DE102009001682B4 - Method for controlling an injection molding process - Google Patents
Method for controlling an injection molding process Download PDFInfo
- Publication number
- DE102009001682B4 DE102009001682B4 DE102009001682.1A DE102009001682A DE102009001682B4 DE 102009001682 B4 DE102009001682 B4 DE 102009001682B4 DE 102009001682 A DE102009001682 A DE 102009001682A DE 102009001682 B4 DE102009001682 B4 DE 102009001682B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- injection
- temperature
- injection molding
- molded part
- component
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/76—Measuring, controlling or regulating
- B29C45/7686—Measuring, controlling or regulating the ejected articles, e.g. weight control
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
- B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
- B29C2945/76003—Measured parameter
- B29C2945/7604—Temperature
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
- B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
- B29C2945/76003—Measured parameter
- B29C2945/761—Dimensions, e.g. thickness
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
- B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
- B29C2945/76177—Location of measurement
- B29C2945/7629—Moulded articles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
- B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
- B29C2945/76344—Phase or stage of measurement
- B29C2945/76421—Removing or handling ejected articles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
- B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
- B29C2945/76344—Phase or stage of measurement
- B29C2945/76424—After-treatment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
- B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
- B29C2945/76451—Measurement means
- B29C2945/76461—Optical, e.g. laser
- B29C2945/76464—Optical, e.g. laser cameras
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
- B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
- B29C2945/76494—Controlled parameter
- B29C2945/76498—Pressure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
- B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
- B29C2945/76494—Controlled parameter
- B29C2945/76531—Temperature
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
- B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
- B29C2945/76494—Controlled parameter
- B29C2945/76595—Velocity
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
- B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
- B29C2945/76494—Controlled parameter
- B29C2945/76615—Weight
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
- B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
- B29C2945/76655—Location of control
- B29C2945/76658—Injection unit
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
- B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
- B29C2945/76655—Location of control
- B29C2945/76658—Injection unit
- B29C2945/76665—Injection unit screw
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
- B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
- B29C2945/76822—Phase or stage of control
- B29C2945/76859—Injection
Abstract
Verfahren zur Steuerung eines Spritzgießprozesses, folgende Schritte umfassend: (a) Aufnahme von Bildern eines aus einem Spritzgießwerkzeug entnommenen Spritzgussteils während der Abkühlung und Erfassen der Temperatur während der Aufnahme eines Bildes, (b) Bestimmen von zeit- und temperaturabhängigen Schwindungskurven aus den in Schritt (a) aufgenommenen Bildern, (c) Extrapolieren der Maße des Spritzgussteils im Endzustand aus den zeit- und temperaturabhängigen Schwindungskurven, (d) Anpassen der Spritzgießparameter, damit die Maße der durch den Spritzgießprozess hergestellten Spritzgussteile nach Abkühlung in einem vorgegebenen Toleranzbereich liegen.A method of controlling an injection molding process, comprising the steps of: (a) taking images of an injection molded part taken from an injection mold during cooling and detecting the temperature while taking an image, (b) determining time and temperature dependent shrinkage curves from the steps in (step (c) extrapolating the dimensions of the injection molded part in the final state from the time and temperature-dependent shrinkage curves, (d) adjusting the injection molding parameters so that the dimensions of the injection molded parts produced by the injection molding process are within a predetermined tolerance range after cooling.
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Spritzgießprozesses.The invention relates to a method for controlling an injection molding process.
Durch Spritzgießprozesse werden Formteile aus Kunststoffen hergestellt. Hierzu wird zunächst der Kunststoff geschmolzen und anschließend unter Druck in ein Werkzeug, das ein Negativbild des herzustellenden Formteils darstellt, eingespritzt. Im Werkzeug wird das Formteil soweit abgekühlt, bis der Kunststoff erstarrt ist. Dann wird das Formteil aus dem Spritzgießwerkzeug entnommen.Injection molding processes produce molded parts from plastics. For this purpose, the plastic is first melted and then injected under pressure into a tool, which is a negative image of the molded part to be produced. In the mold, the molding is cooled down until the plastic has solidified. Then the molding is removed from the injection mold.
