特開 2022-110826 射出成形機及びコントローラ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022110826

(43)【公開日】2022-07-29

(54)【発明の名称】射出成形機及びコントローラ

(51)【国際特許分類】

   B29C 45/76 20060101AFI20220722BHJP

   G06F 12/0842 20160101ALI20220722BHJP

   G06F 12/0888 20160101ALI20220722BHJP

   G06F 12/0897 20160101ALI20220722BHJP

【ＦＩ】

B29C45/76

G06F12/0842

G06F12/0888 102

G06F12/0897 105

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021006476

(22)【出願日】2021-01-19

(71)【出願人】

【識別番号】000002107

【氏名又は名称】住友重機械工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105887

【弁理士】

【氏名又は名称】来山 幹雄

(72)【発明者】

【氏名】茂木 浩

【テーマコード（参考）】

4F206

5B205

【Ｆターム（参考）】

4F206AM19

4F206JA07

4F206JL02

4F206JP30

4F206JQ88

5B205JJ13

5B205MM05

5B205UU32

(57)【要約】

【課題】優先度の高いタスクを実行するタイミングのジッタを抑制することが可能な射出成形機を提供する。
【解決手段】型締装置、射出装置、及びエジェクタ装置を制御するコントローラが、複数の階層からなるキャッシュメモリ、及びプロセッサを有する。プロセッサは、各々に優先度が対応付けられた複数のタスクを、キャッシュメモリを使用して実行する。プロセッサは、実行するタスクの優先度に基づいて、使用するキャッシュメモリの階層を決定する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

金型を型締する型締装置と、
前記型締装置により型締された前記金型に成形材料を充填する射出装置と、
前記射出装置により充填された成形材料が固化した後、前記金型から成形品を取り出すエジェクタ装置と、
前記型締装置、前記射出装置、及び前記エジェクタ装置を制御するコントローラと
を備え、
前記コントローラは、
複数の階層からなるキャッシュメモリと、
各々に優先度が割り当てられた複数のタスクを、前記キャッシュメモリを使用して実行するプロセッサと
を含み、
前記プロセッサは、実行するタスクの優先度に基づいて、使用するキャッシュメモリの階層を決定する射出成形機。

【請求項2】

タスクの優先度に前記キャッシュメモリの階層が割り当てられており、前記プロセッサは、実行すべきタスクの優先度に対応付けられている階層のキャッシュメモリを使用してタスクを実行する請求項１に記載の射出成形機。

【請求項3】

前記複数のタスクに、第１周期で周期的に実行される第１タスクと、前記第１周期より長い第２周期で周期的に実行される第２タスクとが含まれており、前記第１タスクの優先度は前記第２タスクの優先度より高い請求項１または２に記載の射出成形機。

【請求項4】

複数の階層からなるキャッシュメモリと、
各々に優先度が割り当てられた複数のタスクを、前記キャッシュメモリを使用して実行するプロセッサと
を備え、
前記プロセッサは、実行するタスクの優先度に基づいて、使用するキャッシュメモリの階層を決定するコントローラ。

【請求項5】

タスクの優先度に前記キャッシュメモリの階層が割り当てられており、前記プロセッサは、実行すべきタスクの優先度に対応付けられている階層のキャッシュメモリを使用してタスクを実行する請求項４に記載のコントローラ。

【請求項6】

前記複数のタスクに、第１周期で周期的に実行される第１タスクと、前記第１周期より長い第２周期で周期的に実行される第２タスクとが含まれており、前記第１タスクの優先度は前記第２タスクの優先度より高い請求項４または５に記載のコントローラ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、射出成形機、及び射出成形機等を動作させるコントローラに関する。

【背景技術】

【0002】

射出成形機においては、型締モータや射出モータ等の電流制御、種々のセンサからのデータ取得、種々の可動部の速度制御や位置制御、通信制御等を行う複数のタスクが周期的に実行される（例えば、特許文献１等参照。）。射出成形機等を制御するコントローラに用いられる高速マイクロプロセッサは、これら複数のタスクを高速に実行するために複数の階層のキャッシュメモリを備えている。各種機械を制御するコントローラでは、マルチタスク機能を利用して、優先度の異なる複数のタスクが同時に実行されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－１３２２２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

種々のタスクには、ほぼ正確に一定の周期で実行する必要があるもの（優先度の高いタスク）、実行周期にある程度のジッタが許容されるもの、必要に応じて不定期に実行されるもの等がある。従来の射出成形機等においては、優先度の高いタスクの実行周期にジッタが生じる場合があることが判明した。本発明の目的は、優先度の高いタスクを実行するタイミングのジッタを抑制することが可能な射出成形機、及びコントローラを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の一観点によると、
金型を型締する型締装置と、
前記型締装置により型締された金型に成形材料を充填する射出装置と、
前記射出装置により充填された成形材料が固化した後、前記金型から成形品を取り出すエジェクタ装置と、
前記型締装置、前記射出装置、及び前記エジェクタ装置を制御するコントローラと
を備え、
前記コントローラは、
複数の階層からなるキャッシュメモリと、
各々に優先度が割り当てられた複数のタスクを、前記キャッシュメモリを使用して実行するプロセッサと
を含み、
前記プロセッサは、実行するタスクの優先度に基づいて、使用するキャッシュメモリの階層を決定する射出成形機が提供される。

【0006】

本発明の他の観点によると、
複数の階層からなるキャッシュメモリと、
各々に優先度が割り当てられた複数のタスクを、前記キャッシュメモリを使用して実行するプロセッサと
を備え、
前記プロセッサは、実行するタスクの優先度に基づいて、使用するキャッシュメモリの階層を決定するコントローラが提供される。

