DE19506795A1 - Verfahren zum Steuern eines beweglichen Bauteiles in einer Gießmaschine - Google Patents

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern ei­ ner Gießmaschine, und insbesondere auf ein Verfahren zum Steu­ ern eines beweglichen Bauteiles in einer Gießmaschine, welches zum Beispiel anwendbar ist auf die Steuerung eines beweglichen Bauteiles einer Spritzgußmaschine, welches mit Bezug auf ein stationäres Bauteil in seiner Bewegung begrenzt ist.

Im allgemeinen, hat eine Gießmaschine wie z. B. eine Spritzguß­ maschine ein bewegliches Bauteil wie z. B. eine Injektions­ schraube zum Einspritzen geschmolzenen Materials in die Höhlung einer Metallform und eine bewegliche Bohle, auf welcher eine bewegliche Metallform befestigt ist. Diese beweglichen Bauteile werden bezüglich der zugehörigen stationären Bauteile durch me­ chanische Einrichtungen, wie z. B. einen Fluiddruck angetriebe­ nen Betätiger oder einen Kugelrollmechanismus bewegt. Im Falle der Injektionsschraube, ist das stationäre Bauteil ein Heizzy­ linder, in welchen die Injektionsschraube eingesetzt ist; und im Falle der beweglichen Metallform, die auf der beweglichen Bohle angebracht ist, ist das stationäre Bauteil eine stationä­ re Metallform, welche auf einer stationären Bohle angebracht ist, die der beweglichen Bohle gegenüberliegend angeordnet ist.

In der Spritzgußmaschine ist, um die Kollision des beweglichen Bauteiles mit dem stationären Bauteil zu verhindern, daß beweg­ liche Bauteil wie folgt gestaltet: Die Injektionsschraube ist in ihrem Vorwärtshub begrenzt, so daß sie gerade vor der inne­ ren Oberfläche der Endwand des Heizzylinders gestoppt wird. Die bewegliche Bohle wird gebremst, so daß ihre Geschwindigkeit einem vorherbestimmten Wert entspricht, wenn die bewegliche Bohle sich der stationären Bohle annähert. Die bewegliche Bohle wird gestoppt, wenn sie an der stationären Bohle anliegt.

Genauer gesagt, wird die Injektionsschraube wie folgt gesteu­ ert: Zuerst, wird die Injektionsschraube mit einer vorherbe­ stimmten Geschwindigkeit vorwärts bewegt, um sich dem vorderen Ende des Vorwärtshubes anzunähern, dabei geschmolzenes Harz in die Höhlung der Metallform einspritzend. Sobald die Höhlung mit dem geschmolzenem Harz gefüllt ist, wird die Injektionsschraube abgebremst und zum vorderen Ende des Vorwärtshubes bewegt, so daß das in die Höhlung eingespritzte Material durch das zwi­ schen dem Ende der Injektionsschraube und der inneren Oberflä­ che der Endwand des Heizzylinders verbleibende Material verdü­ belt wird.

Die Injektionschraube wird normalerweise durch den Ausgleich des Druckes der in die Metallformhöhlung eingespritzten Materi­ als mit einem vorherbestimmten Verdübelungsdruck gestoppt. So­ bald die Injektionsschraube anfängt sich über das vordere Ende des Vorwärtshubes hinauszubewegen, wird ihre Position erfaßt, so daß sie zwangsweise gestoppt wird.

Die zuvor genannte bewegliche Bohle wird wie folgt gesteuert: Die bewegliche Bohle zusammen mit der beweglichen Metallform werden in Richtung der stationären Bohle, auf welcher die sta­ tionäre Metallform angebracht ist, mit einer vorherbestimmten Geschwindigkeit bewegt. Sobald der Abstand zwischen der beweg­ lichen Metallform und der stationären Metallform einen vorher­ bestimmten Wert erreicht, das heißt, sobald die bewegliche Boh­ le das vordere Ende des Vorwärtshubes erreicht, wird sie abge­ bremst. Unter dieser Bedingung, wird die bewegliche Bohle wei­ ter nach vorne bewegt, so daß die bewegliche Metallform sanft gegen die stationäre Metallform anliegt, und anschließend wer­ den sie unter einem vorherbestimmten Druck zusammengeklemmt.

Die derartig gestaltete konventionelle Spritzgußmaschine weist die folgenden Probleme auf:

Im Fall, wo das bewegliche Bauteil die Injektionsschraube ist, werden der Vorgang des Verringerns ihrer Geschwindigkeit und der Vorgang ihres Stoppens am vorderen Ende des Vorwärtshubes gemäß Injektionsschraubenpositionsdaten ausgeführt, welche im voraus bestimmt werden, wenn die Antriebsbedingungen für die Spritzgußmaschine festgelegt werden.

Jedoch, im Falle, wo das gemessene Material an Menge geringer ist, als ein vorherbestimmter Wert, leidet die Spritzgußmaschi­ ne an der folgenden Schwierigkeit. Wie es oben beschrieben war, um das Material in die Metallformhöhlung einzuspritzen, wird die Injektionsschraube nach vorne bewegt, während ihre Ge­ schwindigkeit gesteuert wird, und wenn sie die festgelegte Stellung erreicht, wird sie abgebremst, und die Drucksteuerung wird angewendet. Jedoch, da das bemessene Material geringer ist, ist die Menge von in die Metallformhöhlung eingespritzten Materials ebenso geringer als ein vorherbestimmter Wert, und entsprechend ist der Druck in der Metallformhöhlung, in welche das Material eingespritzt wurde, niedriger. Als Ergebnis, ist der Ausgleich verloren, welcher zwischen dem durch das Material erzeugten Drucke und dem Druck, welcher auf die Injektions­ schraube ausgeübt wird, welcher für die Drucksteuerung vorher­ bestimmt war, verloren. Daher wird die Injektionsschraube zum vorderen Ende des Vorwärtshubes bewegt, bevor sie genügend ab­ gebremst ist.

Wenn, wie oben beschrieben, die Injektionsschraube zum vorderen Ende des Vorwärtshubes bewegt wird, bevor sie genügend abge­ bremst wurde, wird sie erfaßt, so daß die Injektionsschraube zwangsweise gebremst wird. Jedoch, wird die Injektionsschraube wie oben beschrieben nicht genügend abgebremst, und die Injek­ tionsschraube wird mit einer bestimmten Bremsrate abgebremst. Daher, abhängig von der ursprünglichen Geschwindigkeit der In­ jektionsschraube beim Beginn des Bremsvorganges, wird das Stop­ pen der Injektionsschraube verzögert. Als Ergebnis, kollidiert das vordere Ende der Injektionsschraube mit der inneren Ober­ fläche der Endwand des Heizzylinders, oder kollidiert das vor­ dere Ende des Injektionsstößels, welcher die Injektionsschraube vorwärts bewegt, mit dem rückwärtigen Ende des Heizzylinders, oder kollidiert das vordere Ende des Kolbens des Injektionsstö­ ßels mit der inneren Oberfläche der Endwand des Injektionszy­ linders, um die Injektionsschraube zu stoppen.

Die oben beschriebene Schwierigkeit, die Kollision dieser Kom­ ponenten, kann ebenso in dem Fall auftreten, in welchem der Be­ diener einen Fehler beim Festlegen der Stoppstellung gemacht hat.

In jüngerer Zeit, wurde die Injektionsgeschwindigkeit deutlich erhöht, auf 800 bis 1000 mm pro Sekunde, verglichen mit der konventionellen Injektionsgeschwindigkeit, welche von 100 mm pro Sekunde bis 300 mm pro Sekunde variiert hat. Somit ist, beim Start des Bremsvorganges, die Anfangsgeschwindigkeit der Injektionsschraube höher. Daher tritt die oben beschriebene Schwierigkeit in gehäufterer Form auf, wobei die Maschine stark beschädigt wird.

Im Fall, wo das bewegliche Bauteil eine bewegliche Bohle ist, werden beinahe alle der Kollisionen sowohl durch einen Fehler im Festlegen der Bremsbeginnstellung als auch durch die Tatsa­ che, daß die Bremsrate fest ist, verursacht so daß es unmöglich ist, die Änderung der Anfangsgeschwindigkeit des beweglichen Bauteiles beim Start des Bremsens zu steuern. Wenn diese Schwierigkeit auftritt, kann die teure Metallform zerstört wer­ den.

Angesichts der vorangegangenen Ausführungen, ist es ein Ziel der Erfindung ein Verfahren zum Steuern eines beweglichen Bau­ teiles in einer Spritzgußmaschine zur Verfügung zu stellen, bei welchem bei Vorwärtsbewegung das bewegliche Bauteil positiv von einer Kollision mit dem stationären Bauteil abgehalten wird.

Das vorangegangene Ziel und andere Ziele der Erfindung wurden erreicht durch Bereitstellen eines Verfahrens zum Steuern eines beweglichen Bauteiles in einer Spritzgußmaschine, in welcher gemäß der Erfindung,
eine Bewegungsgeschwindigkeit des beweglichen Bauteiles, wel­ ches durch eine Antriebseinrichtung angetrieben wird, erfaßt wird,
die so erfaßte Bewegungsgeschwindigkeit und eine Bremszeit, welche benötigt wird, um das bewegliche Bauteil abzubremsen, so daß das bewegliche Bauteil gestoppt oder annähernd gestoppt wird, benutzt werden, um eine Überlaufentfernung von einer Bremsbeginnstellung aus zu ermitteln, welche für das bewegliche Bauteil vorgesehen ist,
welche Bremsbeginnstellung sich um die Überlaufentfernung vor einer Bewegungsgrenzstellung befindet, welche für das bewegli­ che Bauteil vorgesehen ist, und
sobald das bewegliche Bauteil die Bremsbeginnstellung erreicht, eine Bremssteuerung für das bewegliche Bauteil begonnen wird.

Bei dem Verfahren werden die Bewegungsgeschwindigkeit des be­ weglichen Bauteiles und die Bremszeit, welche zum Verringern der Bewegungsgeschwindigkeit auf einen vorherbestimmten Wert benötigt wird, verwendet, um die Überlaufentfernung, von der Stellung, wo die Bremssteuerung beginnt, zu bestimmen welche das bewegliche Bauteil sich bewegt, bis die Bewegungsgeschwin­ digkeit des letzteren auf den vorherbestimmten Wert geändert wird.

Die Bewegungsbremsstellung ist eine Stellung, bis zu welcher das bewegliche Bauteil erlaubt ist, sich gegenüber dem statio­ nären Bauteil zu bewegen, und die Bremsbeginnstellung ist fest­ gelegt auf um die Überlaufentfernung vor der so bereitgestellte Bewegungsgrenzstellung.

Sobald das bewegliche Bauteil die Bremsbeginnstellung erreicht, wird die Bremssteuerung gestartet. Somit wird, nach Bewegen um die Überlaufstellung von der Bremsbeginnstellung aus, die Ge­ schwindigkeit des beweglichen Bauteiles auf den vorherbestimm­ ten Wert verringert.

Die Bewegungsgrenzstellung ist für das bewegliche Bauteil ein­ deutig bestimmt, abhängig von der Kapazität der Gießmaschine, und die Überlaufentfernung ist entsprechend der Bewegungsge­ schwindigkeit des beweglichen Bauteiles bestimmt. Somit, werden die Überlaufentfernung und die Bremsbeginnstellung entsprechend der Bewegungsgeschwindigkeit des beweglichen Bauteiles be­ stimmt, so daß die Geschwindigkeit des beweglichen Bauteiles positiv auf den vorherbestimmten Wert verringert wird, bevor es die Bewegungsgrenzstellung erreicht.

Im Falle, wo das bewegliche Bauteil eine Injektionsschraube ist, ist die Bewegungsgrenzstellung auf geringfügig vor der Stellung festgesetzt, wo die Injektionsschraube gegen den Heiz­ zylinder anliegt, in welchen die Injektionsschraube eingesetzt ist. Im Falle, wo das bewegliche Bauteil eine bewegliche Bohle ist, ist die Bewegungsgrenzstellung festgesetzt auf geringfügig vor der Stellung, wo die an der beweglichen Bohle angebrachte bewegliche Metallform gegen die stationäre Metallform anliegt, welche an der stationären Bohle angebracht ist.

Darüberhinaus, im Fall, wo das bewegliche Bauteil eine Injekti­ onsschraube ist, wird die Geschwindigkeit des beweglichen Bau­ teils, welches abgebremst wird, auf null oder einen Wert um das bewegliche Bauteil unmittelbar zu stoppen, festgesetzt. Im Fall, wo das bewegliche Bauteil eine bewegliche Bohle ist, wird die Geschwindigkeit auf einen Wert festgesetzt, in einem Be­ reich, in welchem keine Schwierigkeiten durch den Aufschlag, wenn die bewegliche Metallform gegen die stationäre Metallform angelegt wird, hervorgerufen werden.

Bei dem Verfahren, werden die Bewegungsgeschwindigkeit, die Überlaufentfernung, und die Bremsbeginnstellung kontinuierlich und wiederholt erfaßt, während das bewegliche Bauteil bewegt wird.

Die Berechnung der Überlaufentfernung wird kontinuierlich durchgeführt, während das bewegliche Bauteil bewegt wird. Somit wird die Bremsbeginnstellung gemäß der Veränderung in der Bewe­ gungsgeschwindigkeit des beweglichen Bauteiles festgesetzt; das bedeutet, sie wird zu jeder Zeit entsprechend bestimmt, was ein unnötiges Bremsen des beweglichen Bauteiles verhindert.

Darüberhinaus wird bei dem Verfahren die Überlaufentfernung entsprechend der folgenden Gleichungen (1) und (2) erhalten:

X = (Vf × T)/2 (1)

T = Tmin × (Vf - Vf0)/(Vfmax - Vf₀) (2)

wobei X die Überlaufentfernung ist; Vf die Bewegungsgeschwin­ digkeit ist; Vf0 die Geschwindigkeit des beweglichen Bauteiles, welches abgebremst wurde ist; T die Zeit ist, welche zum Ändern der Bewegungsgeschwindigkeit von Vf auf Vf0 benötigt wird; Vfmax die maximale Bewegungsgeschwindigkeit des beweglichen Bauteiles ist; und Tmin die minimale Bremszeit ist, welche zum Ändern der maximalen Bewegungsgeschwindigkeit Vfmax auf die Be­ wegungsgeschwindigkeit Vf0 benötigt ist.

Wenn das bewegliche Bauteil sich mit einer gegebenen Geschwin­ digkeit bewegt, wird die Bremszeit mit der minimalen Bremszeit als Referenz erfaßt, welche benötigt ist zum Ändern der maxima­ len Bewegungsgeschwindigkeit auf den vorherbestimmten Wert, und gemäß der so erfaßten Bremszeit wird eine Bremszeit für eine gegebene Bewegungsgeschwindigkeit erfaßt.

Die Berechnung der Bremszeit basiert auf dem Wert (die minimale Bremszeit), welche eindeutig bestimmt ist gemäß der Kapazität der Gießmaschine. Daher wird die Bremszeit mit hoher Genauig­ keit bestimmt. Zusätzlich, ist die Überlaufentfernung ebenso von hoher Genauigkeit, wobei sie entsprechend der Bremszeit be­ rechnet wird.

Die Natur, Anwendung und das Prinzip der Erfindung werden bes­ ser verständlich durch die nachfolgende detaillierte Beschrei­ bung und die angefügten Ansprüche, sofern sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen werden.

In den beigefügten Zeichnungen sind:

Fig. 1 ein erklärendes Diagramm, teilweise als Blockdia­ gramm, zum Beschreiben einer ersten Ausführungsform der Erfindung bei welchem ein Beispiel des Verfahrens zum Steuern eines beweglichen Bauteiles in einer Gießmaschine auf eine Spritzgießmaschine ange­ wendet wird;

Fig. 2 ebenso ein erklärendes Diagramm, teilweise als Block­ diagramm, für eine Beschreibung einer zweiten Aus­ führungsform der Erfindung, in welcher ein anderes Beispiel des Verfahrens auf eine Formklemmvorrichtung verwendet wird;

Fig. 3 eine graphische Darstellung, welche den Zusammenhang zwischen Geschwindigkeit, Druck und Stellung bei einem Formklemmvorgang einer beweglichen Bohle der Formklemmvorrichtung darstellt; und

Fig. 4 eine graphische Darstellung ist, welche den Zusammen­ hang zwischen Geschwindigkeit, Druck und Stellung bei einem Formöffnungsvorgang der beweglichen Bohle der Formklemmvorrichtung darstellt.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.

1. Ausführungsform

Eine erste Ausführungsform der Erfindung wird mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben, in welcher ein Beispiel eines Verfahrens zum Steuern eines beweglichen Bauteiles in einer Gießmaschine auf eine Spritzgußmaschine vom Typ der in Linie angeordneten Schraube angewendet wird.

In Fig. 1, bezeichnet Bezugszeichen 1 die Spritzgußmaschine vom Typ der in Linie angeordneten Schraube (nachfolgend ledig­ lich als "Spritzgußmaschine 1" bezeichnet, wenn möglich). Die Spritzgußmaschine 1, wie in Fig. 1 gezeigt, beinhaltet: Eine stationäre Metallform 2 und eine bewegliche Metallform 3, wel­ che eine Höhlung C bilden; eine Injektionseinheit 4, welche zur und weg von der stationären Metallform 2 bewegt wird, um ge­ schmolzenes Material in die Höhlung C zu spritzen; und eine Steuereinheit 5 zum Steuern des Betriebes der Injektionseinheit 4.

Die Injektionseinheit 4 umfaßt: einen Heizzylinder 6 zum Schmelzen von einzuspritzenden Material, wobei der Heizzylinder 6 eine Düse 6a am Ende aufweist, welche ein Einspritzloch ist, durch welches geschmolzenes Material in die Höhlung C gespritzt wird; einen Fülltrichter 7, welcher mit dem rückwärtigen Endab­ schnitt des Heizzylinders 6 in Verbindung steht, um das Ein­ spritzmaterial dem Heizzylinder 6 zuzuführen; eine Injektions­ schraube 8, welche in den Heizzylinder 6 von hinten eingesetzt ist, um das geschmolzene Einspritzmaterial in die Düse 6a des Heizzylinders 6 einzuspritzen; ein Hydraulikzylinder 9, welcher einen Injektionsstößel 9a aufweist, welcher mit der Injektions­ schraube 8 verbunden ist, um die letztere Injektionsschraube 8 axial hin und her zu bewegen; einen Hydraulikmotor 10, welcher am hinteren Ende des Hydraulikzylinders 9 angebracht ist, um den Injektionsstößel 9a zu drehen, und ein Servoventil 11 zum Steuern der Zuführmenge eines Antriebsöles zum Hydraulikzylin­ der 9.

