塑料射出成型机控制器简介

一、前言

近几年来，塑料射出成型机因配合应用在光学、电子、医学等高单价且精密产业发展，机台性能已朝向高精密度及高稳定性来发展。一台性能优良的射出成型机基本上包含了几个重要的控制，如:锁模力之控制、射出速度及压力之控制、料管温度之控制、螺杆转速与加料背压压力之控制等，因此选择一个适合且精密的控制器来控制射出成型机就变成相当重要的课题。

本文仅简介本公司目前油压式射出成型机所使用之盟立控制器的基本架构与本公司电动伺服射出成型机控制器开发的历程。

二、盟立控制器的基本架构简介

盟立控制器系统主要划分为七个模块，每个模块上都具有自己位址解码器，透过位址BUS与资料BUS以及控制线做资料传送与控制。以下为各模块简介：

1、CPU模块：

其主要工作包含逻辑运算、输入(出)服务、定位控制之中断服务、成型资料记忆等。其CPU是使用Motorola公司之68000 16/32 bits，选用之CLOCK频率为16MHz。因本身工作负荷量大，故在控制器设计上盟立电控采用双CPU设计，除主CPU外，另将耗费资源较多之人机接口与通讯工作交以另一个CPU控制(MMI模块)，双CPU间以Data Memory进行资料之交换传输。

2、MMI模块：

其主要工作在于处理人机接口、通讯等作业。

3、温度控制模块：

温度控制模块分为输入与输出单元，配合软件组成PID闭回路控制。输入单元采多个Channel共享一个A/D转换器之设计，再经由多工器来选择Channel，而每个Channel上使用继电器来做完全绝缘的交连方式。

输出的推动则多采用脉波调变式，则利用可程序计数器与计时器来完成P.W.M.控制电路设计。

4、DI/DO模块：

DI模块是提供给射出机各个极限开关或传感器使用，每个输入点皆是完全与控制器系统隔离，其交连采光耦合之方式，以避免杂讯干扰。

DO模块则是提供射出机各个方向阀及电磁开关使用，每个输出点亦皆是采光耦合设计，完全与控制器系统隔离。

5、A/D转换模块：

此模块设计上同温控模块，采4个Channel共享一个 A/D转换器之设计，此模块为射出成型机位置传感器(如电阻尺)输入接口。

6、数码信号转换成脉波宽度调变输出模块：

此模块包含了D/A转换电路及脉波波宽调变式控制电路，再加上驱动电路来驱动比例式流量阀与压力阀。

7、操作显示屏幕控制模块：

此模块之功能包含显示、键盘输入输出。

三、台中精机自有塑料射出成型机控制器开发的历程

金属加工与塑料材料加工之产值占目前台湾机械加工产业很大比例，但因工具机所使用之伺服马达与驱动器，都掌握在日本厂商手中，故工具机控制器因为市场结构的关系，台湾较难突破日本厂商对市场之控制。

塑料射出成型机则由于控制关键技术并未为日本所掌握，故日本厂商之控制器无法像工具穖一般在市场占有绝对之优势，而给其它厂商切入市场之机会，形成今日射出成型机控制器百家争鸣的局面。

随著环保意识的抬头和3C、光电产业的发展，省能源、高精度及无污染的电动伺服射出机已逐渐在国内射出机市场上占有重要地位，电动伺服射出机的开发成为国内射出机制造业者全力投入的方向。

而其中伺服马达控制技术为电动伺服射出机开发之重要关键技术，因以目前油压式射出机所使用之工业控制器无法符合需求，且目前电动伺服射出机专用控制器多为国外厂商开发，除价格偏高外，关键之控制技术则仍然掌握在国外厂商手中，故环顾国外知名塑料射出机制造厂，其控制器与伺服控制元件皆为公司自行研发设计。

为降低公司电动伺服射出机制造成本，同时促进技术生级，PIM实验室(现更名为PIM电设课)在廖褔声经理领军下，投入电动伺服射出机PC_ba
seD控制器之自主研发。

在公司相关部门配合与电设同仁努力下，台中精机第一次自行开发之控制器VPC2000E正式在92年3月投入量产，配合全系列电动伺服射出机的移交量产，奠定了中精机在国内塑料射出成型机制造技术领先地位。

中精机自行研发之PC_ba
seD控制器具有以下特点：

1、采用与Pentinum兼容之CPU控制系统。

2、采用DOC2000 DISKRAM易于系统与控制软件更新维护。

3、具有网络通讯接口，方便资料搜集与管理系统建立

4、人性化的操作画面，搭配大型LCD显示，使操作人员易于操控。

5、PID自动调谐温度控制模块，使温度控制更为稳定。

6、DSP伺服运动控制模块设计，使定位精度(开关模与射胶)可达到±0.01mm范围。

四、结语

射出成型机控制器是工业性产品，而非消费性产品，所以在产品的可靠度与实用性上必须非常落实，未来PIM电设除持续提升现有电控质量外，同时朝向自动调整、适应或类神精等智能型高阶控制研发，期望在优良电控基础上，提供客户更好质量之塑料射出成型机。

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