【発明の効果】

【0007】

実行するタスクの優先度に基づいて、使用するキャッシュメモリの階層が決定されるため、優先度の高いタスクが使用するキャッシュメモリの階層と、優先度が低いタスクが使用するキャッシュメモリの階層とを分けることができる。これにより、優先度の高いタスクの命令及びデータが、優先度の低いタスクの実行のためにキャッシュメモリから退出させられる事態が回避される。このため、優先度の高いタスクの命令及びデータをキャッシュメモリに再格納することなく、優先度の高いタスクを実行することができる。その結果、優先度の高いタスクを実行するタイミングのジッタを抑制することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施例によるコントローラのブロック図である。

【図2】図２は、コントローラが実行する複数のタスクに割り当てられる優先度とメモリ階層との関係を示す図表である。

【図3】図３は、１つのタスクが起動されたときに、使用するメモリを決定するフローチャートである。

【図4】図４は、比較例によるコントローラが、優先度ＴＰ１のタスクＴ１を周期ｐ１で周期的に実行し、優先度ＴＰ１のタスクと並行して優先度ＴＰ４のタスクＴ２を周期ｐ１より長い周期で周期的に実行する場合のタイミングチャートである。

【図5】図５は、実施例によるコントローラが、優先度ＴＰ１のタスクＴ１を周期ｐ１で周期的に実行し、優先度ＴＰ１のタスクと並行して優先度ＴＰ４のタスクＴ２を周期ｐ１より長い周期で周期的に実行する場合のタイミングチャートである。

【図6】図６は、他の実施例によるコントローラにおいて、１つのタスクが起動されたときに使用するメモリを決定するフローチャートである。

【図7】図７は、さらに他の実施例による射出成形システムの、型開完了時の概略図である。

【図8】図８は、図７に示した射出成形システムの、型締時の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

図１～図５を参照して、本願発明の実施例によるコントローラについて説明する。
図１は、実施例によるコントローラ９０のブロック図である。実施例によるコントローラ９０は、プロセッサ（ＣＰＵ）９１、複数の階層からなるキャッシュメモリ、メインメモリ９２Ｃ、補助記憶装置９３、及び入出力インタフェース９４を備えている。複数の階層からなるキャッシュメモリには、１次キャッシュメモリ９２Ａ及び２次キャッシュメモリ９２Ｂが含まれる。

【0010】

１次キャッシュメモリ９２Ａのアクセス速度は２次キャッシュメモリ９２Ｂのアクセス速度より速く、２次キャッシュメモリ９２Ｂのアクセス速度はメインメモリ９２Ｃのアクセス速度より速い。例えば、１次キャッシュメモリ９２Ａ、２次キャッシュメモリ９２Ｂには、スタティックＲＡＭが用いられ、メインメモリ９２ＣにはダイナミックＲＡＭが用いられる。

【0011】

補助記憶装置９３には、例えば、ＵＳＢメモリやＳＤカード等のリムーバブル記録媒体、シリアルフラッシュメモリ、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）等が用いられる。補助記憶装置９３に、各種プログラム及び各種データが格納されている。ＣＰＵ９１は、補助記憶装置９３からプログラムやデータをメインメモリ９２Ｃに転送し、メインメモリ９２Ｃに格納されたプログラムを実行する。また、必要に応じて、メインメモリ９２Ｃ内のプログラム（命令）やデータを１次キャッシュメモリ９２Ａまたは２次キャッシュメモリ９２Ｂに転送して、１次キャッシュメモリ９２Ａまたは２次キャッシュメモリ９２Ｂを使用して種々のタスクを実行する。

【0012】

コントローラ９０は、入出力インタフェース９４を介して制御対象機械１００に制御信号や情報信号等の種々の信号を送信し、制御対象機械１００から制御信号や情報信号等の種々の信号を受信する。

【0013】

図２は、コントローラ９０が実行する複数のタスクに割り当てられる優先度とメモリ階層との関係の一例を示す図表である。ＣＰＵ９１が実行する複数のタスクのそれぞれに、最も高い優先度ＴＰ１から最も低い優先度ＴＰ９までの９段階の優先度のうち１つが割り当てられる。タスクの優先度に対してメモリ階層が割り当てられている。メモリ階層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３のメモリは、それぞれ１次キャッシュメモリ９２Ａ、２次キャッシュメモリ９２Ｂ、及びメインメモリ９２Ｃに対応する。タスクの優先度とメモリ階層との割り当てを定義する情報が、メインメモリ９２Ｃに格納されている。

【0014】

本実施例において、優先度ＴＰ１、ＴＰ２、及びＴＰ３に、メモリ階層Ｌ１のメモリ、すなわち１次キャッシュメモリ９２Ａが割り当てられている。優先度ＴＰ４、ＴＰ５、ＴＰ６、及びＴＰ７に、メモリ階層Ｌ２のメモリ、すなわち２次キャッシュメモリ９２Ｂが割り当てられている。優先度ＴＰ８及びＴＰ９に、メモリ階層Ｌ３のメモリ、すなわちメインメモリ９２Ｃが割り当てられている。

【0015】

一例として、制御対象機械１００の異常を監視する処理を実行するタスクに、最も高い優先度ＴＰ１が割り当てられている。

【0016】

制御対象機械１００の電流制御を行うタスクに、２番目に高い優先度ＴＰ２が割り当てられている。電流制御は、例えば、指令された大きさの電流の流す装置、例えばインバータに対して行うフィードバック制御である。

【0017】

制御対象機械１００の速度制御を行うタスクに、３番目に高い優先度ＴＰ３が割り当てられている。速度制御は、例えば、指令された速度で可動部を移動させるアクチュエータに対して行うフィードバック制御である。

【0018】

制御対象機械１００の位置制御を行うタスクに、４番目に高い優先度ＴＰ４が割り当てられている。位置制御は、例えば、可動部を指令された位置に移動させるアクチュエータに対して行うフィードバック制御である。

【0019】

制御対象機械１００の上位コントローラ通信処理を行うタスクに、５番目に高い優先度ＴＰ５が割り当てられている。上位コントローラ通信処理は、例えば、コントローラ９０が上位コントローラと通信を行う処理である。上位コントローラは、例えば複数の制御対象機械１００を管理する管理サーバであり、コントローラ９０は通信ネットワークを介して上位コントローラと通信を行う。

【0020】

制御対象機械１００の軌道生成を行うタスクに、６番目に高い優先度ＴＰ６が割り当てられている。軌道生成は、金型に樹脂を充填するときのスクリュの速度の時間変化プロファイルを生成する処理である。

【0021】

制御対象機械１００の種々のシーケンス制御を行うタスクに、７番目に高い優先度ＴＰ７が割り当てられている。シーケンス制御は、型閉工程、型締工程、樹脂充填工程、型開工程、成形品の突出し工程等の一連の工程を順番に実行する制御である。

【0022】

制御対象機械１００のメンテナンス機能を実行するタスクに、８番目に高い優先度ＴＰ８が割り当てられている。制御対象機械１００のログ保存機能を実行するタスクに、最も低い優先度ＴＰ９が割り当てられている。

【0023】

図３は、１つのタスクが起動されたときに、ＣＰＵ９１が使用するメモリを決定するフローチャートである。ＣＰＵ９１は、図２に示した割り当てを定義する情報を参照して、起動されたタスクの優先度に割り当てられたメモリ階層を決定する。

【0024】

実行するタスクの優先度に割り当てられたメモリ階層がＬ１である場合、ＣＰＵ９１は、１次キャッシュメモリ９２Ａを使用してタスクを実行する（ステップＳ１）。実行するタスクの命令及びデータが１次キャッシュメモリ９２Ａに格納されていない場合には、命令及びデータを１次キャッシュメモリ９２Ａに格納した後、１次キャッシュメモリ９２Ａを使用してタスクを実行する。

【0025】

実行するタスクの優先度に割り当てられたメモリ階層がＬ２である場合、ＣＰＵ９１は、２次キャッシュメモリ９２Ｂを使用してタスクを実行する（ステップＳ２）。実行するタスクの命令及びデータが２次キャッシュメモリ９２Ｂに格納されていない場合には、命令及びデータを２次キャッシュメモリ９２Ｂに格納した後、２次キャッシュメモリ９２Ｂを使用してタスクを実行する。

【0026】

実行するタスクの優先度に割り当てられたメモリ階層がＬ３である場合、ＣＰＵ９１は、キャッシュメモリを使用せず、メインメモリ９２Ｃを使用してタスクを実行する（ステップＳ３）。

【0027】

次に、図４及び図５を参照して、本実施例の優れた効果について説明する。
図４は、比較例によるコントローラが、優先度ＴＰ１のタスクＴ１を周期ｐ１で周期的に実行し、優先度ＴＰ１のタスクと並行して優先度ＴＰ４のタスクＴ２を周期ｐ１より長い周期で周期的に実行する場合のタイミングチャートである。比較例においては、タスクの優先度に対して特定のメモリ階層が割り当てられておらず、いずれの優先度のタスクも１次キャッシュメモリ９２Ａを優先的に使用する。

【0028】

優先度ＴＰ１のタスクＴ１が起動されると（時刻ｔ１）、ＣＰＵ９１はタスクＴ１を実行する。このとき、１次キャッシュメモリ９２Ａには、タスクＴ１の命令及びデータが、既に格納されていると仮定する。図４の１次キャッシュメモリ９２Ａの段に示されたタイミングチャートの濃いハッチングが付された領域は、１次キャッシュメモリ９２Ａの記憶領域のうちタスクＴ１の命令及びデータが占める領域を表しており、白抜きの領域は、空き領域を表している。

【0029】

タスクＴ１が終了すると、それよりも優先度の低いタスクＴ２が起動される（時刻ｔ２）。タスクＴ２が起動されると、ＣＰＵ９１は、１次キャッシュメモリ９２ＡにタスクＴ２の命令及びデータが格納済か否かを判定する。本比較例では、時刻ｔ２において１次キャッシュメモリ９２ＡにタスクＴ１の命令及びデータが格納されており、タスクＴ２の命令及びデータは格納されていない。このときＣＰＵ９１は、メインメモリ９２ＣからタスクＴ２の一部の複数の命令及びデータを１次キャッシュメモリ９２Ａに格納する。図４の１次キャッシュメモリ９２Ａの段に示されたタイミングチャートの淡いハッチングが付された領域は、１次キャッシュメモリ９２Ａの記憶領域のうちタスクＴ２の命令及びデータが占める領域を表している。

【0030】

１次キャッシュメモリ９２Ａの空き領域が無くなると、ＣＰＵ９１は、タスクＴ２の一部の複数の命令及びデータを１次キャッシュメモリ９２Ａに格納するとともに、タスクＴ１の命令及びデータの一部を１次キャッシュメモリ９２Ａから退出させる。

【0031】

タスクＴ２の実行中に、１次キャッシュメモリ９２Ａに格納されていない命令を実行するとき、またはデータを使用するときに、実行すべき命令または使用すべきデータを１次キャッシュメモリ９２Ａに格納する。１次キャッシュメモリ９２Ａに空き領域が無くなったのち後は、タスクＴ２の命令及びデータの一部を１次キャッシュメモリ９２Ａに格納する処理と、タスクＴ１の命令及びデータの一部を１次キャッシュメモリ９２Ａから退出させる処理とを実行する。これにより、１次キャッシュメモリ９２Ａの記憶領域のうち、タスクＴ２の命令及びデータが占める領域が増大する。図４では、一例として、タスクＴ２の命令及びデータが占める領域が時間の経過とともに直線的に増大しているが、実際には、直線的に増大するとは限らない。

