JP3556186B2

JP3556186B2 - Control device for injection molding machine

Info

Publication number: JP3556186B2
Application number: JP2001183167A
Authority: JP
Inventors: 雅資菅沼; 隆箱田; 千春西沢
Original assignee: Nissei Plastic Industrial Co Ltd
Current assignee: Nissei Plastic Industrial Co Ltd
Priority date: 2001-06-18
Filing date: 2001-06-18
Publication date: 2004-08-18
Anticipated expiration: 2021-06-18
Also published as: JP2002370266A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピュータ処理部を備える射出成形機の制御装置に関する。
【０００２】
【従来技術及び課題】
射出成形機の制御形態は、リレー回路を用いたハードウェアによる制御形態からマイクロコンピュータを用いたソフトウェアによる制御形態ヘ急速に移行しつつある。ソフトウェア制御による機能部は、大きく分けてシーケンス制御を司るＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントローラ：ＰｒｏｇｒａｍａｂｌｅＬｏｇｉｃＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）部と、動作時に必要なパラメータの設定や動作状態及び結果を表示させるためのＨＭＩ（ヒューマン・マシーン・インターフェイス：ＨｕｍａｎＭａｃｈｉｎｅＩｎｔｅｒｆａｃｅ）部がある。また、ＰＬＣ部には、マイクロコンピュータ搭載による汎用ＰＬＣやメーカ独自のＰＬＣがあり、ＰＬＣを動作させるシーケンスプログラムには、一般に、ラダー言語，マイクロコンピュータやパーソナルコンピュータ環境で知られているＣ言語，アセンブラ言語等が用いられる。
【０００３】
ところで、初期の制御装置では、単一のマイクロコンピュータにより全ての機能を処理していたが、近時、量と質の両面から処理能力向上要求が増加し、その結果、高性能なマイクロコンピュータへの変更、さらには複数のマイクロコンピュータを搭載して機能分担させるマルチシステムへ移行している。具体的には、シーケンス制御や演算処理を実行するユニットとＨＭＩ制御を行うユニットに分散（機能分担）させ、両ユニット間を通信機能を用いてデータコミュニケーションを行っている。この形態としては、例えば、米国特許第５０６２０５２号が知られており、ＰＬＣ部とＨＭＩ部を接続するインターフェイスに汎用コンピュータを用いている。
【０００４】
しかし、この形態を採用する制御装置は、機能分担を図れる反面、ハードウェア及びソフトウェアの双方の量が大幅に増加してしまうため、開発，保守，コスト等での負担が著しく大きくなる。即ち、システムを再構築する場合、シーケンス制御部や制御パネル部をそれぞれ個別に変更し、最後にシステム全体の見直しが必要となるため、リアルタイムでの実施が不可能になるとともに、各機能部は固有のアーキテクチャを有するため、新規の処理技術の導入が限定されてしまう。しかも、アナログ処理部（フィードバック制御部）とシーケンス制御部の多層構造は、処理上の障害となり、制御における処理速度の高速化が困難となるなど、各種の諸問題を包含している。
【０００５】
他方、単一の汎用コンピュータを使用することにより、全ての機能を実行させれば理想的であるが、射出成形機の場合には、要求される性能水準の異なる各種制御や各種処理が混在し、全ての制御と処理を単一の汎用コンピュータに処理させるには、ＣＰＵに相当の処理能力が要求されることになり、かなりのコストアップを強いられるとともに、一方、コストアップを抑制するには、一部の処理性能を犠牲にしなければならないなど、コスト面と性能面の双方を妥協的に選定せざるを得ない。結局、この形態による制御装置は、装置全体に対して十分なコストダウン及び性能向上（高度成形）を同時に実現することが困難となる。
【０００６】
本発明は、このような従来技術に存在する課題を解決したものであり、ＰＬＣ部とＨＭＩ部を分散させることによる諸問題を一掃できることに加え、装置全体に対する十分なコストダウン及び性能向上（高度成形）の双方を同時に実現することができる射出成形機の制御装置の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び実施の形態】
本発明は、コンピュータ処理部を備える射出成形機Ｍの制御装置１を構成するに際して、射出工程のプロセス制御処理を実行する高速処理専用の第一コンピュータ処理部２と、この第一コンピュータ処理部２による処理以外の処理を実行するＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントローラ）部３ａ及びＨＭＩ（ヒューマン・マシーン・インターフェイス）部３ｂを有する第二コンピュータ処理部３を備えることを特徴とする。
【０００８】
この場合、好適な実施の形態により、第一コンピュータ処理部２は、高速処理専用ＣＰＵ１１を備えるとともに、射出工程を実行するシーケンス制御用プログラム及びフィードバック制御用プログラムを格納する内部メモリ１２を備えて構成できる。具体的には、射出工程の物理量を検出するセンサ部の検出信号Ｓｉａをアナログ−ディジタル変換して高速処理専用ＣＰＵ１１に付与し、かつ高速処理専用ＣＰＵ１１から得る制御指令データをディジタル−アナログ変換した制御信号Ｓｏａを射出工程の動作を司るアクチュエータ部に付与するインターフェイス１３を有するＰＬＣ制御系２ｘを備えている。
【０００９】
また、第二コンピュータ処理部３は、ＰＬＣ部３ａ及びＨＭＩ部３ｂに用いる汎用ＣＰＵ２１を備えるとともに、ＰＬＣ部３ａを機能させるＰＬＣ用プログラム，ＨＭＩ部３ｂを機能させるＨＭＩ用プログラム，ＰＬＣ部３ａとＨＭＩ部３ｂのタスク管理を実行するマルチタスク・リアルタイム・オペレーション用プログラムをそれぞれ格納する内部メモリ１２を備えて構成できる。具体的には、ＰＬＣ部３ａは、スイッチ部の切換データＤｉｂを汎用ＣＰＵ２１に付与し、かつ汎用ＣＰＵ２１から得る制御指令データＤｏｂをアクチュエータ部に付与するインターフェイス２３を有するＰＬＣ制御系３ｘを備えるとともに、センサ部の検出信号Ｓｉｃをアナログ−ディジタル変換して汎用ＣＰＵ２１に付与し、かつ汎用ＣＰＵ２１から得る制御指令データをディジタル−アナログ変換した制御信号Ｓｏｃをアクチュエータ部に付与するインターフェイス２４を有するＰＬＣ制御系３ｙを備え、さらに、ＨＭＩ部３ｂは、少なくとも外部記憶装置３１を接続する外部記憶装置用インターフェイス３２，出力装置３３を接続する出力装置用インターフェイス３４，入力装置３５を接続する入力装置用インターフェイス３６，表示装置３７を接続する表示装置用インターフェイス３８，通信装置に接続する通信用インターフェイス３９の一又は二以上を備えている。
【００１０】
これにより、高速処理が要求される射出工程におけるプロセス制御（シーケンス制御及びフィードバック制御）は、高速処理専用ＣＰＵ１１を備える第一コンピュータ処理部２により実行されるため、数百〔μｓｅｃ〕以下の高速処理が可能となる。特に、高度の成形品、例えば、超薄肉の製品や末端微細の製品を成形するためには、より高速処理（射出速度の高速化）が要求されるが、このような高度成形に対しても柔軟に対応可能になるとともに、一方、射出工程におけるプロセス制御以外の処理を担う高速処理の要求されないＰＬＣ部３ａ及びＨＭＩ部３ｂは、汎用ＣＰＵ２１を備える第二コンピュータ処理部３により実行されるため、従来におけるＰＬＣ部とＨＭＩ部を分散させることによる諸問題が解消される。よって、装置全体に対する十分なコストダウン及び性能向上（高度成形）の双方を同時に実現可能となる。
【００１１】
【実施例】
次に、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。
【００１２】
まず、本実施例に係る制御装置１を搭載する射出成形機Ｍの概略構成について、図３を参照して説明する。
【００１３】
図３中、仮想線は射出成形機Ｍの外観を示し、機台Ｍｂ上に配設された射出装置Ｍｉと金型Ｃを取付けた型締装置Ｍｃを備える。また、機台Ｍｂ上には、成形機コントローラ６０を配設する。この成形機コントローラ６０は、ディスプレイ６１及び操作パネル６２を備える。この成形機コントローラ６０は、本実施例に係る制御装置１の一部となる後述するＨＭＩ部３ｂに含まれる。
【００１４】
次に、射出成形機Ｍに搭載する制御装置１について、図１〜図３を参照して具体的に説明する。
【００１５】
制御装置１は、図３に示すように、大別して、高速処理専用の第一コンピュータ処理部２と、この第一コンピュータ処理部２による処理以外の処理を実行する第二コンピュータ処理部３を備え、第一コンピュータ処理部２は、射出工程のプロセス制御処理を実行する機能を有するとともに、第二コンピュータ処理部３は、射出工程のプロセス制御処理以外の処理となるＰＬＣ制御を行うＰＬＣ部３ａとＨＭＩ制御を行うＨＭＩ部３ｂを有する。
【００１６】
図１及び図２に、さらに具体化した制御装置１のブロック構成を示す。第一コンピュータ処理部２は、図１に示すように、高速処理専用ＣＰＵ１１を備え、このＣＰＵ１１はＰＣＩバス等のローカルバスを用いたバスライン４１に接続する。また、第一コンピュータ処理部２には、ＣＰＵ１１に接続した高速処理専用（ＰＬＣ制御及び閉ループ制御専用）インターフェイス１３を備える。このインターフェイス１３は、射出工程の物理量を検出するセンサ部の検出信号Ｓｉａをアナログ−ディジタル変換してＣＰＵ１１に付与し、かつＣＰＵ１１から得る制御指令データをディジタル−アナログ変換した制御信号Ｓｏａを射出工程の動作を司るアクチュエータ部に付与する機能を有する。この場合、射出工程の物理量には、射出圧力及びスクリュ位置（スクリュ速度）等が含まれるとともに、射出工程の物理量を検出するセンサ部には、圧力センサ及び位置センサ等が含まれる。また、射出工程の動作を司るアクチュエータ部には、不図示の射出用サーボモータ（サーボアンプ）や射出シリンダ（制御弁）等が含まれる。
【００１７】
一方、４２は、バスライン４１を接続するチップセットであり、このチップセット４２には、ＰＣＩバス等のローカルバスを用いた他のバスライン４３を接続する。バスライン４３には、内部メモリ１２を接続する。この内部メモリ１２は、ＲＡＭ，ＲＯＭ等の各種メモリ類を総括する。そして、この内部メモリ１２には、射出工程を実行するシーケンス制御用プログラム及びフィードバック制御用プログラムを格納する。
【００１８】
これにより、第一コンピュータ処理部２は、射出工程の物理量を検出するセンサ部（圧力センサ，位置センサ等）の検出信号Ｓｉａをアナログ−ディジタル変換してＣＰＵ１１に付与し、かつＣＰＵ１１から得る制御指令データＤｃをディジタル−アナログ変換した制御信号Ｓｏａを、射出工程の動作を司るアクチュエータ部（射出用サーボモータ等）に付与して高速処理専用のフィードバック制御を行うＰＬＣ制御系２ｘとして機能する。
【００１９】
このように、第一コンピュータ処理部２は、特に、高速処理が要求される射出工程におけるプロセス制御（シーケンス制御及びフィードバック制御）を、高速処理専用ＣＰＵ１１により実行するため、数百〔マイクロ秒〕以下の高速処理が可能となる。
【００２０】
他方、第二コンピュータ処理部３は、図１に示すように、汎用ＣＰＵ２１を備え、このＣＰＵ２１は、内部バス４４を介してチップセット４２に接続する。汎用ＣＰＵ２１には、クロック５１が付与される。この汎用ＣＰＵ２１は、前述した高速処理専用ＣＰＵ１１ほど処理速度は要求されないため、処理速度がミリ秒程度（又はそれ以上）の水準の汎用ＣＰＵを用いることができる。
【００２１】
また、バスライン４１には、スイッチ部の切換データＤｉｂをＣＰＵ２１に付与し、かつＣＰＵ２１から得る制御指令データＤｏｂをアクチュエータ部に付与するインターフェイス２３を接続することにより、ＰＬＣ部３ａにおけるＰＬＣ制御系３ｘ（オープンループ制御系，フィードバック制御系）を構成する。この場合のアクチュエータ部には、電磁弁等が含まれる。さらに、射出工程の物理量を検出するセンサ部以外のセンサ部の検出信号Ｓｉｃを、アナログ−ディジタル変換してＣＰＵ２１に付与し、かつＣＰＵ２１から得る制御指令データをディジタル−アナログ変換した制御信号Ｓｏｃをアクチュエータ部に付与するインターフェイス２４を接続することにより、ＰＬＣ部３ａにおけるＰＬＣ制御系３ｙ（オープンループ制御系，フィードバック制御系）を構成する。この場合のアクチュエータ部には、計量用サーボモータ（サーボアンプ）や計量用オイルモータ（制御弁），型締用サーボモータ（サーボアンプ）や型締シリンダ（制御弁）等が含まれる。
【００２２】
一方、バスライン４１には、外部の通信装置（インターネット等）に接続する通信用インターフェイス３９を接続するとともに、バスライン４３には、外部ユニット５２を接続して、ＨＭＩ部３ｂを構成する。外部ユニット５２を図２に示す。３１は、ＨＤＤ（ハードディスク・ドライブ），ＣＤＲＷ（書換ＣＤ）等が含まれる外部記憶装置であり、この外部記憶装置３１は、ＡＴＡ（ＡＴアタッチメント）等の外部記憶装置用インターフェイス３２を介してバスライン４３に接続する。３３は、ＦＤＤ（フロッピィディスク・ドライブ），プリンタ等が含まれる出力装置であり、この出力装置３３は、ＵＳＢ（ユニバーサル・シリアルバス）等の出力装置用インターフェイス３４を介してバスライン４３に接続する。３５は、キーボード，マウス等が含まれる入力装置であり、この入力装置３５は、入力装置用インターフェイス３６を介してバスライン４３に接続する。３７は、ＣＲＴ，ＬＣＤ（液晶ディスプレイ），ＰＤＰ（プラズマディスプレイ）等が含まれる表示装置であり、この表示装置３７は、ＶＧＡ（ビデオグラフィックス・アレイ）等の表示装置用インターフェイス３８を介してバスライン４３に接続する。
【００２３】
他方、前述した内部メモリ１２には、ＰＬＣ部３ａを機能させるＰＬＣ用プログラムと、ＨＭＩ部３ｂを機能させるＨＭＩ用プログラムと、ＰＬＣ部３ａとＨＭＩ部３ｂのタスク管理を実行するマルチタスク・リアルタイム・オペレーション用プログラムを格納する。この場合、ＰＬＣ用プログラムは、射出成形機Ｍにおける射出工程以外の各種工程のシーケンス動作や射出成形機Ｍの監視等を実現するためのソフトウェアであり、また、ＨＭＩ用プログラムは、射出成形機Ｍの動作パラメータの設定及び表示，射出成形機Ｍの動作監視データの表示等を実現するためのソフトウェアである。これらのソフトウェアは、制御装置１を搭載する射出成形機固有のアーキテクチャとして構築される。
【００２４】
これに対して、マルチタスク・リアルタイム・オペレーション用プログラムは、各タスク（プログラム）を予め決められた優先順位で実行させるプログラムであり、例えば、成形機シーケンスプログラムを最優先させ、空時間に動作監視データの表示プログラムを実行させたり、動作監視データの表示処理中に、シーケンスプログラムが実行するスケジュールになれば、処理を中断してシーケンスプログラムが実行できるようにするソフトウェアである。なお、成形機シーケンスプログラムとは、ラダー言語等で射出成形機Ｍの動作順序，動作処理等が記述されたものであり、例えば、自動運転時には、型締→射出装置前進→射出→計量→射出装置後退→型開→成形品突出し→型締を繰り返し実行させることができる。このようなマルチタスク・リアルタイム・オペレーション用プログラムは、ＣＪｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ社製の「ＩＳａＧＲＡＦ」やＫＷｓｏｆｔｗａｒｅ社製の「ＰｒｏＣｏｎＯｓ」等の国際規格（ＩＥＣ６１１３１−３）準拠のシーケンスソフトウェアを用いることができる。以上により、ＰＬＣ部３ａとＨＭＩ部３ｂを有する第二コンピュータ処理部３が構成される。なお、図１中、５３は電源部を示す。
【００２５】
よって、このような制御装置１を構成することにより、高速処理が要求される射出工程におけるプロセス制御（シーケンス制御及びフィードバック制御）は、高速処理専用ＣＰＵ１１を備える第一コンピュータ処理部２により実行されるため、数百〔μｓｅｃ〕以下の高速処理が可能となる。特に、高度の成形品、例えば、超薄肉の製品や末端微細の製品を成形するためには、より高速処理（射出速度の高速化）が要求されるが、このような高度成形に対しても柔軟に対応することができる。
【００２６】
一方、射出工程におけるプロセス制御以外の処理を担う高速処理の要求されないＰＬＣ部３ａ及びＨＭＩ部３ｂは、処理速度がミリ秒程度となる単一の汎用ＣＰＵ２１を備える第二コンピュータ処理部３により実行されるため、ＰＬＣ部とＨＭＩ部を分散させることによる諸問題、即ち、システムを再構築する場合に、シーケンス制御部や制御パネル部をそれぞれ個別に変更し、最後にシステム全体の見直しが必要となるため、リアルタイムでの実施が不可能となる問題や各機能部が固有のアーキテクチャを有するため、新規の処理技術の導入が限定されてしまう問題、さらにはアナログ処理部（フィードバック制御部）とシーケンス制御部の多層構造が処理上の障害となるため、制御における処理速度の高速化が困難となる問題等、ハードウェア及びソフトウェアの双方の量が大幅に増加し、開発，保守，コスト等での負担が著しく大きくなる各種の問題を解消できる。
【００２７】
したがって、本実施例に係る制御装置１によれば、従来におけるＰＬＣ部とＨＭＩ部を分散させることによる諸問題を一掃することができることに加えて、装置全体に対する十分なコストダウン及び性能向上（高度成形）の双方を同時に実現することができる。
【００２８】
以上、実施例について詳細に説明したが、本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、細部の構成（ハードウェア，ソフトウェア），部品類（スイッチ部，センサ部，アクチュエータ部等），接続機器類（外部記憶装置，出力装置，入力装置，表示装置，通信機器等）及び数量等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更，追加，削除することができる。
【００２９】
【発明の効果】
このように、本発明に係る射出成形機の制御装置は、射出工程のプロセス制御処理を実行する高速処理専用の第一コンピュータ処理部と、この第一コンピュータ処理部による処理以外の処理を実行するＰＬＣ部及びＨＭＩ部を有する第二コンピュータ処理部を備えるため、ＰＬＣ部とＨＭＩ部を分散させることによる諸問題を一掃できることに加えて、装置全体に対する十分なコストダウン及び性能向上（高度成形）の双方を同時に実現できるという顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施例に係る射出成形機の制御装置のブロック構成図、
【図２】同制御装置における外部ユニットのブロック構成図、
【図３】同制御装置を備える射出成形機の概要図、
【符号の説明】
１制御装置
２第一コンピュータ処理部
２ｘＰＬＣ制御系
３第二コンピュータ処理部
３ａＰＬＣ部
３ｂＨＭＩ部
３ｘＰＬＣ制御系
３ｙＰＬＣ制御系
１１高速処理専用ＣＰＵ
１２内部メモリ
１３高速処理専用インターフェイス
２１汎用ＣＰＵ
２３インターフェイス
２４インターフェイス
３１外部記憶装置
３２外部記憶装置用インターフェイス
３３出力装置
３４出力装置用インターフェイス
３５入力装置
３６入力装置用インターフェイス
３７表示装置
３８表示装置用インターフェイス
３９通信用インターフェイス
Ｍ射出成形機
Ｓｉａ検出信号
Ｓｏａ制御信号
Ｓｉｃ検出信号
Ｓｏｃ制御信号
Ｄｉｂ切換データ
Ｄｏｂ制御指令データ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device for an injection molding machine including a computer processing unit.
[0002]
[Prior art and problems]
The control mode of the injection molding machine is rapidly shifting from a hardware control mode using a relay circuit to a software control mode using a microcomputer. The function unit under software control is roughly divided into a PLC (Programmable Logic Controller) unit that performs sequence control, and an HMI (Human / Human) for displaying the setting of parameters necessary for operation and the operation state and results. There is a machine interface (Human Machine Interface) section. The PLC section includes a general-purpose PLC equipped with a microcomputer and a manufacturer-specific PLC. Sequence programs for operating the PLC generally include a ladder language, a C language known in microcomputers and personal computer environments, and an assembler. Language and the like are used.
[0003]
By the way, in the early control devices, all functions were processed by a single microcomputer. Recently, however, the demand for improvement in processing capacity has been increasing in terms of both quantity and quality. And a multi-system in which a plurality of microcomputers are mounted to share functions. Specifically, a unit that performs sequence control or arithmetic processing and a unit that performs HMI control are distributed (function sharing), and data communication is performed between both units using a communication function. As this form, for example, U.S. Pat. No. 5,620,522 is known, and a general-purpose computer is used for an interface connecting a PLC unit and an HMI unit.
[0004]
However, in the control device employing this mode, the functions can be shared, but the amount of both hardware and software is greatly increased, so that the burden on development, maintenance, costs, and the like is significantly increased. In other words, when rebuilding the system, it is necessary to individually change the sequence control unit and the control panel unit, and finally to review the entire system. Having a unique architecture limits the introduction of new processing technologies. In addition, the multilayer structure of the analog processing unit (feedback control unit) and the sequence control unit causes various problems, such as an obstacle in processing, making it difficult to increase the processing speed in control.
[0005]
On the other hand, it is ideal if all functions are executed by using a single general-purpose computer.However, in the case of an injection molding machine, various controls and various processes with different required performance levels are mixed. However, in order for a single general-purpose computer to perform all the control and processing, a considerable processing power is required of the CPU, and a considerable increase in cost is required. However, some processing performance must be sacrificed, and both cost and performance must be compromised. As a result, it is difficult for the control device according to this embodiment to simultaneously achieve sufficient cost reduction and performance improvement (high-level molding) for the entire device.
[0006]
The present invention has solved the problems existing in the prior art as described above. In addition to being able to eliminate various problems caused by dispersing the PLC unit and the HMI unit, it is possible to sufficiently reduce costs and improve performance of the entire device (advanced). And a control device for an injection molding machine capable of realizing both of the two processes simultaneously.
[0007]
Means and Embodiments for Solving the Problems
The present invention provides a first computer processing unit 2 dedicated to high-speed processing for executing a process control process of an injection process when configuring a control device 1 of an injection molding machine M having a computer processing unit. And a second computer processing unit 3 having a PLC (Programmable Logic Controller) unit 3a and an HMI (Human Machine Interface) unit 3b for executing processes other than the processes described in (1).
[0008]
In this case, according to the preferred embodiment, the first computer processing unit 2 includes the high-speed processing dedicated CPU 11 and the internal memory 12 that stores the sequence control program for executing the injection process and the feedback control program. it can. More specifically, a control signal obtained by analog-to-digital conversion of a detection signal Sia of a sensor unit for detecting a physical quantity in an injection process is provided to the CPU 11 dedicated to high-speed processing, and control command data obtained from the CPU 11 dedicated to high-speed processing is converted from digital-analog. A PLC control system 2x having an interface 13 for applying the signal Soa to an actuator unit that controls the operation of the injection process is provided.
[0009]
The second computer processing unit 3 includes a general-purpose CPU 21 used for the PLC unit 3a and the HMI unit 3b, and has a PLC program for causing the PLC unit 3a to function, an HMI program for causing the HMI unit 3b to function, and the PLC unit 3a and the HMI unit. The internal memory 12 for storing a multitask real-time operation program for executing the task management of the unit 3b can be provided. Specifically, the PLC unit 3a includes a PLC control system 3x having an interface 23 for providing the switching data Dib of the switch unit to the general-purpose CPU 21 and for providing control command data Dob obtained from the general-purpose CPU 21 to the actuator unit. A PLC control system 3y having an interface 24 for converting the detection signal Sic of the sensor unit from analog to digital and applying it to the general-purpose CPU 21 and applying a control signal Soc obtained by digital-to-analog conversion of control command data obtained from the general-purpose CPU 21 to the actuator unit. The HMI unit 3b further includes at least an external storage device interface 32 for connecting the external storage device 31, an output device interface 34 for connecting the output device 33, an input device interface 36 for connecting the input device 35, and a table. The display device interface 38 for connecting the apparatus 37 includes a one or more communication interface 39 connected to the communication device.
[0010]
As a result, the process control (sequence control and feedback control) in the injection process requiring high-speed processing is performed by the first computer processing unit 2 including the high-speed processing dedicated CPU 11, so that high-speed processing of several hundred [μsec] or less is performed. Becomes possible. In particular, high-speed processing (increased injection speed) is required to form advanced molded products, for example, ultra-thin products and products with fine terminal ends. In addition, the PLC unit 3a and the HMI unit 3b, which do not require high-speed processing and perform processing other than the process control in the injection process, are executed by the second computer processing unit 3 including the general-purpose CPU 21. In addition, the conventional problems caused by dispersing the PLC unit and the HMI unit are solved. Therefore, it is possible to simultaneously achieve both sufficient cost reduction and performance improvement (advanced molding) for the entire apparatus.
[0011]
【Example】
Next, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0012]
First, a schematic configuration of an injection molding machine M equipped with the control device 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
[0013]
In FIG. 3, the phantom line indicates the appearance of the injection molding machine M, and includes an injection device Mi provided on a machine base Mb and a mold clamping device Mc to which a mold C is attached. A molding machine controller 60 is provided on the machine base Mb. The molding machine controller 60 includes a display 61 and an operation panel 62. The molding machine controller 60 is included in an HMI unit 3b described later, which is a part of the control device 1 according to the present embodiment.
[0014]
Next, the control device 1 mounted on the injection molding machine M will be specifically described with reference to FIGS.
[0015]
As shown in FIG. 3, the control device 1 roughly includes a first computer processing unit 2 dedicated to high-speed processing and a second computer processing unit 3 that executes processing other than the processing by the first computer processing unit 2. The first computer processing unit 2 has a function of executing a process control process of the injection process, and the second computer processing unit 3 has a PLC unit 3a that performs PLC control that is a process other than the process control process of the injection process. An HMI unit 3b that performs HMI control is provided.
[0016]
FIG. 1 and FIG. 2 show a block configuration of a more specific control device 1. As shown in FIG. 1, the first computer processing unit 2 includes a CPU 11 dedicated to high-speed processing, and this CPU 11 is connected to a bus line 41 using a local bus such as a PCI bus. In addition, the first computer processing unit 2 includes an interface 13 dedicated to high-speed processing (dedicated to PLC control and closed loop control) connected to the CPU 11. The interface 13 converts the detection signal Sia of the sensor unit for detecting the physical quantity in the injection process from analog to digital and gives it to the CPU 11, and converts the control command data obtained from the CPU 11 from digital to analog into a control signal Soa in the injection process. It has a function of giving to the actuator unit that controls the operation. In this case, the physical quantities in the injection step include an injection pressure and a screw position (screw speed), and the sensor unit that detects the physical quantities in the injection step includes a pressure sensor, a position sensor, and the like. The actuator section that controls the operation of the injection process includes an injection servomotor (servo amplifier), an injection cylinder (control valve), and the like (not shown).
[0017]
On the other hand, reference numeral 42 denotes a chip set for connecting the bus line 41, and another bus line 43 using a local bus such as a PCI bus is connected to the chip set. The internal memory 12 is connected to the bus line 43. The internal memory 12 collects various memories such as a RAM and a ROM. The internal memory 12 stores a sequence control program for executing the injection process and a feedback control program.
[0018]
As a result, the first computer processing unit 2 converts the detection signal Sia of the sensor unit (pressure sensor, position sensor, etc.) for detecting the physical quantity in the injection process from analog to digital and gives it to the CPU 11, and gives a control command obtained from the CPU 11. A control signal Soa obtained by digital-to-analog conversion of the data Dc is applied to an actuator section (injection servomotor or the like) which controls the operation of the injection process, and functions as a PLC control system 2x for performing feedback control dedicated to high-speed processing.
[0019]
As described above, the first computer processing unit 2 executes the process control (sequence control and feedback control) particularly in the injection process requiring high-speed processing by the CPU 11 dedicated to high-speed processing. High-speed processing becomes possible.
[0020]
On the other hand, as shown in FIG. 1, the second computer processing unit 3 includes a general-purpose CPU 21, which is connected to a chipset 42 via an internal bus 44. The clock 51 is provided to the general-purpose CPU 21. Since the processing speed of the general-purpose CPU 21 is not required as high as that of the CPU 11 dedicated to high-speed processing, a general-purpose CPU having a processing speed of about milliseconds (or more) can be used.
[0021]
The bus line 41 is connected to an interface 23 for providing switching data Dib of the switch unit to the CPU 21 and providing control command data Dob obtained from the CPU 21 to the actuator unit, thereby connecting the PLC control system 3x in the PLC unit 3a. (Open loop control system, feedback control system). In this case, the actuator section includes a solenoid valve and the like. Further, a detection signal Sic of a sensor unit other than the sensor unit for detecting a physical quantity in the injection process is converted from analog to digital to be applied to the CPU 21, and a control signal Soc obtained by digital-to-analog conversion of control command data obtained from the CPU 21 is used as an actuator. A PLC control system 3y (open loop control system, feedback control system) in the PLC unit 3a is configured by connecting the interface 24 provided to the unit. In this case, the actuator section includes a measuring servomotor (servo amplifier), a measuring oil motor (control valve), a mold clamping servomotor (servo amplifier), a mold clamping cylinder (control valve), and the like.
[0022]
On the other hand, a communication interface 39 for connecting to an external communication device (such as the Internet) is connected to the bus line 41, and an external unit 52 is connected to the bus line 43 to form the HMI unit 3b. The external unit 52 is shown in FIG. Reference numeral 31 denotes an external storage device including an HDD (hard disk drive), a CDRW (rewriteable CD), and the like. The external storage device 31 is connected to a bus line via an external storage device interface 32 such as an ATA (AT attachment). 43. An output device 33 includes a floppy disk drive (FDD), a printer, and the like. The output device 33 is connected to a bus line 43 via an output device interface 34 such as a USB (universal serial bus). . An input device 35 includes a keyboard, a mouse, and the like. The input device 35 is connected to the bus line 43 via an input device interface 36. A display device 37 includes a CRT, an LCD (liquid crystal display), a PDP (plasma display), and the like. The display device 37 is connected to a bus via a display device interface 38 such as a VGA (video graphics array). Connect to line 43.
