DE102013012914A1

DE102013012914A1 - Hot runner injection molding apparatus with additional controller

Info

Publication number: DE102013012914A1
Application number: DE102013012914.1A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Otto Maenner Innovation GmbH
Priority date: 2012-08-03
Filing date: 2013-08-05
Publication date: 2014-02-20
Also published as: US20140037779A1; US9387616B2

Abstract

Ein Steuerungssystem für ein Heißkanal-Spritzgießsystem umfasst eine erste Spritzgießmaschinen-Steuerungseinrichtung, die Signale von einer Vielzahl von Spritzgießmaschinen-Sensoren an einer Spritzgießmaschine empfängt, und eine zweite Heißkanalvorrichtungs-Steuerungseinrichtung, die Signale von einer Vielzahl von Heißkanalvorrichtungs-Sensoren an einer Heißkanalvorrichtung empfängt. Eine dritte Steuerungseinrichtung, die entfernt von der Spritzgießmaschinen-Steuerungseinrichtung und der Heißkanalvorrichtungs-Steuerungseinrichtung ist, ist ausgebildet, Daten von der Spritzgießmaschinen-Steuerungseinrichtung und der Heißkanalvorrichtungs-Steuerungseinrichtung zu empfangen, die auf die Signale von den Spritzgießmaschinen-Sensoren und den Heißkanalvorrichtungs-Sensoren bezogen sind, und Befehle an die Spritzgießmaschinen-Steuerungseinrichtung und die Heißkanalvorrichtungs-Steuerungseinrichtung zu übertragen, die auf den Betrieb der Spritzgießmaschine und der Heißkanalvorrichtung bezogen sind. Die dritte Steuerungseinrichtung kann mit mehreren ersten Heißkanal-Steuerungseinrichtungen und mehreren zweiten Spritzgießmaschinen-Steuerungseinrichtungen verbunden sein. Die ersten Heißkanal-Steuerungseinrichtungen können von demselben Hersteller und von verschiedenen Herstellern bereitgestellt werden. Die zweiten Spritzgießmaschinen-Steuerungseinrichtungen können von demselben Hersteller und von verschiedenen Herstellern bereitgestellt werden.

Description

GEBIET
Diese Erfindung betrifft Heißkanal-Spritzgießsysteme und Verfahren zum Spritzgießen. Insbesondere betrifft diese Erfindung Heißkanal-Spritzgießsysteme, die Steuerungseinrichtungen haben, und Verfahren zum Steuern von Heißkanalsystemen.
HINTERGRUND
Es ist bekannt, Spritzgießmaschinen und Spritzgießsysteme zu verwenden, um Formteile in großen Stückzahlen und mit hoher Geschwindigkeit herzustellen.
Die Spritzgießmaschinen umfassen zumindest eine Maschinen-Steuerungseinrichtung, die mit verschiedenen Teilen und Sensoren, die mit der Spritzgießmaschine in Verbindung stehen, gekoppelt ist und mit diesen in Kommunikation steht. In dieser Hinsicht wird Bezug genommen auf US 5062052 US 6,980,882 US 6,275,741 , die alle hierin durch Bezugnahme aufgenommen sind.
Spritzgießsysteme, die Heißkanäle statt Kaltkanäle verwenden, werden immer häufiger verwendet, um diese Kriterien und höhere Qualitätsanforderungen für die Formteile zu erfüllen.
Diese Heißkanal-Spritzgießsysteme umfassen im Allgemeinen eine Spritzgießmaschine, wie zum Beispiel oben erwähnt, ein Heißkanalsystem und ein Formwerkzeug. In vielen Fällen werden zusätzliche oder Hilfs-Gerätschaften/Komponenten verwendet, um den Prozess zu verbessern oder Funktionen hinzuzufügen, wie z. B. zusätzliche Einspritz-Einheiten, verschiedene Prozess-Sensoren, Roboter, Fördermittel, Kameras und Computer.
Es gibt zwei Hauptkategorien von Heißkanalsystemen, Heißkanalsysteme, die offene Düsen verwenden und Heißkanalsysteme, die ventilgesteuerte Düsen verwenden. In beiden Fällen erfordert die Temperatur in der Heißkanal-Düse wegen der Wichtigkeit des Wärmeprofils entlang der Heißkanal-Düse und der Temperatur des geschmolzenen Materials, das in die Kavität eintritt, und in der Kavität, mehr Aufmerksamkeit. Im Falle der ventilgesteuerten Düsen muss zusätzlich Acht auf die Bewegung der Ventilstifte gegeben werden. In vielen Anwendungen werden Drucksensoren verwendet, die in dem Heißkanal und/oder in dem Formwerkzeug angeordnet sind, um den Formgebungsprozess besser überwachen und beeinflussen zu können.
Es ist bekannt, Heißkanal-Steuerungseinrichtungen zu verwenden, um den Formgebungsprozess von der Heißkanal-Seite zu überwachen und zu beeinflussen. In dieser Hinsicht wird Bezug genommen auf US 5,518,389 US 5,795,511 US 6,421,577 US 6,529,796 US 7,128,548 US 7,671,304 US 7,072,735 US 7,580,771 US 8,165,714 US 20040258787 US 201103116180 US 20120231103 WO 2012/082 291 , die alle hierin durch Bezugnahme aufgenommen sind.
Der Stand der Technik zeigt, dass sowohl die Spritzgießmaschinen-Steuerungseinrichtungen, als auch die Heißkanal- und/oder Formwerkzeug-Steuerungseinrichtungen von einer großen Anzahl von Zulieferern hergestellt werden. Diese Steuerungseinrichtungen umfassen zahlreiche eigene, kundenspezifische und Nicht-Standard-Hardware, Architektursoftware und Kommunikationsmittel, die es schwierig für die Anwender machen, die Spritzgieß-Ausstattung und den Herstellungsprozess effizient und akkurat zu managen und alle Daten, die im Herstellungsprozess benötigt werden, zu kommunizieren und zu sammeln.
Es besteht ein Bedarf, die Genauigkeit, Effizienz, den Umfang der Funktionen und die Kommunikationsfähigkeiten der Heißkanal-Steuerungseinrichtungen und der damit zusammenhängenden Komponenten/Einrichtungen/Ausstattung der Heißkanal-Spritzgießsysteme weiter zu steigern.
Es besteht ein weiterer Bedarf, selektiven und/oder kundenspezifischen Steuerungszugang zu den Heißkanal-Spritzgießsystemen und deren Steuerungseinrichtung und damit verbunden Einrichtungen vorzusehen, unter Verwendung verbesserter stationärer oder mobiler Steuerungseinrichtungen.
Es besteht ein weiterer Bedarf, ein Anwender-Steuerungsmittel vorzusehen, um Zugang zu Steuerungsdaten zu haben, die von Heißkanal- und/oder Maschinen-Steuerungseinrichtungen vorgesehen werden, die von verschiedenen Herstellern hergestellt werden und die verschiedene Architekturen haben und die in demselben Spritzgieß-Gelände angeordnet sind.
Selektiver und/oder kundenspezifischer Steuerungszugang zu den Heißkanal-Spritzgießsystemen und deren Steuerungseinrichtungen und damit verbundene Einrichtungen unter Verwendung verbesserter stationärer oder mobiler Steuerungseinrichtungen.
Es besteht ein weiterer Bedarf, ein Ausfallsicherung-/Ausweich- oder ein redundantes Steuerungsmittel vorzusehen, um Ausfallzeiten, unerwartete Fehler oder unerwartete Ereignisse, verursacht durch einen Ausfall der Steuerungseinrichtungen, die in den Heißkanal-Spritzgießsystemen verwendet werden, zu verhindern.
Es besteht ein weiterer Bedarf, verbesserte Steuerungseinrichtungen vorzusehen, die in Reinräumen oder anderen Arten von industriellen Umgebungen der Heißkanal-Spritzgießsysteme zu verwenden sind.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Steuerungssystem für ein Heißkanal-Spritzgießsystem umfasst eine erste Spritzgießmaschinen-Steuerungseinrichtung, die Signale von einer Vielzahl von Spritzgießmaschinen-Sensoren an einer Spritzgießmaschine empfängt, und eine zweite Heißkanalvorrichtungs-Steuerungseinrichtung, die Signale von einer Vielzahl von Heißkanalvorrichtungs-Sensoren an einer Heißkanalvorrichtung empfängt. Eine dritte Steuerungseinrichtung, die entfernt von der Spritzgießmaschinen-Steuerungseinrichtung und der Heißkanalvorrichtungs-Steuerungseinrichtung ist, ist ausgebildet, Daten von der Spritzgießmaschinen-Steuerungseinrichtung und der Heißkanalvorrichtungs-Steuerungseinrichtung zu empfangen, die auf die Signale von den Spritzgießmaschinen-Sensoren und den Heißkanalvorrichtungs-Sensoren bezogen sind, und Befehle an die Spritzgießmaschinen-Steuerungseinrichtung und die Heißkanalvorrichtungs-Steuerungseinrichtung zu übertragen, die auf den Betrieb der Spritzgießmaschine und der Heißkanalvorrichtung bezogen sind. Die dritte Steuerungseinrichtung kann mit mehreren ersten Heißkanal-Steuerungseinrichtungen und mehreren zweiten Spritzgießmaschinen-Steuerungseinrichtungen verbunden sein. Die ersten Heißkanal-Steuerungseinrichtungen können von demselben Hersteller und von verschiedenen Herstellern bereitgestellt werden. Die zweiten Spritzgießmaschinen-Steuerungseinrichtungen können von demselben Hersteller und von verschiedenen Herstellern bereitgestellt werden. Die dritte Steuerungseinrichtung ist fähig, auf beiden Wegen mit Steuerungseinrichtungen zu kommunizieren, die von irgendeinem dritten Hersteller hergestellt wurden.
ANMERKUNG:
Zum Zwecke des Verständnisses der Beschreibung der Erfindung und der Ansprüche der Erfindung, wird die Heißkanal-Steuerungseinrichtung, die in der Beschreibung erwähnt ist und aus dem Stand der Technik bekannt ist, eine erste Steuerungseinrichtung genannt, die Spritzgieß-Steuerungseinrichtung, die in der Beschreibung erwähnt ist und aus dem Stand der Technik bekannt ist, wird eine zweite Steuerungseinrichtung genannt. Die neue Steuerungseinrichtung gemäß dieser Erfindung wird eine dritte Steuerungseinrichtung genannt.
Zum Zwecke des Verständnisses der Beschreibung der Erfindung und der Ansprüche der Erfindung, sind die Begriffe ”Benutzer-Schnittstelle” (user interface) oder ”UI”, ”grafische Benutzer-Schnittstelle” (graphic user interface) oder ”GUI”, ”Mensch-Maschinen-Schnittstelle” (human machine interface) oder ”HMI” im Allgemeinen äquivalent und beschreiben Einrichtungen, die fähig sind, im Allgemeinen dieselben Funktionen und dieselben Aufgaben auszuführen, die es einem Nutzer ermöglichen, mit den elektronischen Einrichtungen und Komponenten eines Heißkanal-Spritzgießsystems zu interagieren. Derartige Begriffe sind bekannt und werden im Stand der Technik zum Heißkanal-Spritzgießen verwendet.
Zum Zwecke des Verständnisses der Beschreibung der Erfindung und der Ansprüche der Erfindung, haben die Begriffe ”speicherprogrammierbare Steuerung” (programmierbare logische Steuereinrichtung; programmable logic controller) oder ”PLC”, ”Industrie-Personal-Computer” (industrial personal computer) oder ”IPC” äquivalente oder dieselbe Bedeutung und Funktion.
Zum Zwecke des Verständnisses der Beschreibung der Erfindung und der Ansprüche der Erfindung, haben die Begriffe ”Bedienfeld” (control panel) und ”Display” (Anzeige), äquivalente oder dieselbe Bedeutung und Funktion.
Zum Zwecke des Verständnisses der Beschreibung der Erfindung und der Ansprüche der Erfindung, haben die Begriffe ”portabler Computer für Universal-Verwendung” (portable general purpose use computer), ”Tablet-Computer”, ”mobiler Computer” äquivalente oder dieselbe Bedeutung und Funktion.
Zum Zwecke des Verständnisses der Beschreibung der Erfindung und der Ansprüche der Erfindung, bedeuten die Begriffe ”Steuerungseinrichtung” eine Einrichtung, die fähig ist, mit einer anderen Einrichtung über leitungsgebundene oder drahtlose Standard-Kommunikationsleitungen zu kommunizieren.
Zum Zwecke des Verständnisses der Beschreibung der Erfindung und der Ansprüche der Erfindung, bedeuten die Begriffe ”Betriebssystem” eine allgemeine Verwendung oder eine kundenspezifischen Software, die die Verwendung einer Steuerungseinrichtung ermöglicht.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1a zeigt ein bekanntes Spritzgießsystem, das separate Spritzgieß- und Heißkanal-Steuereinrichtungen hat.
1b zeigt ein bekanntes Heißkanalsystem und eine kalte Hälfte;
2 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, wobei eine dritte Steuerungseinrichtung mit einer Heißkanal-Steuerungseinrichtung und einer Spritzgießmaschinen-Steuerungseinrichtung verbunden ist. Jede Steuerungseinrichtung hat ihr eigenes Display.
3 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, wobei eine dritte Steuerungseinrichtung mit einer Heißkanal-Steuerungseinrichtung und einer Spritzgießmaschinen-Steuerungseinrichtung verbunden ist. Die dritte Steuerungseinrichtung hat ihr eigenes Display, während die Heißkanal-Steuerungseinrichtung und die Spritzgießmaschinen-Steuerungseinrichtung das Display der dritten Steuerungseinrichtung verwenden.
4 zeigt die Ausführungsform von 3, wobei zusätzliche Kameras verwendet werden, um das Heißkanalsystem und die Produktion der Formteile besser zu erfassen und zu steuern.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Bezug wird auf 1a genommen, die einen Teil eines Heißkanal-Spritzgießsystems 100 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt. Das Spritzgießsystem 100 umfasst eine Spritzgießmaschine 102, eine heiße Hälfte 104 und eine kalte Hälfte 106. Die Spritzgießmaschine 102 umfasst eine Einspritzeinheit 108, die, wie aus dem Stand der Technik bekannt, durch eine Vielzahl von Heizeinrichtungen (nicht gezeigt) beheizt wird und eine Klemmeinheit (clamping unit) 110 (nicht gezeigt). Die Einspritzeinheit 108 kann eine motorbetriebene Schnecke 112 umfassen. Die Klemmeinheit 110 kann eine Vielzahl von hydraulischen Stangen (nicht gezeigt) umfassen, die eine erste Maschinenplatte 116 und eine zweite Maschinenplatte 118 zueinander hin und voneinander weg bringen, wenn sie auf Verbindungsstangen 114 fahren. Eine Vielzahl von Maschinen-Prozess-Sensoren 120 kann vorgesehen sein, um unter anderem zumindest eines von dem Folgenden zu detektieren: die Temperatur des geschmolzenen Materials, das von der Einspritzeinheit 108 eingespritzt wird, den Druck des geschmolzenen Materials, Motorstromaufnahme des Motors, der die Schnecke 112 mit Energie versorgt, und jede andere geeignete Prozessinformation. Die Schnecke 112 ist ein Beispiel eines Temperatur-Konditionierungs-Elements, um zu helfen, geschmolzenes Material bereitzustellen. Die Sensoren 120 sind Beispiele von Spritzgießmaschinen-Sensoren, und jede andere Art von Sensor kann zusätzlich oder alternativ vorgesehen sein.
Wie weiter in 1a gezeigt, kann eine zusätzliche oder eine sekundäre Einspritzeinheit (122) verwendet werden, um ein zweites geschmolzenes Material zuzuführen, oder dasselbe Material, das eine verschiedene Charakteristik hat, wie z. B. eine unterschiedliche Farbe, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Die sekundäre Einspritzeinheit (122) kann entweder auf einer der Maschinenplatten (116, 118) angeordnet sein, wie in 1a gezeigt, oder sie kann entweder an der kalten Hälfte (106) oder der heißen Hälfte (104) des Formwerkzeugs angeordnet sein.
Bezugnehmend auf 1b umfasst die heiße Hälfte 104 eine Heißkanalvorrichtung 10, die einen Einspritzverteiler (injection manifold) 12 umfasst, der einen Einlass-Schmelze-Kanal 14 hat, der geschmolzenes Material (z. B. Harz) von einer Einspritzdüsen-Aufnahme 16 (welche geschmolzenes Material von der Einspritzeinheit (108) empfängt (1a)) empfängt, und eine Vielzahl von Auslass-Schmelze-Kanälen 18, die fluidisch mit und flussabwärts von dem Einlass-Schmelze-Kanal 14 mit diesem verbunden sind.
Die heiße Hälfte 104 umfasst ferner eine Vielzahl von Heißkanal-Düsen 20, die mit den Verteiler-Auslass-Schmelze-Kanälen 18 verbunden sind. Jede Düse 20 umfasst einen Düsenkörper 22, angeordnet in Düsenbohrungen (nicht gezeigt), die auf einer Platte 25 vorgesehen sind, zum Transport geschmolzenen Materials von einem der Auslass-Schmelze-Kanäle (nicht gezeigt) zu einer Formwerkzeug-Kavität 24 in separater Formwerkzeug-Platte, nicht gezeigt, (die mit der zweiten Platte 118, gezeigt in 1a, verbunden ist). Jede Formwerkzeug-Kavität 24 ist Teil der kalten Hälfte 106 und hat einen Formwerkzeug-Anguss (gate) 27, der damit verbunden ist (und in einigen Fällen ist eine Vielzahl von Formwerkzeug-Angüssen mit jeder Formwerkzeug-Kavität 24 verbunden). Jede Düse 20 umfasst des Weiteren eine Düsenheizeinrichtung 26 zum Erwärmen geschmolzenen Materials in dem Düsenkörper 22 und optional einen oder mehrere Sensoren 28, wie z. B. Temperaturmessgeber zum Abtasten von Temperaturen, die mit dem geschmolzenen Material in dem Düsenkörper 22 verbunden sind, und von Temperaturen, die mit dem Düsenkörper 22 verbunden sind (und/oder jedwede anderen geeigneten Prozessdaten). Die Düsenheizeinrichtungen 26 sind nur Beispiele und jedwede andere geeignete Temperatur-Konditionierungs-Elemente können zusätzlich oder alternativ vorgesehen sein. Diese Temperaturmessgeber 28 sind nur Beispiele und jedwede andere geeignete Heißkanalvorrichtungs-Sensoren können zusätzlich oder alternativ vorgesehen sein. Der Düsenkörper 22 kann aus einem oder mehreren Komponenten, wie aus dem Stand der Technik bekannt, hergestellt sein.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind eine Vielzahl von Ventilstiften 32 (die als Blockier-Elemente bezeichnet werden können) optional vorgesehen und sind mit den Heißkanal-Düsen 20 verbunden (wobei jede Düse 20 einen Ventilstift 32 hat, der durch diese verläuft). Die Ventilstifte 32 sind optional bewegbar, um den Fluss des geschmolzenen Materials durch die Angüsse 27 in die Formwerkzeug-Kavitäten 24 zu steuern.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung hat jede Düse 20 einen offenen Schmelzekanal, wie aus dem Stand der Technik bekannt (nicht gezeigt), d. h., ohne den Ventilstift 32, der durch diese verläuft. Der Fluss des geschmolzenen Materials durch die Düsen 20 wird durch Heizeinrichtungen 26 und Kühlkanäle 18 in der Nähe des Formwerkzeug-Angusses 27 gesteuert.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst/ist das Heißkanal-Spritzgießsystem 10 ein modulares Steuerungssystem, hergestellt aus verschiedenen, miteinander verbundenen, spezialisierten Unter-Steuerungseinrichtungen 52, 136, 141. Jede Unter-Steuerungseinrichtung 52, 136, 141 hat Steuerungselemente, die spezifische Funktionen bereitstellen und ermöglichen, die dieselben sind wie in den anderen Unter-Steuerungseinrichtungen oder dort nicht vorhanden sind.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann die Maschinen-Steuerungseinrichtung 52 die Heißkanal-Steuerungseinrichtung 136 als eine Einzel-Einheit enthalten, die verschiedene Heißkanal-bezogene Module und Spritzgießmaschinen-bezogene Module hat, die mit einer gemeinsamen oder einer einzelnen Benutzer-Schnittstelle (oder äquivalenten grafischen Benutzer-Schnittstelle GUI oder einer äquivalenten Mensch-Maschine Schnittstelle (HMI)) verbunden sind. In dieser Ausführungsform hat diese kombinierte Steuerungseinrichtung ein einzelnes Display, das gekoppelt ist und/oder bewegbar ist in Bezug auf die Spritzgießmaschine.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Spritzgießsystem-Steuerungseinrichtung 52 bereitgestellt, um dem Steuern des Betriebs des Spritzgießsystems zu assistieren. Zum Beispiel kann die Spritzgießsystem-Steuerungseinrichtung 52 den Betrieb der Stangen 114 und der Schnecke 112 steuern. Die Steuerungseinrichtung 52 empfängt Signale von den Sensoren 120 und verarbeitet die Signale, und, darauf basierend, steuert sie die Stangen 114 und die Schecke 112, und sie kann einen Roboter 123 steuern, der verwendet wird, Formelemente von den Formwerkzeug-Kavitäten 124 zu entfernen. Die Steuerungseinrichtung 52 kann eine Prozesseinheit 126 umfassen, einen Speicher 128, der unter anderem ein erstes Betriebssystem OS1 speichert, und eine Benutzer-Schnittstelle 130, die ein Display 132 und eine Eingabeeinrichtung umfassen kann, wie z. B. eine Vielzahl von Tasten oder eine Tastatur.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann eine Heißkanalvorrichtungs-Steuerungseinrichtung 136 bereitgestellt werden, zur Steuerung der Temperatur-Konditionierungs-Elemente (zum Beispiel der Düsenheizeinrichtungen) in der heißen Hälfte 104, und auch zur Steuerung des Betriebs der Ventilstifte 32. Die Steuerungseinrichtung 136 umfasst eine Prozesseinheit 137, einen Speicher 138 mit einem Betriebssystem OS2, eine Benutzer-Schnittstelle 139 mit einem Display 140 und eine Eingabeeinheit, wie z. B. eine Tastatur oder Tasten.
Die Steuerungseinrichtung 136 kann Signale von den Sensoren 28 empfangen, die auf Prozessdaten bezogen sind. In einer Ausführungsform sind einige der Sensoren 28 positioniert, um die Temperatur des geschmolzenen Materials an jedem Formwerkzeug-Anguss 27 zu detektieren.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung können die Spritzgießsystem-Steuerungseinrichtung 52 und die Heißkanalvorrichtungs-Steuerungseinrichtung 136 als eine Einzel-Einheit-Steuerungseinrichtung 53 (nicht gezeigt) bereitgestellt sein, wobei die Heißkanal-Steuerungseinrichtung 136 in die Spritzgießsystem-Steuerungseinrichtung 52 eingebaut ist. Diese kombinierte Steuerungseinrichtung wird von einem einzelnen Betriebssystem betrieben. Die sogenannte dritte oder zusätzliche Steuerungseinrichtung 141 der Erfindung hat Zugriff auf diese Steuerungseinrichtung über drahtlose Kommunikation.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine dritte Steuerungseinrichtung 141 bereitgestellt, die portable ist und eine Prozesseinheit 142 hat, einen Speicher 144 mit einem darin gespeicherten dritten Betriebssystem OS3 und eine Benutzer-Schnittstelle 148, die zum Beispiel ein Display 150 und einen Berührungsbildschirm (touch screen) 152 umfassen kann. Die dritte Steuerungseinrichtung 141 kann drahtlos mit den Steuerungseinrichtungen 52 und 136 kommunizieren. In einer Ausführungsform der Erfindung kann die dritte Steuerungseinrichtung 141 durch eine Person verwendet werden, wie z. B. einen Supervisor, der mit der dritten Steuerungseinrichtung 141 um eine Produktionsanlage läuft und jedes Spritzgießsystem von der dritten Steuerungseinrichtung 141 steuern kann, ohne zu den individuellen Steuerungseinrichtungen 136 und 52 hingehen und über die individuellen Steuerungseinrichtungen 136 und 52 betreiben zu müssen. Ferner kann die dritte Steuerungseinrichtung 141 Prozessdaten von den Steuerungseinrichtungen 136 und 52 empfangen und kann sie für den Supervisor anzeigen. Die dritte Steuerungseinrichtung 141 kann verwendet werden, Befehle zu der Spritzgießmaschine 102 und der Heißkanalvorrichtung 10 [4] zu senden. Die dritte Steuerungseinrichtung 141 kann verwendet werden, Prozessdaten von zwei oder mehr Spritzgießsystemen simultan oder der Reihe nach zu empfangen (siehe 2, 3 und 4, welche ein zusätzliches System 10 in der oberen rechten Ecke der Figur zeigen). Die dritte Steuerungseinrichtung 141 kann Prozessdaten von zwei oder mehr Spritzgießmaschinen simultan empfangen und kann die Daten oder zugehörige Daten von beiden simultan auf dem Display 150 anzeigen, so dass der Supervisor den Betrieb der beiden vergleichen kann. Ebenso kann die dritte Steuerungseinrichtung 141 Prozessdaten von zwei oder mehr Heißkanalvorrichtungen simultan empfangen und kann die Daten oder zugehörigen Daten von beiden simultan auf dem Display 150 anzeigen, so dass der Supervisor den Betrieb der beiden vergleichen kann. Die dritte Steuerungseinrichtung 141 kann ausgebildet sein, Parameter des Betriebs des Systems 10 zu steuern, die anders sind, als die Parameter, die von den Steuerungseinrichtungen 52 und 136 steuerbar sind. Zum Beispiel kann die dritte Steuerungseinrichtung 141 fähig sein, mehr Parameter zu steuern, als dies mit den Steuerungseinrichtungen 136 und 52 möglich ist, um die Steuerung, die den Maschinenbedienern zur Verfügung steht, gegenüber der Steuerung, die der Supervisor hat, einzuschränken.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann die dritte Steuerungseinrichtung 141 alternativ ausgebildet sein, um weniger als die Steuerungseinrichtungen 136 and 52 zu steuern. Eine derartige einfachere dritte Steuerungseinrichtung wird von einer Person verwendet, die begrenzteren Zugang zu den Informationen und den Funktionen des Spritzgießsystems hat. Dies kann der Fall sein für eine Service-Person eines Zulieferers, die davor geschützt werden muss, irgendwelche Prozessänderungen zu machen. Dies kann auch der Fall sein für eine Vertriebs-Person, die die Funktionen von lediglich einigen Teilen der Spritzgießvorrichtung demonstrieren muss, und die davor geschützt werden muss, irgendwelche Prozessänderungen zu machen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann die dritte Steuerungseinrichtung 141 alternativ ausgebildet sein, auf einige andere Sätze von Parametern zuzugreifen und/oder diese zu steuern, als die Steuerungseinrichtungen 136 und 52. Zum Beispiel kann die dritte Steuerungseinrichtung 141 fähig sein, auf historische Daten zuzugreifen und diese zu überprüfen, die in dem Speicher an den Steuerungseinrichtungen 136 und 52 gespeichert sind, eine Funktion, die die Steuerungseinrichtungen 136 und 52 außerstande sein können, auszuführen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung müssen die Steuerungseinrichtungen 52 und 136 keine Displays haben, da die dritte Steuerungseinrichtung 141 eines hat (siehe 3). Diese dritte portable Steuerungseinrichtung 141, die ein Display hat, um Daten zu sehen und Daten zu ändern, die von den Steuerungseinrichtungen 52 und 136 und an diese bereitgestellt werden, kann in jedem geeigneten Bereich des Spritzgießsystems angeordnet sein.
Folglich kann eine Einsparung durch das Bereitstellen eines Systems 10 mit einem einzigen Display (d. h. Display 150) statt mehrfacher Displays erfolgen.
Die Steuerungseinrichtung 52 kann von dem Hersteller der Spritzgießmaschine bereitgestellt werden. Die Steuerungseinrichtung 136 kann von dem Hersteller der Heißkanalvorrichtung bereitgestellt werden und kann anders sein, als die Steuerungseinrichtung 52, und OS2 kann vollständig anders sein als OS1. Die Steuerungseinrichtung 141 kann wiederum von noch einem anderen Hersteller bereitgestellt werden mit noch einem anderen Betriebssystem (bezeichnet als OS3), aber kann fähig zur Kommunikation mit beiden Steuerungseinrichtungen 52 und 136 sein, wenngleich sie nicht fähig sein können, miteinander zu kommunizieren.
Wie in 4 gezeigt, kann eine Vielzahl von Steuerungseinrichtungen 141 vorhanden sein, um es mehreren Supervisoren zu ermöglichen, in einer Produktionsanlage umherzugehen und dieselben oder verschiedene Daten zu sehen, die in Zusammenhang mit einem oder mehr Systemen 10 stehen.
Andere Sensoren, die als Sensoren 28 und/oder Sensoren 120 vorgesehen sein können, können Kameras 158 (4) umfassen, die es einem Supervisor ermöglichen, bestimmte Aspekte des Betriebs eines Systems 10 entfernt auf dem Display 150 der Steuerungseinrichtung 141 zu sehen.
Drahtlose Kommunikation zwischen der Steuerungseinrichtung 141 und den Steuerungseinrichtungen 136 und 52 kann durch Verwenden von jedem geeigneten Drahtlos-Protokoll (wireless protocol) ausgeführt werden, wie z. B. Bluetooth oder Zigbee. Intermediäre Empfangs- und Übertragungseinrichtungen (gezeigt mit 160 in 2, 3 und 4) können zum Erweitern des Bereichs der drahtlosen Kommunikation zwischen der Steuerungseinrichtung 141 und jeder der Steuerungseinrichtungen 136 und 52 vorgesehen sein.
In einer Ausführungsform der Erfindung sind Kameras 158 mit der dritten Steuerungseinrichtung gekoppelt, um es einem Bediener zu ermöglichen, Bilder zu machen und Bilder, die nicht von dem festen Ort der anderen Kameras zugänglich sind, zu kommunizieren.
In einer Ausführungsform der Erfindung kann die dritte Steuerungseinrichtung die Display-Funktionen der ersten Steuerungseinrichtung und der zweiten Steuerungseinrichtung übernehmen, für den Fall, dass eine oder beide Displays der ersten und/oder der zweiten Steuerungseinrichtung außerstande ist, ordentlich zu arbeiten.
In einer Ausführungsform der Erfindung hat die dritte Steuerungseinrichtung Zugang zu Steuerungsdaten, die vom Heißkanal und/oder von Maschinen-Steuerungseinrichtungen, hergestellt von verschiedenen Herstellern, die verschiedene Architekturen haben und die in demselben Spritzgieß-Gelände angeordnet sind, bereitgestellt werden. In solch einer Situation hat das Betriebssystem der dritten Steuerungseinrichtung eine offene Kommunikations-Anwendung, die fähig ist, Daten zu lesen, die durch irgendeine Heißkanal-Steuerungseinrichtung eines Dritten bereitgestellt werden. In derselben Weise kann die dritte Steuerungseinrichtung mit den zweiten Maschinen-Steuerungseinrichtungen verbunden sein, die von unterschiedlichen Herstellern bereitgestellt sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 5062052 [0003]
US 6980882 [0003]
US 6275741 [0003]
US 5518389 [0007]
US 5795511 [0007]
US 6421577 [0007]
US 6529796 [0007]
US 7128548 [0007]
US 7671304 [0007]
US 7072735 [0007]
US 7580771 [0007]
US 8165714 [0007]
US 20040258787 [0007]
US 201103116180 [0007]
US 20120231103 [0007]
WO 2012/082291 [0007]

Claims

Steuerungssystem für ein Heißkanal-Spritzgießsystem, umfassend: eine Spritzgießmaschinen-Steuerungseinrichtung, die Signale von einer Vielzahl von Spritzgießmaschinen-Sensoren an einer Spritzgießmaschine empfängt; eine Heißkanalvorrichtungs-Steuerungseinrichtung, die Signale von einer Vielzahl von Heißkanalvorrichtungs-Sensoren an einer Heißkanalvorrichtung empfängt; und eine dritte Steuerungseinrichtung, die entfernt ist von der Spritzgießmaschinen-Steuerungseinrichtung und der Heißkanalvorrichtungs-Steuerungseinrichtung, wobei die dritte Steuerungseinrichtung ausgebildet ist, Daten von der Spritzgießmaschinen-Steuerungseinrichtung und der Heißkanalvorrichtungs-Steuerungseinrichtung zu empfangen, die bezogen sind auf Signale von den Spritzgießmaschinen-Sensoren und den Heißkanalvorrichtungs-Sensoren, und Befehle an die Spritzgießmaschinen-Steuerungseinrichtung und die Heißkanalvorrichtungs-Steuerungseinrichtung zu übertragen, die bezogen sind auf den Betrieb der Spritzgießmaschine und der Heißkanalvorrichtung.
Steuerungssystem nach Anspruch 1, wobei die dritte Steuerungseinrichtung drahtlos mit der Spritzgießmaschinen-Steuerungseinrichtung und der Heißkanalvorrichtungs-Steuerungseinrichtung kommuniziert.
Steuerungssystem nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Spritzgießmaschinen-Steuerungseinrichtung eine erste Bediener-Schnittstelle umfasst und die Heißkanalvorrichtungs-Steuerungseinrichtung eine zweite Bediener-Schnittstelle hat, wobei ein erster Satz von Spritzgießmaschinen- und Heißkanalvorrichtungs-Betriebs-Parametern über die ersten und zweiten Bediener-Schnittstellen steuerbar ist, und wobei die dritte Steuerungseinrichtung eine dritte Bediener-Schnittstelle und einen zweiten Satz von Spritzgießmaschinen- und Heißkanalvorrichtungs-Parametern umfasst, der unterschiedlich ist zu dem ersten Satz von Spritzgießmaschinen- und Heißkanalvorrichtungs-Parametern, und über die dritte Bediener-Schnittstelle steuerbar ist.
Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein zweiter Satz von Spritzgießmaschinen- und Heißkanalvorrichtungs-Parametern, der größer ist als der erste Satz von Spritzgießmaschinen- und Heißkanalvorrichtungs-Parametern über die dritte Bediener-Schnittstelle steuerbar ist.
Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein zweiter Satz von Spritzgießmaschinen- und Heißkanalvorrichtungs-Parametern, der kleiner ist als der erste Satz von Spritzgießmaschinen- und Heißkanalvorrichtungs-Parametern über die dritte Bediener-Schnittstelle steuerbar ist.
Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, insbesondere nach Anspruch 2, wobei die dritte Steuerungseinrichtung portabel ist und ein Display umfasst, und ausgebildet ist, zumindest einige Daten, empfangen von der Spritzgießmaschinen-Steuerungseinrichtung, anzuzeigen.
Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, insbesondere nach Anspruch 6, wobei die Spritzgießmaschinen- und die Heißkanalvorrichtungs-Steuerungseinrichtungen frei von Displays sind.
Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, insbesondere nach Anspruch 2, das ferner eine zusätzliche dritte Steuerungseinrichtung umfasst, die entfernt ist von der Spritzgießmaschinen-Steuerungseinrichtung, der Heißkanalvorrichtungs-Steuerungseinrichtung und der dritten Steuerungseinrichtung, wobei die zusätzliche dritte Steuerungseinrichtung ausgebildet ist, Daten von der Spritzgießmaschinen-Steuerungseinrichtung und der Heißkanalvorrichtungs-Steuerungseinrichtung zu empfangen, die auf die Signale von den Spritzgießmaschinen-Sensoren und den Heißkanalvorrichtungs-Sensoren bezogen sind, und Befehle an die Spritzgießmaschinen-Steuerungseinrichtung und die Heißkanalvorrichtungs-Steuerungseinrichtung zu übertragen, die auf den Betrieb der Spritzgießmaschine und der Heißkanalvorrichtung bezogen sind.
Steuerungssystem für eine Vielzahl von Heißkanal-Spritzgießsystemen, umfassend: eine erste Spritzgießsystem-Steuerungseinrichtung, die Signale von einer Vielzahl von ersten Spritzgießsystem-Sensoren an einem ersten Spritzgießsystem empfängt; eine zweite Spritzgießsystem-Steuerungseinrichtung, die Signale von einer Vielzahl von zweiten Spritzgießsystem-Sensoren an einem zweiten Spritzgießsystem empfängt; und eine dritte Steuerungseinrichtung, die entfernt ist von den ersten und zweiten Spritzgießsystem-Steuerungseinrichtungen, wobei die dritte Steuerungseinrichtung ausgebildet ist, Daten von den ersten und zweiten Spritzgießsystem-Steuerungseinrichtungen zu empfangen, die bezogen sind auf Signale von den ersten und zweiten Spritzgießsystem-Sensoren, und Befehle an die ersten und zweiten Spritzgießsystem-Steuerungseinrichtungen zu übertragen, die bezogen sind auf den Betrieb der ersten und zweiten Spritzgießsysteme.
Steuerungssystem nach Anspruch 9, wobei die ersten und zweiten Spritzgießsysteme erste bzw. zweite Spritzgießmaschinen und erste bzw. zweite Heißkanalvorrichtungen umfassen, wobei die ersten und zweiten Spritzgießsystem-Steuerungseinrichtungen erste und zweite Spritzgießmaschinen-Steuerungseinrichtungen sind und die ersten und zweiten Spritzgießsystem-Sensoren erste und zweite Spritzgießmaschinen-Sensoren an den ersten bzw. zweiten Spritzgießmaschinen sind.
Steuerungssystem nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, wobei die ersten und zweiten Spritzgießsysteme erste bzw. zweite Spritzgießmaschinen und erste bzw. zweite Heißkanalvorrichtungen umfassen, wobei die ersten und zweiten Spritzgießsystem-Steuerungseinrichtungen erste und zweite Heißkanalvorrichtungs-Steuerungseinrichtungen sind und die ersten und zweiten Spritzgießsystem-Sensoren erste und zweite Heißkanalvorrichtungs-Sensoren an den ersten bzw. zweiten Heißkanalvorrichtungen sind.
Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die dritte Steuerungseinrichtung portabel ist und ein Display umfasst.
Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei die dritte Steuerungseinrichtung ausgebildet ist, zumindest einige Daten, die von den ersten und zweiten Spritzgieß-Steuerungseinrichtungen empfangen werden, simultan anzuzeigen.
Heißkanal-Spritzgießsystem, umfassend: eine Spritzgießmaschine (), die eine Einspritzeinheit () und eine Klemmeinheit () hat, wobei die Spritzgießmaschine eine Vielzahl von beweglichen Elementen (), eine Vielzahl von Spritzgießmaschinen-Temperatur-Konditionierungs-Elementen () und eine Vielzahl von Prozess-Sensoren () umfasst; eine Spritzgießmaschinen-Steuerungseinrichtung (), ausgebildet, Prozessdaten von den Spritzgießmaschinen-Prozess-Sensoren () zu empfangen und Instruktionen an zumindest eine, der Einspritzeinheit () und der Klemmeinheit (), bereitzustellen, wobei die Maschinen-Steuerungseinrichtung () eine erste zentrale Recheneinheit (CPU1), einen ersten Speicher, und ein erstes Betriebssystem (OS1), das in dem ersten Speicher gespeichert ist, hat; eine heiße Hälfte (), gekoppelt mit einer ersten Maschinenplatte () der Spritzgießmaschine (), wobei die heiße Hälfte () eine Heißkanalvorrichtung () umfasst, die mindestens eine Heißkanaldüse (), mindestens ein Heiße-Hälfte-Temperatur-Konditionierungs-Element () und mindestens einen Heiße-Hälfte-Prozess-Sensor () umfasst; eine kalte Hälfte (), gekoppelt mit einer zweiten Maschinenplatte () der Spritzgießmaschine (), die mindestens einen Teil einer Formwerkzeug-Kavität () und ein Temperatur-Konditionierungs-Element der Formwerkzeug-Kavität () umfasst, wobei der mindestens eine Teil der Formwerkzeug-Kavität () ein geschmolzenes Material von der Einspritzeinheit () durch die Heißkanaldüse () empfängt; eine Heiße-Hälfte-Steuerungseinrichtung (), verbunden mit dem mindestens einen Prozess-Sensor () und mit dem Temperatur-Konditionierungs-Element () der heißen Hälfte (), wobei die Heiße-Hälfte-Steuerungseinrichtung () physisch separiert ist und unabhängig von der Spritzgießmaschinen-Steuerungseinrichtung () betrieben wird, wobei die Maschinen-Steuerungseinrichtung () eine zweite zentrale Recheneinheit (CPU2) und ein zweites Betriebssystem (OS2) hat; mindestens eine portable Datensammlung- und Prozesseinheit (), die eine dritte zentrale Recheneinheit (CPU3), einen Speicher (), eine Energieversorgung () und eine Bediener-Schnittstelle () hat, wobei die Datensammlung- und Prozesseinheit () drahtlos () mit beiden, der Spritzgießmaschinen-Steuerungseinrichtung () und der Heiße-Hälfte-Steuerungseinrichtung () simultan und/oder der Reihe nach kommuniziert, um Prozessdaten von der Spritzgießmaschinen-Steuerungseinrichtung () und von der Heiße-Hälfte-Steuerungseinrichtung () abzurufen, wobei die Datensammlung- und Prozesseinheit () ausgebildet ist, Prozess-Betriebs-Daten und Prozess-Befehle an die Spritzgießmaschinen-Steuerungseinrichtung () und an die Heiße-Hälfte-Steuerungseinrichtung () simultan und/oder der Reihe nach bereitzustellen, um den Fluss von geschmolzenem Material von der Spritzgießmaschine () durch die heiße Hälfte () und in die kalte Hälfte () zu steuern.
Spritzgießsystem nach Anspruch 14, wobei die Heißkanalvorrichtungs-Steuerungseinrichtung betriebsfähig ist, selektive Bewegung von jedem Blockier-Element zu der aktiven Position auszuführen.
Spritzgießsystem nach Anspruch 14 oder Anspruch 15, das ferner eine Vielzahl von Sensoren () umfasst, die positioniert sind, um Prozessdaten während des Befüllens von jeder Formwerkzeug-Kavität () zu sammeln, wobei das Steuerungssystem die Position von jedem Blockier-Element, basierend auf Signalen von den Sensoren, steuert.
Spritzgießsystem nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei das Steuerungssystem betriebsfähig durch einen Betreiber ist, um jedes gewählte Blockier-Element zu der aktiven Position während eines Gießzyklus zu bewegen.
Spritzgießsystem nach einem der Ansprüche 14 bis 17, wobei das Steuerungssystem Informationen über die Position des Ventilstifts bereitstellt.
Spritzgießsystem nach einem der Ansprüche 14 bis 18, insbesondere nach Anspruch 16, wobei die Prozessdaten eines oder mehreres von dem Folgenden umfassen: Temperatur, Druck, Reibung, Spannung.
Spritzgießsystem nach einem der Ansprüche 14 bis 19, insbesondere nach Anspruch 16, wobei die Sensoren ausgebildet sind, eines oder mehreres von dem Folgenden abzutasten: Temperatur, Druck, Reibung, Spannung.