CN1753772B - 模块化的机器附件的识别 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种塑料加工机器，尤其是注塑机或挤出机，具有至少一个由特有参数表征的结构部件，用于执行至少一个加工步骤或工艺步骤；一个控制装置(10)，它与所述至少一个结构部件连接并且设计用于控制所述至少一个结构部件，其中，为了控制结构部件，在控制装置(10)中使用结构部件所特有的参数，其特征在于，每个结构部件配有一个独立的存储装置，结构部件所特有的参数存储在该结构部件的存储装置中并可在结构部件开始运行前或开始运行时传递给控制装置(10)。

Description

模块化的机器附件的识别
技术领域
本发明涉及一种加工塑料的机器，尤其是注塑机或挤出机。
背景技术
由DE 199 58 790 C2已知一种用于加工塑料或橡胶部件的机器，其中一个电子单元安置在机器上的一个插头里面，它构成机器调节装置的一部分并通过线性化和冷点补偿来承担温度实际值检测。在电子单元与调节装置之间的连接通过一个现场总线实现。
对于机床如CNC铣床和压机越来越多地使用自动化也称为所谓的自动化刀具识别系统。对此可以理解为通过一个芯片对更换刀具进行编码，该芯片或者只包含刀具号码，而CNC机床已经存储了对于这个刀具号码特有的参数，该芯片或者自身同时包含特有的刀具参数。例如在“interbus applications”02/1998出版，INTERBUS Club中描述了一个这样的系统。通过自动的刀具识别实现了对以前使用的所谓位置编码的改善和灵活性，在刀座编码中对每个刀具准确地赋予一个位置，在该位置上放置刀具。只是由于在机床中非常频繁地进行刀具更换，因此对每个刀具配有一个本身的芯片并且机床本身配有一个相应的读取站，这所需的费用是值得的。
塑料加工机器一般具有大量局部非常复杂的结构部件，一个闭合单元、一个输入和配量装置、一个塑化单元和一个挤出器都属于此类。在这些结构部件内部大多能够实现部件的不同配置，其特有的参数必需由一个机器的控制装置分别在控制结构部件时考虑。因此在一个塑化单元和一个挤出器中例如通过一个在螺杆缸中旋转的螺杆使待加工的材料塑化和混合。根据需要，塑料加工机器可以在螺杆缸与所使用的螺杆之间配有不同的配置，它们本身也具有自身的特征。但是与机床不同，在此涉及一个不经常变化的配置。
对于决定选择螺杆和缸的判据可能是规定的使用范围和待加工材料的特性。例如最大可传递的转矩、最大可使用的转速、最大可使用的注塑压力和最大注塑路径都取决于配置的选择。这些只是一些参数，它们由螺杆特性、如槽的数量和形状及长度/直径比和所使用的缸的特性来决定。一个缸的典型特征例如是直径、表面特性、外壳加热区的数量、即沿着缸长度可独立控制的可加热部位的数量、在那里可实现的加热功率或冷却功率、作为温度传感器使用的热电偶(Thermoelemente)的形式和特征等，只列举出这些。因此与要使用的螺杆和缸以及待加工的材料相协调来确定一个螺杆-缸组合的可能的使用范围。
因为所有结构部件特有的参数在一个结构部件的实际控制中必需通过一个塑料加工机器的控制装置来考虑，因此在提供每个可能的结构部件配置时必需实现在控制装置中运行的控制程序的独立适配性。这例如对于可能使用许多不同的螺杆-缸-配置(Konfiguration)的塑化单元来说，对于每个所供应的机器意味着一个非常高的编程费用。但是对于一个现有的螺杆-缸-配置的可能的变化，如它在更换材料的特殊情况下，尤其是在通过新的螺杆更换有缺陷的或磨损的螺杆时，这一点是一个难以克服的缺陷。控制软件的持续适配性还带来其它的故障源，例如现有软件的每个变化。
由于这些特有的适配性需求目前不能使用一个一致的控制软件，因此难以应用于所有的所提供的结构部件、它们对于不同的用户在一个机器中按照一个模块原理的形式一起提供，并且尤其是难以应用于不同的的螺杆-缸配置。但是这一点尤其是对于螺杆的某些直径范围、对于缸的成对的某些第二直径范围是有意义的。
在螺杆-缸-配置中的另一缺陷尤其是，在改变所使用的外壳加热区时，并且主要是在超过一个确定的按照标准规定的正常数量时，需要费事地更换布线，以便借助于一个补偿布线保证一个正确的温度补偿。这种温度补偿在使用热电偶作为温度传感器时是必需的，以避免由热电偶提供的电压的失真。
