DE102010052254B4

DE102010052254B4 - Automatische Schmiervorrichtung für eine Spritzgießmaschine

Info

Publication number: DE102010052254B4
Application number: DE102010052254.6A
Authority: DE
Inventors: Masahiko Urata; Tatsuhiro Uchiyama; Koichi Nishimura
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2009-12-25
Filing date: 2010-11-23
Publication date: 2015-11-05
Anticipated expiration: 2030-11-24
Also published as: US8562321B2; JP2011148286A; US20110159132A1; DE102010052254A1; CN102107508A; JP4824824B2

Abstract

Automatische Schmiervorrichtung für eine Spritzgießmaschine, mit der ein Schmiermittel, wie zum Beispiel Schmierfett, einer Schmierfettzufuhrstelle einer Spritzgießmaschine mit Hilfe einer Schmiervorrichtung zugeführt wird, wobei die automatische Schmiervorrichtung umfasst: ein Auslastungs-Berechnungsmittel zum Berechnen einer Auslastung eines beweglichen Teils der Spritzgießmaschine während des Betriebs des beweglichen Teils, und ein Schmierungssteuergerät zum Vergleichen der durch das Auslastungs-Berechnungsmittel berechneten Auslastung mit einer zuvor eingestellten Referenzauslastung und zum Ausgeben eines Schmierfettzufuhr-Steuerbefehls an die Schmiervorrichtung, wenn die berechnete Auslastung die Referenzauslastung überschreitet.

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine automatische Schmiervorrichtung zur Zufuhr eines Schmiermittels, wie zum Beispiel Schmierfett, zur Verhinderung eines Verschleißes von sich verschiebenden Flächen oder rotierender Flächen eines beweglichen Teils einer Spritrgießmaschine.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Bei einer Spritrgießmaschine ist es erforderlich, Schmierfett in regelmäßigen oder unregelmäßigen Zeitabständen zuzuführen, um eine unzureichende Schmierung zu vermeiden, um den Verschleiß sich verschiebender oder rotierender Flächen von beweglichen Teilen, wie zum Beispiel Kugelgewindespindeln, Lagern und Kniehebelbuchsen, zu verhindern.
Eine unzureichende Versorgung mit Schmierfett und eine nicht hinreichende Schmierung verursachen mechanische Probleme, während eine exzessive Zufuhr von Schmierfett andere Probleme hervorruft, wie das Anhaften von Schmierfett an spritzgegossenen Produkten und einem erhöhten Verbrauch an Schmierfett. Da sich der Zustand der Schmierung aufgrund von auf bewegliche Teile ausgeübte Belastungen, von Bewegungsgeschwindigkeiten der beweglichen Teile und von Bewegungszeiten der beweglichen Teile ändert, wurde bereits eine Technik zur Messung dieser physikalischen Größen vorgeschlagen, um Schmierfett automatisch zuzuführen, um somit das Schmiermittel zu einer optimalen Zeit aufzugeben.
Die JP H03-79 325 A offenbart eine Technik zur Erkennung unzureichender Schmierung auf der Grundlage einer Spannung entsprechend eines Spulenstroms mit einem Strommessgerät für die Messung des Spulenstroms eines Servomotors, der zum Antrieb eines beweglichen Teils für die Zufuhr des Schmierfetts dient.
Die JP 2000-190 375 A offenbart eine Technik zur Zufuhr des Schmierfetts entsprechend einer Betriebszeit einer Spritzgießmaschine und der Gesamtanzahl der Arbeitszyklen und eine Technik zur Zufuhr des Schmiermittels entsprechend dem Produkt aus einem Hub und der Anzahl der Arbeitszyklen.
Die JP 2008-261 394 A offenbart eine Technik zur Gewinnung physikalischer Größen, die in Bezug zu einem beweglichen Teil stehen und Werte wiedergeben, wie zum Beispiel den größten Wert und den kleinsten Wert eines physikalischen Betrags, und eine unzureichende Schmierung auf der Grundlage einer Zeitenfolge von Schwankungen der wiedergegebenen Werte für die Zufuhr des Schmierfetts vorwegnehmen.
Mit der in der JP H03-79 325 A zuvor beschriebenen Technik werden Schwankungen des mechanischen Widerstands (der Belastung) aufgrund von Schwankungen des Schmierzustandes des beweglichen Teils auf der Grundlage einer Spannung verfolgt, die der von dem Strommessgerät zur Bestimmung des Spulenstroms des Servomotors zum Antrieb des beweglichen Teils gemessene Spulenstrom erzeugt. Somit ist es möglich, die Schwankungen des Schmierzustands unmittelbar zu verfolgen. Die Höhe der Spannung, die dem Strom in der Spule entspricht, schwankt ebenfalls aufgrund wechselnder Betriebsbedingungen, wie zum Beispiel einer Änderung der Gießgeschwindigkeit oder dem Gießwerkzeug bzw. der Gießform der Spritzgießmaschine zusätzlich zum Zustand der Schmierung, und es ist somit schwierig, den optimalen Zeitpunkt für die Zufuhr des Schmierfetts nur aufgrund einer abweichenden Spannung zu erkennen. Dies gilt insbesondere für die in der zuvor erörterten JP 2008-261 394 A beschriebenen Technik, und es ist äußerst schwierig zu bestimmen, ob die Änderung eines physikalischen Werts durch eine unzureichende Schmierung oder andere Faktoren beim Spritzgießen hervorgerufen wird, bei denen die Spritzgießbedingungen aufgrund von Unterschieden des Werkzeugs bzw. der Gießform und des Kunststoffes sich häufig ändern.
Bei dem in der oben beschriebenen JP 2000-190 375 A beschriebenen Technik wird das Timing der Schmierfettzufuhr auf der Grundlage der Anzahl der Arbeitszyklen, der Zeit oder des Produkts aus Hub und Anzahl der Arbeitszyklen bestimmt, und daher ist es möglich, die Schmiermittelzufuhr gemäß dem aktuellen Betriebszustand der Maschine vorzunehmen. Das Schmiermittel wird jedoch unabhängig von der Höhe der Belastung zugegeben, und es ist daher schwierig, eine unzureichende Schmierung und eine zu starke Schmierung vollständig zu vermeiden.
JP H11-270789 A beschreibt eine Schmiervorrichtung für eine Spritzgießmaschine, die ermittelt, ob Lagerteile der Spritzgießmaschine zuverlässig mit Schmierfett geschmiert wurden oder nicht, basierend auf einem Temperaturunterschied zwischen der Temperatur vor und während der Schmierung an den Lagerteilen.
JP 2002-160279 A beschreibt eine automatische Schmiervorrichtung für eine Spritzgießmaschine, bei der eine Steuerung die Schmierfettzuführung stoppt, wenn die auszugebende Schmierfettmenge einen bestimmten Wert erreicht.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist daher ein Problem der vorliegenden Erfindung, eine automatische Schmiervorrichtung einer Spritzgießmaschine zur Vorherbestimmung einer unzureichenden Schmierung eines beweglichen Teils durch Auswertung eines Betriebszustandes der Spritzgießmaschine unter Verwendung einer Auslastung (workload) zu gewinnen, die eine Belastung des beweglichen Teils wiedergibt, und gerade ausreichend viel Schmierfett zuzuführen, um zur Lösung des Problems einer unzureichenden Schmierung des beweglichen Teils beizutragen und dadurch einen geeigneten geschmierten Zustand der Maschine zu erzielen.
Es ist ein weiteres noch spezielleres Problem der Erfindung, eine automatische Schmiervorrichtung für eine Spritzgießmaschine zur frühzeitigen Vorherbestimmung einer unzureichenden Schmierung eines beweglichen Teils durch Auswerten eines Betriebszustandes der Spritzgießmaschine mit Hilfe der Auslastung zu schaffen, die eine Belastung des beweglichen Teils wiederspiegelt und Schmierfett zuführt, wenn die Auslastung des beweglichen Teils einen zuvor eingestellten Wert überschreitet, um auf diese Weise einen geeigneten Schmierungszustand der Maschine zu erzielen.
Es ist ein weiteres Problem der Erfindung, eine automatische Schmiervorrichtung einer Spritzgießmaschine zu schaffen, die eine unzureichende Schmierung eines beweglichen Teils frühzeitig durch Auswertung eines Betriebszustandes der Spritzgießmaschine durch Heranziehen einer Auslastung, die eine Belastung (load) für jede vorbestimmte Zeit eines beweglichen Teils wiedergibt, vorherbestimmt, und Schmierfett entsprechend der Auslastung des beweglichen Teils zuzuführen, um auf diese Weise einen geeigneten Schmierungszustand der Maschine zu erzielen.
Die Aufgaben werden mit einer automatischen Schmiervorrichtung gelöst, gemäß der Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 und 2. Um das zuvor beschriebene Problem zu lösen, umfasst eine automatische Schmiervorrichtung für eine Spritzgießmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung, in der ein Schmiermittel, wie zum Beispiel Schmierfett an einer Schmierfettzufuhrstelle der Spritzgießmaschine mit Hilfe der Schmiervorrichtung zugegeben wird: ein Auslastungs-Berechnungsmittel bzw. kurz Auslastungs-Rechner zum Berechnen einer Auslastung (workload) eines beweglichen Teils der Spritzgießmaschine während ihres Betriebs und ein Schmierungssteuergerät zum Ausgeben eines Schmierfettzufuhr-Steuerbefehls an die Schmiervorrichtung auf der Grundlage der durch das Auslastungs-Berechnungsmittel berechneten Auslastung.
Das Schmierungssteuergerät kann die durch das Auslastungs-Berechnungsmittel berechnete Auslastung mit einer zuvor eingestellten Referenzauslastung vergleichen und einen Schmierfettzufuhr-Steuerbefehl an die Schmiervorrichtung abgeben, wenn die berechnete Auslastung die Referenzauslastung überschreitet.
Die automatische Schmiervorrichtung kann ferner ein Schmierfettzufuhrmengen-Berechnungsmittel zur Berechnung der nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit zuzuführenden Schmierfettmenge aus der von dem Auslastungs-Berechnungsmittel errechneten Auslastung aufweisen, bei der das Schmierungssteuergerät einen Schmierfettzufuhr-Steuerbefehl ausgibt, der der zuzuführenden Schmierfettmenge entspricht, die durch das Schmierfettzuführmengen-Berechnungsmittel berechnet wurde.
Das Auslastungs-Berechnungsmittel kann die Auslastung durch Integration des Produkts aus Schubkraft und Schubweg eines Linearmotors für das antreiben des beweglichen Teiles während des Betriebs des Linearmotors unter Berücksichtigung der Betriebszeit des Linearmotors berechnen.
Das Auslastungs-Berechnungsmittel kann ferner die Auslastung durch Ermitteln der elektrischen Leistung des Motors zum Antreiben des beweglichen Teils und Integrieren der ermittelten elektrischen Leistung über die Betriebszeit des Motors berechnen.
Das Auslastungs-Berechnungsmittel kann die Auslastung auch durch Multiplizieren von entweder einem Gewichtungsfaktor für einen Auslastungsindex oder einem Gewichtungsfaktor für einen Hubindex oder beiden bei der Ermittlung der Auslastung berechnen.
Aufgrund der Erfindung ist es möglich, eine automatische Schmiervorrichtung für eine Spritzgießmaschine zur Vorherbestimmung einer unzureichenden Schmierung eines beweglichen Teils durch Auswertung eines Betriebszustandes der Spritzgießmaschine unter Verwendung der Auslastung, die eine Belastung (load) des beweglichen Teils wiedergibt, und die Zufuhr von einer gerade ausreichenden Menge an Schmierfett zu schaffen, um eine nicht ausreichende Schmierung des beweglichen Teils zu vermeiden und dadurch einen geeigneten Schmierungszustand der Maschine zu erzielen.
Gemäß der Erfindung ist es auch möglich, eine automatische Schmiervorrichtung für eine Spritzgießmaschine zu schaffen, die eine unzureichende Schmierung eines beweglichen Teils durch Auswertung des Betriebszustandes der Spritzgießmaschine unter Verwendung der Auslastung, die die Belastung des beweglichen Teils widerspiegelt, vorherbestimmt und Schmierfett zuführt, wenn die Auslastung des beweglichen Teils einen zuvor eingestellten Wert übersteigt, um auf diese Weise einen geeigneten Schmierungszustand der Maschine zu erzielen.
Ferner ist es gemäß der Erfindung möglich, eine automatische Schmiervorrichtung für eine Spritzgießmaschine bereitzustellen, die eine unzureichende Schmierung eines beweglichen Teils durch Auswertung des Betriebszustandes der Spritzgießmaschine aufgrund der Verwendung der Auslastung, die die Belastung für jede vorbestimmte Zeit auf das bewegliche Teil wiedergibt vorausbestimmt, und das Schmiermittel entsprechend der Auslastung des beweglichen Teils aufzugeben, um so einen geeigneten Schmierungszustand der Maschine zu erzielen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine bildliche Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Schließvorrichtung für das Werkzeug bzw. die Gießform in einer Spritzgießmaschine, bei der eine Ausführungsform einer automatischen Schmiervorrichtung in die Schließeinrichtung eingebaut ist.
2 ist ein Fließschaltbild, das einen Betriebsalgorithmus für den Arbeitsablauf der Schmierfettzufuhr zu einem beweglichen Teil der Spritzgießmaschine unter Verwendung einer Bauart einer Schmiervorrichtung zeigt, die eine konstante Schmierfettmenge bei einer Betätigung zuführt.
3 ist eine Darstellung zur Erläuterung der Zufuhr des Schmierfetts, wenn der Arbeitsablauf dem gleicht, der im in 2 gezeigten Fließschaltbild dargestellt ist, unter Verwendung einer Bauart der Schmiervorrichtung, die bei einer Betätigung eine konstante Schmierfettmenge zuführt.
4 ist ein Fließschaltbild, das einen Betriebsalgorithmus für den Arbeitsablauf zur Ermittlung einer in regelmäßigen Zeitabständen zuzuführenden Schmierfettmenge aufgrund einer Auslastung wiedergibt und der die ermittelte Schmierfettmenge an das bewegliche Teil abgibt.
5 ist eine Darstellung zur Erläuterung der Schmierfettzufuhrgabe bei dem im Fließschaltbild nach 4 gezeigten Arbeitsablauf unter Verwendung einer Bauart einer Schmiervorrichtung, die die zuzuführende Schmierfettmenge über die Einstellung der Betätigungszeit variabel steuern kann.
6 ist eine Darstellung zur Erläuterung der Bestimmung eines Gewichtungsfaktors A entsprechend einem Belastungsindex, welcher entsprechend der Höhe des Belastungsindex ermittelt wird.
7 ist eine Darstellung zur Erläuterung der Bestimmung eines Gewichtungsfaktors B entsprechend einem Hubindex, welcher entsprechend der Höhe des Hubindexes ermittelt wird.
8 ist eine Darstellung zur Erläuterung der Bestimmung eines Gewichtungsfaktors einer Auslastung, welcher entsprechend dem Belastungsindex und dem Hubindex ermittelt wird.
Ausführliche Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
1 ist eine schematische Darstellung eines Beispiels einer Schließeinrichtung für das Werkzeug bzw. die Gießform einer Spritzgießmaschine. Die Werkzeugschließvorrichtung besteht aus einem Schließmechanismus für das Werkzeug, einem Antriebsmechanismus für einen nicht dargestellten Auswerfer und einem Mechanismus für die Einstellung auf die Höhe des Werkzeugs. Die Werkzeugschließvorrichtung öffnet und schließt das Werkzeug. Sie kann das Werkzeug mit einer hohen Kraft verschließen, um zu verhindern, dass das Werkzeug aufgrund des Drucks des Kunststoffs nachgibt und sich während des Spritzgießens öffnet. Eine rückwärtige Druckplatte 1 und eine feststehende Aufspannplatte 13 sind mit vier Zugankern 15 zur Bildung der Schließvorrichtung für das Werkzeug miteinander verbunden. Zwischen der rückwärtigen Druckplatte 1 und der feststehenden Aufspannplatte 13 ist eine bewegliche Aufspannplatte 17 verschieblich vorgesehen, die von den Zugankern 15 geführt wird.
Ein feststehendes Werkzeug (Gießform) 11 ist an der feststehenden Aufspannplatte 13 befestigt, und ein bewegliches Werkzeug (Gießform) 9 ist dem feststehenden Werkzeug 11 zugewandt auf der beweglichen Aufspannplatte 7 befestigt.
Ein Kniehebelmechanismus, der die Schließvorrichtung für das Werkzeug bildet, ist mit einem Kniehebelgelenk 25 oder dergleichen ausgebildet und ist zwischen der rückwärtigen Druckplatte 1 und der beweglichen Aufspannplatte 7 angeordnet. Eine an einem Querjoch des Kniehebelmechanismus vorgesehene Mutter ist durch Aufschrauben auf eine Kugelgewindespindel 17 auf der rückwärtigen Druckplatte 1 eingepasst, um drehbar aber axial unbeweglich befestigt zu sein. Ein Servomotor 21 zum Verschließen des Werkzeugs bzw. der Gießform treibt die Kugelgewindespindel 17 über einen Transmissionsmechanismus 19 an, damit auf diese Weise die bewegliche Aufspannplatte 7 auf die feststehende Aufspannplatte 13 zu oder von ihr weg bewegt werden kann, um die Werkzeughälften 9 und 11 zu öffnen bzw. zu schließen und so eine Schließvorrichtung der Bauart Kniehebelmechanismus zu bilden.
Ein Schließvorgang für ein Spritzgießwerkzeug ist ein Vorgang des Bewegens der beweglichen Aufspannplatte 7 nach vorwärts zur feststehenden Aufspannplatte 13 hin. Ein Öffnungsvorgang für das Werkzeug ist ein Vorgang des Bewegens der beweglichen Aufspannplatte 7 nach hinten von der feststehenden Aufspannplatte 13 weg. An dem Schließ-Servomotor 21 für das Werkzeug ist ein Stellungsdetektor 23 zur Bestimmung einer Drehposition (Drehwinkel) des Schließ-Servomotors 21 für das Werkzeug angeschlossen. Eine nicht dargestellter Strommessvorrichtung zur Bestimmung eines elektrischen Stroms, der durch den Schließ-Servomotor 21 für das Werkzeug fließt, ist an einen Servoverstärker 8 für das Schließen des Werkzeugs angeschlossen. Der durch die Strommessvorrichtung ermittelte elektrische Strom wird an eine Steuervorrichtung 2 über eine Servo-Schnittstelle 10 rückgekoppelt. Die Steuervorrichtung 2 kann einen Drehmomentwert des Schließ-Servomotors 21 auf der Grundlage des rückgekoppelten gemessenen elektrischen Stroms gewinnen.
An die Schließvorrichtung für das Werkzeug ist eine Schmierfettzufuhrleitung 5 zur Zufuhr von Schmierfett an die Schmierfettzufuhrstellen 3 für die Schmierung, wie zum Beispiel ein Tragachsenteil des Kniehebelgelenks 25, das bewegt wird, wenn der Schließ-Servomotor 21 für das Werkzeug angetrieben wird, angeschlossen, wie dies 1 zeigt. Eine Schmierfett(zufuhr)pumpe 29 leitet das Schmierfett für die Schmierung, das in einer Schmierfettkartusche 27 gespeichert ist, unter Steuerung von der Steuervorrichtung 2 durch die Schmierfettzufuhrleitung 5 zu den entsprechenden Schmierfettzufuhrstellen 3 hin. Die Schmierfettpumpe 29 führt eine vorbestimmte Menge des Schmiermittels, wie zum Beispiel Schmierfett, an die entsprechenden Schmiermittelzufuhrstellen 3 zu, gibt ein Abschluss- bzw. Endsignal für die Schmierung ab und stoppt automatisch.
Die Schmiervorrichtung bzw. Schmierfettzufuhrvorrichtung ist aus einer Steuervorrichtung (Schmierungssteuergerät) 2, der Schmierfettzufuhrleitung 5, der Schmierfettpumpe 29 und dergleichen aufgebaut. Die Schmiervorrichtung ist entweder von einer Bauart, die eine konstante Schmierfettmenge bei einer (einzigen) Betätigung abgibt, oder von einer Bauart, die eine abzugebende Schmierfettmenge durch Einstellung der Betätigungszeit unter Steuerung durch einen Zeitgeber variabel abgibt.
Wenn die Bauart der Schmiervorrichtung, die eine bestimmte Menge an Schmierfett durch eine (einzige) Betätigung der Schmiervorrichtung abgibt, verwendet wird, ist es allgemeine Praxis, eine abzugebende Schmierfettmenge bereits vor dem Versand der Spritzgießmaschine mit der Schmiervorrichtung aus der Fabrik voreinzustellen. Andererseits ist es im Falle einer Schmiervorrichtung, die eine abzugebende Schmierfettmenge durch Einstellung der Betätigungszeit variabel abgeben kann, allgemeine Praxis, eine Betätigungszeit in einem Zeitgeber voreinzustellen, über die die Schmiervorrichtung betätigt wird, um die zuzuführende Schmierfettmenge vor oder nach dem Versand aus der Fabrik voreinzustellen.
Die Mengen eines Schmiermittels, wie zum Beispiel eines Schmierfetts, die an den entsprechenden Schmiermittelzufuhrstellen 3 zuzuführen sind, werden mit Hilfe eines Ventils in einem nicht dargestellten Strömungsteiler oder auf der Basis der Dicke der Schmierfettleitung 5 entsprechend eingestellt.
Die Steuervorrichtung 2 ist ein Gerät zur Steuerung der Spritzgießmaschine. 1 zeigt nur den wesentlichen Teil der Steuervorrichtung 2. Über einen Bus 6 werden an einen Prozessor (CPU) 12 zur Steuerung der ganzen Spritzgießmaschine die Servo-Schnittstelle 10 zur Steuerung einer Stellung, einer Geschwindigkeit, eines elektrischen Stroms (Drehmoment) des Schließ-Servomotors 21 für das Werkzeug, einer E/A-Einheit (Eingabe-Ausgabe-Einheit) 4 zur Steuerung der Schmierfett(zufuhr)pumpe 29 und eine Schnittstelle 18 zur Steuerung eines Anzeigegeräts 20, wie zum Beispiel einer Flüssigkristall-Anzeige, angesteuert. Die Steuervorrichtung 2 beinhaltet ebenso wie im Stand der Technik eine Zeitgeberfunktion und eine Kalenderfunktion. Da die Steuervorrichtung eine Kalenderfunktion hat, kann sie eine Betriebsdauer vom Zeitpunkt des letzten Betriebs bis zum Zeitpunkt, zu dem die Spritzgießmaschine dieses Mal zu betreiben ist, unter Verwendung der Kalenderfunktion messen, selbst wenn die Spritzgussmaschine nicht in Betrieb ist.
Die Servo-Schnittstelle 10 besteht aus einem Prozessor, einem Speicher, einer Schnittstelle und dergleichen. An diese Servo-Schnittstelle 10 wird ein rückgekoppeltes Stellungssignal von dem Stellungsdetektor 23, der an dem Schließ-Servomotor 21 für das Werkzeug angeschlossen ist, eingegeben. Mit der Servo-Schnittstelle 10 ist der Klemm-Servomotor 21 für die Form über den Servo-Verstärker 8 verbunden.
Als nächstes wird die Zeitgebung für das Fördern des Schmiermittels, wie zum Beispiel Schmierfett, das in der Schmierfett-Kartusche 27 gespeichert ist, an die Schmiermittelzufuhrstellen 3 beschrieben.
Die Aufmerksamkeit auf den Umstand lenkend, dass der Schmierungszustand eines beweglichen Teils einer Spritzgießmaschine aufgrund einer auf den beweglichen Teil wirkenden Kraft, der Bewegungsgeschwindigkeit des beweglichen Teils und der Betriebszeit schwankt, wird eine ”Auslastung” (workload) des beweglichen Teils aus diesen Parametern gewonnen und wird der ganze Schmierungszustand auf der Grundlage der gewonnenen Auslastung überwacht. Fernerhin, durch Zuführen des Schmierfetts dann, wenn die Auslastung einen zuvor bestimmten Wert (der nachfolgend als eine ”Referenz – Auslastung” bezeichnet wird) übersteigt, kann das zuzuführende Schmierfett zur optimalen Zeit unter Berücksichtigung der Veränderung der Spritrgießbedingungen und der Höhe der Belastung (load) zugeführt werden und können Schwierigkeiten am beweglichen Teil und eine exzessive Zufuhr von Schmierfett verhindert und ein günstiger Betriebszustand aufrechterhalten werden.
Als nächstes wird ein Verfahren zur Gewinnung der Auslastung U_M beschrieben, wenn das bewegliche Teil von einem Motor angetrieben wird. Wenn das bewegliche Teil durch einen Rotationsmotor angetrieben wird, kann die Auslastung U_MR mit der nachfolgenden Formel (1) bestimmt werden: U_MR = Σ(T·Δθ) (1)
Hier bezeichnet T das Drehmoment des Rotationsmotors, Δθ ist der Unterschied zwischen den Drehwinkeln des Rotationsmotors nach vorgegebenen Zeitintervallen und ist Σ das Integral über die Betriebsdauer des Rotationsmotors.
Wenn auf der anderen Seite das bewegliche Teil durch einen Linearmotor angetrieben wird, kann die Auslastung U_ML mit der nachfolgenden Gleichung (2) bestimmt werden: U_ML = Σ(F·ΔX) (2)
Hier bezeichnet F die Schubkraft des Linearmotors, ΔX den Vorschubweg des Linearmotors während jeder vorbestimmten Zeitspanne und ist Σ das Integral über die Betriebszeit des Linearmotors.
Anstelle der Bestimmung der Arbeitsauslastung des Motors mit Hilfe der Gleichungen (1) oder (2) kann die für den Antrieb des Motors erforderliche elektrische Leistung auch mit Hilfe eines elektrischen Strommessvorrichtung oder dergleichen gemessen und die elektrische Arbeit durch Integration der gemessenen elektrischen Leistung über die Betriebsdauer des Motors als die ”Auslastung” U_M (U_MR oder U_ML) bestimmt werden.
Erste Ausführungsform zur Überwachung der Auslastung
2 ist ein Fließschaltbild, das den Betriebsalgorithmus zum Zuführen von Schmiermittel an ein bewegliches Teil der Spritzgießmaschine bei Verwendung der Bauart einer Schmiervorrichtung, die jeweils eine konstante Schmierfettmenge bei einer Betätigung abgibt.
Entsprechende Schritte werden nachfolgend beschrieben.
In dem Fließschaltbild ist als Beispiel die Zufuhr bzw. Abgabe von Schmierfett an ein von einem Rotationsmotor angetriebenes bewegliches Teil dargestellt.
[Schritt SA100] Es wird ein Wert für die Auslastung U_M initialisiert (U_M = 0).
[Schritt SA101] Es wird bestimmt, ob sich das bewegliche Teil im Betrieb befindet oder nicht. Wenn es sich im Betrieb befindet, geht der Betriebsalgorithmus zum Schritt SA102 weiter. Wenn er nicht in Betrieb ist, geht der Algorithmus zum Schritt SA102, nachdem der Betrieb beginnt.
[Schritt SA102] Die Auslastung U_M wird durch Ermittlung des Drehmoments T des Motors und der Differenzen Δθ der Drehwinkel des Motors in einem Stromsteuerzyklus und Addieren T·Δθ zur Auslastung U_M, die im letzten Steuerzyklus gewonnen wurde, aktualisiert. Mit anderen Worten, es wird U_M = U_M + T·Δθ berechnet.
[Schritt SA103] Ob die Auslastung U_M, die im Schritt SA102 ermittelt wurde, größer als eine Referenzauslastung U_S ist oder nicht, wird hier bestimmt. Wenn sie größer ist (U_M > U_S), geht der Betriebsalgorithmus zum Schritt SA104 weiter. Wenn er nicht größer ist (U_M ≤ U_S), springt der Betriebsalgorithmus zurück zum Schritt SA101.
[Schritt SA104] Nun wird bestimmt, ob ein Spritzgießzyklus beendet worden ist oder nicht und der Betriebsalgorithmus geht zum Schritt SA105 weiter, nachdem der Spritzgießzyklus beendet worden ist.
[Schritt SA105] Das Schmierfett wird an das bewegliche Teil zugeführt und der Arbeitsalgorithmus springt zum Schritt SA100 zur Fortsetzung der Steuerung zurück.
Die Referenzauslastung U_S kann dadurch ermittelt werden, dass man die Spritzgießmaschine tatsächlich in Betrieb nimmt und die Beziehung zwischen der Auslastung und dem Zustand der Schmierung zum Beispiel beobachtet. Die Referenzauslastung U_S lässt sich auch durch eine Berechnung auf der Grundlage der Spezifikation (Größe der Kugelgewindespindel und der Lager) der Teile des Mechanismus ermitteln, die mit Schmierfett zu versorgen sind. Die Referenzauslastung U_S kann aber auch durch Simulation oder dergleichen ermittelt werden.
Es ist allgemeine Praxis, die auf diese Weise gewonnene Referenzauslastung U_S in einem nicht-flüchtigen Speichergerät der Spritzgießmaschine zu speichern. Das nicht flüchtige Speichergerät, in der die Referenzauslastung U_S gespeichert wird, kann wiederbeschreibbar oder nicht-wiederbeschreibbar sein. Ganz gleich, ob ein wiederbeschreibbares nicht-flüchtiges Speichergerät verwendet wird oder ein nicht-wiederbeschreibbares nicht-flüchtiges Speichergerät eingesetzt wird, ist es allgemeine Praxis, die Referenzauslastung in dem nicht-flüchtigen Speichergerät vor dem Versand aus der Fabrik zu speichern. Wenn ein wiederbeschreibbares nicht-flüchtiges Speichergerät eingesetzt wird, wird eine Wartungsperson oder dergleichen die Referenzauslastung U_S oder die Spritzgießmaschine selbst die Referenzauslastung U_S nach dem Versand aus der Fabrik abspeichern.
Um eine rohe Vorstellung zu bekommen, kann eine Menge des Schmiermittels, wie zum Beispiel Schmierfett, die einem beweglichen Teil einer Spritzgießmaschine zuzuführen ist, eine solche Menge sein, die es erlaubt, den größten Teil des auszutauschenden Schmierfetts durch eine (einzige) Zugabe des Schmierfetts zu ersetzen, oder kann eine solche Menge sein, die es erlaubt, den größten Teil des zu ersetzenden Schmierfetts durch mehrfache Zufuhren von Schmierfett zuzuführen. Wenn zum Beispiel eine zuzuführende Schmierfettmenge grob eine solche Menge ist, die es erlaubt, den größten Teil des zu ersetzenden Schmierfetts durch zwei Zufuhren an Schmierfett (oder, wenn die Anzahl der Zufuhren an Schmierfett, die zum Ersatz des größten Teils des Schmierfetts zwei ist), dann ist die aufzugebende Schmierfettmenge etwa die Hälfte der aufzugebenden Schmierfettmenge, die es erlaubt, den größten Teil des zu ersetzenden Schmierfetts durch eine (einzige) Zufuhr von Schmierfett zuzugeben.
Wenn die zuzuführende Schmierfettmenge angenähert die Menge ist, die es ermöglicht, den größten Teil des zu ersetzenden Schmierfetts durch eine einzige Zufuhr von Schmierfett zuzuführen, unterscheidet sich die Referenzauslastung U_S von der Referenzauslastung U_S, für die die aufzugebende Schmierfettmenge angenähert der Menge entspricht, die es ermöglicht, den größten Teil an Schmierfett durch zwei Schmierfettzufuhren zu ersetzen. Wenn die aufzugebende Schmierfettmenge etwa die Menge ist, die es ermöglicht, den größten Teil des Schmierfetts durch zwei Schmierfettzufuhren zu ersetzen, sind die Intervalle für die Schmierfettzufuhr kürzer als die Intervalle für die Schmierfettzufuhr, wenn die zuzuführende Schmierfettmenge angenähert die Menge ist, die es zulässt, den größten Teil des zu ersetzenden Schmierfetts durch eine einzige Aufgabe von Schmierfett zuzuführen. Wenn die aufzugebende Schmierfettmenge etwa die Menge ist, die es ermöglicht, den größten Teil des zu ersetzenden Schmierfetts durch zwei Zufuhren des Schmierfetts zu ersetzen, ist die Referenzauslastung U_S kleiner als die Referenzauslastung U_S, wenn die zuzuführende Schmierfettmenge angenähert der Menge entspricht, die es erlaubt, den größten Teil des zu ersetzenden Schmierfetts durch eine Zugabe von Schmierfett zu ersetzen.
Be dem Arbeitsablauf nach dem oben beschriebenen Fließschaltbild gemäß 2 wird das Schmierfett zu allen Zeiten zugeführt, zu denen die Auslastung U_M die Referenzauslastung U_S erreicht. Mit anderen Worten, die gleiche Schmierfettmenge kann zu allen Zeiten zugegeben werden, da das Schmierfett zugeführt wird, wenn der Zustand unzureichender Schmierung auf im Wesentlichen gleichem Niveau erreicht wird.
3 ist ein Diagramm zur Erläuterung der Aufgabe des Schmierfetts unter Verwendung einer Bauart der Schmiervorrichtung, die eine konstante Schmierfettmenge bei einer Betätigung zuführt, in dem die horizontale Abszisse die Zeit angibt und auf der vertikalen Ordinate die Auslastung dargestellt ist.
Wenn der Arbeitsablauf gemäß dem Fließschaltbild nach 2 durchgeführt wird, wird das Schmierfett so, wie es in 3 dargestellt ist, zugeführt. Wenn das Schmierfett zugeführt ist, wird die Auslastung auf den Wert Null zurückgesetzt und beginnt die Berechnung der Auslastung von neuem. Wenn dann die errechnete Auslastung den Wert der Referenzauslastung U_S annimmt, wird das Schmierfett zugeführt. Die an dem beweglichen Teil der Spritzgießmaschine mit der Schmiervorrichtung zugeführten Schmierfettmengen sind die gleichen bei der Schmierfettzufuhr (a), der Schmierfettzufuhr (b) und der Schmierfettzufuhr (c).
In der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform der Erfindung, wie sie anhand der 2 und 3 erläutert wurden, wird das Schmierfett zu jedem Zeitpunkt, zu dem die Auslastung die Referenzauslastung U_S erreicht, zugeführt. Da die Auslastung ein Index bzw. eine Maßzahl eines Zustandes unzureichender Schmierung ist, ist es auch möglich, das Schmierfett auf der Grundlage einer Auslastung zu jeder zuvor bestimmten Zeit zuzuführen.
Eine Ausführungsform der Erfindung zur Zufuhr des Schmiermittels auf der Grundlage der Auslastung zu jedem vorbestimmten Zeitpunkt wird nun als eine zweite Ausführungsform zur Überwachung der Auslastung beschrieben.
Zweite Ausführungsform zur Überwachung der Auslastung
Wenn zum Beispiel die Auslastung eines beweglichen Teils für eine bestimmte Zeitspanne, zum Beispiel 24 Stunden, eine Woche oder einen Monat, überwacht wird, kann die Auslastung als ein Index bzw. eine Maßzahl für den Grad der unzureichenden Schmierung während der überwachten Zeitperiode dienen. Wenn zum Beispiel die Auslastung des beweglichen Teils während der überwachten Zeitperiode größer als eine Referenz- bzw. Standardauslastung ist, wird davon ausgegangen, dass die Schmierung unzureichend ist. In dieser Ausführungsform wird daher diejenige Schmierfettmenge zugeführt, die dem Grad der unzureichenden Schmierung entspricht.
Um die Schmierfettmenge entsprechend dem Grad der unzureichenden Schmierung zuzuführen, wird eine Auslastung (Maßzahl des Grads der unzureichenden Schmierung) des beweglichen Teils bis zum Verstreichen einer ”erste vorgegebene Zeit” berechnet, wobei die zuzuführende Schmierfettmenge (Schmierfettzufuhrmenge) aus der berechneten Auslastung (Index bzw. Maßzahl des Grads der unzureichenden Schmierung) gewonnen und die gewonnene Schmierfettmenge zugeführt wird, um die Schmierfettzufuhr auszuführen. In diesem Falle ist es möglich, als Schmiervorrichtung eine Vorrichtung zu verwenden, bei der die zuzuführende Schmierfettmenge, wenn die Schmiervorrichtung eingeschaltet wird, durch Verwendung eines Zeitgebers oder dergleichen variabel gesteuert werden kann.
Wenn eine Schmiervorrichtung verwendet wird, bei der die zuzuführende Schmierfettmenge durch die Verwendung eines Zeitgebers gesteuert werden kann, kann die zuzuführende Schmierfettmenge aus der nachfolgenden Gleichung (3) gewonnen werden. Die zuzuführende Schmierfettmenge wird durch Multiplikation der Auslastung bis zum Ablauf der ”ersten vorgegebenen Zeit” mit einem Faktor α gewonnen und eine Betätigungszeit der Schmiervorrichtung wird durch weitere Multiplikation der gewonnenen zuzuführenden Schmierfettmenge mit einem Faktor β ermittelt. Betätigungsdauer der Schmiervorrichtung = αβ·U_M (3)
Hier ist β ein Faktor zur Gewinnung der zuzuführenden Schmierfettmenge (β·U_M) aus der Auslastung U_M und bedeutet α einen Faktor zur Gewinnung der Betätigungsdauer der Schmiervorrichtung aus der zuzuführenden Schmierfettmenge (β·U_M).
Die Betätigungsdauer der Schmiervorrichtung, die aus der zuvor angegebenen Gleichung (3) bestimmt wurde, wird in dem Zeitgeber der Schmiervorrichtung eingestellt, und es wird dann die Schmiervorrichtung eingeschaltet. Auf die so beschriebene Weise ist es möglich, die Schmierfettmenge gemäß dem Grad der unzureichenden Schmierung in Zeitintervallen zuzuführen, die der ”ersten vorgegebenen Zeit” entsprechen.
4 ist ein Fließschaltbild, das einen Betriebsalgorithmus zum Ablauf das Ermitteln einer in regelmäßigen Zeitabständen zuzuführenden Schmierfettmenge aus der Auslastung zur Zufuhr der ermittelten Schmierfettmenge an das bewegliche Teil darstellt.
[Schritt SB100] Der Zeitgeber T1 für das Timing einer ersten vorgegebenen Zeit wird auf den Wert Null gesetzt.
[Schritt SB101] Für die Auslastung U_M wird ein Wert gesetzt (U_M = 0).
[Schritt SB102] Es wird bestimmt, ob das bewegliche Teil in Betrieb ist oder nicht. Wenn es in Betrieb ist, geht der Betriebsalgorithmus zum Schritt SB103 weiter. Ist er nicht in Betrieb, springt der Betriebsalgorithmus zum Schritt SB104.
[Schritt SB103] Die Auslastung U_M wird durch Ermittlung des Drehmoments T des Motors und der Differenz Δθ zwischen den Drehwinkeln des Motors in einem Stromsteuerzyklus und Addieren von T·Δθ zur Auslastung U_M, die im letzten Steuerzyklus ermittelt wurde. Mit anderen Worten, es wird U_M = U_M + T·Δθ berechnet.
[Schritt SB104] Es wird ermittelt, ob der Zeitgeber T1 die Zeitgebung der vorgegebenen Zeit bereits beendet hat oder nicht. Wenn die Zeitgebung der vorgegebenen Zeit beendet worden ist, geht der Betriebsalgorithmus zum Schritt SB105 weiter. Ist die Zeitgebung der vorgegebenen Zeit noch nicht abgeschlossen, geht der Betriebsalgorithmus zum Schritt SB102 weiter.
[Schritt SB105] Es wird bestimmt, ob ein vollständiger Spritzgießarbeitszyklus bereits abgeschlossen ist oder nicht. Wenn der Spritzgießarbeitszyklus bzw. -arbeitsgang abgeschlossen ist, geht der Arbeitsablauf zum Schritt SB106 weiter. Wenn der Spritzgießarbeitsgang noch nicht abgeschlossen ist, wartet der Arbeitsgang auf den Abschluss des Spritzgießarbeitsgangs.
[Schritt SB106] Die Betätigungszeit der Schmiervorrichtung wird durch Berechnung von α·β·U_M unter Verwendung der Gleichung (3) erhalten. Hier bedeutet β einen Faktor zur Gewinnung einer abzugebenden Schmierfettmenge (β·U_M). Aus der Auslassung U_M und α ist ein Faktor zur Gewinnung der Betätigungszeitdauer der Schmiervorrichtung aus der gewonnenen, aufzugebenden Schmierfettmenge (βU_M).
[Schritt SB107] Die Schmiervorrichtung wird für eine im Schritt SB106 ermittelte Betätigungszeitdauer eingeschaltet und der Arbeitsablauf springt zurück zum Schritt SB100.
5 ist ein Diagramm zur Erläuterung der zuzugebenden Schmierfettmenge, die in regelmäßigen Intervallen aus der Auslastung gewonnen wird, und das zeigt, dass die ermittelte Schmierfettmenge zugeführt wird. Auf der horizontalen Abszisse ist die Zeit wiedergegeben und auf der vertikalen Ordinate die Auslastung. Aus 5 erklärt sich, dass die zuzuführende Schmierfettmenge aus der Auslastung zum Zeitpunkt der Zufuhr des Schmierfetts gewonnen wird und dass die gewonnene Schmierfettmenge zugeführt wird.
Wenn der Arbeitsablauf im in 4 dargestellten Fließschaltbild mit einer Schmiervorrichtung der Bauart, die eine variable Steuerung der zuzuführenden Schmierfettmenge durch Einstellung der Betätigungszeit vornimmt, ausgeführt wird, wird das Schmierfett, wie es in 5 dargestellt ist, zugeführt. Man kann dem Fließschaltbild in 4 entnehmen, dass wenn das Schmierfett zugeführt wird, der Zeitgeber T1 zum Zeitgeben der ersten vorgegebenen Zeit auf den Wert Null zurückgesetzt und die Zeitgebung erneut gestartet wird. Dann, wenn der Zeitgeber T1 die erste vorgegebene Zeit vorgegeben hat, wird das Schmierfett zugeführt. Die Schmiervorrichtung berechnet die Auslastung für die erste vorgegebene Zeit zum Zeitpunkt einer Schmierfettzufuhr (d), einer Schmierfettzufuhr (e), einer Schmierfettzufuhr (f) und einer Schmierfettzufuhr (g), wobei die zuzuführende Schmierfettmenge aus der Berechnung der Auslastung gewonnen wird. Die ermittelte zuzuführende Schmierfettmenge wird einem beweglichen Teil der Spritzgießmaschine zugeführt.
Verfahren zur Gewinnung der ”ersten vorgegebenen Zeit” und ihrer Speicherung in einem Speichergerät
Als nächstes wird ein Verfahren zur Ermittlung der ”ersten vorgegebenen Zeit” beschrieben, die beim in 4 dargestellten Arbeitsablauf eingesetzt wird und das Speichern der gewonnenen Zeit in dem Speichergerät. Die Spritzgießmaschine wird gerade in Betrieb genommen, um die Abhängigkeit zwischen der Auslastung und dem Schmierungszustand und einer Betriebszeit, die zu einer unzureichenden Schmierung führt, zu gewinnen. Eine Zeit, die kürzer als diejenige Betriebszeit ist, die eine unzureichende Schmierung bewirken würde, kann als ”erste vorgegebene Zeit” verwendet werden. Auf gleiche Weise kann zur Referenzauslastung U_S die ”erste vorgegebene Zeit” durch Berechnung aus der Spezifikation der Vorrichtung, deren Teil zu schmieren ist, und den Angaben zum Schmierfett gewonnen werden. Alternativ kann die ”erste vorgegebene Betriebszeit” ebenfalls durch Simulation oder dergleichen ermittelt werden.
Es ist allgemeine Übung, die ”erste vorgegebene Zeit”, die auf diese Weise ermittelt wurde, in einem nicht-flüchtigen Speichergerät der Spritzgießmaschine ebenso wie die Referenzauslastung U_S zu speichern, wobei das nicht-flüchtige Speichergerät wiederbeschreibbar oder nicht-wiederbeschreibbar sein kann.
Der Faktor α zur Gewinnung der Betätigungszeit der Schmiervorrichtung aus der zurückzuführenden Schmierfettmenge kann durch tatsächliche Betätigung der Schmiervorrichtung zur Gewinnung der Beziehung zwischen einer Schmierfettaufgabezeit und der zuzuführenden Schmierfettmenge gewonnen werden oder kann aus der Spezifikation der Schmiervorrichtung ermittelt werden. Auf der anderen Seite kann der Faktor β zur Gewinnung einer zuzugebenden Schmierfettmenge aus der Auslastung durch tatsächliche Inbetriebnahme der Spritzgießmaschine und Studium der Beziehung zwischen der Auslastung U_M und dem Schmierungszustand gewonnen werden. Auf gleiche Weise kann die Referenzauslastung aus der Spezifikation von Vorrichtungsteilen, an die Schmierfett zuzugeben ist, erhalten werden oder kann aus der Spezifikation des Schmierfetts oder auch durch Simulation oder dergleichen gewonnen werden.
Es ist allgemeine Praxis, den Faktor α zur Gewinnung einer Betätigungszeit(-dauer) der Schmiervorrichtung aus einer zuzuführenden Schmierfettmenge und dem Faktor β zur Gewinnung einer zuzuführenden Schmierfettmenge aus der Auslastung U_M in einem nicht-flüchtigen Speichergerät der Spritzgießmaschine zu speichern, und zwar gemäß der oben gegebenen Beschreibung, wobei das nicht-flüchtige Speichergerät wiederbeschreibbar oder nicht-wiederbeschreibbar sein kann.
Wie zuvor beschrieben, gibt es zwei Arten der Schmierfettzufuhr auf der Grundlage der Auslastung U_M, das heißt, nach der ersten Ausführungsform, bei der das Schmierfett immer dann zugegeben wird, wenn die Auslastung U_M die Referenzauslastung U_S erreicht hat, und nach der zweiten Ausführungsform, bei der eine Schmierfettmenge entsprechend der Auslastung für jede vorgegebene Zeit zugeführt wird. Bei beiden Ausführungsformen wird die der Auslastung U_M entsprechende Schmierfettmenge zugeführt und kann die Schmierfettmenge entsprechend dem Grad der unzureichenden Schmierung zugeführt werden.
Obwohl es allgemeine Übung ist, eine Zeit als die ”erste vorgegebene Zeit” einzustellen, die kürzer als eine Betriebszeit ist, die eine unzureichende Schmierung bewirken kann, wie dies oben beschrieben wurde, ist es auch möglich, dass die Schmierung innerhalb einer kürzeren als der ersten vorgegebenen Zeit unzureichend wird, wenn die Maschine beispielsweise durchgehend unter hoher Belastung betrieben wird. Daher kann das Schmierfett zugeführt werden, wenn die Auslastung U_M einen Wert erreicht, der der Referenzauslastung U_S entspricht, bevor die ”erste vorgegebene Zeit” abgelaufen ist. In diesem Fall kann die zuzuführende Schmierfettmenge aus der Auslastung U_M auf gleiche Weise wie im obigen Fall ermittelt werden.
Konvertierte bzw. umgewandelte Auslastung
Es kann einen Unterschied hinsichtlich der Wahrscheinlichkeit einer unzureichenden Schmierung zwischen einem Fall geben, bei dem die Belastung hoch und der Schubweg kurz ist, und einem Fall, bei dem die Belastung gering und der Schubweg groß ist, obwohl die Auslastung U_M in beiden Fällen die gleiche ist. Um den Unterschied auszugleichen, ist es möglich, einen Korrekturfaktor (Gewichtungsfaktor) entsprechend einem Index L entsprechend der Belastung und einen Korrekturfaktor (Gewichtungsfaktor) gemäß einem Index S entsprechend dem Schubweg einzuführen. Der Gewichtungsfaktor gemäß dem Index L der Belastung und der Gewichtungsfaktor entsprechend dem Index S für den Hub sind Faktoren, mit denen die Auslastung multipliziert wird, wenn die Auslastung ermittelt wird. Die mit einem Gewichtungsfaktor multiplizierte Auslastung wird nachfolgend als konvertierte Auslastung bezeichnet.
Der Belastungsindex L ist ein Index bzw. eine Maßzahl für die Größe bzw. Höhe der Belastung, der die Spritrgießmaschine oder eine Schließeinheit unterworfen wird. Der Index L ist ein Erkennungswert der Druckspitze zum Zeitpunkt des Einspritzens, zum Beispiel im Fall eines Klemmmechanismus für das Werkzeug bzw. die Gießform, und ist ein eingestellter Wert oder ein festgestellter Wert der Klemm- bzw. Schließkraft für das Werkzeug oder ein eingestellter Wert oder ein festgestellter Wert zum Beispiel für eine Berührungsposition des Werkzeugs. Der Index S des Hubwegs ist ein Einspritzhub (ein eingestellter Wert der Position für den Abschluss der Zugabe oder ein festgestellter Wert der Startposition für das Einspritzen), zum Beispiel im Falle eines Einspritzmechanismus und ist ein Öffnungs-/Schließhub eines Werkzeugs (ein eingestellter Wert einer Position, an der das Öffnen des Werkzeugs abgeschlossen ist), zum Beispiel im Fall eines Schließmechanismus für das Werkzeug.
Gewichtungsfaktor entsprechend dem Belastungsindex
Der Gewichtungsfaktor A entsprechend dem Belastungsindex wird zum Beispiel entsprechend der Höhe des Belastungsindex L, wie er in 6 dargestellt ist, bestimmt. 6 ist eine Darstellung zur Erläuterung, dass dieser Gewichtungsfaktor A entsprechend dem Belastungsindex nach der Höhe des Belastungsindex ermittelt wird.
Wenn der ermittelte Wert des Spitzendrucks zur Zeit des Einspritzens als der Index L der Belastung verwendet wird, wird der Gewichtungsfaktor A entsprechend dem Belastungsindex auf den Wert A(0) gesetzt, wenn der ermittelte Wert L des Spitzendrucks zur Zeit des Einspritzens 0 ≤ L < L₁ ist. Der Gewichtungsfaktor A entsprechend dem Belastungsindex wird zum Beispiel auf den Wert A(1) gesetzt, wenn der ermittelte Wert L des Spitzendrucks zur Zeit des Einspritzens L₁ ≤ L < L₂ ist.
Bei der Ermittlung der Auslastung wird die Auslastung mit dem Gewichtungsfaktor A entsprechend dem Index L der Belastung multipliziert. Wenn der ermittelte Wert für den Spitzendruck zur Zeit des Einspritzens beispielsweise als der Index L der Belastung eingesetzt wird, ist der Gewichtungsfaktor A entsprechend dem Index L der Belastung A = A(1), wenn der ermittelte Wert L des Spitzendrucks zum Zeitpunkt des Einspritzens L₁ ≤ L ≤ L₂ ist. Daher kann die konvertierte Auslastung mit Hilfe der nachfolgenden Gleichung (4) berechnet werden. Konvertierte Auslastung = ΣA(1)·T·Δθ 4)
Es ist möglich, die Schmierungsintervalle mit diesem Gewichtungsfaktor einzustellen. Bei einer Spritzgießmaschine mit einem maximalen Einspritzdruck von 200 MPa nach deren Spezifikationen wird der Gewichtungsfaktor A zum Beispiel wie folgt eingestellt:
der Gewichtungsfaktor A wird für den Fall, dass der ermittelte Wert für den Spitzendruck zum Zeitpunkt des Einspritzens weniger als 100 MPa beträgt, auf den Wert 0,9 eingestellt;
der Gewichtungsfaktor A wird für den Fall, dass der ermittelte Wert des Spitzendrucks zur Zeit des Einspritzens 100 MPa oder mehr und weniger als 160 MPa beträgt, auf den Wert 1,0 eingestellt.
der Gewichtungsfaktor A wird auf 1,1 eingestellt, wenn der ermittelte Wert für den Spitzendruck zur Zeit des Einspritzens 160 MPa oder mehr beträgt.
Wenn unter diesen Einstellbedingungen die Ausführung des Einspritzens unterhalb eines Spitzendrucks zur Zeit des Einspritzens von weniger als 100 MPa erfolgt, beträgt der Gewichtungsfaktor A in diesem Fall 0,9 und beträgt die konvertierte Auslastung das 0,9-fache des theoretischen Werts. Mit anderen Worten, wenn das Einspritzen unter einem Spitzendruck zur Zeit des Einspritzens von weniger als 100 MPa erfolgt, erhöht sich die verstrichene Zeit für die konvertierte Auslastung zum Erreichen der Referenzauslastung auf das (1/0,9) ≈ 1,1-fache im Vergleich zu dem Fall (einem Standardzustand), bei dem das Spritzgießen unter einem Spitzendruck zur Zeit des Einspritzens von 100 bis 160 MPa ausgeführt.
Wenn das Spritzgießen andererseits unter einem Spitzendruck zum Zeitpunkt des Einspritzens ausgeführt wird, der höher als oder gleich 160 MPa ist, beträgt der Gewichtungsfaktor A in diesem Fall 1,1 und ist somit die konvertierte Auslastung das 1,1-fache des theoretischen Werts. Wenn das Spritzgießen unter einem Spitzendruck zur Zeit des Einspritzens von mehr als oder gleich 160 MPa ausgeführt wird, ist die für die konvertierte Auslastung zum Erreichen der Referenzauslastung erforderliche Zeit auf das (1/1,1) ≈ 0,9-fache im Vergleich zu dem Fall (Standardzustand), bei dem das Spritzgießen unter dem Spitzendruck zur Zeit des Einspritzens zwischen 100 und 160 MPa ausgeführt wird, erniedrigt.
Da die Schmierung wahrscheinlich unzureichend wird, wenn der ermittelte Wert des Spitzendrucks zur Zeit der Einspritzung 160 MPa oder darüber liegt, oder selbst wenn die Auslastung die gleiche ist, wird der Gewichtungsfaktor A in diesem Beispiel auf 1,1 gesetzt, um das Intervall für die Schmierfettzufuhr zu erhöhen, wenn der ermittelte Wert für den Spitzendruck zur Zeit des Einspritzens 160 MPa oder darüber steigt.
Aktualisieren des Gewichtungsfaktors A(n) entsprechend dem Belastungsindex L
In dem obigen Beispiel kann der Gewichtungsfaktor während der Aufgabe des Schmierfetts aktualisiert werden. Mit anderen Worten, der Gewichtungsfaktor wird auf der Grundlage des ermittelten Werts des Spitzendrucks zur Zeit des Einspritzens aktualisiert, wenn das Schmierfett zugeführt wird, und die konvertierte Auslastung kann unter Verwendung des aktualisierten Gewichtungsfaktors ermittelt werden, bis das Schmierfett das nächste Mal zugeführt wird.
Es ist ebenfalls möglich, den Gewichtungsfaktor während der Integration der konvertierten Auslastung zu aktualisieren. Mit anderen Worten, wenn sich der ermittelte Wert des Spitzendrucks zur Zeit des Einspritzens aufgrund von Veränderungen der Spritzgießbedingungen oder dergleichen verändert, ist es möglich, den Gewichtungsfaktor während der Ausführung des Spritzgießens zur Gewinnung der konvertierten Auslastung zu aktualisieren. Während der Ausführung der Integration zur Ermittlung der konvertierten Auslastung mit dem ermittelten Wert des Spitzendrucks von 180 MPa zur Zeit des Einspritzens und mit dem Gewichtungsfaktor von 1,1, wenn sich der ermittelte Wert des Spitzendrucks zum Zeitpunkt des Einspritzens auf 50 MPa aufgrund einer Änderung der Spritzgießbedingungen oder dergleichen ändert, ist es dann zum Beispiel möglich, ab dann mit der Integration zur Ermittlung der konvertierten Auslastung mit dem auf 0,9 aktualisierten Gewichtungsfaktor fortzufahren. In diesem Falle kann der Gewichtungsfaktor für jeden Spritzvorgang über jede vorgegebene Anzahl von Spritzvorgängen (zum Beispiel für alle 100 Spritzvorgänge, für alle 1000 Spritzvorgänge oder dergleichen) oder nach regelmäßigen Zeitintervallen (zum Beispiel nach Zeitintervallen von 1 Stunde, 24 Stunden oder dergleichen) aktualisiert werden.
Gewichtungsfaktor, der einem Hubindex entspricht
Ein Gewichtungsfaktor B, der einem Hubindex S entspricht, wird entsprechend der Größe des Hubindex S, wie dies in 7 dargestellt ist, ermittelt. 7 ist eine Darstellung zur Erläuterung, dass der dem Hubindex entsprechende Gewichtungsfaktor B gemäß der Größe des Hubindex bestimmt wird.
Wenn ein voreingestellter Wert für eine Abschlussposition für die Zufuhr als der Hubindex S verwendet wird, wird der Gewichtungsfaktor entsprechend dem Hubindex S auf den Wert B(0) voreingestellt, wenn der voreingestellte Wert S der Abschlussposition für die (Schmierfett) Zumessung 0 ≤ S < S₁ ist, und wird der Gewichtungsfaktor entsprechend dem Hubindex auf den Wert B(1) voreingestellt, wenn der voreingestellte Wert S der Abschlussposition für die Zufuhr S₁ ≤ S < S₂ ist. Bei der Ermittlung der Auslastung wird die Auslastung mit dem Gewichtungsfaktor B entsprechend dem Hubindex multipliziert.
Wenn der voreingestellte Wert für die Abschlussposition der Zufuhr als der Hubindex S verwendet wird, wird der Gewichtungsfaktor auf den Wert B(1) entsprechend dem Hubindex S wenn der voreingestellte Wert S für die Abschlussposition der Zufuhr S₁ ≤ S < S₂ ist. Es wird somit die konvertierte Auslastung mit Hilfe der nachfolgenden Gleichung (5) errechnet. Konvertierte Auslastung = ΣB(1)TΔθ (5)
Es ist möglich, die Intervalle für die Schmierfettaufgabe mit Hilfe des Gewichtungsfaktors anzupassen. Bei einer Spritzgießmaschine mit einem Maximalwert der Abschlussposition der (Schmierfett) Zufuhr bzw. Zumessung von 100 mm gemäß der Spezifikation wird der Gewichtungsfaktor B zum Beispiel wie folgt eingestellt:
der Gewichtungsfaktor B wird auf den Wert 0,9 in dem Fall eingestellt, in dem der vorgegebene Wert für die Abschlussposition bzw. Endstellung der Zufuhr kleiner als 50 mm ist;
der Gewichtungsfaktor B wird auf 1,0 für den Fall eingestellt, in dem der vorgegebene Wert für die Abschlussposition der Zufuhr 50 mm oder mehr aber weniger als 80 mm ist;
der Gewichtungsfaktor B wird auf 1,1 für den Fall eingestellt, dass der vorgegebene Wert für die Abschlussposition der Zufuhr 80 mm oder mehr beträgt.
Wenn das Spritzgießen unter diesem vorgegebenen Wert der Endstellung der Zugabe von weniger als 50 mm ausgeführt wird, ist unter diesen Einstellbedingungen der Gewichtungsfaktor in diesem Fall 0,9 und folglich beträgt die konvertierte Auslastung das 0,9-fache eines theoretischen Werts. Mit anderen Worten, wenn das Spritzgießen mit dem vorgegebenen Wert für eine Endstellung der Zugabe von weniger als 50 mm ausgeführt wird, verlängert sich das Zufuhrintervall für das Schmierfett auf (1/0,9) ≈ 1,1-fache im Vergleich mit dem Fall (einem Standardzustand), bei dem das Spritzgießen mit dem vorgegebenen Wert für die Endstellung der Zugabe von 50 mm bis 80 mm ausgeführt wird.
Auf der anderen Seite, wenn das Spritzgießen mit dem vorgegebenen Wert für die Endstellung der Zugabe ausgeführt wird, der größer oder gleich 80 mm ist, beträgt der Gewichtungsfaktor in diesem Falle 1,1 und beträgt somit die konvertierte Auslastung das 1,1-fache des theoretischen Werts. Mit anderen Worten, wenn das Spritzgießen mit dem vorgegebenen Wert für die Endstellung zur Zugabe von mehr oder gleich 80 mm ausgeführt wird, verkürzt sich das Intervall für die Schmierfettzufuhr auf das (1/1,1) ≈ 0,9-fache im Vergleich zu dem Fall (Standardzustand), bei dem das Spritzgießen mit einem vorgegebenen Wert für die Endstellung der Zugabe von 50 mm bis 80 mm ausgeführt wird.
Ein Aspekt der Aktualisierung des Gewichtungsfaktors entsprechend dem Hubindex ist ähnlich dem des Gewichtungsfaktors entsprechend dem Belastungsindex.
Gemeinsame Nutzung des dem Belastungsindex entsprechenden Gewichtungsfaktors und des dem Hubindex entsprechenden Gewichtungsfaktors
Die Auslastung kann durch Verwendung von sowohl dem dem Belastungsindex entsprechenden Gewichtungsfaktor A als auch dem dem Hubindex entsprechenden Gewichtungsfaktor B ermittelt werden.
Wenn der ermittelte Wert L des Spitzendrucks zur Zeit des Einspritzens als Belastungsindex L₁ ≤ L < L₂ ist und der voreingestellte Wert S für die Abschlussposition des Zumessens der Hubindex S S₁ ≤ S < S₂ ist, ist der dem Belastungsindex entsprechende Gewichtungsfaktor A(1) und der dem Hubfaktor entsprechende Gewichtungsfaktor B(1) und kann somit der Umrechnungsfaktor nach der folgenden Gleichung (6) unter Verwendung beider Gewichtungsfaktoren bestimmt werden. Konvertierte bzw. umgerechnete Auslastung = ΣA(1)·B(1)·T·Δθ (6)
Der dem Belastungsindex und dem Hubindex entsprechende Gewichtungsfaktor
8 ist eine Darstellung der Erläuterung, nach der der Gewichtungsfaktor C einer Auslastung entsprechend dem Belastungsindex und dem Hubindex ermittelt wird.
Wenn der ermittelte Wert des Spitzendrucks zur Zeit des Einspritzens als der Belastungsindex L und der voreingestellte Wert der Abschlussstellung der Zugabe als der Hubindex S verwendet wird, ähnlich der obigen Beschreibung, beträgt der Gewichtungsfaktor C der Auslastung C(1, 1) wenn der ermittelte Wert L des Spitzendrucks zur Zeit des Einspritzens L₁ ≤ L < L₂ und der voreingestellte Wert S für die Abschlussposition der Zugabe S₁ ≤ S < S₂ ist.
In diesem Falle wird die umgerechnete Auslastung durch Multiplikation mit dem Gewichtungsfaktor C(1, 1) nach folgender Gleichung berechnet (7): Umgerechnete Auslastung = ΣC(1,1)·T·Δθ (7)
Verfahren zur Gewinnung des Gewichtungsfaktors und zur Speicherung dieses Faktors
Gewichtungsfaktoren wie zum Beispiel der dem Belastungsindex entsprechende Gewichtungsfaktor und der dem Hubindex entsprechende Gewichtungsfaktor können auch dadurch gewonnen werden, dass die Spritzgießmaschine in Betrieb genommen und die Beziehung zwischen der Auslastung und dem Zustand der Schmierung ähnlich wie die Referenzauslastung untersucht wird. Sie kann auch durch Berechnung, Simulation oder dergleichen gewonnen werden.
Es ist allgemeine Übung, den auf diese Weise ermittelten Gewichtungsfaktor in einem nicht-flüchtigen Speichergerät der Spritzgießmaschine ähnlich wie die Referenzauslastung zu speichern, wobei das nicht-flüchtige Speichergerät wiederbeschreibbar oder auch nicht-wiederbeschreibbar sein kann.
Auch wenn der dem Belastungsindex L entsprechende Gewichtungsfaktor und der dem Hubindex S entsprechende Gewichtungsfaktor als Gewichtungsfaktoren zur Ermittlung der Auslastung beschrieben worden sind, ist es auch möglich, einen einem Geschwindigkeitsindex entsprechenden Gewichtungsfaktor (voreingestellter Wert für die Einspritzgeschwindigkeit oder für die Geschwindigkeit des Öffnens und Schließens des Werkzeugs) oder einen einem Beschleunigungsindex entsprechenden Gewichtungsfaktor (voreingestellte Werte oder ermittelte Werte der Spritzgießbeschleunigung und der Beschleunigung des Öffnens und Schließens) zu verwenden. So kann zum Beispiel ein Gewichtungsfaktor, der die Schmierfettzufuhrintervalle verkürzt, verwendet werden, wenn die Geschwindigkeit groß ist, und kann ein Gewichtungsfaktor, der die Schmierfettzufuhrintervalle verkürzt, eingesetzt werden, wenn die Beschleunigung hoch ist.
Das Verfahren zur Ermittlung der konvertierten bzw. umgerechneten Auslastung kann auf die Berechnung der Auslastung im in 2 oder 4 dargestellten Verfahrensablauf angewendet werden.
Gemeinsame Nutzung der verstrichenen Zeit
Zusätzlich zu oben beschriebenen Überwachung der Auslastung kann der Zustand der Schmierung durch Überwachen der seit der letzten Schmierfettzufuhr verstrichenen Zeit überwacht werden.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen wird die Integration der Auslastung U_M nicht ausgeführt, wenn sich die Spritzgießmaschine nicht in Betrieb befindet. Wenn die Spritzgießmaschine über eine längere Zeit nicht betrieben wird, verstreicht eine lange Zeit ohne dass die Auslastung U_M die Referenzauslastung U_S erreicht. Das Verstreichen einer verlängerten Zeit ohne Erreichen der Auslastung U_M die Referenzauslastung U_S, legt eine längere Zeit ohne Aufgabe von Schmierfett nahe. Da sich die Wirkung der Schmierung mit Schmierfett über die Zeit verschlechtert, wenn die mit Schmierfett zu versorgende Spritzgießmaschine außer Betrieb ist, kann die Schmierung selbst dann unzureichend werden, wenn die Auslastung U_M die Referenzauslastung U_S nach einer langen verstrichenen Zeit ohne Schmierfettzufuhr nicht erreicht hat.
Zusätzlich zur Beobachtung der Auslastung U_M ist es somit möglich, auch die seit der letzten Schmierfettzugabe verstrichene Zeit zu überwachen.
Beispiel 1 für die gemeinsame Nutzung der verstrichenen Zeit
Nicht nur die Auslastung U_M sondern auch die seit der letzten Schmiermittelzugabe verstrichene Zeit kann überwacht werden und Schmierfett kann zugeführt werden, wenn die seit der letzten Schmierfettzufuhr verstrichene Zeit einer ”zweiten vorgegebenen Zeit” entspricht, selbst dann, wenn die Auslastung U_M noch nicht die Referenzauslastung U_S erreicht hat.
Die ”zweite vorgegebene Zeit” kann hauptsächlich aus dem Grad der Verschlechterung der Schmierleistung des Schmierfetts bestimmt werden. Der Grad der Verschlechterung der Schmierleistung des Schmierfetts kann mit Hilfe von Experimenten oder der Spezifikation des Schmierfetts gewonnen werden. Wenn zum Beispiel mit Hilfe von Experimenten oder dergleichen gefunden wurde, dass das ganze Schmierfett nach einem Jahr ersetzt werden sollte, selbst wenn die Maschine nicht in Betrieb gewesen ist, kann die ”zweite vorgegebene Zeit” auf ein Jahr gesetzt werden, wenn die zuzuführende Schmierfettmenge die Menge ist, die es erlaubt, den größten Teil des Schmierfetts mit einer einzigen Schmierfettzufuhr zu ersetzen. Die ”zweite vorgegebene Zeit” kann auf 6 Monate gesetzt werden, wenn die zuzuführende Schmierfettmenge die Menge ist, die es erlaubt, den größten Teil des Schmierfetts mit zwei Schmierfettzugaben zu ersetzen.
Es ist allgemeine Praxis, die ”zweite vorgegebene Zeit” in einem nicht-flüchtigen Speichergerät der Spritzgießmaschine, ähnlich der Referenzauslastung U_S, zu speichern, wobei das nicht-flüchtige Speichergerät wiederbeschreibbar oder nicht wiederbeschreibbar sein kann.
Beispiel 2 für die gemeinsame Nutzung der verstrichenen Zeit
Ein Grundbestandteil der seit der letzten Schmierfettzugabe verstrichenen Zeit kann zu der Auslastung U_M hinzu addiert werden. Mit anderen Worten, es ist beim Vergleich der Auslastung U_M mit der Referenzauslastung U_S miteinander möglich, die Auslastung U_M, zu der der Grundbestandteil der verstrichenen Zeit hinzuaddiert wurde, mit der Referenzauslastung U_S zu vergleichen. Der Grundbestandteil bzw. der Teil der verstrichenen Zeit kann als E·D ausgedrückt werden, wenn D die verstrichene Zeit seit der letzten Schmierfettzufuhr und E ein Faktor der verstrichenen Zeit ist. Durch diese Verwendung kann im Schritt SA103 nach 2 ermittelt werden, ob (U_M + E·D) > U_S ist.
(U_M + E·D) und U_S werden im Schritt SA103 nach 2 miteinander verglichen, um die Verschlechterung der Schmierwirkung des Schmierfetts über die Zeit zu berücksichtigen, unabhängig davon, ob die Spritzgießmaschine nach der letzten Schmierfettzufuhr in Betrieb war oder nicht.
Der Faktor E für die verstrichene Zeit kann mit Hilfe von E = U_S/D bestimmt werden. Wenn die Referenzauslastung U_S eine Basis für den Austausch der ganzen Schmierfettmenge mit Hilfe einer Schmierfettzufuhr ist, ist es in diesem Falle möglich, den Wert D auf ein Zeitintervall zu setzen, bei dem vorzugsweise die gesamte Schmierfettmenge ausgetauscht wird, um den Faktor E für die verstrichene Zeit zu gewinnen.

Claims

Automatische Schmiervorrichtung für eine Spritzgießmaschine, mit der ein Schmiermittel, wie zum Beispiel Schmierfett, einer Schmierfettzufuhrstelle einer Spritzgießmaschine mit Hilfe einer Schmiervorrichtung zugeführt wird, wobei die automatische Schmiervorrichtung umfasst: ein Auslastungs-Berechnungsmittel zum Berechnen einer Auslastung eines beweglichen Teils der Spritzgießmaschine während des Betriebs des beweglichen Teils, und ein Schmierungssteuergerät zum Vergleichen der durch das Auslastungs-Berechnungsmittel berechneten Auslastung mit einer zuvor eingestellten Referenzauslastung und zum Ausgeben eines Schmierfettzufuhr-Steuerbefehls an die Schmiervorrichtung, wenn die berechnete Auslastung die Referenzauslastung überschreitet.
Automatische Schmiervorrichtung für eine Spritzgießmaschine, mit der ein Schmiermittel, wie zum Beispiel Schmierfett, einer Schmierfettzufuhrstelle einer Spritzgießmaschine mit Hilfe einer Schmiervorrichtung zugeführt wird, wobei die automatische Schmiervorrichtung umfasst: ein Auslastungs-Berechnungsmittel zum Berechnen einer Auslastung eines beweglichen Teils der Spritzgießmaschine während des Betriebs des beweglichen Teils, ein Schmierfettzufuhrmengen-Berechnungsmittel zum Berechnen der nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit zuzuführenden Schmierfettmenge, und ein Schmierungssteuergerät zum Ausgeben eines Schmierfettzufuhr-Steuerbefehls, der der zuzuführenden Schmierfettmenge entspricht, die durch das Schmierfettzufuhrmengen-Berechnungsgerät berechnet wurde.
Automatische Schmiervorrichtung für eine Spritzgießmaschine nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Auslastungs-Berechnungsmittel die Auslastung durch Integration des Produkts aus Schubkraft und Schubweg eines Linearmotors zum Antreiben des beweglichen Teiles während des Betriebs des Linearmotors unter Berücksichtigung der Betriebszeit des Linearmotors berechnet.
Automatische Schmiervorrichtung für eine Spritzgießmaschine nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Auslastungs-Berechnungsmittel die Auslastung durch Ermitteln der elektrischen Leistung eines Motors zum Antreiben des beweglichen Teils und Integrieren der ermittelten elektrischen Leistung über die Betriebszeit des Motors berechnet.
Automatische Schmiervorrichtung für eine Spritzgießmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der das Auslastungs-Berechnungsmittel die Auslastung durch Multiplizieren von entweder einem Gewichtungsfaktor für einen Auslastungsindex oder einem Gewichtungsfaktor für einen Hubindex oder beiden bei der Ermittlung der Auslastung berechnet.