DE19611489A1

DE19611489A1 - Verfahren zum Anlegen eines Programmprofils zur Steuerung der Einspritzgeschwindigkeit von Spritzgießmaschinen

Info

Publication number: DE19611489A1
Application number: DE19611489A
Authority: DE
Inventors: Shigeru Fujita; Susumu Harada
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1995-03-24
Filing date: 1996-03-23
Publication date: 1996-09-26
Anticipated expiration: 2016-03-24
Also published as: DE19611489B4; JPH08258098A; IN187862B; GB2299050B; GB2299050A; US5871676A; JP3247026B2; GB9606234D0

Description

Hintergrund der Erfindung 1) Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anlegen eines Programmprofils zur Steuerung der Injektionsgeschwindigkeit von Spritzgießmaschinen

2) Verwandter Stand der Technik

Bei Spritzgießmaschinen erfolgt die Steuerung der Bewegungsgeschwindigkeit des Einspritzkolbens (Schraube) in Vorwärtsrichtung gewöhnlich in Überein stimmung mit einem Programmprofil, das vorher in einem Computer angelegt wird.

Das Profil wird normalerweise in dem Computer in einer solchen Weise angelegt, daß ein Schmelz material-Füllhub des Einspritzkolbens in eine Viel zahl von Phasen geteilt ist und die Bewegungs geschwindigkeit des Kolbens in Vorwärtsrichtung direkt für jede Phase bestimmt ist, so daß ein viel stufiges rechteckig geformtes Profil erzielt wird.

Fig. 1 ist ein Graph, der das auf diese Weise erhal tene konventionelle Programmprofil zur Steuerung der Bewegungsgeschwindigkeit des Einspritzkolbens zeigt. Wie in Fig. 1 gezeigt ist der Füllhub des Einspritz kolbens in fünf Phasen geteilt, und die Bewegungs geschwindigkeit des Kolbens V1 bis V5 ist direkt für jede Phase bestimmt, so daß ein vielstufiges recht eckig geformtes Profil erzielt wird.

Da das konventionelle Programmprofil jedoch eine vielstufige rechteckige Form hat, ändert sich die Bewegungsgeschwindigkeit des Einspritzkolbens in Vor wärtsrichtung plötzlich an der Ecke des vielstufigen rechteckig geformten Profils. In einem tatsächlichen Formenhohlraum ändert sich der Querschnitt des Flußwegs des Schmelzharzes nicht plötzlich, so daß ein konventionelles vielstufiges rechteckig geformtes Profil nicht mit einer tatsächlichen Bewegung des Schmelzharzes in dem Formenhohlraum übereinstimmt.

Um ein Profil zu erzielen, das mit der tatsächlichen Form des Flußwegs des Schmelzharzes in dem Hohlraum übereinstimmt, ist es daher gemäß der konventionellen Technik notwendig, die Anzahl der Stufen des recht eckig geformten Profils zu erhöhen; demgemäß sollte die Anzahl der zu teilenden Phasen in der Bewegungs geschwindigkeit des Kolbens erhöht werden.

Wie in Fig. 1 durch gebrochene Linien gezeigt, weist die tatsächliche Bewegungsgeschwindigkeit des Ein spritzkolbens in Vorwärtsrichtung des weiteren einige Verzögerungen auf den Anstiegs- und Abfallflanken auf, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit von denen des Profils abweicht. Daher ändert sich, wie aus Fig. 1 ersichtlich, die tatsächliche Bewegungsgeschwindig keit des Einspritzkolbens nicht gemäß dem im Computer angelegten vielstufigen rechteckig geformten Profil.

Des weiteren ist es erforderlich, das Programmprofil zur Steuerung der Einspritzgeschwindigkeit so anzu legen, daß das vollständige Einfüllen des Schmelz harzes innerhalb eines kürzesten Zeitraums erzielt wird, ohne die Fließbedingung des Schmelzharzes in dem Formenhohlraum zu stören. Daher sollte das Programmprofil angelegt werden, durch das die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens so verändert wird, daß sie die tatsächliche Form des Flußwegs des Schmelzharzes in dem Formenhohlraum einhält. Um ein solches Profil anzulegen ist darüber hinaus das Know- How über die Grundprinzipien des Gießens notwendig, um die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens zu steuern, wenn der Schmelzharz in einen Hohlraum ein gefüllt zu werden beginnt oder wenn die Auffüllphase des Harzes beendet ist.

Daher stimmt das tatsächliche Profil der Bewegungs geschwindigkeit des Einspritzkolbens (im folgenden als "ein Verfolgungsprofil" bezeichnet) nicht genau mit dem Programmprofil zur Steuerung der Einspritz geschwindigkeit (im folgenden als "ein anlegtes Profil" bezeichnet) überein, so daß das Verfolgungs profil und das angelegte Profil nicht identisch sind, wenn sie übereinandergelegt werden, wenn eine Regelung mit geschlossenem Ein- und Ausgang durch geführt wird. Um diesen Nachteil zu beseitigen, wird eine Verzögerungssteuerung angewandt, in der Zeit konstanten auf den Anstiegs- und Abfallflanken der Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens erzeugt werden. Solche verzögerten Anstiegs- und Abfallflanken sind jedoch nicht in dem Profil enthalten.

