AT520845B1

AT520845B1 - Verfahren zur Einstellung einer Anfangsbedingung für Formungsprozessbedingungen

Info

Publication number: AT520845B1
Application number: ATA39/2019A
Authority: AT
Inventors: Susa Keigo
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 2018-02-02
Filing date: 2019-01-31
Publication date: 2021-07-15
Also published as: JP2019130860A; DE102019201249B4; JP6695640B2; DE102019201249A1; AT520845A3; AT520845A2

Abstract

Die dreidimensionalen Profile von Hohlräumen von Formen (11, 12) werden durch das dreidimensionale Profilmessverfahren durch Kameras (15, 16) gemessen, die in einer Formenklemmeinrichtung (3) vorgesehen sind. Es kann ein beliebiges Verfahren als das dreidimensionale Profilmessverfahren eingesetzt werden, es ist aber bevorzugt, ein Phasenverschiebungsverfahren oder ein Stereo-Verfahren einzusetzen. Bei dem Phasenverschiebungsverfahren wird ein vorbestimmtes optisches Muster durch Projektoren (17, 18), die in der Formenklemmeinrichtung vorgesehen sind, auf die Form projiziert und wird von den Kameras (15, 16) ausgelesen, so dass die dreidimensionalen Profile der Hohlräume gemessen werden. Ein Profil und eine Abmessung eines Formprodukts, das durch die Formen (11, 12) herzustellen ist, werden aus den dreidimensionalen Profilen der Hohlräume, die in der zuvor beschriebenen Weise gemessen sind, abgeschätzt, und es wird eine Anfangsbedingung für Formungsprozessbedingungen auf der Grundlage des Profils und der Abmessung des abgeschätzten Formprodukts festgelegt.

Description

Beschreibung

TECHNISCHES GEBIET

[0001] Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren zur Festlegung eines Anfangszustands für Formungsprozessbedingungen in einer Spritzgussanlage.

HINTERGRUND

[0002] Typischerweise beinhaltet eine Spritzgussanlage eine Spritzeinrichtung und eine Formenklemmeinrichtung. Wie im Stand der Technik bekannt ist, ist die Spritzeinrichtung ausgebildet, einen Heizzylinder und eine Schnecke aufzunehmen, die geeignet ist, in einer Drehrichtung und in einer axialen Richtung in dem Heizzylinder angetrieben zu werden. Auch ist die Formenklemmeinrichtung im Stand der Technik bekannt und ist daher so aufgebaut, dass sie eine fixierte Platte, an der eine fixierungsseitige Form angebracht wird, eine bewegliche Platte, an der eine bewegungsseitige Form angebracht wird, und einen Formenklemmmechanismus aufweist, der das Öffnen/Schließen der Form der bewegungsseitigen Form relativ zu der fixierungsseitigen Form ausführt. Wenn daher die Schnecke in Drehung versetzt wird und ein Harzmaterial dem Heizzylinder zugeführt wird, wird das Harzmaterial geschmolzen und wird dann am vorderen Ende des Heizzylinders gewogen. Die Schnecke wird in der axialen Richtung derart angetrieben, dass das gewogene geschmolzene Harz ausgegeben wird, so dass ein Hohlraum einer zusammengeklemmten Form aufgefüllt wird. Anschließend wird nach dem Abkühlen des geschmolzenen Harzes und seiner Verfestigung die bewegliche Form geöffnet und es wird ein Gießartikel bzw. Formprodukt mit vorbestimmter Form erhalten.