【0032】

タスクＴ１の次の実行周期が到来すると、ＣＰＵ９１はタスクＴ２の実行を中断し、タスクＴ１を起動する（時刻ｔ３）。このとき、タスクＴ１の命令及びデータの一部は１次キャッシュメモリ９２Ａから退出させられている。ＣＰＵ９１は、１次キャッシュメモリ９２Ａから退出させられた命令を実行するとき、または退出させられたデータを使用するとき、実行すべき命令及び使用すべきデータを１次キャッシュメモリ９２Ａに再格納するとともに、１次キャッシュメモリ９２ＡからタスクＴ２の命令及びデータの一部を退出させる。このように、タスクＴ１の命令及びデータを１次キャッシュメモリ９２Ａに格納する処理と、タスクＴ２の命令及びデータを１次キャッシュメモリ９２Ａから退出させる処理とを実行しながら、タスクＴ１を実行する。

【0033】

タスクＴ１が起動された時刻ｔ３から終了する時刻ｔ４までの期間、１次キャッシュメモリ９２Ａの記憶領域のうちタスクＴ１の命令及びデータが占める領域が増大する。時刻ｔ４においてタスクＴ１が終了すると、ＣＰＵ９１はタスクＴ２を中断点から再開する。このとき、時刻ｔ２～ｔ３の期間と同様に、１次キャッシュメモリ９２Ａの記憶領域のうちタスクＴ２の命令及びデータが占める領域が時間の経過とともに増大する。

【0034】

タスクＴ１の次の実行周期が到来すると、ＣＰＵ９１はタスクＴ２を中断し、タスクＴ１を起動する（時刻ｔ５）。タスクＴ１の起動時点（時刻ｔ５）からタスクＴ１の終了時点（時刻ｔ６）までの期間は、時刻ｔ３～ｔ４の期間と同様に、１次キャッシュメモリ９２Ａの記憶領域のうちタスクＴ１の命令及びデータが占める領域が増大する。

【0035】

時刻ｔ６においてタスクＴ１が終了すると、ＣＰＵ９１は、中断中のタスクＴ２を中断点から再開する。タスクＴ２は、タスクＴ１の実行周期の到来前の時刻ｔ７に終了する。時刻ｔ６～ｔ７の期間は、時刻ｔ２～ｔ３の期間と同様に、１次キャッシュメモリ９２Ａの記憶領域のうちタスクＴ２の命令及びデータが占める領域が増大する。時刻ｔ７から、タスクＴ１の次の実行周期が到来するまでの期間は、１次キャッシュメモリ９２Ａへの命令及びデータの格納は行われない。

【0036】

タスクＴ１の次の実行周期が到来すると、ＣＰＵ９１はタスクＴ１を起動する（時刻ｔ８）。タスクＴ１の起動時点（時刻ｔ８）からタスクＴ１の終了時点（時刻ｔ９）までの期間は、時刻ｔ３～ｔ４の期間と同様に、１次キャッシュメモリ９２Ａの記憶領域のうちタスクＴ１の命令及びデータが占める領域が増大する。

【0037】

タスクＴ１が終了すると（時刻ｔ９）と、ＣＰＵ９１は、次にタスクＴ１が起動される時刻ｔ１０まで待機する。時刻ｔ１０においてタスクＴ１が起動された時点では、タスクＴ１のすべての命令及びデータが１次キャッシュメモリ９２Ａに残されている。このため、ＣＰＵ９１は、タスクＴ１の命令及びデータを１次キャッシュメモリ９２Ａに格納する処理を行うことなく、タスクＴ１を実行する。

【0038】

時刻ｔ１１から、タスクＴ１の次の実行周期が到来するまでの期間ｔ１１～ｔ１２も、タスクＴ１のすべての命令及びデータが１次キャッシュメモリ９２Ａに残された状態が維持される。このため、時刻ｔ１２～ｔ１３の期間は、時刻ｔ１０～ｔ１１の期間と同様に、ＣＰＵ９１は、タスクＴ１の命令及びデータを１次キャッシュメモリ９２Ａに格納する処理を行うことなく、タスクＴ１を実行する。

【0039】

上述のように、時刻ｔ３～ｔ４の期間、時刻ｔ５～ｔ６の期間、時刻ｔ８～ｔ９の期間は、ＣＰＵ９１は、タスクＴ１の命令及びデータを１次キャッシュメモリ９２Ａに格納する処理を実行しながら、タスクＴ１を実行する。これに対して時刻ｔ１～ｔ２の期間、時刻ｔ１０～ｔ１１の期間、時刻ｔ１２～ｔ１３の期間は、ＣＰＵ９１は、タスクＴ１の命令及びデータを１次キャッシュメモリ９２Ａに格納する処理を実行することなく、タスクＴ１を実行する。このため、タスクＴ１の起動から終了までの時間にばらつきが生じてしまう。タスクＴ１の起動から終了までの時間のばらつきにより、タスクＴ１の特定の命令を実行するタイミングにジッタが生じてしまう。

【0040】

図５は、実施例によるコントローラ９０（図１）が、優先度ＴＰ１のタスクＴ１を周期ｐ１で周期的に実行し、優先度ＴＰ１のタスクと並行して優先度ＴＰ４のタスクＴ２を周期ｐ１より長い周期で周期的に実行する場合のタイミングチャートである。

