DE102018108106B4

DE102018108106B4 - Verfahren zum Regeln einer Temperatur einer Spritzgießmaschine und Regelsystem

Info

Publication number: DE102018108106B4
Application number: DE102018108106.5A
Authority: DE
Inventors: Maksym Khomenko; Roustiam Charikov; Hans-Werner Müller; Dietmar Dering
Original assignee: Nolden Regelsysteme GmbH
Current assignee: Nolden Regelsysteme GmbH
Priority date: 2018-04-05
Filing date: 2018-04-05
Publication date: 2020-01-23
Anticipated expiration: 2038-04-06
Also published as: CN110341153A; CN110341153B; DE102018108106A1

Abstract

Verfahren zum Regeln einer Temperatur einer Spritzgießmaschine (9), wobei- die Temperatur an einer ersten Stelle der Spritzgießmaschine (9) erfasst wird, wobei die erste Stelle insbesondere eine Stelle einer Spritzeinheit (10) oder einer Schließeinheit (11) der Spritzgießmaschine (9) oder eine Stelle einer Extruderdüse (17) der Spritzeinheit (10) oder eine Stelle eines Spritzgießwerkzeugs (18) der Schließeinheit (11) oder eine Stelle eines Kaltkanalsystems (29) oder eines Heißkanalsystems (29) oder eines Kaltkanals (22) des Spritzgießwerkzeugs (18) oder eine Stelle einer Kaltkanaldüse (30) des Kaltkanalsystems (29) oder eine Stelle einer Heißkanaldüse (30) oder eines Heißkanals (22) des Heißkanalsystems (29) ist;- in einer ersten Phase die Temperatur unter Verwendung eines Primär-Reglers (24) geregelt wird;- der Primär-Regler (24) ein Künstliches Neuronales Netz aufweist;- in einer zweiten Phase nach der ersten Phase die Temperatur unter Verwendung eines Sekundär-Reglers (25) geregelt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln einer Temperatur einer Spritzgießmaschine oder einer Temperatur eines Teils einer Spritzgießmaschine sowie ein Regelsystem für eine Spritzgießmaschine. Diese Temperatur ist insbesondere eine Temperatur an oder in einer Spritzeinheit der Spritzgießmaschine oder eine Temperatur an oder in einer Schließeinheit der Spritzgießmaschine oder eine Temperatur an oder in einer Extruderdüse der Spritzeinheit oder eine Temperatur an oder in einem Spritzgießwerkzeug der Schließeinheit oder eine Temperatur an oder in einem Kaltkanalsystem des Spritzgießwerkzeugs oder eine Temperatur an oder in einem Heißkanalsystem des Spritzgießwerkzeugs oder eine Temperatur an oder in einer Kaltkanaldüse des Kaltkanalsystems oder eine Temperatur an oder in einem Kaltkanal des Kaltkanalsystems oder eine Temperatur an oder in einer Heißkanaldüse des Heißkanalsystems oder eine Temperatur an oder in einem Heißkanal des Heißkanalsystems.
Spritzgießmaschinen werden bekanntlich zur Fertigung von Kunststoff-Formteilen durch Kunststoffspritzgießen eingesetzt. Derartige Formteile werden in allen Bereichen der Herstellung von Industrie- und Konsumgütern verwendet und haben aus Metall gefertigte Formteile in großem Umfang ersetzt, da sie geringere Herstellungskosten, einfachere Formbarkeit, weniger Energieaufwand und niedrigeres Gewicht bieten.
Die typische Spritzgießmaschine weist eine Spritzeinheit und eine Schließeinheit auf. Die Spritzeinheit weist einen Schneckenzylinder mit einer Einfüllöffnung an seinem stromaufwärtigen Ende, eine Zylindertemperiereinrichtung an dem Schneckenzylinder, eine Schneckenwelle, die in dem Schneckenzylinder drehbar gelagert ist, und eine Extruderdüse am stromabwärtigen Ende des Schneckenzylinders auf. Die Schließeinheit weist ein Spritzgießwerkzeug und eine Verriegelungseinheit auf. Das Spritzgießwerkzeug weist eine Matrize und eine Matrizentemperiereinrichtung an der Matrize auf. Die Matrize weist eine stationäre, erste Formhälfte und eine bewegliche, zweite Formhälfte auf. Die zweite Formhälfte ist an der Verriegelungseinheit befestigt und kann von dieser an die erste Formhälfte geschoben, gegen sie gedrückt und wieder von ihr zurückgezogen werden. Die beiden Formhälften begrenzen im zusammengesetzten Zustand eine Kavität, die der Außenkontur des zu spritzenden Formteils entspricht. Die erste Formhälfte weist einen Angusskanal auf, der stromaufwärts mit der Extruderdüse verbunden ist und stromabwärts in die Kavität mündet. Spritzgießmaschinen sind sowohl für Thermoplaste als auch für vernetzte Kunststoffe, wie beispielsweise Duroplaste und Elastomere, geeignet. Die Zylindertemperiereinrichtung weist beim Spritzgießen von Thermoplasten eine Heizeinrichtung und beim Spritzgießen von vernetzten Kunststoffen eine Kühleinrichtung auf. Die Matrizentemperiereinrichtung weist beim Spritzgießen von Thermoplasten eine Kühleinrichtung und beim Spritzgießen von vernetzten Kunststoffen eine Heizeinrichtung auf.
Das typische Spritzgießen von Thermoplasten weist vier Prozessschritte auf: Plastifizieren, Einspritzen, Abkühlen, Entformen. Zu Beginn ist die Matrize geschlossen und die zweite Formhälfte gegen die erste Formhälfte gedrückt. Im Prozessschritt Plastifizieren wird das Ausgangsmaterial, das meist als Granulat oder Streifen vorliegt, durch die Einfüllöffnung in den Schneckenzylinder gefüllt und von der rotierenden Schneckenwelle zur Schneckenspitze und Extruderdüse hin gefördert. Dabei wird der Schneckenzylinder mithilfe der Zylindertemperiereinrichtung auf eine vorbestimmte Temperatur, die geregelt wird und typischerweise 200 bis 300 °C beträgt, erhitzt. Das Material wird durch die Wärme des Schneckenzylinders und die Friktionswärme, die beim Zerteilen und Scheren des Materials entsteht, erwärmt und aufgeschmolzen. Die Schmelze sammelt sich als Gießmasse vor der Schneckenspitze, da die Extruderdüse zu diesem Zeitpunkt geschlossen ist. Die Schneckenwelle ist axial beweglich gelagert und weicht daher durch den Druck zurück. Diese Rückwärtsbewegung wird - beispielsweise durch einen Hydraulikzylinder - gebremst, so dass sich in der Gießmasse ein Staudruck aufbaut. Dieser Staudruck in Verbindung mit der Rotation der Schneckenwelle verdichtet und homogenisiert die Gießmasse. Sobald sich eine für das Volumen des Formteiles ausreichende Menge an Gießmasse angesammelt hat, wird die Rotation beendet. Im Prozessschritt Einspritzen wird die Schneckenwelle rückseitig unter Druck gesetzt und die Extruderdüse geöffnet. Dadurch fließt die Gießmasse unter hohem Druck, der typischerweise 500 bis 2000 hPa beträgt, durch die Extruderdüse und den Angusskanal in die Kavität. Dabei wird versucht, ein möglichst laminares Fließen der Gießmasse zu erreichen. Das heißt, die Gießmasse wird in der Matrize dort, wo sie die gekühlte Wand der Matrize berührt, sofort abgekühlt und bleibt erstarrt „kleben“. Die nachrückende Gießmasse wird durch den dadurch verjüngten Schmelzkanal mit noch höherer Geschwindigkeit und noch mehr Scherdeformation gedrückt und vorne an der Schmelzfront zum Rand hin durch Dehnung deformiert. Es überlagern sich Wärmeabfuhr über die Werkzeugwand und Wärmezufuhr durch Schererwärmung. Die hohe Einspritzgeschwindigkeit erzeugt in der Gießmasse eine Schergeschwindigkeit, die die Gießmasse leichter fließen lässt. Im Prozessschritt Abkühlen wird die Matrize mithilfe der Matrizentemperiereinrichtung auf eine vorbestimmte Temperatur, die geregelt wird und typischerweise 20 bis 120 °C beträgt, gekühlt. Da die Matrize kälter als die Gießmasse ist, kühlt die geschmolzene Gießmasse in der Matrize ab und erstarrt bei Erreichen des Gefrierpunktes. Dies geht mit einer Volumenschwindung durch Wärmeschrumpfung einher, die sich nachteilig auf Maßhaltigkeit und Oberflächenqualität des Formteiles auswirkt. Um diese Schwindung zu kompensieren, wird auch nach Füllung der Kavität ein reduzierter Druck aufrechterhalten, damit Gießmasse nachfließen und die Schwindung ausgleichen kann. Dieses Nachdrücken erfolgt so lange, bis der Siegelpunkt erreicht ist, bei dem der im Angusskanal verbliebene Anguss erstarrt ist. Nach Beendigung des Nachdrückens wird die Extruderdüse geschlossen und das Plastifizieren für das nächste Formteil gestartet. Das Material in der Matrize kühlt weiter ab, bis auch die Seele, also der anfangs noch flüssige Kern des Formteiles, erstarrt ist und das Formteil eine zum Entformen hinreichende Steifigkeit erlangt hat. Im Prozessschritt Entformen wird die zweite Formhälfte von der ersten Formhälfte zurückgezogen und das Formteil durch in die Kavität eindringende Auswerferstifte ausgeworfen. Nach dem Entformen wird die zweite Formhälfte wieder an die erste Formhälfte geschoben und gegen sie gedrückt, und ein neuer Zyklus kann beginnen. Der Anguss wird vom Formteil entweder durch separate Nachbearbeitung oder automatisch beim Entformen abgetrennt. Es ist jedoch auch das sogenannte angusslose Spritzgießen möglich, bei dem die Gießmasse im Angusskanal ständig auf eine vorbestimmte Temperatur, die geregelt wird und über dem Gefrierpunkt liegt, erhitzt wird und somit für den nächsten Schuss verwendet werden kann. Hierzu weist das Spritzgießwerkzeug ein Heißkanalsystem auf, das einen Verteilblock, eine Verteilblockheizeinrichtung an dem Verteilblock, eine Heißkanaldüse und eine Heizpatrone an der Heizkanaldüse aufweist. Der Angusskanal ist in dem Verteilblock ausgebildet und wird hier auch als Heißkanal bezeichnet. Die Heißkanaldüse sitzt am stromabwärtigen Ende des Angusskanals und mündet in die Kavität. Der Verteilblock und die Heißkanaldüse werden mithilfe der Verteilblockheizeinrichtung und der Heizpatrone jeweils auf eine vorbestimmte Temperatur geregelt.
Das typische Spritzgießen von vernetzten Kunststoffen ähnelt prinzipiell dem Spritzgießen von Thermoplasten und unterscheidet sich von diesem vor Allem in den Betriebsparametem, wie beispielsweise den Temperaturen. Vernetzte Kunststoffe wie Duroplaste und Elastomere härten in der Regel durch Einwirken von Wärme aus. Nach dem Aushärten ist ein erneutes Aufschmelzen nicht mehr möglich. Die noch nicht ausgehärtete, fließfähige Gießmasse muss deshalb mit einer im Vergleich zum Spritzgießen von Thermoplasten niedrigeren Temperatur, die je nach Material 30 bis 110 °C beträgt, in die Matrize eingespritzt und dort durch eine im Vergleich zum Spritzgießen von Thermoplasten höhere Temperatur, die je nach Material 130 bis 250 °C beträgt, ausgehärtet werden. Angussloses Spritzgießen ist wie beim Spritzgießen von Thermoplasten ebenfalls möglich, allerdings wird das Heißkanalsystem durch ein Kaltkanalsystem ersetzt, mit dem die Gießmasse im Angusskanal gekühlt und so eine Vernetzung verhindert wird. Das Kaltkanalsystem weist anstelle der Verteilblockheizeinrichtung, der Heißkanaldüse und der Heizpatrone eine Verteilblockkühleinrichtung, eine Kaltkanaldüse und eine Kühlpatrone an der Kaltkanaldüse auf. Der Angusskanal wird hier auch als Kaltkanal bezeichnet.
Spritzgießmaschine werden bekanntlich aber auch zur Fertigung von Metall-Formteilen und Keramik-Formteilen durch Pulverspritzgießen eingesetzt.
Beim Pulverspritzgießen wird zunächst ein sogenannter Feedstock durch Mischen von feinem Metall- oder Keramikpulver mit einem verflüssigbaren Binder hergestellt und der Spritzgießmaschine zugeführt. Der Feedstock wird - ähnlich wie beim Spritzgießen von Thermoplasten - in flüssigem Zustand, der üblicherweise durch Erhitzen erreicht wird, in die Matrize gespritzt, wo er durch gezielte Temperaturführung erstarrt und den sogenannten Grünling bildet.
Die erwähnten Temperaturen beim Spritzgießen werden üblicherweise mithilfe entsprechend konfigurierter PID-Regler geregelt.
DE 602 00 867 T2 beschreibt ein Temperaturregelungsverfahren für eine Spritzgießmaschine, die eine Vielzahl von Wärmezonen hat. Bei diesem Verfahren weist die Spritzgießmaschine einen Einspritzeinheitteil auf, in dem ein Zylinder in die Wärmezonen unterteilt ist. Die Wärmezonen sind mit Heizvorrichtungen versehen. Für diese Wärmezonen werden individuell voreingestellte Temperaturen gesetzt, und die jeweiligen Temperaturen der Wärmezonen werden als voreingestellte Werte für das Spritzgießen gehalten. Einer Eingabeschaltung werden Temperaturerfassungssignale von Temperatursensoren in den Wärmezonen zugeführt. Ferner ist eine Ausgabeschaltung mit Schaltern von Heizvorrichtungen in den Wärmezonen verbunden. Mit dieser Anordnung steuert eine PC-CPU den sequentiellen Betrieb der gesamten Spritzgießmaschine. Die PC-CPU führt in Übereinstimmung mit den voreingestellten Temperaturen und mit Temperaturen, die durch die Temperatursensoren erfasst sind, eine PID-Regelung aus. Ferner steuert die PC-CPU die Schalter, um den Heizvorrichtungen Strom zuzuführen, und wärmt die Wärmezonen jeweils auf die voreingestellte Temperatur auf. Bei diesem bekannten Verfahren erfolgt somit das Regeln des Aufwärmens unter Verwendung eines PID-Reglers.
Die DE 197 09 609 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Messung der Temperatur des geschmolzenen Kunststoffs bei einem Kunststoff-Spritzgießverfahren. Hierbei sind zwei zueinander beabstandet angeordnete Sensoren zur jeweiligen Messung der Temperatur in der Wand des Spritzgießwerkzeugs vorgesehen. Hierbei wird über die beiden Sensoren dann die Fließgeschwindigkeit des geschmolzenen Kunststoffes aus den gemessenen Werten abgeleitet.
Aus der DE 10 2004 026 641 A1 ist eine Vorrichtung zum Kunststoff-Spritzgießen sowie ein Verfahren zur Prozess-Automatisierung des Kunststoff-Spritzgießens bekannt. Hierbei ist eine elektronische Einrichtung zur Analyse und Regelung der Mehrzahl der Prozessparameter zur elektronischen Steuerung der Spritzgießeinrichtung unter Verwendung wenigstens eines Teils der ermittelten Prozessparameter vorgesehen. Die elektronische Einrichtung zur Analyse und Regelung der Prozessparameter ist als ein sich selbst kontrollierendes und selbst regulierendes elektronisches Neuro-Fuzzy-System ausgebildet.
Schließlich wird in der EP 0 897 786 A2 ein Verfahren zum Regeln einer Spritzgießanlage für Kunststoffmaterialien offenbart, bei der eine Einspritzvorrichtung mit Hilfe einer Regeleinheit aufgrund vorgegebener Regelparameter, wie Einspritzgeschwindigkeit, Nachdruckhöhe, Nachdruckzeit und Formtemperatur gesteuert bzw. geregelt wird. Hierbei werden die Regelparameter auf Bestehen eines Nachregelungsbedarfes überprüft und ggf. korrigiert. Dabei werden jeweils aus dem Druckverlauf bzw. eines Referenzverlaufs Führungsgrößen bestimmt, aus denen mittels eines neuronalen Netzes eine Bewertung für den Regelparameter abgeleitet
wird.Weiterer relevanter Stand der Technik findet sich in der CN 105 751 470 A . PID-Regler haben sich zwar seit langer Zeit in der Temperaturregelung in vielen unterschiedlichen Regelstrecken gut bewährt, zeigen aber unvermeidliche Nachteile. Zum einen lässt sich ein Überschwingen während des Einschwingens der Regelstrecke nicht vermeiden. Das Überschwingen kann zwar gedämpft, aber nicht vollständig beseitigt werden. Mit zunehmender Dämpfung steigt jedoch die Zeit, bis die Regelstrecke eingeschwungen ist, und sinkt die Genauigkeit der Regelung, sobald die Regelstrecke eingeschwungen ist. Daher muss üblicherweise ein Kompromiss zwischen Überschwingen, Einschwingzeit und Regelgenauigkeit gesucht werden. Zum anderen hängt die Regelgenauigkeit von den ausgewählten PID-Parametern ab. Für die Ermittlung der PID-Parameter, die zu der aktuellen Regelstrecke passen, gibt es zwar zahlreiche numerische und experimentelle Verfahren, jedes dieser Verfahren zeigt jedoch typische Vor- und Nachteile und ist nicht für jede Regelstrecke gleich gut geeignet. Die Ermittlung passender PID-Parameter für die jeweilige Regelstrecke ist daher sehr aufwändig und schwierig und kann oft nicht automatisiert erfolgen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die oben genannten Nachteile zu verringern, zu reduzieren und/oder zu beseitigen.
Vor diesem Hintergrund schlägt die Erfindung die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche vor. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Die Erfindung schlägt gemäß einem ersten Aspekt ein Verfahren zum Regeln einer Temperatur einer Spritzgießmaschine oder einer Temperatur an oder in einer Spritzgießmaschine oder einer Temperatur eines Teils einer Spritzgießmaschine oder einer Temperatur an oder in einem Teil einer Spritzgießmaschine vor, wobei

- die Temperatur an einer ersten Stelle der Spritzgießmaschine erfasst wird;
- in einer ersten Phase die an dieser Stelle herrschende Temperatur unter Verwendung eines ersten Reglers oder Primär-Reglers geregelt wird;
- der Primär-Regler ein Künstliches Neuronales Netz aufweist;
- in einer zweiten Phase nach der ersten Phase die Temperatur unter Verwendung eines zweiten Reglers oder Sekundär-Reglers geregelt wird.

Die erste Stelle ist insbesondere eine Stelle einer Spritzeinheit der Spritzgießmaschine oder eine Stelle einer Schließeinheit der Spritzgießmaschine oder eine Stelle einer Extruderdüse der Spritzeinheit oder eine Stelle eines Spritzgießwerkzeugs der Schließeinheit oder eine Stelle eines Kaltkanalsystems des Spritzgießwerkzeugs oder eine Stelle eines Heißkanalsystems des Spritzgießwerkzeugs oder eine Stelle einer Kaltkanaldüse des Kaltkanalsystems oder eine Stelle eines Kaltkanals des Kaltkanalsystems oder eine Stelle einer Heißkanaldüse des Heißkanalsystems oder eine Stelle eines Heißkanals des Heißkanalsystems.
Die an der ersten Stelle herrschende Temperatur, die auch als erste Temperatur bezeichnet wird, bildet somit die oder eine Regelgröße y(t) der Regelung.
Die erste Phase kann auch als dynamische oder transiente Phase oder Einschwingphase bezeichnet werden und ist eine Phase, in der sich die Regelstrecke einschwingt und die Regelgröße an die Führungsgröße herangefahren wird, was auch als „Anregeln“ bezeichnet wird. Die zweite Phase kann auch als stationäre oder quasi-stationäre Phase bezeichnet werden und ist eine Phase, in der die Regelstrecke eingeschwungen ist und die Regelgröße auf der Führungsgröße gehalten wird, was auch als „Ausregeln“ bezeichnet wird. Der Begriff „Künstliches Neuronales Netz“ wird nachfolgend auch mit „KNN“ abgekürzt.
Die Erfindung schlägt gemäß einem zweiten Aspekt ein Regelsystem für eine oder in einer Spritzgießmaschine vor, aufweisend

- einen ersten Regler oder Primär-Regler;
- einen zweiten Regler oder Sekundär-Regler;
- eine Steuereinrichtung;

- die Spritzgießmaschine aufweist
- • einen ersten Temperatursensor, der an einer ersten Stelle der Spritzgießmaschine angeordnet ist und die an dieser Stelle herrschende Temperatur erfasst oder erfassen kann;
- • ein Stellglied, das diese Temperatur ändert oder ändern kann;
- der Primär-Regler ein Künstliches Neuronales Netz aufweist;
- die Steuereinrichtung ausgangsseitig an den Primär-Regler und den Sekundär-Regler gekoppelt ist und eingangsseitig an den ersten Temperatursensor gekoppelt werden kann oder koppelbar ist;
- der Primär-Regler und der Sekundär-Regler ausgangsseitig an das Stellglied gekoppelt werden können oder koppelbar sind;
- die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass
- • sie in einer ersten Phase den Primär-Regler derart ansteuert, dass der Primär-Regler mithilfe des Stellgliedes die Temperatur regelt oder regeln kann;
- • sie in einer zweiten Phase nach der ersten Phase den Sekundär-Regler derart ansteuert, dass der Sekundär-Regler mithilfe des Stellgliedes die Temperatur regelt oder regeln kann.

Die Erfindung ermöglicht zum einen durch das KNN des Primär-Reglers, dass die Regelgröße möglichst schnell die Führungsgröße erreicht und dabei möglichst wenig überschwingt, und zum anderem durch den Sekundär-Regler, dass die Regelgröße möglichst genau der Führungsgröße folgt und dabei die Regelung sehr robust gegen Änderungen der Regelstrecke ist. Denn das KNN kann auf bekannte Weise für ein optimales Transientenverhalten oder Einschwingverhalten und für eine möglichst schnelles Anregeln ohne übermäßiges Überschwingen trainiert werden, und der Sekundär-Regler kann auf bekannte Weise für ein Ausregeln mit hoher Genauigkeit und Robustheit angepasst und parametrisiert werden.
Das KNN kann nach Bedarf auf beliebige Weise ausgebildet sein, beispielsweise so, wie es in HAYKIN S.: „Neural Networks and Learning Machines“, 3. Ausgabe, 2009, PEARSON PRENTICE HALL, NEW JERSEY, vor Allem Kapitel 4 „Multilayer Perceptrons“, Seite 124 ff und Seite 200 ff beschrieben ist.
Das Trainieren des KNN kann nach Bedarf auf beliebige Weise erfolgen, beispielsweise so, wie es in DE 10 2007 001 024 A1 oder DE 10 2007 042 440 B3 oder EP 2 106 576 B1 oder BECK F.: „Neuronale Netze - Eine Einführung >> Lernregeln >> Backpropagation“, 2017, www.neuronatesnetz.de/backpropagation1.html oder HAYKIN S.: „Neural Networks and Learning Machines“, 3. Ausgabe, 2009, PEARSON PRENTICE HALL, NEW JERSEY, vor Allem Kapitel 4.4 „The Back-Propagation Algorithm“, Seite 129 ff, Kapitel 4.16 „Supervised Learning Viewed as an Optimization Problem“ und Seite 197 ff beschrieben ist.
Jedes vorgeschlagene Verfahren kann nach Bedarf auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein, beispielsweise derart, dass die Spritzgießmaschine als Spritzgießmaschine für Thermoplaste oder für Duroplaste oder für Elastomere oder für Feedstocks ausgebildet ist. Alternativ oder zusätzlich ist das vorgeschlagene Verfahren derart ausgebildet, dass die Temperatur gemäß einem ersten Fall an keiner zusätzlichen Stelle oder gemäß einem zweiten Fall an wenigstens einer zusätzlichen Stelle erfasst wird. In dem zweiten Fall ist es vorteilhaft, wenn

- jede zusätzliche Temperatur in einer entsprechenden ersten Phase unter Verwendung eines zusätzlichen Primär-Reglers geregelt wird;
- jeder zusätzliche Primär-Regler das oder ein anderes Künstliches Neuronales Netz aufweist;
- jede zusätzliche Temperatur in einer entsprechenden zweiten Phase nach der jeweiligen ersten Phase unter Verwendung eines zusätzlichen Sekundär-Reglers geregelt wird.

Jedes vorgeschlagene Regelsystem kann nach Bedarf auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein, beispielsweise derart, dass die Spritzgießmaschine als Spritzgießmaschine für Thermoplaste oder für Duroplaste oder für Elastomere oder für Feedstocks. Alternativ oder zusätzlich ist die Spritzgießmaschine derart ausgebildet, dass sie gemäß einem ersten Fall keinen zusätzlichen Temperatursensor oder gemäß einem zweiten Fall wenigstens einen zusätzlichen Temperatursensor aufweist. In dem zweiten Fall ist es vorteilhaft, wenn

- das Regelsystem zu jedem zusätzlichen Temperatursensor einen zusätzlichen Primär-Regler und einen zusätzlichen Sekundär-Regler aufweist;
- jeder zusätzliche Temperatursensor an einer anderen Stelle der Spritzgießmaschine angeordnet ist und die an dieser Stelle herrschende Temperatur erfasst oder erfassen kann;
- die Spritzgießmaschine zu jedem zusätzlichen Temperatursensor ein zusätzliches Stellglied, das die jeweilige Temperatur ändert oder ändern kann, aufweist;
- jeder zusätzliche Primär-Regler das oder ein anderes Künstliches Neuronales Netz aufweist;
- die Steuereinrichtung ausgangsseitig an die zusätzlichen Primär-Regler und Sekundär-Regler gekoppelt ist und eingangsseitig an die zusätzlichen Temperatursensoren gekoppelt werden kann oder koppelbar ist;
- jeder zusätzliche Primär-Regler und Sekundär-Regler ausgangsseitig an das jeweilige zusätzliche Stellglied gekoppelt werden können oder koppelbar sind;
- die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass
- • sie jeden zusätzlichen Primär-Regler in einer entsprechenden ersten Phase derart ansteuert, dass dieser Primär-Regler mithilfe des jeweiligen Stellgliedes die jeweilige Temperatur regelt oder regeln kann;
- • sie jeden zusätzlichen Sekundär-Regler in einer entsprechenden zweiten Phase nach der jeweiligen ersten Phase derart ansteuert, dass dieser Sekundär-Regler mithilfe des jeweiligen Stellgliedes die jeweilige Temperatur regelt oder regeln kann.

Bei einer Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens ist spezifiziert, dass

- während wenigstens einer der ersten Phasen überprüft wird, ob ein entsprechendes erstes Umschaltkriterium erfüllt ist;
- falls dieses erste Umschaltkriterium erfüllt ist, diese erste Phase beendet und die jeweilige zweite Phase gestartet wird.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist spezifiziert, dass

- wenigstens eines der ersten Umschaltkriterien von einem entsprechenden vorbestimmten Zeitpunkt nach dem Start der jeweiligen ersten Phase abhängt.

Die Zeitspanne zwischen diesem Zeitpunkt und dem Start der jeweiligen ersten Phase kann ein Erfahrungswert sein und beträgt beispielsweise 50 s oder 100 s oder 150 s oder 200 s oder 250 s oder 300 s oder 350 s oder 400 s oder 450 s oder 500 s oder 550 s oder 600 s. Vorzugsweise wird mit diesem Zeitpunkt eine Höchstdauer für das Überprüfen des jeweiligen ersten Umschaltkriteriums festgelegt.
Bei einer Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens ist spezifiziert, dass

- für das Regeln in wenigstens einer der ersten Phasen und / oder für das Regeln in wenigstens einer der zweiten Phasen eine entsprechende Führungsgröße für die jeweilige Temperatur vorbestimmt wird;
- eine entsprechende Regeldifferenz gemäß der Gleichung $e = w_{M} - y_{M}$
ermittelt wird, worin w_M der Sollwert für die jeweilige Temperatur ist, und y_M der Istwert der jeweiligen Temperatur ist.

Der Sollwert w_M ist der Momentanwert oder Augenblickswert der jeweiligen Führungsgröße w(t), und der Istwert y_M ist der Momentanwert oder Augenblickswert der jeweiligen Temperatur, die ja die jeweilige Regelgröße y(t) ist.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist spezifiziert, dass

- wenigstens eines der ersten Umschaltkriterien von der jeweiligen Regeldifferenz und / oder von einer Änderungsrate der jeweiligen Regeldifferenz abhängt.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist spezifiziert, dass

- wenigstens eines der ersten Umschaltkriterien die Ungleichung $| e | \leq E mit E \geq 0$
aufweist, worin E ein vorbestimmter erster Schwellenwert ist; und / oder
- wenigstens eines der ersten Umschaltkriterien die Ungleichung $| f | \leq F mit F \geq 0$
aufweist, worin f die Änderungsrate der jeweiligen Regelgröße ist, für die beispielsweise f = de/dt gilt, und F ein vorbestimmter zweiter Schwellenwert ist.

Der erste Schwellenwert kann nach Bedarf beliebig gewählt werden, beispielsweise derart, dass für ihn E ≥ 2 °C oder E ≥ 5 °C oder E ≥ 10 °C oder E ≤ 12 °C gilt und / oder dass für ihn E ≤ 5 °C oder E ≤ 10 °C oder E ≤ 12 °C oder E ≤ 15 °C gilt und / oder dass für ihn E/w_m ≥ 2% oder E/w_M ≤ 5% oder E/w_M ≥ 10% oder E/w_M ≤ 12% gilt und / oder dass für ihn E/w_M ≤ 5% oder E/w_M ≤ 10% oder E/w_M ≤ 12% oder E/w_M ≤ 15% gilt.
Der zweite Schwellenwert kann nach Bedarf beliebig gewählt werden, beispielsweise derart, dass für ihn F ≥ 0,2 °C/s oder F ≥ 0,5 °C/s oder F ≥ 1,0 °C/s oder F ≥ 1,2 °C/s gilt und / oder dass für ihn F ≤ 0,5 °C/s oder F ≤ 1,0 °C/s oder F ≥ 1,2 °C/s oder F ≤ 1,5 °C/s gilt.
Bei einer Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens ist spezifiziert, dass

- während wenigstens einer der zweiten Phasen überprüft wird, ob ein entsprechendes zweites Umschaltkriterium erfüllt ist;
- falls dieses zweite Umschaltkriterium erfüllt ist, diese zweite Phase beendet und die jeweilige erste Phase gestartet wird.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist spezifiziert, dass

- wenigstens eines der zweiten Umschaltkriterien von der jeweiligen Führungsgröße und / oder von einer Änderungsrate der jeweiligen Führungsgröße abhängt.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist spezifiziert, dass

- wenigstens eines der zweiten Umschaltkriterien die Ungleichung $| w (t) - w (t1) | \geq W mit W \geq 0 und t1 < t$
aufweist, worin w die jeweilige Führungsgröße ist, t die Zeit ist, t1 ein vorbestimmter früherer Zeitpunkt ist, und W ein vorbestimmter dritter Schwellenwert ist; und / oder
- wenigstens eines der zweiten Umschaltkriterien die Ungleichung $| x | \geq X mit X \geq 0$
aufweist, worin x die Änderungsrate der jeweiligen Führungsgröße ist, für die beispielsweise x = dw/dt gilt, und X ein vorbestimmter vierter Schwellenwert ist.

Der dritte Schwellenwert kann nach Bedarf beliebig gewählt werden, beispielsweise derart, dass für ihn W ≥ 10 °C oder W ≥ 12 °C oder W≥ 15 °C oder W ≥ 18 °C oder W ≥ 21 °C oder W ≥ 25 °C oder W ≥ 30 °C gilt und / oder dass für ihn W ≤ 12 °C oder W ≤ 15 °C oder W ≤ 18 °C oder W ≤ 21 °C oder W ≤ 25 °C oder W ≤ 30 °C oder W ≥ 32 °C gilt und / oder dass für ihn W/w(t1) ≥ 1 % oder W/w(t1) ≥ 2% oder W/w(t1) ≥ 5% oder W/w(t1) ≥ 10% gilt und / oder dass für ihn W/w(t1) ≥ 2% oder W/w(t1) ≥ 5% oder W/w(t1) ≥ 10% oder W/w(t1) ≥ 12% gilt.
Der vierte Schwellenwert kann nach Bedarf beliebig gewählt werden, beispielsweise derart, dass für ihn X ≥ 2 °C/s oder X ≥ 5 °C/s oder X ≥ 10 °C/s oder X ≥ 12 °C/s gilt und / oder dass für ihn X ≤ 5 °C/s oder X ≤ 10 °C/s oder X ≤ 12 °C/s oder X ≤ 15 °C/s gilt.
Bei einer Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens ist spezifiziert, dass

- in wenigstens einer der ersten Phasen das Regeln ohne Verwendung des jeweiligen Sekundär-Reglers und / oder ausschließlich unter Verwendung des jeweiligen Primär-Reglers und / oder ohne Verwendung eines anderen Reglers erfolgt und / oder der jeweilige Sekundär-Regler deaktiviert ist.

- in wenigstens einer der zweiten Phasen das Regeln ohne Verwendung des jeweiligen Primär-Reglers und / oder ausschließlich unter Verwendung des jeweiligen Sekundär-Reglers erfolgt und / oder der jeweilige Primär-Regler deaktiviert ist.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist spezifiziert, dass

- wenigstens eine der zweiten Phasen an die jeweilige erste Phase anschließt.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist spezifiziert, dass

- wenigstens einer der Primär-Regler keinen integralen Anteil aufweist.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist spezifiziert, dass

- wenigstens einer der Sekundär-Regler nicht der jeweilige Primär-Regler ist und / oder wenigstens einer der Primär-Regler und der jeweilige Sekundär-Regler separat oder getrennt voneinander ausgebildet sind und / oder wenigstens einer der Sekundär-Regler unabhängig von dem jeweiligen Primär-Regler arbeitet und / oder wenigstens einer der Primär-Regler unabhängig von dem jeweiligen Sekundär-Regler arbeitet und / oder wenigstens einer der Primär-Regler und der jeweilige Sekundär-Regler sich voneinander unterscheiden und / oder wenigstens einer der Primär-Regler und der jeweilige Sekundär-Regler unterschiedlich oder nicht gleich sind.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist spezifiziert, dass

- wenigstens einer der Sekundär-Regler einen P-Regler und / oder einen I-Regler und / oder einen D-Regler und / oder einen PI-Regler und / oder einen PD-Regler und / oder einen ID-Regler und / oder einen PID-Regler und / oder einen I-KNN-Regler, der ein Künstliches Neuronales Netz und einen integralen Anteil aufweist, und / oder einen PT1 -Regler und / oder einen PT2-Regler und / oder einen Fuzzy-Regler und / oder einen adaptiven Regler und / oder einen Deadbeat-Regler aufweist.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist spezifiziert, dass

- der integrale Anteil wenigstens eines der I-KNN-Regler einen I-Regler und / oder einen PI-Regler und / oder einen ID-Regler und / oder einen PID-Regler aufweist.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist spezifiziert, dass

- wenigstens eines der Künstlichen Neuronalen Netze ein einlagiges Feedforward-Perzeptron und / oder ein mehrlagiges Feedforward-Perzeptron aufweist.

Jedes Künstliche Neuronale Netz kann nach Bedarf auf beliebige Weise ausgebildet sein und beispielsweise kein zusätzliches oder wenigstens ein zusätzliches einlagiges Feedforward-Perzeptron und / oder kein zusätzliches oder wenigstens ein zusätzliches mehrlagiges Feedforward-Perzeptron aufweisen.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist spezifiziert, dass

- wenigstens eines der Künstlichen Neuronalen Netze mithilfe von MATLAB® trainiert wird.

Dieses Trainieren kann nach Bedarf auf beliebige Weise erfolgen, beispielsweise vor Inbetriebnahme des Verfahrens oder der Spritzgießmaschine. Es ist aber auch möglich, dass das Trainieren mit einem geeigneten Optimierungsalgorithmus bei Inbetriebnahme des Verfahrens oder der Spritzgießmaschine durchgeführt wird, oder dass die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass in ihr ein geeigneter Optimierungsalgorithmus implementiert ist oder wurde und sie mit diesem Optimierungsalgorithmus das Trainieren bei Inbetriebnahme des Temperaturreglers durchführt.
Bei einer Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens ist spezifiziert, dass

- die Spritzgießmaschine eine Spritzeinheit aufweist;
- die erste Stelle eine Stelle der Spritzeinheit oder eine Stelle an oder in der Spritzeinheit ist oder die Temperatur an einer Stelle der Spritzeinheit oder an einer Stelle an oder in der Spritzeinheit erfasst wird. Bei einer Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens ist spezifiziert, dass
- die Spritzeinheit eine Extruderdüse aufweist;
- die erste Stelle eine Stelle der Extruderdüse oder eine Stelle an oder in der Extruderdüse ist oder die Temperatur an einer Stelle der Extruderdüse oder an einer Stelle an oder in der Extruderdüse erfasst wird.

- die Spritzgießmaschine eine Schließeinheit aufweist;
- die erste Stelle eine Stelle der Schließeinheit oder eine Stelle an oder in der Schließeinheit ist oder die Temperatur an einer Stelle der Schließeinheit oder an einer Stelle an oder in der Schließeinheit erfasst wird.

- die Schließeinheit ein Spritzgießwerkzeug aufweist;
- die erste Stelle eine Stelle des Spritzgießwerkzeugs oder eine Stelle an oder in dem Spritzgießwerkzeug ist oder die Temperatur an einer Stelle des Spritzgießwerkzeugs oder an einer Stelle an oder in dem Spritzgießwerkzeug erfasst wird.

- die Spritzgießmaschine oder das Spritzgießwerkzeug ein Kaltkanalsystem aufweist;
- die erste Stelle eine Stelle des Kaltkanalsystems oder eine Stelle an oder in dem Kaltkanalsystem ist oder die Temperatur an einer Stelle des Kaltkanalsystems oder an einer Stelle an oder in dem Kaltkanalsystem erfasst wird.

- das Kaltkanalsystem eine Kaltkanaldüse und /oder einen Kaltkanal aufweist;
- die erste Stelle eine Stelle der Kaltkanaldüse oder des Kaltkanals oder eine Stelle an oder in der Kaltkanaldüse oder dem Kaltkanal ist oder die Temperatur an einer Stelle der Kaltkanaldüse oder des Kaltkanals oder an einer Stelle an oder in der Kaltkanaldüse oder dem Kaltkanal erfasst wird.

Das Kaltkanalsystem kann nach Bedarf auf beliebige Weise ausgebildet sein und beispielsweise keine zusätzliche oder wenigstens eine zusätzliche Kaltkanaldüse und / oder keinen zusätzlichen oder wenigstens einen zusätzlichen Kaltkanal aufweisen.
Bei einer Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens ist spezifiziert, dass

- die Spritzgießmaschine oder das Spritzgießwerkzeug ein Heißkanalsystem aufweist;
- die erste Stelle eine Stelle des Heißkanalsystems oder eine Stelle an oder in dem Heißkanalsystem ist oder die Temperatur an einer Stelle des Heißkanalsystems oder an einer Stelle an oder in dem Heißkanalsystem erfasst wird.

- das Heißkanalsystem eine Heißkanaldüse und /oder einen Heißkanal aufweist;
- die erste Stelle eine Stelle der Heißkanaldüse oder des Heißkanals oder eine Stelle an oder in der Heißkanaldüse oder dem Heißkanal ist oder die Temperatur an einer Stelle der Heißkanaldüse oder des Heißkanals oder an einer Stelle an oder in der Heißkanaldüse oder dem Heißkanal erfasst wird.

Das Heißkanalsystem kann nach Bedarf auf beliebige Weise ausgebildet sein und beispielsweise keine zusätzliche oder wenigstens eine zusätzliche Heißkanaldüse und / oder keinen zusätzlichen oder wenigstens einen zusätzlichen Heißkanal aufweisen.
Bei einer Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens ist spezifiziert, dass

- die Spritzgießmaschine wie eine der vorgeschlagenen Spritzgießmaschinen ausgebildet ist.

Die Erfindung schlägt gemäß einem dritten Aspekt eine Spritzgießmaschine vor, aufweisend

- ein Regelsystem, aufweisend
- • einen ersten Regler oder Primär-Regler;
- • einen zweiten Regler oder Sekundär-Regler;
- • eine Steuereinrichtung;
- einen ersten Temperatursensor, der an einer ersten Stelle der Spritzgießmaschine angeordnet ist und die an dieser Stelle herrschende Temperatur erfasst oder erfassen kann;
- ein Stellglied, das diese Temperatur ändert oder ändern kann;

- der Primär-Regler ein Künstliches Neuronales Netz aufweist;
- die Steuereinrichtung ausgangsseitig an den Primär-Regler und den Sekundär-Regler gekoppelt ist und eingangsseitig an den ersten Temperatursensor gekoppelt ist;
- der Primär-Regler und der Sekundär-Regler ausgangsseitig an das Stellglied gekoppelt sind;
- die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass
- • sie in einer ersten Phase den Primär-Regler derart ansteuert, dass der Primär-Regler mithilfe des Stellgliedes die Temperatur regelt oder regeln kann;
- • sie in einer zweiten Phase nach der ersten Phase den Sekundär-Regler derart ansteuert, dass der Sekundär-Regler mithilfe des Stellgliedes die Temperatur regelt oder regeln kann.

Die Erfindung schlägt gemäß einem vierten Aspekt eine Spritzgießmaschine vor, aufweisend

- ein Regelsystem, das wie eines der vorgeschlagenen Regelsysteme ausgebildet ist;
- einen ersten Temperatursensor, der an einer ersten Stelle der Spritzgießmaschine angeordnet ist und die an dieser Stelle herrschende Temperatur erfasst oder erfassen kann;
- ein Stellglied, das diese Temperatur ändert oder ändern kann;

- die Steuereinrichtung eingangsseitig an den ersten Temperatursensor gekoppelt ist;
- der Primär-Regler und der Sekundär-Regler ausgangsseitig an das Stellglied gekoppelt sind.

Jede vorgeschlagene Spritzgießmaschine kann nach Bedarf auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein, beispielsweise als Spritzgießmaschine für Thermoplaste oder für Duroplaste oder für Elastomere oder für Feedstocks. Alternativ oder zusätzlich ist die vorgeschlagene Spritzgießmaschine derart ausgebildet, dass sie gemäß einem ersten Fall keinen zusätzlichen Temperatursensor oder gemäß einem zweiten Fall wenigstens einen zusätzlichen Temperatursensor aufweist. In dem zweiten Fall ist es vorteilhaft, wenn

- das Regelsystem zu jedem zusätzlichen Temperatursensor einen zusätzlichen Primär-Regler und einen zusätzlichen Sekundär-Regler aufweist;
- jeder zusätzliche Temperatursensor an einer anderen Stelle der Spritzgießmaschine angeordnet ist und die an dieser Stelle herrschende Temperatur erfasst oder erfassen kann;
- die Spritzgießmaschine zu jedem zusätzlichen Temperatursensor ein zusätzliches Stellglied, das die jeweilige Temperatur ändert oder ändern kann, aufweist;
- jeder zusätzliche Primär-Regler das oder ein anderes Künstliches Neuronales Netz aufweist;
- die Steuereinrichtung ausgangsseitig an die zusätzlichen Primär-Regler und Sekundär-Regler gekoppelt ist und eingangsseitig an die zusätzlichen Temperatursensoren gekoppelt ist;
- jeder zusätzliche Primär-Regler und Sekundär-Regler ausgangsseitig an das jeweilige zusätzliche Stellglied gekoppelt sind;
- die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass
- • sie jeden zusätzlichen Primär-Regler in einer entsprechenden ersten Phase derart ansteuert, dass dieser Primär-Regler mithilfe des jeweiligen Stellgliedes die jeweilige Temperatur regelt oder regeln kann;
- • sie jeden zusätzlichen Sekundär-Regler in einer entsprechenden zweiten Phase nach der jeweiligen ersten Phase derart ansteuert, dass dieser Sekundär-Regler mithilfe des jeweiligen Stellgliedes die jeweilige Temperatur regelt oder regeln kann.

Bei einer Ausführungsform des vorgeschlagenen Regelsystems und / oder bei einer Ausführungsform der vorgeschlagenen Spritzgießmaschine ist spezifiziert, dass

- die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass
- • sie während wenigstens einer der ersten Phasen überprüft, ob ein entsprechendes erstes Umschaltkriterium erfüllt ist;
- • sie, falls sie erkennt, dass dieses erste Umschaltkriterium erfüllt ist, diese erste Phase beendet und die jeweilige zweite Phase startet.

- die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass
- • sie für das Regeln in wenigstens einer der ersten Phasen und / oder für das Regeln in wenigstens einer der zweiten Phasen eine entsprechende Führungsgröße für die jeweilige vorbestimmt;
- • sie eine entsprechende Regeldifferenz gemäß der Gleichung $e = w_{M} - y_{M}$
ermittelt, worin w_M der Sollwert für die jeweilige Temperatur ist, und y_M der Istwert der jeweiligen Temperatur ist.

- die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass
- • sie wenigstens einer der zweiten Phasen überprüft, ob ein entsprechendes zweites Umschaltkriterium erfüllt ist;
- • sie, falls sie erkennt, dass dieses zweite Umschaltkriterium erfüllt ist, diese zweite Phase beendet und die jeweilige erste Phase startet.

- die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass
- • sie in wenigstens einer der ersten Phasen das Regeln ohne Verwendung des jeweiligen Sekundär-Reglers und / oder ausschließlich unter Verwendung des jeweiligen Primär-Reglers und / oder ohne Verwendung eines anderen Reglers durchführt und / oder den jeweiligen Sekundär-Regler deaktiviert und / oder nicht ansteuert und / oder vom jeweiligen Stellglied trennt.

Jedes Trennen vom jeweiligen Stellglied kann nach Bedarf auf beliebige Weise erfolgen, beispielsweise mithilfe eines ersten Schalters, der zwischen die Steuereinrichtung und den jeweiligen Sekundär-Regler gekoppelt ist, und / oder mithilfe eines zweiten Schalters, der zwischen den jeweiligen Sekundär-Regler und das jeweilige Stellglied gekoppelt ist. Jeder dieser Schalter kann beispielsweise durch Hardware und / oder Software realisiert sein.
Bei einer Ausführungsform des vorgeschlagenen Regelsystems und / oder bei einer Ausführungsform der vorgeschlagenen Spritzgießmaschine ist spezifiziert, dass

- die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass
- • sie in wenigstens einer der zweiten Phasen das Regeln ohne Verwendung des jeweiligen Primär-Reglers und / oder ausschließlich unter Verwendung des jeweiligen Sekundär-Reglers durchführt und / oder den jeweiligen Primär-Regler deaktiviert und / oder nicht ansteuert und / oder vom jeweiligen Stellglied trennt.

Jedes Trennen vom jeweiligen Stellglied kann nach Bedarf auf beliebige Weise erfolgen, beispielsweise mithilfe des ersten oder eines dritten Schalters, der zwischen den jeweiligen Primär-Regler und das jeweilige Stellglied gekoppelt ist und / oder mithilfe des zweiten oder eines vierten Schalters, der zwischen die Steuereinrichtung und den jeweiligen Primär-Regler gekoppelt ist. Jeder dieser Schalter kann beispielsweise durch Hardware und / oder Software realisiert sein.
Bei einer Ausführungsform des vorgeschlagenen Regelsystems und / oder bei einer Ausführungsform der vorgeschlagenen Spritzgießmaschine ist spezifiziert, dass

- die Spritzgießmaschine eine Spritzeinheit aufweist;
- der erste oder ein anderer Temperatursensor an der Spritzeinheit angeordnet ist.

- die Spritzeinheit eine Extruderdüse aufweist;
- der erste oder ein anderer Temperatursensor an der Extruderdüse angeordnet ist.

- die Spritzgießmaschine eine Schließeinheit aufweist;
- der erste oder ein anderer Temperatursensor an der Schließeinheit angeordnet ist.

- die Schließeinheit ein Spritzgießwerkzeug aufweist;
- der erste oder ein anderer Temperatursensor an dem Spritzgießwerkzeug angeordnet ist.

- die Spritzgießmaschine oder das Spritzgießwerkzeug ein Kaltkanalsystem aufweist;
- der erste oder ein anderer Temperatursensor an oder in dem Kaltkanalsystem angeordnet ist.

- das Kaltkanalsystem eine Kaltkanaldüse und / oder einen Kaltkanal aufweist;
- der erste oder ein anderer Temperatursensor an der Kaltkanaldüse oder dem Kaltkanal angeordnet ist.

Das Kaltkanalsystem kann nach Bedarf auf beliebige Weise ausgebildet sein und beispielsweise keine zusätzliche oder wenigstens eine zusätzliche Kaltkanaldüse und / oder keinen zusätzlichen oder wenigstens einen zusätzlichen Kaltkanal aufweisen.
Bei einer Ausführungsform des vorgeschlagenen Regelsystems und / oder bei einer Ausführungsform der vorgeschlagenen Spritzgießmaschine ist spezifiziert, dass

- die Spritzgießmaschine oder das Spritzgießwerkzeug ein Heißkanalsystem aufweist;
- der erste oder ein anderer Temperatursensor an oder in dem Heißkanalsystem angeordnet ist.

- das Heißkanalsystem eine Heißkanaldüse und / oder einen Heißkanal aufweist;
- der erste oder ein anderer Temperatursensor an der Heißkanaldüse oder dem Heißkanal angeordnet ist.

Das Heißkanalsystem kann nach Bedarf auf beliebige Weise ausgebildet sein und beispielsweise keine zusätzliche oder wenigstens eine zusätzliche Heißkanaldüse und / oder keinen zusätzlichen oder wenigstens einen zusätzlichen Heißkanal aufweisen.
Vorzugsweise ist jeder der anderen Temperatursensoren ausgangsseitig an die Steuereinrichtung gekoppelt oder koppelbar oder kann jeder der anderen Temperatursensoren ausgangsseitig an die Steuereinrichtung gekoppelt werden.
Bei einer Ausführungsform des vorgeschlagenen Regelsystems und / oder bei einer Ausführungsform der vorgeschlagenen Spritzgießmaschine ist spezifiziert, dass

- wenigstens eines der Stellglieder eine Temperiereinrichtung aufweist.

Jede Temperiereinrichtung kann nach Bedarf auf beliebige Weise ausgebildet sein und beispielsweise wenigstens eine Heizeinrichtung und / oder wenigstens eine Kühleinrichtung aufweisen.
Bei einer Ausführungsform des vorgeschlagenen Regelsystems ist spezifiziert, dass

- das Regelsystem derart ausgebildet ist, dass es eines der vorgeschlagenen Verfahren durchführen kann oder durchführt.

Bei einer Ausführungsform der vorgeschlagenen Spritzgießmaschine ist spezifiziert, dass

- die Spritzgießmaschine derart ausgebildet ist, dass sie eines der vorgeschlagenen Verfahren durchführen kann oder durchführt.

In jedem der vorgeschlagenen Verfahren kann die jeweilige Spritzgießmaschine beispielhaft eine der vorgeschlagenen Spritzgießmaschinen sein. Mit jedem der vorgeschlagenen Regelsysteme und / oder mit jeder der vorgeschlagenen Spritzgießmaschinen kann beispielhaft eines der vorgeschlagenen Verfahren durchgeführt werden.
Jedes der vorgeschlagenen oder in Zusammenhang mit der Erfindung erwähnten Regelsysteme kann beispielhaft derart ausgebildet sein und/oder dazu dienen und/oder dafür geeignet sein, dass es eines der vorgeschlagenen Verfahren durchführt und / oder durchführen kann, und / oder kann eine entsprechend ausgebildete Regeleinheit oder ein entsprechend ausgebildetes Regelmodul oder eine entsprechend ausgebildete Regeleinrichtung oder eine entsprechend ausgebildete Regelvorrichtung sein oder durch eine entsprechend ausgebildete Regeleinheit oder ein entsprechend ausgebildetes Regelmodul oder eine entsprechend ausgebildete Regeleinrichtung oder eine entsprechend ausgebildete Regelvorrichtung ersetzt sein oder werden. Jede der in Zusammenhang mit der Erfindung erwähnten Steuereinrichtungen kann ein entsprechend ausgebildetes Steuersystem oder eine entsprechend ausgebildete Steuereinheit oder ein entsprechend ausgebildetes Steuermodul oder eine entsprechend ausgebildete Steuervorrichtung sein oder durch ein entsprechend ausgebildetes Steuersystem oder eine entsprechend ausgebildete Steuereinheit oder ein entsprechend ausgebildetes Steuermodul oder eine entsprechend ausgebildete Steuervorrichtung ersetzt sein oder werden. Jede der vorgeschlagenen oder in Zusammenhang mit der Erfindung erwähnten Spritzgießmaschinen kann beispielhaft derart ausgebildet sein und/oder dazu dienen und/oder dafür geeignet sein, dass sie eines der vorgeschlagenen Verfahren durchführt und / oder durchführen kann.
Die Erläuterungen zu einem der Aspekte der Erfindung, insbesondere zu einzelnen Merkmalen dieses Aspektes, gelten entsprechend auch analog für die anderen Aspekte der Erfindung.
Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Die daraus hervorgehenden einzelnen Merkmale sind jedoch nicht auf die einzelnen Ausführungsformen beschränkt, sondern können mit weiter oben beschriebenen einzelnen Merkmalen und/oder mit einzelnen Merkmalen anderer Ausführungsformen verbunden und/oder kombiniert werden. Die Einzelheiten in den Zeichnungen sind nur erläuternd, nicht aber beschränkend auszulegen. Die in den Ansprüchen enthaltenen Bezugszeichen sollen den Schutzbereich der Erfindung in keiner Weise beschränken, sondern verweisen lediglich auf die in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsformen.
Die Zeichnungen zeigen in

1 eine Ausführungsform einer Spritzgießmaschine;
2 eine zweite Ausführungsform der Spritzgießmaschine;
3 eine dritte Ausführungsform der Spritzgießmaschine;
4 eine vierte Ausführungsform der Spritzgießmaschine, die eine Heißkanaldüse aufweist;
5 eine fünfte Ausführungsform der Spritzgießmaschine, die eine Heißkanaldüse aufweist;
6 den zeitlichen Verlauf einer Temperatur an der Heißkanaldüse der Spritzgießmaschine der 4 bei erfindungsgemäßer Regelung im Vergleich zu dem zeitlichen Verlauf dieser Temperatur bei herkömmlicher Regelung.

In 1 ist eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spritzgießmaschine 9 schematisch dargestellt. Die Spritzgießmaschine 9 ist derart ausgebildet, dass sie eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchführen kann. Die Spritzgießmaschine 9 weist eine Spritzeinheit 10, eine Schließeinheit 11 und ein Regelsystem 12, das auch eine Regeleinheit 12 oder ein Regelmodul 12 oder eine Regeleinrichtung 12 sein kann, auf.
Die Spritzeinheit 10 weist einen Schneckenzylinder 13 mit einer Einfüllöffnung 14 an seinem stromaufwärtigen Ende, eine Zylindertemperiereinrichtung 15 an dem Schneckenzylinder 13, eine Schneckenwelle 16, die in dem Schneckenzylinder 13 drehbar gelagert ist, und eine Extruderdüse 17 am stromabwärtigen Ende des Schneckenzylinders 13 auf.
Die Schließeinheit 11 weist ein Spritzgießwerkzeug 18 und eine Verriegelungseinheit 19 auf. Das Spritzgießwerkzeug 18 weist eine Matrize 20 mit einer stationären, ersten Formhälfte 201 und einer beweglichen, zweiten Formhälfte 202 auf. Die Verriegelungseinheit 19 weist beispielhaft einen Hydraulikzylinder auf. Die zweite Formhälfte 202 ist an dem beweglichen Kolben des Hydraulikzylinders und somit an der Verriegelungseinheit 19 befestigt und kann von der Verriegelungseinheit 19 mithilfe des Hydraulikzylinders an die erste Formhälfte 201 geschoben, gegen sie gedrückt und wieder von ihr zurückgezogen werden. Die beiden Formhälften 201, 202 begrenzen im zusammengesetzten Zustand eine Kavität 21, die der Außenkontur des zu spritzenden Formteils entspricht. Die erste Formhälfte 201 weist einen Angusskanal 22 auf, der stromaufwärts mit der Mündung der Extruderdüse 17 verbunden ist und stromabwärts in die Kavität 21 mündet.
Bei dieser Ausführungsform ist die Spritzgießmaschine 9 beispielhaft für das Spritzgießen von Thermoplasten oder von Feedstocks ausgebildet. Daher weist die Zylindertemperiereinrichtung 15 eine nicht weiter dargestellte Heizeinrichtung auf, die beispielhaft elektrische Heizwicklungen aufweist, die den Umfang eines stromabwärtigen Abschnittes des Schneckenzylinders 13 umschließen.
Die Spritzgießmaschine 9 weist außerdem einen ersten Temperatursensor 23 auf. Der Temperatursensor 23 ist direkt an der Extruderdüse 17 und somit an einer ersten Stelle der Spritzgießmaschine 9 angeordnet und kann die an dieser Stelle herrschende, erste Temperatur erfassen.
Das Regelsystem 12 weist einen ersten Primär-Regler 24, einen ersten Sekundär-Regler 25 und eine Steuereinrichtung 26, die auch ein Steuersystem 26 oder eine Steuereinheit 26 oder ein Steuermodul 26 sein kann, auf.
Die Steuereinrichtung 26 ist eingangsseitig an den Temperatursensor 23 und ausgangsseitig direkt an den Primär-Regler 24 und den Sekundär-Regler 25 gekoppelt. Die Zylindertemperiereinrichtung 15 ist eingangsseitig direkt an den Primär-Regler 24 und den Sekundär-Regler 25 gekoppelt. Die Steuereinrichtung 26 ist zudem ausgangsseitig an den nicht dargestellten Antrieb der Schneckenwelle 16 und die Verriegelungseinheit 19 gekoppelt, um die Drehung der Schneckenwelle 16 und die Hin- und Herbewegung der zweiten Formhälfte 202 zum Schließen, Zusammendrücken und Öffnen der Matrize 20 nach Bedarf auf bekannte Weise anzusteuern.
Der Primär-Regler 24 weist ein Künstliches Neuronales Netz - abgekürzt „KNN“ - und keinen integralen Anteil auf. Dieses KNN weist beispielhaft ein zweilagiges Feedforward-Perzeptron auf. Der Sekundär-Regler 25 weist einen PID-Regler und kein KNN auf. Somit weist der Sekundär-Regler 25 einen integralen Anteil auf und unterscheidet sich von dem Primär-Regler 24.
Die Steuereinrichtung 26 empfängt die von dem Temperatursensor 23 erfassten Augenblickswerte der Temperatur, verarbeitet diese unter Berücksichtigung eines vorbestimmten Temperaturverlaufs der Gießmasse an der ersten Stelle und sendet geeignete Steuersignale an die Regler 24, 25, wie nachfolgend näher beschrieben werden wird. Dieser Temperaturverlauf ist beispielhaft in einem nicht dargestellten Speicher der Steuereinrichtung 26 hinterlegt. Jeder Regler 24, 25 empfängt die von der Steuereinrichtung 26 gesendeten Steuersignal, verarbeitet diese und sendet geeignete Steuersignale an die Zylindertemperiereinrichtung 15, wie nachfolgend näher beschrieben werden wird.
Somit bilden Temperatursensor 23, erster Primär-Regler 24, erster Sekundär-Regler 25 und Steuereinrichtung 26 zusammen einen Teil eines Regelkreises für die erste Temperatur. In diesem Regelkreis entspricht die Regelgröße y(t) der ersten Temperatur, entspricht der Istwert y_M dem von dem Temperatursensor 23 erfassten Augenblickswert der Temperatur y(t), entspricht die Führungsgröße w(t) dem vorbestimmten Temperaturverlauf, und entspricht jedes von den Reglern 24, 25 an die Zylindertemperiereinrichtung 15 gesendete Steuersignal der Stellgröße u(t). Die Zylindertemperiereinrichtung 15 kann die erste Temperatur ändern und bildet daher das Stellglied des Regelkreises. Die Extruderdüse 17 mit der durch sie hindurchfließenden Gießmasse bildet die Regelstrecke des Regelkreises.
Bei dieser Ausführungsform ist die Steuereinrichtung 26 derart ausgebildet ist, dass

- sie in einer ersten Phase den Primär-Regler 24 derart ansteuert, dass der Primär-Regler 24 mithilfe des Stellgliedes 15 die erste Temperatur regelt;
- sie in einer zweiten Phase, die beispielhaft direkt an die erste Phase anschließt, nach der ersten Phase den Sekundär-Regler 25 derart ansteuert, dass der Sekundär-Regler 25 mithilfe des Stellgliedes 15 die erste Temperatur regelt;
- sie während der ersten Phase überprüft, ob ein erstes Umschaltkriterium erfüllt ist;
- sie, falls sie erkennt, dass das erste Umschaltkriterium erfüllt ist, die erste Phase beendet und die zweite Phase startet;
- sie für das Regeln in der ersten Phase und für das Regeln in der zweiten Phase die Führungsgröße w(t) vorbestimmt; - sie eine Regeldifferenz gemäß der Gleichung $e = w_{M} - y_{M}$
ermittelt, worin w_M der Sollwert ist, und y_M der Istwert ist.

Bei dieser Ausführungsform ist die Steuereinrichtung 26 derart ausgebildet, dass sie in der ersten Phase den Sekundär-Regler 25 deaktiviert und in der zweiten Phase den Primär-Regler 24 deaktiviert. Somit erfolgt in der ersten Phase das Regeln ohne Verwendung des Sekundär-Reglers 25 und ausschließlich unter Verwendung des Primär-Reglers 24 und erfolgt das Regeln in der zweiten Phase ohne Verwendung des Primär-Reglers 24 und ausschließlich unter Verwendung des Sekundär-Reglers 25.
Bei dieser Ausführungsform weist das erste Umschaltkriterium die Ungleichung $| e | \leq E mit E \geq 0$
und die Ungleichung $| f | \leq F mit F \geq 0$
auf, worin E ein vorbestimmter erster Schwellenwert ist, f die Änderungsrate der Regelgröße ist, für die beispielhaft f = de/dt gilt, und F ein vorbestimmter zweiter Schwellenwert ist.
Beispielhaft gilt E = 10 °C oder E = 10% · w_M und F = 1 °C/s.
Beide Ungleichungen müssen erfüllt sein, damit die Steuereinrichtung 26 das erste Umschaltkriterium als erfüllt erkennt. Somit hängt das erste Umschaltkriterium von der Regeldifferenz und von einer Änderungsrate der Regeldifferenz ab.
Vorzugsweise ist des Weiteren die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass

- sie während der zweiten Phase überprüft, ob ein zweites Umschaltkriterium erfüllt ist;
- sie, falls sie erkennt, dass das zweite Umschaltkriterium erfüllt ist, die zweite Phase beendet und die erste Phase startet.

Dann weist das zweite Umschaltkriterium die Ungleichung $| w (t) - w (t1) | \geq W mit W \geq 0 und t1 < t$
und die Ungleichung $| x | \geq x mit X \geq 0$
auf, worin w die Führungsgröße ist, t die momentane Zeit ist, t1 ein vorbestimmter Zeitpunkt vor t ist, W ein vorbestimmter dritter Schwellenwert ist, x die Änderungsrate der Führungsgröße ist, für die beispielhaft x = dw/dt gilt, und X ein vorbestimmter vierter Schwellenwert ist.
Beispielhaft gilt W = 20 °C oder W = 5% · w(t1) und X = 10 °C/s.
Beide Ungleichungen müssen erfüllt sein, damit die Steuereinrichtung 26 das zweite Umschaltkriterium als erfüllt erkennt. Somit hängt das zweite Umschaltkriterium von der Führungsgröße und von einer Änderungsrate der Führungsgröße ab.
Wenn nun diese Spritzgießmaschine 9 für das Spritzgießen von vernetzten Kunststoffen, wie beispielsweise Duroplasten oder Elastomeren verwendet werden soll, dann muss in der Zylindertemperiereinrichtung 15 die Heizeinrichtung gegen eine Kühleinrichtung ausgetauscht werden.
Bei der ersten Ausführungsform kann alternativ der Temperatursensor 23 auch an einer anderen Stelle der Spritzgießmaschine 9 angeordnet sein, beispielsweise in der ersten Formhälfte 201 direkt an dem Angusskanal 22 oder in unmittelbarer Nähe der Kavität 21 oder in der zweiten Formhälfte 202 in unmittelbarer Nähe der Kavität 21.
In 2 ist eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spritzgießmaschine 9 schematisch dargestellt. Diese Ausführungsform ähnelt der ersten Ausführungsform, sodass im Folgenden vor Allem die Unterschiede näher erläutert werden.
Bei dieser Ausführungsform weist das Spritzgießwerkzeug 18 zusätzlich zu der Zylindertemperiereinrichtung 15 eine Matrizentemperiereinrichtung 27 an der Matrize 20 auf. Da die Spritzgießmaschine 9 beispielhaft für das Spritzgießen von Thermoplasten oder von Feedstocks ausgebildet ist, weist die Matrizentemperiereinrichtung 27 eine nicht weiter dargestellte Kühleinrichtung auf, die beispielhaft erste Kühlmittelrohre, die den Umfang der ersten Formhälfte 201 umschließen, und zweite Kühlmittelrohre aufweist, die den Umfang der zweiten Formhälfte 202 umschließen und fluidisch an die ersten Kühlmittelrohre gekoppelt sind.
Bei dieser Ausführungsform weist die Spritzgießmaschine 9 zudem einen zweiten Temperatursensor 23' auf. Der zweite Temperatursensor 23' ist in der zweiten Formhälfte 202 in unmittelbarer Nähe der Kavität 21 und somit an einer zweiten Stelle der Spritzgießmaschine 9 angeordnet und kann die an dieser Stelle herrschende, zweite Temperatur erfassen.
Bei dieser Ausführungsform weist das Regelsystem 12 zudem einen zweiten Primär-Regler 24' und einen zweiten Sekundär-Regler 25' auf.
Die Steuereinrichtung 26 ist eingangsseitig an den zweiten Temperatursensor 23' und ausgangsseitig direkt an den zweiten Primär-Regler 24' und den zweiten Sekundär-Regler 25' gekoppelt. Die Matrizentemperiereinrichtung 27 ist eingangsseitig direkt an den zweiten Primär-Regler 24' und den zweiten Sekundär-Regler 25' gekoppelt.
Der zweite Primär-Regler 24' weist analog zu dem ersten Primär-Regler 24 ein KNN und keinen integralen Anteil auf. Dieses KNN weist beispielhaft ein zweilagiges Feedforward-Perzeptron auf. Der zweite Sekundär-Regler 25' weist analog zu dem ersten Sekundär-Regler 25 einen PID-Regler und kein KNN auf. Somit weist der zweite Sekundär-Regler 25' einen integralen Anteil auf und unterscheidet sich von dem zweiten Primär-Regler 24'.
Die Steuereinrichtung 26 empfängt die von dem zweiten Temperatursensor 23' erfassten Augenblickswerte der zweiten Temperatur, verarbeitet diese unter Berücksichtigung eines vorbestimmten zweiten Temperaturverlaufs der Gießmasse an der zweiten Stelle und sendet geeignete Steuersignale an die zweiten Regler 24', 25', wie nachfolgend näher beschrieben werden wird. Dieser Temperaturverlauf ist beispielhaft in einem nicht dargestellten Speicher der Steuereinrichtung 26 hinterlegt. Jeder zweite Regler 24', 25' empfängt die von der Steuereinrichtung 26 gesendeten Steuersignale, verarbeitet diese und sendet geeignete Steuersignale an die Matrizentemperiereinrichtung 27, wie nachfolgend näher beschrieben werden wird.
Somit bilden zweiter Temperatursensor 23', zweiter Primär-Regler 24', zweiter Sekundär-Regler 25' und Steuereinrichtung 26 zusammen einen Teil eines zweiten Regelkreises für die zweite Temperatur. In diesem Regelkreis entspricht die Regelgröße y(t) der zweiten Temperatur, entspricht der Istwert y_M dem von dem zweiten Temperatursensor 23' erfassten Augenblickswert der zweiten Temperatur y(t), entspricht die Führungsgröße w(t) dem vorbestimmten zweiten Temperaturverlauf, und entspricht jedes von den zweiten Reglern 24', 25' an die Zylindertemperiereinrichtung 15 gesendete Steuersignal der Stellgröße u(t). Die Matrizentemperiereinrichtung 27 kann die zweite Temperatur ändern und bildet daher das Stellglied dieses Regelkreises. Die Kavität 21 mit der in sie hineinfließenden Gießmasse bildet die Regelstrecke dieses Regelkreises.
Bei dieser Ausführungsform ist die Steuereinrichtung 26 derart ausgebildet ist, dass

- sie in einer ersten Phase den zweiten Primär-Regler 24' derart ansteuert, dass dieser Primär-Regler 24' mithilfe des Stellgliedes 27 die zweite Temperatur regelt;
- sie in einer zweiten Phase, die beispielhaft direkt an die erste Phase anschließt, nach der ersten Phase den zweiten Sekundär-Regler 25' derart ansteuert, dass dieser Sekundär-Regler 25' mithilfe des Stellgliedes 27 die zweite Temperatur regelt.

Die Steuereinrichtung 26 ist im Übrigen derart ausgebildet, dass das Regeln der zweiten Temperatur analog zu dem Regeln der ersten Temperatur erfolgt.
Wenn nun diese Spritzgießmaschine 9 für das Spritzgießen von vernetzten Kunststoffen, wie beispielsweise Duroplasten oder Elastomeren verwendet werden soll, dann muss in der Matrizentemperiereinrichtung 27 die Kühleinrichtung gegen eine Heizeinrichtung ausgetauscht werden.
Die zweite Ausführungsform kann alternativ derart ausgebildet sein, dass gemäß einem ersten Fall entweder das erste Reglerpaar 24, 25 oder das zweite Reglerpaar 24', 25' durch wenigstens einen anderen Regler ersetzt ist oder wird, oder dass gemäß einem zweiten Fall die Zylindertemperiereinrichtung 15, das erste Reglerpaar 24, 25 und der erste Temperatursensor 23 entfallen, und dass in jedem dieser Fälle die Steuereinrichtung 26 entsprechend angepasst ist oder wird. Jeder dieser anderen Regler kann nach Bedarf auf beliebige Weise ausgebildet sein, beispielsweise als PID-Regler oder Pl-Regler.
In 3 ist eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spritzgießmaschine 9 schematisch dargestellt. Diese Ausführungsform ähnelt der ersten Ausführungsform, sodass im Folgenden vor Allem die Unterschiede näher erläutert werden.
Bei dieser Ausführungsform weist das Regelsystem 12 einen ersten Schalter 28 und einen zweiten Schalter 28' auf. Der erste Schalter 28 weist eine Eingangsklemme, zwei Ausgangsklemmen und eine Steuerklemme auf und kann die Eingangsklemme wahlweise mit jeder der beiden Ausgangsklemmen verbinden. Der zweite Schalter 28' weist zwei Eingangsklemmen, eine Ausgangsklemme und eine Steuerklemme auf und kann die Ausgangsklemme wahlweise mit jeder der beiden Eingangsklemmen verbinden.
Die Steuereinrichtung 26 ist nicht wie bei der ersten Ausführungsform ausgangsseitig direkt an den Primär-Regler 24 und den Sekundär-Regler 25 gekoppelt, sondern ist ausgangsseitig direkt an die Eingangsklemme des ersten Schalters 28 gekoppelt. Der Primär-Regler 24 ist eingangsseitig direkt an eine der Ausgangsklemmen des ersten Schalters 28 gekoppelt, und der Sekundär-Regler 25 ist eingangsseitig direkt an die andere Ausgangsklemme des ersten Schalters 28 gekoppelt. Somit ist die Steuereinrichtung 26 ausgangsseitig indirekt, nämlich über den ersten Schalter 28, an den Primär-Regler 24 und den Sekundär-Regler 25 gekoppelt.
Die Zylindertemperiereinrichtung 15 ist nicht wie bei der ersten Ausführungsform eingangsseitig direkt an den Primär-Regler 24 und den Sekundär-Regler 25 gekoppelt, sondern ist eingangsseitig direkt an die Ausgangsklemme des zweiten Schalters 28' gekoppelt. Der Primär-Regler 24 ist ausgangsseitig direkt an eine der Eingangsklemmen des zweiten Schalters 28' gekoppelt, und der Sekundär-Regler 25 ist ausgangsseitig direkt an die andere Eingangsklemme des zweiten Schalters 28' gekoppelt. Somit ist die Zylindertemperiereinrichtung 15 eingangsseitig indirekt, nämlich über den zweiten Schalter 28', an den Primär-Regler 24 und den Sekundär-Regler 25 gekoppelt.
Die Steuereinrichtung 26 ist über eine Steuerleitung an die Steuerklemme des ersten Schalters 28 und die Steuerklemme des zweiten Schalters 28' gekoppelt. Die Steuereinrichtung 26 ist derart ausgebildet, dass sie in der ersten Phase ein erstes Steuersignal über die Steuerleitung an die Schalter 28, 28' sendet, sodass der erste Schalter 28 seine Eingangsklemme mit seiner einen Ausgangsklemme - und folglich mit dem Primär-Regler 24 - und der zweite Schalter 28' seine Ausgangsklemme mit seiner einen Eingangsklemme - und folglich mit dem Primär-Regler 24 - verbindet, und sie in der zweiten Phase ein zweites Steuersignal über die Steuerleitung an die Schalter 28, 28' sendet, sodass der erste Schalter 28 seine Eingangsklemme mit seiner anderen Ausgangsklemme - und folglich mit dem Sekundär-Regler 25 - und der zweite Schalter 28' seine Ausgangsklemme mit seiner anderen Eingangsklemme - und folglich mit dem Sekundär-Regler 25 - verbindet. Somit sorgt die Steuereinrichtung 26 mithilfe der Schalter 28, 28' dafür, dass in jeder Phase nur der jeweilige Regler 24, 25 an die Steuereinrichtung 26 und die Zylindertemperiereinrichtung 15 gekoppelt ist und der jeweils andere abgekoppelt ist.
Bei der dritten Ausführungsform kann alternativ auch einer der Schalter 28, 28' entfallen. Ohne den zweiten Schalter 28' ist dann die Zylindertemperiereinrichtung 15 wie bei der ersten Ausführungsform eingangsseitig direkt an den Primär-Regler 24 und den Sekundär-Regler 25 gekoppelt. Ohne den ersten Schalter 28 ist dann die Steuereinrichtung 26 wie bei der ersten Ausführungsform ausgangsseitig direkt an den Primär-Regler 24 und den Sekundär-Regler 25 gekoppelt.
In 4 ist eine vierte Ausführungsform der Spritzgießmaschine 9 schematisch dargestellt. Der linke Teil der Matrizentemperiereinrichtung 27 ist zwar zwecks besserer Übersichtlichkeit nicht dargestellt, aber unverändert vorhanden. Diese Ausführungsform ähnelt der zweiten Ausführungsform, sodass im Folgenden vor Allem die Unterschiede näher erläutert werden.
Bei dieser Ausführungsform weist das Spritzgießwerkzeug 18 ein Heißkanalsystem 29 auf. Das Heißkanalsystem 29 ist Teil der ersten Formhälfte 201 und weist eine Heißkanaldüse 30 und eine Heizpatrone 31 an der Heißkanaldüse 30 oder stromaufwärts der Heißkanaldüse 30 auf. Die Heißkanaldüse 30 sitzt am stromabwärtigen Ende des Angusskanals 22 und mündet in die Kavität 21. In einem Heißkanalsystem 29 wird der Angusskanal 22 auch als Heißkanal 22 bezeichnet.
Bei dieser Ausführungsform weist die Spritzgießmaschine 9 zudem einen dritten Temperatursensor 23" auf. Der dritte Temperatursensor 23" ist in der ersten Formhälfte 201 in unmittelbarer Nähe der Heißkanaldüse 30 und somit an einer dritten Stelle der Spritzgießmaschine 9 angeordnet und kann die an dieser Stelle herrschende, dritte Temperatur erfassen. Der dritte Temperatursensor 23" kann aber nach Bedarf auch an einer anderen Stelle angeordnet sein, beispielsweise direkt an dem Heißkanal 22 stromaufwärts der Heißkanaldüse 30 und / oder an der Heizpatrone 31 oder stromaufwärts der Heißkanaldüse 30.
Bei dieser Ausführungsform weist das Regelsystem 12 zudem einen dritten Primär-Regler 24" und einen dritten Sekundär-Regler 25" auf.
Die Steuereinrichtung 26 ist eingangsseitig an den dritten Temperatursensor 23" und ausgangsseitig direkt an den dritten Primär-Regler 24" und den dritten Sekundär-Regler 25" gekoppelt. Die Heizpatrone 31 ist eingangsseitig direkt an den dritten Primär-Regler 24" und den dritten Sekundär-Regler 25" gekoppelt.
Der dritte Primär-Regler 24" weist analog zu dem ersten Primär-Regler 24 ein KNN und keinen integralen Anteil auf. Dieses KNN weist beispielhaft ein zweilagiges Feedforward-Perzeptron auf. Der dritte Sekundär-Regler 25" weist analog zu dem ersten Sekundär-Regler 25 einen PID-Regler und kein KNN auf. Somit weist der dritte Sekundär-Regler 25" einen integralen Anteil auf und unterscheidet sich von dem dritten Primär-Regler 24".
Die Steuereinrichtung 26 empfängt die von dem dritten Temperatursensor 23" erfassten Augenblickswerte der dritten Temperatur, verarbeitet diese unter Berücksichtigung eines vorbestimmten dritten Temperaturverlaufs der Gießmasse an der dritten Stelle und sendet geeignete Steuersignale an die dritten Regler 24", 25", wie nachfolgend näher beschrieben werden wird. Dieser Temperaturverlauf ist beispielhaft in einem nicht dargestellten Speicher der Steuereinrichtung 26 hinterlegt. Jeder dritte Regler 24", 25" empfängt die von der Steuereinrichtung 26 gesendeten Steuersignale, verarbeitet diese und sendet geeignete Steuersignale an die Heizpatrone 31, wie nachfolgend näher beschrieben werden wird.
Somit bilden dritter Temperatursensor 23", dritter Primär-Regler 24", dritter Sekundär-Regler 25" und Steuereinrichtung 26 zusammen einen Teil eines dritten Regelkreises für die dritte Temperatur. In diesem Regelkreis entspricht die Regelgröße y(t) der dritten Temperatur, entspricht der Istwert y_M dem von dem dritten Temperatursensor 23" erfassten Augenblickswert der dritten Temperatur y(t), entspricht die Führungsgröße w(t) dem vorbestimmten dritten Temperaturverlauf, und entspricht jedes von den dritten Reglern 24", 25" an die Heizpatrone 31 gesendete Steuersignal der Stellgröße u(t). Die Heizpatrone 31 kann die dritte Temperatur ändern und bildet daher das Stellglied dieses Regelkreises. Die Heißkanaldüse 30 mit der durch sie hindurchfließenden Gießmasse bildet die Regelstrecke dieses Regelkreises.
Bei dieser Ausführungsform ist die Steuereinrichtung 26 derart ausgebildet ist, dass

- sie in einer ersten Phase den dritten Primär-Regler 24" derart ansteuert, dass dieser Primär-Regler 24" mithilfe des Stellgliedes 31 die dritte Temperatur regelt;
- sie in einer zweiten Phase, die beispielhaft direkt an die erste Phase anschließt, nach der ersten Phase den dritten Sekundär-Regler 25" derart ansteuert, dass dieser Sekundär-Regler 25" mithilfe des Stellgliedes 31 die dritte Temperatur regelt.

Die Steuereinrichtung 26 ist im Übrigen derart ausgebildet, dass das Regeln der dritten Temperatur analog zu dem Regeln der ersten Temperatur erfolgt.
Mithilfe des Heißkanalsystems 29 ist das sogenannte angusslose Spritzgießen möglich, bei dem das Material im Angusskanal beziehungsweise Heißkanal 22 und / oder in der Heißkanaldüse 30 ständig auf eine vorbestimmte Temperatur, die geregelt wird und über dem Gefrierpunkt des jeweiligen Thermoplastes oder Feedstocks liegt, erhitzt wird und somit für den nächsten Schuss verwendet werden kann.
Vorzugsweise weist das Heißkanalsystem 29 zusätzlich einen nicht dargestellten Verteilblock und eine nicht dargestellte Verteilblockheizeinrichtung an dem Verteilblock auf. Der Angusskanal 22 ist dann in dem Verteilblock ausgebildet. Der Verteilblock wird analog zu der Heißkanaldüse mithilfe der Verteilblockheizeinrichtung auf eine vorbestimmte vierte Temperatur geregelt. Diese Regelung kann beispielsweise entweder parallel zu der dritten Temperatur mithilfe der dritten Regler 24", 25" erfolgen, oder sie kann unabhängig von der dritten Temperatur mithilfe eines nicht dargestellten vierten Temperatursensors am Angusskanal 22, eines nicht dargestellten vierten Primär-Reglers und eines nicht dargestellten vierten Sekundär-Reglers erfolgen. Diese vierten Regler sind analog zu den dritten Reglern 24", 25" ausgebildet und werden analog zu diesen von der Steuereinrichtung 26 angesteuert.
Wenn nun diese Spritzgießmaschine 9 für das Spritzgießen von vernetzten Kunststoffen, wie beispielsweise Duroplasten oder Elastomeren verwendet werden soll, dann muss das Heißkanalsystem 29 gegen ein Kaltkanalsystem 29 ausgetauscht werden. Das Kaltkanalsystem 29 weist anstelle der Heißkanaldüse 30 und der Heizpatrone 31 eine Kaltkanaldüse 30 und eine Kühlpatrone 31 an der Kaltkanaldüse 30 auf. Vorzugsweise weist das Kaltkanalsystem 29 anstelle der Verteilblockheizeinrichtung eine nicht dargestellte Verteilblockkühleinrichtung auf. In einem Kaltkanalsystem 29 wird der Angusskanal 22 auch als Kaltkanal 22 bezeichnet.
Die vierte Ausführungsform kann alternativ derart ausgebildet sein, dass gemäß einem ersten Fall entweder das erste Reglerpaar 24, 25 oder das zweite Reglerpaar 24', 25' oder das dritte Reglerpaar 24", 25" durch wenigstens einen anderen Regler ersetzt ist oder wird, oder dass gemäß einem zweiten Fall entweder das erste Reglerpaar 24, 25 und das zweite Reglerpaar 24', 25' oder das erste Reglerpaar 24, 25 und das dritte Reglerpaar 24", 25" oder das zweite Reglerpaar 24', 25' und das dritte Reglerpaar 24", 25" jeweils durch wenigstens einen anderen Regler ersetzt sind oder werden, oder dass gemäß einem dritten Fall die Zylindertemperiereinrichtung 15, das erste Reglerpaar 24, 25 und der erste Temperatursensor 23 und / oder die Matrizentemperiereinrichtung 27, das zweite Reglerpaar 24', 25' und der zweite Temperatursensor 23 entfallen, und dass in jedem dieser Fälle die Steuereinrichtung 26 entsprechend angepasst ist oder wird. Jeder dieser anderen Regler kann nach Bedarf auf beliebige Weise ausgebildet sein, beispielsweise als PID-Regler oder PI-Regler.
In 5 ist eine fünfte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spritzgießmaschine 9 schematisch dargestellt. Diese Ausführungsform ähnelt der ersten Ausführungsform, sodass im Folgenden vor Allem die Unterschiede näher erläutert werden.
Bei dieser Ausführungsform entfällt die Zylindertemperiereinrichtung 15 der ersten Ausführungsform und weist das Spritzgießwerkzeug 18 ein Heißkanalsystem 29 auf. Das Heißkanalsystem 29 ist Teil der ersten Formhälfte 201 und weist eine Heißkanaldüse 30 und eine Heizpatrone 31 an der Heißkanaldüse 30 oder stromaufwärts der Heißkanaldüse 30 auf. Die Heißkanaldüse 30 sitzt am stromabwärtigen Ende des Angusskanals 22 und mündet in die Kavität 21. In einem Heißkanalsystem 29 wird der Angusskanal 22 auch als Heißkanal 22 bezeichnet.
Bei dieser Ausführungsform ist der erste Temperatursensor 23 nicht wie bei der ersten Ausführungsform an der Extruderdüse 17 angeordnet, sondern ist in der ersten Formhälfte 201 in unmittelbarer Nähe der Heißkanaldüse 30 und somit an einer ersten Stelle der Spritzgießmaschine 9 angeordnet und kann die an dieser Stelle herrschende, erste Temperatur erfassen. Der erste Temperatursensor 23 kann aber nach Bedarf auch an einer anderen Stelle angeordnet sein, beispielsweise direkt an dem Heißkanal 22 stromaufwärts der Heißkanaldüse 30 und / oder an der Heizpatrone 31 oder stromaufwärts der Heißkanaldüse 30. Die Heizpatrone 31 ist eingangsseitig direkt an den ersten Primär-Regler 24 und den ersten Sekundär-Regler 25 gekoppelt.
Die Steuereinrichtung 26 empfängt die von dem ersten Temperatursensor 23 erfassten Augenblickswerte der ersten Temperatur, verarbeitet diese unter Berücksichtigung eines vorbestimmten ersten Temperaturverlaufs der Gießmasse an der ersten Stelle und sendet geeignete Steuersignale an die ersten Regler 24, 25, wie nachfolgend näher beschrieben werden wird. Dieser Temperaturverlauf ist beispielhaft in einem nicht dargestellten Speicher der Steuereinrichtung 26 hinterlegt. Jeder ersten Regler 24, 25 empfängt die von der Steuereinrichtung 26 gesendeten Steuersignale, verarbeitet diese und sendet geeignete Steuersignale an die Heizpatrone 31, wie nachfolgend näher beschrieben werden wird.
Somit bilden erster Temperatursensor 23, erster Primär-Regler 24, erster Sekundär-Regler 25 und Steuereinrichtung 26 zusammen einen Teil eines Regelkreises für die erste Temperatur. In diesem Regelkreis entspricht die Regelgröße y(t) der ersten Temperatur, entspricht der Istwert y_M dem von dem ersten Temperatursensor 23 erfassten Augenblickswert der ersten Temperatur y(t), entspricht die Führungsgröße w(t) dem vorbestimmten ersten Temperaturverlauf, und entspricht jedes von den ersten Reglern 24, 25 an die Heizpatrone 31 gesendete Steuersignal der Stellgröße u(t). Die Heizpatrone 31 kann die erste Temperatur ändern und bildet daher das Stellglied dieses Regelkreises. Die Heißkanaldüse 30 mit der durch sie hindurchfließenden Gießmasse bildet die Regelstrecke dieses Regelkreises.
Mithilfe des Heißkanalsystems 29 ist das sogenannte angusslose Spritzgießen möglich, bei dem das Material im Angusskanal beziehungsweise Heißkanal 22 und / oder in der Heißkanaldüse 30 ständig auf eine vorbestimmte Temperatur, die geregelt wird und über dem Gefrierpunkt des jeweiligen Thermoplastes oder Feedstocks liegt, erhitzt wird und somit für den nächsten Schuss verwendet werden kann.
Vorzugsweise weist das Heißkanalsystem 29 zusätzlich einen nicht dargestellten Verteilblock und eine nicht dargestellte Verteilblockheizeinrichtung an dem Verteilblock auf. Der Angusskanal 22 ist dann in dem Verteilblock ausgebildet. Der Verteilblock wird analog zu der Heißkanaldüse mithilfe der Verteilblockheizeinrichtung auf eine vorbestimmte zweite Temperatur geregelt. Diese Regelung kann beispielsweise entweder parallel zu der ersten Temperatur mithilfe der ersten Regler 24, 25 erfolgen, oder sie kann unabhängig von der ersten Temperatur mithilfe eines nicht dargestellten zweiten Temperatursensors am Angusskanal 22, eines nicht dargestellten zweiten Primär-Reglers und eines nicht dargestellten zweiten Sekundär-Reglers erfolgen. Diese zweiten Regler sind analog zu den ersten Reglern 24, 25 ausgebildet und werden analog zu diesen von der Steuereinrichtung 26 angesteuert.
Wenn nun diese Spritzgießmaschine 9 für das Spritzgießen von vernetzten Kunststoffen, wie beispielsweise Duroplasten oder Elastomeren verwendet werden soll, dann muss das Heißkanalsystem 29 gegen ein Kaltkanalsystem 29 ausgetauscht werden. Das Kaltkanalsystem 29 weist anstelle der Heißkanaldüse 30 und der Heizpatrone 31 eine Kaltkanaldüse 30 und eine Kühlpatrone 31 an der Kaltkanaldüse 30 auf. Vorzugsweise weist das Kaltkanalsystem 29 anstelle der Verteilblockheizeinrichtung eine nicht dargestellte Verteilblockkühleinrichtung auf. In einem Kaltkanalsystem 29 wird der Angusskanal 22 auch als Kaltkanal 22 bezeichnet.
Die Regler 24, 25, 24', 25', 24", 25" und die Steuereinrichtung 26 sind in den ersten bis fünften Ausführungsformen beispielhaft als separate Blöcke oder Einheiten ausgebildet, sie können aber nach Bedarf auch ganz oder teilweise in einer gemeinsamen elektronischen Schaltung und / oder durch Software realisiert sein. So ist gemäß einer ersten beispielhaften Alternative das Regelsystem 12 derart ausgebildet, dass das Regelsystem 12 einen nicht dargestellten Computer aufweist, die Steuereinrichtung 26 ein Computerprogramm aufweist oder ist, das Computerprogramm auf oder in dem Computer abgespeichert ist und / oder von dem Computer durchgeführt wird, jeder Regler 24, 25, 24', 25', 24", 25" ein Unterprogramm aufweist oder ist, und jedes Unterprogramm auf oder in dem Computer abgespeichert ist und / oder von dem Computer durchgeführt wird. Gemäß einer zweiten beispielhaften Alternative ist das Regelsystem 12 derart ausgebildet, dass das Regelsystem 12 oder die Steuereinrichtung 26 einen nicht dargestellten Computer aufweist, die Steuereinrichtung 26 ein Computerprogramm aufweist oder ist, das Computerprogramm auf oder in dem Computer abgespeichert ist und / oder von dem Computer durchgeführt wird, jeder Regler 24, 25, 24', 25', 24", 25" einen nicht dargestellten Regler-Computer und ein Unterprogramm aufweist, und jedes Unterprogramm auf oder in dem jeweiligen Regler-Computer abgespeichert ist und / oder von dem jeweiligen Regler-Computer durchgeführt wird. Gemäß einer dritten beispielhaften Alternative das Regelsystem 12 derart ausgebildet, dass das Regelsystem 12 oder die Steuereinrichtung 26 einen nicht dargestellten Computer und das Regelsystem 12 einen nicht dargestellten Regler-Computer aufweist, die Steuereinrichtung 26 ein Computerprogramm aufweist oder ist, das Computerprogramm auf oder in dem Computer abgespeichert ist und / oder von dem Computer durchgeführt wird, jeder Regler 24, 25, 24', 25', 24", 25" ein Unterprogramm aufweist oder ist, und jedes Unterprogramm auf oder in dem Regler-Computer abgespeichert ist und / oder von dem Regler-Computer durchgeführt wird. Bei jeder dieser Alternativen kann das Computerprogramm derart ausgebildet sein, dass es erfindungsgemäß das zuständige Unterprogramm aufruft, um den jeweiligen Regler 24, 25, 24', 25', 24", 25" zu aktivieren.
In 6 ist ein Vergleich zwischen einer herkömmlichen Regelung und einer erfindungsgemäßen Regelung der dritten Temperatur, die von dem dritten Temperatursensor 23" der vierten Ausführungsform der Spritzgießmaschine 9 an der Heißkanaldüse 30 erfasst wird, schematisch dargestellt.
Die Linie A ist der zeitliche Verlauf der Führungsgröße für die dritte Temperatur, die beispielhaft auf konstant 100 °C gesetzt ist.
Die Linie B ist der zeitliche Verlauf der dritten Temperatur, wie sie von dem dritten Temperatursensor 23" erfasst wird, wenn diese dritte Temperatur auf herkömmliche Weise geregelt wird. Dies bedeutet, dass die Steuereinrichtung 26 zu Beginn, also zur Zeit t=0 s, bereits den dritten Sekundär-Regler 25" aktiviert und den dritten Primär-Regler 24" ständig deaktiviert lässt. Somit erfolgt das Regeln der dritten Temperatur ohne Verwendung des dritten Primär-Reglers 24" und ausschließlich unter Verwendung des dritten Sekundär-Reglers 25". Es ist gut zu erkennen, dass die Temperatur um mehr als 60 °C überschwingt, das Anregeln länger als 250 s dauert und das Ausregeln der Temperatur mit hoher Genauigkeit erfolgt. Zwar könnte durch Ändern der PID-Parameter das Überschwingen verringert werden, jedoch würde dies zwangsläufig zu einer noch längeren Anregeldauer führen. Umgekehrt könnte durch Ändern der PID-Parameter das Anregeln verkürzt werden, jedoch würde dies zwangsläufig zu einem noch stärkeren Überschwingen führen.
Die Linie C ist der zeitliche Verlauf der dritten Temperatur, wie sie von dem dritten Temperatursensor 23" erfasst wird, wenn diese dritte Temperatur auf erfindungsgemäße Weise geregelt wird. Dies bedeutet, dass die Steuereinrichtung 26 zu Beginn, also zur Zeit t=0 s, den dritten Primär-Regler 24" aktiviert und den dritten Sekundär-Regler 25" zunächst deaktiviert lässt; mit anderen Worten wird die erste Phase gestartet. Somit erfolgt in dieser ersten Phase das Regeln der dritten Temperatur ausschließlich unter Verwendung des dritten Primär-Reglers 24" und ohne Verwendung des dritten Sekundär-Reglers 25". Es ist gut zu erkennen, dass die Temperatur um weniger als 10 °C überschwingt und das Anregeln unter 100 s dauert. Die Steuereinrichtung 26 erkennt ungefähr zur Zeit t ≈ 95 s, dass das erste Umschaltkriterium erfüllt ist und das Anregeln beendet ist, und deaktiviert den dritten Primär-Regler 24" und aktiviert den dritten Sekundär-Regler 25"; mit anderen Worten wird die zweite Phase gestartet. Somit erfolgt in dieser zweiten Phase das Regeln der dritten Temperatur ohne Verwendung des dritten Primär-Reglers 24" und ausschließlich unter Verwendung des dritten Sekundär-Reglers 25". Es ist gut zu erkennen, dass nun das Ausregeln der Temperatur mit hoher Genauigkeit erfolgt, die der Genauigkeit der herkömmlichen Regelung entspricht.
Die Erfindung schafft somit ein neuartiges Regelsystem auf der Basis neuronaler Netzwerke, vor Allem als Ersatz für PID-basierte Regler in der Kunststoffverarbeitung.
Bezugszeichenliste

9: Spritzgießmaschine
10: Spritzeinheit
11: Schließeinheit
12: Regelsystem
13: Schneckenzylinder
14: Einfüllöffnung von 13
15: Zylindertemperiereinrichtung
16: Schneckenwelle
17: Extruderdüse
18: Spritzgießwerkzeug
19: Verriegelungseinheit
20: Matrize
201/202: erstelzweite Formhälfte von 20
21: Kavität
22: Angusskanal, Heißkanal, Kaltkanal
23 /23'/23": erster/zweiter/dritter Temperatursensor
24: Primär-Regler
25: Sekundär-Regler
26: Steuereinrichtung
27: Matrizentemperiereinrichtung
28/28': erster/zweiter Schalter
29: Heißkanalsystem, Kaltkanalsystem
30: Heißkanaldüse, Kaltkanaldüse
31: Heizpatrone, Kühlpatrone
A: Verlauf der Führungsgröße für die Temperatur an 30
B: Verlauf der von 23" gemessenen Temperatur bei herkömmlicher Regelung
C: Verlauf der von 23" gemessenen Temperatur bei erfindungsgemäßer Regelung
e: Regeldifferenz
E: erster Schwellenwert
f: Änderungsrate von e
F: zweiter Schwellenwert
t: Zeit
w(t): Führungsgröße
w_M: Sollwert, Augenblickswert von w(t)
W: dritter Schwellenwert
x: Änderungsrate von w(t)
X: vierter Schwellenwert
y(t): Regelgröße, Temperatur an einer Stelle von 9
y_M: Istwert, Augenblickswert von y(t)

Claims

Verfahren zum Regeln einer Temperatur einer Spritzgießmaschine (9), wobei - die Temperatur an einer ersten Stelle der Spritzgießmaschine (9) erfasst wird, wobei die erste Stelle insbesondere eine Stelle einer Spritzeinheit (10) oder einer Schließeinheit (11) der Spritzgießmaschine (9) oder eine Stelle einer Extruderdüse (17) der Spritzeinheit (10) oder eine Stelle eines Spritzgießwerkzeugs (18) der Schließeinheit (11) oder eine Stelle eines Kaltkanalsystems (29) oder eines Heißkanalsystems (29) oder eines Kaltkanals (22) des Spritzgießwerkzeugs (18) oder eine Stelle einer Kaltkanaldüse (30) des Kaltkanalsystems (29) oder eine Stelle einer Heißkanaldüse (30) oder eines Heißkanals (22) des Heißkanalsystems (29) ist; - in einer ersten Phase die Temperatur unter Verwendung eines Primär-Reglers (24) geregelt wird; - der Primär-Regler (24) ein Künstliches Neuronales Netz aufweist; - in einer zweiten Phase nach der ersten Phase die Temperatur unter Verwendung eines Sekundär-Reglers (25) geregelt wird.
Verfahren nach dem vorigen Anspruch, wobei - während der ersten Phase überprüft wird, ob ein erstes Umschaltkriterium erfüllt ist; - falls das erste Umschaltkriterium erfüllt ist, die erste Phase beendet und die zweite Phase gestartet wird.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, wobei - das erste Umschaltkriterium von einem vorbestimmten Zeitpunkt nach dem Start der ersten Phase abhängt.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, wobei - für das Regeln in der ersten Phase und / oder für das Regeln in der zweiten Phase eine Führungsgröße für die Temperatur vorbestimmt wird; - eine Regeldifferenz gemäß der Gleichung $e = w_{M} - y_{M}$
ermittelt wird, worin w_M der Sollwert für die Temperatur ist, und y_M der Istwert der Temperatur ist.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, wobei - das erste Umschaltkriterium von der Regeldifferenz und / oder von einer Änderungsrate der Regeldifferenz abhängt.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, wobei - das erste Umschaltkriterium die Ungleichung $| e | \leq E mit E \geq 0$
aufweist, worin E ein vorbestimmter erster Schwellenwert ist; und / oder - das erste Umschaltkriterium die Ungleichung $| f | \leq F mit F \geq 0$
aufweist, worin f die Änderungsrate der Regelgröße ist, für die beispielsweise f = de/dt gilt, und F ein vorbestimmter zweiter Schwellenwert ist.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, wobei - während der zweiten Phase überprüft wird, ob ein zweites Umschaltkriterium erfüllt ist; - falls das zweite Umschaltkriterium erfüllt ist, die zweite Phase beendet und die erste Phase gestartet wird.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, wobei - das zweite Umschaltkriterium von der Führungsgröße und / oder von einer Änderungsrate der Führungsgröße abhängt.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, wobei - das zweite Umschaltkriterium die Ungleichung $| w (t) - w (t1) | \geq W mit W \geq 0 und t1 < t$
aufweist, worin w die Führungsgröße ist, t die Zeit ist, t1 ein vorbestimmter Zeitpunkt ist, und W ein vorbestimmter dritter Schwellenwert ist; und / oder - das zweite Umschaltkriterium die Ungleichung $| x | \geq X mit X \geq 0$
aufweist, worin x die Änderungsrate der Führungsgröße ist, für die beispielsweise x = dw/dt gilt, und X ein vorbestimmter vierter Schwellenwert ist.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, wobei - in der ersten Phase das Regeln ohne Verwendung des Sekundär-Reglers (25) und / oder ausschließlich unter Verwendung des Primär-Reglers (24) und / oder ohne Verwendung eines anderen Reglers erfolgt und / oder der Sekundär-Regler (25) deaktiviert ist.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, wobei - in der zweiten Phase das Regeln ohne Verwendung des Primär-Reglers (24) und / oder ausschließlich unter Verwendung des Sekundär-Reglers (25) erfolgt und / oder der Primär-Regler (24) deaktiviert ist.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, wobei - die zweite Phase an die erste Phase anschließt.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, wobei - der Primär-Regler (24) keinen integralen Anteil aufweist.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, wobei - der Sekundär-Regler (25) nicht der Primär-Regler (24) ist und / oder der Primär-Regler (24) und der Sekundär-Regler (25) separat oder getrennt voneinander ausgebildet sind und / oder der Sekundär-Regler (25) unabhängig von dem Primär-Regler (24) arbeitet und / oder der Primär-Regler (24) unabhängig von dem Sekundär-Regler (25) arbeitet und / oder der Primär-Regler (24) und der Sekundär-Regler (25) sich voneinander unterscheiden und / oder der Primär-Regler (24) und der Sekundär-Regler (25) unterschiedlich oder nicht gleich sind.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, wobei - der Sekundär-Regler (25) einen P-Regler und / oder einen I-Regler und / oder einen D-Regler und / oder einen PI-Regler und / oder einen PD-Regler und / oder einen ID-Regler und / oder einen PID-Regler und / oder einen I-KNN-Regler, der ein Künstliches Neuronales Netz und einen integralen Anteil aufweist, und / oder einen PT1 -Regler und / oder einen PT2-Regler und / oder einen Fuzzy-Regler und / oder einen adaptiven Regler und / oder einen Deadbeat-Regler aufweist.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, wobei - der integrale Anteil des I-KNN-Reglers einen I-Regler und / oder einen PI-Regler und / oder einen ID-Regler und / oder einen PID-Regler aufweist.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, wobei - wenigstens eines der Künstlichen Neuronalen Netze wenigstens ein zweilagiges oder mehrlagiges Feedforward-Perzeptron aufweist.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, wobei - wenigstens eines der Künstlichen Neuronalen Netze mithilfe von MATLAB® trainiert wird.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, wobei - die Spritzgießmaschine (9) eine Spritzeinheit (10) aufweist; - die erste Stelle eine Stelle der Spritzeinheit (10) ist oder die Temperatur an einer Stelle der Spritzeinheit (10) erfasst wird.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, wobei - die Spritzeinheit (10) eine Extruderdüse (17) aufweist; - die erste Stelle eine Stelle der Extruderdüse (17) ist oder die Temperatur an einer Stelle der Extruderdüse (17) erfasst wird.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, wobei - die Spritzgießmaschine (9) eine Schließeinheit (11) aufweist; - die erste Stelle eine Stelle der Schließeinheit (11) ist oder die Temperatur an einer Stelle der Schließeinheit (11) erfasst wird.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, wobei - die Schließeinheit (11) ein Spritzgießwerkzeug (18) aufweist; - die erste Stelle eine Stelle des Spritzgießwerkzeugs (18) ist oder die Temperatur an einer Stelle des Spritzgießwerkzeugs (18) erfasst wird.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, wobei - die Spritzgießmaschine (9) oder das Spritzgießwerkzeug (18) ein Kaltkanalsystem (29) aufweist; - die erste Stelle eine Stelle des Kaltkanalsystems (29) ist oder die Temperatur an einer Stelle des Kaltkanalsystems (29) erfasst wird.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, wobei - das Kaltkanalsystem (29) eine Kaltkanaldüse (30) und /oder einen Kaltkanal (22) aufweist; - die erste Stelle eine Stelle der Kaltkanaldüse (30) oder des Kaltkanals (22) ist oder die Temperatur an einer Stelle der Kaltkanaldüse (30) oder des Kaltkanals (22) erfasst wird.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, wobei - die Spritzgießmaschine (9) oder das Spritzgießwerkzeug (18) ein Heißkanalsystem (29) aufweist; - die erste Stelle eine Stelle des Heißkanalsystems (29) ist oder die Temperatur an einer Stelle des Heißkanalsystems (29) erfasst wird.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, wobei - das Heißkanalsystem (29) eine Heißkanaldüse (30) und /oder einen Heißkanal (22) aufweist; - die erste Stelle eine Stelle der Heißkanaldüse (30) oder des Heißkanals (22) ist oder die Temperatur an einer Stelle der Heißkanaldüse (30) oder des Heißkanals (22) erfasst wird.
Regelsystem (12) für eine oder in einer Spritzgießmaschine (9), aufweisend - einen Primär-Regler (24); - einen Sekundär-Regler (25); - eine Steuereinrichtung (26); wobei - die Spritzgießmaschine (9) aufweist • einen ersten Temperatursensor (23), der an einer ersten Stelle der Spritzgießmaschine (9) angeordnet ist und die an dieser Stelle herrschende Temperatur erfasst, wobei die erste Stelle insbesondere eine Stelle einer Spritzeinheit (10) oder einer Schließeinheit (11) der Spritzgießmaschine (9) oder eine Stelle einer Extruderdüse (17) der Spritzeinheit (10) oder eine Stelle eines Spritzgießwerkzeugs (18) der Schließeinheit (11) oder eine Stelle eines Kaltkanalsystems (29) oder eines Heißkanalsystems (29) des Spritzgießwerkzeugs (18) oder eine Stelle einer Kaltkanaldüse (30) oder eines Kaltkanals (22) des Kaltkanalsystems (29) oder eine Stelle einer Heißkanaldüse (30) oder eines Heißkanals (22) des Heißkanalsystems (29) ist; • ein Stellglied, das diese Temperatur ändert; - der Primär-Regler (24) ein Künstliches Neuronales Netz aufweist; - die Steuereinrichtung (26) ausgangsseitig an den Primär-Regler (24) und den Sekundär-Regler (25) gekoppelt ist und eingangsseitig an den ersten Temperatursensor (23) gekoppelt werden kann; - der Primär-Regler (24) und der Sekundär-Regler (25) ausgangsseitig an das Stellglied gekoppelt werden können; - die Steuereinrichtung (26) derart ausgebildet ist, dass • sie in einer ersten Phase den Primär-Regler (24) derart ansteuert, dass der Primär-Regler (24) mithilfe des Stellgliedes die Temperatur regelt; • sie in einer zweiten Phase nach der ersten Phase den Sekundär-Regler (25) derart ansteuert, dass der Sekundär-Regler (25) mithilfe des Stellgliedes die Temperatur regelt.
Regelsystem (12) nach dem Anspruch 27, wobei - die Steuereinrichtung (26) derart ausgebildet ist, dass • sie während der ersten Phase überprüft, ob ein erstes Umschaltkriterium erfüllt ist; • sie, falls sie erkennt, dass das erste Umschaltkriterium erfüllt ist, die erste Phase beendet und die zweite Phase startet.
Regelsystem (12) nach einem der Ansprüche 27 bis 28, wobei - das erste Umschaltkriterium von einem vorbestimmten Zeitpunkt nach dem Start der ersten Phase abhängt.
Regelsystem (12) nach einem der Ansprüche 27 bis 29, wobei - die Steuereinrichtung (26) derart ausgebildet ist, dass • sie für das Regeln in der ersten Phase und / oder für das Regeln in der zweiten Phase eine Führungsgröße für die Temperatur vorbestimmt; • sie eine Regeldifferenz gemäß der Gleichung $e = w_{M} - y_{M}$
ermittelt, worin w_M der Sollwert für die Temperatur ist, und y_M der Istwert der Temperatur ist.
Regelsystem (12) nach einem der Ansprüche 27 bis 30, wobei - das erste Umschaltkriterium von der Regeldifferenz und / oder von einer Änderungsrate der Regeldifferenz abhängt.
Regelsystem (12) nach einem der Ansprüche 27 bis 31, wobei - das erste Umschaltkriterium die Ungleichung $| e | \leq E mit E \geq 0$
aufweist, worin E ein vorbestimmter erster Schwellenwert ist; und / oder - das erste Umschaltkriterium die Ungleichung $| f | \leq F mit F \geq 0$
aufweist, worin f die Änderungsrate der Regelgröße ist, für die beispielsweise f = de/dt gilt, und F ein vorbestimmter zweiter Schwellenwert ist.
Regelsystem (12) nach einem der Ansprüche 27 bis 32, wobei - die Steuereinrichtung (26) derart ausgebildet ist, dass • sie während der zweiten Phase überprüft, ob ein zweites Umschaltkriterium erfüllt ist; • sie, falls sie erkennt, dass das zweite Umschaltkriterium erfüllt ist, die zweite Phase beendet und die erste Phase startet.
Regelsystem (12) nach einem der Ansprüche 27 bis 33, wobei - das zweite Umschaltkriterium von der Führungsgröße und / oder von einer Änderungsrate der Führungsgröße abhängt.
Regelsystem (12) nach einem der Ansprüche 27 bis 34, wobei - das zweite Umschaltkriterium die Ungleichung $| w (t) - w (t1) | \geq W mit W \geq 0 und t1 < t$
aufweist, worin w die Führungsgröße ist, t die Zeit ist, t1 ein vorbestimmter Zeitpunkt ist, und W ein vorbestimmter dritter Schwellenwert ist; und / oder - das zweite Umschaltkriterium die Ungleichung $| x | \geq X mit X \geq 0$
aufweist, worin x die Änderungsrate der Führungsgröße ist, für die beispielsweise x = dw/dt gilt, und X ein vorbestimmter vierter Schwellenwert ist.
Regelsystem (12) nach einem der Ansprüche 27 bis 35, wobei - die Steuereinrichtung (26) derart ausgebildet ist, dass • sie in der ersten Phase das Regeln ohne Verwendung des Sekundär-Reglers (25) und / oder ausschließlich unter Verwendung des Primär-Reglers (24) und / oder ohne Verwendung eines anderen Reglers durchführt und / oder den Sekundär-Regler (25) deaktiviert und / oder nicht ansteuert und / oder vom Stellglied trennt.
Regelsystem (12) nach einem der Ansprüche 27 bis 36, wobei - die Steuereinrichtung (26) derart ausgebildet ist, dass • sie in der zweiten Phase das Regeln ohne Verwendung des Primär-Reglers (24) und / oder ausschließlich unter Verwendung des Sekundär-Reglers (25) durchführt und / oder den Primär-Regler (24) deaktiviert und / oder nicht ansteuert und / oder vom Stellglied trennt.
Regelsystem (12) nach einem der Ansprüche 27 bis 37, wobei - die zweite Phase an die erste Phase anschließt.
Regelsystem (12) nach einem der Ansprüche 27 bis 38, wobei - der Primär-Regler (24) keinen integralen Anteil aufweist.
Regelsystem (12) nach einem der Ansprüche 27 bis 39, wobei - der Sekundär-Regler (25) nicht der Primär-Regler (24) ist und / oder der Primär-Regler (24) und der Sekundär-Regler (25) separat oder getrennt voneinander ausgebildet sind und / oder der Sekundär-Regler (25) unabhängig von dem Primär-Regler (24) arbeitet und / oder der Primär-Regler (24) unabhängig von dem Sekundär-Regler (25) arbeitet und / oder der Primär-Regler (24) und der Sekundär-Regler (25) sich voneinander unterscheiden und / oder der Primär-Regler (24) und der Sekundär-Regler (25) unterschiedlich oder nicht gleich sind.
Regelsystem (12) nach einem der Ansprüche 27 bis 40, wobei - der Sekundär-Regler (25) einen P-Regler und / oder einen I-Regler und / oder einen D-Regler und / oder einen PI-Regler und / oder einen PD-Regler und / oder einen ID-Regler und / oder einen PID-Regler und / oder einen I-KNN-Regler, der ein Künstliches Neuronales Netz und einen integralen Anteil aufweist, und / oder einen PT1-Regler und / oder einen PT2-Regler und / oder einen Fuzzy-Regler und / oder einen adaptiven Regler und / oder einen Deadbeat-Regler aufweist.
Regelsystem (12) nach einem der Ansprüche 27 bis 41, wobei - der integrale Anteil des I-KNN-Reglers einen I-Regler und / oder einen PI-Regler und / oder einen ID-Regler und / oder einen PID-Regler aufweist.
Regelsystem (12) nach einem der Ansprüche 27 bis 42, wobei - wenigstens eines der Künstlichen Neuronalen Netze wenigstens ein zweilagiges oder mehrlagiges Feedforward-Perzeptron aufweist.
Regelsystem (12) nach einem der Ansprüche 27 bis 43, wobei - wenigstens eines der Künstlichen Neuronalen Netze mithilfe von MATLAB® trainiert wird.
Regelsystem (12) nach einem der Ansprüche 27 bis 44, wobei - die Spritzgießmaschine (9) eine Spritzeinheit (10) aufweist; - der erste oder ein anderer Temperatursensor (23) an der Spritzeinheit (10) angeordnet ist.
Regelsystem (12) nach einem der Ansprüche 27 bis 45, wobei - die Spritzeinheit (10) eine Extruderdüse (17) aufweist; - der erste oder ein anderer Temperatursensor (23) an der Extruderdüse (17) angeordnet ist.
Regelsystem (12) nach einem der Ansprüche 27 bis 46, wobei - die Spritzgießmaschine (9) eine Schließeinheit (11) aufweist; - der erste oder ein anderer Temperatursensor (23') an der Schließeinheit (11) angeordnet ist.
Regelsystem (12) nach einem der Ansprüche 27 bis 47, wobei - die Schließeinheit (11) ein Spritzgießwerkzeug (18) aufweist; - der erste oder ein anderer Temperatursensor (23') an dem Spritzgießwerkzeug (18) angeordnet ist.
Regelsystem (12) nach einem der Ansprüche 27 bis 48, wobei - die Spritzgießmaschine (9) oder das Spritzgießwerkzeug (18) ein Kaltkanalsystem (29) aufweist; - der erste oder ein anderer Temperatursensor (23") an dem Kaltkanalsystem (29) angeordnet ist.
Regelsystem (12) nach einem der Ansprüche 27 bis 49, wobei - das Kaltkanalsystem (29) eine Kaltkanaldüse (30) und / oder einen Kaltkanal (22) aufweist; - der erste oder ein anderer Temperatursensor (23") an der Kaltkanaldüse (30) oder dem Kaltkanal (22) angeordnet ist.
Regelsystem (12) nach einem der Ansprüche 27 bis 50, wobei - die Spritzgießmaschine (9) oder das Spritzgießwerkzeug (18) ein Heißkanalsystem (29) aufweist; - der erste oder ein anderer Temperatursensor (23") an dem Heißkanalsystem (29) angeordnet ist.
Regelsystem (12) nach einem der Ansprüche 27 bis 51, wobei - das Heißkanalsystem (29) eine Heißkanaldüse (30) und / oder einen Heißkanal (22) aufweist; - der erste oder ein anderer Temperatursensor (23") an der Heißkanaldüse (30) oder dem Heißkanal (22) angeordnet ist.
Regelsystem (12) nach einem der Ansprüche 27 bis 52, wobei, wobei - das Regelsystem (12) derart ausgebildet ist, dass es ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 26 durchführen kann.