CN112643983A - 用于成型机的测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于成型机的测量装置，其包括：测量膜，其能够通过力作用而变形；测量仪，其用于对测量膜的变形进行测量技术的检测同时输出测量信号；和分析评估装置，其与测量仪连接；分析评估装置构造用于在第一校准(k1)的框架中将来自于测量膜的由来自第一力值范围的力引起的变形的测量信号(7)转换为第一输出信号(8)，第一输出信号(8)处于先前定义的值范围内，分析评估装置(3)构造用于在至少一个第二校准(k2、...、kn)的框架中将来自于测量膜(1)的由来自不同于第一力值范围的第二力值范围的力引起的变形的测量信号(7)转换为第二输出信号(8)，其中，第二输出信号(8)处于先前定义的值范围内。

Description

用于成型机的测量装置
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的特征的用于成型机的测量装置，以及一种具有根据权利要求1的前序部分的特征的测量装置的成型机，以及一种用于提供根据权利要求1的前序部分的特征的测量装置的校准的方法，以及一种用于执行这种方法的各个步骤的计算机程序产品。
背景技术
众所周知，成型机配备有测量装置，该测量装置包括测量膜、用于检测测量膜的变形的测量仪以及与该测量仪连接的经校准的分析评估装置。
在此，针对特定的力值范围开发、设计和校准测量装置。如果该力范围由于不同的负载和/或机器设计而变化，则必须针对每个力值范围或每个机器设计开发、设计和校准自己的测量装置。
这可能导致，必须为成型机设计不同的测量系列，以便能够以不同的注射力运行注射机组。
不利的是，在此必须为每个成型机设计一个自己的测量装置。这导致制造商必须准备好大量不同的测量膜、测量仪和分析评估装置。
发明内容
因此，本发明的目的是避免上述的缺点并提供一种与现有技术相比统一的且因此成本更低廉的解决方案。
这通过具有权利要求1的特征的测量装置来实现。因此，根据本发明设置为，所述测量装置包括：
——测量膜，所述测量膜能够通过力作用而变形，
——测量仪，该测量仪用于对测量膜的变形进行测量技术的检测同时输出测量信号，以及
——分析评估装置，该分析评估装置与测量仪连接，
——所述分析评估装置构造用于在第一校准的框架中将来自于测量膜的由来自第一力值范围的力引起的变形的测量信号转换为第一输出信号，其中，该第一输出信号处于先前定义的值范围内，所述测量装置的分析评估装置构造用于在至少一个第二校准的框架中将来自于测量膜的由来自不同于第一力值范围的第二力值范围的力引起的变形的测量信号转换为第二输出信号，其中，第二输出信号处于所述先前定义的值范围内。
本发明的优选实施例在从属权利要求中提出。
输出值范围是任意的。在此可能有利的是，分析评估单元的校准构造用于将力值范围的下限映射到先前定义的输出值范围的下限，并且将力值范围的上限映射到先前定义的输出值范围的上限，并且先前定义的输出值范围完全由力值范围的输出值覆盖。在此已经证明特别有利的是，将输出值范围的下限设置为0。
可以规定，分析评估单元包括放大器，该放大器构造用于以不同的放大系数来放大信号。这尤其是用于可以将不同强度的测量信号映射到统一的输出值范围上。
根据一个优选的实施例，设置可以在至少两个校准之间切换的分析评估单元。
可以规定，分析评估装置构造用于在至少两个校准之间切换时，改变放大器的放大系数。在此，通过改变放大系数可以实现，能够将不同的力值范围映射到统一的输出值范围上。
特别优选的是，分析评估单元构造用于通过成型机的中央机器控制器的信号来控制在至少两个校准之间的切换。
通过在至少两个校准之间切换，可以在不同的机器类型和/或机器尺寸中使用根据本发明的测量装置。此外，也可以以注射机组的至少两个不同的力范围运行成型机。这能够实现使用具有不同特性的材料。
在一个实施例中，针对两个不同的力范围校准成型机。其中，0-250kN的第一力范围和0-150kN的第二力范围通过不同的校准都映射到同一值范围(0-10V)上。这具有的优点是，对于第二力范围，输出信号的分辨率更好。
在此，即使在调试后，也可以随时由机器控制器选择校准。这尤其可以在耗尽可用的输出值范围的情况下使机器更精确地适应先验已知的负载。
可以规定，分析评估单元具有两个以上的校准。这样的效果是，测量装置可用于多种不同的机器尺寸和/或机器类型，而无需改变测量装置。
