DE102004052499B4 - Injection molding tool and electronic module - Google Patents
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Abstract
Spritzgusswerkzeug
mit
– Mitteln
(110) zur Speicherung von Parametern,
– Mitteln (122) zur Auswertung
der Parameter,
– Mitteln
(126; 128) zur Generierung einer Nachricht (144, 154, 156) in Abhängigkeit
von der Auswertung der Parameter,
– Mitteln (130, 132) zum Senden
der Nachricht, und
– Mitteln
zum Empfang von zumindest einem Betriebs-Parameter von einem externen
Sensor (138).Injection molding tool with
Means (110) for storing parameters,
Means (122) for evaluating the parameters,
Means (126; 128) for generating a message (144, 154, 156) as a function of the evaluation of the parameters,
- means (130, 132) for sending the message, and
- means for receiving at least one operating parameter from an external sensor (138).
Description
Die Erfindung betrifft ein Spritzgusswerkzeug und ein Elektronikmodul Bierfür. The The invention relates to an injection molding tool and an electronic module Bierfür.
Die Einregelung einer Spritzgussmaschine ist ein komplexer Vorgang, der viel Erfahrung des Betriebspersonals erfordert. Üblicherweise werden zur Einregelung einer Spritzgussmaschine mehrere Injektionen ausgeführt, wobei die Maschinen-Parameter der Spritzgussmaschine solange von dem Bedienpersonal verändert werden, bis eine gewünschte Qualität der Spritzgussteile erreicht wird.The Adjustment of an injection molding machine is a complex process which requires a lot of experience of the operating staff. Usually For injecting an injection molding machine several injections executed the machine parameters of the injection molding machine as long as changed the operating personnel be until a desired quality of injection molded parts is reached.
Aus
der
Aus
der
Aus
der
Aus
der
Die
Deutsche Gebrauchsmusterschrift
Aus
der Offenlegungsschrift
Die
Offenlegungsschrift
Die
US Patentschrift
Die
Europäischen
Offenlegungsschrift
Aus
der Europäischen
Patentanmeldung
Die
Europäische
Patentanmeldung
Der Erfindung liegt dem gegenüber die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes Spritzgusswerkzeug sowie ein Elektronikmodul für ein Spritzgusswerkzeug zu schaffen.Of the Invention is opposite the task is based on an improved injection molding tool as well an electronics module for to create an injection mold.
Die der Erfindung zu Grunde lisegende Aufgabe wird jeweils mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.The The object underlying the invention is in each case with the features the independent one claims solved. Preferred embodiments The invention are set forth in the dependent claims.
Durch die Erfindung wird ein Spritzgusswerkzeug geschaffen, welches Mittel zur Erfassung von Parametern, Mittel zur Auswertung der Parameter, Mittel zur Generierung einer Nachricht in Abhängigkeit von der Auswertung der Parameter, Mitteln zum Senden der Nachricht aufweist und Mittel zum Empfangen von zumindest einem Betriebsparameter von einem externen Sensor aufweist.The invention provides an injection molding tool which has means for acquiring parameters, means for evaluating the parameters, means for generating a message as a function of the evaluation of the parameters, means for Transmitting the message and having means for receiving at least one operating parameter from an external sensor.
Beispielsweise werden von dem Spritzgusswerkzeug Werkzeug-Parameter erfasst. Unter Werkzeug-Parametern werden dabei solche Parameter verstanden, die einen Zustand des Spritzgusswerkzeugs, des Gussformhohlraum des Spritzgusswerkzeugs und/oder des in den Gussformhohlraum eingespritzten plastifizierten Kunststoffmaterials betreffen.For example are detected by the injection tool tool parameters. Under Tool parameters are understood to be such parameters that a state of the injection mold, the mold cavity of Injection molding tool and / or injected into the mold cavity pertain plasticized plastic material.
Beispielsweise sind an und/oder in dem Gussformhohlraum Drucksensoren zur Sensierung des Einspritzdrucks des plastifizierten Kunststoffs in den Gussformhohlraum angeordnet und/oder Temperatur-Sensoren zur Sensierung der Werkzeugtemperatur und/oder der Temperatur des eingespritzten plastifizierten Kunststoffs. Alternativ oder zusätzlich können auch die Art, das heißt beispielsweise die Zusammensetzung des eingespritzten plastifizierten Kunststoff-Materials, und/oder die Farbe des eingespritzten Materials durch an und/oder in dem Gussformhohlraum angeordnete Sensoren gemessen werden.For example are on and / or in the mold cavity pressure sensors for sensing the Injection pressure of the plasticized plastic into the mold cavity arranged and / or temperature sensors for sensing the tool temperature and / or the temperature of the injected plasticized plastic. Alternatively or additionally, too the kind, that is For example, the composition of the injected plasticized plastic material, and / or the color of the injected material through and / or in the Mold cavity sensors are measured.