Keilnuten sind auf die Rotationswelle 10a des Hydraulikmotors 10 geformt. Die Rotationswelle 10a steht in Eingriff mit dem Injektionsstößel 9a durch die Keilnuten, so daß der Injektions­ stößel 9a um seine Achse gedreht wird, während er axial bewegt wird.

Der Injektionsstößel 9a weist einen Kolben 12 auf, welcher auf seine äußere zylindrische Oberfläche in solch einer Weise ge­ formt ist, daß der Kolben 12 den Injektionsstößel 9a umgibt und ein Paar Hydraulikkammern 13 und 14 in dem Hydraulikzylinder 9 bildet, welche axial angeordnet sind. Das Antriebsöl wird in diese Hydraulikkammern 13 und 14 durch das Servoventil 11 zuge­ führt. Abhängig von der Differenz zwischen den Hydraulikdrücken in diesen Hydraulikkammern 13 und 14, wird der Injektionsstößel 9a und die Injektionsschraube 8 vor und zurück bewegt.

Drucksensoren 15 und 16 sind am Hydraulikzylinder 9 befestigt, um die Antriebsöldrücke jeweils in den Hydraulikkammern 13 und 14 zu erfassen. Der vordere Endabschnitt des vorderen Injekti­ onsstößels 9a ist durch ein Betätigungsbauteil 18 mit einem Po­ sitionsaufnehmern 17 verbunden, welcher außerhalb des Hydrau­ likzylinder 9 vorgesehen ist.

Das Betätigungsbauteil 18 ragt aus dem Hydraulikzylinder 9 durch ein Führungsloch 19 hinaus, welches in die Seitenwand des letzteren Hydraulikzylinders 9 geformt ist, und steht in Ein­ griff mit dem vorderen Endabschnitt des Injektionsstößels 9a in solch einer Weise, daß seine relative Bewegung in Richtung der Achse des Injektionsstößels 9a unterbunden wird, jedoch eine relative Bewegung um die Achse erlaubt ist.

Das Servoventil 11 ist mit einer Hydraulikquelle 20 wie z. B. einer Hydraulikpumpe verbunden, und ist mit einem Tank 21 ver­ bunden, um das Antriebsöl, welches aus den Hydraulikzylindern 9 tritt, zurückzugewinnen.

Die Steuereinheit 5 beinhaltet: einen zentralen Steuerungsbe­ reich 2, in welchem Steuerungsprogramme für die Spritzgußma­ schine 1 gespeichert sind; ein Geschwindigkeitssteuerungssy­ stem zum Steuern der Geschwindigkeit der Injektionsschraube 8; und ein Drucksteuerungssystem zum Steuern des Druckes in der Injektionsschraube 8.

Das Geschwindigkeitssteuerungssystem weist auf: einen Geschwin­ digkeitsfestlegungsbereich 23 zum Festlegen einer Injektionsge­ schwindigkeit zur Geschwindigkeitssteuerung; einen Geschwindig­ keitsumwandlungsbereich 24, welcher die Geschwindigkeit der In­ jektionsschraube 8 entsprechend dem Ausgangssignal des Positionsaufnehmers 17 berechnet, und die Geschwindigkeitsdaten als Rückführungssignal ausgibt; einen Geschwindigkeitsver­ gleichsbereich 26, welcher das Rückführsignal aus dem Geschwin­ digkeitsumwandlungsbereich 24 mit einem Geschwindigkeitssignal des zuvor genannten Geschwindigkeitsfestlegungsbereiches 23 oder mit einem Geschwindigkeitssignal von einem Zwangs­ bremsüberwacher 25 (später beschrieben) vergleicht; einen Ge­ schwindigkeitsberechnungsbereich 27, welcher die Geschwindig­ keit gemäß dem Ergebnis des Vergleiches im Geschwindigkeitsver­ gleichbereiches korrigiert, und das Korrekturergebnis ausgibt; dem Zwangsbremsüberwacher 25, welcher basierend auf einen Stel­ lungssignal, welches durch den Positionsaufnehmer 17 bereitge­ stellt wird, eine Bremssteuerung für die Injektionsschraube 8 durchführt entsprechend einem Programm, welches durch den zen­ tralen Steuerungsbereich 22 gegeben ist; und einen Umschaltebe­ reich 28, welcher entsprechend einem Ausgangssignal eines Be­ rechnungsbereiches 25a betrieben wird, und welcher in dem Zwangsbremsüberwacher 25 vorgesehen ist, um ausgewählt das Ge­ schwindigkeitssignal vom Bremsüberwacher 25 und das Geschwin­ digkeitssignal von dem Geschwindigkeitsfestsetzungsbereich auf den Geschwindigkeitsvergleichsbereich 26 anzuwenden.

Das Drucksteuerungssystem umfaßt: einen Druckfestsetzungsbe­ reich 29 zum Festsetzen eines Druckes zur Drucksteuerung; einen Differenzbereich 30, welcher mit den zuvor genannten Drucksen­ soren 15 und 6 verbunden ist, um die Differenz zwischen den Drücken der Hydraulikkammern 13 und 14 aufzunehmen, dabei ein Signal als Rückführsignal auszugeben, welches den Injektions­ druck des Hydraulikzylinders 9 repräsentiert; einen Druckver­ gleichsabschnitt 31 zum Vergleichen des Rückführsignales aus dem Differenzbereich 30 mit dem Ausgabesignal des Druckfestset­ zungsbereiches 29; und einem Druckberechnungsbereich 32 zum Durchführen von Druckkorrekturen entsprechend dem Ergebnis ei­ nes Vergleiches des Druckvergleichsbereiches 31.

Das Geschwindigkeitssteuerungssystem oder das Drucksteuerungs­ system wird durch einen Umschaltebereich 33 ausgewählt, welcher durch den zentralen Kontrollbereich 22 betrieben wird. Der Um­ schaltbereich 33 ist mit dem Servoventil 11 durch einen Servo­ verstärkungsbereich 34 verbunden, welcher daran angepaßt ist, ein Antriebssignal, welches durch den Geschwindigkeitsberech­ nungsbereich 27 im Geschwindigkeitssteuerungssystem oder durch den Druckberechnungsbereich 32 des Drucksteuerungssystemes aus­ gegeben wird.

Nachfolgend werden der Betrieb der so konstruierten Spritzguß­ maschine und das Steuerungsverfahren der Erfindung näher be­ schrieben.

Zuerst, wird eine Menge von einzuspritzendem Gießmaterial be­ stimmt, und wird eine Injektionsgeschwindigkeit durch den Ge­ schwindigkeitsfestsetzungsbereich 23 festgesetzt, und wird ein Injektionsdruck durch den Druckfestsetzungsbereich 29 festge­ setzt. Darüberhinaus, werden verschiedene andere Bedingungen wie z. B. Temperatur festgesetzt und wird Injektionsmaterial ab­ gemessen.

Zum Messen des Injektionsmateriales wird die Injektionsschraube 8 durch den Hydraulikmotor 10 gedreht, mit einem vorherbestimm­ ten darauf durch den Hydraulikzylinder 9 aufgebrachten Rück­ druck.

Noch genauer, wenn sich die Injektionsschraube 8 dreht, wird das Injektionsmaterial vom Injektionstrichter 7 in den Heizzy­ linder 6 gezogen und in Richtung des vorderen Endes des Heizzy­ linders 6 bewegt. Das Injektionsmaterial, welches auf diese Weise bewegt wird, wird erhitzt und geschmolzen durch den Heiz­ zylinder 6, und wird zwischen der inneren Oberfläche und der vorderen Endwand des Heizzylinders 6 und dem vorderen Ende der Injektionsschraube 8 gehalten.

Sobald das geschmolzene Material in den vorderen Abschnitt des Heizzylinders 6 geschickt wird, wird der Druck des geschmolze­ nen Materials graduell erhöht, wodurch als Ergebnis die Injek­ tionsschraube 8 zurück gegen den Rückdruck bewegt wird. Sobald die Injektionsschraube 8 auf eine vorherbestimmte Stellung zu­ rückgezogen ist, ist eine vorherbestimmte Menge von geschmolze­ nem Material vor der Injektionsschraube 8 im Heizzylinder ge­ speichert. Dadurch wurde das Injektionsmaterial bemessen.

Unter dieser Bedingung wird ein Einspritzvorgang gemäß dem in dem zentralen Steuerungsbereich 22 gespeicherten Programm durchgeführt.

Bei Beginn des Einspritzvorganges wird der Geschwindigkeitsver­ gleichsbereich 26 mit dem Geschwindigkeitsfestsetzungsbereich 23 durch den Umschaltbereich 28 verbunden, während das Ge­ schwindigkeitssteuersystem mit dem Servoventil 11 durch den Um­ schaltbereich 33 verbunden ist.

Während des Einspritzvorganges, führt zuerst der Geschwindig­ keitsberechnungsbereich 27 ein Ausgangssignal durch den Servo­ verstärkungsbereich 34 dem Servoventil 11 zu, gemäß den durch den Geschwindigkeitsfestsetzungsbereich 23 festgesetzten Ge­ schwindigkeitsdaten, so daß im Hydraulikzylinder 9 der Druck in der Hydraulikkammer 14 erhöht wird. Als Ergebnis, wird die In­ jektionsschraube 8 vorwärts bewegt durch den Injektionsstößel 9a, so daß das geschmolzene Material, welches sich vor der In­ jektionsschraube 8 befindet in die Metallform eingespritzt wird.

Beim Einspritzvorgang, wird die Stellung der Injektionsschraube 8 durch den Positionsaufnehmer 17 zu allen Seiten aufgenommen, und gemäß den durch den Positionsaufnehmer 17 bereitgestellten Positionsdaten wird die tatsächliche Geschwindigkeit der Injek­ tionsschraube 8 durch den Geschwindigkeitsumwandlungsbereich 24 berechnet, und wird die so berechnete tatsächliche Geschwindig­ keit als Rückführsignal dem Geschwindigkeitsvergleichsbereich 26 zugeführt.

Im Geschwindigkeitsvergleichsbereich 26, wird die so zurückge­ führte tatsächliche Geschwindigkeit mit einer gewünschten, durch den Geschwindigkeitsfestsetzungsbereich 23 eingegebenen Geschwindigkeit verglichen. Wenn diese Geschwindigkeiten ver­ schieden sind, wird ein Geschwindigkeitskorrektursignal gebil­ det und durch den Umschaltbereich 33 dem Servoverstärkungsbe­ reich 34 zugeführt, wo es verstärkt wird, und als Antriebs­ signal dem Servoventil 11 zugeführt. Als Ergebnis wird die In­ jektionsschraube 8 mit einer bestimmten Geschwindigkeit vor­ wärtsbewegt, um das geschmolzene Material in die Formen 2 und 3 einzuspritzen.

Auf der anderen Seite, werden das durch den Positionsaufnehmer 17 ausgegebene Positionssignal und das Geschwindigkeitssignal, welches durch den Geschwindigkeitsumwandlungsbereich 24 bereit­ gestellt wird, dem Berechnungsbereich 25a im Zwangsbremsüberwa­ cher 25 zugeführt.

Das Positionssignal, welches durch den Positionsaufnehmer 17 ausgegeben wird, und das Geschwindigkeitssignal, welches durch den Geschwindigkeitsumwandlungsbereich 24 bereitgestellt wird, wird dem Berechnungsbereich 25a im Zwangsbremsüberwacher 25 zu­ geführt.

Das Positionssignal wird weiterhin dem zentralen Steuerungsbe­ reich 23 zugeführt.

Wenn die Injektionsschraube 8 die vorherbestimmte Stellung er­ reicht, führt der zentrale Steuerungsbereich 22 ein Antriebs­ signal dem Umschaltbereich 33 zu, so daß das Geschwindigkeits­ steuerungssystem vom Servoverstärkungsbereich 34 getrennt ist und statt dessen das Drucksteuerungssystem damit verbunden ist. Dadurch, wird Drucksteuerung auf die Injektionsschraube 8 aus­ geübt.

In der Drucksteuerung, wird im Druckvergleichsbereich 31 ein vorgegebener Druck korrespondierend zur vorderen Stellung der Injektionsschraube 8 mit dem tatsächlichen Druck verglichen, welcher durch Drucksensoren 15 und 16 im Vergleichsbereich 30 aufgenommen wird und der Injektionsschraube 8 durch Hydraulik­ druck 9 zugeführt. Entsprechend dem Ergebnis des Vergleiches, errechnet der Druckberechnungsbereich 32 einen Korrekturwert für den Betrieb des Servoventiles 11, um ein Korrektursignal zur Verfügung zu stellen. Das Korrektursignal wird durch den Servoverstärkungsbereich 34 dem Servoventil 11 zugeführt, um den auf die Injektionsschraube 8 aufgebrachten Druck zu steu­ ern.

Auf der anderen Seite, empfängt der Berechnungsbereich 25a in den Zwangsbremsüberwacher 25 die Positionsdaten der Injektions­ schraube 8 vom Positionsaufnehmer 17 und die Geschwindigkeits­ daten vom Geschwindigkeitsumwandlungsbereich 24. Das heißt, das der Berechnungsbereich 25a ständig überwacht wird, um zu ver­ hindern, daß die Injektionsschraube 8 exzessiv vorwärts bewegt wird und um eine Bremssteuerung durchzuführen, um den Aufprall der Injektionsschraube 8 mit anderen Komponenten zu mindern.

Das bedeutet, daß der Berechnungsbereich 25a die Bewegungsge­ schwindigkeit der Injektionsschraube 8 und die Bremszeit ver­ wendet, die benötigt ist, um die Geschwindigkeit der Injekti­ onsschraube 8 herabzusetzen, bis diese gestoppt oder annähernd gestoppt ist, um eine Überlaufentfernung von einer Bremsbeginn­ stellung aus für die Injektionsschraube 8 zu erfassen, und setzt die Bremsbeginnstellung für die Injektionsschraube 8 an einen Punkt, welcher um die Überlaufentfernung vor der Bewe­ gungsgrenzstellung der Injektionsschraube 8 liegt, und schaltet die Steuerung des Hydraulikzylinders 9 zur Bremssteuerung, wenn die Injektionsschraube 8 die Bremsbeginnstellung erreicht.

Noch genauer, wenn angenommen ist, daß die für die Injektions­ schraube 8 vorgesehene Überlaufentfernung durch X dargestellt wird, dann kann die Überlaufentfernung X durch die folgenden Gleichungen (1) und (2) erfaßt werden:

X = (Vf × T)/2 (1)

T = Tmin × (Vf - Vf0)/(Vfmax - Vf0) (2)

wobei Vf eine Bewegungsgeschwindigkeit der Injektionsschraube 8 ist; Vf0 eine Geschwindigkeit der verlangsamten Injektions­ schraube 8 ist; T die Zeit ist, die benötigt ist, um die Bewe­ gungsgeschwindigkeit von Vf auf Vf0 zu ändern; Vfmax die maxi­ male Bewegungsgeschwindigkeit der Injektionsschraube 8 ist; und Tmin die minimale Bremszeit ist, die benötigt ist, um die maxi­ male Bewegungsgeschwindigkeit Vfmax auf die Bewegungsgeschwin­ digkeit Vf0 zu ändern.

Die maximale Bewegungsgeschwindigkeit Vfmax ist die Höchstge­ schwindigkeit mit welcher die Injektionsschraube 8 durch die Spritzgußmaschine 1 bewegt wird, und ist im wesentlichen kon­ stant gemäß der Maschine.

Die minimale Bremszeit Tmin ist die benötigte Zeit, wenn die Bremskapazität der Spritzgießmaschine maximal verwendet wird, um die maximale Bewegungsgeschwindigkeit Vfmax auf eine vorher­ bestimmte Geschwindigkeit Vf0 zu reduzieren, z. B. 0 (null). Die minimale Bremszeit Tmin ist ebenso im wesentlichen konstant entsprechend der Maschine 1.

Somit ist das Verhältnis der Bremszeit T, die benötigt wird um eine Bewegungsgeschwindigkeit Vf auf eine vorherbestimmte Ge­ schwindigkeit Vf0 mit einer minimalen Bremszeit Tmin zu redu­ zieren, proportional zum Verhältnis der Bewegungsgeschwindig­ keit Vf mit maximaler Geschwindigkeit Vfmax wie durch Gleichung (2) oben angegeben ist.

Wenn die Zeit T, welche zum Reduzieren der Bewegungsgeschwin­ digkeit Vf auf die vorherbestimmte Bewegungsgeschwindigkeit Vf0 benötigt wird, in der oben beschriebenen Weise erfaßt wird, dann ist die Überlaufentfernung x (zwischen der Stellung, wo der Bremsvorgang beginnt und der Stellung, wo die vorherbe­ stimmte Geschwindigkeit erreicht wird) das Produkt aus Vf0 und T wie oben in Gleichung (1) angegeben.

Die Bewegungsgrenzstellung der Injektionsschraube 8 ist im Be­ rechnungsbereich 25a des Zwangsbremsüberwachers 25 gespeichert. Die Bewegungsgrenzstellung ist so festgelegt, daß eine kleine Lücke zwischen dem vorderen Ende der Injektionsschraube 8 und der inneren Oberfläche der Endwand des Heizzylinders 6 gebildet wird.

Das bedeutet, daß der Berechnungsbereich 25a die Bewegungsge­ schwindigkeit Vf der Injektionsschraube 8 nutzt, welche durch den Geschwindigkeitsumwandlungsbereich 24 bereitgestellt wird, um eine Überlaufentfernung X entsprechend der Bewegungsge­ schwindigkeit Vf zu berechnen, und benutzt die so berechnete Überlaufentfernung X und die vorherbestimmte Bewegungsgrenz­ stellung, um eine Bremsbeginnstellung festzusetzen.

Wenn die Injektionsschraube 8 die Bremsbeginnstellung erreicht, nimmt der Positionsaufnehmer 7 dies auf und führt die zugehöri­ gen Positionsdaten dem zentralen Steuerungsbereich 22 und dem Berechnungsbereich 25a zu. Als Antwort auf die Positionsdaten, betreibt der zentrale Steuerungsbereich 22 den Umschaltebereich 33 so, daß das Geschwindigkeitssteuerungssystem mit dem Servo­ verstärkungsbereich 34 verbunden ist. Zur gleichen Zeit, be­ treibt der Berechnungsbereich 25a den Umschaltebereich 28, so daß der Berechnungsbereich 25a mit dem Geschwindigkeitsver­ gleichsbereich 26 verbunden ist.

Als Ergebnis, führt der Berechnungsbereich 25a ein Geschwindig­ keitssignal nämlich ein Bremssignal dem Geschwindigkeitsver­ gleichsbereich 26 zu, so daß die Bremssteuerung für die Injek­ tionsschraube 8 gestartet wird.

Das bedeutet, daß die Bewegungsgeschwindigkeit der Injektions­ schraube 8 zum Geschwindigkeitsvergleichsbereich 26 durch den Positionsaufnehmer 17 und dem Geschwindigkeitsumwandlungsbe­ reich 24 zurückgeführt wird, so daß die Bremssteuerung für die Injektionsschraube 8 durchgeführt wird.

Da die Entfernung zwischen der Bremsbeginnstellung und der Bewegungsgrenzstellung die Überlaufentfernung X ist, wird die Injektionsschraube 8 gestoppt, nach dem sie um die Überlaufent­ fernung X von der Bremsbeginnstellung bewegt wurde. Somit, wird die Injektionsschraube 8 positiv an der Bewegungsgrenzstellung gestoppt. Wenn, in diesem Fall, die vorherbestimmte Geschwin­ digkeit Vf0 null ist (0), dann wird die Injektionsschraube 8 daran gehindert gegen den Heizzylinder 6 zu schlagen, da die Bewegungsgrenzstellung so gesetzt wurde, daß die Lücke zwischen der Injektionsschraube 8 und dem Heizzylinder 6 gebildet ist.

In der Ausführungsform, wird die Überlaufstellung x kontinuier­ lich berechnet in Abhängigkeit zur Bewegungsgeschwindigkeit der Injektionsschraube 8. Daher, da die Bewegungsgeschwindigkeit Vf der Injektionsschraube 8 durch die oben beschriebene Brems­ steuerung herabgesetzt wird, bewegt sich die Bremsbeginnstel­ lung graduell in Richtung der Bewegungsgrenzstellung, und die Bewegungsgeschwindigkeit der Injektionsschraube entspricht dem vorherbestimmten Wert Vf0 wenn sie die Bewegungsgrenzstellung erreicht.

Auf der anderen Seite, kann die Bewegungsgrenzstellung dort ge­ setzt werden, wo das vordere Ende der Injektionsschraube 8 in Kontakt mit dem Heizzylinder gebracht wird, oder die vorherbe­ stimmte Geschwindigkeit Vf0 kann auf ungefähr null (0) gesetzt werden. In diesem Fall, wird die Injektionsschraube 8 durch An­ lage gegen den Heizzylinder 6 mit sehr geringer Geschwindigkeit gestoppt.

Dadurch werden auf jeden Fall die Injektionsschraube 8 und an­ dere Komponenten vor Beschädigung bewahrt. Im Fall, wo das In­ jektionsmaterial korrekt bemessen ist, wird die hintere Hälfte der Drucksteuerung der Injektionsschraube 8 abgebremst durch den Druck des im vorderen Abschnitt des Heizzylinders 6 befind­ lichen Materials, das heißt, wird sie genügend abgebremst bevor sie die Bremsbeginnstellung erreicht. Daher, im Falle, wenn die Injektionsschraube 8 korrekt betrieben wird, wird die Brems­ steuerung nicht gestartet, die somit nicht die Gießbedingungen beeinflußt.

2. Ausführungsform

Eine zweite Ausführungsform der Erfindung, in welcher ein ande­ res Beispiel des Steuerungsverfahrens auf eine Formenklemmvor­ richtung angewendet wird, wird mit Bezug auf die Fig. 2 bis 4 beschrieben, in welchen Teile die funktionsmäßig denen ent­ sprechen, die mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben wurden, daher mit den gleichen Bezugsnummern oder Buchstaben bezeichnet wer­ den.

In der zweiten Ausführungsform wird die Bewegung einer bewegli­ chen Metallform 3 beim Vorgang des Öffnens und Schließens einer Metallformeinheit gesteuert, welche eine bewegliche Metallform 3 und eine stationäre Metallform 2 aufweist.

Die stationäre Metallform 2 ist auf einer stationären Bohle 40 angebracht, die an dem Rahmen der Spritzgießmaschine 1 gesi­ chert ist, und die bewegliche Metallform 3 ist auf einer beweg­ lichen Bohle 41 angebracht, welche verschieblich durch einen Zugbalken oder dergleichen gehalten wird, welcher zwischen dem Rahmen und der stationären Bohle 40 vorgesehen ist, so daß die zwei Metallformen 2 und 3 einander gegenüberliegen und die be­ wegliche Metallform 3 in Richtung zur und weg von der stationä­ ren Metallform 2 beweglich ist.

Ein Positionssensor 42 ist mit der beweglichen Bohle 41 verbun­ den, um die Position in der letzteren 41 aufzunehmen. Die sta­ tionäre Bohle 40 und die bewegliche Bohle 42 und eine Zylinder­ einrichtung (später beschrieben) zum Bewegen der beweglichen Metallform 3, um die Metallformeinheit zu öffnen und zu schlie­ ßen, bilden eine Formenklemmvorrichtung 43.

Die Zylindereinheit weist auf: einen Formenklemmzylinder 45, in welchem ein an der beweglichen Bohle 41 gleitend angepaßter Formenklemmzylinder 44 befestigt ist; ein Schnellvorschubzylin­ der 46, welcher in dem Formenklemmzylinder 45 vorgesehen ist; ein Steuerungsventil (oder ein Öffnungs- und Schließungsventil) zum Steuern der Zufuhr von Betriebsöl zum Formenklemmzylinder 45 und dem Schnellvorschubzylinder 46; ein Servoventil 48, ein Formenöffnungs- und Schließungsventil 49, und eine Steuerein­ heit 50 zum Steuern des Betriebes der Ventile 47 bis 49.

Das Innere des Formenklemmzylinders 45 wird durch den Formen­ klemmstößel 44 in eine erste Hydraulikkammer 45a und eine zwei­ te Hydraulikkammer 45b geteilt. Durch Zufuhr des Betriebsöles in die erste Hydraulikkammer 45a wird der Formenklemmstößel 44 nach außen bewegt; das heißt, die integral mit dem Formenklemm­ stößel 44 gebildete Bohle 41 wird nach außen bewegt; z. B. in einer Formenschließ- (oder Klemm-) richtung. Auf der anderen Seite durch Zufuhr des Betriebsöles in die zweite Hydraulikkam­ mer 45b wird der Formenklemmstößel 44 nach innen bewegt; das heißt die bewegliche Bohle 41 wird nach innen bewegt; z. B. in einer Formenschließrichtung.

Der Formenklemmzylinder 45 hat einen Drucksensor 51, um den Druck der ersten Hydraulikkammer 45 aufzunehmen.

Der Schnellvorschubzylinder 46 ist integral mit dem For­ menschließzylinder 45 gebildet, und der Formenklemmstößel 44 ist beweglich auf dem Schnellvorschubzylinder 46 angebracht, wodurch eine Hydraulikkammer 46a zwischen den Formenklemmzylin­ der 44 und dem Schnellvorschubzylinder 46 gebildet wird. Durch Zuführen des Betriebsöles in die Hydraulikkammer 46a wird der Formenklemmstößel 44 in die Formenschließ- (Klemm-) richtung bewegt. Das Volumen der Hydraulikkammer 46a ist kleiner als das der ersten Hydraulikkammer 45a. Dadurch wird durch Zuführen des Betriebsöles in die Hydraulikkammer 46a der Formenklemmstößel 44 mit hoher Geschwindigkeit bewegt.

Das Formenöffnungs- und Schließventil 49 ist mit einer Hydrau­ likpumpe 54, welche dafür vorgesehen ist, dem Druck des Be­ triebsöles zu erzeugen, und mit einem Betriebsöltank 55 verbun­ den, welcher das Betriebsöl, welches aus der Formenklemmvor­ richtung 43 austritt aufnimmt und speichert. Somit betreibt das Ventil 49 die Steuerung der Zufuhr des Betriebsöles von der Hy­ draulikpumpe 44 zum Servoventil 48 und leitet das Betriebsöl in den Betriebsöltank 55, welches durch das Servoventil 48 zurück­ gewonnen wird.

Das Servoventil 48 ist mit der zweiten Hydraulikkammer 45b des Formenklemmzylinders 45 und der Hydraulikkammer 46a des Schnellvorschubzylinders 46 verbunden. Durch ausgewähltes Zu­ führen des Betriebsöles zu der Hydraulikkammer 45b oder 46a, bewegt sich der Formenklemmstößel 44 in der Formenklemm- (Schließ-)richtung oder in der Formenöffnungsrichtung. Zudem kann durch Einstellen des Druckes für die Zufuhr des Betriebs­ öles zu den Hydraulikkammern 45b und 46a die Bewegungsgeschwin­ digkeit des Formenklemmstößels 44 geändert werden.

Das Steuerungsventil 47 welches mit dem Servoventil 48 verbun­ den ist, wird beim Formenklemmvorgang wie folgt betrieben: das heißt, es leitet das Betriebsöl in die erste Hydraulikkammer 45a des Formenklemmzylinders 45, welcher durch das Servoventil 48 versorgt wird. Und während des Formenöffnungsvorganges lei­ tet das Ventil 47 das Betriebsöl von der ersten Hydraulikkammer 45a in den Betriebsöltank 55 durch den Formenklemmzylinder 45 und das Formenöffnungs- und Schließungsventil 49.

Wenn das Betriebsöl der ersten Hydraulikkammer 45a des Formen­ klemmzylinders 45 durch das Steuerungsventil 47 zugeführt wird, wirkt der in der Hydraulikkammer 46a des Schnellvorschubzylin­ ders 46 bereitgestellte Druck und der in der ersten Hydraulik­ kammer 46a bereitgestellte Druck auf den Formenklemmstößel 45, so daß die Metallformen 2 und 3 unter einem Druck zusammenge­ fügt werden, welcher hoch genug für Spritzgießen ist.

Die Steuereinheit 50, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, umfaßt: einen Druckkontrollbereich 56, welcher durch Rückführsteuern den Betrieb des Servoventiles 48 gemäß einem Vergleich eines Drucksignales steuert, welches aus dem in der ersten Hydraulik­ kammer 45 des Formenklemmzylinder 45 verbundenen Drucksensor 51 zurückgeführt wird mit einem eingegebenen Druckwert; ein Posi­ tionssteuerungsbereich 57, welcher rückführend den Betrieb des Servoventiles 48 steuert, gemäß dem Vergleich einer Positionsanweisung, welche durch den Positionssenor 42 bereit­ gestellt wird, mit einer vorgegebenen Positionsanweisung; einem Geschwindigkeitsumwandlungsbereich 58, welcher die Bewegungsge­ schwindigkeit der beweglichen Bohle 41 berechnet, gemäß dem zu­ vor genannten Positionsanweisung; einen Geschwindigkeitssteue­ rungsbereich 59, welcher rückführend den Betrieb des Servoven­ tiles 48 steuert, gemäß dem Vergleich eines Geschwindigkeitsan­ weisung, welche durch den Geschwindigkeitsumwandlungsbereich 58 bereitgestellt wird, mit einer vorgegebenen Geschwindigkeitsan­ weisung; einem Schleifenumschaltebereich 60 zum Schalten der Steuerungsvorgänge dieser Steuerungsbereiche 56, 57 und 59 von einem zum anderen; und einen Stromverstärkungsbereich 61 zum Verstärken des durch den Schleifenumschaltebereich zur Verfü­ gung gestellten Steuerungssignales.

Nun wird das Steuerungsverfahren für die bewegliche Bohle 41 in der so konstruierten Formenklemmvorrichtung beschrieben.

Zuerst, wird ein Formenklemmvorgang beschrieben.

Nach Start des Formenklemmvorganges, wählt der Schleifenum­ schaltebereich 60 die Geschwindigkeitssteuerung, und das Steue­ rungsventil befindet sich in der "aus" -Stellung, während das Formenöffnungsschließungsventil 49 betrieben wird, um das Be­ triebsöl dem Servoventil 48 zuzuleiten, welches durch die Hy­ draulikpumpe 54 versorgt wird. Gleichzeitig, wird das Servoven­ til 48 durch ein Steuerungssignal des Geschwindigkeitssteue­ rungsbereiches 59 betrieben, so daß das Betriebsöl der Hydrau­ likkammer 46a des Schnellvorschubzylinders 46 zugeführt wird.

Als Ergebnis, wird der Formenklemmstößel 44 in Formenklemmrich­ tung mit hoher Geschwindigkeit bewegt; das heißt die bewegliche Bohle 41 mit der beweglichen Metallform 3 wird in Richtung der stationären Metallform 2 bewegt. Die Bewegungsgeschwindigkeit der beweglichen Bohle 41 wird durch den Positionssenor 42 und den Geschwindigkeitsumwandlungsbereich 58 zurückgeführt, so daß der Betrieb des Servoventiles 48 so gesteuert wird, daß in dem Geschwindigkeitssteuerungsbereich 49 die Bewegungsgeschwindig­ keit der beweglichen Bohle 41 einer vorherbestimmten Geschwin­ digkeit entspricht, welche durch Geschwindigkeitsanweisungen festgesetzt ist (entsprechend einem Hochgeschwindigkeitsform­ klemmodus 1 wie in Fig. 3 gezeigt).

Wenn die bewegliche Bohle 41 eine erste Bremsbeginnstellung 1 erreicht, wird eine Bremssteuerung ausgeführt, so daß die be­ wegliche Bohle 41 gebremst wird. Die Bremssteuerung wird unter folgenden Bedingungen ausgeführt:
eine Entfernung Xmc die für den Bremsvorgang benötigt wird, wird gemäß der folgenden Gleichung (3) berechnet:

Xmc = (Vf - Vf0) : 2 × T (3)

wobei Vf die gegenwärtige Geschwindigkeit ist; Vf0 die verlang­ samte Geschwindigkeit ist, und T die Zeit ist, welche benötigt wird zum Verringern der gegenwärtigen Geschwindigkeit Vf auf den Wert Vf0.

Und wenn die Entfernung Xmc, die Stellung Xs, wo die Geschwin­ digkeit auf Vf0 geändert werden muß (beschrieben als eine Nied­ riggeschwindigkeitsformenklemmstellung in Fig. 3) und die ge­ genwärtige Stellung P die folgende Gleichung (4) erfüllen, wird die Bremssteuerung ausgelöst.

P Xmc + Xs (4).

In anderen Worten, Stellung P wo die Gleichung (4) erfüllt ist, ist die erste Bremsbeginnstellung 1.

Die gegenwärtige Geschwindigkeit Vf und die herabgesetzte Ge­ schwindigkeit Vf0, welche während des Formenklemmvorganges er­ faßt werden, werden verwendet, um die für das Bremsen benötigte Entfernung Xmc zu berechnen. Sobald die bewegliche Bohle 41 die Position erreicht, welche auf um die Entfernung Xmc vor der Stellung Xs festgesetzt ist, wo die Geschwindigkeit Vf0 betra­ gen muß, wird die Bremssteuerung ausgelöst.

Bekannte Werte, nämlich die Bremsrate, welche eindeutig durch die Bremskapazität der Formenklemmvorrichtung 43 bestimmt ist, die gegenwärtige Geschwindigkeit, und eine Zielgeschwindigkeit werden verwendet, um die Entfernung Xmc vor der ersten Bremsbe­ ginnstellung 1 bereitzustellen. Somit, mit der ersten Bremsbe­ ginnstellung 1 gemäß Gleichung 4 festgelegt, wird die Geschwin­ digkeit positiv auf Vf0 herabgesetzt, bevor die bewegliche Boh­ le 42 die Stellung Xs erreicht, wo die Geschwindigkeit Vf0 be­ tragen muß.

Im Fall, wo die Zielgeschwindigkeit Vf0 und die Stellung Xs festgelegt sind, wird die erste Bremsbeginnstellung 1 gemäß der gegenwärtigen Geschwindigkeit Vf bestimmt, welche erfaßt wird, bevor das Bremsen beginnt. Somit ist je höher die Geschwindig­ keit Vf, um so länger die Entfernung Xmc; oder je geringer die gegenwärtige Geschwindigkeit Vf, desto kürzer ist die Entfer­ nung Xmc.

Somit wird auch in der zweiten Ausführungsform die Bremsbeginn­ stellung 1 automatisch auf den besten Wert gesetzt, abhängig von der gegenwärtigen Geschwindigkeit Vf der beweglichen Bohle 41 und wird die bewegliche Bohle 41 an einer vorherbestimmten Position positiv gebremst.

Im Fall, wo ein zweiter Hochgeschwindigkeitsformklemmodus 2 verwendet wird, um die bewegliche Bohle 41 zu bewegen, welcher langsamer ist als der zuvor genannte erste Hochgeschwindig­ keitsformklemmodus 1 wird eine zweite Bremsbeginnstellung 2 nä­ her zur Niedriggeschwindigkeitsformenklemmstellung Xs gesetzt, und wird die Bremssteuerung bei der zweiten Bremsbeginnstellung 2 ausgelöst. In der Ausführungsform, wird das Bremsen gemäß ei­ ner linearen Bremskurve (oder Bremsbereich) A im Hochgeschwin­ digkeitsformenklemmodus 1 ausgeführt.

Der Grund, warum zwei Bremskurven linear sind ist dieser, daß die Bremsrate der Formenklemmvorrichtung 43 festgelegt ist, und die Stellung, wo die finale Bremsgeschwindigkeit Vf0 erhalten wird, ebenfalls fixiert ist.

Bei der Ausführungsform, wird die bewegliche Bohle 41, nachdem sie auf den oben beschriebenen Wert Vf0 abgebremst wurde, wei­ ter in Formenklemmrichtung mit einer Geschwindigkeit Vf0 be­ wegt. Somit wird die Bewegung der beweglichen Bohle 41 ge­ stoppt, wenn die bewegliche Metallform 3, welche auf der beweg­ lichen Bohle 41 montiert ist, gegen die stationäre Metallform 2 mit niedriger Geschwindigkeit anliegt.

Dieser Niedriggeschwindigkeitsbewegungsbereich B ist vorgesehen zum Schutz eines Führungsstiftes und anderer Teile, welche an der Metallform vorgesehen sind, und die Entfernung der Bewegung ist entsprechend gewählt abhängig von der Art der Metallform.

Nachdem die Metallformen 2 und 3 in der oben beschriebenen Wei­ se aneinander gebracht worden sind, wird der Schleifenumschal­ tebereich 60 betrieben, um die Drucksteuerung für die Formen­ klemmeinrichtung 43 auszuwählen, und wird das Steuerungsventil 47 betrieben, so daß das Servoventil 48 mit der ersten Hydrau­ likkammer 45a des Formenklemmzylinders 45 zusammenwirkt. Als Ergebnis, wird ein Teil des Betriebsöles von dem Servoventil 48 in die erste Hydraulikkammer 45a zugeführt, so daß ein großer Druck auf den Formenklemmstößel 44 aufgebracht wird.

Gleichzeitig wird der Druck des Betriebsöles in der ersten Hy­ draulikkammer 45a der Steuereinheit 50 mit Hilfe eines Druck­ sensors 51 zugeführt, während der Betrieb des Servoventiles 48 gemäß dem durch den Drucksteuerungsbereich 56 ausgegebenen Steuerungssignales betrieben wird. Auf diese Weise wird eine rückgeführte Steuerung des Formenklemmdruckes der Metallformen 2 und 3 erreicht.

Der Übergang von dem Bremsbereich A zu dem Niedriggeschwindig­ keitsbereich B kann sanft ausgebildet sein; das heißt die Vor­ richtung kann so konstruiert sein, daß eine S-förmige Bremskur­ ve angewendet wird, wie in Fig. 3 mit C angedeutet wird.

Das Steuerungsverfahren der Erfindung kann auf den Öffnungsvor­ gang der Metallformeinheit angewendet werden, wobei die beweg­ liche Metallform 3 von der stationären Metallform 2 wegbewegt wird.

Nachdem das Einspritzen des geschmolzenen Materials durchge­ führt wurde, werden die Metallformen 2 und 3 immer noch unter hohem Druck zusammengeklemmt wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Unter dieser Bedingung, wird das Servoventil 48 betrieben, um den Druck, welcher auf dem Formenklemmstößel 44 in For­ menschließrichtung ausgeübt wird, mit dem Druck, welcher in Formenöffnungsrichtung darauf ausgeübt wird, auszugleichen; das heißt, das Betriebsöl in der ersten Hydraulikkammer 45a des Formenklemmzylinders 45 und das Betriebsöl in der Hydraulikkam­ mer 46a des Schnellvorschubzylinders 46 wird graduell durch Formenöffnungs- und Schließungsventil 49 in den Betriebsöltank 55 abgelassen. Dadurch, wird der Formenklemmdruck verringert (Druckablaßbereich D in Fig. 4). Dieser Druckablaßvorgang wird ebenso durch die Rückführsteuerung erreicht, welche durch den Drucksteuerungsbereich gemäß einem durch die erste Hydraulik­ kammer 45a bereitgestellten Drucksignales ausgeübt wird.

Nach dem Druckablaßvorgang, wird das Servo 48 wieder betrieben, so daß das Betriebsöl der zweiten Hydraulikkammer 45b des For­ menschließzylinders 45 zugeführt wird, während das Betriebsöl aus der ersten Hydraulikkammer 45a und der Hydraulikkammer 46a des Schnellvorschubzylinders 46 in den Betriebsöltank 45 abge­ lassen wird, wobei der Formenklemmstößel 44 in Formenöffnungs­ richtung bis zu einer vorherbestimmten Stellung mit niedriger Geschwindigkeit bewegt wird (ein Niedriggeschwindigkeitsformen­ öffnungsbereich E in Fig. 4).

Nachdem die bewegliche Bohle 41 zu einer vorherbestimmten Stel­ lung mit niedriger Geschwindigkeit bewegt wurde, wird die Menge des der zweiten Hydraulikkammer 45b zugeführten Betriebsöles durch das Servoventil 48 erhöht. Als Ergebnis, wird der Formen­ öffnungsvorgang vorangetrieben, während die bewegliche Bohle 1 auf einer Geschwindigkeit, welche durch einen ersten Hochge­ schwindigkeitsformenöffnungsmodus 1, gezeigt in Fig. 4, be­ stimmt wird, beschleunigt wird. Und der Formenöffnungsvorgang wird fortgesetzt, wobei die bewegliche Bohle 1 mit der Ge­ schwindigkeit bewegt wird, welche durch den ersten Hochge­ schwindigkeitsformenöffnungsmodus 1 bestimmt wird.

Sobald die bewegliche Bohle 1 eine erste Bremsbeginnstellung 1 erreicht, wird sie abgebremst. Dadurch wird, sobald die beweg­ liche Bohle 1 eine Stoppstellung erreicht, nämlich, eine For­ menöffnungsstoppstellung Xms, die bewegliche Bohle 1 gestoppt. Die erste Bremsbeginnstellung 1 wird gemäß der folgenden Glei­ chung (5) berechnet:

Xmo = Vf/2 × T (5)

wobei Vf die gegenwärtige Geschwindigkeit der beweglichen Bohle im Hochgeschwindigkeitsformenöffnungsmodus 1 ist; Xmo die Ent­ fernung, welche die bewegliche Bohle überbrückt, bis die beweg­ liche Bohle, welches sich mit einer Geschwindigkeit Vf bewegt, gestoppt wird; und T die Zeit ist, welche benötigt wird, für das Überbrücken der Entfernung durch die bewegliche Bohle. Und die erste Bremsbeginnstellung 1 wird bestimmt, wenn die gegen­ wärtige Position P die folgende Gleichung (6) erfüllt:

P Xms - Xmo (6)

wobei P die gegenwärtige Position ist, und Xms die Position ist, wo die bewegliche Bohle 41 gestoppt wird.

Das heißt, das Bremsen der beweglichen Bohle wird ausgelöst, wenn die bewegliche Bohle einen Punkt erreicht, welcher um die Distanz Xmo vor der Stopposition in Formöffnungsrichtung liegt. Die erste Bremsbeginnstellung 1 wird gemäß der gegenwärtigen Geschwindigkeit Vf bestimmt. Daher, wird die bewegliche Bohle 1 an einer vorherbestimmten Stellung positiv gestoppt, unabhängig von ihrer Geschwindigkeit aus den gleichen Gründen heraus wie während des Formschließvorganges.

Auch bei diesem Stoppvorgang der beweglichen Bohle kann eine lineare Bremskurve F oder eine S-förmige Bremskurve G zum Brem­ sen der beweglichen Bohle 41 angewendet werden, wie in Fig. 4 gezeigt ist.

Wie oben beschrieben wurde, ist es beim Öffnen und Schließen der Metallformen 2 und 3 möglich, die Bewegungsgeschwindigkeit der beweglichen Bohle zu ändern, so daß sie einen vorherbe­ stimmten Wert entspricht, sobald die bewegliche Bohle eine vor­ herbestimmte Stellung erreicht oder die bewegliche Bohle an ei­ ner vorherbestimmten Stellung gestoppt wird.

Dieses Merkmal erlaubt einen Hochgeschwindigkeitsschließvor­ gang, und verhindert, daß die Metallformen und die Führungs­ stifte und anderes während des Formenklemmvorganges beschädigt werden und eleminiert die Schwierigkeit, daß die Bremsbeginn­ stellung zufällig bestimmt wird, wodurch die Produktivität er­ höht wird.

Beim Formenöffnungsvorgang wird die bewegliche Metallform 3 in einer vorherbestimmten Stellung mit hoher Genauigkeit gestoppt. Somit kann eine Maschine zum Herausnehmen des gegossenen Mate­ riales aus einer Form genau bezüglich der beweglichen Metall­ form positioniert werden und ein Einstellen der Maschine läßt sich leicht durchführen, wodurch die Schwierigkeit eleminiert wird, daß das Gußteil beschädigt wird, wenn es aus der Form ge­ nommen wird.

Obwohl die Erfindung mit Bezug auf ihre bevorzugten Ausfüh­ rungsformen beschrieben wurde, wird angemerkt, daß die Erfin­ dung nicht darauf oder dadurch begrenzt ist. Das heißt, sie kann geändert oder modifiziert werden bezüglich der Art der verwendeten Spritzgußmaschine oder der Art des darin verwende­ ten beweglichen Bauteiles. Zum Beispiel kann in den oben be­ schriebenen Ausführungsformen die Antriebseinrichtung zum An­ treiben der Injektionsschraube 8 oder der beweglichen Bohle 41 der Hydraulikzylinder 9 sein; jedoch ist die Erfindung nicht darauf oder dadurch begrenzt. Das heißt, das technische Konzept der Erfindung kann auf eine Spritzgußmaschine angewendet wer­ den, in welcher die Antriebseinrichtung ein Kugelrollmechanis­ mus oder elektrische Antriebseinrichtungen sind.

Wie aus der vorangegangenen Beschreibung ersichtlich ist, wer­ den bei dem Steuerungsverfahren der Erfindung die Bewegungsge­ schwindigkeit des beweglichen Bauteiles und die Zeit, welche benötigt wird zum Verringern der Bewegungsgeschwindigkeit auf einen vorherbestimmten Wert dazu verwendet, die Überlaufentfer­ nung zu bestimmen, welche das bewegliche Bauteil zurücklegt während der Zeitperiode, welche sich von dem Zeitpunkt er­ streckt, in welchem der Bremsvorgang beginnt bis die Bewegungs­ geschwindigkeit auf einen vorherbestimmten Wert verringert ist. Die Bremsbeginnstellung ist um die Überlaufentfernung vor der Bewegungsgrenzstellung für das bewegliche Bauteil vorgesehen, so daß, wenn das bewegliche Bauteil die Bremsbeginnstellung er­ reicht, die Bremssteuerung ausgelöst wird. Somit hat das Ver­ fahren die folgenden Effekte und Vorteile:

Der Bremsvorgang wird ausgelöst, sobald das bewegliche Bauteil die Bremsbeginnstellung erreicht. Somit kann die Bewegungsge­ schwindigkeit des beweglichen Bauteiles so verringert werden, daß die letztere die vorherbestimmte Geschwindigkeit aufweist, sobald es die Überlaufentfernung von der Bremsbeginnstellung aus zurückgelegt hat; das heißt, sobald das bewegliche Bauteil die Bewegungsgrenzstellung erreicht.

Die Bewegungsgrenzstellung ist auf geringfügig vor der Stellung festgelegt, wo das bewegliche Bauteil gegen das stationäre Bau­ teil zur Anlage kommt und die vorherbestimmte Geschwindigkeit null beträgt, so daß das bewegliche Bauteil gestoppt wird bevor es gegen das stationäre Bauteil anliegt. Im Falle, wo die vor­ herbestimmte Geschwindigkeit auf einen Wert nahe null gesetzt ist, wird das bewegliche Bauteil genügend abgebremst bevor es die Bewegungsgrenzstellung erreicht, so daß seine Bewegungsge­ schwindigkeit genügend niedrig ist, wenn es mit dem stationären Bauteil kollidiert.

Im Fall, wo die Bewegungsgrenzstellung für das bewegliche Bau­ teil dort festgelegt ist, wo das letztere gegen das stationäre Bauteil in Anlage sich befindet, wurde die Bewegungsgeschwin­ digkeit des beweglichen Bauteiles, welches gebremst wurde, auf null oder nahe null gesetzt, so daß das bewegliche Bauteil eine genügend geringe Bewegungsgeschwindigkeit aufweist, wenn es in Anlage mit dem stationären Bauteil gerät.

Somit wird eine Kollision des beweglichen Bauteiles mit dem stationären Bauteil verhindert, oder wenn das zuvor genannte mit dem letzteren kollidiert, wird der Aufprall verringert, wo­ durch das bewegliche Bauteil, das stationäre Bauteil und andere Komponenten vor Beschädigung geschützt sind.

Da die Bremsbeginnstellung gemäß der Bewegungsgeschwindigkeit des beweglichen Bauteiles bestimmt wird, wird das letztere po­ sitiv abgebremst oder gestoppt bevor es die Bewegungsgrenzstel­ lung erreicht, unabhängig davon, wie hoch die Bewegungsge­ schwindigkeit ist. Somit ist das Verfahren frei von der Schwie­ rigkeit, daß die Bremsbeginnstellung falsch gesetzt ist.

Da die Bremszeit und die Überlaufentfernung eindeutig gemäß der Kapazität der Spritzgußmaschine bestimmt werden, kann die Bremsbeginnstellung mit hoher Genauigkeit bestimmt werden.

Zudem, kann der Bremsvorgang auf die maximal mögliche Grenze verschoben werden. Somit kann ein Gießzyklus mit hoher Ge­ schwindigkeit ausgeführt werden. In dem Fall, wo das Steuerver­ fahren der Erfindung auf einen Formöffnungsvorgang angewendet wird, welcher durch bewegen einer beweglichen Metallform ausge­ führt wird, wird die Stoppstellung für die bewegliche Metall­ form mit hoher Genauigkeit gesteuert, so daß die Maschine zum Herausnehmen eines gegossenen Teiles aus der Form genau mit Be­ zug auf die bewegliche Metallform positioniert werden kann. So­ mit kann ein Einstellen der Maschine mit Leichtigkeit erreicht werden und die Schwierigkeit ist eliminiert, daß das gegossene Teil beim Herausnehmen aus der Form beschädigt wird.

Darüberhinaus, wird bei dem Verfahren der Erfindung die Bewe­ gungsgeschwindigkeit des beweglichen Bauteiles, die Über­ laufentfernung und die Bremsbeginnstellung kontinuierlich be­ stimmt, während das bewegliche Bauteil bewegt wird. Das bedeu­ tet, daß die Bremssteuerung gemäß der Betriebsbedingung der Gießmaschine durchgeführt wird, wobei die Bremsbeginnstellung zu jeder Zeit passend bestimmt werden kann, was verhindert, daß das bewegliche Bauteil unnötig gebremst wird.

Sobald das bewegliche Bauteil mit einer gegebenen Geschwindig­ keit bewegt wird, wird die Bremszeit mit der minimalen Bremszeit als Referenz erfaßt, welche zum Ändern der maximalen Bewegungsgeschwindigkeit auf den vorherbestimmten Wert benötigt wird, und gemäß der so erhaltenen Bremszeit, wird für die gege­ bene Bewegungsgeschwindigkeit eine Bremszeit erhalten. Somit kann die Bremszeit aus dem Wert (die minimale Bremszeit), wel­ cher eindeutig gemäß der Kapazität der Gießmaschine bestimmt wird berechnet werden, so daß sie mit hoher Genauigkeit be­ stimmt wird. Zusätzlich, können die Überlaufentfernung und die Bremsbeginnstellung mit hoher Genauigkeit ermittelt werden, da sie gemäß der Bremszeit errechnet werden.

Obwohl die Erfindung in Verbindung mit bevorzugten Ausführungs­ formen beschrieben wurde, ist es für den Fachmann offensicht­ lich, daß verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich sind, ohne von der Erfindung abzuweichen und es ist daher beab­ sichtigt, mit den beiliegenden Ansprüchen alle derartigen Ände­ rungen und Modifikationen zu erfassen, welche innerhalb des Er­ findungsgedankens und des Rahmens der Erfindung liegen.

Claims (3)

1. Verfahren zum Steuern eines beweglichen Bauteiles in einer Gießmaschine, in welcher
eine Bewegungsgeschwindigkeit des beweglichen Bauteiles, wel­ ches durch eine Antriebseinrichtung angetrieben wird, erfaßt wird,
die so erfaßte Bewegungsgeschwindigkeit und eine Bremszeit, welche benötigt wird, um das bewegliche Bauteil abzubremsen, so daß das bewegliche Bauteil gestoppt oder annähernd gestoppt wird, benutzt werden, um eine Überlaufentfernung von einer Bremsbeginnstellung aus zu ermitteln, welche für das bewegliche Bauteil vorgesehen ist,
welche Bremsbeginnstellung sich um die Überlaufentfernung von einer Bewegungsgrenzstellung befindet, welche für das bewegli­ che Bauteil vorgesehen ist, und
sobald das bewegliche Bauteil die Bremsbeginnstellung erreicht, eine Bremssteuerung für das bewegliche Bauteil begonnen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, in welchem die Bewegungsgeschwin­ digkeit, die Überlaufentfernung und die Bremsbeginnstellung kontinuierlich und wiederholt erfaßt werden, während das beweg­ liche Bauteil bewegt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, in welchem die Überlaufentfernung nach den folgenden Gleichungen (1) und (2) erfaßt wird: X = (Vf × T)/2 (1)
T = Tmin × (vf - Vfo)/(Vfmax - Vf0) (2)wobei X die Überlaufentfernung ist; Vf die Bewegungsgeschwin­ digkeit ist; Vf0 die Geschwindigkeit des beweglichen Bauteiles ist, welches abgebremst wurde; T die benötigte Zeit ist, zum Ändern der Bewegungsgeschwindigkeit von Vf nach Vf0; Vfmax die maximale Bewegungsgeschwindigkeit des beweglichen Bauteiles ist; und Tmin die minimale Bremszeit ist, die benötigt ist, um die maximale Bewegungsgeschwindigkeit Vfmax auf die Bremsge­ schwindigkeit zu ändern.