Wenn eine Regelung mit geschlossenem Ein- und Ausgang durchgeführt wird, weicht aus diesen Gründen das Ver folgungsprofil von dem angelegten Profil ab, auch wenn die Steuerung normal konditioniert wird; eine solche Abweichung macht die Steuerung der Bewegungs geschwindigkeit des Kolbens schwierig.

Auf der anderen Seite wird ein anderes Verfahren zum Anlegen eines Programmprofils vorgeschlagen, in dem das Profil mit der Veränderung der Form des Flußwegs des Schmelzharzes in dem Formenhohlraum überein stimmt. Gemäß dem Verfahren wird das Profil durch gebrochene Linien gebildet, die verbunden werden, jedoch ist es schwierig Parameter anzulegen, wenn die Form des Flußwegs des Schmelzharzes in dem Formen hohlraum nicht gut bekannt ist, und es ist erforder lich, daß viele Punkte angelegt werden, um das Profil zu erhalten, das mit der Form des Flußweges des Schmelzharzes übereinstimmt. Gemäß diesem Verfahren wäre es also schwierig, den Gedanken zu verwirk lichen, daß das erforderliche Profil mit einer kleinen Menge an Eingabedaten erzielt werden kann. Darüber hinaus ist das Know-How zum Anlegen der Para meter sehr viel schwieriger als das zum Anlegen eines vielstufigen rechteckig geformten Profils.

Zusammenfassung der Erfindung

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Ver fahren zum Anlegen eines geeigneten Programmprofils zur Steuerung der Einspritzgeschwindigkeit von Spritzgießmaschinen ohne die Anwendung eines Know- Hows zu schaffen, insbesondere ein Verfahren zum automatischen Anlegen eines Programmprofils, welches mit der tatsächlichen Bewegungsgeschwindigkeit des Einspritzkolbens übereinstimmt.

Um die oben erwähnten Nachteile zu beseitigen, bein haltet ein Verfahren zum Anlegen eines Programm profils zur Steuerung der Einspritzgeschwindigkeit von Spritzgießmaschinen, in dem eine Bewegungs geschwindigkeit eines Einspritzkolbens in Vorwärts richtung in Übereinstimmung mit der Position des Ein spritzkolbens gesteuert wird, erstens, daß das Ver fahren die folgenden Schritte umfaßt:
Aufteilen einer Modellform eines zu gießenden Artikels umfassend eine Spule und einen Angußkanal in eine Vielzahl von feinen Elementen;
Erzielen einer Schmelzmaterial-Auffüllbedingung für jedes feine Element der Modellform des Artikels als ein Zeitraum unter Verwendung eines numerischen Analyseverfahrens, umfassend die finite Elemente methode (FEM), die Randelementmethode (BEM), die Rechenmethode von finiten Unterschieden und die FAN- Methode unter der Bedingung, daß die Bewegungs geschwindigkeit des Einspritzkolbens in Vorwärtsrich tung konstant ist;
Aufteilen eines Zeitraums, der für das Auffüllen der Modellform des Artikels als ein Ganzes mit Schmelz material erforderlich ist, durch eine willkürliche Zahl in eine Vielzahl von Materialauffüll-Zeiträumen; Berechnen einer Durchschnitts-Entladungsgeschwindig keit des Schmelzmaterials in einen Formenhohlraum bei jedem geteilten Zeitraum aus einer Füllmenge von Schmelzmaterial pro Einheitsstunde für jeden geteil ten Zeitraum; und
Anlegen einer Vorwärtsbewegungsgeschwindigkeit des Einspritzkolbens in Vorwärtsrichtung bei jedem geteilten Zeitraum als eine Funktion der Durch schnitts-Entladungsgeschwindigkeit von Schmelz material.

Das erfindungsgemäße Verfahren beinhaltet zweitens, daß das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:
Aufteilen einer Modellform eines zu gießenden Artikels umfassend eine Spule und einen Angußkanal in eine Vielzahl von feinen Elementen;
Erzielen einer Schmelzmaterial-Auffüllbedingung für jedes feine Element der Modellform des Artikels als ein Zeitraum unter Verwendung numerischer Analyse verfahren, umfassend die finite Elementemethode (FEM), die Randelementmethode (BEM), die Rechen methode von finiten Unterschieden und die FAN-Methode unter der Bedingung, daß die Bewegungsgeschwindigkeit des Einspritzkolbens in Vorwärtsrichtung konstant ist;
Aufteilen eines Zeitraums, der für das Auffüllen der Modellform des Artikels als ein Ganzes mit Schmelz material erforderlich ist, durch eine willkürliche Zahl in eine Vielzahl von Materialauffüll-Zeiträumen;
Berechnen einer Durchschnitts-Entladungsgeschwindig keit des Schmelzmaterials in einen Formenhohlraum bei jedem geteilten Zeitraum aus einer Füllmenge von Schmelzmaterial pro Einheitsstunde für jeden geteil ten Zeitraum; und
Anlegen einer Vorwärtsbewegungsgeschwindigkeit des Einspritzkolbens in Vorwärtsrichtung bei jedem geteilten Zeitraum als eine Funktion der Durch schnitts-Entladungsgeschwindigkeit von Schmelz material und einer Durchschnittsdicke der feinen Elemente, in die das Schmelzmaterial bei jedem Materialauffüll-Zeitraum gefüllt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren beinhaltet drittens, daß die Bewegungsgeschwindigkeit des Einspritzkolbens in Vorwärtsrichtung bei jedem Materialauffüll-Zeit raum so angelegt wird, daß die Durchschnitts- Entladungsgeschwindigkeit des Schmelzmaterials konstant bleibt.