[0003] Um einen geeigneten Formungsprozess bzw. Gießprozess des Formprodukts auszuführen, ist es möglich, Formungsprozessbedingungen, etwa einen Einspritzdruck, eine Einspritzgeschwindigkeit, eine Harztemperatur oder eine Formenklemmkraft beim Spritzgießen auf einen geeigneten Wert einzustellen. Es wird typischerweise eine Form für jedes Formprodukt, das zu formen ist, hergestellt, und eine Form, ein Volumen oder dergleichen des Hohlraums ist für jede Form unterschiedlich. Ferner unterscheidet sich auch die Art eines Harzes für jedes Formprodukt. Daher ändern sich die geeigneten Formungsprozessbedingungen für jede Form und für jedes Formprodukt. Um die geeigneten Formungsprozessbedingungen festzulegen, führt ein Bediener der Spritzgussanlage eine sogenannte Einstellung der Formungsprozessbedingungen aus. Bei der Einstellung bzw. Festlegung der Formungsprozessbedingungen wird zunächst eine Anfangsbedingung festgelegt. Die Anfangsbedingung ist eine sichere Formungsprozessbedingung, bei der keine Schädigung an der Form auftritt, selbst wenn der Spritzgussvorgang ausgeführt wird. Wenn das Formen ausgeführt wird, führt die anfängliche Einstellung zu einem kurzen Einspritzvorgang. Anschließend wird der Spritzgussvorgang ausgeführt, während die Formungsprozessbedingung geändert wird, und es wird eine Formungsprozessbedingung, in der das Formen für ein Produkt mit guter Qualität ausführbar ist, ermittelt. Anders ausgedrückt, es ist erforderlich, wiederholt den Spritzgussvorgang auszuführen. Da die Einstellung der Formungsprozessbedingungen mittels wiederholter Tests auszuführen ist, wird eine große Menge an Harz verschwendet, und es ist viel Zeit für ein komplexes Werkstück erforderlich.

[0004] JP-A-2012-187787 (PTL 1) offenbart ein Verfahren zur Unterstützung der Einstellung der Formungsprozessbedingung in der Spritzgussanlage. In der Spritzgussanlage gibt der Bediener grundlegende Daten, etwa Gewicht des Formprodukts oder eine Art von Harz, die zu dem Formprodukt gehört, in eine Steuerung der Spritzgussanlage ein. Auf diese Weise führt die Steuerung die vier grundlegenden arithmetischen Operationen auf der Grundlage der grundlegenden Daten derart aus, dass eine Referenzinformation berechnet wird, die eine Referenz für die Einstellung der Formungsprozessbedingungen wird, und sie gibt die Information auf einem Bildschirm aus. Die Referenzinformation beinhaltet einen Hub der Schnecke, eine Geschwindigkeit der Schnecke, eine Einspritzzeitdauer oder dergleichen in einem Einspritzschritt. Da der Bediener sich bei der Einstellung der Formungsprozessbedingungen auf die Referenzinformation beziehen kann, ist es möglich, die Arbeitszeit zu verkürzen.

[0005] Gemäß dem in der PTL 1 offenbarten Verfahren kann, da die Referenzinformation auf dem Bildschirm angezeigt wird, der Bediener auf die Referenzinformation Bezug nehmen, so dass er äußerst effizient die Einstellung der Formungsprozessbedingung bzw. Formungsprozessbedingungen ausführen kann. Zusätzlich zu dem Verfahren in der PTL1 wurden diverse Verfahren zur Unterstützung der Einstellung der Formungsprozessbedingungen vorgeschlagen, wonach ein empfohlener Wert für einen Hub oder dergleichen einer Schnecke in einem Einspritzschritt bereitgestellt wird, so dass die Arbeitseffizienz bei der Festlegung der Formungsprozessbedingungen größer wird. Jedoch ergibt sich in dem Verfahren auch ein Problem, das es zu lösen gilt. Insbesondere besteht das Problem darin, dass es erforderlich ist, ein Gewicht, eine Abmessung oder dergleichen eines Formprodukts als grundlegende Daten im Voraus einzugeben. Es gibt jedoch gegebenenfalls kein Formprodukt für eine Form und daher ist es nicht möglich, die grundlegenden Daten einzugeben. Es ist dann nicht möglich, die Referenzinformation zu erzeugen. Ohne die Referenzinformation ist es nicht möglich, in geeigneter Weise eine Anfangsbedingung zum Beginnen einer Einstellung von Formungsprozessbedingungen festzulegen. Daher ist Zeitaufwand für die Einstellung der Formungsprozessbedingungen erforderlich und somit besteht auch die hohe Wahrscheinlichkeit, dass Harz verschwendet wird.

[0006] Ein weiteres gattungsgemäßes Verfahren ist aus DE 10 2015 107 025 A1 bekannt.

ÜBERBLICK

[0007] Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Festlegung einer Anfangsbedingung für Formungsprozessbedingungen bereitzustellen, wodurch das zuvor beschriebene Problem gelöst wird, und es ist insbesondere eine Aufgabe, ein Verfahren zur Festlegung einer Anfangsbedingung für Formungsprozessbedingungen festzulegen, wobei es möglich ist, die Anfangsbedingung für die Formungsprozessbedingungen festzulegen, selbst wenn kein Bedarf besteht, ein Gewicht, eine Abmessung, oder dergleichen eines Formprodukts einzugeben.

