DE102008052611B3 - Plastic hollow body producing method, involves detecting variations of wall thickness distribution of hollow bodies, and correcting variations by intervening molding process or by changing outflow speed of plastic melt from die gap - Google Patents
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Abstract
Description
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kunststoffhohlkörpern durch
Blasformen,
wobei Vorformlinge aus einer Kunststoffschmelze
mit einem sich in Vorformlingslängsrichtung ändernden Wandprofil
einer geöffneten
Blasform zugeführt
werden,
wobei in einem an die Vorformlingsbildung jeweils anschließenden Blasformprozess
die Blasform geschlossen wird sowie die Vorformlinge mit einem gasförmigen Medium
zu Hohlkörpern
aufgeweitet werden und
wobei die Vorformlingsbildung geregelt
wird und dazu mittels einer axialen Wanddickenlagesteuerung das
Nettogewicht der Hohlkörper
sowie eine zweite Regelgröße, welche
die axiale Lage eines ausgewählten
Bereiches des Wandprofils der Vorformlinge der Blasform mittelbar
beschreibt, gemessen werden und bei Abweichungen der Messwerte von
Sollwerten der die Vorformlinge formende Düsenspalt und/oder der Massendurchsatz
für die
Vorformlingsbildung verändert
werden.The invention relates to a method for producing hollow plastic bodies by blow molding,
wherein preforms are supplied from a plastic melt having a changing in the preform longitudinal direction wall profile of an open blow mold,
wherein in a subsequent to the preform formation blow molding process, the blow mold is closed and the preforms are expanded with a gaseous medium to form hollow bodies and
wherein the preform formation is controlled and, by means of an axial wall thickness control, the net weight of the hollow bodies and a second controlled variable indirectly describing the axial position of a selected area of the wall profile of the preforms of the blow mold, and in case of deviations of the measured values from nominal values of the preform molding die gap and / or mass flow rate for preforming.
Die
aus einem heißen,
formbaren Kunststoff bestehenden Vorformlinge sind zumeist schlauchförmig und
können
durch kontinuierliche Extrusion oder in einer Speicherkopfanlage
taktweise hergestellt werden. Die Materialstärke der Vorformlinge wird in Vorformlingslängsrichtung
und bei komplexer geformten Hohlkörpern häufig auch in Umfangsrichtung durch
ein Wanddickenprogramm, welches mit der Vorformlingsbildung abläuft, gesteuert.
Entsprechende Verfahren sind in
Zu berücksichtigen ist auch, dass die Vorformlinge mit einem Wanddickenprofil geformt werden, welches sich in Vorformlingslängsrichtung und häufig auch in Umfangsrichtung ändert und dass bei der Optimierung einer Anlage zur Herstellung von blasgeformten Kunststoffhohlkörpern die axiale und radiale Wanddickenverteilung der Vorformlinge so eingestellt wird, dass die Vorformlinge nach dem Blasformprozess an allen Stellen die gewünschte Wandstärke aufweisen. Das setzt voraus, dass insbesondere diejenigen Vorformlingsabschnitte, die einer besonders starken Reckung unterliegen, sich an die ihnen bei der Auslegung zugedachten Abschnitte in der Kavität der Blasform anlegen. Bei Positionsabweichungen des Vorformlings bezüglich der bei der Auslegung vorgesehenen Sollposition und/oder bei Abweichungen des aktuellen Vorformlingsdurchmessers von dem während der Optimierungsphase ermittelten Vorformlingsdurchmesser kommt die betrachtete Stelle am Vorformling an einer anderen Stelle in der Blasform zum Anliegen und führt somit zu einer Veränderung der axialen und radialen Wanddickenverteilung, die mit Qualitätseinbußen, z. B. in Form eines Hohlkörperverzugs, geringeren Stauchwerten und geringeren Festigkeitseigenschaften des fertigen Hohlkörpers verbunden ist.To consider is also that the preforms molded with a wall thickness profile which is in preform longitudinal direction and often also changes in the circumferential direction and that in the optimization of a plant for the production of blow-molded Plastic hollow bodies set the axial and radial wall thickness distribution of the preforms so will that the preforms after the blow molding process in all places have the desired wall thickness. This assumes that in particular those preform sections, which are subject to a particularly strong strain, to themselves in the design of intended sections in the cavity of the blow mold invest. For positional deviations of the preform with respect to design position provided for in the design and / or deviations the current preform diameter of that during the optimization phase determined preform diameter comes the point considered on the preform at another location in the blow mold for concern and leads thus a change the axial and radial wall thickness distribution, with quality losses, z. B. in the form of a hollow body distortion, lower compression values and lower strength properties the finished hollow body connected is.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von blasgeformten Hohlkörpern anzugeben, mit dem es möglich ist, Vorgabewerte für das Gewicht und die Wanddickenverteilung der Hohlkörper mit engen Toleranzen einzuhalten. Insbesondere soll es mit dem Verfahren möglich sein, Einflüsse auf die Wanddickenverteilung infolge von Änderungen im Produktionsprozess wirksam auszugleichen und dafür Sorge zu tragen, dass die axiale Wanddickenlagesteuerung optimal arbeiten kann.Of the Invention is based on the object, a process for the preparation of blow-molded hollow bodies indicate with which it is possible is, default values for the weight and the wall thickness distribution of the hollow body with to comply with tight tolerances. In particular, it should be with the method possible be, influences on the wall thickness distribution as a result of changes in the production process to balance effectively and for that Ensure that the axial wall thickness control is optimal can work.
Ausgehend von einem Verfahren zur Herstellung blasgeformter Kunststoffhohlkörper mit den eingangs beschriebenen Merkmalen wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zusätzlich zu den Abweichungen der axialen Wanddickenverteilung Abweichungen der radialen Wanddickenverteilung der Hohlkörper von einer vorgegebenen Verteilung erfasst und durch einen Eingriff in den Blasformprozess oder durch Änderungen der die Schwellung der Vorformlinge beeinflussenden Austrittsgeschwindigkeit der Kunststoffschmelze aus dem Düsenspalt korrigiert werden. Erfindungsgemäß wird in Kombination mit einer auf zwei Regelgrößen aufbauenden axialen Wanddickenlagesteuerung eine zusätzliche Lagesteuerung vorgesehen, welche auf den Durchmesser des Vorformlings zum Schließzeitpunkt der Blasform einwirkt. Hierzu muss eine weitere Regelgröße erfasst werden, die Rückschlüsse zulässt, ob die radiale Wanddickenverteilung als Folge eines fehlerhaften Vorformlings-Durchmessers von einer als Sollwert vorgegebenen Verteilung abweicht. Da die Steuerung auf den Vorformlingsdurchmesser und damit zugleich auf den Abstand des Vorformlings zur Kavität der Blasform einwirkt, wird diese Steuerung im Rahmen der Erfindung auch als radiale Wanddickenlagesteuerung bezeichnet. Bei einer kontinuierlichen Extrusion der Vorformlinge wirkt die radiale Wanddickenlagesteuerung vorzugsweise auf den Blasformprozess ein, wobei z. B. die Schließgeschwindigkeit der Blasform und/oder der Blasvorgang verändert bzw. geregelt werden können. Als Blasformprozess wird im Rahmen der Erfindung der mit einer Schließbewegung der Blasform beginnende Prozess bis zur Ausformung der blasgeformten Hohlkörper verstanden. Der Blasformprozess im Sinne dieser Definition umfasst das Einformen der Vorformlinge in die Blasform, gegebenenfalls ein Verschließen des unteren Endes der Vorformlinge, Steuerung der Gasmenge gegebenenfalls eine Steuerung der Gasmenge während der Schließbewegung der Blasform, das nachfolgende Aufweiten der Vorformlinge in der geschlossenen Blasform, sowie das Entformen der blasgeformten Hohlkörper aus der Blasform.Starting from a method for producing blow-molded plastic hollow body having the features described above, the object is achieved in that detected in addition to the deviations of the axial wall thickness deviations of the radial wall thickness distribution of the hollow body of a given distribution and by an intervention in the blow molding process or by changes correcting the swelling of the preforms influencing exit velocity of the plastic melt from the nozzle gap. According to the invention, an additional position control is provided in combination with an axial wall thickness control system based on two control variables, which acts on the diameter of the preform at the closing time of the blow mold. For this purpose, a further controlled variable must be detected, which allows conclusions to be drawn as to whether the radial wall thickness distribution as a result of a faulty preform diameter deviates from a distribution specified as the nominal value. There the control acts on the preform diameter and thus at the same time on the distance of the preform to the cavity of the blow mold, this control is referred to in the context of the invention as radial wall thickness control. In a continuous extrusion of the preforms, the radial wall thickness control preferably acts on the blow molding process, wherein z. B. the closing speed of the blow mold and / or the blowing process can be changed or regulated. In the context of the invention, the blow molding process is understood to be the process beginning with a closing movement of the blow mold until the blow molded hollow body has been formed. The blow molding process in the sense of this definition comprises molding the preforms into the blow mold, possibly closing the lower end of the preforms, controlling the amount of gas optionally controlling the amount of gas during the closing movement of the blow mold, the subsequent expansion of the preforms in the closed blow mold, and Demolding the blow-molded hollow body from the blow mold.
