DE102004012802B4

DE102004012802B4 - Verfahren zur Prüfung von Fehlern einer Antriebseinheit einer Spritzgiessmaschine

Info

Publication number: DE102004012802B4
Application number: DE200410012802
Authority: DE
Inventors: Engelbert Kastner
Original assignee: Engel Austria GmbH
Current assignee: Engel Austria GmbH
Priority date: 2003-04-09
Filing date: 2004-03-16
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2024-03-17
Also published as: DE102004012802A1

Abstract

Verfahren zur Prüfung von Fehlern einer Antriebseinheit einer Spritzgießmaschine, wobei die Antriebseinheit ein hydraulisch betätigtes Bewegungsglied, beispielsweise einen Kolben, dessen Position durch einen Wegmesser überwacht ist, und eine Pumpe umfasst, welche dem Bewegungsglied Hydraulikflüssigkeit über mindestens ein Ventil zuführt, vor und nach welchem Drucksensoren angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass bei Abweichungen der Position des Bewegungsgliedes vom angesteuerten Wert die die Bewegung des Bewegungsgliedes beeinflussenden Elemente der Antriebseinheit einzeln angesteuert werden, um ihre Funktionstüchtigkeit zu überprüfen, und dass das als fehlerhaft identifizierte Element an die Steuerung der Spritzgießmaschine gemeldet und/oder an einer Anzeige sichtbar gemacht wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung von Fehlern einer Antriebseinheit einer Spritzgießmaschine, wobei die Antriebseinheit ein hydraulisch betätigtes Bewegungsglied, beispielsweise ein Kolben, dessen Position durch einen Wegmesser überwacht ist, und eine Pumpe umfaßt.

Ein Hydrauliksystem einer Spritzgießmaschine besteht im Prinzip aus einer Pumpenanlage, Schaltelementen (Schieber, Cartridges, Proportional- oder Servoventile etc.) sowie Elementen, die der Umsetzung in eine Bewegung (axial oder rotativ) dienen, wie z.B. Zylinder oder Hydromotoren. Eine solche Spritzgießmaschine ist beispielsweise aus der DE 101 10 398 A1 bekannt.

Kommt es bei einem der Bewegungsglieder zu einer Abweichung zwischen dem angesteuerten und dem tatsächlich erreichten Wert, so stellt sich die Frage, wo in der hydraulischen Kette, welche von der Pumpe zum Bewegungsglied führt, das für den Fehler verantwortliche Element liegt. Um diese Frage beantworten zu können, ist in Patent Abstracts of Japan 05-157662 (Sumitomo) vorgeschlagen worden, die üblicherweise an einer Maschine auftretenden Fehler künstlich zu erzeugen und das dem jeweiligen Fehler entsprechende Klangbild zu speichern. Ganz abgesehen davon, dass nicht alle Fehler voraussagbar sind, ist die Feststellung der Übereinstimmung eines ungewöhnlichen Maschinengeräusches mit einem archivierten Klangbild schwierig.

Die DE 101 59 893 A1 beschreibt eine Sicherungsfunktion für eine Spritzgießmaschine, bei der der Bewegungszustand einer Formaufspannplatte fortlaufend überwacht und der Antrieb deaktiviert wird, wenn keine oder nur eine minimale Bewegung erfaßt wird. Weiterhin beschreibt die EP 0493619 A1 ein Verfahren zur Erfassung einer abnormalen Spritzmaterialbefüllung einer Spritzgießmaschine, bei dem die Zeit, die die Befüllschnecke für den Entlüftungsvorgang benötigt, erfaßt und ein Alarmsignal abgegeben wird, wenn die erfaßte Zeit außerhalb des hierfür vorbestimmten Toleranzbereiches liegt. Schließlich beschreibt die EP 0348515 A1 eine Überwachungseinrichtung für die Antriebseinheit einer Spritzgießmaschine, die die Stromaufnahme des Stellmotors überwacht und ein Alarmsignal abgibt, wenn dieser außerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs liegt.

Der vorliegenden Erfindung liegt hiervon ausgehend die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Prüfung von Fehlern einer Antriebseinheit einer Spritzgießmaschine zu schaffen, welches Nachteile des Standes der Technik vermeidet und letzteren in vorteilhafter Weise weiterbildet. Insbesondere soll eine verbesserte Fehlerlokalisierung und Bestimmung des jeweils defekten Bauteiles erreicht werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass eine systematische Fehlersuche einem phänomenologischen Verfahren grundsätzlich vorzuziehen ist. Die Möglichkeit der Durchführung eines solchen systematischen Verfahrens ist natürlich an bestimmte Voraussetzungen gebunden. In diesem Sinne geht die Erfindung von einem Verfahren zur Prüfung von Fehlern einer Antriebseinheit einer Spritzgießmaschine aus, wobei die Antriebseinheit ein hydraulisch betätigtes Bewegungsglied, beispielsweise einen Kolben, dessen Position durch einen Wegmesser überwacht ist, und eine Pumpe umfasst, welche dem Bewegungsglied Hydraulikflüssigkeit über mindestens ein Ventil zuführt, vor und nach welchem Drucksensoren angeordnet sind.

Unter den definierten Voraussetzungen ist es möglich, das erfindungsgemäß vorgesehene automatische Fehlersuchprogramm durchzuführen, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass insbesondere bei Abweichungen der Position des Bewegungsgliedes vom angesteuerten Wert die die Bewegung des Bewegungsgliedes beeinflussenden Elemente der Antriebseinheit einzeln angesteuert werden, um ihre Funktionstüchtigkeit zu überprüfen, und dass das als fehlerhaft identifizierte Element an die Steuerung der Spritzgießmaschine gemeldet und/oder an einer Anzeige sichtbar gemacht wird.

Es wird also nacheinander die in die hydraulische Schaltung eingebundenen aktiven Schaltelemente mittels elektrischer Ansteuerung mit Vorgaben beaufschlagt und anschließend die sich einstellenden Druckverhältnisse oder Bewegungen durch Sensoren erfasst. Aus den Druckverhältnissen und den gemessenen Bewegungen kann auf die Funktionstüchtigkeit der einzelnen Schaltelemente rückgeschlossen werden.

Die anzuwendende Diagnose- bzw. Analysestrategie variiert natürlich mit Anzahl und Anordnung der aktiven Schaltelemente bzw. der zur Verfügung stehenden Sensoren. Grundsätzlich wird es jedoch sinnvoll sein, dass die Ventile bzw. Richtungswechselschieber nach Schließen des in Fließrichtung der Hydraulikflüssigkeit nachgeordneten Elementes im Öffnungszustand durch Feststellung der von den zugeordneten Drucksensoren gelieferten Werte überprüft werden. Diese Strategie könnte noch daran scheitern, dass das in Fließrichtung der Hydraulikflüssigkeit nachgeordnete Element zwar geschlossen sein sollte, dies aber in Wirklichkeit nicht ist. Vorzugsweise wird daher vorgesehen, dass vorweg das Vorliegen des ungestörten Schließzustandes des nachgeordneten Elementes überprüft wird.

Das Prinzip der Erfindung wird anschließend anhand der Zeichnung näher erläutert, in welcher die Antriebseinheit einer Spritzgießmaschine schematisch dargestellt ist.
Das Bewegungsglied der dargestellten Einrichtung ist ein Kolben 5, welcher im Zylinder 4 verschiebbar ist, wobei ein Wegmesser s₁ die Verschiebung registriert und an eine Steuereinrichtung meldet. Der Druck der zugeführten Hydraulikflüssigkeit wird von einer Pumpe 1 erzeugt und vom Proportionalventil 8 begrenzt, welches bei Überschreiten des eingestellten Wertes einen Teil der von der Pumpe kommenden Flüssigkeit zum Tank 2 umleitet. Am Ausgang der Pumpe bzw. am Eingang des Proportionalventils 8 befindet sich ein Sensor P₁ für den Druck. Die Hydraulikflüssigkeit gelangt über ein steuerbares Mengenproportionalventil 7 zum Schieber 6, dessen Stellung die Bewegungsrichtung des Kolbens 5 bestimmt. Beidseits des Schiebers 6 sind Drucksensoren P₂, P₃ angeordnet, welche die Druckwerte p₂ bzw. p₃ liefern.
Kommt es beim Betrieb der Einrichtung zu einer Funktionsstörung, letztlich also dazu, dass der Schieber 6 nicht den angesteuerten Wert erreicht, kann es sehr kostspielig sein, den aufgetretenen Schaden durch Stilllegung der Maschine und Untersuchung der ausgebauten einzelnen Elemente der Antriebseinrichtung festzustellen. Dies gilt sowohl dann, wenn das Bewegungsglied für den Aufbau der Schließkraft zuständig ist, wie für die verschiedenen Bewegungsvorgänge auf der Spritzseite bzw. im Rahmen der Hilfsfunktionen der Maschine (Auswerfer, Kernziehen). Hier setzt nun die Erfindung ein:
Im vorliegenden Fall wäre es relativ einfach, aus der Messung eines regulären Druckes p₂ auf eine Störung im Bereich der Einheit aus Zylinder 4 und Kolben 5 zu schließen, wenn sich der Kolben nicht regulär bewegt. Eingangsseitig würde ein Verschwinden des Druckes p₁ den Fehler im Bereich der Pumpe lokalisieren.
Um Fehler innerhalb der hydraulischen Kette zu lokalisieren, empfiehlt es sich, zunächst zu überprüfen, ob die angesteuerte Schließstellung von den einzelnen Schaltelementen tat sächlich erreicht wird. Wird also der Schieber 6 nicht angesteuert, sodass er sich in der gezeichneten Stellung befinden sollte, so müsste sich beim Ansteuern der Pumpe 1 und der Ventile 7 und 8 mit definierten Vorgabewerten am Sensor P₁ und P₃ ein bestimmter Druck einstellen. Am Sensor P₂ darf hingegen kein Druck feststellbar sein und der Wegsensor S₁ darf keine Bewegung melden. Eine Leckage am Schieber 6 würde hingegen durch den Drucksensor P₂ und den Wegsensor S₁ gemeldet werden.
In gleicher Weise wird das Ventil 7 geschlossen und am Druckventil 8 ein Druck von beispielsweise 50 bar eingestellt. Als Folge dieser Einstellung darf am Drucksensor p₃ kein Druck messbar sein. Wird dennoch ein Druck gemessen, liegt eine Fehlfunktion des Ventils 7 hinsichtlich des Schließvorganges vor.
Der Drucksensor P₂ erlaubt nicht nur, wie erwähnt, eine Aussage über die Funktionsfähigkeit der Hydraulikeinheit 4, 5, sondern auch darüber, ob bei geöffnetem Schieber 6 ein regulärer Durchfluss durch diesen erfolgt. Dies zeigt sich dadurch, ob überhaupt ein Druck p₂ vorhanden ist und ob dieser nur unwesentlich unter p₃ liegt. Wird schließlich das Ventil 7 auf einen definierten Wert geöffnet, bleibt der Schieber 6 geschlossen. Nun muss sich am Drucksensor P₃ ein Druck einstellen, der innerhalb einer zu definierenden Toleranzgrenze jenem Druck entspricht, der auf das Druckventil 8 vorgegeben wurde und am Drucksensor P₁ feststellbar ist. Sollte dieser Druck auf Sensor P₃ nicht gemessen werden, so kann auf eine Fehlfunktion von Ventil 7 geschlossen werden. Dabei muss man allerdings sicher sein, dass eine allfällige Abweichung des Druckes p₃ nicht für eine mangelhafte Schließfunktion des Schiebers 6 verantwortlich ist. Diese wird man daher zweckmäßigerweise vorweg überprüfen. Das Ergebnis aus dem Diagnoseverfahren über defekte Hydraulikelemente wird vom ausführenden Steuerungssystem mit an der elektronischen Maschinensteuerung hinterlegten Zusatzinformationen verknüpft und über ein geeignetes Visualisierungssystem in Form kontextsensitiver Hilfe dem Bediener bzw. Service-Techniker zur Anzeige gebracht. So könnte z.B. zur Information über den Defekt am Schieber 6 Zusatzinformationen über Montageort, Montagehinweise, Bestellinformationen, Reparaturanweisungen etc. hinterlegt sein.

Claims

Verfahren zur Prüfung von Fehlern einer Antriebseinheit einer Spritzgießmaschine, wobei die Antriebseinheit ein hydraulisch betätigtes Bewegungsglied, beispielsweise einen Kolben, dessen Position durch einen Wegmesser überwacht ist, und eine Pumpe umfasst, welche dem Bewegungsglied Hydraulikflüssigkeit über mindestens ein Ventil zuführt, vor und nach welchem Drucksensoren angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass bei Abweichungen der Position des Bewegungsgliedes vom angesteuerten Wert die die Bewegung des Bewegungsgliedes beeinflussenden Elemente der Antriebseinheit einzeln angesteuert werden, um ihre Funktionstüchtigkeit zu überprüfen, und dass das als fehlerhaft identifizierte Element an die Steuerung der Spritzgießmaschine gemeldet und/oder an einer Anzeige sichtbar gemacht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Zusatzinformationen über das als fehlerhaft identifizierte Element bei dessen Identifizierung angezeigt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Ventile bzw. Richtungswechselschieber nach Schließen des in Fließrichtung der Hydraulikflüssigkeit nachgeordneten Elementes im Öffnungszustand durch Feststellung der von den zugeordneten Drucksensoren gelieferten Werts überprüft werden.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass vorweg das Vorliegen des ungestörten Schließzustandes des nachgeordneten Elementes überprüft wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Überprüfung der Ventile bzw. Schieber der Reihe nach in Richtung vom Bewegungsglied zur Pumpe erfolgt.