可以规定，分析评估单元构造用于通过外部控制脉冲来选择期望的校准，其中，这些外部控制脉冲的时间范围不同。
根据一个实施例，测量装置的各个部件之间的数据传输可以模拟地或数字地进行(例如通过例如OPC-UA、EtherCAT或通用现场总线协议等等的协议)。
为了提高测量装置的灵活性，还可以规定，分析评估装置的存储单元设置在测量膜上。这能够实现模块化的构造方式，其中，与测量膜匹配的校准可以直接存储在存储单元上，而分析评估装置可以在外部调用不同的校准。由此，对于不同的型号、构造系列和/或机组尺寸可以始终构造相同的分析评估装置，然而可以从相应的膜上调用相应的校准。
此外，寻求保护一种具有根据本发明的测量装置的注射机组。
可以规定，测量装置设置在塑化螺杆和注射机组的驱动器之间。
此外，寻求保护一种具有根据本发明的注射机组的成型机。成型机应理解为注塑机、注模机，压机和诸如此类。
关于方法，该目的通过权利要求14的特征来实现，其中，提供了根据本发明的测量装置，并且根据要借助于该测量装置测量的力来选择第一校准或至少一个第二校准。
关于计算机程序产品，该目的通过权利要求15的特征来实现，即通过如下方式：设置如下指令，所述指令在通过计算机执行程序时促使计算机
——接收关于力范围的输入信号，
——将输出信号发送给根据权利要求1至10中任一项所述的测量装置，由此选择所述第一校准(k1)或所述至少一个第二校准(k2、...，kn)。该计算机程序产品可存储在计算机可读的存储介质上。
附图说明
本发明的其他优点和细节从附图以及相关的附图描述中得出。在此示出了：
图1示出了根据本发明的测量装置的实施例。
图2示出了注塑机中根据本发明的测量装置的实施例。
图3示出了在注塑机中使用根据本发明的测量装置的实施例时的过程流程图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的测量装置6的实施例。该测量装置具有测量膜1，该测量膜可以在力作用下变形。
在测量膜1上安装有测量仪2，该测量仪用于对测量膜1的变形进行测量技术的检测同时输出测量信号7。测量仪2优选是应变仪。
由测量仪2检测到的变形以测量信号7的形式被转发给分析评估装置3。分析评估装置3构造用于，在第一校准k1的框架内将来自于测量膜1的由来自第一力值范围的力引起的变形的测量信号7转换为第一输出信号8，其中，第一输出信号8处于先前定义的值范围内。
分析评估装置3在此构造用于，在至少一个第二校准k2的框架内将来自于测量膜1的由来自与第一力值范围不同的第二力值范围的力引起的变形的测量信号7转换为第二输出信号8，其中，第二输出信号8处于先前定义的值范围内。
由此，可以将不同的力值范围映射到同一输出值范围上。优选地，在此使用如下校准k1、k2、...、kn，这些校准将力值范围的下限映射到先前定义的输出值范围的下限，并且将力值范围的上限映射到先前定义的输出值范围的上限，并且通过力值范围的输出值完全地覆盖先前定义的输出值范围。输出值范围的下限特别优选为0伏，而输出值范围的上限为10伏。
测量信号7在比输出信号8小得多的范围内运动。测量仪2在此优选提供毫伏范围内的测量信号7，而输出值范围在伏特量级中运动。
为了将测量信号7转换成分析评估信号8，分析评估单元3包括放大器4。因此，分析评估单元在至少两个校准k1、k2、...、kn的框架内可以将来自于测量膜1的由来自不同的力值范围的力引起的变形的测量信号7转换成输出信号8，其中，该输出信号8处于先前定义的值范围内，需要的是，放大器能够以不同的放大系数来放大测量信号7。
在图1中可以看出，放大器单元可以具有任意数量的校准k1、k2、...、kn，其中，但是根据本发明必须是至少两个校准k1、k2、...、kn。
分析评估装置3构造用于在至少两个校准k1、k2、...、kn之间切换。
在图1中，通过改变放大器的放大系数，在至少两个校准k1、k2、...、kn之间进行切换。这通过分析评估单元3根据控制器4的信号实现。
当没有力作用到测量膜1上时，测量单元2优选地提供0伏的测量信号。作用到测量膜1上的力越强，测量信号7越大，但测量信号7始终在毫伏范围内运动。在测量之前就已经知道如下力值范围，测量装置6的负载在所述力值范围中运动，由此可以选择放大器的相应放大系数并且因此选择相应的校准k1、k2、...、kn，以尽可能完全覆盖已知的输出值范围。
分析评估单元3的校准k1、k2、...、kn的选择在此通过控制器4给分析评估单元3的信号进行。由此，可以将测量装置6直接调整到相应的力值范围上，并选出相应的校准k1、k2、...、kn。
由于通过控制器4更改校准k1、k2、...、kn的可能性，可以在预期作用力值范围发生变化时直接使测量装置6适应测量膜1的变化的负载，并且由此始终尽可能好地利用预先给定的输出值范围。由此，在注射机组中通过校准k1、k2、...、kn可以利用一个测量装置覆盖不同的力值范围。这能够实现使用不同的材料和/或改变注射力。
利用输出值范围导致，对于并非为测量膜1的最大负载设计的所有校准k1、k2、...、kn，输出信号8的分辨率比在具有为最大负载设计的校准的测量中更好。
在分析评估单元3中具有不同的校准k1、k2、...、kn的可能性也能够实现将测量装置6用于不同大小的力作用，并且因此也用于不同的机器类型和/或机组尺寸。
图1所示的测量装置6具有自己的控制器4，并且在该实施例中可以集成到成型机中。
在图2中示出了测量装置6，该测量装置已经被集成到注塑机中。在该实施例中，测量装置6的分析评估单元3直接与注塑机控制器5连接。
在注塑机中，根据本发明的测量装置6可以设置在塑化螺杆与注射机组的驱动器之间。
测量膜1通过力作用变形。通过测量该变形，可以确定作用的力。在此，测量膜1的变形测量通过测量单元2进行。测量单元2优选是应变仪。
测量单元2通过信号线与分析评估装置3连接。分析评估装置将由测量单元2发送的测量信号7转换为相应的输出信号8。
在一个测量或一系列测量开始之前，必须为分析评估装置3选出至少两个校准k1、k2、...、kn中的一个校准。
在图2所示的实施例中，输出信号8通过信号线直接传输给注塑机控制器5。因此，其直接与测量装置6连接，并且在分析评估装置3与注塑机控制器5之间不必设置附加部件。
取决于运行模式或机器型号，可以通过注塑机控制器5选出分析评估单元3的对于预期的负载的相应的校准k1、k2、...、kn。
校准k1、k2、...、kn的选择在此通过将注塑机控制器5的控制脉冲传输给分析评估单元3来实现。在此，通过控制脉冲对校准k1、k2、...、kn的选择不限于注塑机控制器5，而是也可以在测量装置6自己的控制器4中以这种方式进行。
在所示的实施例中，分析评估单元3具有集成的放大器，以便结合相应的校准k1、k2、...、kn将测量信号7转换为分析评估信号8。在此，在这些校准之间进行变换时会改变放大器的放大系数。
通过分析评估装置3中的不同可用的校准k1、k2、...、kn能够实现事后校准构造到成型机中的测量装置6。如果相应的校准k1、k2、...、kn能够由分析评估单元3调用，就足够了。
分析评估单元具有相应于不同的力值范围的不同的校准k1、k2、...、kn。由此，在具有不同的机组尺寸和/或对力值范围的不同要求的注塑机的生产中，可以安装相同的测量装置6，而不必事先选择校准k1、k2、...、kn。
在首次启动注塑机时，可以通过注塑机控制器直接或间接地选择期望的校准k1、k2、...、kn。
图3示出了根据本发明的计算机程序产品的实施例的流程图。在这种情况下，计算机程序产品集成到注塑机的控制器中。但是在此用于选择校准k1、k2、...、kn的过程不变。
在步骤a中，注塑机控制器5检查所需的测量范围。该测量范围取决于不同的因素、尤其是取决于机组尺寸。
如果识别出要设定的测量范围，则注塑机控制器5在步骤b中将要设定的测量范围转发给测量装置6的分析评估单元3。各个构件在此可以相互进行模拟或数字通信。
分析评估单元3在步骤c中检查所传输的测量范围，并将其与可用的校准k1、k2、...、kn进行比较。
如果分析评估单元3获得无效信号，或者如果不能为选择的测量范围提供校准k1、k2、...、kn，则遵循流程图的路径j，并在步骤g中将错误消息传输给注塑机控制器5。由于该错误消息，该过程被中止和/或由注塑机控制器输出相应的错误消息。
如果可以由分析评估单元提供期望的校准k1、k2、...、kn，则遵循流程图的路径i，并在步骤d中设定分析评估单元的期望校准k1、k2、...、kn。
如果设定了期望的校准k1、k2、...、kn，则在步骤e中，分析评估单元向注塑机控制器发送已经成功设定了校准k1、k2、...、kn的确认。
在步骤f中，完成了校准k1、k2、...、kn对所需的测量范围的配置，并且注塑机准备开始生产。
附图标记列表
1 测量膜
2 测量仪
3 分析评估装置
4 控制器
5 注塑机控制器
6 测量装置
7 测量信号
8 输出信号
k1 校准1
k2 校准2
kn 校准n

Claims (15)

1.一种用于成型机的测量装置(6)，所述测量装置包括：
——测量膜(1)，所述测量膜能够通过力作用而变形，
——测量仪(2)，该测量仪用于对所述测量膜(1)的变形进行测量技术的检测同时输出测量信号(7)，以及
——分析评估装置(3)，该分析评估装置与测量仪(2)连接，
——所述分析评估装置(3)构造用于在第一校准(k1)的框架中将来自于所述测量膜(1)的由来自第一力值范围的力引起的变形的测量信号(7)转换为第一输出信号(8)，其中，该第一输出信号(8)处于先前定义的值范围内，
其特征在于，所述分析评估装置(3)构造用于在至少一个第二校准(k2、...、kn)的框架中将来自于所述测量膜(1)的由来自不同于第一力值范围的第二力值范围的力引起的变形的测量信号(7)转换为第二输出信号(8)，其中，所述第二输出信号(8)处于所述先前定义的值范围内。
2.根据权利要求1所述的测量装置(6)，其特征在于，所述分析评估单元(3)的校准(k1、k2、...、kn)构造用于将力值范围的下限映射到所述先前定义的输出值范围的下限，并且将力值范围的上限映射到所述先前定义的输出值范围的上限，并且所述先前定义的输出值范围完全由力值范围的输出值覆盖。
3.根据权利要求1或2所述的测量装置(6)，其特征在于，所述分析评估单元(3)包括放大器，该放大器构造用于以不同的放大系数来放大所述信号(7)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的测量装置(6)，其特征在于，所述分析评估单元(3)构造用于在所述至少两个校准(k1、k2、...、kn)之间切换。
5.根据权利要求3和4所述的测量装置(6)，其特征在于，所述分析评估装置(3)构造用于在所述至少两个校准(k1、k2、...、kn)之间切换时，改变放大器的放大系数。
6.根据权利要求4所述的测量装置(6)，其特征在于，所述分析评估单元(3)构造用于通过成型机的中央机器控制器(5)的信号来控制在所述至少两个校准(k1、k2、...、kn)之间的切换。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的测量装置(6)，其特征在于，所述分析评估单元(3)构造用于通过外部控制脉冲来选择期望的校准(k1、k2、...、kn)，其中，这些外部控制脉冲的时间范围不同。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的测量装置(6)，其特征在于，在各个部件之间的数据传输是模拟的或数字的。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的测量装置(6)，其特征在于，所述分析评估单元(3)具有两个以上的校准(k1、k2、...、kn)。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的测量装置(6)，其特征在于，所述分析评估装置(3)具有外部存储器，所述外部存储器设置在测量膜(1)上并且在所述外部存储器上存储有所述至少两个校准(k1、k2、...、kn)。
11.一种注射机组，其具有根据权利要求1至10中至少一项所述的测量装置(6)。
12.根据权利要求11所述的注射机组，其特征在于，所述测量装置(6)设置在螺杆和所述注射机组的驱动器之间。
13.一种成型机，其具有根据权利要求11或12所述的注射机组。
14.一种用于提供用于测量装置(6)的校准的方法，其中，提供根据权利要求1至10中任一项所述的测量装置(6)，并且根据要借助于所述测量装置(6)测量的力来选择所述第一校准(k1)或所述至少一个第二校准(k2、...、kn)。
15.一种计算机程序产品，其包括如下指令，所述指令在由计算机执行程序时促使计算机
——接收关于力范围的输入信号，
——将输出信号发送给根据权利要求1至10中任一项所述的测量装置，由此选择所述第一校准(k1)或所述至少一个第二校准(k2、...，kn)。
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