DE102011012380B4

DE102011012380B4 - Spritzgießmaschine mit Mitteln zum Einstellen eines Gegendrucks während des Dosierens

Info

Publication number: DE102011012380B4
Application number: DE102011012380.6A
Authority: DE
Inventors: Shuichi Wakebe; Haruhiko Nakao; Akira Shinagawa
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2010-02-26
Filing date: 2011-02-25
Publication date: 2019-05-29
Anticipated expiration: 2031-02-26
Also published as: DE102011012380A1; CN102189654A; JP2011177928A; JP4763081B1; CN102189654B

Abstract

Spritzgießmaschine mit Mitteln zum Einstellen eines Gegendrucks während des Dosierens, umfassend:ein Dosiersteuermittel, welches zum Durchführen einer Dosierung unter einem eingestellten Gegendruck mit einer von einer Gussform (32) beabstandeten Düse (35) eingerichtet ist; undein Dosiervorgangsabschluss-Bestimmungsmittel, welches zum Bestimmen eingerichtet ist, ob sich eine Schraube (26) zu einer vorbestimmten Dosierposition innerhalb einer vorbestimmten Zeit zurückzieht, wenn die Dosierung erfolgt;wobei dann, wenn bestimmt wird, dass sich die Schraube (26) zu der Dosierposition zurückgezogen hat, ein bestimmtes Inkrement dem eingestellten Gegendruck hinzugefügt wird, um den eingestellten Gegendruck zu aktualisieren, wobei das Dosiersteuermittel dazu eingerichtet ist, die Dosierung unter dem eingestellten aktualisierten Gegendruck durchzuführen; undwobei das Dosiervorgangsabschluss-Bestimmungsmittel dazu eingerichtet ist, die Bestimmung zu wiederholen, und wobei das Dosiersteuermittel dazu eingerichtet ist, das Dosieren zu wiederholen, wobei der eingestellte Gegendruck, der aufgebracht wird, wenn sich die Schraube (26) nicht mehr zu der Dosierposition innerhalb der vorbestimmten Zeit zurückzieht, als Gegendruck während des Dosierens verwendet wird.

Description

Hintergrund
Technischer Bereich
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spritzgießmaschine, die eine Einstelleinheit umfasst, mit der ein Gegendruck während des Dosierens eingestellt wird.
Stand der Technik
Eine Spritzgießmaschine spritzt Kunstharz oder Kunststoffmaterial, das in dem Heizzylinder erhitzt und geschmolzen wurde, in den Hohlraum in der Formeinheit, die einen hohen Druck aufbringt, kühlt und verfestigt das Kunstharz innerhalb des Hohlraums, und entfernt das geformte Teil aus der Gussform.
Die Spritzgießmaschine weist eine Formeinheit, eine Formklemmeinheit und eine Einspritzeinheit auf. Die Formeinheit weist eine feststehende Form und eine bewegbare Form auf. Die Formklemmeinheit weist eine feststehende Aufspannplatte und eine bewegbare Aufspannplatte auf. Formschließen, Formklemmen, und Formöffnen wird durch Antreiben des Schließmotors durchgeführt, der die bewegbare Aufspannplatte vorschiebt und zurückzieht. Die Spritzgießmaschine hat einen Heizzylinder, der von dem Einfülltrichter zugeführtes Kunstharz aufheizt und schmilzt, eine Spritzdüse, die das geschmolzene Kunstharz einspritzt, und eine Schraube, die in dem Heizzylinder drehbar um die Schraubenachse und in axialer Richtung bewegbar angeordnet ist.
Wenn eine Schraube oder Schnecke durch Antreiben eines Dosiermotors in dem Dosierverfahren in Drehung versetzt wird, wird das Kunstharz durch die Schraube dosiert und zu dem vorderen Abschnitt des Heizzylinders transferiert. Wenn die Schraube durch Antreiben des Einspritzmotors in dem Einspritzprozess vorgeschoben wird, wird das geschmolzene Kunstharz in dem vorderen Abschnitt des Heizzylinders aus der Einspritzdüse in den Hohlraum in der eingeklemmten Formeinheit eingespritzt.
Wenn das geschmolzene Kunstharz innerhalb des Hohlraums zu einem geformten Teil abgekühlt und die Gussform geöffnet wird, wird der Ausstoßmotor der Ausstoßeinheit angetrieben, der Ausstoßstift vorgeschoben, und das geformte Teil aus der Formeinheit ausgestoßen und entfernt.
Wenn geformte Teile kontinuierlich durch den automatischen Betrieb der Spritzgießmaschine hergestellt werden, werden die Einstellungen der Gießbedingungen, wie zum Beispiel der Gegendruck, der erforderlich ist, um das Kunstharz in dem Dosiervorgang abzumessen, d.h. die Dosiereinstellungen, vorgenommen. Das Rotieren der Schraube bzw. Schnecke transferiert das Kunstharz zu dem vorderen Abschnitt des Zylinders und die Schraube bewegt sich entsprechend nach hinten. Der Gegendruck wird aufgebracht, um zu verhindern, dass sich die Schraube nach hinten bewegt. Wenn der Gegendruck nicht aufgebracht wird, enthält das Kunstharz innerhalb des Zylinders Luft.
In einem konventionellen Verfahren wird ein Gegendruck oft auf einen bestimmten Wert eingestellt (zum Beispiel 3 Mpa oder 5 Mpa), basierend auf einer Erfahrung des Anwenders oder empfohlenen Werten eines Kunstharzherstellers, und unabhängig von dem Typ und des Reaktions-Zustands/Biting-Zustands (Englisch: biting state) des Kunstharzes. Jedoch hängt der Gegendruck von dem Typ und dem Reaktions-Zustand/Biting-Zustand (Englisch: biting state) des Kunstharzes ab, so dass der so bestimmte Gegendruckwert ungeeignet sein kann.
Wenn zum Beispiel der eingestellte Gegendruck zu niedrig ist, wird die Dichte des Kunstharzes innerhalb des Zylinders niedrig, wodurch Luftbläschen oder helle Schlieren/Flecken (Englisch: silver streaks) verursacht werden. Wenn andererseits der vorbestimmte Gegendruck zu hoch ist, wird die Dichte des Kunstharzes innerhalb des Zylinders hoch, was möglicherweise zu Verbrennungen aufgrund der Erwärmung durch Scherung führen kann. Wie vorstehend beschrieben, kann ein ungeeigneter Gegendruck einen Formungsfehler verursachen.
Nachdem solch ein Formungsfehler auftritt, wird die Einstellung des Gegendrucks angepasst. Folglich hat man sich gewünscht, ein Verfahren zum Einstellen des geeigneten Gegendrucks zu finden.
JP H09- 216 266 A beschreibt eine Steuerung einer Spritzgießmaschine, die den Schraubengegendruck automatisch einstellt. Hierbei wird die Rückzugsgeschwindigkeit der Schraube gemessen und dieser Wert mit einem in einer Fallstudie gewonnenen
Wert verglichen. Falls die Rückzugsgeschwindigkeit außerhalb eines Toleranzbereichs vorliegt, werden die Bedingungen für den Gegendruck angepasst.
JP 2004 188 798 A beschreibt einen weiteren Stand der Technik, in dem ein Dosierverfahren für Spritzgießmaschinen beschrieben ist. Hierbei wird die Rückzugsgeschwindigkeit der Injektionsschraube erfasst und mit einem standardisierten Wert verglichen. Wenn der Standardwert überschritten wird, wird der Dosiervorgang angehalten. Für den Fall, dass der Wert den standarisierten Geschwindigkeitswert unterschreitet, wird der Gegendruck automatisch geändert.
Der Stand der Technik gemäß US 4 802 267 A beschreibt ein Verfahren zum Steuern einer Geschwindigkeitsänderung einer Spritzgießmaschine, wobei die Rückzugsgeschwindigkeit der Schraube gemessen und dieser Wert mit einer Referenzgeschwindigkeit verglichen wird. Anschließend wird der Gegendruck derart gesteuert, dass die Differenz zwischen der Rückzugsgeschwindigkeit und der Referenzgeschwindigkeit gleich null wird.
JP H07- 205 228 A beschreibt ein Steuerverfahren für Spritzgießmaschinen, bei dem die Rückzugsgeschwindigkeit der Schraube gemessen wird und eine Abweichung dieser von einem gespeicherten Wert ermittelt wird. Anschließend wird entweder der Vorschub der Schraube oder die Rotationsgeschwindigkeit derart abgeändert, dass die gemessene Abweichung eliminiert wird.
Die veröffentlichte japanische Patentanmeldung JP 2002 - 147 226 A offenbart ein Verfahren, bei dem der Zusammenhang zwischen den Gießbedingungen (beispielsweise der Gegendruck, die Schrauben-Rotationsgeschwindigkeit, und die Zylindertemperatur) und dem Kunstharztyp in einer Datenbank eingetragen ist, um die einen spezifischen Kunstharztyp entsprechenden Gießbedingungen automatisch einzustellen. Ein Problem dieses Verfahrens ist jedoch, dass ein in der Datenbank nicht eingetragenes Kunstharz nicht abgedeckt werden kann.
Kurzfassung der Erfindung
Dementsprechend ist es im Hinblick auf die Probleme des Stands der Technik eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Spritzgießmaschine bereitzustellen, die Mittel zum Einstellen eines Gegendrucks während des Dosierens aufweist, die ermöglichen, dass ein geeigneter Gegendruck eingestellt werden kann sogar dann, wenn sämtliche Gegendruckdaten nicht in einer Datenbank enthalten sind oder jegliche empfohlene Werte nicht durch einen Kunstharzhersteller bereitgestellt werden.
Eine Spritzgießmaschine mit Mitteln zum Einstellen eines Gegendrucks während des Dosierens gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein Dosiersteuermittel, welches zum Durchführen einer Dosierung unter einem eingestellten Gegendruck mit einer von einer Gussform beabstandeten Düse eingerichtet ist, und ein Dosiervorgangsabschluss-Bestimmungsmittel, welches zum Bestimmen eingerichtet ist, ob sich eine Schraube bzw. Schnecke zu einer vorbestimmten Dosierposition innerhalb einer vorbestimmten Zeit zurückzieht, wenn die Dosierung erfolgt. Dann, wenn bestimmt wird, dass sich die Schraube zu der Dosierposition zurückgezogen hat, wird ein bestimmtes Inkrement dem eingestellten Gegendruck hinzugefügt, um den eingestellten Gegendruck zu aktualisieren. Das Dosiersteuermittel ist dazu eingerichtet, die Dosierung unter dem eingestellten aktualisierten Gegendruck durchzuführen. Das Dosiervorgangsabschluss-Bestimmungsmittel ist dazu eingerichtet, die Bestimmung zu wiederholen und das Dosiersteuermittel ist dazu eingerichtet, die Dosierung zu wiederholen, wobei der eingestellte Gegendruck, der aufgebracht wird, wenn sich die Schraube nicht mehr zu der Dosierposition innerhalb der vorbestimmten Zeit zurückzieht, als Gegendruck während des Dosierens verwendet wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Spritzgießmaschine bereitzustellen, die Mittel zum Einstellen eines Gegendrucks während des Dosierens aufweist, sogar dann, wenn sämtliche Gegendruckdaten nicht in einer Datenbank enthalten sind oder jegliche empfohlene Werte nicht durch einen Kunstharzhersteller bereitgestellt werden.
Figurenliste

1 zeigt schematisch eine Spritzgießmaschine mit Mittel zum Einstellen eines Gegendrucks während des Dosierens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Algorithmus zum Einstellen eines Gegendrucks unter Verwendung der Spritzgießmaschine aus 1 zeigt.

Beschreibung der Ausführungsformen
1 zeigt schematisch eine Spritzgießmaschine M gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Spritzgießmaschine M weist eine Formklemmeinheit Mc und eine Einspritzeinheit Mi auf einer Maschinenbasis Mb auf.
Die Formklemmeinheit Mc weist eine bewegbare Aufspannplatte 23, einen Vorschub /Zurückzieh-Motor 20 für die bewegbare Aufspannplatte, der die bewegbare Aufspannplatte 23 vorschiebt und zurückzieht, eine hintere Aufspannplatte 21, einen Ausstoßer-Vorschub-/Zurückzieh-Motor 22, der einen Ausstoßstift zum Ausstoßen eines geformten Teils aus der Gussform ausstößt, eine Führungssäule 24, eine feststehende Aufspannplatte 25, einen Kniehebelmechanismus 33 und einen Ausstoßmechanismus 34 auf. Die hintere Aufspannplatte 21 und die feststehende Aufspannplatte 25 sind mittels mehreren Führungssäulen 24 miteinander verbunden und die bewegbare Aufspannplatte 23 ist zwischen der hinteren Aufspannplatte 21 und der feststehenden Aufspannplatte 25 angeordnet, so dass sie durch die Führungssäule 24 geführt ist. Eine Gussform 32 weist eine an der bewegbaren Aufspannplatte 23 angebrachte bewegbare Form und eine an der feststehenden Aufspannplatte 25 angebrachte feststehende Form auf.
Die Einspritzeinheit Mi umfasst einen Zylinder 27, einen Einfülltrichter 28, der dem Zylinder 27 Kunstharzpellets zuführt, einen Trichter-Verschluss 29, der verhindert, dass Kunstharzpellets dem Zylinder 27 zugeführt werden, einen Schrauben-Dreh-Motor 30, einen Schrauben-Vorschub-/Zurückzieh-Motor 31, und eine Schraube bzw. Schnecke 26, die über einen Getriebemechanismus durch den Schrauben-Dreh-Motor 30 gedreht wird. Spritzgießmaschinen mit solch einer Struktur sind konventionell bekannt.
Eine Steuerung 1 bewerkstelligt die Herstellung von geformten Teilen durch Steuern der Spritzgießmaschine M. Ein Prozessor 2 ist über einen Bus 3 mit einer Servoschnittstelle 4, einem ROM 6, der ein Systemprogramm speichert, einem RAM 7, der temporär Daten und Steuerprogramme speichert, und einer Schnittstelle 8 für ein Eingabegerät mit einer Anzeigevorrichtung verbunden. Der ROM 6 speichert ein Verarbeitungsprogramm, das zum Einstellen eines Gegendrucks während des Dosierens benutzt wird.
Ein Servoverstärker 5 ist mit der Servoschnittstelle 4 verbunden. Ein Eingabegerät 9 mit einer Anzeigevorrichtung ist mit der Schnittstelle 8 für ein Eingabegerät mit einer Anzeigevorrichtung verbunden. Das Eingabegerät 9 mit der Anzeigevorrichtung hat eine berührungsaktive Flüssigkristallanzeige (Englisch: touch panelliquid crystal display), eine Tastatur, etc. Verschiedene Befehle und Parameter können durch das Eingabegerät 9 mit der Anzeigevorrichtung eingestellt werden. Verschiedene Bedien-Bildschirminhalte (Englisch: interface screens) werden auf dem Display der berührungsaktiven Anzeigevorrichtung (Englisch: touch panel display device) des Eingabegeräts 9 mit der Anzeigevorrichtung angezeigt, um zu ermöglichen, dass verschiedene Befehle und Parameter eingestellt werden können.
Der Prozessor 2 steuert die ganze Spritzgießmaschine. Der Vorschub-/Zurückzieh-Motor 20 für die bewegbare Aufspannplatte, der Ausstoßer-Vorschub-/Zurückzieh-Motor 22, der Schrauben-Dreh-Motor 30, und der Schrauben-Vorschub-/Zurückzieh-Motor 31 sind mit dem Servoverstärker 5 verbunden. Der Servoverstärker 5 aus 1 weist kollektiv auf diese Servomotoren 20, 22, 30 und 31 hin. Jeder dieser Servomotoren 20, 22, 30 und 31 weist eine Positions-/Geschwindigkeits-Erfassungseinheit (nicht gezeigt) auf, von der Signale zu der Steuerung 1 zurückgeführt werden.
Im automatischen Betrieb führt die Spritzgießmaschine M zunächst einen Formschließvorgang durch, wobei eine manuelle Dosierung durchgeführt wird. Die manuelle Dosierung wird durchgeführt, wenn kein geformtes Teil in dem Hohlraum der Gussform 32 ist und, zu dieser Zeit, kein Gegendruck im Inneren des Heizzylinders aufgebracht wird. Demzufolge wird die Dichte des Kunstharzes vor der Schraube niedrig und, wenn das Kunstharz während des Einspritzvorgangs eingespritzt wird, wird der Hohlraum unzureichend mit Kunstharz gefüllt, was zu einem Formungsfehler, beispielsweise eine unzureichende Füllung/Einspritzung (Englisch: short shot), an dem geformten Teil führt.
Um dieses Problem zu bewältigen, betreibt die vorliegende Erfindung das Eingabegerät 9 mit der Anzeigevorrichtung, um den Gegendruck während des Dosierens vor der Durchführung des automatischen Betriebs einzustellen. Die manuelle Dosierung wird, wie in 1 gezeigt, mit einer von der Gussform 32 beabstandeten Düse 35 am Ende des Zylinders 27 gestartet. Der Grund, warum die manuelle Dosierung mit einer von der Gussform 32 beabstandeten Düse 35 durchgeführt wird ist, zu verhindern, dass die Kavität der Gussform 32 mit geschmolzenem Kunstharz gefüllt wird, wenn der Gegendruck während des Dosierens eingestellt wird. Das geschmolzene Kunstharz, das aus der Düse 35 eingespritzt wird, wenn der Gegendruck während des Dosierens eingestellt wird, wird durch einen Behälter (nicht gezeigt) aufgefangen.
2 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Algorithmus gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei der Gegendruck während des Dosierens eingestellt wird. Die Schritte dieses Algorithmus werden im Folgenden beschrieben.

[Schritt SA100]: Der Anfangswert des Gegendrucks wird auf Bp eingestellt.
[Schritt SA101]: Die manuelle Dosierung wird mit der von der Gussform beabstandeten Düse gestartet.
[Schritt SA102]: Es wird bestimmt, ob eine bestimmte Zeitspanne abgelaufen ist, nachdem die manuelle Dosierung gestartet wurde, und, wenn bestimmt wurde, dass eine bestimmte Zeitspanne abgelaufen ist, fährt das Verfahren mit Schritt SA103 fort.
[Schritt SA103]: Es wird bestimmt, ob sich die Schraube zu einer Dosierposition zurückgezogen hat, und, wenn bestimmt wurde, dass sich die Schraube zu der Dosierposition zurückgezogen hat, fährt das Verfahren mit Schritt SA104 fort. Anderenfalls fährt das Verfahren mit Schritt SA106 fort.
[Schritt SA104]: Ein Inkrement α wird dem Gegendruck Bp hinzugefügt, um den Gegendruck Bp zu aktualisieren.
[Schritt SA105]: Das geschmolzene Kunstharz wird eingespritzt und das Verfahren fährt mit Schritt SA101 fort.
[Schritt SA106]: Der Gegendruck der Gießbedingungen wird auf Bp eingestellt und der Spritzgießzyklus wird gestartet.

Claims

Spritzgießmaschine mit Mitteln zum Einstellen eines Gegendrucks während des Dosierens, umfassend: ein Dosiersteuermittel, welches zum Durchführen einer Dosierung unter einem eingestellten Gegendruck mit einer von einer Gussform (32) beabstandeten Düse (35) eingerichtet ist; und ein Dosiervorgangsabschluss-Bestimmungsmittel, welches zum Bestimmen eingerichtet ist, ob sich eine Schraube (26) zu einer vorbestimmten Dosierposition innerhalb einer vorbestimmten Zeit zurückzieht, wenn die Dosierung erfolgt; wobei dann, wenn bestimmt wird, dass sich die Schraube (26) zu der Dosierposition zurückgezogen hat, ein bestimmtes Inkrement dem eingestellten Gegendruck hinzugefügt wird, um den eingestellten Gegendruck zu aktualisieren, wobei das Dosiersteuermittel dazu eingerichtet ist, die Dosierung unter dem eingestellten aktualisierten Gegendruck durchzuführen; und wobei das Dosiervorgangsabschluss-Bestimmungsmittel dazu eingerichtet ist, die Bestimmung zu wiederholen, und wobei das Dosiersteuermittel dazu eingerichtet ist, das Dosieren zu wiederholen, wobei der eingestellte Gegendruck, der aufgebracht wird, wenn sich die Schraube (26) nicht mehr zu der Dosierposition innerhalb der vorbestimmten Zeit zurückzieht, als Gegendruck während des Dosierens verwendet wird.