DE102020204748A1

DE102020204748A1 - Baugruppe für die montage mit einem spritzgiesswerkzeug

Info

Publication number: DE102020204748A1
Application number: DE102020204748.0A
Authority: DE
Inventors: Andreas Lang
Original assignee: Gerresheimer Regensburg GmbH
Current assignee: Gerresheimer Regensburg GmbH
Priority date: 2020-04-15
Filing date: 2020-04-15
Publication date: 2021-10-21

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft Baugruppe 1 für die Montage mit einem Spritzgießwerkzeug 100, ein Spritzgießwerkzeug, ein Verfahren zum Überwachen eines Spritzgießwerkzeugs, ein Überwachungssystem, eine Spritzgießmaschine und ein Computerprogramm. Die Baugruppe 1 umfasst ein bewegliches Element 10, insbesondere ein Auswerferelement, ein Kernzugelement oder ein Verschlussnadelelement, und zumindest einen Bewegungssensor 12 umfasst, wobei das bewegliche Element 10 einer Formhälfte 102 des Spritzgießwerkzeugs 100 zuordenbar ist und relativ zu der Formhälfte 102 des Spritzgießwerkzeugs 100 bewegbar eingerichtet ist, wenn das Spritzgießwerkzeug 100 mit der Baugruppe 1 montiert ist. Der Bewegungssensor ist dem beweglichen Element 1 zugeordnet und dazu eingerichtet ist den zeitlichen Ist-Verlauf einer Bewegung des beweglichen Elements zu erfassen.

Description

1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Baugruppe für die Montage mit einem Spritzgießwerkzeug, ein Spritzgießwerkzeug, ein Verfahren zum Überwachen eines Spritzgießwerkzeugs, ein Überwachungssystem, eine Spritzgießmaschine und ein Computerprogramm. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Baugruppe, umfassend ein bewegliches Element und zumindest einen Bewegungssensor. Der Bewegungssensor ist dem beweglichen Element derart zugeordnet, dass er den zeitlichen Ist-Verlauf einer Bewegung des beweglichen Elements erfassen kann.
2. Technischer Hintergrund
Während eines Spritzgießprozesses, also bei der Herstellung eines spritzgegossenen Werkstücks, können in einem Spritzgießwerkzeug unterschiedliche bewegliche Elemente angesteuert und entsprechend bewegt werden. Beispielsweise kann ein bewegliches Auswerferelement (z.B. ein Auswerferstift oder eine Auswerferplatte) bewegt werden, um das spritzgegossene Werkstück aus dem geöffneten Werkzeug zu entformen. Alternativ oder zusätzlich kann ein bewegliches Kernzugelement im geöffneten oder geschlossenen Werkzeug bewegt werden, um eine geometrische Form (wie etwa ein Hinterschnitt) des Werkstücks abformen zu können.
Weiterhin kann zumindest ein sogenanntes Nadelverschlusssystem eingesetzt werden. In einem Nadelverschlusssystem wird ein bewegliches Verschlussnadelelement (z.B. eine Verschlussnadel) bewegt, um einen Übergang zwischen einem Heißkanal und einer Kavität des Spritzgießwerkzeug zu öffnen oder zu verschließen.
Bekannte Spritzgießwerkzeuge verfügen über eine unzureichende Überwachung dieser (und anderer) beweglicher Elemente. Dies ist problematisch, da eine falsch erkannte Stellung eines beweglichen Elements oder eine inkorrekte Bewegung eines beweglichen Elements zu kapitalen Schäden am Spritzgießwerkzeug führen können. Wird ein Spritzgießwerkzeug beschädigt, hat dies oftmals lange Produktionsausfälle zur Folge.
Oftmals ist die Zugänglichkeit zu dem/den beweglichen Element(en) im Spritzgießwerkzeug nicht gegeben, sodass die beweglichen Elemente nur sehr schwer oder gar nicht überwacht werden können. Bekannte Sensoren (z.B. Näherungssensoren) erfassen die Bewegung der beweglichen Elemente nicht bzw. nur unzureichend. Insbesondere Näherungssensoren erfassen nur die Endstellung des beweglichen Elements, der Bewegungsvorgang selbst wird nicht erfasst.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Überwachung eines Spritzgießwerkzeugs zu verbessern. Weiterhin soll basierend auf der verbesserten Überwachung die Steuerung/Regelung des Spritzgießprozesses optimiert werden.
3. Beschreibung der Erfindung
Die Aufgabe wird insbesondere durch eine Baugruppe nach Anspruch 1, durch ein Spritzgießwerkzeug nach Anspruch 5, durch ein Verfahren zum Überwachen eines Spritzgießwerkzeugs nach Anspruch 6, durch ein Überwachungssystem nach Anspruch 11, durch eine Spritzgussmaschine nach Anspruch 14 und durch ein Computerprogramm nach Anspruch 15 gelöst. Die jeweiligen Unteransprüche sind auf weiter vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gerichtet.
Insbesondere wird die Aufgabe durch eine Baugruppe für die Montage mit einem Spritzgießwerkzeug gelöst, wobei die Baugruppe ein bewegliches Element und zumindest einen Bewegungssensor umfasst.
Das bewegliche Element kann beispielsweise ein bewegliches Auswerferelement (z.B. ein Auswerferstift oder eine Auswerferplatte) sein. Das Auswerferelement kann beispielsweise derart beweglich eingerichtet sein, dass es, wenn es mit einem Spritzgießwerkzeug montiert ist, ein spritzgegossenes Werkstück aus dem geöffneten Spritzgießwerkzeug entformen kann. Ebenso kann das bewegliche Element ein bewegliches Kernzugelement sein, das, wenn es mit einem Spritzgießwerkzeug montiert ist, im geöffneten oder geschlossenen Spritzgießwerkzeug derart bewegt werden kann, um eine geometrische Form (wie etwa ein Hinterschnitt) des Werkstücks abzuformen. Weiterhin kann das bewegliche Element beispielsweise ein bewegliches Verschlussnadelelement (z.B. eine Verschlussnadel) eines Nadelverschlusssystems sein. Dieses bewegliches Verschlussnadelelement kann, wenn es mit einem Spritzgießwerkzeug montiert ist, derart bewegt werden, um einen Übergang zwischen einem Heißkanal und einer Kavität des Spritzgießwerkzeug zu öffnen oder zu verschließen. Ebenso kann die Baugruppe ein anderes, hier nicht näher beschriebenes, bewegliches Element umfassen.
Das bewegliche Element ist einer Formhälfte des Spritzgießwerkzeugs zuordenbar und relativ zu der Formhälfte des Spritzgießwerkzeugs bewegbar eingerichtet, wenn das Spritzgießwerkzeug mit der Baugruppe montiert ist. Der Bewegungssensor, ist dem beweglichen Element zugeordnet und dazu eingerichtet den zeitlichen Ist-Verlauf einer Bewegung des beweglichen Elements zu erfassen.
Mithilfe der oben beschriebenen Baugruppe kann der zeitliche Ist-Verlauf der Bewegung des beweglichen Elements im Spritzgießwerkzeug überwacht werden. Insbesondere durch die Zuordnung von Bewegungssensor zu beweglichem Element, kann bei der Überwachung eines entsprechenden Spritzgießwerkzeugs, welches mehrere der beschriebenen Baugruppen umfassen kann, der zeitliche Ist-Verlauf einer Bewegung des beweglichen Elements bestimmt werden. Umfasst das betreffende Spritzgießwerkzeug mehrere Baugruppen, kann der zeitliche Ist-Verlauf der Bewegung jedes beweglichen Elements gesondert erfasst und überwacht werden. Durch entsprechende Verarbeitung der erzeugten Bewegungssensordaten kann der Spritzgießprozess optimiert gesteuert und/oder geregelt werden.
Ist das bewegliche Element beispielsweise ein Verschlussnadelelement, kann der Einspritzzeitpunkt einer (Kunststoff)schmelze in das Spritzgießwerkzeug äußerst exakt in Abhängigkeit des Erreichens einer tatsächlichen Offenposition des Verschlussnadelelements bestimmt werden und das Einspritzen entsprechend gesteuert/geregelt werden.
Weiterhin kann beispielsweise durch entsprechende Auswertung der erzeugten Bewegungssensordaten festgestellt werden, ob Veränderungen im Bewegungsablauf aufgetreten sind. Derartige Veränderungen können beispielsweise auf einen Verschleiß oder eine sonstige Prozessveränderung hinweisen. Folglich kann Verschleiß oder eine andere Fehlerquelle, die zu einer Prozessveränderung führt, frühzeitig erkannt und/oder behoben werden, bevor Folgeschäden auftreten. Ebenso kann die Steuerung/Regelung des Spritzgießprozesses an die erkannte Prozessveränderung angepasst werden, um trotz auftretender Prozessveränderung beispielsweise eine gleichbleibende Werkstückqualität bereitstellen zu können.
Insbesondere kann der Bewegungssensor ein Positionssensor, ein Geschwindigkeitssensor und/oder ein Beschleunigungssensor sein. Der Bewegungssensor kann auch mehrere Sensoren umfassen Der Bewegungssensor ist dazu eingerichtet den zeitlichen Ist-Verlauf einer Bewegung des beweglichen Elements zu erfassen, wobei der zeitliche Ist-Verlauf der Bewegung des beweglichen Elements einen zeitlichen Ist-Verlauf der Position des beweglichen Elements relativ zur Formhälfte des Spritzgießwerkzeugs, den zeitlichen Ist-Verlauf der Geschwindigkeit des beweglichen Elements und/oder den zeitlichen Ist-Verlauf der Beschleunigung des beweglichen Elements umfassen kann. Somit ist es möglich nicht nur die jeweiligen Endpunkte der Stellung des beweglichen Elements, sondern den gesamten zeitlichen Bewegungsverlauf zu erfassen. Dies ermöglicht eine optimierte Überwachung des beweglichen Elements und somit eine optimierte Steuerung/Regelung des Spritzgießprozesses.
Der Bewegungssensor kann dem beweglichen Element derart zugeordnet sein, dass er mit dem beweglichen Element axial mitbewegt wird. Dies ermöglicht eine unmittelbare Erfassung des zeitlichen Ist-Verlaufs einer axialen Bewegung des beweglichen Elements. Weiterhin kann der Bewegungssensor dem beweglichen Element über ein Zwischenelement zugeordnet sein. Das Zwischenelement ermöglicht eine Zuordnung auch unter engen räumlichen Gegebenheiten, da der Bewegungssensor vom beweglichen Element beabstandet angeordnet sein kann. Zudem kann das Zwischenelement dazu eingerichtet sein eine Bewegung des beweglichen Elements in eine Bewegung des Bewegungssensor zu übersetzen. Beispielsweise kann das Zwischenelement eine axiale Bewegung des beweglichen Elements in eine Schwenkbewegung des Bewegungssensors übersetzen. Die Übersetzung ermöglicht eine exakte Überwachung von kleinen Bewegungen, wenn beispielsweise eine kleine Bewegung des beweglichen Elements in eine größere Bewegung des Bewegungssensors umgesetzt wird.
Die Aufgabe wird zudem durch ein Spritzgießwerkzeug gelöst, welches zumindest eine Formhälfte und zumindest eine Baugruppe umfasst, wobei die Baugruppe den oben beschriebenen Aufbau aufweist. Das Spritzgießwerkzeug ist mit der Baugruppe derart montiert, dass das bewegliche Element der zumindest eine Baugruppe relativ zu der Formhälfte des Spritzgießwerkzeugs bewegbar eingerichtet ist, und derart, dass der Bewegungssensor, der dem beweglichen Element der zumindest einen Baugruppe zugeordnet ist, den zeitlichen Ist-Verlauf einer Bewegung des beweglichen Elements relativ zu der Formhälfte erfassen kann. Die Formhälfte kann eine feststehende und/oder eine bewegliche Formhälfte des Spritzgießwerkzeugs sein.
Insbesondere kann das Spritzgießwerkzeug mehrere der obigen Baugruppen umfassen. Beispielsweise kann eine erste Baugruppe ein erstes bewegliches Element mit entsprechend zugeordnetem Bewegungssensor und eine zweite Baugruppe ein zweites bewegliches Element mit entsprechend zugeordnetem Bewegungssensor umfassen, wobei die Bewegungssensoren der ersten und der zweiten Baugruppe separat ausgebildet sind. Beispielsweise kann das erste bewegliche Element ein Auswerferelement und das zweite bewegliche Element ein Kernzugelement sein.
Weiterhin kann das Spritzgießwerkzeug zumindest drei, zumindest fünf oder zumindest sieben der obigen Baugruppen umfassen. Jedes der beweglichen Elemente kann ein Auswerferelement, ein Kernzugelement, ein Verschlussnadelelement, oder ein anderes bewegliches Element sein.
Mit dem Spritzgießwerkzeug können die Vorteile, die oben mit Bezug auf die Baugruppen beschrieben sind, ebenso erreicht werden.
Die Aufgabe wird zudem durch ein Verfahren zum Überwachen eines Spritzgießwerkzeugs gelöst, wobei das Verfahren (400) die folgenden Schritte umfasst:

Bereitstellen eines Spritzgießwerkzeugs, wobei das Spritzgießwerkzeug wie oben beschrieben ausgebildet ist und zumindest eine Baugruppe umfasst;
Erfassen eines zeitlichen Ist-Verlaufs einer Bewegung eines beweglichen Elements zumindest einer Baugruppe des Spritzgießwerkzeugs;
Vergleichen des erfassten Ist-Verlaufs der Bewegung des beweglichen Elements der zumindest einen Baugruppe mit einem Soll-Verlauf, und
Erkennen einer Abweichung zwischen dem erfassten Ist-Verlaufs und dem Soll-Verlauf.

Das Verfahren zum Überwachen eines Spritzgießwerkzeugs, ermöglicht die Überwachung des/der beweglichen Elements/Elemente im Spritzgießwerkzeug. Insbesondere durch die Zuordnung von dem Bewegungssensor zu dem beweglichen Element, kann bei der Überwachung eines entsprechenden Spritzgießwerkzeugs, welches mehrere der beschriebenen Baugruppen umfassen kann, der zeitliche Ist-Verlauf einer Bewegung jedes einzelnen beweglichen Elements bestimmt werden. Durch entsprechende Verarbeitung der erzeugten Bewegungssensordaten kann der Spritzgießprozess optimiert gesteuert und/oder geregelt werden, wie nachfolgend beschrieben ist.
Das Verfahren kann beispielsweise weiterhin einen oder mehrere der folgenden Schritte umfassen:

Ermitteln einer Prozessveränderung eines Spritzgießprozesses des Spritzgießwerkzeugs, basierend auf der erkannten Abweichung zwischen dem erfassten Ist-Verlauf und dem Soll-Verlauf der Bewegung des beweglichen Elements der zumindest einen Baugruppe, und
Anpassen zumindest eines Steuerbefehls des Spritzgießprozesses an die ermittelte Prozessveränderung.