【0041】

時刻ｔ１でタスクＴ１が起動され、時刻ｔ２でタスクＴ１が終了する。このとき、１次キャッシュメモリ９２Ａには、タスクＴ１の命令及びデータが格納されているとする。図５の１次キャッシュメモリ９２Ａの段に示されたタイミングチャートの濃いハッチングが付された領域は、１次キャッシュメモリ９２Ａの記憶領域のうちタスクＴ１の命令及びデータが占める領域を表しており、白抜きの領域は空き領域を表している。

【0042】

タスクＴ１が終了すると（時刻ｔ２）、それよりも優先度の低いタスクＴ２が起動される。タスクＴ２の優先度ＴＰ４に、メモリ階層Ｌ２が割り当てられている（図２）。このため、ＣＰＵ９１は、メインメモリ９２ＣからタスクＴ２の命令及びデータを２次キャッシュメモリ９２Ｂに格納する処理を実行しながら、タスクＴ２を実行する。タスクＴ１の命令及びデータは、１次キャッシュメモリ９２Ａから退出させられない。図５の２次キャッシュメモリ９２Ｂの段に示されたタイミングチャートの淡いハッチングが付された領域は、２次キャッシュメモリ９２Ｂの記憶領域のうちタスクＴ２の命令及びデータが占める領域を表しており、白抜きの領域は空き領域を表している。タスクＴ２の実行中、２次キャッシュメモリ９２Ｂの記憶領域のうちタスクＴ２の命令及びデータが占める領域が増大する。

【0043】

タスクＴ１の実行周期が到来すると、ＣＰＵ９１はタスクＴ２を中断し、タスクＴ１を起動する（時刻ｔ４）。このとき、タスクＴ１の命令及びデータは１次キャッシュメモリ９２Ａに残されているため、ＣＰＵ９１は、タスクＴ１の命令及びデータを１次キャッシュメモリ９２Ａに格納する処理を実行することなく、タスクＴ１を実行する。タスクＴ１が終了すると、ＣＰＵ９１は、中断中のタスクＴ２を中断点から再開する（時刻ｔ６）。時刻ｔ６から、タスクＴ１の次の実行周期が到来する時刻ｔ７までの期間、２次キャッシュメモリ９２Ｂの記憶領域のうちタスクＴ２の命令及びデータが占める領域が増大する。

【0044】

時刻ｔ７において、ＣＰＵ９１はタスクＴ１を起動し、時刻ｔ８においてタスクＴ１が終了する。タスクＴ１が終了すると、ＣＰＵ９１は、中断中のタスクＴ２を中断点から再開する（時刻ｔ８）。時刻ｔ８から、タスクＴ２が終了する時刻ｔ９までの期間、２次キャッシュメモリ９２Ｂの記憶領域のうちタスクＴ２の命令及びデータが占める領域が増大する。その後、ＣＰＵ９１は、時刻ｔ１０、ｔ１１、ｔ１２において、タスクＴ１を周期的に起動する。

【0045】

本実施例においては、タスクＴ２を実行する際に、それよりも優先度の高いタスクＴ１の命令及びデータが１次キャッシュメモリ９２Ａから退出させられない。タスクＴ２が中断した時刻ｔ４、ｔ７においても、タスクＴ１の命令及びデータを１次キャッシュメモリ９２Ａに再格納する必要がない。その結果、タスクＴ１の起動から終了までの時間が、いずれの周期においてもほぼ同一になる。このため、タスクＴ１の特定の命令を実行するタイミングにジッタが生じにくい。

【0046】

例えば、短い周期でフィードバック制御を行う処理において、フィードバック制御のタスクの特定の命令の実行タイミングにジッタが生じにくい。このため、フィードバック制御の精度を高めることができる。

【0047】

さらに、比較例では、時刻ｔ３～ｔ４の期間、時刻ｔ５～ｔ６の期間、及び時刻ｔ８～ｔ９の期間に、タスクＴ１の命令及びデータを１次キャッシュメモリ９２Ａに再格納するための時間が必要である。これに対して本実施例では、タスクＴ１の命令及びデータを１次キャッシュメモリ９２Ａに再格納するための時間が不要であるため、ＣＰＵ９１の使用効率を高めることができる。

【0048】

次に、上記実施例の変形例について説明する
上記実施例では、キャッシュメモリを１次と２次との２階層に区分しているが、キャッシュメモリの階層の数を３以上にしてもよい。この場合には、タスクの優先度を、３以上の階層のキャッシュメモリ及びメインメモリのいずれかに関連付ければよい。

【0049】

次に、図６を参照して他の実施例によるコントローラについて説明する。以下、図１～図５に示した実施例によるコントローラ９０と共通の構成については説明を省略する。

【0050】

図６は、本実施例によるコントローラ９０において、１つのタスクが起動されたときに使用するメモリを決定するフローチャートである。図３に示した実施例では、実行するタスクの優先度に割り当てられたメモリ階層がＬ２である場合、ＣＰＵ９１は２次キャッシュメモリ９２Ｂを使用する。これに対して図６に示した実施例では、実行すべきタスクの優先度がＴＰ２である場合、１次キャッシュメモリ９２Ａに、実行すべきタスクの優先度より優先度の高いタスクに割り当てられている領域以外に、使用可能領域が残っているか否かを判定する（ステップＳ４）。

【0051】

１次キャッシュメモリ９２Ａに使用可能領域が残っていない場合には、図３に示した実施例と同様に、２次キャッシュメモリ９２Ｂを使用して優先度ＴＰ２のタスクを実行する（ステップＳ２）。１次キャッシュメモリ９２Ａに使用可能領域が残っている場合には、１次キャッシュメモリ９２Ａを使用して優先度ＴＰ２のタスクを実行する（ステップＳ１）。

