CN112566768B - 热浇道装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于注塑机的热浇道装置(14)，其中所述热浇道装置具有至少一个热浇道系统(11)并且还具有至少一个传感器、致动器和/或引发器，它们可以通过一个或多个信号和/或数据链路、特别是信号和/或数据线路而连接到开环和闭环控制装置，其中过程数据和/或信号可以通过一个或多个信号和/或数据链路传输，其独特之处在于所述热浇道装置还具有数据捕获和保存装置(1，2)，所述数据捕获和保存装置被设计成至少用于记录和存储在所述注塑机的所述操作过程中在所述热浇道系统(11)处记录的部分或全部所述过程数据和/或信号，并且是所述热浇道装置(14)的功能性集成组成部分。

Description

热浇道装置
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的热浇道装置。
背景技术
热浇道装置形成注塑机的一部分，所述注塑机具有作为组成部分的至少一个增塑单元、以及可打开且可重新闭合的模具，其中所述增塑单元例如可以被设计为挤出机。
模具还具有第一模具半部和第二模具半部。加热的热浇道系统被安装在模具的一个半部中。热浇道系统的任务是将高于玻璃化转变温度或晶体熔融温度的加压熔体引导通过歧管和喷嘴系统进入模具的一个或多个空腔中。热浇道系统可以具有作为组成部分的喷嘴、歧管和浇道套，必要时还可以具有其他组成部分。
从本公开的意义上说，热浇道装置具有用于热熔体通过的这种热浇道系统，并且还具有电气和/或电子部件，所述电气和/或电子部件可以经由热浇道装置的控制和调节装置连接到注塑机的上级中央控制和调节装置，或者也在控制和/或调节整个注塑模制过程的操作中连接。热浇道装置的电气和/或电子部件包括一个或多个传感器。此外，这些组成部分通常包括至少一个温度控制回路，所述温度控制回路由至少一个加热器和至少一个温度检测器或传感器组成。
在热浇道装置的热浇道系统中，喷嘴、歧管和浇道套借助于加热器进行回火，其中形成加热区。每个单独的加热区均可单独控制。为此，使用合适的温度测量方法(例如，热元件和/或热电偶)测量每个加热区的温度，然后将其用作热浇道装置的控制和/或调节装置的输入或控制变量。
通常，在包含热浇道系统及其相关联组成部分、即热浇道技术(在此也称为热浇道装置))的模具半部内，将加热器和热电偶的连接电缆一起放在接线盒中，以形成至少一个插头。通过使用其他插头和电缆，将热浇道装置连接到热浇道装置的控制装置。
关于技术背景，应当提及DE112008001188和DE 102013012914。DE112008001188公开了一种具有控制和调节装置的注塑机，所述控制和调节装置包括存储器装置，所述存储器装置连接到热浇道歧管并且存储用于将过程数据和信号传输到注塑机的控制和/或调节装置的信息。
DE 102013012914描述了第一控制装置，所述第一控制装置从热浇道系统接收信号并将其转发给更高级别的第二控制装置。
发明内容
本发明的目的是进一步优化现有技术，以便实现对机器操作的改进的监控。
本发明借助于权利要求1的装置、权利要求14的注塑机和权利要求15的方法来解决所述目的。在从属权利要求中可以找到有利的实施例。
根据权利要求1，形成以下主题：一种用于注塑机的热浇道装置，其中所述热浇道装置具有至少一个热浇道系统和至少一个传感器、致动器和/或引发器，它们可以经由一个或多个信号和/或数据路径、特别是信号和/或数据线路而连接到控制和调节装置，其中可以经由一个或多个信号和/或数据路径来传输过程数据和/或过程信号，其中所述热浇道装置还具有数据采集和保护装置，所述数据采集和保护装置连接到至少一个信号和/或数据路径，被设计成至少用于获取和存储在注塑机的操作过程中在热浇道系统上获取的部分或全部过程数据和/或信号，并且是热浇道装置的功能性集成组成部分。
具体地，这使得可以将关于热浇道装置的操作状态的过程数据直接存储在热浇道装置上，而与热浇道装置的控制和/或调节装置的功能和操作无关。还可以想到的是，在更长的时间段内或者甚至在热浇道装置的整个使用寿命内存储所述过程数据，其中还可以想到的是不时地将过程数据重新定位到另一个位置，并且进一步将其例如存储在数据云中。这也使得可以在整个热浇道寿命周期内为热浇道装置定义存储的过程数据的永久性和固定功能分配。
然而，根据现有技术，关于热浇道装置的操作状态的过程数据被存储在直接分配给热浇道装置的装置上。此外，在整个热浇道寿命周期内，通常没有将控制和/或调节装置永久地且固定地分配给热浇道装置。缺少单独的单元，所述单元经由热浇道系统直接且专有地存储和评估过程数据。本发明以简单的方式消除了所述缺点。
所述设计可以优选地使得控制和调节装置是热浇道装置的控制和调节装置，并且所述控制和调节装置可以与注塑机的另一个中央、较高水平的控制和调节装置连接或与之一起操作，利用所述装置，数据和/或信号可以优选地双向交换。
一种变型可以以简单的方式提供，一个或多个数据路径被设计为电线或光学线路或是无线的，并且数据采集和保护装置被链接或连接到那些电线和/或光学线路或路径，以便使得数据采集和保护装置能够拾取必要的信号和信息，然后将其存储为过程数据。
关于确切的设计或电路实现方式，有各种替代方案。具体地，可以有利地规定，数据采集和保护装置具有与至少一个传感器、致动器和/或引发器连接的至少一个测量值获取装置，以及与测量值获取装置连接的至少一个存储和分析装置。以这种方式，可以很好地在功能上分离和实现测量值获取和参数获取以及存储这两项任务。
根据适当的实施例，可以规定，热浇道系统具有至少一个喷嘴、至少一个歧管和至少一个浇道套作为机械结构组成部分。
根据适当的实施例，可以规定，热浇道装置的数据采集和数据备份装置被设计为独立于控制和调节装置(尤其是热浇道装置)并且还优选地独立于注塑机的更高级的控制和调节装置而直接从热浇道系统中记录或采集、存储和/或分析过程数据。
如果存储和分析装置具有其自己的计算机单元，这是有利的，所述计算机单元具有微处理器单元和数据存储器。
存储和分析装置还可以分为两个功能装置，即存储装置和分析装置。这也属于存储器和分析装置的概念。
例如，可以想到的是，仅将捕获的数据直接或并行地直接存储在数据云中，并且如果有必要，在此处或在新下载后对其进行分析。在这种情况下，数据云可以承担数据备份装置的功能或存储和分析装置的存储装置的角色。那么仅需要一个接口就可以进出云进行双向传输。还可以规定，热浇道装置14具有代码/标签/IP地址，使得可以将云中的数据唯一地分配给它。在数据存储在数据云中的情况下，分析装置可以直接设置在热浇道系统上或可选地设置在其他地方。还可以存在直接附接到测量值获取装置的计算机单元，所述计算机单元被设计为允许存储和/或分析数据云中的数据。
如果数据以使得以后即使在断电之后也可以再次读出过程数据的方式存储在非易失性存储器中，这也是有利的。
权利要求15进一步规定，用测量值获取单元以时间间隔收集的过程数据应容易地存储在存储器和分析装置中。可选地，可以有利地规定，在存储器和分析装置中进行过程数据的分析。
存储和分析装置可以存储过程数据，诸如关于针头位置、速度和行程的温度数据和/或压力数据和/或循环数据和/或过程数据。
附图说明
在下文中，通过使用实施例示例参照附图来更详细地解释本发明。本发明不限于上述实施例示例，但是还可以在现有保护范围内逐字或等同地以另一种方式实现，其中：
图1示出了配备有根据本发明的热浇道装置的注塑机的示意图；
图2中a)示出了测量值获取单元的示意图，b)示出了存储和分析单元；以及
图3示出了热浇道装置的示意性框图。
具体实施方式
图1示出了注塑机100的示意图，所述注塑机具有作为组成部分的用于增塑熔体的增塑单元200、和可打开且可关闭的模具300，所述增塑单元例如可以被设计为挤出机。
模具300具有两个模具半部310和320。模具半部310在此也被同义地称为热浇道系统11(参见图3)或包括其中之一。
根据定义，热浇道系统11是热浇道装置14的一部分。热浇道装置包括热浇道系统11以及电气和/或电子部件(也参见图2中a)、b)和图3)。
如在开始参考现有技术所解释的，热浇道系统11具有的目的是通过歧管和喷嘴系统(在此，图1)将处于高于玻璃化转变温度或晶体熔融温度的温度下的加压熔体引导到模具的一个或多个空腔中。模具可以具有作为组成部分的至少一个喷嘴311、至少一个歧管(集成在框架板312中)和至少一个浇道套(集成在框架板312中)，以及可能的其他机械元件或部件。
具有热浇道系统11的热浇道装置14还具有电气和/或电子部件，该电气和/或电子部件在此连接到热浇道装置14的更高级别的控制和调节装置13，该控制和调节装置可以控制和/或调节所有热浇道参数(例如温度)和/或整个注塑模制过程。控制和调节装置在此象征性地由控制柜111表示。此外，存在另一个开关柜112，其可以包含机器的其他组成部分，诸如供电单元等。除了其他方面，控制柜112还包含用于注塑机的另一中央控制和调节装置，其中注塑机的中央控制和调节装置可以与用于热浇道控制的热浇道装置14的控制和调节装置13交换数据。
在热浇道装置14的热浇道系统11中，借助于加热器对作为组成部分的喷嘴311、歧管(集成在框架板312中)和浇道套(集成在框架板312中)进行回火，其中形成加热区。每个单独的加热区均单独地调节。为此，使用合适的温度测量方法(例如，热元件和/或热电偶313)测量每个加热区的温度，然后将其用作热浇道装置14的控制和/或调节装置13的输入或控制变量。
用于喷嘴311的针头驱动器314也可以集成在热浇道装置14的热浇道系统11中。每个单独的针头驱动器314被单独地控制，其中针头驱动器将电量传输到热浇道装置14的控制和/或调节装置13。
通常，在包含热浇道系统及其相关联组成部分的模具半部内——即优选地是完整的热浇道技术(所谓的热侧，在此也称为热浇道装置)——加热器和热电偶的连接电缆在接线盒中被连接到至少一个连接器12(也参见图2)。
借助于所述插头12以及任何其他对应的插头和电缆，热浇道装置14连接到热浇道装置14的更高级的控制和调节装置13。
此外，根据本发明的热浇道装置14具有与其至少在功能上直接相关联的至少一个数据采集和数据备份装置。这是除了热浇道装置14的更高级的控制和调节装置13之外提供的，并且在功能上独立于制和调节装置。因此无法将数据采集和数据备份装置连接到控制和调节装置。数据采集和数据备份装置也可以直接分配给热浇道装置14。
所述数据采集和数据备份装置在此具有测量值采集装置1以及存储器和分析装置2(参见图1和图2)。
这两个装置被设计成两个结构上分开的盒子，这是有利的，但不是强制性的。测量值采集装置1以及存储器和分析装置2也可以被设计为集成盒。
热浇道装置14还具有各种线路或电缆15a、15b、15c、15d；16a、16b、16c、16d和至少一个插头作为外部接口12(参见图1、图2中a)、b)和图3)。
具体地，热浇道装置14的更高级的控制装置13可以连接到接口12，并且在操作期间也可以连接。
在图3中，示出线路15a、15b、15c、15d……。这些线路15a、15b、15c、15d……象征一个或多个信号和/或数据路径，特别是热浇道系统11的传感器、致动器和/或引发器与接口12之间的电连接或光学连接或无线连接。
这意味着热浇道系统11的传感器、致动器和/或引发器经由接口12直接连接到热浇道装置的更高级的控制装置13。此外，规定测量值采集装置1也与热浇道系统的传感器、执行器和/或引发器连接，特别是用于监控注塑模制过程的至少一个过程参数。例如，测量值获取装置1可以经由线路15a、15b、15c、15d上的分支线路16a、16b、16c、16d或电缆或通过其他方式(例如无线)连接至传感器、致动器和/或引发器。
热浇道装置的数据采集和数据备份装置被设计为直接从热浇道系统11记录、获取、存储和/或分析过程数据，而与热浇道装置14的更高级的控制装置13无关。为此，数据采集和备份装置至少包括部件测量值获取装置1以及存储器和分析装置2。具体地，后一种装置可以独立地包括计算机单元，所述计算机单元可以包括微处理器单元和数据存储器。
利用测量值获取装置1，在操作期间记录信号和过程数据，特别是热浇道系统11的运行过程信号和数据和/或来自热浇道系统11的测量值，因此可以容易地在热侧内从例如无论如何都要提供的线路或电缆15a至15d(例如热电偶电缆和/或加热器的电力电缆)分接。例如，无需在热电偶处进行额外的安装即可在数据采集和备份装置中收集数据。信号在现有的连接电缆处拾取，并且足以进行采集和监视。
然后将这些过程数据和测量值传输到存储器和分析装置2，将它们存储在其中并且可以在其中可选地进一步进行处理。为此目的，存储器和分析装置2可以配备有计算机程序，所述计算机程序执行数据存储，并且如果需要，还分析过程数据，例如以便检测并在必要时显示热浇道装置14的操作中的故障。因此，对应的过程数据被存储在元件或介质中，即存储器和分析装置2中，这在功能上直接可归因于热浇道装置14。
优选地，这种存储在非易失性存储器中以使得以后即使在停电之后也可以再次读出过程数据的方式进行。
以这种方式，可以将过程数据直接存储在热浇道装置14上，所述过程数据反映过程流，使得例如在故障之后可以再次检索它们，而与中央控制和调节单元112、113上的任何其他存储无关。此外，即使热浇道装置14用于不同的注塑机上和/或由不同的控制和调节装置控制和/或调节，也可以记录整个生命周期的过程流程。数据采集和备份装置到热浇道装置14的本地分配使得能够独立于注塑机和控制技术来获取所有过程数据。
在一种变型中，测量值获取装置1可以配备有至少一个模拟输入5，特别是热电偶测量输入，并且配备有至少一个模拟/数字转换器和至少一个测量放大器。以这种方式，至少一个测量值可以用适当的传感器记录，并且转换为至少一个数字值。将测量值(例如电压信号或电流强度信号)直接在已根据现有技术例如针对位于喷嘴、歧管和浇道套中的热电偶提供的线路上在热浇道系统11处分接，并且被馈送到测量值记录装置1。
所述测量值获取装置1还可以具有用于数据传输的输入接口3和输出接口4两者。也可以串联连接多个测量值获取装置1以便能够获取大量的过程数据。
测量值获取装置1可以经由电缆17连接到存储器和分析装置2。在所述装置中，进入的过程数据被特别是以规则的间隔(例如，每10秒)永久存储在预期的内部存储器中。
优选地，可以经由各种接口8、9(例如，USB、WLAN、以太网、蓝牙)访问所存储的过程数据。这些可以以不同的方式智能地可视化和评估。
具体地，存储器和分析装置2还可以被设计为在偏离预定值的情况下发出警报。这可以包括将各种形式的警告(例如，通过邮件或系统信息)传输给不同的收件人。
机器过程数据或分析可以显示在注塑机的显示单元113上。这些机器过程数据被从注塑机控制器112传输到显示单元113。在发生故障的情况下，存储器和分析装置2可以用于将热浇道系统的过程数据与注塑机控制器的机器过程数据进行比较，所述注塑机控制器也处理控制和调节装置13的数据。以这种方式，可以确定来自热浇道的过程数据是否偏离机器过程数据。通过所述比较可以确定故障是在热浇道装置14中或者故障是在控制和调节装置13中还是在注塑机控制器112中。
存储器和分析装置2可以具有其他接口，例如以下接口中的一个或多个似乎很有用：
-一个电源连接6，
-用于与测量值获取装置1耦接的接口7，
-以太网连接8，
-一个USB端口9，
-数字输入10以经由可选线路(此处未示出)从注塑机接收信号。
-WLAN和/或蓝牙用于无线连接
数据采集和数据备份装置，特别是其存储器和分析装置2，是热浇道装置14的直接功能性组成部分，并且独立于其他连接的装置，诸如热浇道装置14的控制和调节装置13。这提供了能够得出关于整个热浇道系统11中的过程的公正结论的优点。用于注塑机的这种控制和调节装置另外设置在所述机器上。
还可以想到的是，从注塑机的中央控制和/或调节装置112获取并存储控制信号到热浇道系统11，或者在连接器12与控制和/或调节装置13之间的电缆上分接所述过程数据。
还可以有利地实现以下选项中的一个或多个：
借助于合适的传感器测量压力(喷嘴、歧管、浇道套、驱动压力油/空气)，
测量周期数，和/或
测量针头的位置、速度和行程，
测量安装在热浇道装置中的测力传感器的力，
将测量值获取装置1定位在接线盒内或接线盒外；
将存储器和分析装置2直接定位在热侧上或直接定位在接线盒上；
向存储器和分析装置2提供用于从注塑机接收过程数据的输入；
经由一个或多个接口(例如，以太网、USB、WLAN、蓝牙)向存储器和分析装置2输出信号；
参考标号
1 测量值获取装置
2 存储器和分析装置
3 输入
4 输出
5 模拟数据输入
6 电源
7 接口-测量值获取装置
8 以太网端口
9 USB端口
10 数字I/O
11 热浇道系统
12 插头
13 控制和调节装置
14 热浇道装置
15a、15b、15c、15d 线路
16a、16b、16c、16d 线路
17 电缆
100 注塑机
111 开关柜
112 开关柜
113 显示单元
200 增塑单元
300 模具
310 热模具半部
311 喷嘴
312 框架板
313 热电偶
314 针头驱动器
320 冷模具半部。

Claims (16)

1.一种用于注塑机的热浇道装置(14)，其中所述热浇道装置具有至少一个热浇道系统(11)，以及至少一个传感器、致动器和/或引发器，该至少一个传感器、致动器和/或引发器能够经由一个或多个信号和/或数据路径而连接到更高级别的控制和调节装置，其中过程数据和/或过程信号能够经由所述一个或多个信号和/或数据线路来传输，所述热浇道装置的特征在于：所述热浇道装置还包括数据采集和备份装置(1，2)，所述数据采集和备份装置被设计成至少用于获取和存储在所述注塑机的操作过程中在所述热浇道系统(11)上获取的部分或全部所述过程数据和/或过程信号，并且所述数据采集和备份装置是所述热浇道装置(14)的功能性集成组成部分，所述数据采集和备份装置(1，2)具有与所述至少一个传感器、致动器和/或引发器连接的至少一个测量值获取装置(1)、以及与所述测量值获取装置(1)连接的至少一个存储和分析装置(2)，其中所述存储和分析装置(2)本身具有计算机单元，所述计算机单元具有微处理器单元和数据存储器，其中所述热浇道装置的所述数据采集和数据备份装置(1，2)被设计为独立于所述热浇道装置(14)的所述控制和调节装置(13)地获取或记录、存储和/或分析直接来自于所述热浇道系统(11)的过程数据和/或过程信号，并且其中从所述注塑机的中央控制和调节装置(112)获取控制信号并将所述控制信号存储到所述热浇道系统(11)，或者在连接器(12)与所述控制和调节装置(13)之间的电缆上分接所述过程数据。
2.根据权利要求1所述的热浇道装置，其特征在于，所述控制和调节装置是所述热浇道装置(14)的所述控制和调节装置，并且其中所述控制和调节装置能够连接至所述注塑机的另外的更高级别的中央控制和调节装置。
3.根据权利要求1或2所述的热浇道装置，其特征在于，一个或多个数据线路被构造为电线或光学线路或是无线的，并且其中所述数据采集和备份装置被附接到或连接到这些电线和/或光学线路或路径。
4.根据权利要求1或2所述的热浇道装置，其特征在于，所述热浇道系统(11)具有作为组成部分的至少一个喷嘴(311)、至少一个歧管和至少一个浇道套。
5.根据权利要求1或2所述的热浇道装置，其特征在于，在所述过程数据和/或过程信号在所述热浇道装置(14)的所述控制和调节装置(13)中被处理之前，所述数据采集和数据备份装置(1，2)从所述信号路径和/或数据路径分接所述过程数据和/或过程信号。
6.根据权利要求1或2所述的热浇道装置，其特征在于，在非易失性存储器中的存储以使得以后即使在断电之后也能够再次读出所述过程数据的方式进行。
7.根据权利要求1或2所述的热浇道装置，其特征在于，所述测量值获取装置(1)具有用于数据传输的输入接口(3)和输出接口(4)。
8.根据权利要求1或2所述的热浇道装置，其特征在于，所述存储和分析装置(2)具有一个或多个接口，以用于外部访问所存储的过程数据。
9.根据权利要求1或2所述的热浇道装置，其特征在于，所述存储和分析装置(2)被设计成在偏离预定值的情况下触发输出。
10.根据权利要求1或2所述的热浇道装置，其特征在于，所述存储和分析装置(2)具有一个或多个另外的接口，用于耦接到所述测量值获取装置(1)的电压供应连接(6)和/或接口(7)属于该一个或多个另外的接口。
11.一种注塑机，具有控制和/或调节装置(13)和至少一个根据前述权利要求中的一项所述的热浇道装置。
12.一种用于获取根据权利要求1-10中的一项所述的热浇道装置的过程数据的方法，其特征在于，利用所述测量值获取装置(1)以时间间隔获取的过程数据和/或过程信号被存储在所述存储和分析装置(2)中。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，在所述存储和分析装置中进行所述过程数据的分析。
14.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，将所述数据以使得以后即使在断电之后也可以再次读出所述过程数据的方式存储在非易失性数据存储器中。
15.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，在所述存储和分析装置(2)中将传入的过程数据以预定的规律的时间间隔存储在所述数据存储器中。
16.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，将与针头位置、速度和行程有关的温度数据和/或压力数据和/或周期数据和/或过程数据、和/或力数据存储在所述存储和分析装置(2)中。
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