DE102008003499B4 - Method for the detection of a foreign body - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Detektion eines Fremdkörpers zwischen Formhälften einer Spritzgießmaschine während eines Schließvorgangs, wobei aus einem Vergleich einer Messgröße des laufenden Schließvorgangs mit einer Referenzgröße eine Fehlergröße (E) gewonnen wird und wobei ein Schwellwert (S) festgelegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Überschreiten des Schwellwerts (S) durch einen durch Integration der Fehlergröße (E) über eine Zeit (t) gewonnenen Parameter (E) detektiert wird, und dass zusätzlich das Überschreiten des Schwellwerts (S) durch eine aus einem Vergleich einer Messgröße (F, I) des laufenden Schließvorgangs mit einer Referenzgröße (F) gewonnenen Fehlergröße (E') detektiert wird.A method for the detection of a foreign body between mold halves of an injection molding machine during a closing process, an error variable (E) being obtained from a comparison of a measured variable of the current closing process with a reference variable, and a threshold value (S) being established, characterized in that the threshold value is exceeded (S) is detected by a parameter (E) obtained by integrating the error size (E) over a time (t), and that in addition the exceeding of the threshold value (S) is detected by a comparison of a measured variable (F, I) of the current Closing process with a reference size (F) obtained error size (E ') is detected.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Detektion eines Fremdkörpers zwischen den Formhälften einer Spritzgießmaschine während eines Schließvorgangs, wobei aus einem Vergleich einer Messgröße des laufenden Schließvorgangs mit einer Referenzgröße eine Fehlergröße gewonnen wird und wobei ein Schwellwert festgelegt wird.The present invention relates to a method for detecting a foreign body between the mold halves of an injection molding machine during a closing process, an error variable being obtained from a comparison of a measured variable of the current closing process with a reference variable, and a threshold value being established.
Im Stand der Technik sind zwei prinzipielle Gruppen von Verfahren zur Detektion von zwischen den Formhälften eingeklemmten Objekten bekannt.In the prior art, two basic groups of methods for the detection of objects clamped between the mold halves are known.
Die erste Gruppe beruht im Wesentlichen darauf, (beispielsweise in einem Formschutzbereich) die maximal mögliche auf die Formhälften wirkende Kraft zu beschränken und/oder die Zeit zu überprüfen, welche für eine bestimmte Formschutzstrecke benötigt wird und/oder den Regelfehler der Formposition bzw. Geschwindigkeit zu bewerten.The first group is essentially based on limiting the maximum possible force acting on the mold halves (for example in a mold protection area) and / or checking the time required for a specific mold protection section and / or adding the control error to the mold position or speed evaluate.
Die zweite Gruppe von Verfahren vergleicht einen oder mehrere bestimmte(n) Signalverlauf(verläufe) einer oder mehrerer Messgrößen mit einem Referenzsignal, bei welchem sich kein Teil im Bereich zwischen den Formhälften befand. Hierfür sind beispielsweise die Geschwindigkeit der bewegbaren Formaufspannplatte, das von einem Formschutzsensor (Kombisensor auch für die Schließkraft) gewonnene Schließkraftsignal und/oder der Hydraulikzylinderdruck bei Spritzgießmaschinen mit hydraulischer Schließseite im Einsatz.The second group of methods compares one or more specific signal curve (s) of one or more measured variables with a reference signal in which there was no part in the area between the mold halves. For this purpose, for example, the speed of the movable mold mounting plate, the clamping force signal obtained from a mold protection sensor (combination sensor also for the clamping force) and / or the hydraulic cylinder pressure in injection molding machines with a hydraulic clamping side are used.
Bei einem Verfahren zur Steuerung von Spritzgießmaschinen gemäß
Eine Formmaschine und ein Steuerverfahren dafür, mit denen zuverlässig festgestellt werden kann, ob in der Formmaschine eine Anomalie aufgetreten ist, stellt
- a) Vor dem Start des Produktionsbetriebes der Spritzgießmaschine: Messung des für das Bewegen der beweglichen Werkzeugträgerplatte samt zweiten Teil des Spritzgießwerkzeugs von der Offen-Position bis zur Geschlossen-Position erforderlichen Strombedarfs des Servomotors über dem Verschiebeweg als Offset-Funktion und Abspeichern der gemessenen Werte in der Maschinensteuerung;
- b) Während des sich anschließenden Produktionsbetriebes der Spritzgießmaschine: Überwachen des während des Bewegens der beweglichen Werkzeugträgerplatte von der Offen-Position bis zur Geschlossen-Position benötigten Strombedarfs des Servomotors über dem Verschiebeweg;
- c) Umgehende Unterbrechung der Bewegung der beweglichen Werkzeugträgerplatte, sobald der benötigte Strombedarf des Servomotors über dem für die jeweilige Position gemessenen Offsetwertes liegt, wobei eine vorher definierte Toleranzgrenze berücksichtigt wird.
- a) Before the start of the production operation of the injection molding machine: Measurement of the power requirement of the servo motor required for moving the movable tool carrier plate including the second part of the injection molding tool from the open position to the closed position via the displacement path as an offset function and storage of the measured values in the machine control;
- b) During the subsequent production operation of the injection molding machine: monitoring of the power requirement of the servomotor over the displacement path during the movement of the movable tool carrier plate from the open position to the closed position;
- c) Immediate interruption of the movement of the movable tool carrier plate as soon as the required power requirement of the servomotor is above the offset value measured for the respective position, taking into account a previously defined tolerance limit.
US 2005 / 0 218 545 A1 zeigt ein Verfahren für eine Formschließvorrichtung, bei der ein Schließpositions-Erfassungsmodus vorgesehen ist, um eine Variationsrate (die einen Variationsbetrag umfasst) in einer physikalischen Größe bis zu einem vorbestimmten Bewegungsbetrag einer beweglichen Platte oder eines Kreuzkopfes zu erhalten und als Formschließposition eine Position zu erfassen, wenn die Variationsrate ein voreingestelltes Verhältnis erreicht. Die Formschließvorrichtung wird zuvor im Schließpositions-Erfassungsmodus betrieben, um als Referenzwert die Formschließposition zu speichern, bei der eine Soll-Formschließkraft erreicht wird. Im Produktionsbetrieb wird die Formschließvorrichtung im Schließpositions-Erfassungsmodus betrieben, um eine tatsächliche Formschließposition (Erfassungswert) zu erhalten. Die Formschließkraft wird auf der Grundlage einer Abweichung des Erfassungswertes vom Referenzwert korrigiert.US 2005/0 218 545 A1 shows a method for a mold clamping device in which a clamping position detection mode is provided to obtain a rate of variation (including an amount of variation) in a physical quantity up to a predetermined amount of movement of a movable platen or a cross head and to detect a position as a mold clamping position when the rate of variation reaches a preset ratio. The mold clamping device is operated beforehand in the clamping position detection mode in order to store the mold clamping position at which a target mold clamping force is achieved as a reference value. In the production operation, the mold clamping device is operated in the clamping position detection mode to obtain an actual mold clamping position (detection value). The mold clamping force is corrected based on a deviation of the detection value from the reference value.
Zur Fehlerdetektion wird bei den bekannten Verfahren die aus aktuellem Signal (Messgröße) und Referenzsignal gewonnene Differenz im Wesentlichen mit einem Schwellwert verglichen. Einige Modifikationen sind möglich (beispielsweise Verschieben des Referenzsignals um eine Weg- bzw. Zeitdifferenz).For error detection, in the known methods, the difference obtained from the current signal (measured variable) and reference signal is essentially compared with a threshold value. Some modifications are possible (for example shifting the reference signal by a distance or time difference).
Bei diesen Verfahren hat es sich als problematisch herausgestellt, dass sie gerade in Bezug auf die am häufigsten zu erwartenden eingeklemmten Objekte, nämlich Kunststoffteile, nur unbefriedigend funktionieren. Da es sich bei Kunststoff um ein plastifizierbares Material handelt, kommt es bei einem Zufahren der Formhälften zu einer fortschreitenden Plastifizierung, wodurch der eingeklemmte Kunststoffteil den Formhälften zunächst nur einen geringen Widerstand bietet. Anderseits kann es doch durch den plastifizierten eingeklemmten Kunststoffteil zur Ausbildung von Dellen an den Formhälften oder zu einer Verschiebung des Formkernes kommen.It has turned out to be problematic with these methods that they only function unsatisfactorily with regard to the most frequently expected jammed objects, namely plastic parts. Since plastic is a plasticizable material, a progressive plasticization occurs when the mold halves are closed, whereby the clamped plastic part initially offers the mold halves only a low resistance. On the other hand, the plasticized, clamped plastic part can lead to the formation of dents on the mold halves or to a displacement of the mold core.
Um derartige Schäden verlässlich vermeiden zu können, müsste an sich der Schwellwert sehr niedrig gewählt werden. Um Fehldetektionen aufgrund von Schwankungen im Messsignal zu vermeiden, wird der Schwellwert jedoch in der Praxis häufig deutlich höher gewählt, als der zu erwartende geringfügige Anstieg des Messsignals aufgrund des eingeklemmten Kunststoffteils.In order to be able to reliably avoid such damage, the threshold value would have to be chosen to be very low. In order to avoid false detections due to fluctuations in the measurement signal, however, the threshold value is often selected in practice to be significantly higher than the slight increase in the measurement signal to be expected due to the jammed plastic part.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Verfahren derart weiterzubilden, dass das Vorhandensein eines Fremdkörpers zwischen den Formhälften einer Spritzgießmaschine auch im Fall eines Kunststoffteiles sicher detektiert wird, ohne jedoch durch einen zu niedrig gewählten Schwellwert häufige Fehlauslösungen in Kauf nehmen zu müssen.The object of the invention is to develop a generic method in such a way that the presence of a foreign body between the mold halves of an injection molding machine is reliably detected even in the case of a plastic part, without having to accept frequent false triggers due to a threshold value that is too low.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und des Anspruchs 10 gelöst.This object is achieved by a method having the features of claim 1 and claim 10.
Die Grundidee dieses Verfahrens besteht darin, einen Parameter zu kontrollieren, welcher auf der auf den Kunststoffteil aufgebrachten Verformungsenergie bzw. auf dem damit näherungsweise im Zusammenhang stehenden integrierten bzw. näherungsweise integrierten Fehler beruht. Diese Stabilisierung hat die Aufgabe, dass gewisse kleinste Fehler in den Messgrößen, wie sie beispielsweise durch Rauschen der Messgrößen auftreten können, nicht aufsummiert werden und somit ungewollt und fälschlicherweise einen Schwellwert überschreiten.The basic idea of this method is to control a parameter that is based on the deformation energy applied to the plastic part or on the approximately related integrated or approximately integrated error. This stabilization has the task of ensuring that certain smallest errors in the measured variables, such as those that can occur due to noise in the measured variables, are not added up and thus unintentionally and incorrectly exceed a threshold value.
Damit kann unabhängig vom tatsächlichen Betrag der Fehlergröße die Präsenz eines Fremdkörpers zwischen den Formhälften (Formschutzfall) erkannt werden, wenn die Fehlergröße nur lange genug anliegt. Mit anderen Worten wird durch eine derartige Maßnahme aus der Fehlergröße (solange diese echt größer Null ist) ein streng monoton steigendes Signal erzeugt, welches wesentlich sicherer (bezüglich einer Schwankung des Detektionszeitpunkts bzw. -orts bei einer Änderung der Fehlergröße) zu detektieren ist.In this way, regardless of the actual amount of the defect size, the presence of a foreign body between the mold halves (mold protection case) can be detected if the defect size has only been present long enough. In other words, such a measure generates a strictly monotonically increasing signal from the error size (as long as it is genuinely greater than zero), which signal can be detected much more reliably (with regard to a fluctuation in the detection time or location when the error size changes).
Weitere vorteilhafte Ausbildungen des Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.Further advantageous developments of the method are defined in the dependent claims.
Beispielsweise kann als Startzeitpunkt für die Integration der Fehlergröße jener Zeitpunkt gewählt werden, zu dem die Messgröße (bzw. die Fehlergröße) einen vorbestimmten, einstellbaren Wert überschreitet. Die Position der bewegbaren Formaufspannplatte zu diesem Zeitpunkt definiert den Beginn der Formschutzstrecke.For example, that point in time at which the measured variable (or the error variable) exceeds a predetermined, adjustable value can be selected as the starting time for the integration of the error variable. The position of the movable platen at this point in time defines the start of the mold protection section.
Als Referenzgröße wird erfindungsgemäß der Verlauf der Messgröße in einem früheren Schließvorgang verwendet, bei welchem kein Fremdkörper zwischen den Formhälften vorhanden war.According to the invention, the course of the measured variable in an earlier closing process, in which no foreign body was present between the mold halves, is used as the reference variable.
Eine einfache Ausbildung des Verfahrens ergibt sich, wenn vorgesehen ist, dass der Schwellwert durch Addition eines vorbestimmten, einstellbaren Betrags zur Referenzgröße gewonnen wird.A simple embodiment of the method results if it is provided that the threshold value is obtained by adding a predetermined, adjustable amount to the reference variable.
Die Fehlergröße selbst kann beispielsweise durch Bildung der Differenz zwischen der Messgröße und der Referenzgröße gewonnen werden.The error size itself can be obtained, for example, by forming the difference between the measured variable and the reference variable.
Als Messgröße kommen verschiedene Messwerte in Frage. Beispielsweise kann als Messgröße der Messwert eines Formschutzsensors verwendet werden. Ebenso kann als Messgröße eine Größe des Schließaktuators der Spritzgießmaschine, vorzugsweise die Schließkraft, oder eine aus einer solchen Größe abgeleitete Größe, beispielsweise die Stromstärke bzw. der Hydraulikdruck, verwendet werden.Various measured values can be used as the measured variable. For example, the measured value of a form protection sensor can be used as the measured variable. A variable of the closing actuator of the injection molding machine, preferably the closing force, or a variable derived from such a variable, for example the current strength or the hydraulic pressure, can also be used as the measured variable.
Um nicht nur Kunststoffteile mit großer Sicherheit detektieren zu können, kann in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, dass zusätzlich das Überschreiten des Schwellwerts durch eine aus einem Vergleich einer Messgröße des laufenden Schließvorgangs mit einer Referenzgröße gewonnenen Fehlergröße detektiert wird. Dies stellt sozusagen eine Kombination des weiter entwickelten Verfahrens mit dem bereits aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren dar. Im einfachsten Fall kann vorgesehen sein, dass es sich bei der zusätzlich überwachten Fehlergröße um dieselbe Fehlergröße handelt, aus welcher durch näherungsweise, stabilisierte Integration über die Zeit der Parameter gewonnen wird.In order to be able to detect not only plastic parts with a high degree of certainty, in a further advantageous embodiment of the invention it can be provided that the exceeding of the threshold value is additionally detected by an error variable obtained from a comparison of a measured variable of the current closing process with a reference variable. This represents, so to speak, a combination of the further developed method with the method already known from the prior art. In the simplest case, it can be provided that the additionally monitored error size is the same error size from which approximately, stabilized integration over the Time the parameter is obtained.
Um eine sichere Detektion von Fremdkörpern garantieren zu können, ist vorzugsweise vorgesehen, dass das erste Überschreiten des Schwellwerts durch den Parameter oder die Fehlergröße als Detektion eines Fremdkörpers gemeldet wird.In order to be able to guarantee a reliable detection of foreign bodies, it is preferably provided that the first exceeding of the threshold value by the parameter or the error size is reported as a detection of a foreign body.
Ein nach den obigen Ausführungsbeispielen ausgebildetes Verfahren wird erfindungsgemäß in einem Verfahren zum Schutz der Formhälften einer Spritzgießmaschine während eines Schließvorgangs eingesetzt, indem nämlich im Anschluss an eine erfolgte Detektion eines Fremdkörpers der Schließvorgang gestoppt wird.A method embodied in accordance with the above exemplary embodiments is used according to the invention in a method for protecting the mold halves of an injection molding machine during a closing process, namely in that the closing process is stopped after a foreign body has been detected.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich anhand der Figuren sowie der Figurenbeschreibung. Dabei zeigen:
-
1a ,1b den zeitlichen Verlauf einer Messgröße bzw. der Fehlergröße für den Fall eines eingeklemmten Kunststoffteils, -
2a ,2b dieselben Größen für den Fall eines eingelegten Papierstapels (zur Simulation von Einlegeteilen) und -
3a ,3b eine weitere Messgröße bzw. Fehlergröße für den Fall eines eingeklemmten Kunststoffteils.
-
1a ,1b the temporal course of a measured variable or the error size in the event of a jammed plastic part, -
2a ,2 B same sizes for the case of an inserted paper stack (to simulate insert parts) and -
3a ,3b Another measured variable or error variable in the event of a jammed plastic part.
In
Wie aus den
Die
Es gilt der Zusammenhang
Gut erkennbar, ist das monoton steigende Verhalten des Parameters für den Formschutzfall.The monotonously increasing behavior of the parameter for the form protection case is clearly recognizable.
Gerade für den in den
Bei Kniehebelspritzgussmaschinen wird aufgrund des variablen Kniehebelübersetzungsverhältnisses eine positionsabhängige Sensitivität der Detektion bewirkt. Dies kann durch eine Berücksichtigung des Kniehebelübersetzungsverhältnisses vermieden werden (Linearisierung der Sensitivität). Die Einstellung des Schwellwertes kann mittels Umrechnung des Motorstroms I auf eine theoretisch entsprechende Schließkraft (für den Fall, dass ein Formschutzsensor die Schließkraft liefert) angeglichen werden.In the case of toggle-lever injection molding machines, the variable toggle-lever transmission ratio results in a position-dependent detection sensitivity. This can be avoided by considering the toggle lever transmission ratio (linearization of the sensitivity). The setting of the threshold value can be adjusted by converting the motor current I to a theoretically corresponding closing force (in the event that a mold protection sensor supplies the closing force).
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |