DE102016001039A1 - Method for operating an injection unit and injection unit - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Betrieb eines Einspritzaggregats für einen Gießprozess, wobei
– zur Füllung einer Formkavität eine Schmelze mittels eines Aktuators aus einem Schmelzegefäß verdrängt wird,
– eine Regelung und/oder Steuerung einer Bewegung des Aktuators nach einem kinematischen Parameter durchgeführt wird,
– eine Messgröße, welche für einen Druck der Schmelze charakteristisch ist, gemessen wird und
– aus der Messgröße ein zu einem jeweils zukünftigen Zeitpunkt in der Schmelze herrschender Druck vorausberechnet wird
wobei eine Stellgröße für die Regelung und/oder Steuerung des kinematischen Parameters unter Berücksichtigung des zu einem jeweils zukünftigen Zeitpunkt in der Schmelze herrschenden Druckes vorgegeben und/oder korrigiert wird und Einspritzaggregat.
Method for operating an injection unit for a casting process, wherein
- For filling a mold cavity a melt is displaced by means of an actuator from a melt vessel,
A regulation and / or control of a movement of the actuator is carried out according to a kinematic parameter,
A measured variable, which is characteristic for a pressure of the melt, is measured and
- From the measured value of a prevailing at any future time in the melt pressure is calculated
wherein a manipulated variable for the regulation and / or control of the kinematic parameter is predefined and / or corrected taking into account the pressure prevailing in the melt in each case in the future, and injection unit.

Figure DE102016001039A1_0001
Figure DE102016001039A1_0001

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Einspritzaggregats für einen Gießprozess gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie ein Einspritzaggregat gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 13.The invention relates to a method for operating an injection unit for a casting process according to the features of the preamble of claim 1 and to an injection unit according to the features of the preamble of claim 13.

Im Folgenden wird der Stand der Technik anhand eines Beispiels bei einem Spritzgießprozess beschrieben. Die Aussagen gelten aber auch allgemeiner in Bezug auf andere Gießprozesse.In the following, the prior art will be described by way of example in an injection molding process. The statements also apply more generally in relation to other casting processes.

Bei einem gattungsgemäßen Verfahren wird

  • – zur Füllung einer Formkavität eine Schmelze mittels eines Aktuators aus einem Schmelzegefäß verdrängt,
  • – eine Regelung und/oder Steuerung einer Bewegung des Aktuators nach einem kinematischen Parameter durchgeführt und
  • – eine Messgröße, welche für einen Druck der Schmelze charakteristisch ist, gemessen.
In a generic method is
  • - For the filling of a mold cavity, a melt displaced by means of an actuator from a melt vessel,
  • A control and / or control of a movement of the actuator is carried out according to a kinematic parameter and
  • A measured variable, which is characteristic for a pressure of the melt, measured.

Das Formfüllen beim Einspritzen erfolgt meist nach einer durch den Bediener vorgegebenen Einspritzgeschwindigkeit (als kinematische Größe). Abhängig von Material und Form stellt sich beim Formfüllen der Einspritzdruck ein. Neben der Einspritzgeschwindigkeit kann eine Einspritzdruckgrenze eingestellt werden. Dieser Grenzwert darf nicht überschritten werden, um das Werkzeug bzw. bei maximalem Wert den Bediener und die Maschine (Zylinder, Düse, Schnecke, Sperre usw.) zu schützen.The filling of the mold during injection usually takes place after an injection speed given by the operator (as a kinematic variable). Depending on the material and shape, the injection pressure is set during mold filling. In addition to the injection speed, an injection pressure limit can be set. This limit value must not be exceeded in order to protect the tool or, at maximum value, the operator and the machine (cylinder, nozzle, worm, lock, etc.).

In einer bekannten Variante wird der Geschwindigkeitsvorgabe bis zum Erreichen der Einspritzdruckgrenze gefolgt und dann die Druckregelung aktiviert, wodurch die Geschwindigkeit reduziert wird. Das führt aber bei hohen Geschwindigkeiten zu entsprechenden Überschwingen im Druck, speziell bei steilen Druckanstiegen wenn die Form bereits vollständig gefüllt ist oder z. B. die Verschlussdüse nicht öffnet. (Siehe 6.)In a known variant, the speed setting is followed until the injection pressure limit is reached and then the pressure control is activated, whereby the speed is reduced. However, this leads at high speeds to corresponding overshoot in the pressure, especially at steep pressure increases when the mold is already completely filled or z. B. the shutter nozzle does not open. (Please refer 6 .)

Eine weitere Variante wäre einen PID Regler so zu parametrieren, dass er bei einem Druckanstieg frühzeitig, das heißt bereits vor dem Erreichen der Einspritzdruckgrenze, die Geschwindigkeit reduziert und so den Drucküberschwinger vermeidet. Diese Ausführung ist jedoch schwierig zu parametrieren und führt teilweise zu einer ungewollten frühzeitigen Abweichung der Einspritzgeschwindigkeit von der Vorgabe (und damit längeren Zykluszeiten).A further variant would be to parameterize a PID controller in such a way that it reduces the speed at a pressure increase at an early stage, that is, even before reaching the injection pressure limit, thus avoiding the pressure overshoot. However, this design is difficult to parameterize and in some cases leads to an unwanted premature deviation of the injection speed from the specification (and thus longer cycle times).

In der EP 1 612 027 A1 wird der Druckanstieg während des Abbremsens abhängig von der aktuellen Druckänderung, der Geschwindigkeit und eines Koeffizienten anhand eines einfachen arithmetischen Ausdrucks vorausberechnet. Übersteigt dieser vorausberechnete Druck die Spritzdruckgrenze, wird das Abbremsen der Plastifizierschnecke eingeleitet, wobei dafür eine konstante Beschleunigung (in diesem Fall natürlich eine Verzögerung) vorgegeben ist.In the EP 1 612 027 A1 For example, the pressure increase during deceleration is predicted based on the current pressure change, the speed and a coefficient based on a simple arithmetic expression. If this precalculated pressure exceeds the injection pressure limit, the deceleration of the plasticizing screw is initiated, whereby a constant acceleration (in this case of course a deceleration) is specified.

Durch diese konstante Beschleunigung wird potentiell Zykluszeit verschenkt, da eine konstante Verzögerung der Plastifizierschnecke natürlich nur für die wenigsten Kombinationen aus Werkzeug und Schmelze ideal sein wird.This constant acceleration potentially gives cycle time away as a constant plasticizing screw delay will, of course, be ideal only for the few tool and melt combinations.

Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren zum Betrieb eines Einspritzaggregats sowie ein Einspritzaggregat bereit zu stellen, welche eine verkürzte Einspritzzeit erlauben.The object of the invention is to provide a method for operating an injection unit and an injection unit, which allow a shortened injection time.

Hinsichtlich des Verfahrens wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Dies geschieht, indem eine Stellgröße für die Regelung und/oder Steuerung des kinematischen Parameters unter Berücksichtigung des zu einem jeweils zukünftigen Zeitpunkt in der Schmelze herrschenden Druckes vorgegeben und/oder korrigiert wird.With regard to the method, this object is solved by the features of claim 1. This is done by predefining and / or correcting a manipulated variable for the regulation and / or control of the kinematic parameter, taking into account the pressure prevailing in the melt at any future time.

Hinsichtlich des Einspritzaggregats wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 13 gelöst. Dies wird dadurch erreicht, dass die Regel- oder Steuereinheit dazu ausgebildet ist, eine Stellgröße für die Regelung und/oder Steuerung des kinematischen Parameters unter Berücksichtigung des zu einem jeweils zukünftigen Zeitpunkt in der Schmelze herrschenden Druckes vorzugeben und/oder zu korrigieren.With regard to the injection unit, this object is achieved by the features of claim 13. This is achieved in that the regulating or control unit is designed to predetermine and / or correct a manipulated variable for the regulation and / or control of the kinematic parameter, taking into account the pressure prevailing in the melt at any future time.

Somit können die Informationen, welche aus der Messung der Messgröße zur Verfügung stehen, auch während der Phase der Regelung und/oder Steuerung nach einem kinematischen Parameter genutzt werden. Dadurch wird erzielt, dass die Verlängerung der Einspritzzeit, welche durch den Eingriff des Druckgrenzereglers in das vom Bediener vorgegebene Profil entsteht, minimiert wird, wobei gleichzeitig keine zu großen Drücke in der Schmelze entstehen.Thus, the information that is available from the measurement of the measured variable can also be used during the control and / or control phase according to a kinematic parameter. It is thereby achieved that the extension of the injection time, which results from the engagement of the pressure limit regulator in the profile predetermined by the operator, is minimized, whereby at the same time there are no excessive pressures in the melt.

Bei der Messgröße, welche für einen Druck der Schmelze charakteristisch ist, kann es sich beispielsweise um eine Druckmessgröße handeln. Als Messgrößen können jegliche Messgrößen zum Einsatz kommen, welche das Druckverhalten der Schmelze beschreiben können. Beispielsweise können Messgrößen verwendet werden, die Aussagen über die vom Aktuator auf die Schmelze ausgeübte Kraft erlauben (da die Geometrie des Aktuators meist bekannt ist). Dies wären eine Druckmessung des Hydraulikfluids in einem Einspritzkolben oder, falls der Aktuator mittels eines elektrischen Antriebs bewegt wird, Ströme und Spannungen des elektrischen Antriebs. Natürlich können auch Schmelzedrucksensoren in der Formkavität oder in sonstigen Bereichen, welche die Schmelze erreicht, verwendet werden. Tatsächlich könnten auch Sensoren verwendet werden, die den Anstieg der Schließkraft in einer Schließeinheit, welche zum Schließen der Formkavität dient, als Antwort auf die durch den Druck der Schmelze verursachte Auftreibkraft gemessen werden.In the measured variable, which is characteristic of a pressure of the melt, it may be, for example, a pressure measurement. As measured variables, any measured variables can be used which can describe the pressure behavior of the melt. For example, measured variables can be used that allow statements about the force exerted by the actuator on the melt (since the geometry of the actuator is usually known). These would be a pressure measurement of the hydraulic fluid in an injection piston or, if the actuator is moved by means of an electric drive, currents and voltages of the electric drive. Of course, melt pressure sensors can also be used in the mold cavity or other areas where the melt reaches. In fact, sensors could also be used which measure the increase in the closing force in a closing unit which serves to close the mold cavity in response to the urging force caused by the pressure of the melt.

Die Erfindung kann vorzugsweise bei Einspritzaggregaten mit einem elektrischen Antrieb eingesetzt werden, wobei auch der Einsatz bei hydraulischen Antrieben möglich ist.The invention can preferably be used in injection units with an electric drive, wherein the use is also possible in hydraulic drives.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.Further advantageous embodiments of the invention are defined in the dependent claims.

Bevorzugt kann es vorgesehen sein, dass eine Druckgrenze als Grenzwert für den Druck der Schmelze vorgegeben wird. Dies dient dem Schutz des Einspritzaggregats und des Werkzeugs, da zu hohe Drücke Beschädigungen verursachen können. Zu hohe Drücke können des Weiteren auch eine Degradation der Schmelze verursachen. Letztlich dient dies auch der Erhöhung der Sicherheit für die Bediener.It can preferably be provided that a pressure limit is specified as the limit value for the pressure of the melt. This serves to protect the injection unit and the tool, as too high pressures can cause damage. Excessively high pressures can also cause a degradation of the melt. Ultimately, this also serves to increase the safety for the operators.

In vielen Fällen muss die Geschwindigkeit nur relativ geringfügig reduziert werden, um den Einspritzdruck beim Formfüllen unterhalb der Druckgrenze zu halten. Bei Verfahren gemäß dem Stand der Technik ist aber auch in diesen Fällen eine relativ große Einbuße bei der Einspritzzeit hinzunehmen.In many cases, the speed only has to be reduced relatively slightly in order to keep the injection pressure during mold filling below the pressure limit. In the case of methods according to the prior art, however, a relatively large loss in the injection time must also be accepted in these cases.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass die Vorgabe und/oder die Korrektur der Stellgröße durchgeführt wird, falls der vorausberechnete Druck der Schmelze größer als die Druckgrenze ist. Dieses Vorgehen ermöglicht eine weiter optimierte Zykluszeit, da die Druckgrenze so gut wie möglich ausgenutzt wird, ohne Überschwinger zu verursachen.In a particularly preferred embodiment it can be provided that the specification and / or the correction of the manipulated variable is carried out if the predicted pressure of the melt is greater than the pressure limit. This procedure enables a further optimized cycle time, since the pressure limit is utilized as well as possible without causing overshoots.

Zur weiteren Verbesserung der Regelung und/oder Steuerung kann es vorgesehen sein, dass bei der Vorausberechnung des zu einem jeweils zukünftigen Zeitpunkt in der Schmelze herrschenden Drucks eine Viskosität und/oder eine Kompressibilität der Schmelze berücksichtigt werden.In order to further improve the control and / or control, it may be provided that a viscosity and / or a compressibility of the melt are taken into account in the preliminary calculation of the pressure prevailing in the melt at any future time.

Eine besonders einfache Implementierung der gleichzeitigen Regelung und/oder Steuerung nach dem kinematischen Parameter und der Messgröße kann dadurch erreicht werden, dass die Korrektur der Stellgröße als Vorsteuerung für die Regelung und/oder Steuerung nach einem kinematischen Parameter durchgeführt wird.A particularly simple implementation of the simultaneous control and / or control according to the kinematic parameter and the measured variable can be achieved by performing the correction of the manipulated variable as feedforward for the control and / or control according to a kinematic parameter.

Es kann vorgesehen sein, dass die Spritzdruckgrenze als konstantes, zeit- oder wegabhängiges Druckprofil vorgegeben wird.It can be provided that the injection pressure limit is specified as a constant, time-dependent or path-dependent pressure profile.

Als kinematische Parameter können beispielsweise eine Geschwindigkeit, eine Position und/oder eine Beschleunigung verwendet werden.As kinematic parameters, for example, a speed, a position and / or an acceleration can be used.

Es kann außerdem vorgesehen sein, dass ein Hinweis an einen Bediener ausgegeben wird und/oder ein produziertes Bauteil als Ausschuss deklariert wird und/oder die Produktion gestoppt wird, falls eine Vorgabe und/oder eine Korrektur der Stellgröße unter Berücksichtigung des zu einem jeweils zukünftigen Zeitpunkt in der Schmelze herrschenden Druckes durchgeführt wird.It can also be provided that an indication is issued to an operator and / or a component produced is declared as rejects and / or production is stopped, if a specification and / or a correction of the manipulated variable taking into account at any future time in the melt prevailing pressure is performed.

Es kann bevorzugt vorgesehen sein, ein erfindungsgemäßes Einspritzaggregat so zu gestalten, dass die während der Regelung und/oder Steuerung nach dem kinematischen Parameter durchgeführte Vorgabe und/oder Korrektur der Stellgröße abschaltbar ist.It may preferably be provided to design an injection unit according to the invention such that the specification and / or correction of the manipulated variable carried out during the regulation and / or control according to the kinematic parameter can be switched off.

Der Aktuator kann einen Einspritzkolben umfassen. Der Aktuator kann ebenfalls eine Plastifzierschnecke umfassen.The actuator may include an injection piston. The actuator may also comprise a plasticizing screw.

Das Schmelzegefäß kann als Plastifzierzylinder ausgeführt sein.The melt vessel can be designed as plasticizing cylinder.

Schutz wird ebenfalls für eine Formgebungsmaschine mit einem erfindungsgemäßen Einspritzaggregat begehrt. Unter Formgebungsmaschinen können Spritzgießmaschinen, Spritzpressen sowie Pressen und dergleichen verstanden werden.Protection is also desired for a molding machine with an injection unit according to the invention. Under shaping machines injection molding machines, transfer molding and pressing and the like can be understood.

Das Einspritzaggregat kann insbesondere zur Füllung einer Formkavität mit plastifziertem Kunststoff geeignet sein.The injection unit may be particularly suitable for filling a mold cavity with plasticized plastic.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind aus den Figuren sowie der zugehörigen Figurenbeschreiben ersichtlich. Dabei zeigen:Further advantages and details of the invention can be seen from the figures and the accompanying figures. Showing:

1a und 1b ein Druckdiagramm und ein Geschwindigkeitsdiagramm bei zwei Beispielen von Einspritzvorgängen, 1a and 1b a pressure diagram and a velocity diagram in two examples of injection events,

2 ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens, 2 a flow chart of an embodiment of a method according to the invention,

3 ein Diagramm zu Regelstrategie bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform, 3 a diagram of control strategy in an embodiment according to the invention,

4 ein Druckdiagramm und ein Geschwindigkeitsdiagramm mit weiteren Beispielen von Einspritzvorgängen, 4 a pressure diagram and a velocity diagram with further examples of injection processes,

5a und 5b zwei Diagramme zum Regelungskonzept für den Aktuator des Einspritzaggregats sowie 5a and 5b two diagrams for the control concept for the actuator of the injection unit as well

6 ein Druckdiagramm und ein Geschwindigkeitsdiagramm, wie es beim Stand der Technik auftreten kann. 6 a pressure diagram and a speed diagram, as may occur in the prior art.

Beim Beispiel aus 1a erreicht der vorausberechnete Spritzdruck SD die eingestellte Druckgrenze DG, während der gemessene Druck (also die Messgröße) noch deutlich darunter liegt. Sobald der vorausberechnete Spritzdruck, aber noch bevor die Messgröße die Druckgrenze DG erreicht (der Zeitpunkt ist durch eine vertikale Linie dargestellt), wird vom eingestellten Geschwindigkeitsprofil GP abgewichen und die Stellgröße SG für die Geschwindigkeit druckgeregelt auf null reduziert. Dadurch wird ein Überschwingen des Druckes in der Schmelze vermieden.In the example off 1a the pre-calculated injection pressure SD reaches the set pressure limit DG, while the measured pressure (ie the measured variable) is still significantly lower. As soon as the pre-calculated injection pressure, but before the measured variable reaches the pressure limit DG (the time is represented by a vertical line), the set velocity profile GP is deviated and the speed manipulated variable SG is reduced to zero under pressure control. This avoids overshooting the pressure in the melt.

Das Konzept der Druckgrenzeregelung (im folgenden kurz „Druckregelung”) dient zur Beschränkung des maximalen Drucks und wird häufig bei Einspritzaggregaten mit elektrischen Antrieben eingesetzt. Um bei der hohen Systemsteifigkeit und den hohen Einspritzgeschwindigkeiten die Druckbegrenzungsfunktion zu erfüllen, ist eine vorzeitige Reduktion der Geschwindigkeit nötig.The concept of pressure limit control (hereinafter referred to as "pressure control") serves to limit the maximum pressure and is often used in injection units with electric drives. In order to fulfill the pressure limiting function due to the high system rigidity and the high injection speeds, a premature reduction of the speed is necessary.

In der 1b wird der eingestellte Maximaldruck (Druckgrenze DG) bei reduzierter Geschwindigkeit erreicht. Die Geschwindigkeit wird auf den Wert reduziert, der für die eingestellte Druckgrenze DG benötigt wird. Nach dem Erreichen der Druckgrenze DG (auch „Spritzdruckgrenze”) wird die Geschwindigkeit durch die Regelung langsam weiter reduziert um den Einspritzdruck zu halten. Eine Reduktion der Geschwindigkeit bis zum Stillstand würde in diesem Fall dazu führen, dass die Form nicht vollständig gefüllt werden kann. Durch das Konzept der Druckregelung wird hier eine höhere Geschwindigkeit erreicht und die Einspritzzeit verkürzt.In the 1b The set maximum pressure (pressure limit DG) is reached at reduced speed. The speed is reduced to the value needed for the set pressure limit DG. After reaching the pressure limit DG (also "injection pressure limit"), the speed is slowly reduced further by the control to keep the injection pressure. A reduction of the speed to a standstill in this case would mean that the mold can not be completely filled. The concept of pressure control achieves a higher speed and shortens the injection time.

Diese Situationen können durch einen erfindungsgemäßen Betrieb erzeugt werden. In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel wird zunächst mittels eines Modells, welches die Viskosität/Kompressibilität der Schmelze und die Elastizität des Einspritzaggregates (bzw. dessen Antriebsstrang) berücksichtigt, vorausberechnet, wie hoch der Druck bei Einhaltung des vorgegebenen Geschwindigkeitsprofils GP steigen würde. (Modelle, welche die Viskosität/Kompressibilität der Schmelze berücksichtigen, sind beispielsweise in der EP 0 478 788 A1 oder der US 2013/0032961 A1 offengelegt.)These situations can be generated by an operation according to the invention. In the exemplary embodiment described here, first, by means of a model which takes into account the viscosity / compressibility of the melt and the elasticity of the injection unit (or its drive train), it is calculated in advance how high the pressure would rise if the predefined speed profile GP is maintained. (Models which take into account the viscosity / compressibility of the melt, are for example in the EP 0 478 788 A1 or the US 2013/0032961 A1 disclosed.)

Im Maschinenmodell können die Reibung und Steifigkeit des Antriebsstranges mittels Bewegungsgleichungen beschrieben werden. Damit können die dynamischen Grenzwerte der Bewegung der Maschine im Betrieb berücksichtigt werden. Übersteigt dieser Vorhersagewert für den Druck der Schmelze die Druckgrenze DG, greift der Druckregler in die Steuerung des Aktuators ein.In the machine model, the friction and rigidity of the drive train can be described by means of equations of motion. This allows the dynamic limits of the movement of the machine during operation to be taken into account. If this pressure value of the melt exceeds the pressure limit DG, the pressure regulator intervenes in the control of the actuator.

In dem Ablaufdiagramm in 2 ist der übrige Ablauf des Einspritzens bis zum Erreichen des Umschaltpunktes dargestellt. Nach dem Start der Einspritzbewegung erfolgt aufgrund der vorgegebenen und gemessenen Geschwindigkeit die Regelung der Einspritzgeschwindigkeit. Kommt es zu keinem Eingriff des Druckreglers wird die Geschwindigkeitsregelung bis zum Umschaltpunkt fortgeführt.In the flowchart in FIG 2 the rest of the injection process is shown until reaching the switching point. After the start of the injection movement takes place due to the predetermined and measured speed, the control of the injection speed. If there is no intervention of the pressure regulator, the speed control continues until the switchover point.

Greift der Druckregler in den Einspritzprozess bis zum Umschaltpunkt ein, so wird eine Hinweismeldung am Steuerungsbildschirm dargestellt. Entsprechend der Einstellung durch den Bediener können damit auch weitere Aktionen verknüpft werden.If the pressure regulator intervenes in the injection process up to the switching point, a message is displayed on the control screen. Depending on the setting by the operator, further actions can be linked with it.

Die Druckregelung während des Eingriffs des Druckreglers ist in diesem Ausführungsbeispiel mit einer Vorsteuerung des Aktuators ausgeführt. Für Details diesbezüglich sei auf die 5a und 5b verwiesen.The pressure control during the engagement of the pressure regulator is carried out in this embodiment with a pilot control of the actuator. For details in this regard is on the 5a and 5b directed.

Nach dem Eingriff wird die Druckregelung basierend auf dem vorgegebenen Druckprofil DG und der gemessenen Messgröße (Einspritzdruck) durchgeführt.After the procedure, the pressure control is performed based on the predetermined pressure profile DG and the measured variable (injection pressure).

Dabei werden die Prozessgrößen beim Eingriff (Druck, Geschwindigkeit und Position) für die spätere Optimierung gespeichert. Bevorzugt können auch nur einzelne Werte bei speziellen Kriterien für die folgende Berechnung ermittelt werden. Nach dem Umschalten auf Nachdruck wird die Adaption der Regelparameter basierend auf den gemessenen Größen durchgeführt. Die adaptierten Parameter werden für den nächsten Zyklus verwendet.The process variables during intervention (pressure, speed and position) are saved for later optimization. Preferably, only individual values can be determined for specific criteria for the following calculation. After switching to holding pressure, the adaptation of the control parameters is carried out based on the measured variables. The adapted parameters are used for the next cycle.

Optimierungoptimization

Wie bereits erwähnt, findet in einer bevorzugten Ausführungsform ein Modell für den Antrieb und den Einspritzprozess Verwendung. Mit dem Modell können die Druckanstiege genauer vorausberechnet werden und der ideale Eingriffszeitpunkt des Druckreglers – das heißt möglichst spät aber ohne Überschreitung der Druckgrenze – bestimmt werden. Die Modelle der Maschine und des Antriebes sind meist hinreichend gut bekannt, durch die Abhängigkeit von Werkzeug und Material ist jedoch das Prozessmodell vorab nicht exakt bekannt.As already mentioned, in a preferred embodiment a model for the drive and the injection process is used. With the model, the pressure increases can be precalculated more accurately and the ideal time of intervention of the pressure regulator - that is, as late as possible but without exceeding the pressure limit - be determined. The models of the machine and the drive are usually well-known, but due to the dependence on the tool and the material, the process model is not exactly known in advance.

In der Steuerung ist ein Modell für den Antrieb und den Prozess enthalten. Mit diesem können einerseits material- oder werkzeugspezifische Größen berechnet, sowie eine Vorausberechnung des Druckanstiegs während des Abbremsens auf die benötige Einspritzgeschwindigkeit durchgeführt werden. Dadurch kann der Zeitpunkt für das Aktivieren des Druckreglers bestimmt werden, wobei die Modellinformationen auch für die Druckregelung verwendet werden können.The controller includes a model for the drive and the process. On the one hand, this can be used to calculate material-specific or tool-specific variables and to carry out a precalculation of the pressure increase during deceleration to the required injection speed. This can set the time for activating the Pressure regulator can be determined, the model information can also be used for pressure control.

Das Modell für den Prozess ist im ersten Schritt mit nominellen Parametern parametriert. Diese nominellen Parameter erzielen eine sichere Funktion für sämtliche Werkzeuge und Materialeigenschaften, die Druckregelung wird rechtzeitig aktiviert, die Geschwindigkeit reduziert und ein Drucküberschwingen kann vermieden werden. Aufgrund der robusten Parametrierung erfolgt der Eingriff aber in der Regel zu früh (die Geschwindigkeit hätte zu dem Zeitpunkt noch nicht reduziert werden müssen). Wird erkannt, dass der Eingriff zu früh erfolgt, werden aufgrund der Messdaten von Druck, Position und Geschwindigkeit die Modellparameter für die folgenden Einspritzbewegungen nach einer Berechnungsvorschrift adaptiert.The model for the process is parameterized in the first step with nominal parameters. These nominal parameters provide a safe function for all tools and material properties, the pressure control is activated in time, the speed is reduced and pressure overshoot can be avoided. Due to the robust parameterization, however, the intervention usually takes place too early (the speed would not have had to be reduced at that time). If it is detected that the intervention takes place too early, the model parameters for the following injection movements are adapted according to a calculation rule on the basis of the measurement data of pressure, position and speed.

Bei einer möglichen Ausführungsvariante wird dabei eine Abweichung des vorausberechneten Einspritzdruckes mit dem gemessen Einspritzdruck bestimmt. Abhängig von der Abweichung werden ein oder mehrere Parameter des Modells angepasst, damit die Vorausberechnung besser mit der Messung übereinstimmt. Beispielhaft kann die Parameteradaption folgendermaßen erfolgen: Pk+1 = f(Pk, pM, pAct, vAct, c), also zum Beispiel Pk+1 = Pk + c·(pAct – pM) wobei Pk, Pk+1 die aktuellen und adaptierten Modellparameter darstellen, f eine mathematische Funktion, pM, pAct der mit dem Modell berechnete und der gemessene Druck, vAct die gemessene Geschwindigkeit und c ein Koeffizient zur Bewertung der Abweichung sind.In one possible variant embodiment, a deviation of the predicted injection pressure with the measured injection pressure is determined. Depending on the deviation, one or more parameters of the model are adjusted to better match the prediction with the measurement. By way of example, the parameter adaptation can take place as follows: P k + 1 = f (P k , p M , p act , v act , c), so for example P k + 1 = P k + c · (p act -p M ) where P k , P k + 1 represent the current and adapted model parameters, f is a mathematical function, p M , p Act is the model calculated and measured pressure, v Act is the measured velocity, and c is a coefficient for evaluating the deviation.

Diese Optimierung wird in den folgenden Zyklen bei Bedarf wiederholt. Da sich durch diese Optimierung das Verhalten der Maschine ändert und somit auch der Einspritzprozess verändert, kann der Bediener diese Optimierung steuern.This optimization is repeated as needed in the following cycles. Since this optimization changes the behavior of the machine and thus also changes the injection process, the operator can control this optimization.

Es kann vorgesehen sein, dass die geschätzten Modell- oder Regelgrößen für eine Prozess- oder Maschinenüberwachung verwendet werden.It can be provided that the estimated model or controlled variables are used for a process or machine monitoring.

Eine Ausführungsform:An embodiment:

Während des Zyklus wird ein vorrausberechneter Druck mit dem gemessenen Druck verglichen. Die Abweichung kann als mit einem Faktor mulitplizierten Modifikator für die Modellparamter eingesetzt werden (oder Modellinvertierung).During the cycle, a pre-calculated pressure is compared with the measured pressure. The deviation can be used as a factor multiplied by a model parameter modifier (or model inversion).

Aktivierung der OptimierungActivation of optimization

Der Bediener hat die Möglichkeit die Optimierung zu starten, anzuhalten und rückzusetzen:

  • • Der Bediener hat die Möglichkeit die Optimierung der Parameter für das im Regler hinterlegte Systemmodell bei Bedarf zu aktivieren. In diesem Fall werden die Modellparameter zyklisch, basierend auf den Messwerten des aktuellen Einspritzvorgangs, für den Folgezyklus adaptiert. Der Optimierungsvorgang geschieht ohne Interaktion mit dem Bediener.
  • • Deaktiviert der Bediener die Optimierung hat er die Möglichkeit das Ergebnis mit dem Teiledatensatz zu verknüpfen (= Anhalten der Optimierung) oder zu verwerfen (= Zurücksetzen).
  • • Wird der Teiledatensatz gespeichert während die Optimierung aktiv ist, hat der Bediener die Möglichkeit zu entscheiden ob der aktuelle Stand der Optimierung mit gesichert wird oder nicht.
  • • Lädt der Bediener einen Teiledatensatz der ein Optimierungsergebnis enthält hat er die Möglichkeit dieses für die folgenden Produktionszyklen zu verwenden. Nutzt er diese Möglichkeit, so wird die Optimierung aktiviert und startet mit dem gesicherten Ergebnis. Auch in diesem Fall mit automatischer Aktivierung der Optimierung hat der Bediener beim manuellen Beenden der Optimierung die Wahl das Optimierungsergebnis mit den Teiledaten zu verknüpfen oder zu verwerfen.
The operator has the possibility to start, stop and reset the optimization:
  • • The operator has the option of activating the optimization of the parameters for the system model stored in the controller as required. In this case, the model parameters are adapted cyclically, based on the measured values of the current injection process, for the subsequent cycle. The optimization process happens without interaction with the operator.
  • • If the operator deactivates the optimization, he has the option of linking the result to the part data record (= stopping the optimization) or discarding (= resetting).
  • • If the parts data record is saved while the optimization is active, the operator has the opportunity to decide whether or not to save the current state of optimization.
  • • If the operator loads a part data record that contains an optimization result, he has the possibility to use it for the following production cycles. If he uses this option, the optimization is activated and starts with the saved result. In this case too, with automatic activation of the optimization, when the optimization is ended manually, the operator has the choice of linking or rejecting the optimization result with the parts data.

Weitere Varianten für Start und Dauer der OptimierungOther variants for start and duration of optimization

  • • Die Optimierung läuft ständig mit und prüft die Kriterien für ein Anpassen der Parameter intern (keine Aktivierung durch den Bediener nötig). Sofern kein Eingriff erfolgt, passiert keine Anpassung. Bei einem Eingriff wird geprüft ob durch eine Parameteranpassung das Verhalten verbessert werden kann. Ist das positiv, werden die Parameter gespeichert und für den nächsten Schuss verwendet.• The optimization runs constantly and checks the criteria for adjusting the parameters internally (no activation by the operator necessary). If no intervention takes place, no adjustment happens. During an intervention it is checked whether the behavior can be improved by a parameter adjustment. If this is positive, the parameters are saved and used for the next shot.
  • • Die Optimierung erfolgt nur einmalig nach manuellem Auslösen der Optimierung nach einem Eingriff. Der Bediener bestimmt selbst, ob eine Änderung des Reglerverhaltens zulässig ist. Nach der Optimierung werden die Parameter gespeichert und für den nächsten Schuss verwendet.• The optimization takes place only once after manually triggering the optimization after an intervention. The operator himself determines whether a change of the controller behavior is permissible. After optimization, the parameters are saved and used for the next shot.
  • • Die Optimierung läuft für eine bestimmte Anzahl von Zyklen. Innerhalb der Zyklen können die Parameter mehrmals angepasst werden. Weiters kann die Anpassung über mehrere Schüsse gemittelt werden. Nach der Optimierung werden die Parameter gespeichert und für die folgenden Formgebungszyklen verwendet.• Optimization runs for a certain number of cycles. Within the cycles, the parameters can be adjusted several times. Furthermore, the adjustment can be averaged over several shots. After optimization, the parameters are saved and used for the following molding cycles.
  • • Die Optimierung läuft bis ein Optimierungskriterium oder eine max. Anzahl von Zyklen erreicht ist. Nach der Optimierung werden die Parameter gespeichert und für die folgenden Schüsse verwendet.• The optimization runs until an optimization criterion or a max. Number of cycles is reached. After optimization, the parameters become saved and used for the following shots.
  • • Die Optimierung läuft nach der Aktivierung ständig, bis sie der Bediener wieder deaktiviert.• Optimization runs continuously after activation until it is deactivated by the operator.

Die optimierten Parameter werden als Teile Daten gespeichert. Somit kann der Prozess mit den ermittelten Parametern reproduzierbar wiederholt werden um so hohe Produktkonstanz erzielt werden.The optimized parameters are stored as pieces of data. Thus, the process can be repeated reproducibly with the parameters determined so high product consistency can be achieved.

In 3 ist dargestellt, wie sich das erfindungsgemäße Verfahren in den gesamten Formgebungszyklus einbettet, bzw. welche Zustände der Druckregler (auch: Druckgrenzeregler) annehmen kann. Zunächst erfolgt die Regelung des Aktuators nach einem kinematischen Parameter und ohne Eingriff des Druckreglers (Überwachen, 1), d. h. ohne dass das Sollprofil für die Geschwindigkeit des Aktuators verändert wird.In 3 is shown how the inventive method embeds in the entire shaping cycle, or which states of the pressure regulator (also: pressure limit controller) can assume. First, the control of the actuator is carried out according to a kinematic parameter and without intervention of the pressure regulator (monitoring, 1 ), ie without the target profile for the speed of the actuator is changed.

Folgende Schritte werden im Zustand „Überwachen” in jedem Abtastschritt durchgeführt:

  • • Aus dem gemessenen Druckanstieg und dem Modell des Kompressionsverhaltens wird der benötigte Geschwindigkeitsverlauf bestimmt und der Verlauf des Einspritzdruckes vorausberechnet.
  • • Es wird überprüft, ob der vorausberechnete Druck die Druckgrenze übersteigt.
Wird die Druckgrenze nicht erreicht, wird die vorgegebene Profilgeschwindigkeit nicht verändert (kein Eingriff). Der Druckregler verbleibt also im Zustand „Überwachen”.The following steps are performed in the "Monitor" state in each sampling step:
  • • From the measured pressure increase and the model of the compression behavior of the required speed curve is determined and the course of the injection pressure precalculated.
  • • It is checked if the predicted pressure exceeds the pressure limit.
If the pressure limit is not reached, the specified profile speed is not changed (no intervention). The pressure regulator thus remains in the "monitor" state.

Sobald die Druckgrenze DG durch den vorausberechneten Druck der Schmelze erreicht wird, greift der Druckregler ein (Abbremsen, 2) und reduziert die Geschwindigkeit mit Hilfe der Vorsteuerung und des Folgereglers. (Für die Details wird abermals auf die 5a und 5b verwiesen.) Sobald der Druckanstieg beendet ist, regelt die Folgeregelung den Druck entsprechend der vorgegebenen Druckgrenze (Druckregelung, 3). Sobald der Umschaltpunkt erreicht ist, wird ein vorgegebenes Nachdruckprofil vom Druckregler (ohne Regelung eines kinematischen Parameters) abgefahren.As soon as the pressure limit DG is reached by the pre-calculated pressure of the melt, the pressure regulator intervenes (braking, 2 ) and reduces the speed with the aid of the pilot control and the slave controller. (For the details will again on the 5a and 5b referenced.) As soon as the pressure increase is completed, the sequence control regulates the pressure according to the predetermined pressure limit (pressure regulation, 3 ). As soon as the changeover point has been reached, a predefined pressure profile is traversed by the pressure regulator (without regulation of a kinematic parameter).

Während des Eingriffs des Druckreglers wird die Geschwindigkeit durch eine Vorsteuerung reduziert. Zusätzlich wird ein Folgeregler aktiv. Ist der Druckanstieg geringer als der vorausberechnete, wird die Verzögerung durch die Vorsteuerung reduziert. Falls der Druck nicht weiter ansteigt, wird die Geschwindigkeit durch die Vorsteuerung nicht weiter reduziert.During the intervention of the pressure regulator, the speed is reduced by a pilot control. In addition, a slave controller becomes active. If the pressure increase is less than the predicted, the delay is reduced by the pilot control. If the pressure does not increase any further, the speed will not be further reduced by the pilot control.

Nach Beendigung der Vorsteuerung wird mithilfe des Folgereglers der Druck auf der Druckgrenze gehalten. Liegt der aktuelle Druck unter der Druckgrenze, erhöht der Folgeregler so lange die Geschwindigkeit bis die aktuell gültige Profilgeschwindigkeit erreicht ist.After completion of the feedforward control, the pressure is kept at the pressure limit with the help of the slave controller. If the current pressure is below the pressure limit, the slave controller increases the speed until the currently valid profile speed is reached.

Der Eingriff ist beendet, wenn der Druck unter einen bestimmten Wert gesunken ist und die Profilgeschwindigkeit wieder erreicht ist. Somit verhält sich der Druckregler wieder wie vor dem Eingriff.The intervention is completed when the pressure has fallen below a certain value and the profile speed is reached again. Thus, the pressure regulator behaves again as before the procedure.

Die Wirkung eines erfindungsgemäßen Druckgrenzereglers ist in 4 verdeutlicht, wobei im ersten Diagramm der Druck in der Schmelze und im zweiten Diagramm die Einspritzgeschwindigkeit jeweils gegen die Zeit aufgetragen dargestellt ist. Die Diagramme enthalten mehrere Beispiele für unterschiedliche Aktivierungszeitpunkte.The effect of a pressure limit regulator according to the invention is in 4 clarified, wherein in the first diagram, the pressure in the melt and in the second diagram, the injection speed is plotted against time. The diagrams contain several examples of different activation times.

In Beispiel I wurde die Geschwindigkeit des Aktuators zu früh reduziert, wodurch die Druckgrenze DG nicht erreicht wird. Es ist Aufgabe der Regelung, die Geschwindigkeit zu erhöhen, sodass die Druckgrenze erreicht wird.In example I the speed of the actuator has been reduced too early, whereby the pressure limit DG is not reached. It is the task of the controller to increase the speed so that the pressure limit is reached.

In Beispiel III wird der Aktuator zu spät abgebremst. Der (in den 5a und 5b beschriebene) Druckregler wird in diesem Fall eingreifen, da der vorausberechnete Schmelzedruck die Druckgrenze DG übersteigt.In example III the actuator slows down too late. The (in the 5a and 5b described) pressure regulator will intervene in this case, since the pre-calculated melt pressure exceeds the pressure limit DG.

Beispiel II stellt die Idealsituation dar, wobei die Druckgrenze DG erst am Ende des Abbremsvorgangs an die Druckgrenze DG – ohne Überschwinger – heran reicht.example II represents the ideal situation, wherein the pressure limit DG only at the end of the deceleration process to the pressure limit DG - zoom - without overshoot - enough.

Die Aufgabe des Druckreglers besteht darin, Situation III zu vermeiden und den Aktuator so zu beeinflussen, dass sich Situation II einstellt. Ein Beispiel für einen solchen Druckregler ist in 5a und 5b gegeben.The job of the pressure regulator is to situation III to avoid and influence the actuator so that situation II established. An example of such a pressure regulator is in 5a and 5b given.

Die Struktur der Geschwindigkeitsregelung ist in dargestellt. Im Profilgenerator wird die eingestellte Sollgeschwindigkeit in Abhängigkeit der aktuellen Schneckenposition (x_akt) berechnet. Wenn kein Eingriff des Druckgrenzereglers nötig ist, entspricht die Profilgeschwindigkeit (v_Prof) der Sollgeschwindigkeit (v_soll) des Antriebs. Im Druckgrenzeregler werden der aktuelle Druck (p_akt), die aktuelle Einspritzgeschwindigkeit (v_akt) und die aktuelle Schneckenposition (x_akt) als Messgrößen zur Beschränkung des Einspritzdrucks (p_Limit) verwendet.The structure of the cruise control is in shown. The set speed is calculated in the profile generator as a function of the current worm position (x_akt). If no intervention of the pressure limit controller is necessary, the profile speed (v_Prof) corresponds to the set speed (v_setpoint) of the drive. In the pressure limit controller, the current pressure (p_akt), the current injection speed (v_akt) and the current screw position (x_akt) are used as measured variables to limit the injection pressure (p_limit).

gibt einen Überblick über die parametrierbaren Komponenten dieses Beispiels für einen Druckgrenzereglers und deren Wirkungsbereich. Es folgt eine kurze Beschreibung der einzelnen Komponenten. gives an overview of the parameterizable components of this example of a pressure limit controller and their scope. Below is a brief description of the individual components.

Istwertfilter: Actual value:

Das Istwertfilter kann als Bandsperre und/oder als Tiefpassfilter ausgeführt sein. Die Bandsperre ist ein spezielles Filter, das es ermöglicht eine bestimmte (Stör-)Frequenz nahezu vollständig zu unterdrücken. In diesem Regelkreis bietet die Bandsperre die Möglichkeit, Druckschwingungen mit bekannter und annähernd konstanter Frequenz zu unterdrücken.The actual value filter can be designed as a band-stop filter and / or as a low-pass filter. The band-stop filter is a special filter that makes it possible to almost completely suppress a certain (disturbing) frequency. In this control loop, the band-stop filter offers the possibility of suppressing pressure oscillations with a known and approximately constant frequency.

Ein Tiefpassfilter unterdrückt alle Signalanteile mit Frequenzen, die über der eingestellten Grenzfrequenz liegen. Das Signal wird geglättet indem hochfrequente Anteile herausgefiltert werden.A low-pass filter suppresses all signal components with frequencies that are above the set limit frequency. The signal is smoothed out by filtering out high-frequency components.

Modell:Model:

Im Modell findet die Vorausberechnung des Druckes basierend auf den Modellparametern und Messwerten statt. Darin werden der Eingreifzeitpunkt und auch die Eingangssignale für die Vorsteuerung und den Folgeregler bestimmt.In the model, the precalculation of the pressure takes place based on the model parameters and measured values. Therein, the intervention time and also the input signals for the precontrol and the slave controller are determined.

Vorsteuerung:Pilot:

Zusammengefasst bietet eine Vorsteuerung die Möglichkeit den Eingang des zu regelnden Systems so vorzugeben, dass dessen Ausgang unter idealen Bedingungen einem gewünschten Verlauf folgt. Dadurch ist das Systemverhalten im Vorhinein bekannt und es ist möglich, die volle Dynamik des Systems zu nutzen.In summary, a feedforward control offers the possibility of predetermining the input of the system to be controlled so that its output follows a desired course under ideal conditions. As a result, the system behavior is known in advance and it is possible to use the full dynamics of the system.

Erreicht der vorausberechnete Druck die Druckgrenze, wird die Geschwindigkeit so reduziert, dass der Druck bis zur Druckgrenze wie vorausberechnet ansteigt. Bei der Berechnung des Drucks werden die Modellparameter und die aktuellen Messwerte berücksichtigt. Steigt der Druck langsamer als erwartet, wird die Verzögerung entsprechend reduziert um nicht mehr als unbedingt nötig vom vorgegebenen Geschwindigkeitsprofil abzuweichen. Falls der Druck vor Erreichen der Druckgrenze konstant bleibt, wird auch die von der Vorsteuerung ausgegebene Sollgeschwindigkeit (v_Vorst) konstant gehalten.If the pre-calculated pressure reaches the pressure limit, the speed is reduced so that the pressure rises to the pressure limit as predicted. When calculating the pressure, the model parameters and the current measured values are taken into account. If the pressure increases more slowly than expected, the deceleration is reduced accordingly so that it does not deviate more than absolutely necessary from the given velocity profile. If the pressure remains constant before reaching the pressure limit, the setpoint speed (v_Vorst) output by the pilot control is also kept constant.

Folgeregler:Slave controller:

Im Druckgrenzeregler wird der Folgeregler verwendet, um Abweichungen zwischen der eingestellten Druckgrenze und dem gemessenen Druck auszuregeln. Die Summe aus dem Ausgang der Vorsteuerung und dem Ausgang des Folgereglers wird als neue Sollgeschwindigkeit für das System verwendet. Wird die Druckgrenze nicht erreicht, wird die Geschwindigkeit wieder so lange erhöht, bis entweder die Druckgrenze oder die eingestellte Profilgeschwindigkeit erreicht ist.In the pressure limit controller, the slave controller is used to correct deviations between the set pressure limit and the measured pressure. The sum of the output of the feed forward control and the output of the slave controller is used as the new setpoint speed for the system. If the pressure limit is not reached, the speed is increased again until either the pressure limit or the set profile speed is reached.

Bediener SchnittstelleOperator interface

Das erfindungsgemäße Verfahren kann dazu führen, dass ein vom Bediener eingegebenes Geschwindigkeitsprofil für den Aktuator vom Druckregler situationsbedingt verändert wird. Um das Verhalten der Maschine transparenter zu machen, wird im ersten Schritt der Bediener über den Eingriff der Druckregelung beim Einspritzen mit einer Hinweismeldung informiert und auf mögliche Abhilfen hingewiesen.The method according to the invention can result in a speed profile for the actuator entered by the operator being changed by the pressure regulator as a function of the situation. In order to make the behavior of the machine more transparent, in the first step, the operator is informed about the intervention of the pressure control during injection with a message and pointed to possible remedies.

Weiters besteht in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Möglichkeit neben einer Hinweismeldung noch weitere Aktionen auszuwählen. Material- und Prozessschwankungen können eine Veränderung des Betriebspunktes bewirken, was zu einem Eingriff des Druckreglers führen kann.Furthermore, in a preferred embodiment of the invention, it is possible to select further actions in addition to an information message. Material and process fluctuations can cause a change in the operating point, which can lead to an intervention of the pressure regulator.

Erfordert der Prozess einen zyklischen Eingriff des Reglers oder wird trotz Eingriffs die geforderte Produktqualität erzielt, kann die Hinweismeldung auch deaktiviert werden.If the process requires a cyclic intervention of the controller or if the required product quality is achieved despite intervention, the warning message can also be deactivated.

Die Aktion bei Eingriff Einspritzdruckregler kann durch eine Drop-Down-Auswahl festgelegt werden:

  • – Keine
  • – Hinweismeldung (default)
  • – Deklarierung des produzierten Teils als Ausschuss (und Hinweismeldung)
  • – Produktionsstopp (und Hinweismeldung und Ausschussdeklarierung)
The action at injection pressure regulator intervention can be determined by a drop-down selection:
  • - None
  • - Information message (default)
  • - Declaration of the produced part as reject (and notification)
  • - Production stop (and notice message and reject declaration)

Durch die Hinweismeldung wird der Bediener über den Eingriff des Druckreglers, welche die vorgegebene Einspritzgeschwindigkeit reduziert informiert und über die Hilfe auf mögliche Behebungen hingewiesen. Durch die Angabe der Position bzw. des Einspritzvolumens kann der Bediener beispielsweise gezielt die Geschwindigkeit in bestimmten Bereichen anpassen.The message informs the operator about the intervention of the pressure regulator, which reduces the specified injection speed and points out possible remedies via the help. By specifying the position or the injection volume, for example, the operator can specifically adjust the speed in certain areas.

Eine entsprechende Hinweismeldung könnte beispielsweise folgendes beinhalten:

  • – Eingriff Einspritzdruckregler reduziert Geschwindigkeit (eventuell unter Angabe der Geschwindigkeit des Aktuators, bei der eigegriffen wurde);
  • – Auswirkung: Der Einspritzdruckregler reduziert die Spritzgeschwindigkeit, die eingestellte Spritzgeschwindigkeit kann dadurch nicht erreicht werden.
  • – Möglichkeiten zur Behebung:
  • – Überprüfen von Kavitäten und Temperatureinstellungen
  • – Spritzdruckgrenze erhöhen
  • – Eingestellte Einspritzgeschwindigkeit (im Bereich des Reglereingriffs) reduzieren
  • – Aktivierung der Optimierung der Spritzdruckbegrenzung für den Prozess
  • – Deaktivierung der Hinweismeldung
An appropriate notification message could include, for example:
  • - intervention injection pressure regulator reduces speed (possibly indicating the speed of the actuator in which eigegriffen was);
  • - Effect: The injection pressure regulator reduces the injection speed, which means that the set injection speed can not be achieved.
  • - Remedies:
  • - Check cavities and temperature settings
  • - increase the injection pressure limit
  • - Reduce the set injection speed (in the range of the controller intervention)
  • - Activation of the optimization of the injection pressure limitation for the process
  • - deactivation of the information message

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 1612027 A1 [0007] EP 1612027 A1 [0007]
  • EP 0478788 A1 [0039] EP 0478788 A1 [0039]
  • US 2013/0032961 A1 [0039] US 2013/0032961 A1 [0039]

Claims (20)

Verfahren zum Betrieb eines Einspritzaggregats für einen Gießprozess, wobei – zur Füllung einer Formkavität eine Schmelze mittels eines Aktuators aus einem Schmelzegefäß verdrängt wird, – eine Regelung und/oder Steuerung einer Bewegung des Aktuators nach einem kinematischen Parameter durchgeführt wird, – eine Messgröße, welche für einen Druck der Schmelze charakteristisch ist, gemessen wird und – aus der Messgröße ein zu einem jeweils zukünftigen Zeitpunkt in der Schmelze herrschender Druck vorausberechnet wird dadurch gekennzeichnet, dass eine Stellgröße für die Regelung und/oder Steuerung des kinematischen Parameters unter Berücksichtigung des zu einem jeweils zukünftigen Zeitpunkt in der Schmelze herrschenden Druckes vorgegeben und/oder korrigiert wird.A method for operating an injection unit for a casting process, wherein - for filling a mold cavity, a melt is displaced by means of an actuator from a melt vessel, - a control and / or control of a movement of the actuator is carried out according to a kinematic parameter, - a measure, which for a pressure of the melt is characteristic, is measured and - from the measured value is precalculated a prevailing at any future time in the melt pressure is characterized in that a manipulated variable for the control and / or control of the kinematic parameter taking into account each of a future Time is given in the melt prevailing pressure and / or corrected. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Druckgrenze als Grenzwert für den Druck der Schmelze vorgegeben wird.A method according to claim 1, characterized in that a pressure limit is set as the limit value for the pressure of the melt. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorgabe und/oder die Korrektur der Stellgröße durchgeführt wird, falls der vorausberechnete Druck der Schmelze größer als die Druckgrenze ist.A method according to claim 2, characterized in that the specification and / or the correction of the manipulated variable is performed if the pre-calculated pressure of the melt is greater than the pressure limit. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Vorausberechnung des zu einem jeweils zukünftigen Zeitpunkt in der Schmelze herrschenden Drucks eine Viskosität und/oder eine Kompressibilität der Schmelze berücksichtigt werden.Method according to one of Claims 1 to 4, characterized in that a viscosity and / or a compressibility of the melt is taken into account in the preliminary calculation of the pressure prevailing in the melt at a respectively future point in time. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrektur der Stellgröße mit einer Vorsteuerung für die Regelung und/oder Steuerung nach einem kinematischen Parameter durchgeführt wird.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the correction of the manipulated variable with a feedforward control for the control and / or control is carried out according to a kinematic parameter. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckgrenze als konstantes, zeit- und/oder wegabhängiges Druckprofil vorgegeben wird.A method according to claim 2, characterized in that the pressure limit is specified as a constant, time- and / or path-dependent pressure profile. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als kinematischer Parameter eine Geschwindigkeit, eine Position und/oder eine Beschleunigung verwendet wird.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that as a kinematic parameter, a speed, a position and / or an acceleration is used. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hinweis an einen Bediener ausgegeben wird und/oder ein produziertes Bauteil als Ausschuss deklariert wird und/oder die Produktion gestoppt wird, falls eine Vorgabe und/oder eine Korrektur der Stellgröße unter Berücksichtigung des zu einem jeweils zukünftigen Zeitpunkt in der Schmelze herrschenden Druckes durchgeführt wird.Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that an indication is issued to an operator and / or a produced component is declared as rejects and / or the production is stopped, if a specification and / or a correction of the manipulated variable under consideration the pressure prevailing at a future time in the melt is carried out. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hinweis an einen Bediener ausgegeben wird und/oder ein produziertes Bauteil als Ausschuss deklariert wird und/oder die Produktion gestoppt wird, falls der vorausberechnete Druck der Schmelze größer als die oder gleich der Druckgrenze ist.A method according to claim 3, characterized in that an indication is issued to an operator and / or a produced component is declared as broke and / or the production is stopped if the pre-calculated pressure of the melt is greater than or equal to the pressure limit. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass basierend auf einem Prozessmodell, der Messgröße und/oder Messungen des kinematischen Parameters adaptierte Regel- und/oder Steuerparameter und/oder adaptierte Modellparameter berechnet werdenMethod according to one of claims 1 to 9, characterized in that based on a process model, the measured variable and / or measurements of the kinematic parameter adapted control and / or control parameters and / or adapted model parameters are calculated Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die adaptierten Regel- und/oder Steuerparameter und/oder der adaptierte Modellparameter bei einem folgenden Einspritzvorgang verwendet werden.A method according to claim 10, characterized in that the adapted control and / or control parameters and / or the adapted model parameters are used in a subsequent injection process. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Adaption der Parameter durch den Bediener gesteuert und/oder dem Bediener angezeigt wird.A method according to claim 10 or 11, characterized in that the adaptation of the parameters controlled by the operator and / or displayed to the operator. Einspritzaggregat, insbesondere betrieben nach einem Verfahren der Ansprüche 1 bis 12, mit – einem Schmelzegefäß, in welchem eine Schmelze bereitstellbar ist, – einem Aktuator zur Verdrängung einer Schmelze aus dem Schmelzegefäß zur Füllung einer Formkavität, – einer mit dem Aktuator verbundenen Regel- oder Steuereinheit zur Regelung und/oder Steuerung von Bewegungen des Aktuators nach einem kinematischen Parameter sowie – einem mit der Regel- oder Steuereinheit verbundenen Messgerät zur Messung einer Messgröße, welche für einen Druck der Schmelze charakteristisch ist, wobei die Regel- oder Steuereinheit dazu ausgebildet ist, aus der Messgröße einen zu einem jeweils zukünftigen Zeitpunkt in der Schmelze herrschenden Druck vorauszuberechnen, dadurch gekennzeichnet, dass die Regel- oder Steuereinheit dazu ausgebildet ist, eine Stellgröße für die Regelung und/oder Steuerung des kinematischen Parameters unter Berücksichtigung des zu einem jeweils zukünftigen Zeitpunkt in der Schmelze herrschenden Druckes vorzugeben und/oder zu korrigieren.Injection unit, in particular operated according to a method of claims 1 to 12, comprising - a melt vessel in which a melt is provided, - an actuator for displacing a melt from the melt vessel for filling a mold cavity, - connected to the actuator control unit for controlling and / or controlling movements of the actuator according to a kinematic parameter and - a connected to the control unit or control unit for measuring a measured variable which is characteristic of a pressure of the melt, wherein the control or regulating unit is adapted to, off the value to be predicted in a prevailing at any future time in the melt pressure, characterized in that the control or control unit is adapted to a manipulated variable for the control and / or control of the kinematic parameter taking into account at a respective future Zei specify and / or correct point in the melt prevailing pressure. Einspritzaggregat nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit der Regel- oder Steuereinheit verbundener Speicher vorgesehen ist, in welchem eine Druckgrenze als Grenzwert für den Druck der Schmelze hinterlegbar ist.Injection unit according to claim 13, characterized in that a connected to the control or control unit memory is provided in which a pressure limit as the limit value for the pressure of the melt can be stored. Einspritzaggregat nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Regel- und/oder Steuereinheit dazu ausgebildet ist, die Vorgabe und/oder die Korrektur der Stellgröße durchzuführen, falls der vorausberechnete Druck der Schmelze größer als die Spritzdruckgrenze ist.Injection unit according to claim 14, characterized in that the control and / or control unit is adapted to perform the specification and / or the correction of the manipulated variable, if the pre-calculated pressure of the melt is greater than the injection pressure limit. Einspritzaggregat nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die während der Regelung und/oder Steuerung nach dem kinematischen Parameter durchgeführte Vorgabe und/oder Korrektur der Stellgröße abschaltbar ist.Injection unit according to one of claims 13 to 15, characterized in that during the control and / or control carried out according to the kinematic parameter specification and / or correction of the manipulated variable can be switched off. Einspritzaggregat nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator einen Einspritzkolben umfasst.Injection unit according to one of claims 13 to 16, characterized in that the actuator comprises an injection piston. Einspritzaggregat nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator eine Plastifizierschnecke aufweist.Injection unit according to one of claims 13 to 17, characterized in that the actuator has a plasticizing screw. Einspritzaggregat nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmelzegefäß als Plastifizierzylinder ausgeführt ist.Injection unit according to one of claims 13 to 18, characterized in that the melt vessel is designed as a plasticizing cylinder. Formgebungsmaschine mit einem Einspritzaggregat nach einem der Ansprüche 13 bis 19.Shaping machine with an injection unit according to one of claims 13 to 19.
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