DE102004025416A1

DE102004025416A1 - Rechnergestütztes Ermittlungsverfahren für Zusatzlagesollwerte für ein lagegeführt verfahrbares Zusatzelement einer Maschine, insbesondere einer Produktionsmaschine

Info

Publication number: DE102004025416A1
Application number: DE102004025416A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dr. Olomski
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2004-05-24
Filing date: 2004-05-24
Publication date: 2005-12-22
Anticipated expiration: 2024-05-25
Also published as: US7826928B2; DE102004025416B4; JP2008500620A; WO2005116784A1; US20070233290A1

Abstract

Ein Rechner (11) ermittelt gemäß einer vorbestimmten Grundbahn im Raum jeweils einen Grundlagesollwert (G*). Bei Vorgabe an ein Grundelement (4) einer Maschine würde dieses daher entlang einer Grundbahn lagegeführt verfahren. Der Rechner (11) ermittelt weiterhin anhand des jeweiligen Grundlagesollwertes (G*) eine korrespondierende momentane Zusatzendlage (Z4) im Raum. Auch ermittelt der Rechner (11) anhand einer vorbestimmten festen Zusatzstartlage (Z1) im Raum und der momentanen Zusatzendlage (Z4) jeweils einen Zusatzlagesollwert (Z*). Bei Vorgabe an ein Zusatzelement (2) der Maschine würde dieses daher, ausgehend von der Zusatzstartlage (Z1), lagegeführt entlang einer momentanen Zusatzbahn auf die momentane Zusatzendlage (Z4) zu verfahren.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein rechnergestütztes Ermittlungsverfahren für Zusatzlagesollwerte für ein lagegeführt verfahrbares Zusatzelement einer Maschine, insbesondere einer Produktionsmaschine, die auch ein lagegeführt verfahrbares Grundelement aufweist,

– wobei der Rechner gemäß einer vorbestimmten Grundbahn im Raum jeweils einen Grundlagesollwert ermittelt, so dass bei Vorgabe des Grundlagesollwerts an das Grundelement dieses entlang der Grundbahn lagegeführt von einer Grundstartlage zu einer Grundendlage verfahren würde,
– wobei der Rechner auch jeweils einen Zusatzlagesollwert für das Zusatzelement ermittelt, so dass bei Vorgabe des Zusatzlagesollwerts an das Zusatzelement dieses lagegeführt verfahren würde.

Derartige Verfahren sind für Maschinen mit mehreren lageführbaren Elementen, insbesondere Werkzeugmaschinen, allgemein bekannt.

Bei anderen Maschinen als Werkzeugmaschinen, insbesondere bei Produktionsmaschinen, wird aber in der Regel eine andere Vorgehensweise ergriffen. Auch hier sind zwar vielfach lagegeführt verfahrbare Elemente vorhanden. Das Verfahren der einzelnen Elemente ist bei derartigen Maschinen aber nur grob zueinander synchronisiert. Dies wird nachstehend am Beispiel einer Kunststoffspritzgießmaschine näher erläutert.

Kunststoffspritzgießmaschinen weisen eine mehrteilige – in der Regel zweiteilige – Werkzeugform auf. Das eine Werkzeugteil ist ortsfest an einem Grundkörper der Spritzgießmaschine angeordnet, das andere ist relativ zum Grundkörper beweglich.

Wenn ein Kunststoffteil spritzgegossen wurde, wird die Werkzeugform geöffnet, das bewegliche Werkzeugteil also von einer Schließstellung in eine Öffnungsstellung gefahren. Das spritzgegossene Kunststoffteil ist dabei in der Regel im beweglichen Werkzeugteil gehalten.

Nach dem Erreichen der Öffnungsstellung wird ein Handhabungsgerät von einer Wartestellung in eine Entnahmestellung verfahren, in der das Handhabungsgerät das spritzgegossene Kunststoffteil aus dem beweglichen Werkzeugteil entnehmen kann. Danach wird das Handhabungsgerät wieder in seine Wartestellung zurück verfahren. Das bewegliche Werkzeugteil verharrt dabei in seiner Öffnungsstellung, bis das Handhabungsgerät seine Wartestellung erreicht hat. Erst dann wird das bewegliche Werkzeugteil wieder in seine Schließstellung verfahren, so dass der nächste Spritzgießvorgang beginnen kann.

Das Verfahren des Handhabungsgeräts und das Verfahren des beweglichen Werkzeugteils müssen selbstverständlich miteinander koordiniert werden, so dass keine Kollisionen zwischen dem beweglichen Werkzeugteil und dem Handhabungsgerät auftreten können. Im Stand der Technik wird dies dadurch gewährleistet, dass über Endlagenschalter die Bewegung des Handhabungsgeräts von der Warte- in die Entnahmestellung erst dann freigegeben wird, wenn das bewegliche Werkzeugteil seine Öffnungsstellung erreicht hat. Ebenso wird umgekehrt das Verfahren des Werkzeugteils in seine Schließstellung erst dann freigegeben, wenn das Handhabungsgerät seine Wartestellung erreicht hat.