发明内容
因此本发明的目的是，实现一种可能性，可以在塑料加工机器中在微少的程序适配费用的同时在特有配置中、尤其是具有不同形式的螺杆-缸-配置的塑化和注塑单元中使用各种结构部件，其中可以使用一个尽可能与配置无关的通用的控制软件。
这个目的通过如下所述的塑料加工机器得以实现。
按本发明的塑料加工机器，具有：
-至少一个由特有参数表征的结构部件，用于执行至少一个加工步骤或工艺步骤，
-一个控制装置，它与所述至少一个结构部件连接并且设计用于控制所述至少一个结构部件，其中，为了控制所述结构部件，可在控制装置中使用结构部件所特有的参数，
其特征在于：
所述结构部件是一个闭合单元、一个输入和配量装置、一个塑化单元、一个注塑单元或一个独立的注塑装置；以及
每个结构部件配有一个独立的存储装置，该结构部件所特有的参数存储在结构部件的存储装置中并且在结构部件开始运行前或开始运行时可传递到控制装置。
按照本发明，对于塑料加工机器的一个用于执行至少一个加工步骤或工艺步骤的通过特有的参数表征的结构部件，并且其结构部件特有的参数在这个结构部件通过塑料加工机器的一个控制装置的控制时作为参数进入一个在这个控制装置上运行的控制程序中，设有一个独立的用于这个结构部件的存储装置，在其中存储结构部件特有的参数，并且在结构部件运行前和运行时将这些参数从这个存储装置传递到控制装置。因此能够做到，在前端无需控制程序单独地适配于专用的结构部件，例如通过结构部件特有的参数的硬件编码，而是可以使用一个通用的控制软件，它按照传递给它的结构部件特有的参数执行其控制任务。对于结构部件特有的参数尤其涉及传感器和/或促动器特征数，这些例如可以是作为温度传感器使用的热电偶的类型和特性、缸的直径、一个螺杆的槽的数量、最大可施加的转矩、最大注塑路径、最高温度等。由控制器必需将怎样的加热功率施加到哪个外壳加热区，在起动时选择怎样的转矩等等也取决于这些参数。
在以下的描述中给出其它有利的扩展结构。
在一个特别优选的实施例中，在相应的结构部件上设有一个插塞连接器，尤其是一个插塞接点或者一个这样的插座，所述存储装置组合在这个插座里面。使用一种这样的用于容纳存储装置的插塞接点的优点是，它一方面易于接近，另一方面提供在控制装置与所述至少一个结构部件以及从属于它的存储装置之间产生一个连接的可能性。因此对于存储装置无需附加的连接。
在控制装置与所述至少一个结构部件之间的连接一般通过一个总线连接/耦合实现，例如通过一个现场总线或传感器/促动器总线。这一点优选通过插塞接点实现，在其中组合了用于结构部件的特有参数的存储装置。
所述总线连接除了将结构部件特有的参数在结构部件开始运行前或开始运行时传递到塑料加工机器的控制装置以外，也以有利的方式用于在至少一个结构部件与控制装置之间传递其它信号。在此例如可以是测量值，它们由安置在结构部件上的传感器传递到控制装置上，也可以是控制信号，它们由控制装置传递到结构部件。在塑化单元的情况下，测量值可以是位移传感器、转数计或热电偶的信号，所述控制信号例如传递到旋转驱动器、进给装置或传递到不同外壳加热区中的电热带上。
一个在塑料加工机器领域中经常出现的情况是，传感器包括热电偶，它们用于在结构部件的不同位置上、例如沿着缸在不同的外壳加热区部位中接收温度。在使用这种热电偶时必需进行温度补偿，在由不同的材料制成的电缆上传递时，这一点例如在用于传递到控制装置的接触时出现。为此一般从接触点到进行补偿的位置敷设一个补偿导线，这在这两个点之间较大距离时导致一个大的电缆需求和场地需求。这一点也是一个附加的成本因素，因为补偿导线必需由与热电偶相同的材料组成。因此所述温度补偿以有利的方式直接在传递处实现，在所示情况下直接在插塞接点处实现，由此可以放弃在广泛空间上的补偿布线。
在塑料加工机器中在一个高水平上机器控制尤其取决于所使用的塑化单元的参数。按照本发明一个注塑机或一个挤出机的塑化单元有利地配有一个独立的存储装置，在其中存储结构部件所特有的塑化单元参数。在塑化单元开始运行前或开始运行时将这些参数传递到控制装置。塑化单元一般包括至少一个螺杆和一个具有至少一个外壳加热区的缸，但是其中也可以使用双螺杆挤出机及塑化单元，所以一个缸一般具有多个外壳加热区。
在一个非常有利的实施例中，所述存储装置构成为可编程的非易失性存储器、尤其是EEPROM(电可擦可编程只读存储器)，由此也能够在事后再改变配置，例如设置一个附加的外壳加热区，并且将结构部件特有的参数的这种变化存储在存储装置里面，而不必更换存储装置。
按照一个特别优选的实施例，所述存储装置是一个分散式控制模块的一部分，它属于塑料加工机器的控制装置，并且该模块交换到(auslagern)所述至少一个结构部件上。这个分散式控制模块可以直接组合到插塞接点里面，由此可以通过现场总线连接保证一个到控制装置的良好连接。由此能够直接在结构部件上、尤其是在插塞接点上进行结构部件特有的控制过程，通过插塞接点实现与其余控制装置的连接，并由此减少布线费用。
以有利的方式在插塞接点上设有一个电源，这一点尤其对于一个分散式控制模块的运行是一个前提。
但是设置独立的存储装置，在其中存储结构部件特有的参数，不局限于塑化单元，而是可以具有任意的其它的用于一个塑料加工机器运行所必需的结构部件、自身的存储装置，其中将结构部件特有的参数在结构部件开始运行前或开始运行时传递给控制装置。为此对于待塑化的材料提供例如闭合单元或者还有输入装置或配量装置，但是对此也可以配备独立的、与塑化单元分开的注塑装置。
附图说明
下面借助于一个在附图中简示的、特别优选的实施例详细描述本发明。
具体实施方式
一个未示出的注塑机具有一个可编程序控制器(SPS)作为控制装置10，该注塑机还包括一个只简示的塑化单元1，它具有一个塑化螺杆和一个塑化缸，在该塑化单元上设有一个插塞连接器2，它具有一个插塞接点4和一个插头5。该塑化单元1具有不同的传感器8和促动器9，只示例性地示出其中的一些传感器和促动器。独立示出的热电偶12也属于传感器，而电热带14属于促动器。传感器和促动器通过连接导线16与插塞接点4连接。在插塞接点4上通过插头5连接一个现场总线18，其中该总线例如可以是一个DIAS总线。通过这个总线18在塑化单元1运行时实现将安置在塑化单元1上面或里面的传感器8、例如热电偶12的检测值传递到SPS 10上，另一方面将从SPS 10发出的控制信号传递到塑化单元1的促动器9、14。
在插塞接点4中组合一个分散式控制模块6，如其由分布式控制所公知的那样。该控制模块6还包括一个未详细示出的EEPROM形式的存储装置，在其中存储特有的、表征塑化单元1的参数，并且将它们在塑化单元1开始运行前或开始运行时传递到SPS 10或其分散式控制模块6。在所示的一个注塑机的塑化单元1的情况下，例如缸直径以及螺杆直径、最大可达到的注塑应力、最大的由螺杆经过的路程、最大的可施加的转矩以及最大的可达到的转速、螺杆槽的数量和必要时也包括缸的数量、螺杆的长度-直径比、最高许可的温度、在缸上存在的外壳加热区的数量、每个区可达到的加热功率以及冷却功率以及关于电热带的信息都属于这些特有参数。此外可以存储，缸通过哪种形式的封闭来运行，即，是一个敞开的缸还是一个通过一个旋转杆封闭的缸。也可以在EEPROM中存储其它任意的结构部件特有的参数。
组合在插塞接点4中的具有存储装置的分散式控制模块6包括一个电源和一个自身的电子装置。用于安置在各个外壳加热区中用于检验实际温度的热电偶12运行的温度补偿直接通过位于插塞接点4中的电子装置实现，由此能够避免附加的补偿导线，并且不受到所使用的热电偶12的数量的限制。
在塑化单元1上使用带有组合的存储装置的分散式控制模块6允许一个注塑机配有不同的螺杆-缸配置，而无需使在SPS 10上运行的控制程序分别适配于新的特有的参数，因为它们直接位于设在塑化单元1上的带有组合的存储装置的插塞接点4里面并且从那里到塑化单元开始运行时从SPS 10中读出，并因此以后可以正确地考虑在SPS 10上运行的控制程序。
由此也能够使用一个对于任意的螺杆-缸配置的SPS 10的一致的软件，因为由SPS执行的控制程序得到只有在塑化单元1开始运行前或开始运行时才传递的进入算法的结构部件特有的参数。在此开始运行指的是，机器的每次开动而不是仅仅指在首次安装时的开动。由此能够减少用于逻辑计算和装配的费用，但是也减少用于文件和客户服务的费用，因为不必再停止每个要使用的配置，而是一个标准的控制程序覆盖所有可能的配置，或者至少分别覆盖多个配置可能性。此外，通过使用一个标准化的插塞接点可以简化塑化单元1到控制装置10的连接，在此也可以在装配时出现更少的错误。