【0052】

次に、図６に示した実施例の優れた効果について説明する。
本実施例においても、優先度ＴＰ１のタスクの命令及びデータが、優先度の低いタスクの実行のために１次キャッシュメモリ９２Ａから退出させられることがない。このため、図１～図５を参照して説明した実施例と同様に、周期的に実行される優先度の高いタスクの実行タイミングにジッタが生じにくいという優れた効果が得られる。

【0053】

次に、図７及び図８を参照して、他の一つの実施例として、上述のいずれかの実施例によるコントローラ９０を搭載した射出成形機を含む射出成形システムについて説明する。

【0054】

図７及び図８は、本実施例による射出成形システム１の概略図である。図７は、射出成形機２の型開完了時の状態を示しており、図８は、射出成形機２の型締時の状態を示している。射出成形システム１は、複数の射出成形機２、外部装置４、及び通信ネットワーク６を含む。複数の射出成形機２の構成は同一である。図７及び図８では、一つの射出成形機２のみについて詳細構成を示している。複数の射出成形機２は、それぞれ成形品を得るための一連の動作を行う。

【0055】

複数の射出成形機２は、通信ネットワーク６を介して外部装置４と通信を行う。外部装置４は、例えば工場内の複数の射出成形機２の稼働状態を管理する管理端末や管理サーバ等である。射出成形機２は、外部装置４から、例えば各種設定に関する情報や更新用のプログラム等のメンテナンスに関する情報等の各種情報を取得することができる。また、複数の射出成形機２は、通信ネットワーク６を介して相互に双方向の通信を行う。これにより、複数の射出成形機２の各々は、他の射出成形機２から、例えば各種設定に関する情報や、更新用のプログラム等のメンテナンスに関する情報等の各種情報を取得することができる。これらの通信処理の機能を実現するタスクには、例えば優先度ＴＰ５（図２）が割り当てられる。

【0056】

射出成形機２は、フレームＦｒ、型締装置１０、射出装置４０、エジェクタ装置５０、コントローラ９０、入力装置９５、出力装置９６、記憶装置９７、及び電源リレー９８を含む。コントローラ９０として、図１～図３に示した実施例、または図６に示した実施例によるコントローラ９０が用いられる。

【0057】

まず、型締装置１０及びエジェクタ装置５０について説明する。以下、型締装置１０等の説明では、型閉時の可動プラテン１３の移動方向（図７及び図８において右方向）を前方とし、型開時の可動プラテン１３の移動方向（図７及び図８において左方向）を後方と定義する。

【0058】

型締装置１０は、金型装置３０の型閉、型締、及び型開を行う。型締装置１０は、固定プラテン１２、可動プラテン１３、サポートプラテン１５、タイバー１６、トグル機構２０、型締モータ２１、及び運動変換機構２５を含む。固定プラテン１２はフレームＦｒに対して固定される。固定プラテン１２の、可動プラテン１３に対向する面に、固定金型３２が取り付けられる。

【0059】

可動プラテン１３は、フレームＦｒ上に固定されるガイド機構１７に沿って移動可能である。具体的には、可動プラテン１３は、固定プラテン１２に対して前方及び後方に移動可能である。可動プラテン１３の、固定プラテン１２に対向する面に、可動金型３３が取り付けられる。固定金型３２と可動金型３３とで、金型装置３０が構成される。固定プラテン１２に対して可動プラテン１３を前方及び後方に移動させることにより、型閉、型締、及び型開が行われる。

【0060】

サポートプラテン１５は、固定プラテン１２と間隔を置いて固定プラテン１２に連結され、フレームＦｒ上に、型開閉方向に移動可能に載置されている。

【0061】

複数のタイバー１６が、固定プラテン１２とサポートプラテン１５とを間隔を置いて連結する。タイバー１６の各々は、型開閉方向に平行であり、型締力に応じて伸びる。少なくとも１本のタイバー１６に型締力検出器１８が取り付けられている。型締力検出器１８として、例えばタイバー１６の歪量を測定することによって型締力を検出する歪ゲージが用いられる。型締力検出器１８による検出結果を示す信号が、コントローラ９０に取り込まれる。

【0062】

トグル機構２０は、固定プラテン１２に対して可動プラテン１３を移動させる。トグル機構２０は、クロスヘッド２０ａと一対のリンク群等で構成される。各リンク群は、ピン等で屈伸自在に連結される複数のリンク２０ｂ、２０ｃを有する。一方のリンク２０ｂは可動プラテン１３に揺動自在に取り付けられ、他方のリンク２０ｃはサポートプラテン１５に揺動自在に取り付けられている。クロスヘッド２０ａを進退させると、複数のリンク２０ｂ、２０ｃが屈伸し、サポートプラテン１５に対して可動プラテン１３が進退する。

【0063】

型締モータ２１は、サポートプラテン１５に取り付けられており、クロスヘッド２０ａを進退させることにより、可動プラテン１３を進退させる。

【0064】

運動変換機構２５は、型締モータ２１の回転運動を直線運動に変換してクロスヘッド２０ａに伝達する。運動変換機構２５として、例えばボールねじ機構が用いられる。

【0065】

型締装置１０の動作は、コントローラ９０によって制御される。具体的には、コントローラ９０は、型閉工程、型締工程、及び型開工程における型締装置１０の動作を制御する。

【0066】

型閉工程では、コントローラ９０は、型締モータ２１を駆動してクロスヘッド２０ａを設定速度で前進させることにより、可動プラテン１３を前進させて可動金型３３を固定金型３２に接触させる。クロスヘッド２０ａの位置や速度は、例えば型締モータ２１のエンコーダ２１ａにより検出される。エンコーダ２１ａの検出結果を示す信号がコントローラ９０に取り込まれる。型締モータ２１の速度制御を行うタスクには、例えば優先度ＴＰ３（図２）が割り当てられる。

【0067】

型締工程では、コントローラ９０は、型締モータ２１をさらに駆動して、クロスヘッド２０ａを設定位置までさらに前進させる。図８に示した型締時に可動金型３３と固定金型３２との間にキャビティ３４が形成される。キャビティ３４に液状の成形材料が充填される。キャビティ３４に充填された成形材料が固化されることにより、成形品が得られる。型締工程でのクロスヘッド２０ａの位置制御を行うタスクには、例えば優先度Ｐ４が割り当てられる。

【0068】

型開工程では、コントローラ９０は、型締モータ２１を駆動してクロスヘッド２０ａを設定速度で後退させることにより、可動プラテン１３を後退させる。これにより、可動金型３３が固定金型３２から離れる。

【0069】

エジェクタ装置５０は、金型装置３０から成形品を突き出す。エジェクタ装置５０は、エジェクタモータ５１、運動変換機構５２、及びエジェクタロッド５３を有する。エジェクタモータ５１は、可動プラテン１３に取り付けられている。エジェクタロッド５３は、可動プラテン１３の貫通穴内に挿入されて、型開閉方向に移動可能である。運動変換機構５２は、エジェクタモータ５１の回転運動を直線運動に変換してエジェクタロッド５３に伝達する。運動変換機構５２として、例えばボールねじ機構が用いられる。可動部材３５が可動金型３３内に配置されている。エジェクタロッド５３の前方の端部が可動部材３５に接触している。

【0070】

エジェクタ装置５０の動作は、コントローラ９０によって制御される。具体的には、コントローラ９０は、突出し工程等におけるエジェクタ装置５０の動作を制御する。

【0071】

突出し工程では、コントローラ９０は、エジェクタモータ５１を駆動してエジェクタロッド５３を前進させることにより、可動部材３５を前進させ、成形品を突き出す。その後、コントローラ９０は、エジェクタモータ５１を駆動してエジェクタロッド５３を後退させ、可動部材３５を元の位置まで後退させる。エジェクタロッド５３の位置及び速度は、例えばエジェクタモータ５１のエンコーダ５１ａにより検出される。エンコーダ５１ａの検出結果を示す信号がコントローラ９０に取り込まれる。エジェクタモータ５１の速度制御を行うタスクには、例えば優先度ＴＰ３（図２）が割り当てられる。

【0072】

次に、射出装置４０について説明する。射出装置４０の説明では、型締装置１０の説明とは異なり、充填時のスクリュ４３の移動方向（図７及び図８において左方向）を前方と定義し、計量時のスクリュ４３の移動方向（図７及び図８において右方向）を後方と定義する。

【0073】

射出装置４０は、フレームＦｒに対して前後方向に移動可能なスライドベースＳｂに設置され、金型装置３０に対して前後方向に移動可能である。射出装置４０は、金型装置３０に接触し、金型装置３０のキャビティ３４（図８）に成形材料を充填する。射出装置４０は、シリンダ４１、ノズル４２、スクリュ４３、冷却器４４、計量モータ４５、射出モータ４６、圧力検出器４７、加熱器４８、及び温度検出器４９を有する。

【0074】

シリンダ４１は、供給口４１ａから内部に供給された成形材料を加熱する。供給口４１ａはシリンダ４１の後部に配置されている。シリンダ４１の後部の外周には、水冷シリンダ等の冷却器４４が設けられている。冷却器４４よりも前方において、シリンダ４１の外周に、バンドヒータ等の加熱器４８と温度検出器４９とが配置されている。

【0075】

シリンダ４１は、その軸方向（図７及び図８において左右方向）に関して複数のゾーンに区分されている。シリンダ４１の各ゾーンに加熱器４８と温度検出器４９とが配置されている。コントローラ９０は、ゾーンごとに、温度検出器４９の実測温度が設定温度になるように加熱器４８を制御する。加熱器４８を制御するタスクには、例えば優先度ＴＰ２が割り当てられる。

【0076】

スクリュ４３は、シリンダ４１内に、回転可能にかつ前後方向に移動可能に配置されている。

【0077】

計量モータ４５は、スクリュ４３を回転させることにより、スクリュ４３のらせん状の溝に沿って成形材料を前方に送る。成形材料は、前方に送られながらシリンダ４１からの熱によって溶融する。液状の成形材料がスクリュ４３の前方に送られ、シリンダ４１の前部に蓄積されるにつれ、スクリュ４３が後退する。

【0078】

射出モータ４６は、スクリュ４３を前進させることにより、シリンダ４１の前部に蓄積された液状の成形材料をシリンダ４１から射出し、金型装置３０のキャビティ３４（図８）に充填させる。その後、射出モータ４６は、スクリュ４３を前方に押し、金型装置３０のキャビティ３４内の成形材料に圧力を加える。これにより、不足分の成形材料が補充され得る。射出モータ４６とスクリュ４３との間には、射出モータ４６の回転運動をスクリュ４３の直線運動に変換する運動変換機構が設けられている。

【0079】

圧力検出器４７は、射出モータ４６とスクリュ４３との間に配置され、スクリュ４３が成形材料から受ける圧力、スクリュ４３に対する背圧等を検出する。圧力検出器４７による検出結果を示す信号がコントローラ９０に取り込まれる。

【0080】

射出装置４０の動作は、コントローラ９０によって制御される。コントローラ９０は、充填工程、保圧工程、及び計量工程における射出装置４０の動作を制御する。

【0081】

充填工程では、コントローラ９０は、射出モータ４６を駆動して、スクリュ４３を設定速度で前進させ、シリンダ４１の前部に蓄積された液状の成形材料を金型装置３０のキャビティ３４に充填する。スクリュ４３の位置及び速度は、例えば射出モータ４６のエンコーダ４６ａにより検出される。エンコーダ４６ａによる検出結果を示す信号がコントローラ９０に取り込まれる。スクリュ４３の位置が設定位置に達すると、充填工程から保圧工程への切り替えが行われる。スクリュ４３の速度を制御するタスクには、例えば優先度ＴＰ３（図２）が割り当てられ、位置を制御するタスクには、例えば優先度ＴＰ４（図２）が割り当てられる。

【0082】

保圧工程では、コントローラ９０は、射出モータ４６を駆動してスクリュ４３を設定圧力で前方に押し、金型装置３０のキャビティ３４内の成形材料に圧力を加える。成形材料に加えられる圧力は、例えば圧力検出器４７により検出される。圧力検出器４７による検出結果を示す信号がコントローラ９０に取り込まれる。圧力を制御するタスクには、例えば優先度ＴＰ３（図２）が割り当てられる。

【0083】

成形材料に圧力が加えられた状態で金型装置３０のキャビティ３４内の成形材料が徐々に冷却され、保圧工程完了時には、キャビティ３４の入口が、固化した成形材料で塞がれる。保圧工程後、冷却工程が開始される。冷却工程では、キャビティ３４内の成形材料が固化される。

【0084】

計量工程では、コントローラ９０は、計量モータ４５を駆動してスクリュ４３を設定回転数で回転させ、スクリュ４３のらせん状の溝に沿って成形材料を前方に送る。これに伴い、成形材料が溶融する。液状の成形材料がスクリュ４３の前方に送られ、シリンダ４１の前部に蓄積されるにつれ、スクリュ４３が後退される。スクリュ４３の回転数は、例えば計量モータ４５のエンコーダ４５ａによって検出される。エンコーダ４５ａによる検出結果を示す信号がコントローラ９０に取り込まれる。スクリュ４３の回転数を制御するタスクには、例えば優先度ＴＰ３（図２）が割り当てられる。

【0085】

計量工程では、コントローラ９０は、スクリュ４３の急激な後退を制限するために、射出モータ４６を駆動してスクリュ４３に設定背圧を加えてもよい。スクリュ４３に対する背圧は、例えば圧力検出器４７により検出される。圧力検出器４７による検出結果を示す信号がコントローラ９０に取り込まれる。スクリュ４３が設定位置まで後退し、シリンダ４１の前部に所定量の成形材料が蓄積されると、計量工程が終了する。背圧を加えるときの射出モータ４６の制御を行うタスクには、例えば優先度ＴＰ４（図２）が割り当てられる。

【0086】

入力装置９５に対して、ユーザによる射出成形機２に対する各種操作入力が行われる。入力装置９５は、ユーザによる操作入力に応じた操作信号をコントローラ９０に送信する。コントローラ９０が入力装置９５からの信号を受信するタスクには、例えば優先度ＴＰ５（図２）が割り当てられる。

【0087】

出力装置９６は、コントローラ９０による制御の下で、各種情報を表示する。例えば、出力装置９６は、射出成形機２における各種設定の現状に関する情報を表示する。

【0088】

記憶装置９７は、コントローラ９０と通信可能に接続される。記憶装置９７には、例えばＵＳＢメモリ、ＤＶＤメディアが挿入されたＤＶＤドライブ等が用いられる。コントローラ９０が記憶装置９７と通信を行うタスクには、例えば優先度ＴＰ５（図２）が割り当てられる。

【0089】

電源リレー９８は、射出成形機２の駆動装置と商用電源との間の電力経路に挿入される。射出成形機２が起動されると、電源リレー９８がオンにされる。これにより、駆動装置に電力が供給可能な状態になる。

【0090】

次に、本実施例による射出成形システム１の優れた効果について説明する。
本実施例による射出成形システム１には、図１～図３に示した実施例、または図６に示した実施例によるコントローラ９０が用いられている。このため、モータ等のアクチュエータを制御するための優先度の高いタスクの実行タイミングのジッタを少なくすることができる。その結果、アクチュエータの制御の精度を高めることができる。

【0091】

上述の各実施例は例示であり、異なる実施例で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもない。複数の実施例の同様の構成による同様の作用効果については実施例ごとには逐次言及しない。さらに、本発明は上述の実施例に制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。

【符号の説明】

【0092】

１ 射出成形システム
２ 射出成形機
４ 外部装置
６ 通信ネットワーク
１０ 型締装置
１２ 固定プラテン
１３ 可動プラテン
１５ サポートプラテン
１６ タイバー
１７ ガイド機構
１８ 型締力検出器
２０ トグル機構
２０ａ クロスヘッド
２０ｂ リンク
２０ｃ リンク
２１ 型締モータ
２１ａ エンコーダ
２５ 運動変換機構
３０ 金型装置
３２ 固定金型
３３ 可動金型
３４ キャビティ
３５ 可動部材
４０ 射出装置
４１ シリンダ
４１ａ 供給口
４２ ノズル
４３ スクリュ
４４ 冷却器
４５ 計量モータ
４５ａ エンコーダ
４６ 射出モータ
４６ａ エンコーダ
４７ 圧力検出器
４８ 加熱器
４９ 温度検出器
５０ エジェクタ装置
５１ エジェクタモータ
５１ａ エンコーダ
５２ 運動変換機構
５３ エジェクタロッド
９０ コントローラ
９１ ＣＰＵ
９２Ａ １次キャッシュメモリ
９２Ｂ ２次キャッシュメモリ
９２Ｃ メインメモリ
９３ 助記憶装置
９４ 入出力インタフェース
９５ 入力装置
９６ 出力装置
９７ 記憶装置
９８ 電源リレー
１００ 制御対象機械

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】