Aufgrund des hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Kunststoffen ist die Maßhaltigkeit von Kunststoffteilen, die durch Spritzgießverfahren hergestellt werden, nur schwer beherrschbar. So tritt zum Beispiel beim Abkühlen des hergestellten Formteils nach der Verarbeitung eine starke Schwindung auf. Diese ist in Abhängigkeit von der Geometrie des spritzgegossenen Formteils mehr oder weniger deutlich wahrzunehmen. Wenn Formteile durch Spritzgießen von teilkristallinen Kunststoffen hergestellt werden, so tritt bei der Abkühlung zusätzlich eine Phasenumwandlung, die Kristallisation, auf, die ebenfalls mit einem Volumenschwund verbunden ist. Hierdurch wird die Vorhersage von Bauteilmaßen zusätzlich erschwert. Auch werden die Bauteilmaße durch Parameter der Kunststoffverarbeitung, beispielsweise der Höhe des Nachdrucks oder der Einspritzgeschwindigkeit, beeinflusst. Diese Parameter beeinflussen weiterhin auch den Bauteilverzug. Dies ist darauf zurückzuführen, dass der innere Aufbau der Kunststoffe, die Morphologie, von den Verarbeitungsbedingungen abhängt.Due to the high coefficient of thermal expansion of plastics dimensional accuracy of plastic parts, which are produced by injection molding, difficult to handle. For example, upon cooling of the molded article produced after processing, severe shrinkage occurs. This is to be perceived more or less clearly depending on the geometry of the injection-molded part. If moldings are produced by injection molding of semi-crystalline plastics, so occurs during the cooling in addition to a phase transformation, the crystallization, which is also associated with a volume shrinkage. This makes the prediction of component dimensions even more difficult. The component dimensions are also influenced by parameters of the plastics processing, for example the amount of the reprint or the injection speed. These parameters continue to influence the component distortion. This is due to the fact that the internal structure of the plastics, the morphology, depends on the processing conditions.
Eine rudimentäre Vorhersage des Verzugs und der Maßhaltigkeit von durch Spritzgießen hergestellten Bauteilen ist möglich, jedoch werden nur qualitative Ergebnisse geliefert, die zu einer Vorkorrektur des Spritzgießwerkzeugs oder für eine Anpassung der Spritzgießparameter nicht verwendet werden können.A rudimentary prediction of the distortion and dimensional accuracy of injection molded components is possible, but only qualitative results are provided which can not be used to pre-correct the injection mold or to adjust the injection molding parameters.
Eine Prozessregelung zur Optimierung der Maßhaltigkeit ist möglich, benötigt jedoch ein aufwendiges Training, bei dem Teile, die mit verschiedenen Spritzgießparametern gefertigt werden, vermessen werden. Durch eine spätere Auswertung der Messergebnisse, den Spritzgießparametern und den Signalverläufen der Werkzeugsensorik können Prognosen für den Einfluss der Verarbeitung auf die Maßhaltigkeit und den Verzug der Bauteile erstellt werden. Anhand dieser Prognosen werden Bauteilmaße vorhergesagt. Eine Überprüfung ist jedoch nur mittels einer erneuten Vermessung der Bauteile möglich.A process control to optimize the dimensional accuracy is possible, but requires a complex training in which parts that are manufactured with different injection molding parameters are measured. By later evaluation of the measurement results, the injection molding parameters and the waveforms of the tool sensors forecasts for the influence of processing on the dimensional stability and the distortion of the components can be created. Based on these forecasts, component dimensions are predicted. However, a check is only possible by means of a re-measurement of the components.
Ein Verfahren, bei dem mechanische Eigenschaften und Verarbeitungseigenschaften eines Spritzgussformteils bestimmt werden, ist z. B. aus
Ein Verfahren zur Beurteilung der optischen Eigenschaften eines Bauteils ist aus
Die
Die
Die
Die
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, maßhaltige Spritzgussbauteile herzustellen.Object of the present invention is to produce dimensionally accurate injection molded components.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This object is solved by the features of
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Steuerung eines Spritzgießprozesses umfasst folgende Schritte:
- (a) Aufnahme von Bildern eines aus einem Spritzgießwerkzeug entnommenen Spritzgussteils während der Abkühlung und Erfassen der Temperatur während der Aufnahme eines Bildes,
- (b) Bestimmen von zeit- und temperaturabhängigen Schwindungskurven aus den in Schritt (a) aufgenommenen Bildern,
- (c) Extrapolieren der Maße des Spritzgussteils im Endzustand aus den zeit- und temperaturabhängigen Schwindungskurven,
- (d) Anpassen der Spritzgießparameter, damit die Maße der durch den Spritzgießprozess hergestellten Spritzgussteile nach Abkühlung in einem vorgegebenen Toleranzbereich liegen.