Alternativ oder zusätzlich kann das Spritzgusswerkzeug Betriebs-Parameter von einem oder mehreren externen Sensoren empfangen. Unter Betriebs-Parametern werden dabei solche Parameter verstanden, die die Rahmenbedingungen für den Betrieb der Spritzgussmaschine betreffen, also zum Beispiel Umweltdaten, wie Luftfeuchtigkeit, Luftdruck und/oder die Umgebungstemperatur, und/oder Parameter welche die Einsatzstoffe betreffen, wie zum Beispiel die Feuchtigkeit des verwendeten Kunststoff-Granulats. Solche externen Sensoren können auch an Modulen der Spritzgussmaschine angeordnet sein, wie z.B. an dem Kaskadenreglermodul, dem Heißkanalreglermodul (sog. Hot Runner Regler), an Temperiergeräten, am Entnahmesystem (sog. Handling system), der Granulatheizung zur Trocknung des Granulats, und/oder der Granulatförderung. Die entsprechenden Sensorwerte betreffen z.B. Temperaturwerte, Fördergeschwindigkeiten und dgl.alternative or additionally The injection mold can operate parameters of one or more receive external sensors. Operating parameters mean such parameters, the framework conditions for concern the operation of the injection molding machine, so for example environmental data, such as humidity, air pressure and / or the ambient temperature, and / or parameters relating to the starting materials, such as the moisture of the plastic granules used. Such external Sensors can also be arranged on modules of the injection molding machine, such. to the Cascade controller module, the hot runner controller module (so-called Hot Runner controller), on temperature control devices, on the sampling system (so-called. Handling system), the granulate heating for drying the granules, and / or the granule promotion. The corresponding sensor values relate to e.g. Temperature values, conveying speeds and the like.
Ferner kann auch eine externe Sensorik zur Qualitätsüberwachung vorhanden sein. Hierzu werden die hergestellten Spritzgussteile beispielsweise mit einer elektronischen Kamera, vorzugsweise einer CCD Kamera aufgenommen, um die Maßhaltigkeit zu überprüfen. Die entsprechenden durch Auswertung des CCD Bildes gewonnen Maßinformationen werden zu dem Elektronik-Modul des Spritzgusswerkzeugs übermittelt, so dass dieses den Prozeß entsprechend nachregeln kann. Wenn z.B. ein Spritzgussteil zu klein ist, so wird von dem Elektronik-Modul der Nachdruck erhöht. Alternativ oder zusätzlich kann auch das Gewicht des Spritzgussteils bestimmt werden. Der entsprechende Messwert wird zu dem Elektronik-Modul übertragen und dort ausgewertet.Further An external sensor for quality monitoring can also be present. For this purpose, the injection-molded parts produced, for example, with an electronic camera, preferably a CCD camera, to check the dimensional accuracy. The corresponding dimensional information obtained by evaluation of the CCD image transmitted to the electronic module of the injection molding tool, so this according to the process can readjust. If e.g. an injection molded part is too small, so will increased by the electronics module of the reprint. Alternatively or additionally also the weight of the injection molded part can be determined. The corresponding The measured value is transmitted to the electronic module and evaluated there.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es also, dass das Elektronik-Modul auf eine Veränderung der Produktionsbedingungen regelnd reagiert. Insbesondere kann das Elektronik-Modul regelnd eingreifen, wenn eine Komponente der Spritzgussmaschine ausfällt, um trotz des Ausfalls die Produktion aufrechtzuerhalten. Ferner kann das Elektronik-Modul regelnd eingreifen, wenn sich eine Umweltbedingung ändert, wie z.B. die Luftfeuchtigkeit und/oder die von einem externen Sensor gemessene Wassertemperatur des eingespeisten Kühlwassers. Letzteres ist besonders vorteilhaft, wenn die Kühlwassertemperatur im Verlauf eines Tages schwankt, wie das z.B. aufgrund starker Sonneneinstrahlung der Fall sein kann. Steigt die Kühlwassertemperatur, so generiert das E lektronik-Modul ein Stellkommando, um den Durchsatz von Kühlwasser zu erhöhen, indem zum Beispiel die Drehzahl der Kühlwasserpumpe erhöht wird.The present invention enables it so that the electronics module on a change in production conditions responding regulatively. In particular, the electronics module can regulate engage when a component of the injection molding machine fails to despite the failure to maintain production. Furthermore, can regulating the electronics module when an environmental condition changes, such as e.g. the humidity and / or that of an external sensor Measured water temperature of the supplied cooling water. The latter is special advantageous if the cooling water temperature in Course of a day, as the e.g. due to strong sunlight the case may be. If the cooling water temperature rises, This is how the electronic module generates a setting command to increase the throughput of cooling water to increase, for example, by increasing the speed of the cooling water pump.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist das Elektronik-Modul mit einer Optimierungs- und oder Lernfunktion ausgestattet, die es dem Elektronik-Modul ermöglicht z.B. die Zykluszeit in Abhängigkeit von den aktuellen Produktionsbedingungen optimal einzuregeln. Dies ist besonders vorteilhaft, da damit die Wirtschaftlichkeit der Spritzgussmaschine optimiert werden kann, auch wenn z.B. ein Teil der Spritzgussmaschine ausfällt.To a further embodiment is the electronics module with an optimization and / or learning function equipped, which allows the electronics module e.g. the cycle time dependent on optimally regulated by the current production conditions. This is particularly advantageous, since thus the profitability of the injection molding machine can be optimized, even if e.g. a part of the injection molding machine fails.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die von dem Elektronik-Modul empfangenen und/oder generierten Daten zu einer externen Datenbank übertragen und dort persistent gespeichert. Damit können z.B. gesetzliche Anforderungen für die Überwachung der Produktqualität erfüllt werden. Ferner können die persistent gespeicherten Daten zur Abwehr von ungerechtfertigten Produkthaftungsansprüchen dienen.To a further embodiment the invention are received by the electronics module and / or transferred data to an external database and stored there persistently. With that you can e.g. legal requirements for The supervision the product quality Fulfills become. Furthermore, can the persistently stored data serves to ward off unjustified product liability claims.
Alternativ oder zusätzlich werden Maschinen-Parameter bei der Auswertung berücksichtigt. Unter Maschinen-Parametern werden hier Parameter betreffend die Spritzgussmaschine verstanden, das heißt beispielsweise die Anzahl der Schnecken-Umdrehungen pro Zeiteinheit oder pro Injektion und/oder der Öffnungsgrad eines Strömungsmengen-Einstellventils, welches zur Regelung der Einspritzgeschwindigkeit und des Einspritzdruckes dient.alternative or additionally Machine parameters are taken into account in the evaluation. Under Machine parameters become here parameters concerning the injection molding machine understood, that is For example, the number of screw revolutions per unit time or per injection and / or the degree of opening a flow rate adjustment valve, which is used to control the injection speed and the injection pressure.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung hat das Spritzgusswerkzeug einen elektronischen Speicher zur Speicherung von Soll-Parametern. Bei der Auswertung der erfassten Parameter werden die Soll-Parameter mit herangezogen. Wenn beispielsweise ein erfasser Ist-Parameter von einem entsprechenden Soll-Parameter abweicht, so kann ein Ergebnis der Auswertung sein, dass eine Nachricht mit einem Stellkommando an eine Steuerung der Spritzgussmaschine gesendet wird und/oder eine Nachricht mit einer Warn-, Fehler- oder Diagnose-Information.According to one embodiment of the invention, the injection molding tool has an electronic memory for storing desired parameters. When evaluating the recorded parameters, the setpoint parameters are included. For example, if a detected actual parameter deviates from a corresponding desired parameter, then a result of the evaluation may be that a message with a control command is sent to a controller of the injection molding machine and / or a message with a warning, error or diagnostic information.
Nach einer weiteren Ausführungsform hat das Spritzgusswerkzeug Mittel zur Adaption der Soll-Parameter. Die Adaption der Soll-Parameter kann beispielsweise in Abhängigkeit der Werkzeug-Parameter, der Betriebs-Parameter und/oder der Maschinen-Parameter erfolgen. Zur Adaption der Soll-Parameter können hierzu beispielsweise entsprechende Kennlinien-Felder, ein Anlagenmodell und/oder ein neuronales Netz verwendet werden.To a further embodiment the injection molding tool has means for adapting the desired parameters. The adaptation of the desired parameters, for example, depending on the tool parameter, the operating parameter and / or the machine parameter respectively. For example, to adapt the desired parameters corresponding characteristic fields, a plant model and / or a neural network can be used.
Wenn beispielsweise die Luftfeuchtigkeit ansteigt, generiert das Spritzgusswerkzeug ein Stellkommando zur Vergrößerung der Temperatur eines Heizzylinders der Spritzgussmaschine. Der entsprechende Zusammenhang zwischen der Luftfeuchtigkeit der Umgebungsluft und der Temperatur des Heizzylinders kann durch ein Kennlinien-Feld, welches in einem Speicher des Spritzgusswerkzeugs abgelegt ist, eine Berechnungsvorschrift und/oder ein neuronales Netz gegeben sein.If For example, the humidity increases, generates the injection mold an adjusting command to enlarge the Temperature of a heating cylinder of the injection molding machine. The corresponding Relationship between the humidity of the ambient air and the temperature of the heating cylinder can be determined by a characteristic field, which is stored in a memory of the injection molding tool, given a calculation rule and / or a neural network be.
Nach einer weiteren Ausführungsform werden Grenzwerte für die Auswertung mit herangezogen. Bei den Grenzwerten kann es sich um Höchst- oder Mindestwerte von Maschinen-Parametern der Spritzgussmaschine handeln. Wenn sich einer der Maschinen-Parameter seinem entsprechenden Grenzwert nähert oder diesen erreicht, so wird als Ergebnis der Auswertung eine Nachricht mit einer Warn-Information, Fehler-Information, Diagnose-Information und/oder einer Service-Anforderung generiert und versendet.To a further embodiment are limits for the evaluation used. The limits may be to peak or Minimum values of machine parameters of the injection molding machine act. When one of the machine parameters meets its corresponding limit approaches or reaches this, the result of the evaluation is a message with warning information, error information, diagnostic information and / or a service request is generated and sent.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist jedem Grenzwert eine Adresse zugeordnet. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um eine elektronische Adresse, wie zum Beispiel eine E-Mail-Adresse oder eine Telefonnummer zur Versendung einer SMS. Nähert sich ein Maschinen-Parameter seinem entsprechenden Grenzwert oder erreicht er diesen, so wird die daraufhin generierte Nachricht automatisch an die den betreffenden Grenzwert zugeordnete Adresse versendet. Dies kann drahtgebunden oder drahtlos erfolgen.To a further embodiment Each limit value is assigned an address. This is it preferably an electronic address, such as an e-mail address or phone number to send a SMS. approaches a machine parameter is its corresponding limit or if he reaches this, then the message generated then automatically sent to the address associated with the relevant limit value. This can be wired or wireless.
Nach einer weiteren Ausführungsform hat das Spritzgusswerkzeug eine Kommunikations-Schnittstelle zum Empfang von Parametern und/oder zum Auslesen von den Daten aus einem elektronischen Speicher des Spritzgusswerkzeugs. Beispielsweise können Daten aus dem elektronischen Speicher von einem mobilen Datenverarbeitungsgerät, wie zum Beispiel einem tragbaren Computer, einem Personal Digital Assistant (PDA), einem sogenannten Smart Phone oder dergleichen, über die Kommunikations-Schnittstelle aus dem elektronischen Speicher abgerufen werden.To a further embodiment the injection molding tool has a communication interface to the Receiving parameters and / or reading data from an electronic Memory of the injection molding tool. For example, data can be from the electronic memory of a mobile computing device, such as Example of a portable computer, a personal digital assistant (PDA), a so-called smart phone or the like, over the Communication interface retrieved from the electronic memory become.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Regelung einer Spritzgussmaschine. Die Regelung der Spritzgussmaschine erfolgt mit Hilfe eines Spritzgusswerkzeugs, welches eine Datenverarbeitungseinheit hat. Die Datenverarbeitungseinheit des Spritzgusswerkzeugs wird als Master für eine Steuerung der Spritzgussmaschine betrieben.In In another aspect, the invention relates to a method of control an injection molding machine. The regulation of the injection molding machine takes place with the aid of an injection molding tool, which is a data processing unit Has. The data processing unit of the injection molding tool is as master for operated a control of the injection molding machine.
Des weiteren betrifft die Erfindung ein entsprechendes Computerprogrammprodukt, insbesondere ein digitales Speichermedium, für ein Spritzgusswerkzeug, welches eine Datenverarbeitungseinheit aufweist. Das Computerprogramm wird von einem Mikroprozessor des Spritzgusswerkzeugs ausgeführt. Beispielsweise ist das Computerprogramm als sogenannte Firmware ausgebildet und betreibt die Datenverarbeitungseinheit des Spritzgusswerkzeugs als Master für eine Steuerung der Spritzgussmaschine, die dementsprechend als Slave fungiert.Of Furthermore, the invention relates to a corresponding computer program product, in particular a digital storage medium, for an injection molding tool, which a data processing unit. The computer program will executed by a microprocessor of the injection molding tool. For example is the computer program designed as so-called firmware and operates the data processing unit of the injection molding tool as Master for a control of the injection molding machine, which accordingly as a slave acts.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Einregelung einer Spritzgussmaschine mit stark reduziertem Aufwand oder sogar vollautomatisch. Neben der vereinfachten bzw. automatischen Einregelung der Spritzgussmaschine ist ein weiterer Vorteil der Erfindung, dass während des Betriebs der Spritzgussmaschine die Einhaltung von Qualitätsstandards der produzierten Spritzgussteile aufgrund der Regelung der Spritzgussmaschine von dem Spritzgusswerkzeug als Master besser gewährleistet werden kann. Insbesondere hängt die Qualität der produ zierten Spritzgussteile nicht mehr maßgeblich von der individuellen Befähigung und der Erfahrung des Bedienpersonals ab.The present invention enables the adjustment of an injection molding machine with greatly reduced effort or even fully automatic. In addition to the simplified or automatic Einregelung of the injection molding machine is another advantage of Invention that during the operation of the injection molding machine adhering to quality standards of produced injection-molded parts due to the regulation of the injection molding machine can be better ensured by the injection molding tool as a master. Especially depends on that quality of the molded parts no longer significantly depends on the individual qualification and the experience of the operating staff.
Ferner ist von besonderem Vorteil, dass das Spritzgusswerkzeug eine Überwachung der Spritzgussmaschine leisten kann, um beispielsweise frühzeitig eine Warnung hinsichtlich einer drohenden Fehlfunktion oder eine Anforderung für einen Service-Techniker zu generieren.Further It is particularly advantageous that the injection molding tool monitoring the injection molding machine can afford, for example, early a warning regarding an imminent malfunction or a Requirement for to generate a service technician.
Im weiteren werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:in the Further preferred embodiments the invention with reference to the drawings explained in more detail. It demonstrate:
Die
Die
Spritzgussmaschine
In
der Spritzgussmaschine befindet sich ein Spritzgusswerkzeug
Das
Elektronikmodul
Die
Der
Speicherbereich
Das
Elektronikmodul
Die
Programmkomponente
Die
Programmkomponente
Die
Programmkomponente
Wenn
ein Maschinen-Parameterwert die Tendenz aufweist, sich seinem Grenzwerk
zu nähern,
so kann die Programmkomponente
Ferner
ist es möglich,
dass die Programmkomponente
Ferner
ist es möglich,
dass die Programmkomponente
Die
Programmkomponente
Über die
Kommunikations-Schnittstelle
Die
Programmkomponenten
Die
Sensoren
Von
externen Sensoren
Die
Sensoren
Die
Steuerung
Die
in dem Speicher
Beispielsweise
können
die in den Speicherbereichen
Ferner
kann der tragbare Computer
Eine
von der Programmkomponente
Vorzugsweise
ist zumindest der Speicherbereich
Zur
Herstellung von Spritzgussteilen wird zunächst das Spritzgusswerkzeug
Mit
den in dem Speicherbereich
Vorzugsweise
werden sämtliche
Daten in dem Speicher
Die
In
dem Schritt
Besonders
vorteilhaft ist dabei, dass das Elektronikmodul
Die
- 100100
- Spritzgussmaschineinjection molding machine
- 102102
- Steuerungcontrol
- 104104
- Spritzgusswerkzeuginjection mold
- 106106
- Elektronikmodulelectronic module
- 108108
- Isolationsschichtinsulation layer
- 110110
- SpeicherStorage
- 112112
- Speicherbereichstorage area
- 114114
- Speicherbereichstorage area
- 116116
- Speicherbereichstorage area
- 118118
- Speicherbereichstorage area
- 120120
- Speicherbereichstorage area
- 122122
- Prozessorprocessor
- 124124
- Programmkomponenteprogram component
- 126126
- Programmkomponenteprogram component
- 128128
- Programmkomponenteprogram component
- 130130
- Programmkomponenteprogram component
- 132132
- Kommunikations-SchnittstelleCommunication interface
- 134134
- Sensorsensor
- 136136
- GussformhohlraumMold cavity
- 138138
- Sensorsensor
- 140140
- Netzwerknetwork
- 142142
- Kommunikations-SchnittstelleCommunication interface
- 144144
- Stellkommandoadjusting command
- 146146
- Kommunikations-SchnittstelleCommunication interface
- 148148
- Computercomputer
- 150150
- Kommunikations-SchnittstelleCommunication interface
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- Parameterwerteparameter values
- 154154
- Nachrichtmessage
- 156156
- Nachrichtmessage
- 158158
- Server-ComputerServer computers
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