Die Vorgehensweise des Standes der Technik gewährleistet zwar eine sichere Kollisionsfreiheit, ermöglicht auf Grund der verfahrensbedingten Wartezeiten aber oftmals nur eine suboptimale Dynamik und damit verbunden auch nur eine suboptimale Produktivität der Maschine. Es ist daher wünschenswert, für das bewegliche Werkzeugteil und das Handhabungsgerät entsprechende Folgen von Lagesollwerten zu ermitteln, so dass das bewegliche Werkzeugteil und das Handhabungsgerät simultan verfahren werden können. Dabei muss aber weiterhin die Kollisionsfreiheit gewährleistet bleiben.

Es wäre zwar möglich, dass ein Programmierer die Lagesollwerte für das bewegliche Werkzeugteil und das Handhabungsgerät derart ermittelt, dass die beiden Elemente simultan verfahren werden und dabei die Kollisionsfreiheit gewährleistet bleibt. Dies ist aber mit einem erheblichen intellektuellen Aufwand verbunden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine derartige simultane Verfahrbarkeit von Handhabungsgerät und beweglichem Werkzeugteil – bzw. allgemeiner von Grundelement und Zusatzelement – zu erreichen, ohne in aufwändiger Weise die beiden Verfahrbewegungen programmieren zu müssen.

Die Aufgabe wird für das rechnergestützte Ermittlungsverfahren dadurch gelöst,

– dass der Rechner anhand des jeweils ermittelten Grundlagesollwertes eine korrespondierende momentane Zusatzendlage im Raum ermittelt,
– dass der Rechner anhand einer vorbestimmten festen Zusatzstartlage im Raum und der momentanen Zusatzendlage jeweils einen Zusatzlagesollwert ermittelt, so dass bei Vorgabe des Zusatzlagesollwerts an das Zusatzelement dieses, ausgehend von der Zusatzstartlage, lagegeführt entlag einer momentanen Zusatzbahn auf die momentane Zusatzendlage zu verfahren würde.

Weiterhin wird die Aufgabe durch einen Datenträger mit einem auf dem Datenträger gespeicherten Ermittlungsprogramm zur Durchführung eines derartigen Ermittlungsverfahrens gelöst.

Weiterhin wird die Aufgabe auch durch einen Rechner gelöst, der einen Programmspeicher aufweist, in dem ein solches Ermittlungsprogramm abgespeichert ist, so dass der Rechner bei Aufruf des Ermittlungsprogramms ein derartiges Ermittlungsverfahren ausführt.

Das rechnergestützte Ermittlungsverfahren kann alternativ online oder offline ausgeführt werden.

Bei offline Ausführung wird die Aufgabe durch einen Datenträger mit einer auf dem Datenträger gespeicherten Folge von Grundlagesollwerten und einer korrespondierenden Folge von Zusatzlagesollwerten für die Steuereinrichtung gelöst, wobei die Folge von Zusatzlagesollwerten gemäß einem derartigen Ermittlungsverfahren ermittelt wurde.

Bei online Ausführung wird die Aufgabe auch durch ein Betriebsverfahren für eine solche Maschine gelöst,

– bei dem die Steuereinrichtung einen Rechner umfasst, der online ein derartiges Ermittlungsverfahren ausführt, und
– bei dem die Steuereinrichtung dem Grundelement die ermittelten Grundlagesollwerte und dem Zusatzelement die ermittelten Zusatzlagesollwerte vorgibt, so dass das Grundelement entsprechend den ermittelten Grundlagesollwerten und das Zusatzelement entsprechend den ermittelten Zusatzlagesollwerten lagegeführt verfahren werden.

Auch hier wird die Aufgabe weiterhin durch einen Datenträger mit einem auf den Datenträger gespeicherten Betriebsprogramm zur Durchführung eines solchen Betriebsverfahrens, eine entsprechend programmierte Steuereinrichtung und eine Maschine, die eine entsprechend programmierte Steuereinrichtung aufweist, gelöst.

Die Ermittlung des jeweiligen Zusatzlagesollwerts kann z. B. derart erfolgen, dass der Rechner zunächst anhand der vorbestimmten festen Zusatzstartlage und der momentanen Zusatzendlage die momentane Zusatzbahn bestimmt und sodann den Zusatzlagesollwert ermittelt.

Vorzugsweise liegen die momentanen Zusatzendlagen im Raum auf einer vorbestimmten Zusatzendlagenbahn. Weiterhin steht in diesem Fall die jeweils momentane Zusatzendlage, bezogen auf die Zusatzendlagenbahn, zumindest in einem Teilbereich der Zusatzendlagenbahn in einem linearen Verhältnis zum jeweiligen Grundlagesollwert, bezogen auf die Grundbahn. Denn dann ist die Ermittlung der momentanen Zusatzendlage besonders einfach.

