DE102004043060B4

DE102004043060B4 - Spritzgießmaschine

Info

Publication number: DE102004043060B4
Application number: DE102004043060.8A
Authority: DE
Inventors: Walther Pitschenender; Helmut Naderhirn
Original assignee: Engel Austria GmbH
Current assignee: Engel Austria GmbH
Priority date: 2003-09-10
Filing date: 2004-09-06
Publication date: 2016-09-15
Anticipated expiration: 2024-09-07
Also published as: DE102004043060A1; AT7303U1; US20050053687A1

Abstract

Spritzgießmaschine mit einer über eine Schließeinrichtung öffen- und schließbaren Form und einem Spritzaggregat zum Einbringen einer fluiden Formmasse in die geschlossene Form, und mit mindestens einer auswechselbaren Komponente, wobei die auswechselbare Komponente (2, 3, 9, 15, 15b, 17), mit mindestens einem Transponder (7) versehen ist, der berührungslos mittels einer Leseeinrichtung (8) auslesbar ist, wobei die Leseeinrichtung (8) mit der elektronischen Maschinensteuerung (6) verbunden ist oder zumindest teilweise darin integriert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschinensteuerung (6) den Bewegungsablauf der mindestens einen auswechselbaren Komponente (2, 3, 9, 15, 15b, 17) der Spritzgießmaschine in Abhängigkeit von den von der Leseeinrichtung (8) ausgelesenen Transponderdaten festlegt, verändert oder begrenzt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Spritzgießmaschine mit einer über eine Schließeinrichtung öffen- und schließbaren Form und einem Spritzaggregat zum Einbringen einer fluiden Formmasse in die geschlossene Form, und mit mindestens einer auswechselbaren Komponente. Es ist bereits bekannt, auswechselbare Werkzeuge zu codieren, beispielsweise mittels Strichcodes. Die Codiermöglichkeiten sind dabei allerdings beschränkt. Außerdem besteht die Gefahr der Verschmutzung des Strichcodes, insbesondere in der oft rauen Maschinenumgebung.
Die prioritätsältere, nicht vorveröffentlichte DE 102 28 250 B4 offenbart eine Spritzgießmaschine mit drahtlos vernetzten elektrischen Komponenten, bei der auswechselbare Komponenten mit Sendern und Empfängern ausgerüstet und berührungslos auslesbar sind.
Die JP 2002-355 872 A betrifft eine Spritzgießmaschine mit einer öffen- und schließbaren Form und einem Spritzaggregat zum Einbringen einer fluiden Formmasse in die geschlossene Form, sowie mindestens eine weitere auswechselbare Komponente, wobei die auswechselbare Komponente mit mindestens einem Transponder versehen ist, der berührungslos mittels einer Leseeinrichtung auslesbar ist.
Die DE 202 04 360 U1 betrifft eine Spritzgießmaschine mit mindestens einem internen Maschinensteuerungssystem, insbesondere mit einer SPS und/oder damit verbundenen Aktuatoren und/oder Sensoren, zur rechnergestützten Prozeßüberwachung und Steuerung der Spritzgießmaschine. Dabei weist die Spritzgießmaschine mindestens eine Mobilfunkübertragungseinheit zur Datenübertragung über mindestens ein Mobilfunknetz auf.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Spritzgießmaschine zu schaffen, mit der ein hoher Automatisierungsgrad beim Anschluß auswechselbarer Komponenten erzielbar ist. Damit soll auch der Komfort und die Sicherheit bei der Bedienung der Spritzgießmaschine gesteigert werden.
Diese Aufgabe wird durch eine Spritzgießmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Anspruchs 1 erreicht. Die auswechselbare Komponente ist mit mindestens einem Transponder versehen, der berührungslos mittels einer Leseeinrichtung auslesbar ist. Die Leseeinrichtung ist mit der elektronischen Maschinensteuerung verbunden bzw. zumindest teilweise darin integriert. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Maschinensteuerung den Bewegungsablauf der mindestens einen auswechselbaren Komponente der Spritzgießmaschine in Abhängigkeit von den von der Leseeinrichtung ausgelesenen Transponderdaten festlegt, verändert oder begrenzt.
Transponder sind an sich bekannt. Sie dienen dazu, eine berührungslose Kommunikation zwischen dem meist miniaturisierten Transponder und einer Leseeinrichtung herzustellen, wobei der Datentransport in beiden Richtungen vor sich gehen kann. Es können im Allgemeinen also Daten aus dem Transponder ausgelesen werden und häufig auch Daten in einen Speicher des Transponders geschrieben werden. Es gibt aktive Transponder, die mit einer eigenen Energiequelle, beispielsweise einer Batterie, ausgestattet sind. Zunehmend kommen auch passive Transponder zum Einsatz, die die Versorgungsenergie für die elektronischen Schaltkreise am Transponder aus dem abfragenden elektromagnetischen Feld der Leseeinrichtung beziehen. Dazu weisen diese passiven Transponder neben einer Empfangsantenne bzw. -spule häufig auch einen Resonanzkondensator auf.
Durch den erfindungsgemäßen Einsatz von Transpondern bei auswechselbaren Komponenten einer Spritzgießmaschine kann eine umfangreiche automatische Identifizierung der angeschlossenen auswechselbaren Komponenten erfolgen.
Im Gegensatz zu den bekannten Strichcodes ist die in einem Transponder abspeicherbare Datenmenge wesentlich höher – was in der Praxis neben der funktionssicheren und raschen Auslesung der Transponderdaten einen entscheidenden Vorteil darstellt, insbesondere dann, wenn die auswechselbare Komponente eine komplexe Einrichtung, wie beispielsweise ein Handlinggerät, zur Entnahme der Spritzgussteile ist. Es können dann zahlreiche gerätespezifische Daten, wie maximale Hübe, maximale Bewegungsgeschwindigkeiten, etc., übertragen werden. Eine üblicherweise vorhandene elektronische Maschinensteuerung, die mit der Leseeinrichtung verbunden ist, kann dann in Kenntnis dieser handlinggerätspezifischen Daten eine optimierte, angepaßte Steuerung des Handlinggerätes bewirken.
Auch können Transponder – im Gegensatz zu den bekannten Strichcodes – mit Sensoren verbunden sein, beispielsweise mit Druck- und Temperatursensoren. Diese können auch am Transponder selbst ausgebildet sein. Damit erlaubt der Transponder nicht nur eine Identifikation des angeschlossenen auswechselbaren Teiles. Er kann vielmehr zusätzlich oder alternativ zur Übertragung von Sensordaten verwendet werden. Beispielsweise kann man beim Einsatz in einem auswechselbaren Plastifizierzylinder Temperatur- und Druckdaten an die Maschinensteuerung übermitteln.
Bei einem Einsatz von Transpondern auf einer Plastifizierschnecke ist es bevorzugt möglich, dass die Maschinensteuerung in Abhängigkeit von den Transponderdaten der Plastifizierschnecke eine Drehmomentbegrenzung beim Antrieb der Plastifizierschnecke automatisch vornimmt.
Andere mögliche Einsatzstellen für den Transponder an der Spritzgießmaschine sind die Spritzgießform selbst, der Greiferkopf eines Handlinggerätes oder eine auswechselbare Transporteinrichtung für die fertigen Spritzgussteile. Auch weitere Anwendungen sind durchaus denkbar und möglich. Einige von diesen werden weiter unten noch beschrieben werden.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Figurenbeschreibung näher erläutert.
Die 1 zeigt einen schematischen Schnitt durch den hinteren Teil eines Plastifizierzylinders samt Plastifizierschnecke und deren Antrieb.
Die 2 zeigt in einer schematischen Seitenansicht einen Ausschnitt einer Spritzgießmaschine mit einem Transponder in einer Formhälfte.
Die 3 zeigt in einer schematischen Seitenansicht einen Teil einer Spritzgießmaschine mit einem Transponder in einem Handlinggerät.
Die 4 zeigt in einer schematischen Seitenansicht einen Ausschnitt einer Spritzgießmaschine mit einem Transponder in einem Greiferkopf eines Handlinggerätes.
Die 5 zeigt in einer schematischen Seitenansicht einen Ausschnitt einer Spritzgießmaschine mit einem Transponder in einer Transportvorrichtung für die hergestellten Spritzgießteile.
Die 6 zeigt ein schematisches Ausführungsbeispiel mit einem einer Bedienperson zugeordneten Transponder zur Veränderung bzw. Festlegung der Zutrittsberechtigung.
Die 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem einerseits einer Bedienperson ein Transponder, andererseits einer Fernsteuerung ein Transponder zugeordnet ist.
Die 8 zeigt einen schematischen Aufbau eines Ausführungsbeispiels eines geeigneten passiven Transponders.
Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist in ein Gehäuse 1 ein auswechselbarer Plastifizierzylinder 2 eingesetzt. In diesem Plastifizierzylinder 2 ist in an sich bekannter Weise eine Plastifizierschnecke 3 drehbar gelagert, wobei der Antrieb der Plastifizierschnecke über eine schematisch dargestellte Antriebseinheit 4 erfolgt. Die Granulatzufuhr erfolgt über den Kanal 5.
Erfindungsgemäß ist nun der Plastifizierzylinder 2 mit einem Transponder 7 ausgestattet. Ein Lesegerät 8 im Gehäuse 1 ist in der Lage, die Daten dieses Transponders 7 nach dem Einsetzen des Plastifizierzylinders 2 auszulesen und an die schematisch dargestellte elektronische Maschinensteuerung 6 für die gesamte Spritzgießmaschine weiterzugeben. Die Transponderdaten können der Maschinensteuerung 6 zahlreiche Informationen über den eingesetzten Plastifizierzylinder geben, insbesondere über dessen Dimensionen und sonstige physikalische Eigenschaften.
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel in 1 ist auch die Plastifizierschnecke 3 mit einem Transponder 7' ausgestattet, der von einer Leseeinrichtung 8' gelesen werden kann. Auch hier ist es möglich, die eingesetzte Plastifizierschnecke 3 samt ihren Eigenschaften rasch zu erfassen und diese Daten der Maschinensteuerung 6 zur Optimierung des Programmablaufes zu übermitteln. Insbesondere ist es möglich, daß die Maschinensteuerung 6 den Bewegungsablauf der Plastifizierschnecke 3 in Abhängigkeit von den von der Leseeinrichtung 8' gelesene Transponderdaten festlegt bzw. verändert. Dabei ist es vor allem vorteilhaft, wenn das Drehmoment der Antriebseinheit 4 in Abhängigkeit von der eingesetzten Plastifizierschnecke bzw. den entsprechenden Transponderdaten verändert und begrenzt wird.
Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Transponder 7 in der Formhälfte 9 angeordnet. Diese Formhälfte 9 ist auf einer beweglichen Formaufspannplatte gelagert, die die Leseeinrichtung 8 trägt. Diese bewegliche Formaufspannplatte ist über einen nur teilweise dargestellten Schließmechanismus in an sich bekannter Weise bewegbar. Auf der gegenüberliegenden Seite befindet sich die feste Formaufspannplatte 12, die direkt am Maschinenrahmen 13 befestigt ist. Sie trägt die zweite Formhälfte 14, an der ein schematisch dargestelltes Handlinggerät 15 befestigt ist.
An der Formhälfte 9 sind noch zwei Sensoren 16, 17 angeordnet, beispielsweise für Druck und Temperatur, die mit dem Transponder in Verbindung stehen.
Prinzipiell ist es auch möglich, diese Sensoren in oder an dem Transponderchip zu integrieren. Damit ist es nicht nur möglich, die Formhälfte rasch und eindeutig anhand der Transponderdaten zu identifizieren, sondern vielmehr auch während des Spritzgussprozesses Prozessdaten an die Maschinensteuerung zu liefern, die dann entsprechende Regelungsvorgänge einleiten kann. Ein solcher Transponder kann auch noch mit weiteren Sensoren, beispielsweise über die Öffnungs- und Schließwege, verbunden sein. Man kann damit dann auch die Schließgeschwindigkeiten erfassen und regeln. Temperatursensoren können auch beispielsweise die Kühlwasser- oder Lufttemperatur erfassen.
Die 2 zeigt auch noch schematisch ganz rechts ein Spritzaggregat 16', das beispielsweise die in 1 ausschnittweise dargestellten Teile umfaßt.
Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Transponder 7 am auswechselbaren Handlinggerät 15 befestigt. Die Leseeinrichtung 8 für den Transponder ist an der festen Formaufspannplatte 12 angeordnet. Sie steht mit der elektronischen Maschinensteuerung 6 in Verbindung. Auch hier können wiederum auf einfache Weise, das Handlinggerät 15 identifizierende Daten, insbesondere die maximalen Bewegungshübe an die Maschinensteuerung weiter gegeben werden.
Die 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Transponder 7 im Greiferkopf 15b des Handlinggerätes untergebracht ist, während das Lesegerät 8 am Ende des Armes 15a des Handlinggerätes 15 angeordnet ist.
Bei dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Transponder 7 an einer Fördereinrichtung 17 befestigt, welche lösbar am Maschinenrahmen 13 befestigbar ist. Eine Leseeinrichtung 8 am Maschinenrahmen 13 kann die Transponderdaten auslesen und damit das angeschlossene Förderband bzw. die Transporteinrichtung 17 identifizieren.
Ein weiterer Transponder 7' mit Leseeinrichtung 8' kann dazu dienen, die bewegbaren Paletten 18 (Trays) zu identifizieren und auf ihrem Weg zu verfolgen.
Bei dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel trägt die Bedienperson 19 einen Transponder 7, der von einer Leseeinrichtung 8 der Maschinensteuerung 6 gelesen werden kann. Damit ist es möglich, eine Zugangskontrolleinrichtung zu realisieren. Diese kann einmal den Zugang zur Spritzgießmaschine selbst beschränken, beispielsweise wenn diese in Betrieb ist und sich die Person in einer Sicherheitszone nähert. Dann kann es beispielsweise einen Alarm oder eine Abschaltung der Maschine geben. Außerdem ist es möglich, über die Kommunikation der Leseeinrichtung mit dem Transponder den Zugang zur Maschinensteuerung selbst festzulegen oder zu begrenzen. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Zugangskontrolleinrichtung in Abhängigkeit von den gelesenen Transponderdaten unterschiedliche Ebenen der Eingriffsmöglichkeit in die Maschinensteuerung freigibt. Die Maschinensteuerung erkennt also automatisch, welche Person sich nähert und gibt damit verschiedene Bedienungsebenen frei. Auch ist es möglich, über den Transponder Komforteinstellungen, beispielsweise an der Bildschirmdarstellung zu verändern, wie die für die Bedienperson bevorzugte Sprache oder Farbe bzw. angepaßte Menüdarstellung.
Die 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem zusätzlich noch ein Transponder 7' an einer Fernsteuerung 20 vorgesehen ist, die auch eine Leseeinrichtung 8' für den Transponder 7 an der Bedienperson aufweist.
Der Transponder 7 der Bedienperson kann also von zwei Lesegeräten – nämlich an der Festmaschinensteuerung 6 und an der Fernsteuerung 20 gelesen werden. Andererseits ist aber die Leseeinrichtung 8 an der Maschinensteuerung 6 auch dazu geeignet, den Transponder an der Fernsteuerung 20 zu lesen und damit diese zu identifizieren. Damit kann auch eine Kollisionsproblematik bei mehreren Fernsteuerungen in einem Raum mit verschiedenen Spritzgießmaschinen und deren Steuerungen vermieden werden.
Die 8 zeigt ein Beispiel für einen passiven Transponder 7 mit einer Antenne 21. Diese kann als Luftspule ausgebildet sein. Sie kann aber auch auf einem Transponderchip integriert oder anderweitig verlegt sein. Weiters ist ein Resonanzkondensator 22 vorgesehen. Der Transponder 7 kann noch mit Sensoren 16 für den Druck und 17 für die Temperatur in Verbindung stehen. Die Sensordaten können entweder direkt an die Leseeinrichtung übertragen werden und/oder im Speicher 23 abgespeichert werden. Es ist auch möglich, die Sensoren 16 und 12 auf dem Chip des Transponders bzw. einem gemeinsamen Träger unterzubringen. Außerdem ist es durchaus denkbar und möglich, andere physikalische Größen als Druck und Temperatur zu erfassen.
Der schematisch dargestellte HF-Teil 24 umfaßt einen Gleichrichter und stellt die Stromversorgung des Versorgers sicher. Außerdem moduliert bzw. demoduliert er die Signale, um eine Datenübertragung zwischen der nicht dargestellten Leseeinrichtung und der Steuerlogik zu ermöglichen. Diese Steuerlogik umfaßt in an sich bekannter Weise einen Taktgenerator und eine Ablauf- und Speichersteuerung so wie gegebenenfalls eine Verschlüsselungslogik. Die Steuerlogik 25 steht mit einem Speicher 23, beispielsweise einem EEPROM in Verbindung.
Ein solcher passiver Transponder bezieht die Energie aus dem Feld der Leseeinrichtung. Es können bevorzugt aber auch aktive Transponder eingesetzt werden, bei denen Batterien, beispielsweise flexible Flachzellen oder Knopfzellen die Stromversorgung sicherstellen.
Die Transponder können nicht nur gelesen werden. Vielmehr ist es auch möglich, Daten in den Speicher des Transponders zu schreiben. Diese Daten können beispielsweise Daten über die eingesetzte Betriebsdauer, über die maximal ausgesetzten Belastungen, sein. Damit ist es möglich, jeder auswechselbaren Komponente auch Daten über die Geschichte ihrer Verwendung mitzugeben. Diese Daten können bei folgenden Einsätzen berücksichtigt werden oder später eine statistische Auswertung zulassen.

Claims

Spritzgießmaschine mit einer über eine Schließeinrichtung öffen- und schließbaren Form und einem Spritzaggregat zum Einbringen einer fluiden Formmasse in die geschlossene Form, und mit mindestens einer auswechselbaren Komponente, wobei die auswechselbare Komponente (2, 3, 9, 15, 15b, 17), mit mindestens einem Transponder (7) versehen ist, der berührungslos mittels einer Leseeinrichtung (8) auslesbar ist, wobei die Leseeinrichtung (8) mit der elektronischen Maschinensteuerung (6) verbunden ist oder zumindest teilweise darin integriert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschinensteuerung (6) den Bewegungsablauf der mindestens einen auswechselbaren Komponente (2, 3, 9, 15, 15b, 17) der Spritzgießmaschine in Abhängigkeit von den von der Leseeinrichtung (8) ausgelesenen Transponderdaten festlegt, verändert oder begrenzt.
Spritzgießmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine auswechselbare Komponente ein Plastifizierzylinder (2) des Spritzaggregates (16) ist.
Spritzgießmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine auswechselbare Komponente eine Plastifizierschnecke (3) des Spritzaggregates (16) ist.
Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine auswechselbare Komponente eine vorzugsweise auf einer Formaufspannplatte (10, 12) lösbar befestigbare Formhälfte (9, 14) der Form ist.
Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine auswechselbare Komponente ein an der Spritzgießmaschine, vorzugsweise am Maschinenrahmen (13) oder der festen Formaufspannplatte (12) lösbar befestigbares Handlinggerät (15), insbesondere zur Entnahme von Spritzgussteilen aus der geöffneten Form ist.
Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine auswechselbare Komponente ein lösbar befestigbarer Greiferkopf (15b) eines Handlinggerätes (15), insbesondere zur Entnahme von Spritzgussteilen aus der geöffneten Form ist.
Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine vorzugsweise lösbar am Maschinenrahmen (13) befestigbare Transporteinrichtung (17) für Spritzgussteile, insbesondere ein Förderband.
Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine auswechselbare Komponente (2, 9, 14, 15, 15b, 17) im Betrieb fest mit einer anderen Komponente (1, 10, 12, 15, 13) der Spritzgießmaschine verbunden ist.
Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine auswechselbare Komponente (3) in Betrieb beweglich, vorzugsweise drehbar an einer anderen Komponente (2) der Spritzgießmaschine gelagert ist.
Spritzgießmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschinensteuerung (6) das Drehmoment der Antriebseinheit (4) für die Plastifizierschnecke (3) in Abhängigkeit von den Transponderdaten verändert bzw. begrenzt.
Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Transponder (7) bzw. dessen Antenne oder Sende-/Empfangsspule von einem Dielektrikum, beispielsweise Keramik, Ferrit oder Kunststoff umgeben oder an diesem angebracht ist.
Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Leseeinrichtung (8) bzw. deren Antenne oder Sende-/Empfangsspule von einem Dielektrikum, beispielsweise Keramik, Ferrit oder Kunststoff umgeben oder an diesem angebracht ist.
Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Leseeinrichtung (8) und der Transponder (7) Teile eines RFID-Systems sind.
Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Transponder (7) einen vorzugsweise nichtflüchtigen Speicher (23), insbesondere ein EEPROM, aufweist.
Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Leseeinrichtung (8) auch als Schreibeinrichtung ausgebildet ist, mittels derer – vorzugsweise über die als Sendeeinheit arbeitende Empfangseinheit – Daten zum Transponder (7), vorzugsweise in einen Speicher desselben, übertragbar sind.
Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass im Formhohlraum zumindest ein Sensor (16, 17) vorzugsweise ein Druck und/oder Temperatursensor, angeordnet ist, der mit dem Transponder (7) in Verbindung steht.
Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Sensor (16, 17) im bzw. am Transponder (7) integriert ausgebildet ist.
Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Transponder (7) und die Empfangseinheit der Leseeinrichtung (8) bei montierter auswechselbarer Komponente (2, 3, 9, 15, 15b, 17) – zumindest zeitweise – knapp nebeneinander liegen.