Das erfindungsgemäße Verfahren beinhaltet viertens, daß die Bewegungsgeschwindigkeit des Einspritzkolbens in Vorwärtsrichtung bei jedem Materialauffüll-Zeit raum so angelegt wird, daß sie in Proportion steht mit der Durchschnittsdicke der feinen Elemente.

Das erfindungsgemäße Verfahren beinhaltet fünftens, daß die Bewegungsgeschwindigkeit des Einspritzkolbens in Vorwärtsrichtung bei jedem Materialauffüll-Zeit raum so angelegt wird, daß sie Proportion steht zu einer umgekehrten Zahl der Durchschnittsdicke der feinen Elemente.

Das erfindungsgemäße Verfahren beinhaltet sechstens, daß die Bewegungsgeschwindigkeit des Einspritzkolbens in Vorwärtsrichtung bei jedem Materialauffüll-Zeit raum als abnehmende Funktion angelegt wird, gemäß welcher die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens in einem Umfang von einer willkürlichen Zahl des letzten Zeitraums auf den letzten Zeitraum reduziert wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren beinhaltet siebtens, daß die Reaktionsgeschwindigkeit einer Anstiegsflanke der Bewegungsgeschwindigkeit des Einspritzkolbens in Vorwärtsrichtung durch eine vorbestimmte Funktion angelegt wird.

Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird der Auffüllzustand von Schmelzmaterial für jedes feine Element der Modellform des zu gießenden Artikels zunächst als ein Zeitraum erzielt durch Verwendung eines CAE-Systems zur Durchführung einer Schmelzharzentladungs-Analyse unter der Bedingung, daß die Bewegungsgeschwindigkeit des Einspritzkolbens in Vorwärtsrichtung konstant bleibt. Dadurch kann der Auffüllzustand des Materials in der Modellform mit Isochronen erzielt werden. (Die Isochronen erhält man durch Verbinden von Positionen, an denen das Schmelz material für jeden Zeitraum angekommen ist).

Als nächstes wird die Zeit, die zum Auffüllen der gesamten Modellform mit dem Schmelzmaterial erforder lich ist, d. h. die ganze Zeit, um das Schmelzmaterial in die Modellform zu füllen, durch eine beliebige Zahl in eine Vielzahl von Zeiträumen geteilt; die Auffüllmenge (Masse) an Schmelzharz pro Einheits stunde wird für jeden Auffüllzeitraum berechnet; die Durchschnittsentladungsgeschwindigkeit des Schmelz materials in den Formenhohlraum wird berechnet von der Entladungsmenge bei jedem Auffüllzeitraum. Darüber hinaus wird die Vorwärtsbewegungsgeschwindig keit des Einspritzkolbens in Vorwärtsrichtung bei jedem Auffüllzeitraum als eine Funktion der Durch schnittsentladungsgeschwindigkeit angelegt.

Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Durchschnittsentladungsgeschwindigkeit des Schmelzmaterials in derselben Weise berechnet wie oben erklärt; die Bewegungsgeschwindigkeit des Ein spritzkolbens in Vorwärtsrichtung bei jedem Auffüll zeitraum wird als eine Funktion der Durchschnittsent ladungsgeschwindigkeit des Materials und der Durch schnittsdicke der feinen Elemente der Modellform angelegt, in die das Schmelzmaterial für jeden Auf füllzeitraum eingefüllt wird.

Gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Bewegungsgeschwindigkeit des Einspritzkol bens in Vorwärtsrichtung bei jedem Auffüllzeitraum angelegt, so daß die Durchschnittsentladungsgeschwin digkeit konstant bleibt.

Gemäß dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Bewegungsgeschwindigkeit des Einspritz kolbens in Vorwärtsrichtung bei jedem Auffüllzeitraum so angelegt, daß sie in Proportion ist mit der Durch schnittsdicke der Modellform der feinen Elemente oder korrigiert und so angelegt wird, daß die Bewegungs geschwindigkeit des Kolbens in Vorwärtsrichtung, die so berechnet worden ist, daß die Durchschnittsent ladungsgeschwindigkeit konstant bleibt, ohne die Durchschnittsdicke der feinen Elemente zu berücksich tigen, in Proportion ist mit der Durchschnittsdicke der Modellform.

Gemäß dem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Bewegungsgeschwindigkeit des Einspritz kolbens in Vorwärtsrichtung bei jedem Auffüllzeitraum so angelegt, daß sie in Proportion ist mit einer umgekehrten Zahl der Durchschnittsdicke der Modell form von feinen Elementen, oder sie wird korrigiert und so angelegt, daß die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens in Vorwärtsrichtung, die so berechnet worden ist, daß die Durchschnittsentladungsgeschwindigkeit konstant bleibt, ohne die Durchschnittsdicke der feinen Elemente zu berücksichtigen, in Proportion ist mit der Durchschnittsdicke der feinen Elemente.

Gemäß dem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Bewegungsgeschwindigkeit des Einspritz kolbens in Vorwärtsrichtung bei jedem Auffüllzeitraum als eine Funktion angelegt, durch die die Bewegungs geschwindigkeit innerhalb eines Umfang von einer beliebigen Zahl des letzten Zeitraums auf den letzten Zeitraum reduziert wird.

Gemäß dem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Reaktionsgeschwindigkeit der Anstiegsflanke der Bewegungsgeschwindigkeit des Einspritzkolbens in Vorwärtsrichtung durch eine vorbestimmte Funktion angelegt.

Kurze Erklärung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Graph, der ein Beispiel eines all gemeinen Programmprofils zur Steuerung einer Ein spritzgeschwindigkeit von Spritzgießmaschinen gemäß des konventionellen Verfahrens zeigt.

Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, das eine Konstruktion einer Ausführungsform eines Geräts zum Anlegen eines Programmprofils zeigt, mit dem das Verfahren zum An legen eines Programmprofils zur Steuerung der Einspritzgeschwindigkeit von Spritzgießmaschinen erfindungsgemäß angewendet wird.

Fig. 3 ist eine schematische Ansicht, die ein Gehäuse einer Bandkassette als ein Beispiel einer Modellform eines zu gießenden Artikels zeigt, das in feine Elemente geteilt wird unter Anwendung der finiten Elementemethode.

Fig. 4 ist eine schematische Ansicht, die ein Gehäuse einer Bandkassette zeigt, bei dem der gesamte Auf füllzeitraum in zehn Auffüllzeiträume geteilt ist.

Fig. 5a ist ein Graph, der ein Beispiel eines Pro grammprofils darstellt, das durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens angelegt worden ist und

Fig. 5b ist ein Graph, der eine Veränderung der Dicke des zu gießenden Artikels zeigt; und

Fig. 6 ist ein Graph, der ein anderes Beispiel eines Programmprofils zeigt, das durch Anwendung des erfin dungsgemäßen Verfahrens angelegt worden ist.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Im folgenden wird die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen erläutert.

Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, das eine Ausführungs form eines Geräts zum Anlegen eines Programmprofils zeigt, das verwendet wird, um das Verfahren zum Anlegen eines Programmprofils zur Steuerung der Einspritzgeschwindigkeit von Spritzgießmaschinen erfindungsgemäß durchzuführen. Das Gerät zum Anlegen eines Programmprofils umfaßt einen Schmelzharz entladungs-Analyseabschnitt 1 zur Analyse eines Entladungszustands von Schmelzharz durch ein CAE- System und einen Profilanlegeabschnitt 3, wo das Programmprofil angelegt wird durch Verwendung eines Computersystems.

In dem Schmelzharz-Analyseabschnitt 1 wird eine Modellform eines zu gießenden Artikels umfassend eine Spule und einen Angußkanal in feine Elemente geteilt. Unter der Bedingung, daß die Bewegungsgeschwindigkeit eines Einspritzkolbens in Vorwärtsrichtung konstant bleibt, wird der Auffüllzustand des Schmelzmaterials (Harz) für jedes feine Element der Modellform des zu gießenden Artikels als ein Zeitraum erzielt unter Verwendung von numerischen Analyseverfahren um fassend die finite Elementemethode (FEM), die Rand elementemethode (BEM), die Rechenmethode von finiten Unterschieden und die FAN-Methode; der so erzielte Zustand wird als Isochrone ausgegeben. Die Einzel heiten der Analyse der Entladung des Harzes sind in der japanischen Patentschrift Nr. Hei 4(1991)-69857 beschrieben.

In dem Profilanlegeabschnitt 3 wird die Zeit T, die erforderlich ist, um das Schmelzmaterial in alle Bereiche der Modellform des Artikels zu füllen (Auffüllzeit), durch eine beliebige Zahl n in eine Vielzahl von Zeiträumen geteilt, um die Auffüll zeiträume D1 bis Dn zu erhalten; die Menge an Harz S1 bis Sn, die pro Einheitsstunde eingefüllt wird, wird bei jedem Auffüllzeitraum D1 bis Dn berechnet. Die Menge an Harz S1 bis Sn kann man aus dem Ergebnis der Multiplikation der Flächen und der Dicken aller feinen Elemente der Modellform erhalten, in die das Schmelzharz bei jedem Auffüllzeitraum D1 bis Dn eingefüllt wird.

Fig. 3 zeigt ein Beispiel, in dem ein Gehäuse einer Bandkassette als Modellform eines zu gießenden Artikels verwendet wird, und die Modellform ist in feine Elemente durch Anwendung der finiten Elemente methode geteilt. In Fig. 4 ist die Auffüllzeit T in zehn Zeiträume D1 bis D10 geteilt. In diesem Fall kann man die Auffüllmenge S1 für den ersten Auffüll zeitraum D1 aus dem Ergebnis der Multiplikation der Flächen und Dicken der relevanten feinen Elemente erhalten, in die der Schmelzharz während der Zeiträume T0 bis T(T/10) eingefüllt wird.

In dem Profilanlegeabschnitt 3 werden die Auffüll mengen an Harz S1 bis Sn, die man durch Berechnung der Produkte aus den Flächen und den Dicken aller feinen Elemente erhält, in die das Harz bei jedem Auffüllzeitraum D1 bis Dn eingefüllt wird, durch eine Zeit T/n bei jedem Auffüllzeitraum geteilt, um eine Durchschnittsentladungsgeschwindigkeit Cv1 bis Cvn des Schmelzmaterials in dem Formenhohlraum bei jedem Auffüllzeitraum D1 bis Dn zu erhalten. Gemäß der unten genannten Formel können die Bewegungsgeschwin digkeiten Pv1 bis Pvn des Einspritzkolbens in Vor wärtsrichtung, die mit einer Funktion k übereinstim men, erzielt werden.

k/(Cv1 - Cvn) = (Pv1 - Pvn).

Wenn die Funktion k gleich 1/Cvc ist, können die Bewegungsgeschwindigkeiten Pv1 bis Pvn so angelegt werden, daß die Durchschnittsentladungsgeschwindig keit konstant bleibt, d. h. Cvc.

Das Programmprofil zur Steuerung der Einspritz geschwindigkeit kann automatisch durch die so erhal tenen Bewegungsgeschwindigkeiten Pva bis Pvn des Ein spritzkolbens erzielt werden.

Fig. 5(a) ist ein Graph, der ein Programmprofil zur Steuerung einer Einspritzgeschwindigkeit zeigt, das aus der oben genannten Formel erhalten wurde und in dem die Auffüllzeit als Ganzes in zehn (10) Zeiträume geteilt ist. In diesem Graph ist die Durch schnittsentladungsgeschwindigkeit CV1 bis CV10 des Schmelzmaterials in dem Hohlraum unter der Bedingung berechnet, daß die Bewegungsgeschwindigkeit des Ein spritzkolbens in Vorwärtsrichtung konstant bleibt; die Bewegungsgeschwindigkeit des Einspritzkolbens Pv1 bis Pv10 wird so erzielt, daß die Durchschnittsent ladungsgeschwindigkeit konstant bleibt (k = konstant).

In Fig. 5(a) stellt das Bezugszeichen Pvs1 ein Beispiel dar, in dem die Reaktionsgeschwindigkeit einer Anstiegsflanke der Bewegung des Einspritz kolbens linear ist und eine vorbestimmte Neigung hat, welche durch eine lineare Funktion erzielt wird; das Bezugszeichen Pvs2 stellt ein Beispiel dar, in dem die Reaktionsgeschwindigkeit einer Anstiegsflanke der Bewegung des Einspritzkolbens unter Verwendung einer quadratischen Funktion angelegt wird. Diese Einstel lungen sollen die Reaktionsgeschwindigkeit der Anstiegsflanke so schnell wie möglich machen. Die zu verwendende Funktion sollte je nach Entladungseigen schaft des Harzes ausgewählt werden.

Darüber hinaus kann die Bewegungsgeschwindigkeit des Einspritzkolbens bei jedem Auffüllzeitraum als eine abfallende Funktion angelegt werden, wodurch die Bewegungsgeschwindigkeit in einem Umfang von der beliebigen Zahl des letzten Zeitraums auf den letzten Zeitraum reduziert wird, wobei das Bezugszeichen "n" eine beliebige Zahl ist.

In Fig. 5(a) ist die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens, wie durch die Bezugssymbole Pv9′ und Pv10′ dargestellt, reduziert in einem Umfang zwischen dem zweiten Zeitraum des letzten Zeitraums und dem letzten Zeitraum, d. h. in einem Umfang zwischen den Zeiträumen von D9 und D10.

Diese Einstellung dient zur Absorption jeglicher Trägheit der Auffüllbewegung des Kolbens und zur Durchführung der Schaltsteuerung der Einspritzphase von einer Schmelzharz-Auffüllphase zu einer Ruhephase in gleichmäßiger Weise.

In der obigen Ausführungsform wird der Einfluß durch die Variation in der Dicke des zu gießenden Artikels nicht berücksichtigt. Wenn die Dicke des zu gießenden Artikels variiert werden soll, ist es jedoch besser, das Programmprofil als eine Funktion der Durch schnittsentladungsgeschwindigkeit und der Dicke des Artikels anzulegen, wobei jede Variation berücksich tigt wird.

In diesem Fall wird die Bewegungsgeschwindigkeit Pv1 zu Pvn des Einspritzkolbens bei den Auffüllzeiträumen D1 bis Dn als eine Funktion k′, die unten gezeigt ist, von Durchschnittsgeschwindigkeiten Cv1 bis Cvn und von Durchschnittsdicken t1 bis tn der feinen Ele mente angelegt, in die Schmelzmaterial bei jedem Auf füllzeitraum D1 bis Dn eingefüllt wird.

k′ · k/(Cv1 - Cvn) = (Pv1 - Pvn).

Wenn z. B. die Durchschnittsdicken t1 bis t10 bei jedem Auffüllzeitraum D1 bis Dn variiert werden, wie in Fig. 5(b) gezeigt, werden die Bewegungsgeschwin digkeiten des Kolbens Pv1, Pv2, Pv6 und Pv7 korri giert, wie durch Pv1′′, Pv2′′, Pv6′′ und Pv7′′ jeweils gezeigt, wobei die Variation der Durchschnittsdicke zur Bewegungsgeschwindigkeit Pv1 bis Pv10 addiert wird, um die Bewegungsgeschwindigkeit in Proportion mit der Variation der Durchschnittsdicke des zu gießenden Artikels zu bringen.

Da gemäß dieser Einstellung die Bewegungsgeschwindig keit des Einspritzkolbens so gesteuert wird, daß sie in Proportion mit der Durchschnittsdicke des zu gießenden Artikels bei jedem Auffüllzeitraum ist, wird die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens an dem Abschnitt langsam, wo die Durchschnittsdicke des Artikels dünn ist, und an dem Abschnitt schnell, wo die Durchschnittsdicke des Artikels dick ist.

Ein solches Programmprofil wird erzielt, wenn man die Tatsache in Betracht zieht, daß die Form des gegosse nen Artikels aufgrund von Überhitzung schlecht wird, die durch einen Entladungswiderstand des in dem Hohl raum fließenden Schmelzharzes verursacht wird. Dieses Profil wird je nach Viskosität und Wärmebeständigkeit des Material verwendet.

In dem Fall, daß das Material verwendet wird, für welches es nicht notwendig ist, auf die schlechte Form des Artikels wegen der Überhitzung zu achten, kann nur eine Turbulenz, die durch eine zu hohe Ein füllgeschwindigkeit des Materials verursacht wird, verhindert werden. In diesem Fall könnte die Bewe gungsgeschwindigkeit des Kolbens, die in Proportion mit einer umgekehrten Zahl der Durchschnittsdicke der Modellform des Artikels steht, mit einem geeigneten Koeffizienten gegeben sein, so daß die Durchschnitts entladungsgeschwindigkeit an dem Abschnitt, wo die Durchschnittsdicke des Artikels dünn ist, gering wird und an dem Abschnitt, wo die Durchschnittsdicke des Artikels dick ist, schnell wird.

In dem Fall, daß die Bewegungsgeschwindigkeiten Pv1 zu Pvn des Einspritzkolbens als Funktionen für die Durchschnittsentladungsgeschwindigkeiten Cv1 bis Cvn in dem Formenhohlraum erzielt werden, kann es einge richtet werden, daß ein vorderer Teil der Auffüll zeiträume D1 bis D5 als eine aufsteigende Funktion angelegt werden und der hintere Teil davon als eine abfallende Funktion.

Fig. 6 ist ein Graph, der ein solches Profil zeigt, in dem der vordere Teil der Zeiträume D1 bis D5 als eine aufsteigende Funktion angelegt wird und der hin tere Teil der Zeiträume D6 bis D10 als abfallende Funktion angelegt wird. Es wird darauf hingewiesen, daß die Punkte Pv11 bis Pv20 jeweils den in dem Graph von Fig. 5 gezeigten Punkten Pv1, Pv2 . . . Pv10 ent sprechen.

In diesem Fall kann die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens in derselben Weise angelegt werden wie in Fig. 5(a) gezeigt. Das heißt, um die Umschaltung der Einspritzphase von der Material-Auffüllphase zur Ruhephase in gleichmäßiger Weise zu steuern, wird die Bewegungsgeschwindigkeit Pv19′ bis Pv20′ reduziert. Um zu verhindern, daß die Form des Artikels wegen Überhitzung schlecht wird, werden des weiteren die Bewegungsgeschwindigkeiten Pv11′ bis Pv17′′, Pv19′, Pv20′ so variiert, daß sie in Proportion mit der Variation der Dicke des Artikels sind.

Wie oben erwähnt wird erfindungsgemäß ein Auffüll zustand des Schmelzmaterials als ein Zeitraum zuerst für jedes feine Element einer Modellform eines zu gießenden Artikels unter der Bedingung erzielt, daß die Bewegungsgeschwindigkeit des Einspritzkolbens in Vorwärtsrichtung konstant bleibt; die Zeit, die erforderlich ist, um die Modellform des zu gießenden Artikels mit dem Schmelzmaterial aufzufüllen, d. h. die ganze Auffüllzeit wird durch eine beliebige Zahl in eine Vielzahl von Zeiträumen geteilt; eine Durchschnittsentladungsgeschwindigkeit des Schmelz materials in dem Hohlraum wird aus der Menge an Harz, die bei jedem Auffüllzeitraum pro Einheitsstunde ein gefüllt wird, berechnet; die Bewegungsgeschwindigkeit des Einspritzkolbens in Vorwärtsrichtung bei jedem Auffüllzeitraum wird als eine Funktion der Durch schnittsentladungsgeschwindigkeit des Schmelz materials angelegt. Daher kann das Programmprofil zur Steuerung der Einspritzgeschwindigkeit automatisch und ohne Anwendung eines Know-Hows so angelegt werden, daß es für die Form des zu gießenden Artikels passend ist.

Besonders wenn eine geschlossene Regelung durch geführt wird, kann das Profil, das mit der tatsäch lichen Bewegungsgeschwindigkeit des Einspritzkolbens einschließlich ihrer Anstiegs- und Abfallflanken übereinstimmt, angelegt werden. Daher ist es möglich, den Unterschied zwischen den angelegten Werten und den Verfolgungswerten auf ein Minimum zu reduzieren.

Des weiteren wird erfindungsgemäß die Durchschnitts entladungsgeschwindigkeit des Schmelzmaterials in derselben Weise wie oben erwähnt berechnet, aber die Bewegungsgeschwindigkeit des Einspritzkolbens in Vor wärtsrichtung bei jedem Auffüllzeitraum wird als eine Funktion der Durchschnittsentladungsgeschwindigkeit und der Durchschnittsdicke der feinen Elemente ange legt, in die das Schmelzmaterial bei jedem Auffüll zeitraum eingefüllt wird. Daher kann das Programm profil zur Steuerung des Einspritzkolbens automatisch und ohne Anwendung eines Know-Hows angelegt werden, auch wenn die Dicke des zu verwendenden Artikels variiert.

Darüber hinaus wird erfindungsgemäß das Profil zur Steuerung der Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens in Vorwärtsrichtung bei jedem Auffüllzeitraum unter Ver wendung eines Profils angelegt, durch welches die Durchschnittsentladungsgeschwindigkeit des Schmelz materials ohne Berücksichtigung der Variation in der Fläche des Querschnitts des Flußweges des Schmelz harzes in dem Hohlraum konstant wird.

Des weiteren wird erfindungsgemäß die Bewegungs geschwindigkeit des Einspritzkolbens bei jedem Auf füllzeitraum so angelegt, daß sie in Proportion ist mit der Durchschnittsdicke des zu gießenden Artikels, oder die Geschwindigkeit wird korrigiert und so ange legt, daß die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens, die so berechnet wird, daß die Durchschnittsent ladungsgeschwindigkeit des Schmelzmaterials konstant wird, ohne die Durchschnittsdicke der feinen Elemente zu berücksichtigen, in Proportion ist mit der Durch schnittsdicke der feinen Elemente. In solchen Fällen kann das Profil verhindern, daß die Form des gegosse nen Artikels wegen Überhitzung des Schmelzharzes schlecht wird.

Erfindungsgemäß wird die Bewegungsgeschwindigkeit des Einspritzkolbens bei jedem Auffüllzeitraum so ange legt, daß sie in Proportion ist mit einer umgekehrten Zahl der Durchschnittsdicke der feinen Elemente, oder sie wird korrigiert und so angelegt, daß die Bewe gungsgeschwindigkeit des Kolbens, die so berechnet wird, daß die Durchschnittsentladungsgeschwindigkeit des Schmelzmaterials konstant wird, ohne die Dicke der feinen Elemente zu berücksichtigen, in Proportion ist mit der umgekehrten Zahl der Durchschnittsdicke der feinen Elemente. In diesem Fall kann ein Profil angelegt werden, in dem die Verhinderung von Turbu lenzen aufgrund zu hoher Auffüllgeschwindigkeit beachtet wird.

Außerdem wird erfindungsgemäß die Bewegungsgeschwin digkeit des Einspritzkolbens bei jedem Auffüllzeit raum als eine abfallende Funktion in einem Umfang einer beliebigen Zahl des letzten Zeitraums zum letzten Zeitraum angelegt, wobei n eine beliebige Zahl ist. In diesem Fall kann die Schaltsteuerung von der Auffüllphase zur Ruhephase stabil durchgeführt werden, so daß das Profil, in dem ein Gegenmaßnahme gegen "Gußnähte" ergriffen wird, automatisch angelegt wird.

Erfindungsgemäß wird die Reaktionsgeschwindigkeit der Anstiegsflanke der Bewegungsgeschwindigkeit des Kol bens mit Hilfe einer vorbestimmten Funktion angelegt, so daß ein Profil automatisch angelegt werden kann, das eine scharfe Anstiegsflanke der Bewegungs geschwindigkeit des Kolbens hat.

Claims

1. Verfahren zum Anlegen eines Programmprofils zur Steuerung der Einspritzgeschwindigkeit eines Einspritzkolbens in Spritzgießmaschinen, welches die folgenden Schritte umfaßt:
Aufteilen einer Modellform eines zu gießenden Artikels umfassend eine Spule und einen Angußkanal in eine Vielzahl von feinen Elementen;
Erzielen einer Schmelzmaterial-Auffüllbedingung für jedes feine Element der Modellform des Artikels als ein Zeitraum unter Verwendung nume rischer Analyseverfahren, umfassend die finite Elementemethode (FEM), die Randelementmethode (BEM), die Rechenmethode von finiten Unterschie den und die FAN-Methode unter der Bedingung, daß die Bewegungsgeschwindigkeit des Einspritzkolbens in Vorwärtsrichtung konstant ist;
Aufteilen eines Zeitraums, der für das Auffüllen der Modellform des Artikels als ein Ganzes mit Schmelzmaterial erforderlich ist, durch eine beliebige Zahl in eine Vielzahl von Materialauffüll-Zeiträumen;
Berechnen einer Durchschnitts- Entladungsgeschwindigkeit des Schmelzmaterials in einen Formenhohlraum bei jedem geteilten Zeitraum aus einer Füllmenge von Schmelzmaterial pro Ein heitsstunde für jeden geteilten Zeitraum; und
Anlegen einer Bewegungsgeschwindigkeit des Ein spritzkolbens in Vorwärtsrichtung bei jedem ge teilten Zeitraum als eine Funktion der Durch schnitts-Entladungsgeschwindigkeit des Schmelz harzes.

2. Verfahren zum Anlegen eines Programmprofils zur Steuerung einer Einspritzgeschwindigkeit von Spritzgießmaschinen, welches die folgenden Schritte umfaßt:
Aufteilen einer Modellform eines zu gießenden Artikels umfassend eine Spule und einen Angußkanal in eine Vielzahl von feinen Elementen;
Erzielen einer Schmelzmaterial-Auffüllbedingung für jedes feine Element der Modellform des Arti kels als ein Zeitraum unter Verwendung numeri scher Analyseverfahren, umfassend die finite Elementemethode (FEM), die Randelementmethode (BEM), die Rechenmethode von finiten Unterschie den und die FAN-Methode unter der Bedingung, daß die Bewegungsgeschwindigkeit des Einspritzkolbens in Vorwärtsrichtung konstant ist;
Aufteilen eines Zeitraums, der für das Auffüllen der Modellform des Artikels als ein Ganzes mit Schmelzmaterial erforderlich ist, durch eine beliebige Zahl in eine Vielzahl von Materialauffüll-Zeiträumen;
Berechnen einer Durchschnitts- Entladungsgeschwindigkeit des Schmelzmaterials in einen Formenhohlraum bei jedem geteilten Zeitraum aus einer Füllmenge von Schmelzmaterial pro Ein heitsstunde für jeden geteilten Zeitraum; und
Anlegen einer Bewegungsgeschwindigkeit des Ein spritzkolbens in Vorwärtsrichtung bei jedem ge teilten Zeitraum als eine Funktion der Durch schnitts-Entladungsgeschwindigkeit des Schmelz materials und der Durchschnittsdicke der feinen Elemente, in die das Schmelzmaterial bei jedem Materialauffüllzeitraum eingefüllt wird.

3. Verfahren zum Anlegen eines Programmprofils zur Steuerung einer Einspritzgeschwindigkeit von Spritzgießmaschinen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsgeschwindigkeit des Einspritz kolbens bei jedem Auffüllzeitraum so angelegt wird, daß die Durchschnittsentladungsgeschwindig keit des Schmelzmaterials konstant bleibt.

4. Verfahren zum Anlegen eines Programmprofils zur Steuerung einer Einspritzgeschwindigkeit von Spritzgießmaschinen nach Anspruch 2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsgeschwindigkeit des Einspritz kolbens bei jedem Materialauffüllzeitraum so an gelegt wird, daß sie mit der Durchschnittsdicke der feinen Elemente in Proportion ist.

5. Verfahren zum Anlegen eines Programmprofils zur Steuerung einer Einspritzgeschwindigkeit von Spritzgießmaschinen nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsgeschwindigkeit des Einspritz kolbens bei jedem Materialauffüllzeitraum so an gelegt wird, daß sie mit einer umgekehrten Zahl der Durchschnittsdicke der feinen Elemente in Proportion ist.

6. Verfahren zum Anlegen eines Programmprofils zur Steuerung einer Einspritzgeschwindigkeit von Spritzgießmaschinen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsgeschwindigkeit des Einspritz kolbens bei jedem Materialauffüllzeitraum durch eine abfallende Funktion angelegt wird, gemäß welcher die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens in einem Umfang von einer beliebigen Zahl des letzten Zeitraums auf den letzten Zeitraum redu ziert wird.

7. Verfahren zum Anlegen eines Programmprofils zur Steuerung einer Einspritzgeschwindigkeit von Spritzgießmaschinen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reaktionsgeschwindigkeit einer Anstiegs flanke der Bewegungsgeschwindigkeit des Ein spritzkolbens durch eine vorbestimmte Funktion angelegt wird.