- (a) taking pictures of an injection molded part taken out of an injection mold during cooling and detecting the temperature during the taking of an image,
- (b) determining time and temperature dependent shrinkage curves from the images taken in step (a),
- (c) extrapolating the dimensions of the final molded part from the time and temperature dependent shrinkage curves,
- (d) adjusting the injection molding parameters so that the dimensions of the injection molded parts produced by the injection molding process are within a predetermined tolerance range after cooling.
Durch die Aufnahme von Bildern während der Abkühlung eines Spritzgussteils lässt sich durch Vergleich der einzelnen Bilder die Schwindung des Spritzgussteils ermitteln. Die so erfassten Daten können genutzt werden, um die Spritzgießparameter anzupassen, damit maßhaltige Bauteile hergestellt werden können. Da die Maße des hergestellten Spritzgussteils auch von den Spritzgießparametern abhängen, kann durch eine geeignete Anpassung der Spritzgießparameter Einfluss auf die Gestalt des Spritzgussteils nach Abkühlung genommen werden, so dass es möglich ist, durch geeignete Spritzgießparameter maßhaltige Bauteile herzustellen.By taking pictures during the cooling of an injection-molded part, the shrinkage of the injection-molded part can be determined by comparing the individual images. The data collected in this way can be used to adjust the injection molding parameters so that dimensionally stable components can be manufactured. Since the dimensions of the injection molded part produced also depend on the injection molding parameters, a suitable adaptation of the injection molding parameters can influence the shape of the injection molded part after cooling, so that it is possible to produce dimensionally stable components by means of suitable injection molding parameters.
Dadurch, dass die Maße des Spritzgussteils im Endzustand aus den Bildern und den daraus bestimmten zeit- und temperaturabhängigen Schwindungskurven extrapoliert werden können, ist es zudem möglich, die Maße eines hergestellten Spritzgussteils und des Verzugs des Spritzgussteils im Produktionsablauf zu überprüfen, so dass Regelparameter und Regelstrategien des Spritzgießprozesses im laufenden Betrieb angepasst werden können.Because the dimensions of the injection-molded part in the final state can be extrapolated from the images and the time-dependent and temperature-dependent shrinkage curves determined therefrom, it is also possible to check the dimensions of an injection molded part produced and the delay of the injection molded part in the production process, so that control parameters and control strategies of the injection molding process during operation can be adjusted.
Um die Bilder des aus dem Spritzgießwerkzeug entnommenen Spritzgussteils in Schritt (a) aufzunehmen, werden stichprobenartig Teile mit einem geeigneten Handlingsystem ausgeschleust. Von diesen Teilen werden dann mit einem Kameramesssystem Bilder aufgenommen. Dies erlaubt eine exakte Bewertung des Bauteilmaßes im laufenden Betrieb.To pick up the images of the injection molded part taken from the injection mold in step (a), parts are randomly discharged with a suitable handling system. These parts are then taken with a camera measuring system images. This allows an exact evaluation of the component dimension during operation.
Um den Verzug und die Schwindung des Bauteils zu bestimmen, erfolgt die Aufnahme der Bilder in Schritt (a) in einer Ausführungsform der Erfindung kontinuierlich. Alternativ ist es auch möglich, dass die Aufnahme der Bilder in Schritt (a) in vorgegebenen Intervallen erfolgt. Wenn die Aufnahme der Bilder in vorgegebenen Intervallen erfolgt, so können die Intervalle zwischen der Aufnahme zweier Bilder jeweils gleich lang sein, jedoch ist es auch möglich, unterschiedliche Zeitabstände in Abhängigkeit von der Abkühlrate zu wählen. So ist es zum Beispiel möglich, am Anfang Bilder in einem kleineren zeitlichen Abstand aufzunehmen und den Abstand der Aufnahmen mit zunehmender Abkühlung zu vergrößern. Gegenüber der kontinuierlichen Aufnahme von Bildern hat die Aufnahme von Bildern in vorgegebenen Intervallen den Vorteil, dass weniger Datenspeicherplatz benötigt wird. Der Nachteil gegenüber einer kontinuierlichen Aufnahme ist jedoch, dass der Verlauf jeweils zwischen zwei Bildern interpoliert werden muss.In order to determine the distortion and the shrinkage of the component, the recording of the images in step (a) takes place continuously in one embodiment of the invention. Alternatively, it is also possible for the images to be recorded in step (a) at predetermined intervals. If the pictures are taken at predetermined intervals, the intervals between taking two pictures may be the same length, but it is also possible to choose different time intervals depending on the cooling rate. For example, at the beginning it is possible to take pictures at a smaller time interval and to increase the distance of the pictures with increasing cooling. Compared to the continuous recording of images, taking pictures at predetermined intervals has the advantage of requiring less data storage space. The disadvantage compared to a continuous recording, however, is that the course must be interpolated between two images.