[0008] Um die zuvor beschriebene Aufgabe zu lösen, ist die vorliegende Offenbarung geeignet ausgebildet, eine dreidimensionale Gestalt bzw. ein Profil eines Hohlraums einer Form durch ein dreidimensionales Profilmessverfahren mittels einer Kamera, die in einer Formenklemmeinrichtung vorgesehen ist, zu messen. Es kann ein beliebiges Verfahren als das dreidimensionale Profilmessverfahren eingesetzt werden, es ist jedoch bevorzugt, ein Phasenverschiebungsverfahren oder ein Stereo-Verfahren anzuwenden. Bei dem Phasenverschiebungsverfahren wird ein vorbestimmtes optisches Muster durch einen Projektor, der in der Formenklemmeinrichtung vorgesehen ist, auf die Form projiziert und wird von der Kamera derart ausgelesen, dass ein dreidimensionales Profil des Hohlraums gemessen wird. Ein Profil bzw. ein Umriss und eine Abmessung eines Formprodukts, das durch die Form herzustellen ist, wird dann aus dem dreidimensionalen Profil des Hohlraums, das in der zuvor beschriebenen Weise gemessen wird, abgeschätzt, und es wird eine Anfangsbedingung für Formungsprozessbedingungen auf der Grundlage des Profils und der Abmessung des zu formenden abgeschätzten Formprodukts festgelegt.

[0009] Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst weiters:

[0010] Berechnen einer Gesamteinspritzmenge und einer Gesamtprojektionsfläche auf der Grundlage des abgeschätzten Profils und der abgeschätzten Abmessung des Formprodukts, wobei die Gesamteinspritzmenge ein Volumen eines Harzes ist, das für einen Spritzgussvorgang zur Formung des Formprodukts erforderlich ist, und die Gesamtprojektionsfläche eine Druckaufnahmefläche ist, auf die der Einspritzdruck während des Einspritzens einwirkt; und

[0011] Festlegen eines berechneten Wertes und einer Formenklemmkraft auf der Grundlage der Gesamteinspritzmenge und der Gesamtprojektionsfläche, wobei der berechnete Wert eine Position einer Schnecke nach vollständiger Beendigung der Berechnung angibt.

[0012] Gemäß einem anschaulichen Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren zur Festlegung einer Anfangsbedingung für Formungsprozessbedingungen einer Spritzgussan-

lage bereitgestellt, wobei das Verfahren umfasst: Messen eines dreidimensionalen Profils eines Hohlraums einer Form durch ein dreidimensionales Profilmessverfahren mittels einer Kamera, die in einer Formenklemmeinrichtung vorgesehen ist; Abschätzen eines Profils und einer Abmessung eines Formprodukts, das durch die Form herzustellen ist, aus dem dreidimensionalen Profil des Hohlraums; und Festlegen der Anfangsbedingung für Formungsprozessbedingungen auf der Grundlage des Profils und der Abmessung des zu formenden abgeschätzten Formprodukts.

[0013] Gemäß einem weiteren anschaulichen Aspekt der vorliegenden Offenbarung beruht das dreidimensionale Profilmessverfahren auf einem Phasenverschiebungsverfahren und umfasst: Projizieren eines vorbestimmten optischen Musters auf die Form mittels eines Projektors, der in der Formenklemmeinrichtung vorgesehen ist; und Auslesen des projizierten optischen Musters durch die Kamera, um das dreidimensionale Profil des Hohlraums zu messen.

[0014] Gemäß einem noch weiteren anschaulichen Aspekt der vorliegenden Offenbarung sind mehrere Kameras vorgesehen und das dreidimensionale Profilmessverfahren beruht auf einem Stereo-Verfahren und umfasst: Messen des dreidimensionalen Profils des Hohlraums durch die mehreren Kameras.

