DE102013004845B4

DE102013004845B4 - An einer Spritzgussmaschine angeordnete Zustandsüberwachungsvorrichtung für ein Harz

Info

Publication number: DE102013004845B4
Application number: DE102013004845.1A
Authority: DE
Inventors: Tatsuhiro Uchiyama; Kazuyoshi Tanaka
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2012-03-27
Filing date: 2013-03-20
Publication date: 2016-06-09
Anticipated expiration: 2033-03-21
Also published as: JP2013202807A; JP5302436B1; DE102013004845A1; CN103358509B; CN103358509A

Abstract

An einer Spritzgussmaschine mit einer Heizeinrichtung (8) für ein geschmolzenes Harz angeordnete Zustandsüberwachungsvorrichtung für ein Harz, wobei die Zustandsüberwachungsvorrichtung aufweist: eine Temperaturerfassungseinheit (9, 27), die zum Erfassen (SA03; SB03; SC03) einer Temperatur des Harzes ausgebildet ist; eine Harzverlagerungseinheit (3), die zum Verlagern des von der Heizeinrichtung (8) geschmolzenen Harzes ausgebildet ist; eine Harzverlagerungserfassungseinheit (P1, P2), die ausgebildet ist zum Erfassen (SA02; SB02; SC02), dass das Harz durch die Harzverlagerungseinheit (3) verlagert wurde; eine Harzverschlechterungszustandsberechnungseinheit (17, 20), die ausgebildet ist zum Integrieren einer Exponentialfunktion der von der Temperaturerfassungseinheit (9, 27) erfassten Temperatur des Harzes mit Bezug auf eine Zeitspanne, während der das Harz nicht verlagert wird, um einen Verschlechterungszustand des Harzes zu ermitteln (SA04); und eine Warnungsausgabeeinheit (25), die zum Ausgeben (SA06; SB08; SC08) einer Warnung ausgebildet ist, falls der von der Harzverschlechterungszustandsberechnungseinheit (17, 20) ermittelte Verschlechterungszustand einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet.

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine an einer Spritzgussmaschine angeordnete Zustandsüberwachungsvorrichtung für ein Harz, um den Verschlechterungszustand des Harzes in dem Einspritzzylinder oder der Form zu überwachen.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Eine Schraube wird in einen Einspritzzylinder einer Spritzgussmaschine eingeführt. Von einem Behälter zugeführte Harzpellets werden durch die Scherwärme des Harzes, die von der Rotation der Schraube erzeugt wird, und durch die von einer Heizeinrichtung erzeugte Wärme geschmolzen, wobei die Heizeinrichtung an einer Außenfläche des Einspritzzylinders angebracht ist. Wenn die Schraube in axialer Richtung vorwärts bewegt wird, wird das geschmolzene Harz in die Form eingespritzt und ein gegossenes Objekt produziert.
Im Allgemeinen wird die Temperatur der Form derart gesteuert, dass sie niedriger ist als die Temperatur des Einspritzzylinders, um das geschmolzene Harz in der Form zu verfestigen. Wenn jedoch eine Heißläuferform verwendet wird, in der ein Harzströmungskanal durch eine Heizeinrichtung erwärmt wird, um den Schmelzzustand des Harzes ähnlich zu dem in dem Einspritzzylinder zu halten, wird die Temperatur der Form im Wesentlichen auf die gleiche eingestellte Temperatur gesteuert wie in dem Einspritzzylinder.
Obwohl das Harz, wie voranstehend beschrieben wurde, durch die Wärme der Heizeinrichtung geschmolzen wird, verschlechtert sich das Harz und ein Problem, wie beispielsweise die Entfärbung und die Karbonisation, tritt auf, falls das Harz auf eine höhere als die für das Gießen benötigte Temperatur erhitzt wird, oder selbst dann, wenn das Harz für eine lange Zeit auf eine geeignete Temperatur oder niedriger erhitzt wird, wobei das Problem möglicherweise die Gussqualität beeinflusst.
Während eines Gussvorganges wird das geschmolzene Harz in die Form eingespritzt und härtet in kurzer Zeit zu einem gegossenen Objekt aus, so dass das Harz sich gewöhnlich nicht verschlechtert. Wenn eine Spritzgussmaschine jedoch anhält, beispielsweise nach dem Beenden eines Gussvorgangs bis zum Beginn der nächsten Produktion oder nach dem Stopp des Gussvorgangs aufgrund des Auftretens eines Fehlers, verbleibt das Harz in dem Einspritzzylinder oder in der Form und das verbleibende Harz verschlechtert sich. Wird das Harz insbesondere zum Gießen einer Linse verwendet, kann das Auftreten spezieller Phänomene der Verschlechterung, wie z. B. die Entfärbung oder die Karbonisation, die optische Leistung eines gegossenen Objekts signifikant verschlechtern und erhebliche Probleme mit der Gussqualität verursachen.
Aus der japanischen Veröffentlichungsschrift JP 2005-305 738 A ist eine Spritzgussmaschine bekannt, bei der zum Verhindern der Verschlechterung des Harzes eine Temperatur einer Heizeinrichtung und eine Temperatur im Innern des Einspritzzylinders gesenkt wird, wenn der Betrieb der Spritzgussmaschine für eine längere Zeit gestoppt ist.
Eine weitere bekannte Technologie zum Verhindern der vorstehend genannten Verschlechterung des Harzes ist es, die Zeit (Verweildauer) zu überwachen, in der das Harz in dem Einspritzzylinder oder in der Form verweilt und zu ermitteln, dass sich das Harz verschlechtert, wenn die Verweildauer einen vorbestimmten Wert überschreitet. Ferner ist eine Technologie zum Reduzieren der eingestellten Temperatur des Einspritzzylinders oder zum heftigen Ausstoßen aus dem Einspritzzylinder zum Verhindern der Verschlechterung des Harzes beispielsweise in der japanischen Veröffentlichungsschrift JP 2005-022 260 A offenbart.
Es ist bekannt, dass die Verschlechterung fortschreitet, wenn sich die Verweildauer erhöht, und dass die Progression schneller wird, wenn die Temperatur des Harzes ansteigt (siehe 1). Die japanische Patentveröffentlichungsschrift JP H07-214 629 A offenbart, dass das Verschlechterungsniveau des Harzes auf der Basis der Temperatur des verweilenden Harzes sowie der Verweildauer ermittelt werden kann.
Die Technologie zur Überwachung des Harzverschlechterungszustands der in der japanischen Patentveröffentlichungsschrift JP 2005-022 260 A offenbarten Art verhindert die Verschlechterung des Harzes durch ausschließliches Überwachen der Verweildauer unter der Annahme, dass die Temperatur des Harzes konstant bleibt. Dementsprechend kann der Verschlechterungszustand des Harzes nicht genau ermittelt werden und es können keine geeigneten Maßnahmen ergriffen werden, da die Verschlechterung übersehen wird, wenn sich die Temperatur des Harzes verändert.
Wenn beispielsweise das Gießen endet und der Strom der Heizeinrichtung abgeschaltet wird, benötigt die Temperatur in dem Zylinder einige Zeit, um auf eine niedrige Temperatur abzusinken, an der die Verschlechterung des Harzes nicht fortschreitet, wobei die Verschlechterung des Harzes fortschreitet, bis die niedrige Temperatur erreicht wird. Wenn der Strom der Heizeinrichtung an einer niedrigen Temperatur zum Beginnen des Gießens angeschaltet wird, schreitet die Verschlechterung des Harzes auch fort, bevor die Temperatur des Harzes eine Temperatur erreicht, an der das Gießen möglich ist. Wie voranstehend beschrieben wurde, ist es schwierig, den Verschlechterungszustand des Harzes mit einem herkömmlichen, auf Zeit basierenden Verfahren zum Überwachen exakt zu erfassen (siehe 2).
Ferner wird die Verweilüberwachungsdauer auf einen geeigneten Wert bei der Technologie zur Überwachung des Harzverschlechterungszustands eingestellt, die in der voranstehend genannten japanischen Patentveröffentlichungsschrift JP 2005-022 260 A offenbart ist, wobei jedoch Wissen und Erfahrung über das Harz benötigt werden, um die Verweilüberwachungsdauer auf einen geeigneten Wert einzustellen.
Die oben genannte japanische Patentveröffentlichungsschrift JP H07-214 629 A offenbart eine Technologie zum Simulieren des Verschlechterungsniveaus basierend auf der thermischen Geschichte des zu gießenden Harzes, aber es ist kein Verfahren zum Erfassen des Verschlechterungsniveaus aufgrund der thermischen Geschichte offenbart, während die Spritzgussmaschine anhält, oder ein Verfahren, das die Verschlechterung betrifft.
In der Patentschrift DE 602 00 867 T2 ist ein adaptives Temperaturregelverfahren für eine Spritzgussmaschine beschrieben. Das Verfahren regelt das Aufwärmen einer Vielzahl an Wärmezonen eines Mundstücks und eines Zylinders der Spritzgussmaschine derart, dass im Wesentlichen alle Wärmezonen gleichzeitig eine Zieltemperatur erreichen.
Aus der US Veröffentlichungsschrift US 4 847 023 A ist ein Verfahren zum Verhindern von Überhitzen eines Einspritzmotors einer Spritzgussmaschine bekannt.
Abriss der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine an einer Spritzgussmaschine angebrachte Zustandsüberwachungsvorrichtung für ein Harz bereitzustellen, die, selbst dann, wenn die mit den Gussvorgängen betrauten Arbeiter kein Wissen und keine Erfahrung mit dem Harz haben, die Verschlechterung des Harzes durch beispielsweise genaues Erfassen des Verschlechterungszustandes des Harzes nach dem Anhalten der Spritzgussmaschine basierend auf der Temperatur des Harzes und der abgelaufenen Zeit verhindern kann und die, falls die Verschlechterung fortschreitet, eine Warnung ausgeben oder automatisch den Verweilzustand freigeben kann.
Eine an einer Spritzgussmaschine angeordnete Zustandsüberwachungsvorrichtung für ein Harz gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Temperaturerfassungseinheit zum Erfassen einer Temperatur des Harzes, eine Harzverlagerungseinheit zum Verlagern des von einer Heizeinrichtung geschmolzenen Harzes, eine Harzverlagerungserfassungseinheit zum Erfassen, dass das Harz durch die Harzverlagerungseinheit verlagert wird, eine Harzverschlechterungszustandsberechnungseinheit, die eine Exponentialfunktion der durch die Temperaturerfassungseinheit erfassten Temperatur des Harzes bezüglich einer Zeitspanne integriert, während der das Harz nicht verlagert wird, um einen Verschlechterungszustand des Harzes zu ermitteln, und eine Warnungsausgabeeinheit zum Ausgeben einer Warnung, falls der durch die Harzverschlechterungszustandsberechnungseinheit erhaltene Verschlechterungszustand einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet.
Die Harzverschlechterungszustandsberechnungseinheit kann den Verschlechterungszustand des Harzes unter Verwendung eines Ausdrucks Σα × exp(β × T(t_i)) × Δt, berechnen, wobei T(t_i) die von der Temperaturerfassungseinheit zur Zeit t_i erfasste Temperatur des Harzes ist, α und β sind Konstanten, die basierend auf einem Harztyp erhalten werden, i ist eine natürliche Zahl, und Δt ist die Aufzeichnungszeit.
Die an einer Spritzgussmaschine angeordnete Zustandsüberwachungsvorrichtung für ein Harz umfasst ferner eine Speichereinheit zum Speichern von Werten für α und β in der Harzverschlechterungszustandsberechnungseinheit im Voraus, die dem Harztyp entsprechen, und eine Eingabeeinheit zum Eingeben des Harztyps, und eine Extraktionseinheit zum Extrahieren der Werte von α und β, die dem durch die Eingabeeinheit eingegebenen Harztyp entsprechen, in der der Harzverschlechterungszustand basierend auf den von der Extraktionseinheit extrahierten Werten von α und β berechnet werden kann.
Die an einer Spritzgussmaschine angeordnete Zustandsüberwachungsvorrichtung für ein Harz kann ferner eine Heizeinrichtungstemperatureinstelleinheit umfassen, die die Temperatur des Harzes weiter reduziert, falls der von der Harzverschlechterungszustandsberechnungseinheit erhaltene Harzverschlechterungszustand einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet.
Die an einer Spritzgussmaschine angeordnete Zustandsüberwachungsvorrichtung für ein Harz kann ferner eine Harzausstoßeinheit zum weiteren Ausstoßen des von der Heizeinrichtung geschmolzenen Harzes umfassen, falls der von der Harzverschlechterungszustandsberechnungseinheit erhaltene Harzverschlechterungszustand einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine an einer Spritzgussmaschine angeordnete Zustandsüberwachungsvorrichtung für ein Harz bereitzustellen, die, selbst dann, wenn mit dem Gussvorgang betraute Arbeiter kein Wissen über das Harz und keine Erfahrung mit dem Harz haben, die Verschlechterung des Harzes beispielsweise durch genaues Erfassen des Verschlechterungszustandes des Harzes nach dem Anhalten der Spritzgussmaschine basierend auf der Temperatur des Harzes und der abgelaufenen Zeit verhindern kann, und eine Warnung ausgeben oder automatisch den Verweilzustand freigeben kann, falls die Verschlechterung fortschreitet.
Kurzbeschreibung der Figuren
Die voranstehenden und weitere Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden von der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Figuren ersichtlich, in denen:
1 ein Diagramm ist, das die Auswirkungen der Verbleibzeit und der Temperatur des Harzes auf das Verschlechterungsniveau des Harzes zeigt;
2 ein Graph ist, der die Auswirkungen der Veränderungen der Temperatur des Harzes auf das Verschlechterungsniveau des Harzes zeigt;
3 die Struktur von Hauptkomponenten einer Spritzgussmaschine zeigt;
4 zwei Konstanten α und β zeigt, die mit Bezug auf die Harztypen gespeichert werden;
5 ein Flussdiagramm ist, das ein Verfahren zum Ausgeben einer Warnung beschreibt, wenn ein berechnetes Verschlechterungsniveau f einen vorbestimmten Wert überschreitet;
6 ein Flussdiagramm ist, das ein Verfahren zum Ausgeben einer Warnung oder Reduzieren einer eingestellten Temperatur beschreibt, wenn ein berechnetes Verschlechterungsniveau f einen vorbestimmten Wert überschreitet; und
7 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Ausgeben einer Warnung oder zum Reinigen des Harzes in Abhängigkeit davon beschreibt, ob ein berechnetes Verschlechterungsniveau f einen vorbestimmten Wert (Grenzwert) überschreitet.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Mit Bezug zu 3 wird eine Spritzgussmaschine beschrieben, an der eine Zustandsüberwachungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung angeordnet ist.
Die Spritzgussmaschine M weist eine Klemmeinheit und eine Einspritzeinheit an einem Maschinenrahmen auf. Die Einspritzeinheit wärmt und schmilzt Harzmaterial (Pellets) und spritzt das geschmolzene Harz in eine Kavität 31 einer Form 30 ein. Die Klemmeinheit (nicht gezeigt) öffnet und schließt hauptsächlich die Form 30. Die Form 30, die eine Heißläuferform ist, erwärmt einen Harzströmungskanal 32 mit einer Heizeinrichtung 8, um das Harz im geschmolzenen Zustand zu halten. Wenn das Harz in dem Harzströmungskanal 32 wie in einem Einspritzzylinder 1 im geschmolzenen Zustand gehalten wird, wird die eingestellte Temperatur im Wesentlichen auf dieselbe Temperatur wie die im Einspritzzylinder 1 gesteuert.
Die Heizeinrichtung 8 ist um die Außenfläche des Einspritzzylinders 1 herum angeordnet, der in der Einspritzeinheit angeordnet ist. Eine Düse 2 ist an der Spitze des Einspritzzylinders 1 angeordnet. Eine Schraube 3 ist in den Einspritzzylinder 1 eingeführt.
Die Temperatur des Harzes in der Form 30 und im Einspritzzylinder 1, welche durch die an der Form 30 und dem Einspritzzylinder 1 angebrachten Heizeinrichtungen 8 erhitzt werden, wird durch die Relais (SSRs) 26 über eine Schnittstelle 28 von einer PMC CPU 17 gesteuert. Die PMC CPU 17 ist ein Mikroprozessor für eine programmierbare Maschinensteuerung. Die Temperatur des Harzes in der Form 30 und im Einspritzzylinder 1, welche durch die Heizeinrichtungen 8 erhitzt werden, wird durch Thermoelemente 9 gemessen. Ein Spannungs-Frequenz-Wandler 27 empfängt ein von den Thermoelementen 9 ausgegebenes Temperaturerfassungssignal, wandelt das Temperaturänderungssignal in ein Frequenzänderungssignal um, und sendet das Frequenzänderungssignal über die Schnittstelle 28 zu der PMC CPU 17.
Die Schraube 3 wird durch einen Dosierservomotor M2 über einen Getriebemechanismus 6 rotiert, der eine Riemenscheibe, einen Riemen, usw. umfasst. Ferner wird die Schraube 3 durch einen Einspritzservomotor M1 über einen Getriebemechanismus 7 angetrieben, der eine Riemenscheibe, einen Riemen, einen Mechanismus zum Umwandeln einer Drehbewegung in eine Linearbewegung (wie z. B. einen Kugelgewinde/Muttermechanismus) usw. umfasst, und die Schraube 3 wird in ihrer axialen Richtung bewegt. Ferner ist ein eine Lastzelle umfassender Harzdrucksensor 5 in einer mechanischen Einheit angeordnet, die die Schraube in ihrer axialen Richtung (vorwärts und rückwärts) bewegt, um den auf die Schraube 3 ausgeübten Harzdruck zu erfassen. Eine Positions-/Geschwindigkeitserfassungseinheit P1 erfasst die Position und die Geschwindigkeit in der axialen Richtung der Schraube 3 durch Erfassen der Position und der Geschwindigkeit des Einspritzservomotors M1. Eine Positions-/Geschwindigkeitserfassungseinheit P2 erfasst die Rotationsposition und Geschwindigkeit um die Achse der Schraube 3 durch Erfassen der Position und Geschwindigkeit des Dosierservomotors M2. Ein Behälter 4 führt das Harz dem Einspritzzylinder 1 zu.
Eine Steuerung der Spritzgussmaschine M umfasst eine CNC CPU 20, bei der es sich um einen Mikroprozessor für eine numerische Steuerung handelt, die PMC CPU 17, bei der es sich um einen Mikroprozessor für eine programmierbare Maschinensteuerung handelt, und eine Servo-CPU 13, bei der es sich um einen Mikroprozessor für eine Servosteuerung handelt. Die Steuerung der Spritzgussmaschine M ist zum Zulassen einer Kommunikation zwischen diesen Mikroprozessoren durch Auswählen gegenseitiger Ein-/Ausgänge über einen Bus 16 ausgebildet.
Ein ROM 14, der ein Steuerungsprogramm speziell für die Servosteuerung zur Ausführung einer Positionsschleife, einer Geschwindigkeitsschleife und einer Stromschleife speichert, und ein RAM 15, der als temporärer Speicher für Daten verwendet wird, sind mit der Servo-CPU 13 verbunden. Ein Servoverstärker 12 ist mit der Servo-CPU 13 verbunden. Der Servoverstärker 12 treibt basierend auf einem Befehl von der Servo-CPU 13 den Einspritzservomotor M1, der mit einer Einspritzachse verbunden ist, den Dosierservomotor M2, der mit einer Schraubendrehachse verbunden ist, und einen Servomotor zur Vorwärts/Rückwärts-Bewegung der Düse an.
Die Positionserfassungssignale und die Geschwindigkeitserfassungssignale (Ausgabesignale) von den Positions-/Geschwindigkeitserfassungseinheiten P1 und P2, die an den Servomotoren M1 und M2 angeordnet sind, werden zu der Servo-CPU 13 zurückgeführt. Die Rotationspositionen der Servomotoren M1 und M2 werden durch die Servo-CPU 13 basierend auf den zurückgeführten Positionssignalen von den Positions-/Geschwindigkeitserfassungseinheiten P1 und P2 berechnet und in den entsprechenden Ist-Positionsregistern in einer sich aktualisierenden Weise gespeichert.
Ein ROM 18, der beispielsweise eine Programmsequenz zum Steuern des Sequenzvorgangs der Spritzgussmaschine speichert, und ein RAM 19, der zum Speichern von temporären Speichern von Berechnungsdaten verwendet wird, sind mit der PMC CPU 17 verbunden. Ein ROM 21, der verschiedene Programme speichert, wie z. B. ein automatisches Betriebsprogramm zur Gesamtsteuerung der Spritzgussmaschine M, und ein RAM 22, der zum temporären Speichern von Berechnungsdaten verwendet wird, sind mit der CNC CPU 20 verbunden.
Ein Gussdatenspeicher RAM 23 ist ein nichtflüchtiger Speicher, der die Gusszustände, Einstellungen, Parameter, Makrovariablen, usw. mit Bezug auf die Spritzgussmaschine speichert. Die manuelle Dateneingabeeinheit 25 mit einem LCD (Flüssigkeitskristalldisplay) ist mit dem Bus 16 über eine Schnittstelle (I/F) 24 verbunden, um Vorgänge wie das Auswählen eines Funktionsmenüs und das Eingeben von verschiedenen Datentypen zuzulassen. Die manuelle Dateneingabe 25 mit einem Flüssigkeitskristalldisplay hat eine numerische Tastatur zum Eingeben von numerischen Daten, verschiedene Typen von Funktionstasten, usw. Es können eine weitere Displayeinheit sowie ein LCD (Flüssigkeitskristalldisplay) verwendet werden.
Bei der Spritzgussmaschine M mit dem voranstehend beschriebenen Aufbau kann die PMC CPU 17 die Sequenz der gesamten Spritzgussmaschine steuern.
Die CNC CPU 20 verteilt einen Bewegungsbefehl an die Servomotoren jeder Achse basierend auf den in dem ROM 21 gespeicherten Betriebsprogrammen und den in dem Gussdatenspeicher (RAM 23) gespeicherten Gusszuständen. Die Servo-CPU 13 führt eine digitale Servoverarbeitung aus, welche auf dem an jede Achse ausgegebenen Bewegungsbefehl, auf den von den Positions-/Geschwindigkeitserfassungseinheiten P1 und P2 erfassten Positions- und Geschwindigkeitsrückführsignalen, usw. basiert, und treibt die Servomotoren M1 und M2 gesteuert an.
Bei der Spritzgussmaschine M wird die Verlagerung des Harzes durch eine Vorwärtsbewegung der Schraube 3 mittels des Einspritzservomotors M1 gemäß 3 oder durch Drehen der Schraube 3 mittels des Dosierservomotors M2 gemäß 3 ausgeführt. Das Vorwärtsbewegen oder Rotieren der Schraube 3 löst das Einspritzen des Harzes von der an der Spitze des Einspritzzylinders 1 angeordneten Düse 2 oder von der Form 30 aus, wenn die Düse 2 mit der Form 30 in Kontakt ist und der Verweilzustand freigegeben ist. Ob das Harz verlagert wurde oder nicht, kann durch Prüfen der Rotation des Einspritzservomotors M1 und des Dosierservomotors M2 unter Verwendung der Position-/Geschwindigkeitserfassungseinheit P1 und P2 erfasst werden, die an dem Einspritzservomotor M1 und dem Dosierservomotor M2 angebracht sind.
Die Zustandsüberwachungsvorrichtung für ein Harz gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet das Verschlechterungsniveau f als ein Index zum Messen der Verschlechterung des Harzes. Das Verschlechterungsniveau f wird durch den folgenden Ausdruck (1) berechnet. Der Ausdruck (1) ist bekannt und beispielsweise in der voranstehend genannten japanischen Patentveröffentlichungsschrift JP H07-214 629 A gezeigt. F = Σα × exp(β × T(t_i)) × Δt (1)
In diesem Ausdruck sind α und β basierend auf dem Harztyp erhaltene Konstanten, T(t_i) ist die Temperatur des Harzes zur Zeit t_i, Δt ist die Aufzeichnungszeit und t_i+1 entspricht t_i + Δt.
Die Werte von α und β in dem Ausdruck (1) entsprechen dem in dem Gussdatenspeicher RAM 23 im Voraus gespeicherten Harztyp, wie in 4 gezeigt ist. Der Harztyp kann mittels der Tastatur der manuellen Dateneingabeeinheit 25 eingegeben werden, die ein Flüssigkeitskristalldisplay aufweist. Die Werte von α und β, die dem eingegebenen Harztyp entsprechen, werden extrahiert und zur Berechnung des Verschlechterungsniveaus f in dem in den 5, 6 und 7 gezeigten Verfahren verwendet.
Die Überwachung des Harzzustandes durch die voranstehend beschriebene Spritzgussmaschine M wird mit Bezug auf die Flussdiagramme gemäß der 5, 6 und 7 beschrieben.
5 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Ausgeben einer Warnung beschreibt, wenn ein berechnetes Verschlechterungsniveau f einen vorbestimmten Wert (Grenzwert) überschreitet.
[Schritt SA01] Der Anfangswert des Verschlechterungsniveaus f wird auf 0 eingestellt.
[Schritt SA02] Eine Entscheidung wird getroffen, ob das Harz verlagert wurde oder nicht, und wenn das Harz verlagert wurde (JA), kehrt das Verfahren zu Schritt SA01 zurück, wohingegen das Verfahren mit Schritt SA03 fortfährt, falls das Harz nicht verlagert wurde (NEIN).
[Schritt SA03] Die Harztemperatur T wird erfasst.
[Schritt SA04] Das Verschlechterungsniveau f wird basierend auf der im Schritt SA03 erfassten Temperatur mit dem Ausdruck f = f + α × exp(β × T(t_i)) × Δt erhalten. In diesem Ausdruck sind α und β Konstanten, die basierend auf dem Harztyp erhalten werden, T(t_i) ist die Temperatur des Harzes zur t_i, und Δt ist die Aufzeichnungszeit.
[Schritt SA05] Eine Entscheidung wird getroffen, ob das im Schritt SA04 erhaltene Verschlechterungsniveau f Maxf überschreitet, was ein Grenzwert zum Erfassen der Verschlechterung ist, und falls der Grenzwert überschritten wird (JA), fährt das Verfahren mit Schritt SA06 fort, wohingegen, falls der Grenzwert nicht überschritten wird (NEIN), das Verfahren zu Schritt SA02 zurück kehrt.
[Schritt SA06] Eine Warnung wird ausgegeben und das Verfahren endet.
6 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Ausgeben einer Warnung oder zum Reduzieren der eingestellten Temperatur in Abhängigkeit davon beschreibt, ob das berechnete Verschlechterungsniveau f einen vorbestimmten Wert (Grenzwert) überschreitet oder nicht.
[Schritt SB01] Der Anfangswert des Verschlechterungsniveaus f wird auf 0 eingestellt.
[Schritt SB02] Eine Entscheidung wird getroffen, ob das Harz verlagert wurde oder nicht, und falls das Harz verlagert wurde (JA), kehrt das Verfahren zu Schritt SB01 zurück, wohingegen, falls das Harz nicht verlagert wurde (NEIN), das Verfahren zu Schritt SB03 springt.
[Schritt SB03] Die Harztemperatur T wird erfasst.
[Schritt SB04] Das Verschlechterungsniveau f wird basierend auf der in Schritt SB03 erfassten Temperatur T mit dem Ausdruck f = f + α × exp(β × T(t_i)) × Δt erfasst. In diesem Ausdruck sind α und β Konstanten, die basierend auf dem Harztyp erhalten werden, T(t_i) ist die Temperatur des Harzes zur Zeit t_i und Δt ist die Aufzeichnungszeit.
[Schritt SB05] Eine Entscheidung wird getroffen, ob das im Schritt SB04 erhaltene Verschlechterungsniveau f einen Grenzwert Maxf zum Erfassen der Verschlechterung überschreitet, und falls der Grenzwert überschritten wird (JA), fährt das Verfahren mit Schritt SB08 fort, wohingegen, falls der Grenzwert nicht überschritten wird (NEIN), das Verfahren mit Schritt SB06 fort fährt.
[Schritt SB06] Es wird eine Entscheidung getroffen, ob das in Schritt SB04 erhaltene Verschlechterungsniveau f einen Grenzwert f1 zum Erfassen der Verschlechterung vor dem Auftreten überschreitet, und falls der Grenzwert überschritten wird (JA), fährt das Verfahren mit Schritt SB07 fort, wohingegen, falls der Grenzwert nicht überschritten wird (NEIN), das Verfahren zu Schritt SB02 zurück kehrt.
[Schritt SB07] Die eingestellte Temperatur wird reduziert und das Verfahren kehrt zu Schritt SB02 zurück.
[Schritt SB08] Eine Warnung wird ausgegeben und das Verfahren endet.
7 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Ausgeben einer Warnung oder zum Reinigen des Harzes in Abhängigkeit davon beschreibt, ob das berechnete Verschlechterungsniveau f einen vorbestimmten Wert (Grenzwert) überschreitet oder nicht.
[Schritt SC01] Der Anfangswert des Verschlechterungsniveaus f wird auf 0 eingestellt.
[Schritt SC02] Es wird eine Entscheidung wird getroffen, ob das Harz verlagert wurde oder nicht, und falls das Harz verlagert wurde (JA), kehrt das Verfahren zu Schritt SC01 zurück, wohingegen, falls das Harz nicht verlagert wurde (NEIN), das Verfahren mit Schritt SC03 fort fährt.
[Schritt SC03] Die Harztemperatur T1 wird erfasst.
[Schritt SC04] Das Verschlechterungsniveau f wird basierend auf der im Schritt SC03 erfassten Harztemperatur mit dem Ausdruck f = f + α × exp(β × T(t_i)) × Δt erhalten. In diesem Ausdruck sind α und β Konstanten, die basierend auf dem Harztyp erhalten werden, T(t_i) ist die Temperatur des Harzes zur Zeit t_i und Δt ist die Aufzeichnungszeit.
[Schritt SC05] Es wird eine Entscheidung getroffen, ob das in Schritt SC04 erhaltene Verschlechterungsniveau f einen Grenzwert Maxf zum Erfassen der Verschlechterung überschreitet, und falls der Grenzwert überschritten wird (JA), fährt das Verfahren mit Schritt SC08 fort, wohingegen, falls der Grenzwert nicht überschritten wird (NEIN), das Verfahren mit Schritt SC06 fort fährt.
[Schritt SC06] Es wird eine Entscheidung getroffen, ob das in Schritt SC04 erhaltene Verschlechterungsniveau f einen Grenzwert zum Erfassen der Verschlechterung vor dem Auftreten f1 überschreitet, und falls der Grenzwert überschritten wird (JA), fährt das Verfahren mit Schritt SC07 fort, wohingegen, falls der Grenzwert nicht überschritten wird (NEIN), das Verfahren zu Schritt SC02 zurück kehrt.
[Schritt SC07] Das Harz wird abgeführt und das Verfahren endet.
[Schritt SC08] Eine Warnung wird ausgegeben und das Verfahren endet.
Da, wie voranstehend beschrieben wurde, eine Warnung basierend auf dem erfassten Verschlechterungsniveau des Harzes in der Ausführungsform gemäß der Erfindung ausgegeben wird, können die mit dem Gussvorgang betrauten Arbeiter die Verschlechterung des Harzes genau erfassen und geeignete Maßnehmen wie z. B. das Reduzieren der Temperatur des Harzes oder das Abführen des Harzes aus der Form oder dem Zylinder ergreifen.

Claims

An einer Spritzgussmaschine mit einer Heizeinrichtung (8) für ein geschmolzenes Harz angeordnete Zustandsüberwachungsvorrichtung für ein Harz, wobei die Zustandsüberwachungsvorrichtung aufweist: eine Temperaturerfassungseinheit (9, 27), die zum Erfassen (SA03; SB03; SC03) einer Temperatur des Harzes ausgebildet ist; eine Harzverlagerungseinheit (3), die zum Verlagern des von der Heizeinrichtung (8) geschmolzenen Harzes ausgebildet ist; eine Harzverlagerungserfassungseinheit (P1, P2), die ausgebildet ist zum Erfassen (SA02; SB02; SC02), dass das Harz durch die Harzverlagerungseinheit (3) verlagert wurde; eine Harzverschlechterungszustandsberechnungseinheit (17, 20), die ausgebildet ist zum Integrieren einer Exponentialfunktion der von der Temperaturerfassungseinheit (9, 27) erfassten Temperatur des Harzes mit Bezug auf eine Zeitspanne, während der das Harz nicht verlagert wird, um einen Verschlechterungszustand des Harzes zu ermitteln (SA04); und eine Warnungsausgabeeinheit (25), die zum Ausgeben (SA06; SB08; SC08) einer Warnung ausgebildet ist, falls der von der Harzverschlechterungszustandsberechnungseinheit (17, 20) ermittelte Verschlechterungszustand einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet.
An einer Spritzgussmaschine angeordnete Zustandsüberwachungsvorrichtung für ein Harz gemäß Anspruch 1, wobei die Harzverschlechterungszustandsberechnungseinheit (17, 20) ausgebildet ist, den Verschlechterungszustand des Harzes unter Verwendung eines Ausdrucks Σα × exp(β × T(t_i)) × Δt zu berechnen, wobei T(t_i) die von der Temperaturerfassungseinheit (9, 27) zur Zeit t_i erfasste Temperatur ist, α und β Konstanten sind, die basierend auf einem Harztyp erhalten werden, i eine natürliche Zahl und Δt die Aufzeichnungszeit ist.
An einer Spritzgussmaschine angeordnete Zustandsüberwachungsvorrichtung für ein Harz gemäß Anspruch 2, ferner aufweisend: eine Speichereinheit (23), die ausgebildet ist, im Voraus die Werte für α und β, die dem Harztyp entsprechen, in der Harzverschlechterungszustandsberechnungseinheit (17, 20) zu speichern; eine Eingabeeinheit (25), die zum Eingeben des Harztyps ausgebildet ist; und eine Extraktionseinheit, die ausgebildet ist zum Extrahieren der durch die Eingabeeinheit (21) eingegebenen Werte von α und β, die dem Harztyp entsprechen; wobei der Harzverschlechterungszustand basierend auf den von der Extraktionseinheit extrahierten Werten von α und β berechnet wird.
An einer Spritzgussmaschine angeordnete Zustandsüberwachungsvorrichtung für ein Harz nach Anspruch 1, ferner aufweisend: eine Heizeinrichtungstemperatureinstelleinheit (26), die zum Reduzieren (SB07) der Temperatur des Harzes ausgebildet ist, falls der von der Harzverschlechterungszustandsberechnungseinheit (17, 20) erhaltene Harzverschlechterungszustand einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet.
An einer Spritzgussmaschine angeordnete Zustandsüberwachungseinheit für ein Harz nach Anspruch 1, ferner aufweisend: eine Harzabführeinheit, die zum weiteren Abführen (SC07) des von der Heizeinrichtung (8) geschmolzenen Harzes ausgebildet ist, falls der von der Harzverschlechterungszustandsberechnungseinheit (17, 20) erhaltene Harzverschlechterungszustand einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet.