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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Spritzgießsystem, das konfiguriert ist, um eine Spritzgießmaschine und einen Roboter zu umfassen, sowie ein Spritzgießverfahren, bei dem ein derartiges System verwendet wird.
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Beschreibung der verwandten Technik
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Ein Spritzgießsystem, bei dem ein Roboter an einer Reihe von Vorgängen (nachstehend als Betriebszyklus bezeichnet) einer Spritzgießmaschine beteiligt ist, ist bekannt. Beispielsweise wird in der
JP 2011 -
73 313 A offenbart, dass ein Aufhebfehler während eines Vorgangs vorkommt, der darin besteht, dass der Roboter ein Einlegeelement hält, und dass es somit notwendig ist, den Betrieb des gesamten Spritzgießsystems anzuhalten.
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Die
DE 10 2015 012 764 A1 offenbart ein Spritzgießsystem mit Spritzgießmaschinen, die über eine Verbindungsleitung mit einer zentralen Steuereinrichtung verbunden sind. Die Steuereinrichtung ist wiederum über eine Verbindungsleitung mit Einheiten eines Sortierbereichs verbunden. Dabei wird jeder von den Spritzgießmaschinen hergestellte Artikel von einer Bildgewinnungseinheit des Sortierbereichs aufgenommen. Die aufgenommenen Bilder werden anschließend mit Bilddaten gespeicherter gegossener Artikel verglichen. Auf Basis eines solchen Vergleichs kann eine Sortiereinheit, hier ein Roboter, des Sortierbereichs die Artikel entsprechend sortieren.
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Die
DE 10 2016 004 772 A1 offenbart ein Spritzgießsystem, in dem eine Hand eines Roboters zur Entnahme eines Formteils vorgesehen ist. Der Roboter transportiert das entnommene Formteil zu einer Kontrollvorrichtung. Die anschließende Sortierung des Formteils erfolgt basierend auf dem Ergebnis der Kontrolle durch die Kontrollvorrichtung.
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Die
DE 10 2015 007 843 A1 offenbart ein Verfahren zur Bereitstellung von Formteilen. Dabei werden Formteile direkt aus einer Spritzgießmaschine mittels eines Handlingroboters entnommen. Dieser transportiert die Formteile zu einer Thermographiestation, welche die Formteile prüft, woraufhin der Handlingroboter basierend auf dem Prüfungsergebnis die Formteile in zwei verschiedene Lager ablegt.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Selbst für den Fall, dass der erwähnte Aufhebfehler vorkommt, verringert sich die Fertigungseffizienz nicht unbedingt, falls es durch einen erneuten Versuch des Vorgangs möglich ist, das Spritzgießsystem automatisch wiederherzustellen. Da der erneute Versuch des Vorgangs jedoch Zeit benötigt, kann es sein, dass eine physikalische Größe (beispielsweise die Temperatur), die durch die Spritzgießmaschine zu verwalten ist, zeitweilig von ihrem gewünschten Bereich abweicht. Falls der Betriebszyklus unter dieser Bedingung fortgeführt wird, da das Spritzgießen in einem Zustand außerhalb des Verwaltungsbereichs erfolgt, bestehen Bedenken, dass die Produktqualität des Formprodukts nicht ausreichend sichergestellt werden kann.
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Die vorliegende Erfindung wurde mit dem Ziel erdacht, die zuvor erwähnten Probleme zu lösen, und ihre Aufgabe besteht darin, ein Spritzgießsystem und ein Spritzgießverfahren bereitzustellen, mit denen es möglich ist, die Fertigungseffizienz von Formprodukten unter Verwendung einer Wiederversuchsfunktion, die darin besteht, Vorgänge durch den Roboter erneut zu versuchen, zu verbessern und dabei auch ein Phänomen zu bekämpfen, bei dem die Verschlechterung der Produktqualität infolge eines derartigen Wiederversuchs vorkommen kann.
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Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung ist durch ein Spritzgießsystem mit den Merkmalen des Patentanspruch 1 gekennzeichnet. Ein offenbartes Spritzgießsystem umfasst eine Spritzgießmaschine, die Funktionen aufweist, die darin bestehen, ein Formprodukt für jeden der jeweiligen Formzyklen durch Spritzgießen zu fertigen und eine zu verwaltende physikalische Größe zu messen, einen Roboter, der in der Lage ist, mindestens eine Hauptaufgabe zu verrichten, die an dem Betrieb der Spritzgießmaschine während der Formzyklen beteiligt ist, und einen Controller, der angepasst ist, um den Roboter anzuweisen, eine Bestimmung bezüglich Erfolg oder Fehlschlag der Hauptaufgabe, die durch den Roboter durchgeführt wird, zu verrichten und die Hauptaufgabe erneut zu versuchen, wenn das Bestimmungsergebnis ein Fehlschlag ist, wobei der Controller den Roboter oder eine externe Vorrichtung bezüglich der Hauptaufgabe, für die ein Wiederversuch derselben vorgekommen ist, anweist, anstelle von oder zusätzlich zu der Hauptaufgabe, eine Sortieraufgabe durchzuführen, um ein Formprodukt, das zu einem Zeitpunkt gefertigt wurde, als ein Bestimmungsergebnis erfolgreich wurde, und bis eine zu messende physikalische Größe in einem Verwaltungsbereich liegt, oder bis eine Wartezeit abgelaufen ist, von Formprodukten, die vor dem Vorkommen des Wiederversuchsvorgangs gefertigt wurden, zu unterscheiden.