Vorzugsweise steht weiterhin der jeweilige Zusatzlagesollwert, bezogen auf die momentane Zusatzbahn, zumindest in einem Teilbereich der momentanen Zusatzbahn in einem linearen Verhältnis zum jeweiligen Grundlagesollwert, bezogen auf die Grundbahn. Denn dann ist auch die Ermittlung des jeweiligen Zusatzlagesollwerts besonders einfach.

Die Ermittlung der momentanen Zusatzbahnen im Raum gestaltet sich besonders einfach, wenn die momentanen Zusatzbahnen im Raum jeweils eine gerade Linie von der Zusatzstartlage zur momentanen Zusatzendlage bilden.

Wenn der Zusatzlagesollwert gleich der Zusatzstartlage gehalten wird, bis der Grundlagesollwert eine erste Grundzwischenlage erreicht hat, die, bezogen auf die Grundbahn, zwischen der Grundstartlage und der Grundendlage liegt, ist die Kollisionsfreiheit auf besonders einfache Weise gewährleistbar.

Je nach Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ermittlungsverfahrens kann der Zusatzlagesollwert die momentane Zusatzendlage vor, mit oder nach dem Erreichen der Grundendlage durch den Grundlagesollwert erreichen. Vorzugsweise aber ändert sich der Zusatzlagesollwert auch nach dem Erreichen der Grundendlage durch den Grundlagesollwert noch. Dies stellt keinen Widerspruch zu einem etwaigen Erreichen der momentanen Zusatzendlage vor oder mit dem Erreichen der Grundendlage durch den Grundlagesollwert dar, da sich auch dann die momentane Zusatzendlage noch ändern kann.

Die Kollisionsgefahr kann noch weiter reduziert werden, wenn die momentane Zusatzendlage gleich einer anfänglichen Zusatzendlage gehalten wird, bis der Grundlagesollwert eine zweite Grundzwischenlage erreicht hat, die, bezogen auf die Grundbahn, zwischen der Grundstartlage und der Grundendlage liegt.

Die Anwendung des erfindungsgemäßen Ermittlungsverfahrens ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Zusatzendlagenbahn und die Grundbahn einen gemeinsamen Bahnabschnitt aufweisen.

Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen. Dabei zeigen in Prinzipdarstellung
1 schematisch eine Produktionsmaschine,
2 ein Ablaufdiagramm,
3 die Beziehung verschiedener Lagen zueinander,
4 ein weiteres Ablaufdiagramm,
5 eine weitere Beziehung verschiedener Lagen zueinander und
6 ein Blockschaltbild eines Rechner.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand des Beispiels einer Produktionsmaschine erläutert, nämlich einer Spritzgießmaschine. Prinzipiell ist die vorliegende Erfindung aber nicht auf die Anwendung bei Produktionsmaschinen bzw. Spritzgießmaschinen beschränkt. Vielmehr ist sie allgemein bei allen Arten von Maschinen einsetzbar, die ein lagegeführt verfahrbares Grundelement und ein lagegeführt verfahrbares Zusatzelement aufweisen, wobei die Verfahrbewegungen des Grundelements und des Zusatzelements miteinander koordiniert werden müssen, um Kollisionen zu vermeiden.
Gemäß 1 weist eine Kunststoffspritzgießmaschine unter anderem eine Werkzeugform 1 und ein Handhabungsgerät 2 auf. Die Werkzeugform 1 weist dabei ein feststehendes Werkzeugteil 3 und ein bewegliches Werkzeugteil 4 auf.