Durch die Aufnahme von Bildern des Bauteils lassen sich Messdaten eines oder mehrerer signifikanter Maße des Bauteils ermitteln. Hierbei ist es einerseits möglich, dass jeweils nur ein Bild des Bauteils aufgenommen wird, alternativ ist es auch möglich, mehrere Bilder aus jeweils unterschiedlichen Richtungen auf das Bauteil aufzunehmen. Die Aufnahme von mehreren Bildern aus unterschiedlichen Richtungen ermöglicht eine dreidimensionale Erfassung des Bauteils wohingegen bei der Aufnahme von Bildern mit nur einer Kamera aus jeweils der gleichen Richtung lediglich eine zweidimensionale Aufnahme des Bauteils möglich ist. Wenn jedoch die signifikanten Maße des Bauteils alle in der gleichen Richtung liegen, ist eine solche zweidimensionale Aufnahme des Bauteils ausreichend.By taking pictures of the component, measurement data of one or more significant dimensions of the component can be determined. In this case, on the one hand, it is possible for only one image of the component to be recorded in each case; alternatively, it is also possible to record a plurality of images from respectively different directions onto the component. The recording of several images from different directions allows a three-dimensional detection of the component whereas when taking pictures with only one camera from the same direction only a two-dimensional recording of the component is possible. However, if the significant dimensions of the component are all in the same direction, such a two-dimensional image of the component is sufficient.
Neben den Bildern des Bauteils wird gleichzeitig die Temperatur des Bauteils erfasst. Die Erfassung der Temperatur kann dabei ebenfalls kontinuierlich oder in vorgegebenen Zeitabständen erfolgen. Wenn die Aufnahme der Temperatur in vorgegebenen Zeitintervallen erfolgt, so wird die Temperatur jeweils gleichzeitig mit der Aufnahme eines Bildes gemessen. Die Erfassung der Temperatur erfolgt vorzugsweise berührungslos, insbesondere mit Hilfe eines Infrarot-Strahlungspyrometers. Neben der Temperaturerfassung mittels eines Infrarot-Strahlungspyrometers ist es alternativ jedoch auch möglich, das Bauteil zum Beispiel mit einer Infrarotkamera aufzunehmen, so dass das aufgenommene Bild sowohl Messwerte zu den Bauteilabmessungen als auch zur Bauteiltemperatur liefert.In addition to the images of the component, the temperature of the component is simultaneously recorded. The detection of the temperature can also be carried out continuously or at predetermined intervals. If the temperature is recorded at predetermined time intervals, the temperature is measured simultaneously with the acquisition of an image. The detection of the temperature is preferably carried out without contact, in particular by means of an infrared radiation pyrometer. In addition to the temperature detection by means of an infrared radiation pyrometer, however, it is alternatively also possible to record the component with an infrared camera, for example, so that the recorded image delivers both measured values for the component dimensions and for the component temperature.
Aus der Kombination der Messdaten des mindestens einen signifikanten Maßes des Bauteils und der Temperatur, die das Bauteil zum Zeitpunkt der Aufnahme aufweist, lässt sich die zeit- und temperaturabhängige Schwindung der Bauteilmaße bestimmen. Mit geeigneten Algorithmen kann aus diesen Schwindungskurven der Endzustand der Bauteilmaße extrapoliert werden. Die geeigneten Algorithmen ergeben sich dabei zum Beispiel aus dem Verlauf der gemessenen Schwindungskurven.From the combination of the measurement data of the at least one significant dimension of the component and the temperature that the component has at the time of recording, the time- and temperature-dependent shrinkage of the component dimensions can be determined. Using suitable algorithms, the final state of the component dimensions can be extrapolated from these shrinkage curves. The suitable algorithms result, for example, from the course of the measured shrinkage curves.
Der Vorteil der Extrapolation der Bauteilmaße im Endzustand ist, dass eine Anpassung der Spritzgießparameter im laufenden Betrieb möglich ist. Die Bestimmung der Maße im Endzustand ist während des Betriebes im Allgemeinen nicht möglich, da die Formveränderung des Bauteils auch nach Tagen nicht abgeschlossen ist. Die Extrapolation der Endmaße erlaubt jedoch eine Abschätzung der Bauteilmaße bereits nach vergleichsweise kurzer Zeit, so dass nicht erst nach mehreren Tagen eine Anpassung der Spritzgießparameter erfolgt, sondern bereits nach Abschluss der Messungen und Extrapolation.The advantage of the extrapolation of the component dimensions in the final state is that adaptation of the injection molding parameters during operation is possible. The determination of the dimensions in the final state is generally not possible during operation, since the change in shape of the component is not completed even after days. However, the extrapolation of the final dimensions allows an estimation of the component dimensions already after a comparatively short time, so that not only after several days an adaptation of the injection molding parameters takes place, but already after completion of the measurements and extrapolation.
Die Anpassung der Spritzgießparameter in Abhängigkeit der extrapolierten Bauteilmaße, um die Einhaltung von Toleranzgrenzen des Bauteilmaßes sicherzustellen, erfolgt durch eine geeignete Spritzgießregelung, die dem Fachmann bekannt ist. Durch eine solche Spritzgießregelung werden zum Beispiel Einspritzdrücke, Geschwindigkeiten und Schmelztemperaturen eingestellt.The adaptation of the injection molding parameters as a function of the extrapolated component dimensions in order to ensure compliance with tolerance limits of the component dimension is achieved by means of a suitable injection molding control which is known to the person skilled in the art. By means of such an injection molding control, for example, injection pressures, speeds and melting temperatures are set.
Die Spritzgießregelung kann hierfür einerseits mit extremen Parametersätzen in Grenztests trainiert werden oder alternativ auf geeignete Algorithmen zurückgreifen, um die Abhängigkeit der Maße eines konkreten Bauteils von der Verarbeitung bzw. den Spritzgießparametern zu erfassen.For this purpose, the injection molding control can be trained on the one hand with extreme parameter sets in boundary tests or, alternatively, on suitable algorithms, in order to record the dependence of the dimensions of a specific component on the processing or the injection molding parameters.
Um zu vermeiden, dass ein Ausreißer zur Bestimmung der Spritzgießparameter vermessen wird, ist es bevorzugt, Bilder von mehreren Spritzgussteilen aufzunehmen und dabei jeweils auch die Temperatur während der Aufnahme des Bildes zu erfassen. Die Spritzgussteile werden dabei vorzugsweise jeweils mit den gleichen Spritzgießparametern hergestellt. Auf diese Weise lässt sich für mehrere Teile der Schwindungsprozess verfolgen, so dass die Daten gemittelt werden können und aus diesen gemittelten Daten die Spritzgießparameter angepasst werden können.In order to avoid that an outlier for the determination of the injection molding parameters is measured, it is preferable to take pictures of several injection-molded parts and in each case also to record the temperature during the recording of the image. The injection-molded parts are preferably produced in each case with the same injection molding parameters. In this way, the shrinkage process can be followed for several parts, so that the data can be averaged and from this averaged data the injection molding parameters can be adjusted.
Um vergleichbare Werte zu erzielen ist es weiterhin bevorzugt, bei Aufnahme von Bildern von mehreren gleichen Spritzgussteilen, die Bilder jeweils bei im Wesentlichen gleicher Temperatur des Spritzgussteils aufzunehmen. Wenn die Bilder der einzelnen Spritzgussteile bei unterschiedlichen Temperaturen aufgenommen werden, ist es erforderlich, hierbei durch geeignete Verfahren Messkurven aus den ermittelten Datensätzen durch geeignete Algorithmen zu berechnen, beispielsweise durch eine Interpolation zwischen zwei Messwerten, und die so ermittelten Kurven miteinander zu vergleichen und geeignete Mittelwerte zu bilden.In order to achieve comparable values, it is furthermore preferred, when taking pictures of a plurality of identical injection-molded parts, to record the images in each case at essentially the same temperature of the injection-molded part. If the images of the individual injection-molded parts are recorded at different temperatures, it is necessary to use suitable algorithms to calculate measured curves from the determined data sets by suitable algorithms, for example by interpolating between two measured values, and to compare the curves thus obtained and suitable mean values to build.
Um eine Prozessregelung zu ermöglichen, die es gestattet, maßhaltige Bauteile zu produzieren, ist es vorteilhaft, wenn für die Anpassung der Spritzgießparameter jeweils sich einstellende Maße des Spritzgussteils bei vorgegebenen Parametersätzen erfasst werden. Hierzu ist es zum Beispiel möglich, Parameter, mit denen das Bauteil gespritzt wird, einzustellen, einige Bauteile mit diesen Parametern zu produzieren und anschließend für die so hergestellten Bauteile Messdaten zu erfassen. Die Erfassung der Messdaten erfolgt zum Beispiel durch Auswertung von Bildern, die vom abkühlenden Bauteil aufgenommen werden. Auf diese Weise lässt sich die Schwindung bzw. ein Verzug bestimmen. Anhand der so ermittelten Daten kann ein Parametersatz erstellt werden, der zur Steuerung des Spritzgießprozesses herangezogen werden kann. Aus diesem Parametersatz lässt sich dann zum Beispiel ermitteln, wie bei bestimmten gemessenen Abweichungen einzuwirken ist, um eine Verbesserung des herzustellenden Spritzgussteils zu erreichen.In order to enable a process control that allows dimensionally stable components to be produced, it is advantageous if, for the adaptation of the injection molding parameters, respectively adjusting dimensions of the injection-molded part are detected at given parameter sets. For this purpose, it is possible, for example, to set parameters with which the component is injected, to produce some components with these parameters and then to acquire measured data for the components produced in this way. The acquisition of the measured data takes place, for example, by evaluating images which are taken by the cooling component. In this way, the shrinkage or a delay can be determined. On the basis of the data thus determined, a parameter set can be created which can be used to control the injection molding process. From this parameter set, it is then possible to determine, for example, how to influence certain measured deviations in order to achieve an improvement of the injection-molded part to be produced.
Um mit einem handhabbaren Aufwand geeignete Spritzgießparametersätze zu erzeugen ist es vorteilhaft, zur Anpassung der Spritzgießparameter notwendige Parametersätze aus bekannten Parametersätzen zu bestimmen. Auf diese Weise kann zum Beispiel zu jedem beliebigen Parametersatz ermittelt werden, wie ein damit hergestelltes Bauteil voraussichtlich aussehen wird. Die Bestimmung der zur Anpassung der Spritzgießparameter notwendigen Parametersätze aus bekannten Parametersätzen kann zum Beispiel durch geeignete Algorithmen oder Funktionen oder einem geeigneten Regelsystem erfolgen. Geeignete Algorithmen, Funktionen und/oder Regelsätze sind dem Fachmann bekannt. Insbesondere eignen sich zur Bestimmung der zur Anpassung der Spritzgießparameter notwendigen Parametersätze aus bekannten Parametersätzen neuronale Netze. Eine Überprüfung kann dann zum Beispiel durch stichprobenartige Kontrollen erfolgen. Mithilfe dieser stichprobenartigen Kontrollen lässt sich dann auch die Steuerung verbessern, indem die gemessenen Daten als zusätzliche Trainingssätze dem Algorithmus der Spritzgießregelung zugeführt werden.In order to produce suitable injection molding parameter sets with a manageable expenditure, it is advantageous to determine necessary parameter sets from known parameter sets in order to adapt the injection molding parameters. In this way it can be determined for each parameter set, for example, how a component produced with it will probably look like. The determination of the adaptation of the injection molding parameters necessary parameter sets from known parameter sets can be done for example by suitable algorithms or functions or a suitable control system. Suitable algorithms, functions and / or rule sets are known to the person skilled in the art. In particular, neural networks are suitable for determining the parameter sets necessary for adaptation of the injection molding parameters from known parameter sets. A check can then be made, for example, by random checks. These random checks can also be used to improve control by feeding the measured data as additional training sets to the injection molding control algorithm.
Aus den so trainierten Parametersätzen lässt sich zum Beispiel ermitteln, welchen Einfluss die Änderung eines einzelnen Spritzgießparameters, zum Beispiel die Änderung des Druckes, der Temperatur, der Einspritzgeschwindigkeit oder Ähnlichem, für einen Einfluss auf das Bauteil hat. Hieraus kann dann bei Maßabweichungen des Bauteils reagiert werden und der Prozess kann entsprechend angepasst werden.From the parameter sets thus trained, it is possible to determine, for example, what influence the change of a single injection molding parameter, for example the change of the pressure, the temperature, the injection speed or the like, has on the component. From this it is then possible to react to dimensional deviations of the component and the process can be adapted accordingly.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Ausführungsformen der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are illustrated in the figures and are explained in more detail in the following description.
Es zeigen:Show it:
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
In
In einem ersten Schritt
Von den so hergestellten Spritzgussteilen werden Stichproben entnommen. Die Stichproben werden wie mit dem Pfeil
Aus den so erfassten Daten, d. h. den gemessenen Temperaturwerten und den Maßänderungen werden zeit- und temperaturabhängige Schwindungskurven erstellt. Die Erstellung der Kurven erfolgt dabei durch geeignete mathematische Methoden, die dem Fachmann geläufig sind. Üblicherweise verwendete Verfahren sind zum Beispiel Extrapolationsverfahren.From the data so collected, d. H. Time-dependent and temperature-dependent shrinkage curves are created for the measured temperature values and the dimensional changes. The curves are generated by suitable mathematical methods, which are familiar to the person skilled in the art. Commonly used methods are, for example, extrapolation methods.
Die so ermittelten Schwindungskurven werden, wie mit Pfeil
Mithilfe der Prozessregelung werden zum Beispiel Endmaße des Bauteils aus den Schwindungskurven extrapoliert. Aus den so extrapolierten Baumaßen am Endzustand des Bauteils können dann bei Bedarf die Spritzgießparameter angepasst werden. Hierbei ist es möglich entweder einzelne Parameter zu verändern oder mehrere Parameter zu verändern. Welche Parameter in welchem Maße geändert werden kann zum Beispiel durch geeignete Parametersätze, die beispielsweise mit neuronalen Netzen berechnet werden, bestimmt werden. Mit den so über die Prozessregelung im dritten Schritt
In
In
Neben der Schmelzetemperatur kann die Maximaltemperatur jedoch auch von anderen Parametern, beispielsweise der Einspritzgeschwindigkeit oder der Werkzeugtemperatur abhängen.In addition to the melt temperature, however, the maximum temperature may also depend on other parameters, for example the injection speed or the tool temperature.
Die Abkühlkurven
Auch die in
Aus den in den
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102009001682.1A DE102009001682B4 (en) | 2009-03-20 | 2009-03-20 | Method for controlling an injection molding process |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102009001682.1A DE102009001682B4 (en) | 2009-03-20 | 2009-03-20 | Method for controlling an injection molding process |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102009001682A1 DE102009001682A1 (en) | 2010-09-23 |
DE102009001682B4 true DE102009001682B4 (en) | 2017-04-06 |
Family
ID=42628594
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102009001682.1A Active DE102009001682B4 (en) | 2009-03-20 | 2009-03-20 | Method for controlling an injection molding process |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102009001682B4 (en) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010042759B4 (en) * | 2010-10-21 | 2014-03-27 | Skz - Kfe Ggmbh Kunststoff-Forschung Und -Entwicklung | Process for the production of plastic molded parts |
DE102014106410B4 (en) * | 2014-05-07 | 2016-03-10 | Feller Engineering Gmbh | Process for the production of molded parts in an injection molding machine |
AT515696B1 (en) * | 2014-06-20 | 2015-11-15 | Engel Austria Gmbh | Arrangement and method for the provision of molded parts |
DE102018126966B3 (en) * | 2018-10-29 | 2020-03-19 | INTRAVIS Gesellschaft für Lieferungen und Leistungen von bildgebenden und bildverarbeitenden Anlagen und Verfahren mbH | Method and device for detecting a geometric feature of molded parts |
CN111475891A (en) * | 2020-03-26 | 2020-07-31 | 青岛海尔空调器有限总公司 | Design method and device for air conditioner movement mechanism |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19518804A1 (en) * | 1994-05-27 | 1995-12-21 | Fraunhofer Ges Forschung | Process control |
DE10119853A1 (en) * | 2001-04-24 | 2003-01-09 | Bayer Ag | Hybrid model and method for determining mechanical properties and processing properties of an injection molded part |
DE10261498A1 (en) * | 2002-12-23 | 2004-07-22 | Priamus System Technologies Ag | Process for regulating the manufacture of molded parts |
WO2005084913A2 (en) * | 2004-03-10 | 2005-09-15 | Total Petrochemicals Research Feluy | Rotational moulding powder characterisation |
US20080013821A1 (en) * | 2004-05-20 | 2008-01-17 | Macgregor John F | Method For Controlling The Appearance Of Products And Process Performance By Image Analysis |
WO2008009147A1 (en) * | 2006-07-18 | 2008-01-24 | Weidmann Plastics Technology Ag | Determination of a surface temperature of a cooling body |