Wenn im Rahmen der Erfindung die Bildung von schlauchförmigen Vorformlingen vorgesehen ist, können diese bei der Vorformlingsbildung in an sich bekannter Weise an ihrem unteren Ende offen oder geschlossen sein. Bei der Bildung von zunächst an ihrem unteren Ende offenen Vorformlingen ist unter der Blasform üblicherweise eine Schlauchschließvorrichtung vorgesehen, welche den Vorformling wie zuvor beschrieben bei Erreichen einer vorgegebenen Länge oder nach Ablauf einer vorgegebenen Extrusionszeit an ihren unteren Enden verschließt, wobei dann nachfolgend der Blasformprozess durchgeführt wird. Eine genauere Steuerung der in den Vorformlingen enthaltenen Gasmenge ist bei einer solchen Ausgestaltung erst nach einem Verschließen der Vorformlinge an ihrem unteren Ende unmittelbar vor der Durchführung des Blasformprozesses möglich, da zuvor durch die unterseitige Öffnung ein freier Gasaustausch erfolgen kann. Bei der Extrusion von geschlossenen Vorformlingen, wobei die Vorformlinge unmittelbar unterhalb des Extrusionskopfes von einer Schneidvorrichtung voneinander getrennt und jeweils an ihrem unteren Ende geschlossen werden, kann das in den Vorformlingen enthaltene Gas, insbesondere auch durch den Extrusionskopf eingeblasene Stützluft, nicht entweichen und bestimmt so im Wesentlichen die bei dem Blasformprozess in den Vorformlingen enthaltene Gasmenge. Dabei ergibt sich, dass zusätzlich zu dem optional vorgesehenen Einblasen oder Ablassen, beispielsweise mit Düsen oder Nadeln, die während der gesamten Vorformlingsbildung bereitgestellte Stützluft in dem Vorformling eingeschlossen bleibt und so eine entscheidende Größe zur Festlegung der in den Vorformlingen enthaltenen Gasmenge ist.If in the context of the invention, the formation of tubular preforms is provided this in the preform formation in a conventional manner be open or closed at the bottom. At the education from first At its lower end, open preforms are usually below the blow mold a hose closing device provided, which reaches the preform as described above a predetermined length or after a predetermined extrusion time at its lower Closing ends, then subsequently the blow molding process is performed. A more precise control of the amount of gas contained in the preforms is in such an embodiment only after closing the Preforms at their lower end immediately before the implementation of the Blow molding process possible, since before through the bottom opening a free gas exchange can take place. In the extrusion of closed Preforms, wherein the preforms immediately below the Extrusion head separated from each other by a cutting device and each closed at its lower end, the in The gas contained in the preforms, in particular by the extrusion head blown in support air, do not escape and thus essentially determines the blow molding process amount of gas contained in the preforms. It turns out that additionally to the optionally provided blowing or draining, for example with nozzles or Needles during supporting air provided in the entire preform formation the preform remains trapped and so a key size down is the amount of gas contained in the preforms.
Sofern die Vorformlinge im Ausstoßbetrieb taktweise geformt werden, wirkt die radiale Wanddickenlagesteuerung vorzugsweise auf die Austrittsgeschwindigkeit der Kunststoffschmelze aus dem Düsenspalt und folglich auf den Prozessschritt der Vorformlingsbildung ein. Durch eine Veränderung oder Regelung der Austrittsgeschwindigkeit, die beim Ausstoßbetrieb innerhalb der vorgegebenen Zyklenzeiten problemlos veränderbar ist und technisch leicht realisiert werden kann, wird die sogenannte Schwellung der Vorformlinge beeinflusst. Mit Schwellen bezeichnet man den Effekt, dass der Durchmesser eines aus dem Düsenspalt austretenden Vorformlings sich infolge einer Desorientierung der im Fließkanal ausgerichteten Moleküle ändert. Eine höhere Ausstoßgeschwindigkeit führt zu einer größeren Schwellung und damit zu einem größeren Durchmesser der Vorformlinge. Mit einer geringeren Ausstoßgeschwindigkeit können Vorformlinge mit kleineren Durchmessern geformt werden. Unabhängig davon, ob die radiale Wanddickenlagesteuerung auf dem Blasformprozess oder beispielsweise durch Änderung der Austrittsgeschwindigkeit der Kunststoffschmelze auf den Prozessschritt der Vorformlingsbildung einwirkt, wird zweckmäßigerweise die radiale Wanddickenlagesteuerung in geeigneter Weise auf die Regelkreise der axialen Wanddickenlagesteuerung abgestimmt werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nachfolgend beschrieben.Provided the preforms cyclically in the ejection mode are formed, the radial wall thickness control preferably acts on the exit velocity of the plastic melt from the die gap and consequently to the process step of preforming. Through a change or control of the exit velocity, the discharge operation easily changeable within the given cycle times is and technically can be easily realized, the so-called swelling influenced the preforms. Thresholds are the effect that the diameter of a preform emerging from the die gap changes as a result of disorientation of the molecules aligned in the flow channel. A higher ejection speed leads to a bigger swelling and thus to a larger diameter of the preforms. With a lower output speed can preforms be formed with smaller diameters. Regardless of whether the radial Wall thickness control on the blow molding process or for example by change the exit velocity of the plastic melt on the process step preforming is applied, the radial wall thickness control becomes expediently suitably on the control loops of the axial wall thickness control be matched. Advantageous embodiments of the method according to the invention are described below.
Insbesondere, wenn das untere Ende der Vorformlinge im Blasformprozess mittels einer Schlauchschließvorrichtung abgequetscht wird oder zum Trennen der Vorformlinge eine Schneidvorrichtung eingesetzt wird, welche die Vorformlinge unten verschließt, ist der Eingriff in den Blasformprozess ein wirksames Mittel, um Abweichungen der radialen Wanddickenverteilung der Hohlkörper von einer vorgegebenen Verteilung zu beseitigen. Vorzugsweise wird die Gasmenge, die während des Schließvorganges der Blasform im Schlauch enthalten ist, in einem Zeitintervall zwischen dem Schließzeitpunkt der Schlauchschließvorrichtung bzw. der Schneidvorrichtung und dem Zeitpunkt, ab dem die Blasform geschlossen ist, korrigiert, um Abweichungen der radialen Wanddickenverteilung des Hohlkörpers von der vorgegebenen Verteilung zu beseitigen. Der Zeitpunkt zwischen dem Schließzeitpunkt der Schlauchschließvorrichtung bzw. der Schneidvorrichtung und dem Zeitpunkt, ab dem die Blasform geschlossen ist, ist prozessabhängig und beträgt in der Praxis meist einige Sekunden. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die Länge der am Kopf der blasgeformten Hohlkörper gebildeten Quetschnaht von dem Schwellverhalten der Kunststoffschmelze und der während des Schließvorganges der Blasform im Vorformling enthaltenen Gasmenge abhängig ist und dass dieser Zusammenhang benutzt werden kann, um die Quetschnahtlänge so zu korrigieren, dass sie einem Vorgabewert entspricht. Des Weiteren kann das Butzenbild eines am Kopf der Hohlkörper gebildeten oberen Abfallbutzens und das Butzenbild seitlicher Abfallbutzen, die entlang der Nahtstelle im Seitenbereich des Hohlkörpers entstehen, durch die Gasmenge, die während des Schließvorganges der Blasform im Schlauch enthalten ist, beeinflusst werden. Zur Änderung dieser Gasmenge stehen dem Fachmann mehrere Möglichkeiten der Verfahrensführung zur Verfügung, die einzeln oder in Kombination eingesetzt werden können.In particular, if the lower end of the preforms is squeezed off in the blow molding process by means of a tube closing device or a cutter is used to separate the preforms, which closes the preforms below, the intervention in the blow molding process is an effective means for deviations of the radial wall thickness distribution of the hollow body of a eliminate predetermined distribution. Preferably, the amount of gas contained in the tube during the closing operation of the blow mold, in a time interval between the closing time of the hose closing device and the cutting device and the time from which the blow mold is closed, corrected to deviations of the radial wall thickness distribution of the hollow body of the eliminate predetermined distribution. The time between the closing time of the hose closing device or the cutting device and the time from which the blow mold is closed, is process-dependent and is usually a few seconds in practice. The invention is based on the finding that the length of the squeezing seam formed at the top of the blow-molded hollow body is dependent on the swelling behavior of the plastic melt and the amount of gas contained in the preform during the closing of the blow mold, and that this relationship can be used to correct the squeezing seam length in that it corresponds to a default value. Furthermore, can the slug image of an upper waste casing formed at the head of the hollow body and the slug image lateral waste slugs which arise along the seam in the side region of the hollow body, by the amount of gas contained in the tube during the closing of the blow mold, are affected. To change this amount of gas, the person skilled in the art has several options for conducting the process which can be used individually or in combination.
Im Zeitintervall zwischen dem Schließpunkt der Schlauchschließvorrichtung oder eine Schneidvorrichtung, welche die Vorformlinge beim Trennvorgang unten verschließt und dem Zeitpunkt, ab dem die Blasform geschlossen ist, wird ein gasförmiges Medium, vorzugsweise Druckluft in den schlauchförmigen Vorformling eingeführt, welches den Vorformling weitet. Der Zeitpunkt des Vorblasens und/oder die Zeitdauer des Vorblasens und/oder der Vorblasdruck können korrigiert werden, um Abweichungen der radialen Wanddickenverteilung der Hohlkörper von einer vorgegebenen Verteilung zu beseitigen.in the Time interval between the closing point of the hose closing device or a cutting device, which the preforms during the separation process closes below and the time from which the blow mold is closed, a gaseous medium, Preferably, compressed air is introduced into the tubular preform, which the preform widens. The timing of the pre-blowing and / or the The duration of the pre-blowing and / or the pre-blowing pressure can be corrected be to deviations of the radial wall thickness distribution of the hollow body of to eliminate a given distribution.
Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, dass die im Vorformling enthaltene Gasmenge im Zeitintervall zwischen dem Schließzeitpunkt, z. B. der Schlauchschließvorrichtung und dem Zeitpunkt ab dem die Blasform geschlossen ist, durch Entlüften oder Absaugen reduziert wird, wobei der Reduzierungs- oder Absaugzeitpunkt und/oder die Zeitdauer des Entlüftens oder Absaugens oder der Absaugdruck korrigiert werden können, um Abweichungen der radialen Wanddickenverteilung der Hohlkörper von einer vorgegebenen Verteilung zu beseitigen. Entsprechend werden bei Vorformlingen, die während der Extrusion unten verschlossen sind, Abweichungen der radialen Wanddickenverteilung der Hohlkörper über die Stützluft beeinflusst.in the It is also within the scope of the invention that the components contained in the preform Gas quantity in the time interval between the closing time, z. B. the hose closing device and the time from when the blow mold is closed, by venting or Suction is reduced, with the reduction or suction time and / or the duration of venting or suction or the suction pressure can be corrected to Deviations of the radial wall thickness distribution of the hollow body of to eliminate a given distribution. Become accordingly for preforms that during the extrusion are closed at the bottom, deviations of the radial Wall thickness distribution of the hollow body over the support air affected.
Vorblasen und Entlüften/Absaugen können miteinander kombiniert werden. Eine Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die Vorformlinge zunächst durch Vorblasen geweitet werden und dass beim Schließen der Blasform ein Teil des in den Vorformlingen eingeschlossenen Gases durch Entlüften oder Absaugen entfernt wird. Gemäß einer weiteren Verfahrensvariante wird das Vorblasen intervallweise durchgeführt und werden die Vorformlinge zwischen zwei Vorblasintervallen entlüftet.pre-blowing and bleeding / aspiration can each other be combined. An execution the method according to the invention provides that the preforms are first widened by pre-blowing and that when closing the blow mold part of the preforms included in the Gas by venting or suction is removed. According to one Another method variant, the pre-bubbles is carried out at intervals and the preforms are vented between two Vorblasintervallen.
Bei all diesen Verfahrensvarianten kann der Zeitpunkt des Vorblasens, der Zeitpunkt des Entlüftens oder Absaugens und/oder die Länge der Zeitintervalle und/oder der Vorblas- bzw. Absaugdruck variiert werden, um die während des Schließvorganges der Blasform im Vorformling enthaltene Gasmenge zu verändern und um Abweichungen der radialen Wanddickenverteilung des Hohlkörpers von einer vorgegebenen Verteilung zu beseitigen.at all these process variants, the timing of Vorblasens, the time of venting or aspirating and / or the length the time intervals and / or the Vorblas- or suction pressure varies be to the while the closing process of Blow mold in the preform to change the amount of gas and to deviations of the radial wall thickness distribution of the hollow body of to eliminate a given distribution.
Ferner besteht die Möglichkeit, die Schließbewegung der Blasform zu korrigieren, um Abweichungen der radialen Wanddickenverteilung des Hohlkörpers von einer vorgegebenen Verteilung zu beseitigen.Further it is possible, the closing movement to correct the tuyere to deviations of the radial wall thickness distribution of the hollow body to eliminate from a given distribution.
Die Maßnahmen der radialen Wanddickenlagesteuerung können grundsätzlich manuell ausgeführt werden. Vorzugsweise wird die radiale Wanddickenlagesteuerung jedoch in einer automatischen Prozessregelung integriert. Hierbei wird eine Größe zur Erfassung von Abweichungen der Wanddickenverteilung selbsttätig gemessen und als Messgröße einem Regelkreis zugeführt, der die beim Schließen der Blasform im Vorformling enthaltene Gasmenge und/oder die Schließbewegung der Blasform steuert. Der Regelkreis muss mit der axialen Wanddickenlagesteuerung abgestimmt werden. Die Abstimmung erfolgt vorzugsweise dadurch, dass die Länge der Vorformlinge erfasst wird und dass Abweichungen der radialen Wanddickenverteilung der Hohlkörper von einer vorgegebenen Verteilung durch einen Eingriff in den Blasformprozess nur dann korrigiert werden, wenn der die Länge der Vorformlinge betreffende Messwert in einem vorgegebenen Toleranzbereich liegt.The activities The radial wall thickness control can basically be done manually. Preferably, however, the radial wall thickness control is in Integrated automatic process control. Here is a Size to capture measured by deviations of the wall thickness distribution automatically and as a measurand one Supplied to the control circuit, the when closing the Blow mold contained in the preform gas quantity and / or the closing movement the blow mold controls. The control loop must with the axial wall thickness control be matched. The vote is preferably carried out by that the length the preforms is detected and that deviations of the radial Wall thickness distribution of the hollow body of a predetermined distribution by an intervention in the blow molding process only be corrected if the length of the preforms is concerned Measured value is within a specified tolerance range.
Beim Übergang von der Entwicklungsstufe zur Produktionsreife werden die zu fertigenden Blasformteile von Fachleuten optimiert. Diese Fachleute definieren nach Abschluss der Optimierungsarbeiten die Sollwerte für eine automatische Prozessregelung. Die Fachleute sind Spezialisten und in der Regel nicht Maschinenbediener, die später die Fertigung überwachen und korrigierend eingreifen, wenn die Qualität der blasgeformten Teile nicht den Vorgabewerten entspricht. Die Maschinenbediener sind in der Regel mit der Überwachung mehrerer Maschinen gleichzeitig betraut und besitzen vielfach nicht das Fachwissen der Spezialisten, welche die Prozessregelung optimiert haben. Erkennt der Maschinenbediener im Zuge der Fertigung ein Problem, so versucht er dieses durch einen Eingriff in den Blasformprozess zu kompensieren, ohne dass er den Einfluss dieses Eingriffes auf den Gesamtprozess überschauen kann. Durch eine erfindungsgemäß ausgebildete automatische Prozessregelung wird erreicht, dass bewusste und unbewusste Änderungen am Blasformprozess durch den Maschinenbediener nicht die Qualität der Fertigung beeinflussen, dass die Qualität des Fertigungsprozesses weniger vom Wissensstand der Maschinenbediener abhängt, dass eine umfassende Kontrolle des Fertigungsprozesses erfolgen kann und dass eine Beiziehung von Spezialisten nach Abschluss der Optimierungsphase nicht mehr notwendig ist.At the transition from development stage to production maturity, they are to be manufactured Blow molded parts optimized by experts. These professionals define After completion of the optimization work, the setpoints for an automatic Process control. The professionals are specialists and usually not machine operators later monitor the production and correctively intervene if the quality of the blow-molded parts is not corresponds to the default values. The machine operators are in the Usually with the supervision multiple machines entrusted at the same time and often do not have the specialist knowledge of the specialists, which optimizes the process control to have. If the machine operator detects a problem during production, So he tries this by an intervention in the blow molding process without compensating for the influence of this intervention oversee the whole process can. By an inventively designed automatic Process control is achieved that conscious and unconscious changes at the blow molding process by the machine operator not the quality of manufacture affect the quality of the Manufacturing process less of the knowledge of the machine operators depends that a comprehensive control of the manufacturing process take place and that can be an appointment of specialists after completing the Optimization phase is no longer necessary.
Zur Erfassung von Abweichungen der radialen Wanddickenverteilung der Hohlkörper von einer vorgegebenen Verteilung werden vorzugsweise Abfallbutzen herangezogen, die beim Blasformen gebildet und nach dem Ausformen der Hohlkörper entfernt werden. Das Butzenbild der Abfallbutzen und in diesem Zusammenhang insbesondere die Länge und Lage der Quetschnähte, besonders der Quetschnaht am Kopf der blasgeformten Hohlkörper, stellt ein wichtiges Qualitätsmerkmal dar. Weichen die Quetschnähte hinsichtlich Länge und Lage von Vorgabewerten ab, so ist von einer ungleichmäßigen Wanddickenverteilung der Hohlkörper auszugehen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird daher zur Erfassung von Abweichungen der radialen Wanddickenverteilung der Hohlkörper vorzugsweise eine Größe gemessen, welche für das Butzenbild eines am Kopf der Hohlkörper gebildeten oberen Abfallbutzens und/oder eines entlang einer Nahtstelle gebildeten seitlichen Abfallbutzens charakteristisch ist. Zur Erfassung der für das Butzenbild maßgeblichen Größe bieten sich verschiedene Verfahren an. Es kann beispielsweise eine charakteristische Abmessung des Butzens gemessen und als Regelgröße verwendet werden. Ferner kann die Quetschnahtlänge des oberhalb der Blasform gebildeten Butzens und/oder eines an der Seite der Blasform gebildeten Butzens als charakteristische Größe des Butzenbildes erfasst werden. Die messtechnische Erfassung kann ferner vereinfacht werden, wenn die blasgeformten Hohlkörper mit einer oder mehreren Markierungen versehen werden und das Butzenbild an diesen Markierungen mit einem als Referenz hinterlegten Butzenbild verglichen wird. Die Innenfläche der Blasform kann mit Gravuren versehen werden, die sich beim Blasformen als Markierungen auf den blasgeformten Hohlkörpern abbilden. Die Gravuren sind zweckmäßig in Flächenbereichen angebracht, die zur Trennebene der Blasform benachbart sind.To detect deviations of the radia len wall thickness distribution of the hollow body of a given distribution are preferably used Abfallbutzen, which are formed during blow molding and removed after molding of the hollow body. The slug image of the waste slugs and in this context in particular the length and position of the Quetschnähte, especially the squeeze on the head of the blow-molded hollow body, represents an important quality feature. If the Quetschnähte differ in terms of length and location of default values, so is an uneven wall thickness distribution of the hollow body go out. In the method according to the invention, therefore, a variable is preferably measured for detecting deviations of the radial wall thickness distribution of the hollow body, which is characteristic of the slug image of a top Abfallbutzens formed at the head of the hollow body and / or a lateral Abfallbutzens formed along a seam. Various methods are available for recording the size relevant to the Butzenbild. It can, for example, a characteristic dimension of Butzens measured and used as a controlled variable. Furthermore, the crimp seam length of the slug formed above the blow mold and / or a slug formed on the side of the blow mold can be detected as a characteristic size of the slug image. The metrological detection can also be simplified if the blow-molded hollow body are provided with one or more markings and the slug image is compared to these marks with a reference deposited as a slug image. The inner surface of the blow mold can be provided with engravings, which are formed during blow molding as marks on the blow-molded hollow bodies. The engravings are expediently mounted in areas which are adjacent to the parting plane of the blow mold.
Von dem an den Hohlkörpern haftenden Abfallbutzen können digitale Bilder erstellt werden, welche mit einem als Referenz hinterlegten Butzenbild verglichen werden. Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, dass die Vorformlinge zu bestimmten Zeiten, beispielsweise unmittelbar nach der Extrusion eines Vorformlings, bildtechnisch erfasst werden und dass die Abbildungen mit einem unterlegten Referenzbild verglichen werden. Die Bilder können computergestützt ausgewertet werden. Die digitale Bildauswertung lässt sich in einen Regelkreis, welcher die beim Schließen der Blasform in dem Vorformling enthaltene Luftmenge und/oder die Schließgeschwindigeit der Blasform steuert, integrieren. Die bildtechnische Erfassung der Vorformlinge bietet den Vorteil, schon beim Einformen in die Blasform die notwendigen Maßnahmen zur Korrektur des Butzenbildes festlegen zu können.From on the hollow bodies Adhesive waste can digital images are created, which are deposited with a reference Butzenbild be compared. It is also within the scope of the invention that the preforms at certain times, for example directly after extrusion of a preform, are detected by imaging and that the pictures are compared with a sub-reference picture become. The pictures can computerized be evaluated. The digital image analysis can be in a control loop, which when closing the blow mold in the preform contained air quantity and / or the closing speed of the blow mold controls, integrate. The technical imaging of the preforms offers the advantage, even when molding into the blow mold the necessary measures to be able to determine the correction of the ornamental image.
In der Blasform können auch Sensoren verwendet werden, die das Ausbilden von Butzenstücken in Abschnitten entlang der Quetschnaht erfassen. Die Gasmenge, die beim Schließen der Blasform im Vorformling enthalten ist und/oder die Schließgeschwindigkeit der Blasform, kann nach Maßgabe der Sensorsignale gesteuert werden. Die Signale der Sensoren können ferner genutzt werden, um fehlerhafte Blasformerzeugnisse, deren Butzenbild an kritischen Stellen von Vorgabewerten abweicht, aus dem Prozess auszuschleusen oder als fehlerhaft zu kennzeichnen.In the blow mold can Also sensors are used, which include the formation of pieces of slug in Capture sections along the squeeze seam. The amount of gas, the while closing the blow mold is contained in the preform and / or the closing speed the blow mold, according to specification the sensor signals are controlled. The signals of the sensors can also be used to faulty blow molded products, their Butzenbild at critical points deviates from default values, out of the process be rejected or marked as faulty.
Anstelle oder zusätzlich zum Butzenbild können auch andere Größen zur Erfassung von Abweichungen der radialen Wanddickenverteilung der Hohlkörper von einer vorgegebenen Verteilung herangezogen und als Regelgröße für die radiale Wanddickenlagesteuerung verwendet werden. Zweckmäßig wird die Wanddicke an mindestens zwei, vorzugsweise gegenüberliegenden oder um 90 Grad zueinander versetzten Stellen, der Hohlkörper gemessen. Ferner können die Vorformlinge mit in Umfangsrichtung beabstandeten Markierungen versehen werden, wobei der Abstand der Markierungen an den blasgeformten Hohlkörpern gemessen wird und wobei diese Messwerte zur Erfassung von Abweichungen der radialen Wanddickenverteilung mit Referenzwerten verglichen werden.Instead of or additionally to the slipper picture can also other sizes for Detection of deviations of the radial wall thickness distribution of the hollow body of a given distribution and used as a controlled variable for the radial Wall thickness control can be used. The wall thickness is expediently at least two, preferably opposite or offset by 90 degrees to each other points, the hollow body measured. Furthermore, can the preforms with circumferentially spaced markings be provided, wherein the distance of the markers to the blow-molded hollow is measured and where these measurements to detect deviations the radial wall thickness distribution compared with reference values become.
Bei bestimmten Anwendungen, z. B. bei der Herstellung von Kunststoffkraftstoffbehältern, deren Form einem Sattel angenähert ist, fallen bei dem Blasformprozess mittlere bzw. seitliche Butzenabschnitte an. Das Gewicht eines mittleren bzw. seitlichen Butzens kann als Maß für die radiale Wanddickenverteilung herangezogen werden. Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht daher vor, dass von den blasgeformten Hohlkörpern jeweils ein oberer Abfallbutzen, ein unterer Abfallbutzen und ein mittlerer Abfallbutzen entfernt werden, dass das Gewicht des mittleren Abfallbutzens ermittelt wird und dass das Gewicht des mittleren Abfallbutzens oder das Verhältnis aus dem Gewicht des mittleren Abfallbutzens und dem Nettogewicht des Hohlkörpers zur Erfassung von Abweichungen der radialen Wanddickenverteilung mit Referenzwerten verglichen werden. Entsprechend wird bei einem seitlichen Butzen verfahren. Von einem mittleren Butzen spricht man, wenn sich der Butzen auf einem mittleren Bereich der gebildeten Hohlkörper beschränkt, während sich ein seitlicher Butzen entlang einer Seite der Hohlkörper erstreckt. Grundsätzlich können einzelne Butzen auch ineinader übergehen. Um für die Auswertung von Butzengewichten und/oder -bildern eine gute Reproduzierbarkeit zu erreichen, können Markierungen erzeugt werden, welche die für die Auswertung heranzuziehenden Materialabschnitte kennzeichnen. Um eine Zuordnung der Bereiche zu den einzelnen Butzen zu erreichen und die Butzen leicht entfernen zu können, können auch Stege mit einer geringen Materialstärke erzeugt werden.For certain applications, eg. As in the production of plastic fuel containers whose shape is approximated to a saddle fall in the blow molding medium or lateral Butzenabschnitte. The weight of a middle or lateral Butzens can be used as a measure of the radial wall thickness distribution. A further embodiment of the method according to the invention therefore provides that each of the blow-molded hollow bodies, an upper waste slug, a lower waste slug and a middle Abfallbutzen be removed, that the weight of the average Abfallbutzens is determined and that the weight of the average Abfallbutzens or the ratio of the Weight of the average Abfallbutzens and the net weight of the hollow body for detecting deviations of the radial wall thickness distribution are compared with reference values. Correspondingly, a lateral slit is used. From a central slug one speaks, if the slug is limited to a central region of the hollow body formed, while a lateral slit extends along one side of the hollow body. In principle, individual slugs can also merge into one another. In order to achieve a good reproducibility for the evaluation of slug weights and / or images, markings can be generated which characterize the material sections to be used for the evaluation. In order to achieve an assignment of the areas to the individual slugs and to be able to easily remove the slugs, webs with a low material thickness can also be produced the.
Die axiale Wanddickenlagesteuerung basiert auf mindestens zwei Regelgrößen. Neben dem Nettogewicht der blasgeformten Hohlkörper kann als weitere Größe das Gewicht eines von den Hohlkörpern abgetrennten unteren Abfallbutzens, die Vorformlingslänge und/oder die Extrusionszeit und/oder die Extrusionsgeschwindigkeit für die Vorformlingsbildung verwendet werden. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, dass die Vorformlinge während der Vorformlingsbildung mit mindestens zwei in Vorformlingslängsrichtung beabstandeten Markierungen versehen werden und dass der Abstand zwischen den Markierungen als Regelgröße für die axiale Wanddickenlagesteuerung verwendet wird. Schließlich besteht die Möglichkeit, dass die Vorformlinge in einem Querschnittsbereich, in dem das Wandprofil der Vorformlinge einen kritischer Bereich aufweist, markiert werden, dass die Markierungen an den blasgeformten Hohlkörpern erfasst werden und dass die Lage der an den Hohlkörpern gemessenen Markierungen als Regelgröße für die axiale Wanddickenlagesteuerung herangezogen wird.The Axial wall thickness control is based on at least two controlled variables. Next The net weight of the blow-molded hollow body may be the weight as a further variable one of the hollow bodies separated lower Abfallbutzens, the preform length and / or the extrusion time and / or the extrusion rate for preforming be used. Furthermore, there is a possibility that the preforms while preform formation with at least two preform longitudinal directions spaced marks are provided and that the distance between the marks as a controlled variable for the axial wall thickness control is used. After all it is possible, that the preforms in a cross-sectional area in which the wall profile the preforms have a critical area, they are marked that the markings on the blow-molded hollow bodies are detected and that the location of the hollow bodies measured markings as a controlled variable for the axial wall thickness control is used.
Das Regelschema ist zweckmäßig so aufgebaut, dass die Spaltbreite des Düsenspaltes verändert wird, wenn das Nettogewicht der blasgeformten Hohlkörper von einem geforderten Sollgewicht abweicht, und dass bei einer Abweichung der zweiten Regelgröße der Massendurchsatz der Kunststoffschmelze oder die Extrusionszeit angepasst wird. Die Anpassung des Schussgewichtes erfolgt im Falle einer kontinuierlichen Extrusion der Schmelze beispielsweise durch eine Änderung der Schneckendrehzahl oder der Extrusionszeit (bei konstantem Massedurchsatz) und bei einer taktweisen Vorformlingsbildung im Ausstoßbetrieb durch eine Änderung des Ausstoßvolumens.The Control scheme is expediently structured that the gap width of the nozzle gap changed if the net weight of the blow-molded hollow body of deviates from a required target weight, and that in case of a deviation the second controlled variable is the mass flow rate the plastic melt or the extrusion time is adjusted. The Adjustment of the shot weight takes place in the case of a continuous Extrusion of the melt, for example, by a change the screw speed or the extrusion time (at constant mass flow rate) and in a cyclic preform formation in the ejection operation by a change of the Ejection volume.
Der die Vorformlinge formende Düsenspalt wird von einem mit der Vorformlingsbildung ablaufenden Wanddickenprogramm gesteuert, welches das Volumen der für einen Vorformling benötigten Kunststoffschmelze in eine vorgegebene Anzahl (n) Volumenabschnitte unterteilt und diesen Volumenabschnitten Düsenspaltstellwerte zuordnet, welche eine über die Anzahl (n) der Volumenabschnitte aufgetragene Programmkurve bilden. Die Gestaltung der Programmkurve berücksichtigt das viskoelastische Verhalten der Kunststoffschmelze für einen durch eine bestimmte Temperatur, Massedurchsatz, Material, Düsenspalt, Schneckendrehzahl und gegebenenfalls weitere Betriebsparameter festgelegten Betriebspunkt und trägt einer Durchhängung der Vorformlinge in diesem Betriebspunkt Rechnung. Weichen die Betriebsparameter von den der Auslegung zugrundegelegten Werten ab, so kann dies Einfluss auf die Materialverteilung im Vorformling haben mit der Folge, dass beispielsweise der Abstand zwischen zwei Vorformlingsabschnitten, die jeweils einem Funktionsmaximum der Programmkurve zugeordnet sind, sich gegenüber dem der Auslegung zugrundegelegten Abstand ändert. Auch dann, wenn der extrudierte oder ausgestoßene Vorformling das gewünschte Gewicht und in Bezug auf einen Vorformlingsabschnitt die richtige Lage in der Blasform einnimmt, können viskoelastische Effekte dazu führen, dass sich der Abstand des betreffenden Vorformlingsabschnittes zu einem anderen Bezugspunkt innerhalb des Vorformlings ändert. Dies stört insbesondere, wenn sich der Abstand zwischen zwei Vorformlingsabschnitten, die jeweils einem Funktionsmaximum der Programmkurve zugeordnet sind und beim Aufweiten der Vorformlinge zu Hohlkörpern kritische Querschnitte darstellen, ändert. Schon geringfügige Änderungen dieses Abstandes können erhebliche Qualitätseinbußen in Bezug auf die Stauchwerte, Verzugs- und Festigkeitseigenschaften der daraus gefertigten Hohlkörper zur Folge haben. Um Abhilfe zu schaffen, wird die axiale Wanddickenlagesteuerung vorzugsweise mit einer weiteren Regelgröße, also mit insgesamt drei Regelgrößen, betrieben. Die Materialverteilung in Vorformlingslängsrichtung wird durch eine dritte Regelgröße erfasst und mit einer Vorgabe verglichen. Zum Zwecke des Ausregelns einer durch viskoelastische Effekte bedingten Abweichung von der Vorgabe werden den Düsenspaltstellwerten der Programmkurve Korrekturwerte aufgeschaltet, die das Durchhängen der Vorformlinge beeinflussen. Vorzugsweise wird die Programmkurve bei einer Aufschaltung der Korrekturwerte dabei so angepasst, dass die für die Vorformlingsbildung eingesetzte Schmelzemenge konstant bleibt. Die Korrekturwerte können positive und negative Werte besitzen. Durch die sofortige Anpassung im Wanddickenprogramm können unerwünschte Störungen bei der Vorformlingsextrusion bzw. bei dem Vorformlingsausstoß vermieden werden. Die Korrekturwerte werden empirisch festgelegt oder anhand von eingegebenen Materialdaten und anhand der gemessenen Schmelzetemperatur sowie gegebenenfalls weiterer Messdaten errechnet und in Abhängigkeit der Messwerte ständig angepasst.Of the the preforms forming nozzle gap is from a wall thickness program running with the preform formation controlled, which is the volume of plastic melt required for a preform divided into a predetermined number (n) volume sections and These volume sections nozzle gap control values assigns one over the number (n) of volume segments plotted program curve form. The design of the program curve takes into account the viscoelastic Behavior of the plastic melt for one by one particular Temperature, mass flow, material, nozzle gap, screw speed and optionally further operating parameters specified operating point and carries a sag the preforms at this operating point. Dodge the operating parameters This may be influenced by the values underlying the interpretation on the material distribution in the preform have the consequence that for example, the distance between two preform sections, each associated with a functional maximum of the program curve are facing each other the distance underlying the interpretation changes. Even if the extruded or ejected Preform the desired Weight and in relation to a preform section the right one Location in the blow mold can be viscoelastic Cause effects that the distance of the relevant preform section to changes another reference point within the preform. This disturbs in particular, when the distance between two preform sections, the each associated with a functional maximum of the program curve and when expanding the preforms to hollow bodies critical cross sections represent, changes. Even minor changes that distance can significant quality losses in terms on the compression values, distortion and strength properties of the resulting manufactured hollow body for Episode. To remedy this, the axial wall thickness control becomes preferably with a further controlled variable, so with a total of three controlled variables operated. The material distribution in the preform longitudinal direction is determined by a third controlled variable recorded and compared to a preset. For the purpose of Ausregelns a be caused by viscoelastic effects deviation from the specification the nozzle gap control values the program curve correction values applied, which is the sagging of the Influence preforms. Preferably, the program curve is included an adjustment of the correction values thereby adjusted so that the for the Vorformlingsbildung used amount of melt remains constant. The Correction values can have positive and negative values. By the immediate adjustment in the wall thickness program undesirable disorders avoided in the preform extrusion or in the preform ejection become. The correction values are determined empirically or based on of entered material data and the measured melt temperature and optionally further measured data and depending on the readings constantly customized.
Die Messung der Materialverteilung in den Vorformlingen kann auf verschiedene Weise erfolgen. Im Rahmen der Erfindung kann mit Messgrößen gearbeitet werden, die lediglich Aufschluss über die Materialverteilung in einem Querschnitt der Vorformlinge oder über die mittlere Materialverteilung in einem Vorformlingsabschnitt geben. Dazu gehören Gewichtsmessungen an einem oder mehreren Hohlkörperabschnitten, wobei die Abweichung mindestens einer Gewichtsmessung von einem vorgegebenen Sollwert für die Festlegung der Korrekturwerte verwendet wird. Eine weitere Möglichkeit zur Messung der Materialverteilung in den Vorformlingen besteht darin, dass an den aus dem Düsenspalt austretenden Vorformlingen mindesten eine Markierung angebracht wird, deren Position an dem vollständig extrudierten bzw. ausgestoßenen Vorformling oder an dem Hohlkörper mit einer Sollposition verglichen wird. Man kann auch mit mehreren Markierungen arbeiten und den Abstand zwischen den Markierungen an dem vollständig extrudierten Vorformling oder dem Hohlkörper erfassen. Schließlich besteht die Möglichkeit an den Hohlkörpern und/oder den Vorformlingen Wanddickenmessungen durchzuführen und nach Maßgabe dieser Messungen die Korrekturwerte festzulegen. Ferner kann die Vorformlingslänge und/oder die Austrittsgeschwindigkeit der Vorformlinge mit Sensoren, z. B. Fotozellen, erfasst werden.The measurement of the material distribution in the preforms can be done in various ways. In the context of the invention, it is possible to work with parameters which only provide information about the material distribution in a cross section of the preforms or about the average material distribution in a preform section. These include weight measurements on one or more hollow body sections, wherein the deviation of at least one weight measurement from a predetermined desired value is used for the determination of the correction values. Another possibility for measuring the material distribution in the preforms is that at least one mark is attached to the exiting from the die gap preforms whose position on the completely ex truncated or ejected preform or is compared to the hollow body with a desired position. You can also work with multiple markers and capture the distance between the markers on the fully extruded preform or the hollow body. Finally, it is possible to carry out wall thickness measurements on the hollow bodies and / or the preforms and to determine the correction values in accordance with these measurements. Furthermore, the preform length and / or the exit velocity of the preforms can be measured with sensors, e.g. As photocells are detected.
Zur Erfassung der Materialverteilung in den Vorformlingen können die blasgeformten Hohlkörper ferner mittels einer Strahlenquelle, zum Beispiel einer Lichtquelle, durchleuchtet werden. Die Verteilung der Intensität, mit der die Strahlen den Hohlkörper durchdringen, lässt Rückschlüsse auf die Wanddickenverteilung zu. Die Intensitätsverteilung kann zum Beispiels bildtechnisch erfasst und mit einem Referenzbild verglichen und ausgewertet werden. Anhand der ermittelten Abweichung der Regelgröße ist ein manueller oder automatischer Regeleingriff möglich.to Detection of material distribution in the preforms can the blow-molded hollow body further by means of a radiation source, for example a light source become. The distribution of the intensity with which the rays of the Penetrate hollow body, lets you draw conclusions the wall thickness distribution too. The intensity distribution can be, for example recorded image-technically and compared with a reference image and be evaluated. Based on the determined deviation of the controlled variable is a Manual or automatic control intervention possible.
Im Rahmen der Erfindung kann auch vorgesehen sein, von den Vorformlingen während der Vorformlingsbildung oder von den gebildeten Hohlkörpern unmittelbar nach dem Entformen ein Wärmebild aufzunehmen. In Bezug auf die vorliegende Erfindung ergibt sich der besondere Vorteil, dass ausgehend von Temperaturunterschieden an den Vorformlingen, die auf eine unterschiedliche Abkühlung zurückzuführen sind, die Änderungen der Wanddicke abgeschätzt werden können. So wird an Bereichen mit einer geringen Wanddicke aufgrund des ungünstigen Volumen-zu-Oberflächenverhältnisses eine stärkere Abkühlung beobachtet, als in Bereichen größerer Wanddicke. Durch die Aufnahme eines Wärmebildes können so Wanddickenabweichungen direkt bestimmt und mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgeglichen werden.in the Frame of the invention may also be provided by the preforms while preforming or directly from the hollow bodies formed to record a thermal image after demoulding. With respect to the present invention, the particular arises Advantage that on the basis of temperature differences on the preforms, which are due to a different cooling, the changes the wall thickness estimated can be. So is on areas with a small wall thickness due to the unfavorable Volume-to-surface ratio a stronger one Cooling observed than in areas of greater wall thickness. By taking a thermal picture can so wall thickness deviations determined directly and with the inventive method be compensated.
Des Weiteren besteht auch die Möglichkeit einen für den Zustand der Kunststoffschmelze kennzeichnenden Messwert zur zusätzlichen Anpassung des Verfahrens zu ermitteln, wobei der Messwert mit einem vorgegebenen Referenzwert in Relation gesetzt wird und wobei, ausgehend von der Abweichung zwischen dem Messwert und dem Referenzwert, für den Vorformling anhand eines numerischen Modells das viskoelastische Fließverhalten der Kunststoffschmelze und davon ausgehend die räumliche Anordnung mindestens eines signifikanten Profilpunktes in Abhängigkeit der Zeit bestimmt werden. Die so bestimmte räumliche Anordnung des mindestens einen Profilpunktes kann dann mit einer Referenzlage verglichen werden, wobei dann ausgehend von den Abweichungen ein geeigneter Korrekturfaktur oder eine geeignete Korrekturkurve bestimmt werden kann.Of Furthermore, there is also the possibility of one for the Condition of the plastic melt characteristic reading for additional Adjusting the method to determine the reading with a given reference value is set in relation and where, starting from the deviation between the measured value and the reference value, for the preform Using a numerical model, the viscoelastic flow behavior the plastic melt and starting from the spatial arrangement at least of a significant profile point as a function of time become. The so determined spatial Arrangement of the at least one profile point can then with a Reference position, and then based on the deviations a suitable correction factor or a suitable correction curve can be determined.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist grundsätzlich dazu geeignet in Bezug auf einen definierten Prozessablauf eine Vielzahl von verschiedensten Abweichungen zu korrigieren. Erhebliche Abweichungen von einem definierten Prozessablauf ergeben sich insbesondere bei einem Anfahren des Blasformprozesses nach einer Unterbrechung. Zu berücksichtigen sind insbesondere thermische Effekte, die sich auf sämtliche Schritte des Verfahrens zur Herstellung von Kunststoffhohlkörpern beziehen können. Im Hinblick auf den Extrusionsprozess ist beispielsweise zu berücksichtigen, dass unmittelbar nach dem Anfahren die Temperatur und die Zusammensetzung der Kunststoffschmelze möglicherweise noch keinen stationären Zustand erreicht haben. Des Weiteren kann die thermische Ausdehnung der Teile des Extruders und insbesondere der Teile des Extrusionskopfes mit erheblichen Veränderungen verbunden sein. Im Hinblick auf den Einformprozess ist zu berücksichtigen, dass die Stellbewegungen bei dem Schließvorgang üblicherweise hydraulisch erfolgen, wobei das Hydrauliköl unmittelbar nach dem Anfahren des Blasformprozesses noch vergleichsweise kalt und viskos ist. Um die bei dem Anfahren typischerweise auftretenden Abweichungen im Bezug auf den definierten Prozessablauf ausgleichen zu können, ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen beim Anfahren des Blasformprozesses abzufragen, ob der Blasformprozess einen stabilen Betriebszustand erreicht hat. Wenn dies nicht der Fall ist, kann der Einfluss von Änderungen des Einformprozesses auf die Materialverteilung der blasgeformten Hohlkörper durch einen Eingriff in den Einformprozess korrigiert werden. Des Weiteren kann auch vorgesehen sein bei einem Anfahren des Blasformprozesses den Einfluss von Änderungen des Extrusionsvorganges auf die Materialverteilung der blasgeformten Hohlkörper durch Eingriff in das während der Vorformlingsextrusion ablaufende Wanddickenprogramm zu korrigieren, solange noch nicht der stabile Betriebszustand des Blasformprozesses erreicht ist. Grundsätzlich können bei einem Anfahren Korrektureingriffe sowohl in den Einformprozess als auch in den Extrusionsprozess vorgesehen sein. Des Weiteren kann in einem gewissen Maße auch eine durch das Anfahren bedingte Änderung des Einformprozesses durch eine Anpassung des Extrusionsprozesses und umgekehrt durchgeführt werden.The inventive method is basically suitable for a defined process flow Correct variety of different deviations. substantial Deviations from a defined process flow arise in particular at a start of the blow molding process after a break. To be considered are especially thermal effects that affect all Refer steps of the process for the production of plastic hollow bodies can. For example, with regard to the extrusion process, that immediately after starting the temperature and the composition the plastic melt possibly not a stationary one yet State have reached. Furthermore, the thermal expansion the parts of the extruder and in particular the parts of the extrusion head with significant changes be connected. With regard to the molding process, it should be borne in mind that the adjusting movements usually take place hydraulically during the closing process, the hydraulic oil immediately after starting the blow molding process still comparatively cold and viscous. To those typically occurring during startup Balance deviations in relation to the defined process flow to be able to is according to one preferred embodiment of the invention provided when starting of the blow molding process to inquire whether the blow molding process is stable Operating state has reached. If this is not the case, can the influence of changes of the molding process on the material distribution of the blow-molded hollow body be corrected by an intervention in the molding process. Of Further can also be provided when starting the blow molding process the influence of changes the extrusion process on the material distribution of the blow-molded hollow body by engaging in that during to correct the preform extrusion running wall thickness program, as long as not the stable operating condition of the blow molding process is reached. in principle can when starting corrective interventions both in the molding process be provided as well as in the extrusion process. Furthermore can to some extent also a change in the molding process caused by the startup be carried out by an adaptation of the extrusion process and vice versa.
Die durch das erfindungsgemäße Verfahren eröffneten Möglichkeiten einer vielseitigen, flexiblen und genauen Korrektur von Abweichungen sind auch besonders vorteilhaft, wenn eine häufige Umrüstung der verwendeten Blasformanlagen vorgesehen ist. So ist es üblich, dass eine Blasformanlage zur Bildung blasgeformter Hohlkörper zur Herstellung verschiedener Produkte vorgesehen ist, wobei dann bei einem Produktwechsel eine Umrüstung erforderlich ist. Dabei ist zu berücksichtigen, dass es bei den Rüstvorgängen zu Fehlern kommen kann und dass sich zwischen zwei Produktionszyklen eines Produktes bewusste oder unbewusste Änderungen ergeben können. Erfindungsgemäß kann so zusätzlich zu einem produktspezifischen Austausch der Prozessdaten eine bedarfsgerechte Korrektur mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführt werden. Von besonderem Vorteil ist dabei, dass erfindungsgemäß sowohl Abweichungen an dem Einformprozess als auch chargenbedingte Änderungen des Kunststoffrohstoffes erkannt und ausgeregelt werden.The possibilities afforded by the method according to the invention of a versatile, flexible and accurate correction of deviations are also particularly advantageous if a frequent conversion of the blow molding systems used is provided. So it is customary that a blow molding machine for the formation of blow-molded hollow body for the production ver a variety of products is provided, in which case a conversion is required in a product change. It should be remembered that errors can occur during the set-up processes and that conscious or unconscious changes can occur between two production cycles of a product. According to the invention, in addition to a product-specific exchange of the process data, a need-based correction can thus be carried out with the aid of the method according to the invention. It is particularly advantageous that, according to the invention, both deviations from the molding process and also batch-related changes in the plastic raw material are recognized and corrected.
Bei der Kombination verschiedener Regelungen kann vorgesehen sein, dass jeweils ein eigener Regeleingriff ermittelt wird, wobei dann bezogen auf den jeweiligen Prozessschritt eine Überlagerung der Regeleingriffe erfolgt. So können beispielsweise der Steuerkurve einer Wanddickensteuerung Korrekturgrößen überlagert werden, die jeweils getrennt voneinander bestimmt sind. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung können jedoch auch Regeleingriffe unter gemeinsamer Berücksichtigung mehrerer Regelgrößen bestimmt werden. So kann es insbesondere zweckmäßig sein, das Nettogewicht zusammen mit den entsprechenden Butzengewichten gemeinsam auszuwerten, da die verschiedenen Gewichte dem gebildeten Hohlkörper einerseits und verschiedenen Abschnitten des Vorformlings andererseits zugeordnet werden können. So kann sich beispielsweise ergeben, dass zur Kompensation einer Abweichung des Herstellungsprozesses mehrere Regeleingriffe möglich sind, wobei dann der tatsächlich durchgeführte Regeleingriff unter Berücksichtigung mehrerer Regelgrößen bestimmt wird. Durch eine gemeinsame Betrachtung der Regelgrößen ist es insbesondere auch möglich vergleichsweise große Abweichungen durch einen Regeleingriff auszugleichen.at The combination of different regulations can be provided that in each case a separate control intervention is determined, in which case referred to the respective process step a superposition of the control interventions he follows. So can For example, the control curve of a wall thickness control superimposed correction quantities be determined separately from each other. According to one alternative embodiment can However, also rule interventions under common consideration of several controlled variables determined become. So it may be particularly useful, the net weight Evaluate together with the corresponding truss weights, because the different weights of the formed hollow body on the one hand and various sections of the preform, on the other hand can be. For example, it may be that, to compensate for a Deviation of the manufacturing process several control interventions are possible where then the actually performed control intervention considering several Controlled variables determined becomes. By a common consideration of the controlled variables it also possible in particular comparatively large Compensate for deviations by a control intervention.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es von Vorteil, wenn durch einen Eingriff in die Steuerung einzelne Regelmaßnahmen deaktiviert werden können. Wenn bei ansonsten reproduzierbarem Prozessverlauf beispielsweise aufgrund des numerischen Modells oder einer der zuvor beschriebenen Regelgrößen eine unerwartet hohe Abweichung bestimmt wird, so kann diese möglicherweise ein Hinweis auf eine fehlerhafte Bestimmung von Messdaten oder eine andersartige Störung sein. Eine Kompensation ausgehend von den ermittelten Daten ist in diesem Fall nicht sinnvoll, so dass dann das Verfahren ohne die Berücksichtigung des numerischen Modells bzw. der entsprechenden Regelgröße erfolgt. Durch die beschriebene Ausgestaltung wird damit ein Notfall-Betriebsmodus bereitgestellt, der, wenn auch mit reduzierter Genauigkeit, eine fortgesetzte Herstellung von Hohlkörpern ermöglicht. Um das numerische Modell oder eine der weiteren Regelgrößen unberücksichtigt zu lassen kann ein Benutzereingriff und/oder eine Kausalitätsabfrage im Rahmen der Prozesssteuerung vorgesehen sein.According to one Another aspect of the present invention is advantageous when by intervention in the control individual control measures can be disabled. For example, if otherwise reproducible process history of the numerical model or one of the previously described controlled variables unexpectedly high deviation is determined, this may be an indication of an erroneous determination of measurement data or a be a different kind of disorder. A compensation based on the determined data is in this Case does not make sense, so then the procedure without the consideration of the numerical model or the corresponding controlled variable. The embodiment described thus becomes an emergency operating mode provided, albeit with reduced accuracy, a allows continued production of hollow bodies. To the numerical model or one of the other control variables is disregarded can be a user intervention and / or a causality query be provided in the context of process control.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist sowohl einsetzbar bei schlauchförmigen Vorformlingen als auch bei flächigen Vorformlingen, die in der Blasform während des Blasformprozesses noch im plastifizierten Zustand zu Hohlkörpern vereinigt werden. In Abhängigkeit der zu fertigenden Hohlkörper können die verschiedenen Regelmechanismen miteinander kombiniert werden. Insbesondere kann mit den Regelmechanismen auch eine Anpassung einer radikalen Wanddickensteuerung erfolgen.The inventive method can be used with tubular preforms as well at areal Preforms that are in the blow mold during the blow molding process are still combined in the plasticized state to form hollow bodies. In dependence the hollow body to be manufactured can the different control mechanisms are combined. In particular, with the control mechanisms and an adaptation of a Radical wall thickness control done.
Wenn die erfassten Regelgrößen sehr weit von der Referenzgröße abweichen und eine vorgegebene Maximalabweichung übersteigen kann dies ein Hinweis auf eine fehlerhafte Messung oder eine gravierende Störung sein. Ein Regeleingriff ist dann unter Umständen nicht zweckmäßig. Bei dem Überschreiten der Maximalabweichung können unterschiedliche Maßnahmen vorgesehen sein. So kann beispielsweise der in dem jeweiligen Herstellungsprozess gebildete Hohlkörper aussortiert, ein Fehlersignal ausgegeben oder sogar der gesamte Prozess angehalten werden. Dabei ist es denkbar für die unterschiedlichen Maßnahmen unterschiedliche Schwellen vorzusehen.If the recorded controlled variables very much far from the reference size and exceeding a given maximum deviation may be an indication be on a faulty measurement or a serious fault. A control intervention may not be appropriate. at the passing the maximum deviation can different measures be provided. For example, in the respective manufacturing process formed hollow body sorted out, an error signal is output or even the whole Process to be stopped. It is conceivable for the different activities to provide different thresholds.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen schematisch:in the The invention will be explained below with reference to exemplary embodiments. It show schematically:
Zum
grundsätzlichen
Aufbau der in
Ein
Blasformerzeugnis mit einem kopfseitigen oberen Abfallbutzen
Die
Vorformlinge
Der
Zusammenhang zwischen dem Butzenbild und der korrespondierenden
Wanddickenverteilung in den blasgeformten Hohlkörpern ist in
Der
Düsenspalt
s wird von einem mit der Vorformlingsbildung ablaufenden Wanddickenprogramm gesteuert,
welches das Volumen der für
einen Vorformling benötigten
Kunststoffschmelze in eine vorgegebene Anzahl Volumenabschnitte
unterteilt und diesen Volumenabschnitten Düsenspaltstellwerte zuordnet,
welche eine über
die Anzahl der Volumenabschnitt aufgetragene Programmkurve bilden.
Bei dem in
In
Kombination mit der beschriebenen axialen Wanddickenlagesteuerung
ist ein weiterer Regelkreis
Der
die Butzenbildregelung
Zur
Erfassung des Butzenbildes
Bei
dem in
Das
in
Um
sich gegenseitig störende
Beeinflussungen der Regelkreise
Selbstverständlich kann
Anstelle eines mittleren Butzens
In
Gemäß dem in
Mittels
eines weiteren Regelkreises
Eine Änderung
der Schwellung infolge einer geänderten
Austrittsgeschwindigkeit VA wirkt sich auf die
Länge VFL
der Vorformlinge aus. Eine größere Schwellung
führt zu
kürzeren
Vorformlingen. Wird die Schwellung reduziert, resultieren längere Vorformlinge.
Das Ausregeln der Lage der Vorformlinge bei unterschiedlichen Austrittsgeschwindigkeiten
VA durch eine Veränderung des Düsenspaltes
s ist nicht zufriedenstellend möglich.
Aus diesem Grunde wird gemäß dem in
Die
Butzenbreite des oberen Abfallbutzens kann durch Sensoren
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