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Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist durch ein Spritzgießverfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 gekennzeichnet. Bei einem offenbarten Spritzgießverfahren wird ein Spritzgießsystem verwendet, das konfiguriert ist, um eine Spritzgießmaschine, die Funktionen aufweist, die darin bestehen, ein Formprodukt für jeden der jeweiligen Formzyklen durch Spritzgießen zu fertigen und eine zu verwaltende physikalische Größe zu messen, und einen Roboter, der in der Lage ist, mindestens eine Hauptaufgabe zu verrichten, die an dem Betrieb der Spritzgießmaschine während der Formzyklen beteiligt ist, zu umfassen, wobei das Spritzgießverfahren einen Bestimmungsschritt, der darin besteht, den Erfolg oder Fehlschlag der Hauptaufgabe zu bestimmen, die durch den Roboter durchgeführt wird, einen Wiederversuchsschritt, der darin besteht, einen Wiederversuchsvorgang der Hauptaufgabe durch den Roboter für den Fall, dass das Bestimmungsergebnis ein Fehlschlag ist, durchzuführen, und einen Durchführungsschritt, bei dem bezüglich der Hauptaufgabe, für die ein Wiederversuch derselben vorgekommen ist, der Roboter oder die externe Vorrichtung anstelle von oder zusätzlich zu der Hauptaufgabe eine Sortieraufgabe durchführt, um ein Formprodukt, das zu einem Zeitpunkt gefertigt wurde, als ein Bestimmungsergebnis erfolgreich wurde, und bis eine zu messende physikalische Größe in einem Verwaltungsbereich liegt, oder bis eine Wartezeit abgelaufen ist, von Formprodukten, die vor dem Vorkommen des Wiederversuchsvorgangs gefertigt wurden, zu unterscheiden, umfasst.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Fertigungseffizienz von Formprodukten unter Verwendung der Wiederversuchsfunktion, die darin besteht, Vorgänge durch einen Roboter erneut zu versuchen, zu verbessern, und dabei auch ein Phänomen zu bekämpfen, bei dem eine Verschlechterung der Produktqualität infolge eines derartigen Wiederversuchs vorkommen kann.
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Die obigen und anderen Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung besser hervorgehen, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen gesehen wird, in denen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gezeigt werden.
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Figurenliste
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Es zeigen:
- 1 ein Diagramm einer Gesamtkonfiguration eines Spritzgießsystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 2 ein Ablaufschema zum Erklären der Vorgänge des in 1 gezeigten Spritzgießsystems;
- 3 ein ausführliches Ablaufschema bezüglich der Vorgänge eines Roboters;
- 4 ein Diagramm einer Gesamtkonfiguration eines Spritzgießsystems gemäß einem ersten Beispiel zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung; und
- 5 ein ausführliches Ablaufschema bezüglich der Vorgänge eines Roboters und einer automatischen Maschine.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Bevorzugte Ausführungsformen eines Spritzgießsystems gemäß der vorliegenden Erfindung sowie Beispiele in Zusammenhang mit einem Spritzgießverfahren werden mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen präsentiert und beschrieben.
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Erste Ausführungsform
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Zunächst wird ein Spritzgießsystem 10 gemäß einer ersten Ausführungsform mit Bezug auf 1 bis 3 beschrieben.
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Gesamtkonfiguration des Spritzgießsystems 10
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1 ist ein Diagramm einer Gesamtkonfiguration des Spritzgießsystems 10 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Spritzgießsystem 10 ist ein System zum Erzielen von Formprodukten P unter Verwendung einer Spritzgießtechnik (bei dem in der Zeichnung gezeigten Beispiel ein Einspritzverfahren), und besteht grundsätzlich aus einer Spritzgießmaschine 12, einem Roboter 14 und einer numerischen Steuerung 16 (Controller).
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Die Spritzgießmaschine 12 ist ein Gerät, das in der Lage ist, die Formprodukte P in jedem von jeweiligen Formzyklen durch eine Reihe von Vorgängen, die mit dem Spritzgießen verbunden sind (nachstehend als Betriebszyklus bezeichnet), zu fertigen. Die Spritzgießmaschine 12 ist konfiguriert, um eine Spritzeinheit 18, die ein gelagertes Formmaterial in Richtung auf eine Form 22 einspritzt, nachdem sie das Formmaterial erhitzt hat, und eine Formschließeinheit 20 zum Verschließen des Formmaterials, das in das Innere der Form 22 eingespritzt wurde, zu umfassen. Eine Höhlung oder eine Mehrzahl von Höhlungen (nicht gezeigt) ist im Innern der Form 22 gebildet.
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In diesem Fall umfasst der Spritzgießbetriebszyklus eine Mehrzahl von Prozessschritten, wie etwa einen Formschließschritt, einen Einspritzschritt, einen Druckhalteschritt, einen Wägeschritt, einen Ausstoßschritt, einen Kühlschritt, einen Formöffnungsschritt, einen Herausnehmschritt und einen Loslassschritt usw. Für den Fall des Einspritzverfahrens kann der Betriebszyklus ferner einen Einlegeschritt umfassen, der noch beschrieben wird.
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Des Weiteren ist die Spritzgießmaschine 12 ferner mit einem Formverwaltungssensor 24 ausgestattet und umfasst eine „Messfunktion“ zum Messen einer Art oder einer Mehrzahl von Arten von zu verwaltenden physikalischen Größen, und eine „Verwaltungsfunktion“ zum Steuern der einen oder der mehreren physikalischen Größen, damit sie in einem Verwaltungsbereich liegen. Die physikalischen Größen sind Werte oder Beträge, die mit der Produktqualität des Formprodukts P zusammenhängen, und als spezifische Beispiele derselben ist eine Temperatur des Formmaterials (Harz), eine Temperatur der Form 22, ein Gewicht des Formprodukts P, eine Dosierungszeit (Plastifizierungszeit des Harzes), ein Spritzdruck (der durch einen Druckdetektor der Spritzgießmaschine 12 detektiert wird), ein Aufschlagbetrag (eine vorderste Position einer Schnecke, die in einem Spritz- und Druckhalteschritt betätigt wird), ein Höhlungsdruck (der durch einen Drucksensor detektiert wird, der in der Form 22 installiert ist), ein Dosierungsdrehmoment (ein Last-Ist-Wert eines Servomotors, der die Schnecke antreibt) und ein Ausstoßdrehmoment (ein Last-Ist-Wert des Servomotors, der eine Ausstoßwelle antreibt, um das Formprodukt P aus der Form 22 loszulassen) zu nennen. Der Verwaltungsbereich entspricht beispielsweise einem Bereich, der erzielt wird, indem ein zulässiger Spielraum in der normalen Richtung und der negativen Richtung im Verhältnis zu Sollwerten (Zielwerten) der physikalischen Größen erteilt wird.
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Die Roboter 14 ist ein Vertikal-Knickarm-Industrieroboter und umfasst einen Arm 28, der auf einer Basis 26 angeordnet ist. Ein Endeffektor 30, der das Formprodukt P festhalten kann, ist an dem Spitzenendteil des Arms 28 montiert. Wie in der vorliegenden Zeichnung gezeigt, ist der Roboter 14 in der Lage, auf Positionen in einem Bewegungsbereich 32, der eine im Allgemeinen kreisförmige Form aufweist, zuzugreifen, und ist insbesondere in der Lage, auf die Form 22, ein Aufnahmegehäuse 34 oder zwei Reihen von Förderbändern 36n, 36e zuzugreifen.
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Der Roboter 14 ist konfiguriert, um eine oder eine Mehrzahl von Aufgaben (nachstehend als Hauptaufgaben bezeichnet), die an dem Betrieb der Spritzgießmaschine 12 beteiligt sind, während der zuvor erwähnten Formzyklen durchführen zu können. Diese „Hauptaufgaben“ umfassen beispielsweise [1] eine Aufgabe, die darin besteht, ein Einspritzbauteil (nachstehend als Einlegeteil 38 bezeichnet), das in das Aufnahmegehäuse 34 gelegt wird, in die Form 22 einzulegen, und [2] eine Aufgabe, die darin besteht, das Formprodukt P aus der Form 22 herauszunehmen und loszulassen.
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Im Übrigen wird ein Bestätigungssensor 40 zum Bestätigen der Aufgaben des Roboters 14 einstückig mit oder getrennt von dem Roboter 14 bereitgestellt. Der Bestätigungssensor 40 kann [1] ein Drucksensor und ein Durchflusssensor, die in einem Saugmechanismus, der als Endeffektor 30 dient, bereitgestellt werden und einen Saugzustand detektieren können, oder [2] ein Näherungssensor und ein Kraftsensor, die in einem Greifmechanismus, der als Endeffektor 30 dient, bereitgestellt werden und einen Greifzustand detektieren können, sein. Ferner kann der Bestätigungssensor 40 [3] ein Stromsensor, der einen Last-Ist-Wert eines Motors zum Antreiben des Endeffektors 30 detektieren kann, oder [4] eine Kamera, die ein Bild in der Nähe des Endeffektors 30 aufnehmen kann, sein.
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Die numerische Steuerung 16 ist konfiguriert, um eine arithmetische Verarbeitungsvorrichtung, einen Speicher und eine Ein-/Ausgabe-Vorrichtung zu umfassen, und ist eine übergeordnete Master-Vorrichtung, welche die Spritzgießmaschine 12 und den Roboter 14 ganzheitlich steuert. Genauer gesagt führt die numerische Steuerung 16 eine parallele Steuerung bezüglich des Betriebszyklus der Spritzgießmaschine 12 und der Aufgaben des Roboters 14 gemäß einer Steuersequenz, die durch ein NC- (numerische Steuerung) Programm vorgegeben ist, aus. Durch das Auslesen und Durchführen eines Programms, das in dem Speicher gespeichert ist, dient die numerische Steuerung 16 als Betriebsanweisungseinheit 42, als Einheit 44 zum Bestimmen von Erfolg oder Fehlschlag und als Einheit 46 zum Bestimmen der Notwendigkeit einer Sortierung.
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Vorgänge des Spritzgießsystems 10
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Das Spritzgießsystem 10 gemäß der ersten Ausführungsform ist wie zuvor beschrieben konfiguriert. Als Nächstes erfolgt eine Beschreibung mit Bezug auf die Ablaufschemata aus 2 und 3 bezüglich der Vorgänge des Spritzgießsystems 10.
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In Schritt S1 aus 2 setzt die Einheit 46 zum Bestimmen der Notwendigkeit einer Sortierung der numerischen Steuerung 16 den Wert eines Sortier-Flags auf „0“. Das „Sortier-Flag“ ist ein binärer Parameter, der einen Zustandswert von entweder 0 oder 1 annimmt und die Notwendigkeit einer „Sortieraufgabe“ angibt, die noch beschrieben wird.
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In Schritt S2 bestimmt die numerische Steuerung 16, ob sie mit der Fertigung von Formprodukten P durch Spritzgießen fortfahren soll oder nicht. Falls bestimmt wird, mit der Fertigung fortzufahren (Schritt S2: JA), fährt der Prozess mit dem folgenden Schritt S3 fort.
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In Schritt S3 sendet die Betriebsanweisungseinheit 42 der numerischen Steuerung 16 ein Steuersignal (nachstehend als Anweisungssignal bezeichnet), um die Vorgänge der Spritzgießmaschine 12 und die Aufgaben des Roboters 14 anzuweisen. Folglich führt die Spritzgießmaschine, nachdem sie das Anweisungssignal von der numerischen Steuerung 16 empfangen hat, nacheinander einen vorbestimmten Betriebszyklus durch.
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Andererseits führt der Roboter 14, nachdem er das Anweisungssignal von der numerischen Steuerung 16 empfangen hat, vorbestimmte Aufgaben, welche die Hauptaufgaben umfassen, rechtzeitig durch. Genauer gesagt führt der Roboter als Hauptaufgaben mindestens eine von einer Aufgabe, die darin besteht, das Formprodukt P herauszunehmen und loszulassen (was einem „Herausnehmschritt“ und einem „Loslassschritt“ entspricht), und einer Aufgabe, die darin besteht, das Einlegeteil 38 einzulegen (was einem „Einlegschritt“ entspricht) durch.
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In Schritt S4 bestimmt die Einheit 44 zum Bestimmen von Erfolg oder Fehlschlag der numerischen Steuerung 16, ob die Hauptaufgabe, die durch den Roboter 14 ausgeführt wurde, fehlgeschlagen ist. Vor einem derartigen Bestimmungsprozess erfasst die numerische Steuerung 16 nacheinander ein Sensorsignal von dem Bestätigungssensor 40 zu einem Zeitpunkt während der Ausführung oder bei der Beendigung der Hauptaufgabe. Zudem verrichtet die Einheit 44 zum Bestimmen von Erfolg oder Fehlschlag einen Prozess, der darin besteht, das Sensorsignal zu analysieren, und beispielsweise für den Fall, dass das Sensorsignal von dem typischen Wert dafür zum Zeitpunkt des Erfolgs erheblich abweicht, oder alternativ für den Fall, dass ein Objekt in einer vorbestimmten Position in einem Bildbereich existiert (oder umgekehrt für den Fall, dass das Objekt nicht existiert), erfolgt eine Bestimmung, dass die Hauptaufgabe durch den Roboter 14 fehlgeschlagen ist.
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Falls kein Bestimmungsergebnis, das einen Fehlschlag angibt, erzielt wird (Schritt S4: NEIN), dann kehrt der Prozess zu Schritt S2 zurück, und die Schritte S2 bis S4 werden nacheinander wiederholt. Falls andererseits ein Bestimmungsergebnis, das einen Fehlschlag angibt, erzielt wird (Schritt S4: JA), dann fährt der Prozess mit Schritt S5 fort.
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In Schritt S5 weist die Betriebsanweisungseinheit 42 an, dass die Hauptaufgabe erneut zu versuchen ist, indem sie ein Anweisungssignal an den Roboter 14 sendet. Folglich führt der Roboter 14, nachdem er das Anweisungssignal von der numerischen Steuerung 16 empfangen hat, einen Vorgang durch, um die Hauptaufgabe, die als letzte fehlgeschlagen ist, erneut zu versuchen.
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In Schritt S6 bestimmt die Einheit 44 zum Bestimmen von Erfolg oder Fehlschlag gemäß der gleichen Arbeitsweise, die in Schritt S4 umgesetzt wird, ob die Hauptaufgabe, die in Schritt S5 erneut versucht wurde, erfolgreich war oder nicht. Für den Fall, dass immer noch ein Bestimmungsergebnis, das einen Fehlschlag angibt, erzielt wird (Schritt S6: NEIN), dann kehrt der Prozess zu Schritt S5 zurück, und der Wiederversuch der Hauptaufgabe wird wiederholt, bis das Bestimmungsergebnis erfolgreich ist. Falls zudem ein Bestimmungsergebnis, das Erfolg angibt, erzielt wird (Schritt S6: JA), dann fährt der Prozess mit Schritt S7 fort.
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Im Übrigen [1] für den Fall, dass die Anzahl der Wiederversuche groß ist, [2] für den Fall, dass die Zeit, die für jede der Aufgaben benötigt wird, lang ist, oder [3] für den Fall, dass die Anzahl der Hohlräume der Form 22 groß ist, besteht eine Tendenz, dass die Wartezeit, bis der Betriebszyklus wiederhergestellt wird, zunimmt. Mit anderen Worten ist zu beachten, dass je länger die Wartezeit wird, desto größer die Möglichkeit ist, dass die physikalische Größe von dem Verwaltungsbereich abweicht.
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In Schritt S7 aktualisiert die Einheit 46 zum Bestimmen der Notwendigkeit einer Sortierung den Wert des Sortier-Flags von „0“ auf „1“. Danach kehrt der Prozess zu Schritt S2 zurück, und von da an wird die Durchführung der Schritte S2 bis S7 wiederholt. Andererseits beendet die numerische Steuerung 16 für den Fall, dass die Fertigung von Formartikeln P nicht fortfahren soll (Schritt S2: NEIN), jeweils den Betrieb der Spritzgießmaschine 12 und den Betrieb des Roboters 14.
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Aufgaben des Roboters 14 (Schritt S3 aus Fig. 2)
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Als Nächstes erfolgt eine ausführliche Beschreibung mit Bezug auf das Ablaufschema aus 3 und das Diagramm der Gesamtkonfiguration aus 1 bezüglich der Aufgaben, die durch den Roboter 14 in Schritt S3 ausgeführt werden. Des Weiteren ist zu beachten, dass die in dem Ablaufschema gezeigte Arbeitsweise zu einem Zeitpunkt durchgeführt wird, zu dem der Roboter 14 ein Formprodukt P herausnimmt und loslässt.
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In Schritt S11 aus 3 bezieht sich die Einheit 46 zum Bestimmen der Notwendigkeit einer Sortierung auf den Ist-Wert des Sortier-Flags, und für den Fall, dass der Wert des Flags „0 (kein Sortieren)“ (Schritt S11: = 0) ist, fährt der Prozess mit Schritt S12 fort.
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In Schritt S12 weist die Betriebsanweisungseinheit 42 an, dass eine Hauptaufgabe (in diesem Fall das Herausnehmen und Loslassen) durchzuführen ist, indem sie ein Anweisungssignal an den Roboter 14 sendet. Folglich verrichtet der Roboter 14, nachdem er das Anweisungssignal von der numerischen Steuerung 16 empfangen hat, eine Aufgabe, um das Formprodukt P, das aus der geöffneten Form 22 herausgenommen wurde, auf das Förderband 36n loszulassen. Das Formprodukt P, das auf der Seite des Förderbands 36n losgelassen wird, wird unter einer Bedingung gefertigt, bei der die zu verwaltende physikalische Größe in dem Verwaltungsbereich liegt, und wird nachstehend als normales Formprodukt Pn bezeichnet, um es zu unterscheiden.
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Andererseits zurück zu Schritt S11, für den Fall, dass der Wert des Flags „1 (die Notwendigkeit der Sortierung ist gegeben)“ ist (Schritt S11: = 1), fährt der Prozess mit Schritt S13 fort.
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In Schritt S13 erfasst die numerische Steuerung 16 mindestens eine Art einer physikalischen Größe, die durch den Formverwaltungssensor 25 der Spritzgießmaschine 12 zuletzt gemessen wurde. In Abhängigkeit von dem Durchführungsverlauf der Hauptaufgaben oder der Wiederversuchsvorgänge kann die physikalische Größe in dem Verwaltungsbereich liegen oder kann von dem Verwaltungsbereich abweichen.
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In Schritt S14 bestimmt die Einheit 46 zum Bestimmen der Notwendigkeit einer Sortierung, ob die in Schritt S13 gemessene physikalische Größe in dem Verwaltungsbereich liegt oder nicht. Für den Fall, dass bestimmt wird, dass die physikalische Größe nicht in dem Verwaltungsbereich liegt (d.h. falls sie außerhalb des Verwaltungsbereichs fällt) (Schritt S14: NEIN), fährt der Prozess mit Schritt S15 fort.
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In Schritt S15 weist die Betriebsanweisungseinheit 42 durch Senden eines Anweisungssignals an den Roboter 14 den Roboter 14 an, eine andere Aufgabe (nachstehend als Sortieraufgabe bezeichnet) anstelle der Hauptaufgabe, die in Schritt S12 ausgeführt wurde, durchzuführen. Folglich verrichtet der Roboter 14, nachdem er das Anweisungssignal von der numerischen Steuerung 16 empfangen hat, die Sortieraufgabe, um das Formprodukt P, das aus der geöffneten Form 22 herausgenommen wurde, von den normalen Formprodukten Pn zu unterscheiden. Genauer gesagt nimmt der Roboter 14 das Formprodukt P aus der Form 22 heraus und lässt das Formprodukt P auf dem Förderband 36e los. Das Formprodukt P, das auf der Seite des Förderbands 36e losgelassen wird, wird unter einer Bedingung gefertigt, bei der die zu verwaltende physikalische Größe außerhalb des Verwaltungsbereichs fällt, und wird nachstehend als Ausnahmeformprodukt Pe bezeichnet, um es zu unterscheiden.
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Beispielsweise für den Fall, dass die physikalische Größe zeitweilig von dem Verwaltungsbereich abweicht, wird gemäß einer Verwaltungsfunktion der Spritzgießmaschine 12 bewirkt, dass sich die physikalische Größe allmählich dem Verwaltungsbereich nähert, wobei eine gewisse Zeit verstreicht. Falls dann bestimmt wird, dass die physikalische Größe in dem Verwaltungsbereich liegt (Schritt S14: JA), fährt der Prozess mit Schritt S16 fort.
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In Schritt S16 aktualisiert die Einheit 46 zum Bestimmen der Notwendigkeit einer Sortierung den Wert des Sortier-Flags von „1“ auf „0“. Nachdem sie auf Schritt S12 übergegangen ist, weist die Betriebsanweisungseinheit 42 zudem an, dass die Hauptaufgabe (Herausnehmen und Loslassen) durchgeführt wird, indem sie ein Anweisungssignal an den Roboter 14 sendet.
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Mit anderen Worten [1] während einer Periode, bis der Wiederversuchsvorgang vorkommt, lässt der Roboter 14 das gefertigte Formprodukt P als „normales Formprodukt Pn“ auf dem Förderband 36n los, wohingegen [2] für den Fall, dass der Wiederversuchsvorgang vorgekommen ist, der Roboter 14 das Formprodukt P, das während einer Periode von einem Zeitpunkt, zu dem das Bestimmungsergebnis erfolgreich wurde und bis die zu messende physikalische Größe in dem Verwaltungsbereich liegt, gefertigt wurde, als „Ausnahmeformprodukt Pe“ auf das Förderband 36e loslässt.
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Danach wird das Ausnahmeformprodukt Pe auf dem Förderband 36e durch einen maschinellen Bewertungsprozess oder eine visuelle Kontrolle durch einen Menschen präzise kontrolliert. Somit werden nacheinander gefertigte Formprodukte P entweder als Gutteile oder als fehlerhafte Teile sortiert.
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Varianten
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Die Sortieraufgabe aus Schritt S15 kann eine andere Art von Vorgang als das Loslassen des Ausnahmeformprodukts Pe an einer Sortierstelle (Förderband 36e), die anders als die normale Stelle (Förderband 36n) ist, bedingen. Beispielsweise kann der Roboter 14 eine von einer Aufgabe, die darin besteht, das Ausnahmeformprodukt Pe einem Markierungsprozess (insbesondere einer Lasermarkierung) zu unterziehen, oder einer Aufgabe, die darin besteht, das Ausnahmeformprodukt Pe zu verwerfen, durchführen.
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Ferner können in Schritt S15 verschiedene Sortieraufgaben in Abhängigkeit von dem Abweichungsbetrag (beispielsweise einem Unterschied gegenüber einem oberen Grenzwert oder einem unteren Grenzwert) zwischen der gemessenen physikalischen Größe und dem Verwaltungsbereich durchgeführt werden. Da die Qualität des Formprodukts P dazu neigt, sich gemäß dem Abweichungsbetrag zu ändern, wird eine sorgfältige und äußerst genaue Sortieraufgabe ermöglicht. Beispielsweise kann der Roboter 14 für den Fall, dass der Abweichungsbetrag relativ gering ist, das Ausnahmeformprodukt Pe auf das Förderband 36e loslassen, wohingegen der Roboter 14 das Ausnahmeformprodukt Pe für den Fall, dass der Abweichungsbetrag relativ groß ist, direkt verwerfen kann.
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Ferner erfolgt in Schritt S14 eine Bestimmung, ob die physikalische Größe in dem Verwaltungsbereich liegt oder nicht, doch die Bestimmungsbedingung ist nicht auf dieses Merkmal eingeschränkt. Beispielsweise für den Fall, dass eine vorbestimmte Wartezeit seit dem Zeitpunkt, als das Bestimmungsergebnis, das Erfolg angibt, erzielt wurde (Schritt S14: JA), verstrichen ist, kann man davon ausgehen, dass die physikalische Größe bereits in dem Verwaltungsbereich liegt, und somit kann der Prozess mit Schritt S16 fortfahren.
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Erstes Beispiel
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Als Nächstes wird ein Spritzgießsystem 60 gemäß einem ersten Beispiel mit Bezug auf 4 und 5 beschrieben. Die gleichen Bezugszeichen werden verwendet, um die gleichen Strukturelemente wie die der ersten Ausführungsform (Spritzgießsystem 10) anzugeben, und Beschreibungen bezüglich der Konfiguration dieser Elemente können manchmal entfallen.
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Gesamtkonfiguration des Spritzgießsystems 60
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4 ist ein Diagramm einer Gesamtkonfiguration des Spritzgießsystems 60 gemäß dem ersten Beispiel zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung. Ebenso wie die erste Ausführungsform (Spritzgießsystem 10) besteht das Spritzgießsystem 60 grundsätzlich aus einer Spritzgießmaschine 12, einem Roboter 14 und einer numerischen Steuerung 62 (Controller).
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Der Roboter 14 ist in der Lage, auf Positionen in einem Bewegungsbereich 32, der eine allgemein kreisförmige Form aufweist, zuzugreifen, und ist genauer gesagt in der Lage, auf die Form 22, das Aufnahmegehäuse 34 oder ein Förderband 64, das in einer Reihe angeordnet ist, zuzugreifen. Auf einer stromabwärtigen Seite des Förderbands 64 ist eine automatische Maschine 66 installiert, die in der Lage ist, mit der numerischen Steuerung 62 zu kommunizieren. Die automatische Maschine 66 kann beispielsweise eine Luftblasvorrichtung sein, die Luft bläst, um das Formprodukt P von dem Förderband 64 zu entfernen, oder kann eine Markierungsvorrichtung sein, die das Formprodukt P einem Markierungsprozess unterzieht.
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Die numerische Steuerung 62 ist eine übergeordnete Master-Vorrichtung, die grundsätzlich die gleiche Hardware-Konfiguration wie die der ersten Ausführungsform (numerische Steuerung 16) aufweist. Die numerische Steuerung 62 dient jedoch als Betriebsanweisungseinheit 68, die anders als die der ersten Ausführungsform ist (Betriebsanweisungseinheit 42).
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Vorgänge des Spritzgießsystems 60
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Das Spritzgießsystem 60 gemäß dem ersten Beispiel ist wie zuvor beschrieben konfiguriert. Mit Ausnahme von Schritt S3 sind die Vorgänge des Spritzgießsystems 60 die gleichen wie die der ersten Ausführungsform (Ablaufschema aus 2), und daher entfällt die Beschreibung dieser Vorgänge.
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Aufgaben des Roboters 14 oder der automatischen Maschine 66 (Schritt S3 aus 2)
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Als Nächstes erfolgt eine ausführliche Beschreibung mit Bezug auf das Ablaufschema aus 5 und das Diagramm der Gesamtkonfiguration aus 4 bezüglich der Aufgaben, die durch den Roboter 14 oder die automatische Maschine 66 in Schritt S3 ausgeführt werden. Des Weiteren ist zu beachten, dass die in dem Ablaufschema gezeigte Arbeitsweise zu einem Zeitpunkt durchgeführt wird, zu dem der Roboter 14 ein Formprodukt P herausnimmt und loslässt. In Schritt S21 aus 5 weist die Betriebsanweisungseinheit 68 der numerischen Steuerung 62 an, dass eine Hauptaufgabe (in diesem Fall das Herausnehmen und Loslassen) durchgeführt wird, indem sie ein Anweisungssignal an den Roboter 14 sendet. Folglich verrichtet der Roboter 14, nachdem er das Anweisungssignal von der numerischen Steuerung 62 empfangen hat, eine Aufgabe, um das Formprodukt P, das aus der geöffneten Form 22 genommen wurde, auf das Förderband 64 loszulassen.
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In Schritt S22 bezieht sich die Einheit 46 zum Bestimmen der Notwendigkeit einer Sortierung der numerischen Steuerung 62 auf den Ist-Wert des Sortier-Flags, und für den Fall, dass der Wert des Flags „0 (kein Sortieren)“ ist (Schritt S22: = 0), wird die Durchführung des Ablaufschemas zu Ende gebracht. Da das Formprodukt P unter einer Bedingung gefertigt wird, bei der die zu verwaltende physikalische Größe in dem Verwaltungsbereich liegt, geht das Formprodukt P ungestört an der automatischen Maschine 66 vorbei, während es auf dem Förderband 64 befördert wird, und wird als normales Formprodukt Pn behandelt. Andererseits fährt der Prozess für den Fall, dass der Wert des Flags „1 (die Notwendigkeit des Sortierens ist gegeben)“ ist (Schritt S22: = 1), mit Schritt S23 fort.
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In Schritt S23 erfasst, ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform (Schritt S13), die numerische Steuerung 62 mindestens eine Art einer physikalischen Größe, die durch den Formverwaltungssensor 24 der Spritzgießmaschine 12 zuletzt gemessen wurde. In Abhängigkeit von dem Durchführungsverlauf der Hauptaufgaben oder der Wiederversuchsvorgänge kann die physikalische Größe in dem Verwaltungsbereich liegen oder kann von dem Verwaltungsbereich abweichen.
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In Schritt S24 bestimmt die Einheit 46 zum Bestimmen der Notwendigkeit einer Sortierung, ob die in Schritt S23 gemessene physikalische Größe in dem Verwaltungsbereich liegt oder nicht. Für den Fall, dass bestimmt wird, dass die physikalische Größe nicht in dem Verwaltungsbereich liegt (d.h. falls sie außerhalb des Verwaltungsbereichs fällt) (Schritt S24: NEIN), fährt der Prozess mit Schritt S25 fort.
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In Schritt S25 weist die Betriebsanweisungseinheit 68, indem sie ein Anweisungssignal an die automatische Maschine 66 sendet, die automatische Maschine 66 an, eine andere Aufgabe (nachstehend als Sortieraufgabe bezeichnet) als die Hauptaufgabe, die in Schritt S21 ausgeführt wurde, durchzuführen. Folglich verrichtet die automatische Maschine 66, nachdem sie das Anweisungssignal von der numerischen Steuerung 62 empfangen hat, die Sortieraufgabe, um das Formprodukt P auf dem Förderband 64 von den normalen Formprodukten Pn zu unterscheiden. Genauer gesagt führt die automatische Maschine 66 einen Vorgang aus, der darin besteht, Luft auf das Formprodukt P zu blasen und das Formprodukt P von dem Förderband 64 zu entfernen (d.h. es zu verwerfen). Da es unter einer Bedingung gefertigt wird, bei der die zu verwaltende physikalische Größe außerhalb des Verwaltungsbereichs fällt, wird das Formprodukt P in der Position der automatischen Maschine 66 ausgeschlossen und wird als Ausnahmeformprodukt Pe (zu verwerfendes Produkt) behandelt.
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Beispielsweise wird für den Fall, dass die physikalische Größe zeitweilig von dem Verwaltungsbereich abweicht, gemäß einer Verwaltungsfunktion der Spritzgießmaschine 12 bewirkt, dass sich die physikalische Größe allmählich dem Verwaltungsbereich nähert, wobei eine gewisse Zeit vergeht. Falls dann bestimmt wird, dass die physikalische Größe in dem Verwaltungsbereich liegt (Schritt S24: JA), fährt der Prozess mit Schritt S26 fort.
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In Schritt S26 aktualisiert die Einheit 46 zum Bestimmen der Notwendigkeit einer Sortierung den Wert des Sortier-Flags von „1“ auf „0“ und beendet dann die Durchführung des vorliegenden Ablaufschemas.
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Mit anderen Worten [1] während einer Periode, bis der Wiederversuchsvorgang vorkommt, werden die gefertigten Formprodukte P als „normale Formprodukte Pn“ behandelt, und die automatische Maschine 66 wird nicht betätigt, wohingegen [2] für den Fall, dass der Wiederversuchsvorgang vorgekommen ist, wird das Formprodukt P, das während einer Periode von einem Zeitpunkt, zu dem das Bestimmungsergebnis erfolgreich wurde, und bis die zu messende physikalische Größe in dem Verwaltungsbereich liegt, gefertigt wurde, als „Ausnahmeformprodukt Pe“ behandelt, und die automatische Maschine wird betätigt. Somit werden nacheinander gefertigte Formprodukte P entweder als Gutteile oder als fehlerhafte Teile sortiert.
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Varianten
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Die Sortieraufgabe aus Schritt S25 kann eine andere Art von Vorgang als das Verwerfen des Ausnahmeformprodukts Pe bedingen. Beispielsweise kann die automatische Maschine 66 eine Aufgabe durchführen, die darin besteht, das Ausnahmeformprodukt Pe einem Markierungsprozess (insbesondere einer Lasermarkierung) zu unterziehen. In diesem Fall werden Ausnahmeformprodukte Pe, die dem Markierungsprozess unterzogen wurden, entweder als Gutteile oder als fehlerhafte Teile sortiert, nachdem sie einem Bewertungsprozess durch maschinelle oder visuelle Kontrolle durch einen Menschen unterzogen wurden.
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Aus der ersten Ausführungsform und dem ersten Beispiel erzielte technische Konzepte
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Die technischen Konzepte, die aus der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform, dem ersten Beispiel und ihren Varianten zu verstehen sind, werden nachstehend beschrieben.
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Das Spritzgießsystem (10, 60) umfasst [1] die Spritzgießmaschine (12), welche die Funktionen aufweist, die darin bestehen, das Formprodukt (P) für jeden der jeweiligen Formzyklen durch Spritzgießen zu fertigen und eine zu verwaltende physikalische Größe zu messen, und [2] den Roboter (14), der in der Lage ist, mindestens eine Hauptaufgabe zu verrichten, die an dem Betrieb der Spritzgießmaschine (12) während der Formzyklen beteiligt ist.
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Zudem umfasst das Spritzgießsystem (10, 60) [3] den Controller (numerische Steuerung 16, 62), der angepasst ist, um den Roboter (14) anzuweisen, eine Bestimmung bezüglich Erfolg oder Fehlschlag der Hauptaufgabe, die durch den Roboter (14) durchgeführt wird, zu verrichten und die Hauptaufgabe erneut zu versuchen, wenn das Bestimmungsergebnis ein Fehlschlag ist, wobei [4] der Controller den Roboter (14) oder eine externe Vorrichtung (automatische Maschine 66) bezüglich der Hauptaufgabe, für die ein Wiederversuch derselben vorgekommen ist, anweist, anstelle von oder zusätzlich zu der Hauptaufgabe eine Sortieraufgabe durchzuführen, um ein Formprodukt (Ausnahmeformprodukt Pe), das zu einem Zeitpunkt gefertigt wurde, als ein Bestimmungsergebnis erfolgreich wurde, und bis eine zu messende physikalische Größe in einem Verwaltungsbereich liegt, oder bis eine Wartezeit abgelaufen ist, von Formprodukten (normalen Formprodukten Pn), die vor dem Vorkommen des Wiederversuchsvorgangs gefertigt wurden, zu unterscheiden.
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Ferner umfasst ein Spritzgießverfahren, bei dem das Spritzgießsystem (10, 60) verwendet wird, [1] einen Bestimmungsschritt (Schritt S4), der darin besteht, den Erfolg oder Fehlschlag der Hauptaufgabe zu bestimmen, die durch den Roboter (14) durchgeführt wird, [2] einen Wiederversuchsschritt (Schritt S5), der darin besteht, einen Wiederversuchsvorgang der Hauptaufgabe durch den Roboter (14) durchzuführen, für den Fall, dass das Bestimmungsergebnis ein Fehlschlag ist, und [3] einen Durchführungsschritt (Schritt S15, Schritt S25), bei dem bezüglich der Hauptaufgabe, für die ein Wiederversuch derselben vorgekommen ist, der Roboter (14) oder die externe Vorrichtung (automatische Maschine 66) anstelle von oder zusätzlich zu der Hauptaufgabe eine Sortieraufgabe durchführt, um ein Formprodukt (Ausnahmeformprodukt Pe), das zu einem Zeitpunkt gefertigt wurde, als ein Bestimmungsergebnis erfolgreich wurde, und bis eine zu messende physikalische Größe in einem Verwaltungsbereich liegt, oder bis eine Wartezeit abgelaufen ist, von Formprodukten (normalen Formprodukten Pn), die vor dem Vorkommen des Wiederversuchsvorgangs gefertigt wurden, zu unterscheiden.
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Gemäß den zuvor beschriebenen Konfigurationen ist es möglich, die Fertigungseffizienz von Formprodukten P unter Verwendung der Wiederversuchsfunktion, die darin besteht, Vorgänge durch den Roboter (14) erneut zu versuchen, zu verbessern und dabei auch ein Phänomen zu bekämpfen, bei dem die Verschlechterung der Produktqualität infolge eines derartigen Wiederversuchs vorkommen kann.
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Ferner kann der Roboter (14) als Sortieraufgabe eine von einer Aufgabe, die darin besteht, das unterschiedene Formprodukt (nachstehend als Ausnahmeformprodukt Pe bezeichnet) an einer anderen Sortierstelle (Förderband 36e) loszulassen, einer Aufgabe, die darin besteht, das Ausnahmeformprodukt Pe einem Markierungsprozess zu unterziehen, oder einer Aufgabe, die darin besteht, das Ausnahmeformprodukt Pe zu verwerfen, durchführen.
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Ferner kann die externe Vorrichtung (automatische Maschine 66) als Sortieraufgabe eine Aufgabe, die darin besteht, das Ausnahmeformprodukt Pe einem Markierungsprozess zu unterziehen, oder eine Aufgabe, die darin besteht, das Ausnahmeformprodukt Pe zu verwerfen, durchführen.
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Ferner kann der Roboter (14) als Hauptaufgabe mindestens eine von einer Aufgabe, die darin besteht, das Formprodukt (P) herauszunehmen und loszulassen, und einer Aufgabe, die darin besteht, ein Einlegeteil (38) einzulegen, durchführen. Ferner kann der Controller (16, 62) anweisen, dass verschiedene Sortieraufgaben in Abhängigkeit von einem Abweichungsbetrag zwischen der gemessenen physikalischen Größe und dem Verwaltungsbereich durchgeführt werden. Da die Qualität des Formprodukts (P) dazu neigt, sich gemäß dem Abweichungsbetrag zu ändern, wird eine sorgfältige und höchst genaue Sortieraufgabe ermöglicht.
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Ferner kann die Spritzgießmaschine (12) mit einer Funktion ausgestattet sein, die darin besteht, die physikalische Größe zu messen, welche die Produktqualität des Formprodukts (P) betrifft. Durch die Verwendung einer physikalischen Größe, welche die Produktqualität des Formprodukts (P) direkt oder indirekt beeinflusst, wird eine besser geeignete Sortieraufgabe ermöglicht.
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Ferner kann die Spritzgießmaschine (12) die Form (22) umfassen, in der eine Mehrzahl von Hohlräumen gebildet ist. Wenn sich die Anzahl von Hohlräumen erhöht, verlängert sich die Zeit, die für die Aufgaben des Roboters (14) benötigt wird, und bis die Hauptaufgaben beendet sind. Entsprechend der Zeit, die für die Aufgaben benötigt wird, verlängert sich die Zeit, die mit dem Wiederversuch verbunden ist, und entsprechend nimmt das Risiko zu, dass die physikalische Größe von dem Verwaltungsbereich abweichen könnte. Daher wird die Wirkung des Behandelns der Produktqualität, wie zuvor beschrieben, auf bemerkenswerte Art und Weise verwirklicht.