US20110101555A1 (en) * | 2008-04-14 | 2011-05-05 | University Of Massachusetts Lowell | Methods for forming injected molded parts and in-mold sensors therefor |
-
2009
- 2009-03-20 DE DE102009001682.1A patent/DE102009001682B4/en active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19518804A1 (en) * | 1994-05-27 | 1995-12-21 | Fraunhofer Ges Forschung | Process control |
DE10119853A1 (en) * | 2001-04-24 | 2003-01-09 | Bayer Ag | Hybrid model and method for determining mechanical properties and processing properties of an injection molded part |
DE10261498A1 (en) * | 2002-12-23 | 2004-07-22 | Priamus System Technologies Ag | Process for regulating the manufacture of molded parts |
WO2005084913A2 (en) * | 2004-03-10 | 2005-09-15 | Total Petrochemicals Research Feluy | Rotational moulding powder characterisation |
US20080013821A1 (en) * | 2004-05-20 | 2008-01-17 | Macgregor John F | Method For Controlling The Appearance Of Products And Process Performance By Image Analysis |
WO2008009147A1 (en) * | 2006-07-18 | 2008-01-24 | Weidmann Plastics Technology Ag | Determination of a surface temperature of a cooling body |
US20110101555A1 (en) * | 2008-04-14 | 2011-05-05 | University Of Massachusetts Lowell | Methods for forming injected molded parts and in-mold sensors therefor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102009001682A1 (en) | 2010-09-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102009001682B4 (en) | Method for controlling an injection molding process | |
DE102015107024B3 (en) | Determining process parameter values in an injection molding process | |
DE102015117237B3 (en) | Method for determining a real volume of an injection-moldable mass in an injection molding process | |
DE102020107463A1 (en) | INJECTION MOLDING SYSTEM, MOLDING CONDITIONS CORRECTION SYSTEM AND INJECTION MOLDING METHOD | |
EP3057760B1 (en) | Method for evaluating process characteristics of injection-molding tools | |
DE102011102313A1 (en) | Control device for electrical operated injection molding machine, has reference value calculating unit computing value obtained from parts of screw retreat amount and screw rotation amount as plasticizing rate reference value | |
EP0776752B1 (en) | Method of blow moulding and hollow thermoplastic articles | |
EP3291959A1 (en) | Determining and displaying process parameter values in an injection molding process | |
WO2011006704A1 (en) | Device and method for producing thick-walled plastic molded parts having reduced shrinkage sites by injection molding or embossing | |
DE202007018847U1 (en) | Device for producing thick-walled optical plastic molded parts and thick-walled optical plastic molded part | |
DE102010042759B4 (en) | Process for the production of plastic molded parts | |
DE102006027028A1 (en) | Plastic shaped part production monitoring method, involves producing plastic shaped part in tool, and recording produced plastic shaped part by thermal image camera after removal of plastic shaped part from tool | |
DE102014014231A1 (en) | Method for determining a setpoint for a setting parameter | |
EP0784535B1 (en) | Method of influencing machine setting values and device for carrying out the method | |
DE19522361B4 (en) | injection molding | |
EP3710223B1 (en) | Method for controlling a machine for processing plastics | |
WO2004058476A2 (en) | Method for controlling the production of injection molded parts | |
DE3524310C1 (en) | Processes and devices for controlled injection molding on different plastic injection molding machines with the same molded part properties and the same masses | |
EP3687762B1 (en) | Process for manufacturing of hollow plastic containers | |
DE3927995A1 (en) | METHOD FOR CONTROLLING THE REPRINTING PHASE IN INJECTION MOLDING THERMOPLASTIC PLASTICS | |
DE102022102395A1 (en) | Method and device for reducing the post-processing effort on master mold cavities before they are used in series production | |
EP3526006A1 (en) | Method for monitoring a film quality and film machine | |
EP1768830B1 (en) | Temperature-dependent demolding | |
AT520845B1 (en) | Method of setting an initial condition for molding process conditions | |
DE3138432A1 (en) | METHOD AND ARRANGEMENT FOR OPTIMIZING AN INJECTION MOLDING PROCESS |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OR8 | Request for search as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8105 | Search report available | ||
R012 | Request for examination validly filed |
Effective date: 20130527 |
|
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |