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BEZUG ZU WEITEREN
ANMELDUNGEN
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Diese Anmeldung basiert auf und beansprucht
die Priorität
der früheren
japanischen Patentanmeldung Nr. 2001-055041, welche am 28. Februar
2001 eingereicht worden ist, wobei auf den gesamten Inhalt der Anmeldung
hierbei Bezug genommen wird.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG 1. Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Verfahren der Nulljustierung einer Messdose zur Erfassung eines
Rückdrucks
einer Schnecke in einer Einspritzeinheit einer elektrischen Spritzgießmaschine.
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2. Stand der
Technik
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Bei einer elektrischen Spritzgießmaschine wird
ein vorgegebener Betrag eines geschmolzenen Harzes in einer Heiztrommel
einer Einspritzeinheit gespeichert und daraufhin wird eine Schnecke
nach vorne in der Heiztrommel bewegt, um das geschmolzene Harz in
eine Form bzw. Gussform einzuspritzen. Wenn das geschmolzene Harz
in der Heiztrommel gespeichert wird und wenn es in die Gussform
eingespritzt wird, wird der Druck des geschmolzenen Harzes in der
Heiztrommel erfasst, wobei eine Messdose verwendet wird, welche
an einem rückwärtigen Endabschnitt
der Schnecke angebracht ist. Dieser Druck wird als Rückdruck
der Schnecke bezeichnet.
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Da der Nullpunkt einer Messdose mit
der Zeit leicht zu variieren ist, muss diese in angemessener Art
und Weise justiert werden, um den Rückdruck der Schnecke exakt
zu steuern. Üblicherweise
wird die Nulljustierung der Messdose periodisch durchgeführt. Wenn
eine Ausgabe der Messdose des Weiteren über einen vorgegebenen Wert
hinausschießt, wenn
die Heiztrommel leer ist und wenn offensichtlich die Schnecke keinen
Lastbedingungen unterliegt, beispielsweise wenn die Einspritzmaschine
mit dem Betrieb anfängt,
wird bestimmt, dass der Nullpunkt der Messdose verschoben ist und
dessen Justierung zu irgendeiner Zeit ausgeführt wird.
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Die japanische Patentanmeldung KOKAI
mit der Veröffentlichungs-Nr.
2000-6217 offenbart das Verfahren der Nulljustierung einer Messdose
wie folgt. Eine Vielzahl von Vorrück- und zurückführenden Operationen einer Schnecke
wird ausgeführt. Ein
Durchschnittswert der Ausgabe der Messdose für jede der Vorrück- und
rückführenden
Operationen wird berechnet, und ein Durchschnitt der Durchschnittswerte
der Ausgabe der Messdose für
die Vielzahl von vorrückenden
und rückführenden
Operationen wird genommen, wobei dadurch eine Nulljustierung der
Messdose durchgeführt
wird.
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Die japanische Patentanmeldung KOKAI
mit der Veröffentlichungs-Nr.
9-117946 offenbart ein Verfahren der Nulljustierung einer Messdose
wie folgt. Nachdem eine Schnecke in eine Halbhubposition zwischen
der Begrenzung für
das Vorrücken
und die rückführende Bewegung
begrenzt worden ist, wird ein Servomotor gedämpft und oszilliert, um die Schnecke
in der Halbhubposition zu stoppen. Daher verursacht eine Kugelumlaufspindel,
welche die Schnecke antreibt, ein Nachschwingen, welches ein gleiches
Spiel jeweils in der vorrückenden
Richtung und in der rückführenden
Richtung aufweist, und wobei eine Last, welche auf die Messdose
wirkt, zurückgezogen
wird, wobei dadurch eine Nulljustierung der Messdose durchgeführt wird.
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Die vorstehenden Verfahren des Standes der
Technik zur Nulljustierung einer Messdose sind insofern problematisch,
dass sie eine komplizierte Prozedur erfordern und sehr viel Zeit
benötigen,
um einen Justierungsvorgang durchzuführen.
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Bei einem in der
EP 1 072 387 offenbarten Verfahren
zur Nulljustierung der Messdose in einer Spritzgießmaschine
wird die Geschwindigkeit berücksichtigt,
die beim Bewegen der Schnecke ein Spiralelement aufweist, das auf
der äußeren Umfangsfläche des
Schneckenkörpers
angeordnet ist. Um die Schnecke in eine erste Position zu bewegen, zum
Beispiel in Vorwärtsrichtung,
wird sie in eine erste Richtung gedreht. Dabei wird die Geschwindigkeit des
Spiralelements niedriger eingestellt als die Schneckengeschwindigkeit.
Ein Gleiches erfolgt beim Bewegen der Schnecke in eine zweite Position, zum
Beispiel in rückwärtige Richtung,
wobei die Schnecke in einer zweiten Richtung gedreht wird. Aufgrund
dieses Verfahrens kann der Reibungswiderstand, der auf das Harz
in der Nähe
der inneren Umfangsfläche
der Heiztrommel einwirkt, erniedrigt werden. Störungen, die von dem Reibungswiderstand
herrühren,
können
verhindert werden, und die Nulljustierung kann dadurch präzise ausgeführt werden.
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Bei dem in der
EP 0 806 277 A1 offenbarten Verfahren
zur Nulljustierung der Messdose einer Spritzgießmaschine ist der Hub beim
gegenläufigen Bewegen
schrittweise verkürzt.
Das gegenläufige Bewegen
der Schnecke verursacht einen Leergang zwischen einer Kugelmutter
und einer Kugelspindel im Antrieb der Schnecke, das gleiche Spiele
in Vorwärts-
und Rückwärtsrichtung
besitzt. Die Schnecke wird in diesem Zustand angehalten. Auf diese
Weise erfolgt die Nulljustierung der Messzelle in einem Zustand,
in dem der auf die Messdose wirkende Druck vollständig aufgehoben
wird.
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Die vorliegende Erfindung ist in
Anbetracht der vorstehenden Probleme bezüglich eines Verfahrens des
Standes der Technik der Nulljustierung einer Messdose zur Erfassung
eines Rückdrucks
einer Schnecke in einer elektrischen Spritzgießmaschine durchgeführt worden.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen,
welches fähig
ist, eine Nulljustierung einer Messdose in kurzer Zeit durch einen
einfachen Vorgang durchzuführen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird ein Verfahren zur Nulljustierung einer Lastzelle bzw. Messdose
zur Erfassung des Rückdrucks
einer Schnecke in einer elektrischen Spritzgießmaschine bereitgestellt, wobei
die elektrische Spritzgießmaschine
aufweist:
eine Heiztrommel;
die Schnecke, welche in die
Heiztrommel eingesetzt ist und von einem Servomotor in axialer Richtung
angetrieben wird, und welche geschmolzenes Harz in eine Form einspritzt;
und
eine Messdose, welche mit einem rückwärtigen Endabschnitt der Schnecke
verbunden ist, und welche den Rückdruck
der Schnecke erfasst,
wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
Antreiben
des Servomotors für
eine vorbestimmte Zeitperiode in einer ersten Richtung in einer
Halbhubposition der Schnecke, daraufhin Stoppen des Servomotors
durch eine automatische Dekompression und Erfassen und Aufnehmen
bzw. Speichern einer Ausgabe der Messdose als erste Ausgabe,
Antreiben
des Servomotors für
eine vorbestimmte Zeitperiode in eine zweite Richtung entgegengesetzt zur
ersten Richtung, dann Stoppen des Servomotors durch eine automatische
Dekompression, und Erfassen sowie Aufnehmen bzw. Speichern einer
Ausgabe der Messdose als zweite Ausgabe; und
Berechnen eines
Durchschnitts der ersten Ausgabe und der zweiten Ausgabe und Durchführen der
Nulljustierung der Messdose unter Verwendung des Durchschnitts,
wobei der Durchschnitt als Ausgabe der Messdose unter lastfreien
Bedingungen betrachtet wird.
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Bei dem vorstehend beschriebenen
Nulljustierungsverfahren bedeutet die "automatische Dekompression", dass der Servomotor
durch eine allmähliche
Reduzierung eines Stroms gestoppt wird, welcher den Servomotor versorgt.
Die automatische Dekompression wird beispielsweise durch eine lineare
oder exponentielle Reduzierung eines Stroms durchgeführt.
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Da der Servomotor von der automatischen Dekompression
wie vorstehend beschrieben gestoppt wird, kann der Einfluss der
Reibung in der Kugelumlaufspindel zum Antrieb der Schnecke sowie der
Widerstand des Harzes in der Heiztrommel soweit wie möglich reduziert
werden. Wenn daher die Ausgaben der Messdose erfasst werden, nachdem der
Servomotor unter den vorstehenden Bedingungen nach vorne und zurück bewegt
wurde und daraufhin ein Durchschnitt der Ausgaben berechnet worden
ist, erhält
man eine Ausgabe der Messdose unter Nulllastbedingungen in exakter
Art und Weise, und die Nulllast der Messdose kann unter Verwendung des
Durchschnitts justiert werden.
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Vorzugsweise wird die Heiztrommel
zurückgezogen
und von der Form getrennt, bevor der Schritt des Antreibens des
Servomotors für
eine vorbestimmte Zeitperiode in die erste Richtung durchgeführt wird.
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Wenn vorzugsweise der Durchschnitt
der ersten Ausgabe und der zweiten Ausgabe eine vorbestimmte Toleranz überschreiten,
wird es bestimmt, dass die Messdose eine Fehlfunktion aufweist,
und ein Kontrollsystem gibt einen Alarm aus.
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Vorzugsweise wird das Datum und die
Zeit, wenn die Nulljustierung der Messdose durchgeführt wird
und der Durchschnitt der ersten Ausgabe und der zweiten Ausgabe
in einer Speichereinheit als aktuelle Ergebnisdaten gespeichert
worden sind, sowie eine vorgegebene Anzahl der vergangenen aktuellen Ergebnisdaten
auf einem Display eines Kontrollsystems ausgegeben.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ANSICHTEN DER ZEICHNUNG
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1 ist
eine schematische Ansicht, welche eine Struktur einer Einspritzeinheit
einer elektrischen Einspritzgießmaschinedarstellt,
auf die ein Verfahren der Nulljustierung einer Messdose zur Erfassung
eines Rückdrucks
einer Schnecke gemäß der vorliegenden
Erfindung angewandt wird.
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2 ist
eine Ansicht, welche ein Beispiel einer Bildschirmausgabe darstellt,
um eine Historie der Nulljustierung der Messdose anzuzeigen.
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GENAUE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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1 zeigt
schematisch eine Struktur einer Einspritzeinheit einer elektrischen
Ein Spritzgießmaschine,
auf welche ein Verfahren der Nulljustierung einer Messdose zur Erfassung
eines Rückdrucks
einer Schnecke bzw. Schnecke gemäß der vorliegenden
Erfindung angewandt wird. Zur Vereinfachung wurden diejenigen Komponenten,
welche keinen direkten Bezug zu der Nulljustierung einer Messdose aufweisen,
aus 1 weggelassen. In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine
Form; das Bezugszeichen 2 eine Heiztrommel; das Bezugszeichen 4 eine
Schnecke bzw. Schnecke; das Bezugszeichen 5 eine Lastzelle
bzw. Messdose; das Bezugszeichen 8 einen Servomotor für die Einspritzung,
und das Bezugszeichen 11 einen Antriebsmotor der Heiztrommel.
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Die Heiztrommel 2 wird nach
vorne und zurück
von dem Motor 11 angetrieben (in die rechte und linke Richtung
von 1). Zum Einspritzgussformen wird
die Heiztrommel 2 nach vorne angetrieben, und eine Düse an dem
Frontende der Heiztrommel 2 ist an einem Auslass angebracht,
welcher an der Rückseite
der Form 1 vorgesehen ist. Für die Nulljustierung der Messdose 5 wird
die Heiztrommel 2 nach hinten bewegt, und dessen Frontende
wird von dem rückwärtigen Teil
der Form 1 getrennt.
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Die Schnecke 4 ist in der
Heiztrommel 2 untergebracht. Ein Trichter 3 ist
mit dem Abschnitt nahe am rückwärtigen Ende
der Heiztrommel 2 verbunden. In einem Beladungsschritt
wird die Schnecke 4 in Vorwärtsrichtung in der Heiztrommel 2 unter
Verwendung eines Servomotors für
ein nicht gezeigtes Beladen betätigt
bzw. gedreht, um das Harz in die Heiztrommel 2 von dem
Trichter 3 einzuführen.
Das eingeführte
Harz wird durch Heizen und Hin- und Herbewegen geschmolzen und zum
Kopf der Schnecke 4 geschickt. Dementsprechend erhöht sich
der Druck des Harzes am Frontabschnitt der Heiztrommel 2,
und somit rückt
die Schnecke 4 allmählich nach
hinten. Das geschmolzene Harz ist daher an dem Frontabschnitt der
Heiztrommel 2 gespeichert.
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Eine Kugelumlaufspindel 7 ist
mit dem rückwärtigen Endabschnitt
der Schnecke 4 über
die Messdose 5 verbunden. Der Servomotor 8 zum
Einspritzen ist mit der Kugelumlaufspindel 7 verbunden. Ein
Schneckenpositionsdetektor 9 ist mit dem Servomotor 8 verbunden.
Der Schneckenpositionsdetektor 9 erfasst eine Position
der Schnecke 4 aus der Anzahl der Umdrehungen des Servomotors 8.
Die Messdose 5 erfasst den Druck des geschmolzenen Harzes
(der Rückdruck
der Schnecke), welches an dem Frontabschnitt der Heiztrommel 2 durch
die rückwirkende
Kraft gespeichert wird, welche auf den rückwärtigen Endabschnitt der Schnecke 4 wirkt. Nachdem
ein vorbestimmter Betrag des geschmolzenen Harzes in der Heiztrommel 2 gespeichert
wird, wird der Servomotor 8 angetrieben, um die Schnecke 4 nach
vorne zu bewegen. Somit wird das geschmolzene Harz in die Form 1 eingespritzt.
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Ein Steuersystem 20 weist
einen Einspritzsteuerverstärker 21,
eine Schneckenpositionserfassungseinheit 22, eine Einspritzdruckerfassungseinheit 23,
eine Hauptsteuereinheit 24, eine Speichereinheit 25 und
ein Mann-Maschine-Interface 27 auf. Die Einspritzdruckerfassungseinheit 23 versorgt
die Hauptsteuereinheit 24 mit Rückdruckdaten, welche von der
Messdose 5 übertragen
werden. Die Schneckenpositionserfassungseinheit 22 versorgt
den Einspritzsteuerverstärker 21 mit
Daten der Schneckenpositionen, welche von dem Schneckenpositionsdetektor 9 übertragen
werden. Der Einspritzsteuerverstärker 21 verstärkt die
Daten der Schneckenpositionen und sendet die verstärkten Daten
zu der Hauptsteuereinheit 24.
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Ein Betriebspersonal der Einspritzgießmaschinegibt
Instruktionen, um die Nulljustierung der Messdose 5 zu
beginnen, an das Steuersystem 20 von dem Mann-Maschine-Interface 27.
Die Hauptsteuereinheit 24 sendet einen Befehl zu dem Servomotor 8 über den
Einspritzsteuerverstärker 21 in Übereinstimmung
mit vorbestimmten Bedingungen, um den Betrieb der Schnecke 4 nach
vorne und zurück
zu steuern. Die Speichereinheit 25 empfängt die aktuellen Ergebnisse
der Daten der Nulljustierung der Messdose 5 von der Hauptsteuereinheit 24 und speichert
diese. Die Hauptsteuereinheit 24 liest die tatsächlichen
Ergebnisdaten der letzten Nulljustierung aus der Speichereinheit 25 und
gibt diese auf ein Anzeigenpaneel des Mann-Maschine-Interface 27 aus.
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Die Prozedur der Nulljustierung der
Messdose 5 der vorstehenden Einspritzeinheit wird nun beschrieben.
Wenn eine Ausgabe der Messdose 5 einen vorgeschriebenen
Wert überschreitet,
wenn sich die Schnecke 4 offensichtlich nicht unter Lastbedingungen
befindet, wenn beispielsweise die Einspritzgießmaschineanfängt mit
dem Betrieb, wird es bestimmt, dass der Nullpunkt der Messdose 5 verschoben
ist, und die Nulljustierung der Messdose 5 wird ausgeführt.
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Wenn das Bedienungspersonal Instruktionen
zum Starten der Nulljustierung von dem Mann-Maschine-Interface 27 gibt,
wird die Heiztrommel 2 als erstes von dem Steuersystem 20 bis
zur Begrenzung der Rückbewegung
zurückgeführt und dadurch
wird die Heiztrommel 2 von dem rückwärtigen Teil der Form 1 getrennt.
Daraufhin bewegt das Steuersystem 20 die Schnecke 4 in
eine Halbhubposition zwischen der Begrenzung nach vorne und der Begrenzung
nach hinten.
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Danach wird der Servomotor 8 für eine vorbestimmte
Zeitdauer angetrieben, um die Schnecke 4 nach vorne anzutreiben
und zu stoppen, bevor diese die Begrenzung nach vorne erreicht.
Zu dieser Zeit fließt
ein Strom zum Halten der Schnecke 4 in einer vorbestimmten
Position durch den Servomotor 8. Daraufhin wird der Servomotor 8 durch
eine automatische Dekompression gestoppt, so dass der Strom Null
wird. Nachdem der Servomotor 8 gestoppt ist, wird eine
Ausgabe der Messdose 5 erfasst und in der Speichereinheit 25 gespeichert.
Die automatische Dekompression bedeutet, dass der Servomotor 8 gestoppt
wird, während
dessen Rotationsgeschwindigkeit allmählich durch eine allmähliche Reduzierung des
Stroms abnimmt, welcher den Servomotor 8 versorgt.
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Daraufhin wird der Servomotor für eine vorbestimmte
Zeitdauer angetrieben, um die Schnecke 4 nach hinten anzutreiben
und diese zu stoppen, bevor sie die rückwärtige Begrenzung erreicht.
Zu diesem Zeitpunkt wird der Servomotor 8 durch die automatische
Dekompression wie vorstehend beschrieben gestoppt. Nachdem der Servomotor 8 gestoppt ist,
wird eine Ausgabe der Messdose 5 erfasst und in der Speichereinheit 25 gespeichert.
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Es wird ein Durchschnitt der Ausgabe
der Messdose 5 berechnet, welche erfasst und gespeichert
wird, nachdem die Schnecke 4 nach vorne gerückt und
gestoppt ist, und diejenige der Messdose 5, welche gespeichert
und erfasst worden ist, nachdem die Schnecke 4 nach hinten
bewegt worden und gestoppt ist. Dieser Durchschnitt wird als Ausgabe
der Messdose 5 betrachtet, wenn die Messdose 5 unter Nulllastbedingungen
ist und die Nulljustierung der Messdose 5 durchgeführt worden
ist, so dass der Durchschnitt Null wird. Somit wird ein Fehler der
Ausgabe der Messdose 5 eliminiert. Der vorstehende Durchschnitt
vor der Nulljustierung wird in der Speichereinheit 25 als
aktuelle Ergebnisdaten gespeichert, wobei die Nulljustierung im
Weiteren als "Nullversetzungsausgabe" bezeichnet wird.
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Wenn der Wert der Nullversetzungsausgabe, welche
wie vorstehend erhalten worden ist, außerhalb einer vorgegebenen
Toleranz liegt, wird bestimmt, dass die Messdose eine Fehlfunktion
aufweist, und das Steuersystem 20 gibt einen Alarm aus.
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Jedesmal, wenn die Nulljustierung
der Messdose 5 durchgeführt
wird, werden die Daten in der Speichereinheit 25 gespeichert
und dessen Datum und Zeit sowie ein Wert der Nullverschiebungsausgabe
werden auf dem Mann-Maschine-Interface 27 als Historie
der letzten Nulljustierung ausgegeben. 2 zeigt ein Beispiel einer Displayausgabe,
welche eine Historie einer Nulljustierung der Messdose darstellt.
Wenn ein Intervall zwischen Daten oder Zeiten für die Nulljustierung der Messdose
allmählich verkürzt wird,
oder wenn ein Wert der Nullverschiebungsausgabe stark abweicht,
bestimmt das Bedienungspersonal der Maschine, dass die Messdose eine
Fehlfunktion aufweist, und kann die Messdose zur Wartung schicken,
wenn dies notwendig ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
kann die Nulljustierung einer Messdose zur Erfassung eines Rückdrucks
einer Schnecke in einer Einspritzeinheit einer elektrischen Einspritzgießmaschineexakt
in kurzer Zeit durchgeführt
werden.