一个塑化单元1在一个注塑机中的更换可以通过按照本发明的解决方案以一个“即插即用版本(Plug-&-Play-Version)”的形式实现，如同在PC上从附加装置上看到的那样，因为除了更换塑化单元1或塑化单元的相应部件以及规定相应的插塞接点4以外，在其存储装置上存储新的特有的结构部件参数，无需对机器或对其SPS 10进行其它的适配。
通过使用一个非易失性的可编程存储装置、例如一个EEPROM也能够在较小的改型时在塑化单元1的结构中不改变插塞接点4，并且只在存储装置中进行一个相应参数的转换编程，这可以无需很大费用地实现。
因此通过使用按照本发明的塑料加工机器得到一个在使用中的新的灵活性，并且可以无需很大费用地实现螺杆-缸-配置中的一个改型。
附图标记清单
1  塑化单元
2  插塞连接器
4  插塞接点
5  插头
6  分散式控制模块
8  传感器
9  促动器
10  控制装置
12  热电偶
14  电热带
16  连接导线
18  现场总线

Claims (15)

1.一种塑料加工机器，具有：
-至少一个由特有参数表征的结构部件，用于执行至少一个加工步骤或工艺步骤，
-一个控制装置(10)，它与所述至少一个结构部件连接并且设计用于控制所述至少一个结构部件，其中，为了控制所述结构部件，可在控制装置(10)中使用结构部件所特有的参数，
其特征在于：
所述结构部件是一个闭合单元、一个输入和配量装置、一个塑化单元、一个注塑单元或一个独立的注塑装置；以及
每个结构部件配有一个独立的存储装置，该结构部件所特有的参数存储在结构部件的存储装置中并且在结构部件开始运行前或开始运行时可传递到控制装置(10)。
2.如权利要求1所述的塑料加工机器，其特征在于，在结构部件上设有一个插塞连接器(2)，通过该插塞连接器可使结构部件与控制装置(10)连接并且在该插塞连接器中组合所述存储装置。
3.如权利要求2所述的塑料加工机器，其特征在于，所述插塞连接器(2)包括一个插塞接点(4)和一个插头(5)，其中该插塞接点(4)包含所述存储装置并且安置在结构部件上。
4.如权利要求1至3中任一项所述的塑料加工机器，其特征在于，为了使控制装置(10)与所述至少一个结构部件连接，设有一个总线耦合。
5.如权利要求4项所述的塑料加工机器，其特征在于，所述总线耦合设置用于传递结构部件所特有的参数和在所述至少一个结构部件与控制装置(10)之间传递其它信号。
6.如权利要求5所述的塑料加工机器，其特征在于，所述信号包括安置在结构部件上的传感器(8)的测量值和在结构部件促动器(9)上的控制装置的控制信号。
7.如权利要求6所述的塑料加工机器，其特征在于，所述传感器包括热电偶(12)。
8.如权利要求7所述的塑料加工机器，其特征在于，一个用于热电偶(12)的温度补偿直接设置在插塞接点(4)上。
9.如权利要求1所述的塑料加工机器，其特征在于，所述塑化单元(1)包括至少一个螺杆和一个具有至少一个外壳加热区的缸。
10.如权利要求1所述的塑料加工机器，其特征在于，作为存储装置设有一个非易失性的可编程存储器。
11.如权利要求1所述的塑料加工机器，其特征在于，在所述至少一个结构部件上设有所述控制装置(10)的一个分散式控制模块(6)，该分散式控制模块包括所述存储装置。
12.如权利要求11所述的塑料加工机器，其特征在于，所述插塞连接器(2)包括一个插塞接点(4)和一个插头(5)，其中该插塞接点(4)包含所述存储装置并且安置在结构部件上，并且所述分散式控制模块(6)组合在插塞接点(4)里面。
13.如权利要求3所述的塑料加工机器，其特征在于，在插塞接点(4)上设有一个电源。
14.如权利要求1所述的塑料加工机器，其特征在于，设有多个带独立的存储装置的结构部件，在这些存储装置中分别存储各结构部件的特有参数，并且可在结构部件开始运行前或开始运行时将这些参数传递给控制装置。
15.如权利要求1所述的塑料加工机器，其特征在于，所述塑料加工机器是注塑机或挤出机。
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