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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Einstellung von Parametern für die Druckregelung in einem Druckregelkreis einer Spritzgießmaschine.
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Beschreibung des Standes der Technik
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Bei der Druckregelung in einer Spritzgießmaschine ist es allgemein bekannt, dass eine Spritzschnecke vor- und zurückbewegt wird, um das Kunstharz als ein geregeltes bzw. überwachtes Objekt unter Druck zu setzen, und dabei seinen Druck zu regeln bzw. steuern. Es ist auch bekannt, dass die Ansprechfähigkeit auf den Druck beim Vor- und Zurückbewegen der Schnecke von der Art und den Eigenschaften des Kunstharzes abhängt. Die offengelegte
japanische Patentanmeldung Nr. 2011-251301 offenbart zum Beispiel eine Technik, bei der eine Druckbeaufschlagung vorgenommen wird, um die Position bzw. Stellung einer mechanischen Last gegenüber einem unter Druck zu setzenden Objekt ohne Druckregelung in einem Druckregelungsabschnitt zu variieren. Bei dieser Technik wird die elastische Konstante bzw. der Elastizitätskoeffizient des unter Druck zu setzenden Objekts auf der Grundlage einer Vielzahl von Daten von Positions- und Drucksignalen bestimmt. Die Parameter für die Druckregelung werden mit Hilfe der bestimmten elastischen Konstante berechnet.
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Bei der in der offengelegten
japanischen Patentanmeldung Nr. 2011-251301 offenbarten Technik wird nur das unter Druck zu setzende, eine statische Konstante darstellende Objekt bestimmt, und es ist schwer die Parameter für die Druckregelung so zu berechnen, dass die Reaktionsgeschwindigkeit auf Druck für jedes Regelband (Frequenz) optimal ist. In Abhängigkeit vom Regelband können Verstärkungswerte so hoch sein, dass ein Druckregelungssystem instabil wird oder so schwach sein, dass die Reaktionszeit der Druckregelung langsam ist.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Mit Hinblick auf die oben geschilderten Probleme des Standes der Technik ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung eine Regelvorrichtung für eine Spritzgießmaschine mit einer Funktion zur Einstellung von Parametern zu schaffen, die zur genauen Einstellung der Parameter für die Druckregelung in Abhängigkeit von der Art und den Eigenschaften des Kunstharzes und zur Gewinnung einer geeigneten Reaktionszeit der Druckregelung ohne Bezug auf das Regelungsband und die Art des Kunstharzes und dessen Eigenschaften in der Lage ist.
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Eine Regelvorrichtung für eine Spritzgießmaschine nach der vorliegenden Erfindung weist einen Druckmessabschnitt, einen Positionsbestimmungsabschnitt für ein sich bewegendes Teil und einen Druckregelabschnitt auf, der so ausgebildet ist, dass auf der Grundlage eines Parameters oder von Parametern das sich bewegende Teil zum Ausführen einer Druckregelung angetrieben wird.
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Eine erste Ausführungsform der Erfindung für eine Spritzgießmaschine umfasst einen Abschnitt zur Messung von Frequenzkennlinien (engl.: frequency characteristics), der zur Messung von Frequenzkennlinien eines Regelkreises des Druckregelabschnitts ausgelegt ist; einen Speicherabschnitt für Bezugsfrequenzkennlinien, in dem Bezugsfrequenzkennlinien für einen Regelkreis gespeichert sind; einen Parametereinstellabschnitt, der zum Einstellen des Druckparameters oder der Druckparameter so ausgebildet ist, dass die mit einem Druckregelverfahren in einem Abschnitt zur Messung von Frequenzkennlinien gemessenen Frequenzkennlinien für einen Regelkreis im Wesentlichen mit den in dem Speicherabschnitt für Bezugsfrequenzkennlinien eines Regelkreises gespeicherten Bezugsfrequenzkennlinien übereinstimmen.
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Eine zweite Ausführungsform der Erfindung für eine Spritzgießmaschine weist einen Abschnitt zur Messung von Frequenzkennlinien auf, der zur Messung von Frequenzkennlinien eines Regelkreises des Druckregelabschnitt ausgelegt ist, und einen Parametereinstellabschnitt, der zum Einstellen des Druckparameters oder der Druckparameter so ausgebildet ist, dass der mit in einem Druckregelverfahren in dem Abschnitt zur Messung von Frequenzkennlinien gemessene Amplitudenrand (engl.: gain margin) oder Phasenrand (engl.: phase margin) mit einem vorgegebenen Bezugswert übereinstimmt.
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Eine dritte Ausführungsform der Erfindung für eine Spritzgießmaschine umfasst einen Reaktionsmessabschnitt, der zur Messung einer Sprungantwort (engl.: step response) und/oder einer Impulsantwort (engl.: impulse response) des Druckregelabschnitts ausgelegt ist, und einen Parametereinstellabschnitt, der zum Einstellen des Druckparameters oder der Druckparameter so ausgebildet ist, dass die mit einem Druckregelverfahren in einem Reaktionsmessabschnitt gemessene Ausregelzeit (engl.: settling time) der Sprungantwort oder der Impulsantwort mit einem vorgegebenen Bezugswert übereinstimmt.
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Eine vierte Ausführungsform der Erfindung für eine Spritzgießmaschine umfasst einen Abschnitt, der zur Messung von Frequenzkennlinien eines offenen Regelkreises ausgelegt ist, die dann, wenn ein Kunstharz als ein geregeltes Objekt mit Druck beaufschlagt wird, gewonnen werden, und einen Parametereinstellabschnitt, der zum Einstellen des Druckparameters oder der Druckparameter ausgebildet ist, die auf der Grundlage des Reaktionsverhaltens des Frequenzkennlinien eines offenen Regelkreises mit einem Positionsregelverfahren oder einem Druckregelverfahren für das zu bewegende Teil durch den Messabschnitt gemessenen werden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Regelvorrichtung mit einer Funktion zum Einstellen der Parameter für die Druckregelung geschaffen werden, die zur Gewinnung einer geeigneten Reaktionszeit der Druckregelung ohne Bezug auf das Regelungsband und die Art des Kunstharzes und dessen Eigenschaften in der Lage ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine schematische Darstellung des Aufbaus einer Spritzgießmaschine und einer Regelvorrichtung zum Regeln der Spritzgießmaschine.
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2 ist eine Darstellung, die die Messung der Frequenzkennlinien eines Regelkreises für die Druckregelung zeigt.
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3 ist eine Darstellung, die die Messung der Frequenzkennlinien eines offenen Regelkreises für ein Kunstharz zeigt.
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4 ist ein Fließschaltbild, das das Vorgehen bei dem Einstellen von Parametern für die Druckregelung nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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5 ist ein Fließschaltbild, das das Vorgehen bei dem Einstellen von Parametern für die Druckregelung nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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6 ist ein Fließschaltbild, das das Vorgehen bei dem Einstellen von Parametern für die Druckregelung nach der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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7 ist ein Fließschaltbild, das das Vorgehen bei dem Einstellen von Parametern für die Druckregelung nach der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Eine Übersicht über eine Spritzgießmaschine und eine Regelvorrichtung der Spritzgießmaschine wird nun unter Bezugnahme auf 1 erläutert.
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Eine Düse 2, die am distalen Ende eines Spritzzylinders 1 angebracht ist, und ein Einfülltrichter 4 für die Aufgabe von Kunststoffpellets ist am hinteren Endabschnitt der Spritzzylinders befestigt. In den Spritzzylinder ist eine Schnecke 3 eingesetzt. Die Schnecke 3 ist so ausgebildet, dass sie in axialer Richtung mit Hilfe eines Axialantriebs (Einspritz-Servomotor M1, mit einem Antriebsstrang 7 und einem Wandelmechanismus 8 zum Umwandeln einer Drehbewegung einer Umlaufspindel, einer Mutter usw. in lineare Bewegungen) angetrieben wird und dadurch eine Einspritz- und Gegendruckregelung vornimmt. Ferner wird die Schnecke 3 zu ihrer Drehung durch einen Drehantrieb (Servomotor M2 und Antriebsstrang 6 mit einem Riemen, einer Riemenscheibe usw.) angetrieben.
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Der Einspritz-Servomotor M1 und der Drehantriebs-Servomotor M2 sind jeweils mit Positions- und Drehzahl-Detektoren Penc1 und Penc2 zur Messung ihrer Drehstellungen und Drehzahlen ausgestattet. Diese Positions- und Drehzahl-Detektoren Penc1 und Penc2 dienen zur Messung der Position (axiale Position) der Schnecke 3, der Bewegungsgeschwindigkeit (Einspritzgeschwindigkeit) und der Drehzahl bzw. Drehgeschwindigkeit der Schnecke 3. Ferner ist ein Drucksensor 5, wie z. B. eine Lastzelle, zur Messung des längs ihrer Achse auf das geschmolzene Kunstharz wirkenden Drucks vorgesehen.
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Eine PMC-CPU 17 ist mit einem ROM 18 verbunden, in dem ein sequenzielles Programm zur Steuerung der aufeinander folgenden Arbeitsschritte der Spritzgießmaschine usw. gespeichert sind, und ein RAM 19 wird zur temporären Speicherung arithmetischer Daten und dergleichen verwendet. Eine CNC-CPU 20 ist mit einem ROM 21 verbunden, in dem ein automatisches Betriebsprogramm zur generellen Steuerung der Spritzgießmaschine und dergleichen gespeichert ist und ein RAM 22 wird zur temporären Speicherung von arithmetischen Daten und dergleichen verwendet.
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Eine Servo-CPU 15 ist an einen ROM 13 angeschlossen, in den ein besonderes Programm zur Verarbeitung bzw. Steuerung eines Positionsregelkreises, eines Drehzahlregelkreises und eines Stromregelkreises geladen ist. Zur temporären Speicherung der Daten hierfür wird ein RAM 14 eingesetzt. Die Servo-CPU ist ferner mit Servoverstärkern 12 und 11 verbunden, die den die Schnecke antreibenden Servomotor M2 und den Servomotor M1 für das Einspritzen auf der Basis von aus der Servo-CPU 15 ausgegebenen Befehlen antreiben.
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Wie bereits oben erwähnt, sind die Servomotoren M1 und M2 jeweils mit dem Positions- und Drehzahl-Detektoren Penc1 und Penc2 verbunden. Ausgabesignale dieser Positions- und Drehzahl-Detektoren Penc1 und Penc2 werden an die Servo-CPU zurückgeleitet. Auf der Grundlage von Bewegungsbefehlen von der CNC-CPU 20 für die entsprechenden Achsen des Servomotor M1 zum Einspritzen und des die Schnecke antreibenden Servomotors M2 und gemessener Positionen und Drehzahlen, die von den Positions- und Drehzahl-Detektoren Penc1 und Penc2 zurückgegeben werden, führt die Servo-CPU 15 eine laufende Regelung ebenso wie eine Positions- und Drehzahlregelung aus, und steuert antriebsmäßig die Servo-Verstärker 11 und 12.
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Darüber hinaus ist ein Register für die aktuelle Position zur Bestimmung einer Vorschubposition (axiale Position) der Schnecke 3 auf der Basis eines von dem Positions- und Drehzahl-Detektor Penc1 zurückgeführten Positionssignal ausgestattet, so dass die Position der Schnecke mit Hilfe des Registers für die aktuelle Position gemessen werden kann. Ferner wird ein Druck (auf die Schnecke) durch ein digitales Signal wiedergegeben, das durch Konvertierung eines Messsignals vom Drucksensor 5 mit Hilfe eines A/D Konverters 16 in die Servo-CPU eingespeist wird.
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Ein Eingabegerät 25 mit einem Anzeigedisplay, wie z. B. einem Flüssigkristall-Display, ist über eine Anzeigeschaltung 24 an einen Bus 26 angebunden. Außerdem ist ein RAM 23 zur Speicherung von Spritzgießdaten, der aus einem nicht-flüchtigen Speicher gebildet ist, mit dem Bus 26 verbunden. Spritzbedingungen, verschiedene vorgegebene Werte, Parameter, Makrovariable usw., die in Verbindung mit dem Spritzgießvorgang stehen, sind in dem RAM 23 für die Speicherung von Spritzgießdaten abgelegt.
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Mit dieser Anordnung steuert die PMC-CPU 17 die aufeinander folgenden Arbeitsschritte der ganzen Spritzgießmaschine und die CNC-CPU 20 verteilt die Bewegungs- bzw. Antriebsbefehle bzw. Regelgrößen auf die Servomotoren M1 und M2 für die einzelnen Achsen auf der Grundlage des Betriebsprogramms in ROM 21 und der in dem RAM 23 für die Speicherung von Spritzdaten gespeicherten Spritzbedingungen. Die Servo-CPU 15 führt eine konventionelle Servo-Steuerung bzw. -Regelung sowie für Positions-, Drehzahl- und Stromregelkreise aus, und führt dabei eine sogenannte Servo-Verarbeitung auf der Grundlage der Bewegungsbefehle aus, die an die entsprechenden Achsen des Servomotors M1 für das Einspritzen und den Servomotor M2 und aufgrund von Positionssignalen und zurückgeführten Drehzahlsignalen, die von den Positions- und Drehzahl-Detektoren Penc1 und Penc2 zurückgeleitet werden aus.
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Der Arbeitsablauf der Spritzgießmaschine umfasst grundsätzlich das Schließen der Spritzgussform, das Einspritzen, das Einschließen bzw. Halten, das Kühlen, das Nachdosieren, das Öffnen der Spritzgussform und das Auswerfen der Formteils. Beim Schließvorgang der Spritzgussform wird die Spritzgussform geschlossen und zusammen gedrückt. Beim Spritzgießen wird eine Schnecke zum Einspritzen eines geschmolzenen Kunstharzes in die Spritzgussform zu deren Ausfüllung vorgebewegt. Im Halteschritt wird der Druck des geschmolzenen Kunstharzes in der Spritzgussform nach dem Füllen überwacht. Beim Abkühlen lässt man das Kunstharz in der Spritzgussform abkühlen. Beim Dosieren wird die Schnecke bei der Drehung zum Aufschmelzen des Kunstharzes einem Rückdruck unterworfen und das geschmolzene Kunstharz zugemessen. Beim Öffnungsvorgang wird die Spritzgussform geöffnet. Beim Auswerfvorgang wird das spritzgegossenes Formteil ausgeworfen und aus der Spritzgussform entnommen. Beim Halten wird gemäß einem verbreitet angewendeten bekannten Regelungsverfahren die Position und Drehzahlregelung der Schnecke bevor eine vorgegebene Schneckenposition nach dem Beginn des Einspritzens erreicht worden ist, ausgeführt. Nachdem die vorgegebene Position der Schnecke (Spritz-, und Halte- und Weiterschalt-Position) (engl.: injection/dwell switching position) erreicht ist, wird die Druckregelung zum Ausführen des Haltens gestartet.
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Nachfolgend wird eine Beschreibung einer Funktion zum Einstellen der Parameter für die Druckregelung gemäß der vorliegenden Erfindung gegeben, die in der Lage ist, eine geeignete Einstellung der Parameter für die Druckregelung in Abhängigkeit von der Art und den Eigenschaften des Kunstharzes zu finden und ein geeignetes Antwort- bzw. Reaktionsverhalten auf die Druckregelung ohne Rücksicht auf die Regelungsbandbreite und die Art und die Eigenschaften des Kunstharzes zu erzielen.
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Frequenzkennlinien (engl.: frequency characteristics)
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Bei einer Antriebssteuerung auf der Basis der Druckregelung eines sich bewegenden Teils werden zunächst Frequenzkennlinien (engl.: frequency characteristics) gemessen, um geeignete Reaktionszeiten für die Druckregelung ohne Bezug auf das Toleranzband (Regelband) und die Art und die Eigenschaften des Kunstharzes zu erhalten. Die zu messende Frequenzkennlinie des Druckreglers umfasst die Frequenzkennlinie bzw. das elastische Verhalten des Kunstharzes in einem Druckzustand bzw. unter Druck.
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Die Frequenzkennlinien der Druckregelung können nach zwei Methoden gemessen werden. (a) ein Verfahren, bei dem ein sinusförmiges Störsignal einem Befehlswert bzw. der Regelgröße für eine Druckregelung bei der Frequenzänderung überlagert wird und die Reaktionszeit auf das überlagerte Störsignal bestimmt wird und (b) ein Verfahren, bei dem weißes Rauschen der Regelgröße für die Druckregelung überlagert wird und eine Reaktionsverhalten (Zeit) auf das überlagerte weiße Rauschen bestimmt wird. Diese beiden Verfahren sind allgemein bekannt.
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Bei der Messung der Frequenzkennlinien für die Druckregelung, die in 2 dargestellt ist, wird ein Störsignal einer Druckregelgröße als ein Eingangssignal überlagert, während die Frequenz verändert wird. Nimmt man an, dass ein gemessener Druckwert, der die Rückmeldung auf ein überlagertes Störsignal ist, das Ausgangssignal ist, werden Übergangsfunktionen vom Eingang zum Ausgang (z. B. Frequenzkennlinien einer Druckregelung) bestimmt.
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Ferner können die Frequenzkennlinien für eine Regelung des Kunstharzes in einem unter Druck gesetzten Zustand mit Hilfe zweier Methoden gemessen werden, (a) ein Verfahren, in dem ein sinusförmiges Störsignal Befehlssignalen (Regelgrößensignalen) für die Regelung von Position und Druck beim Ändern der Frequenz überlagert werden, so dass die Position des sich bewegenden Teils als Eingangsänderungen in einem sinusförmigen Muster relativ zum Kunstharz als einem zu regelnden Objekt und eine Druckänderung als ein Ausgangssignal gemessen werden, und (b) ein Verfahren, bei dem den Regelwerten für die Positions- und Druckregelung weißes Rauschen überlagert werden, so dass die Position des sich bewegenden Teils sich als ein Eingangssignal ändert wie das weiße Rauschen und eine Druckänderung als Ausgangssignal gemessen wird. Diese beiden Messmethoden sind allgemein bekannt.
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Bei der Messung der Frequenzkennlinien für die Regelung des Kunstharzes, wie sie in 3 dargestellt ist, wird ein Störsignal einem Druckbefehl bzw. Steuerbefehl bei der Schneckenposition als ein Eingangssignal bei der Frequenzänderung überlagert. Angenommen, dass ein gemessener Druckwert, der ein Reaktionswert bzw. Antwortwert auf eine Änderung der Position der Schnecke ist, ein Ausgangssignal ist, werden Übergangsfunktionen vom Eingang zum Ausgang (z. B. Frequenzkennlinien für die Regelung des Kunstharzes in einem unter Druck gesetzten Zustand) bestimmt. In dem oben beschriebenen Fall wird darüber hinaus die Frequenzkennlinien des Kunstharzes für die Regelung in einem unter Druck gesetzten Zustand unter Änderung der Position der Schnecke während der Druckregelung gemessen. Als Alternative hierzu können jedoch die Frequenzkennlinien für die Regelung des Kunstharzes bei einer Änderung der Position der Schnecke während einer Positionssteuerung bzw. -regelung, nicht während der Druckregelung, gemessen werden.
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Bauart des sich bewegenden Teils
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Bei der Einstellung der Parameter für die Druckregelung gemäß der vorliegenden Erfindung kann das sich bewegende Teil die Welle einer vor- und zurückbewegten Schnecke sein, die eine Druckregelung bzw. -steuerung durch Vor- und Zurückbewegen der Schnecke ausführt oder ein Auswurfstange sein, die den Druck in einem Abschnitt der Kavität bzw. des Hohlraums einer Spritzgussform durch einen Zusammendrückvorgang zwischen Aufspannplatten steuert.
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Druck oder Positionsregelung bzw. -steuerung
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Das Nachfolgende ist eine Beschreibung eines Druck- oder Positionsregelverfahrens zum Messen von Frequenzkennlinien.
- (a) Wenn das sich bewegende Teil die Welle einer vor- und zurückbewegten Schnecke ist, kann ein Prozess zum Halten und Dosieren während eines Spritzgießzyklus oder eines Spülvorgangs aufgrund einer Druckregelung als das Verfahren zur Druckregelung ausgeführt werden. Auf der anderen Seite kann ein Verfahren zum Einspritzen und zur Dekomprimieren während eines Spritzgießzyklus oder eines Spülvorgangs aufgrund der Regelung einer Schnecke als die Positionsregelung durchgeführt werden.
- (b) Wenn das zu bewegende Teil der Auswerfstempel des Auswerfers ist, kann der Prozess des Drückens des Auswerfers während des Spritzgießzyklus als der Druck- oder Positions-Regelverfahren ausgeführt werden.
- (c) Wenn das zu bewegende Teil der Stempel bzw. die Stange zum Öffnen und Schließen der Spritzgussform ist, kann der Prozess zum Andrücken einer Aufspannplatte während des Spritzgießzyklus als das Verfahren zur Druck- oder Positionsregelung bzw. -steuerung verwendet werden.
- (d) Wenn das zu bewegende Teil entweder die Achse bzw. Stange zum Vor- und Zurückbewegen der Schnecke ist oder der Auswerfstempel oder hier der Stempel bzw. die Stange zum Öffnen und Schließen der Spritzgussform ist, kann ein Messvorgang für die Frequenzkennlinien als ein Vorgang zum Regeln bzw. Steuern des Drucks oder der Position zwischen Spritzgießzyklen vorgesehen werden.
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Das Folgende ist die Beschreibung einiger Ausführungsformen zum Ausführen des Einstellens der Parameter zur Druckregelung gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Erste Ausführungsform
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In einem Verfahren zur Druckregelung werden die Frequenzkennlinien für einen Regelkreis eines Abschnitts zur Druckregelung (Druckregelkreis) gemessen und die Parameter für die Druckregelung so eingestellt, dass die gemessenen Frequenzkennlinien für den Regelkreis im Wesentlichen mit den Bezugsfrequenzkennlinien für den Regelkreis übereinstimmen. Bezüglich der Bezugsfrequenzlinien für einen Regelkreis werden Frequenzkennlinien für einen Regelkreis, die beim Spritzgießen eines Kunstharzes mit üblichem Reaktionsverhalten spritzgegossen werden, zuvor gespeichert und deren Werte als ”Frequenzkennlinien für einen Regelkreis, die als Bezugsgrößen dienen, verwendet werden”.
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Die zur Druckregelung einzustellenden Parameter enthalten Parameter für eine Proportionalverstärkung, eine Integralverstärkung und eine Differenzialverstärkung des Druckregelkreises, eine Grenzfrequenz eines Tiefpassfilters in einem Druckregelsystem und eine Mittenfrequenz, eine Bandbreite und einen Dämpfungsfaktor eines Band begrenzungsfilters in dem Druckregelsystem. Die Methode der kleinsten Quadrate kann zum Beispiel zur Bestimmung, ob oder ob nicht die gemessenen Frequenzkennlinien für den Regelkreis im Wesentlichen mit den Bezugsfrequenzkennlinien für den Regelkreis übereinstimmen, verwendet werden. Insbesondere kann die mittlere quadratische Abweichung zwischen dem Verstärkungsverhalten der Bezugsfrequenzlinie für den Regelkreis und dem Verstärkungsverhalten der gemessenen Frequenzkennlinien für den Regelkreis berechnet werden, so dass bestimmt werden kann, ob oder ob nicht die gemessenen Frequenzkennlinien für die Regelung im Wesentlichen mit den Bezugsfrequenzkennlinien für die Regelung übereinstimmen, die auf der Grundlage dessen, ob oder ob nicht die mittlere quadratische Abweichung kleiner als ein vorgegebener Wert ist oder ob die Parameter für die Druckregelung so eingestellt werden können, dass die mittlere quadratische Abweichung minimal ist.
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Bei der Einstellung der Parameter für die Druckregelung können, wenn das Reaktionsverhalten der gemessenen Frequenzkennlinien für die Regelung niedriger als das der Bezugsfrequenzlinien für die Regelung ist, zum Beispiel die Proportional-, Integral- und Differenzial-Verstärkungsfaktoren des Druckregelkreises erhöht werden, so dass damit das Reaktionsverhalten verbessert wird. Wenn das Reaktionsverhalten der gemessenen Frequenzkennlinien für die Regelung höher ist als die Bezugsfrequenzkennlinien für die Regelung, können dagegen die Verstärkungsfaktoren für die Proportional-, Integral- und Differenzialregelung des Druckregelkreises verringert werden, sodass das Reaktionsverhalten reduziert ist. Wenn die gemessenen Frequenzkennlinien für die Regelung von den Bezugsfrequenzkennlinien für die Regelung in einem speziellen Bandbereich aufgrund von Resonanz oder dergleichen abweichen, kann darüber hinaus die Grenzfrequenz des Tiefpassfilters in dem Druckregelsystem und die Mittenfrequenz, die Bandbreite und der Dämpfungsfaktor des Bandbegrenzungsfilters in dem Druckregelsystem zur Beseitigung einer Abweichung zwischen den Kennlinien aufgrund der Resonanz oder dergleichen eingestellt werden.
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Zweite Ausführungsform
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In einem Verfahren zur Druckregelung werden die Frequenzkennlinien zur Regelung eines Druckregelkreises gemessen und die Parameter zur Druckregelung so eingestellt, dass der Amplitudenrand oder der Phasenrand der gemessenen Frequenzkennlinien für die Regelung mit einem Bezugswert übereinstimmen. Der Amplitudenrand oder der Phasenrand kann zu einem früheren Zeitpunkt auf einen geeigneten Wert für jede Maschine oder jeden Satz von entsprechend den Eigenschaften eines Spritzgussformgegenstandes durch eine Bedienungsperson eingestellt sind, auf einen geeigneten Wert voreingestellt werden. Für einen gespritzten Gegenstand – wie zum Beispiel einer Lichtleiterplatte –, der ein hohes Reaktionsvermögen erfordert, können der Amplitudenrand oder der Phasenrand vermindert werden, um das Reaktionsverhalten bzw. die Antwortzeiten der Druckregelung zu erhöhen. Für einen gespritzten Gegenstand – wie einer optischen Linse – der Stabilität und nicht Reaktionsvermögen erfordert, kann der Amplitudenrand oder der Phasenrand erhöht werden, um erhöhte Stabilität zu erzielen.
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Dritte Ausführungsform
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Bei einem Druckregelverfahren wird die Sprungantwort und bzw. oder die Impulsantwort des Druckregelkreises gemessen und werden die Parameter zur Druckregelung so eingestellt, dass die Ausregelzeit der Sprungantwort oder der Impulsantwort mit einem Bezugswert übereinstimmt. Der Bezugswert für die Ausregelzeit kann zu einem früheren Zeitpunkt auf einen geeigneten Wert für jede Maschine voreingestellt oder entsprechend den Eigenschaften des spritzgegossenen Gegenstandes durch die Bedienungsperson vorgegeben werden. Für einen Spritzgussartikel – wie zum Beispiel einer Lichtleiterplatte –, die ein hohes Reaktionsvermögen erfordert, kann der Bezugswert abgesenkt werden, um die Reaktionszeit der Druckregelung zu erhöhen. Für einen Spritzgussartikel – wie zum Beispiel einer optischen Linse –, für die vor allem Stabilität mehr als Reaktionsvermögen erforderlich ist, kann der Bezugswert erhöht werden, um so die hohe Stabilität zu erzielen.
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Vierte Ausführungsform
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In einem Regelverfahren für ein bewegliches Teil werden die Frequenzkennlinien für ein Kunstharz als einem geregeltem Objekt in einem unter Druck gesetzten Zustand gemessen und werden die Parameter für die Druckregelung auf der Grundlage des Reaktionsverhaltens der gemessenen Frequenzkennlinien für die Regelung eingestellt. Die Frequenzkennlinien für die Regelung bei einem Kunstharz in einem unter Druck gesetzten Zustand sind Eingabe-Ausgabe-Kennlinien (Übertragungsfunktionen), die unter Verwendung einer Positionsänderung des sich bewegenden Teils und einer Druckänderung als eine Eingabe bzw. eine Ausgabe für das Kunstharz als geregeltem bzw. kontrolliertem Objekt ermittelt werden.
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Verstärkungsfaktoren für die Druckregelung (Proportional-, Integral- und Differential-Verstärkungsfaktoren eines Druckregelkreises) können auf niedrige Werte für ein Kunstharz mit hohem Reaktionsvermögen der Frequenzkennlinien und auf hohe Werte für ein Kunstharz mit geringem Reaktionsvermögen eingestellt werden, so dass eine geeignete Antwortzeit der Druckregelung ohne Bezug auf die Art bzw. den Typ und die Eigenschaften des Kunstharzes zu haben, erhalten werden. Ferner können die Grenzfrequenz eines Tiefpassfilters und die Mittenfrequenz eines Bandbegrenzungsfilters für Kunstharze mit hohen Eigenfrequenzen der Frequenzkennlinien für die Regelung auf hohe Werte eingestellt werden, während für Kunstharze mit geringen Eigenfrequenzen die Frequenzkennlinien für die Regelung, die Grenzfrequenz eines Tiefpassfilters und die Mittenfrequenz eines Bandbegrenzungsfilters auf niedrige Werte eingestellt werden sollten, um auf diese Weise die auf die Eigenfrequenz des Kunstharzes zurückzuführende Resonanzfrequenz zu unterdrücken.
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Das Vorgehen zum Einstellen der Parameter für die Druckregelung gemäß der ersten bis vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Fließschaltbilder beschrieben.
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4 ist ein Fließschaltbild, das die Arbeitsschritte bei der Einstellung der Parameter für die Druckregelung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Im nachfolgenden erfolgt die Beschreibung in der Reihenfolge der verschiedenen Arbeitsschritte.
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[Schritt SA01] Die Druckregelung wird ausgeführt.
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[Schritt SA02] Die Frequenzkennlinien für den Regelkreis der Druckregelung werden gemessen.
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[Schritt SA03] Es wird bestimmt, ob oder ob nicht die gemessenen Frequenzkennlinien für den Regelkreis mit den vorgegebenen Bezugskennlinien übereinstimmen. Wenn die Kennlinien übereinstimmen, endet der Prozess hier. Wenn nicht, schaltet das Programm zum Schritt SA04 weiter.
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[Schritt SA04] Die Verstärkung für die Druckregelung und der Filterfaktor für die Druckregelung werden eingestellt, worauf das Programm zum Schritt SA01 zurückkehrt.
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5 ist ein Fließschaltbild, das das Vorgehen für die Einstellung der Parameter für die Druckregelung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Nachfolgend wird eine Beschreibung in der Reihenfolge der verschiedenen Arbeitsschritte gegeben.
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[Schritt SB01] Die Druckregelung wird vorgenommen.
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[Schritt SB02] Die Frequenzkennlinien für den Regelkreis der Druckregelung werden gemessen.
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[Schritt SB03] Das Amplitudenband der gemessenen Frequenzkennlinien für den Regelkreis wird berechnet.
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[Schritt SB04] Es wird bestimmt, ob oder ob nicht das berechnete Amplitudenband mit dem vorgegebenen Bezugswert übereinstimmt. Wenn das Amplitudenband mit dem Bezugswert übereinstimmt, endet der Prozess hier. Wenn nicht, schaltet das Programm zum Schritt SB05 weiter.
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[Schritt SB05] Die Verstärkung der Druckregelung und der Filterfaktor für die Druckregelung werden eingestellt, worauf das Programm zum Schritt SB01 zurückkehrt.
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6 ist ein Fließschaltbild, das das Verfahren bzw. Vorgehen zum Einstellen der Parameter für die Druckregelung gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung darstellt. Im Nachfolgenden wird eine Beschreibung in der Reihenfolge der verschiedenen Arbeitsschritte gegeben.
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[Schritt SC01] Die Druckregelung wird ausgeführt.
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[Schritt SC02] Die Sprungantwort der Druckregelung wird gemessen.
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[Schritt SC03] Die Ausklingzeit der Sprungantwort wird berechnet.
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[Schritt SC04] Es wird bestimmt, ob oder ob nicht die berechnete Ausklingzeit mit dem vorgegebenen Bezugswert übereinstimmt. Wenn die Ausklingzeit mit dem Bezugswert übereinstimmt, endet der Prozess hier. Wenn nicht, springt das Programm zum Schritt SC05 weiter.
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[Schritt SC05] Die Verstärkung der Druckregelung und der Filterfaktor der Druckregelung werden eingestellt, worauf das Programm zum Schritt SC01 zurückschaltet.
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7 ist ein Fließschaltbild, das das Vorgehen bei der Einstellung der Parameter für die Druckregelung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Im Folgenden werden der Reihe nach die einzelnen Schritte des Vorgangs beschrieben.
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[Schritt SD01] Die Positions- oder Druckregelung der Schnecke wird ausgeführt.
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[Schritt SD02] Die Frequenzkennlinien des Regelkreises für das Kunstharz werden gemessen.
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[Schritt SD03] Die Verstärkung der Druckregelung und der Filterfaktor für die Druckregelung werden auf der Grundlage des gemessenen Reaktionsverhaltens des Kunstharzes eingestellt, worauf dieses Verfahren endet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2011-251301 [0002, 0003]