[0015] Wie zuvor beschrieben ist, wird gemäß der vorliegenden Offenbarung das dreidimensionale Profil des Hohlraums der Form durch das dreidimensionale Profilmessverfahren durch die Kamera gemessen, die in der Formenklemmeinrichtung vorgesehen ist, und das Profil und die Abmessung des mittels der Form herzustellenden Formprodukts werden aus dem dreidimensionalen Profil des Hohlraums abgeschätzt. In diesem Aufbau wird die Anfangsbedingung für die Formungsprozessbedingungen auf der Grundlage des Profils und der Abmessung des abgeschätzten Formprodukts festgelegt. Selbst wenn ein Gewicht oder eine Abmessung eines Formprodukts einer Form nicht bekannt ist, werden dennoch ein Profil und eine Abmessung des Formprodukts mit hoher Genauigkeit abgeschätzt, und somit kann die Anfangsbedingung für die Formungsprozessbedingungen festgelegt werden. Daher ist es einfach, die Festlegung der Formungsprozessbedingung bzw. Bedingungen auszuführen, es ist möglich, die Anzahl der Wiederholungen des Gießvorgangs für die Festlegung der Formungsprozessbedingungen zu reduzieren, es ist möglich, die Menge an verschwendetem Harz zu reduzieren und es ist ferner möglich, den Arbeitsaufwand eines Bedieners zu verringern. Gemäß einer weiteren Offenbarung beruht das dreidimensionale Profilmessverfahren auf dem Phasenverschiebungsverfahren, in welchem das vorbestimmte optische Muster durch den Projektor, der in der Formenklemmeinrichtung vorgesehen ist, auf die Form projiziert wird, und dieses wird von der Kamera derart ausgelesen, dass das dreidimensionale Profil des Hohlraums gemessen wird. Daher ist es möglich, das dreidimensionale Profil des Hohlraums in kurzer Zeit und mit hoher Genauigkeit zu messen, und es ist somit möglich, die Anfangsbedingung für die Formungsprozessbedingungen schnell festzulegen. Gemäß einer noch weiteren Offenbarung wird eine Konfiguration bereitgestellt, in der das dreidimensionale Profilmessverfahren auf dem Stereo-Verfahren beruht, wobei die mehreren Kameras verwendet werden, und das dreidimensionale Profil des Hohlraums wird durch die mehreren Kameras gemessen. Da kein Projektor in dem Stereo-Verfahren verwendet wird, entweicht Licht, das von dem Projektor projiziert wird, nicht in die Fabrik, in der die Spritzgussanlage montiert ist. Anders ausgedrückt, es ist möglich, die Wirkung zu erreichen, wonach das dreidimensionale Profil des Hohlraums gemessen werden kann, ohne dass die Umgebung der Fabrik beeinflusst wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

[0016] Fig. 1 ist eine Frontansicht, die eine Spritzgussanlage gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;

[0017] Fig. 2 ist eine Ansicht, die ein gestreiftes optisches Muster zeigt, das aus einem Projektor in dem Phasenverschiebungsverfahren auf eine Form projiziert wird; und

[0018] Fig. 3 ist eine schematische Ansicht, die ein Messverfahren für ein dreidimensio-

nales Profil mittels eines dreidimensionalen Profilmessverfahrens zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG

[0019] Es wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Wie in Fig. 1 gezeigt, hat eine Spritzgussanlage 1 gemäß der Ausführungsform im Wesentlichen den gleichen Aufbau wie eine Spritzgussanlage im Stand der Technik. Anders ausgedrückt, die Spritzgussanlage beinhaltet eine Einspritzeinrichtung 2, die ein Harz schmilzt und einspritzt, und enthält eine Formenklemmeinrichtung 3. Die Spritzeinrichtung 2 ist so ausgebildet, dass sie einen Heizzylinder 5 und eine Schnecke (nicht gezeigt) aufweist, die in einer Drehrichtung und in einer axialen Richtung in dem Heizzylinder 5 angetrieben wird, und der Heizzylinder 5 wird durch eine Heizung erwärmt. Die Formenklemmeinrichtung 3 enthält eine fixierte Platte und eine bewegliche Platte 8, und ein Formenklemmmechanismus 10, der einen Umschaltmechanismus enthält, treibt die bewegliche Platte 8 an. Eine fixierungsseitige Form 11 und eine bewegungsseitige Form 12 sind entsprechend auf der fixierten Platte 7 und der beweglichen Platte 8 vorgesehen. Die Formen werden geöffnet und geschlossen, wenn der Formenklemmmechanismus 10 angetrieben wird.

[0020] Die Spritzgussanlage 1 gemäß der Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass sie ein sogenanntes dreidimensionales Profilmessverfahren zur Messung einer dreidimensionalen Form bzw. eines dreidimensionalen Profils eines Hohlraums der Formen 11 und 12 mittels einer optischen Technik ausführt. Wie bekannt ist, schließt ein dreidimensionales Profilmessverfahren diverse Verfahren mit ein; es wird jedoch ein Phasenverschiebungsverfahren in der Ausführungsform angewendet, und die Spritzgussanlage 1 gemäß der Ausführungsform beinhaltet eine erste und eine zweite Kamera 15 und 16 und einen ersten und einen zweiten Projektor 17 und 18. Zunächst werden die erste Kamera 15 und der erste Projektor 17 auf einer oberen Seite und einer unteren Seite der fixierten Platte 7 entsprechend vorgesehen, und es wird ein gestreiftes optisches Muster, wie in Fig. 2 gezeigt, auf eine verschiebbare Oberfläche der bewegungsseitigen Form 12 aus dem ersten Projektor 17 projiziert. Anders ausgedrückt, das Muster wird auf den Hohlraum der bewegungsseitigen Form 12 projiziert. Das Muster wird von der ersten Kamera 15 ausgelesen, so dass eine dreidimensionale Form des Hohlraums gemessen wird. In ähnlicher Weise sind die zweite Kamera 16 und der zweite Projektor 18 auf einer oberen Seite und einer unteren Seite der beweglichen Platte 8 angeordnet, und es wird ein gestreiftes optisches Muster von dem zweiten Projektor 18 auf eine Trennfläche der fixierungsseitigen Form 11 projiziert. Das Muster wird von der zweiten Kamera 16 ausgelesen, so dass ein dreidimensionales Profil des Hohlraums der fixierungsseitigen Form 11 gemessen wird. Die dreidimensionalen Profile der Hohlräume der Formen 11 und 12 werden von einer Steuerung (nicht gezeigt) der Spritzgussanlage 1 berechnet.

[0021] Das Phasenverschiebungsverfahren, das in der Spritzgussanlage 1 gemäß der Ausführungsform ausgeführt wird, ist eine Art eines dreidimensionalen Profilmessverfahrens, bei welchem ein sogenanntes Punktlicht-Projektionsverfahren angewendet wird. Bei dem Punktlicht-Projektionsverfahren erreicht punktförmiges Licht aus einer Lichtquelle 22, wie in Fig. 3 gezeigt ist, einen Punkt P als einen einzelnen Punkt auf einem Messzielobjekt 21 und wird von einer Kamera 23 gemessen. Eine Bildebene 25 liegt im Inneren der Kamera 23 und Licht aus dem Punkt P des Messzielobjekts 21 wird in der Bildebene 25 erfasst; jedoch ist die Bildebene 25 in der Zeichnung der Fig. 3 vor der Kamera liegend dargestellt. Bezüglich der Geometrie gilt, dass ein Messabstand Z in dem folgenden Ausdruck aus einem Winkel 9 des auf den Punkt P aus der Lichtquelle 22 projizierten Lichts, einem Abstand L zwischen der Lichtquelle 22 und der Kamera 23, einer Brennweite f und einer Länge y von einem Bildmittelpunkt zu einer Erfassungsposition des Lichts in der Bildebene 25 erhalten wird. Der Messabstand Z ist eine Länge einer senkrechten Linie, die von einer Linie, die die Lichtquelle 22 und die Kamera 23 verbindet, senkrecht zu dem Punkt P gezogen wird.

_ FL EIN ... Ausdruck (1)

[0022] In ähnlicher Weise kann ein horizontaler Abstand zwischen der Lichtquelle 22 und dem Punkt P oder ein horizontaler Abstand zwischen der Kamera 23 und dem Punkt P berechnet werden. Das heißt, wenn die Lichtquelle 22 oder die Kamera 23 als der Ursprung eines Koordinatensystems festgelegt ist, kann eine Koordinate des Punkts P, d.h., eine dreidimensionale Po-

sition, ermittelt werden. Wenn das Punktlicht auf mehrere Punkte in der gleichen Weise projiziert wird und von der Kamera 23 erfasst wird, kann ein dreidimensionales Profil des Messzielobjekts 21 gemessen werden. Bei dem Phasenverschiebungsverfahren wird ein Projektor anstelle der Lichtquelle 22 verwendet, der das Punktlicht projiziert. Es wird ein gestreiftes optisches Muster, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, von dem Projektor auf das gesamte Messzielobjekt 21 projiziert. Das gestreifte optische Muster wird zu einem Muster mit einer Leuchtstärke, die sich sinusförmig ändert. Da das Muster auf das gesamte Messzielobjekt projiziert wird, kann das dreidimensionale Profil des Messzielobjekts 21 mit hoher Effizienz gemessen werden. Bei dem Phasenverschiebungsverfahren werden vier Arten gestreifter optischer Muster, die durch Andern einer Phase eines Sinuswellensignals um 90 Grad erhalten werden, erzeugt und auf das Messzielobjekt 21 der Reihe nach projiziert, um dann von der Kamera 23 erfasst zu werden. Wenn auf diese Weise eine dreidimensionale Position bezüglich eines beliebigen Punkts auf dem Messzielobjekt 21 berechnet wird, werden die vier Arten von gestreiften optischen Mustern mit unterschiedlichen Phasen zueinander auf den entsprechen Punkt projiziert, so dass die dreidimensionale Position aus den Beträgen der erfassten Leuchtstärke, d.h. vier Beträge an erfasster Leuchtstärke, berechnet wird. Selbst wenn natürliches Licht oder ein anderes Licht das Messzielobjekt 21 erreicht, wird dessen Einfluss verhindert, und auf diese Weise kann die dreidimensionale Position mit hoher Genauigkeit berechnet werden. Anders ausgedrückt, bei dem Phasenverschiebungsverfahren kann das dreidimensionale Profil des Messzielobjekts 21 mit hoher Effizienz und hoher Genauigkeit gemessen werden.

[0023] Die Spritzgussanlage 1 gemäß der Ausführungsform kann eine zweckmäßige Bedingung als die Anfangsbedingung für Formungsprozessbedingungen selbst in dem Falle festlegen, in welchem ein Profil oder eine Abmessung des Formprodukts in den Formen 11 und 12, die an der Formenklemmeinrichtung 3 befestigt sind, nicht bekannt ist. Die Anfangsbedingung beinhaltet einen berechneten Wert, der zum Ausführen des Spritzgussvorgangs für das Formprodukt erforderlich ist, eine Gesamtzeit zur Aufrechterhalten des Drucks, die eine Zeitdauer ist, die erforderlich ist, um den Druck aufrechtzuerhalten, eine Einspritzzeit, die eine Zeitdauer ist, die für das Einspritzen erforderlich ist, eine Abkühlzeit, die eine Zeitdauer ist, die zum Abkühlen erforderlich ist, eine Formenklemmkraft, oder dergleichen. Die Anfangsbedingung ist eine sichere Bedingung, so dass keine Schädigung an der Form hervorgerufen wird, selbst wenn der Spritzgussvorgang ausgeführt wird, und ist eine Einstellbedingung, die zum Beginnen des Einstellens der Formungsprozessbedingungen erforderlich ist.

[0024] Um die geeigneten Anfangsbedingungen festzulegen, führt die Steuerung der Spritzgussanlage 1 die folgende Verarbeitung aus. Zunächst werden die vier Arten von gestreiften optischen Mustern mit zueinander unterschiedlichen Phasen auf die Formen 12 und 11 von dem ersten und dem zweiten Projektor 17 und 18 projiziert, und sie werden von der ersten und der zweiten Kamera 15 und 16 ausgelesen. Die Steuerung berechnet die dreidimensionalen Profile der Hohlräume der Formen 11 und 12 mittels des Phasenverschiebungsverfahrens. Anders ausgedrückt, die dreidimensionalen Profile der Hohlräume werden gemessen. Ein Durchmesser einer Zugangsöffnung in den dreidimensionalen Profilen der Hohlräume wird ebenfalls gemessen. Wenn die dreidimensionalen Profile der Hohlräume der Formen 11 und 12 ermittelt sind, kann ein Profil eines Formprojekts, das mittels den Formen 11 und 12 herzustellen ist, abgeschätzt werden. Die folgende Formproduktinformation wird aus dem abgeschätzten Profil des Formprodukts berechnet. Eine "Gesamteinspritzmenge”" ist ein Volumen des Harzes, das für den Spritzgussvorgang erforderlich ist und die Menge wird erhalten, indem ein Volumen des Formprodukts berechnet wird. Wenn eine Art eines Harzes eines Spritzgussmaterials genauer bekannt ist, dann kann das spezifische Gewicht des Harzes so multipliziert werden, dass ein Gesamteinspritzgewicht berechnet werden kann. Eine "mittlere Dicke" wird ermittelt durch Berechnung einer mittleren Dicke des Formprodukts. Eine "Gesamtprojektionsfläche" ist eine Druckaufnahmefläche, auf die der Einspritzdruck während des Einspritzens einwirkt, d.h., es wird eine Projektionsfläche des Formprodukts berechnet.

[0025] Die Steuerung berechnet die folgende Anfangsbedingung aus der durch Berechnung ermittelten Formproduktinformation. Ein "berechneter Wert" bedeutet eine Position einer Schnecke

nach vollständiger Beendigung der Berechnung. Der berechnete Wert wird durch den folgenden Ausdruck berechnet.

[0026] Berechneter Wert = (Gesamteinspritzmenge x Sicherheitsverhältnis)/(Schneckendurchmesser? x 1/4) + Offset.

[0027] Dabei ist das Sicherheitsverhältnis ein Koeffizient zum Schützen der Form, und ist beispielsweise auf 0,85 festgelegt.

[0028] Beispielsweise ist der Offset auf 10 mm festgelegt. Die "Formenklemmkraft" wird in dem folgenden Ausdruck berechnet.

[0029] Formenklemmkraft = Gesamtprojektionsfläche x Druck in der Form x Sicherheitsfaktor

[0030] Dabei ist der Druck in der Form ein Harzdruck in der Form, und es kann der Einspritzdruck verwendet werden. Der Einspritzdruck wird im Voraus in die Steuerung eingegeben.

[0031] Der Sicherheitsfaktor beträgt 1,8, wenn die mittlere Dicke des Formprodukts 1 mm oder kleiner ist, er beträgt 1,5, wenn die mittlere Dicke 1 bis 2 mm beträgt, er beträgt 1,35, wenn die mittlere Dicke 2 bis 3 mm ist, und er beträgt 1,05, wenn die mittlere Dicke 3 mm oder größer ist. Die "Einspritzzeit" ist eine Zeit, die für einen Einspritzschritt erforderlich ist, und sie wird durch den folgenden Ausdruck berechnet.

[0032] Einspritzzeit = Gesamteinspritzmenge/(Einspritzrate x Einspritzgeschwindigkeitssollwert)

[0033] Dabei ist die "Einspritzrate" die maximale Einspritzmenge, die pro Einheitszeit in der Spritzgussanlage 1 eingespritzt werden kann, und sie wird durch ein Modell der Spritzgussanlage 1 ermittelt.

[0034] Der Einspritzgeschwindigkeitssollwert ist ein Verhältnis einer tatsächlichen Einspritzgeschwindigkeit zu der maximalen Einspritzgeschwindigkeit und wird im Voraus in die Steuerung eingegeben. Die "Gesamtzeit zum Aufrechterhalten des Druckes" ist eine Zeit, die erforderlich ist, um den Druckaufrechterhaltungsschritt auszuführen, und sie wird durch den folgenden Ausdruck berechnet.

t= z x In = ()] + OFST ... Ausdruck (2) wobei gilt:

t: Gesamtzeit zum Aufrechterhalten des Druckes, S: mittlere Dicke,

a: Wärmediffusionskoeffizient,

Tm: Harztemperatur im geschmolzenen Zustand, Te: Verfestigungstemperatur des Harzes,

Tw: Temperatur der Form, und

OFSET: Offset, beispielsweise 5,0 s.

[0035] Ein Wärmediffusionskoeffizient, eine Harztemperatur in einem geschmolzenen Zustand, eine Verfestigungstemperatur des Harzes und eine Temperatur der Form müssen im Voraus in die Steuerung eingegeben werden. Die "Abkühlzeit" ist eine Zeit zum Ausführen eines Abkühlvorgangs, bis das Formprodukt verfestigt ist, und wird durch die zuvor beschriebenen beiden Ausdrücke berechnet. Dabei beträgt OFST, d.h. der Offset, 15,0 s.

[0036] Die Spritzgussanlage 1 gemäß der Ausführungsform bewirkt, dass die in der zuvor beschriebenen Weise berechneten Anfangsbedingungen auf einem Bildschirm angezeigt werden, der zu der Steuerung gehört. Ansonsten werden die Anfangsbedingungen von der Steuerung festgelegt. Der Bediener kann mit der Einstellung der Formungsprozessbedingungen beginnen.

[0037] Es ist auch möglich, die Spritzgussanlage 1 gemäß der Ausführungsform zu modifizieren. Beispielsweise wird das Phasenverschiebungsverfahren der Ausführungsform als das dreidimensionale Profilmessverfahren zur Messung des dreidimensionalen Profils der Hohlräume der Formen 11 und 12 angewendet; jedoch kann auch ein anderes Verfahren eingesetzt werden. Das Stereo-Verfahren kann als ein bevorzugtes Verfahren eingesetzt werden. Das Stereo-Verfahren ist ein Verfahren zur Abbildung des gleichen Messzielobjekts durch zwei Kameras, die voneinander beabstandet sind, und es wird das dreidimensionale Profil abgeschätzt, wobei dies ein bekanntes Verfahren ist. Im Falle des Verwendens des Stereo-Verfahrens beinhaltet die Spritzgussanlage 1 den ersten und den zweiten Projektor 17 und 18 nicht, sondern sie benötigt zusätzlich eine dritte und eine vierte Kamera. Beispielsweise ist die dritte Kamera so angeordnet, dass sie von der ersten Kamera 15 beabstandet ist und sie dient dazu, die Trennfläche der bewegungsseitigen Form 12 abzubilden, und die vierte Kamera ist beabstandet zu der zweiten Kamera 16 angeordnet und dient dazu, die Trennfläche der fixierungsseitigen Form 11 abzubilden. Auf diese Weise werden die dreidimensionalen Profile der Hohlräume der Formen 11 und 12 gemessen.

[0038] Es ist auch möglich, die Anfangsbedingungen für die Formungsprozessbedingungen zu modifizieren. Beispielsweise gibt es ein Verfahren, in welchem die Anzahl an Stufen beim Einspritzen oder eine Einspritzgeschwindigkeit, was empfohlen ist, berechnet wird, wenn der Spritzgussvorgang ausgeführt wird, wenn eine Größe oder die mittlere Dicke des Formprodukts bekannt ist. Da es möglich ist, die Größe oder die mittlere Dicke des Formprodukts in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung abzuschätzen, ist es auch möglich, das bekannte Berechnungsverfahren einzusetzen, so dass die Einspritzgeschwindigkeit oder die Anzahl der Stufen beim Einspritzen berechnet wird.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Festlegung einer Anfangsbedingung für eine Formungsprozessbedingung einer Spritzgussanlage (1), wobei das Verfahren umfasst:

Messen eines dreidimensionalen Profils eines Hohlraums einer Form (11, 12) durch ein dreidimensionales Profilmessverfahren mittels einer Kamera (15, 16), die in einer Formenklemmeinrichtung (3) vorgesehen ist;

Abschätzen eines Profils und einer Abmessung eines Formprodukts, das durch die Form (11, 12) herzustellen ist, aus dem dreidimensionalen Profil des Hohlraums;

Berechnen einer Gesamteinspritzmenge und einer Gesamtprojektionsfläche auf der Grundlage des abgeschätzten Profils und der abgeschätzten Abmessung des Formprodukts, wobei die Gesamteinspritzmenge ein Volumen eines Harzes ist, das für einen Spritzgussvorgang zur Formung des Formprodukts erforderlich ist, und die Gesamtprojektionsfläche eine Druckaufnahmefläche ist, auf die der Einspritzdruck während des Einspritzens einwirkt; und

Festlegen eines berechneten Wertes und einer Formenklemmkraft auf der Grundlage der Gesamteinspritzmenge und der Gesamtprojektionsfläche, wobei der berechnete Wert eine Position einer Schnecke nach vollständiger Beendigung der Berechnung angibt.

2. Verfahren zur Festlegung einer Anfangsbedingung für eine Formungsprozessbedingung einer Spritzgussanlage (1) nach Anspruch 1, wobei das dreidimensionale Profilmessverfahren auf einem Phasenverschiebungsverfahren beruht und umfasst:

Projizieren eines vorbestimmten optischen Musters auf die Form (11, 12) mittels eines Projektors (17, 18), der in der Formenklemmeinrichtung (3) vorgesehen ist; und

Auslesen des projizierten optischen Musters durch die Kamera (15, 16), um das dreidimensionale Profil des Hohlraums zu messen.

3. Verfahren zur Festlegung einer Anfangsbedingung für eine Formungsprozessbedingung einer Spritzgussanlage (1) nach Anspruch 1,

wobei mehrere der Kameras (15, 16) vorgesehen werden, und

wobei das dreidimensionale Profilmessverfahren auf einem Stereo-Verfahren beruht und umfasst: Messen des dreidimensionalen Profils des Hohlraums durch die mehreren Kameras (15, 16).

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen