定脉冲宽度调制信号，并通过脉冲宽度调制信号对加热机构43进行平缓、可控的加热。
其中，该智能功率模块46具体可以为包括有电力电子器件的IPM(IntelligentPower Module，智能功率单元)，不仅把功率开关器件和驱动电路集成在一起，而且其内部还集成有过电压，过电流和过热等故障检测电路，并可将检测信号通过驱动器42发送到控制器41。它由高速低功耗的管芯和优化的门极驱动电路以及快速保护电路构成。即使发生负载事故或使用不当，也可以保证IPM自身不受损坏。
其中，智能功率模块46可以通过PWM(Pulse width modulation，脉冲宽度调制信号)控制的方法平缓给加热机构43加热，且该控制器41具体包括单片机***，以能够根据通过驱动器42向智能功率模块46发送控制指令，以控制智能功率模块46实现特定的加热机构43的输出，以达到加热目的。
可理解的是，在本实施例中，控制器41、驱动器42以及加热机构43分别与控制器11、驱动器12以及加热机构13相同，具体请参阅图1及相关文字内容，在此不再赘述。
请参见图6，图6是本申请注塑机第五实施方式的结构示意图。本实施例是在本申请提供的芯片测试电路第一实施例的基础上，注塑机50还包括开关电源57。
可理解的是，为使控制器51和驱动器52能够进行运行工作，还需分别为控制器51和驱动器52提供合适的工作电源。
具体地，开关电源57对应连接控制器51和驱动器52，以能够分别为控制器51和驱动器52提供工作电源。而在其他实施例中，该开关电源57还可以与加热机构53连接，以还能够为加热机构53提供工作电源，本申请对此不做限定。
可理解的是，在本实施例中，控制器51、驱动器52以及加热机构53分别与控制器11、驱动器12以及加热机构13相同，具体请参阅图1及相关文字内容，在此不再赘述。
本申请的有益效果是：区别于现有技术，本申请提供的注塑机中的驱动器通过第一通信网络连接控制器，且其加热机构具体是通过第二通信网络连接驱动器，以通过驱动器与控制器进行信号交互，而避免了采用具有大量物理线路的线束与控制器进行信号反馈，并接收控制器对应发送的控制指令，也即该注塑机能够大幅减少其内部的配线，而提高注塑机的***可靠性，节省安装、配线和调试工时，并提高相应的生产效率，从而具备灵活的可扩展性，适应***需求的变化。
以上仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种注塑机，其特征在于，所述注塑机包括：
控制器；
驱动器，通过第一通信网络连接所述控制器；
加热机构，所述加热机构通过第二通信网络连接所述驱动器，以通过所述驱动器与所述控制器进行信号交互。
2.根据权利要求1所述的注塑机，其特征在于，
所述第一通信网络为485通信网络，所述第二通信网络为CANopen通信网络。
3.根据权利要求2所述的注塑机，其特征在于，
所述驱动器的CANopen对象字典中对应设置有内部参数、控制命令以及状态信息。
4.根据权利要求3所述的注塑机，其特征在于，
所述状态信息包括软件版本、加热机构温度、加热机构电压、加热机构电流、加热机构故障信息、加热机构输出状态、加热机构自检状态。
5.根据权利要求2所述的注塑机，其特征在于，
所述驱动器在接收到所述控制器发送的CAN报文指令时，基于所述CAN报文指令对所述加热机构进行加热参数的设置。
6.根据权利要求5所述的注塑机，其特征在于，
所述驱动器每间隔设定时长读取所述加热机构的状态信息，并将所述状态信息发送给所述控制器。
7.根据权利要求1所述的注塑机，其特征在于，
所述注塑机还包括显示屏，所述显示屏连接所述控制器，以在所述加热机构通过所述驱动器向所述控制器反馈其状态信息时，所述控制器通过所述显示屏对应显示所述状态信息。
8.根据权利要求1所述的注塑机，其特征在于，
所述注塑机还包括温度传感器，所述温度传感器连接所述驱动器，以在获取到所述加热机构当前的加热温度时，将所述加热温度发送给所述驱动器，以由所述驱动器发送给所述控制器。
9.根据权利要求1所述的注塑机，其特征在于，
所述注塑机还包括智能功率模块，所述智能功率模块连接所述驱动器和所述加热机构，所述驱动器在接收到所述控制器发送的控制命令时，将所述控制命令发送给所述智能功率模块，以使所述智能功率模块对应生成设定脉冲宽度调制信号，并通过所述脉冲宽度调制信号对所述加热机构进行加热控制。
10.根据权利要求1所述的注塑机，其特征在于，
所述注塑机还包括开关电源，所述开关电源连接所述控制器和所述驱动器，以为所述控制器和所述驱动器提供工作电源。
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2022
- 2022-01-24 CN CN202210080322.6A patent/CN114506049A/zh active Pending
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