Das bewegliche Werkzeugteil 4 ist zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung verfahrbar. In der Schließstellung des beweglichen Werkzeugteils 4 ist die Werkzeugform 1 geschlossen, so dass mittels der Spritzgießmaschine ein Spritzgießteil herstellbar ist. In der Öffnungsstellung des beweglichen Werkzeugteils 4 kann ein hergestelltes Spritzgießteil mittels des Handhabungsgeräts 2 aus dem beweglichen Werkzeugteil 4 entnommen werden. Hierzu ist das Handhabungsgerät 2 lagegeführt zwischen einer Wartestellung und einer Entnahmestellung verfahrbar.
Gemäß 1 befinden sich das bewegliche Werkzeugteil 4 in der Schließstellung und das Handhabungsgerät 2 in der Wartestellung. Gestrichelt eingezeichnet sind aber in 1 auch die Orte, in denen sich das bewegliche Werkzeugteil 4 in der Öffnungsstellung und das Handhabungsgerät 2 in der Entnahmestellung befinden.
Die gesamte Spritzgießmaschine wird von einer Steuereinrichtung 5 gesteuert. Hierzu ist in einem Programmspeicher 6 der Steuereinrichtung 5 ein Betriebsprogramm 7 abgespeichert. Das Betriebsprogramm 7 ist der Steuereinrichtung 5 dabei zuvor über einen Datenträger 8 zugeführt worden, auf dem ebenfalls das Betriebsprogramm 7 abgespeichert ist. Ein Beispiel eines derartigen Datenträgers 8 ist eine CD-ROM 8. Prinzipiell könnte das Betriebsprogramm 7 der Steuereinrichtung 5 aber auch auf andere Weise zugeführt worden sein, z. B. über eine der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellte Rechner-Rechner-Verbindung.
Das Steuerungsverhalten der Steuereinrichtung 5 wird durch das im Programmspeicher 6 abgespeicherte Betriebsprogramm 7 bestimmt. Bei Aufruf des Betriebsprogramms 7 führt die Steuereinrichtung 5 somit ein Betriebsverfahren aus, das nachfolgend in Verbindung mit 2 beschrieben wird. Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird dabei nachstehend nur auf die Teile des Betriebsverfahrens näher eingegangen, die für die vorliegende Erfindung von Bedeutung sind. Insbesondere nähere Ausführungen zum Spritzgießvorgang als solchem und zum Entnehmen des Spritzgießteils aus dem beweglichen Werkzeugteil 4 werden daher nachfolgend nicht getroffen.
Gemäß 2 werden der Steuereinrichtung 5 – sei es im Rahmen eines Anwendungsprogramms 9, sei es direkt von einem Bediener 10 – in einem Schritt 201 zunächst eine Anzahl von Parametern vorgegeben. Diese Parameter umfassen insbesondere die Schließstellung und die Öffnungsstellung des beweglichen Werkzeugteils 4, nachfolgend als L41 und L42 bezeichnet, sowie zwei zwischen diesen beiden Stellungen gelegene Zwischenstellungen des beweglichen Werkzeugteils 4, nachfolgend als L43 und L44 bezeichnet. Weiterhin umfassen die Parameter die Wartestellung und die Entnahmestellung des Handhabungsgeräts 2, nachfolgend als L21 und L22 bezeichnet, sowie eine anfängliche fiktive Entnahmestellung des Handhabungsgeräts 2, nachfolgend als L23 bezeichnet. Wie aus 3 ersichtlich ist, liegen die Stellungen L21 bis L23 und L41 bis L44 mit Ausnahme der Stellung L21 dabei auf einer Geraden.
In einem Schritt 202 prüft die Steuereinrichtung 5 sodann, ob ein Spritzgießvorgang abgeschlossen ist. Der Schritt 202 wird dabei gegebenenfalls wiederholt abgearbeitet.
Wenn der Spritzgießvorgang abgeschlossen ist, definiert die Steuereinrichtung 5 in einem Schritt 203

– die Schließstellung L41 als Grundstartlage G1,
– die Öffnungsstellung L42 als Grundendlage G2,
– die Zwischenstellungen L43 und L44 als erste und zweite Grundzwischenlage G3 und G4,
– die Wartestellung L21 als Zusatzstartlage Z1,
– die endgültige Entnahmestellung L22 als endgültige Zusatzendlage Z2 und
– die Lage L23 als anfängliche Zusatzendlage Z3.

Auch dieser Sachverhalt ist in 3 dargestellt. Weiterhin setzt sie im Schritt 203 eine Laufvariable a auf den Wert Null. Sodann übergibt die Steuereinrichtung 5 diese Daten in einem Schritt 204 an einen Rechner 11, der innerhalb der Steuereinrichtung 5 realisiert ist.
Der Rechner 11 arbeitet online. Er ermittelt – siehe 4 – in einem Schritt 401 zunächst eine Grundbahn und eine Zusatzendlagenbahn. Entlang der Grundbahn soll das Grundelement verfahren werden. Die Grundbahn führt dabei stets von der Grundstartlage G1 zur Grundendlage G2. Auf Grund der entsprechenden Vorgabe ist dabei im vorliegenden Fall das bewegliche Werkzeugteil 4 das Grundelement 4. Die Zusatzendlagenbahn ist der Verlauf der später zu ermittelnden momentanen Zusatzendlagen Z4. Er führt von der anfänglichen Zusatzendlage Z3 zur endgültigen Zusatzendlage Z2.
Prinzipiell kann die Grundbahn nach einer beliebigen Funktionalität ermittelt werden. Im einfachsten Fall ist die Grundbahn im Raum aber eine gerade Linie von der Grundstartlage G1 zur Grundendlage G2. Analoges gilt für die Zusatzendlagenbahn.
Auf Grund der Art der Bestimmung von Grundbahn und Zusatzendlagenbahn weisen diese einen gemeinsamen Bahnabschnitt auf. Der gemeinsame Bahnabschnitt wird zuerst von den Grundlagesollwerten G* und danach von den momentanen Zusatzendlagen Z4 durchlaufen, und zwar in der gleichen Richtung.
Als nächstes inkrementiert der Rechner 11 in einem Schritt 402 die Laufvariable a. In einem Schritt 403 ermittelt der Rechner 11 sodann den Grundlagesollwert G*, zu dem das Grundelement, hier das bewegliche Werkzeugteil 4, als nächstes verfahren werden soll. Der Grundlagesollwert G* liegt dabei auf der Grundbahn.
Bei dem gewählten Beispiel der geraden Verbindung von der Grundstartlage G1 zur Grundendlage G2 kann der Grundlagesollwert G* beispielsweise gemäß der in Schritt 403 angegebenen Formel ermittelt werden. A ist dabei eine konstante natürliche Zahl, die erheblich größer als Null ist, z. B. zwischen 100 und 10.000 liegt. Es ist aber auch eine andere Art der Sollwertermittlung möglich.
In einem Schritt 404 prüft der Rechner 11 sodann, ob die Laufvariable a größer als die Konstante A ist. Wenn dies der Fall ist, begrenzt sie in einem Schritt 405 den Grundlagesollwert G* auf die Grundendlage G2.
Sodann ermittelt der Rechner 11 in einem Schritt 406 die momentane Zusatzendlage Z4. Gemäß dem in Verbindung mit 4 gegebenen Beispiel ermittelt der Rechner 1 dabei als momentane Zusatzendlage Z4 einen Punkt, der auf der Zusatzendlagenbahn liegt. b ist dabei ein Offset. b ist eine natürliche Zahl. B ist wieder eine Konstante, die in derselben Größenordnung liegt wie die Konstante A. Sie muss aber nicht notwendigerweise mit dieser identisch sein. Ferner sei erwähnt, dass auch hier eine andere Art der Ermittlung möglich ist.
Auf Grund der Abhängigkeit der ermittelten momentanen Zusatzendlage Z4 von der Laufvariablen a ermittelt der Rechner 11 die momentane Zusatzendlage Z4 damit implizit anhand des jeweils ermittelten Grundlagesollwerts G*. Weiterhin stehen auf Grund dieses Sachverhalts die jeweils momentanen Zusatzendlagen Z4, bezogen auf die Zusatzendlagenbahn, zumindest in einem Teilbereich der Zusatzendlagenbahn in einem linearen Verhältnis zum jeweiligen Grundlagesollwert G*, bezogen auf die Grundbahn.
In einem Schritt 407 prüft der Rechner 11, ob die Differenz der Laufvariablen a und des Offsets b kleiner als Null ist. Wenn dies der Fall ist, setzt der Rechner 11 in einem Schritt 408 die momentane Zwischenendlage Z4 auf den Wert der anfäng lichen Zwischenendlage Z3. Der Offset b ist daher derart bestimmt, dass die momentane Zusatzendlage Z4 gleich der anfänglichen Zusatzendlage Z3 gehalten wird, bis der Grundlagesollwert G* die zweite Grundzwischenlage G4 erreicht hat.
Anderenfalls überprüft der Rechner 11 in einem Schritt 409, ob die Differenz von Laufvariable a und Offset b größer als die Konstante B ist. Wenn dies der Fall ist, setzt der Rechner 11 in einem Schritt 410 die momentane Zusatzendlage Z4 auf den Wert der endgültigen Zusatzendlage Z2.
Als nächstes ermittelt der Rechner 11 in einem Schritt 411 anhand der Zusatzanfangslage Z1 und der momentanen Zusatzendlage Z4 eine momentane Zusatzbahn im Raum. Im einfachsten Fall ist die Zusatzbahn eine gerade Linie, die sich von der Zusatzstartlage Z1 zur momentanen Zusatzendlage Z4 erstreckt. Prinzipiell ist aber auch eine andere Zusatzbahn denkbar.
Sodann ermittelt der Rechner 11 in einem Schritt 412 einen auf der momentanen Zusatzbahn liegenden Zusatzsollwert Z*. Im einfachsten Fall ermittelt der Rechner 11 den Zusatzlagesollwert Z* dabei entsprechend der in Schritt 412 angegebenen Formel. c ist in dieser Formel wieder ein Offset, der eine natürliche Zahl ist. C ist wieder eine Konstante, die in der gleichen Größenordnung wie die Konstanten A und B liegt, aber nicht notwendigerweise den gleichen Wert wie eine oder beide dieser Konstanten A, B aufweist.
Auf Grund der beispielhaft gegebenen Abhängigkeit des Zusatzlagesollwerts Z* von der Laufvariablen a steht dabei auch der jeweils ermittelte Zusatzlagesollwert Z*, bezogen auf die momentane Zusatzbahn, zumindest in einem Teilbereich der momentanen Zusatzbahn in einem linearen Verhältnis zum jeweiligen Grundlagesollwert G*, bezogen auf die Grundbahn. Auf Grund des Offsets c wird der Zusatzlagesollwert Z* weiterhin gleich der Zusatzstartlage Z1 gehalten, bis der Grundlagesollwert G* die erste Grundzwischenlage G3 erreicht hat.
Je nach Wahl des Offsets c und der Konstanten A und C erreicht der Zusatzlagesollwert Z* die momentane Zusatzendlage Z4 vor, mit oder nach Erreichen der Grundendlage G2 durch den Grundlagesollwert G*. Ebenso erreicht je nach Wahl des Offsets b und der Konstanten A und B die momentane Zusatzendlage Z4 die endgültige Zusatzendlage Z2 vor, mit oder nach dem Erreichen der Grundendlage G2 durch den Grundlagesollwert G*. Die Offsets b und c und die Konstanten B und C dürfen aber nicht derart bestimmt sein, dass sowohl der Zusatzlagesollwert Z* die momentane Zusatzendlage Z4 als auch die momentane Zusatzendlage Z4 die endgültige Zusatzendlage Z2 vor dem Erreichen der Grundendlage G2 durch den Grundlagesollwert G* erreichen. Maximal ein gleichzeitiges Erreichen in beiden Fällen ist zulässig. Vorzugsweise sollte sich der Zusatzlagesollwert Z* nach dem Erreichen der Grundendlage G2 durch den Grundlagesollwert G* sogar noch ändern.
Die ermittelten Lagesollwerte G*, Z* gibt der Rechner 11 in einem Schritt 417 an die Steuereinrichtung 5 zurück. Diese nimmt die übermittelten Lagesollwerte G*, Z* in einem Schritt 205 entgegen. In einem Schritt 206 gibt die Steuereinrichtung 5 dann den Grundlagesollwert G* an das bewegliche Werkzeugteil 4 aus, den ermittelten Zusatzlagesollwert Z* an das Handhabungsgerät 2. Dadurch werden das bewegliche Werkzeugteil 4 und das Handhabungsgerät 2 entsprechend den ermittelten Sollwerten G*, Z* lagegeführt verfahren. Das Verfahren des beweglichen Werkzeugteils 4 erfolgt dabei entlang der Grundbahn von der Grundstartlage G1 zur Grundendlage G2. Das Verfahren des Handhabungsgeräts 2 erfolgt ausgehend von der Zusatzstartlage Z1 auf die momentane Zusatzendlage Z4 zu.
In einem Schritt 207 überprüft die Steuereinrichtung 5 sodann, ob der Grundlagesollwert G* gleich der Öffnungsstellung des beweglichen Werkzeugteils 4 ist. Wenn dies noch nicht der Fall ist, geht sie zum Schritt 205 zurück. Anderenfalls überprüft sie in einem Schritt 208, ob auch der Zusatzlagesollwert Z* die Entnahmestellung des Handhabungsgeräts 2 erreicht hat. Wenn dies nicht der Fall ist, geht sie wieder zum Schritt 205 zurück, ansonsten setzt sie die weitere Abarbeitung des Betriebsprogramms mit einem Schritt 209 fort.
Im Schritt 209 steuert die Steuereinrichtung 5 das Handhabungsgerät 2 derart an, dass das Handhabungsgerät 2 das spritzgegossene Kunststoffteil aus dem beweglichen Werkzeugteil 4 entnimmt.
Als nächstes muss das Handhabungsgerät 2 wieder in seine Wartestellung zurückgefahren werden, das bewegliche Werkzeugteil 4 in seine Schließstellung. Hierzu ist es prinzipiell möglich, die zuvor ermittelten Grund- und Zusatzlagesollwerte G*, Z* in der umgekehrten Reihenfolge wieder an das bewegliche Werkzeugteil 4 bzw. das Handhabungsgerät 2 auszugeben. Es ist aber auch die Vorgehensweise möglich, die nachstehend in Verbindung mit 2 näher erläutert wird.
Gemäß 2 werden nämlich in einem Schritt 210 wieder eine Anzahl von Anfangsparametern definiert. Dies ist in 5 dargestellt. Die Stellungen L24 und L25 sind dabei geeignet bestimmte Lagen des Handhabungsgeräts 2 auf der Zusatzbahn, die von der Entnahmestellung L22 zur Wartestellung L21 führt. Als anfängliche Zusatzendlage Z3 könnte auch ein anderer Wert, z. B. die Schließstellung L41, gewählt werden. Im Ergebnis ist nunmehr das Handhabungsgerät 2 das Grundelement, das bewegliche Werkzeugteil 4 das Zusatzelement. In Schritten 211 bis 213 werden dann – analog zu den Schritten 204 bis 206 – der Rechner 11 aufgerufen, der Grund- und der Zusatzlagesollwert G* und Z* entgegen genommen sowie die Lagesollwerte G*, Z* an das Handhabungsgerät 2 und das bewegliche Werkzeugteil 4 ausgegeben. Im Unterschied zu Schritt 206 wird nunmehr aber der Grundlagesollwert G* dem Handhabungsgerät 2 vorgegeben, der Zusatzlagesollwert Z* dem beweglichen Werkzeugteil 4.
In Schritten 214 und 215 wird überprüft, ob der Grundlagesollwert G* der Wartestellung des Handhabungsgeräts 2 und der Zusatzlagesollwert Z* der Schließstellung des beweglichen Werkzeugteils 4 entsprechen. Nur wenn beide Bedingungen erfüllt sind, wird zu einem Schritt 216 übergegangen, ansonsten wird zum Schritt 212 zurückgesprungen.
Im Schritt 216 überprüft die Steuereinrichtung 5, ob die weitere Ausführung des Betriebsverfahrens beendet werden soll. Wenn dies nicht der Fall ist, wird in einem Schritt 217 der nächste Spritzgießvorgang eingeleitet und zum Schritt 202 zurück gesprungen. Anderenfalls ist das Betriebsverfahren beendet.
Bei der obenstehend in Verbindung den 1 bis 4 erläuterten Vorgehensweise gibt also die Steuereinrichtung 5 dem Handhabungsgerät 2 und dem beweglichen Werkzeugteil 4 die ermittelten Grundlagesollwerte G* und die ermittelten Zusatzlagesollwerte Z* vor. Auf Grund dieser Vorgaben werden das Grundelement (z. B. das bewegliche Werkzeugteil 4) und das Zusatzelement (z. B. das Handhabungsgerät 2) entsprechend den ermittelten und vorgegebenen Lagesollwerten G*, Z* lagegeführt verfahren. Das erfindungsgemäße Ermittlungsverfahren wird dabei vom Rechner 11 online ausgeführt.
Es ist aber auch möglich, die Grund- und Zusatzlagesollwerte G*, Z* vorab und offline zu ermitteln. In diesem Fall weist der Rechner 11 gemäß 6 selbst einen Programmspeicher 12 auf, in dem ein Ermittlungsprogramm 13 abgespeichert ist. Das Ermittlungsprogramm 13 ist dem Rechner 11 dabei mittels eines Datenträgers 14 zugeführt worden, auf dem das Ermittlungsprogramm ebenfalls abgespeichert ist. Ein Beispiel eines derartigen Datenträgers 14 ist wieder eine CD-ROM 14. Auch ein Zuführen über eine Rechner-Rechner-Verbindung wäre aber wieder möglich.
Bei Aufruf des Ermittlungsprogramms 13 führt der Rechner 11 prinzipiell das gleiche Verfahren durch, das obenstehend in Verbindung mit den 2 bis 5 beschrieben wurde. Es entfallen jedoch die Schritte 202, 209, 216 und 217. Anstelle der Schritte 204 bis 206 und 211 bis 213 werden jeweils die Schritte 401 bis 417 ausgeführt.
Weiterhin muss selbstverständlich gewährleistet sein, dass eine korrekte Zuordnung der ermittelten Grund- und Zusatzlagesollwerte G*, Z* zu den zu verfahrenden Elementen 2, 4 erfolgt. Vorzugsweise erstellt der Rechner 11 hierzu eine Steuerdatei 15, welche die Folge von Grundlagesollwerten G* und korrespondierenden Zusatzlagesollwerten Z* enthält. Die Steuerdatei 15 kann dann wieder auf einem geeigneten Datenträger 16 gespeichert werden, beispielsweise einer Speicherkarte 16.
Mittels des erfindungsgemäßen Ermittlungs- bzw. Betriebsverfahrens kann somit auf einfache Weise gewährleistet werden, dass die Produktionsmaschine einerseits mit hoher Dynamik betreibbar ist, andererseits aber dennoch mit Sicherheit eine Kollisionsfreiheit gewährleistet bleibt.

Claims

Rechnergestütztes Ermittlungsverfahren für Zusatzlagesollwerte (Z*) für ein lagegeführt verfahrbares Zusatzelement (2) einer Maschine, insbesondere einer Produktionsmaschine, die auch ein lagegeführt verfahrbares Grundelement (4) aufweist, – wobei der Rechner (11) gemäß einer vorbestimmten Grundbahn im Raum jeweils einen Grundlagesollwert (G*) ermittelt, so dass bei Vorgabe des Grundlagesollwerts (G*) an das Grundelement (4) dieses entlang der Grundbahn lagegeführt von einer Grundstartlage (G1) zu einer Grundendlage (G2) verfahren würde, – wobei der Rechner (11) anhand des jeweils ermittelten Grundlagesollwertes (G*) eine korrespondierende momentane Zusatzendlage (Z4) im Raum ermittelt, – wobei der Rechner (11) anhand einer vorbestimmten festen Zusatzstartlage (Z1) im Raum und der momentanen Zusatzendlage (Z4) jeweils einen Zusatzlagesollwert (Z*) ermittelt, so dass bei Vorgabe des Zusatzlagesollwerts (Z*) an das Zusatzelement (2) dieses, ausgehend von der Zusatzstartlage (Z1), lagegeführt entlang einer momentanen Zusatzbahn auf die momentane Zusatzendlage (Z4) zu verfahren würde.
Ermittlungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner (11) zunächst anhand der vorbestimmten festen Zusatzstartlage (Z1) und der momentanen Zusatzendlage (Z4) die momentane Zusatzbahn bestimmt und sodann den Zusatzlagesollwert (Z*) ermittelt.
Ermittlungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die momentanen Zusatzendlagen (Z4) im Raum auf einer vorbestimmten Zusatzendlagenbahn liegen und dass die jeweils momentane Zusatzendlage (Z4), bezogen auf die Zusatzendlagenbahn, zumindest in einem Teilbereich der Zusatzendlagenbahn in einem linearen Verhältnis zum jeweiligen Grundlagesollwert (G*), bezogen auf die Grundbahn, steht.
Ermittlungsverfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Zusatzlagesollwert (Z*), bezogen auf die momentane Zusatzbahn, zumindest in einem Teilbereich der momentanen Zusatzbahn in einem linearen Verhältnis zum jeweiligen Grundlagesollwert (G*), bezogen auf die Grundbahn, steht.
Ermittlungsverfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die momentanen Zusatzbahnen im Raum jeweils eine gerade Linie von der Zusatzstartlage (Z1) zur momentanen Zusatzendlage (Z4) bilden.
Ermittlungsverfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzlagesollwert (Z*) gleich der Zusatzstartlage (Z1) gehalten wird, bis der Grundlagesollwert (G*) eine erste Grundzwischenlage (G3) erreicht hat, die, bezogen auf die Grundbahn, zwischen der Grundstartlage (G1) und der Grundendlage (G2) liegt.
Ermittlungsverfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzlagesollwert (Z*) die momentane Zusatzendlage (Z4) vor, mit oder nach dem Erreichen der Grundendlage (G2) durch den Grundlagesollwert (G*) erreicht.
Ermittlungsverfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzlagesollwert (Z*) sich nach dem Erreichen der Grundendlage (G2) durch den Grundlagesollwert (G*) noch ändert.
Ermittlungsverfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die momentane Zusatzendlage (Z4) gleich einer anfänglichen Zusatzendlage (Z3) gehalten wird, bis der Grundlagesollwert (G*) eine zweite Grundzwischenlage (G4) erreicht hat, die, bezogen auf die Grundbahn, zwischen der Grundstartlage (G1) und der Grundendlage (G2) liegt.
Ermittlungsverfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzendlagenbahn und die Grundbahn einen gemeinsamen Bahnabschnitt aufweisen.
Datenträger mit einem auf dem Datenträger gespeicherten Ermittlungsprogramm (13) zur Durchführung eines Ermittlungsverfahrens nach einem der obigen Ansprüche.
Rechner, der einen Programmspeicher (12) aufweist, in dem ein Ermittlungsprogramm (13) abgespeichert ist, so dass bei Aufruf des Ermittlungsprogramms (13) von dem Rechner ein Ermittlungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgeführt wird.
Datenträger mit einer auf dem Datenträger gespeicherten Folge von Grundlagesollwerten (G*) und einer korrespondierenden Folge von Zusatzlagesollwerten (Z*) für eine Steuereinrichtung (5) zum Steuern einer Maschine, insbesondere einer Produktionsmaschine, die ein lagegeführt verfahrbares Grundelement (4) und ein lagegeführt verfahrbares Zusatzelement (2) aufweist, wobei die Folge von Zusatzlagesollwerten (Z*) gemäß einem Ermittlungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ermittelt wurde.
Betriebsverfahren für eine Maschine, insbesondere eine Produktionsmaschine, mit einem lagegeführt verfahrbaren Grundelement (4), einem lagegeführt verfahrbaren Zusatzelement (2) und einer Steuereinrichtung (5), – wobei die Steuereinrichtung (5) einen Rechner (11) umfasst, der online ein Ermittlungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ausführt, – wobei die Steuereinrichtung (5) dem Grundelement (4) die ermittelten Grundlagesollwerte (G*) und dem Zusatzelement (2) die ermittelten Zusatzlagesollwerte (Z*) vorgibt, so dass das Grundelement (4) entsprechend den ermittelten Grundlagesollwerten (G*) und das Zusatzelement (2) entsprechend den ermittelten Zusatzlagesollwerten (Z*) lagegeführt verfahren werden.
Datenträger mit einem auf dem Datenträger gespeicherten Betriebsprogramm (7) zur Durchführung eines Betriebsverfahrens nach Anspruch 14.
Steuereinrichtung zum Steuern einer Maschine, insbesondere einer Produktionsmaschine, die einen Programmspeicher (6) aufweist, in dem ein Betriebsprogramm (7) abgespeichert ist, so dass bei Aufruf des Betriebsprogramms (7) von der Steuereinrichtung ein Betriebsverfahren nach Anspruch 14 ausgeführt wird.
Maschine, insbesondere Produktionsmaschine, mit einem lagegeführt verfahrbaren Grundelement (4), einem lagegeführt verfahrbaren Zusatzelement (2) und einer Steuereinrichtung (5), wobei die Steuereinrichtung (5) gemäß Anspruch 16 ausgebildet ist.