[0023]
On the other hand, the above-mentioned internal memory 12 includes a PLC program for causing the PLC section 3a to function, an HMI program for causing the HMI section 3b to function, and a multitask real-time program for executing task management of the PLC section 3a and the HMI section 3b. Stores operation programs. In this case, the PLC program is software for realizing a sequence operation of various processes other than the injection process in the injection molding machine M and monitoring of the injection molding machine M, and the HMI program is a program for the injection molding machine M. This is software for realizing the setting and display of the operation parameters, display of operation monitoring data of the injection molding machine M, and the like. These softwares are constructed as an architecture unique to the injection molding machine on which the control device 1 is mounted.
[0024]
On the other hand, the multi-task real-time operation program is a program for executing each task (program) with a predetermined priority. For example, the top priority is given to the molding machine sequence program, and the operation monitoring is performed during idle time. This software is a program that causes a sequence program to be interrupted and executed when a schedule to be executed by a sequence program is executed during execution of a data display program or display processing of operation monitoring data. Note that the molding machine sequence program describes the operation sequence, operation processing, and the like of the injection molding machine M in a ladder language or the like. For example, at the time of automatic operation, mold clamping → injection device advance → injection → weighing → injection It is possible to repeatedly execute retreating of the apparatus → opening of the mold → projection of the molded article → clamping. Such a multitask real-time operation program can use sequence software compliant with international standards (IEC61131-3) such as "ISaGRAF" manufactured by CJ International and "ProConOs" manufactured by KWsoftware. As described above, the second computer processing unit 3 including the PLC unit 3a and the HMI unit 3b is configured. In FIG. 1, reference numeral 53 denotes a power supply unit.
[0025]
Therefore, by configuring such a control device 1, process control (sequence control and feedback control) in an injection step requiring high-speed processing is executed by the first computer processing unit 2 including the CPU 11 dedicated to high-speed processing. Therefore, high-speed processing of several hundred [μsec] or less is possible. In particular, in order to mold advanced molded products, for example, ultra-thin products and products with fine terminals, higher speed processing (increased injection speed) is required. Can also respond flexibly.
[0026]
On the other hand, the PLC unit 3a and the HMI unit 3b, which do not require high-speed processing and perform processing other than the process control in the injection process, are executed by the second computer processing unit 3 including the single general-purpose CPU 21 having a processing speed of about millisecond. Therefore, various problems caused by dispersing the PLC unit and the HMI unit, that is, when reconfiguring the system, it is necessary to individually change the sequence control unit and the control panel unit, and finally to review the entire system. Therefore, it is impossible to implement the processing in real time, and each functional unit has a unique architecture, which limits the introduction of new processing technology. In addition, the analog processing unit (feedback control unit) and sequence control Hardware, such as the problem that it is difficult to increase the processing speed in control because the multilayer structure of the E A and amount of both software greatly increases, development, maintenance, various problems burden significantly increases the cost and the like can be eliminated.
[0027]
Therefore, according to the control device 1 of the present embodiment, in addition to being able to eliminate various problems caused by dispersing the PLC unit and the HMI unit in the related art, it is possible to sufficiently reduce the cost and improve the performance of the entire device (advanced). Molding) can be realized simultaneously.
[0028]
Although the embodiment has been described in detail above, the present invention is not limited to such an embodiment, and detailed configurations (hardware, software), parts (switch unit, sensor unit, actuator unit, etc.) , Connected devices (external storage device, output device, input device, display device, communication device, etc.) and quantity can be arbitrarily changed, added, or deleted without departing from the gist of the present invention.
[0029]
【The invention's effect】
As described above, the control device of the injection molding machine according to the present invention executes the first computer processing unit dedicated to high-speed processing that executes the process control processing of the injection process, and executes processing other than the processing by the first computer processing unit. Since a second computer processing unit having a PLC unit and an HMI unit is provided, various problems caused by dispersing the PLC unit and the HMI unit can be eliminated. In addition, sufficient cost reduction and performance improvement (advanced molding) for the entire apparatus can be achieved. This has a remarkable effect that both can be realized at the same time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a control device of an injection molding machine according to a preferred embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a block diagram of an external unit in the control device;
FIG. 3 is a schematic diagram of an injection molding machine including the control device,
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 control device 2 first computer processing unit 2x PLC control system 3 second computer processing unit 3a PLC unit 3b HMI unit 3x PLC control system 3y PLC control system 11 CPU dedicated to high-speed processing
12 Internal memory 13 High-speed processing dedicated interface 21 General-purpose CPU
23 Interface 24 Interface 31 External Storage Device 32 External Storage Device Interface 33 Output Device 34 Output Device Interface 35 Input Device 36 Input Device Interface 37 Display Device 38 Display Device Interface 39 Communication Interface M Injection Molding Machine Sia Detection Signal Soa Control signal Sic Detection signal Soc Control signal Dib Switching data Dob Control command data

Claims

コンピュータ処理部を備える射出成形機の制御装置において、射出工程のプロセス制御処理を実行する高速処理専用の第一コンピュータ処理部と、この第一コンピュータ処理部による処理以外の処理を実行するＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントローラ）部及びＨＭＩ（ヒューマン・マシーン・インターフェイス）部を有する第二コンピュータ処理部を備えることを特徴とする射出成形機の制御装置。In a control device of an injection molding machine having a computer processing unit, a first computer processing unit dedicated to high-speed processing for executing a process control process of an injection process, and a PLC (programmable computer) for executing processes other than the process by the first computer processing unit A control device for an injection molding machine, comprising: a second computer processing unit having a logic controller (HMI) unit and an HMI (Human Machine Interface) unit.

前記第一コンピュータ処理部は、高速処理専用ＣＰＵを備えることを特徴とする請求項１記載の射出成形機の制御装置。The control device for an injection molding machine according to claim 1, wherein the first computer processing unit includes a CPU dedicated to high-speed processing.

前記第一コンピュータ処理部は、射出工程を実行するシーケンス制御用プログラム及びフィードバック制御用プログラムを格納する内部メモリを備えることを特徴とする請求項１記載の射出成形機の制御装置。The control device for an injection molding machine according to claim 1, wherein the first computer processing unit includes an internal memory for storing a sequence control program for executing an injection process and a feedback control program.

前記第一コンピュータ処理部は、射出工程の物理量を検出するセンサ部の検出信号をアナログ−ディジタル変換して前記高速処理専用ＣＰＵに付与し、かつ前記高速処理専用ＣＰＵから得る制御指令データをディジタル−アナログ変換した制御信号を射出工程の動作を司るアクチュエータ部に付与するインターフェイスを有するＰＬＣ制御系を備えることを特徴とする請求項２又は３記載の射出成形機の制御装置。The first computer processing section performs analog-to-digital conversion of a detection signal of a sensor section for detecting a physical quantity in an injection process, applies the converted signal to the CPU dedicated to high-speed processing, and digitally converts control command data obtained from the CPU dedicated to high-speed processing. 4. The control device for an injection molding machine according to claim 2, further comprising a PLC control system having an interface for applying an analog-converted control signal to an actuator for controlling an operation of an injection process.

前記第二コンピュータ処理部は、前記ＰＬＣ部及び前記ＨＭＩ部に用いる汎用ＣＰＵを備えることを特徴とする請求項１記載の射出成形機の制御装置。The control device for an injection molding machine according to claim 1, wherein the second computer processing unit includes a general-purpose CPU used for the PLC unit and the HMI unit.

前記第二コンピュータ処理部は、前記ＰＬＣ部を機能させるＰＬＣ用プログラムと、前記ＨＭＩ部を機能させるＨＭＩ用プログラムと、前記ＰＬＣ部と前記ＨＭＩ部のタスク管理を実行するマルチタスク・リアルタイム・オペレーション用プログラムを格納する内部メモリを備えることを特徴とする請求項１記載の射出成形機の制御装置。The second computer processing unit includes a PLC program that causes the PLC unit to function, an HMI program that causes the HMI unit to function, and a multitask real-time operation that performs task management of the PLC unit and the HMI unit. 2. The control device for an injection molding machine according to claim 1, further comprising an internal memory for storing a program.

前記ＰＬＣ部は、スイッチ部の切換データを前記汎用ＣＰＵに付与し、かつ前記汎用ＣＰＵから得る制御指令データをアクチュエータ部に付与するインターフェイスを有するＰＬＣ制御系を備えることを特徴とする請求項５又は６記載の射出成形機の制御装置。6. The PLC control system according to claim 5, wherein the PLC unit includes a PLC control system having an interface for providing switching data of a switch unit to the general-purpose CPU and providing control command data obtained from the general-purpose CPU to an actuator unit. 7. The control device for an injection molding machine according to 6.

前記ＰＬＣ部は、センサ部の検出信号をアナログ−ディジタル変換して前記汎用ＣＰＵに付与し、かつ前記汎用ＣＰＵから得る制御指令データをディジタル−アナログ変換した制御信号をアクチュエータ部に付与するインターフェイスを有するＰＬＣ制御系を備えることを特徴とする請求項５又は６記載の射出成形機の制御装置。The PLC section has an interface for converting a detection signal of the sensor section from analog to digital and applying the converted signal to the general-purpose CPU, and for applying a control signal obtained by digital-to-analog conversion of control command data obtained from the general-purpose CPU to the actuator section. 7. The control device for an injection molding machine according to claim 5, further comprising a PLC control system.

前記ＨＭＩ部は、少なくとも外部記憶装置を接続する外部記憶装置用インターフェイス，出力装置を接続する出力装置用インターフェイス，入力装置を接続する入力装置用インターフェイス，表示装置を接続する表示装置用インターフェイス，通信装置に接続する通信用インターフェイスの一又は二以上を備えることを特徴とする請求項５又は６記載の射出成形機の制御装置。The HMI unit includes at least an external storage device interface for connecting an external storage device, an output device interface for connecting an output device, an input device interface for connecting an input device, a display device interface for connecting a display device, and a communication device. 7. The control device for an injection molding machine according to claim 5, further comprising one or more communication interfaces connected to the control unit.