Eine ermittelte Prozessveränderung kann jede messbare Veränderung des zeitlichen Verlaufs der Bewegung des beweglichen Elements umfassen. Mögliche Veränderungen betreffen beispielsweise Verschleiß und/oder Einlaufverhalten des beweglichen Elements bzw. dessen Führungen oder Lager. Beispielsweise kann ein sich verändernder Reibwert aus dem Vergleich Ist-Verlauf /Soll-Verlauf abgeleitet werden. Ebenso können Fehler wie Verschmutzungen, fehlende oder unzureichende Schmierung, Klemmen und der gleichen abgeleitet und ermittelt werden. Diese oder andere Prozessveränderungen können mittels des Verfahrens frühzeitig erkannt und/oder behoben werden, bevor beispielsweise Folgeschäden auftreten. Ebenso kann die Steuerung/Regelung des Spritzgießprozesses an die ermittelte Prozessveränderung angepasst werden. Beispielsweise kann ein akzeptabler Verschleiß oder ein Einlaufverhalten mit einer entsprechenden Ansteuerung des beweglichen Elements kompensiert werden. Dies führt zu einer gleichbleibend hohen Werkstückqualität.
Weiterhin kann das Verfahren weiterhin die folgenden Schritte umfassen:

Erkennen des Erreichens einer Endposition des beweglichen Elements der zumindest einen Baugruppe basierend auf dem erfassten Ist-Verlauf der Bewegung des beweglichen Elements, und
Steuern des Spritzgießprozesses in Abhängigkeit des erkannten Erreichens der Endposition des beweglichen Elements.

Ist das bewegliche Element beispielsweise ein Verschlussnadelelement, kann der Einspritzzeitpunkt einer (Kunststoff)schmelze in das Spritzgießwerkzeug äußerst exakt in Abhängigkeit des Erreichens einer tatsächlichen Offenposition des Verschlussnadelelements bestimmt werden und das Einspritzen entsprechend gesteuert/geregelt werden. Ebenso kann durch das Erkennen des Erreichens einer Endposition des beweglichen Elements beispielsweise verhindert werden, dass das Spritzgießwerkzeug geschlossen wird, bevor nicht alle beweglichen Elemente in der Endposition sind und so das gefahrlose Schließen des Spritzgießwerkzeugs möglich ist.
Optional kann eine Stellung des beweglichen Elements erkannt werden, welche Stellung das gefahrlose Schließen des Spritzgießwerkzeugs erlaubt. Diese Stellung muss nicht die Endposition des beweglichen Elements sein. Stattdessen genügt es, dass beim Schließen des Spritzgießwerkzeugs in der erkannten Stellung keine Kollisionen verursacht werden. Anschließend kann der Spritzgießprozesses in Abhängigkeit des erkannten Erreichens der Stellung gesteuert und/oder geregelt werden. Hierdurch kann der Spritzgießprozess zeitlich optimiert gesteuert und/oder geregelt werden, sodass kürzere Zykluszeiten ermöglicht werden.
Der Soll-Verlauf kann ein gespeicherter, vordefinierter Soll-Verlauf sein und/oder der Soll-Verlauf kann aus Steuerbefehlen zur Ansteuerung eines Aktuators, der die Bewegung des beweglichen Elements der zumindest einen Baugruppe aktuiert, abgeleitet sein. Bei der Nutzung eines gespeicherten, vordefinierten Soll-Verlaufs kann beispielsweise das Vergleichen des erfassten Ist-Verlaufs der Bewegung des beweglichen Elements der zumindest einen Baugruppe mit einem Soll-Verlauf und/oder das Erkennen einer Abweichung zwischen dem erfassten Ist-Verlaufs und dem Soll-Verlauf sehr effizient (d.h. z.B. mit geringen Rechenressourcen) erfolgen, da der Soll-Verlauf initial bekannt ist. Die Nutzung eines abgeleiteten Soll-Verlaufs ermöglicht die Ursache einer Prozessveränderung eng einzugrenzen. Zudem können unterschiedliche Bewegungsprofile der beweglichen Elemente genutzt werden. Ist beispielsweise bekannt, welcher Soll-Verlauf sich aus einer Ansteuerung des Aktuators, der die Bewegung des beweglichen Elements der zumindest einen Baugruppe aktuiert, ergibt und weicht der Ist-Verlaufs hiervon ab, kann die Ursache im Wesentlichen auf ein mechanisches Problem begrenzt werden, sofern sichergestellt ist, dass sich der Aktuator ansteuerungsgemäß verhält.
Weiterhin ist es möglich, den Soll-Verlauf anzupassen, und den angepassten Soll-Verlauf zu speichern, wenn beispielsweise Steuerbefehle aufgrund einer Prozessveränderung abgeändert wurden. Der angepasste Soll-Verlauf kann beispielsweise aus dem abgeleiteten Soll-Verlauf ermittelt werden.
Weiterhin kann das Verfahren zumindest einen der folgenden Schritte umfassen:

Ermitteln eines Betrags der Abweichung zwischen dem erfassten Ist-Verlaufs und dem Soll-Verlauf, und
Ausgeben einer Meldung an eine Benutzer-Schnittstelle, wenn der Betrag der Abweichung einen vordefinierten Grenzwert überschreitet.

Wird der Betrag der Abweichung zu groß, kann beispielsweise ein Alarm ausgegeben werden. Ebenso kann eine Meldung ausgegeben werden, die den Benutzer beispielsweise auffordert, ein verschlissenes oder fehlerhaftes Bauteil auszutauschen oder andere Wartungsmaßnahmen zu ergreifen, bevor Folgeschäden drohen.
Die Aufgabe wird zudem durch ein Überwachungssystem, für ein Spritzgießwerkzeug gelöst, wobei das Überwachungssystem zumindest einen Dateneingang sowie Mittel zum Ausführen des oben beschriebenen Verfahrens umfasst. Der Dateneingang dient zum Empfangen von Sensordaten eines Bewegungssensors, der einem beweglichen Element zumindest einer Baugruppe des Spritzgießwerkzeug zugeordnet ist. Mit dem Überwachungssystem lassen sich die oben beschriebenen Vorteile, jedenfalls teilweise, erzielen.
Ferner kann das Überwachungssystem zumindest eine Baugruppe (wie oben beschrieben) umfassen, wobei der Bewegungssensor der zumindest einen Baugruppe dem zumindest einen Dateneingang des Überwachungssystems zugeordnet ist. Nutzt das Spritzgießwerkzeug mehrere Baugruppen, kann jedem Bewegungssensor ein eigener Dateneingang zugeordnet sein, oder die Sensorsignale können über einen gemeinsamen Dateneingang empfangen werden.
Zudem kann das Überwachungssystem ein Spritzgießwerkzeug (wie oben beschrieben) und einen Steuerbefehl-Ausgang umfasst, und dazu eingerichtet sein, Steuerbefehle zur Steuerung des Spritzgießprozesses über den Steuerbefehl-Ausgang zu senden. Die Steuerbefehle können auch zur Regelung des Spritzgießwerkzeugs dienen, sodass das Überwachungssystem zur Regelung des Spritzgießwerkzeugs eingerichtet sein kann.
Die Aufgabe wird zudem durch eine Spritzgussmaschine gelöst, die ein Spritzgießwerkzeug (wie oben beschrieben) und zumindest eine Plastifiziereinheit umfasst. Die Plastifiziereinheit dient zum Bereitstellen von Kunststoffschmelze an das Spritzgießwerkzeug gemäß einem Spritzgießprozess. Zudem umfasst die Spritzgussmaschine eine Schließeinheit, die zur Aktuierung des Spritzgießwerkzeugs gemäß des Spritzgießprozesses eingerichtet ist, und ein Überwachungssystem (wie oben beschrieben). Das Überwachungssystem dient zum Überwachen des Spritzgießwerkzeugs und optional zur Steuerung und/oder Regelung und/oder Anpassung des Spritzgießprozesses.
Die Aufgabe wird zudem durch ein Computerprogramm gelöst, welches Programmbefehle umfasst, die von zumindest einem Prozessor ausführbar sind, und die, wenn sie von dem zumindest einen Prozessor ausgeführt werden, den zumindest einem Prozessor dazu veranlassen, die Ausführung eines oben beschriebenen Verfahrens zu veranlassen.
Figurenliste
Im Folgenden werden die angefügten Figuren kurz beschrieben. Dabei zeigt

1A eine schematische Darstellung einer erste Baugruppe, welche mit einem Spritzgießwerkzeug montiert ist, in einer ersten Stellung;
1B eine schematische Darstellung der ersten Baugruppe, welche mit einem Spritzgießwerkzeug montiert ist, in einer zweiten Stellung;
2A eine schematische Darstellung einer zweiten Baugruppe, welche mit einem Spritzgießwerkzeug montiert ist, in einer ersten Stellung;
2B eine schematische Darstellung der zweiten Baugruppe, welche mit einem Spritzgießwerkzeug montiert ist, in einer zweiten Stellung;
3 eine schematische Darstellung eines Überwachungssystems, und
4 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Überwachung eines Spritzgießwerkzeugs.

5. Ausführliche Beschreibung der Figuren
Im Folgenden werden die Figuren ausführlich beschrieben. Dabei zeigen die 1A und 1B eine schematische Darstellung einer erste Baugruppe 1, welche mit einem Spritzgießwerkzeug 100 montiert ist. Die Baugruppe 1 umfasst ein bewegliches Element 10, welches beispielsweise ein Auswerferelement, ein Kernzugelement oder ein Verschlussnadelelement ist. Dem bewegliches Element 10 ist ein Bewegungssensor 12 derart zugeordnet, dass der Bewegungssensor 12 mit dem beweglichen Element 10 axial mitbewegt wird. Das bewegliche Element 10 ist in der gezeigten Darstellung einer Formhälfte 102 des Spritzgießwerkzeugs 100 zugeordnet und relativ zu der Formhälfte 102 bewegbar eingerichtet. In 1A ist das bewegliche Element 10 und der zugeordnete Bewegungssensor 12 in einer ersten Stellung (Position) gezeigt. In 1B ist das bewegliche Element 10 und der zugeordnete Bewegungssensor 12 in einer zweiten Stellung (Position) gezeigt. Der Bewegungssensor 12, der dem beweglichen Element 10 zugeordnet ist, ist dazu eingerichtet den zeitlichen Ist-Verlauf einer Bewegung des beweglichen Elements 10 zu erfassen.
Die 2A und 2B zeigen eine schematische Darstellung einer zweiten Baugruppe 2, welche mit einem Spritzgießwerkzeug 200 montiert ist. Die Baugruppe 2 umfasst ein bewegliches Element 20, welches beispielsweise ein Auswerferelement, ein Kernzugelement oder ein Verschlussnadelelement ist. Dem bewegliches Element 20 ist ein Bewegungssensor 22 über ein Zwischenelement 24 zugeordnet. Hier ist das Zwischenelement 24 als Schwenkhebel ausgebildet. Das Zwischenelement 24 ist dazu eingerichtet eine Bewegung des beweglichen Elements 20 (hier eine axial Bewegung) in eine Bewegung des Bewegungssensor 22 zu übersetzen. In der gezeigten Darstellung ist die Bewegung des Bewegungssensors 22 eine Schwenkbewegung.
Das bewegliche Element 20 ist in der gezeigten Darstellung einer Formhälfte 202 des Spritzgießwerkzeugs 200 zugeordnet und relativ zu der Formhälfte 202 bewegbar eingerichtet. In 2A ist das bewegliche Element 20 und der zugeordnete Bewegungssensor 22 in einer ersten Stellung (Position) gezeigt. In 2B ist das bewegliche Element 20 und der zugeordnete Bewegungssensor 22 in einer zweiten Stellung (Position) gezeigt. Der Bewegungssensor 22, der dem beweglichen Element 20 zugeordnet ist, ist dazu eingerichtet den zeitlichen Ist-Verlauf einer Bewegung des beweglichen Elements 20 zu erfassen.
3 zeigt eine schematische Darstellung eines Überwachungssystems 30 für ein Spritzgießwerkzeug 100, wobei das gezeigte Spritzgießwerkzeug 100 zumindest zwei Formhälften 102, 104 umfasst.
Das Überwachungssystem 30 umfasst zumindest einen Dateneingang zum Empfangen von Sensordaten 32 eines Bewegungssensors 12, der einem beweglichen Element 10 zumindest einer Baugruppe 1 des Spritzgießwerkzeugs 100 zugeordnet ist. Weiterhin umfasst das Überwachungssystem 30 Mittel (nicht dargestellt) zum Ausführen eines Verfahrens, welches mit Bezug auf 4 näher beschrieben ist. Das Spritzgießwerkzeug 100 oder das Überwachungssystem 30 kann mehrere Baugruppen 1,2 umfassen. Jede der Baugruppen kann einen unterschiedlichen Aufbau aufweisen, beispielsweise wie in den 1A bis 2B gezeigt.
4 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens 400 zur Überwachung eines Spritzgießwerkzeugs 100, 200. Das Verfahren 400 kann optional auch zur Steuerung/Regelung des Spritzgießwerkzeugs 100, 200 genutzt werden. Das Verfahren 400 umfasst die folgenden, teilweise optionalen Schritte:

Bereitstellen 410 eines Spritzgießwerkzeugs 100, 200,
Erfassen 420 eines zeitlichen Ist-Verlaufs einer Bewegung eines beweglichen Elements 10, 20 zumindest einer Baugruppe 1, 2 des Spritzgießwerkzeugs 100, 200,
Vergleichen 430 des erfassten Ist-Verlaufs der Bewegung des beweglichen Elements 10, 20 der zumindest einen Baugruppe 1, 2 mit einem Soll-Verlauf, und
Erkennen 440 einer Abweichung zwischen dem erfassten Ist-Verlaufs und dem Soll-Verlauf.

Optional, ermitteln 450 einer Prozessveränderung eines Spritzgießprozesses des Spritzgießwerkzeugs, basierend auf der erkannten Abweichung zwischen dem erfassten Ist-Verlauf und dem Soll-Verlauf der Bewegung des beweglichen Elements der zumindest einen Baugruppe 1, 2, und weiter optional Anpassen 460 zumindest eines Steuerbefehls 34 des Spritzgießprozesses an die ermittelte Prozessveränderung.
Optional, erkennen 470 des Erreichens einer Endposition des beweglichen Elements 10, 20 der zumindest einen Baugruppe 1, 2 basierend auf dem erfassten Ist-Verlauf der Bewegung des beweglichen Elements, und optional steuern 480 des Spritzgießprozesses in Abhängigkeit des erkannten Erreichens der Endposition des beweglichen Elements 10, 20.
Optional ermitteln eines Betrags der Abweichung zwischen dem erfassten Ist-Verlaufs und dem Soll-Verlauf, und optional ausgeben einer Meldung an eine Benutzer-Schnittstelle, wenn der Betrag der Abweichung einen vordefinierten Grenzwert überschreitet.
Bezugszeichenliste

1: Baugruppe
2: Baugruppe
10: bewegliches Element
12: Bewegungssensor
20: bewegliches Element
22: Bewegungssensor
24: Zwischenelement
30: Überwachungssystem
32: Sensordaten
34: Steuerbefehl
100: Spritzgießwerkzeug
102: Formhälfte
104: Formhälfte
200: Spritzgießwerkzeug
202: Formhälfte
400: Verfahren zum Überwachen
410: Bereitstellen eines Spritzgießwerkzeugs
420: Erfassen eines zeitlichen Ist-Verlaufs einer Bewegung
430: Vergleichen
440: Erkennen einer Abweichung
450: Ermitteln einer Prozessveränderung
460: Anpassen zumindest eines Steuerbefehls
470: Erkennen des Erreichens einer Endposition
480: Steuern des Spritzgießprozesses

Claims

Baugruppe (1; 2) für die Montage mit einem Spritzgießwerkzeug (100; 200), wobei die Baugruppe (1; 2) ein bewegliches Element (10; 20), insbesondere ein Auswerferelement, ein Kernzugelement oder ein Verschlussnadelelement, und zumindest einen Bewegungssensor (12; 22) umfasst, wobei das bewegliche Element (10; 20) einer Formhälfte (102,104; 202) des Spritzgießwerkzeugs (100; 200) zuordenbar ist und relativ zu der Formhälfte (102, 104; 202) des Spritzgießwerkzeugs (100; 200) bewegbar eingerichtet ist, wenn das Spritzgießwerkzeug (100; 200) mit der Baugruppe (1; 2) montiert ist, und wobei der Bewegungssensor (12; 22) dem beweglichen Element (10; 20) zugeordnet ist und dazu eingerichtet ist den zeitlichen Ist-Verlauf einer Bewegung des beweglichen Elements zu erfassen.
Baugruppe (1; 2) nach Anspruch 1, wobei der zeitliche Ist-Verlauf der Bewegung des beweglichen Elements einen zeitlichen Ist-Verlauf der Position des beweglichen Elements (10; 20) relativ zur Formhälfte (102, 104; 202) des Spritzgießwerkzeugs (100; 200), den zeitlichen Ist-Verlauf der Geschwindigkeit des beweglichen Elements (10; 20) und/oder den zeitlichen Ist-Verlauf der Beschleunigung des beweglichen Elements (10; 20) umfasst.
Baugruppe (1; 2) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Bewegungssensor (12) dem beweglichen Element (10) derart zugeordnet ist, dass er mit dem beweglichen Element (10) axial mitbewegt wird.
Baugruppe (1; 2) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Bewegungssensor (22) dem beweglichen Element (20) über ein Zwischenelement (24) zugeordnet ist, wobei das Zwischenelement (24) dazu eingerichtet ist eine Bewegung des beweglichen Elements (20) in eine Bewegung des Bewegungssensor (22) zu übersetzen, und wobei die Bewegung des Bewegungssensors (22) vorzugsweise eine Schwenkbewegung ist.
Spritzgießwerkzeug (100; 200), umfassend zumindest eine Formhälfte (102, 104; 202) und zumindest eine Baugruppe (1; 2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Spritzgießwerkzeug (100; 200) mit der Baugruppe (1; 2) derart montiert ist, dass das bewegliche Element (10; 20) der zumindest eine Baugruppe (1; 2) relativ zu der Formhälfte (102, 104; 202) des Spritzgießwerkzeugs (100; 200) bewegbar eingerichtet ist, und derart, dass der Bewegungssensor (12; 22), der dem beweglichen Element (1; 2) der zumindest einen Baugruppe (1; 2) zugeordnet ist, den zeitlichen Ist-Verlauf einer Bewegung des beweglichen Elements relativ zu der Formhälfte (102, 104; 202) erfassen kann.
Verfahren (400) zum Überwachen eines Spritzgießwerkzeugs (100; 200), wobei das Verfahren (400) die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen (410) eines Spritzgießwerkzeugs (100; 200), gemäß Anspruch 5; Erfassen (420) eines zeitlichen Ist-Verlaufs einer Bewegung eines beweglichen Elements (10; 20) zumindest einer Baugruppe (1; 2) des Spritzgießwerkzeugs, Vergleichen (430) des erfassten Ist-Verlaufs der Bewegung des beweglichen Elements (10; 20) der zumindest einen Baugruppe (1; 2) mit einem Soll-Verlauf, und Erkennen (440) einer Abweichung zwischen dem erfassten Ist-Verlauf und dem Soll-Verlauf.
Verfahren (400) zum Überwachen eines Spritzgießwerkzeugs (100; 200) nach Anspruch 6, wobei das Verfahren (400) weiterhin umfasst: Ermitteln (450) einer Prozessveränderung eines Spritzgießprozesses des Spritzgießwerkzeugs, basierend auf der erkannten Abweichung zwischen dem erfassten Ist-Verlauf und dem Soll-Verlauf der Bewegung des beweglichen Elements der zumindest einen Baugruppe (1; 2), und optional Anpassen (460) zumindest eines Steuerbefehls (34) des Spritzgießprozesses an die ermittelte Prozessveränderung.
Verfahren (400) zum Überwachen eines Spritzgießwerkzeugs (100; 200) nach einem der vorherigen Verfahrensansprüche, wobei das Verfahren (400) weiterhin umfasst: Erkennen (470) des Erreichens einer Endposition des beweglichen Elements (10; 20) der zumindest einen Baugruppe (1; 2) basierend auf dem erfassten Ist-Verlauf der Bewegung des beweglichen Elements, und Steuern (480) des Spritzgießprozesses in Abhängigkeit des erkannten Erreichens der Endposition des beweglichen Elements (10; 20).
Verfahren (400) zum Überwachen eines Spritzgießwerkzeugs (100; 200) nach einem der vorherigen Verfahrensansprüche, wobei der Soll-Verlauf ein gespeicherter, vordefinierter Soll-Verlauf ist, und/oder wobei der Soll-Verlauf aus Steuerbefehlen zur Ansteuerung eines Aktuators, der die Bewegung des beweglichen Elements der zumindest einen Baugruppe aktuiert, abgeleitet ist.
Verfahren (400) zum Überwachen eines Spritzgießwerkzeugs (100; 200) nach einem der vorherigen Verfahrensansprüche, wobei das Verfahren (400) weiterhin umfasst: Ermitteln eines Betrags der Abweichung zwischen dem erfassten Ist-Verlaufs und dem Soll-Verlauf, und Ausgeben einer Meldung an eine Benutzer-Schnittstelle, wenn der Betrag der Abweichung einen vordefinierten Grenzwert überschreitet.
Überwachungssystem (30), für ein Spritzgießwerkzeug (100; 200) gemäß Anspruch 5, wobei das Überwachungssystem (30) zumindest einen Dateneingang zum Empfangen von Sensordaten (32) eines Bewegungssensors (12; 22), der einem beweglichen Element (1; 2) zumindest einer Baugruppe (1; 2) des Spritzgießwerkzeug (100; 200) zugeordnet ist, und Mittel zum Ausführen eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 6 bis 10 umfasst.
Überwachungssystem (30) nach Anspruch 11, ferner umfassend zumindest eine Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Bewegungssensor (12; 22) der zumindest einen Baugruppe (1; 2) dem zumindest einen Dateneingang des Überwachungssystems (30) zugeordnet ist.
Überwachungssystem (30) nach einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei das Überwachungssystem (30) weiterhin ein Spritzgießwerkzeug nach Anspruch 5 und einen Steuerbefehl-Ausgang umfasst, und dazu eingerichtet ist Steuerbefehle (34) zur Steuerung des Spritzgießprozesses über den Steuerbefehl-Ausgang zu senden.
Spritzgussmaschine umfassend: ein Spritzgießwerkzeug (100; 200) nach Anspruch 5, zumindest eine Plastifiziereinheit, die zum Bereitstellen von Kunststoffschmelze an das Spritzgießwerkzeug gemäß einem Spritzgießprozess eingerichtet ist; eine Schließeinheit, die zur Aktuierung des Spritzgießwerkzeugs (100; 200) gemäß des Spritzgießprozesses eingerichtet ist, und ein Überwachungssystem (30) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei das Überwachungssystem zur Überwachen des Spritzgießwerkzeugs und optional zur Steuerung und/oder Anpassung des Spritzgießprozesses eingerichtet ist.
Computerprogramm, umfassend Programmbefehle, die von zumindest einem Prozessor ausführbar sind, und die, wenn sie von dem zumindest einen Prozessor ausgeführt werden, den zumindest einem Prozessor dazu veranlassen, die Ausführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 6 bis 10 zu veranlassen.